1.540
2540
3.H.0
445.0
>5H0
专用钻床液压系统设计快•进工进死档铁停留，决退原位停止
工作压力^3MI%xlO6
（2）、计算液压缸尺寸
计算缸筒内径D得
液压缸主要参数确定
初选液压缸的工作压力
液压缸尺
寸
按计算结果根据表3选择缸筒内径标准值。
表3液压缸内径和活塞杆直径标准系列
4q4q
（GE/T23硯T
9_d2严
JUOU佻肌㈣曲0解肌
.XMJJ5JJJJJJ.B11.
按标准取D=90mm（壁厚5mm,单重
11.17kg/m）
根据快进和快退速度相等要求，拟定液压系统在快进时采用差动连接。
设活塞杆直径为
专用钻床液压系统设计快•进工进死档铁停留，决退原位停止
d,于是有
D2/（D2-d2）=1.3
d=43.23mm
按标准取d=45mm
则液压缸的有效作用面积为：
无杆腔的面积Ai=l/4*n*D2=1/45
q92z^^9）913^3.59-47.69）xl0~4x—60
有秤腔的面/秋聲睜1/池壮*（DRd2）=
q|山=A】—=63.59x1O'4x—=5.3x10'5m5/.s=3.lL/min
l/4*n*（92-4.52）=4^.69cm2
qu=A2V?
=47.59xlO-4x—=3.5x1O'4m3Is=21AL/min
（3）活塞杆稳定性校核
3MPa
p叽活絶总恿戟瀚）卿,而活塞杆的直径脚04aton=,01%Al/M00/45=8.89vl0
F164P94
P•莎用無嚥际尹=2.58xlOfpa=2.58MP,$岛篡液压ifJ攀？
0.偉力（科劭率0.13MPah快退A,47.69xl0~4
1）流量讦算
2）压力计算
活塞杆稳
定性校核
D=83
mm
流量计算
3）功率计算
压力计算
功率计算
71S5xIL
P快进p快进q快进°・4xl0X6047.7W
31x10"3
P工进P工进q匸进2.58x1°x6（）133.3W
214x10"3
典退缓制泌况图°El。
x6（）-46.4W
专用钻床液压系统设计快•进工进死档铁停留，决退原位停止
工作循环中液压缸各阶段压力、流量和功率如表4所示。
由表绘制液压缸的工况图如图3所
zjso
工况
压加（MPa）
流驗|（I/min）
功率P（W）
快进
04
7J55
47.7
工进
2^8
3.1
1333
快退
0.13
214
44.4
Ai=6
3.59cm2
A2=4
7.69cm2
逆图3建压缸退
的工况图
核
设计内容
计算说明
结论
选用执行
元件
确定供油
方式
三，液压系统设计
3・1、液压系统图的拟定1＞选用执行元件
由系统动作循环图，选定单活塞杆液压缸做为执行元件。
根据快进和快退速度相等的要求，拟定在快进时采用差动连接，因此应使无杆腔有效面积为有杆腔有效面积的两倍。
2、确定供油方式
由工况图分析可知，液压缸在快进、快退时所需流量较大，但持续时间较短；而在工进时所需流量较小，但持续时间较长。
因此从提髙系统效率，节省能源的角度考虑，系统供油方式不宜采用单个定量泵，而宜采用双泵或变量泵。
因此参考冋类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油方式。
3、调速方式选择
由工况图可知，快进和快退时有速度要求，因此在有杆腔油口处统一采用调速阀调速。
工进时速度低，考虑到系统负载变化小，
采用
差动连接
双作
用叶
所以采用调速阀进油节流调速回路。
片泵
双泵
4、速度换接选择
供油
调速方式
快进和工进之间速度需要换接，为便于
选择
