机械工程学院
液压与气动技术
课程设计
题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计专业：机械设计制造与自动化
班级：1301班
姓名：王鹏飞
学号：1304061033
指导教师：蔺国民
2015.12.15
.
《液压与气动技术》课程设计任务书
目录
1 负载与运动分析 (1)
2 负载图和速度图的绘制 (1)
3 确定液压缸的主要参数 (2)
3.1初选液压缸工作压力 (2)
3.2 计算液压缸主要尺寸 (2)
3.3 各阶段压力、流量、功率的计算 (3)
4 液压系统图的拟定 (4)
4.1 液压回路的选择 (4)
4.2 液压回路的综合 (6)
5 液压元件的选择 (8)
5.1 液压泵的选择 (8)
5.2 阀类元件及辅助元件的选择 (9)
5.3 油管的选择 (9)
5.4 油箱的计算 (10)
6 液压系统性能的验算 (10)
6.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (10)
6.1.1快进 (10)
6.1.2工进 (11)
6.1.3 快退 (11)
6.2 油液温升验算 (11)
7油箱设计 (12)
7.1 壁厚、箱顶及箱顶元件的设计 (12)
7.2 箱壁、清洗孔、吊耳、液位计设计 (13)
7.3 箱底、放油塞及支架设计 (13)
7.4 油箱内隔板及除气网设置 (13)
1. 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. 切削负载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。
切削负载(确定切削负载应具备机械切削加工方面的知识)用高速钢钻头(单个)钻铸铁孔时的轴向切削力F t (单位为N)为
6.08.0t )HB W (5.25Ds F = (8—1)
式中：D ——钻头直径，单位为mm ；
s ——每转进给量，单位为mm ／r ； HBW ——铸件硬度,HBW=240。
根据组合机床加工特点，钻孔时主轴转速n 和每转进给量s 按“组合机床设计手册”取： 对φ13.9mm 的孔：n 1=360r ／min ，s l =0.147mm ／r ； 对φ8.5mm 的孔：n 2=550r ／min ，s 2=0.096mm ／r ； 所以，系统总的切削负载F t 为：
F t =7x25.5x13.9x0.1470.8x2400.6+4x25.5x8.5x0.0960.8x2400.6=17907N 令Ft=Fg=17907N
2．惯性负载
往复运动的加速，减速时间不希望超过0.157s ，所以取t ?为0.157S
Fm=m △v/△t=1000x5.5/(60x0.157)N=583N
3．阻力负载
机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为：
F n =mg=9810N
静摩擦阻力：
F tf =f s F n =0.2x9810N=1962N
动摩擦阻力：
F fd =f d F n =0.1x9810N=981N 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
w η=0.9，
根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况由此得出液压缸在各工作阶段的负载如表18-所列。
2 负载图和速度图的绘制
根据工作循环(总行程L1+L2=150mm工进速度V2=n1s1=n2s2=53mm/min,绘制动力滑台速度图,负载图（如图所示）。
3确定液压系统主要参数
3.1确定液压缸工作压力
由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为32000N时宜取4MPa。
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
3.2计算液压缸主要尺寸
由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进、快退速度要求相等，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。通常利用差动液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随
滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔工作面积
1
A是有杆
腔工作面积
2
A两倍的形式，即活塞杆直径d与缸筒直径D呈d = 0.707D的关系。
工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)，选取此背压值为
p2=0.6MPa。
快进时液压缸虽然作差动连接（即有杆腔与无杆腔均与液压泵的来油连接），但连接管路中不可避免地存在着压降p ?，且有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时取p ?≈0.3MPa 。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值
2p =0.6MPa 。
工进时液压缸的推力计算公式为
11221112/(/2)m F A p A p A p A p η=-=-
式中：F ——负载力
m η——液压缸机械效率
A 1——液压缸无杆腔的有效作用面积 A 2——液压缸有杆腔的有效作用面积 p 1——液压缸无杆腔压力 p 2——液压有无杆腔压力
因此，根据已知参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为
A 2=
)(21p p F
m -?η=
6
10
）6.024（96.018888
?-??=26.59×10-4m 2 A1=242211081.352m A A A -?===? m A D 208.041
==
π
由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系，d = 0.707D ，因此活塞杆直径为d=0.707×0.087=0.06m ，根据GB/T2348—2001对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D =90mm ，活塞杆直径为d =63mm 。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：
242
11061.634m D A -?==π 242221044.324
)
(m d D A -?=-=
π
3.3 各阶段压力、流量、功率的计算
根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表4所示。
工进
18888 0.6 3.50 0.0056 0.0196
()
[]
q
p
P
v
A
q
A
A
p
F
p
1
2
1
1
2
2
m
L
1
/
/
=
=
+
=η
快退启动1962 0 0.63 - - ()
[]
q
p
P
v
A
q
A
A
p
F
p
1
3
2
2
1
2
m
L
1
/
/
=
=
+
=η
加速1564
0.6
0.53 - -
恒速981 0.319 0.176 0.056
并据表4可绘制出液压缸的工况图，如图2所示。
图2 组合机床液压缸工况图
4 液压系统图的拟定
根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，成本低，节约能源，工作可靠。
4.1 液压回路的选择
4.1.1选用执行元件
因系统运动循环要求正向快进和工进，反向快退，且快进，快退速度相等，因此选用单
活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积A 1等于有杆腔面积A 2的两倍。
