专用钻床液压系统设计11316149DOC

1、-让每个人同样地提升自我湖北文理学院理工学院液压与气压传动课程设计说明书课题名称：专用钻床的液压传动学生姓名：殷红进学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：机械1111成绩：指导教师签字：2014年5月30日0-让每个人同样地提升自我目录Notableofcontentsentriesfound.1设计内容计算说明结论一，设计题目及要求：试设计一专用钻床的液压系统，要求达成”快进-工作-快退-停止（卸荷）”的工作循环已知：切削阻力为15000N，运动部件自重为5000N，快进行程为220mm，工进行程为80mm，快进，快退运动速度为5m/min,工进题目及要求速度为60-1000mm/min，

2、加速和减速时间为t=,机床采用平导轨，摩擦系数为Fs=,Fd=二，工况解析动作要求解析依照主灵巧作要求画出动作循环图如图1-1动作要求解析图1-1动作循环图设计内容计算说明结论0负载解析（1）工作负载：工作负载与设备的工作情况相关，在机床工作负载上，与运动件的方向同轴的切削力的重量是工作负载。FL=15000NFL=15000N（2）摩擦负载：摩擦阻力是指运动部件与支撑面间的摩擦力，它与支承面的形状，放置情况，润滑条件以摩擦负载Ffs=1000N及运动状态相关。静摩擦负载Ffs=fsG=*5000)=1000NFfd=500N动摩擦负载Ffd=fdG=*5000)=500N（3）惯性负载：Fa

3、1=惯性负载是运动部件的速度变化是，由其惯性而产生的负载，可用牛顿第二定律计算。Fa2=185N惯性负载加速Fa1=m*a1=(5000/10)*=减速Fa2=m*a2=(5000/10)*=185N1设计内容计算说明结论制动Fa3=m*a3=(5000/10)*=反向加速Fa4=Fa1=反向制动Fa5=Fa4=185NFa3=Fa4=Fa5=185N若是忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦里的影响，并设液压缸的机械效率m=，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表工况计算公总负载缸推力式F/NF/N启动Ffs1000加速Ffd+Fa1快进Ffd500减速Ffd-Fa2315工进FL+Ff

4、d15500制动FL+Ffd18350Fa3反向Ffd-Fa4加速快退Ffd500制动Ffd+Fa568523负载图和速度图的绘制依照负载计算结果和已知的各个阶段的速度，由于行程是400mm，设定快进时的行程L1=300mm，工进时的行程L2=100mm。可绘出负载图（F-l）和速度图（v-l），见图1-2a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为负载图液压缸退回时的曲线。和速度图的绘制1-2a,b4AFmax16412.9454.71104m2p3106液压缸主要参数确、液压缸主要参数确定定（1）、初选液压缸的工作压力按负载大小依照表2选择液压缸工作压力初选液压表2按负载选择执行元件

5、工作压力缸的工作压力依照最大负载F=19412N,初选液压缸的工作液压缸尺压力为3MPa寸（2）、计算液压缸尺寸按最大负载Fmax计算缸筒面积A得3MPa5计算缸筒内径D得4A454.71104D3.141590.083m83mm按计算结果依照表3选择缸筒内径标准值。表3液压缸内径和活塞杆直径标准系列D=83mmGB/T23481993）mm按标准取D=90mm(壁厚5mm，单重m)依照快进和快退速度相等要求，拟订液压系统在快进时采用差动连接。设活塞杆直径为d，于是有4q4q222222D/(D-d)=d=d)d(D按标准取d=45mm则液压缸的有效作用面积为：无杆腔的面积A1=1/4*D2=

6、1/4*92=有杆腔的面积A2=1/4*(D2-d2)=1/4*=A1=（3）活塞杆牢固性校核A2=6活塞杆稳活塞杆的总行程为400mm,而活塞杆的直定性校核径为45mm,l/d=400/45=10不用牢固性校核（4）、计算液压缸流量、压力和功率1）流量计算不用稳定性校流量计算核q快进(A1A)v1(63.5947.69)1044.52601.19104m3/s7.155L/min2）压力计算q工进A1v263.59104q快退A2v347.59104压力计算0.55.3105m3/s3.1L/min604.53.5104m3/s21.4L/min60F快进634.12p快进A(63.5947

7、.69)104A120.40106Pa0.4MPap工进F工进16412.94A163.5910p快退F快退634.123）功率计算47.6910A242.58106Pa2.58MPa40.13106Pa0.13MPaP快进p快进q快进0.41067.15510347.7W功率计算603.1103P工进p工进q工进2.58106133.3W60P快退p快退q快退0.1310621.410346.4W4、绘制工况图607工作循环中液压缸各阶段压力、流量和功率如表4所示。由表绘制液压缸的工况图如图3所示。p(MPa)工况图t(s)q(L/min)t(s)P(W)t(s)快进工进快退图3液压缸的工况

