专用钻床液压系统设计公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
课程设计说明书题目专用钻床液压传动系统设计
学生姓名：刘陈张
班级：
学院：机械工程学院
专业：
指导教师：
评定成绩优良中及格不及格
天津职业技术师范大学
课程设计任务
机械工程学院班学生
课程设计课题：专用钻床液压系统设计
一、课程设计工作日自2012年12月31日至2013年1月6日
二、同组同学：
三、课程设计任务要求（包括课程来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）：
1.目的：
（1）巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法；
（2）正确合理的的确定执行机构，运用液压基本回路组合成满足基本性能要求的高效的液压系统；
（3）熟悉并运用有关国家标准，设计手册和产品样本等技术资料。
2设计参数：
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。
3 设计要求：
（1）负载分析，绘制负载、速度图、工作循环图；
（2）确定执行元件（液压缸）的主要参数；
（3）绘制液压系统图原理图、液压缸装配图和电磁铁动作循环表；（3）选择各类元件及辅件的形式和规格。
目录
二、
三、
调速方式的选择 (3)
工作压力P的确定......................................................................... ..................................
液压阀的选择......................................................................... .........................................
液压油管的设计......................................................................... ......................................
油箱容量的选择......................................................................... ................................... ...
压力损失的验算......................................................................... .......................................
系统温升的验算......................................................................... .......................................
七、
八、
一、前言
液压传动是一门新的学科，虽然从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史，但直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，液压技术迅速转向名用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。
20世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方面发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、机电一体化、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。
我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备，后来又用于拖拉机和工程机械上。我国在从国外引进一些液压元件、生产技术的同时，也进行自行研制和设计，液压元件现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。
液压传动是用液体作为工作介质，利用液体的压力能来实现运动和力的传递的一种的传动方式。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声以及液压元件和系统的经久耐用，高度集成化等方面取得了重大进展。将液压传动技术应用到钻床中，使它具有成本低、效率高、机构简单、工作可靠、使用和维修方便等特点。专用钻床是应用液压技术较广泛的领域之一。采用液压传动技术与控制的机床，可在较宽范围内进行无级调速，具有良好的换向及速度换接性能，易于实现自动工作循环，对提高生产效率，改进产品质量和改善劳动条件，都起着十分重要的作用。本文针对专用钻床的液压系统进行设计。
二．钻床的液压系统工况分析
根据所给设计参数绘制运动部件的速度循环图，如图2-1所示。 然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。
液压缸所受外负载F 包括三种类型，即：
a f w F F F F ++= (2-1)
式中 w F —工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力， 在本设计中w F 为17000N ；
a F —运动部件速度变化时的惯性负载；
f F —导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，对于平导轨f F 可由下式
得：
)(rn f F G f F += (2-2)
式中 G —运动部件重力；
rn F —垂直于导轨的工作负载，本设计中为零；
f —导轨摩擦系数，在本设计中取静摩擦系数为，动摩擦系数为。 则求得：
N
F
180090002.0fs
=?=
N
F
90090001.0fs
=?=
式中 fs F
—静摩擦阻力； fa
F —动摩擦阻力。
t
v g G a F ??= (2-3)
式中 g —重力加速度；
t ?—加速或减速时间，取；
v ?—速度差。
在本设计中
N F a 28660
3.06
.58.99000=??=
根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载，见表2-1，并画出如图2-2所示的负载循环图
图2-2负载循环图
表 2-1 工作循环各阶段的外负载
工作循环
外负载N F
工作循环 外负载N F
启动、加速 a f F F F += 2086 工进 fa w F F F += 17900
快进
=F fa F 900
快退
=F fa F
900
三．液压系统的原理图拟定及设计
供油方式
考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低；而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。
调速方式的选择
调速方案对液压系统的性能起到决定性的作用。调速方案包括节流调速、容积调速
和容积－节流调速三种。选择调速方案时，应根据液压执行元件的负载特性、液压缸活
塞杆的运动情况和调速范围以及经济性能因素，最后选出合适的调速方案。需考虑到系统本身的性能要求和一些使用要求以及负载特性，参照表3-1。
液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。
节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。
容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。
油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤，为防止系统中杂质流回油箱。
本设计采用容积—节流调速，所以使用变量泵供油。
速度换接方式的选择
本系统采用电磁阀的快慢速换接回路。
它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也比较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。
液压系统原理图
1—双作用液压缸 2—二位三通电磁换向阀 3—单向调速阀 4—三位四通电磁换向阀 5—压力表6—溢流阀 7—液压泵 8—电动机 9—油箱
1YA2YA3YA
快进＋－＋
工进＋－－
快退－＋－
注：“+”表示得电，“—”表示失电。
四、液压系统的计算和液压元件的选择
工作压力p 的确定。
工作压力p 可根据负载大小查表取液压缸工作压力为3MPa 。 液压缸的主要尺寸的确定
（1）缸筒内径D
液压缸的缸筒内径D 是根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径D ，再从GB2348—80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。
根据负载和工作压力的大小确定D ：
D=
cm
P F ηπ1max
4 (4-1) 式中 p 1—缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；
F m ax —最大作用负载。
负载图知最大负载F 为17900N ，查表可取2p 为MPa ，cm η为，考虑到快 进、快退速度相等，取
D
d
为。上述数据代入公式： ??