4.1.2速度控制回路的选择
工况图表明，所设计组合机床液压系统在整个工作循环过程中所需要的功率较小，系统的效率和发热问题并不突出，因此考虑采用节流调速回路即可。虽然节流调速回路效率低，但适合于小功率场合，而且结构简单、成本低。该机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度-负载特性，因此有三种速度控制方案可以选择，即进口节流调速、出口节流调速、限压式变量泵加调速阀的容积节流调速。
钻镗加工属于连续切削加工，加工过程中切削力变化不大，因此钻削过程中负载变化不大，采用节流阀的节流调速回路即可。但由于在钻头钻入铸件表面及孔被钻通时的瞬间，存在负载突变的可能，因此考虑在工作进给过程中采用具有压差补偿的进口调速阀的调速方式，且在回油路上设置背压阀。
由于选定了节流调速方案，所以油路采用开式循环回路，以提高散热效率，防止油液温升过高。
从工况图中可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环内，液压要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。而快进快退所需的时间1t 和工进所需的时间2t
有1
2
t t =20因此从提高系统效率、节省能量角度来看，如果选用单个定量泵作为整个系统的油源，液压系统会长时间处于大流量溢流状态，从而造成能量的大量损失，这样的设计显然是不合理的。
如果采用一个大流量定量泵和一个小流量定量泵双泵串联的供油方式，由双联泵组成的油源在工进和快进过程中所输出的流量是不同的，此时液压系统在整个工作循环过程中所需要消耗的功率估大，除采用双联泵作为油源外，也可选用限压式变量泵作油源。但限压式变量泵结构复杂、成本高，且流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，最后确定选用双联液压泵供油方案，有利于降低能耗和生产成本，如图3所示。
图3 双泵供油油源
4.1.3选择快速运动和换向回路
根据本设计的运动方式和要求，采用差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。
本设计采用二位二通电磁阀的速度换接回路，控制由快进转为工进。与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序阀与单向阀来切断差动油路。因此速度换接回路为行程与压
力联合控制形式。
4.1.4速度换接回路的选择
所设计多轴钻床液压系统对换向平稳性的要求不高，流量不大，压力不高，所以选用价格较低的电磁换向阀控制换向回路即可。为便于实现差动连接，选用三位五通电磁换向阀。为了调整方便和便于增设液压夹紧支路，应考虑选用Y型中位机能。
由前述计算可知，当工作台从快进转为工进时，进入液压缸的流量由0.5485 L/S降0.0084 L/S，可选二位二通行程换向阀来进行速度换接，以减少速度换接过程中的液压冲击，如图4所示。由于工作压力较低，控制阀均用普通滑阀式结构即可。由工进转为快退时，在回路上并联了一个单向阀以实现速度换接。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。
a.换向回路
b.速度换接回路
图4 换向和速度切换回路的选择
参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油，调速阀进油节流阀调速的开式回路，溢流阀做定压阀。为了换速以及液压缸快退时运动的平稳性，回油路上设置背压阀，初定背压值P b=0.6MPa。
4.2 液压回路的综合
选定调速方案和液压基本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些辅助性油路，如控制油路、润滑油路、测压油路等，并对回路进行归并和整理，就可将液压回路合成为液压系统，即组成如图5所示的液压系统图。
1—双联叶片液压泵；2—三位五通电液阔；3—行程阀；4—调速阀；5—单向阀；
6—单向阀；7—顺序阀；8—背压阀；9—溢流阀；10—单向阀；ll—过滤器；
12—压力表接点；13—单向阀；l4—压力继电器。
系统图的原理
1．快进
快进如图所示，按下启动按钮，电磁铁1YA通电，由泵输出地压力油经2三位五通换向阀的左侧，这时的主油路为：
进油路：泵→向阀10→三位五通换向阀2（1YA得电）→行程阀3→液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔→三位五通换向阀2（1YA得电）→单向阀6→行程阀3→液压缸左腔。
由此形成液压缸两腔连通，实现差动快进，由于快进负载压力小，系统压力低，变量泵输出最大流量。
2．工进
减速终了时，挡块还是压下，行程开关使3YA通电，二位二通换向阀将通路切断，这时油必须经调速阀4和15才能进入液压缸左腔，回油路和减速回油完全相同，此时变量泵输出地流量自动与工进调速阀15的开口相适应，故进给量大小由调速阀15调节，其主油路为：
进油路：泵→向阀10→三位五通换向阀2（1YA得电）→调速阀4→调速阀15→液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔→三位五通换向阀2→背压阀8→液控顺序阀7→油箱。 3.快退
滑台停留时间结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁1YA 、3YA 断电，2YA 通电，这时三位五通换向阀2接通右位，，因滑台返回时的负载小，系统压力下降，变量泵输出流量又自动恢复到最大，滑快速退回，其主油路为：
进油路：泵 → 向阀10→三位五通换向阀2（2YA 得电）→液压缸右腔。 回油路：液压缸左腔→单向阀5→三位五通换向阀2（右位）→油箱。 4.原位停止
当滑台退回到原位时，挡块压下原位行程开关，发出信号，使2YA 断电，换向阀处于中位，液压两腔油路封闭，滑台停止运动。这时液压泵输出的油液经换向2直接回油箱，泵在低压下卸荷。
5 液压元件的选择
5.1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
由于本设计采用双泵供油方式，根据液压系统的工况图，大流量液压泵只需在快进和快退阶段向液压缸供油，因此大流量泵工作压力较低。小流量液压泵在快速运动和工进时都向液压缸供油，而液压缸在工进时工作压力最大，因此对大流量液压泵和小流量液压泵的工作压力分别进行计算。
根据液压泵的最大工作压力计算方法，液压泵的最大工作压力可表示为液压缸最大工作压力与液压泵到液压缸之间压力损失之和。
对于调速阀进口节流调速回路，选取进油路上的总压力损失p 0.8MPa ∑?=，同时考虑到压力继电器的可靠动作要求压力继电器动作压力与最大工作压力的压差为0.5MPa ，则小流量泵的最高工作压力可估算为
MPa
MPa p p 8.4)5.08.05.3(1=++=
大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，图4表明，快退时液压缸中的工作压力比快进时大，如取进油路上的压力损失为0.5MPa ，则大流量泵的最高工作压力为：
MPa MPa p p 819.0)5.0319.0(2=+= （2）计算总流量
表3表明，在整个工作循环过程中，液压油源应向液压缸提供的最大流量出现在快进工作阶段，为17.04 L/min ，若整个回路中总的泄漏系数K L=1.05，则液压油源所需提供的总流量为：
min /892.17min /04.1705.1L L q p =?=
工作进给时，液压缸所需流量约为0.0056L/s ，但由于要考虑溢流阀的最小稳定溢流量0.05 L/s ，故小流量泵的供油量最少应为0.0556L/s 。
据据以上液压油源最大工作压力和总流量的计算数值，因此选取PV2R12-6/26型双联叶片泵，其中小泵的排量为6mL/r ，大泵的排量为26mL/r ，若取液压泵的容积效率n v =0.9，则当泵的转速n p =940r/min 时，液压泵的实际输出流量为
