液压课程设计1号题-精品

1、1、设计的卧式钻镗组合机床的液压动力滑台液压系统要求完成:快进工进快退停止；切削推力25000N，快进行程400mm,工进行程50mm，V快=6m/min、V工进=0.05-0.10m/min,运动部件重G=9800N,试确定液压缸结构尺寸。静摩擦系数：fj=0.2，动摩擦系数：fd=0.1， 液压缸机械效率：，快速起动时间不大于0.2s. 1、大泵，2、小泵，3、滤油器，4、外控顺序阀，5、15、单向阀， 6、溢流阀，7、电液换向阀，8、单向行程调速阀，9、压力继电器，10、主液压缸，11、二位三通电磁换向阀，12、背大压阀，13、二位二通换向阀，14、减压阀，16、带定位装置的二位四通电磁

2、换向阀，17、单向顺序阀，18、夹紧液压缸，19、定位液压缸A、工件夹紧：5YA通电（1）、先定位：压力油减压阀14单向阀15电磁阀定位缸19无杆腔定位缸19有杆腔电磁阀油箱（2）、再夹紧工件定位后，压力油升高到单向顺序阀开启的压力，单向顺序阀17开启，压力油单向顺序阀夹紧缸18无杆腔夹紧缸18有杆腔电磁阀油箱 工件夹紧到位，压力油压力升高到压力继电器调定压力，继电器发信，1YA通电，主系统快进。B、快进：1YA通电，电液换向阀左位工作， 大泵单向阀5电液换向阀7行程阀14主液压缸无杆腔小泵2 液压缸有杆腔电磁阀11电液换向阀7单向行程调速阀8主缸（差动换接）C：工进：3YA通电，切断差动油路

3、，快进行程到位，挡铁压下行程阀8，切断快进油路，3YA通电，切断差动油路，快进转工进，液压系统工作压力升高到溢流阀5调定压力，进油路高压油切断单阀5供油路,打开外控顺序阀4，大泵卸荷，接通经背压阀12通油箱油路。大泵外控顺序阀5（卸荷阀）油箱（大泵卸荷）小泵2电液换向阀7单向行程调速阀8主液压缸无杆腔主液压缸有杆腔电磁阀11电液换向阀7背压阀12油箱D、快退：1YA断电，2YA、3YA、4YA通电工进结束，液压缸碰上死挡铁，压力升高到压力继电器调定压力，压力继电器发出信息，1YA断电，2YA、3YA、4YA通电大泵单向阀5电液换向阀7电磁阀11主液压缸有杆腔小泵2 主液压缸无杆腔单向行程调速阀

4、8电液换向阀7电磁阀13油箱小泵2 主液压缸无杆腔快退到位碰行程开关，行程开关发信，6YA通电，下步工件松夹。E、工件松夹：6YA通电压力油减压阀14单向阀15电磁阀定位缸19和定位缸18的有杆腔定位缸19无杆腔电磁阀油箱夹紧缸18无杆腔单向顺序阀的单向阀电磁阀油箱工件松夹后发出信息，操作人员取出工件。一、工况分析，确定液压缸推力1、工况分析及液压缸的推力：（1）、工况分析切削推力： F切=25000N静摩擦力： Fj= fjG=1960N动摩擦力： Fd= fdG=980N启动惯性力： Fg=500N（2）、液压缸的推力（液压缸效率）启动推力： F启= Fj/= 2178N加速推力： F加=

5、（Fd+Fg）/=1644N快进推力： F快= Fd/=1089N工进推力： F工=（F切+ Fd）/=28867N反向启动过程作用力与F启、F加、F快大小相同，方向相反。2.工况运行图如下： 图4-18：卧式钻镗组合机床液压缸工况图二、确定液压缸工作压力、结构尺寸、初定液压缸流量1、选取工作压力及背压力F工=28867N 在20000N-30000N之间,P1=3-4MPa 选取,P1=3.16MPa，为防止加工结束动力头突然前冲, 设回油路有背压阀或调速阀，取背压P2=0.8 MPa。2、确定液压缸结构尺寸取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程：图4-19：卧式钻镗组合机床液压缸力的平

