1、下載可編輯機電工程系液壓與氣壓傳動課程設計題目：臥式單面鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：機制 7班：XX學號：201094014251(2012 年 12 月 30 日)液壓與氣壓傳動課程設計任務書.專業(yè) .整理 .下載可編輯一、主要任務與目標任務：臥式單面鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計 8-7 一臺臥式單面多軸鉆孔組合機床，動力滑臺的工作循環(huán)是：快進工進快退停止。 液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)要求如下， 軸向切削力錯誤 ! 未找到引用源。 =24000N；滑臺移動部件總質量為 510Kg；加、減速時間為 0.2s; 采用平導軌，靜摩擦因數(shù) 錯誤 ! 未找到引用源。=0.2 ，動

2、摩擦因數(shù) 錯誤 ! 未找到引用源。 =0.1; 快進行程為 200mm，工進行程為 100mm；快進與快退速度相等，均為 3.5m/min, 工進速度為30-40mm/min.工作時要求運動平穩(wěn)， 且隨時停止運動。 試設計動力滑臺的液壓系統(tǒng)。目標：通過本題目的課程設計，使學生對所學的液壓與氣壓傳動課程知識有一個全面深刻的認識， 熟悉液壓系統(tǒng)設計的基本方法和過程；提高學生的動手能力和工程實踐能力。二、主要容（ 1）熟悉設計任務，明確設計及目標。（ 2）根據(jù)設計要求和已學過的設計流程，擬定系統(tǒng)工作原理圖。（ 3）計算各元件的參數(shù)并驗算。（ 4）元件選型。（ 5）編制文件，繪制速度、負載圖譜。三、工

3、作量要求完成規(guī)定的任務，總字數(shù)30004000 字。四、時間.專業(yè) .整理 .下載可編輯設計容設計說明及計算過程備注目錄一、分析負載3（一）外負載3（二）慣性負載3（三）阻力負載3二、確定執(zhí)行元件主要參數(shù)4三、設計液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖6（一）設計液壓系統(tǒng)方案6（二）選擇基本回路81. 選擇快進運動和換向回路82. 選擇速度換接回路93. 選擇調壓和卸荷回路9（三）將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)9四、選擇液壓元件12（一）液壓泵12（二）閥類元件及輔助元件13（三）油管14（四）油箱14五、設計小結15六、參考文獻16七、感想17.專業(yè) .整理 .下載可編輯一、分析負載（一）外負載Fg=F

4、 =24000Nt（二）慣性負載機床工作部件的總質量m=510kg，取 t=0.2sFm=m v/ t=510 ×3.5/(60× 0.2)=148.75N( 三）阻力負載機床工作部件對動力滑臺導軌的法向力為：Fn=mg=510× 9.8N=4998N靜摩擦阻力F fs =f s Fn=0.2 ×4998N=999.6NFfd =f dFn=0.1 ×4998N=499.8N由此得出液壓缸在各工作階段的負載如表1 所示。表 1 液壓缸在各工作階段負載 F（單位： N）工負載組成負載值 F工負載組成負載值 F況況F=錯誤 ! 未找啟F=錯誤 !

5、未找到引工到引用源。 +24499.8動用源。999.6進錯誤 ! 未找到引用源。加F=錯誤 ! 未找到引快F=錯誤 ! 未找499.8速用源。 +m v/648.55退到引用源。t快F=錯誤 ! 未找到引進用源。499.8按上表數(shù)值繪制負載圖如圖1a 所示。由于 v1=v 3=3.5m/min 、l 1=200mm、l 2=100mm、快退行程l 3=l 1+l 2=300mm，工進速度 v2=3040mm/min，由此可繪出速度如圖1 所示。24499.8N/F.專業(yè) .整理 .999.6648.55下載可編輯a) 負載圖用引到3.5找未!誤錯*m0.03/v01000200300l/m-

6、3.5b) 速度圖圖 1 組合機床液壓缸負載圖額速度圖二、確定執(zhí)行元件主要參數(shù)由課本中表8-7 和表 8-8 可知，組合機床在最大負載約為25000N 時.專業(yè) .整理 .下載可編輯液壓系統(tǒng)宜取壓力p1=4MPa。鑒于動力滑臺要求快進、快退速度相等， 這里的液壓缸可選用單活塞桿式的，并在快進時作差動連接。這種情況下液壓缸無桿腔的工作面積A1應為有桿腔工作面積A2的兩倍，即 =A1/A 2=2, 而活塞桿直徑d 與缸筒直徑 D 成 d=0.707D 的關系。在加工時， 液壓缸回油路上必須具有背壓p2，以防止孔鉆通時滑臺突然前沖。 按課本中表 8-3 取 p =0.8MPa?？爝M時液壓缸作差動連接

