卧式钻镗组合机床液压系统设计

1、实用标准瞌加喋大岸LIM LNG VOCA.TIQ N AL UNt VERSITV课程设计说明书题 目：液压与气动技术卧式钻铺组合机床液压系统设计姓名：郑义强学号：1 5 0 6 2 4 0 1 3 0系别：机电工程与自动化学院专 业：机械设计与制造班 级：15 机械1指导教师：陈佳彬黎明职业大学2017年6月27日文案大全实用标准目录1. 设计任务 11.1 设计要求 11.2 设计参数 11.3 主要内容 12. 工况分析 22.1 负载图及速度图 22.1.1 负载分析 22.1.2 负载图、速度图 32.2 工况分析图 43. 方案确定 53.1 选择液压回路。 53.1.1 调速回

2、路及油源形式 53.1.2 快速回路及速度换接回路 53.1.3 换向回路 63.1.4 行程终点的控制方式 64. 计算和选择液压元件 64.1 确定液压泵的规格和电机功率 64.1.1 压泵工作压力的计算 64.2 液压阀的选择 74.3 确定管道尺 84.3.1 压油管道 84.3.3 回油管道 94.4 确定邮箱容量 95. 组成液压系统图 96. 液压系统主要性能的估算 106.3 液压缸的速度 106.4 系统的效率 116.2.1 回路中的压力损失 126.2.2 液压泵的工作压力 136.2.3 顺序阀的调整压力 136.3 液压回路和液压系统的效率 14文案大全实用标准1.设

3、计任务设计一台卧式钻、键组合机床液压系统。该机床用于加工铸铁箱形零件的 孔系，运动部件总重G=10000N液压缸机械效率为0.9 ,加工时最大切削力为 12000N,工作循环为：“快进一一工进一一死挡铁停留一一，快退一一原位停止”。 快进行程长度为0.4m,工进彳T程为0.1 m。快进和快退速度为0.1m/s,工进速43度范围为3X105X 10m/s ，米用平导轨，后动时间为0.2s。要求动力部件 可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。1.1 设计要求设计一台卧式钻、键组合机床液压系统。该机床用于加工铸铁箱形零件的 孔系，运动部件总重G=10000N液压缸机械效率为0.9 ,加工时最大切削力为

4、 12000N,工作循环为：“快进一一工进一一死挡铁停留一一，快退一一原位停止”。1.2 设计参数快进行程长度为0.4m,工进行程为0.1 m41快进和快退速度为0.1m/s工进速度范围为3X105X10 m/s1.3 主要内容1、进行工况分析，绘制工况图2、拟定液压系统原理图，绘制电磁铁动作表3、计算液压系统及有关元件参数，选择液压元件4、液压缸结构设计文案大全实用标准5、编写设计说明书文案大全实用标准2 .工况分析2.1 负载图及速度图2.1.1 负载分析FL=12000Na.切削力：b.摩擦阻力:Ffs = fs Fg =0.2 X 10000=2000NFfd = fd Fg=0.1

5、X10000=1000Nc.惯性阻力lFG - 10000 0.1 zFm = ma =N=510Ng t 9.81 0.2d.重力阻力因工作部件是卧式安置，故重力阻力为零e.密封阻力将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，去液压缸机械效率"m =0.9f.背压阻力背压力p2查表选取。根据上述分析课算出液压缸在各动作阶段中的负载，见下表。工况计算公式液压缸负裁F/N液压缸推力F/"m = F/0.9N启动F =Ffs20002222加速F =Ffd +Fm15101678快速F=Ffd10001111工进F =Fl +Ffd1300014444快退F=Ffd10001111文

6、案大全实用标准2.1.2 负载图、速度图。快进速度vi与快退速度也相等，即增=Y3=0.1m/s。行程分别为li=0.4m, I3 =0.5m；工进速度v2=3>d0”5x：10"m/s,行程l3=0.1m。负载图和速度图如下。2-1负载图2-2速度图2.2 工况分析图。液压缸工作循环中各动作阶段的压力、流量和功率的实际使用值，见下表。文案大全实用标准工况F/N液压缸计算公式回油压力p2 /MPa轴入流星 q/(L/min)进油腔压力P1/MPa输入功率P/kW快 进启 动2222一一0.788一F+A2 P2加 速1678P2=Pl +P= P1+0.5一1.100一p1八八

7、A - A2q = ( A1 - A2 )v 1P = p1q包 速111116.920.8990.254工进1444 40.60.1021.7012.8490.0050.081F+A2P2aJq = A1Y 2p = p1q快 退启 动2222一一0.780一F+AP2"A2qA2Y3p = p1q加 速16780.5一1.584一包 速111117.11.3850.395根据上表可绘制液压缸的工况图，如下图所示文案大全实用标准1 160 a ;加加，2，&-0.254:JV os-2.849y 0.031 /八g / 0,0050J02illPWtoo?QO3Q04OQ-

