1、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)姓名：儀忠山學(xué)號(hào)：246班級(jí)：10機(jī)械本科2班指導(dǎo)教師：谷曉妹達(dá)成日期：2012-12-29機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求臥式鉆、鏜組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式鉆、鏜組合機(jī)床液壓系統(tǒng)。該機(jī)床用于加工鑄鐵箱形零件的孔系，運(yùn)動(dòng)零件總重G=10000N，液壓缸機(jī)械效率為09，加工時(shí)最大切削力為12000N，工作循環(huán)為：“快進(jìn)工進(jìn)死擋鐵逗留決退原位停止”。行程長(zhǎng)度為，工進(jìn)行程為m。快進(jìn)和快退速度為s，工過(guò)速度范圍為310-4510-3ms，采納平導(dǎo)軌，啟動(dòng)時(shí)間為。要求動(dòng)力零件能夠手動(dòng)調(diào)整，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)安穩(wěn)、靠譜。設(shè)計(jì)要求：1）、繪制液壓原理圖。2）、設(shè)計(jì)液壓站和油

2、缸的裝置圖包含：泵、電機(jī)和閥的采納油箱、油缸、閥座的零件設(shè)計(jì)3）、課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份。設(shè)計(jì)起止時(shí)間2012年12月23日至2012年12月30日學(xué)生署名年代日指導(dǎo)教師署名年代日目錄第一章緒論4開(kāi)發(fā)背景及系統(tǒng)特色4第二章負(fù)載剖析4第三章負(fù)載圖和速度圖的繪制.5第四章液壓缸主要參數(shù)確實(shí)定.6第五章液壓系統(tǒng)的制定8液壓回路的選擇8液壓回路的綜合11第六章液壓元件的選擇11液壓泵11閥類元件及協(xié)助元件13油管和油箱13第七章液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算14驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失并確立壓力閥的調(diào)整值14油液溫升驗(yàn)算16第八章設(shè)計(jì)總結(jié)17參照文件17臥式鉆、鏜組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章緒論開(kāi)發(fā)背景及系統(tǒng)特色本

3、次課程設(shè)計(jì)將以組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，此中包含組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工況剖析、主要參數(shù)確立、液壓系統(tǒng)原理圖的制定、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗(yàn)算等。組合機(jī)床是以通用零件為基礎(chǔ)，配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用零件和夾具而構(gòu)成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采納多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的長(zhǎng)處，在大量、大量生產(chǎn)中獲得寬泛應(yīng)用，并可用以構(gòu)成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床往常采納多軸、多刀、多面、多工位同時(shí)加工的方式，能達(dá)成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及

4、其余精加工工序，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。液壓系統(tǒng)因?yàn)閾碛袠?gòu)造簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈巧、操作方便、調(diào)速范圍大、可無(wú)級(jí)連讀調(diào)理等長(zhǎng)處，在組合機(jī)床中獲得了寬泛應(yīng)用。第二章負(fù)載剖析一、工作負(fù)載工作負(fù)載是在工作過(guò)程中因?yàn)闄C(jī)器特定的工作狀況而產(chǎn)生的負(fù)載，即FW=12000N二、慣性負(fù)載最大慣性負(fù)載取決于挪動(dòng)零件的質(zhì)量和最大加快度。已知加、減速時(shí)間為，工作臺(tái)最大挪動(dòng)速度，即快進(jìn)、快退速度為s，所以慣性負(fù)載為：FmmvG?v100000.1510.2Ntgt9.80.2三、阻力負(fù)載阻力負(fù)載主假如工作臺(tái)的機(jī)械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動(dòng)摩擦阻力兩部分。靜摩擦阻力FfsfsFN0.2100002000N動(dòng)摩擦阻力

5、FfdfdFN0.1100001000N依據(jù)上述負(fù)載力計(jì)算結(jié)果，可得出液壓缸在各個(gè)工況下所遇到的負(fù)載力和液壓缸所需推力狀況，以下表所示：注：1、液壓缸的機(jī)械效率為、不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上的推翻力矩的作用。液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載構(gòu)成負(fù)載F/N推力/N起動(dòng)=2000加快=+1687快進(jìn)=1000工進(jìn)13000快退1000第三章負(fù)載圖和速度圖的繪制按上邊計(jì)算的數(shù)值以及已知條件進(jìn)行繪制，即可繪制出負(fù)載和速度圖，以下所示：速度圖負(fù)載圖第四章液壓缸主要參數(shù)確實(shí)定由液壓傳動(dòng)表11-2和表11-3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為是宜取=4MPa。快退時(shí)回油腔中也是有背壓的，這時(shí)選用背壓值=。取液壓缸

