1、沈陽大學液壓課程設計（說明書） 目 錄目 錄摘要-1引言-21液壓系統原理圖的擬定-31.1設計任務-31.2選擇供油方式-31.3選擇調速方式-31.4回油路組合成系統-42. 設計計算-42.1運動情況分析-42.2初定系統壓力-73.液壓元件的計算和選擇-83.1液壓缸尺寸及其流量-83.2 液壓元件的選擇-11總結-13參考文獻-1414 沈陽大學液壓課程設計（說明書）摘要本文首先對液壓系統進行工況分析，通過分析計算，繪制速度、負載循環圖，初步選定液壓缸工作壓力，并計算液壓缸工作尺寸以及各階段流經液壓缸的流量；其次更具液壓系統供油方式、調速方式、速度換接方式以及回路的選擇擬定液壓系統圖

2、，并對系統工作狀態進行分析；再次通過對流通各元件的流量的計算，合理選擇液壓系統元件；最后通過對液壓系統進行性能分析，達到要求。組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉，由刀具作進給運動，也可實現某些回轉體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。組合機床未來的發展將更多的采用調速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產節拍；采用數字控制系統和主軸箱、夾具自動更換系統，以提高工藝可調性；以及納入柔性制造系統等。我國的液壓工業開始于上個世紀50年代，其產品最初應用于機床

3、和鍛壓設備，后來又用于拖拉機和工程機械。自1964年開始從國外引進液壓元件生產技術，同時自行設計液壓產品以來，我國的液壓件生產已經形成系列，并在各種機械設備上得到了廣泛的使用。目前，我過機械工業在認真消化，推廣從國外引進的先進液壓技術的同時，大力研制開發國產液壓元件新產品和經濟性能具有重要意義。 關鍵詞：液壓系統；回路；組合機床；液壓閥。引言組合機床是根據工件加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件的一種高效的專用機床。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，能完成鉆、擴、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及其他精加工工序。生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。組合機床的

4、通用部件的標準件的標準件約占70%-80%，這些部件是系列化的，可以進行批量生產，其余20%-30%的專用部件是由被加工的形狀，輪廓尺寸，工藝和工序來決定的。作為一種高效率的專用機床，組合機床在大批、大量機械加工生產中應用廣泛。液壓系統由于具有結構簡單、動作靈活、操作方便、調速范圍大、可無級連讀調節等優點，在組合機床中得到了廣泛應用。本次課程設計將以臥式組合機床動力滑臺液壓系統設計為例，介紹該臥式組合機床動力滑臺液壓系統的設計方法和設計步驟，其中包括組合機床動力滑臺液壓系統和工件夾緊與松開系統的工況分析、主要參數確定、液壓系統原理圖的擬定、液壓元件的選擇以及系統性能驗算等。液壓系統在組合機床上

5、主要是用于實現工作臺的直線運動和回轉運動，如圖1所示，如果動力滑臺要實現一次進給，則動力滑臺要完成的動作循環通常包括：夾緊®快進®工進®快退®松開。1液壓系統原理圖的擬定1.1設計任務設計一臺臥式組合機床，其液壓系統要完成的工作循環是：夾緊-快進工進快退松開。最大切削力10000N,工進能在（0.33-1.6）m/min范圍內進行無級調速。快進速度3.5m/min,機床啟動時間0.2s。運動件自重4000N，工進行程50mm。其余參數自定。 設計任務：1.繪液壓系統原理圖一張。2.繪液壓缸裝配圖一張。 3.設計說明書3000字。 1.2選擇供油方式該機床

6、在工作進給時負載較大，且速度較低，而在快進快退時負載較小，速度較高，從節省能量，較少發熱考慮，現采用變量葉片泵。 1.3選擇調速方式進給速度的控制一般采用節流閥，根據機床工作時對低速性能和速度負載特性都有一定的要求的特點，決定采用單向調速閥組成的節流調速回路。 1.4回油路組合成系統2.設計計算 2.1運動情況分析 2.1.1運動情況分析工作循環式：快進工進快退。 2.1.2負載計算：工作負載 =10000N靜摩擦阻力 =G*=0.24000N=800N動摩擦阻力 Ffd=G*=0.14000N=400N慣性負載 Fa=1190.48N表1 工作循環計算公式工況計算公式缸的負載F(N)缸的推力

7、F/CM （N）啟動800888.89加速1590.481767.19快進400444.44工進1040011555.56快退400444.44注：CM缸的機械效率 取CM=0.9靜摩擦系數取0.2 動摩擦系數取0.1 2.1.3繪制液壓缸負載圖和速度圖 速度圖已知數據 0.0583m/s，=50mm，共進速度為0.0055-0.0267m/s。 2.2初定系統壓力由液壓缸在各階段工作負載值表可知，該機床液壓系統的最大負載約為11555.56N，參考有關資料選擇工作壓力=3MPa。鑒于快進和快退的速度相等，液壓缸可選用檔案活塞式液壓缸，并在快進時采用差動連接，在這種情況下液壓缸的無桿腔工作面積

