立式多轴钻孔专用机床设计.docx

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1、液压传动课程设计秦江明，刘亚茹，李梦辉2012年6月引言一、设计题目及工况分析1运动参数分析2动力参数分析3液压缸在各阶段的负载及工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定2计算液压缸尺寸3、确定液压缸所需的流量三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、确定执行元件的类型2、换向阀确定3、调速方式的选择4、快进转工进的控制方式的选择5、终点转换控制方式的选择6、实现快速运动的供油部分设计四、液压系统工作原理五、液压泵的选择1、计算泵的压力2、计算泵的流量设计题目设计一立式多轴钻孔专用机床，钻削头部的上、下运动采用液压传动,其工作循环是：快速下降一一工作进给一一快速上升一一原位停止。液压

2、系统的主要参数与性能要求如下最大钻削力为25000N,钻穴头部件质量为255kg,快速下降行程200mm,工作进给行程50mm,快速上升行程250mm,快速下降速度为75mms,工作进给速度小于等于Imms,快速上升速度为IOOmnVs,加速度时间小于等于0.2s,钻削头部件上下运动时静摩擦为I(M)ON,动摩擦为500N,液压系统中的执行元件采用液压缸，且活塞杆固定。液压缸采用V型密封，其机械效率为0.90。一工况分析1、运动参数分析快进动作循环图2、动力参数分析快速下降速度为75mms,工作进给速度小于等于Imms,快速上升速度为IoOmms,加速度时间小于等于0.2s,钻削头部件上下运动

3、时静摩擦为IOOON,动摩擦为500N。计算各阶段的负载启动和加速阶段的负载FqFq=Fj+Fg+FnF1一一静摩擦阻力F.惯性阻力Fni密封产生的阻力。按经验可取Fq快速阶段的负载F灯Ekj=Fdm+F/7?Ydm一一动摩擦阻力Fm密封阻力，取FmdmFkj=Fdm+FmkjFkj减速阶段FjsFjs=Fdm+Fm-FgF/H密封阻力，取FmjsFjs=Fdm+Fm-Fgjs-255FjS工进阶段F0Fgj=Fdm+Fqx+FmFqX一一切削力Fgj=Fdm+Fqx+FmgjFgJ制动FzdFzd=F+Fdm-Fgzd500-255FZd反向启动FfgdFfgd=Fm+Fj/n+FgFfgd

4、快速上升FKFkf=Ffn+Fdmkt+500Fkt反向制动Ffzd=Fm+Fdm-Fgfzd+500-mEfZd3液压缸在各阶段的负载各工作阶段计算公式计算结果（N）启动和加速Fg=F+Fg+Fz快速下降Fkj=Fdm+Fm减速Fjs=Fdm+Fm-Fg工作进给Fgj=Fdm+F/+Fm制动Fzd=Fm+Fdm-Fg反向启动Ffgd=Fm+Fjm+Fg快速上升Fki=Fn+Fdm反向制动Ffzd=Ftn+Fdm-Fg（2）绘制工况图IF工进启动减速制动快进/快退反向制动反向启动工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定工作压力可根据最大负载来确定，最大负载为现按表1有关要求，取工作

5、压力P=4MPa表1负载FZkN50工作压力PJMPa0.8-11.5-22.5-334452572、计算液压缸尺寸1）液压缸的有效面积A1AF28888.89A-,P41060.9液压缸内径D取标准值D=IOOmm因为快速下降的速度与快速上升的速度不相等，且快速下降小于快速上升，所以采用单杆活塞液压缸无杆腔进油，有杆腔出油，且活塞杆受压由表2得/1表2受力情况工作压力p/MPa7活塞杆受压力活塞杆受压力.d=AD=50mm缸径、杆径取标准值后的有效面积无杆腔有效工作面积为廿=785。蕨活塞杆面积为A3=型-=314X5()=佻25mm?44有杆腔有效工作面积为A?=A-4=7850-1962

6、.5=5887.53、确定液压缸所需的流量快进流量qkj=4%下=78501O-67510335=快退流量外,=A2vj.=5887.510-6110-3n35=35.3251/min工进流量qgj=Axvg=785010611O-3m3/s=785010-9m35=0.47I1/min三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、确定执行元件的类型工作缸选用无杆腔面积等于5倍有杆腔面积。无杆腔进油，有杆腔出油。2、换向阀确定该系统流量比较小，采用三位四通电磁换向阀。换向阀中位机能选M型，使泵实现压力卸荷。3、调速方式的选择根据钻、键类专机工作时对低速性能和速度负载都有一定要求的特点，采用调速阀进行

7、调速。为了便于实现压力控制，采用进油节流调速，同时为了保证低速进给时的平稳性并避免钻通孔终了时出现前冲现象，在回油路上设有背压阀。4、快进转工进的控制方式的选择为了保证转换平稳、可靠、精度高，采用行程控制阀。5、终点转换控制方式的选择根据钻削时停留和控制轴向尺寸的工艺要求，本机采用行程开关和压力继电器加死挡铁控制。6、实现快速运动的供油部分设计因为快进、工进、快退速度各不相同，采用单泵供油，工进用调速阀调定。并且压力继电器达到一定值时，使行程阀到达停止位置。1四、液压系统工作原理快速下降按下启动按钮，电磁铁IYA通电。电磁换向阀4处于左位接入系统,变量泵供油，且行程阀7处于图示状态.使油液通过

8、换向阀进入无杆腔，使缸向下运动，即快速下降。进油路：油箱一一滤油器一一变量泵一一单向阀一一电磁换向阀左位一一进入无杆腔。回油路：有杆腔一一行程阀一一电磁换向阀一一油箱工作进给在快速下降时，单向阀5截止，且使压力达到一定值时，压力继电器使行程阀处于左位截止，是油液通过调速阀流回油箱进油路：回油路：有杆腔一一调速阀一一电磁换向阀一一油箱快速上升时间继电器发出信号，使IYA断电，2YA通电，使油液通过换向阀,进入有杆腔，使缸向上运动，即快速上升。进油路：油箱一一滤油器电磁换向阀右位一一进入有杆腔回油路：无杆腔一一单向阀5一一换向阀一一油箱停止按下停止按钮，使换向阀位于中位，泵直接卸荷。进油路:油箱电磁回油路：油箱快进行程阀处于如图位置，使电磁铁IYA通电，使上变量泵输出流量表4动作顺序表动作顺序电磁铁IDT2DT行程阀快速下降+工作进给+快速上升+停止+注：行程阀导通为“+”，反之为“一”。五，液压泵的选择1、计算泵的压力由表3表3系统结构情况总压力损失一般节流阀及管路简单的系统若进油路有调速阀及管路复杂的系统采用补油泵补油的闭式系统采用复杂的高压工程可知P=0.5MP泵的工作压力P,初定为Pft=P+pPa2、计算泵的流量qkj=qkt=实际流量=ii从有关样本中查出：YBN40N型限压式变量泵