课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统

课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 目录 引言1 第一章明确液压系统的设计要求2 第二章负载与运动分析3 第三章负载图与速度图的绘制5 第四章确定液压系统主要参数6 4、1 确定液压缸工作压力.6 4、2 计算液压缸主要结构参数.6 4、3 绘制液压缸工况图.8 第五章液压系统方案设计9 5、1 选用执行元件.9 5、2 速度控制回路的选择.9 5、3 选择快速运动与换向回路.10 5、4 速度换接回路的选择.10 5、5 组成液压系统原理图.11 5、5 系统图的原理.12 第六章液压元件的选择15 6、1 确定液压泵的规格与电动机功率.15 6、2 确定其它元件及辅件.16 6、3 主要零件强度校核.18 第七章液压系统性能验算20 7、1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值.20 7、2 油液温升验算.21 设计小结23 参考文献24 课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 引言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用 ,而且越先进的设备,其应用 液压系统的部门就越多。 液压传动就是用液体作为来传递能量的 ,液压传动有以下优点:易于获得较大 的力或力矩,功率重量比大,易于实现往复运动,易于实现较大范围的无级变速 ,传 递运动平稳,可实现快速而且无冲击 ,与机械传动相比易于布局与操纵 ,易于防止 过载事故,自动润滑、元件寿命较长,易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就就是用液压介质来传递能量 ,而液压介质的能量就是 由其所具有的压力及力流量来表现的。 而所有的基本回路的作用就就是控制液压 介质的压力与流量,因此液压基本回路的作用就就是三个方面:控制压力、控制流 量的大小、 控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大 类:压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 第一章明确液压系统的设计要求 设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统(含图)。动力滑台的 工作循环就是:快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下: 切削力 Ft=20000N,移动部件总重力 G=10000N,快进行程 l1=100mm,工进行程 l2=50mm,快进快退的速度为 4m/min,工进速度为 0、05m/min;加速、减速时间Δ t=0、2s,静摩擦系数 fs=0、2,动摩擦系数 fd=0、1。该动力滑台采用水平放置的平 导轨,动力滑台可在任意位置停止。 课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 第二章负载与运动分析 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。 因工作部件就是卧式放置,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、惯性负载与机械摩擦阻力负载,其她负载可忽略。 (1)工作负载F W 工作负载就是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载,对于金 属切削机床液压系统来说,沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载,即 F t 12700N (2)阻力负载F f 阻力负载主要就是工作台的机械摩擦阻力,分为静摩擦阻力与动摩擦阻力两 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F fs  0.220000  4000N 动摩擦阻力F fd  0.120000  2000N (3)惯性负载 最大惯性负载取决于移动部件的质量与最大加速度,其中最大加速度可通过 工作台最大移动速度与加速时间进行计算。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 4、5m/min,因此惯性负载可表示为 v200007 Fm mN 1585.68N t9.81600.15 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=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 载力与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) 工况 启动 加速 快进 工进 负载组成负载值 F/N 4000 3585、68 2000 14700 推力 F/w/N F  F fs F  F fd  F m F  Ffd 4444、44 3984、08 2222、22 16333、33F  F fd  F t 课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 反向启动 加速 快退 制动 F  F fs F  F fd  F m F  Ffd 4000 3585、68 2000 414、32 4444、44 3984、08 2222、22 460、36F  F fd  F m 课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 第三章负载图与速度图的绘制 根据负载计算结果与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,已知快进与快退速度v 1  v 3  7m/min、快进行程 L1=400-100=300mm、工 进行程 L2=100mm、快退行程 L3=400mm,工进速度v2 50mm/min。 快进、工进与快退的时间可由下式分析求出。 L 1 300103  2.57s快进t 1  7 v 1 60 L 2 100103 120s工进t 2  0.05 v 2 60 快退t 1  l 1 l 3 60300 60400 s  6s  v 1 v 3 71000 71000  根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图(F-t)如图 1(b),速度循环图如图 1(c)所示。 图 1 速度负载循环图 a)工作循环图 b)负载速度图 c)负载速度图 课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统 第四章确定液压系统主要参数 4、1 确定液压缸工作压力 由表 2 与表 3 可知,组合机床液压系统在最大负载约为 17000 N 时宜取 3MP。 表 2 按负载选择工作压力 负载/ KN 工作压力/MPa 50 ≥5 0、8~11、5~22、5~3 表 3 各种机械常用的系统工作压力 机 床 机械类型 磨床组合 机床 工作压力/MPa0、8~23~5 龙门 刨床 2~88~10 拉床 农业机械 小型工程机械 建筑机械 液压凿岩机 10~18 液压机 大中型挖掘机 重型机械 起重运输机械 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A 1 就是有杆腔工作面积A 2 两倍的形式,即活塞杆直径 d与缸筒直径D呈d