6、無(wú)桿腔有效面積等于有桿腔有效面積的2倍故有快進(jìn)速度V快=s，工進(jìn)速度V工進(jìn)=s,相差很大,應(yīng)進(jìn)行差動(dòng)換接,取k=A2/A1=,則：d=，依據(jù)GB/T23482001對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=80mm，活塞桿直徑為d=60mm。中低壓液壓系統(tǒng),由其切削加工性能確立液壓缸筒壁厚，按薄壁圓筒計(jì)算壁厚：額定工作壓力：Pn=7MPa16MPa試驗(yàn)壓力為：Py=7=許用應(yīng)力取：（取安全系數(shù)n=5）此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)質(zhì)有效面積分別為：按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)固流量q=min因工進(jìn)速度為s為最小速度，則有q/v=50000/=3

7、145因?yàn)?50243145，知足最低速度的要求。初步確立液壓缸流量為：快進(jìn)：=30L/min=15L/min=15L/min工進(jìn)：=min依據(jù)上述液壓缸直徑及流量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率值，以下表所示：工進(jìn)油壓力回油壓力所需流量Q輸入功作計(jì)算公式負(fù)載FP（Mpa）Pb（）（L/min）率jMpa循（N）P(kw)環(huán)Pj=(F+p差A(yù)2)/（A1-A2）動(dòng)Q=v（A1-A2）快P=PjQ進(jìn)Pj=(F+Ph工A2)/A1進(jìn)Q=vA1P=PjQPj=(F+Ph快A1)/A2退Q=vA2P=PjQ第五章液壓系統(tǒng)圖的制定液壓回路的選擇第一要選擇調(diào)速回路。這臺(tái)機(jī)床液壓

8、系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，故采納節(jié)流調(diào)速的開(kāi)式回路是適合的，為了增添運(yùn)動(dòng)的安穩(wěn)性，防備鉆孔時(shí)工件忽然前沖，系統(tǒng)采納調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路中加背壓閥。從工況圖中能夠清楚地看到，在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，液壓缸要求油源交替地供給低壓大流量和高壓小流量的油源。最大流量和最小流量之比約為11，而快進(jìn)快退的時(shí)間和工進(jìn)所需的時(shí)間分別為：即是/=3。所以從提升系統(tǒng)效率、節(jié)儉能量的角度上來(lái)說(shuō)，采納單個(gè)定量泵作為油源明顯是不適合的，而宜采納大、小兩個(gè)液壓泵自動(dòng)并聯(lián)供油的油源方案。以下列圖所示：雙泵供油油源其次是選擇迅速運(yùn)動(dòng)和換向回路。系統(tǒng)中采納節(jié)流調(diào)速回路后，不論采納什么油源

9、形式都一定有獨(dú)自的油路直接通向液壓缸的兩腔，以實(shí)現(xiàn)迅速運(yùn)動(dòng)。本系統(tǒng)中，單桿液壓缸要作差動(dòng)連結(jié)，所以它的快進(jìn)快退換向回路，以下列圖所示：換向回路再次是選擇速度緩解回路，工況圖能夠看出，當(dāng)動(dòng)力頭零件從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)滑臺(tái)速度變化較大，可采納行程閥來(lái)控制快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的速度換接，以減少液壓沖擊，圖以下所示：速度換接回路夾緊回路的選擇，用三位四通電磁閥來(lái)控制夾緊、松開(kāi)換向動(dòng)作時(shí)，為了防止工作時(shí)忽然失電而松開(kāi)，應(yīng)采納失電夾緊方式。考慮到夾緊時(shí)間可調(diào)理和當(dāng)進(jìn)油路壓力剎時(shí)降落時(shí)還能保持夾緊力，所以單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來(lái)調(diào)理夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)固，圖示以下所示：液壓回路的綜合液壓回路的綜合

10、和整理第六章液壓元件的選擇液壓泵工進(jìn)階段液壓缸工作壓力最大，取進(jìn)油總壓力損失=,壓力繼電器靠譜動(dòng)作需要壓力差,則液壓泵最高工作壓力Pp=+=所以泵的額定壓力Pr4800000Pa=6MPa工進(jìn)時(shí)所需要流量最小是min,設(shè)溢流閥最小流量為min,則小流量泵的流量（*+）L/min=min快進(jìn)快退時(shí)液壓缸所需的最大流量為min,則泵總流量qp=*min=min。即大流量泵的流量qp-=（）L/min=14L/min依據(jù)上邊計(jì)算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本，采納雙聯(lián)葉片泵，該泵額定壓力，額定轉(zhuǎn)速960r/min二、電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率系統(tǒng)為雙泵共有系統(tǒng)，此中小泵的流量=（60）/s=s大泵的流量=（60）/

