专用钻床的液压系统设计

液压传动课程设计专用钻床的液压系统设计系别：机械与车辆工程系专业（班级）：机械设计制造及其自动化15级机制升本班作者（学号）：切克闹指导教师：李培完成日期：2016年6月6日蚌埠学院教务处制目录摘要.....................................................................11引言...................................................................22钻床的液压系统工况分析.................................................33液压系统的原理图拟定及设计.............................................53.1供油方式..........................................................53.2调速方式的选择....................................................53.3速度换接方式的选择................................................53.4液压系统原理图....................................................53.5液压系统的工作原理................................................63.5.1快进........................................................63.5.2工进........................................................63.5.3快退........................................................64液压系统的计算和液压元件的选择.........................................74.1工作压力的确定....................................................74.2液压缸的主要尺寸的确定............................................74.2.1缸筒内径D...................................................74.2.2活塞杆外径d.................................................74.2.3液压缸壁厚和外径的计算......................................74.2.4液压缸工作行程的确定........................................84.2.5最小导向长度的确定..........................................84.2.6缸体长度的确定..............................................84.3稳定速度的验算....................................................94.4计算在各工作阶段液压缸所需的流量..................................94.5液压泵的选择....................................................104.5.1液压泵的压力...............................................104.5.2液压泵的流量...............................................114.5.3液压泵规格的选择...........................................114.6电动机的选择.....................................................114.7液压阀的选择.....................................................124.8液压油管的设计...................................................124.9油箱容量的选择...................................................135液压系统性能验算......................................................145.1压力损失的验算：.................................................145.1.1工作近给时进油路压力损失...................................145.1.2工作进给时回油路的压力损失.................................145.1.3快进时的压力损失...........................................155.2系统温升的验算...................................................16总结及感想..............................................................17谢辞....................................................................21参考文献................................................................221摘要：液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。关键词：液压传动；稳定性；液压系统Abstract:Hydraulicsystemispoweredmotorbasis,theuseofhydraulicpumptochangemechanicalenergyintopressure,promotethehydraulicoil.Throughvariouscont-rolvalvestochangetheflowofhydraulicoil,thuspromotingthehydrauliccylin-dersmadeofdifferentdistance,differentmovement.Allkindsofdifferentequipmenttocompletetheactionsrequired.Hydraulicsystemhasbeenusedinmanyd-epartments,suchasindustryandagriculturehavebeenincreasinglywidelyused,andthemoreadvancedequipment,itsapplicationpartofthehydraulicsystemwi-llbe.Sostudentslikeustolearnandpersonallydesignedasimplehydraulicsyst-emisverymeaningful.Keywords:hydraulictransmission;stability;hydraulicsystem21引言液压传动是一门新的学科，虽然从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史，但直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，液压技术迅速转向名用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。20世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方面发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、机电一体化、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。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上。我国在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使用。液压传动是用液体作为工作介质，利用液体的压力能来实现运动和力的传递的一种的传动方式。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。本文针对专用钻床的液压系统进行设计。32钻床的液压系统工况分析液压缸所受外负载F包括三种类型，即：afwFFFF(2-1)式中wF—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wF为16000N；aF—运动部件速度变化时的惯性负载；fF—导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，对于平导轨fF可由下式得：)(rnfFGfF(2-2)式中G—运动部件重力；rnF—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0.08。则求得：fsF=0.211000=2200faF=0.08110000=880式中fsF—静摩擦阻力；faF—动摩擦阻力。tvgGFa(2-3)式中g—重力加速度；t—加速或减速时间，取0.18；v—速度差。在本设计中NFNFaa5170.180.08318.9110005170.180.08318.91100021减速加速制动Fa3=m*a3=(11000/9.81)*(0.001/0.18)=6.23N根据负载计算结果和已知的各个阶段的速度，由于行程是590mm，设定快进时的行程L1=380mm，工进时的行程L2=210mm。可绘出负载图（F-l）和速度图（v-l），见图1-2a、4b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸退回时的曲线。图2-1负载循环图如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦里的影响，并设液压缸的机械效率ηm=0.85，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表表2-1工作循环各阶段的外负载工况计算公式总负载F/N缸推力F/N启动Ffs22002588加速Ffs+Fa127173196快进Ffd8801035.29减速Ffd-Fa2362.96427.01工进FL+Ffd1688019858.82制动FL+Ffd–Fa316873.7719