液压气动技术课程设计

机械设计制造及其自动化专业课程设计任务书

西安广播电视大学

机械设计制造及其自动化专业（本科）

《液压与气动技术》课程设计

题目卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计

*名：***

学号： *************

专业：机械设计及其制造

层次：

年级： 13秋

学校：阎良学习中心

工作单位：

指导老师：

完成时间：

目录

一、负载分析 (1)

1.1 负载与运动分析 (1)

1.2 负载图和速度图的绘制 (2)

二、设计方案拟定 (3)

三、参数计算 (5)

3.1液压缸参数计算 (5)

3.2液压泵的参数计算 (10)

3.3电动机的选择.... ............ ....... .. (11)

四、元件选择 (12)

4.1 确定阀类元件及辅件 (12)

4.2油管的选择 (14)

4.3油箱容积的确定 (14)

五、液压系统性能验算 (14)

5.1 验算系统压力损失 (14)

5.2 验算系统发热与温升 (16)

六、小结 (18)

七、参考文献 (18)

一、负载分析

1.1负载与运动分析

1．工作负载：工作负载即为轴向切削力Ff=24000。

2．摩擦负载：摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：

静摩擦阻力Ffs=0.2 ×5100=1020.

动摩擦阻力 Ffd=01 × 5100=510

3．惯性负载:

取重力加速度，则有移动部件质量为m=510kg。

Fm=M×△v÷△t=510×3.5÷60÷0.2=148.75N=149N

取η=0.95。

启动：=1020N Ft=F/η=1020/0.95=1073.7N

加速: =1020+149=1169N Ft=F/η=1169/0.95=1230.5N

快进: =510N Ft=F/η=510/0.95536.8N

工进: =1020+25800=245100N Ft=F/η=245100/0.95=25800N 快退: =510N Ft=F/η=510/0.95=536.8N

表1 液压缸各阶段的负载和推力

(液压缸的机械效率取η=0.95)

工况负载组成液压缸负载液压缸推力

(Ft)F/η

启动1020 1073.7

加速1169 1230.5

快进510 536.8

工进245100 25800

快退510 536.8

注：不考虑动力滑台上颠覆力矩的作用。

2.2负载图和速度图的绘制

负载图按表1中所示数据绘制，如下图1所示。

图1 负载循环图

速度图按如下已知数值绘制:

快进速度与快退速度分别为：v1=v2=3.5/min 快进行程：L1=200mm

工进行程：L2=100mm

快退行程：L3=L1+L2=300mm

工进速度：v2=0.03~0.04m/min

速度图如下图2所示

图2 速度循环图

二、设计方案拟定

1：确定液压泵类型及调速方式

参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油，调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀做定压阀。为防止孔钻通时负载突然消失引起运动部件前冲，在回路上加背压阀，初定背压值P

b

=0.8Mpa.

2选用执行元件

因系统动作循环要求正向快进和工作，反向快退，且快进快退速度相等，因此

选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积A

1等于有杆腔面积A

2

的二倍。

3：快速运动回路和速度换接回路

根据运动方式和要求，采用差动连接和双泵供油二种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。

采用二位二通电磁阀的速度换接回路，控制由快进转为工进。与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，且能实现自动化控制，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液压顺序阀与单向阀来切断差动油路。因此速度换接回路为行程阀与压力联合控制形式。

4：换向回路的选择

本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以选用电磁换想阀的换向回路。为便于实现差动连接，所以选用三位五通电磁换向阀。为提高换向的位置精度，采用死挡铁铁和压力继电器的行程终点返程控制。

5：组成液压系统绘原理图

将上述选出的液压基本回路组合在一起，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图4-1所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处，背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点，并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即能观测各点压力。

图2-1 组合机床动力滑台液压系统原理图 液压系统中各电磁铁的动作顺序如表2-2所示

表2-2电磁铁动作顺序表

三、参数计算

（一）液压缸参数计算 1：初选液压缸的工作压力

，所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其他工况负载都不太高，参考表2和表3初定液压缸的工作压力P 1=40×105Pa 。 表2 按负载选择工作压力、

表3 液压常用设备的工作压力

磨床 组合机床

龙门刨床

拉床 或 中型工程机械

型机械、起重运输机械

工作压力p/MPa 0.8～2 3～5 2～8 8～10 10～18 20～32

2：确定液压缸的主要结构尺寸

要求动力滑台的快进，快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杆式液压缸。快进时采用差动连接，并取无杆腔有效面积A 1等于有杆腔有效面积 A 2的二倍 即A 1 =2 A 2。为了防止在钻孔钻通时滑台突然前冲，在回油路中装有背压阀，按表8-2，初选背压阀b P =8×105Pa 。快进时液压缸虽然作差动连接，但是由于油管中有压降P ∆存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可取Pa P 5105⨯≈∆。快退时回油腔中有背压，这时b P 也可按5510⨯Pa 估算。

表4 执行元件背压的估计值 系统类型 背压力

/MPa

中、低压系统0～8MPa

简单系统和一般轻载的节流调速系统

0.2～0.5

回油路带调速阀的调速系统 0.5～0.8 回油路带背压阀

0.5～1.5 采用带补液压泵的闭式回路

0.8～1.5 中高压系统>8～16MPa 同上

比中低压系统高50%～100% 高压系统>16～32MPa 如锻压机械等 初算时背压可忽略不计