?????
?
????????????? ??--=
212
1114D d p p
cm
p F
D ηπ
可得：
()m D 094.027.01305195.05103014.317900
4=??
?
?
????????--?????=
查表将液压缸内径圆整为标准系列直径D=100mm 。
（2）活塞杆外径d
活塞杆直径d,按 d=及查表活塞杆直径系列去d=70mm 。 （3）液压缸壁厚和外径的计算
液压的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。一般分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。本设计采用薄壁圆筒。其计算公式
][2σδD P y ≥
式中 δ——液压缸壁厚（m ）； D ——液压内径（m ）；
y
P ——试验压力，一般取最大工作压力的（~）倍（Mpa ）;
][σ——缸筒材料的许用应力。取无缝钢管][σ=100Mpa 。
按上式计算得 31025.2100
21
.05.13-?≈???≥
δ
在中低压液压系统中，按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小，使缸体的刚度往往很不够。因此，上式一般不做计算，按经验选取，必要时按上式进行校核。取δ=6mm 。 则外径D1≥D+2δ=112mm 。 （4）液压缸工作行程的确定
液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，并参照表2-6中的系列尺寸来选取标准值。
表2-6 液压缸活塞行程参数第一系列
（5）缸盖厚度的确定
一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t 按强度要求可用下列两式进行近似计算。
无孔时
]
[2
433.0t σy p D
≥，取t=10mm.
有孔时
）
（022
d -D ][D 2
433.0t σy p D
≥,取t=18mm.
式中t 为缸盖有效厚度，D 2为缸盖止口内径，d 0为缸盖孔的直径。
（6）最小导向长度的确定
对一般的液压缸，最小导向长度H 应满足以下要求
mm 802
100
206002D 20L H =+=+≥
（7）缸体长度的确定
液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20~30倍。
缸筒长度L 由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：
L=l+B+A+M+C (4-2)
式中 l —活塞的最大工作行程；
B —活塞宽度，一般为D ； A —活塞杆导向长度，取；
M —活塞杆密封长度，由密封方式定； C —其他长度。
一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。 另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H 。 取L=650mm. 稳定速度的验算
要保证液压缸节流腔的有效工作面积A ，必须大于保证最小稳定速度的最小有效面积min A ，即A >min A 。
m in
m in
m in v q A =
(4-3) 式中 min q —的最小稳定流量，一般从选定流量阀的产品样本中查得；
m in v —缸的最低速度，由设计要求给定。
如果液压缸节流腔的有效工作面积A 不大于计算所得最小有效面积min A ，则说明液压缸不能保证最小稳定速度，此时必须增大液压缸的内径，以满足速度稳定的要求。
液压缸壁厚和外径的计算，液压缸壁厚由液压缸的强度条件来计算。
液压缸壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。
按最低工进速度演算液压缸的最小稳定速度，由公式（4-3）可得：
A >23min min 5.0100
1005.0cm v q =?=
min q 是由产品样本查得GE 系列调速阀LCA6-10的最小稳定流量为min L 。 本设计中调速阀是安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积，即
2222240)710(4
)(4
cm d D A =-?=
-=
π
π
可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。 计算在各工作阶段液压缸所需的流量：
快进快进v d q 2
4π=
6.5)107(4
22???=
-π
m in L 54.211054.213=?=-
工进工进v q 2
D 4
π=
min /85.711.04
2L =??=
π
快退快退）（v d D q 224-=π
6.5)0
7.01.0(4
22?-?=
π
m in L 42.221042.223=?=-
液压泵的选择
液压泵的压力
考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为：
p p p p ∑?+=1 (4-4)
式中 p p —液压泵为最大工作压力；
1p —执行元件最大工作压力，现根据负载大小选取液压缸工作压力为
3MPa ；
p ∑?—进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取～a
MP ，复杂系统
取～a MP ，本系统取a MP 。
a p MP p p p 5.35.031=+=?+=∑
上述计算所得的 p p 是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外，考虑到一定压力储备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力p p 应满足p n p p )6.1~25.1(≥公式。中低压系统取小值，高压系统取最大值。
液压泵的流量
