卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计

《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。

二、设计内容1．《液压与气压传动》系统图，包括以下内容：1）《液压与气压传动》系统工作原理图；2）系统工作特性曲线；3）系统动作循环表；4）元、器件规格明细表。

2．设计计算说明书设计计算说明书用以论证设计方案的正确性，是整个设计的依据。

要求设计计算正确，论据充分，条理清晰。

运算过程应用三列式缮写，单位量纲统一，采用ISO制，并附上相应图表。

具体包括以下内容：1）绘制工作循环周期图；2）负载分析，作执行元件负载、速度图；3）确定执行元件主参数：确定系统最大工作压力，液压缸主要结构尺寸，计算各液压缸工作阶段流量，压力和功率，作工况图；4）方案分析、拟定液压系统；5）选择液压元件；6）验算液压系统性能；7）绘制液压系统工作原理图，阐述系统工作原理。

三、设计要求与方法步骤1．认真阅读设计任务书，明确设计目的、内容、要求与方法步骤；2．根据设计任务书要求，制定个人工作计划；3．准备必要绘图工具、图纸，借阅有关技术资料、手册；4．认真对待每一设计步骤，保证质量，在教师指导下独立完成设计任务。

（课程设计说明书封面格式与设计题目附后）二、液压传动课程设计(大型作业)的内容和设计步骤1．工况分析在分析机器的工作情况(工况)的基础上，确定液动机(液压缸和液压马达)的负载、速度、调速范围、功率大小、动作循环、自动化程度等并绘制出工况图。

2．初定液动机的基本参数液压系统的主要参数有两个压力和流量。

液压系统的压力和流量都由两部分组成：一部分由液动机的工作需要确定，另一部分由油液流经系统所产生的压力损失和泄漏损失决定，前者是主要的，占有很大的比重，因此需要先初步确定液动机的这两个基本参数。

另外，因为当回路系统尚未拟订之前，其压力损失和泄漏损失也无法确定。

压力和流量的选定都是在工况图的基础上进行的。

3．拟订液压系统原理图根据机器的技术性能要求，在工况图的基础上来拟订液压系统原理图。

在拟订液压系统原理图时应拟出几种方案进行分析对比。

调速回路是液压系统的核心，选择回路应从它开始，然后再去选择其它的基本回路，进行合成以满足工况图的要求和机器的其它性能要求。

4．选择标准液压元件，设计非标准液压元件选择液压元件应尽量选择国产标准定型产品，除非不得已时才自行设计制造。

5．对液压系统进行必要的验算对工作性能要求较高的液压系统，为使设计可靠在液压元件选定后再根据管路装配草图，然后即可对液压系统的压力损失、发热温升、液压冲击等进行验算，如果验算结果与初定参数相差很大或不能满足机器的工作性能要求时，则应对设计进行必要的修改，或重新拟订液压系统或重新选择元件等。

对于比较简单且性能要求—般的液压系统，可以不进行复杂的验算。

6．绘制正式的工作图液压传动课程设计(大型作业)要求绘制出所设计的一个液压缸的结构装配图。

以上绘图工作必须严格遵照国家标准和有关部颁标准。

机械制图按GB4457—4460一84、GBl31—83I公差配合按GBl800—1804—79I形状和位置公差按GBll83一U84——80和GBl958—80；表面粗糙度按GB3505—83和GB1031—83，其它内容如螺纹、齿轮等均应贯彻国家现行的有关标准。

7．编写设计计算说明书应当指出，上述设计步骤征设计中常常是互相穿插进行的，而且往往需经多次反复才能初步完成液压系统的设计，另外上述步骤也不一定是必不可少的。

三、要求及完成工作量1．学生在课程设计(大型作业)进行中要系统复习课本上的理论知识，应当运用《液压传动》课本上的和其它的理论知识积极思考、独立工作，可收集参考同类资料进行类比分析、理解消化，但不许简单地抄袭。