min /1.27min /]1000/9.0940)266[(L L q p =??+=
由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为0.819MPa 、流量为27.1r/min 。取泵的总效率75.0p =η，则液压泵驱动电动机所需的功率为：
8.075
.0601
.27819.0=??=
=
p
p
p q p P ηkW
根据上述功率计算数据，此系统选取Y100L-6型电动机，其额定功率kW P n 5.1=，额定转速min 960r n n =。
5.2 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6所列。
*注：此为电动机额定转速为940r/min 时的流量。
5.3 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7所列。
表7各工况实际运动速度、时间和流量
由表可以看出，液压缸在各阶段的实际运动速度符合设计要求。
有表7中的数据，取油液的流速v=3m/s ，算得液压缸无杆腔及有杆腔相连的油管内径分别为
mm mm v q 77.1910360
/103.5522d 36=????=?=ππ
mm mm d 85.1310
360
/101.2723
6=????=π 这两根油管都按GB/T 2351-2005选用内径mm 15?，外径mm 18?的冷拔无缝钢管。 5.4 油箱计算
油箱的容量按式,V=αq p 估算，其中α为经验系数，取α=7，得
V=αq p =7?27.1=189.7L
按JB/T 7938-1999规定，取最靠近的标准值V=200L
6 验算液压系统性能
6.1验算系统压力损失
由于系统管路布置尚未确定，整个系统的压力损失无法全面估算，故只能估算阀类元件的压力损失。
6.1.1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的流量是22L/min 、电液换向阀2的流量是27.1L/min ，然后与液压缸有杆腔的回油汇合，以流量55.3L/min 通过行程阀3进入无杆腔。在进油路上，总压降为
31.0])63
3.55(3.0)801.27(5.0)6322(
2.0[2
22=?+?+?=∑?MPa p v MPa 在回油路上，油液通过电液换向阀2和单向阀6的流量是28.2L/min ，然后与液压泵的供
油合并，通过行程阀3进入无杆腔。有杆腔压力P2与无杆腔压力p1之差为
=?+?+?=-=?MPa p p p ])63
3.55(3.0)632.28(2.0)802.28(5.0[2
22120.333MPa
6.1.2工进
滑台工进时，在进油路上，油液通过电液换向阀2的流量为0.336L/min 、调速阀4进
入液压缸无杆腔，在调速阀4处的压力损失为0.5MPa 。在回油路上，油液通过电液换向阀2的流量为0.171L/min ，经液控顺序阀7的流量为（0.17+22）=22.17L/min ，返回油箱，在背压阀8处的压力损失为0.6MPa 。若忽略管路的沿程压力损失和局部压力损失，则在液压缸回油腔的压力P2为
MPa MPa p 637.0])63
17.22(3.06.0)8017.0(
5.0[2
22=?++?= 可见此值略大于原估计值0.6MPa 。故可按表8-2中公式重新计算工进时液压缸进油腔
压力p1，即
MPa A A p F
p m
81.31
221=+=
η
此略高于表8-2数值。
考虑到压力继电器的可靠动作要求压差?p e =0.5MPa ，则溢流阀9的调压P p1应为
MPa p p p p e A p 75.4]5.05.0)80
5.0(
5.081.3[2
111=++?+=?+∑+>
6.1.3快退
滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀10的流量为22L/min 、电液换向阀2的流量为27.1L/min 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的流量为53.14L/min 返回油箱。在进油路上总的总压降为
MPa MPa p v 082.0])80
1.27(5.0)6322(
2.0[2
21=?+?=∑? 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。
在回油路上总的总压降为
MPa MPa p v 576.0])63
14.53(3.0)8014.53(5.0)6314.53(
2.0[2
222=?+?+?=∑? 此值与表7的数值基本相符，故不必重算。
快退时液压泵的工作压力为
MPa MPa p p p v p 612.0)082.053.0(11=+=∑+=
此值是调整液控顺序阀7的调整压力的主要参考数据。
6.2验算系统发热与温升
由于工进在整个工作循环中占95%，所以系统的发热与温升可按工进工况来计算。 液压系统输出的有效功率即为液压缸输出的有效功率
kW kW Fv p e 7601.06010053.01888832=÷÷?==
这时大流量液压泵经顺序阀7卸荷，小流量液压泵在高压下供油。大液压泵通过顺序阀7的流量为22L/min ，有表8-2查得该阀在额定流量q n =0.3MPa ，故此阀在工进时的压力损失
MPa q q p p n 037.0)63
22
(3.0)(
2212=?=?=? 小液压泵工进时的工作压力p p1=4.75MPa ，流量q 1=5.1L/min ，所以俩个液压泵的总输
入功率为
kW kW pq q p p p
p 5564.0106022
10037.010601.51075.436362
11=???+???=
?+=
?--η
液压系统的发热功率为
kW kW p p e p 405.0)7160.05564.0(p =-=-=? 油箱的散热面积为
22333222.2102005.65.6m m V A =??=?=- 查表8-18得油箱的散热系数K=9W,则油液温升为 C 0.72C 1022
.29405.01033?=???=??=
?-KA p t 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。
7油箱设计
7.1 壁厚、箱顶及箱顶元件的设计
采取钢板焊接而成，故取油箱的壁厚为3mm ，并采用将液压泵安装在油箱的上表面的方式，故上表面应比其壁要厚，同时为避免产生振动，则顶扳的厚度应为壁厚的4倍以上，所以取：
顶壁厚15mm ，并在液压泵与箱顶之间设置隔振垫。
在箱顶设置回油管、泄油管、吸油管、通气器并附带注油口，即取下通气帽时便可以进行注油，当放回通气帽地就构成通气过滤器，其注油过滤器的滤网的网眼小于250mm ，过流量应大于40L/min 。另外，由于要将液压泵安装在油箱的顶部，为了防止污物落入油箱内，在油箱顶部的各螺纹孔均采用盲孔形式。
7.2 箱壁、清洗孔、吊耳、液位计的设计
在此次设计中采用箱顶与箱壁为不可拆的连接方式，由于油箱的体积也相对不大，采用在油箱壁上开设一个清洗孔，在法兰盖板中配以可重复使用的弹性密封件。法兰盖板的结构尺寸根据油箱的外形尺寸按标准选取，具体尺寸见法兰盖板的零件结构图，此处不再着详细的叙述。为了便于油箱的搬运，在油箱的四角上焊接四个圆柱形吊耳，吊耳的结构尺寸参考同类规格的油箱选取。
在油箱的箱体另一重要装置即是液位计了，通过液位计我们可以随时了解油箱中的油量，同时选择带温度计的液位计，我们还可以检测油箱中油液的温度，以保证机械系统的最佳供油。将它设计在靠近注油孔的附近以便在注油时观察油箱内的油量。
7.3 箱底、放油塞及支架的设计
在油箱的底设置放油塞，可以方便油箱的清洗和换油，所以将放油塞设置在油箱底倾斜的最低处。同时，为了更好地促使油箱内的沉积物聚积到油箱的最低点，油箱的倾斜坡度应为：1/25～1/20。在油箱的底部，为了便于放油和搬运方便，在底部设置支脚，支脚距地面的距离为150mm，并设置加强筋以增加其刚度， 19在支脚设地脚螺钉用的固定。
