自动钻床液压传动系统课程设计

1、I目录目录1 1 自动加工钻床工作原理自动加工钻床工作原理 .1 12 2 钻床的液压系统分析钻床的液压系统分析.2 23 3 液压系统的设计液压系统的设计.4 43.13.1 供油方式供油方式.4 43.23.2 调速方式的选择调速方式的选择.4 43.33.3 速度换接方式的选择速度换接方式的选择.5 53.43.4 夹紧回路的选择夹紧回路的选择.5 53.53.5 液压原理图的拟定与设计液压原理图的拟定与设计 .5 53.5.13.5.1 送料缸液压回路送料缸液压回路 .5 53.5.23.5.2 夹紧缸液压回路夹紧缸液压回路 .6 63.5.33.5.3 加工缸液压回路加工缸液压回路

2、.7 73.63.6 绘制液压系统图绘制液压系统图.7 73.6.13.6.1 绘图要求绘图要求.7 73.6.23.6.2 液压系统原理图液压系统原理图.8 8根据自动加工钻床的工作要求和结合上面对液压系统的分析，最后拟定出的液压系根据自动加工钻床的工作要求和结合上面对液压系统的分析，最后拟定出的液压系统的原理图如图统的原理图如图 3-43-4。.8 84 4 液压系统的计算和液压元件的选择液压系统的计算和液压元件的选择.9 94.14.1 液压缸的选择液压缸的选择.9 94.1.14.1.1 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定 .9 94.1.24.1.2 稳定速度的验算稳定速度的验

3、算 .12124.24.2 液压泵的选择液压泵的选择.13134.2.14.2.1 液压泵的压力液压泵的压力 .13134.2.24.2.2 液压泵的流量液压泵的流量 .14144.2.34.2.3 液压泵规格的选择液压泵规格的选择 .14144.34.3 电动机的选择电动机的选择.15154.44.4 压马达的选择压马达的选择.16164.4.14.4.1 液压马达的负载计算液压马达的负载计算 .16164.4.24.4.2 马达规格的选择马达规格的选择 .17174.54.5 液压阀的选择液压阀的选择.17174.5.14.5.1 方向控制阀的选择方向控制阀的选择 .17174.5.24.

4、5.2 压力控制阀的选择压力控制阀的选择 .18184.64.6 液压缸的选择液压缸的选择.18184.74.7 液压油管的设计液压油管的设计.20204.7.14.7.1 油管类型的选择油管类型的选择 .21214.7.24.7.2 油管尺寸的确定油管尺寸的确定 .21214.84.8 油箱容量的选择油箱容量的选择.22225 5 液压系统性能验算液压系统性能验算 .2323II6 6 电气控制原理图的设计电气控制原理图的设计 .25256.16.1 电气原理图设计中应注意的问题电气原理图设计中应注意的问题 .25256.26.2 电气控制原理图的拟定电气控制原理图的拟定 .2525结论结论

5、 .2727参考文献参考文献 .282812 2 钻床的液压系统分析首先根据 z3040 自动钻床的参数，绘制运动部件的速度循环图，如图 2-1 所示。图 2-1 速度循环图然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。液压缸所受外负载 F 包括三种类型，即： (2-1)afwFFFF式中 工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，wF在本设计中为 13412；wFN运动部件速度变化时的惯性负载；aF导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，对于平导轨可由下式得：fFfF (2-2)(rnfFGfF式中 运动部件重力；G垂直于导轨的工作负载，本设计中为零；rnF 导轨摩擦系数，在本设计中取

6、静摩擦系数为 0.2，动摩擦系数为 0.1。f2则求得：1078N53902 . 0fsF NF53953901 . 0fa式中 静摩擦阻力；fsF动摩擦阻力。faF (2-3)tvgGaF式中 重力加速度；g加速和减速时间，t=0.2sec；t速度差，v时间差。t在本设计中NF3 .1321352 . 048 . 95390a根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载，见表 2-1，并画出如图 2-2 所示的负载循环图图 2-2 负载循环图表表 2-1 工作循环各阶段的外负载工作循环各阶段的外负载工作循环外负载NF工作循环外负载NF3启动、加速afFFF1210.3工进fawFFF1395

