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)
1 明确液压系统的设计要求
设计一台专用卧式钻床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：最大轴向钻削力为14000N，动力滑台自重为15000N，工作台快进行程为100mm，工进行程为50mm，快进、快退速度为5.5m/min，工进速度为51—990mm/min，加、减速时间为0.1s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。
2 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）阻力负载f F
阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为f F ，则 静摩擦阻力 N F 3000fs =
动摩擦阻力 N F 1500fd =
（2）惯性负载
最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。已知启动换向时间为0.05s ，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为5.5m/min ，因此惯性负载可表示为
N t v F 140260
/1.05
.581.915000m m =?=???= 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，如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表（单位：N ）
3 负载图和速度图的绘制
根据负载计算结果和已知的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图1（a ）
所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度==31v v 5.5 m/min 、快进行程L1=100 mm 、工进行程L2=50 mm 、快退行程L3=150 mm ，工进速度=2v 51~990 mm/min 。 根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统,液压缸负载图(图1）和速度图（图2）如下所示：
工况 计算公式
负载值F/N 推力m
F F η
=
启动 fs F F =
3000 3333 加速 m fd F F F +=
2902 3224 快进 fd F F =
1500 1667 工进 W fd F F F +=
15500 17222 快退
fd
F F =
1500
1667
图1 液压缸F—L图
图2 液压缸V—L图
4 确定液压系统主要参数
4.1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17222 N 时宜取2.5MP 。
表2 按负载选择工作压力
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
4.2计算液压缸主要结构参数
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。
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
236
211m 1089.65.210172222
--?=?=-=p p F
A
则活塞直径为
7.9341==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=0.707×92.3=66.3 mm ，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 =100mm ，活塞杆直径为d =70mm 。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：
24221105.781.04
4m D A -?=?==π
π ()
()
2422222104007.01.04
4m d D A -?=-?=
-=π
π
根据计算出的液压缸的尺寸，参考文献执行元件背压的估计值，本系统的背压值估计可在0.6～0.8MPa 范围内选取，故暂定：工进时2p ＝0.8MPa ，快速运动时，2p ＝0.6MPa ，回油管路压力损失5510p Pa ?=?液压缸在工作循环各阶段的工作压力。即可按参考文献计算:
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。
表4 各工况下的主要参数值
工况
推力F/N
进油腔
压力
P 1/MPa 回油腔压力
P 2/MPa
输入流量
q/L.min
-1
输入功率P /Kw
计算公式
快进 1667 0.95 0.6 21.18 0.20
()()
2121A A p A F P -?+=()121v A A q -=q p P 1= 工进 17222 2.59 0.8 0.40~7.77
0.02~ 0.38
