组合机床的液压系统设计.doc

课题名称 摘　要 液压系统通常都是由液压元件（包括能源元件、执行元件、控制元件、辅助元件）和工作介质两大部分组成。而本文对液压系统设计中进行了系统的分析、系统图的拟定、元件的选择以及系统的性能验算等一系列的设计。利用CAD软件绘出了液压缸简图及运动循环图，在负载分析中进行了液压缸的外部负载计算计算。确定了液压系统的主要参数以及液压元件的选择，还进行了性能验算。而本文着重在液压系统图，先画出了各液压回图，然后合成液压系统图，在合成液压系统时有相应的比较，选择更符合的液压系统图。液压系统是按照这样的工作循环工作的：定位→夹紧→快进→工进→止挡块停留→快退→原位停止→松开→拔销。 关键字：液压系统；CAD；负载；液压回路  目 录 1 液压系统的背景及发展 1 1.1 液压系统的背景 1 1.2 液压系统的发展 1 1.2.1 国外液压系统的发展 1 2 液压系统设计的概述 2 2.1 液压系统的组成与表示 2 2.1.1 液压系统的组成 2 2.1.2 液压系统的表示 3 2.2 液压系统的原理及分类 3 2.2.1 液压系统的原理 3 2.2.2 液压系统的分类 3 2.3 液压传动的优缺点 4 2.3.1 液压传动的优点 4 2.3.2 液压传动的缺点 4 3 液压系统的工况分析 5 3.1 负载分析的计算 5 3.1.1 液压缸的外部负载计算 6 3.2 运动分析 7 4 确定液压系统的主要参数 8 4.1 确定液压缸的工作压力 8 4.2 确定缸筒内径D，活塞杆直径d 8 4.3 液压缸实际有效面积 8 5 液压系统图的拟定 10 5.1 制定液压回路方案 10 5.2 拟定液压系统图 13 5.2.1 液压系统图的比较 13 5.2.2 钻孔的组合机床液压系统图 15 6 元件选择 18 6.1 选择液压泵 19 6.1.1 液压泵的最高工作压力 19 6.1.2 液压泵的最大流量 19 6.2 选择电机 20 6.3 液压控制阀的选择 21 7 液压系统性能验算 23 7.1 液压系统压力损失验算 23 7.2 估算液压系统的效率、发热和温升 25 结 论 27 致 谢 28 参 考 文 献 29 1 液压系统的背景及发展 1.1 液压系统的背景 液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一，已成为工业机械、工程建设机械及国际尖端产品不可缺少的重要技术基础是它们向自动化、高精度、高效率、高速度、小型化、轻量化方向发展的关键技术。世界工业发达国家都将液压工业列为竞争发展的行业，其发展速度远高于机械工业的发展速度。液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术。 液压技术的应用也在不断地向其他领域拓展，几乎囊括了国民经济的各个部门：从机械加工及装配线到材料压延和塑性成型设备；从材料及构件试验机到电液仿真试验台；从建筑机械及工程机械到农业环境保护设备；从电力、煤炭等能源机械到石油天然气的探采及各类化工设备。液压传动与控制已成为现代机械工程的基本要素和工程控制的关键技术之一。 10-3m/s。拟采用液压缸驱动，要求的工作循环时：定位→夹紧→快进→工进→止挡块停留→快退→原位停止→松开→拔销。 3.1 负载分析的计算 液压执行元件的外负载包括工作负载、摩擦负载和惯性负载三类。其中工作负载有阻力负载和超越负载；摩擦负载是指液压执行元件驱动工作机构时所要克服的机械摩擦阻力负载，它又有静摩擦负载和动摩擦负载两种；惯性负载是由于 速度变化产生的负载。执行元件的负载大小可由主机规格确定，也可用实验方法或理论分析计算得到。 一般的组合机床液压系统图中液压缸有水平（X轴和Y轴）和垂直的放置，但本课题的研究的是多轴钻孔组合机床的动力滑台卧式布置，因为是卧式的所以只研究水平的，而因为液压缸在水平方向时，X轴和Y轴的分析情况一样，所以下面就研究液压缸为X轴方向的情况。 3.1.1 液压缸的外部负载计算 图3-1所示为液压缸计算简图，有关参数标注在图中。其中F为作用于活塞杆上的外部负载，Fm为液压缸密封处的内部密封阻力，Fn工作负载在导轨上的垂直分力，A1是液压缸无杆腔有效面积，A2是液压缸有杆腔的有效面积，P1是液压缸无杆腔压力，P2是液压腔有杆腔压力。 图3-1 液压缸计算简图 （1） 工作负载Fe 液压缸的常见工作负载有重力、切削力、挤压力等。阻力负载为正，超越负 载为负,已知工作负载。（已知Fe=30000N) （2） 机械摩擦负载Ff 对于机床而言，即导轨的摩擦阻力。 此处分析采用平导轨，平导轨的摩擦阻力因导轨的安放形式不同而异。 水平安放的平导轨[见图3-2]