卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统..doc

。。。。。。。。。。。。。大学 液压与气压课程设计说明书 题 目 卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机制0912 姓 名 。。。 学 号 。。。。。 指导教师 职 称 。。。。。 2012年10月 14 日 目 录 第一章 明确液压系统的设计要求 3 第二章 负载与运动分析 3 第三章 确定液压系统主要参数 4 第四章 拟定液压系统原理图 5 第五章 计算和选择液压件 8 第六章 液压缸设计基础 13 第七章 验算液压系统性能 18 设计小结 19 参考文献 19 引 言 液压传动是用液体作为来传递能量的 液压传动有以下优点 易于获得较大 的力或力矩 功率重量比大 易于实现往复运动 易于实现较大范围的无级变速 传递运动平稳 可实现快速而且无冲击 与机械传动相比易于布局和操纵 易于 防止过载事故 自动润滑、元件寿命较长 易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量 而液压介质的能量是由其 所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的 压力和流量 因此液压基本回路的作用就是三个方面 控制压力、控制流量的大 小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 液压系统已经在各个部门得到广泛的应用 而且越先进的设备 其应用液压系统的部门就越多。 明确液压系统的设计要求 设计要求 设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，动力滑台的工作循环是：快进——工进——快退——停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力为用21000N,移动部件总重力为10000N，快进行程为 100mm，快进与快退速度均为 4.2m／min，工进行程为 20mm，工进速度为 0.05m／min，加速、减速时间为0.2s，利用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，动力滑台可以随时在中途停止运动，试设计该组合机床的液压传动系统。 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 夹紧力 导轨摩擦力 惯性力。 在对液压系统进行工况分析时 本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到 的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载 其他负载可忽略。 （1）工作负载 工作负载即为切削阻力 FW =21000N （2） 阻力负载 阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。摩擦负载即为导轨的摩擦阻力，导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为FS,则静摩擦阻力FS=0.2X10000=2000N，同理动摩擦阻力FV=0.1X10000=1000N。 ( 3 ) 惯性负载 最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度 其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。已知启动换向时间为 0.05s 工作台 最大移动速度 即快进、快退速度为 4.2m/min 因此惯性负载可表示为 (4) 运动时间 快进 1.4s 工进 24.1s 快退 设液压缸的机械效率 =0.9，得出液压缸在各阶段的负载和推力，如表1 表1 液压缸在各运动阶段的负载和推力（=0.9） 工况 负载组成 液压缸负载 液压缸推力 启 动 加 速 快 进 工 进 反向启动 加 速 快 退 2000 1350 1000 22000 2000 1350 1000 2222 1500 1111 24444 2222 1500 1111 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-t 和速度循环图-t，如图1所示。 图1 图1 F-t与-t图 图1 速度负载循环图 a)工作循环图 b）负载速度图 c)负载速度图 第三章 确定液压系统主要参数 1.初选液压缸工作压力 所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其他工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力=3MPa。 2．计算液压缸主要尺寸 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，参考表4选此背压为p2=0.6MPa。 表2按负载选择工作压力 负载/ KN 5 5~