目录0.摘要 (1)1.设计要求 (2)2.负载与运动分析 (2)2.1负载分析 (2)2.2快进、工进和快退时间 (3)2.3液压缸F-t图与v-t图 (3)3.确定液压系统主要参数 (4)3.1初选液压缸工作压力 (4)3.2计算液压缸主要尺寸 (4)3.3绘制液压缸工况图 (5)4.拟定液压系统的工作原理图 (7)4.1拟定液压系统原理图 (7)4.2原理图分析 (8)5.计算和选择液压件 (8)5.1液压泵及其驱动电动机 (8)5.2阀类元件及辅助元件的选 (10)6.液压系统的性能验算 (10)6.1系统压力损失验算 (10)6.2系统发热与温升验算 (11)7.课设总结 (12)0．摘要液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。
在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。
作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。
液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。
关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统1.设计要求设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。
机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。
要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。
设计该组合机床的液压传动系统。
2.负载与运动分析2.1负载分析（1）工作负载： T F =25000N（2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ⨯G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ⨯G=980N （3）惯性负载：Fa =tvg G ∆∆=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。
设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。
表1液压缸各阶段的负载和推力工况计算公式外负载F/N液压缸推力 F0= F / cm η/N启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速F=Ffd +Fa 1480 1644 快退F=Ffd98010892.2快进、工进和快退时间 由下式近似求出快进：1t =11V L =1.3s工进：2t =22V L =48s快退：3t =321V L L =1.6stu2.3液压缸F-t 图与v-t 图3.确定液压系统主要参数3.1初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其他情况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p=4MPa。
13.2计算液压缸主要尺寸鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞式差动液压缸（A1=2A2），快进时液压缸差动连接。
工进时为防止钻通时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表4选此背压为p=0.6MPa。
2由式 2211A P A P -=cmFη 由工进的推力计算液压缸无杆腔 1A =)2(21pp F cm +η=106)26.04(28867⨯- =7.8⨯103-m 2则液压缸内径 D=π14A =π1038.74-⨯⨯m=0.0997m=99.7mm按GB/T2348-1993圆整后取标准数值D=100mm 参考表5及表6得活塞杆直径d ≈0.71D=71mm ，按GB/T2348-1993圆整后取标准数值d=70mm由此球的液压缸两端的实际有效面积为 1A =42Dπ=m2241.0⨯π=m24105.78-⨯2A =)(422d D -π=m 222)(407.01.0-π=m241040-⨯3.3绘制液压缸工况图根据计算出的液压缸尺寸，可算出液压缸在工作循环中各阶段压力、流量和功率值，如表7所列，并据此绘出液压缸工况图，如图3所示。
表7液压缸在各阶段的压、流量和功率值推力 Fo/力回油腔压力 2P /a MP 进油腔压力 P 1/MPa 输入流量 3-10⨯s m /3 输入功率P/W计算公式快 进启动 2178 - 1.09 - -P1=1220A A PA F -∆+q=(A 21A -)1VP=p q 1加速 16441.440．94--恒速 1089 1.3 0.8 0.45 360 工进288670.63.980.006525.9P1=1220A A P F + q=21V A P=q p 1快 进启动 2178 - 1.72 - -P1=2120A A P F + q=32V A P=q p 1加速 1644 0.5 1.59 - - 恒速 10890.51.180.47554.6注：P ∆为液压缸差动连接时，回油口之间的损失取P ∆=0.5MPa4.拟定液压系统的工作原理图4.1拟定液压系统原理图4.2原理图分析：为了保证快进快退速度相等，并减小液压泵的流量规格，拟选用差动连接回路。