液压泵的最大流量应为：
max )(∑≥q K q L p (4-5)
式中 p q —泵的最大流量；
max )(∑q —动作的各执行元件所需流量之和的最大值，如果这时溢流阀正进
行工作，尚需加溢流阀的最小溢流量2～3min L ；
L K —泄露系数，一般取L K =～min L ，现取L K =。
min 9.2642.222.1)(max L q K q L p =?==∑
液压泵规格的选择
根据以上所得q p
，p p
查液压产品目录选泵型号：YBX-20限压式变量叶片泵。
额定压力为 Mpa ，排量为20mL/r ，转速为1450r/min 。 该泵的输出流量为：
min /29145020103
L Q =??=- 电动机的选择
首先分别算出快进与共进两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般当流量在～1min L 范围内时，可取～0.1403.0=η。同时还应注意到，为了使所选则的电动机在经过泵的流量特性曲线最大功率点时不致停转，需进行验算，即：
n p
B P q p 2≤η
（4-6）
式中 n P —所选电动机额定功率；
B p —限压式变量泵的限定压力；
p q —为B p 时，泵的输出流量。
首先计算快进时的功率，快进时的外负载为900N ，进油路的压力损失定为a MP ，由式（3-6）可得：
毕业设计(论文)开题报告 题目名称专用铣床液压系统设计 题目类别毕业设计 学院（系） 专业班级 学生姓名 指导教师 辅导老师 开题报告日期2011年3月26日 专用铣床液压系统设计 学生：
指导教师：汪建华长江大学机械工程学院 1 题目来源及题目类别 题目名称：专用铣床液压系统设计 题目来源：生产实际和老师的科学研究 题目类别：毕业设计 2 研究的目的及意义 液压系统设计是一个综合实践性教学环节，通过该毕业设计，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。 3 阅读的主要文献及资料名称 [1] 张群声.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2002 [2] 俞启荣.机床液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1984 [3] 俞启荣.液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1990 [4] 丁树模，姚如一. 液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1992 [5] 章宏甲，周邦俊.金属切削机床液压传动[M].南京：江苏科学技术出版社，1997 [6] 龚曙光.ANSYS工程应用实例解析.北京：机械工业出版社，2003 [7] 章宏甲，黄谊. 机床液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1987 [8] 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，1991 [9] 王春行.液压伺服控制系统[M]. 北京：机械工业出版社，1987 [10] 陆元章.现代机械设备设计手册：第二卷[M].北京：机械工业出版社，
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。
液压系统设计计算举例 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。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 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L 1=100mm ，工进行程L 2=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。 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 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL 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。
PLC课程设计 设计题目： 摇臂钻床电气控制系统课程设计
一摇臂钻床简单介绍 钻床是一种专门进行孔加工的机床，主要用于钻孔，扩孔，铰孔和攻丝等。钻床得主要类型有台式钻床，立式钻床，卧式钻床，深孔钻床和多轴钻床等。摇臂钻床是立式钻床中的一种，具有操作方便灵活，应用范围广的特点，特别适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。 图1 摇臂钻床示意图 1—内外立柱；2—主轴箱；3—摇臂；4—主轴；5—工作台；6—底座；SB1—主电动机停止按钮；SB2—主电动机启动按钮；SB3—摇臂上升按钮；SB4—摇臂下降按钮；SB5—松开按钮；SB6—夹紧按钮 二电气控制要求 (1) 主要控制电器为四台电机：主电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机、冷却泵电机。 (2)主电动机和液压泵电机采用热继电器进行过载保护，摇臂升降电动机、冷却泵电机均为短时工作，不设过载保护。
