卧式钻床液压系统.docx

1、卧式钻床液压系统课 程 设 计 任 务 书1设计目的：液压传动课程设计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。 学生通过课程设计对所学内容能够灵活掌握，融会贯通，并获得综合运用所学知识 进行液压系统设计的基本能力。通过课程设计，学生应达到以下目的：1.巩固和深化已学的液压传动的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法 和步骤；2.锻炼机械制图、结构设计和工程运算的能力；3.熟悉液压缸的结构设计以及液压元件的选择方法；4.学会使用有关国家标准、液压手册及产品样本等有关技术资料。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数

2、、条件、设计要求等）：工作循环：手工上料自动夹紧工作台快进铣削进给工作台快 退夹具松开手工卸料。工作台液压缸负载力（KN）：FL2.0 夹紧液压缸负载力（KN）：Fc 4.8工作台液压缸移动件重力（KN）：G3.5 夹紧液压缸负移动件重力（N）：Gc45工作台快进、快退速度（m/min）：V1=V36.5 夹紧液压缸行程（mm）：Lc工作台工进速度（mm/min）：V248夹紧液压缸运动时间（ S ）： tc 1工作台液压缸快进行程（mm）：L1 450导轨面静摩擦系数： s=0.2工作台液压缸工进行程（mm）：L2 80导轨面动摩擦系数： d=0.1工作台启动时间（S）： t=0.53设计工

3、作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图 纸、实物样品等：（ 1） 液压系统原理图 1 张；（2） 设计计算说明书 1 份。一. 运动参数分析二计算液压缸尺寸和所需流量 三确定液压系统方案，拟定液压系统图 四选择液压元件和确定辅助装置 五确定电机功率 六液压系统的性能验算序号FLFCGGCV1V2L1L2LCtC82.04.83.5456.54845080101一运动参数分析根据主机要求画出动作循环图，然后根据动作循环图和速度要求画出速 度与路程的工况图。夹紧快进工进快退松开设计内容1.负载与运动分析1.1 工作负载1）夹紧缸工作负载：Fl = FC + GCs=4800+45*

4、0.2=4809NF2= FC + GCd=4800+45*0.1=4804.5N夹紧缸最大夹紧力 FmaxFmax=F1/0.9=5343N夹紧缸最小夹紧力 FminFmin=F2/0.9=5338N由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计 计算中把夹紧缸的工作过程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸 的惯性负载等一些其他的因素。2)工作台液压缸工作负载极为切削阻力 FL=2.0KN。1.2 摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：(1)静摩擦阻力Ffs=s*G=0.2 3500=700N(2)动摩擦阻力Ffd=d*G=0.1 3500=350N1.3 惯性负载G

5、 v G （v1-0） 3500 6.5/60Fi= = = =77.38N g t g t 9.8 0.51.4 负载图与速度图的绘制快进t1= L1= 450 =4.15sV1 6.510360工进t2= L2= 80 =100sV2 4860快退t3= L1+L2= 450+80 =4.89sV3 6.510360因为液压缸的受力还有密封阻力，所以假设液压缸机械效率cm=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表 1.1 所示。表 1.1 液压缸在各工作阶段的负载和推力工况负载组成液压缸负载 F/N液压缸推力F0=F/cm/N启动F=Ffs700777.8加速F=Ffd+Fi427

6、.38474.87快进F=Ffd350388.9工进F=Ffd+FL23502611.1反向启动F=Ffs700777.8加速F=Ffd+Fi427.38474.87快退F=Ffd350388.9表二液压缸负载与工作压力之间的关系:负载/KN50工作压力/MPaqgjb故所选泵符合系统要求。(3)验算快进、快退的实际速度： Vkj=qmax/A3=10X10-3/1590X10-6=6.3(m/min) Vkt=qmax/A2=10X10-3/1526X10-6=6.6(m/min)2. 选择阀类元件： 各类阀可按通过该阀的最大流量和实际工作压力选取，阀的调整压力值， 必须在确定了管路的压力损

