卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计
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《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系统设计目录《液压与气压传动》课程设计任务书 (3)设计基本要求 (5)一、负载分析 (5)二、液压系统方案设计 (6)1确定液压泵类型及调速方式 (6)2选用执行元件 (6)3快速运动回路和速度换接回路 (6)4换向回路的选择 (6)5组成液压系统绘原理图 (7)三、液压系统的参数计算 (7)(一)液压缸参数计算 (7)1.初选液压缸的工作压力 (7)2.确定液压缸的主要结构尺寸 (7)3.计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 (8)(二)液压泵的参数计算 (9)(三)电动机的选择 (9)1.差动快进 (10)2.工进 (10)3.快退 (10)四、液压元件的选择 (11)1液压阀及过滤器的选择 (11)2油管的选择 (11)3邮箱容积的确定 (11)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 (12)1.工进时的压力损失验算及泵压力的调整 (12)2.快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整 (12)3.局部压力损失 (13)(二)液压系统的发热和温升验算 (13)六、参考文献 (14)《液压与气压传动》课程设计任务书一、设计目的《液压与气压传动》课程设计是机械工程专业教学中重要的实践性教学环节,也是整个专业教学计划中的重要组成部分,是培养学生运用所学有关理论知识来解决一般gon工程实际问题能力的初步训练。
课程设计过程不仅要全面运用《液压与气压传动》课程有关知识,还要根据具体情况综合运用有关基础课、技术基础课和专业课的知识,深化和扩大知识领域,培养独立工作能力。
通过课程设计,使学生在系统设计方案的拟定、设计计算、工程语言的使用过程中熟悉和有效地使用各类有关技术手册、技术规范和技术资料,并得到设计构思、方案拟定、系统构成、元件选择、结构工艺、综合运算、编写技术文件等方面的综合训练,使之树立正确的设计思想,掌握基本设计方法。
液压传动课程设计-卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统一、课程设计要求1. 设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。
2. 列出液压系统的工作原理图和液压元件的选型计算书。
3. 进行机床的控制系统设计及编写控制程序。
二、机床结构简介卧式单面多轴钻孔组合机床是一种多功能机床,可钻、攻丝、铰孔、铣槽、半圆弧等复合工艺操作,适广泛用于水泵、汽车、空气压缩机、发电机、电机、气动工具及家具等行业的生产制造。
机床结构主要由床身、主轴箱、工作台、电气系统、液压系统等组成。
其中,床身用于支撑整机,主轴箱用于装配主轴及各个传动装置,工作台用于夹持工件及执行传动。
注:本设计仅涉及液压系统部分的工作原理图和液压元件的选型。
三、液压系统工作原理图液压系统主要用于机床的升降、夹紧、进给等控制操作。
下面的工作原理图展示了该机床的主要液压系统结构。
液压油泵为双联泵,分别提供高压和低压液压油,高压系统主要用于机床的动力传输和工作台的升降,低压系统则用于工作台和主轴箱的夹持、进给和径向递进。
四、液压元件的选型计算本文中设计的液压系统主要包括液压油泵、液压缸、液压阀、液压滤清器、液压压力表等液压元件。
针对所需控制的液压作用,根据相应的公式和数据手册,进行液压元件的选型计算。
液压元件选型计算书如下:五、控制系统设计本设计中,机床的控制系统主要由PLC控制器、触摸屏、传感器、执行器和电磁阀等组成,通过编写相应的控制程序,实现机床的高效稳定运行。
液压系统的控制程序中主要包括如下控制命令:1. 单向液压缸的伸出和缩回控制命令。
2. 双向液压缸的伸出和缩回控制命令。
3. 液压油泵的控制启停命令。
4. 电磁阀的开关控制命令。
5. 液压滤清器的定期清洗命令。
通过不同的控制命令组合,可以实现机床的不同运动状态和操作需求,从而提高机床的生产效率和工作质量。
六、总结本文对卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统进行了详细介绍,并给出了液压系统的工作原理图和液压元件的选型计算书,同时简要讲述了机床的控制系统设计流程和控制命令。
卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计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υ1= υ3=0.1m/s ,工进速度υ2=0.88×10-3m/s ;快进展程L1=100mm ,工进展程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。
液压传动课程设计一般包括以下容: (1) 明确设计要求进展工况分析; (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。
1.负载分析1〕切削阻力 F L =30468N2〕计算摩擦阻力静摩擦阻力:F s =u s G=0.2×9800=1960N 动摩擦阻力:F d =u d G=0.1×9800=980N 3〕计算惯性阻力 F m =ma=g G tv 1=2.08.91.09800⨯⨯=500N 4〕计算各工况负载这里取液压缸效率为0.92.绘制液压缸的F-t 图与v-t 图1〕工进速度 V2=0.88mm/s2〕快进,快退时间 快进:t 1=L1/v1=1s 工进:t 2=L2/v2=56.8s 快退:t 3=(L1+L2)/v3=1.5s3〕绘制液压缸的F-t 图与v-t 图 如图3.确定液压系统参数1〕初选液压工工作压力由工况分析可知,工进阶段的负载力最大,所以,液压缸的工作压力按此负载力计算,根据液压缸与负载关系以及列表,选p 1=40⨯105Pa.本机床为钻孔组合机床,为防止钻通时发生前冲现象,液压缸回油腔应有背压,设背压p 2=6⨯105Pa ,为使快进快退速度相等,选用A 1=2A 2,差动油缸,假定快进,快退的回油压力损失为Δp=7⨯105Pa 。
机电工程学院《液压与气压传动课程设计》说明书课题名称:卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计学生姓名:学号:专业:机械设计班级:成绩:指导教师签字:201306月27日年前言 (01)第一章设计要求及其工况分析 (02)第二章液压系统主要参数的确定 (05)第三章拟定液压系统原理图 (11)第四章计算和选择液压源,辅件 (15)第五章第五章液压缸设计基础 (21)第六章第六章验算液压系统性能 (25)第七章第七章设计小结 (29)第八章第八章主要参考文献 (30)《液压与气动控制技术课程设计》是学生学完《液压与气动控制技术》等专业课程后安排的具有综合性和实践性的重要环节,旨在培养学生综合运用液压与气动控制技术课程的理论知识和生产实际知识分析、解决工程实际问题的能力,以进一步巩固、深化、扩展本课程所学到的理论知识。
同时培养学生运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料和编写技术文件等能力。
本设计主要是为卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台设计液压传动系统。
液压系统应用在机床中,可以实现机床自动进给。
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。
钻孔组合机床是以系列化,标准化的通用部件为基础,配以少量的专用部件组成的专用机床,适于对产品大批大量,一面或多面同时成组多加工的高效机加工设备。
液压动力滑台是其重要组成部件。
通过本题目设计训练,使我们全面熟悉加工工艺,刀具,切削用量,组合机床,液压动力滑台组成和工作原理。
在此基础上,完成给定参数的动力滑台液压系统设计。
通过设计基础技能的训练,使学生掌握液压与气压传动系统设计的一般方法和步骤,为以后毕业设计乃至实际工程设计奠定必要的基。
设计内容计算说明结论第一章设计要求及其工况分析1.1 设计要求已知:机床工作时间轴向切削力为F t,往复运动加速、减速的惯性力为F m,静摩擦阻力为F fs,动摩擦阻力为F fd,快进、快退速度分别为V1、V3,快进行程长度为V1,工进速度为V2,工进行程长度为L2。
卧式单面多轴钻孔组合机床液压课程设计以卧式单面多轴钻孔组合机床液压课程设计为标题,本文将从机床结构设计、液压系统设计、控制系统设计三个方面进行详细阐述。
一、机床结构设计卧式单面多轴钻孔组合机床是一种具有多轴钻孔功能的机床,其结构设计至关重要。
在设计过程中,需要考虑以下几个方面:1.1 机床整体结构设计卧式单面多轴钻孔组合机床的整体结构应具有良好的刚性和稳定性,以确保加工过程中的精度和稳定性。
同时,还需要考虑机床的操作便捷性和安全性。
1.2 主轴设计主轴是机床的核心部件之一,其设计应考虑主轴的转速范围、功率和扭矩需求,以满足不同工件的加工要求。
1.3 工作台设计工作台是机床上用于夹持工件的部件,其设计应考虑工件的尺寸和重量,以确保工件在加工过程中的稳定性和精度。
二、液压系统设计液压系统是卧式单面多轴钻孔组合机床的重要组成部分,其设计应满足以下要求:2.1 液压元件的选择液压系统中的液压元件包括液压泵、液压马达、液压缸等,其选择应根据机床的工作负荷和工作条件进行合理搭配,以确保液压系统的正常运行。
