单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统
摘要
制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。而制造业的生产能力主要取决于制造装备——机床的先进程度。
关键词：组合机床，动力滑台，主轴箱
Abstract
The Manufacture is an important support of economic development in a country or area. Its level of development stands for the economic power, technical and scientific level, living standard and national defensive power of the country or area. While the capability of production in trade of manufacture mostly depends on the advanced producing equipment－machine tool ..
Keyword: Modular Powen-sliding plat, The main axle box
一、设计要求及工况分析
1．设计要求
要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进工进快退停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度υ1=υ3=0.1m/s，工进速度υ2=×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=，动摩擦系数μd=。液压系统执行元件选为液压缸。
2．负载与运动分析
(1)工作负载工作负载即为切削阻力F L=30468N。
(2)摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：
静摩擦阻力
N
1960
9800
2.0
s
fs
=
?
=
=G
Fμ
动摩擦阻力
N
980
9800
1.0
d
fd
=
?
=
=G
Fμ
(3)惯性负载
(4)运动时间
快进
s1
s
1.0
10
1003
1
1
1
=
?
=
=
-
υ
L
t
工进
s8.
56
s
10
88
.0
10
50
3
3
2
2
2
=
?
?
=
=
-
-
υ
L
t
快退
s5.1
s
1.0
10
)
50
100
(3
3
2
1
3
=
?
+
=
+
=
-
υ
L
L
t
设液压缸的机械效率ηcm=，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
表1液压缸各阶段的负载和推力
工况负载组成液压缸负载F/N 液压缸推力F0=F/ηcm/N
启动加速快进工进反向启动加速快退
1960
1480
980
31448
1960
1480
980
2180
1650
1090
34942
2180
1650
1090
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υ-t，如图1所示。
二、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，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p1=4MPa。
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），
图1 F-t与
υ-t图
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p 2=。
表2 按负载选择工作压力
表3 各种机械常用的系统工作压力
表4 执行元件背压力
表5 按工作压力选取d/D
表6 按速比要求确定d/D
注：
1—无杆腔进油时活塞运动速度； υ2—有杆腔进油时活塞运动速度。
由式
cm 2211ηF
A p A p =
-得
则活塞直径
mm
109m 109.0m 1094444
1
==??=
=
-π
πA D
参考表5及表6，得≈ =77mm ，圆整后取标准数值得 D =110mm ， d =80mm 。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为 根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表7所列，由此绘制的液压缸工况图如图2所示。
表7液压缸在各阶段的压力、流量和功率值
工况推力
F0/N 回油腔压力
p2/MPa
进油腔压力
p1/MPa
输入流量
q×10-3/m3/s
输入功率
P/KW
计算公式
快进启动2180 ———加速1650 p1+Δp——恒速1090 p1+Δp
工进34942 ×10-2
快退启动2180 ———加速1650 ——恒速1090
注：1. Δp为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取Δp=。
2．快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1，无杆腔回油，压力为p2。
三、拟定液压系统原理图
1．选择基本回路
(1)选择调速回路由图2可知，这台机床液
压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为
阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调
速回路。为防止孔钻通时负载突然消失引起运动
部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用
节流调速方式，系统必然为开式循环系统。
(2)选择油源形式从工况图可以清楚看出，
在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退
行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的
油液。最大流量与最小流量之比q max/q min=×
10-2)≈60；其相应的时间之比(t1+t3)/t2=(1+/=。这
表明在一个工作循环中的大部分时间都处于高
压小流量工作。从提高系统效率、节省能量角度来看，选用单定量泵油源显然是不合理的，为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。考虑到前者流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动，最后确定选用双联叶片泵方案，如图2a所示。
