卧式钻镗组合机床液压系统设计

课程设计说明书 题 目： 液压与气动技术 ——卧式钻镗组合机床液压系统设计 姓 名： 郑义强 学 号: 1 5 0 6 2 4 0 1 3 0 系 别： 机电工程与自动化学院 专 业： 机械设计与制造 班 级： 15机械1 指导教师： 陈佳彬

黎明职业大学 2017年6月27日 目录

1.设计任务.......................................................... 1 设计要求.......................................................... 1 设计参数.......................................................... 1 主要内容 .......................................................... 1 2.工况分析.......................................................... 2 负载图及速度图.................................................... 2 负载分析....................................................... 2 负载图、速度图................................................. 3 工况分析图........................................................ 4 3.方案确定.......................................................... 5 选择液压回路。.................................................... 5 调速回路及油源形式............................................. 5 快速回路及速度换接回路......................................... 5 换向回路....................................................... 6 行程终点的控制方式............................................. 6 4.计算和选择液压元件................................................ 6 确定液压泵的规格和电机功率........................................ 6 压泵工作压力的计算............................................. 6 液压阀的选择...................................................... 7 确定管道尺........................................................ 8 压油管道................................................... 8 回油管道....................................................... 9 确定邮箱容量...................................................... 9 5.组成液压系统图.................................................... 9 6.液压系统主要性能的估算........................................... 10 液压缸的速度..................................................... 10 系统的效率....................................................... 11 回路中的压力损失.............................................. 12 液压泵的工作压力.............................................. 13 顺序阀的调整压力.............................................. 13 液压回路和液压系统的效率......................................... 14 1.设计任务 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，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止”。快进行程长度为，工进行程为 m。快进和快退速度为／s，工进速度范围为3×104～5×10m／s3，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。

设计要求 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，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止”。，

设计参数 快进行程长度为， 工进行程为 m

快进和快退速度为／s 工进速度范围为3×104～5×103m／s 主要内容 1、进行工况分析，绘制工况图。 2、拟定液压系统原理图，绘制电磁铁动作表 3、计算液压系统及有关元件参数，选择液压元件 4、液压缸结构设计 5、编写设计说明书 2.工况分析 负载图及速度图 负载分析 a.切削力： LF=12000N

b.摩擦阻力：

GsfsFfF=×10000=2000N

GdfdFfF=×10000=1000N c.惯性阻力

tgFmaFGm

=2.01.081.910000N=510N

d.重力阻力 因工作部件是卧式安置，故重力阻力为零。 e.密封阻力 将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，去液压缸机械效率m=。 f.背压阻力 背压力2p查表选取。 根据上述分析课算出液压缸在各动作阶段中的负载，见下表。 工况 计算公式 液压缸负载F/N 液压缸推力NFFm9.0//

启动 fsFF 2000 2222 加速 mfdFFF 1510 1678 快速 fdFF 1000 1111 工进 fdLFFF 13000 14444 快退 fdFF 1000 1111

负载图、速度图。 快进速度1与快退速度3相等，即1=3=s。行程分别为1l=，3l=；工进速度2=34105~103m/s，行程3l=。负载图和速度图如下。

2-1负载图 2-2 速度图 工况分析图。 液压缸工作循环中各动作阶段的压力、流量和功率的实际使用值，见下表。

工况 负载F/N 液压缸 计算公式 回油压力

2p/MPa

输入流量q/(L/min)

进油腔压力

1p/MPa

输入功率P/kW

快进 启动 2222 — — —

2122

1AApAFp

 加速 1678 2p=1p+p=1p+ — — 121)(AAq

qpP1 恒速 1111

工进 14444 ~ ~ 1221A

pAFp

21Aq

qpP1

快退 启动 2222 — — — 2211ApAFp32Aq qpP1 加速 1678 — —

恒速 1111

根据上表可绘制液压缸的工况图，如下图所示。

2-3工况图 3.方案确定 选择液压回路。 调速回路及油源形式。 由工况图可知，该机床液压系统功率小，速度较低；钻镗加工为连续切削，切削力变化小。故采用节流调速回路。为增加运动的平稳性，为防止当工件钻通时工作部件突然前冲，采用调速阀的出口节流调速回路。

由工况图还可以看出，该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成。其最大流量与最小流量之比为minmax/qq=~=~，而相应的时间之比为 快工tt/=(20~333)/9=~37。此比值很大，为了节约资源，采用双定量泵供油。 快速回路及速度换接回路。 因系统要求快进，快退的速度相等，故快进时采用液压缸差动连接的方式，以保证快进、快退时的速度基本相等。

由于快进、工进之间的速度相差较大，为减小速度换接时的液压冲击，采用行程阀控制的换接回路。

换向回路。 由工况图可看出，回路中流量较小，系统的工作压力也不高，故采用电磁换向阀的换向回路。

在双定量泵供油的油源形式确定后，卸荷和调压问题都已基本解决，即工进时，低压泵卸荷，高压泵工作并由溢流阀调定其出口压力。当换向阀处于中位时，高压泵虽未卸荷，但功率损失不大，故不再采用卸荷回路，以便油路结构更加简单。

行程终点的控制方式。 在行程终点采用死挡铁停留的控制方式。 上述选择的液压回路，如下图所示。