1、液壓課程設計說明書題目臥式單面多軸鉆孔組合機床系、專業 裝備制造分院機械設計制造及其自動化班級學號08101228學生姓名 鄭 天恩指導教師張 福2010年06月04日沈陽理工大學應用技術學院目錄 TOC o 1-5 h z 任務書 1計劃書 3緒論4 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document .工況分析 5 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document .擬定液壓系統原理圖8 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document .液壓系統的計算和選擇液壓元件8 HYPERLINK

2、l bookmark22 o Current Document 液壓缸主要尺寸的確定 8確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規格 9液壓閥的選擇 10確定管道尺寸 10 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 液壓油箱容積的確定 10 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document .液壓系統的驗算 10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 壓力損失的驗算 11系統溫升的驗算 1112 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 參

3、考文獻 12總結液壓課程設計任務書班級： 081012姓名： 鄭天恩 學號： 28一.設計題目：設計一臺臥式單面多軸鉆孔組合機床液壓系統,要求完成工件的 定位與加緊，所需火緊力不得超過3000N機床快進、快退的速度約為4.5m/min, 工進速度可在20-100mm/min范圍內無極調速，快進行程為 150mm工進行程為 40mm最大切削力為30000N,運動部件總重量為11000N,加速（減速）時間為 0.1s ,采用平導軌，靜摩擦系數為0.2 ,動摩擦系數為0.1。二.課程設計目的本課程設計是學生在學完液壓與氣動技術基礎專業課程，進行的一個綜合性和實 踐性很強的教學環節，學生通過課程設計，

4、能綜合運用所學基本理論以及學到的 實踐知識進行的基本訓練，掌握液壓系統設計的思維和方法，專用元件和通用元 件的參數確定。通過給定設計題目，初步掌握確定壓力，進行缸的主要參數的初 步確定，按系列要求確定缸體和活塞桿的直徑。 然后確定其他元件的參數，最后 進行效核。通過液壓課程設計，提高學生分析和解決實際液壓問題的能力，為后續課程的學習及今后從事科學研究，工程技術工作打下較堅實的基礎。三.課程設計內容（一）對題目進行分析，初步計算確定缸體和活塞的直徑（二）繪制液壓缸裝配圖（2A）（三）1個零件圖（3A）（四）繪制液壓原理圖（五）說明書一份四.課程設計的基本要求（一）課程設計要求.要有勤于思考、刻苦

5、鉆研的學習精神和嚴肅認真、 一絲不茍、精益求精的態度。.學生必須獨立完成設計任務，嚴禁抄襲、剽竊他人成果或找人代做等行為，一 經發現，按舞弊行為論處。.掌握相關課程的基本理論與基本知識，概念清楚，設計計算正確，結構設計合 理，實驗數據可靠，軟件程序運行良好，繪圖符合標準，說明書撰寫規范。.課程設計期間學生的考勤與紀律按學校有關規定執行。要嚴格遵守學習紀律， 遵守作息時間，不得遲到、早退和曠課。因事、因病不能參加設計，需履行請假 手續，否則按曠課論處。.課程設計期間要愛護公物、搞好環境衛生，保證設計 （實訓I）場所整潔、文明、 安靜。嚴禁在設計場所嬉戲或開展其他休閑娛樂活動。（二）通過本課程設計

6、，應使學生在以下幾方面得到鍛煉：.能正確地理解和應用液壓知識解決實際問題，進行簡單的系統計算。.學會使用手冊及圖標資料.掌握與本設計有關的各種資料的名稱及用途，做到熟 練運用。.學生獨立完成設計任務內容，利用計算機進行輔助設計.設計資料符合國家有關 標準。（三）在規定時間內應完成以下任務：.裝配圖（規格A2）.零件圖1張（規格A3圖紙） TOC o 1-5 h z 設計說明書一份(參見說明書寫格式)繪制液壓原理圖一張(A3).設計資料裝訂格式：(1)設計說明書封面(見設計說明書封面樣板)(2)設計任務書(3)目錄(4)設計說明書(5)總結五 . 成績評定內容.成績評定應綜合以下因素：設計說明書

7、及設計圖紙的質量，獨立工作能力及設計過程的表現。各部分評分權重由系及教研室確定。.課程設計的成績分為優秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，評為優秀的學生人數一般不超過20%，優良的比例一般不超過40%。.五級評分制的評定標準優秀： 能獨立完成課程設計工作， 方案先進， 計算正確， 設計符合規范要求， 說明書敘述透徹，圖面整潔，體現一定的創新能力。設計過程中表現好，無違紀 現象。良好： 能獨立完成課程設計工作， 方案合理， 計算正確。 設計符合規范要求， 說明書敘述清楚，圖面清晰。設計過程中表現較好，無違紀現象。中等： 能完成課程設計工作， 達到要求， 計算基本正確， 設計符合規范要求， 說明

