液压传动课程设计说明书.doc

一、 确液压系统设计规定根据加工需要，该系统的工作循环是：快速前进工作进给死挡块停止快速退回原位停止。调查研究及计算结果表白，快进快退速度约为75mm/s，工进速度为1.67mm/s,最大行程为150mm，其中工进行程50mm，最大切削力为Ft=16KN，运动部件自重为2103Kg(19.6KN)。启动换向、制动时间为t = 0.15s,采用水平矩形导轨。液压缸机械效率为0.9，静摩擦系数Fs = 0.2 , 动摩擦系数Fd =0.1。二、 析液压系统工况液压缸在工作过程各阶段的负载为：启动加速阶段 F = ( F+ F) = ( fG+) =(0.219600+) = 5467N快进快退阶段 F = = =2200N工进阶段 F = = = = 20230N将液压缸在各阶段的速度和负载值列于表一中。表一工作阶 段速度v(m/s)负载F/N启动加速5467快进快退00752200工 进00016720230三、 拟定液压缸的重要参数（一）、初选液压缸的工作压力 由负载值大小查表，参考同类型组合机床，取液压缸工作压力为3MPa。（二） 、定液压缸的重要结构参数由表面一看出最大负载为工进阶段的负载F = 20230N,则 D = = = 9.2210m查设计手册，按液压缸内径系列表将以上计算值圆整为标准直径，取D = 100mm为了实现快进速度与快退速度相等，采用差动连接，则d = 0.7d，所以d = 0.7100 = 70mm同样圆整成标准系列活塞杆直径，取d = 70mm。由D = 100mm，d = 70mm算出液压缸无杆腔有效作用面积为A1 =78.5cm，有杆腔有效作用面积为A2 = 40.1 cm。工进采用调速阀调速，查产品样本，调速阀最小稳定流量 q = 0.05L/min ,因最小工进速度v = 1.67mm/s(约100mm/min),则 = cm = 5 cmA2A1故能满足低速稳定性规定。（三） 、算液压缸工作压力1、 复算工作压力查手册得，本系统的背压估计值在0.50.8MPa范围内选取，故暂定：工进时，p = 0.8MPa ；快速运动时，p = 0.5MPa；液压缸在工作循环各阶段的工作压力p计算如下：差动快进阶段p=P = = 1.1 MPa 工作进给阶段p= P = +0.810 = 3 MPa 快速退回阶段p= P = + = 1.53 MPa2、 计算液压缸的输入流量 因快进、快退速度为v=0.075m/s ,最大工进速度v=0.00167m/s ，则液压缸各阶段的输入流量为：快速进给阶段 q =( A1A2) v =(78.540.1)100.075m/s = 0.2910 m/s =17.3L/min工作进给阶段 q = A1 v= 78.5100.00167 m/s = 0.01310 m/s = 0.78 L/min快速退回阶段 q = A2 v= 40.1100.075m/s = 0.310 m/s = 18 L/min3、计算液压缸的输入功率快进阶段P = pq=1.1100.2910=319w=0.319Kw工进阶段P = pq=3100.01310=39w=0.039 Kw快退阶段P = pq=1.53100.310=459w=0.459 Kw 将以上计算的压力、流量、和功率值列于表二中表二工作阶段工工作压力p/ MPa输入流量 q/（Lmin）输入功率P/Kw时间t/s快速进给1. 117.30.319=1.33工作进给30.780.039=30快速退回1.53180.459=2 4、作液压工况图 (各项数据见表二) (a)压力图 (b)流量图 t P ( c ) 功率图 t 四、拟定液压系统原理图根据卧式钻床的设计任务和工况分析，该机床对调速范围、低速稳定性有一定规定，因此速度控制是该机床的重要问题，速度的调节、换接和稳定性是该机床液压系统设计的核心。3、 速度控制回路的选择本机床的进给运动规定有较好的低速稳定性和速度负载特性，故采用调速阀调速。本系统为小功率系统，效率和发热问题并不突出，钻削属于连续切削加工，切削力变化不大，并且是正负载，在其他条件相同的情况下，进油节流调速能获得较低的稳定速度。