专用钻床液压系统设计43288

课程设计说明书专用钻床液压传动系统设计

姓名：

学号:

班级：

专业：机械设计制造及其自动化

学院：蚌埠学院

指导教师：李培

蚌埠学院机械与电子工程系

液压传动课程设计说明书

班级：12机械设计制造及其自动化

指导教师：李培

一、课程设计时间：2015年6月8日至2015年6月14日

二、课程设计任务要求（包括课程来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）：

1.目的：

（1）巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法；

（2）正确合理的确定执行机构，运用液压基本回路组合成满足基本性能要求的高效的液压系统；

（3）熟悉并运用有关国家标准，设计手册和产品样本等技术资料。

2设计题目：

试设计一个专用钻床的液压系统，要求液压系统完成的工作循环是：快进-工进-快退-停止（卸荷）。系统设计参数如下表：

3 设计要求：

液压系统图拟定时需要提供2种以上的设计方案的选择比较。从中选

择你认为更好的一种进行系统元件选择计算。

4 工作量要求

（1）液压系统图1张

（2）液压缸装配图1张

（3）设计计算说明书1份

目录

一、前言 (4)

二、钻床的液压系统工况分析 (5)

三、液压系统的原理图拟定及设计 (7)

3.1供油方式 (7)

3.2速度换接方式的选择 (8)

3.3调速方式的选择 (8)

3.4绘制液压系统原理图 (10)

四、液压系统的计算和液压元件的选择 (11)

4.1工作压力P的确定 (11)

4.2液压缸的主要尺寸的确定 (11)

4.3稳定速度的验算 (14)

4.4计算在各工作阶段液压缸的所需流量 (15)

4.5液压泵的选择 (16)

4.6电动机的选择 (17)

4.7液压阀的择 (18)

4.8液压油管的设计 (18)

4.9油箱容量的选择 (19)

五、液压系统性能验算 (19)

5.1压力损失的验算 (19)

5.2系统温升的验算 (21)

六、液压缸转配图 (22)

七、总结及感想 (23)

八、参考文献 (23)

一、前言

液压传动是以液压液作为工作介质对能量进行传递和控制的一种传动形式，相对于机械传动来说，它是一门新技术。但如从1650年帕斯卡提出静压传递原理，1850年开始英国将帕斯卡原理先后应用于液压起重机、压力机等算起，也有二三百年的历史了。而液压传动在工业上的真正推广使用，则是在20世纪中叶以后的事。近十年来，随着微电子和计算机技术的迅速发展，且渗透到液压技术中并与之密切结合，使其应用领域遍及到各个工业部门，已成为实现生产过程自动化、提高劳动生产率等必不可少的重要手段之一。

现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声以及液压元件和系统的经久耐用，高度集成化等方面取得了重大进展。将液压传动技术应用到钻床中，使它具有成本低、效率高、机构简单、工作可靠、使用和维修方便等特点。专用钻床是应用液压技术较广泛的领域之一。采用液压传动技术与控制的机床，可在较宽范围内进行无级调速，具有良好的换向及速度换接性能，易于实现自动工作循环，对提高生产效率，改进产品质量和改善劳动条件，都起着十分重要的作用。

我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备，后来又用于拖拉机和工程机械。从国外引进一些液压元件、生产技术的同时，也进行自行研制和设计，液压元件现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的应用。本文是对专用钻床液压系统进行设计

二．钻床的液压系统工况分析

根据所给设计参数绘制运动部件的动作循环图和速度循环图，分别如图2-1（a）、（b）所示，然后计算各阶段的外负载并绘制图。

图2-1（a）动作循环图

图2-1（b）速度循环图

1、工作负载：

工作负载与设备的工作情况，在机床上，与运动件的方向同轴的切削力的分量是工作负载。即：w F=17000 N

2、摩擦负载：

摩擦阻力是指运动部件与支撑面间的摩擦力，它与支撑面的形状，放置情况，润滑条件以及运动状态有关。

Fƒ= 0.2⨯12000=2400 N

静摩擦阻力s

Fƒ= 0.1⨯12000=1200 N

动摩擦阻力d

3、惯性负载：

惯性负载是运动部件的速度变化，由其惯性产生的负载，可用牛顿第二定律计算。

加速a1

F=（12000/10）⨯（0.093/0.3）= 372 N

减速a2

F=（12000/10）⨯（0.077/0.3）= 308 N

制动a3

F=（12000/10）⨯（0.017/0.3）= 68 N

如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率η=0.9，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载，见表2-1，并画出如图2-2所示的负载循环图

表2-1 工作循环各阶段的外负载

图2-2 负载循环图

三．液压系统的原理图拟定及设计

3.1供油方式

方案一采用双泵供油

方案二采用限压式变量叶片泵

依据该钻床的实际工作情况：工进时负载较大，速度较低；而在快进、快退时

负载较小，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统可选用双泵供油或变量泵供油。综合经济因素考虑我决定采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。

3.2速度换接方式的选择

方案一采用行程阀切换的速度换接回路

方案二采用电磁阀控制的速度换接回路

电磁阀控制的快慢速度换接回路的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也比较容易，但速度换接的平稳性较差。行程阀切换的速度换接回路的特点是速度换接平稳性较好。该钻床的速度换接有：快慢速度换接、慢快速度换接。综合钻床的功能要求和实际情况，本液压系统采用电磁阀控制的速度换接回路。

3.3调速方式的选择

调速方案对液压系统的性能起到决定性的作用。调速方案有三种：方案一节流调速；方案二容积调速；方案三容积－节流调速。

节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。

容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。

油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤，为防止系统中杂质流回油箱。