7、失和阀的压力损失后才能确定。3.确定油管尺寸：1) 油管内径的确定：可按下式计算：4 d2=q泵的最大流量为 10L/min, 但在系统快进时，部分油管流量可达 20L/min。按 20L/min 计算，取 V 为 4m/s,则d=(4X0.020/3.14X4X60) 1/2=10(mm)(2) 按标准选取油管：可按标准选取内径 d=10mm，壁厚为 1mm 的紫铜管，安装方便处可选用 内径 d=10mm，外径 D=16mm 的无缝钢管。5.确定油箱容量：本设计为中压系统，油箱有效容量可按泵每分钟内公称流量的 5-7 倍来确 定。V=5Xqb=5X10=50（L）6.工进时所需的功率根据 p

8、1A1 = F + A2p2，工进时油路的流量仅为 0.15L/min，因此流速很小， 所以沿程压力损失和局部压力损失都非常小，可以忽略不计。这时进油路上 只考虑调速阀的损失 0.6MPa，回油路上只有被压阀损失，还有夹紧缸的压 力 2MPa ，小流量泵的调整压力 p=p1+2+0.6+0.8=4.3MPa工进时泵 1 的调整压力为 4.3MPa 流量为 4L/min. 泵 2 卸荷时，其卸荷压力可视为零取其效率=0.75 所以工进时所需电机功率为Pb1 液压泵的最大公最压力（Pa）Qb1 液压泵的输出流量（m3/s）7.pbqb快进快退时所需的功率序号名称通过流量（L/min）型号及规格1.

9、2双联叶片泵10YB-4/63三位五通电磁阀9.934EF3Y-E10B4减压阀1.87Y-10B5.安全阀3.375YF3-10B6背压阀1B-10B7顺序阀11.57AXF3-10B8.9.10.12.15单向阀11.57YAF3-Ea10B11行程阀-k-6Bp=0.3Kw13调速阀1QF3-E6aB14二位五通电磁换向阀1.8723D-10B16.17压力继电器-PF-D8L五确定电机功率 由于快速运动所需电机功率大于工作进给所需电机功率，故可按快速所需的 功率来选取电机，现按标准选取电机功率为 1.1Kw。具体型号可参考相关手 册。六液压系统的性能验算 1油液温升验算工作在整个工作循

10、环过程中所占的时间比例达 92%，所以系统发热和油液升 温可按工进时的工况来计算。工进时液压缸的有效功率为 P=p q =Fv =2611.10.04860=2.1W，这 时大流量液压泵经过溢流阀卸荷，小流量泵在高压下供油，所以两个泵的总输出功率为 P1= =(4.31060.00317)/(0.7560)=302.9 W,由此求得液压系统的发热量为 Hi=P1-Pe=(302.9-2.1)W=300.8W,当油箱的高、宽、长比例在1：1：1 到1：2：3 范围内，且油面高度为油箱 高度的 80时，油箱散热面积近似为：A = 6.663 V2式中 V 为油箱有效容积( m3 )；A 为散热面积

11、(m2 ) 取油箱有效容积V = 0.25m3 ，散热系数K =15W/(m2 C) 按 T = Hi 计算，所以油液的温升为：KA查得液压与气压传动章宏甲主编 P338表 8-19可知，此温升值没有超过 允许范围，所以该液压系统不必设置冷却器。2验算系统压力损失 由于系统的具体管道布置尚未具体确定,整个系统的压力损失无法全面估算。 所以只能估算阀类元件的压力损失，待设计好管路布置图后，加上管路的沿 程损失和局部损失即可。本设计镗床液压系统为小型液压系统，管路的压力 损失很小，可以不考虑。3. 确定液压缸所需的流量：快进流量 qkj:qkj=A3V1=8.7451039(L/min)快退流量 qkt:qkt=A2V3=8.3910-3=8(L/min)工进流量 qj: