加工垂直孔和水平孔的专用组合机床液压系统设计

专用组合机床液压系统设计

第一章 (1)

1.1前言 (1)

1.2课题的意义、背景及现状 (1)

1.3液压系统在机械行业中的应用 (2)

1.4液压系统的基本组成 (3)

第二章确定液压系统方案，拟定液压系统图 (4)

2.1调速方案 (4)

2.2换向，换节方式 (4)

2.2.1泵源的选择 (5)

2.3液压系统的组合 (6)

2.3.1运动和动力参数 (6)

2.4绘制液压系统图 (7)

第三章液压滑台的液压动力系统设计 (8)

3.1运动负载分析计算 (9)

3.2确定执行元件类型及基本参数 (10)

3.3确定液压控制方案 (11)

3.4确定液压控制元件 (12)

3.5校核 (13)

第四章液压系统的计算和元件选型 (14)

4.1选择油泵 (15)

4.2选择电动机 (16)

4.3选择控制阀 (17)

4.4确定油管尺寸 (18)

4.5确定油箱容量 (19)

4.6液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 (20)

4.7液压缸实际所需流量计算 (21)

4.8确定液压泵规格和驱动电机功率 (21)

4.9阀类元件及辅助元件的选择 (23)

4.10 管道尺寸的确定 (24)

4.11液压系统的验算 (26)

4.12系统温升的验算 (26)

第五章动力滑台油缸的结构设计 (26)

5.1动力滑台油缸的主要尺寸 (28)

5.2液压元件参数的计算及选择 (29)

5.3液压阀的选择 (31)

个人总结 (32)

参考文献 (33)

摘要

作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根液压系统的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。液压压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。

目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。

关键词：液压系统过载保护压缩成型液压系统

ABSTRACT

As one of the modern machinery equipment ransmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration,

large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily rintegration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages n technology which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering. The

hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, , metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed

formation.including the choice of motor, a crank connecting rod

transmission design, shaft design, bearing design, selection of the key and the design of the frame, trying to through the design, so that the transport mechanism of walnut is simple, and can improve the efficiency, and also can reduce the energy consumption.Vibrating conveyer is the eccentric wheel drives a connecting rod to generate centrifugal force, the materials can be separated. This paper is divided into several parts to illustrate the design process, so I did about graduation design walnut vibration conveying equipment. An important component of vibrating conveyor is walnut processing process mentioned in

this design.

This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic ransmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components andsystem structure of specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machineisrectangular

arrangement .its' external technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized

integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other s appearance is new and

original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable.This machine is equipped with the foot switch which can realize thesemiautomatic craft movement circulation. Keywords: hydraulic system overload protection electromechanical integration .

Keywords: enery,operation intergrtin,design,modern.

1.2 课题的意义、背景及现状

动力滑台是组合机床用以实现进给运动的通用部件,其运动由液压缸驱动。在滑台上可根据加工工艺要求安装各类动力箱和切削头，以完成车、铣、镗、钻、扩、铰、攻螺纹等加工工序，并能按多种进给方式实现自动工作循环。液压动力滑台应满足进给速度稳定、速度换接平稳、系统效率高、发热小等要求。液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。

第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫·布拉曼

(Jodseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了界上第一台水压机。1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.V i k e r s)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。

目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，

大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。工程机械主要配套件有动力元件、传动元件、液压元件及电气元件等。

目前工程机械动力元件基本上都用内燃式柴油发动机(简称柴油机)；传动分机械传动、液力机械传动、静液压传动、电传动等。但目前工程机械用得最多、最普遍的为液力机械传动及静液压传动。整个传动系统还包括传动轴、驱动桥等。

静液压传动有多种结构形式，有的有传动轴、驱动桥，有的没有，视情况而定；液压元件主要有缸、泵、阀、密封件及液压附件等。静液压元件的泵(主要是变量泵)、马达(变量与定量)，以及相应的减速机等；电气元件以前对工程机械的影响还并不大，最早的工程机械电气系统，主要是起动电路及照明电路，系统及元件都非常简单，起动可以用拖起动，白天干活不用照明，因此，这两个电路系统出了故障也能勉强维持工作。但工程机械发展到今天，电气系统及电气元件已经成了工程机械一个非常关键的部分，可以说今天的绝大多数工程机械，电气系统出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步难行，等于一堆废钢铁。因此电气系统、电器元件目前也是工程机械最关键最主要的配套件之一。主要电器元件除传统的元件外，还有各种传感器，各种控制元件及微处理机等等。

