2022年卧式多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 液压技术与气动技术课程设计设计说明书设计题目 ：卧式多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计机电工程系 ：08 机械专业设计者指导老师：2022 年 11 月日* 高校目录一 设计要求 二 负载与运动分析 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三 确定液压系统主要参数 四 拟定液压系统的工作原理图 五 运算和挑选液压件 六 液压系统的性能验算 参考文献 1 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一,

2、设计要求卧式钻孔组合机床动力滑台液压系统；动力滑台的工作循环式： 快进工进快退停止,该系统的主要参数与性能要求如下：切削力 F T =30000N,移动部 件总重力 G=10000N,快进行程 L 1 =100mm,工进行程 L =50mm；快进快退 的速度为 V 快 =6mmin；工进速度为 V =0.45mmin； 加速减速时间 t =0.2s ,静摩擦系数 f =0.2,动摩擦系数 df =0.1 ；该动力滑台采纳水平放置的平导轨,动力滑台可以任意停止二,负载与运动分析（1）, 工作负载：F =3000N （2）, 摩擦负载：摩擦负载即为导轨的摩擦阻力静摩擦阻力： Ffs=dff0G=2

3、000N 动摩擦阻力： Ffd =G=1000N （3）,惯性负载： Fa = G v =510N g t4, 运动时间快进： 1 t = L 1 =1s V 1工进： 2 t = L 2 =6.7s V 2快退：t = L 1 L 2 =1.5s V 3设液压缸的机械效率 cm =0.9 ,得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力,如表 1,所示表 1,液压缸各阶段的负载和推力工况负载组成液压却负载液压缸 推理启动F=FfsF/N F0/cm /N 20000 2222 2 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 加速F=

4、Ffd +Fa 1510 1678 快进F=Ffd 1000 1111 工进F=Ffd +FT 31000 34445 反向启动F= Ffs 2000 2222 加速F=Ffd +Fa 1510 1678 快退F=Ffd 1000 1111 三, 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公斤时负载最大,在其他情形负载都不太高,参考表 2 和表 3,初选液压缸的工作压力 1p =4MPa； 2 ,运算液压缸主要尺寸 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式差动 液压缸（ A1=2A2）,快进时液压缸差动连接；工进时为防止钻通时负载突然 消逝发生前冲现象,液

5、压缸的会有腔应有背压,参考表 4 选此背压为p =0.4MPa；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由式P1A 1P2A2=F得cmA =cmFp 2= 0.9344456 10 =10 22 mp 140 .4224 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 就活塞直径 D=4A =4102m=0.113m=113mm 参考表 5 及表 6 得 d0.71D=80 圆整后取标准数值D=120mm,d=80mm 由此球的液压缸两端的有效面积为

6、2 2A = D =4 .0 412 m 2= 113 10 4m 22 2 2 2 2 4 2A =4 d =4 0 . 12 0 8. m = 49 10 m依据运算出的液压缸尺寸,可算出液压缸在工作循环中各阶段压力,表 7 液压缸在各阶段的压力,流量和功率值快启动推力回油腔压力进油腔压力输入流量输 入功率运算公式qFo/ 力P /MPaP1/MPa 1033 m /sP/MPa P1=F0A 2P- 2222 - 0.73 - 进加速1678 P1P0.65 - - A 2A 1q= A1A V 1工恒速1111 P1P0.56 0.60 0.36 P=p q0.0085 0.048 3

7、4445 0.4 5.69 P1=F0P 2A 2进A 1快启动2222 - 0.45 - - q=A 1V2 P=p1P1=F0P 2A 1进加速1678 0.5 1.00 - - A 2q=A 2V3恒速1111 0.5 0.88 0.049 0.43 P=p1q注：P为液压缸差动连接时,回油口之间的缺失取P=0.5MPa四,拟定液压系统的工作原理图5 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为了保证快进快退速度相等,并减小液压泵的流量规格,拟选用差动连接回路； 快进：按下启动按钮,三位五通电磁换向阀 状态,这时的主

8、油路是：5 1YA 通电,左位进入工作进油路：滤油器 1变量泵 2单向阀 3管路 4电磁换向阀 5 的 P口到 A口管路 10.11 行程阀 17管路 18缸 19 左腔 回油路：缸 19 右腔管路 20电磁换向阀 5 的 B口到 T 口油路 8单向阀 9油路 1行程阀 17管路 18缸 19 左腔 这时形成差动连接回路； 由于快进时, 滑台载荷较小, 同时进油可以进过阀门 17 直通油缸左腔,系统中压力较低,所以变量泵 速前进实现快进；工进2 输出流量大,动力滑台快在快速行程终止时,花台上的挡铁压下行程阀 17,行程阀上位工作,使油路 11 和 18 断开,电磁铁 1YA连续通电, 电磁换向

