卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计 

《液压与气压传动》

课程设计说明书

学 院、 系： 机械工程学院 专 业： 机械工程及自动化 学 生 姓 名 ： 吴升俊 班 级： 机工1205 指导教师姓名： 李硕 职称： 副教授 最终评定成绩：

2015年 01 月05 日 至2015年 01 月 09 日I

湖南工业大学

课 程 设 计 任 务 书

2015 — 2015学年第一学期

机械工程学院 学院（系、部） 机械工程及自动化 专业 1205 班级 课程名称： 液 压 与 气 压 传 动 设计题目： 卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计 完成期限： 2015年01月05日 至 2015年01月09日

一、设计的主要技术参数 N，快进快退速 运动部件总重G?9800N，总轴向切削阻力Fw?12400度v1?v3?5m/min，工进速度v2?0.04~0.1m/min；行程长度L?320mm；导轨形式为平导轨，静、动摩擦因数分别为?s?0.2，?d?0.1；加速、减速时间不大于0.2s；夹紧力为5000~6000N;夹紧液压缸行程长度为16mm。 内容及任务二、设计要求 1、夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时夹紧缸保持夹紧力； 2、快进转工进时要平稳可靠； 3、钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲。 三、设计任务 1、按机床要求设计液压系统，绘出液压系统图； 2、确定进给液压缸的参数； 3、计算系统各参数并列出电磁铁动作顺序表； 4、选择液压元件型号并列出元件明细表； 5、验算液压系统性能。 四、设计工作量 1、设计说明书一份； 2、液压系统原理图一张； 起 止 日 期 2015.01.05－2015.01.06 2015.01.07－2015.01.08 2015.01.09 工 作 内 容 进行相关计算并编辑设计计算说明书 绘制液压系统图 整理资料并打印，上交资料并答辩 进度安排 参考资料

1、《液压工程手册》或《新编液压工程手册》 雷天觉 2、《液压设计手册》 3、《机械设计手册》 化学工业出版社 成大先 4、《液压元件及选用》 化学工业出版社 王守城 段俊勇 5、《液压系统设计图集》 机械工业出版社 周士昌 6、其他关于液压传动系统设计的资料 II

目 录

卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计 .............................. 1 1 负载分析 ..................................................... 2 2 液压系统方案设计 ............................................ 3

2.1 确定液压泵类型及调速方式 ................................ 3 2.2 选用执行元件 ............................................ 3 2.3 快速运动回路和速度换接回路 .............................. 3 2.4 换向回路的选择 .......................................... 3 2.5 保压回路的选择 .......................................... 3 2.6 组成液压系统绘原理图 .................................... 3 3 液压系统的参数计算 ........................................... 5

3.1 液压缸参数计算 .......................................... 5

3.1.1初选液压缸的工作压力 .............................. 5 3.1.2确定液压缸的主要结构尺寸 .......................... 5 3.1.3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 ........ 5 3.1.4计算夹紧液压缸的保压时间 .......................... 6 3.2 液压泵的参数计算 ........................................ 7 3.3 电动机的选择 ............................................ 7 3.3.1差动快进 .......................................... 8 3.3.2夹紧 .............................................. 8 3.3.3快退 .............................................. 8 4 液压元件的选择 ............................................... 9

4.1 液压阀及过滤器的选择 .................................... 9 4.2 油管的选择 ............................................. 10 4.3 油箱容积的确定 ......................................... 10 5 验算液压系统性能 ............................................ 11

5.1 压力缺失的验算及泵压力的调整 ........................... 11 5.1.1工进时的压力缺失验算和小流量泵压力的调整 ......... 11 5.1.2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整 ..... 11 5.1.3确定油流的流动状态 ............................... 11 5.1.4沿程压力损失 ..................................... 12 5.1.5局部压力损失 ..................................... 12 5.2 液压系统的发热和温升验算 ............................... 13 设计小结 ....................................................... 15 参考文献 ....................................................... 16

卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计

设计的主要技术参数

设计一卧式单面多轴钻孔机床的液压系统。夹紧液压缸的工作循环是：快进→工进→夹紧→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：运动部件总重G=9800N，总轴向切削阻力Fw=12400N,快进、快退速度V1?V3?5m/min，工进速度V2?0.04~0.1m/min；行程长度L=320mm；导轨形式为平导轨，静、动摩擦因素分别为?s?0.1,?d?0.1；加速、减速时间不大于0.2s；夹紧力为5000N~6000N；夹紧液压缸行程长度为16mm，夹紧缸快进行程为50mm。

设计要求

1、夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下

降时夹紧缸保持夹紧力； 2、快进转工进时要平稳可靠；

3、钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲。

设计任务

1、按机床要求设计液压系统，绘出液压系统图； 2、确定进给液压缸的参数；

3、计算系统各参数并列出电磁铁动作顺序表； 4、选择液压元件型号并列出元件明细表； 5、验算液压系统性能。

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1 负载分析

负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为Ffs，动摩擦力为Ffd,则

Ffs?usFN?0.2?9800N?1960NFfd?udFN?0.1?9800N?980N惯性力：Fm?m??vG?v9800?5/60??N?417N?tg?t9.8?0.2

如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率?m?0.95，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1-1。

表1-1 液压缸各运动阶段负载表 运动阶段 起动 加速 快进 工进 夹紧 快退 计算公式 总机械负载N 2063 1471 1032 1032 8379 1032 F?Ffs/?m F?(Ffd?Fm)/?m F?Ffd/?m F?Ffd?m F?（Fj?Ffs)?n F?Ffd/?m 根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F-l）和速度图（V-l），见图1-1a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸活塞退回时的曲线。

图1-1 a） 负载速度图

图1-1 b） 负载速度图 2