1.3液压传动在机械行业中的应用

1）能源装置——液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。2）执行装置——液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。3）控制装置——液压阀。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。4）辅助装置——油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。5）工作介质——液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。

第二章确定液压系统方案，拟定液压系统图

2.1调速方案

由工况要求所知，执行元件采用油缸实现往复运动：组合机床进给功率较小，同时为了增加进给运动的平稳性，因此采用回油路节流调速方案。为保证切削过程速度稳定，选用调速阀调速。

2.2换向，换节方式

本机床的动力滑台在调整时，需停在任意位置上，故采用三位五通换向阀进行换向。当动力滑台由差动快进换接为工进时，与调速阀并联的二为二通电磁阀关闭，泵压升高，使液控顺序阀逐渐打开，使差动油路断开，油缸回油经

调速阀，三位五通电磁阀和液控顺序阀流回油箱。这样可使速度换接平稳。采用回路见图6-36，6-37。

2.2.1泵源的选择

工况特点是快速时低压大流量，时间短；工进是中压升秒度小流量，时间长。目前多数采用双联定量叶片泵（图6-38a ，b ）或限压式变量叶片泵（图6-38c ），仅在功率较小时，才用定量泵（图3-38d ）。为了减少功率损失，可选用限压式变量叶片泵，快速时全流量供油，工进时限压变量，与油缸所需流量相适应。

图

6-36 卧置滑台液压回路 图6-37 立置滑台液压回路

a)b)c)d)

图6-38 泵源选择

2.3液压系统的组合

立置与卧置滑台的负载不同，速度要求也不同，要保证同时动作，又不相互干扰，两回路组合时，在各自进油油路上串接一个节流阀，变量泵的调节流量应大于两个动力滑台同时快进时通过两个节流阀的流量。

测压点布置在泵源出口和节流阀后，便于调整油泵

工进

快进

快退

I

工

进快

退

快

进

I

I

工

进

和

液控顺序阀的压力。

本机床液压系统，过滤精度要求不高，故在泵进口处安装网式滤油器即可。

2.3.1运动和动力参数

表 6-16

立置滑台宽为320毫米，采用平导轨。卧置滑台宽为200毫米，采用平面和V型（α=90°）导轨组合方式，静摩擦系数U=0.2，动摩擦时

U=0.1。

自动化程度

采用液压与电气配合，实现工作自动循环。为提高生产效率，要求二滑台同时实现工作循环，但要防止相互干扰。

确定外负载，作工况循环图

立制动力力滑台外负载计算见表6-17，切削负载图，速度循环图见图6-32，外负载循环图见图6-33。

卧置动力滑台外负载计算见表6-18，切削负载图，速度循环图见图6-34，外负载循环图见图6-35。

表6-17

注：1.立置动力滑台的运动部件重量用钢通过滑座顶端的话轮富副重锤平衡，故不计静止状态重量的作用力；

2.导轨的磨檫力和滑轮副的磨檫咯去不计；

3.第Ⅱ工进的速度很低，故不考虏制动过程的惯性力。

表6-18

S

Kgf

图6-32 立置滑台切削负载，速度循环图图 6-33 立置动力滑台外负载循环图

S

V

R

图6-34 卧置动力滑台切削负载，速度循环图图6-35 卧置动力滑台外负载循环图

2.4绘制液压系统图

根据上述所选回路液压系统，并绘制液压系统图（如图6-39）。图中附有油缸的工作循环图和电磁铁动作表。

立置滑台电磁铁动作循序表卧置滑台电磁铁动作循序

表

6-39 液压系统图

1.立置滑台油缸A1=56.7厘米2，A2=28.3厘米2；卧置滑台油缸A1=23.74厘米2，A2=11.2厘米2；