(3)选择快速运动和换向回路本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀，如图2b所示。
(4)选择速度换接回路由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化大（υ1/υ2=×10-3)≈114），为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回路，如图2c所示。
图2 液压缸工况图
(5) 选择调压和卸荷回路 在双泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷问题都已基本解决。即滑台工进时，高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定，无需另设调压回路。在滑台工进和停止时，低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷，高压小流量泵在滑台停止时虽未
卸荷，但功率损失较小，故可不需再设卸荷回路。
2．组成液压系统
将上面选出的液压基本回路组合在一起，并经修改和完善，就可得到完整的液压系统工
作原理图，如图3所示。在图3中，为了解决滑台工进时进、回油路串通使系统压力无法建立的问题，增设了单向阀6。为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动的平稳性，图中添置了一个单向阀13。考虑到这台机床用于钻孔（通孔与不通孔）加工，对位置定位精度要求较高，图中增设了一个压力继电器14。当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，它发出快退信号，操纵电液换向阀换向。
四、计算和选择液压件
1．确定液压泵的规格和电动机功
率
(1) 计算液压泵的最大工作压
力
小流量泵在快进和工进时都向液压缸供油，由表7可知，液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为p 1=，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失∑p =，考虑到压力继电器的可靠动作要求压差p e =，则小流量泵的最高工作压力估算为
大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，由表7可见，快退时液压缸的工作压力为
图3 整理后的液压系统原理图
图2 选择的基本回路
p1=，比快进时大。考虑到快退时进油不通过调速阀，故其进油路压力损失比前者小，现取进油路上的总压力损失∑p=，则大流量泵的最高工作压力估算为
(2) 计算液压泵的流量
由表7可知，油源向液压缸输入的最大流量为×10-3m3/s，若取回路泄漏系数K=，则两个泵的总流量为
考虑到溢流阀的最小稳定流量为3L/min，工进时的流量为×10-5 m3/s =0.5L/min，则小流量泵的流量最少应为3.5L/min。
(3) 确定液压泵的规格和电动机功率
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损失，最后确定选取PV2R12-6/33型双联叶片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分别为6mL/r和33mL/r，当液压泵的转速n p=940r/min时，其理论流量分别为5.6 L/min和31L/min，若取液压泵容积效率ηv=，则液压泵的实际输出流量为
由于液压缸在快退时输入功率最大，若取液压泵总效率ηp=，这时液压泵的驱动电动机功率为
根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的Y100L—6型电动机，其额定功率为，额定转速为940r/min。
2．确定其它元件及辅件
(1) 确定阀类元件及辅件
根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表8所列。其中，溢流阀9按小流量泵的额定流量选取，调速阀4选用Q—6B型，其最小稳定流量为0.03 L/min，小于本系统工进时的流量0.5L/min。
表8液压元件规格及型号
*注：此为电动机额定转速为940r/min时的流量。
(2) 确定油管
在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数值不同，重新计算的结果如表9所列。 表9各工况实际运动速度、时间和流量
表10允许流速推荐值
根据表9数值，按表10推荐的管道内允许速度取υ=4 m/s ，由式
πυq
d 4=
计算得与液
压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为
为了统一规格，按产品样本选取所有管子均为内径20mm 、外径28mm 的10号冷拔钢管。
(3) 确定油箱
油箱的容量按式
pn
q V α=估算，其中α为经验系数，低压系统，α=2～4；中压系统，α=5～
7；高压系统，α=6～12。现取α=6，得
五、验算液压系统性能
1．验算系统压力损失
由于系统管路布置尚未确定，所以只能估算系统压力损失。估算时，首先确定管道内液
体的流动状态，然后计算各种工况下总的压力损失。现取进、回油管道长为l =2m ，油液的运动粘度取ν=110-4m 2/s ，油液的密度取=103kg/m 3。
(1) 判断流动状态
在快进、工进和快退三种工况下，进、回油管路中所通过的流量以快退时回油流量q 2=70L/min 为最大，此时，油液流动的雷诺数
也为最大。因为最大的雷诺数小于临界雷诺数（2000），故可推出：各工况下的进、回油路中的油液的流动状态全为层流。
(2) 计算系统压力损失
将层流流动状态沿程阻力系数 和油液在管道内流速
同时代入沿程压力损失计算公式
ρ
υλ22
l d l p =?，并将已知数据代入后，得 可见，沿程压力损失的大小与流量成正比，这是由层流流动所决定的。
在管道结构尚未确定的情况下，管道的局部压力损失p ζ常按下式作经验计算 各工况下的阀类元件的局部压力损失可根据下式计算
其中的p n 由产品样本查出，q n 和q 数值由表8和表9列出。滑台在快进、工进和快退工况下的压力损失计算如下：
1．快进
滑台快进时，液压缸通过电液换向阀差动连接。在进油路上，油液通过单向阀10、电液换向阀2，然后与液压缸有杆腔的回油汇合通过行程阀3进入无杆腔。在进油路上，压力损失分别为
在回油路上，压力损失分别为
将回油路上的压力损失折算到进油路上去，便得出差动快速运动时的总的压力损失
MPa 316.0MPa 957.441888.02273.0=??????