(3)摇臂的升降，主轴箱、立柱的夹紧放松都要求拖动摇臂升降电动机、液压泵电动机能够正反转。 (4)摇臂的升降控制：按下摇臂上升起动按钮，液压泵电动机起动供给压力油，经分配阀体进入摇臂的松开油腔，推动活塞使摇臂松开。同时摇臂升降电动机旋转使摇臂上升。如果摇臂没有松开，摇臂升降电动机不能转动，必须保证了只有摇臂的可靠松开后方可使摇臂上升或下降，可使用限位开关控制。 当摇臂上升到所需要的位置时，松开摇臂上升起动按钮，升降电动机断电，摇臂停止上升。当持续1~3s后，液压泵电动机反转，使压力油经分配阀进入的夹紧液压腔，摇臂夹紧，同时液压泵电动机停止，完成了摇臂的松开—上升—夹紧动作。 (5)摇臂升降电动机的正转与反转不能同时进行，否则将造成电源两相间的短路。 (6)因为摇臂的上升或下降是短时的调整工作，所以应采用点动方式。 (7)摇臂的上升或下降要设立极限位置保护。 (8)立柱和主轴箱的松开与夹紧控制：主轴箱与立柱的松开及夹紧控制可以单独进行，也可以同时进行。由开关SA2和按钮SB5（或SB6）进行控制。SA2有三个位置：在中间位置（零位）时为松开及夹紧控制同时进行，扳到左边位置时为立柱的夹紧或放松，扳到右边位置时为主轴箱的夹紧或放松。SB5是主轴箱和立柱的松开按钮，SB6为主轴箱和立柱的夹紧按钮。 (9)主轴箱的松开和夹紧为的动作过程：首先将组合开关SA2扳向右侧。当要主轴箱松开时，按下按钮SB5，经1～3s后，液压泵电动机正转使压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱放松。主轴箱和立柱松开指示灯HL2亮。当要主轴箱夹紧时，按下按钮SB6，经1～3s后，液压泵电动机反转，压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱夹紧。同时指示灯HL3亮，HL2灭，指示主轴箱与立柱夹紧。 (10)当将SA2扳到左侧时，立柱松开或夹紧。SA2在中间位置按下SB5或SB6时，主轴箱和主柱同时进行夹紧或放松。其他动作过程和主轴箱松开和夹紧完全相同，不再重复。 (11)机床要有照明设施
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 学生姓名：蒋诗阳学号：20100607208 专业：机械设计制造及其自动化班级：10机电2 成绩：指导教师签字： 2013年6月20日
目录 1 设计题目及其要求................................ 错误!未定义书签。 2工况分析 2.1动作要求分析 (1) 2.2负载分析 (2) 2.3负载图和速度图的绘制 (5) 2.4液压缸主要参数确定 (6) 3 液压系统设计设计 3.1液压系统图的拟定..........................错误!未定义书签。0 3.2液压系统的工作原理........................错误!未定义书签。2 3.3液压元件的选择 (13) 4 验算性能完成设计 ..............................错误!未定义书签。6 5总结............................................错误!未定义书签。0
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．已知：切削阻力为13412N，运动部件自重为5390N，快进行程为300mm，工进行程为100mm，快进，快退运动速度为4.5m/min,工进速度为60-1000mm/min，加速和减速时间为△t=0.2sec,机床采用平导轨，摩擦系数为Fs=0.2,Fd=0.1 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
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。
课程名称：机电控制技术大作业 题目：PLC在z3050型摇臂钻床电气控制系统中的应用 学生姓名：王玉君 学号201010301344 专业班级：机自103班 任课教师：李富玉 时间：2013年12月 昆明理工大学机电工程学院
目录 一、Z3050型摇臂钻床的结构与工作要求及应用 二、Z3050型摇臂钻床的电气传动特点及控制要求 1.主电路 2.控制电路、信号及照明电路 3.摇臂的升降和液压泵的控制 4.上升控制 5.上升控制的全过程 6.摇臂的下降控制 7.主轴箱和立柱放松与夹紧的控制 三、应用PLC实现z3050钻床电气控制图 1.plc选型、元件说明 （1）输入输出（I/O）点数的估算 （2）存储器容量的估算 （3）控制功能的选择 2.I/O分配和I/O连接图 （1）PLC的I/O端口分配表 （2）I/O连接图 3.梯形图设计 参考文献 附录
一、Z3050型摇臂钻床的结构与工作要求及应用 钻床是一种用途广泛的通用机床。它的结构型式很多，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床及多軸钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，在钻床中具有一定的典型性，主要用于对大、中型零件进行钻孔、扩孔。铰孔和攻螺纹等。适用于单件和成批生产时加工多种孔的大型零件，，是一般机械加工车间中常见的机床。 Z3050摇臂钻床的构造如图所示。主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。内立柱固定在底座上，在它外面套着空心外立柱，而且外立柱上的摇臂可連同外立柱一起沿内立柱回转360度。摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杆摇臂可沿着外立柱上下移动，主轴箱可沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。 运动形式： 主运动———主轴带动钻头的旋转运动。 进给运动——主轴的垂直移动。 辅助运动——摇臂沿外立柱的垂直动，主轴箱沿摇臂径向移动，摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动。 目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器—接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器—接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。 二、Z3050型摇臂钻床的电气传动特点及控制要求 （１）主电路:三相电源由三相电源转換开关ＱＳ1引入，由熔断器ＦＵ１作全电路