2.2 液压系统的工作压力和流量设计液压系统的工作压力和流量设计应根据机床的工作要求和液压元件的额定参数进行合理选取,以确保液压系统能够稳定可靠地提供所需的液压能力。
2.3 液压管路设计液压管路的设计应考虑液压系统的布局和液压元件的连接方式,以确保液压油能够顺畅地流动,并且减少液压泄漏的可能性。
三、控制系统设计控制系统是卧式单面多轴钻孔组合机床的关键部分,其设计应满足以下要求:3.1 控制方式的选择控制系统可以采用传统的机械控制方式,也可以采用现代的数控控制方式。
在选择控制方式时,需要考虑机床的加工精度要求和操作人员的技术水平。
3.2 控制系统的功能设计控制系统的功能设计应根据机床的工作要求和操作人员的操作习惯进行合理设计,以提高机床的工作效率和加工质量。
3.3 控制系统的安全设计控制系统的安全设计应考虑到机床在工作过程中可能出现的故障和意外情况,采取相应的安全措施,保障操作人员的人身安全。
天津职业技术师范大学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 年月日目录液压传动课程设计指导书 (2)一、设计要求及工况分析 (5)1.1设计要求 (5)1.2负载与运动分析 (5)二、液压系统主要参数确定 (7)2.1初选液压缸工作压力 (7)2.2计算液压缸主要尺寸 (7)三、拟定液压系统原理图 (9)3.1主体方案的确定 (9)3.2基本回路确定 (9)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 (12)4.1确定液压泵的规格和电动机功率 (12)4.2确定其它元件及辅件 (13)五、验算系统发热与温升 (15)六、设计小结 (16)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。
毕业设计论文机械设计制造及其自动化专业毕业设计卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计在机械设计制造及其自动化专业毕业设计中,卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计是一个重要的研究课题。
液压系统作为机床的重要组成部分,对机床的工作性能和精度有着直接的影响。
因此,针对卧式单面多轴钻孔组合机床的液压系统进行设计和优化具有重要的意义。
首先,卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计的目标是提高工作效率和精度。
为了实现这一目标,设计的液压系统需要具备以下特点:1.高静态刚度:机床在工作时需要承受较大的载荷和惯性力,因此液压系统需要具备高静态刚度,以保证机床在工作时的稳定性和精度。
2.快速响应:钻孔过程需要快速准确地控制液压缸的行程和速度,因此液压系统需要具备快速响应的特点,以提高钻孔的效率和精度。
3.确保工装的牢固性:液压系统需要提供足够的压力和稳定的控制力来保证工装的牢固性,防止在钻孔过程中出现工装的移动或松动现象。
4.节能环保:液压系统需要设计合理的节能措施,如采用高效的液压元件和控制系统,以减少能源的消耗和对环境的污染。
为了实现上述需求,液压系统设计需要进行以下步骤:1.确定液压系统的工作参数:根据机床的工作要求和性能指标,确定液压系统的工作参数,如液压缸的工作压力、流量和速度等。
2.选择液压元件:根据液压系统的工作参数,选择适当的液压元件,如液压泵、液压缸、液压阀和液压油缸等。
3.设计液压系统的控制回路:根据机床的工作过程和功能要求,设计合理的液压系统控制回路,如单向控制、双向控制和比例控制等。
4.进行液压系统的仿真分析:使用液压仿真软件对设计的液压系统进行仿真分析,评估其工作效果和性能指标,优化设计参数以达到设计要求。
5.制定液压系统的维护和保养计划:根据液压系统的工作特点和维护要求,制定液压系统的维护和保养计划,以延长液压系统的使用寿命和提高维修效率。
总之,卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计是一项复杂而重要的任务,需要综合考虑机床的工作要求和性能指标,合理选择液压元件,设计合理的控制回路,并进行仿真分析和维护保养计划制定,以更好地提高机床的工作效率和精度。
【精品】液压课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统一、设计背景卧式单面多轴钻孔组合机床通常被应用于大型工件的钻孔、铣削、攻丝等加工过程中。
本文的任务是设计出一套卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统,确保工件在加工中具有较高的精度和稳定性。
二、设计目标1. 设计一套稳定性高、精度高的液压系统,确保工件在加工过程中具有稳定可靠的加工质量。