?+=?∑p
2．工进
滑台工进时，在进油路上，油液通过电液换向阀2、调速阀4进入液压缸无杆腔，在调速阀4处的压力损失为。在回油路上，油液通过电液换向阀2、背压阀8和大流量泵的卸荷油液一起经液控顺序阀7返回油箱，在背压阀8处的压力损失为。若忽略管路的沿程压力损失和局部压力损失，则在进油路上总的压力损失为 此值略小于估计值。
在回油路上总的压力损失为
该值即为液压缸的回油腔压力p 2=，可见此值与初算时参考表4选取的背压值基本相符。
按表7的公式重新计算液压缸的工作压力为 此略高于表7数值。
考虑到压力继电器的可靠动作要求压差p e =，则小流量泵的工作压力为 此值与估算值基本相符，是调整溢流阀10的调整压力的主要参考数据。
3．快退
滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀10、电液换向阀2进入液压缸有杆腔。在回油路上，油液通过单向阀5、电液换向阀2和单向阀13返回油箱。在进油路上总的压力损失为
此值远小于估计值，因此液压泵的驱动电动机的功率是足够的。
在回油路上总的压力损失为
此值与表7的数值基本相符，故不必重算。
大流量泵的工作压力为
此值是调整液控顺序阀7的调整压力的主要参考数据。
2．验算系统发热与温升
由于工进在整个工作循环中占96%，所以系统的发热与温升可按工进工况来计算。在工进时，大流量泵经液控顺序阀7卸荷，其出口压力即为油液通过液控顺序阀的压力损失
液压系统的总输入功率即为液压泵的输入功率
液压系统输出的有效功率即为液压缸输出的有效功率 由此可计算出系统的发热功率为
按式
KA H
T =
?计算工进时系统中的油液温升，即
15
220
15065.07.536065.03
2
3
2
=??=
=
?V
K H T C
其中传热系数K=15 W/（m 2·C ）。
设环境温T 2=25?C ，则热平衡温度为
[]551525121=≤+=?+=T T T T C
油温在允许范围内，油箱散热面积符合要求，不必设置冷却器。
六、设计小结
课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间一周略显得仓促一些。但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。
这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy 或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。
目录 引言 1、明确液压系统的设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (3) 2.1负载分析 (4) 2.2速度分析 (5) 3、选定液压系统主要参数 (6) 3.1初选液压缸工作力 (6) 3.2计算液压缸结构数 (7) 4、拟定液压系统图 (8) 4.1选择基本回路 (8) 4.2回路的合成 (9) 5、液压元件的选择 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (12) 6、系统油液升温验算 (13) 设计小结 (14) 参考文献 (15)
引 言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 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。 1.明确液压系统的设计要求 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N 。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。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15 kN ，加速（减速）时间为0.1s ，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 2.负载分析与速度分析 2.1负载分析 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F W 工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即 N F t K 25
设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。 1）工作循环：快进—工进—快退—停止。 2）工作参数轴向切削力21000N ，移动部件总重10000N ，快进行程 100mm ，快进与快退速度 4.2m ／min ，工进行程 20mm ，工进速度 0.05m ／min ，加、减速时间为0.2s ，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，动力滑台可在中途停止。 一、负载分析 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fs F ，动摩擦力为fd F ，则 N N F f F N s fs 2000100002.0=?== N N F f F N d fd 1000100001.0=?== 而惯性力 N N t v g G t v m F m 3572 .08.960 /2.410000 =??=??=??= 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率95.0=m η，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1。 表1 液压缸各运动阶段负载表
快进 m fd F F η/= 1053 工进 m fd t F F F η/)(+= 23158 快退 m fd F F η/= 1053 根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（l F -）和速度图（l v -），见图1a 、b 。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压活塞退回时的曲线。 a) b) 图1 负载速度图 a ）负载图 b ）速度图 二、液压系统方案设计 1. 确定液压泵类型及调速方式 参考同类组合机床,同时根据本题要求。选用双作用叶片泵双泵供油，同时
动力滑台液压传动系统设计
山东科技大学泰山科技学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题目动力滑台液压传动系统设计 系部名称机电工程系 专业班级机械设计制造及其自动化 09-3 学生姓名李传锴 学号0942040311 指导教师宋庆军 填表时间：2013 年 4月 9 日
填表说明 1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。 4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。 5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。
选择动力滑台液压系统设计的课题主要是因为在工业生产中应用十分广泛，在实际生产中探讨液压系统中较常见的工艺方法和设计结构。该课题涉及的知识面较广，设计要求也比较高。学生在设计过程中可以得到很好的锻炼，尤其是对思考能力。 课题的研究内容包括机械设计、机械原理、液压机、液压与气压传功、机械制造工艺等知识 求学生在机械知识要足够的全面和较强的创新能力。课题是典型的机械液压设计类课 机械液压方面的知识很广。 选题意义： 1综合运用和巩固机械设计相关课程的基本理论和专业知识模具设计与机械设计的初步能力
