液压传动设计

1、· 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载Fl30500N，机床工作部件总质量m1000，快进，快退速度均为5.5m/min，工作速度在20100mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程400mm，其中工进行程150mm，往复运动加速时间0.2s，滑台采用平导轨，其静摩擦系数Fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1。滑台要求完成“快进工进快退停止”的工作循环。 一、工况分析1、负载分析计算液压缸工作过程各阶段的负载。切削负载F摩擦负载机床工作部件对动力滑台的法向力为 静摩擦负载动摩擦负载惯性负载根据上述计算结果，可得各工作阶段的液压缸负载如表所示。液

2、压缸各工作阶段的负载F(N) 工况负载组成负载值启动1962加速1251快进981工进40981快退981按上表数据可画出负载循环图 根据给定的快进、快退速度及工进时的速度范围可画出速度循环图2、确定液压缸主要参数参照同类机床选液压系统工作压力 动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸，快进是采用差动连接。此时液压缸无杆腔面积与杆腔压力之比为2，及及活塞杆直径d与活塞直径D有d=0.707D的关系。为防止空钻通后，滑台产生前冲现象，液压缸回油路应有背压=0.6Mpa。从负载循环值可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。根据液压缸活塞力平衡关系可知 其中，为液压缸效率，取=0.95。

3、 将D与d按GB2348-30圆整就近取标准值，即D=0.14m=140mmd=0.1m=100mm液压缸的实际有效面积确定液压缸的机构尺寸，就可以计算在个工作阶段中的压力、流量和功率。依据计算结果画工况图。如图所示：液压缸在不同阶段的压力、流量和功率工况负载进油腔压力回油腔压力输入流量输入功率计算式快进差动启动19620.310-加速12510.53-恒速9810.450.510.24工进409813.10.60.0380.117快退启动19620.260-加速12511.780.6-恒速9811.40.470.711拟定基本回路 从主机工况可知，该液压系统应具有快速运动、换向、速度换接和调

4、压、卸荷等回路。同时为尽可能提高系统效率可以选择变量液压泵或双泵供油回路，此例选择双泵供油的油源。1、选择各基本回路。双泵供油的油源回路。双泵油源包括低压大流量泵。液压缸快速运动时，双泵供油；工作进给时，高压小流量泵供油，低压大流量泵卸荷；由溢流阀调定系统工作压力，如图所示。 双泵供油回路快速运动和换向回路 这一回路采用液压缸差动连接实现快速运动，用三位五通电液阀实现换向，并能实现快时，液压缸的差动连接，如图所示换向回路速度换接回路 为提高换接的位置精度，减小液压冲击，应采用行程阀与调速阀并联的转换回路。同时，电液换向阀的换向时间可调，保证换向过程平稳，如图所示。卸荷回路 在双泵供油的油源回路

5、中，可以利用卸荷阀（外控顺序阀）实现低压大流量泵在工进和停止时卸荷。2、将各基本回路综合成液压系统把上述各基本回路组合画在一起，得到如图所示的液压系统原理图（不包括图框里的元件）。分析比原理图，并对此图进行修正。滑台工进时，液压缸的进、回油路相互接通，不能实现工进，应该在换向回路中串联单向阀a，将进、回油路隔断。为实现液压缸的差动连接，应该在回油路上串接一个液控顺序阀b，阻止油液流回油箱。滑台工进后应该能自动转为快退，因而需要在调速阀出口处接压力继电器d。为防止空气进入液压系统，在回油箱的油路上接一单向阀c。将顺序阀b与背压阀8的位置对调，将顺序阀与油源处的卸荷阀合并，省去一个元件。三、选择液

6、压元件 1、液压泵和驱动电动机 双泵供油的两个液压泵的最大工作压力不同，应分别计算。液压缸的最好工作压力为3.73Mpa，取进油路压力损失为0.8Mpa，压力继电器的动作压力比系统最大工作压力高0.5Mpa。据此可知，高压小流量泵的最大工作压力为从工况图中，得液压缸快进、快退时的最大压力为1.5Mpa。取进油路压力损失为0.5Mpa，则低压大流量泵的最大压力为 从工况图中可知，两泵同时供油的最大流量为27.64L/min，取泄漏系数，则两泵合流时的实际流量溢流阀的最小稳定流量为3L/min，工进是液压缸的流量为0.5L/min，高压小流量泵的流量应为3.5L/min。2、阀类元件和辅助元件 阀

7、类元件和辅助元件按其在油路中的最大压力和该元件的实际流量，选出元件的规格型号见表如下序号元件名称估计通过流量额定流量额定压力额定压降型号规格1双联叶片泵2三位五通电磁阀3行程阀4调速阀5单向阀6单向阀7液控顺序阀8背压阀9溢流阀10单向阀11滤油器12压力表开关13单向阀14压力继电器3、油管 元件之间的连接管道规格按液压元件接口尺寸决定。液压泵选定之后，需重新计算液压缸工作各阶段的进、回油量，见表如下 快进工进快退输入流量排出流量运动速度4、油箱油箱容量按液压泵的流量计算，取按国标2876-81规定，就近选标准值，。液压系统性能验算1、系统压力损失计算 由于具体的管路布置尚未确定，沿程损失暂

8、无法计算。这里只对阀类元件的压力损失进行估算，待管路装配图确定后，再计算管路的沿程和局部压力损失。压力损失要按不同工作阶段分别计算。快进 快进时液压缸的差动连接，由以上两表可知进油路上有：单向阀10，其通过流量为22L/min；电液换向阀2，其流量为27.1L/min;由于此时液压缸实现差动连接，故通过行程阀3的流量为51.25L/min;其进油路总损失为式中，回油路上液压缸有杆腔的油液通过电液换向阀和单向阀6的流量均为24.15Lmin然后与液压泵供油汇合，通过行程阀进入无杆腔。据此可算出有杆腔与无杆腔之压力差（2）工进 工进时，进油路上电液换向阀2的流量为0.5L/min，调速阀4的压力损失为0.5Mpa:回油路上通过换向阀2的流量为0.24L/min，背压阀8的压力损失为0.6Mpa，顺序阀的流量为0.24+22=22.24L/min。因此，折算到进油路的总损失为 液压缸回油腔的压力为考虑到压力继电器的动作压力比系统工作压力高0.5Mpa，因此溢流阀的调定压力为 （3）快退 快退时，进油路通过单向阀10的流量为22L/min，通过换向阀2的流量为27.1L/min;回油路上通过单向阀5换向阀2和单向阀3的流量相同，均为57.51L/min。进油路上总压力损失为 回油路总压力损失为 则快退阶段，液压泵的工作压力为 此值为卸荷顺序阀的压力调定值。2、温升验算 以工进时的消耗功率