轴卧式钻孔专用机床液压系统设计课程设计.doc

机电工程系液压与气压传动课程设计题目：四轴卧式钻孔专用机床液压系统设计 专业： 机械设计制造及自动化班级：姓名：学号：指导教师：目录一、分析负载31.1外负载 31.2惯性负载 31.3阻力负载 3二、确定执行元件主要参数42.1确定执行元件主要参数 4三、设计液压系统方案和拟定液压系统原理图53.1设计液压系统方案 5设计内容 6设计说明及计算过程 6备注 63.2选择基本回路 63.3将液压回路综合成液压系统 8四、选择液压元件104.1液压泵 104.2阀类元件及辅助元件 114.3油管 124.4油箱 12五、验算液压系统性能135.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 135.2验算油液温升 15设计小结 16参考文献 16感想 16液压与气压传动课程设计任务书一、主要任务与目标任务：四轴卧式钻孔专用机床液压系统设计 钻孔动力部件质量m=200kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力Fe=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1500mm，其中，工进长度为50mm，快进、快退速度为75mm/s,工进速度为1.67mm/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住目标：通过本题目的课程设计，使学生对所学的《液压与气压传动》课程知识有一个全面深刻的认识，熟悉液压系统设计的基本方法和过程；提高学生的动手能力和工程实践能力二、主要内容（1）熟悉设计任务，明确设计及目标2）根据设计要求和已学过的设计流程，拟定系统工作原理图3）计算各元件的参数并验算4）元件选型5）编制文件，绘制速度、负载图谱三、工作量要求完成规定的任务，总字数3000～4000字四、时间要求本课程设计于2010-6-15前完成设计内容设计说明及计算过程备注 一、分析负载 1.1外负载 由已知可得钻削力Fg=1600N 1.2惯性负载 机床工作部件总质量m=2000kg 导轨为矩形，启动、制动时间为t=0.5s 快进、快退速度为 1.3阻力负载 查表8-2得 静摩擦阻力为动摩擦阻力为液压缸在个工作阶段的负载 如表6-1 已知 ηw=0.9工况计算公式外负载（F1)工作负载F=F1/ηw启动F1=Ffs29403267加速F1=Ffd+Fm22602513快进F1=Ffd19602178工进F1=Ffd+Fg1796019956反向启动F1=Ffs29403267反向加速F1=Ffd+Fm22602513后退F1=Ffd19602178已知快进、快退的速度 为75mm/s,工进速度为1.67mm/s，工进长度50mm 行程150mm。

由已知条件和上表数值绘制速度图、负载图如下图（图6-1,图6-2）设计内容设计说明及计算过程备注 二、确定执行元件主要参数 负载图6-1 速度图6-2 2.1确定执行元件主要参数 由表6-1可知机床最大负载 查表8-7 8-8得液压系统取工作压力 d=0.707D =/=2查表8-3得液压缸回油路背压d=0.707D=0.0707m 圆整D=0.1m d=0.07mD为缸筒直径d为活塞杆直径，A1为无杆腔的工作面积，A2为有杆腔的工作面积设计内容设计说明及计算过程备注 三、设计液压系统方案和拟定液压系统原理图由此求的液压缸两腔的实际有效面积为经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求 3.1设计液压系统方案 根据D d 估算压力、流量、功率 如表6-2工况负载F/N回油腔压力P2/Mpa进油腔压力P1/Mpa输入油量q×10-3/m3s-1输出功率P/kw计算公式快进（差动）启动326700.852——P1=(F+A2ΔP)/(A1-A2)q=（A1-A2)v1P=p1q加速2513P1+ΔP（ΔP=0.3Mpa）0.656——恒速21780.560.28850.162工进199560.62.800.0130.0332P1=(F+P2A2)/A1q=A1v2P=p1q快退启动326700.825——P1=(F+P2A1)/A2q=A2v3P=p1q加速25130.61.61——恒速21781.520.30030.457在这个液压系统的工作循环中，快进加快退的时间t1，工进所需的时间t2分别为设计内容设计说明及计算过程备注三、设计液压系统方案和拟定液压系统原理图， 因此从提高系统效率、节省能量的角度来看 应采用两个适宜的液压泵自动两级并联供油的油源方案。