2培养分析问题和解决问题的能力。经过该设计环节掌握液压工艺 3培养认真负责、踏实细致的工作作风和严谨科学态度识的时间观念 好的职业习惯。 4 二、主要研究内容（提纲） 本论文主要阐述了组合机床动力滑台液压系统工作进给→快速退回→原位停止 本设计主要是为机床设计的液压传动系统。液压系统应用在机床中可以实现机床的自动进给，刀具的自动转换等。而且可以使机床的运动更平衡、加工精度更高、效率更高，从而实现机床的自动化。为了达到以上效果，我们做了这个设计。本设计的主要涉及的内容有机床负载的分析、运动特性的分析、液压系统图的设计、液压元件的选择、液压缸的设计等。
毕业设计指导书 设计课题：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计适用：机械设计制造及其自动化专业
前言 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算机技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为数控技术应用专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的处发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因是取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。为此，液压传动常在机床的如下一些装置中使用： 1．进给运动传动装置 这项应用在机床上最为广泛，磨床的砂轮架，车床、自动车床的刀架或转塔刀架，磨床、钻床、铣床、刨床的工作台或主轴箱，组合机床的动力头或滑台等，都可采用液压传动。 2．往复主体运动传动装置 龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，都可以采用液压传动来实现其所需的高速往复运动，前者的速度可达60～90m/min，后者的速度可达30～50m/min。这些情况下采用液压传动，在减少换向冲击、降低能量消耗，缩短换向时间等方面都很有利。 3．回转主体运动传动装置 车床主轴可以采用液压传动来实现无级变速的回转主体运动，但是这一应用目前还不普遍。 4．仿形装置 车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来实现，其精度最高可达0.01～0.02mm。此外，磨床上的成型砂轮修正装置和标准四缸校正装置亦
XXXX校名 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院： 专业： 题目：卧式钻床动力滑台液压传动系统设计 指导教师：职称: 职称: 20**年12月5日
目录 1.负载分析 (2) 2.绘制液压工况（负载速度）图 (3) 3.初步确定液压缸的参数 (3) 3.1.初选液压缸的工作压力： (3) 3.2.计算液压缸尺寸： (4) 3.3.计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率： (4) 3.4.绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系 (5) 4.1.选择液压回路 (5) 4.2.液压系统的组合 (5) 5.液压元件的计算和选择 (7) 5.1.确定液压泵的容量及驱动电机的功率： (7) 5.2.液压泵的流量 (7) 5.3.选择电动机 (7) 5.4.元件选择 (8) 5.5.确定管道尺寸 (8) 5.6.确定油箱容积： (8) 6.管路系统压力损失验算 (9) 6.1.判断油流状态 (9) 6.2.沿程压力损失 (9) 6.3.局部压力损失 (10) 7.液压系统的发热与温升验算 (11) 7.1.液压泵的输入功率 (11) 7.2.有效功率 (11) 7.3.系统发热功率 (11) 7.4.散热面积 (11) 7.5.油液温升 (11) 8.参考文献： (12)
1. 负载分析 1.切削力： Ft=16000N 2.导轨摩擦阻力 静摩擦力： fs F =W f S =0.2 ?20000 = 4000N 动摩擦力：fd F = W f d =0.1?20000 = 2000N 3.惯性阻力 （1）动力滑台快进惯性阻力m F ,动力滑台启动加速、反向启动加速和快退减速制动的加速度相等，s m v /15.0=?，s t 20.0=? N t v g w F m 153020.015 .08.920000=?=??= （2）动力滑台快进惯性阻力' m F ,动力滑台由于转换到制动是减速，取s m v /1074-?=?， s t 20.0=? N t v g w F m 14.720 .01078.9200004' =??=??=- 液压缸各动作阶段负载列表如下： 工况 计算公式 液压缸负载F （N ） 液压缸推力 （m F F η =） 启动 F= W f S 5000 5556 加速 F =W f d + m F 6326 7029 快进 F=W f d 2500 2778 工进 F=t F +W f d 18000 20000 制动 F =W f d — ' m F 2483 2759 快退 F=W f d 2500 2778 制动 F =W f d — m F —1326 —1473
《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计 院系： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2013年7月18日
目录 一、设计要求及工况分析 (3) 二、确定液压系统主要参数 (5) 三、拟定液压系统原理图 (7) 四、计算和选择液压件 (8) 五、液压缸设计基础 (11) 5.1液压缸的轴向尺寸 (11) 5.2主要零件强度校核 (11) 六、验算液压系统性能 (14) 七、设计小结 (17)
一、设计要求及工况分析 1.设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和F e =30500N ，移动部件总重量G ＝19800N ；快进行程为100mm ，快进与快退速度0.1m/s ，工进行程为50mm ，工进速度为0.88mm/s ，加速、减速时间均为0.2s ，利用平导轨，静摩擦系数0.2；动摩擦系数为0.1。液压系统的执行元件使用液压缸。 2.负载与运动分析 （1）工作负载 工作负载即为切削阻力N F e 30500= （2）摩擦负载f F 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力 N F fs 3960198002.0=?= 动摩擦阻力 N F fd 1980198001.0=?= （3）惯性负载 （4） 运动时间 快进 s v L t 11 .01 .0111=== 工进 s v L t 8.561000 88.005.0222=÷== 快退 s s v L L t 5.11.010)50100(33211=?? ? ????+=+=- 设液压缸的机械效率 cm η =0.9，得出液压缸在各阶段的负载和推力，如表1所列。 表1 液压缸在各运动阶段的负载和推力（cm η=0.9） 1010N N 2 . 0 1 . 0 8 . 9 19800 i = ? = ? ? = t g G F υ
