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液压与气动传动课程设计 题 目 卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统 学 院 机能分院 专 业 机电 班 级 092班 学 号 3090601017 学生姓名 骆萌杭 完成日期 2012年5月23日 小组成员 目录 一、设计要求及工况分析 1 1.1设计要求 1 1.2负载与运动分析 1 二、液压系统主要参数确定 3 2.1初选液压缸工作压力 3 2.2计算液压缸结构参数 3 2.3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 4 三、拟定液压系统原理图 5 3.1主体方案的确定 5 3.2基本回路的确定 5 3.2.1供油回路 5 3.2.2选择调速回路 6 3.2.3选择速度换接回路 6 3.2.4选择快速运动和换向回路 6 3.2.5方向控制回路 7 3.2.6选择定位夹紧回路 7 3.3液压系统原理图综合 8 四、计算和选择液压元件、辅件 10 4.1确定液压泵的规格和电动机功率 10 4.1.1计算液压泵的最大工作压力 10 4.1.2计算液压泵流量 10 4.1.3确定液压泵规格和电动机功率 10 4.2确定其他元件以及辅件 11 4.2.1确定阀类元件 11 4.2.2确定油管 12 4.2.3确定油箱 13 五、验算系统发热与温升 14 六、设计小结 14 七、主要参考文献 15 一、设计要求及工况分析 1.1设计要求 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统。 该系统工作循环为：快进—工进—快退—停止。基本参数如下： 要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N。机床快进快退速度约为6 m／min，工进速度可在30～120mm／min范围内无级调速, 快进行程为200mm，工进行程为50mm，最大切削力为25kN，运动部件总重量为G=15 kN，加速（减速）时间0.1s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 1.2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：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为，动摩擦力为，则： 而惯性力 如果忽略切削力引起的倾覆力矩对导轨的摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见下表1。 表1 液压缸各阶段负载表 运动阶段 计算公式 总机械负载F/N 起动 3158 加速 3190 快进 1579 工进 27895 快退 1579 根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-s 和速度循环图-s，如图1和图2所示。 图1 图2 二、液压系统主要参数确定 2.1初选液压缸工作压力 根据要求可确定液压缸为差动式液压缸。 经负载分析和计算可知液压缸驱动的最大负载是在工进阶段为27895N由参考如下表2和表3，初选液压缸的工作压力p1=4MPa。 表2 按负载选择工作压力 负载/ KN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作压力/MPa 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 表3 各种机械常用的系统工作压力 机械类型 机 床 农业机械 小型工程机械 建筑机械 液压凿岩机 液压机 大中型挖掘机 重型机械 起重运输机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A1=2A2），快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，初选背压为pb=0.6MPa。 2.2计算液压缸结构参数 根据最大负载为27895N，计算，则： 液压缸直径 由A1=2A2可知活塞杆直径 按GB/T2348-1993将D与d分别圆整到标准直径，以便采用标准密封装置。圆整后得： D=10