設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)方案

1、目錄緒論 .11 鉆鏜液壓機(jī)床的設(shè)計(jì) .21.1機(jī)床的設(shè)計(jì)要求 .21.2機(jī)床的設(shè)計(jì)參數(shù) .22 執(zhí)行元件的選擇 .32.1分析系統(tǒng)工況 .32.1.1工作負(fù)載 .32.1.2慣性負(fù)載 .32.1.3阻力負(fù)載 .32.2負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制 .32.3主要參數(shù)的確定 .52.3.1初選液壓缸工作壓力 .52.3.2確定液壓缸主要尺寸 .62.3.3計(jì)算最大流量需求 .73 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 .103.1速度控制回路的選擇 .103.2換向和速度換接回路的選擇 .103.3油源的選擇和能耗控制 .113.4壓力控制回路的選擇 .134 液壓元件的選擇 .164.1確定液壓泵和電機(jī)規(guī)格

2、.164.1.1計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 .164.1.2計(jì)算總流量 .164.1.3電機(jī)的選擇 .174.2閥類元件和輔助元件的選擇 .174.2.1閥類元件的選擇 .174.2.2過(guò)濾器的選擇 .194.2.3空氣濾清器的選擇 .194.3油管的選擇 .204.4油箱的設(shè)計(jì) .214.4.1油箱長(zhǎng)寬高的確定 .214.4.2隔板尺寸的確定 .224.4.3各種油管的尺寸 .22.5驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 .235.1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 .235.1.1判斷流動(dòng)狀態(tài) .235.1.2計(jì)算系統(tǒng)壓力損失 .235.2驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 .266設(shè)計(jì)總結(jié).287參考文獻(xiàn).29.緒論隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的

3、飛躍發(fā)展 .國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)迫切需要各種各樣的質(zhì)量?jī)?yōu)、性能好、能耗低、價(jià)格廉的液壓機(jī)床產(chǎn)品 。 其中 .產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品性能 、質(zhì)量、水平、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié) 。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)包括液壓系統(tǒng)的功能分析、工作原理方案設(shè)計(jì)和液壓傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)等 。 這些設(shè)計(jì)內(nèi)容可作為液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 。 很明顯 .液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身如果存在問(wèn)題 .常常屬于根本性的問(wèn)題 .可能造成液壓機(jī)床的災(zāi)難性的失誤 。 因此我們必須重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng) 。作為一種高效率的專用機(jī)床.組合機(jī)床在大批 、大量機(jī)械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。本次課程設(shè)計(jì)將以組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例 .介紹該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)

4、的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟 .其中包括組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工況分析 、主要參數(shù)確定 、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗(yàn)算等 。組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ).配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具而組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序 、多面或多工位同時(shí)加工的方式.生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn) .在大批 、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用.并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床通常采用多軸 、多刀、多面、多工位同時(shí)加工的方式.能完成鉆 、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及其他精加工工序.生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。

5、液壓系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、動(dòng)作靈活 、操作方便 、調(diào)速范圍大 、可無(wú)級(jí)連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn).在組合機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。.1 鉆鏜液壓機(jī)床的設(shè)計(jì)1.1 機(jī)床的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)。鉆鏜系統(tǒng)的工作循環(huán)時(shí)快進(jìn) 工進(jìn) 快退 停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：最大切削力 18000N. 移動(dòng)部件總重量 25000N ；最大行程 400mm （其中工進(jìn)行程 180mm ）；快進(jìn)、快退的速度為 4.5m/min. 工進(jìn)速度應(yīng)在 （20120 ）mm/min 范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速 ；啟動(dòng)換向時(shí)間 t0.05s.采用水平放置的導(dǎo)軌 .靜摩擦系數(shù) fs0.2；動(dòng)摩擦系數(shù) fd 0.1。機(jī)械效率