()1221A A p F p +=
21v A q = q p P 1= 快退 1667 1.59 0.6 22 0.58
()2
121A A p F P +=32v A q =
q p P 1=
5 液压系统方案设计
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。
5.1确定调速方式及供油形式
该组合机床工作时，要求低速运动平稳行性好，速度负载特性好。由工况图可知，液压缸快进和工进时功率都较小，负载变化也较小，故宜采用调速阀的进油节流调速方式及开式循环系统。为解决钻孔通时滑台突然前冲的问题，回油路上要设置背压阀。
由表4可知，液压系统的工作循环主要由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，从提高系统效率和节省能源的角度来看，采用单个定量液压泵作为油源显然是不合适的，而宜采用双泵或限压式变量泵供油方案。双泵共有方式因结构简单、噪声小、寿命长、成本低、故被采用。如图3所示。
图3 双泵供油油源
5.2快速运动回路和速度换接方式的选择
由于采用差动连接和双泵供油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；快退时，由双泵供油。由于快进和工进之间速度需要换接，但对换接的位置精度要求不高，所以采用行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换接。
5.3换向回路的选择
本系统会换向的平稳性没有严格的要求，所以选用电磁换向阀的换向回路。为了便于实现差动连接，选用了三位五通换向阀。为提高换向的位置精度，采用死档铁和压力继电器的行程终点返程控制。
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
5.4调压和卸荷回路的选择
在双泵供油的油源回路中，没有溢流阀和顺序阀，实现系统压力的调节和大流量泵卸荷。即滑台工进时，高压小流量泵的出口压力有溢流阀调定；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，但因其功率损失小，故不需要再没卸荷回路。
5.5组成液压系统原理图
选择基本回路后，按拟定液压系统图的几个注意点，可以组成一个完整的系统图。图中为了使液压缸快进时实现差动连接，工进时主油路和回油路隔离，在系统中增设一个单向阀6及液控顺序阀7，在液压泵和电磁换向阀2的出口处，
增设单向阀13，以免当液压系统较长时间不工作时，压力油流回油箱，形成真空。为了过载保护或行程终了利用压力继电器14。
组合成液压系统图组合的液压系统原理图。如图5所示。
图5 液压系统原理图
1-双联叶片泵 2-三位五通电液阀 3-行程阀 4-调速阀 5、6、10、13-单向阀 7-顺序阀 8-背压阀 9-溢流阀 11-过滤器 12-压力表开关 14-压力继电器
要实现系统的动作，即要求实现的动作顺序为：快进→工进→快
退→停止。则可得出液压系统中各电磁铁的动作顺序如表5所示。表
中“+”号表示电磁铁通电；“—”号表示电磁铁断电。
表5 电磁铁的动作顺序表
动作名称信号来源1YA 2YA 背压阀8 换向阀2 电磁阀3 快进启动按钮+ - 关闭左位下位工进挡块压下行程阀7 + - 打开左位下位停留滑块靠压死在挡块处+ - 打开左位上位快进时间继电器14发出信号- + 关闭右位下位停止挡块压下终点开关- + 关闭中位下位
5.6系统图的原理
1．快进
快进如图5所示，按下启动按钮，电磁铁通电，由泵输出地压
力油经单向阀10，到三位五通换向阀2的左侧，这时的主油路为：进油路：泵1 →单向阀10→三位五通换向阀2→行程阀3→液
压缸右腔。
回油路：液压缸左腔→三位五通换向阀2→单向阀10→行程阀
3→液压缸右腔。
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
快进终了时，行程阀得电，这时的主油路为：
进油路：泵1 →单向阀10→三位五通换向阀2→调速阀4→液压缸右腔。
回油路：液压缸左腔→三位五通换向阀2→背压阀8→液控顺序阀7→油箱。
形成此时的原因是工进时进油压力大，油压把液控顺序阀7、背压阀8推开。
3．快退
工进到达终点时，时间继电器发出信号，使三位五通换向阀2的右侧得电，形成换向油路，这时的主油路为：
进油路：泵1 →单向阀10→三位五通换向阀2→液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔→行程阀3→三位五通换向阀2→单向阀13→油箱。
4．停止
当滑台退回到原位时，使三位五通换向阀右侧断电，换向阀处于中位，泵输出的油液被三位五通换向阀堵住，液压缸停止运动。液压缸左侧的油液经单向阀13回到油箱，做到卸荷的作用。
6 液压元件的选择
6.1确定液压泵的规格和电动机功率
本设计所使用液压元件均为标准液压元件，因此只需确定各液压元件的主要参数和规格，然后根据现有的液压元件产品进行选择即可。
（1）计算液压泵的最大工作压力
由表4可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为2.59Mpa,本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油路压力损失为