2. 降低系统维护成本,提高使用寿命。
3. 确保系统安全性高,防止系统故障对加工工作造成危害。
三、设计方案本系统采用开环控制策略,其主要组成部分包括:泵站、控制阀、执行元件、油箱、管路等。
1. 泵站:泵站主要由电机、泵、油温计、压力计、压力开关等组成,其中电机驱动泵的运转,油温计和压力计用来监测液压油的温度和压力水平,压力开关用来控制泵的运转状态。
2. 控制阀:控制阀用于控制液压系统中的流量大小和方向,以便实现机床的各项功能操作。
3. 执行元件:执行元件包括缸体、柱塞、电磁阀等,其作用是将液压系统中的动力传递给工件进行加工。
4. 油箱:油箱用于储存液压油,其容积需要根据机床的工作强度进行合理估算。
5. 管路:管路是连接各组成部分的管道,其泄漏率应该控制在合理的范围内,以确保机床的加工质量。
四、系统优点1. 稳定性高:本系统采用开环控制策略,其稳定性较高。
2. 驱动力强:泵站的驱动力较强,可以满足机床加工过程中的各种需求。
3. 具有良好的控制效果:控制阀的开关操作可以控制液压油的流量大小和方向,以实现机床的各项功能操作。
4. 安全性高:本系统的压力开关可以保证系统安全性,避免机床在工作过程中出现危险情况。
五、总结本文设计了一套卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统,其稳定性高,驱动力强,控制效果良好,安全性高,能够满足机床加工的各项需求,同时降低了系统维护成本,提高了使用寿命。
攀枝花学院本科课程设计(论文)卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动设计学生姓名:雷洋学生学号:1083院(系):机械工程学院年级专业:10机制二班指导教师:龚建春副教授二〇一三年六月目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 液压系统设计要求 (2)组合机床工况分析 (2)工作负载 (2)液压缸参数的肯定 (5)计算各阶段的压力、流量和功率 (6)3.2.1快进 (6)3.2.2工进 (7)3.2.3快退 (7)4 液压系统方案设计 (9)液压大体回路选择 (9)5 液压元件的选择 (13)液压泵及其电动机的选择 (13)阀类元件及辅助元件 (13)油管 (14)油箱 (15)6 液压系统性能验算 (16)系统压力损失验算 (16)6.1.1快进 (16)6.1.2工进 (16)6.1.3快退 (17)油液温升验算 (17)7 油箱设计 (18)容积的肯定 (18)壁厚、箱顶及箱顶元件的设计 (18)箱壁、清洗孔、吊耳、液位计的设计 (19)箱底、放油塞及支架的设计 (19)油箱内隔板及除气网的设置 (19)参考文献 (22)致谢 (23)攀枝花学院本科本科课程设计任务书1 液压系统设计要求设计一卧式单面多轴钻孔组合机床的液压系统,要求液压系统完成的工作循环是快进——工进——快退——原位停止;系统参数如下表,动力滑台采用平导轨,其静、动摩擦系数别离为s d f =0.2,f =0.1,往复运动的加速、减速时间要求不大于。
表系统参数组合机床工况分析工作负载首先按照主机要求画出动作循环图(图)图 动作循环图计算液压缸工作进程各阶段的负载。
(1) 切削负载e F =20000N (2) 摩擦负载f F机床工作部件对滑台的法向力为:N G mg F n 9868===静摩擦负载 N f F F s n fs 6.19732.09868=⨯=•= 动摩擦负载 N f F F d n fd 8.9861.09868=⨯=•= (3) 惯性负载a F 0.121007604.20.2a G v F ma N g t ∆==⨯=⨯=∆ 按照上述的计算结果,可得各工作阶段的液压缸负载如表1所示。
卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计1. 引言卧式单面多轴钻孔组合机床是一种常用于工件加工的机械设备。
液压传动系统在该机床中扮演着至关重要的角色,它能够提供高效稳定的动力传输,并具有较大的工作力和较小的体积。
本文将详细介绍卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统的设计过程。
2. 液压传动系统的工作原理液压传动系统是一种利用液体介质传递能量的技术。
它由液压泵、液压阀、液压缸等组成。
在卧式单面多轴钻孔组合机床中,液压泵将机床所需的液压油从油箱吸入并通过液压阀控制流向各液压缸,从而实现对机床工作台、主轴等部件的控制。
3. 液压泵的设计液压泵是液压传动系统中的关键部件之一,它负责将液压油从油箱抽吸并提供所需的压力。
在卧式单面多轴钻孔组合机床中,应选择适合的液压泵,以满足机床工作所需的液压压力和流量。
液压泵的主要参数包括排量、压力和效率,需要根据实际工作条件进行合理选择。
