液压设计论文

目录

1 机床液压系统的设计任务分析与方案分析 (3)

1.1设计任务分析 (3)

1.2方案分析 (3)

2 分析系统工况，确定系统参数 (4)

2.1确定执行元件 (4)

2.2分析系统工况 (4)

2.2.1工作负载分析 (4)

2.2.2负载图与速度图的绘制 (5)

2.2.3液压缸主要参数的确定 (6)

3 液压系统图的拟定 (8)

3.1液压回路的选择 (8)

3.1.1选择调速回路 (8)

3.1.2选择快速运动和换向回路 (8)

3.1.3选择速度换接回路 (8)

3.1.4考虑压力控制回路 (8)

3.2液压回路的综合 (8)

4 液压元件的选择 (10)

4.1液压泵及驱动电机规格选择 (10)

4.1.1大小流量泵最高工作压力计算 (10)

4.1.2总需供油量计算 (10)

4.1.3电动机的选择 (10)

4.2阀类元件及辅助元件选择 (10)

4.3油管的选择 (11)

4.4油箱的选择和计算 (12)

4.4.1油箱容积的计算 (12)

4.4.2散热量的计算 (12)

4.4.3油箱长、宽、高计算 (12)

4.4.4油箱结构设计 (13)

5 油压系统性能验算 (14)

5.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (14)

5.1.1快进 (14)

5.1.2工进 (14)

5.1.3快退 (15)

5.2油液油温验算 (15)

参考文献 (17)

致谢 (18)

任务分析与方案设计

1 机床液压系统的设计任务分析与方案分析

1.1设计任务分析

设计一卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求液压系统的工作循环是： 快进→工进→快退→停止。机床主轴上有36个孔，加工φ13.7mm 的孔12个，

φ6.5的孔24个；刀具材料硬度为230HBW ；工作部件重量1000N 快进、快退速

度为13v v ==7m/min,最大行程1l =360mm,工进行程2l =130mm,往复运动的加减速时间要求不大于0.2s ，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为0.2、0.1。

1.2方案分析

方案一:系统采用开式容积调速回路，液压泵从油箱直接吸油，执行元件的

回油直接回油箱，油液在油箱中能够得到充分的冷却，虽油箱体积较大，空气和脏物易进入油箱，但此回路效率比较高，发热少。同时系统采用无级调压，结构简单，压力切换平稳,而且便于实现机床远距离控制。由于液压缸要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量的油液，故系统可采用大小液压泵双泵供油的油源方案。在卸荷回路中，回路可设置成M 型中位机能的电液换向阀卸荷，以系统保持在0.3MPa 左右的压力，供控制油路之用。因系统要求快进，快退两种运动的换接，故可采用蓄能器快速运动回路，以满足要求。不过系统在整个工作循环内必须有足够长的停歇时间，以使液压泵能对蓄能器充分进行充油。

方案二: 要求系统快进，快退速度相等，速度平稳性要求较高，且速度低， 故采用进口节流调速方案。系统采用大小流量泵双泵供油回路，功率损耗 小，系统效率高，应用比较广泛。同时采用外控顺序阀与单向阀组成卸荷 阀，在双泵供油系统中构成卸荷回路，可以减少在专门设置元件或油路， 使系统简单化，而且实用可靠。不管采用什么油源形式供油，都必须有单 独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动，因此采用单杆液压缸作 差动连接构成快进快退换向回路。在机床滑台由工进转为快退时，回路中 通过的流量可能很大，为了保证换向平稳可见，可采用电液换向阀式换接 回路。系统调压问题可在油源中解决，因此可不在专门考虑回路调压问题。

从设计要求、实际问题、成本问题以及油路的复杂程度等方面考虑，对比两种方案可知，方案二最优，因此本设计采用方案二。

2 分析系统工况，确定主要参数

2.1确定执行元件

由于机床要求液压系统完成的是直线运动，最大行程为：360mm,其属于短行 程，故选用执行元件为：液压缸。(其具体的参数在后面经计算后再确定)

2.2分析系统工况

2.2.1工作负载

高速钢钻头钻铸铁孔时的轴向切削力t F （单位为N ）与钻头直径D （单位 为mm ）、每转进给量s （单位为mm/r ）和铸铁硬度HBW 之间的经算式为

0.8

0.6

25.5()

t F D s

H BW = （1-1）

钻孔时的主轴转速n 和每转进给量按《液压传动》第二版第十一章液压系统的设计和计算第三节液压系统设计计算举例中的值（源参考《组合机床设计手册》）选取：

对φ13.7的孔，1n =367r/min 1s =0.135mm/r

对φ6.5的孔，2n =620r/min 2s =0.080mm/r 代入式1-1求得：

0.8

0.6

0.8

0.6

(1225.513.70.135

230

425.5 6.50.080

230

)

t F =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯

=35845N

惯性负载 m=G g

=

100009.81kg=1020kg m v F m

t

∆=∆=1020⨯

7

600.2

⨯=595N

阻力负载 静摩擦阻力fs F =0.2⨯9810N=1962N 动摩擦阻力fd F =0.1⨯9810N=981N 由此得出液压缸在各工作阶段的负载如下表2.1所示：