组合机床液压传动系统的设计

江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）1毕业论文（设计）组合机床液压传动系统的设计王晨指导老师：王明兰班级：高职机电04（1）系（部）：机电工程系专业：机电一体化答辩时间：2009.6江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）2摘要液压传动是以液体为工作介质，利用压力能来驱动执行机构的传动方式。驱动机床工作台的液压系统是由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油，油液被加压后,从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少，工作台的移动速度减少。由此可见，速度是由油量决定的。总而言之，液压传动的优点是突出的，随着科学技术的进步，液压传动的缺点将得到克服，液压传动将日益完善，液压技术与电子技术及其它传动方式的结合更是前途无量。关键词液压传动系统的原理；液压传动系统的设计江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）3AbstractLiquidsforhydraulictransmissionisbasedontheworkofmedia,drivenbypressuretodrivetheimplementationofinstitutions.Hydraulic-drivenmachinetooltablesystemisprovidedbythefueltanks,filters,hydraulicpumps,reliefvalve,thestopvalve,throttle,valve,hydrauliccylinderandthetubingconnectingthesecomponents,connectorsandothercomponents.Motor-drivenhydraulicpumpbytheoilfilterfromtheoiltank,oilwaspressurized,thepumpoutputfromtheinputline.Oilbyopeningstopvalve,throttle,valveintothehydrauliccylinder,pistonpusharoundbymobileworkstations.缸里hydraulicvalveandtheoilbypipelinetorowbacktothetank.Speedtableistoadjustthethrottle.Whenthethrottleopeningwhentheoilintothehydrauliccylinderincreased,increasingthespeedtable;whenthethrottlevalveclearance-hourintothehydrauliccylinderoftheoilstartstodiminish,toreducethespeedtable.Thisshowsthatthespeedisdeterminedbythefuel.Inshort,theadvantagesofhydraulicprominent,withthescientificandtechnologicalprogress,theshortcomingsofhydraulictransmissionwillbeovercome,itwillbecomeincreasinglyimprovethehydraulictransmission,hydraulictechnologyandelectronictechnologyandothermeansoftransmissionisapromisingcombination.KeywordsTheprincipleofthehydraulicdrivesystem;hydraulicdrivesystemdesign江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）4目录摘要………………………………………………………………………………………2前言………………………………………………………………………………………61、分析系统工况………………………………………………………………………………72、确定液压缸的主要参数和尺寸…………………………………………………………………82.1确定液压缸的工作压力……………………………………………………………82.2确定液压缸内径和活塞杆直径…………………………………………………..82.3确定缸筒壁厚………………………………………………………………………82.4确定液压缸其它部位尺寸…………………………………………………………82.5计算液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率………………………………93、拟定液压系统图……………………………………………………………………113.1选择液压缸回路及供油形式………………………………………………………113.2确定换向方式………………………………………………………………………123.3确定工作进给油路…………………………………………………………………123.4确定快进转工进方案………………………………………………………………123.5选择终点转换方式…………………………………………………………………133.6分析并写出油路路线………………………………………………………………143.7写出电磁铁动作表…………………………………………………………………144、液压元件选择……………………………………………………………………….164.1确定液压缸的参数…………………………………………………………………164.2选择阀类零件………………………………………………………………………174.3确定油管尺寸………………………………………………………………………194.4确定油箱容量………………………………………………………………………195、进行液压缸的结构设计…………………………