4. 液压阀的选择液压阀在液压传动系统中起到流量控制和压力控制的作用。
在卧式单面多轴钻孔组合机床中,需要选择合适的液压阀,以实现对各液压缸的精确控制。
常见的液压阀类型有溢流阀、先导阀和比例阀等,根据机床的工作需求选择合适的阀门类型和规格。
5. 液压缸的布置与设计液压缸是液压传动系统中负责转换液压能为机械能的执行部件。
在卧式单面多轴钻孔组合机床中,液压缸起到驱动工作台和主轴等部件运动的作用。
因此,液压缸的布置和设计对机床的性能和效率有着重要影响。
需要根据机床的结构和运动要求,合理布置液压缸,并选择适当的缸径和行程。
6. 液压传动系统的控制方式卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统的控制方式有手动控制和自动控制两种。
手动控制需要操作人员通过控制阀手动调节液压缸的运动;自动控制则通过电气或计算机系统实现对液压传动系统的自动调节。
根据机床的工作特点和自动化需求选择适当的控制方式。
7. 结论通过本文对卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统的设计过程进行详细阐述,可以看出液压传动系统在该机床中发挥着关键作用。
卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统的设计卧式单面多轴钻孔组合机床是一种多功能的机床,通常由钻孔单元、铰孔单元、攻丝单元等多个单元组合而成。
液压系统在卧式单面多轴钻孔组合机床中起着至关重要的作用,它负责驱动各个单元的工作,并调节工作过程中的各项参数,如压力、速度等。
因此,液压系统的设计直接影响到机床的整体性能和精度。
下面将对卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统的设计进行详细介绍。
首先,液压系统的设计需要考虑到机床的工作需求。
因为卧式单面多轴钻孔组合机床通常要求在不同工作单元中切换,所以液压系统需要具备快速、灵活的切换能力。
第一步是选择合适的液压元件,如油泵、液压缸、液压阀等,以满足机床的工作需求。
根据机床的特点,可选择不同类型的元件,如变量容积泵、溢流阀、电磁换向阀等。
其次,液压系统的设计还要考虑到加工工件的尺寸和要求。
液压系统需要提供足够的压力和流量,以满足机床对加工力和速度的要求。
此外,还需考虑到工件的定位和夹紧,以保证加工的精度和稳定性。
对于大尺寸的工件,液压系统需要提供更大的压力和流量,并选择合适的夹紧装置,如液压钳等。
再次,液压系统的设计还必须考虑到机床的精度和稳定性。
液压系统需要具备精确的控制能力,以确保机床的加工精度和重复性。
通过选择合适的液压阀和控制器,可以实现对压力、速度和位置的精确控制。
同时,还需对液压系统进行调试和控制参数的优化,以提高机床的稳定性和反应速度。
最后,液压系统的设计还需要考虑到机床的安全性和可靠性。
液压系统需要具备过载保护、漏油保护和紧急停机等功能,以防止机床发生意外事故。
此外,还需对液压系统进行定期维护和故障排除,确保系统的正常运行和稳定性。
总之,卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统的设计需要充分考虑到机床的工作需求、加工工件的尺寸和要求、机床的精度和稳定性,以及机床的安全性和可靠性。
通过选择合适的液压元件、精确的控制和调试,可以实现液压系统的高效运行,并提高整个机床的工作性能和加工质量。
目录引言 (2)第一张明确液压系统的设计要求 (3)第二章负载与运动分析 (4)第三章负载图和速度图的绘制 (6)第四章确定液压系统主要参数 (7)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 (9)第五章液压系统方案设计 (10)5.1选用执行元件 (15)5.2速度控制回路的选择 (15)5.3选择快速运动和换向回路 (16)5.4速度换接回路的选择 (16)5.5组成液压系统原理图 (17)5.5系统图的原理 (18)第六章液压元件的选择 (21)6.1确定液压泵的规格和电动机功率 (21)6.2确定其它元件及辅件 (22)6.3主要零件强度校核 (24)第七章液压系统性能验算 (26)7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (26)7.2油液温升验算 (27)设计小结 (29)参考文献 (30)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。