①快进：按下启动按钮，三位五通电液换向阀2 1YA通电，左位进入工作状态，这时的主油路是：进油路：滤油器11→液压泵1→电液换向阀2的P口到A口→行程阀3→液压缸右腔回油路：液压缸左腔→电液换向阀2的B口到T1口→单向阀6→行程阀3→液压缸右腔这时形成差动连接回路。
因为快进时，滑台载荷较小，同时进油可以经过阀3直通油缸右腔，系统中压力较低，所以液压泵1输出流量大，动力滑台快速前进实现快进。
②工进：在快速行程结束时，滑台上的挡铁压下行程阀3，行程阀上位工作，使通过行程阀3的油路断开，电磁铁1YA继续通电，电液换向阀2左位仍在工作，油路必须经调速阀4进入液压缸右腔，与此同时，系统压力升高，将液控顺序阀8打开，并关闭单向阀6，使液压缸实现差动连接的油路切断，回油经背压阀7和顺序阀8回到油箱，这时的主油路：进油路：滤油器11→液压泵1→电液动换向阀2的P口到A口→调速阀4→液压缸右腔回油路：液压缸左腔→电液换向阀2的B口到T1口→背压阀7→顺序阀8→油箱③死挡铁停留：当动力滑台工作进给终了碰上死挡铁台，液压缸停止不动，系统的压力进一步升高，达到压力继电器14的调定压力值时，经过时间继电器的延时，再发出电信号，使滑台退回。
④快退：时间继电器发出信号后，2YA通电，1YA关电。
电液换向阀2右位工作，这时的主油路是：进油路：滤油器11→液压泵1→电液换向阀2的P口到B口→液压缸左腔回油路：液压缸右腔→单向阀5→电液换向阀2的A口到T2口→单向阀13→油箱⑤原位停止：当动力滑台退回到原始位置时，挡块压下行开关，这时1YA，2YA都断电，电液换向阀2处于中位，动力滑台停止运动。
5.计算和选择液压件5.1液压泵及其驱动电动机（1）计算液压泵的最大工作压力小流量泵在快进和工进时都向液压缸供油，由表可知，液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为1p=3.98MPa，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失∑=∆MPa p 6.0，考虑到压力继电器的可靠动作要求MPa P 6.0=∆ε，则小流量的最高工作压力估算为：1Pp ∑∆+=p P 1+Pe ∆=（3.98+0.6+0.5）MPa=5.08MPa大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，由表7可见，快退时液压缸的工作压力为1p =1.59MPa ，比快进时大。
考虑到快退时进油不通过调速阀，故其进油路压力损失比前者小，现取进油路上的总压力损失∑∆P =0.3MPa ，则大流量的最高工作压力估算为2Pp =1p +∑∆P =1.89MPa （2）计算液压泵的流量由表7可知，油源向液压缸输入的最大流量为s m/47.03310-⨯，若取回路泄漏系数K=1.2，则 泵的总流量为 1Kq q p ==10347.02.1-⨯⨯sm/2=s m /52.03310-⨯=min /8.33L由于溢流阀的最小稳定溢流量为2min /L ，工进时输入液压缸的流量为0.39min /L ，所以小流量液压泵的最小流量为2.4min /L ，大流量液压泵的最小流量为28.8min /L 。
（3）确定液压泵的规格和电动机的功率根据以上压力和流量数值查阅液压泵产品手册，现选用YB1-40/6.3型双联液片泵，泵的额定压力为n p =6.3 Mpa ，小泵排量为V1=6.3mL/r,大泵排量为V2=40 mL/r;泵的额定转速为n=960r/min,容积效率为ηv=0.9，总效率ηp=0.8。
推算的小泵和大泵的额定流量分别为： qp1=V1n ηv=6.3⨯960⨯0.9=5.44L/min qp2=V2n ηv=40⨯960⨯0.9=34.56L/min 双泵流量为qp=qp1+qo2=5.44+34.56=40L/min由工况图可知，最大功率出现在快退阶段，取泵的总效率为p η=0.80，则所需驱动电动机功率为：电P =pp p q p η=8.0604089.1⨯⨯=1.575KW 查电动机手册选Y112M-6-B3型卧式三相异步电动机，其额定功率为2.2Kw ，转速为940r/min 。
用此转速驱动液压泵时，小泵和大泵的实际输出流量分别为5.33L/min 和33.84L/min ；双泵总流量为39.17L/min ；工进时的溢流量为5.33-0.5=4.83L/min,仍能满足系统各工况对流量的要求。
5.2阀类元件及辅助元件的选择根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件及辅助元件的流量，可选出这些元件的型号及规格，下表为选择元件的一种方案。
表8 液压元件的选择序号元件名称通过阀的最大流量1/min L -规格额定流量1/min L -额定压力MPa 型号1 三位五通电液换向阀2 73.9 100 6.3 35DY-100BY 2 行程阀3 73.9 100 6.3 22C-100BH 3 调速阀4 <1 6 6.3 Q-6B 4 单向阀5 83.2 100 6.3 I-100B 5 单向阀6 34.8 63 6.3 I-63B 6 背压阀7 <1 10 6.3 B-10B 7 顺序阀8 33.8 63 6.3 XY-63B 8 溢流阀9 4.8 10 6.3 Y-10B 9 单向阀10 33.8 63 6.3 I-63B 10 过滤器11 39.2 50 6.3 XU-50⨯200 11 单向阀13 83.2 100 6.3 I-100B 12双联叶片泵140/6.36.3YB1-40/6.36.液压系统的性能验算6.1系统压力损失验算管道直径按选定的液压元件接口尺寸确定为d=18mm,进、回油管长均取l=2m 油液的运动粘度取v=1104-⨯ s m /2,油液密度取ρ =900kg/m3。