8、图8设计内容计算说明结论三，液压系统设计、液压系统图的拟订1、采用执行元件由系统动作循环图，选定单活塞杆液压缸做为执行元件。依照快进和快退速度相等的要求，采用执行拟订在快进时采用差动连接，因此应使无杆腔有采用差元件效面积为有杆腔有效面积的两倍。动连接2、确定供油方式由工况图解析可知，液压缸在快进、快退时所需流量较大，但连续时间较短；而在工进时所需流量较小，但连续时间较长。因此从提升系双作用确定供油统效率，节约能源的角度考虑，系统供油方式不叶片泵方式宜采用单个定量泵，而宜采用双泵或变量泵。因双泵供此参照同类组合机床，采用双作用叶片泵双泵供油油方式。3、调速方式选择由工况图可知，快进和快退时有速度

9、要求，调速阀调速方式因此在有杆腔油口处一致采用调速阀调速。工进进油节选择时速度低，考虑到系统负载变化小，因此采用调流调速9速阀进油节流调速回路。回路。速度换接选择4、速度换接选择快进和工进之间速度需要换接，为便于对换接的地址进行合适的调整，因此采用二位二通行行程与程阀来实现速度的换接。别的采用液控序次阀与压力联单向阀来切断差动回路。因此速度换接回路为行合控制换向方式程与压力结合控制形式。形式选择5、换向方式选择采用三位五通电磁阀进行换向，以满足系统挡块和对换向的各种要求。采用三位阀的中位机能为M压力继型，以实现可以随时在中途停止运动的要求。为电器的提升换向的地址要求，拟采用止挡块和压力继电行程

10、终器的行程终点返回控制。点返回6、其他选择控制为便于观察调整压力，在液压泵的出口处和液压缸的两接口处均设置测压点，并配置多点压力表开关，以便利用一个压力表即能观察各点压力。达成以上各项选择后，作出拟订的液压系统原理图和各电磁铁的动作序次表如图4所示。10、液压系统的工作原理快进1、快进按下起动按钮，电磁铁1YA通电，电磁换向阀8的阀芯右移，换向阀工作在左位，实现快进，油路为：进油路：泵2换向阀8左位行程阀13下位液压缸左腔；回油路：液压缸右腔调速阀14换向阀8左位单向阀9行程阀13下位液压缸左腔，形成差动连接。2、工进当滑台快速运动到给定地址时，滑台上的工进撞块压下行程阀13阀芯，切断通道，使

11、压力油经调速阀10进入液压缸左腔。由于油液流经调速阀，系统压力上升，打开液控序次阀7，此时单向阀9关闭，切断液压缸差动回路，实现工进，油路为：进油路：泵2换向阀8左位调速阀10液压缸左腔；回油路：液压缸右腔调速阀14换向阀8左位序次阀7背压阀6油箱。11快退3、快退当滑台工进达成此后，停留在止挡块处，系统压力高升，直到压力继电器12的调整值时，压力继电器动作，2YA通电，电磁换向阀8工作在右位，滑台快退返回。快退油路为：进油路：泵2调速阀14换向阀8右位液压缸右腔；回油路：液压缸左腔单向阀11换向阀8右位油箱。、液压元件的选择1、确定液压泵的型号及电动机功率）计算液压泵压力液压泵压估计压力损失

12、经验数据：力一般节流调速和管路简单的系统取pl=，有调速阀和管路较复杂的系统取pl=。液压缸在整个工作循环中最大工作压力为，由于系统有调速阀，但管路简单，因此取压力损失pl=，计算液压泵的工作压力为pp=p+pl=+=122）计算所需液压泵流量考虑泄漏的修正系数K：K=。液压缸在整个工作循环中最大流量为min。取回路泄漏修正系数K=，计算得所需两个液压min所需液压泵的总流量为泵流量qp=min由于溢流阀最小牢固流量为3L/min，工进时液压缸所需流量为min，因此高压泵的流量不得少于min。3）采用液压泵1、单泵Singlepump采用液压泵型号排量压力转速容积效率YB14496085YB1

13、2525960902、双泵：DoublePumpLL1L2L3BB1HSD1D2dd11225510638144452014511090dc12820d11Y由3第5卷P158采用YB110/16型的双B1联叶片泵。10/16液压泵额定压力为，排量分别为10mL/r和型的双16mL/r，取容积效率pV=，总效率=，额定联叶片转速分别为1450r/min和960r/min.泵。134）采用电动机拟选Y系列三相异步电动机，满载转速采用电动960r/min，按此计算液压泵实质输出流机qp=（10+16）103960=min计算所需电动机功率为由3pq卷P5696Y13S-63Pp101.16103W

14、Y132S2.6321.2210p600.8电动机额定功率为3KW，满载转速为-6电动960r/min。机2、选择阀类元件及辅助元件1）标准件依照系统的工作压力和经过各个阀类元件标准件和辅助元件的流量，由产品目录确定这些元件的型号及规格如表5所示。2）非标件a）油管内径为油管尺寸依照实质流量类比确定，采用内径16mm，油管为16mm，外径为20mm的紫铜管。外径为b）油箱20mm油箱容积计算以下油箱V=（57）qp=（57）=V=15014取V=150L。L表5液压元件型号及规格序号名称经过流量qmax(L/min)型号及规格1vA2v40.065.522.81m/s滤油器78.54XU-C3