MPa 5.0P
1
=?∑。考虑到压力 继电器的动作可靠要求压差为
MPa 5.0P e =?，故泵的最高工作压力为：
()MPa
MPa P p 59.35.05.059.21=++=
此压力即为小流量泵的最高工作压力，也即溢流阀的调整压力。 （2）计算总流量
由表4可知，快进时需要最大供油量，其值为21.18L/min 。计算液压泵的最大流量，因为 1.1 1.3k =，取回路泄漏修正系数K=1.1，则两个泵的总流量为：
min
30.23min 18.211.1max L L q K q p =?==∑
最小流量在工进时，其值为0.40L/min 。为保证工进时系统压力稳定，应考虑溢流阀有一定的最小溢流量，取其额定流量的10%，约为2.0L/min 。故小流量泵的流量最小应为2.40L/min 。
根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取PV2T12-6/33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，该液压泵的理论流量为 36.66L/min ，若取液压泵的容积效率率v
η=0.9，则双泵供油
时，液压泵的实际输出流量为：
()[]min 33min 1000
9.0940336L L q p =??+= 小流量泵单独供油时：
()min 08.5min 1000/9.094061L L q p =??=
（3）计算总流量
由于液压缸在快退时输入功率最大，其值为0.58KW ，若取泵的总效率为0.75p η=，则液压泵驱动电动机所需的功率为：
W kW q p P p
p
p 33.29310
75.06010331040.03
3
6=?????==
-η 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 940r n n =。
6.2确定其它元件及辅件
(1) 确定阀类元件及辅件
根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件的型号及规格见表6。表中序号与图4元件标号相同。
表6 液压元件规格及型号 序号 元件名称
通过流
量
额定流量
额定压
力 额定压降 型号、规格
1
双联叶片泵
-
5.08/27.92 16/14
-
Pv2R12-6/33
2 单向阀 28 6
3 6.3 0.2 I-53B 3 液控顺序阀 28 63 6.3 0.3 XY-63B
4 溢流阀 5.1 10 6.3 Y-10B
5 单向阀 33 63 6.3 0.2 I-63B
6 三位五通电液换向阀
70 100 6.3 0.3 35DY-100BY 7 单向阀 70 100 6.3 0.2 I-100B 8 单向阀 29.4 63 6.3 0.2 I-63 9 液控顺序阀 <1 63 6.3 0.3 XY-63B 10 背压阀 <1 63 6.3 0.3 B-63B 11 二位二通电磁阀
62.4 63 6.3 0.3 E22DH-63 12 调速阀 <1 10 6.3 0.3 Q-10B 13 压力继电器 14 PF-B8L 14 滤油器 36.7 80 6.3 0.2 XU-80?200 15
压力表开关
K-6B
*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7所列。
表7各工况实际运动速度和流量
流量、速度
快进
工进
快退
输入流量/(L/min ）
3
.67405.78335.782
111=-?=
-=A A q A q p
取
6
.085.7~47.011==q q 取
331==p q q
排出流量/(L/min ）
3.345.783.67401
122=?==
A q A q 31.05.7840
6.01
122=?=
=A q A q
8
.64405
,78332
112=?=
=A q A q
运动速度/(L/min ）
()143.010405.7860/1033432
11=?-?=
-=
--A A q v p 3
431
121027.1105.7860/106.0---?=??==
A q v
138
.0104060/1033432
13=??==
--A q v
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。
根据选定的液压阀的连接尺寸确定油管尺寸，也可接管路中允许流速计算。设管道内允许流速V=4m/s 。根据表7中的数值，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为：
()()()mm mm v q d 9.18604103.67223
11=????
==-ππ
取标准值20mm ；
()()()mm mm v q d 5.18604108.64223
22=????
==-ππ
由于本系统液压缸的差动连接快进时，油管内通油量最大，其实际流量为约泵额定流量的两倍，则液压缸进、出油管直径d 按产品样本，选用内经20mm 、外径为28mm 的10号冷拔钢管。
（3）油箱的设计