7.4 油箱内隔板及除气网的设置
为了延长油液在油箱中的逗留时间，促进油液在油箱中的环流，促使更多的油液参与系统中的循环，以更好地发挥油箱的散热、除气、沉积的作用，在油箱中的上下板上设置隔板，其隔板的高度为油箱内油液高度的2/3以上。并在下板的下部开缺口，以便吸油侧的沉积物经此缺口至回油侧，经放油孔排出。
油箱隔板在油箱中为了使油液中的气泡浮出液面，并在油箱内设置除气网，其网眼的直径可用网眼直径为0.5mm的金属网制成，并倾斜10～30布置。
在油箱内回油管与吸油管分布在回油测和吸油测，管端加工成朝向箱壁的45斜口，以便于油液沿箱壁环流。油管管口应在油液液面以下，其入口应高于底面2～3倍管径，但不应小于20mm，避免空气或沉积物的吸入或混入。对泄油管由于其中通过的流量一般较小，为防止泄油阻力，不应插入到液面以下。另外在油箱的表面的通孔处，要妥善密封，所以在接口上焊上高出箱顶20mm的凸台，以免维修时箱顶的污物落入油箱。
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 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。作为机械制造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出发点不尽相同：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。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，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。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
1.汽车板簧分选实验压力机（立式），液压缸对工件（汽车板簧）施加的最大压 力为3万N，动作为：快进→工进→加载→保压→慢退→快退，快进速度14mm/s，工进速度0.4mm/s，要求液压缸上位停止、下行时、保压后慢退不能失控。最大行程600mm。试完成： （1）系统工况分析； （2）液压缸主要参数确定； （3）拟定液压系统原理图； （4）选取液压元件； （5）油箱设计（零件图）；* （6）油箱盖板装配图、零件图；* （7）集成块零件图； 2.钻孔动力部件质量m=2000kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力Fc=16000N 工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止。行程长度为150mm ,其中工进长度为50mm。快进、快退速度为75mm/s，工进速度为1.67 mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s。要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停止。 3.单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统，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FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度1=
3=0.1m/s，工进速度2=0.88×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程 L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=0.2s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 4.卧式钻孔组合机床液压系统设计：设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统， 要求完成如下工作循环：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25×103 N，工作部件的重量为9.8×103 N，快进与快退速度均为7 m/min，工进速度为0.05 m/min，快进行程为150 mm，工进行程为40 mm，加速、减速时间要求不大于0.2 s，动力平台采用平导轨，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。 5.某厂需要一台加工齿轮内孔键槽的简易插床，插头刀架的上下往复运动采用 液压传动。工件安装在工作台上，采用手动进给。 其主要技术规格如下： 1）加工碳钢齿轮键槽，插槽槽宽t=12mm，走刀量S=0.3mm/行程； 2）插头重量500N； 3）插头工作行程（下行）的速度为13m/min。 试设计该插床的液压系统及其液压装置。 6.设计一台钻镗专用机床，要求孔的加工精度为二级，精镗的光洁度为▽6。加 工的工作循环是工件定位、夹紧——动力头快进——工进——快退——工件松开、拔销。加工时最大切削力（轴向）为20000N，动力头自重30000N，工作进给要求能在20-120mm/min内进行无级调速，快进、快退的速度均为6m/min，动力头最大行程为400mm，为使工作方便希望动力头可以手动调整进退并且能中途停止，动力滑台采用平导轨。 要求：1）按机床工作条件设计油路系统，绘系统原理图。 2）列出电磁铁动作顺序图。
广西科技大学 液压控制课程设计 专业班级：机自Z111班 学生姓名：韦宇新 指导老师：丁黎光 设计时间：2014年1月6日-15日上午
一、前言 (3) 二、课程设计题目 (4) 三、原始资料 1、液压系统图 (4) 2、额定流量 (5) 3、油口符号 (5) 4、液压站简介 (5) 四、设计内容 1、设计前了解集成连接装置 (5) 2、分析集成块 (6) 3、介绍问题 (7) 4、差动连接回路集成块图纸说明 (7) 5、集成回路底板和顶盖介绍 (8) 五、结束语 (9) 六、参考文献 (11)
本次气液压课程设计是液压站集成回路及集成块设计。每位学生都是根据液压系统图设计集成块，但设计的内容不一样。在课程设计之前，学生已经气液压相关知识，对气液压传动有一定的了解，可自行分析气液压传动回路图了。老师也在课程设计开始之前把课程设计的相关事项进行了详细的说明了。 学生要通过思考，查阅资料，选择零件，设计，动手来完成本次的课程设计。 本次课程设计的目的： 本课程设计是学完液压传动之后，进行的下一个实践性教育环节，它一方面要求学生能根据液压系统图，用集成块单元回路表示出来，另一方面，为今后的毕业设计进行一次综合训练。 设计任务如下： 1、把液压系统图分解成集成块单元回路图； 2、图纸画出其中一个集成块的主视图、俯视图、左视图、右视图、 后视图、主视图的三个剖面图； 3、图纸画出集成块的外观图； 4、图纸画出集成块的单元回路图； 完成的工作量： 1、设计说明书一份 2、集成块各视图（A1纸绘出）
一、课程设计题目： 液压站集成回路及液压缸集成块设计 液压缸差动连接回路 集成块型号：JK63 三孔 尺寸：155×140×112 （长×宽×高） 二、原始资料 1、液压系统图：
一、液压传动课程设计的目的： 1、综合运用《液压传动》课程及其它先修课程的理论和工程实际知识，以课 程设计为载体，通过液压功能原理及液压装置的设计实践，使理论和工程实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展，并培养分析和解决工程实际问题的设计计算能力。 2、使学生掌握根据设计题目搜集有关设计资料和文献的一般方法和途径，提高学生综合利用设计资料的能力，为独立从事液压传动设计建立良好的基础。 3、在设计实践中学习和掌握方案论证及拟定方法，掌握液压回路的组合方法及液压元件的选用原则、结构形式，深化对液压系统设计特点的认识和了解。 二、液压课程设计题目： 设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为N 7000，滑台的重量为N 5000，快速上升的行程为mm 450，其最小速度为s mm /55;慢速上升行程为mm 200，其最小速度为mm/s 13；快速下降行程为
