XXXX校名課程設計說明書學生姓名：學號：學院： 專業(yè)：題目： 臥式鉆床動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)設計指導教師： 職稱：職稱： 一20**年12月5日目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"負載分析 2\o"CurrentDocument"繪制液壓工況（負載速度）圖 3\o"CurrentDocument"初步確定液壓缸的參數 3初選液壓缸的工作壓力： 3計算液壓缸尺寸： 4計算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量及功率： 4繪制液壓缸工況圖 5\o"CurrentDocument"擬定液壓系 5選擇液壓回路 5液壓系統(tǒng)的組合 5\o"CurrentDocument"液壓元件的計算和選擇 7確定液壓泵的容量及驅動電機的功率： 7液壓泵的流量 7選擇電動機 7元件選擇 8確定管道尺寸 8確定油箱容積： 8\o"CurrentDocument"管路系統(tǒng)壓力損失驗算 9判斷油流狀態(tài) 9沿程壓力損失 9局部壓力損失 10\o"CurrentDocument"液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗算 11液壓泵的輸入功率 11有效功率 11系統(tǒng)發(fā)熱功率 11散熱面積 11油液溫升 11\o"CurrentDocument"參考文獻: 12

負載分析切削力：Ft=16000N導軌摩擦阻力靜摩擦力：fs=fW=0.2x20000=4000N動摩擦力：F扭=fd^=0.1x20000=2000N慣性阻力（1）動力滑臺快進慣性阻力Fm，動力滑臺啟動加速、反向啟動加速和快退減速制動的加速度相等，2=0.15m/s，At=0.20s=1530NwAv200000.15 = x =1530NF（2）動力滑臺快進慣性阻力m，動力滑臺由于轉換到制動是減速，取Av=7x10-4m/s，At=0.20swF=mgAv20000= yAt 9.87x10-4=7.14N0.20液壓缸各動作階段負載列表如下：液壓缸推力工況計算公式液壓缸負載F（N）（F=F/）/門m啟動F=fW50005556加速F=fW+Fm63267029快進F=fW25002778工進F=F+fW1800020000制動F=fW—F'm24832759快退F=fW25002778制動F=fW一Fm—1326—1473注：液壓缸機械效率：門m=0?9。繪制液壓工況（負載速度）圖根據計算的液壓負載和各階段工作行程、速度，可繪制液壓缸的F-T與V—t圖快進工進t2mL0.15.―快進工進t2mL0.15.―i= =2sV0.075iL0.15= j= =455sxV 3.3X10-42minL- 2t2mn V1.7X10-32maxt= =4s3V0.753快退液壓缸負載圖和速度圖初步確定液壓缸的參數3.1.初選液壓缸的工作壓力：組合機床液壓系統(tǒng)工作壓力，一般為（30?50）x105Pa,這里選P=44x105Pa,為防止鉆通

孔時動力滑臺發(fā)生前沖，液壓缸回油腔應有背壓，背壓P2=2X105Pa。初步定快進快退回油壓力損失AP=5x105Pa3.2.計算液壓缸尺寸：選定液壓缸前、后腔有效面積比為2：1，則液壓缸無桿腔工作面積A1F 0 (pF 0 (p-1P)1 2220000(44—2)X105=48.8X10-4m2取A1=50x10-4m2=8.0=8.0X10-2m取標準值D=8.0x10-2m活塞桿直徑 d=0.7D=5.6x10-2m液壓缸尺寸取標準值之后的有效工作面積無桿腔面積A=—D2=—x(8.0x10-2)2=39x10-4m214 4有桿腔面積A=—D2-d2)=—(8.02-5.62)X10-4=25.6x10-4m224 4活塞桿面積A=A-A=13.4x10-4m23.3.計算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量及功率：表中F0為液壓缸的驅動力。