第一张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→加速→快进→减速→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 g=12700N,移动部件总重量G=20000N;行程长度400mm(其中工进行程100mm)快进、快退的速度为7m/min,工进速度(20~1000)mm/min,其中20mm/min为粗加工,1000mm/min为精加工;启动换向时间△t≤0.15s;该动力滑台采用水平放置的平导轨;静摩擦系数f s=0.2;动摩擦系数f d=0.1。
设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统钻孔组合机床是常见的金属加工设备,由于其具有多种功能,深受工业领域的喜爱。
在设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统时,需要考虑以下几个方面:液压系统的工作原理、液压元件的选用、液压系统的安全性和稳定性等。
首先,液压系统的工作原理。
液压系统由液压泵、阀门、液压缸和液压控制器等组成。
液压泵通过带动的电机将机械能转换为液压能,液压管路将液压能传递到液压缸,液压缸根据控制信号实现运动。
通过调整阀门的开关,控制液压缸的运动速度和力大小。
液压控制器负责接收输入的指令,并将其转化为控制信号,以控制液压阀门的开关。
其次,液压元件的选用。
液压泵的选用主要考虑其排量和工作压力,需要根据机床的工艺需要和负载情况来确定。
液压阀门的选用要考虑其工作压力和流量的要求,同时还需要注意其稳定性和可靠性。
液压缸的选用要考虑其工作压力、行程和负载能力等。
除了以上基本液压元件外,还可以根据具体需要选择液压缸的连接件、密封件等。
再次,液压系统的安全性和稳定性。
首先,应选用符合国家标准的液压元件,并按照要求进行安装和调试,确保其安全可靠。
其次,设计液压系统时应考虑加载力的稳定性和响应时间的快慢,以提高机床的工作效率和品质。
同时,液压系统的管路设计应合理,避免泄露和漏油现象。
在设计液压系统时还需要考虑液压油的选用和维护。
液压油的选用要考虑其黏度、抗氧化性、抗磨性等性能指标,并定期检查和更换液压油,以保证液压系统的正常运行。
最后,要做好液压系统的维护工作。
定期检查液压系统的工作状态,包括液压泵、阀门、液压缸等的工作情况,及时发现并解决问题。
同时,注意液压系统的润滑和冷却,确保其正常运行和延长使用寿命。
综上所述,设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统需要考虑液压系统的工作原理、液压元件的选用、液压系统的安全性和稳定性等方面的问题。
只有通过科学合理的设计和工艺保障,才能提高机床的工作效率和品质,使其更适用于工业领域的生产需求。
《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NF 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 8.56100088.005.0222=÷==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。
图1 速度负载循环图a)工作循环图 b )负载速度图 c)负载速度图工况 计算公式 负载值F/N 液压缸推力F/w η/N启动 fs F F =3960 4400 加速 m fd F F F +=2990 3322 快进 fd F F =1980 2200 工进 tfd F F F +=32480 36089 反向启动 fs F F =3960 4400 加速 m fd F F F +=2990 3322 快退fd F F =19802200图1 F -t 与υ-t 图二、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1p =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(A 1=2A 2),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=0.6MPa 。
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1A 是有杆腔工作面积2A 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p 2=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 ∆≈0.5MPa 。
快退时回油腔中也是有背压的,这时选取被压值0.7MPa 。