8、書敘述比較清楚，圖面基本清晰。設計過程中表現較好，無違紀現象。及格：能完成課程設計工作，基本達到要求，計算基本正確，設計符合規范要求，說明書敘述基本清楚，圖面基本清晰。設計過程表現一般，無違紀現象。不及格：課程設計達不到基本要求；說明書敘述不清楚。六 .課程設計的時間課程設計一周時間集中安排, 每人一題。先計算確定缸的尺寸后繪制裝配圖和零件圖。最后寫說明書。.課程設計目的本課程設計是學生學完液壓與氣動技術基礎專業課程之后進行的一個綜合性 和實踐性很強的教學環節，學生通過課程設計 ，能綜合運用所學基本理論以及學 到的實踐知識進行的基本訓練，掌握液壓系統設計的思維和方法，專用元件和通 用元件的參數

9、確定。通過給定設計題目，初步掌握確定壓力，進行缸的主要參數 的初步確定，按系列要求確定缸體和活塞桿的直徑。然后確定其他元件的參數，最后進行效核。通過液壓課程設計，提高學生分析和解決實際液壓問題的能力,為后續課程的學習及今后從事科學研究和工程技術工作打下較堅實的基礎。.課程設計內容（一）對題目進行分析，初步計算確定缸體和活塞的直徑（二）繪制液壓缸裝配圖（2A）（三）1個零件圖（3A）（四）液壓原理圖一張（五）說明書一份.課程設計的時間課程設計一周時間集中安排，每人一題。時間安排如下：周1周2周3周4周五計算確定制直徑裝配圖繪制零件圖繪制液壓回路設計說明書沈陽理工大學應用技術學院機械工程系機制教研

10、室2010 年5月28日1.工況分析如圖1.5所示，然后計算各首先根據已知條件，繪制運動部件的速度循環圖，階段的外負載并繪制負載圖。液壓缸所受外負載F包括三種類型，即F=Fw+Ff+FaFw為工作負載，對于金屬切削機床來說，即為沿活塞運動方向的切削力，在本 例中為30000NF a-運動部件速度變化時的慣性負載；Ff-導軌摩擦阻力負載，啟動時為靜摩擦阻力，啟動后為動摩擦阻力，對于平導軌可出下式求得Ff=f ( G+Fn)G-運動部件動力；F Rn-垂直于導軌的工作負載，事例中為零f-導軌摩擦系數，本例中取靜摩擦系數 0.2,動摩擦系數0.1。求得：F fs=0.2 X11000N=2200NF

11、 fa=0.1 X11000N=1100N上式中Ffs為靜摩擦阻力，Ffa為動摩擦阻力。Fa=(G/g) X ()g-重力加速度;t-加速度或減速度，一般 t=0。010.5sv-At時間內的速度變化量。在本例中F a= (11000/9.8 ) X (4.5/0.1 X 60) =842N根據上述計算結果，列出各工作階段所受的外負載(見表 1.4),并畫出如圖1.5所示的負載循環圖Fa=(G/g) X ()圖1.1速度和負載循環圖表1.4工作循環外負載F (N)工作循環外負載F (N)啟動、加速F=Ffs+Fa3042工進F=Ffs+Fw31100快進F-Ffa1100快退F=Ffa1100

12、2擬定液壓系統原理圖(1)確定供油方式考慮到該機床在工作進給時負載較大，速度較低。而在快進、快退時負載較小， 速度較高。從節省能量減少發熱，泵源系統宜采用雙泵或變量泵供油。 現采用帶 壓力反饋的限壓式變量泵。(2)調速方式的選擇在中小型專用機床的液壓系統中，進給速度的控制一般采用節流閥或調速閥。根據銃削類專用機床工作時對低速性能和速度負載特性都有一定要求的特點，決定采用限壓式變量泵和調速閥組成的溶劑節流調速。這種調速回路具有效率高發 熱少和速度剛性好等特點，并且調速閥裝在回油路上，具有承受負載切削力的作 用。(3)速度換接方式的選擇本系統采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結構簡單，調節行程

13、比較方便，閥的安裝也比較容易，但速度換接平穩性差。若要提高系統換接的平穩 性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。(4)加緊回路選擇用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應采用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調節和當進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節流閥調速和單向閥保壓。 在回路中還裝有減壓 閥，用來調節火緊力的大小和保持夾緊力的穩定。最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可合成圖1.2所示的液壓系統原理圖。7YA717695工委快進快退12竹BP8|-0窗.2液壓系統原理圖3.液壓系統的計算和選擇液壓元件3.1液壓缸主要尺寸的確定1 ）工作壓力p的確定

14、。工作壓力p可確定根據負載大小及機器的類型來初 步確定，表1.1取液壓缸工作壓力為4MPa2 ）計算液壓缸內徑D和活塞桿直徑do有負載圖知最大負載F為31100N按表1.2可取P2為0.5Mpa, *m為0.95,考慮到快進、快退速度相等，取 d/D為0.7 o將上數據代入式可得D=4 F3.14父 pM105 M“ M1 -p2 1 -(d/D)2P4 3110053.14 40 105 0.95 152401-(07) =105mm根據指導書表2.1 ,將液壓缸內徑圓整為標準系列直徑 D=110mm活塞桿直徑d,按d/D=0.7及表2.2活塞桿直徑系列取d=80mm按工作要求夾緊力由兩個夾