课程设计说明书 专用钻床液压传动系统设计 姓名: 学号: 班级: 专业: 机械设计制造及其自动化学院: 蚌埠学院 指导教师: 李培
蚌埠学院机械与电子工程系 液压传动课程设计说明书 班级: 12机械设计制造及其自动化 指导教师: 李培 一、课程设计时间: 6月8日至6月14日 二、课程设计任务要求( 包括课程来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等) : 1.目的: ( 1) 巩固和深化已学的理论知识, 掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法; ( 2) 正确合理的确定执行机构, 运用液压基本回路组合成满足基本性能要求的高效的液压系统; ( 3) 熟悉并运用有关国家标准, 设计手册和产品样本等技术资料。 2设计题目: 试设计一个专用钻床的液压系统, 要求液压系统完成的工作循
环是: 快进-工进-快退-停止( 卸荷) 。系统设计参数如下表: 3 设计要求: 液压系统图拟定时需要提供2种以上的设计方案的选择比较。从中选择你认为更好的一种进行系统元件选择计算。 4 工作量要求 ( 1) 液压系统图1张 ( 2) 液压缸装配图1张 ( 3) 设计计算说明书1份
目录 一、前言 (4) 二、钻床的液压系统工况分析 (5) 三、液压系统的原理图拟定及设计 (7) 3.1供油方式 (7) 3.2速度换接方式的选择 (8) 3.3调速方式的选择 (8) 3.4绘制液压系统原理图 (10) 四、液压系统的计算和液压元件的选择 (11) 4.1工作压力P的确定 (11) 4.2液压缸的主要尺寸的确定 (11) 4.3稳定速度的验算 (14)
新乡职业技术学院 毕业设计（论文）题目摇臂钻床控制系统的设计 系别机电工程系 学生姓名张庆伟 学号1010103115 专业名称机电一体化 指导教师李静 2013年4月23日
摇臂钻床控制系统的设计 摘要 本论文是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。由于PLC电气控制系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O端口的分配、I/O硬件接线图的绘制、PLC梯形图程序的设计。对PLC控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。 关键词：可编程控制器，摇臂钻床，梯形图，电气控制系统
前言 (1) 第一章. Z3040摇臂钻床的简介 (5) §1.1 Z3040摇臂钻床的简介 (5) 第二章．摇臂钻床电气控制................. 6彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 §2.1、电气控制线路图的设计 (6) §2.2主要线路的工作情况 (10) 第三章电气控制系统硬件部分的设计....... 13茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 §3.1基于PLC的Z3040摇臂钻床控制部分的设计13 §3.2 Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计17 第四章 Z3040摇臂钻床液压系统的设计...... 21預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 §4.1液压系统的初步设计 (21) 结论................................ 24铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。参考文献................................ 25擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。致谢 (26)
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
课程设计说明书题目专用钻床液压传动系统设计 学生姓名：刘陈张 班级： 学院：机械工程学院 专业： 指导教师： 评定成绩优良中及格不及格
天津职业技术师范大学 课程设计任务 机械工程学院班学生 课程设计课题：专用钻床液压系统设计 一、课程设计工作日自2012年12月31日至2013年1月6日 二、同组同学： 三、课程设计任务要求（包括课程来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）： 1.目的： （1）巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法； （2）正确合理的的确定执行机构，运用液压基本回路组合成满足基本性能要求的高效的液压系统； （3）熟悉并运用有关国家标准，设计手册和产品样本等技术资料。 2设计参数： 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。
3 设计要求： （1）负载分析，绘制负载、速度图、工作循环图； （2）确定执行元件（液压缸）的主要参数； （3）绘制液压系统图原理图、液压缸装配图和电磁铁动作循环表；（3）选择各类元件及辅件的形式和规格。