油箱的主要用途是贮存油液，同时也起到散热的作用，参考相关文献及设计资料，油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体积，然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。
油箱中能够容纳的油液容积按JB/T7938—1999标准估算，取7=ζ时，求得其容积为
L L q V p 230337≈?==ζ
6.3主要零件强度校核
① 缸筒壁厚δ=4㎜ 因为方案是低压系统，校核公式
[]
δδ2e D
P ≥
, D 1.0<δ 式中：δ——缸筒壁厚（m ）
e P ——实验压力 1
e )5.1~25.1(P P =,其中1p 是液压缸的额定工作压力
D ——缸筒内径 D=0.11M
[]δ——缸筒材料的许用应力。n b /][σσ=，b σ为材料抗拉强度（MPa ）,n 为安全系数，取n=5。
对于P 1<16MPa.材料选45号调质钢，对于低压系统
mm D P e 3.310100211.01045.1][26
6=?????=≥σδ
因此满足要求。
② 缸底厚度δ=11㎜
对于平缸底，厚度 1δ 有两种情况： a. 缸底有孔时：
mm P D d e 069.23100
226.045.14.103433.0][433.02
1=????=≥σ?δ
其中mm D d D d 226.04
.103804.103202=-=-=
? b. 缸底无孔时，用于液压缸快进和快退；
mm P D e 97.1010
1001045.14.103433.0][433.06
6
2
1=?????=≥σδ 其中mm D D 1184211022=?+=+=δ
7 液压系统性能验算
7.1验算系统压力损失的验算及泵压力的调整
由于系统的管路布置尚未具体确定，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的总的压力损失。
已知：系统采用N32液压油，室温为20°C 时，s /100.12
4
m v -?=，油液密度
3/890m kg =ρ。设进、回油管的长度均为2m 。
（1）判断流动状态
在快进、工进、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
in L q m /702=为最大，此时油液流动具有最大雷诺数，为：
20004.71410160103.6744vd
e 4
3
≤=?????===--ππνdv q R
由此可推断，各工况下的进、回油路中的油液的流动状态均为层流。
（2）计算系统压力损失
层流流动状态下沿程压力损失的表达式为：
()
q q d vlq dR v l d v l p e 74
3
442210314.510202
1018901501502752?=??????====?--ππρρρλλ 由于管道结构尚未确定，管道的局部压力损失按经验公式计算，即：
λξp p ?=?4.0
阀类元件的局部压力损失按式（8-15）计算，即：
2
???
? ???=?n n q
q
p p ν 其中，n p ?由产品样本查出，n q 和q 数值由表6和表7列出。
利用上面公式，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2和5、电液换向阀6，然后与液压缸有杆腔的回油汇合后通过电磁换向阀11进入无杆腔。在进油路上，压力损失计算为：
MPa q p i 0596.01060
103.6710314.510312.563
7
7
=????=??--∑
λ
MPa p p i
00596.00596.01.01.0=?=?=?∑λξ
MPa
p vi 496.0634.673.063333.0100332.063312.02222=???
???????? ???+??? ???+??? ???+??? ???=?∑
MPa p
p p p vi
i
i
i
562.0=?+?+?=?∑∑∑∑ξλ
在回油路上，压力损失分别为：
MPa q p o
03038.01060
103.3410314.510312.563
7
7
=????=?=?--∑
λ
MPa p p o
003038.002603.01.01.0=?=?=?∑λξ
MPa p vo 0946.0633.342.01003.343.022=???
???????? ???+??? ???=?∑
MPa p
p p po vo
o
o
130.0=?+?+?=?∑∑∑∑ξλ
将回油中上的压力损失折算到进油路上去，便得到快进运动的总的压力损失 ：
M P a
p A A p p o i 61.00946.05
.7840
562.01
2=?+
=?+
?=?∑
∑∑ 由快进工况下压力损失计算过程可以看出，在总的压力损失中 ，阀类元件的局部压力损失所占份额较大，而沿程压力损失和管道局部压力损失则较小。
2）工进
工进时管路中流速很小，所以沿程压力损失和局部压力损失够非常小，可以忽略不计。这时进油路仅需考虑调速阀的压力损失t p ?=0.5Mpa ，小流量泵的调整压力应等于工进时液压缸的工作压力1p 加上进油路压差t p p ?≈?1，并考虑压力继电器的动作需要，则 ：
MPa p p p p e p 15.25.05.015.1111=++=?+?+=?