15、緊缸提供，考慮到夾緊力的穩定，夾緊缸的工作壓力應低于進給液壓缸的工作壓力，先去夾緊缸的工作壓力為3.5MPa,回油背壓力為零，”5為0.95,可得4 3000D= 5=33.9mm TOC o 1-5 h z ,3.14 35 100.95按表2.1及2.2液壓缸和活塞桿的尺系列，取夾緊液壓缸的D和d分別為40mnR 28mm按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩定速度，由式可得 5qmin 0.05 1022Almn =cm=25cmvmin2本例中調速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節流腔有效工作面積應選取液 壓缸由桿腔的實際面積，即A=-(D2 -d2)(112 -82)cm=45cm244可見上

16、述不等式能滿足，液壓缸能達到所需低速。3)計算在各工作階段液壓缸所需的流量q 快進二三d2v快進=父(8父10二)2 x 5=22.6 x 10-3m/min=22.6L/min44q工進二工D2v進工=三父0.112X0.1=0.95 x 10-3m/min=0.95L/min44q 快退二色(D2 d2)v快退=父(0.112 0.082)父 4.5=20X 10-3nm/min=20L/min44q 夾=D夾2v夾=土父 0.042 父20 M 10工父60 =1.51 x 10-3m3/min=1.51L/min443.2確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規格1)泵的工作壓力的確定考慮到

17、正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為Pp=Pi+EApPp液壓泵最大工作壓力；P1-執行元件最大工作壓力三p一進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統可取0.20.5MPa,復雜系統取0.51.5MPa,本題取0.5MPap P=p1+Z2A P= (4+0.5) =4.5MPa上述計算所得的Pp是系統的靜態壓力，考慮到系統在各種工況的過渡階段出 現的動態壓力往往超過靜態壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽 命，因此選泵的額定壓力 Pn應滿足Pn (1.251.6) Ppb中低壓系統取小值， 高壓系統取大值。在本題中 Pn=1.3 Pp=5.85MPa。2 )泵的流量確

18、定液壓泵的最大流量應為qp Kl( Eq) minqp液壓泵的最大流量；(Eq) min同時動作的各執行元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 23L/ min；KL一系統泄露系數，一般取 KL=1.11.3,現取KL=1.2qpKL( Eq) min=1.2 x 45L/min=54L/min3)選擇液壓泵的規格，根據以上算得的pq和qp,再查閱有關手冊，現選用YBX-16 限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數為：每轉排量16mL/r,泵的額定壓力6.3MPa, 電動機轉速1450r/min ,容積效率0.85 ,總效率0.7。液壓閥的選擇本液壓系統可采用力

19、士樂系統或 GE系列的閥。方案一：控制液壓缸部分選用 力士樂系列的閥，其夾緊部分選用疊加閥。方案二：均選用GE系列閥。根據所擬定的液壓系統圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規格。選定的液壓元件如表1.5所示。表1.5液壓元件明細表在舁 廳P元件名稱通過流里/L - min型 號1過濾器24XU-B32X100 12變量葉片泵24YBX-163壓力表KF3-EA10B4三位四通電磁閥2034EF30-E10B5二位三通電磁閥2023EF3B-E10B16單向行程調速閥20AQF3-E10B7減壓閥9.4JF3-10B8壓力表KF3-EA10B9單向閥9.4AF3-EA10B10二位四通電

20、磁閥9.424EF3-E10B11壓力繼電器9.4DP1-63B12單向節流閥9.4ALF-E10B3.4確定管道尺寸油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流 速進行計算。本系統主油路流量為差動時流量q=40L/min ,壓油管的允許流速取u=4m/s,內徑d為d=4.6q- =4.6- =15.4mm若系統主油路流量按快退時取 q=20L/min,則可算得油管內徑d=10.3mm。綜合諸因素，現取油管的內徑d為12mm吸油管同樣可按上式計算(q=24L/min、v=1.5m/s),現參照YBX-16變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內 徑d為28mm液壓油箱容積的確定本

21、題為中壓液壓系統，液壓油箱有效容積按泵的流量的57倍來確定，現選用容量為400L的油箱。4.液壓系統的驗算-已知該液壓系統中進、回油管的內徑均為12mm,各段管道的長度分別為：AB=0.3m, AC=1.7mm, DE=2mm .選用L-HL32液壓油，考慮到油的最低溫度為 15c ,差得15c時該液壓油的運動粘度 v=150cst=1.5cm2/s,油的密度P =920kg/m3壓力損失的驗算)工作進給時進油路壓力損失。運動部件工作進給時的最大速度0.1m/min,進給時的最大流量為0.95L/min,則液壓油在管內流速v1為v1 =得=4 0.95 103 =840cm/min=14.01cm/s .4d23.14 1.22管道流動雷諾數Re1為R尸吧. 14.01 x.2 =112Re1 10/60 X 10-2X 10-3=