如图下图6-3 图6-3 3.2选择基本回路 由于不存在负载对系统做功的工况也不存在负载制动过程，故不需要设置平衡及制动回路但必须有快速运动、换向、速度换接以及调压、卸荷等回路 确定换向方式为了满足工作台在任意位置停止，液压缸差动连接采用滑阀机能为 Y 型的三位五通电磁换向阀如下图6-4） 选择工作进给油路 为了实现工进时液压缸回油腔油液能经换向阀左位流回油箱；快进时液压缸回油腔油液能经换向阀左位流入油腔以及防止高压油液倒流在回油路上设置一只液控顺序阀一只单向阀如下图6-5）设计内容设计说明及计算过程备注 三、设计液压系统方案和拟定液压系统原理图 图6-4 图6-5 确定快进转工进方案 为了使快进平稳的转换为工进，采用行程换向阀使快进转工进（如图6-6）设计内容设计说明及计算过程备注三、设计液压系统方案和拟定液压系统原理图 图6-6 选择调压和卸荷回路 油源中有溢流阀（见图6-3），调定系统工作压力，因此调压问题已在油源中解决，无需另外设置调压回路。

在图6-3所示的双液压泵自动两级供油的油源中设有卸荷阀，当滑台工进和停止时，低压、大流量液压泵都可以经此阀卸荷由于工进在整个循环周期占了绝大部分时间，且高压、小流量液压泵的功率较小，故可以认为卸荷问题已基本解决，就不需要在设置卸荷回路 3.3将液压回路综合成液压系统 把上面选出的各种液压回路组合画在一起，就可得到一张下图6-7所示的液压系统原理图设计内容设计说明及计算过程备注三、设计液压系统方案和拟定液压系统原理图 图6-7设计内容设计说明及计算过程备注 四、选择液压元件 4.1液压泵液压缸在整个工作循环中的最大压力为2.54Mpa，如果进油路上的压力损失为0.8Mpa，为使压力继电器能可靠地工作，取其调整压力高出系统最大工作压力0.5Mpa，则小油量液压泵的最大工作压力应为大流量液压泵在快进、快退运动时才才向液压缸输油，由表6-2可知，快退时液压缸的工作压力比快进时大，如取进油路上的压力损失为0.5Mpa，则大流量液压泵的最高工作压力为由表6-2可知，两个液压泵应向液压缸提供的最大流量为17.31L/min，因系统较简单，取泄漏系数KL=1.1,则两个液压泵的实际流量应为由于溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min，而工进时输入液压缸的流量为0.78L/min，由小流量液压泵单独供油，所以小液压泵的流量规格最少应为3.78L/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PV2R12-6/19型双叶片液压泵其小液压泵和大液压泵的排量分别为6ml/r和19ml/r,当液压泵的转速np=940r/min时该液压泵的理论流量为23.5L/min，若取液压泵的容积效率，则液压泵的实际输出流量为 =[(6+19)×940×0.9/1000]L/min=(5.1+16.1)L/min=21.2L/min由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为2.02Mpa、流量为21.2L/min按表8-13去液压泵的总效率ηp=0.75，则液压泵的电动机所需的功率为设计内容设计说明及计算过程备注 四、选择液压元件根据此数据值查阅电机产品样本选取Y100L-6型电动机，其额定功率Pn=0.95KW，额定转速nn=940r/min4.2阀类元件及辅助元件根据阀类元件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，可选出这些液压元件的型号及规格见表6-3,表中序号与图6-7的元件标号相同编号元件名称估计通过流量L/min额定流量L/min额定压力Mpa额定压降Mpa型号规格1、2双联叶片泵 —（5.1+16.1）17.5—PV2R12-6/19VP=(6+19)ml/r9三位五通电磁阀608016<0.535DYF3Y-E10B12溢流阀506316-YF3-E10B7a 7b7c行程阀调速阀单向阀500.560 630.07～50 63161616<0.5-<0.2AXQF-E10B单向行程调速阀3液控顺序阀56316<0.3XF3-E10B4液控顺序阀256316<0.3XF3-E10B5背压阀0.36316-YF3-E10B10、11、6单向阀256316<0.2AF3-Ea10BQmax=80L/min8压力继电器--10-HED1KA/1013滤油器3060-<0.2XU-63×80-J设计内容设计。