7、1快进FfaF539快退FfaF5393 液压系统的设计3.1 供油方式供油方式 考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低；而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。3.2 调速方式的选择调速方式的选择调速方案对液压系统的性能起到决定性的作用。调速方案包括节流调速、容积调速和容积节流调速三种。选择调速方案时，应根据液压执行元件的负载特性、液压缸活塞杆的运动情况和调速范围以及经济性能因素，最后选出合适的调速方案。需考虑到系统本身的性能要求和一些使用要求以及负载特性，参照表 3-1。表表 3-1 各种调速

8、方式的性能比较各种调速方式的性能比较节流调速容积调速回路容积-节流调速回路简式节流调速系统带压力补偿阀的节流调速系统主要性能进油节流及回油节流旁路节流调速阀在进油路调速阀在旁油路及溢流节流调速回路变量泵、 定量马达流量适应功率适应速度刚度差很差好较好好负载特性承载能力好较差好较好好调速范围大小大较大大效率低较低低较低最高较高高功率特性发热大较大大较大最小较小小4成本低较低高小最高液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容

9、积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤，为防止系统中杂质流回油箱。本设计采用容积节流调速，所以使用变量泵供油。3.3 速度换接方式的选择速度换接方式的选择本系统采用电磁阀的快慢速换接回路。它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也比较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。3.4 夹紧回路的选择夹紧回路的选择用三位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧

10、方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入一个可调单向节流阀。在该回路中还装有保压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。3.5 液压原理图的拟定与设计液压原理图的拟定与设计3.5.1 送料缸液压回路送料缸液压回路 送料液压缸液压回路采用了两个可调单向节流阀，其中液压缸左腔油液的开度设置 60%，因为送料要求平稳，速度不宜过快，故限定油液的流量。为了保证送料缸活塞快速返回，所以液压缸右腔开度设置为 100%。5选取了三位四通换向阀，满足换向要求。具体送料缸液压回路见图 3-1 所示。图 3-1 送料缸液压回路3.5.2 夹紧缸液压回路夹紧缸液压回路夹紧缸液压

11、回路采用了一个可调单向节流阀，液压缸左腔油液开度设置为 100%，为的是在工件被运送到位后活塞杆快速向右运动进行工件的夹紧。采用了一个保压阀，使夹紧缸才工作过程中始终保持恒定的可调夹紧力，保证了工件的夹紧。夹紧缸液压回路见图 3-2。图 3-2 夹紧缸液压回路63.5.3 加工缸液压回路加工缸液压回路加工缸液压回路采用了两个可调单向节流阀，其中液压缸左腔油液开度设置40%，因为加工的时候刀具运动较慢，故限定油液流量，保证加工的质量；为了保证加工缸活塞快速返回，所以液压缸右腔开度设置为 100%。加工缸液压回路见图 3-3。 图 3-3 加工缸液压回路3.6 绘制液压系统图绘制液压系统图3.6.

12、1 绘图要求绘图要求（1）整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。（2）各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。（3）注意各元件间的联锁关系，避免误动作发生。（4）要尽量减少能量损失环节,提高系统的工作效率。（5）为便于液压系统的维护和监测，在系统中的主要路段要装设必要的检测元件（如压力表、温度计等） 。（6）大型设备的关键部位，要附设备用件，以便意外事件发生时能迅速更换，保证主要连续工作。（7）各液压元件尽量采用标准件，在图中要按国家标准规定的液压元件职能符号的常态位置绘制。（8）对于自行设计的非标准元件可用结构原理图绘制。（9）系统图中应注明各液压执行元件的名称

13、和动作，注明各液压元件的序号以及7各电磁铁的代号，并附有电磁铁、行程开关。3.6.2 液压系统原理图液压系统原理图根据自动加工钻床的工作要求和结合上面对液压系统的分析，最后拟定出的液压系统的原理图如图 3-4。图 3-4 液压系统原理图1油箱 2过滤器 3变量液压泵 4溢流减压阀 5二位二通电磁换向阀6压力表 7三位四通电磁换向阀 8可调单向节流阀 9双作用液压缸表表 3-2 电磁铁动作顺序表电磁铁动作顺序表1Y11Y22Y12Y23Y13Y2送料阶段夹紧阶段加工阶段8停止卸荷注：“+”表示得电， “”表示失电。4 液压系统的计算和液压元件的选择4.1 液压缸的选择液压缸的选择4.1.1 液压