2．要明确设计要求，仔细地读懂题意。

对你所要进行设计的液压机器的各种性能、工艺要求、工作循环、运动方式、动作颠序、调遣范围、负载变化以及总体布局等应当全面地了解，因为这一切都是设计工作的重要依据。

3．液压系统原理图一张4．编写设计计算说明书一份。

要求: 原理图除了打印的外,还必须手绘一张.卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计一、基本结构与动作顺序卧式单面多轴钻孔组合机床主要由工作台、床身、单面动力滑台、定位夹紧机构等组成，加工对象为铸铁变速箱体，能实现自动定位夹紧、加工等功能。

工作循环如下：工件输送至工作台 动力滑台快进 快退夹紧松开 定位退回 工件送出。

（其中工作输送系统不考虑） 二、主要性能参数1．轴向切削力F t =24000N ；2．滑台移动部件质量m=510kg ； 3．加减速时间∆t=0.2s ；4．静摩擦系数f s =0.2,动摩擦系数f d =0.1，采用平导轨；5．快进行程l 1=200mm ；工进行程l 2=100mm ，工进速度30～50mm/min ，快进与快退速度均为3.5m/min ；6．工作台要求运动平稳，但可以随时停止运动，两动力滑台完成各自循环时互不干扰，夹紧可调并能保证。

设计计算分析 一．负载分析负载分析中，暂不考虑回没腔的背压力，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。

因工作部牛是卧式放置，重力在水平分力为零，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，设导轨的表摩擦力为F fs ，动摩擦力为F fd ,则F fs = f s F N = 0.2mg = 0.2×9.8×510 = 999.6N ≈1000N F fd = f d F N = 0.1mg = 0.1×9.8×510 = 499.8N ≈500N而惯性力F m = m t∆∆v= 510×2.060/5.3 = 148.7N ≈149N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ηm =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，选用双作用叶片泵双泵供油、调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀作定压阀。

为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，回油路上设置背压阀，初定背压值b P =0.8MPa2.选用执行元件因系统动作循环要求正向快进和工作，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1A 等于有杆面积2A 的两倍。

3.快速运动回路和速度换接回路根据本例的运动方式和要求，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。

4.换向回路的选择本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以选用电磁换向器的换向回路。

为便于实现差动连接，选用了三位五通换向阀。

为提高换向的位置精度，采用死档板和压力继电器的行程终点返程控制。

5.工件自动定位与夹紧回路的选择由于系统压力远大于定位，夹紧机构的工作压力所以采用采用减压阀与单向阀来降系统流入此去路的油液压力，起短时保压作用。

定位机构与夹紧机构均采用单作用液压缸。

采用溢流阀与单向阀的并联起平衡回路的作用。

采用两位四通电磁换向阀换向。

6.组成液压系统绘原理图将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图所示的液压系统图。

为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点，并设置多点压力表。

这样只需一个压力表即能观测各点压力。

液压系统中各电磁铁的动作顺序如下表。

卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统原理图三、液压系统的参数计算 （一）液压系统的参数计算 1.初选液压缸的工作压力参考同类型组合机床，初定液压缸的工作压力为1p =40×510Pa2确定液压缸的主要结构尺寸本例要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杠式液压缸。

快进时采用差动联接，并取无杆腔有效面积1A 等于有杆腔有效面积2A 的两倍，即1A =22A 。

为了防止在钻孔钻通时滑台突然向前冲，在回油路中装有背压阀，按表8-1，初选背压5b p =810⨯Pa 。

由表1-1可知最大负载为工进阶段的负载F=25789N, 按此计算1A 则 23221551b 25789=7.161071.611p -p 401081022F A m m cm -==⨯=⨯-⨯⨯液压缸直径9.55D cm ===由1A =22A 可知活塞杆直径d=0.707D=0.707×9.55cm = 6.75cm按GB/T2348—1993将所计算的D 与d 值分别圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封装置。

圆整后得D=10cm d=7cm 按标准直径算出222211078.544A D cm cm ππ===2222222(10-740.044A D d cm cm ππ=-==）（） 按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量min q =0.05/min L ，因工进速度v=0.05m/min 为最小速度，则由式322min 2min 0.0510cm =10cm 0.0510q A v ⨯≥=⨯ 本例1A =78.52cm 》102cm ，满足最低速度的要求。