对换接的位置进行适当的调整，因此采用二
位二通行程阀来实现速度的换接。
另外采用
调速
液控顺序阀及单向阀来切断差动回路。
因此
阀进
速度换接
速度换接回路为行程及压力联合控制形式。
油节
选择
5、换向方式选择
流调
采用三位五通电磁阀进行换向，以满足
速回
系统对换向的各种要求。
选用三位阀的中位
路。
机能为M型，以实现可以随时在中途停止运
动的要求。
为提高换向的位置要求，拟采用
换向方式
止挡块和压力继电器的行程终点返回控制。
选择
6、其它选择
行程
为便于观察调整压力，在液压泵的出口
及压
处和液压缸的两接口处均设置测压点，并配
力联
置多点压力表开关，以便利用一个压力表即
合控
能观测各点压力。
制形
完成以上各项选择后，作出拟定的液压
式
系统原理图和各电磁铁的动作顺序表如图4
所示。
挡块
专用钻床液压系统设计快•进工进死档铁停留，决退原位停止
的摟块压下行程阀13阀芯，切断通道，使压力油经调速阀10进入液压缸左腔。
由于油液流经调速阀，系统压力上升，打开液控顺序阀7,此时单向阀9关闭，切断液压缸差动回路，实现工进，油路为：
工进
进油路：
泵2”换向阀8左位一调速阀
10-液压缸左腔；
回油路：
液压缸右腔-调速阀14"换向阀8左位-顺序阀7-背压阀6-油箱。
快退
液压泵压
力
3.鯉
当滑台工进完毕之后，停留在止挡块处，系统压力升高，直到压力继电器12的调整值时，压力继电器动作，2YA通电，电磁换向阀8工作在右位，滑台快退返回。
快退油路为：
进油路：
泵2-调速阀14-换向阀8右位f液压缸右腔；
回油路：
液压缸左腔-单向阀11-＞换向阀8右位-油箱。
3.3、液压元件的选择
1、确定液压泵的型号及电动机功率
1）计算液压泵压力
估算压力损失经验数据：
一般节流调速和管路简单的系统取刀厶pl=0.2~0.5MPa,有调速阀和管路较复杂的系统取EApl=0.5-1.5MPao
液压缸在整个工作循环中最大工作压力为2.58MPa,由于系统有调速阀，但管路简单，所以取压力损失EApl=0.5MPa,计算
所需液压
泵流量
选用液压
泵
液压泵的工作压力为
pp=p+UApl=2.58+0.5=2.63MPa
2）计算所需液压泵流量
考虑泄漏的修正系数K：
K=l.l〜1.3。
液压缸在整个工作循环中最大流量为21.4L/min0取回路泄漏修正系数K=l.l,计算得所需两个液压泵的总流量为
qp=1.1x21.4=23.54L/min由于溢流阀最小稳定流量为3L/min,工进时液压缸所需流量为0.4L/min,所以髙压泵的流量不得少于3.4L/mino
3）选用液压泵
1、单泵Singlepump
2.63
MPa
23.54
L/min
型号
排量
压力
转速
容积效,
YB1〜
4
4
6.3
960
M85
YB1〜
25
25
6.3
960
M90
选用电动
机
标准件
2、双泵：
DoublePump
YBl—10/16型的双联叶片泵。
L
L
1
L
2
L
3
B
B
1
H
S
D
1
D
2
d
c
]
2
5
5
1
0
6
3
8
1
4
4
4
5
2
0
'6
1
4
5
、1V
1
1
0
21C
90
de
-3
1
2
8
2
0
d
]
]
—厶—2-1.16x103W
卩r/p60x0.8
由⑶第5卷P158选用YB1—10/16型的双联叶片泵。
液压泵额定压力为6.3MPa,排量分别为10mL/r和16mL/r,取容积效率r|pV=0.85,总效率q=0.8,额定转速分别为1450r/min和960r/min.