14、缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定 计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径 D、活塞杆外径d 和缸筒长度 L。（1）缸筒内径 D液压缸的缸筒内径 D 是根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径 D，再从 GB234880 标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。根据负载和工作压力的大小确定 D：D= (4-1)cmPF1max4式中 p 缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；1F最大作用负载。max（2）活塞杆外径 d活塞杆外径 d 通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。同时也

15、可以根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.30.5D。受压力作用时： p5MPa d=0.50.55D1 5MPap7MPa d=0.60.7D1p7MPa d=0.7D1（3）缸筒长度 L9缸筒长度 L 由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：L=l+B+A+M+C (4-2)式中 l活塞的最大工作行程；B活塞宽度，一般为(0.6-1)D；A活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D；M活塞杆密封长度，由密封方式定；C其他长度。一般缸筒的长度最好不超过内径的 20 倍。另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度 H。（4）工作压力的确定。p工作压力可根据负载大小及机器的类型来初

16、步确定为 FF0C，现参阅表 4-1 取液p压缸工作压力为 3。MPa表表 4-1 液压设备常用的工作压力液压设备常用的工作压力机床类型设备类型磨床组合机床龙门刨床拉床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械、起重运输机械工作压力MPap0.82.0352881010162032（5）计算液压缸内径 D 活塞杆直径 d负载图知最大负载为 19341，按表 4-2 可取为 0.5，为 0.95，考虑FN2pMPacm到快进、快退速度相等，取为 0.7。上述数据代入公式：Dd2121114DdppcmpFD可得：1010378m. 0)7 . 0(1 305-195. 0103014. 319341

17、425D根据表 4-3，将液压缸内径圆整为标准系列直径表表 4-2 执行元件背压的估计值执行元件背压的估计值系统类型背压MPap2简单的系统和一般轻载的节流调速系统0.20.5回油路带调速阀的调速系统0.50.8回油路带背压阀0.51.0中、低压系统08MPa采用带补液液压泵的闭式回路0.81.5中高压系统816采用带补液液压泵的闭式回路比中低压系统高 50100%高压系统1632锻压机械等初算时背压可忽略不计表表 4-3 液压缸内径液压缸内径 D 活塞杆直径活塞杆直径 d 关系关系按机床类型选取 d/D按液压缸工作压力选取 d/D机床类型d/D工作压力 P/PAd/D磨床、珩磨及研磨机床0.

18、20.320.20.3插床、拉床、刨床0.5250.50.58钻、镗、车、铣床0.7570.620.7070.70按工作要求加紧力由两个加紧缸提供，考虑到夹紧力的稳定，夹紧缸的工作压力应低于进给液压缸的工作压力，现取夹紧缸的工作压力为 2.5。回油背压力为零，MPa为 0.95，则按式（4-1）可得：cmm1037.1095. 0102514. 319341425D按表 4-4 及表 4-5 液压缸内径和活塞杆直径的尺寸系列， 取好夹紧液压缸的Dd=10mm 和=6mm。Dd表表 4-4 液压缸内径液压缸内径 D 寸系列（寸系列（GB2348-80） 单位：单位：mm1181012162025

19、3240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630表表 4-5 活塞杆直径活塞杆直径 d（GB2348-80） 单位：单位：mm456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360404.1.2 稳定速度的稳定速度的验算验算要保证液压缸节流腔的有效工作面积，必须大于保证最小稳定速度的最小有效A面积，即。minAAminA (4-3)minminminvqA式中 的最小稳定流量，一般从选定流量阀的产品样本中查得；minq缸