6、衡图F=P1A1- P2A2= A1（P1- P2 A2/ A1） 快进速度V快=6m/min，工进速度V工进=0.05-0.1m/min,相差很大,应进行差动换接,取k= A2/ A1=0.5,则： =11.3cm 取液压缸筒标准值：D= 11cm d=0.707D=8.16cm 取活塞杆标准值： d=8cm 3、认证液压缸筒壁厚中低压液压系统,由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚： 额定工作压力： Pn=3.4MPa<16MPa 试验压力为： Py=1.5Pn=1.5×3.4=5.1MPa许用应力取： （ 取安全系数n=5） 0.026754、定液压缸筒的长

7、度活塞杆工作行程：450mm活塞杆伸出长度不少于 80mm 取活塞杆长 500mm取液压缸筒长：L= 900mm 5、求最少活塞杆直径取 17.18mm 17.18mm比80少,稳定性足够安全可靠。6、校核活塞杆的稳定性（1）、求活塞杆的临界半径 4.79mm（2）、求活塞杆的临界负载 100选用45#钢，取其柔性系数液压缸的安装方式采用一端固定,一端自由,其末端系数活塞杆细长比： 42.5 取： 1469445#钢的弹性模量：取活塞杆横截面惯性矩：=6639.6mm活塞杆伸出长度：L=485mm该液压缸活塞杆的稳定性能好,可靠性高。（3）、求活塞杆临界负载的安全系数其安全系数：nk=57、液

8、压缸各截面积95cm50.25cm44.75cm8、初定液压缸流量快进：=9.5m/s =4.5m/s =5m/s工进=：9.5m/s 9、液压缸的负载、压力、流量、功率的工况表工况负 载（N）液压缸计算公式进油压力P1×105回油压力P2×105输入流量Q(L/min)入功率P(kw)快进差动启动21788.79 /13.79/30.144/0.45P1=(Fi+pA2)/A3加速1644 7.72 12.72/30.144/0.39Q=(A1-A2)×v快P=p1Q恒速1089 6.62 11.62 30.1440.33工进2886734.16 80.597

9、0.034P1=(Fi+p2A2)/A1Q=v工A1P=p1Q工快退启动217815.48 /5/26.85/0.69P1=(Fi+p2A1)/A2加速164414.29 5/26.85/0.68Q=A2×v快恒速108913.05 526.850.59P=p2Q三、确定定位夹紧液压缸结构尺寸及流量定位夹紧力设计计算K1安全系数K2加工系数K3刀具钝化系数K4断位切削系数根据实用经验，夹紧支撑系数f1=0.2，f2=0.776979N根据实用经验，推荐夹紧工作压力P夹20×105Pa 0.221m取两个液压缸筒直径标准值：D=220mm设定活塞杆承受拉力，取活塞杆标准直径：

10、 d=160mmQ夹=6m/minx=5m/s四、设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台的液压系统图 电磁铁动作表动作1YA2YA3YA4YA5YA6YADP1DP2工件夹紧 快进 工进快退 工件松夹 五、液压元件设计计算与选择1、液压泵工作压力、流量、驱动功率计算（1）、高压小流量泵工作压力计算高压小流量泵工作循环过程中，最大工作压力，采用调速阀进口节流调速，设定工进最大压力损失为5×105Pa，则39.14×105Pa（2）、低压大流量泵工作压力计算低压大流量泵的快速进退工作表得知快退工作压力为，高于快进工作压力取为快速进给工作压力, 设定快进最大压力损失为，则： 18&#

11、215;105Pa（3）、液压泵的流量及规格由工况表得知快速进给流量为36.5了L/min工进最大流量，溢流阀最少稳定流量为，即高压小流量泵的流量最少要，选YB-5/40,额定压力，转速。（4）、电动机的驱动功率从液压缸的负载、压力、流量、功率的工况表得知，液压缸最大输出功率为：快速进退最大工作压力：15.5×105Pa，取电机效率：，则电动机的驱动功率为=1239W 选型交流异步电动机。2、确定液压缸的输入输出流量和移动速度工步输入流量L/min输出流量L/min移动速度 m/min快进=85.07=40.07=8.96工进0.6=0.286.28x10-3快退=45=95.53=