液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量及功率見下表工況計算公式F0(N)P2(105Pa)P1(105Pa)Q(10-3m3/s)P(N)啟動FP=?+AP25556041.4快進加速3Q=AvP=p1Q7029557.40.20.514X105快進2778525.7工進 FP=0+AP1A2iQ=Ai七20000657.20.120.686x105P=P1Q啟動 f5556021.7申土、擊P=—+2P快加速1A 22702927.40.30.721x105退快退2778515.8制動-1473-0.753.4.繪制液壓缸工況圖Qx10(m/s)px10Qx10(m/s)px105(Pa)液壓缸工況圖擬定液壓系選擇液壓回路（1） 調速方式的選擇鉆孔床工作時，要求低速運動平穩(wěn)性好；速度負載性好，從圖a中可看出液壓缸快進和工進時功率都較小，負載變化也較小，因此采用調速閥的的進油節(jié)流調速回路。為防止工作負載突然消失（鉆通孔）引起前沖現象，在回油路上加背壓閥。（2） 快速回路和速度換接方式的選擇我們選用差動液壓缸實現“快，慢，快”的回路。圖b進口節(jié)流一次進給回路。（3） 油源的選擇：系統(tǒng)特點從圖a可看出快進時低壓大流量時間短，工進時高壓小流量時間長。所以采用雙聯(lián)葉片泵或限壓式變量泵。液壓系統(tǒng)的組合選擇基本回路后，按擬定液壓系統(tǒng)圖的幾個注意點，可以組成一個完整的系統(tǒng)圖。圖中為

了使液壓缸快進時實現差動連接，工進時主油路和回油路隔離，在系統(tǒng)中增設一個單向閥11及液控順序閥8,在液壓泵和電磁換向閥3的出口處，分別增設單向閥9和12，以免當液壓系統(tǒng)較長時間不工作時，壓力油流回油箱，形成真空。為了過載保護或行程終了利用壓力繼電器13。組合成液壓系統(tǒng)圖組合的液壓系統(tǒng)圖。如圖所示。液壓系統(tǒng)圖液壓元件的計算和選擇確定液壓泵的容量及驅動電機的功率：(1)、計算液壓泵的工作壓力與流量：進油壓力損失為57.2x105Pa，系統(tǒng)采用調速閥進油節(jié)流調速，選取進油管壓力損失為8x105Pa，由于采用壓力繼電器，溢流閥的調整壓力一般應比系統(tǒng)最高壓力大5x105Pa，所以泵的最高工作壓力為P]=(57.2+8+5)x105=60.2x105Pa這是小流量泵的最高工作壓力(穩(wěn)定)，即溢流閥的調整工作壓力液壓泵的公稱工作壓力Pn為P=1.25P1=1.25x60.2=75x105p大流量泵只在快進時向液壓缸輸出，液壓缸快退時的工作壓力比快進時大，這時壓力油不通過調速閥，進油路較簡單，但流經管道和閥的油流量較大，取進油路壓力損失為5x105Pa，所以快退時，泵的最高工作壓力為p2=(15.8+5)x105=20.8x105Pa這是大流量泵的最高工作壓力，也是調整控順序閥7和8的參考數據。液壓泵的流量由圖可知，最大流量在快進時，其值為0.2x10一3m3/sQ=K(EQ)max=1.15x0.2x10-3=0.23x10-3m3/s最小流量在工作時，其值為0.12x10-3m3/s，為了保證工進時系統(tǒng)壓力較穩(wěn)定，應考慮溢流閥有一定的最小流量，取最小溢流量為0.077x10-3m3/s，所以小流量泵應取0.197x10-3m3/s。根據以上計算數值，選用公稱流量為0.2x10-3m3/s，0.15x10-3m3/s；公稱壓力為80x105pa的雙聯(lián)葉片泵。選擇電動機最大功率出現在快退階段P=Pp2(。1+Q2)=20.8，105X(°.2+0.15)X10一3=971w0.75p 門0.75p最后選用功率為1.1X103W的標準型號電機。元件選擇根據液壓泵的工作壓力和通過閥的實際流量，選擇各液壓元件和輔助元件的規(guī)格。確定管道尺寸取允由于系統(tǒng)采用液壓缸的差動連接，油管內通油量較大，實際流量Q=0.5X10-3m3/s，許流速v=5m/s，則主壓力油管d為取允7 '4Q Q 0.5X10-3d= =1.13『一=1.13「 =11.3x10-3（m）曲v\v\ 5元整取d=12cm，壁厚查表。選用14x12的10號冷拔無縫鋼管。