20、的最低速度，由设计要求给定。minv如果液压缸节流腔的有效工作面积不大于计算所得最小有效面积，则说明AminA液压缸不能保证最小稳定速度，此时必须增大液压缸的内径，以满足速度稳定的要求。液压缸壁厚和外径的计算，液压缸壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。按最低工进速度演算液压缸的最小稳定速度，由公式（4-3）可得：A23minmin5101005. 0cmvq是由产品样本查得 GE 系列调速阀 AQF3-E10B 的最小稳定流量为minq0.05。minL1

21、2本设计中调速阀是安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积，即2222240)710(4)(4cmdDA可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。计算在各工作阶段液压缸所需的流量：快进快进vdq244)107(422 minL4 .15104 .153工进工进vq2D4 3210501 . 04minL快退快退）（vdDq224 4)07. 01 . 0(422 minL1610163快进快进vdq24 4)107(422 minL4 .15104 .1534.2 液压泵的选择液压泵的选择4.2.1 液压泵的压力液压泵的压力考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损

22、失，所以泵的工作压力为：13 (4-4)pppp1式中 液压泵为最大工作压力；pp执行元件最大工作压力；1p进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取 0.20.5，复杂paMP系统取 0.51.5，本系统取 0.5。aMPaMPapMPppp5 . 35 . 031上述计算所得的 是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现pp的动态压力往往超过静态压力。另外，考虑到一定压力储备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力应满足公式。中低压系统取小值，高压系统取最pppnpp)6 .251. 1 (大值。4.2.2 液压泵的流量液压泵的流量液压泵的最大流量应为： (4-5)max)(qKqL

23、p式中 泵的最大流量；pq动作的各执行元件所需流量之和的最大值，如果这时溢流阀正进max)(q行工作，尚需加溢流阀的最小溢流量 23；minL泄露系数，一般取=1.11.3，现取=1.2。LKLKminLLKmin2 .19162 . 1)(maxLqKqLp4.2.3 液压泵规格的选择液压泵规格的选择根据以上所需最大压力及最大流量并考虑一定的损耗，所选泵的额定流量：QKQ1.12.41 =2.65 L/min泵漏缸所选泵的额定压力：14PKP= 1.32.91=3.78 Mpa泵压缸查液压产品目录选泵型号：YB1-2.5。额定压力为 6.3 Mpa，排量为 2.5m /r，转速为 1450r

24、/min。该泵的输出流量为：Q = 2.51450 =3.6 L/min4.3 电动机的选择电动机的选择首先分别算出快进与共进两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般当流量在0.21范围内时，可取。同时还应注意到，为了使所选则的电动minL0.1403. 0机在经过泵的流量特性曲线最大功率点时不致停转，需进行验算，即： （4-6）npBPqp2式中 所选电动机额定功率；nP限压式变量泵的限定压力；Bp为时，泵的输出流量。pqBp首先计算快进时的功率，进时的外负载为 1000N，进油路的压力损失定为0.3，由式（3-6）可得

25、：aMPa624051. 03 . 01007. 04539MPPP快进时所需电动机功率为：KWPP15. 07 . 0601641. 0qpp工进时所需电动机功率为：15KWPP15. 07 . 0601641. 0qpp查阅电动机产品样本，选用 Y90S-4 型电动机，其额定功率为 1.1，额定转速kW为 1400。minr根据产品样本可查得 YBX-16 的流量-压力特性曲线。再由已知的快进时流量为 24，工进时的流量为 11，压力为 3.5，做出泵的实际工作时的流量-压力minLminLaMP特性曲线，如图 3-3 所示。图 3-3 YBX-16 液压泵的流量-压力特性曲线 1额定流量

26、压力特性曲线2工作时间的特性曲线4.4 压马达的选择压马达的选择4.4.1 液压马达的负载计算液压马达的负载计算16工作机构作旋转运动时，液压马达必须克服的外负载为：M=Me+Mf+Mi （1)工作负载力矩 Me作负载力矩可能是定值，也可能随时间变化，应根据机器工作条件进行具体分析。（2)摩擦力矩 Mf为旋转部件轴颈处的摩擦力矩，其计算公式为：Mf=GfR(Nm) (4-7)式中 G旋转部件的重量，N；f摩擦因数，启动时为静摩擦因数，启动后为动摩擦因数；R轴颈半径，m。（3）惯性力矩 Mi惯性力矩 Mi 为旋转部件加速或减速时产生的惯性力矩，其计算公式为： Mi=J=J (Nm) (4-8)式