7、，管路中2有壓力損失，有桿腔的壓力應略大于無桿腔，但其差值較小， 可先按 0.3MPa考慮?？焱藭r回油腔中是有背壓的，這時p 也可按 0.8MPa 估算。2由工進時的負載值按課本中表8-9 中的公式計算液壓缸面積：A2=錯誤 ! 未找到引用源。=24499.8/0.96(4 × 2-0.8)×62=35.45× 10-4210 mm-42A1= A2=2A2=70.89 × 10 mD=錯誤 ! 未找到引用源。=0.095md=0.707D=0.067m將這些直徑按GB/T2348-2001 圓整成就近標準值得：D=0.1m、 d=0.07m由此求得液壓

8、缸兩腔的實際有效面積為2× 10-42A1= D /4=78.54m，A2=22)/4=40.06 ×10-4 2 (D -dm。經(jīng)驗算，活塞桿的強度和穩(wěn)定性均符合要求。根據(jù)上述 D和 d 的值，可估算出液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率，如表2所示，并據(jù)此繪出工況圖如圖2所示。表 2 液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值.專業(yè) .整理 .下載可編輯3.73(13.47L/min)0.22450.1010.480.4480.0190.005021.71.730.397qpp0.2337（ 14.02L/min ）圖 2 液壓缸工況圖三、設計液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系

9、統(tǒng)原理圖（一）設計液壓系統(tǒng)方案由于該機床是固定式機械，且不存在外負載對系統(tǒng)作功的工況，并由.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖 8-12 知，這臺機床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小。根據(jù)課本中工具表 8-5,8-6 該液壓系統(tǒng)以采用節(jié)流調速方式和開示循環(huán)為宜。 現(xiàn)采用進油路節(jié)流調速回路， 為解決孔鉆通時滑臺突然前沖的問題，回油路上要設置背壓閥。從工況圖中可以清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)，液壓缸要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。最大流量約為最小流量的 55 倍，而加進加快退所需的時間t1 和工進所需的時間t2 分別為 :錯誤 ! 未找到引用源。=錯誤 ! 未找到

10、引用源。/ 錯誤 ! 未找到引用源。+錯誤 ! 未找到引用源。/ 錯誤 ! 未找到引用源。=(60*200/3.5*1000+60*300/3.5*1000)s=8.57s錯誤 ! 未找到引用源。=l2/v2=60*100/1000*0.04=150s亦即是 錯誤 ! 未找到引用源。/ 錯誤 ! 未找到引用源。 17.5 。因此從提高系統(tǒng)效率， 節(jié)省能量的角度來看，采用單個定量液壓泵作為油源顯然是不適合的，而宜采用大，小兩個液壓泵自動兩級并聯(lián)供油的油源方案（圖3a） .圖 3a).專業(yè) .整理 .下載可編輯圖圖 3b)圖 3c)圖 3 油源及液壓回路的選擇a) 液壓源b)換向回路c)速度換接回

11、路( 二) 選擇基本回路由于不存在負載對系統(tǒng)作功的工況，也不存在負載制動過程，故不需要設置平衡制動回路。但必須具有快速運動，換向、速度換接以及調壓，卸荷等回路。1. 選擇快速運動和換向回路.專業(yè) .整理 .下載可編輯系統(tǒng)中采用節(jié)流調速回路后，不論采用何種油源形式都必須有單獨的油路直接通向液壓缸兩腔，以實現(xiàn)快速運動。在本系統(tǒng)中，快進，快退換向回路應采用圖3b 所示的形式。2. 選擇速度換接回路在工況圖（ 圖 2）中的 q-l曲線可知，當滑臺快進轉為工進時，輸入液壓缸的流量由13.47L/min降至 0.3L/,in,滑臺的速度變化較大，可選用行程閥來控制速度的換接，以減小液壓沖擊（見圖 3c）。

12、當滑臺由工進轉為快退時，回路中通過的流量很大-進油路中通過14.02L/min,回油路中通過14.02*(78.54/40.06)L/min=27.492L/min。為了保證換向平穩(wěn)起見，宜采用換向時間可調的點也換向閥式換接回路（見圖 3b）。由于這一回路還要實現(xiàn)液壓缸的差動連接，所以換向閥必須是五通的。3. 選擇調壓和卸荷回路油源中有溢流閥（見圖 3a），調定系統(tǒng)工作壓力，因此調壓問題已在油源中解決，無需另外再設置調壓回路。而且，系統(tǒng)采用進油節(jié)流調速，故溢流閥常開， 即時滑臺卡主，系統(tǒng)壓力也不會超過溢流閥的調定值，所以又起安全作用。再圖 3a 中所示的雙液壓泵自動兩級供油的油源中設有卸荷閥，

