卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统设计.docx

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卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统设计

XXXX校名

课程设计说明书

学生姓名：

学号：

学

院:

专

业：

题

目:

设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床

动力滑台的液压系统

指导教师：

职称:

职称:

20**年12月5日

开题报告

学生

指导老师

课题名称

液压与气压传动课程设计

实训时间

2/27---3/2

设计地点

5-G-2F

设计目的

本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。

本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。

通过设计实际训练，为后续专业课的学习毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。

设计内谷（包括设计过程、主要收获、存在冋题、解决措施、建议）

一、设计过程

设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，要求实现的动作顺序

为：

启动—快进—工进—快退—停止。

液压系统的主要参数与性能要求如下：

轴向切

削力总和切削力Ft=20000N,移动部件总质量G=10050N；快进行程l1=100mm共进行程I2=50mm快进、快退的速度为4m/min,工进速度0.05m/min。

加速减速时间厶t=0.2s;

静摩擦系数fs=0.2;动摩擦系数fd=0.1。

该动力滑台米用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。

1.液压系统工况分析

在开始设计液压系统时，首先要对机器的工作情况进行详细分析，一般要考虑下面几个问题。

确定该机器中哪些运动需要液压传动来完成。

1）确定各运动的工作顺序和各执行元件的工作循环。

2）确定液压系统的主要工作性能。

例如：

执行元件的运动速度、调速范围、最大行程以及对运动平稳性要求等。

3）确定各执行元件所承受的负载及其变化范围。

2.拟定液压系统原理图

拟定液压系统原理图一般要考虑以下几个问题。

1）采用何种形式的执行机构。

2）确定调速方案和速度换接方法。

3）如何完成执行机构的自动循环和顺序动作。

4）系统的调压、卸荷及执行机构的换向和安全互锁等要求。

5）压力测量点的合理选择。

根据上述要求选择基本回路，然后将各基本回路组合成液压系统。

当液压系统中有多个执行部件时，要注意到它们相互间的联系和影响，有时要采用防干扰回路。

在液压系统原理图中，应该附有运动部件的动作循环图和电磁铁动作顺序表。

3.液压系统的计算和选择液压元件

液压系统计算的目的是确定液压系统的主要参数，以便按照这些参数合理选择液压元件和设计非标准元件。

具体计算步骤如下：

1）计算液压缸的主要尺寸以及所需的压力和流量。

2）计算液压泵的工作压力、流量和传动功率。

3）选择液压泵的电动机的类型和规格。

4）选择阀类元件和辅助元件的规格。

4.对液压系统进行验算

必要时，对液压系统的压力损失和发热温升要进行验算，但是有经过生产实践考验过的同类型设备可供类比参考，或有可靠的试验结果，那么也可以不再进行验算。

绘制正式工作图和编制技术文件

设计的最后一步就是要整理出全部图纸和技术文件。

正式工作图一般包括如下内容：

液压系统原理图；自行设计的全套工作图（指液压缸和液压油箱等非标准液压元件）；液压泵、液压阀及管路的安装总图。

二、主要收获

通过这次液压与气压传动课程设计使我在设计构思、方案分析、工作情况、元件选择等方面得到了训练，掌握了基本的设计方法，并培养了我初步的结构分析、设计和计算能力。

本次的课程设计是我第一次接触一个完整的液压系统设计•从设计之初的对

题目无从下手到通过查询资料，再到对设计过程有初步的了解。

因为这是我第一次设计液压系统，在一开始设计中有不少错误，但是通过不断的改进，最终方案比较完善了，虽然不断反复的修改设计比较枯燥无味，但是我觉得收获还是很多的，通过本次设计我觉得我们的设计功底有了更进一步的提高，为我未来设计更加复杂系统打下了坚实的基础。

通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。

既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

在本次设计中，我们还需要大量的学到过的知识，在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。

我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。

在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。

有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。

自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。

为以后的工作积累了经验，增强了信心。

三、存在问题

设计过程中在安装维护、泄漏、爬行的方面未进行考虑，由于参考资料有限，时间紧，在常用的液压元件的选取上没有选择最合适的元件，没有选取辅助。

四、解决措施

在设计过程中积极主动的进行研究，与老师同学进行探讨。

广泛运用在设计过程中已经积累的普遍经验，查阅相关资料，这样不仅加快了设计进程，也避免了不必要的重复劳动。

首先明确了设计任务，掌握了设计进度，进行了认真设计。

每个阶段完成后进行认真检查，有错误进行了认真修改，精益求精

五、建议

1、在进行设计时，尽量参考手册是必要的。

2、为了加工方便，部分总体尺寸需要圆整。

六、心得小结

安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。

尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。

通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。

课程设计促进了我系人才培养计划的完善和课程设置的调整。

课程设计达到了专业学习的预期目的。

在两个星期的课程设计之后，我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高，更重要的是通过对液压设计流程的了解，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的问题在专业领域内进行更深入的学习。

本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。

衷心的感谢老师的指导和帮助•由

于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的机器

指导老师评语

系部教研室

意见

目录-0-

引言-6-

第一章明确液压系统的设计要求-7-

第二章负载与运动分析-7-

第三章负载图和速度图的绘制-8-

第四章确定液压系统主要参数-9-

4.1确定液压缸工作压力-9-

4.2计算液压缸主要结构参数-9-

第五章液压系统方案设计-12-

5.1选用执行元件-12-

5.2速度控制回路的选择-12-

5.3选择快速运动和换向回路-13-

5.4速度换接回路的选择-13-

5.5组成液压系统原理图-14-

5.5系统图的原理-15-

第六章液压元件的选择-16-

6.1确定液压泵-16-

6.2确定其它元件及辅件-17-

6.3主要零件强度校核-18-

第七章液压系统性能验算-20-

7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值-20-

7.2油液温升验算-21-

设计小结-23-

参考文献-24-

引言

液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。

液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：

易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。

液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。

而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：

控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。

所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：

压

力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。

2013届本科毕业设计（论文）

第一章明确液压系统的设计要求

要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。

要求实现的

动作顺序为：

启动一快进一工进一快退一停止。

液压系统的主要参数与性能要求如下：

轴向切削力总和切削力Ft=20000N,移动部件总质量G=10050N;快进行

程li=100mm,共进行程l2=50mm。

快进、快退的速度为4m/min，工进速度0.05m/min。

加速减速时间△t=0.2s;静摩擦系数fs=0.2;动摩擦系数fd=0.1。

该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。

第二章负载与运动分析

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，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：

夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。

在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合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，其他负载可忽略。

（1）工作负载Fw

工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属

切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即

Ft=20000N

（2）阻力负载Ff

阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。

导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为Ff，则

静摩擦阻力Ffs0.2100502010N

动摩擦阻力Ffd0.1100501005N

（3）惯性负载

最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。

已知启动换向时间为0.05s，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为4.5m/min，因此惯性负载可表示为

m型10050—N341.84N

At9.81600.2

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w=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所表1液压缸总运动阶段负载表（单位：

N）

工况

负载组成

负载值F/N

推力F/w/N

启动

FFfs

2351.84

2613

加速

FFfdFm

1341.84

1491

快进

FFfd

1005

1116.67

工进

FFfdFt

21005

23338.89

反向启动

FFfs

2351.84

2613

加速

FFfdFm

1341.84

1491

快退

FFfd

1005

1116.67

制动

FFfdFm

663.16

736.84

第三章负载图和速度图的绘制

工况

负载组成

负载值F/N

推力F/w/N

启动

FFfs

2351.84

2613

加速

FFfdFm

1341.8