27、中 角加速度，r/s ；2角速度的变化，r/s；t加速或减速时间，s；J旋转部件的转动惯量，kgm ，J=1GD /4g；22GD 回转部件的飞轮效应，Nm 。224.4.2 马达规格的选择马达规格的选择回转支承一般采用滚动轴承式回转支承，其结构相当于放大了的滚动轴承，其中用得最广泛的是单排滚球式和双排滚柱式回转支承。回转支承的座圈滚道与滚球的间隙为 0203 mm。双排球式回转支承的外座圈上下可分开，在使用过程中如发现间隙过大，可用千斤顶将转台顶起来，松开外座圈上、下联结螺栓，再适量调整垫片的厚度。在本次设计中我们选用由安徽马鞍山方圆回转支承股份有限公司生产的 zl50 型回转支乘回转马达选

28、用日本 KYB 株式会社生产的 MSG-27P-23E 型液压回转马达。其最大扭矩为 2KN/M，最高转速为 70r/min。174.5 液压阀的选择液压阀的选择液压控制阀是液压系统中用来控制液流的压力、流量和流动方向的控制元件、是影响液压系统性能，可靠性和经济性的重要元件。4.5.1 方向控制阀方向控制阀的选择的选择方向控制阀简称方向阀，主要用来通断油路或切换油液流动的方向，以满足对执行元件的启停和运动方向的要求。其中有单向阀和换向阀两种。（1）单向阀的选择应选择开启压力小的单向阀，开启压力较大的单向阀可作为背压阀使用。所以，本系统选择叠加式双单向节流阀，具体型号和尺寸根据要求查机械设计手册

29、得：其中叠加式双单向节流阀的型号为：Z2FS6-3-L4X/2Q。（2） 换向阀的选取 换向阀的作用是利用阀芯和阀体间的相对运动，来变换油液流动的方向。以实现工作机构的直线往复或正反转，也可利用换向阀来接通或关闭油路。一般来说，流量在 190L/min 以上的适宜用二通插装阀；190L/min 以下时可采用滑阀式换向阀。70L/min 以下时通常用电磁换向阀。控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也可以有 20%以内的短时间过流量。 根据以上要求，本系统选择的换向阀为三位四通电磁换向阀具体的型号和尺寸根据要求查机械设计手册得：4WE6E6X/EG24NZ5L/B10。4.5.2

30、压力控制阀压力控制阀的选择的选择在液压传动中，用来控制和调节液压系统压力高低的阀类称压力控制阀。按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。（1）溢流阀溢流阀的功能是靠阀芯的调节作用，可使阀的进口压力不超过或保持恒定值。根据结构不同有直动式、差动式、先导式。由于直动式溢流阀适用于低压液压系统，而先导式溢流阀 调压范围大，适用于18高压液压系统，因此此次设计中采用先导式溢流阀，型号为 DB10K2-4X-100YV。 （2）压力继电器压力继电器是利用液体压力信号来启动或关闭电器触点的液压电器转换元件。它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电器元件动作，实现泵的加载和卸荷

31、。其设定值通常是比系统正常工作压力高出约 0.5Mpa，所以本系统的压力继电器预先调定压力为 3.5Mpa。根据以上要求，本系统选择的压力继电器为叠加式压力继电器，具体型号和尺寸根据要求查机械设计手册得：HED10A20/35L24/2。4.6 液压缸的选择液压缸的选择液压缸参数的选择每斗料的重量：M = 1.2 1.65 = 1980 Kg G = m g = 1980 9.8 = 19404 KN由卸料斗的尺寸图按极限情况计算得所挖斗料自重 G 与铲斗液压缸产生的推力 F在卸料斗底板轴承铰接处转距平衡即： F L = G L拉12工作压力的选定关系到设计出和系统是否经济合理；工作压力低，则

