液压传动课程设计设计说明书

液压气动技术课程设计第1页共17页液压气动技术课程设计任务书设计题目：镗床液压系统设计内容：1、镗床液压系统原理图1张2、液压站装配图1张3、板式阀连接的液压系统1张4、课程设计说明书1张液压气动技术课程设计第2页共17页目录课程设计任务书---------------------------------------------------------------3一、绪论---------------------------------------------------------------------5二、镗床液压系统设计---------------------------------------------------------5（一）明确对镗床液压系统设计要求---------------------------------------------5（二）液压缸的负载分析-------------------------------------------------------51．夹紧油缸负载分析------------------------------------------------------62．立头油缸负载分析------------------------------------------------------63．左头油缸负载分析------------------------------------------------------64．右头油缸负载分析------------------------------------------------------75．定位油缸负载分析------------------------------------------------------86．负载图和速度图的绘制--------------------------------------------------8（三）液压缸主要参数的确定---------------------------------------------------101．立头油缸的主要参数----------------------------------------------------102．左头油缸的主要参数----------------------------------------------------113．右头油缸的主要参数----------------------------------------------------124．定位油缸的主要参数----------------------------------------------------125．夹紧油缸的主要参数----------------------------------------------------14（四）液压系统图的拟订-------------------------------------------------------141．液压回路的选择--------------------------------------------------------142．立卧三面镗床液压系统原理图--------------------------------------------153．电磁铁动作顺序表------------------------------------------------------16（五）液压元件的选择---------------------------------------------------------161．确定液压泵的型号及电动机功率-----------------------------------------162．选择阀类元件及辅助元件------------------------------------------------173．其他辅助元件及液压油液------------------------------------------------18（六）液压系统的性能验算-----------------------------------------------------191．油液温升验算----------------------------------------------------------192．验算系统压力损失------------------------------------------------------19参考文献--------------------------------------------------------------------20液压气动技术课程设计第3页共17页镗床液压系统设计一、绪论为了满足机床对液压系统的工作要求，液压系统中采用双泵供油、多缸动作互不干扰回路，综合考虑选用液压元件、管件、标准紧固件，及电动机、油箱等。同时在设计液压站时考虑到结构上的合理布置，以便于安装与维护。绘制液压站装配图时，应用CAD软件进行操作。镗床液压系统设计，被加工零件是缸体，机床循环时间为5分钟，机床要完成的动作为：装入工件，按启动按钮，油泵工作，定位夹紧后，右头镗杆快进，工进，同时立头和左头快进，工进、快退到原位，右头工进后，慢退20,快退300,夹紧松开，同时定位缸复位，卸工件，一个循环完成。各头能单独调整，先定位，后夹紧，工件不夹紧时不能工作。本设计中共有六个油缸，分别为两个夹紧油缸，立头油缸、左头油缸、右头油缸、定位油缸各一个。在镗床液压系统设计时，首先要明确镗床对液压系统要求，对液压系统的工作进行分析，拟定液压系统原理图，并计算和合理选择液压元件，其目的是为了选择液压泵、控制阀、液压辅件等二、镗床液压系统设计（一）明确对镗床液压系统设计要求及工作环境镗床液压系统的动作和性能要求主要有：运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步等等。