自动钻床液压传动系统课程设计

目录

1 自动加工钻床工作原理错误!未定义书签。

2钻床的液压系统分析1

3液压系统的设计3

3.1供油方式3

3.2调速方式的选择3

3.3速度换接方式的选择4

3.4夹紧回路的选择4

3.5液压原理图的拟定与设计4

3.5.1送料缸液压回路4

3.5.2夹紧缸液压回路5

3.5.3加工缸液压回路6

3.6绘制液压系统图6

3.6.1绘图要求6

3.6.2液压系统原理图7

根据自动加工钻床的工作要求和结合上面对液压系统的分析，最后拟定出的液压系统

的原理图如图3-4。7

4液压系统的计算和液压元件的选择8

4.1液压缸的选择8

4.1.1液压缸主要尺寸的确定8

4.1.2稳定速度的验算11

4.2液压泵的选择12

4.2.1液压泵的压力12

4.2.2液压泵的流量13

4.2.3液压泵规格的选择13

4.3电动机的选择14

4.4压马达的选择15

4.4.1液压马达的负载计算15

4.4.2马达规格的选择16

4.5液压阀的选择16

4.5.1方向控制阀的选择16

4.5.2压力控制阀的选择17

4.6液压缸的选择17

4.7液压油管的设计19

4.7.1油管类型的选择20

4.7.2油管尺寸的确定20

4.8油箱容量的选择21

5 液压系统性能验算22

6 电气控制原理图的设计23

6.1电气原理图设计中应注意的问题23

6.2电气控制原理图的拟定24

结论26

参考文献27

2钻床的液压系统分析

首先根据z3040自动钻床的参数，绘制运动部件的速度循环图，如图2-1所示。

图2-1速度循环图

然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。 液压缸所受外负载F 包括三种类型，即：

a f w F F F F ++= (2-1)

式中w F —工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在本设计中w F 为13412N ；

a F —运动部件速度变化时的惯性负载；

f F —导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，对于平导轨f F 可由下式得：

)(rn f F G f F += (2-2)

式中G —运动部件重力；

rn F —垂直于导轨的工作负载，本设计中为零；

f —导轨摩擦系数，在本设计中取静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。

则求得：

1078N

53902.0fs =⨯=F

N

F 53953901.0fa =⨯=

式中fs

F

—静摩擦阻力； fa

F

—动摩擦阻力。

t

v g G a F ∆∆= (2-3) 式中g —重力加速度；

t ∆—加速和减速时间，△t=0.2sec ； v ∆—速度差， t ∆—时间差。 在本设计中

N F 3.132135

2.04

8.95390a =⨯⨯=

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

图2-2负载循环图

表2-1工作循环各阶段的外负载

工作循环 外负载N F

工作循环 外负载N F

启动、加速

a f F F F +=

1210.3

工进

fa w F F F +=

13951

3液压系统的设计

3.1供油方式

考虑到该机床在工作进给时负载较大，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，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。

3.2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。调速方案包括节流调速、容积调速和容积－节流调速三种。选择调速方案时，应根据液压执行元件的负载特性、液压缸活塞杆的运动情况和调速范围以及经济性能因素，最后选出合适的调速方案。需考虑到系统本身的性能要求和一些使用要求以及负载特性，参照表3-1。

液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。

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。

本设计采用容积—节流调速，所以使用变量泵供油。

3.3速度换接方式的选择

本系统采用电磁阀的快慢速换接回路。

它的特点是结构简单、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。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。

3.4夹紧回路的选择

用三位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。

考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入一个可调单向节流阀。在该回路中还装有保压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。

3.5液压原理图的拟定与设计

3.5.1送料缸液压回路

送料液压缸液压回路采用了两个可调单向节流阀，其中液压缸左腔油液的开度设置60%，因为送料要求平稳，速度不宜过快，故限定油液的流量。

为了保证送料缸活塞快速返回，所以液压缸右腔开度设置为100%。

选取了三位四通换向阀，满足换向要求。具体送料缸液压回路见图3-1所示。