6、取 0.9。1.2 機(jī)床的設(shè)計(jì)參數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1 所示 .動(dòng)力滑臺(tái)采用平面導(dǎo)軌 .其靜、動(dòng)摩擦系數(shù)分別為 fs = 0.2、fd = 0.1 。l1=220mm.l2=180mm.l3=400mm 其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1-1表 1-1設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)數(shù)值切削阻力 （N）18000滑臺(tái)自重 (N)25000快進(jìn) 、快退速度 (m/min)4.5工進(jìn)速度 (mm/min)20 120最大行程 (mm)400工進(jìn)行程 (mm)180啟動(dòng)換向時(shí)間 （s）0.05液壓缸機(jī)械效率0.9.2 執(zhí)行元件的選擇2.1 分析系統(tǒng)工況工作負(fù)載鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中 .鉆鏜的軸向切削力為 Ft。根據(jù)題意 .最

7、大切削力為 18000N. 則有Ft18000 N慣性負(fù)載慣性負(fù)載Fmmv4.525003750 Nt60 0.052.1.3 阻力負(fù)載靜摩擦阻力Ffs0.2250005000N動(dòng)摩擦阻力 Ffd0.1250002500 N由此可得出液壓缸的在各工作階段的負(fù)載如表2-1表 2-1工況負(fù)載組成負(fù)載值 F推力 F / m啟動(dòng)FFfs5000N5556N加速FFfdFm6250N6944N快進(jìn)FFfd2500N2778N工進(jìn)FFfdFt20500N22778N快退FFfd2500N2778N注： 1、此處未考慮滑臺(tái)上的顛覆力矩的影響。2、液壓缸的機(jī)械效率取m0.92.2 負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制

8、根據(jù)表 2-1 中計(jì)算結(jié)果 .繪制組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的負(fù)載循環(huán)圖如圖2-1 所示 。.N/F227786944555627780220400l/mm-2778-5556-6944圖 2-1圖 2-1表明 .當(dāng)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)處于工作進(jìn)給狀態(tài)時(shí).負(fù)載力最大為22778N. 其他工況下負(fù)載力相對(duì)較小。所設(shè)計(jì)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖可根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行 繪 制 . 已 知 快 進(jìn) 和 快 退 速 度V1=V2=4.5m/min、 快 進(jìn) 行 程L1=400-180=220mm、工進(jìn)行程 L2=180mm 、快退行程 L3=400mm. 工進(jìn)速度V2=100mm/min。根據(jù)上述

9、已知數(shù)據(jù)繪制組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖如圖 2-2 所示 。.nmi/m4.50.120.020220400l/mm-4.52-2 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)速度循環(huán)圖2.3 主要參數(shù)的確定初選液壓缸工作壓力所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大 .其值為 22778N. 其它工況時(shí)的負(fù)載都相對(duì)較低 .參考表 2-2 和表 2-3 按照負(fù)載大小或按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)選擇工作壓力的方法 .初選液壓缸的工作壓力 p 1=3MPa 。表 2-2 按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/ KN<5510102020303050>50工作壓力 /MPa<0.81.522.53344551表 2-3各種機(jī)械

10、常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī) 床農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓機(jī)小型工程機(jī)械大中型挖掘機(jī)機(jī)械類型建筑機(jī)械重型機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床液壓鑿巖機(jī)起重運(yùn)輸機(jī)械工作壓力 /MPa0.8235288110182032.0確定液壓缸主要尺寸由于工作進(jìn)給速度與快速運(yùn)動(dòng)速度差別較大.且快進(jìn) 、快退速度要求相等 .從降低總流量需求考慮 .應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動(dòng)連接方式。通常利用差動(dòng)液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件.最好采用活塞桿固定 .而液壓缸缸體隨滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的常用典型安裝形式。這種情況下 .應(yīng)把液壓缸設(shè)計(jì)成無(wú)桿腔工作面積 A1 是有桿腔工作面積 A2 兩倍的形式 .即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 呈

11、 d = 0.707D 的關(guān)系 。工進(jìn)過(guò)程中 .當(dāng)孔被鉆通時(shí) .由于負(fù)載突然消失 .液壓缸有可能會(huì)發(fā)生前沖的現(xiàn)象 .因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓 (通過(guò)設(shè)置背壓閥的方式 ).執(zhí)行元件的背壓力如表 2-4. 從表中選取此背壓值為 p2=0.8MPa 。表 2-4執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型背壓力 /MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.40.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.23回油路較短且直接回油可忽略不計(jì)快進(jìn)時(shí)液壓缸雖然作差動(dòng)連接（即有桿腔與無(wú)桿腔均與液壓泵的來(lái)油連接）.但連接管路中不可避免地存在著壓降