工进时液压缸的推力计算公式为c 1122/m FA p A p η=-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 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236211m 105.9710)2/6.04(9.0324802-⨯=⨯-⨯=-=p p FA mc η液压缸缸筒直径为11141==πA D mm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=0.707×111=78mm ,根据GB/T2348—1993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 =110mm ,活塞杆直径为d =80mm 。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为:242110954m D A -⨯==π ()24222107.444m d D A -⨯=-=π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4所示。
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、流量和功率值工进36089 0.6 4.08 0.84×10-20.0341221AApFp+=21υAq=qpP1=快退启动4400 —0.98 ——2121AApFp+=32υAq=qpP1=加速3322 0.7 2.23 ——恒速2200 0.7 1.98 0.45 0.89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=0.5MPa。
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=0.5/(0.84×10-2)=59.5;其相应的时间之比(t1+t3)/t2=(1+1.5)/56.8=0.04。
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。
(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。
(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=0.1/(0.84×10-3)=113),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。
(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。
图2 液压缸工况图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,如上图所示。
在上图中,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。
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。
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。
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=4.08MPa ,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 =0.6MPa ,考虑到压力继电器的可靠动作要求压差∆p e =0.5MPa ,则小流量泵的最高工作压力估算为11(3.960.60.5) 5.01p e p p p p Mpa Mpa ≥+∆+∆=++=∑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p 1=2.23MPa ,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 =0.3MPa ,则大流量泵的最高工作压力估算为21(1.430.3) 1.73p p p p Mpa Mpa≥+∆=+=(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0.5×10-3 m 3/s ,若取回路泄漏系数K =1.1,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0.84×10-5 m 3/s =0.47L/min ,则小流量泵的流量最少应为3.47L/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 =0.9,则液压泵的实际输出流量为()()L/min 33L/min 9.271.5L/min 1000/9.0940331000/9.094062p 1p p =+=⨯⨯+⨯⨯=+=q q q由于液压缸在快退时输入功率最大,若取液压泵总效率ηp =0.8,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1.5KW ,额定转速为940r/min 。