11、s=s差動(dòng)快進(jìn)，快退時(shí)的兩個(gè)泵同時(shí)向系統(tǒng)供油；工進(jìn)時(shí)，小泵向系統(tǒng)供油，大泵卸載。快進(jìn)時(shí)，小泵的出口壓力損失，大泵出口損失。小泵出口壓力=(總功率=大泵出口壓力=（總功率=電動(dòng)機(jī)功率=/+/=工進(jìn)時(shí)調(diào)速閥所需要最小壓力差。壓力繼電器靠譜需要?jiǎng)恿Σ睢Ｋ怨みM(jìn)時(shí)小泵的出口壓力=+=.大泵的卸載壓力取=小泵的總功率=大泵總功率=電動(dòng)機(jī)功率=/+/=快退時(shí)小泵出口壓力=(總功率=大泵出口壓力=(總功率=電動(dòng)機(jī)功率=/+/=快退時(shí)所需的功率最大。依據(jù)查樣本采納Y90L-6異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率。額定轉(zhuǎn)速910r/min閥類元件及協(xié)助元件液壓系統(tǒng)原理圖中包含調(diào)速閥、換向閥、單項(xiàng)閥等閥類元件以及濾油器、空氣濾

12、清器等協(xié)助元件。閥類元件的選擇規(guī)格最大經(jīng)過(guò)序號(hào)元件名稱額定流額定壓力流量量型號(hào)MPa1三位五通電206335-63BY磁閥2行程閥2063AXQF-E10B3調(diào)速閥10(單向行程調(diào)速閥)4單向閥20255單向閥1825AF3-Ea10B6液控次序閥1625XF3-E10B7背壓閥10YF3-E10B8溢流閥410YF3-E10B9單向閥1625AF3-Ea10B10單向閥1625AF3-Ea10B11過(guò)濾器3060XU-63x80-J12壓力繼電器HED1kA/10油管和油箱各元件間連結(jié)收道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、輸出的最大流量計(jì)算。因?yàn)橐簤罕玫脑敿?xì)選定以后液壓缸

13、在各階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不一樣，所以要從頭計(jì)算如表所示液壓缸的進(jìn)、出流量和運(yùn)動(dòng)速度流量、速度快進(jìn)工進(jìn)快退q1vA1A2qpq11.51q1qp21.888輸入流量38.93/(L/min)排出流量q2A2q1/A1q2A2q1/A1q2A1q1/A2/(L/min)16.970.6650.01運(yùn)動(dòng)速度/(m/min)v1q1/A17.75v2q1/A10.30v3q1/A20.69當(dāng)油液在壓力管中流速取3m/min時(shí)，可算得與液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：這兩根相關(guān)按GB/T2351-2005采納外徑mm、內(nèi)經(jīng)mm的無(wú)縫鋼管。油箱容積按公式計(jì)算，當(dāng)去K為6時(shí)，求得其容積為V

14、=640=240L，按GB2876-81規(guī)定，取最湊近的標(biāo)準(zhǔn)值V=250L。第七章液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失并確立壓力閥的調(diào)整值一、工進(jìn)工進(jìn)時(shí)管路的流量?jī)H為min,所以流速很小，所以沿程壓力損失和局部損失都特別小，能夠忽視不計(jì)。這時(shí)進(jìn)油路上僅考慮調(diào)速閥的損失，回油路上只有背壓閥損失，小流量泵的調(diào)整壓力：Pp=+=二、快退時(shí)的壓力損失及大流量泵卸載壓力的調(diào)整快退時(shí)進(jìn)油管和回油管長(zhǎng)度為，有油管直徑d=，經(jīng)過(guò)的流量為進(jìn)油路=16L/min，回油路=32L/min。液壓系統(tǒng)采納N32號(hào)液壓油，考慮最低工作溫度為15，有手冊(cè)查出此時(shí)油的運(yùn)黏度V=，油的密度P=900kg/，液壓系統(tǒng)元件采納集成塊

15、式的配置形式vdRe*1000012732q/dv則進(jìn)油路中的液流雷諾數(shù)為：R=10000vd/r=1512300回油路中液流的雷諾數(shù)為：R=3022300由上可知，進(jìn)回油路的流動(dòng)都是層流進(jìn)油路上，流速v4Qd21.5m/s則壓力損失為：=64lp/Rd2=在回油路上，流速為進(jìn)油路速的兩倍即V=s，則壓力損失為：=三、局部壓力損失元件名稱額定流量實(shí)質(zhì)流量額定壓力損實(shí)質(zhì)壓力損失失單向閥25162電液換向閥25162電磁閥63164次序閥63164取集成塊進(jìn)油路的壓力損失，回油路壓力損失為，則進(jìn)油路和回油路總的壓力損失為：P1=+=P2=+=快退負(fù)載時(shí)液壓缸負(fù)載F=1111N，則快退時(shí)液壓缸的工作