12、P.且有桿腔的壓力必須大于無(wú)桿腔.估算時(shí) 取 P 0.5MPa 。 快退時(shí)回油 腔中也 是有 背壓的 .這時(shí)選 取被壓值p2 =0.6MPa 。工進(jìn)時(shí)液壓缸的推力計(jì)算公式為F /mA1 p1A2 p2A1 p1( A1 / 2) p2 .式中：F 負(fù)載力m 液壓缸機(jī)械效率A1 液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積A2 液壓缸有桿腔的有效作用面積.p1 液壓缸無(wú)桿腔壓力p2 液壓有無(wú)桿腔壓力因此 .根據(jù)已知參數(shù) .液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積可計(jì)算為FP2)60.80.0088m2A 1/(P1222778 10/(3)m2液壓缸缸筒直徑為D4A 14 0.008810 6106mm由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒

13、和活塞桿直徑之間的關(guān)系.d = 0.707D. 因此活塞桿直徑為 d=0.707×106=74.95mm. 根據(jù) GB/T2348 1993 對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定 .查表 2-5 和表 2-6 圓整后取液壓缸缸筒直徑為 D=110mm. 活塞桿直徑為 d=80mm 。表 5 按工作壓力選取 d/D工作壓力 /MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表 6按速比要求確定d/D2/11.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71注：1 無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度；2 有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)

14、速度 。此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為：A1D2 / 4 9.5 10 3 m2A2(D2d 2 ) / 4 4.48 10 3 m2計(jì)算最大流量需求工作臺(tái)在快進(jìn)過(guò)程中 .液壓缸采用差動(dòng)連接 .此時(shí)系統(tǒng)所需要的流量為q 快進(jìn) = （ A1- A2 ）×v1=22.59L/min工作臺(tái)在快退過(guò)程中所需要的流量為q 快退 = A2 ×v2=20.16L/min工作臺(tái)在工進(jìn)過(guò)程中所需要的流量為q 工進(jìn) = A1×v1=0.191.14 L/min.其中最大流量為快進(jìn)流量為22.59L/min 。根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計(jì)算結(jié)果.進(jìn)一步計(jì)算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力

15、、流量和功率值 .如表 3 所示 。表 2-5各工況下的主要參數(shù)值回油腔壓進(jìn)油腔輸入流推力量輸入功工況力壓力計(jì)算公式q/L.min -率 P/KwF /NP2/ MPaP1/ MPa1啟動(dòng)555601.55P1 =快加速69442.051.83q=(A 1-A 2 )v1進(jìn)P=p 1q恒速27782.051.0022.590.377p2 =p 1 + p0.088P1=(F +p 2A 2)/A 122770.191.工進(jìn)0.82.78814q=A 1 v20.528P=p 1q起動(dòng)555601.24P1=(F +p 2A 1)/A 2快加速69440.62.88q=A 2v3退恒速27780

16、.61.8920.160.635P=p 1q把表 2-5 中計(jì)算結(jié)果繪制成工況圖.如圖 2-3 所示 。.aPMqp/Pp1-nim220?L/qW22.59k/0.528P0.3771.830.0881.551.001.142200.190400l/mm1.891.242.880.63520.16圖 2-3組合機(jī)床液壓缸工況圖.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖根據(jù)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和工況分析.所設(shè)計(jì)機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求 .因此速度控制是該機(jī)床要解決的主要問(wèn)題。速度的換接 、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。此外 .與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求一樣 .該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能

17、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.成本低 .節(jié)約能源 .工作可靠 。3.1 速度控制回路的選擇工況圖 2-3 表明 .所設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中所需要的功率較小 .系統(tǒng)的效率和發(fā)熱問(wèn)題并不突出.因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低 .但適合于小功率場(chǎng)合 .而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、成本低 。該機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度- 負(fù)載特性 .因此有三種速度控制方案可以選擇 .即進(jìn)口節(jié)流調(diào)速 、出口節(jié)流調(diào)速 、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速 。鉆鏜加工屬于連續(xù)切削加工.加工過(guò)程中切削力變化不大.因此鉆削過(guò)程中負(fù)載變化不大 .采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。但由于在鉆頭鉆入鑄件表面及孔被鉆