mm 90，滑台450，速度要求mm/s 55。滑台采用V型导轨，其导轨面的夹角为 2，启动加速与减速时间均为s.50，液压缸的机械效率（考与导轨的最大间隙为mm 虑密封阻力）为0.9。
目录 1 前言 (1) 2 负载分析 (2) 2.1 负载与运动分析 (2) 2.2 负载动力分析 (2) 2.3负载图和速度图的绘制 (5) 3 设计方案拟定 (6) 3.1液压系统图的拟定 (6) 3.2 液压系统原理图 (7) 3.3 液压缸的设计 (7) 4 主要参数的计算 (10) 4.1 初选液压缸的工作压力 (10) 4.2 计算液压缸的主要尺寸 (10) 4.3活塞杆稳定性校核 (10) 4.4计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (11) 5 液压元件的选用 (12) 5.1确定液压泵的型号及电动机功率 (12) 5.2选择阀类元件及辅助元件 (13) 6 液压系统的性能验算 (15) 6.1压力损失及调定压力的确定 (15) 6.2验算系统的发热与温升 (17) 致谢 (19)
液压传动课程设计题目 （各班按点名册顺序确定） 1、设计一台专用铣床的液压系统，工作台要求完成快进——工作进给——快退——停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N，工件夹具重量为1500N，铣削阻力最大为9000N，工作台快进、快退速度为 4.5m/min，工作进给速度为0.06~1m/min，往复运动加、减速时间为0.05s。工作采用平导轨，静、动摩擦分别为fs=0.2，fd=0.1, 工作台快进行程为0.3m，工进行程为0.1m。 2、设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行——慢速加压——快速返回——停止。压装工作速度不超过5mm/s，快速下行速度应为工作速度的8~10倍，工件压力不小于10×10＋3N。 3、设计液压绞车液压系统，绞车能实现正反向牵引与制动，最大牵引力14吨，最大牵引速度10m/min，牵引速度与牵引力均可无级调节，制动力矩不小于2倍的牵引力矩。 4、设计一饲草打包机液压控制系统，液压缸最大行程为800mm，可输出推力100t，实现四个工作程序：饲草压实、打包、回程、卸荷。 5、设计一液压牵引采煤机的液压系统，实现容积调速、高压保护、补油及热交换。采煤机的最大牵引力50吨，最大牵引速度15m/min。 6、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6m/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15kN，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。 7、设计一台小型液压机的液压系统，要求实现快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止的工作循环。快速往返速度为3m/min，加压速度为40~250mm/min，压制力为200kN，运动部件总重量为20kN。 8、设计EBZ200掘进机的工作机构水平与上下摆动驱动装置的液压系统。 9、设计掩护式液压支架液压系统，实现升降、推移、侧护，工作阻力4600kN，支撑高度1.5-2.6m。
《液压与气压传动》课程设计学号姓名年级专业 指导教师: 钱雪松 内容: 设计计算说明书 1份 20 页 液压系统原理图 1张
河海大学机电工程学院 - 第二学期 《液压与气压传动》课程设计任务书5 授课班号138101/2 年级专业机自指导教师钱雪松学号姓名课程设计题目5 设计一台液压启闭机液压系统, 其主要技术要求如下: 启闭力50T, 行程8000mm, 往返速度4000~10000mm/min, 加减速时间为1秒, 双缸, 用同步回路, 垂直液压缸。 1.课程设计的目的和要求 经过设计液压传动系统, 使学生获得独立设计能力, 分析思考能力, 全面了解液压系统的组成原理。 明确系统设计要求; 分析工况确定主要参数; 拟订液压系统草图; 选择液压元件; 验算系统性能。 2.课程设计内容和教师参数( 各人所取参数应有不同) 其主要技术要求如下: 启闭力50T, 行程8000mm, 往返速度4000~10000mm/min, 加减速时间为1秒, 双缸, 用同步回路, 垂直液压缸。 4. 设计参考资料( 包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等) ●章宏甲《液压传动》机械工业出版社 .1 ●章宏甲《液压与气压传动》机械工业出版社 .4 ●黎启柏《液压元件手册》冶金工业出版社 .8
榆次液压有限公司《榆次液压产品》 .3 课程设计任务 明确系统设计要求; 分析工况确定主要参数; 拟订液压系统草图; 选择液压元件; 验算系统性能。 5.1设计说明书( 或报告) 分析工况确定主要参数; 拟订液压系统草图; 选择液压元件; 验算系统性能。 5.2技术附件( 图纸、源程序、测量记录、硬件制作) 5.3图样、字数要求 系统图一张( 3号图) , 设计说明书一份( ~3000字) 。 6. 工作进度计划 3.设计方式 手工 4.设计地点、指导答疑时间
湖南工业大学 课程设计 资料袋 机械工程学院学院（系、部） 2015 ~ 2016 学年第一学期 课程名称液压传动指导教师陈义庄职称教授 学生姓名 xx 专业班级 xx 学号 xx 题目组合机床切削的液压系统 成绩起止日期2015年 12 月 22 日～2015年12 月 30日 目录清单
《液压与气压传动》课程设计 设计说明书 题目名称：组合机床切削的液压系统 学院（部）：机械工程学院 专业：机械工程 学生姓名：xx 班级：xx学号xx 指导教师姓名：xx
目录 0.设计任务书 (2) 1.设计要求及工况分析 (3) 2.主要参数的确定 (6) 3.液压系统图的拟定 (9) 4.液压元件的计算与选择 (10) 5.液压系统的性能验算 (13) 6. 参考资料 (15) 7.设计总结 (16)
课程设计任务书 2015 —2016学年第 1学期 机械工程学院（系、部）机械工程专业xx班级 课程名称：液压与气压传动 设计题目：组合机床切削的液压系统 完成期限：自 2015年 12 月 22 日至 2015 年 12月 30 日共 1 周 指导教师： xx 2015 年12 月 10 日 系（教研室）主任： 2015 年12 月 10 日
1. 设计要求及工况分析 1.1设计要求 要求设计的机床动力滑台液压系统实现的工作循环是“快进→工进→快退→停止”。主要性能参数与性能要求如下：最大切削力F=30000N ，移动部件总重量G ＝3000N ；行程长度400mm （工进和快进行程均为200mm ），快进、快退的速度均为4m/min ，工作台的工进速度可调（50~1000）mm/min ；启动、减速、制动时间△t=0.5s;该动力滑台采用水平放置的平导轨。静摩擦系数fs ＝0.2；动摩擦系数fd ＝0.1；液压系统中的执行元件是液压缸。 1.2负载与运动分析 （1）工作负载 由设计要求可知最大工作的负载F=30000N （2）惯性负载 F m =( G g )(?v ?t )=(30009.8)(4 60?0.5 )=40.82≈41N (3)摩擦负载 因为采用的动力滑台式是水平导轨，因此作用在上面的正 压力N=G=3000N 。 静摩擦阻力 F fs =f s ?N =0.2?3000=600N 动摩擦阻力 F fd =f d ?N =0.1?3000=300N 取液压缸的机械效率ηm =0.90，得出的液压缸在各工作阶段的负载如表1.2.1
