液压最新课程设计

《液压传动课程设计》指导书

湖南工学院

2010年11月修订

第一部分：《液压传动课程设计》内容

1、设计的卧式钻镗组合机床的液压动力滑台液压系统要求完成:

快进→工进→快退→停止；切削推力25000N，快进行程400mm,工进行程50mm，V

快=6m/min、V

工进

=0.05-0.10m/min,运动部件重G=9800N,试确定液压缸结构尺寸。静摩擦系

数：f

j =0.2，动摩擦系数：f

d

=0.1，液压缸机械效率：9.0

=

η，快速起动时间不大于0.2s.

1、大泵，

2、小泵，

3、滤油器，

4、外控顺序阀，

5、15、单向阀，

6、溢流阀，，

7、电液换向阀，

8、单向行程调速阀，，

9、压力继电器，10、主液压缸，11、二位三通电磁换向阀，12、背大压阀，13、二位二通换向阀，14、减压阀，16、带定位装置的二位四通电磁换向阀，17、单向顺序阀，18、定位液压缸，19、夹紧液压缸

A、工件夹紧：5YA通电

（1）、先定位：

压力油→减压阀14→单向阀15→电磁阀→定位缸19无杆腔

定位缸19有杆腔→电磁阀→油箱

（2）、再夹紧

工件定位后，压力油升高到单向顺序阀开启的压力，单向顺序阀开启，

压力油→单向顺序阀→夹紧缸18无杆腔

夹紧缸18有杆腔→电磁阀→油箱

工件夹紧到位，压力油压力升高到压力继电器调定压力，继电器发信，1YA通电，主系统快进。

B、快进：1YA通电，电液换向阀左位工作，

大泵→单向阀5→→电液换向阀7→行程阀14→主液压缸无杆腔

小泵2→↑

液压缸有杆腔→电磁阀11→电液换向阀7→单向行程调速阀8→主缸（差动换接）C：工进：3YA通电，切断差动油路，

快进行程到位，挡铁压下行程阀8，切断快进油路，3YA通电，切断差动油路，快进转工进，液压系统工作压力升高到溢流阀5调定压力，进油路高压油切断单阀5供油路,打开外控顺序阀4，大泵卸荷，接通经背压阀12通油箱油路。

大泵→外控顺序阀5（卸荷阀）→油箱（大泵卸荷）

小泵2→→电液换向阀7→单向行程调速阀8→主液压缸无杆腔

主液压缸有杆腔→电磁阀11→电液换向阀7→背压阀12→油箱

D、快退：1YA断电，2Y A、3Y A、4Y A通电

工进结束，液压缸碰上死挡铁，压力升高到压力继电器调定压力，压力继电器发出信息，1YA断电，2Y A、3Y A、4Y A通电

大泵→单向阀5→电液换向阀7→电磁阀11→主液压缸有杆腔

小泵2→↑

主液压缸无杆腔→单向行程调速阀8→电液换向阀7→电磁阀13→油箱

小泵2→↑

主液压缸无杆腔快退到位碰行程开关，行程开关发信，6YA通电，下步工件松夹。

E、工件松夹：6YA通电

压力油→减压阀14→单向阀15→电磁阀→定位缸19和定位缸18的有杆腔

定位缸19无杆腔→电磁阀→油箱

夹紧缸18无杆腔→单向顺序阀的单向阀→电磁阀→油箱

工件松夹后发出信息，操作人员取出工件。

一、行工况分析，确定液压缸推力

1、工况分析及液压缸的推力：

（1）、工况分析

切削推力：F

切

=25000N

静摩擦力： F

j = f

j

G=

动摩擦力： F

d = f

d

G=

启动惯性力： F

g

=ma=

（2）、液压缸的推力（液压缸效率9.0

=

η）

启动推力： F

启= F

j

/η=

加速推力： F

加=（F

d

+F

g

）/η=

快进推力： F

快= F

d

/η

工进推力： F

工=（F

切

+ F

d

）/η=

反向启动过程作用力与F

启、F

加

、F

快

大小相同，方向相反。

工况运行图如下：

图4-18：卧式钻镗组合机床液压缸工况图

二、确定液压缸工作压力、结构尺寸、初定液压缸流量

2、选取工作压力及背压力

F

工==××××N 在××××-××××N之间,P

1

=3-4MPa 选取,P

1

=×.×MPa，为防

止加工结束动力头突然前冲, 设回油路有背压阀或调速阀，取背压P

2

=0.8 MPa。

3、确定液压缸结构尺寸

取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程：

图4-19：卧式钻镗组合机床液压缸力的平衡图

F=P 1A 1- P 2A 2= A 1（P 1- P 2 A 2/ A 1）

快进速度V 快=×m/min ，工进速度V 工进=0.0×m/min,相差很大,应进行差动换接,取k= A 2/ A 1=×.×,则：

==

)

kp - (p 421π工

F D

取液压缸筒标准值：D= d 取活塞杆标准值： d= 4、认证液压缸筒壁厚

中低压液压系统,由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚： 额定工作压力： P n =×.×MPa<16MPa

试验压力为： P y =1.5P n =1.5×3.4=5.1MPa 许用应力取： []2/11000mm N =σ （[]n b /σσ= 取安全系数n=5）

[]

=≥σδ2D

p y

5、定液压缸筒的长度 活塞杆工作行程：

活塞杆伸出长度不少于 取活塞杆长 取液压缸筒长：L= 6、求最少活塞杆直径 取[]28/10m N =σ []

==

σπF

d 4

××比80少×.××倍,稳定性足够安全可靠。 7、校核活塞杆的稳定性 （1）、求活塞杆的临界半径k r

==

A

J

r k （2）、求活塞杆的临界负载k F =k r L /

选用45#钢，取其柔性系数851=ϕ

液压缸的安装方式采用一端固定,一端自由,其末端系数4/12=ϕ 活塞杆细长比： =>=21100ϕϕk r L 取： ==

2

22L EJ

F k πϕ 45#钢的弹性模量：取211/1006.2m N E ⨯= 活塞杆横截面惯性矩：644d J π= 活塞杆伸出长度：L=

该液压缸活塞杆的稳定性能好,可靠性高。 （3）、求活塞杆临界负载的安全系数 其安全系数：n k = 8、液压缸各截面积