卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统

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《液压与气压传动》

课程设计说明书

设计题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统

姓名：班级：学号：分组：指导教师：

广东科技学院机电工程系

2016年12月10日

设计任务及要求 .............................................................................................................................. 1

一、基本结构与动作顺序 ....................................................................................................... 1 二、主要性能参数................................................................................................................... 1 设计计算分析 .................................................................................................................................. 1

一、确定执行元件................................................................................................................... 1 二、负载分析........................................................................................................................... 1

1.工作负载 ........................................................................................................................ 1 2.惯性负载 ........................................................................................................................ 2 3.阻力负载 ........................................................................................................................ 2 三、运动分析........................................................................................................................... 2 四、液压系统方案设计 ........................................................................................................... 3

1.确定液压泵类型及调速方式 ........................................................................................ 3 2.选用执行元件 ................................................................................................................ 3 3.快速运动回路和速度换接回路 .................................................................................... 3 4.换向回路的选择 ............................................................................................................ 3 5.组成液压系统绘原理图 ................................................................................................ 3 五、液压系统参数计算 ........................................................................................................... 4

1. 初步选定液压缸工作压力根据 .................................................................................. 4 2.确定液压缸主要尺寸 .................................................................................................... 4 3.计算最大流量 ................................................................................................................ 5 六、液压元件的选择............................................................................................................... 7

1.液压泵 ............................................................................................................................ 7 2. 阀类元件的选择 .......................................................................................................... 8 3.油管的选择 .................................................................................................................... 8 4.油箱容积的确定 ............................................................................................................ 9 七、验算液压系统性能 ........................................................................................................... 9

1.回路压力损失验算 ........................................................................................................ 9 2.油液温升验算 ................................................................................................................ 9

参考资料 ........................................................................................................................................ 10

设计任务及要求

一、基本结构与动作顺序

卧式单面多轴组合机床主要由工作台、床身、单面动力滑台、定位夹紧机构等组成，加工对象为铸铁变速箱体，能实现自动定位夹紧、加工等功能。工作循环如下：

工件输送至工作台自动定位夹紧动力滑台快进工进快退夹紧松开定位退回工件送出。（其中工作输送系统不考虑）二、主要性能参数

1．最大切削力Ft=25kN； 2．运动部件总重量M=15kN； 3．加减速时间?t=0.1s；

4．静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1，采用平导轨；

5．快进行程l1=200mm；工进行程l2=50mm，工进速度30～120mm/min，快进与快退速度均为6m/min；

6．工作台要求运动平稳，但可以随时停止运动，两动力滑台完成各自循环时互不干扰，夹紧可调并能保证。

设计计算分析

一、确定执行元件

卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统在工作时要求液压系统主要完成直线运动，故我们应当选用液压缸为液压系统的执行元件。

图1 卧式单面多轴钻孔组合机床模型

二、负载分析

我们在负载分析中只考虑机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载对液压系统影响较小，我们可以忽略不计。 1.工作负载

工作负载指在工作过程中由于机器特定工作情况而产生的负载。在卧式单面多轴钻孔组

合机床液压系统中，工作负载即为最大切削力，且最大切削力Ft=25kN。 2.惯性负载

最大惯性负载Fm取决于移动部件的质量和最大加速度，为二者的乘积，由快进与快退速度均为6m/min，快进之前机床无速度得?v=6m/min；又由加减速时间?t=0.1s、运动部件总重量M=15kN；故：

Fm?M△v6m/min?15kN??1531N△t60?0.2s

3.阻力负载

阻力负载即工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦力和动摩擦力两个部分。

3静摩擦阻力：Ffs?Mfs?0.2?15?10?3000N

3动摩擦阻力：Ffd?Mfd?0.1?15?10?1500N

三、运动分析

由上述所得信息分析负载，我们可计算并绘制出下表：

表1 液压缸中各工况负载

液压缸推力F'/N 工况起动加速快进工进快退负载组成 F=Ffs F=Ffd+Fm F=Ffd F=Ffd+Ft F=Ffd 负载值F/N F'=F/ηm 3000 3031 1500 26500 1500 3333 3368 1667 29444 1667 注：1.液压缸的机械效率在此处取ηm=0.9。 2.不考虑动力滑台上颠覆转矩的作用。

图2 组合机床动力滑台液压系统负载循环图

四、液压系统方案设计 1.确定液压泵类型及调速方式

参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油、调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀作定压阀。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，回油路上设置背压阀。 2.选用执行元件

因系统动作循环要求正向快进和工作，反向快退，且快进、快退速度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积A1等于有杆面积A2的两倍。 3.快速运动回路和速度换接回路

根据本例的运动方式和要求，采用差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。 4.换向回路的选择

本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以选用电磁换向器的换向回路。为便于实现差动连接，选用了三位五通换向阀。为提高换向的位置精度，采用死档板和压力继电器的行程终点返程控制。

5.组成液压系统绘原理图

将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点，并设置多点压力表。这样只需一个压力表即能观测各点压力。

图3系统工作原理图

液压系统中各电磁铁的动作顺序如下表。