8、L 383/0.780L584v-JZ7F2-3工况图3 .方案确定3.1 选择液压回路。3.1.1 调速回路及油源形式。由工况图可知，该机床液压系统功率小，速度较低；钻链加工为连续切削， 切削力变化小。故采用节流调速回路。为增加运动的平稳性，为防止当工件钻通 时工作部件突然前冲，采用调速阀的出口节流调速回路。由工况图还可以看出，该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成。其最大流量与最小流量之比为 qmax/qmin =17.1/(0.1021.701)=10.05167.65,而相应的时间之比为b/t快=(20333)/9=2.2237。此比值很大，为了节约资源，采 用双定量泵供油。3.1

9、.2 快速回路及速度换接回路。因系统要求快进，快退的速度相等，故快进时采用液压缸差动连接的方式， 以保证快进、快退时的速度基本相等。文案大全实用标准由于快进、工进之间的速度相差较大，为减小速度换接时的液压冲击，采用 行程阀控制的换接回路。3.1.3 换向回路。由工况图可看出，回路中流量较小，系统的工作压力也不高，故采用电磁换 向阀的换向回路。在双定量泵供油的油源形式确定后， 卸荷和调压问题都已基本解决，即工进 时，低压泵卸荷，高压泵工作并由溢流阀调定其出口压力。当换向阀处于中位时， 高压泵虽未卸荷，但功率损失不大，故不再采用卸荷回路，以便油路结构更加简 单。3.1.4 行程终点的控制方式。在行

10、程终点采用死挡铁停留的控制方式。上述选择的液压回路，如下图所示。3-1双泵油源3-2调速及速度换接回路3-3 换向回路4 .计算和选择液压元件4.1 确定液压泵的规格和电机功率。4.1.1 压泵工作压力的计算。a.确定小流量泵的工作压力pP1 o小流量泵在快进、快退和工进时都向系统供油。最大工作压力为5=2.849MPa在出口节流调速中，因进油路比较简单，故进油路压力损失取Z Ap1=0.5MPa,则小流量泵的最高工作压力为Pp1 =5 + ' P =2.849+0.5=3.349MPa文案大全实用标准b.确定大流量泵的工作压力pP2。大流量泵只有在快进、快退中供油。由工况图可知，最大

11、工作压力为pi=1.385MPa若取此时进油路上的压力损失为 工 m-OBMPa,则大流量泵的最高 工作压力为Pp2 = Pi +% . ：p1 =1.385+0.5=1.885MPa4.1.2 液压泵流量计算。由工况图知，液压缸所需最大流量为17.1L/min，若取泄漏折算系数K=1.2, 则两个泵的总流量为qP =17.1 X 1.2=20.52 ( L/min )因工进时的最大流量为1.701L/min ,考虑到溢流阀的最小稳定流量(3L/min ),故小流量泵的流量最少应为 4.701L/min。4.1.3 液压泵规格的确定。按式 pPmax=pP1 X 1+(2560)%=3.349

12、 X 1+(2560)%=4.1865.358MPa 及qp =20.52(L/min)查设计手册，选取YB-10/12型双联叶片泵，额定压力为6.3MPa4.1.4 电机功率的确定。由工况图得知，液压缸最大功率Pmax=0.395kW,出现在压力为1.385MPa流量为17.1L/min的快退阶段，这时泵站输出压力为 1.885MPa,流量为22L/min。若取泵的总效率为 册=0.75,则电机所需功率为PpQp 1.885 22P=0.92kWp 60 0.75查手册选用功率为1.1kWA同步车$速为1000r/min的电动机。4.2 液压阀的选择。根据系统的最高工作压力和通过各阀的最大实

13、际流量，选出各阀的规格见下序 号液压元件名称通过的最 大实际流 量/(L/min)型号规格接口尺 寸数量1双联叶片泵YB-10/1210/12L/m in1文案大全实用标准6.3MPa2溢流阀10Y-25B25L/min6.3MPa*1213顺序阀12XY-25B25L/min6.3MPa*1214单向阀12I-25B25L/min6.3MPa的215三位四通电磁换向 阀4434D-63B63L/min6.3MPa巾1816调速阀3.4Q-25B25L/min6.3MPa*1217、10单向阀22I-25B25L/min6.3MPa*1228二位三通机动换向 阀2223C-25B25L/min

14、6.3MPa*219压力继电器一DP1-63B调压范围16.3MPa*11111二位二通电磁换向 阀2222D-25B25L/min6.3MPa何2112滤油器22XU-40X10040L/min100 Nm113压力表开关一K-6B6.3MPa*41选择液压元件时，在满足要求的条件下，应尽量选择使各元件的接口尺寸相 致，以便管道的选择和安装方便。4.3 确定管道尺寸4.3.1 压油管道由式(5-12)有I C 石 22 104/60d=2, q =2, Q 55) =090980.0137(m) = 9.813.7(mm)按已选定的标准元件的接口尺寸取 d=12mmd=2二222 104/6