4）选用电动机
拟选Y系列三相异步电动机，满载转速960r/min,按此计算液压泵实际输出流qp=（10+16）X10-3X960X0.85=21.22L/min
计算所需电动机功率为
由⑶第4卷P569选用Y132S-6电动机。
油管
电动机额定功率为3KW,满载转速为
960i7min。
2、选择阀类元件及辅助元件
Y132
油箱
1）标准件
S-6电
根据系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的流量，由产品目录确定这些元件的型号及规格如表5所示。
2）非标件
a）油管
油管尺寸根据实际流量类比确定，采用内径为16mm,外径为20mm的紫铜管。
动机
b）油箱
内径
油箱容积计算如下
为
V=（5〜7）qp=（5~7）X
16m
21.22=106.1-148.54L
m,外
取V=150Lo
径为
表5液压元件型号及规格
20m
序号名称通过流量
qmax（L/min）型号及规格
m
压力损失
1滤油器24.96XU-C32X100B
V=15
验算2双联叶片泵21.22YE1—10/16
3溢流阀
8.11
Y-10B
4单向阀
13.61I-25B
5顺序阀
13.61X-B25B
6溢流阀
8.37
Y-10B
7顺序阀
8.37
XB-25B
8三位
五通电
磁换向阀21.22
35D-25BM
9单向阀
8.37I-25B
10调速阀
16.20Q-25B
11单向阀
16.80I-25B
12压力继电器DP-25B
13
沿程压力
损失APf
二位二通行程阀24.5722D-25B
14调速阀21.22Q-25B
15压力表开关K-3B
16压力表Y-100T
17电动机Y132S-6
4.1、液压系统的性能验算
1、压力损失验算
按液压泵的实际输出流量估算压力损
回油沿程压力损失
专用钻床液压系统设计快•进工进死档铁停留，决退原位停止
失。
』）油魂蘇由管中的流速
v=v=xs.s2—2.8Xm/s
瞇油翎漑V
层流状态：
A1二75/Rel二75/552二0.14
总沿程压
力损失
回油管流速V*
局部压力
损失APr
设系统采用L-HM32液压油，室温为
总压力损
失EAp
调定压力
209时粘度为v=1.0x10-4m2/s
a）进油沿程压力损失APfl?
a1pvc2890x5.522
APfi=Xi=0*14Xrx
ld210x10-32
=3.8xl05Pa=0.38MPa
层流状态：
入l=75/Rel=75/552=0.14
取油液的密度为p=890kg/m3,进、回油管长度均为2m,得进油沿程压力损失为
qp21.22x10-3x4/
>?
=—=5=5・52m/s
A60xl62xl06
的确定
系统温升
验算
』）呼舟压尹聾失2890x2.812
皿-入2d2-°-27x10x10-3X2
=1.9xl05Pa=0.19MPa
层流状态：
X2=75/Re2=75/281=0.27
c）总沿程压力损失
3）局部压力损失APr
局部压力损失包括液压阀的压力损失及賺利贅擬料姻ij损知臟匡熾勺/飜小，备以葱略不计!
•嚐曙為管接头压力损失一般取沿程压力损失的10%计算，于是Apr=10%Apf=0.1X0.48=0.05MPa
总结
4）总压力损失EAp
刀△p=刀△pf+刀△
pl•吉何.4Sp^Q.生吨题WI4零苛X0.19=0.48\lPa原设EAp=0.5MPa,及计算结果非常接近。
2、调定压力的确定
双联泵系统中卸荷阀的调定值为
p=p,q2=Fv2=24444.44x005=20.37VV
°22260
取p卸=4.1MPa
溢流阀的调定值应大于卸荷阀调定压力
0・3~0・5MPqo取
p溢=4.5MPa.