液压与气压传动 课程设计 班级机设 0821 姓名黄俊 小组其它成员纪堃、韩点点、胡俊、田严华
目录 题目部分 (1) 设计、计算部分 一、负载分析 (2) 二、液压系统方案设计 (3) 三、液压系统的参数计算 (5) （一）液压缸参数计算 (5) （二）液压泵参数计算 (8) 四、液压元件的选择 (10)
五、验算液压系统性能 (11) （一）压力损失的验算及泵压力的调整 (11) （二）液压系统的发热和温升验算 (14) （附）六、液压阀块的设计 （一）液压阀块的三维效果图 (15) （二）液压阀块的二维效果图 (17)
液压与气压传动课程设计 某卧式单面多空钻孔机床液压系统的设计计算 题目部分 一、设计课题 设计一台卧式单面多轴钻孔机床的液压传动系统，有三个液压缸，分别完成钻削（快进、工进、快退）、夹紧工件（夹紧、松开）、工件定位（定位、拔销）。其工作循环为：定位→夹紧→快进→工进→快退→拔销松开，如图1所示。 二、原始数据 1、主轴数及孔径：主轴6根，孔径Φ14mm； 2、总轴向切削阻力：12400N； 3、运动部件重量：9800N； 4、快进、快退速度：5 mmin； 5、工进速度：0.04~0.1mmin；
6、行程长度：320mm ； 7、导轨形式及摩擦系数：平导轨，f 静=0.2，f 动=0.1； 8、夹紧、减速时间：大于0.2秒； 9、夹紧力：5000~6000N ； 10、夹紧时间：1~2秒； 11、夹紧液压缸行程长度：16mm ； 12、快进行程230mm 。 三、系统设计要求 1、夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时，夹紧缸保持夹紧力； 2、快进转工进时要平稳可靠； 3、钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不气冲。 设计、计算部分 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。在此，我们主要讨论工作液压缸的负载情况。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。 导轨的正压力等于运动部件的重力，设导轨的静摩擦力为F 静，动摩擦力为F 动， N N Fn f F N N Fn f F 98098001.0196098002.0=?=?==?=?=动动静静 加速减速的时间大于0.2秒，选定其为0.25秒，则惯性力
液压课程设计 说明书 设计题目液压集成回路及集成块设计 系别 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 日期
目录 一、液压站 二、集成块连接装置 1、通用集成块组结构 2、集成块的特点 3、集成块装置设计步骤 4、集成块设计注意事项 5、过渡板 三、液压集成块设计 1、底板及供油块设计 2、底盖及测压块设计 3、中间块设计 4、集成块零件图的绘制 四、设计任务 五、心的体会 六、参考资料
一液压站 液压站是有液压油箱、液压泵装置及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有空气滤清器、滤油器、液面指示器和清洗孔等。液压泵装置包括不同类型的液压泵、驱动电机及其它们之间的联轴器等。液压控制装置是指组成液压系统的各阀元件及其联接体。 机床液压站的结构型式有分散式和集中式两种类型。 二集成块连接装置 1 通用集成块组结构 集成块组，是按通用的液压典型回路设计成的通用组件。它由集成块、底块和顶盖用四只长螺栓垂直固紧而成。 液压元件一般安装在集成块的前面、后面和右侧面、左侧面不安放元件，留着连接油管，以便向执行元件供油。为了操纵调整方便，通常把需要经常调节的元件，入调速阀、溢流阀、减压阀等，布置在右侧面和前面。 元件之间的联系借助于块体内部的油道孔。根据单元回路块在系统中的作用可分为调压、换向、调速、减压、顺序等若干种回路。每
块的上下两面为叠积结合面，布有公用的压力油孔P、回油孔O、泄漏油孔L和连接螺栓孔。 2 集成块的特点 从集成块的组成原理图可以看出，集成块由板式元件与通道体组成，元件可以根据设计要求任意选择，因此，集成块连接装置广泛地应用在机床及组合机床自动线中，其工作压力为0.3×106～3.5×107Pa，流量一般在30～60l/min，集成块与其它的连接方式相比有以下特点： （1）可以采用现有的板式标准元件，很方便地组成各种功能的单元集成回路，且回路的更换很方便，只须更换或增、减单元回路 就能实现，因而有极大的灵活性。 （2）由于是在小块体上加工各种孔道，故制造简单，工艺孔大为减少，便于检查和及时发现毛病。如果加工中出了问题，仅报废 其中一小块通道体，而不是整个系统报废。 （3）系统中的管道和管接头可以减少到最少程度，使系统的泄漏大为减少，提高了系统的稳定性，并且结构紧凑，占地面积小，装配与维修方便。 （4）由于装在通道体侧面的各液压元件间距离很近，油道孔短，而且通油孔径还可选择大一些，因而系统中管路压力损失小，系 统发热量也小。 （5）有利于实现液压装置的标准化、通用化、系列化，能组织成批生产。由于组成装置的灵活性大，故设计和制造周期大为缩短，
一、液压课程设计的题目 设计一台上料机液压系统，要求该系统完成：快速上升——慢速上升（可调速）——快速下降——下位停止的半自动循环。采用900V型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N，启动、制动时间均为0.5s，液压缸的机械效率为0.9。设计原始数据如下表所示。 试完成以下工作： 1、进行工况分析，绘制工况图。 2、拟定液压系统原理图（A4）。 3、计算液压系统，选择标准液压元件。 4、绘制液压缸装配图（A3）。 5、编写液压课程设计说明书。 上料机示意图如下：
图2 上料机示意图
4.1 一、工况分析及参数确定 1.1 方案的拟定 1）供油方式 从系统速度相差很大可知，该系统在快上和慢上时流量变化很大，因此可以选用变量泵或双泵供油。 2）调速回路 由于速度变化大，所以系统功率变化也大，可以选容积调速回路或双泵供油回路。 3）速度、换接回路 由于系统各阶段对换接的位置要求高，所以采用由行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换接。 4）平衡及锁紧 为了克服滑台自重在快下过程中的影响和防止在上端停留时重物下落，必需设置平衡及锁紧回路。 根据上述分析，至少有两种方案可以满足系统要求。 （1）用变量泵供油和容积调速回路调速，速度换接用二位二通电磁阀来实现，平衡和锁紧用液控单向阀和单向背压阀。系统的机械特性、调速特性很好，功率损失较小，但是系统价格较贵。 （2）用双泵供油，调速回路选节流调速回路，平衡及锁紧用液控单向阀和单向背压阀实现。系统的机械特性、调速特性不及第一种方案，但其经济性很好，系统效率高。
1.2方案的确定 综上所述，考虑到系统的流量很大，变量泵不好选，第二种方案的经济性好，系统效率高，因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的、供油方式不太适，宜选用双联式定量叶片泵作为油源，所以选第二种方案。 1.3负载分析 1）工作负载 工作负载等于工作台自重加上物料的重量即 L G F F ==（5800+1400）N=7200N 2）摩擦负载 /sin 2 f N F fF α = 由导轨的角度与间隙计算平均摩擦 由于工件为垂直起升，垂直作用于导轨的预紧力F=60N,取f s =0.2，f d =0.1则有 静摩擦负载 F fs =（0.2×60/sin45°）N=16.96N 动摩擦负载F fd =（0.1×60/sin45°）N=8.458N 3）惯性负载
《液压与气压传动》课程设计说明书 班级07机械国内 姓名毛显源 学号070155208 成绩