12、10.06根据工作压力和通流量选取液压元件序号元件名称 实际通流量元件规格 数量 备註01 双联叶片泵30L/min YB-5/40 102 滤油器 45L/min WU-63×F 103 油箱96（容积） 1 自制（300L/min）04 外控顺序阀 0.6L/min X4F-B20D-Y1 105 单向阀 40L/min DF-B20H2 106 先导式溢流阀4L/min YFB6B 107 电液换向阀96L/min 34EYOB25H-T 108 单向程行调速阀1L/min 1QCA3-D16 109 压力继电 DP-63型 210 液压缸（主缸） 1 11 电磁换向阀 96L

13、/min 23E1B25C 112 P型背压阀1L/min P-D6B 113 电磁阀 96L/min 22E1B25C 114 减压阀85L/min JF3-C10B 115 单向阀 40L/min DF-B10H2 116 电磁换向阀40L/min 24EB10H-ZZ 117 单向顺序阀19L/min XD2F-B10E-Y1 118 夹紧液压缸119 定位液压缸120 压力表开关YK2-6 1 （图上未标）3、油管尺寸按标准化元件计算液压油管内径尺寸如下：=2x =20mm 取液压油管内径标准值 d=20mm （外径 d=25mm）4、油箱容积V=6x(5+40)=270L六、液压系统

14、稳定性论证1、液压泵工作压力稳定性校核（1）、系统快进液压泵工作压力稳定性校核A、进油路压力损失经计算油管内径d=20mm，液压装置未安装前，设置进、回油管长度L=2.2m,选取L-AN32号机油400C的运动粘度1）、进油路流态判别=150<为层流2）、进油路沿程阻力损失=1.4×105Pa3）、进油路局部阻力损失0.14×105Pa4）、进油路液压阀阻力损失1.2×105Pa +0×105Pa =1.2×105Pa5）、进油路总阻力损失2.7×105PaB、回油路压力损失1）、回油路流态判别=318.75<为层流2）、

15、回油路沿程阻力损失3.0×105Pa 3）、回油路局部阻力损失0.3×105Pa4）、回油路液压阀阻力损失1.6×105Pa5）、回油路总阻力损失4.9×105PaC、系统快进总压力损失2.797×105+4.971×105x=5.1×105PaD、系统快退液压泵工作压力（F+xA1）/A+=(1089+4.971×105x95×10-4)/44.75×10-4 +2.797×105Pa =15.78×105Pa系统快退工作性能稳定可靠。（2）、系统工进液压泵工作压力稳定性校

16、核A、系统工进液压泵压力损失工进流量，其沿程、局部压力损失可略去不计，只有调速阀、背压阀的压力损失纳入计算如下：0.5+0.8x(44.75/95)=0.877M PaB、系统工进高压小流量液压泵工作压力（F+xA2）/A1+=(28867+0.8×106 x44.75×10-4 )/95×10-4 +0.5×106 =39.2×105Pa系统工进工作性能稳定可靠。（3）、校核系统驱动电机功率=(1.578x38.88)/60x0.75=1.3KW选型2.2KW交流异步电动机，系统可靠性稳定。2、系统热能工况的稳定性校核（1）、系统效率1）、快

17、进、工进、快退时间由设计依据，主液压缸快进行程40cm,工进行程5cm，则快进时间：2.6s工进时间：47.7s快退时间：2.6s2）、快进、工进、快退所占的时间效率快进时间效率： 5.0%工进时间效率：89.9%快退时间效率： 5.0%快进快退占进给决时间的10.09%，系统热能稳定性校核主要校核工进时区。3）、系统工进效率系统输出功率：(39.2×105 x0.28)/60=18.3W系统输入功率：=326.7+444.4=771.1W系统工进效率：18.3/771.1=2.3%（2）、系统热能工况的稳定性校核工进时间47.77s，占总进给时间53.133s的89.9%，是系统热能工况的稳定性校核区域。液压缸工进负载：F工=（F切+ Fd）/=1096.2×103 N大进给速度：6.28/60=0.105x×10-3 m/s系统输出功率：115W系统输入功率：(326.7+584.7)/0.8=731W系统能耗功率：=616W系统工质升高的温度：=15.1°C通过校核，该液压系统在夏季具有良好的工作稳定性，符合可靠性设计。七、设计说明书要求完成：（1）、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，绘制快进、工进、快退液压缸推力循环图，绘制快进、