16、壓力P=（F+P2A1）/A2=快退時(shí)工作總壓力為P+P1=大流量泵卸載閥的調(diào)整壓力應(yīng)大于綜上，各樣工況來(lái)世紀(jì)壓力損失都小于初選的壓力損失值，并且比較湊近，說(shuō)明液壓系統(tǒng)知足要求油液溫升驗(yàn)算系統(tǒng)的主要發(fā)熱是在工進(jìn)階段造成的工進(jìn)時(shí)輸入功率：P1=701Kw工進(jìn)時(shí)液壓缸的輸出功率：P2=FV=(14444W=系統(tǒng)總發(fā)熱功率=P1-P2=已知油箱容積V=250L，則油箱近似散熱面積A=假設(shè)通風(fēng)優(yōu)秀，撤消失熱系數(shù)Cr=()可得油液升溫為T1=/CrA=設(shè)環(huán)境溫度T2=25則熱均衡溫度為T=T1+T2=55所以油箱散熱可達(dá)到要求第八章設(shè)計(jì)總結(jié)本次液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)耗資了整整一個(gè)周的時(shí)間。在這一周的課程設(shè)計(jì)中

17、，能學(xué)到的東西真的很有限，可是不可以說(shuō)一點(diǎn)收獲都沒(méi)有，我想我知道了一般機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架并且我也掌握了設(shè)計(jì)一個(gè)液壓系統(tǒng)的步驟，本次課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)運(yùn)用的一次試試，是我們?cè)谝簤褐R(shí)學(xué)習(xí)方面的一次存心義的實(shí)踐。一開(kāi)始做課程設(shè)計(jì)時(shí)自己根本就不知道從哪兒開(kāi)始做，看著書(shū)籍的以及各樣參照書(shū)費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間才慢慢的搞懂，本次設(shè)計(jì)波及了液壓傳動(dòng)的大多數(shù)知識(shí)，也使我們很好的將課本上的知識(shí)與實(shí)質(zhì)聯(lián)合起來(lái)，收獲頗多，特別是采集資料和信息的能力，這也是我們大學(xué)時(shí)期一次難得時(shí)機(jī)，總之是獲益匪淺。參照文件1.液壓與氣壓傳動(dòng)曾億山.合肥工業(yè)大學(xué)第一版社2液壓傳動(dòng)王積偉.章宏甲.機(jī)械工業(yè)第一版社3.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件

18、選型手冊(cè)周恩濤.機(jī)械工業(yè)第一版社4.液壓傳動(dòng)與控制（第二版）國(guó)防工業(yè)第一版社臥式鉆、鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力系統(tǒng)圖1、大泵，2、小泵，3、濾油器，4、外控次序閥，5、單向閥，6、溢流閥，7、電液換向閥，8、單向行程調(diào)速閥，9、壓力繼電器，10、主液壓缸，11、二位三通電磁換向閥，12、背壓閥，13、二位二通換向閥，A、快進(jìn)：1YA通電，電液換向閥左位工作，大泵單向閥5電液換向閥7行程閥14主液壓缸無(wú)桿腔小泵2單向閥5電液換向閥7行程閥14主液壓缸無(wú)桿腔液壓缸有桿腔電磁閥11電液換向閥7單向行程調(diào)速閥8油箱（差動(dòng)換接）B：工進(jìn)：3YA通電，切斷差動(dòng)油路，快進(jìn)行程到位，擋鐵壓下行程閥8，切斷快進(jìn)油路，3YA通電，切斷差動(dòng)油路，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，液壓系統(tǒng)工作壓力高升到溢流閥5調(diào)定壓力，進(jìn)油路高壓油切斷單向閥5供油路,翻開(kāi)外控次序閥4，大泵卸荷，接通經(jīng)背壓閥12通油箱油路。大泵外控次序閥4（卸荷閥）油箱（大泵卸荷）小泵2電液換向閥7單向行程調(diào)速閥8主液壓缸無(wú)桿腔主液壓缸有桿腔電磁閥11電液換向閥7背壓閥12油箱C、快退：1YA斷電，2YA、3YA、4YA通電工進(jìn)結(jié)束，液壓缸碰上死擋鐵，壓力高升到壓力繼電器調(diào)定壓