課程名稱液壓傳動
設計題目： 臥式單面多軸鑽孔組合動力滑台
液壓系統設計
專業：機械設計製造及自動化班級：
學生姓名: 學號:
指導教師
湖南工業大學科技學院教務部制
2023年 1月 6 日
課程設計任務書
課程設計任務書
目錄引言 4
第一章明確液壓系統的設計要求 1
第二章負載與運動分析 2
第三章負載圖和速度圖的繪製 4
第四章確定液壓系統主要引數 5
4.1確定液壓缸工作壓力 5
4.2計算液壓缸主要結構引數 5
4.3繪製液壓缸工況圖 7
第五章液壓系統方案設計 8
5.1速度控制迴路的選擇 8
5.2選用執行元件 9
5.3速度換接迴路的選擇 9
5.4選擇快速運動和換向迴路 10
5.5組成液壓系統原理圖 10
5.5系統圖的原理 11
第六章液壓元件的選擇 14
6.1確定液壓幫浦的規格和電動機功率 14
6.2確定其它元件及輔件 15
6.3主要零件強度校核 17
第七章液壓系統效能驗算 19
7.1驗算系統壓力損失並確定壓力閥的調整值 19
設計小結 21
參考文獻 22
引言液壓傳動是用液體作為來傳遞能量的，液壓傳動有以下優點：易於獲得較大的力或力矩，功率重量比大，易於實現往復運動，易於實現較大範圍的無級變速，傳遞運動平穩，可實現快速而且無衝擊，與機械傳動相比易於布局和操縱，易於防止過載事故，自動潤滑、元件壽命較長，易於實現標準化、系列化。
液壓傳動的基本目的就是用液壓介質來傳遞能量，而液壓介質的能量是由其所具有的壓力及力流量來表現的。而所有的基本迴路的作用就是控制液壓介質的壓力和流量，因此液壓基本迴路的作用就是三個方面：控制壓力、控制流量的大小、控制流動的方向。
所以基本迴路可以按照這三方面的作用而分成三大類：壓力控制迴路、流量控制迴路、方向控制迴路。
液壓系統已經在各個部門得到廣泛的應用，而且越先進的裝置，其應用液壓系統的部門就越多。
第一章明確液壓系統的設計要求
設計一台臥式單面多軸鑽孔組合工具機動力滑台的液壓系統。要實現的動作順序為：啟動→加速→快進→減速→工進→快退→停止。
液壓系統的主要引數與效能要求如下：軸向切削力總和fg=12700n，移動部件總重量g＝25000n；行程長度380mm（包括工進行程80mm）快進、快退的速度為5m/min，工進速度（100~600）mm/min，其中600mm/min為粗加工， 100mm/min為精加工；往復運動的加速、減速時間均為；該動力滑台採用水平放置的平導軌；靜摩擦係數fs＝0.2；動摩擦係數fd＝0.
1。液壓系統的執行元件使用液壓缸。
第二章負載與運動分析
負載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產生的摩擦阻力在機械效率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾緊力，導軌摩擦力，慣性力。
在對液壓系統進行工況分析時，本設計例項只考慮組合工具機動力滑台所受到的工作負載、慣性負載和機械摩擦阻力負載，其他負載可忽略。
（1）阻力負載
阻力負載主要是工作台的機械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動摩擦阻力兩部分。導軌的正壓力等於動力部件的重力，設導軌的靜摩擦力為，則
靜摩擦阻力
動摩擦阻力
（2）工作負載fw
工作負載是在工作過程中由於機器特定的工作情況而產生的負載，對於金屬切削工具機液壓系統來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負載，即
（3）慣性負載
最大慣性負載取決於移動部件的質量和最大加速度，其中最大加速度可通過工作台最大移動速度和加速時間進行計算。往復運動的加速、減速時間均為，工作台最大移動速度，即快進、快退速度為5m/min，因此慣性負載可表示為
忽略切削力引起的顛覆力矩對導軌摩擦力的影響，並設液壓缸的機械效率=0.9，根據上述負載力計算結果，可得出液壓缸在各個工況下所受到的負載力和液壓缸所需推力情況，如表1所示。
表1 液壓缸總運動階段負載表（單位：n）
第三章負載圖和速度圖的繪製
根據負載計算結果和已知的個階段的速度，可繪製出工作迴圈圖如圖1（a）所示，所設計組合工具機動力滑台液壓系統的速度迴圈圖可根據已知的設計引數進行繪製，已知快進和快退速度、快進行程l1=300mm、工進行程l2=80mm、快退行程l3=380mm，工進速度。
快進、工進和快退的時間可由下式分析求出。
快進工進
快退根據上述已知資料繪製組合工具機動力滑台液壓系統繪製負載圖（f-t）如圖
第四章確定液壓系統主要引數
由表2和表3可知，組合工具機液壓系統在最大負載約為17000 n時宜取3mp。
表2 各種機械常用的系統工作壓力
表3按負載選擇工作壓力
由於工作進給速度與快速運動速度差別較大，且快進、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應確定採用單桿雙作用液壓缸的差動連線方式。通常利用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設定通油孔的有利條件，最好採用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。這種情況下，應把液壓缸設計成無杆腔工作面積是有杆腔工作面積兩倍的形式，即活塞桿直徑d與缸筒直徑d呈d = 0.
707d的關係。
工進過程中，當孔被鑽通時，由於負載突然消失，液壓缸有可能會發生前衝的現象，因此液壓缸的回油腔應設定一定的背壓(通過設定背壓閥的方式)，選取此背壓值為p2=0.8mpa。
快進時液壓缸雖然作差動連線,但連線管路中不可避免地存在著壓降，且有杆腔的壓力必須大於無桿腔，估算取0.5mpa。快退時回油腔中也是有背壓的，這時選取被壓值=0.6mpa。
工進時液壓缸的推力計算公式為
，根據已知引數，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為
液壓缸缸筒直徑為
由於有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關係，d = 0.707d，因此活塞桿直徑為d=0.707×112.
83=79.77mm，根據gb/t2348—1993對液壓缸缸筒內徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規定，圓整後取液壓缸缸筒直徑為d=113mm，活塞桿直徑為d=80mm。
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