湖南农业大学东方科技学院

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1、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：卧式钻镗组合机床动力头设计班级：20级专业班姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：20年月日一、设计任务1二、设计数据分析计算11）确定液压缸的结构尺寸及工况图1（1）负载图及速度图。1（2）初选液压缸的结构尺寸。3（3）液压缸工况图。32）拟定液压回路5（1）选择液压回路。5（2）组成液压系统图。73）计算和选择液压元件7（1）确定液压泵的规格和电机功率。7（2）液压阀的选择。8（3）确定管道尺寸94）液压系统主要性能的估算9（1）液压缸的

2、速度9（2）系统的效率10（3）液压回路和液压系统的效率12（4）液压系统发热与温升的验算12一、设计任务设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。该机床用于加工铸铁箱形零件的孔系，运动部件总重G=10000N，液压缸机械效率为0.9，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止”。快进行程长度为0.4m，工进行程为0.1m。快进和快退速度为0.1m／s，工进速度范围为3×10～5×10m／s，采用平导轨，启动时间为0.2s。要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。二、设计数据分析

3、计算1）确定液压缸的结构尺寸及工况图（1）负载图及速度图。①负载分析。a.切削力：=12000Nb.摩擦阻力：=0.2×10000=2000N=0.1×10000=1000Nc.惯性阻力=N=510Nd.重力阻力因工作部件是卧式安置，故重力阻力为零。e.密封阻力将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，去液压缸机械效率=0.9。f.背压阻力背压力查表选取。根据上述分析课算出液压缸在各动作阶段中的负载，见下表。工况计算公式液压缸负载F/N液压缸推力启动20002222加速15101678快速10001111工进1300014444快退1

4、000111110②负载图、速度图。快进速度与快退速度相等，即==0.1m/s。行程分别为=0.4m，=0.5m；工进速度=m/s，行程=0.1m。负载图和速度图如下。10（2）初选液压缸的结构尺寸。①初选液压缸的工作压力。查表初选=3MPa。②计算液压缸的结构尺寸。因要求,故选用单杆式液压缸，使(d=0.707D)，且快进时液压缸差动连接。因为是钻（镗）孔加工，为防止钻（镗）通孔时工作部件突然前冲，回油路中应有背压。查表暂取背压为。快进时，液压缸是差动连接，由于管路中有压力损失，所以这时液压缸有杆腔内的压力必大于无杆腔中的压力。

5、若估取这部分损失为=0.5MPa，则快退时，油液从液压缸无杆腔流出，是有阻力的，故也有背压。此时背压也按0.5MPa估取。由公式可求出面积53.5（）所以=8.25cm按标准取D=85mm。液压缸活塞杆直径d为mm按标准取d=60mm。由此求得液压缸实际有效工作面积为无杆腔面积：有杆腔面积：查得调速阀Q-10~Q-100的最小稳定流量为。由公式验算液压缸的有效工作面积，即有效工作面积均能满足工作部件的最低速度要求。（3）液压缸工况图。液压缸工作循环中各动作阶段的压力、流量和功率的实际使用值，见下表。10工况负载F/N液压缸计算公式

6、回油压力/MPa输入流量q/(L/min)进油腔压力/MPa输入功率P/kW快进启动2222——0.788—加速1678=+=+0.5—1.100—恒速111116.920.8990.254工进144440.60.102~1.7012.8490.005~0.081快退启动2222——0.780—加速16780.5—1.584—恒速111117.11.3850.395根据上表可绘制液压缸的工况图，如下图所示。102）拟定液压回路（1）选择液压回路。①调速回路及油源形式。由工况图可知，该机床液压系统功率小，速度较低；钻镗加工为连续切削

7、，切削力变化小。故采用节流调速回路。为增加运动的平稳性，为防止当工件钻通时工作部件突然前冲，采用调速阀的出口节流调速回路。由工况图还可以看出，该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成。其最大流量与最小流量之比为=17.1/(0.102~1.701)=10.05~167.65，而相应的时间之比为=(20~333)/9=2.22~37。此比值很大，为了节约资源，采用双定量泵供油。②快速回路及速度换接回路。因系统要求快进，快退的速度相等，故快进时采用液压缸差动连接的方式，以保证快进、快退时的速度基本相等。由于快进、工进之间的速度相差较

8、大，为减小速度换接时的液压冲击，采用行程阀控制的换接回路。③换向回路。由工况图可看出，回路中流量较小，系统的工作压力也不高，故采用电磁换向阀的换向回路。④压力控制回路。在双定量泵供油的油源形式确定后，卸荷和调压问题都已基本解决，即工进时，低压泵卸荷