2. 夹紧液压缸负载与运动分析 工作负载 Fc=9.8KN 摩擦负载 夹紧液压缸采用平导轨：Fr= fF=f(G+N) 其中，N —为液压缸承受的压力，此处忽略不计。 又有夹紧液压缸的行程短，只有10mm,时间为2S,因此可以把 它作为 匀速运动的计算。 静摩擦负载： Ffs=Mc >F=0.2x 90N= 18N 3?液压缸承受的负载 ________________________ 工作台液压缸承受的负载 表1 工 况 计算公式 总负载F% 液压缸推力%〃 启 动 F= Ffs 500 543.48 加 速 F= Ffs+Fal 500+38.23=538.23 585.03 快 进 F= Ffd 250 271.74 减 速 F= Ffd+ F L —Fa2 250+32000-37.84=32212.16 35013.22 工 进 F= F L +Ffd 32000+250=32250 35054.35 制 动 F= Ffd+ F L -F U 3 250+32000-0.39=32249.61 35035.92 反向加速 F= Ffd +Fa4 250+38.23=288.23 313.29 快 退 F= Ffd 250 271.74 制 动 F= Ffd —F J 5 250-38.23=211.77 230.18 工 况 计算公式 总负载F% 液压缸推力% 锁 紧 F= Ffs +Fc 8900+18=8918 9693.5 放 松 F=Ffd 9 9.78 减速 制动 反向加速 斑=耳巴竺 mi 。。。x (4.5-46X 10-) =3784N g At 9.81 60x0.5 (G + N) Av 2.5x1000 gA?" 9^81 46 x IO- 60x0.5 =0.39N 反向制动 Fa4 = (G ±N)Av = 2.5xlQ00x g At 9.81 Fa5 = (G ±N)Av = 2.5xlQ00x g At 9.81 -------- =38.23N 60 x 0.5 -------- =3&23N 60 x 0.5 动摩擦负载: F"吋F =0」x 90N=9N
液压课程设计任务书
液压课程设计设计题目：液压系统和设计进给缸 专业：机电一体化技术班级：091312学号：30姓名：邢雨爽 指导教师：丁久华成绩： 完成日期：2010 年12 月 3 日
液压课程设计任务书 班级：091312 姓名：邢雨爽学号30 设计题目：液压系统和设计进给缸 一.课程设计目的 本课程设计是学生在学完液压与气动技术基础专业课程,进行的一个综合性和实践性很强的教学环节,学生通过课程设计,能综合运用所学基本理论以及学到的实践知识进行的基本训练,掌握液压系统设计的思维和方法,专用元件和通用元件的参数确定。通过给定设计题目，初步掌握确定压力，进行缸的主要参数的初步确定，按系列要求确定缸体和活塞杆的直径。然后确定其他元件的参数，最后进行效核。通过液压课程设计，提高学生分析和解决实际液压问题的能力,为后续课程的学习及今后从事科学研究,工程技术工作打下较坚实的基础。 二.设计题目 见题目分配表 三.课程设计的内容 (一)对题目进行分析,初步确定缸体和活塞的直径 (二)绘制液压缸装配图(2A) (三)任意零件图(零件图尽量不重复3A) (四)说明书一份 1.分析负载情况初步确定液压系统 2.对题目进行分析,选择压力，初步计算确定缸体和活塞的直径 3.根据缸体尺寸确定其他元件的参数，选择各元件 4.进行效核 四.课程设计的基本要求 (一)课程设计要求 1.要有勤于思考、刻苦钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、精益求精的态度。 2.学生必须独立完成设计任务，严禁抄袭、剽窃他人成果或找人代做等行为，一经发现，按舞弊行为论处。 3.掌握相关课程的基本理论与基本知识，概念清楚，设计计算正确，结构设计合理，实验数据可靠，软件程序运行良好，绘图符合标准，说明书撰写规范。 4.课程设计期间学生的考勤与纪律按学校有关规定执行。要严格遵守学习纪律，遵守作息时间，不得迟到、早退和旷课。因事、因病不能参加设计，需履行请假手续，否则按旷课论处。 5.课程设计期间要爱护公物、搞好环境卫生，保证设计(实训)场所整洁、文明、安静。严禁在设计场所嬉戏或开展其他休闲娱乐活动。 (二)通过本课程设计,应使学生在以下几方面得到锻炼：
一、液压传动课程设计的目的: 1、综合运用《液压传动》课程及其它先修课程的理论与工程实际知识,以课 程设计为载体,通过液压功能原理及液压装置的设计实践,使理论与工程实际知识密切地结合起来,从而使这些知识得到进一步巩固、加深与扩展,并培养分析与解决工程实际问题的设计计算能力。 2、使学生掌握根据设计题目搜集有关设计资料与文献的一般方法与途径,提高学生综合利用设计资料的能力,为独立从事液压传动设计建立良好的基础。 3、在设计实践中学习与掌握方案论证及拟定方法,掌握液压回路的组合方法及液压元件的选用原则、结构形式,深化对液压系统设计特点的认识与了解。 二、液压课程设计题目: 设计一台上料机液压系统,要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为N 7000,滑台的重量为N 5000,快速上升的行程为mm 450,其最小速度为s mm /55;慢速上升行程为mm 200,其最小速度为mm/s 13;快速下降行程为
mm 90,滑台与导450,速度要求mm/s 55。滑台采用V型导轨,其导轨面的夹角为 2,启动加速与减速时间均为s.50,液压缸的机械效率(考虑密轨的最大间隙为mm 封阻力)为0、9。
目录 1 前言 (1) 2 负载分析 (2) 2、1 负载与运动分析 (2) 2、2 负载动力分析 (2) 2、3负载图与速度图的绘制 (4) 3 设计方案拟定 (5) 3、1液压系统图的拟定 (5) 3、2 液压系统原理图 (6) 3、3 液压缸的设计 (6) 4 主要参数的计算 (8) 4、1 初选液压缸的工作压力 (8) 4、2 计算液压缸的主要尺寸 (8) 4、3活塞杆稳定性校核 (8) 4、4计算循环中各个工作阶段的液压缸压力,流量与功率 (9) 5 液压元件的选用 (10) 5、1确定液压泵的型号及电动机功率 (10) 5、2选择阀类元件及辅助元件 (11) 6 液压系统的性能验算 (12) 6、1压力损失及调定压力的确定 (12) 6、2验算系统的发热与温升 (13) 致谢 (15)
课程设计 课程名称机电液综合设计项目 题目名称卧式半自动组合机床液压系统及其有关装置设计学生学院机电工程学院 专业班级08级机电（6）班 学号 学生姓名 指导教师 2011年12 月18 日
广东工业大学课程设计任务书 卧式半自动组合机床液压系统及其有关装置 题目名称 设计 学生学院机电工程学院 专业班级08机电6班 姓名柳展雄 学号3108000566 一、课程设计的内容 综合应用已学的课程，完成卧式半自动组合机床的液压系统的原理设计、液压系统的设计计算、液压系统元部件的选择、液压基本回路的实验验证、液压集成油路的设计、液压集成块的设计等。 二、课程设计的要求与数据 1．机床系统应实现的自动工作循环 (手工上料) →(手动启动) →工件定位(插销)→夹紧工件→动力头(工作台)快进→慢速工进→快退→停止→工件拔销→松开工件→（手工卸料）。 要求工进完了动力头无速度前冲现象。工件的定位、夹紧应保证安全可靠，加工过程中及遇意外断电时工件不应松脱，工件夹紧压力、速度应可调，工件加工过程中夹紧压力稳定。 2．工件最大夹紧力为F j；工件插销定位只要求到位，负载力小可不予计算。3．动力头快进、快退速度v1；工进速度为v2可调，加工过程中速度稳定；快进行程为L1，工进行程为L2；工件定位、夹紧行程为L3，夹紧时间t=1s。 4．运动部件总重力为G，最大切削进给力（轴向）为F t； 5．动力头能在任意位置停止，其加速或减速时间为△t；；工作台采用水平放置的平导轨，静摩擦系数为f s，动摩擦系数为f d。
