专用钻床液压系统设计快进工进死档铁停留 快退 原位停止.docVIP

蚌埠学院 任务要求 快进-工进-死档停留-快退-原位停止 机电工程学院 《液压与气压传动课程设计》 说 明 书 课题名称： 专用钻床的液压系统设计内容 计算说明 结论 题目及要求 动作要求分析 一，设计题目及要求： 试设计一专用钻床的液压系统，要求完成”快进-工作-快退-停止（卸荷）”的工作循环． 静摩擦系数fs 0.2 动摩擦系数fd 0.1 快进、快退速度V（m/min） 4.8 往复运动加减速时间t（S） 0.15 工进速度V2(m/min) 20 工进行程s1（mm） 138 快进行程s2（mm） 400 切削阻力 N 14000 工作部件重量 N 10000 机械效率m 0.95 二，工况分析 2.1动作要求分析 根据主机动作要求画出动作循环图如图1-1 图1-1 动作循环图 设计内容 计算说明 结论 工作负载 摩擦负载 惯性负载 2.2负载分析 （1）工作负载： 工作负载与设备的工作情况有关，在机床上，与运动件的方向同轴的切削力的分量是工作负载。 FL=13412N （2）摩擦负载： 摩擦阻力是指运动部件与支撑面间的摩擦力，它与支承面的形状，放置情况，润滑条件以及运动状态有关。 静摩擦负载 Ffs=fsG = (0.2*5390)=1078N 动摩擦负载 Ffd=fdG = (0.1*5390)=539N （3） 惯性负载： 惯性负载是运动部件的速度变化是，由其惯性而产生的负载，可用牛顿第二定律计算。 加速 Fa1 = m*a1=(5390/9.81)*(0.075/0.2)=206.04N 减速 Fa2 = m*a2=(5390/9.81)*(0.074/0.2)=203.29N FL=13412N Ffs=1078N FFfd=539N Fa1 = 206.04N Fa2=203.29N 设计内容 计算说明 结论 制动 Fa3 = m*a3 =(5390/9.81)*(0.001/0.2)=2.75N 反向加速 Fa4 = Fa1 = 206.04N 反向制动 Fa5 = Fa4 =206.04N 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦里的影响，并设液压缸的机械效率ηm=0.85，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表 工况 计算公式 总负载 F/N 缸推力 F/N 启动 Ffs 1078 1268.23 加速 Ffd + Fa1 745 846.47 快进 Ffd 539 634.12 减速 Ffd - Fa2 336 395.29 工进 FL + Ffd 13951 16412.94 制动 FL+Ffd – Fa3 13948.25 16409.7 反向加速 -Ffd - Fa4 745.04 876.52 快退 -Ffd 539 634.12 制动 -Ffd+ Fa5 332.96 391.72 Fa3=2.75N Fa4=206.04N 设计内容 计算说明 结论 负载图和速度图的绘制 液压缸主要参数确定 初选液压缸的工作压力 液压缸尺寸 活塞杆稳定性校核 流量计算 压力计算 功率计算 工况图 2.3负载图和速度图的绘制 根据负载计算结果和已知的各个阶段的速度，由于行程是400mm，设定快进时的行程L1=300mm，工进时的行程L2=100mm。可绘出负载图（F-l）和速度图（v-l），见图1-2a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸退回时的曲线。 1-2a,b 2.4、液压缸主要参数确定 （1）、初选液压缸的工作压力 按负载大小根据表2选择液压缸工作压力 表2 按负载选择执行元件工作压力 根据最大负载F=19412N, 初选液压缸的工作压力为3MPa （2）、计算液压缸尺寸 按最大负载Fmax计算缸筒面积A得 计算缸筒内径D得 按计算结果根据表3选择缸筒内径标准值。 表3 液压缸内径和活塞杆直径标准系列（GB/T2348—1993） mm 按标准取D = 90mm(壁厚5mm，单重11.17kg/m) 根据快进和快退速度相等要求，拟定液压系统在快进时采用差动连接。设活塞杆直径为d，于是有 D2/(D2-d2) =1.3 d=43.23mm 按标准取 d = 45mm 则液压缸的有效作用面积为： 无杆腔的面积 A1=1/4 *π*D2 = 1/4*π*92=63.59cm2 有杆腔的面积 A2=1/4 *π*(D2-d2) = 1/4*π*(92-4.52) =47.69cm2 （3 ）活塞杆稳定性校核 活塞杆的总行程为400 mm , 而活塞杆的直径为45mm , l/d =400/45=8.8