湖南农业大学东方科技学院。
课程设计说明书。
课程名称： 液压与气压传动。
题目名称： 设计液压专用钻床的液压系统。
班级：2009级机械设计专业3班。
姓名： 彭维。
学号： 200941914313
指导教师： 莫亚武老师。
评定成绩：教师评语：
目录。1、设计要求及设计参数 3
1、设计要求 3
2、设计参数 3
2、负载与运动分析 3
1、负载分析 3
a)夹紧缸 3
b)工作台液压缸 4
2、运动分析 4
3、负载图f-t和速度图v-t图的绘制 5
3、确定液压系统主要参数 5
1、液压缸的选定 5
a)夹紧缸 5
b)工作台液压缸 5
2、活塞杆稳定性校核 7
3、液压缸各运动阶段的压力，流量和功率 7
a）夹紧缸 7
b）工作台液压缸 8
4、液压缸的工况图 9
4、拟定液压系统原理图 10
5、液压元件的选择 11
1、确定液压泵的规格和电动机的功率 11
2、选择阀类元件及辅助元件 11
6、液压系统发热与升温的验算 12
一、设计要求及设计参数。
1．设计要求。
设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。
2．设计参数。
设计参数如下：
工作台液压缸负载力（kn）：fl=9.8kn
工作台液压缸移动件重力（kn）：g=2.5
kn 工作台快进、快退速度（m/min）：v1=v3=5.5m/min
工作台工进速度（mm/min）：v2=48mm/min
工作台液压缸快进行程（mm）：l1=280mm
工作台液压缸工进行程（mm）：l2=80mm
工作台启动时间（s）：t=0.5s
夹紧液压缸负载力（kn）：fc=4.8kn
夹紧液压缸负移动件重力（n）：gc=60n
夹紧液压缸行程（mm）：lc=10mm
夹紧液压缸运动时间（s）：tc=1s
导轨面静摩擦系数：μc=0.2
导轨面动摩擦系数：μd=0.1
2、负载与运动分析。
1、负载分析。
a)夹紧缸。
工作负载：
由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计计算中把夹紧缸的工作过程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸的惯性负载等一些其他的因素。
b)工作台液压缸。
1、工作负载工作负载极为切削阻力fl=9.8kn。
2、摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：
1)静摩擦阻力。
2)动摩擦阻力。
3、惯性负载。
4、运动时间。
快进 工进
快退 假设液压缸的机械效率，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所示。
表1 液压缸各阶段的负载和推力
2、运动分析。
手工上料—按按钮加紧缸自动加紧—按按钮工作台快进—工作台切削进给—工作台快退—按按钮松开夹具—卸料。
3、负载图f-t和速度图v-t图的绘制。
三、确定液压系统主要参数。
1、液压缸的选定。
a)夹紧缸。
根据负载选择液压缸的执行压力p=1mpa。
根据gb\t2348-1993规定，d取80mm。根据稳定性校核lc/d<10时，液压缸能满足稳定性条件，lc=10mm,,这里取d=40mm。
液压缸的有效作用面积：
有杆腔： 无杆腔：
此时实际工作压力为：，所以选取工作压力1mpa满足要求。
b)工作台液压缸。
所设计的动力滑台在工进时负载最大，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p1=2.5mpa.
表2 按负载选择工作压力。
表3各种机械常用的系统工作压力。
鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（a1=2a2），快进时液压缸差动连接。工进时为防止车铣时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表4选定背压为，而液压缸快退时背压取0.5mpa
由式得。则活塞直径。
参考表5及表6，，取标准值得。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积：
无杆腔：有杆腔：
实际工作压力为：，即选取工作压力2.5mpa满足要求。
工进时采用调速阀调速，其稳定流量，设计要求最低工进速度，经验算合格。
表4 执行元件背压力。
表5 按工作压力选取d/d
表6 按速比要求确定d/d
注：1—无杆腔进油时活塞运动速度；
2—有杆腔进油时活塞运动速度。
2、活塞杆稳定性校核。
a)夹紧缸。
由于夹紧缸的活塞杆直径是利用稳定性校核来计算的，所以不需要进行校核。
b)工作台缸。
因为活塞杆的总行程为360mm，活塞杆的直径是56mm，所以l/d=6.45<10，所以满足。
稳定性要求。
3、液压缸各运动阶段的压力，流量和功率。
a)夹紧缸 （）回油路背压为0.5mpa
夹紧时：放松时：
b)工作台液压缸。
分析可知，快进时，液压缸无杆腔进油，压力为p1；有杆腔回油，压力为p2。
快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1；无杆腔回油，压力为p2。
由于液压缸是差动连接，回油口到进油口之间的压力损失取。快退时，回油路的背压取0.5mpa，即。
表7 液压缸各工作阶段的压力、流量和功率。
4、液压缸的工况图。
四、拟定液压系统原理图。
1、供油方式。
从工况图可以清楚看出，在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。最大流量与最小流量之比 ；其相应的时间之比。这表明在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。
从提高系统效率、节省能量角度来看，选用单定量泵油源显然是不合理的，为此可选用限压式变量泵1作为工作液压缸油源，同时选用一定量泵作为夹紧缸油源。
2、调速回路。
由工况图可知，这台机床液压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为有较好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。
3、速度换接回路。
由工况图中的可知，当滑台从快进转为工进时，滑台的速度变化较大，可选用行程阀来控制速度的换接，以减小液压冲击。
当滑台由工进转为快退时，回路中通过的流量很大—进油路中通过，回油路中通过。为了保证换向平稳其见，宜采用换向时间可调的电液换向阀换接回路。由于这一回路换要实现液压缸的差动连接，所以换向阀选择五通的。
4、差动回路。
为实现工作台缸的快进的效果，在系统中设置一个差动回路。
5、锁紧回路。
夹紧回路中采用电磁换向阀，并在进油路上安装气体蓄能器。 当液压缸处于夹紧状态时，不会因为泄漏或外力的作用而移动。液压系统原理图详见附图。
此图中，为了解决滑台工进时进、回油路串通使系统压力无法建立的问题，增设了单向阀。
表8 元件动作顺序表。
五、液压元件的选择。
1、确定液压泵的规格和电动机的功率。
(1)计算工作液压缸的泵。
1）计算液压泵的最大工作压力。
由表7可知，工作台液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力p1=2.63mpa。如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失∑p=1mpa，则限压式变量泵的最高工作压力估算为：
2)计算液压泵的流量。
由表7可知，油源向液压缸输入的最大流量为q=235 ml/s，按10%的泄露来计算那么泵的总流量为：
而工进时调速阀的稳定流量是4ml/s，所以泵的稳定输出流量不得小于工进时的流量。
3)确定液压泵的规格
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，最后确定选取ybx-16型限压式变量泵，额定转速1450m/min，最大流量为23.2l/min, 液压泵总效率，调压范围在，满足要求。
2）计算夹紧液压缸的泵。
1）计算液压泵的最大工作压力。
液压与气压传动课程设计
学院机电工程学院。指导老师曾红兵。学生姓名。班级。学号。时间2013.06 24 目录。一 课程设计要求3 二 设计计算 元件选择及验算3 1.运动分析4 2.负载分析4 3.负载图和速度图的绘制5 4.液压缸主要参数的确定6 5.液压系统图的拟定8 6.液压元件的选择9 7.液压系统的性能验算10...
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