卧式钻镗组合机床的液压动力液压系统课程设计资料

目录1工况分析........................................................................................................................................21.1负载分析..........................................................................................................................21.2液压缸的推力...................................................................................................................22液压缸计算....................................................................................................................................32.1选取工作压力及背压力....................................................................................................32.2液压缸各截面积................................................................................................................42.3计算液压缸各工作阶段压力、流量和功率....................................................................53、设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台电磁铁动作表.........................................................64、液压元件设计计算与选择.........................................................................................................74.1液压泵工作压力、流量、驱动功率计算........................................................................74.2电动机的驱动功率............................................................................................................74.3油管尺寸...........................................................................................................................94.4油箱容积...........................................................................................................................95液压系统稳定性论证....................................................................................................................95.1工进时的压力损失验算和小流量泵压力的调整............................................................95、2局部压力损失...............................................................................................................105.3系统热能工况的稳定性校核..........................................................................................116总结.............................................................................................................................................12卧式钻镗组合机床的液压动力液压系统课程设计设计的目的和要求：(1）工作循环：“快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止”。(2)设计一台卧式钻镗类组合机床动力头的液压系统，动力头的工作循环是：快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止的工作循环。动力头的最大切削力FL=12000N，动力头自重FG=20000N，快速进、退速度为6m/min，快进行程为300mm，工进速度要求在能在0.02－1.2m/min范围内无级调速，行程为100mm，导轨型式为平导轨，其静摩擦系数fs=0,2，动摩擦系数fd=0,1，往复运动的加减速时间△t=0.3s卧式钻镗组合机床的液压动力液压系统课程设计1工况分析1.1负载分析切削推力：tF=12000N静摩擦力：aF=afG=0.2×20000=4000N动摩擦力：dF=dfG=0.1×20000=2000N启动惯性力：mF=tvm=tvgG=680.27N1.2液压缸的推力启动推力：启F=aF/η=4444.44N加速推力：加F=（dF+mF）/η=2978.08N快进推力：快F=dF/η=2222.22N工进推力：工F=（tF+dF）/η=15555.55N反向启动过程作用力与F启、F加、F快大小相同，方向相反。液压缸在各工作阶段的负载（单位：N）工况负载组成负载值F总机械负载'F=F/m起动F=fsF4000N4444.44N加速F=fdF+mF2680.27N2978.08N快进F=fdF2000N2222.22N工进F=fdF+tF14000N15555.55N反向起动F=fsF4000N4444.44N加速F=fdF+mF2680.27N2978.08N快退F=fdF2000N2222.22N工况运行图如下：2液压缸计算2.1选取工作压力及背压力工F=15555.55N,选取1P=4MPa，为防止加工结束动力头突然前冲,设回油有背压阀或调速阀，取背压2P=0.8MPa。取液压缸无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的2倍11221112/(/2)mFApApApAp式中：F——负载力m——液压缸机械效率1A——液压缸无杆腔的有效作用面积2A——液压缸有杆腔的有效作用面积p1——液压缸无杆腔压力p2——液压有无杆腔压力快进和快退速度V1=V2=6m/min，工进速度V2=0.5m/min，相差很大,应进行差动换接,因此,根据已知参数,液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为2311104.3236000005.1555521mPPFAbm液压缸缸筒直径为20.43441AD=7.42mm由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系，d=0.707D，因此活塞杆直径为d=0.707×7.42=5.25mm，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=50mm。2.2液压缸各截面积此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：22127.504/cmDA222263.304/)(cmdDA按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量q=0.05L/min因工进速度为0.05m/min为最小速度，则有1A≥q/v=50/52cm=102cm因为1A=50.272cm≥102cm，满足最低速度的要求。2.3计算液压缸各工作阶段压力、流量和功率根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力，流量和功率，在计算工进时背压力bP=0.8MPa，快退时背压力按bP=0.5MPa。工作循环计算公式负载F进油压力jP回油压力bP所需流量Q输入功率PNMPaMPaL/minkW差动快进jP=(F+△pA2)/（1A-2A）Q=v×（1A-2A）P=jP×Q2222.221.912.4111.780.375工进jP=(F+2APb)/1AQ=1AvP=jP×Q15555.553.360.80.300.0168快退jP=(F+1APb)/2AQ=2AvP=jP×Q2222.221.680.518.780.526注：1.差动连接时，液压缸的回油口之间的压力损失Pap5105，而pppjb。2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为jP，无杆腔回油，压力为bP。3、设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台电磁铁动作表电磁铁动作表动作1YA2YA3YA4YA工件夹紧————快进＋———工进＋—＋—快退—＋＋＋工件松夹————4、液压元件设计计算与选择4.1液压泵工作压力、流量、驱动功率计算工进阶段液压缸工作压力最大，取进油总压力损失p=0.5MPa,压力继电器可靠动作需要压力差0.5MPa,则液压泵最高工作压力pP=1p+p+0.5MPa=4.36MPa因此泵的额定压力rp≥1.25×4360000Pa=5.45MPa工进时所需要流量最小是0.30L/min,设溢流阀最小流量为3.0L/min,则小流量泵的流量1pq≥（1.1×0.30+3.0）L/min=3.33L/min快进快退时液压缸所需的最大流量为18.78L/min,则泵总流量pq=1.1×18.78L/min=20.66L/min。即大流量泵的流量2pq≥pq-1pq=（14.2-2.775）L/min=17.33L/min根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用YB-4/12型的双联叶片泵，该泵额定压力6.3MPa，额定转速960r/min4.2电动机的驱动功率系统为双泵共有系统，其中小泵的流量1pq=（3104/60）3m/s=0.00006673m/s大泵流量2q=（0.012/60）3m/s=0.00023m/s差动快进，快退时的两个泵同时向系统供油；工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。差动快进时小泵的出口压力损失0.45MPa，大泵出口损失0.15MPa。小泵出口压力1pp=1.3MPa(总功率1=0.5)大泵出口压力2pp=1.45MPa（总功率2=0.5)电动机功率1P=1pp1q/1+2pp2q/2=0.753Kw工进时调速阀所需要最小压力差为0.5MPa。压力继电器可靠需要动力差0.5MPa。因此工进时小泵的出口压力1pp=1p+0.5+0.5=4.36Pa.大泵的卸载压力取2pp=0.2MPa小泵的总功率1=0.565；大泵总功率2=0.3电动机功率2P=1pp1q/1+2pp2q/2=0.648Kw快退时小泵出口压力1pp=1.65MPa(总功率1=0.5)大泵出口压力2pp=1.8MPa(总功率2=0.51)电动机功率3p=1pp1q/1+2pp2q/2=0.926Kw快退时所需的功率最大。根据查样本选用Y90L-6异步电动机，电动机功率1.1Kw。额定转速910r/min。4.3油管尺寸根据选定的液压阀的链接油口尺寸确定油管。快