9、阀 5 左位仍在工作, 金右路必需经调速阀12 进入液压缸左腔,与此同时,系统压力上升,将液控次序阀77 打开,并关闭单向阀9,使液压缸实现差动连接的油路切断,回油经次序阀和背压阀 6 回到油箱,这时的主油路：进油路：滤油器 1变量泵 2单向阀 3电液动换向阀 5 的 P 口到 A 口管路 10调速阀 12油路 18液压缸 19 左腔回油路：缸 19 右腔油路 20电液动换向阀 序阀 7背压阀 6油箱5 的 B 口到 T 口管路 8顺由于工作进给时油压上升, 所以变量泵 2 的流量自动减小,动力滑台做工作进给,进给量大小可以用调速阀 12 调剂死挡铁停留当动力滑台工作进给终了碰上死挡铁台,液压

10、缸停止不动,系统的压力进一步上升,达到压力继电器 时,再发出电信号,使滑台退回快退15 的条顶压力值时,经过时间继电器的延时间继电器发出信号后, 2YA通电,1YA关电；电磁换向阀 5 右位工 作,这时的主油路是：进油路：滤油器 1变量泵 2单向阀 3油路 4换向阀 5 的 P口到 B口油路 20缸 19 的右腔 回油路：缸 19 的左腔油路 18单向阀 16油路 11电磁换向阀 t 的 A 口到 T 口油箱原位停止当动力滑台退回到原始位置时,挡块压下行开关,这时 1YA,2YA 都断电,电磁换向阀 5 处于中位, 动力滑台停止运动, 变量泵 2 输出油液压力升 高使泵的流量自动减至最小注,

11、p 为液压缸差动连接时, 会有口到进油口之间的缺失, 取 p =0.5MPa6 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 拟定液压系统原理图五, 运算和挑选液压件（1）运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,由表面可知,液压缸在工进时工作压力最大,最大工作压力为p =5.69MPa,如在调速阀进口节流调速回路中,选取进油路上的总压力缺失 p .0 6 MPa,考虑到压力继电器的牢靠动作要求P 0 6. MPa,就小流量的最高工作压力估算为：Pp 1 P1 p + Pe=（5.69+0.6+0.5 ）M

12、Pa=6.79MPa 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 =1.00MPa,比快进时大；考虑到快退时进油不通过调速阀,故其进油路压力缺失比前者小,现取进油路上的总压力缺失P =0.3MPa,就大流7 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 量的最高工作压力估算为Pp2p +P =1.30MPa （2）运算液压泵的流量由表面可知,油源向液压缸输入的最大流量为0 . 641033 m/s,如取回路泄漏系数 K=1.1,就 泵的总流量为q pKq1=1 . 10 6.1032 m/

13、s=.0 661033 m/s=40L/min（3）确定液压泵的规格和电动机的功率 依据以上压力和流量数值查产品样本,其效率为 0.7 选定限压式变量泵： YBP-40,该液压泵排量为 40ml/r ,当液压泵转速为 1025r/min 时,液压泵理论流量为 41 L/min ,取液压泵容积效率 p =0.9 ,就,液压泵的实际输出流量为：q = 40 1025 0 9. =36.9L/min 1000差液压缸工况图可知, 液压缸快退时, 所需功率最大； 液压泵工作压力为1.3MPa,流量为 36.9L/min ；就驱动电动机功率为：式中,P 电=ppq p=1 .3369.=1142W=1.

14、2KW p600 .7p为液压泵总效率,取p=0.7 查电动机手册选 Y100-6 型电动机（4）挑选掌握元件掌握元件的规格应依据系统最高工作压力和通过该阀的最大流量,在标准元件的产品样本中选取5方向阀：按 P= 78 10 Pa,q=18 L/min 选 35DY-63BYZ 5单向阀：按 P= 68 10 Pa , q=36 L/min 选 I-40B 5调速阀：按工进最大流量 q=14.1 L/min ,工作压力 P= 68 10 Pa ,工作5压力 P= 68 10 Pa 选 Q-10B 5背压阀：调至 P= 68 10 Pa ,流量为 q=14.1 L/min 选 B-15 次序阀：

15、调至 P= 68 10 5 Pa , 保证快进的不打开； q=14.1L/min 选 22C-25B 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 行程阀：按 P= 18 7.5 10Pa,q=18 L/min 选 22C-25B （5）油管及其他帮助装置的挑选查 JB827-66 钢管公称通径、外径、壁厚、连接螺纹及举荐流量表；在液压泵出口,按流量40 L/min ,查表取管路通径为 15 在液压泵入口取 15；其余按 18 L/min ,查表取 8 油箱的容量一般去泵流量的 3 到 5 倍,本次取 4 倍,有效容积Vt

16、 4 q 4 40 160 L六,液压系统的性能验算在绘制液压系统的装配管路图后,简洁,所以该项验算略可进行压力缺失验算, 由于该液压系统较由于本系统的功率小,又采纳限压式变量泵,效率高,发热少,所以取油箱容积较大,故不必进行系统温升验算参考文献：中国机械工业训练出协会组编务 .液压与气动传动 .北京：机械出版社,2001 肖龙,陆立颖等主编 .液压与气动传动 .北京：冶金公业出版社,1998 何存兴主编 .液压与气动传动 .武昌：华中科技高校出版社,2000 北京有色冶金设计讨论总院 .机械设计手册（第四版）.北京：化学工业出版社,2002 陈奎生,液压与气动传动 . 武汉：武汉理工高校出版社,2001 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页