目录 一、前言 (1) 二、钻床的液压系统工况分析....................................................... 错误！未定义书签。 三、液压系统的原理图拟定及设计 (3) 3.1供油方式 (4) 3.2调速方式的选择 (3) 3.3速度换接方式的选择..................................................................... 错误！未定义书签。 3.4绘制液压系统图............................................................................. 错误！未定义书签。 四、液压系统的计算和液压元件的选择 (7) 4.1工作压力P的确定........................................................................................................... 4.2液压缸的主要尺寸的确定 (11) 4.3稳定速度的验算 (12) 4.4计算在各工作阶段液压缸的所需流量......................................... 错误！未定义书签。 4.5液压泵的选择 (13) 4.6电动机的选择 (13) 4.7液压阀的选择.................................................................................................................. 4.8液压油管的设计............................................................................................................... 4.9油箱容量的选择............................................................................................................ ... 五、液压系统性能验算 (14) 5.1压力损失的验算................................................................................................................ 5.2系统温升的验算................................................................................................................ 六、液压缸转配图 .................................................................................. 错误！未定义书签。 七、总结及感想 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 八、参考文献 (19)
Z3050摇臂钻床电路分析 一、主电路：有四台电动机 各电动机的作用： 1、主轴电动机：拖动主轴及进给传动系统运转。 2、摇臂升降电动机：拖动摇臂上升或下降。 3、液压泵电动机：拖动油泵供给液压装置压力油，以实现摇 臂、立柱以及主轴箱的松开和夹紧。 4、冷却泵电动机：给刀具和工件提供冷却液。 二、各电动机的控制要求和保护： 1、主轴电机只要求单方向的旋转，主轴的正反转由机械手柄 操作。QF1、FR1 2、摇臂升降由单独电动机拖动，要求能实现正反转。因为该 电动机短时间工作，故不设过载保护。 3、摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台异步电 动机配合液压装置来完成，要求这台电动机能正反转。FR2 4、冷却泵电动机功率很小，由开关直接启动和停止。QF2 三、控制电路分析： 1、主轴电动机的控制： 按下SB3，KM1获电自锁，M1启动运行。 按下SB2，KM1线圈失电，M1停止旋转。 2、摇臂升降控制：摇臂的松开—摇臂上升或下降——夹紧 摇臂上升时： 按下SB4—KT1线圈获电—KT1瞬时常开触头闭合—KM4线圈获电—液压泵电动机M3启动，供给压力油。 压力油经分配阀体进入摇臂的“松开油腔”，推动活塞移动，活塞推动菱形块，将摇臂松开。同时活塞杆通过弹簧片压下位置开关SQ2， SQ2常闭断开—KM4线圈失电—液压泵电动机M3停转 SQ2常开闭合—KM2线圈获电—KM2主触头闭合—摇臂升降电动机M2启动，带动摇臂上升。 （若此时摇臂尚未松开，则SQ2的常开触头则不能闭合，KM2的线圈不能获电，摇臂就不能上升。） 当摇臂上升到所需位置时，
松开SB4—KM2和KT1线圈同时失电—M2停止工作，摇臂停止上升。 经过延时后， KT1的常闭触头闭合—KM5线圈获电—液压泵电动机M3反向旋转，压力油经分配阀进入摇臂的“夹紧油腔”使摇臂加紧。 在摇臂夹紧后，活塞杆推动弹簧片压下位置开关SQ3， SQ3常闭断开—KM5线圈失电—液压泵电动机M3停转 摇臂下降时： 按下SB5—KT1获电—KM4获电，将摇臂松开—压下SQ2—KM4失电，KM3获电，带动摇臂下降—摇臂下降到所需位置时，松开SB5，KM3和KT1线圈同时失电，摇臂停止下降。经过延时后—KM5 获电，将摇臂夹紧—压下SQ3—KM5失电 组合开关SQ1a和SQ1b是摇臂升降的超程限位保护 当摇臂上升到极限位置时，压下SQ1a，KM2失电，上升停止当摇臂下降到极限位置时，压下SQ1b，KM3失电，下降停止3、立柱和主轴箱的夹紧与放松控制： 可以同时进行，也可以单独进行，由SA1、SB6、SB7控制SA1有三个位置，SB6是松开按钮，SB7是夹紧按钮。因为立柱和主轴箱的夹紧与松开是短时间的调整工作，所以采用点动控制。 ①立柱和主轴箱同时松开、夹紧： 将SA1扳到中间位置， 按下SB6——KT2线圈获电—KT2常开触头闭合—YA1、YA2 获电吸合—KT3线圈获电—经过延时后，KT3常开触头闭合—KM4线圈获电—液压泵电动机M3正转， 供出的压力油进入立柱和主轴箱的松开油腔， 使立柱和主轴箱同时松开。 松开SB6——KT3线圈失电—KT3常开触头瞬时断开—KM4 线圈失电—液压泵电动机M3停转—KT2线圈失电—KT2常开触头延时断开—YA1、 YA2同时失电，立柱和主轴箱同时松开的操作 结束。