对于工作环境而言，有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。所设计镗床液压系统不仅能满足“定位—夹紧—快进—工进—快退—停止”工作循环要求，还要有较高的可靠性、良好的空间布置。为了实现上述工作循环，并保证零件一定的加工长度，采用行程开关及电磁换向阀实现顺序动作。拟采用液压缸作为执行元件。（二）液压缸的负载分析取静摩擦系数为sf=0.2,动摩擦系数为df=0.1。取液压缸重G=4900N，液压缸的机械效率取ηm=0.9。1．夹紧油缸负载分析⑴工作负载LF：LF=3700N⑵静摩擦阻力sfF：sfF=sfNF=0.2×4900N=980N⑶动摩擦阻力dfF：dfF=dfNF=0.1×4900N=490N液压气动技术课程设计第4页共17页⑷惯性负载aF△v取0.045m/s,△t取0.5s,aF=ma=﹙gG﹚×﹙tv﹚=﹙8.94900﹚×﹙5.0045.0﹚N=45N2．立头油缸负载分析取滑台的重量为1000N。⑴工作负载LF：LF=13000N⑵静摩擦阻力sfF：sfF=sf﹙G+nF﹚=0.2×﹙4900+1000﹚N=1180N⑶动摩擦阻力dfF：dfF=df﹙G+nF﹚=0.1×﹙4900+1000﹚=590N⑷惯性负载aF△v取0.045m/s,△t取0.5s,aF=ma=﹙gG﹚×﹙tv﹚=﹙8.94900﹚×﹙5.0045.0﹚=45N立头油缸在各工作阶段的负载表如表1表1立头油缸在各工作阶段的负载值工况负载分析负载值F/N推力mF/N启动F=sfF11801311.11加速F=dfF+aF635705.56快进F=dfF590655.56工进F=dfF+LF1305914510快退F=dfF590655.563．左头油缸负载分析⑴工作负载LF：LF=18000N⑵静摩擦阻力sfF：sfF=sfNF=0.2×4900N=980N⑶动摩擦阻力dfF：dfF=dfNF=0.1×4900N=490N⑷惯性负载aF△v取0.055m/s,△t取0.5s,aF=ma=﹙gG﹚×﹙tv﹚=49009.8×液压气动技术课程设计第5页共17页0.0550.5N=55N左头油缸在各工作阶段的负载表如表2表2左头油缸在各工作阶段的负载值工况负载分析负载值F/N推力mF/N启动F=sfF9801088.89加速F=dfF+aF545605.56工进F=dfF+LF1849020544.44快退F=dfF490544.444．右头油缸负载分析⑴工作负载为LF：LF=28000N⑵静摩擦阻力sfF：sfF=sfNF=0.2×4900N=980N⑶动摩擦阻力dfF：dfF=dfNF=0.1×4900N=590N⑷惯性负载aF△v取0.1m/s,△t取0.2s，aF=ma=﹙Gg﹚×﹙vt﹚=49009.8×0.10.2N=250N右头油缸在各工作阶段的负载表如表3表3右头油缸在各工作阶段的负载值工况负载分析负载值F/N推力mF/N启动F=sfF9801088.89加速F=dfF+aF740822.22快进F=dfF490544.44工进F=dfF+LF2849031655.56快退F=dfF490544.445．定位油缸负载分析⑴工作负载LF：LF=3500N液压气动技术课程设计第6页共17页⑵静摩擦阻力sfF：sfF=sfNF=0.2×4900N=980N⑶动摩擦阻力dfF：dfF=dfNF=0.1×4900N=490N⑷惯性负载aF△v取0.045m/s,△t取0.5s,aF=ma=﹙gG﹚×(tv﹚=﹙8.94900﹚×﹙5.0045.0﹚N=45N6．负载图和速度图的绘制负载图按上面的数据绘制，速度图按右头油缸v1=v3=0.1m/s,v2=0.0008m/s,立头油缸v1=v3=0.045m/s，v2=0.0004m/s,左头油缸v1=v3=0.055m/s，v2=0.0004m/s，各缸行程由液压设计任务书可以知道。F(N)L(mm)1088.89822.2231655.56300544.44320-1088.89-544.44300320V(m/s)L(mm)0.1-0.10.00080.0008图1右头油缸速度负载随位移变化的曲线图液压气动技术课程设计第7页共17页图2立头油缸速度、负载随位移变化的曲线图图3左头油缸速度、负载随位移变化的曲线图由以上图可以看出，右头油缸在快进和快退时速度是一样，工进时所受负载最大，速度在整个过程中最小，保证运动平稳。立头油缸和左头油缸也是相同情况。液压气动技术课程设计第8页共17页（三）液压缸主要参数的确定液压缸选用单杆式，并在快进时作差动连接。此时液压缸无杆腔工作面积A1应为有杆腔工作面积A2的两倍，即活塞杆直径d与缸筒直径D的关系为d=0.707D。液压缸的机械效率取ηm=0.9。1．立头油缸的主要参数查《液压传动与气动传动》表9-1和表9-2，取工作压力p1=2.5MP.在镗孔加工时，立头油缸回油路上必须具有背压p2,以防孔被镗通时滑台突然前冲,可取p2=0.6MP。由工进时的推力计算液压缸面积mF=A1P1-A2P2=A1-(21A)P2，立头油缸无杆腔的有效面积A1=221ppFm=61026.05.214510=65.95×104m2，立头油缸内径D=14A=41095.654=0.092,查《液压工程手册》P722取标准值D=110mm,d=0.707D=77.77mm,取标准值d=80mm,则液压缸实际有效面积A1=4D2=4112=95cm2,A2=224dD=228114=44.7cm2,A=A1-A2=50.3cm2快进时立头油缸虽作差动连接,但由于油管中有压降△p的存在,有杆腔的压力必须大于无杆腔,估算时可取△p=0.5MP,并注意到启动瞬间立头油