18、通時(shí)的瞬間 .存在負(fù)載突變的可能 .因此考慮在工作進(jìn)給過(guò)程中采用具有壓差補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)口調(diào)速閥的調(diào)速方式.且在回油路上設(shè)置背壓閥。由于選定了節(jié)流調(diào)速方案 .所以油路采用開(kāi)式循環(huán)回路.以提高散熱效率 .防止油液溫升過(guò)高 。3.2 換向和速度換接回路的選擇所設(shè)計(jì)多軸鉆床液壓系統(tǒng)對(duì)換向平穩(wěn)性的要求不高 .流量不大 .壓力不高 .所以選用價(jià)格較低的電磁換向閥控制換向回路即可 。為便于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接 .選用三位五通電磁換向閥 。為了調(diào)整方便和便于增設(shè)液壓夾緊支路 .應(yīng)考慮選用 Y 型中位機(jī)能 。 由前述計(jì)算可知.當(dāng)工作臺(tái)從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí).進(jìn)入液壓缸的流量由22.59 L/min 降為 0.191.14 L/mi

19、n. 可選二位二通行程換向閥來(lái)進(jìn)行速度換接 .以減少速度換接過(guò)程中的液壓沖擊 .如圖 3-1 所示 。由于工作壓力較低 .控制閥均用普通滑閥式結(jié)構(gòu)即可 。 由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時(shí) .在回路上并聯(lián)了一個(gè)單向閥以實(shí)現(xiàn)速度換接 。 為了控制軸向加工尺寸 .提高換向位置精度 .采用死擋塊加壓力繼電器的行程終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制 。.a.換向回路b.速度換接回路圖 3-1換向和速度切換回路的選擇3.3 油源的選擇和能耗控制表 2-5 表明 .本設(shè)計(jì)多軸鉆床液壓系統(tǒng)的供油工況主要為快進(jìn) 、快退時(shí)的低壓大流量供油和工進(jìn)時(shí)的高壓小流量供油兩種工況 .若采用單個(gè)定量泵供油 .顯然系統(tǒng)的功率損失大 、效率低 。 在液壓系統(tǒng)的流量

20、 、方向和壓力等關(guān)鍵參數(shù)確定后 .還要考慮能耗控制 .用盡量少的能量來(lái)完成系統(tǒng)的動(dòng)作要求 .以達(dá)到節(jié)能和降低生產(chǎn)成本的目的 。.在圖 4 工況圖的一個(gè)工作循環(huán)內(nèi).液壓缸在快進(jìn)和快退行程中要求油源以低壓大流量供油 .工進(jìn)行程中油源以高壓小流量供油。其中最大流量與最小流量之比 qmax / qmin22.59 / 0.19118.9 .而快進(jìn)和快退所需的時(shí)間t 1 與工進(jìn)所需的時(shí)間 t2 分別為：t1 (l1 / 1)(l3 /3 )(60220) / (4.5 1000) (60400) / (51000) 8.27st2(l2 /2 )(60 180) / (20 120)(90 540)s上

21、述數(shù)據(jù)表明 .在一個(gè)工作循環(huán)中 .液壓油源在大部分時(shí)間都處于高壓小流量供油狀態(tài) .只有小部分時(shí)間工作在低壓大流量供油狀態(tài) 。 從提高系統(tǒng)效率 、節(jié)省能量角度來(lái)看 .如果選用單個(gè)定量泵作為整個(gè)系統(tǒng)的油源 .液壓系統(tǒng)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于大流量溢流狀態(tài) .從而造成能量的大量損失 .這樣的設(shè)計(jì)顯然是不合理的 。如果采用單個(gè)定量泵供油方式 .液壓泵所輸出的流量假設(shè)為液壓缸所需要的最大流量 25.1L/min. 假設(shè)忽略油路中的所有壓力和流量損失 .液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中所需要消耗的功率估算為快進(jìn)時(shí)P=1 22.59=0.377Kw工進(jìn)時(shí) P=pq max =2.7822.59=1.05Kw快退時(shí)P=1.8