湖南农业大学东方科技学院 课程设计说明书课程名称： _____________________________ 题目名称： _____________________________ 班级：20_级_________________ 专业_班 姓名： ________________________________ 学号： ________________________________ 指导教师： _____________________________ 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20
目录 液压传动课程设计指导书 (2) 一、设计要求及工况分析 4 1. 1设计要求 (4) 1.2负载与运动分析 (4) 二、液压系统主要参数确定 6 2.1初选液压缸工作压力 (6) 2.2计算液压缸主要尺寸 (6) 三、拟定液压系统原理图 8 3.1主体方案的确定 (8) 3.2基本回路确定 (8) 3.3液压系统原理图综合 (11) 四、计算和选择液压元件及辅件 11 4.1确定液压泵的规格和电动机功率 (11) 4.2确定其它元件及辅件 (12) 五、验算系统发热与温升 15
六、设计小结 15 主要参考文献 (16) 液压传动课程设计指导书 一、设计的目的和要求： ㈠设计的目的 液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以 下目的： 1?巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计 能力和综合分析问题、解决问题能力； 2?正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路，组合成满足基本性能要求的液压系统； 3?熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生 在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能 进行一次训练，以提高这些技能的水平。 ㈡设计的要求 1?设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可 以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安 全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济； 2?独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再 借鉴。不能简单地抄袭； 3?在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成， 积极思考； 4?液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目 由指导老师分配，题目附后； 5?液压传动课程设计要求学生完成以下工作： ⑴设计计算说明书一份； ⑵液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）。 二、设计的内容及步骤 ㈠设计内容 1. 液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图；
哈尔滨工业大学 液压传动大作业 设计说明书 设计题目卧式组合机床液压动力滑台 机电工程学院班 设计者 2010 年4 月10 日 流体控制及自动化系 哈尔滨工业大学
液压传动大作业任务书 学生姓名班号 设计题目钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台 1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 卧式组合机床液压动力滑台。切削阻力F=15kN，滑台自重G=22kN，平面导轨，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，快进/退速度5m/min，工进速度100mm/min，最大行程350mm，其中工进行程200mm，启动换向时间0.1s，液压缸机械效率0.9。 2.执行元件类型：液压缸 3.液压系统名称： 钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台。 设计内容 1. 拟订液压系统原理图； 2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 设计液压缸； 4. 验算液压系统性能； 5. 编写上述1、2、3和4的计算说明书。 指导教师签字 教研室主任签字 年月日签发（董谚良老师，手机，，办公电话，86402748）
目录 1 序言···································································- 1 - 2 设计的技术要求和设计参数 ·········································- 1 - 3 工况分析 ·····························································- 2 - 3.1 确定执行元件 ······················································- 2 - 3.2 分析系统工况 ······················································- 2 - 3.3 负载循环图和速度循环图的绘制 ··································- 4 - 3.4 确定系统主要参数 ·················································- 5 - 3. 4.1 初选液压缸工作压力······················································- 5 - 3.4.2 确定液压缸主要尺寸······················································- 5 - 3.4.3 计算最大流量需求·························································- 7 - 3.5 拟定液压系统原理图···············································- 8 - 3.5.1 速度控制回路的选择······················································- 8 - 3.5.2 换向和速度换接回路的选择·············································- 9 - 3.5.3 油源的选择和能耗控制················································· - 10 - 3.5.4 压力控制回路的选择···················································· - 11 - 3.6 液压元件的选择·················································· - 12 - 3.6.1 确定液压泵和电机规格················································· - 13 - 3.6.2 阀类元件和辅助元件的选择··········································· - 14 - 3.6.3 油管的选择································································ - 16 - 3.6.4 油箱的设计································································ - 18 - 3.7 液压系统性能的验算············································· - 19 - 3.7.1 回路压力损失验算······················································· - 19 - 3.7.2 油液温升验算····························································· - 20 -