故本系统采用调速阀的进油节流调速回路，为防止孔钻通时发生前冲，在回油路上加背压阀。油路采用开循环油路。由表二可知，液压系统的供油重要为低压大流量和高压小流量两个阶段，为了提高系统效率和节约能源，采用双泵供油回路。根据本机床的运动形式和规定，选用液压滑台液压缸；为了使快进和快退速度相同，故选用差动连接增速回路；为了使速度换接平稳可靠，选用行程阀控制的速度换接回路。4、 换向回路的选择为了提高本系统的换向平衡稳性，选用电液换向阀控制的换向回路。为了便于差动连接，选用三位五通电液换向阀。为了使液压缸能在任何位置停止，选用O型中位机能换向阀。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。5、 压力控制回路的选择由于采用双泵供油回路，故用外控顺序阀实现低压大流量泵卸荷，用溢流阀调整高压小流量泵的供油压力。为了观测调整压力，在液压泵的出口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设测压点。五、择液压元件1、选择液压泵由表二可知工进阶段液压缸的工作压力最大，取进油路总压力损失P=0.5 MPa ，则液压泵最高工作压力为PP+P= 3+3.5 = 3.5 MPa 因此，泵的额定压力可取3.5+3.525 = 4.38 MPa 快进、快退时泵的流量为：qk q = 1.118 = 19.8 L/min 工进时泵的流量为：qk q = 1.10.78 = 0.86 L/min考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点，尚须加上溢流阀稳定工作的最小流量，一般取3 L/min，所以小流量泵的流量为：q= 0.86+3 = 3.86 L/min查手册，选用小泵排量为V = 6ml的YB型双联叶片泵，额定转速为n = 960r/min ,则小泵的额定流量为：q=vn=6109600.9 L/min = 5.18 L/min因此，大流量泵的流量为：q = 19.85.18 = 14.62 L/min查手册，选用大泵排量为V = 16ml/r的YB型双联叶片泵，额定转速为n = 960r/min，则大流量泵的额定流量为：q = vn = 16109600.9 L/min = 13.821 L/minq接近于q，基本能满足规定，故本系统选用一台YB16/6型双联叶片泵。 由表二可见，快退阶段的功率最大，故按快退阶段估算电动机功率。若取快退时进油路的压力损失P = 0.2 MPa ,液压泵的总效率=0.7，则电动机功率为 = = = = 183w 查手册，选用Y90L-6型异步电动机，P = 1.1kw，n =910r/min2、 择液压阀根据所拟定的液压系统原理图，计算分析通过各液压阀油液和最高压力和最大流量，选择各液压阀的型号规格，列于表三中表三 液压元件的型号规格序 号元件名称通过流量 /（Lmin）型号规格1双联叶片泵19YB1-162溢流阀5.18YF3-10B3单向阀13.82AF3-Ea10B4单向阀5.18AF3-Ea10B5三位五通电液换向阀3835EF3O-E10B6压力继电器DP1-63B7单向行程调速阀38,38,1AXQF3-E10L8单向阀9.50AF3-Ea10B9背压阀0.48YF3-10B10外控顺序阀14.30XF3-E3B11压力计Y-100T12压力计开关KF3-E3B13过滤器19XU-J4080a) 选择辅助元件参照所接元件接口尺寸拟定，本系统油管选181.5无缝钢管。油箱的容量为： V = m = (57)19L = 95133L其他辅助元件型号规格见表三。六、压系统的验算 由于本液压系统比较简朴，压力损失略。 由于系统采用双泵供油方式，在液压缸工进阶段，大流量泵卸荷，功率使用合理；同时油箱容量可以取较大值，系统发热温升不大，则略去对系统温升的验算。参 考 书 目 液压传动液压设计手册液压元件手册液压传动表92液压传动设计手册表61表62液压传动 表95液压传动 表99