22、9 22.59=0.72Kw如果采用一個(gè)大流量定量泵和一個(gè)小流量定量泵雙泵串聯(lián)的供油方式.由雙聯(lián)泵組成的油源在工進(jìn)和快進(jìn)過(guò)程中所輸出的流量是不同的 .此時(shí)液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中所需要消耗的功率估算為快進(jìn)時(shí)P=1 22.59=0.377Kw工進(jìn)時(shí) .大泵卸荷 .大泵出口供油壓力幾近于零.因此P=p q max =2.7822.59=1.05Kw快退時(shí)P=1.89 22.59=0.72Kw除采用雙聯(lián)泵作為油源外 .也可選用限壓式變量泵作油源 。但限壓式變量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、成本高 .且流量突變時(shí)液壓沖擊較大 .工作平穩(wěn)性差 .最后確定選用雙聯(lián)液壓泵供油方案 .有利于降低能耗和生產(chǎn)成本 .如圖 3

23、-2 所示 。.圖 3-2雙泵供油油源3.4 壓力控制回路的選擇由于采用雙泵供油回路 .故采用液控順序閥實(shí)現(xiàn)低壓大流量泵卸荷 .用溢流閥調(diào)整高壓小流量泵的供油壓力 。為了便于觀察和調(diào)整壓力 .在液壓泵的出口處 、背壓閥和液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)口處設(shè)測(cè)壓點(diǎn) 。將上述所選定的液壓回路進(jìn)行整理歸并 .并根據(jù)需要作必要的修改和調(diào)整 .最后畫(huà)出液壓系統(tǒng)原理圖如圖 3-3 所示 。為了解決滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)回油路接通油箱 .無(wú)法實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接的問(wèn)題 .必須在回油路上串接一個(gè)液控順序閥 7.以阻止油液在快進(jìn)階段返回油箱 。同時(shí)閥 8 起背壓閥的作用 。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱 .導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng) .影

24、響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性 .圖中添置了一個(gè)單向閥 13 ?？紤]到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔 （通孔與不通孔 ）加工 .對(duì)位置定位精度要求較高 . 圖中增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器 14 。 當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后 .系統(tǒng)壓力升高 .壓力繼電器發(fā)出快退信號(hào) .操縱電液換向閥換向 。在進(jìn)油路上設(shè)有壓力表開(kāi)關(guān)和壓力表 .鉆孔行程終點(diǎn)定位精度不高 .采用行行程開(kāi)關(guān)控制即可 。.快進(jìn)工進(jìn)快退動(dòng) 作電磁鐵工作狀態(tài)液壓元件工作狀態(tài)名 稱信號(hào)來(lái)源1YA2YA溢流閥9換向閥2行程閥3快 進(jìn)起動(dòng)按紐+-關(guān) 閉左位下位工 進(jìn)擋板壓下行程閥3+-打開(kāi)左位上位快 退壓力繼電器 14發(fā)出信號(hào)-+關(guān)閉右位下位停 止擋塊壓下終點(diǎn)開(kāi)關(guān)-關(guān)閉中位下位圖 3

25、-3(a) 電磁鐵和閥的動(dòng)作.14345261YA2YA131081279111圖 3-3(b)液壓系統(tǒng)原理圖1 雙聯(lián)葉片泵2 三位五通電液閥3 行程閥4調(diào)速閥5、6、10、13 單向閥7順序閥8 背壓閥9 溢流閥11 過(guò)濾器12 壓力開(kāi)關(guān)14 壓力繼電器.4 液壓元件的選擇本設(shè)計(jì)所使用液壓元件均為標(biāo)準(zhǔn)液壓元件 .因此只需確定各液壓元件的主要參數(shù)和規(guī)格 .然后根據(jù)現(xiàn)有的液壓元件產(chǎn)品進(jìn)行選擇即可 。4.1 確定液壓泵和電機(jī)規(guī)格計(jì)算液壓泵的最大工作壓力由于本設(shè)計(jì)采用雙泵供油方式 .根據(jù)圖 2-3 液壓系統(tǒng)的工況圖 .大流量液壓泵只需在快進(jìn)和快退階段向液壓缸供油 .因此大流量泵工作壓力較低 。小流量