设计参数表 序号 F j (N) F t (N) G (N) v1 (m/m in) v2 (mm/mi n) L1 (mm ) L2 (mm ) L3 (mm ) △t (s) f s f d 1 4 600 300 00 5500 6 30～ 1000 140 60 40 0.1 2 0.2 2 0. 1 三、课程设计应完成的工作 (一) 液压系统设计 根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理、完善的液压系统原理图，需要写出详细的系统工作原理，给出电磁铁动作顺序表。再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、介质、相关设备的规格型号（或进行结构设计）、对系统有关参数进行验算等。 （二）系统基本回路的实验验证 以小组为单位设计实验验证回路，经老师确认后，由该组成员共同去液压实验室在实验台上进行实验验证。该部分说明书的撰写格式可参考液压课程实验报告，实验过程要拍一定数量的照片。 （三）液压装置结构设计 由指导老师选出其中一个小组成员的设计方案和数据，由该组成员共同完成该方案液压系统的集成块组的结构设计，尽量做到每个小组成员负责其中的一个集成块的设计。集成块之间必须考虑到相互之间的连通关系，是一个完整的液压系统的集成块。 （四）绘制工程图、编写设计说明书 1. 绘制液压系统原理图
目录 引言 (2) 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 (3) 第三章负载图和速度图的绘制 (4) 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 (12) 6.1确定液压泵 (12) 6.2确定其它元件及辅件 (13) 6.3主要零件强度校核 (15) 第七章液压系统性能验算 (16) 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (17) 7.2油液温升验算 (18) 设计小结 (19) 参考文献 (21)
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。 第一章明确液压系统的设计要求 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：启动→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F t=20000N，移动部件总质量G＝10000N；快进行程l1=100mm，工进行程l2=50mm。快进、快退的速度为5m/min，工进速度0.1m/min。加速减速时间△t=0.15s；静摩擦系数f s＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。
题目1： 一卧式钻镗组合机床动力头要完成快进－工进－快退－原位停止的工作循环；最大切削力为F L=11500N,动力头自重F G=19500N；工作进给要求能在0.02～1.2m/min范围内无级调速，快进、快退速度为6m/min；工进行程为100mm，快进行程为300mm；导轨型式式平导轨，其摩擦系数取fs＝0.2，fd＝0.1；往复运动的加减速时间要求不大于0.5s。 设计要求： （1）确定执行元件（液压缸）的主要结构尺寸（D、d等） （2）确定系统的主要参数； （3）选择各类元件及辅件的形式和规格，列出元件明细表； （4）绘制正式液压系统图（A3手绘） （5）进行必要的性能估算（系统发热计算和效率计算）。
题目1： 一台专用双面铣床，最大的切削力为9000N，工作台、夹具和行程的总重量4000N，工件的总重量为1800N，工作台最大行程为600mm，其中工进行程为350mm。工作台的快进速度为4.5m/min，工进速度在50～100mm/min范围内无级调速。工作台往复运动的启制（加速减速时间）为0.05s，工作台快退速度等于快进速度，滑台采用平面导轨。静摩擦系数为0.2s，动摩擦系数为0.1。（夹紧力大于等于最大静摩擦力） 机床的工作循环为：工作定位－工件夹紧－工作台快进－工作台工进－加工到位后停留－快退－原位停止－工件松开－定位销拔出。 要求系统采用电液结合实现自动化循环，速度换接无冲击，且速度要平稳，能承受一定量的反向负载。 试完成： （1）按机床要求设计液压系统，绘制液压系统图；（A3手绘） （2）确定夹紧缸、主工作液压缸的结构参数； （3）计算系统各参数，选择液压元件型号，列出元件明细表； （4）列出设计系统中的电磁铁动作顺序表。
测控技术基础之液压传动与控制 课程设计说明书 设计题目：液压传动与控制系统设计 半自动液压专用铣床液压系统设计 姓名：王冉 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 1班 学号： 2010105126 指导教师：谭宗柒 2013年 6 月 6 日至 2013年 6 月27 日
半自动液压专用铣床液压系统设计 1．设计要求 设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。 2．设计参数 工作台液压缸负载力（KN ）：F L =2.8 夹紧液压缸负载力（KN ）：F c =4.8 工作台液压缸移动件重力（KN ）：G=2.8 夹紧液压缸负移动件重力（N ）：G c =35 工作台快进、快退速度（m/min ）：V 1=V 3=4.5 夹紧液压缸行程（mm ）：L c=10 工作台工进速度（mm/min ）：V 2=45 夹紧液压缸运动时间（S ）：t c=1 工作台液压缸快进行程（mm ）：L 1=350 导轨面静摩擦系数：μs =0.2 工作台液压缸工进行程（mm ）：L 2=85 导轨面动摩擦系数：μd =0.1 工作台启动时间（S ）：?t =0.5 液压传动与控制系统设计一般包括以下内容： 1、液压传动与控制系统设计基本内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 编制技术文件。 学生应完成的工作量：（打印稿和电子版各1份） (1) 液压系统原理图1张； (2) 设计计算说明书1份。（字数：2500~3000。） 设计内容 1.负载与运动分析 1.1工作负载 1)夹紧缸 工作负载：N G F F d C C l 5.48031.0354800=?+=+=μ 由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计计算中把夹紧缸的工作过程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸的惯性负载等一些其他的因素。 2)工作台液压缸 工作负载极为切削阻力F L =2.8KN 。
课程设计说明书 （2016-2017学年第二学期） 课程名称液压传动与控制技术课程设计 设计题目卧式组合钻床动力滑台液压系统 院（系）机电工程系 专业班级14级机械设计制造及其自动化x班 姓名陈瑞玲 学号20141032100 地点教学楼B301 时间2017年5月25日—2017年6月22日成绩：指导老师：蓝莹
目录 液压传动与控制技术课程设计任务书 (3) 1．概述 (4) 1.1 课程设计的目的 (4) 1.2 课程设计的要求 (4) 2. 液压系统设计 (4) 2.1 设计要求及工况分析 (4) 2.1.1设计要求 (4) 2.1.2 负载与运动分析 (5) 2.2 确定液压系统主要参数 (7) 小结 (17) 参考文献 (18)
液压传动与控制技术课程设计任务书
1．概述 1.1 课程设计的目的 本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。 1.2 课程设计的要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 2. 液压系统设计 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式组合钻床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 2.1 设计要求及工况分析 2.1.1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。