卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计

I 《液压与气压传动》 课程设计说明书

学 院、 系： 机械工程学院 专 业： 机械工程及自动化 * * * * ： *** 班 级： 机工1205 指导教师姓名： 李硕 职称： 副教授 最终评定成绩：

2015年 01 月05 日 至2015年 01 月 09 日 II

湖南工业大学 课 程 设 计 任 务 书 2015 — 2015学年第一学期

机械工程学院 学院（系、部） 机械工程及自动化 专业 1205 班级 课程名称： 液 压 与 气 压 传 动 设计题目： 卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计 完成期限： 2015年01月05日 至 2015年01月09日

内 容 及 任 务

一、设计的主要技术参数 运动部件总重NG9800，总轴向切削阻力NFw12400，快进快退速度min/531mvv，工进速度min/1.0~04.02mv；行程长度mmL320；导轨形式为平导轨，静、动摩擦因数分别为2.0s，1.0d；加速、减速时间不大于s2.0；夹紧力为N6000~5000;夹紧液压缸行程长度为mm16。

二、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，孔钻透时不前冲。

三、设计任务 1、按机床要求设计液压系统，绘出液压系统图； 2、确定进给液压缸的参数； 3、计算系统各参数并列出电磁铁动作顺序表； 4、选择液压元件型号并列出元件明细表； 5、验算液压系统性能。 四、设计工作量 1、设计说明书一份； 2、液压系统原理图一张；

进 度 安 排

起 止 日 期 工 作 内 容 2015.01.05－2015.01.06 进行相关计算并编辑设计计算说明书 2015.01.07－2015.01.08 绘制液压系统图 2015.01.09 整理资料并打印，上交资料并答辩

参考资料

1、《液压工程手册》或《新编液压工程手册》 雷天觉 2、《液压设计手册》 3、《机械设计手册》 化学工业出版社 成大先 4、《液压元件及选用》 化学工业出版社 王守城 段俊勇 5、《液压系统设计图集》 机械工业出版社 周士昌 6、其他关于液压传动系统设计的资料 目 录 卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计 .............................. 1 1 负载分析 ..................................................... 2 2 液压系统方案设计 ............................................ 3 2.1 确定液压泵类型及调速方式 ................................ 3 2.2 选用执行元件 ............................................ 3 2.3 快速运动回路和速度换接回路 .............................. 3 2.4 换向回路的选择 .......................................... 3 2.5 保压回路的选择 .......................................... 3 2.6 组成液压系统绘原理图 .................................... 3 3 液压系统的参数计算 ........................................... 5 3.1 液压缸参数计算 .......................................... 5 3.1.1初选液压缸的工作压力 .............................. 5 3.1.2确定液压缸的主要结构尺寸 .......................... 5 3.1.3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 ........ 5 3.1.4计算夹紧液压缸的保压时间 .......................... 6

3.2 液压泵的参数计算 ........................................ 7 3.3 电动机的选择 ............................................ 7 3.3.1差动快进 .......................................... 8 3.3.2夹紧 .............................................. 8 3.3.3快退 .............................................. 8

4 液压元件的选择 ............................................... 9 4.1 液压阀及过滤器的选择 .................................... 9 4.2 油管的选择 ............................................. 10 4.3 油箱容积的确定 ......................................... 10 5 验算液压系统性能 ............................................ 11 5.1 压力缺失的验算及泵压力的调整 ........................... 11 5.1.1工进时的压力缺失验算和小流量泵压力的调整 ......... 11 5.1.2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整 ..... 11 5.1.3确定油流的流动状态 ............................... 11 5.1.4沿程压力损失 ..................................... 12 5.1.5局部压力损失 ..................................... 12

5.2 液压系统的发热和温升验算 ............................... 13 设计小结 ....................................................... 15 参考文献 ....................................................... 16 1

卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计 设计的主要技术参数 设计一卧式单面多轴钻孔机床的液压系统。夹紧液压缸的工作循环是：快进→工进→夹紧→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：运动部件总重G=9800N，总轴向切削阻力wF=12400N,快进、快退速度min/531mVV，工进速度min/1.004.0~2mV；行程长度L=320mm；导轨形式为平导轨，静、动摩擦因素分别为1.0,1.0ds；加速、减速时间不大于0.2s；夹紧力为5000N~6000N；夹紧液压缸行程长度为16mm，夹紧缸快进行程为50mm。

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，孔钻透时不前冲。

设计任务 1、按机床要求设计液压系统，绘出液压系统图； 2、确定进给液压缸的参数； 3、计算系统各参数并列出电磁铁动作顺序表； 4、选择液压元件型号并列出元件明细表； 5、验算液压系统性能。 2

1 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。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为fsF，动摩擦力为fdF,则

NN0.29.85/609800tvgGtvmF惯性力：..m4179809800101960980020NNFuFNNFuF

NdfdNsfs

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95.0m，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1-1。 表1-1 液压缸各运动阶段负载表 运动阶段 计算公式 总机械负载N

起动 mfsFF/ 2063 加速 mmfdFFF/)( 1471 快进 mfdFF/ 1032 工进 mfdFF 1032 夹紧 nfsj)FF（F 8379 快退 mfdFF/ 1032 根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F-l）和速度图（V-l），见图1-1a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸活塞退回时的曲线。

图1-1 a） 负载速度图 图1-1 b） 负载速度图