13、當滑臺工進和停止時，低壓， 大流量液壓泵都可經(jīng)此閥卸荷。由于工進在整個工作循環(huán)周期中占了絕大部分時間，且高壓，小流量液壓泵的功率較小，故可以認為卸荷問題已基本解決，就不需要再設置卸荷回路。（三）將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)把上面現(xiàn)出的各種液壓回路組合畫在一起，就可以得到一液壓系統(tǒng).專業(yè) .整理 .下載可編輯原理圖（不包括點畫線圓框的元件）。將此圖自習檢查一遍，可以發(fā)現(xiàn)，該圖所示系統(tǒng)的工作中還存在問題。為了防止干擾， 簡化系統(tǒng)并使其功能更加完善，必須對系統(tǒng)進行如下修正：1）為了解決防滑臺工進時圖中進，回油路相互接通，系統(tǒng)無法建立壓力的問題，必須在換回回路中串接一個單向閥，將進，回油路隔斷。2）為了解

14、決滑臺快進時回油路接通，無法實現(xiàn)液壓缸差動連接的問題，必須在回油路上串接一個液控順序閥。這樣，滑臺快進時因負載較小而系統(tǒng)壓力較低，使閥關閉，便組織了油液返回油箱。3）為了解決機床停止工作后回路中的油液流向油箱，導致空氣進入系統(tǒng)，影響回臺運動平穩(wěn)性的問題，必須在電液換向閥的回油口增設一個單向閥。4）為了在滑臺工進后系統(tǒng)能自動發(fā)出快退信號，須在調速閥輸出端增設一個壓力繼電器。5）若將順序閥和背壓閥的位置對調一下，就可以將順序閥與油源處的卸荷閥合并，從而省去一個閥。經(jīng)過修改，整理后的液壓系統(tǒng)原理圖 4所示。.專業(yè) .整理 .下載可編輯14354216891011711圖 4整理后的液壓系統(tǒng)原理框圖1

15、- 雙葉片液壓泵2- 三位五通電液閥3- 行程閥4- 調速閥 5- 單向閥 6- 單向閥 7- 順序閥 8- 被壓閥9- 溢流閥 10- 單向閥 11- 過濾器 12- 壓力表節(jié)接點13- 單向閥 14- 壓力繼電器.專業(yè) .整理 .下載可編輯四、選擇液壓元件（一）液壓泵液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為3.25MPa，如取進油路上的壓力損失為0.8MPa，為使壓力繼電器能可靠地工作，取其調整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力0.5MPa，則小流量液壓泵的最大工作壓力應為Pp1=(3.25+0.8+0.5)MPa=4.55Mpa。大流量液壓泵在快進，快速運動時才向液壓缸輸油，由圖 2 可知， 快退時

16、液壓缸的工作壓力比快進時大，如取進油路上的壓力損失為0.5MPa（因為此時進油不經(jīng)調速閥故壓力損失減小），則大流量液壓泵的最高工作壓力為 Pp2=(1.7+0.5)=MPa=2.2Mpa 。由圖 2 可知， 兩個液壓泵應向液壓缸提供的最大流量為30.16L/min,因系統(tǒng)較簡單，取泄露指數(shù)錯誤 ! 未找到引用源。=1.05, 則 2 個液壓泵的實際流量為 錯誤 ! 未找到引用源。由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min ，而工進時輸入液壓缸的流量為 0.31L/min ，由小流量液壓泵單獨供油，所以小液壓泵的流量規(guī)格最少應為 3.3L/min 。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產品樣本，最后確定選

17、取PV2R12-6/26 型雙聯(lián)葉片液壓泵，其小液壓泵和大液壓泵的排量分別為6mL/r 和 26mL/r ，當液壓泵的轉速錯誤 ! 未找到引用源。=940r/min時該液壓泵的理論流量為31.96L/min ，若取液壓泵的容積效率錯誤 ! 未找到引用源。 =0.9 ，則液壓泵的實際輸出流量為：錯誤 ! 未找到引用源。=(6+26)*940*0.9/1000L/min=27.1L/min。.專業(yè) .整理 .下載可編輯由于液壓缸在快退時輸入功率最大，這時液壓泵工作壓力位2.2MPa，流量為 27.1L/min 。按課本中表8-13 取液壓泵的總效率p=0.75, 則液壓泵驅動電動機所需的功率為:P