顺序阀的调定值应为
p顺=0.29+E△
p=0.29+0.95=1.24MPa
背压阀的调定值取为p背=0.3MPa
F1A11904
p-+》卯-J+0.53xl06-3.64xl06Pfl-3.MA/Pa
巾A厶+63.59x10-*
3、系统温升验算
工进时间在整个工作循环中所占的时间
比例达87%,所以系统温升可按工进计算。
工进时液压缸的有效功率为
热平
工潜JtB壅圜瞩卸薊旷卸裁勿蟲
0.3MP抿小下供
油，两个泵的总输出功率为
t2=t1+At=20+29.20=49.20°C<65°C
内。
由此得液压系统单位时间的发热量为
Pp】qpi+Pp】qpi
0.3xlO6x16x960xIO'6+3.64xIO6x10x960xIO-6
弟捣箱的三个边w°l：
1：
1〜1：
2：
3范围内，计算散热面积为
H=pi-p<>=824-20.37=803.63W
按通风良好取散热系数h=15xl0-
3kW/（m2°C）,计算油液温升为
A=0・065丽=0.065^J15^=1.835m2
设室温tl=20°C,得油液温度t2为
热平衡计算在允许范围内。
五，总结
液压是一们机械专业十分重要的专业基础课。
同时液压在实际生产的应用上也发挥了契机巨大的作用。
在工业生产的各个部门应用液压传动技术。
工程机械，矿上机械，压力机械和航天工业中，常常采用液压传动，因为其结构简单，体积小，重量轻，输出力大；机床上采用液压传动是取其能在工作过程中方便的实现无级调速，易于实现频繁的换向，易于实现自动化；在电子工业，包装机械，印染机械，食品机械等方面应用气压传动主要是取其操作方便，无油，无污染。
由此可见，液压的应用很广泛，发挥的作用也十分巨大。
液压课程设计是是对液压课程所学理论知识的一次具体的应用和实践，增强学生所学知识以及具体方法的实际应用有很大的帮助。
通过这次课程设计，使我对于液压系统设计有了一个更加形象和直观的认识及掌握。
这个过程中锻炼了我分析解决问题，应
用和查阅相关机械资料进行设计的能力。
由于这次课程设计是在教学的过程中进行的，刚刚学过的理论知识印象还很深刻，但要在在短短的几周时间做好液压课程是不是一件容易的事，做课程设计又需要很多的相关的知识，这次课程设计又相当于让自己再次温固了一遍课程。
真正做到理论及实践的相统一。
做好一个设计首要的是理清思路，把具体要做的工作细分，循序渐进，走一步再走一步，这也有助于使自己不会遇到大的任务，繁杂的事情而手慌脚忙，不知所措。
查找资料是在整个设计过程中也是一项至关重要的事情，因为我们都没有经验，要想在短短的时间里完成一套设计，有用的资料是必不可少的。
图书馆中找到了一些和我们的题目相近的设计实例，老师给了我们一套关于液压设计的工程手册。
设计实例可以快速给我们设计思路，设计过程中要包括哪几个方面的内容也一目了然，于是大概是怎么样的一个过程就有了；液压设计工程手册提供了我们需要选取的元件，这些都是标准件，比如电磁换向阀，液压泵等等
有了充足的资料之后就要开始做自己的设计了。
设计分为几个模块：
设计计算及元件选择，验算，图纸（溢流阀零件图、三位四通换向阀、集成块零件图等等）设计并不是照搬照抄书上原有的东西，而是要根据前人的经验和一些经典回路，再加入自己所需的一些功能，最终设计完成的。
设计的过程我们小组遇到了不少问题和疑点，通过和同学的讨论交流，以及请教王老师，最终使问题得以解决。
自己也在这个过程中学到了很多实战知识。
通过小组队员的一起努力，终于完成了液压课程设计。
整个课程设计过程是在教学的同时进行的，理论及实践相结合的效果特别好。
自己也收获了不少的东西。
全盘规划，具体分析，付诸实施，合理调整，以及团队协作等等科学的做事方法都得到了很好的体现。
感谢这次的王孝聪老师的精心指点和辅导。
我会以这次课程设计为契机，更好的学习专研机械知识。
在今后学校的学习生活中更
加严格的要求自己，我会继续努力，朝着二工大“知识型”“髙技能”“创新型”人才的培养标准而不断奋斗。
参考文献
1.《液压及气压传动》教材
2.《机械零件设计手册》（液压及气动部分）冶金出版社
3.《组合机床设计》（液压传动部分）机械出版社
4.《液压工程手册》机械工业出版社
5.《液压系统设计简明手册》杨培元主编，机械工业出版社
6.《液压元件手册》黎启柏主编，冶金/机械工业出版社
7.机械设计手册《液压传动》PDF版化学工业出版社
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