此即溢流阀4调定压力。
3）快退
滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀2、单向阀5、电液换向阀6进人液压缸有
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。
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。
课程设计任务书
一. 运动参数分析 二．计算液压缸尺寸和所需流量 三．确定液压系统方案，拟定液压系统图四．选择液压元件和确定辅助装置五．确定电机功率 六．液压系统的性能验算
根据主机要求画出动作循环图，然后根据动作循环图和速度要求画出速度与路程的工况图。 夹紧 松开 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：Fl = F C + G Cμs=4800+45*0.2=4809N F2= F C + G Cμd=4800+45*0.1=4804.5N 夹紧缸最大夹紧力F max F max=F1/0.9=5343N
夹紧缸最小夹紧力F min F min=F2/0.9=5338N 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FL=2.0KN。 1.2摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： (1)静摩擦阻力 Ffs=μs*G=0.2×3500=700N (2)动摩擦阻力 Ffd=μd*G=0.1×3500=350N 1.3惯性负载 Fi====77.38N 1.4负载图与速度图的绘制 快进 t1===4.15s 工进 t2===100s 快退 t3===4.89s 因为液压缸的受力还有密封阻力，所以假设液压缸机械效率ηcm=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1.1所示。
表1.1液压缸在各工作阶段的负载和推力 液压缸负载与工作压力之间的关系: 液压缸内径尺寸系列：（mm）
锯床-机械分类 卧式金属带锯床 圆锯床 圆锯片作旋转的切削运动，同时随锯刀箱作进给运动（见图）。圆锯床按锯片进给方向又分为卧式(水平进给)、立式(垂直进给)和摆式（绕一支点摆动进给）3种。此外还有各种专用圆锯床，如用于切割大型铸件浇冒口的摇头锯床；用于钢轨锯切和钻孔的锯钻联合机床。 带锯床 环形锯带张紧在两个锯轮上，并由锯轮驱动锯带进行切割。带锯床主要有立式和卧式两种。立式带锯床的锯架垂直设置，切割时工件移动，用以切割板料和成形零件的曲线轮廓，还可把锯带换成锉链或砂带，进行修锉或打磨。卧式带锯床的锯架水平或倾斜布置，沿垂直方向或绕一支点摆动的方向进给，锯带一般扭转40°，以保持锯齿与工件垂直。卧式又分为剪刀式、双立柱、单立柱式带锯床；根据使用情况分为手动型（经济型手动送料手动切割物料）、自动型；根据使用控制器的自动化程序可分为手动型（半自动手动送料）全自动型（自动送料自动切割）；根据切割角度要求分为角度锯床（能锯切角度90度45度）无角度即90度垂直切割。 弓锯床 装有锯条的锯弓作往复运动，以锯架绕一支点摆动的方式进给，机床结构简单，体积小，但效率较低。弓锯床锯条的运动轨迹有直线和弧线两种。弧线运动时锯弓绕一支点摆动一小角度，每个锯齿的切入量较大，排屑容易，效率较高，新式弓锯床大多采用这种方式。 锯床-机械结构
圆锯床 锯床主要部件有底坐；床身、立柱；锯梁和传动机构；导向装置；工件夹紧；张紧装置；送料架；液压传动系统；电气控制系统；润滑及冷却系统； 1、底座 底座为钢板焊接而成的箱形结构,床身、立柱固定其上，底座内腔有较大空间，前左侧为电气按钮控制箱，右侧为电气配电板箱，中间由钢板焊成的液压油箱，腔内装有液压泵站，液压管路，右侧为冷却切削液箱及水泵，底四角有地脚螺栓孔。 2、床身 床身为铸铁件，固定在底座上，立柱由一大小圆柱组成，大圆立柱作为锯架动的导轨，是用以支撑锯梁上下升降运动，并保证精确的导向，小圆柱起辅助作用，从而保证锯条的正常切削。中间为夹料虎钳和手动送料机构，虎钳前方连接有承接成品件的工作台，左侧的夹紧装置为夹紧丝杆穿过液压夹紧油缸杆内孔，转动手轮或按动按钮，使左钳口左右运动。 3、锯梁和传动机构 由厚钢板切割成形焊接而成，具有较强的刚性，其右后侧固定有蜗轮箱，箱内的蜗轮与锯梁上面的主动轮固接，二者同步旋转，左侧为被动轮和锯条张紧位置。锯条的回转运动由主电机、皮带轮、蜗轮付经两级变速将驱动为传递到主动轮，再由主动轮、锯条驱动被动轮来实现的，锯条运转速度共三档。 4、锯条导向装置 安装在锯梁支板的导向装置由左、右导向臂与导向头组成，左、右导向臂都可沿燕尾榫移动（或右导向臂固定在立柱套上），调整两导向臂间距离比工件尺寸宽40mm左右。导向装置用于改变锯条的安装角，使锯条与工作台垂直，为保证锯条的切削精度，减少振动，在左右
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)
设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统 1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 1）工作循环：“快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止”。 组合机床动力滑台工作循环 2）工作参数轴向切削力12000N，移动部件总重10000N，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，工进行程为，快进和快退速度为s,工过速度范围为~，采用平导轨，启动时间为。要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。 2.执行元件类型：液压油缸 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. 验算液压系统性能； 4. 编写计算说明书。 目录 序言：5 1 设计的技术要求和设计参数6