8、應該為有桿腔工作面積的2倍，即活塞桿的直徑d與缸筒直徑D的關系為d=0.7D。在工作時，液壓缸回路上必須有背壓，為防止滑臺突然前沖，根據資料取=0.6MPa，快進時液壓缸工作采用差動連接，但由于油管內有壓力降P的存在，有桿腔的壓力應該大于無桿腔的壓力，計算時取P=0.5MPa，快退時回油腔中有背壓，這時按0.5MPa估算。3.液壓元件的計算和選擇 3.1液壓缸尺寸及其流量 3.1.1液壓缸的尺寸根據 F/=得 得 A1=42.8cm² D=7.38cmd=0.7D=5.17cm按照國家標準可查的：D=8cm d=5.6cm表2 液壓缸內徑尺寸系列（GB2348-80）81012162

9、025324050638090100110125140160180200220250320400500630表3 活塞桿外徑系列（GB2348-80）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400無桿腔面積：=50.3cm²有桿腔面積：=25.64cm² 3.1.2求液壓缸的最大流量 表4液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作階段計算公式推力F（N）回油腔壓力P2（MPa）工作腔壓力P1（MPa）輸入流量q（L/min）輸入功率P（KW）快進啟動 888

10、.890 0.88 快進加速 1767.19 1.741.24 快進恒速 444.44 1.20 0.7 8.6310.205 工進11555.560.62.61.66-8.050.072-0.349快退啟動 888.890 0.35 快退加速 1767.190.5 1.67 快退恒速 444.440.5 1.15 8.974 - 注：1.差動連接時，液壓缸的回油口到進油口之間的壓力損失。 3.2 液壓元件的選擇 3.2.1選擇液壓泵與電動機液壓缸在整個工作循環中的最大工作壓力P1=2.6MPa，取進油路壓力損失為 p=0.5MPa，其中暴扣換向閥和油管與各遠見的連接處的壓力損失，即液壓缸的最

11、大工作壓力應滿足Pp=P1+p，即PpP1+p=2.6+0.5MPa=3.1MPa。注： Pp 液壓泵最大工作壓力； P1執行元件最大工作壓力； p進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統可取0.20.5MPa，復雜系統選取0.51.5MPa，本例中去0.5MPa。液壓缸在整個工作循環中的最大輸油量q=8.974L/min，系統泄漏等情況的保險系數K取1.1，故得到QP K（q）max=1.1×8.974L/min=9.87L/min。注：QP液壓泵最大工作流量 （q）max 同時動作的各個執行元件所需要的流量的和的最大值，如果這時溢流閥正在進行工作，尚需加溢流閥的最小流量23L/min

12、。 K系統漏油系數，一般取1.11.3。參照涌振液壓選取型號為VPVC-F12-A2-02A液壓泵。參數如下表:型號流量（L/min）最大壓力（bar）調壓范圍（bar）最大轉速(r/min)最小轉速（r/min）VPVC-F12-A2-02A127015-351800800驅動電動機功率不小于1.63KW。參照液壓傳動課程設計知道書選擇電動機型號為Y100L1-4,氣額定功率為2.2KW，額定轉速1430r/min。 3.2.2選擇液壓閥其它閥類及輔件見表序號名稱型號及規格1液壓泵VPVC-F12-A2-02A2電動機Y100L1-43溢流閥RF-G02-1-314調速閥FCG-03-30-

13、N-305壓力表G60LM-10-MP-106二位二通電磁換向閥ZQDF-32B7三位四通電磁換向閥34DFY-F10B8單向閥CL-T03-05-10 3.2.3液壓油箱容積的確定本例中液壓系統，取油箱的容量為200L的油箱。總 結本次設計所作的主要工作是組合鉆床的總體設計及其多軸箱設計。在設計過程中，主要進行了資料收集、零件工藝分析確定加工方案、組合機床總體設計、多軸箱設計、論文撰寫等工作。在設計的過程中，遇到了不少困難。但在老師和各位同學的積極幫助下，許多問題都得以順利解決。通過這次設計使自己的對知識掌握更加牢固。對液壓系統的設計過程和工作 情況有了一定的了解。 熟悉了液壓系統的各種元件

14、的工作原理和具體 的使用要求，以及在具體環境下的元件的選擇應該注意的一些問題。使自己在書本上所學到的知識在實踐中的到靈活運用，同時認識到了理論與實踐相結合的重要性。本組合機床類型為單工位雙面臥式鉆孔組合機床，加工效率較高，且多個孔一次走刀即加工成形，能夠較好的保證其位置精度。主軸箱、滑臺側底座、中間底座等均為標準件，可反復多次利用。因沒有進行過實地的工廠參觀，各類通用部件也因沒見過實物而沒有一個整體的印象，所以在進行中間底座、側底座等方面的選擇時，有選擇型號過大而造成浪費的現象出現。希望在以后的工作中，能多加改進，以設計出更合理、更實用、更簡便的產品。參考文獻1 張立平. 液壓傳動系統及設計.北京：化學工業出版社， 2005.2 楊培元.朱福元.液壓系統設計簡明手冊.北京:機械工程出版社，2004；3 李壯云，葛宜遠。 液壓元件與系統。北京：機械工業出版社 2004；4 姜繼海，高常識. 氣壓與液壓傳動 北京： 高等教育出版社， 2008；5 張利平. 液壓