其它進油管、回油管和吸油管，按元件連接口尺寸，測壓管選用4x3mm紫鋼管。確定油箱容積：V=(5?7)Q=7x15X10-3=105X10-3m3所選液壓元件的說明編元件名稱號葉片泵葉片泵三位五通電磁閥調速閥溢流閥參數說明所選液壓元件的說明編元件名稱號葉片泵葉片泵三位五通電磁閥調速閥溢流閥參數說明型號P=30X105paP=30X105pa背壓閥液動順序閥液動順序閥Q=2Q=2Q=2Q=2Q=2Q=25L/.，-min5L/'./min5L，,F.:min5L/‘.min5y.，，min5L/'.minPV2R12PV2R1235DYF3Y-E10BAxQF-E10BAF3—E10BAF3—E10BAF3—E10BAF3—E10B9單向閥1單向閥019單向閥1單向閥01單向閥11單向閥21壓力繼電器31壓力表開關41濾油器Q=2Q=2Q=2Q=25L/.，-'min5L/./min5L,/.min5L/.，‘minP=30x105PaP=30x105Pa公稱流量25LminAF3—E10BAF3—E10BAF3—E10BAF3—E10BPF-B8CKF3-E38WU-25X180J管路系統(tǒng)壓力損失驗算由于同類液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考，所以一般不必驗算壓力損失值。下面僅驗算工進時管路壓力損失：進、回油管長均為L=1.5m，油管內徑d=12x10-3m。通過流量Q=0.12x10一3m3/s，選用20號機械油，考慮最低工作溫度為15oc,v=1.5cm2/s判斷油流狀態(tài)尸 x103=85<2320流動狀態(tài)為層流沿程壓力損失進油路上Q=4.8L/min△P=800VLQ=800xL5xL5x4.8=0.42x105Pa1 d4 1.24回油路上Q=2.4L/min（液壓缸^=2A2）… 800vLQ800x1.5x1.5x2.4m八△P= = =0.21x105Pa2d4 1.24（如果采用沿程損失公式，結果是一樣的）但由于是差動油缸，所以回油路的壓力損失只有一半折合到進油腔。ZAP=(0.42+0.5x0.21)X105=0.525x10516.3.局部壓力損失系統(tǒng)采用集成塊的液壓裝置，僅考慮閥類元件和集成塊內油路的壓力損失。下表為工進時油流通過各種閥的流量和壓力損失。閥的流量和壓力損失編名稱圖號實際流量公稱流量公稱壓力損失號Qx10-3/60m3/sQx10-3/60m3/sAPx105Pa1單向閥94.82522三位五通電磁閥單34.82523向行程調速閥液動44.82554順序閥82.4251.55液動順序閥62.4105各閥局部壓力損失之和4.8 4.8 一一 2.4 一一ZAP=[2x( )2+2x( )2+0.5x1.5x( )2+0.5x6]x105=8.43x105Pav25 25 25取油流取油流通過集成塊時壓力損失Apj=0.32x105ZAp=(8.43+0.32)x105=8.75x105Pa2ZAp=(8.43+0.525)x105=8.955x105Pa這個數值加上液壓缸的工作壓力和壓力繼電器要求系統(tǒng)調高的壓力(取其值為5x105Pa)，可作為溢流閥調整壓力的參考數據。p=ZAp+p+5x105式中p1——液壓缸工進時克服外負載所需壓力p=F=20000x104=50x1051A40

1所以p=(50+8.955+5)x105=63.955x105pa這個數值比估算的溢流閥調整壓力值75x105Pa稍小。因此，主油路上元件和油管直徑均可不變液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗算由圖可知，該系統(tǒng)主要工作時間是工進工況。主要考慮工進時的發(fā)熱，所以按工進工況驗算系統(tǒng)溫升。液壓泵的輸入功率工進時小流量泵的壓力p廣60.2x105Pa，流量Q1=0.15x10-3m3/s，小流量泵功率為P=fX=60.2X坐x102=12020.751門0.75P工進時大流量泵卸荷，順序閥的壓力損失詢=1.5x105Pa，即大流量泵的工作壓力P2=1.5x105Pa，流量Qp2=0.15X10-3m3/s，大流量泵功率P2為p= Pp