2 工况分析6 确定执行元件6 分析系统工况6 负载循环图和速度循环图的绘制8确定系统主要参数 初选液压缸工作压力9 确定液压缸主要尺寸9 计算最大流量需求11 拟定液压系统原理图 速度控制回路的选择12 换向和速度换接回路的选择12 油源的选择和能耗控制13 压力控制回路的选择14 液压元件的选择 确定液压泵和电机规格16 阀类元件和辅助元件的选择17 油管的选择19 油箱的设计20 液压系统性能的验算 回路压力损失验算22 油液温升验算22
序言 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。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、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II工进死挡铁停留快退原位停止。 设计的技术要求和设计参数 工作循环：快进工进快退停止；
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)
目录 1.负载分析 (1) 2.绘制液压工况（负载速度）图 (2) 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： (3) 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 (6) 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 (8) 5.3.选择电动机 (8) 5.4.元件选择 (9) 5.5.确定管道尺寸 (9) 5.6.确定油箱容积： (9) 6.管路系统压力损失验算 (11) 6.1.判断油流状态 (11)
6.2. 沿程压力损失 ................................................................................................................................................ 11 6.3. 局部压力损失 (12) 7. 液压系统的发热与温升验算 (13) 7.1. 液压泵的输入功率 ........................................................................................................................................ 14 7.2. 有效功率 ........................................................................................................................................................ 14 7.3. 系统发热功率 ................................................................................................................................................ 14 7.4. 散热面积 ........................................................................................................................................................ 14 7.5. 油液温升 .. (14) 8. 参考文献： (15) 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=?
G4025-1B型卧式带锯床说明书 G4025-1B型 卧式带锯床 (连封页共21页) 保定向阳航空精密机械有限公司 共21页第 2 页使用说明书 G4025-1B 图一, G4025-1B卧式带锯床外形图 共21页第 3 页使用说明书 G4025-1B 前言 1、用户在安装、使用前必须认真熟悉使用说明书的有关内容，如有疑问， 请与我厂联系; 2、用户在遵守机床的运输、保管规程的前提下，开箱时如发现所供产品与 装箱单不符，请与我厂联系; 3、本机床应放在无明显震源的环境下验收和使用; 4、环境空气温度:5,40?; 5、相对湿度:30,,95,; 6、海拔高度:1000m以下; 7、用户在使用前必须将连接床身与锯头的连接板(图一中2)拆除，将固 定滑杆的内六角螺钉(图一中1)松开，以免影响机床的性能; 8、产品在生产过程中有技术参数变更，恕不通知，请谅解。 共21页第 4 页使用说明书 G4025-1B 目录
, 主要用途 5 , 主要参数和性能 5 , 运输和安装 5 , 主要部件和用途 7 , 传动系统 9 , 液压系统 11, 电气控制系统 11 , 润滑及冷却 18 , 机床的调整 19 , 操作步骤及安全注意事项 20 共21页第 5 页使用说明书 G4025-1B 一、主要用途 G4025-1B型金属带锯床是我厂系列锯割设备之一，主要用于锯切碳素结构钢、低合金钢、高合金钢和不锈钢等各种金属材料。更换适当的锯带还可以锯切有色金属、非金属材料以及HRC45以下的金属材料。二、主要参数和性能 1.主要技术参数 锯切最大直径: ，250 mm 锯带长度(长*宽*厚): 3505*27*0.95 mm 锯轮直径: ，400 mm 锯带速度: 27、40、54、68、80 (m/min) 进给速度:液压无机调整 电机功率:主电机 2.2 KW 油泵电机 0.55 KW 冷却泵 0.040 KW 机床主机外形尺寸(长*宽*高):1820*1110*1225 mm 2.性能 本机床是一种适合切断各种金属材料的下料设备。具有下料精度高、生产效率高、材料消耗省和能源消耗低等显著优点。 三、运输和安装
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。