15、0'二(0.5 1.5)4.3.2吸油管道= 0.0176 0.0306(m) =17.6 30.6(mm)取 d=25mm文案大全实用标准4.3.3 回油管道= 0.019” 0.025(m) =19.3 25(mm)石 22 1060二 v 二(1.52.5)取 d=25mm3种管道皆为无缝钢管4.4 确定邮箱容量按推荐公式V=(57) qp ,取V=6X 22=132L5组成液压系统图。液压系统图、动作循环图及电磁铁动作循环5-1液压系统图1DT2DT3DT1Q.A3XKYJ1XK快进+±一工进+一士快退+±十5-2动作循环图文案大全实用标准良371QA1XK

16、停留停止5-3电磁铁动作循环表6.液压系统主要性能的估算6.1 液压缸的速度在液压系统各个组成元件确定之后，液压缸在实际快进、工进和快退时的输 入、排出流量和移动速度，已与题目原来所要求的数值不尽相同， 故需要重新估 算。估算结果如表。输入流星/(L/min)排出流星/(L/min)移动速度 /(m/min)快进(差 动)q =qp +q2qp.qp + AA -A222 M 28.5 = 22 += 44.23456.7-28.5q2 =q1 一qp=44.234-22 =22.234qpV1 一A-A222-104(56.7-28.5产 10“=7.8工进qi=0.102 1.701A q

17、2 =11 A28 5285x(0.102 1.701)56.7=0.051 0.855V2 =0.018 0.3文案大全实用标准A q2 = q1Avq1v3 =A2快退q1 = qp =2256.7 ”=x2228.5_ 22x1028.5x10”=43.77=7.726.2系统的效率6.2.1回路中的压力损失管道直径按选定元件的接口尺寸确定，即 d=12mm回路中进、回油管道长 度暂取l=12m估算。油液的运动粘度取v=75x10m2/s。系统中有关元件的额定压力损失如表34D-63B22D-25B23C-25BI-25BQ-25BXY-25B#vn/(M105) Pa421.5253a

18、.快进时的回路压力损失快进时进油管中的流态为层流，即Re=vd/v=4q1/（二 dv） =4 44.234 102/（二 12 10 2 75 10f 60） =1043.5 ：二 2320 ,故进油管的沿程压力损失为卬118 106 vqi “z41 10d48 106 75 10上 44.234 25410124= 2.56 105( Pa)进油管的局部压力损失估取为甲1 =0.1 Pl1 =0.256 105Pa进油路上，油液只经过1个三位四通电磁换向阀5,参照表8.11，该阀上的 局部压力损失为Pv5 = Pvn（正）2 =4 105 （丝）2 = 0.488 105 Paqvn63

19、由此得快进时油路上的压力损失为二甲二2.56 105 0.488 105 =3.304 105（Pa）同理，可以判断出回油管道中也是层流。P12 =1.29 105(Pa)文案大全实用标准 p；2 = 0.129 1 05Pa此时，回油经过阀11和阀8,回油量为q2=22.234L/min。两阀局部压力损 失为.5 ,二：Pv = . ：Pvii 二Pv8 =2.77 10 (Pa)由此可得快进时回油路上的压力损失为5 三：p=4.189 10 (Pa)将回油路上的压力损失折算到进油路上，得出差动快速时进油路上的压力损 失为二:P1 =5.41 105(Pa)这个数值的精确值是阀3的调整压力的

20、下限参考之一。b.工进时的回路压力损失同理，计算工进时的进油路上的最大压力损失为三 p = 0.48 105(Pa)回油路上的最大压力损失(取调速两端最小压差为5M105pa)为5三 p =5.26 105(Pa)整个回路的压力损失为5三：p1=3.12 10 (Pa)c.快退时的回路压力损失快退时整个回路压力损失为三 p1 =14.36 105(Pa)6.2.2 液压泵的工作压力。小流量泵在工进时的工作压力可按式(8-14)求出，但此时液压缸的工作压力5需要从新计算，即二 pi三 R = F + L ：p1 =A14444.456.7 10-4+3.12105 =28.59 X 105 (Pa)此值是溢流阀调整压力的主要参考数据6.2.3 顺序阀的调整压力文案大全实用标准顺序阀在快进、快退时关闭，工件时打开，其调整压力必须保证关得住，开 得及时。由表8.8知，液压缸在快进、快退时的负载相同，但回路中的压力损失 不同，快退时为 %Pi =14.36x105(Pa)(快进时为£Ap1 = 5.41黑105(Pa)。故快退 时大流量泵的压力出现最高值，即1111UUPp =P1=+14.36父105=18.25 X 105(Pa)28.5 10故阀3的调整压力 即 应为：28.59 X 105Pa>Pv3 >18.25 X 1