課題名稱：液壓與氣壓傳動課程設計
學院：機電工程系
專業班級：機械設計製造及其自動化
學號：學生：趙
指導老師：張
青島理工大學琴島學院教務處
2023年 12月 24日
《液壓與氣壓傳動課程設計》評閱書
摘要 本文是關於雙頭鑽床液壓系統設計過程的闡述。主要包括系統方案的確定、液壓與控制系統的設計和總體布局的設計幾個方面的內容。
液壓傳動是利用液體壓力勢能的液體傳動，它以液體作為工作介質進行能量轉換、傳遞和控制。相對於機械傳動來說，它是一門新技術，但如從17世紀末巴斯卡提出靜壓傳遞原理，18世紀末英國製成世界上第一台水壓機算起，液壓及流體技術已經有二三百年的歷史了，而近代液壓傳動在工業上的真正推廣使用，則是在上世紀中以後的事。近幾十年來，隨著微電子技術的迅速發展，且滲透到液壓技術中並與之密切結合，使其應用領域遍及到各個工業部門，已成為實現生產過程自動化、提高勞動生產率等必不可少的重要手段之一。
液壓傳動的組成;
（1）液壓幫浦：把機械能轉換為液體壓力能的元件。
（2）執行元件：把液體壓力能轉換為機械能的元件。如液壓缸、液壓馬達等。
（3）控制項：通過對液壓的壓力、流量和方向的控制來實現對執行元件的運動速度、方向、作用力等控制，也用於實現過載保護程式控制等，其中包括壓力控制閥、流量閥、方向控制閥等。
（4）輔助元件：以上組成部分以外的其他元件，如接頭油箱、管道、濾油器、冷卻器、加熱器等。
隨著工業的發展，機械化、自動化程度的日益提高，對液壓元件及液壓裝置的標準化、整合化、微型化提出了更高的要求。於是出現了由液壓系統組成的液壓站。液壓站不僅滿足了日益發展數控工具機、組合工具機自動線及一般專用組合工具機對液壓系統的要求，而且適用於小批單件生產的非標準裝置。
關鍵詞： 雙頭鑽床液壓系統
目錄摘要 i
1設計任務 1
2 液壓迴路的工況分析 2
2.1設計要求及工況分析 2
2.2確定液壓系統基本引數 3
3擬定液壓系統原理圖 6
3.1初選液壓件及基本迴路 6
3.2組成液壓系統 8
4 計算和選擇液壓件及驗算液壓系統效能 11
總結 14
參考文獻 16
1設計任務
設計一台立式雙頭鑽床的液壓系統，鑽孔行程相同，要求同步完成加工，要求該系統完成：快進→工進→死擋鐵停留→快退→原位停止的半自動迴圈。
採用雙幫浦供油的快進迴路和帶補正措施的串聯同步迴路，資料如下：
切削阻力fl=30500n；運動部件所受重力g=9800n；快進、快退速度1=0.083m/s 3=0.083m/s，工進速度2=1.
33×10-3m/s；快進行程l1=100mm，工進行程l2=28mm；往復動的加速時間δt=0.25s；動力滑台採用平導軌，靜摩擦係數μs=0.2，動摩擦係數μd=0.
1。液壓系統執行元件選為液壓缸。
1.液壓系統工況分析
在開始設計液壓系統時，首先要對機器的工作情況進行詳細分析，一般要考慮下面幾個問題。
1） 確定該機器中哪些運動需要液壓傳動來完成。
2） 確定各運動的工作順序和各執行元件的工作迴圈。
3） 確定液壓系統的主要工作效能。例如：執行元件的運動速度、調速範圍、最大行程以及對運動平穩性要求等。
4） 確定各執行元件所承受的負載及其變化範圍。
2.擬定液壓系統原理圖
擬定液壓系統原理圖一般要考慮以下幾個問題。
1） 採用何種形式的執行機構。
2） 確定調速方案和速度換接方法。
3） 如何完成執行機構的自動迴圈和順序動作。
4） 系統的調壓、卸荷及執行機構的換向和安全互鎖等要求。
5） 壓力測量點的合理選擇。
根據上述要求選擇基本迴路，然後將各基本迴路組合成液壓系統。當液壓系統中有多個執行部件時，要注意到它們相互間的聯絡和影響，有時要採用防干擾迴路。
在液壓系統原理圖中，應該附有運動部件的動作迴圈圖和電磁鐵動作順序表。
3.液壓系統的計算和選擇液壓元件
液壓系統計算的目的是確定液壓系統的主要引數，以便按照這些引數合理選擇液壓元件和設計非標準元件。具體計算步驟如下：
1） 計算液壓缸的主要尺寸以及所需的壓力和流量。
2） 計算液壓幫浦的工作壓力、流量和傳動功率。
3） 選擇液壓幫浦的電動機的型別和規格。
4） 選擇閥類元件和輔助元件的規格。
4.對液壓系統進行驗算