………………………………….205.1缸体与端盖的选择…………………………………………………………………205.2活塞与活塞杆的连接……………………………………………………………….205.3液压缸的密封装置………………………………………………………………….225.4液压缸的缓冲装置………………………………………………………………….225.5液压缸的排气装置……………………………………………………………………………..23江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）56、液压系统验算……………………………………………………………………………246.1油管的压力损失计算……………………………………………………………………246.2阀类元件的压力损失计算………………………………………………………………246.3计算泵的实际工作压力…………………………………………………………………256.4确定压力阀的参考调整压力……………………………………………………………256.5电动机功率校核…………………………………………………………………………266.6液压系统的效率…………………………………………………………………………276.7液压系统油液温升验算…………………………………………………………………27附录:致谢…………………………………………………………………………………….29附录:参考文献………………………………………………………………………………………30江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）6前言本设计主要是为机床设计的液压传动系统。液压系统应用在机床中，可以实现机床的自动进给，刀具的自动转换等。而且可以使机床的运动更平衡，加工精度更高，效率更高，从而实现机床的自动化。为了达到以上效果，我们做了这个设计。本设计的主要涉及的内容有机床负载的分析，运动特性的分析，液压系统图的设计，液压元件的选择，液压缸的设计等。江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）71、分析系统工况1.1负载分析1）切削阻力工作负载：由切削原理课程可知，高速钢钻头钻铸铁孔时的轴向切削力F，与钻头直径D（以mm计）、每转进给量s（以mm/r计）和铸件硬度HB之间的经验算式为：Fq＝切削阻力为已知Fq=28000`N2）摩擦阻力机床工作部件总重量为G＝14700N；取静摩擦系数=0.2,动摩擦系数ud=0.1,则：静摩擦阻力=0.2×14700N=2940N动摩擦阻力=0.1×14700N=1470N3）惯性阻力动力滑台起动加速，反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等，既△u=0.1m/s，△t=0.05s，故惯性阻力为：=G△u/g△t=14700×0.1÷9.8×0.05=3000N4）由于动力滑台为卧式放置，所以不考虑重力负载。5）关于液压缸内部密封装置摩擦阻力Fm的影响，计入液压缸的机械效率中。江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）82、确定液压缸的主要参数和尺寸2.1确定液压缸的工作压力液压缸各阶段工作负载计算：1）启动F1=/ηcm=2940/0.9=3267N2）加速F2=（+）/ηcm=（1470+3000）/0.9=4470N3）快进F3=/ηcm=1740/0.9N=1633N4）工进F4=(+)/ηcm=(28000+1470)/0.9N=32744N5）快退F5=/ηcm=1470/0.9N=1633N2.2确定液压缸内径和活塞杆直径确定缸筒内径D，活塞杆直径dD=按GB/T2348——1993，取D=100mmd=0.71D=71mm按GB/T2348——1993，取d=70mm2.3确定缸筒壁厚油管壁厚一般不需计算，根据选用的管材和管内径查液压传动手册的有关表格得管的壁厚δ。选用14mm×12mm冷拔无缝钢管。其它油管按元件连接口尺寸决定尺寸，测压管选用4mm×3mm紫铜管或铝管。管接头选用卡套式管接头，其规格按油管通径选取。2.4确定液压缸其它部位尺寸江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）9（1）、液压缸实际有效面积计算无杆腔面积A1=πD2/4=3.14×1002/4mm2=7850mm2有杆腔面积A2=π（D2－d2）/4=3.14×（1002－702）/4mm2=4004mm2活塞杆面积A3=πD2/4=3.14×702/4mm2=3846mm2（2）、最低稳定速度验算。最低速度为工进时u=50mm/min，工进采用无杆腔进油，单向行程调速阀调速，查得最小稳定流量qmin=0.1L/minA1≥qmin/umin=0.1/50=0.002m2=2000mm2满足最低速度要求。2.5计算液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率（1）、计算液压缸在工作循环中各阶段所需的压力、流量、功率列于表（1）表（1）液压缸压力、流量、功率计算工况差动快进工进快退启动加速恒速启动加速恒速计算公式p=F/A3q=u3A3P=pqp=(F+p2A2)/A1q=u1A1P=pqp=(F+p2A1)/A2q=u2A2P=pq速度m/su2=0.1u1=3×10-4~5×10-3u3=0.1有效面积m2A1=7850×10-6A2=4004×10-6A3=3846×10-6负载N32663000163332744326630001633压力MPa0.850.780.424.41.41.10.99流量L/min20.392江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）10工况差动快进工进快退启动加速恒速启动加速恒速34.0功率KW0.161.7550.40取背压力p2=0.4MP取背压力p2=0.3MP江苏畜牧兽医职业技术学院论文（设计）113、拟定液压系统图3.1选择液压缸回路及供油形式该机床负载变化小，功率中等，且要求低速运动平稳性好速度负载特性好，因此采用调速阀的进油节