15、2100B2A1YB110/16双联叶片泵3溢流阀Y-10B4单向阀I-25B5序次阀X-B25B6溢流阀Y-10B7序次阀XB-25B8三位五通电磁换向阀35D-25BM9单向阀I-25B10调速阀Q-25B11单向阀I-25B12压力继电器DP-25B13二位二通行程阀22D-25B14调速阀Q-25B15压力表开关K-3B16压力表Y-100T17电动机Y132S-6四，验算性能达成设计、液压系统的性能验算1、压力损失验算压力损失按液压泵的实质输出流量估计压力损失。验算1）油液在油管中的流速进油管流速vqp21.2210345.52m/sv60162106A回油管流速v15pf22lv2

16、0.2728902.812d21010321.9105Pa0.19MPa2）沿程压力损失Pf层流状态：1=75/Re1=75/552=设系统采用L-HM32液压油，室温为20时粘度为沿程压力=104m2/s损失Pf）进油沿程压力损失Pf1a层流状态：1=75/Re1=75/552=Re1vd5.521010345522300取油液的密度为=890kg/m3，进、回油管1.010长度均为2m，得进油沿程压力损失为pf11lv20.14238905.522b）回油沿程压力损失10102d23.8105Pa0.38MPa回油沿程压力损失层流状态：32812300Re2vd2=75/Re2=75/28

17、1=.10101.0104c）总沿程压力损失16总沿程压力损失3）局部压力损失Pr局部压力损失包括液压阀的压力损失及管局部压力道和管接头的压力损失。液压阀的损失很小，可损失Pr以忽略不计。管道和管接头压力损失一般取沿程压力损失的10%计算，于是pr=10%pf=4）总压力损失pp=pf+pr=+=总压力损原设p=，与计算结果特别凑近。失p2、调定压力的确定双联泵系统中卸荷阀的调定值为调定压力取p卸=ppF16412.9466p40.53103.6410Pa3.64MPa的确定溢A1流阀的调63定.59值10应大于卸荷阀调定压力。取p溢=序次阀的调定值应为p顺=+p=+=背压阀的调定值取为p背=

18、17H803.63103t1510329.20ChA1.8353、系统温升验算f1A2f240.06p工进时fp间在整p个工0作.38循环中所占0.19的时0.间48比MPaA178.54系统温升例达87%，因此系统温升可按工进计算。验算工进时液压缸的有效功率为工进时大流量泵卸荷，卸荷压力为，小流pop2q2Fv224444.440.0520.37W量泵在高压下供油，两个泵的总输出功率为60pipp1qp1pp1qp1由此得液压系统单位时间的发热量为内，计算散热面积为Hpipo82420.37803.63W按通风优异取散热系数h=15103kW/（m2），计算油液温升为A0.0653V20.0

19、65315021.835m2设室温t1=20，得油液温度t2为热平衡18计算在热平衡计算在赞同范围内。赞同范围内。t2t1t2029.2049.20C65C五，总结液压是一们机械专业十分重要的专业基础课。同时液压在实质生产的应用上也发挥了契机总结巨大的作用。在工业生产的各个部门应用液压传动技术。工程机械，矿上机械，压力机械和航天工业中，常常采用液压传动，由于其结构简单，体积小，重量轻，输用心大；机床上采用液压传动是取其能在工作过程中方便的实现无级调速，易于实现频频的换向，易于实现自动化；在电子工业，包装机械，印染机械，食品机械等方面应用气压传动主若是取其操作方便，无油，无污染。因此可知，液压的

20、应用很广泛，发挥的作用也十分巨大。液压课程设计是是对液压课程所学理论知识的一次详尽的应用和实践，增强学生所学知识以及详尽方法的实质应用有很大的帮助。经过此次课程设计，使我关于液压系统设计有了一个更加形象和直观的认识与掌握。这个过程中锻炼了我解析解决问题，应用和查阅相关机械资料进行19设计的能力。由于此次课程设计是在授课的过程中进行的，方才学过的理论知识印象还很深刻，但要在在短短的几周时间做好液压课程是不是一件容易的事，做课程设计又需要很多的相关的知识，此次课程设计又相当于让自己再次温固了一遍课程。真切做到理论与实践的相一致。做好一个设计首要的是理清思路，把详尽要做的工作细分，次序渐进，走一步再走一步，这也有助于使自己不会遇到大的任务，繁琐的事情而手慌脚忙，惊慌失措。查找资料是在整个设计过程中也是一项至关重要的事情，由于我们都没有经验，要想在短短的时间里达成一套设计，适用的资料是必不可以少的。图书馆中找到了一些和我们的题目周边的设