必要時，對液壓系統的壓力損失和發熱溫公升要進行驗算，但是有經過生產實踐考驗過的同型別裝置可供模擬參考，或有可靠的試驗結果，那麼也可以不再進行驗算。
5.繪製正式工作圖和編制技術檔案
設計的最後一步就是要整理出全部圖紙和技術檔案。正式工作圖一般包括如下內容：液壓系統原理圖；自行設計的全套工作圖（指液壓缸和液壓油箱等非標準液壓元件）；液壓幫浦、液壓閥及管路的安裝總圖。
2 液壓迴路的工況分析
液壓系統設計計算是液壓傳動課程設計的主要內容，包括明確設計要求進行工況分析、確定液壓系統主要引數、擬定液壓系統原理圖、計算和選擇液壓件以及驗算液壓系統效能等。現以一台臥式單面多軸鑽孔組合工具機動力滑台液壓系統為例，介紹液壓系統的設計計算方法。
2.1 設計要求及工況分析
1．設計要求
要求設計的動力滑台實現的工作迴圈是：快進→工進→快退→停止。主要效能引數與效能要求如下：
切削阻力fl=30500n；運動部件所受重力g=9800n；快進、快退速度1=0.083m/s 3=0.083m/s，工進速度2=1.
33×10-3m/s；快進行程l1=100mm，工進行程l2=28mm；往復運動的加速時間δt=0.25s；動力滑台採用平導軌，靜摩擦係數μs=0.2，動摩擦係數μd=0.
1。液壓系統執行元件選為液壓缸。
2．負載與運動分析
(1) 工作負載工作負載即為切削阻力fl=30500n。
(2) 摩擦負載摩擦負載即為導軌的摩擦阻力：
靜摩擦阻力
動摩擦阻力
(3) 慣性負載
(4) 運動時間
快進工進
快退設液壓缸的機械效率ηcm=0.9，得出液壓缸在各工作階段的負載和推力，如表1所列。
表1液壓缸各階段的負載和推力
根據液壓缸在上述各階段內的負載和運動時間，即可繪製出負載迴圈圖f-t 和速度迴圈圖-t，如圖1所示。
2.2 確定液壓系統主要引數
1．初選液壓缸工作壓力
所設計的動力滑台在工進時負載最大，在其它工況負載都不太高，參考表2和表3，初選液壓缸的工作壓力p1=4mpa。
2．計算液壓缸主要尺寸
鑑於動力滑台快進和快退速度相等，這裡的液壓缸可選用雙桿式液壓缸，由於帶補正（a1=a2）。工進時為防止孔鑽通時負載突然消失發生前衝現象，液壓缸的回油腔應有背壓，參考表4選此背壓為p2=0.6mpa。
表2 按負載選擇工作壓力
表3 各種機械常用的系統工作壓力
表4 執行元件背壓力
表5 按工作壓力選取d/d
表6 按速比要求確定d/d
注：1—無桿腔進油時活塞運動速度；
2—有桿腔進油時活塞運動速度。
由式得則活塞直徑
參考表5及表6，得d0.5d =66mm，圓整後取標準數值得 d =132mm， d =66mm。
由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為
根據計算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作迴圈中各階段的壓力、流量和功率，如表7所列，由此繪製的液壓缸工況圖如圖2所示。
表7液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值
3 擬定液壓系統原理圖
3.1初選液壓件及基本迴路
1. 選擇基本迴路
(1) 選擇調速迴路由圖2可知，這台工具機液壓系統功率較小，滑台運動速度低，工作負載為阻力負載且工作中變化小，故可選用進口節流調速迴路。為防止孔鑽通時負載突然消失引起運動部件前衝，在回油路上加背壓閥。由於系統選用節流調速方式，系統必然為開式迴圈系統。
(2) 選擇油源形式從工況圖可以清楚看出，在工作迴圈內，液壓缸要求油源提供快進、快退行程的低壓大流量和工進行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比qmax/qmin=0.84/(1.
36×10-2)；其相應的時間之比(t1+t3)/t2=(1.2+1.54)/21=0.
13。這表明在乙個工作迴圈中的大部分時間都處於高壓小流量工作。根據要求採用雙幫浦供油，最後確定選用定量葉片幫浦方案，如圖2a所示。
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