课程设计任务书 1．设计目的： 液压传动课程设计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。 学生通过课程设计对所学内容能够灵活掌握，融会贯通，并获得综合运用所学知识进行液压系统设计的基本能力。通过课程设计，学生应达到以下目的： 1.巩固和深化已学的液压传动的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方 法和步骤； 2.锻炼机械制图、结构设计和工程运算的能力； 3.熟悉液压缸的结构设计以及液压元件的选择方法； 4.学会使用有关国家标准、液压手册及产品样本等有关技术资料。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 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。 工作台液压缸负载力（KN）：F L＝2.0 夹紧液压缸负载力（KN）：Fc ＝4.8 工作台液压缸移动件重力（KN）：G＝3.5 夹紧液压缸负移动件重力（N）：Gc ＝45 10
工作台快进、快退速度（m/min）：V1=V3＝6.5 夹紧液压缸行程（mm）：Lc＝ 工作台工进速度（mm/min）：V2＝48夹紧液压缸运动时间（S ）：tc ＝1 工作台液压缸快进行程（mm）：L1 ＝450导轨面静摩擦系数：μs=0.2 工作台液压缸工进行程（mm）：L2 ＝80导轨面动摩擦系数：μd=0.1工作台启动时间（S）：t=0.5 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕： （1）液压系统原理图 1 张； （2）设计计算说明书 1 份。
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。
第四章典型液压传动系统实例分析 第一节液压系统的型式及其评价 一、液压系统的型式 通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。 1．按油液循环方式的不同分 按油液循环方式的不同，可将液压系统分为开式系统和闭式系统。 （1）开式系统 如图4.1所示，开式系统是指液压泵1从油 箱5吸油，通过换向阀2给液压缸3（或液压马 达）供油以驱动工作机构，液压缸3（或液压马 达）的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢 流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作 完的油液回油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉 淀杂质的作用。但因油液常与空气接触，使空气 易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其 它不良后果。为了保证工作机构运动的平稳性， 在系统的回油路上可设置背压阀，这将引起附加 的能量损失，使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单 向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空 现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转 速限制在额定转速的75％以内，或增设一个辅助 泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。 换向阀换向时，除了产生液压冲击外，运动部件 的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。 图4.1 开式系统 但由于开式系统结构简单，因此仍为大多数工程 机械所采用。 （2）闭式系统 如图4.2所示。在闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式直系统结构较为紧凑，和空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱，油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半
液压变速摇臂钻床传动故障排除法 【摘要】本文根据对液压摇臂钻床的维修经验，对常见的传动链故障进行了总结与归纳得出了转速图诊断法。该办法通过逐级递推能够快速找出故障点，提高维修效率。 【关键词】液压摇臂钻；传动链故障；转速图诊断法 陕西法士特齿轮有限责任公司作为中国最大的重型变速箱生产基地，同时也作为一个典型的机加工企业，摇臂钻床特别是自动化程度较高的液压变速型摇臂钻床在我公司得到了广泛地的应用。在摇臂钻床的频繁使用过程中发生故障是不可避免的，而其中传动故障又是该系列机床比较典型、而且又比较高发的故障。本文就以我车间使用最多的Z3050为例，来浅析此类的故障的排除法。 Z3050摇臂钻床是由沈阳中捷机床厂自行设计的摇臂钻床系列的基本型产品。该机床主轴正、反转、空档、制动以及主轴转速和进给量变换均靠液压操纵实现。主传动和进给传动变速齿轮都采用了轴中心提拉式结构，变速油缸设在滑移齿轮所在轴的顶部，各传动齿轮与传动轴全封闭于主轴箱内。传动链一旦发生故障，其故障原因分析比较棘手，因为机床主轴传动和进给传动变速均为液压与机械联合实现。机床在工作中如出现：若干档转速突然没有，某几档转速会停等故障，这涉及到液压与机械两个方面。维修人员若对产生故障的原因分析不清，便盲目乱拆，不但修不好机床，还有可能造成新的故障，导致停机修理时间过长。 对该系列机床传动链故障的分析与思考方法会因人而异，大相径庭。总结我们的实践经验，在维修之前用转速图诊断法，颇感得心应手，该方法简单可靠易于掌握，针对性亦较强。 1 转速图诊断法原理 利用转速图诊断法的原理是：首先记录下所有发生故障的转速，再分别以这些转速为起点，在转速图上递推上去，并逐档标上箭头，然后再根据箭头的归结点来确定传动链故障发生在哪一对或几对传动齿轮上。由此寻找传动元件发生故障的最终原因是什么。 2 转速图诊断法应用举例 （1）故障症状 Z3050摇臂钻床主传动系统见图1，图2为主轴转速图。故障表现为：有下列8档转速起动后约1min就会自动停下来：25、63、80、160、200、400、500、1250，即使空转也会停。停下来之后，正、反转都没有，要重新压下操纵手柄变速，才会重新转起，片刻又停，如此反复。从主轴后玻璃窗向内观察，正、反转油缸拨叉上、下压紧摩擦片动作可靠。