18、= 錯誤 ! 未找到引用源。根據(jù)此數(shù)值查閱電動機產品樣本選取Y100L6 型電動機，其額定功率 Pn=1.5KW，額定轉速 Nn=940r/min 。（二）閥類元件及輔助元件根據(jù)發(fā)類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量，可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格見表3。表中序號與圖4 的元件標號相同。表 3元件的型號及規(guī)格注：此電動機額定轉速錯誤 ! 未找到引用源。=940r/min時液壓泵輸出的實際流量。（三）油管.專業(yè) .整理 .下載可編輯各元件間連接管道的規(guī)格按液壓元件接口處的尺寸決定，液壓缸進，出油管則按輸入，排出的最大流量計算。由于液壓泵選定之后液壓缸在各個工作階段的進，出

19、流量已與原定數(shù)值不同，所以重新計算如表 4所示。由上表可以看出，液壓缸在各個工作階段的實際運動速度符合設計要求。根據(jù) 表 4 中數(shù)值，并按第二章第七節(jié)推薦取油液在壓油管的流速V=3m/s, 按式（ 2-30 ）算的與液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管徑分別為：d=2* 錯誤 ! 未找到引用源。=2* 錯誤 ! 未找到引用源。mm =19.71mm；d=2* 錯誤 ! 未找到引用源。mm =13.85mm這兩根油管都按GB/T2351 2005 選用徑 15mm，外徑 18mm的冷拔無縫鋼管。表 4液壓缸的進出流量快進錯誤 ! 未找到引用源。輸入流=(錯誤! 未找到引用量/L ?源。 )/( 錯誤

20、! 未找到引錯誤 !用源。 - 錯誤 ! 未找到引未找到用源。 )引用=(79*27.1)/(79-40)源。=54.89錯誤 ! 未找到引用源。輸出流=(錯誤! 未找到引用量/L ?源。)/ 錯誤 ! 未找到引用錯誤 !源。未找到=(40*54.89)/79引用=27.8源。錯誤 ! 未找到引用源。=運動速錯誤 ! 未找到引用源。度/L ?/( 錯誤 ! 未找到引用源。錯誤 !- 錯誤 ! 未找到引用源。 )未找到=(27.1*10)/(79-40)引用=6.95源。工進快退錯誤 ! 未找到引錯誤 ! 未找到引用源。 =0.312用源。 =錯誤 ! 未找到引用源。=27.1錯誤 ! 未找到引

21、錯誤 ! 未找到引用源。=( 錯誤 !用源。 =( 錯誤 !未找到引用未找到引用源。)/ 錯誤! 未找源。 )/ 錯誤 ! 未到引用源。找到引用源。=(40*0.312)/79=(79*27.1)/40=0.16=53.52錯誤 ! 未找到引錯誤 ! 未找到引用源。 =錯誤 ! 未用源。 =錯誤 ! 未找到引用源。/找到引用源。/錯誤 ! 未找到引錯誤 ! 未找到引用源。用源。=(0.312*10)/79=27.1*10/40=0.04=6.772.專業(yè) .整理 .下載可編輯（四）油箱油箱容積按式（2-19 ）估算，取經(jīng)驗數(shù)據(jù)=7，故其容積為：V= 錯誤 ! 未找到引用源。=7*27.1L=1

22、89.7L按照 JB/T7938 1999 規(guī)定，取最靠近的標準值V=200L。.專業(yè) .整理 .下載可編輯五、設計小結1. 系統(tǒng)采用了“雙葉片液壓泵 - 調速閥 - 被壓閥”式調速回路。它保證液壓缸穩(wěn)定的低速運動， 較好的速度剛性和較大的調速圍。 回油路上加被壓閥防止空氣進入系統(tǒng)，并能使滑臺承受負向負載。2. 系統(tǒng)采用了雙葉片液壓泵和液壓缸差動兩項措施來實現(xiàn)塊進，可得到較大的快進速度， 且能量利用也比較合理。 滑臺停止運動時， 采用了單向閥，被壓閥，溢流閥等來使液壓泵在低壓時卸荷，既減少能量損失，又控制油路保持一定的壓力，以保證下一工作循環(huán)的順利啟動。3. 系統(tǒng)采用了行程閥和順序閥等實現(xiàn)快進與工進的換接，不僅簡化了油路和電路，