目录 一摘要 (1) 二设计的技术要求和设计参数 (1) 三工况分析 (2) 1 确定执行元件 (2) 2 分析系统工况 (2) 3 负载循环图和速度循环图 (3) 4 确定系统主要参数 (4) 四拟定液压系统原理图 (7) 1 速度控制回路的选择 (7) 2 换向和速度换接回路的选择 (7) 3 压力控制回路的选择 (8) 五液压元件的选择 (9) 1确定液压泵和电机规格 (9) 2.电机的选择 (10) 3.阀类元件和辅助元件的选择 (11) 4.油管的选择 (12) 5油箱的设计 (13) 六液压系统性能的验算 (13) 1 管路系统压力损失演算 (13) 2 油液温升验算 (14) 七设计心得 (16) 八参考文献 (17)
一摘要 作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床是由一些通用和专用零部件组合而成的专用机床，广泛应用于成批大量的生产中。组合机床上的主要通用部件——动力滑台是用来实现进给运动的，只要配以不同用途的主轴头，即可实现钻、扩、铰、镗、铣、刮端面、倒角及攻螺纹等加工。动力滑台有机械滑台和液压滑台之分。液压动力滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能的。它对液压系统性能的主要要速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。组合机床兼有低成本和高效率的优点，并可用以组成自动生产线。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。 液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线运动和回转运动，如图1所示，如果动力滑台要实现二次进给，则动力滑台要完成的动作循环通常包括：原位停止快进I工进死挡铁停留快退原位停止。关键词：组合机床液压系统 图1 组合机床动力滑台工作循环 二设计的技术要求和设计参数 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，其实现的工作循环是：快进—工进—快退—停止。主要参数：轴向切削阻力为20000N；移动部件总重力为10000N；快进行程为200mm，快进和快退速度均为4m/min，工进行程50mm，工进速度为30—120mm/min,加速、减速时间均为0.2s，利用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1.要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。
液压传动课程设计 说明书 题目：卧式双面多轴钻孔组合机床液压系统的设计 姓名： 学号： 班级： 联系方式： 指导教师：
2012年12月31日
目录 一、设计任务书 (1) 二、液压系统性能和参数的初步确定 (1) 1. 运动分析 (1) 2. 液压缸的负载分析 (3) 3. 初步确定液压缸的参数 (4) 1) 滑台液压缸 (4) 2) 工况图 (7) 三、液压系统方案的选择和拟定 (8) 1. 选择液压基本回路 (8) 1) 调速回路 (8) 2) 快速运动回路与速度换接回路 (8) 3) 压力控制回路 (10) 4) 行程终点的控制方式 (11) 2. 拟定液压系统图 (12) 四、各液压元件的计算和选择 (13) 1. 确定液压泵规格和电动机的功率 (13) 1) 液压泵工作压力的计算 (13) 2) 液压泵流量的计算 (13) 3) 液压泵规格的确定 (14) 4) 液压泵电动机功率的确定 (14) 2. 控制阀的选择 (15) 3. 管道尺寸 (16) 4. 油箱容量 (16) 五、液压系统性能的验算 (16) 1. 静态特性的验算 (16) 1) 回路中的压力损失 (16) 2) 液压泵的工作压力 (25) 3) 液压回路和液压系统的效率 (25) 2. 液压系统发热验算 (27) 六、液压集成块装置设计 (27) 七、参考文献 (27)
一、设计任务书 设计一台卧式双面多轴钻孔组合机床的液压系统。要求两面钻削头同时工作，能实现快进、工进、死挡块停留、快退、停止的自动工作循环，其快进和快退速度v1 = 3.5 m/min，工进速度v2 = 40 mm/min，工作部件重量估计为9800 N，轴向切削力F = 30000 N，快进行程长度为200 mm，工进行程长度为100 mm，动力滑合采用平导轨，其摩擦系数f s = 0.2，f d = 0.1，往复运动的加速和减速时间要求不大于0.2 s。 二、液压系统性能和参数的初步确定 首先，我们对液压系统进行工况分析。工况分析是分析一部机器工作过程中的具体情况，其内容包括对负载、速度和功率的变化规律的分析或确定这些参数的最大值，即分析负载的性质和编制负载图。在液压系统的工作循环中，各个阶段的负载是由各种不同负载组成的。而各个阶段都具有不同的速度，已知各阶段的负载和速度，即可求出各阶段功率的变化规律。本次课程设计以采用液压缸型式为主，因此以下进行液压缸式的设计计算。 1.运动分析 根据设计任务的要求，确定本液压系统的工作循环为： 快进→工进→死挡块停留→快退→原位停止卸荷，工作循环图如下图所示：
1、液压传动的工作原理与组成 0 1、1工作原理 0 1、2液压系统的基本组成 0 2、设计要求 0 2、2机床的其她工作参数如下: (1) 3、液压系统工况分析 (1) 3、1运动分析 (1) 3、2负载分析 (2) 3、2、1工作阻力 (2) 3、2、2摩擦阻力 (2) 3、2、3惯性力 (2) 4、液压系统方案设计 (3) 4、1选择调速回路 (3) 4、2选择油源形式 (3) 4、3选择快速运动与换向回路 (3) 4、4选择速度换接回路 (4) 4、5选择调压与卸荷回路 (4) 6、组成液压系统 (4) 5、确定液压系统主要参数 (5) 5、1初选液压缸工作压力 (5) 5、2计算液压缸主要尺寸 (5) 5、3液压泵的参数计算 (7) 5、3、1 计算液压泵的流量 (7) 5、3、2 确定液压泵的规格与电动机功率 (8) 6、液压元件的选择 (8) 6、1液压阀及过滤器的选择 (8) 6、2油管的选择 (9) 6、2、1 确定油管 (9) 6、3油箱的选择 (11) 7、验算液压系统性能 (11) 7、1验算系统压力损失 (11) 7、1、1判断流动状态 (11) 7、1、2计算系统压力损失 (11) 7、1、3快进 (12) 7、1、4工进 (13) 7、1、5快退 (13) 7、2验算系统发热与温升 (14)
《液压与气压传动》 课程设计说明书 院、系: 机械工程学院 业: 机械工程 学生姓名 : 班级: 指导教师姓名: 职称: 教授 最终评定成绩: 2017 年12月11日至2017 年12月15日
