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1、液压技术与气动技术课程设计液压气压传动课程设计题目:卧式多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统学校:江宁广播电视大学姓名:张祥班级:16机械（木）学号:1632101200336专业:机械设计及制造自动化教学单位：江宁电大指导教师:李东君2016年5月28日1.液压系统的主要参数设计一卧式多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统。动力滑台的工作循环是：快进一工进一快退一停止。该系统的主要参数与性能要求如下:切削力Ft=20kN,移动部件总重力G=10kN,快进行程Ll=100mm,工进行程L2=50mm,快进、快退的速度为4m/min,工进速度为0.25m/min,加速
2、减速时间At二0.2s,静摩擦系数fs二0.2,动摩擦系数fd=0.1,该动力滑台釆用水平放置的平导轨，动力滑台可任意停止。2.对液压系统的工作要求卧式多轴钻孔组合机床要求液压系统完成的主要是直线运动，动力滑台耍完成的动作循环通常包括：原位停止一快进一工进一死挡铁停留一快退一原位停止。因此，液压系统的执行元件确定为液压缸。液压系统设计主要参数表明所设计组合机床液压系统在整个工作循环过程中所需要的功率较小，系统的效率和发热问题并不突出，且要求机床的进给运动有较好的低速稳定性和速度■负载特性，钻削加工属于连续切削加工，加工过程中钻削力变化不大，因此考虑采用变量
3、泵加调速阀的容积节流调速回路。由于在钻头钻入铸件表面及孔被钻通时的瞬间，存在负载突变的可能，因此考虑在工作进给过程屮采用具有压差补偿的进口调速阀的调速方式，且在回油路上设置背压阀。由于选定了节流调速方案，所以油路采用开式循环冋路，以提高散热效率，防止油液温升过高。为了实现液压系统的工作循环，选用行程开关和电磁换向阀控制换向回路。1.拟定液压系统工作原理图为了保证快进、快退速度相等，并减小液压泵的流量规格，选用差动连接回路。为便于实现差动连接，选用三位五通电磁换向阀。在行程控制中，当工作台从快进转为工进时，选用二位二通行程换向阀，使速度转换平稳；由工进转为快
4、退吋，压下电器行程开关返回；快退到终点时，压下电器行程开关，运动停止。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。图1液压系统原理图2.计算和选择液压元件（1）液压缸的计算1）工作负载。工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于多轴钻孔机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即Fw二20000N移动部件总重力G=10000N2）惯性负载。最大惯性力取决于移动部件的质量和最大加速度。已知速度最大变化量AV二V快=4m/min^0.067m/sz加速、减速时间为At=0.2s,则惯性力为
5、Fa?G?vl00000.067????342Ng?t9.810.2（2）阻力的计算1）密封阻力的计算。液压缸的密封阻力通常折算为克服密封阻力所需的等效压力乘以进油腔的有效作用面积。根据负载选取屮压液压缸，且密封结构为Y型密封，等效压力取peq=0.2MPa,液压缸的内径初取D=100mm,贝I」・2・A1??4?D2??4?1002?7900mm2则密封力为：启动时：Fs=peqAl=0.2X7900=1580N运动时：Fs=peqAl/2=0.2X7900X50%=790N2）导轨摩擦阻力的计算导轨摩擦阻力主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动
6、摩擦阻力两部分。根据机床切削原理，一般情况下，Fx：Fy:Fz=l：0.4:03,已知Fx二Fw二20000N,则由于切削力产生的与重力方向相一致的分力Fz=20000X0.3=6000N,B知静摩擦系数fs二0.2,动摩擦系数fd=0.1o所以静摩擦阻力Ffs二fsX(G+Fz)=0.2X(10000+6000)N=3200N动摩擦阻力Ffd=fdX(G+Fz)=0.1X(10000+6000)N=1600N(3)回油背压造成的阻力计算工进过程中，当孔被钻通吋，由于负载突然消失，液压缸冇可能会发生前冲的现象，因此液压缸的冋油腔应设置一定的背压(通过设置背
7、压阀的方式)，取回油背2压pb=0.4MPa,考虑差动比为2,且已知液压缸进油腔的活塞面积Al=7900mm,有2杆腔活塞面积A2=3950mm,代入公式得：Fb=pbA2=0.4x3950=1580N根据上述负载力计算结果，可得出液压缸各工作阶段的受力情况如表1所示。表1压缸在各工作阶段的负载分析液压缸各工作阶段的受力情况，得知在工进阶段受力最大，作用在活塞上的总载荷F二Fw+Ffd+Fs+Fb二23970N。1.确定液压缸的结构尺寸及丁作压力根据经验确定系统工作压力p=3MPa,则工作腔的有效工作面积和活塞直径分别为：Al?F23970??7990mm
8、2P3-3-D?4A1??4?7990??100.9mm因为液压缸