32、要求执行元件的容量大，即尺寸大、重量重，系统所需流量也大；压力过高，则对元件的制造精度和系统的使用维护要求提高，并使容积效率降低。一般是根据机械的类型来选择工作压力。执行元件工作压力可以根据总负载值或者主机设备类型选取，如表 4-6 所示。表表 4-6 各类机械常用的系统工作压力各类机械常用的系统工作压力负载 F/KN10102070140140250250工作压力P/MPa0.8-1.21.5-2.51014182132由负载值大小查上表，参考同类型挖掘机，取液压缸工作压力为 25MPa 安装方式选择缸头耳环带衬套，活塞杆端连接方式选择杆端外螺纹杆头耳环带衬套。又因其伸缩速度缓慢但压力大，故

33、选择带缓冲，油口连接方式选择外螺纹。活塞杆直径 d 与缸筒内径 D 的计算：19受拉时： d=(0.3-0.5)D受压时： d=(0.5-0.55)D (p 5MPa) 1 d=(0.6-0.7)D (5MPa p 7MPa)1（1）液压油缸的缸径、杆径和工作压力确定根据技术条件：确定液压缸径和杆径及行程为：缸径： D=125mm杆径： d=0.7D=85mm由此计算出液压系统工作压力为： =（2847103）/（1252-852） ）=32MPa式中 F锁紧力，F=284KN。（2）缸筒壁厚计算根据机械设计手册，在此液压系统中，3.2D/16，故缸筒壁厚应用中等壁厚计算公式，此时：= +C

34、(4-9)3 3 . 2(PyPyD式中 强度系数； Py液压缸内最高工作压力，Py=10Mpa；D内径。= s/2.5=175/2.5=70MpammC25103603 . 22210（3）活塞杆长度和缸筒长度计算本例工艺要求送料缸送料速度大于 50mm/s，钻削缸快进速度大于 50mm/s。)(4122dDFP20查液压传动产品手册：选内径活塞杆径4020mm 的液压缸作为夹紧缸，则夹紧工件时，液压缸内油的压力需满足：P = W /A =43657/3.14/402 =2.91 Mpa缸选该液压缸行程不小于 40mm。因为钻削缸要支撑动力头，又双向受力，选直径大一点的液压缸，另外由于有差动

35、联接要使得快进和退回的速度较接近而选活塞杆直径较粗的液压缸，故选内径活塞杆径5032mm 的液压缸作为钻削缸，则可钻削工件时，液压缸内油的压力需满足：P = F/A =42946/3.14/502 =1.55 Mpa由于钻削快进采用差动联接，所以满足钻削缸快速进给要求时，输入流量需满足：Qv3.14d /4=50603.14322/4 = 2.41min2选该液压缸的行程不小于 35mm。选内径活塞杆径3216mm 的液压缸作为送料缸，满足送料速度要求时输入流量需满足：QvA=50603.14322/4 =2.35min液压缸的行程根据具体结构确定。4.7 液压油管的设计液压油管的设计4.7.

36、1 油管类型的选择油管类型的选择液压系统中使用的油管分硬管和软管，选择的油管应有足够的通流截面和承压能力，同时，应尽量缩短管路，避免急转弯和截面突变。（1）钢管 中高压系统选用无缝钢管，低压系统选用焊接钢管，钢管价格低，性能好，使用广泛。（2）铜管 紫铜管工作压力在 6.510MPa 以下，易变曲，便于装配；黄铜管承受压力较高，达 25MPa，不如紫铜管易弯曲。铜管价格高，抗震能力弱，易使油液氧化，应尽量少用，只用于液压装置配接不方便的部位。（3）软管 用于两个相对运动件之间的连接。高压橡胶软管中夹有钢丝编织物；21低压橡软管中夹有棉线或麻线编织物；尼龙管是乳白色半透明管，承压能力为2.58M