26、液壓泵在快速運(yùn)動(dòng)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油 .而液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大 .因此對(duì)大流量液壓泵和小流量液壓泵的工作壓力分別進(jìn)行計(jì)算 。根據(jù)液壓泵的最大工作壓力計(jì)算方法 .液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和 。對(duì)于調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路.選取進(jìn)油路上的總壓力損失p 0.8MPa .同時(shí)考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓力繼電器動(dòng)作壓力與最大工作壓力的壓差為0.5MPa.則小流量泵的最高工作壓力可估算為p p1pmaxp損p繼電器(2.880.80.5)MPa4.18MPa大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油 .圖 2-3 表明 .快退時(shí)液壓缸中的工作壓力比

27、快進(jìn)時(shí)大 .如取進(jìn)油路上的壓力損失為 0.5MPa.則大流量泵的最高工作壓力為：pp 2( p1p損 )(1.890.5) MPa2.39MPa計(jì)算總流量表 2-5 表明 .在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中 .液壓油源應(yīng)向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快進(jìn)工作階段 .為 22.59 L/min. 若整個(gè)回路中總的泄漏量按液壓缸輸入流量的 10%計(jì)算 .則液壓油源所需提供的總流量為 ：q p1.122.59L / min24.85L / min工作進(jìn)給時(shí) .液壓缸所需流量約為 1.9 L/min. 但由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量 3 L/min. 故小流量泵的供油量最少應(yīng)為 4.9L/min 。據(jù)據(jù)以上液壓

28、油源最大工作壓力和總流量的計(jì)算數(shù)值.查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè) .確定 PV2R 型雙聯(lián)葉片泵能夠滿足上述設(shè)計(jì)要求 .因此選取 PV2R12 6/26 型雙聯(lián)葉片泵 .其中小泵的排量為 6mL/r. 大泵的排量為 26mL/r. 若取液壓泵的容積效率v =0.9. 則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速 n p =940r/min時(shí) .小泵的輸出流量為qp 小=6 940 0.9/1000=5.076 L/min.該流量能夠滿足液壓缸工進(jìn)速度的需要。大泵的輸出流量為qp 大 =26*940*0.9/1000=22.00L/min雙泵供油的實(shí)際輸出流量為qp =(6+26)9400.9 /1000L / min27.1 L / m

29、in該流量能夠滿足液壓缸快速動(dòng)作的需要。液壓泵參數(shù)如表 4-1 所示 。表 4-1液壓泵參數(shù)估計(jì)流量規(guī)格元件名稱額定流量L / min11額定壓力 MPa型號(hào)L / minPV2R12-6/2雙聯(lián)葉片泵(5.1+22)最高工作壓力為 21 MPa6電機(jī)的選擇由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大.這時(shí)液壓泵工作壓力為2.39MPa. 流量為27.1L/min 。取泵的總效率0.75 .則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為：ppp qp2.3927.1P60KW 1.44 KWp0.75根據(jù)上述功率計(jì)算數(shù)據(jù) .按 JB/T9616-1999. 此系統(tǒng)選取 Y100L-6 型電動(dòng)機(jī) .其額定功率 p1.5KW .額定轉(zhuǎn)速 n 940r / min 。nn4.2 閥類元件和輔助元件的選擇圖 3-3 液壓系統(tǒng)原理圖中包括調(diào)速閥 、換向閥、單項(xiàng)閥等閥類元件以及濾油器、空氣濾清器等輔助元件 。閥類元件的選擇根據(jù)上述流量及壓力計(jì)算結(jié)果 .對(duì)圖 3-3 初步擬定的液壓系統(tǒng)原理圖中各種閥類元件及輔助元件進(jìn)行選擇 。其中調(diào)速閥的選擇應(yīng)考慮使調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)小于液壓缸工進(jìn)所需流量 。通過(guò)圖 3-3 中 4 個(gè)單向閥的額定流量是各不相同的 .因此最好選用不同規(guī)格的單向閥 。圖 3-3 中溢流閥 9、背壓閥 8 和順序閥 7 的選擇可根據(jù)調(diào)定壓力和流經(jīng)閥的.額定流量來(lái)選擇閥的型式和規(guī)格.