1、液压传动的工作原理与组成 液压传动就是用液体作为工作介质来传递能量与进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制阀与管路的传递,借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构,实现直线往复运动与回转运动。驱动机床工作台的液压系统就是由邮箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。 1、1工作原理 （1）电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油,油液被加压后,从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸,推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀与回油管排回邮箱。 （2）工作台的移动速度就是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时,进入液压缸的油量增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,进入液压缸的油 量减少,工作台的移动速度减少。由此可见,速度就是油量决定的。 1、2液压系统的基本组成 （1）能源装置——液压泵。它将动力部分所输出的机械能转换成液压能,给系统提供压力油液。 （2）执行装置——液压机。通过它将液压能转换成机械能,推动负载做功。（3）控制装置——液压阀。通过它们的控制调节,使液流的压力、流速与方向得以改变,从而改变执行元件的力、速度与方向。 （4）辅助装置——邮箱、管路、储能器、滤油器、管接头、压力表开关等。 通过这些元件把系统联接起来,以实现各种工作循环。 （5）工作介质——液压油。绝大多数液压油采用矿物油,系统用它来传递能量与信息。 2、设计要求 设计一台组合机床动力滑台液压系统。 2、1机床要求的工作循环就是:要求实现工件快进、工进、快退等过程,最后自动停止;动力滑台采用平导轨,往复运动的加速、减速时间t 为0、2s。
摘要 本次设计是结合近年来国内外机床行业发展的新趋势,针对柴油机汽缸盖两侧的小孔钻削的组合机床设计.组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率机床,它能够对一种(多种)零件进行多刀,多轴,多面,多工位加工,制造的周期短,投资少,经济效益高. 关键词:汽缸盖;毛坯;定位;机床夹具;金属切削;钻头
ABSTRACT This design was unified the new tendency of domestic and foreign machine tool’s industry development in the recent years, aimed at the design of assembled machine tool of the two sides’ pore drilling of diesel engine cylinder’s cover. The assembled machine tool is the centralized working procedure and high efficiency machine tool, which is composed by the massive general parts and the few special parts, it can process one kind (or many kinds)of part on the multi-knives, multiple-spindle, multi- surface, multi-locations. Its manufacture cycle is short, the investment is little ,but the economic benefit is high. Keywords:Cylinder Head；roughCutters；allocation; jig; metal cutting; drills
目录..................................................................................................................... - 0 -引言....................................................................................................................... - 1 -第一章明确液压系统的设计要求..................................................................... - 2 -第二章负载与运动分析....................................................................................... - 2 -第三章负载图和速度图的绘制......................................................................... - 3 -第四章确定液压系统主要参数........................................................................... - 4 - 4.1确定液压缸工作压力................................................................................ - 4 - 4.2计算液压缸主要结构参数........................................................................ - 4 -第五章液压系统方案设计................................................................................. - 7 - 5.1选用执行元件............................................................................................ - 7 - 5.2速度控制回路的选择................................................................................ - 7 - 5.3选择快速运动和换向回路........................................................................ - 8 - 5.4速度换接回路的选择................................................................................ - 8 - 5.5组成液压系统原理图................................................................................ - 9 - 5.5系统图的原理.......................................................................................... - 10 -第六章液压元件的选择................................................................................... - 11 - 6.1确定液压泵.............................................................................................. - 11 - 6.2确定其它元件及辅件.............................................................................. - 12 - 6.3主要零件强度校核.................................................................................. - 13 -第七章液压系统性能验算............................................................................... - 15 - 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值.......................................... - 15 - 7.2油液温升验算.......................................................................................... - 16 -设计小结 ................................................................................................................ - 18 -参考文献................................................................................................................. - 19 -
农业大学工学院 课程设计说明书 课程名称：液压传动课程设计 题目名称：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统 班级：20 13级农机专业一班 姓名：亚军 学号： 指导教师：文凯 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20 年月日
引言 (1) 一、液压系统的设计要求 (2) 二、负载与运动分析 (2) 2.1、负载分析 (2) 2.2、运动分析 (3) 三、确定执行元件主要参数 (4) 3.1、确定液压缸工作压力 (4) 3.2、计算液压缸的结构尺寸 (4) 3.3、绘制液压缸工况图 (6) 四、设计液压系统方案和拟定系统原理图 (6) 4.1、液压系统方案 (6) 4.1.1、调速回路及油源形式 (6) 4.1.2、选择基本回路 (7) 4.1.3、速度换接回路的选择 (8) 4.2、系统图的原理 (10) 五、液压元件的选择 (12) 5.1、确定液压泵的规格和电动机功率 (12) 5.1.1、液压泵的规格 (12) 5.1.2、电动机功率 (13) 5.2、确定其他元件及辅件 (13) 5.2.1、阀类元件及辅件 (13) 5.2.2、油管 (14) 5.2.3、油箱 (15) 六、液压系统性能验算 (15) 6.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (15) 6.2油液温升验算 (16) 七、设计小结 (18) 八、参考文献 (18)
引言 液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。系统结构由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。 而且液压系统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、系列化等优点，使得在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。
湖南科技大学 课程设计说明书 课程名称:专业模块课程设计_________________________________ 题目名称:组合机床动力滑台液压系统 专业: 机械设计制造及其自动化_______________________________ 姓名：_______ 泮一平_______________________ 学号: 1153010531 _________________________ 指导教师：________ 刘长鸣___________________________ 2015 年1月8日 目录 一、液压传动的工作原理与组成、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、—、设计要求、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、二、液压系统的工况分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、四、确疋液压系统王要参数、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 五、液压元件的选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
六、验算液压系统性能、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 七、设计小结、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 一、液压传动的工作原理与组成 液压传动就是用液体作为工作介质来传递能量与进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀与管路的传递，借助于液压执行元件（缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动与回转运动。驱动机床工作台的液压系统就是由邮箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。 1、工作原理 （1）电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油，油液被加压后，从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀与回油管排回邮箱。 （2）工作台的移动速度就是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油 量减少,工作台的移动速度减少。由此可见，速度就是油量决定的。 2、液压系统的基本组成 （1）能源装置一一液压泵。它将动力部分所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。 （2）执行装置一一液压机。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。 （3）控制装置一一液压阀。通过它们的控制调节，使液流的压力、流速与方向得以改变，从而改变执行元件的力、速度与方向。 （4）辅助装置一一邮箱、管路、储能器、滤油器、管接头、压力表开关等。通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。 （5）工作介质一一液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量与信息。 二、设计要求 设计一台组合机床动力滑台液压系统。 1、机床要求的工作循环就是：要求实现工件快进、工进、快退等过程，最后自动停止;动力滑台采用平导轨，往复运动的加速、减速时间t为0、2s。