37、Pa，多用于低压管道。因软管弹性变形大，容易引起运动部件爬行，所以软管不宜装在液压缸和调速阀之间。综上所述因此在此次设计中我采用的管道是无缝钢管。4.7.2 油管尺寸的确定油管尺寸的确定（1）油管内径 d 按下式计算： (4-10)vqCd85式中 q油管的最大流量，m /s；3v管道内允许的流速，m/s，一般吸油管取 0.55m/s，压力油管取 2.55m/s，回油管取 1.52m/s。（2）油管壁厚 按下式计算：pd/2 (4-11)式中 p管内最大工作压力； 材料的许用压力， =/n；b 材料的抗拉强度；bn安全系数，钢管 p7MPa 时，取 n=8；p17.5MPa 时，取 n=6；p

38、17.5MPa 时，取 n=4。根据计算出的油管内径和壁厚，查手册选取标准规格油管，选取的标准规格油管如图 4-7 所示。表表 4-7 标准规格油管标准规格油管管路名称通过流量/(L/s)允许流速/(m/s)管道内径/m实际取值/m主泵吸油管2.50.80.04210.045主泵排油管2.5640.0170.0244.8 油箱容量的选择油箱容量的选择 初步确定油箱的有效容积,跟据经验公式来确定油箱的容量：22V= (4-12)qv式中 液压泵每分钟排出的压力油的容积；qv 经验系数。已知所选泵的总流量为 162L/min,这样，液压泵每分钟排出的压力油体积为162L，查表 4-8 选取=7，故

39、：V=60.162=0.9273m表表 4-8油箱经验系数表油箱经验系数表系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金系统122457612105 液压系统性能验算因为加工在工作循环中所占的时间最长，所以系统发热和油液温升可按加工工况来计算加工时液压泵的输入功率。通过液压缸卸荷阀的流量，取压力损失，21.2 / minqL0.3napMP，1.6 / minnqL则此阀钻孔时的压力损失：23 22()nnqppq 21.20.3()0.171.6aMP钻孔时泵的工作压力： (取)11.960.172.13papppMP 0.8 21pp qp632.13 101.2/60 1053.30.8W

40、工进时液压缸的输入功率： 2pFV3450.6 26.92W系统总发热功率： 1253.36.9246.38HPPW 320.065AV3220.065 100.3m取邮箱散热系数： 29/kWmC油箱温升为： HtKA 46.3817.179 0.3C设环境温度则热平衡温度为：225TC 12125 17.1742.17 55TTTT70 C此温升值小于允许范围，故该液压系统不必设置冷却器。246 电气控制原理图的设计电气控制原理图的设计6.1 电气原理图设计中应注意的问题电气原理图设计中应注意的问题电气控制设计中应重视设计、使用和维护人员在长期实践中总结出来的许多经验，使设计线路简单、正确

41、、安全、可靠、结构合理、使用维护方便。通常应注意以下问题。25（1）选择电器元件 尽量减少电器元件的品种、规格与数量。在电器元件选用中，尽可能选用性能优良、价格便宜的新型器件，同一用途尽可能选用相同型号。（2）减少通电电器的数量 正常工作过程中，尽可能减少通电电器的数量，以利节能，延长电器元件寿命以及减少故障。（3）合理使用电器触点 在复杂的继电接触控制线路中，各类接触器、继电器数量较多，使用的触点也多，但主副触点的使用量不能超过限定对数，设计时应注意尽可能减少触点使用数量.以采用逻辑设计化简方法，改变触点的组合方式，以减少触点使用数量，或增加中间继电器来解决。（4）正确连线 合理安排电器元件

42、及触点位置，对一个串联回路，各电器元件或触点位置互换，并不影响其工作原理，但从实际连线上却影响到安全、节省导线等各方面的问题。6.2 电气控制原理图的拟定电气控制原理图的拟定本文设计对象自动加工车床采用电气控制。采用电气控制的优点是操作方便、简捷，能自动完成设计的工作过程。本电气控制设计中采用了行程开关，利用行程开关能实现各缸之间运动的转换，从而实现自动控制。三位四通 Y 型双向电磁换向阀是用来控制液压缸的运动方向，停机时三位四通换向阀处于中位，使液压泵卸荷。根据自动加工车床的工作原理和结合各电气元件的功能，拟定的电气控制原理图如图 6-1 所示。26图图 6-1 电气控制原理图电气控制原理图未启动的时候三个缸都在初始位置，