摘要 随着现代机械制造工业的快速发展，制造装备的改进显得尤为重要，尤其是金属切削设备的改造是提高生产力一项重要因素。专用卧式铣床液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小、重量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。铣床液压系统的设计主要是根据已知的条件，来确定液压工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它元件的设计。通过对专用铣床进行改造实现液压夹紧和液压进给，使其在生产过程中据有降低成本、工作可靠平稳，易于实现过载保护等优点。 关键词:液压系统，液压夹紧，液压进给
目录 摘要 (1) 1、明确液压系统的设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (4) 3、负载图和速度图的绘制.......................... 错误！未定义书签。 4、确定液压系统主要参数.......................... 错误！未定义书签。 4.1确定液压缸工作压力 (7) 4.2计算液压缸主要结构参数 (7) 4.3绘制液压缸工况图............................ 错误！未定义书签。 5、液压系统方案设计 (9) 5.1确定调速方式及供油形式 (9) 5.2快速运动回路和速度换接方式的选择 (10) 5.3换向回路的选择 (10) 5.4调压和卸荷回路的选择 (10) 5.5组成液压系统原理图 (11) 5.6系统图的原理 (12) 6、液压元件的选择 (14) 6.1确定液压泵的规格和电动机功率 (14) 6.2确定其它元件及辅件 (15) 6.3主要零件强度校核 (17) 7、液压系统性能验算 (19) 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (19) 7.2油液温升验算 (21) 设计小结 (23) 参考文献 (24)
设计题目 1、设计一台专用铣床，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，试设计该机床的液压系统。 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10×103N。 3、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。 4、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。
5、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。 6、设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。该机床用于加工铸铁箱形零件的孔系，运动部件总重G=10000N，液压缸机械效率为0．9，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——决退——原位停止”。行程长度为0.4m，工进行程为0.1 m。快进和快退速度为0.1m／s，工过速度范围为3×10-4～5×10-3m／s，采用平导轨，启动时间为0.2s。要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。 7、单面多轴钻孔组合机床，动力滑台的工作循环是：快进——工进——快退——停止。液压系统的主要性能参数要求如下，轴向切削力为24000N；滑台移动部件总质量为510kg；加、减速时间为0.2s；采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，；快进行程为200mm，工进行程为100mm，快进与快退速度相等，均为 3.5m／min，工进速度为 30～40mm／min。工作时要求运动平稳，且可随时停止运动。试设计动力滑台的液压系统。 8、设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧——工作台快速趋近工件——工作台进给——工作台快退——夹紧缸松开——原位停止。工作台移动部件的总质量为400kg，加、减速时间为0.2s。采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，夹紧缸行程为30mm，夹紧力为 800N。工作台快进行程为 100mm，快进速度为 3.5m／min，工进行程为 200mm，工进速度为 80～300m／min，轴向工作负载为12000N，快退速度为6m／min。要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。 9、要求设计的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：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力 G=9800N；快进、快退速度 V1=V3=0.1m/s，工进速度V2=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