液壓傳動設(shè)計

1、· 設(shè)計一臺臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)。已知參數(shù)：切削負(fù)載Fl30500N，機(jī)床工作部件總質(zhì)量m1000，快進(jìn)，快退速度均為5.5m/min，工作速度在20100mm/min范圍內(nèi)可無級調(diào)節(jié)?；_最大行程400mm，其中工進(jìn)行程150mm，往復(fù)運(yùn)動加速時間0.2s，滑臺采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)Fs=0.2，動摩擦系數(shù)fd=0.1?；_要求完成“快進(jìn)工進(jìn)快退停止”的工作循環(huán)。 一、工況分析1、負(fù)載分析計算液壓缸工作過程各階段的負(fù)載。切削負(fù)載F摩擦負(fù)載機(jī)床工作部件對動力滑臺的法向力為 靜摩擦負(fù)載動摩擦負(fù)載慣性負(fù)載根據(jù)上述計算結(jié)果，可得各工作階段的液壓缸負(fù)載如表所示。液

2、壓缸各工作階段的負(fù)載F(N) 工況負(fù)載組成負(fù)載值啟動1962加速1251快進(jìn)981工進(jìn)40981快退981按上表數(shù)據(jù)可畫出負(fù)載循環(huán)圖 根據(jù)給定的快進(jìn)、快退速度及工進(jìn)時的速度范圍可畫出速度循環(huán)圖2、確定液壓缸主要參數(shù)參照同類機(jī)床選液壓系統(tǒng)工作壓力 動力滑臺要求快進(jìn)、快退速度相等，選用單桿液壓缸，快進(jìn)是采用差動連接。此時液壓缸無桿腔面積與桿腔壓力之比為2，及及活塞桿直徑d與活塞直徑D有d=0.707D的關(guān)系。為防止空鉆通后，滑臺產(chǎn)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油路應(yīng)有背壓=0.6Mpa。從負(fù)載循環(huán)值可知，工進(jìn)時有最大負(fù)載，按此負(fù)載求液壓缸尺寸。根據(jù)液壓缸活塞力平衡關(guān)系可知 其中，為液壓缸效率，取=0.95。

3、 將D與d按GB2348-30圓整就近取標(biāo)準(zhǔn)值，即D=0.14m=140mmd=0.1m=100mm液壓缸的實際有效面積確定液壓缸的機(jī)構(gòu)尺寸，就可以計算在個工作階段中的壓力、流量和功率。依據(jù)計算結(jié)果畫工況圖。如圖所示：液壓缸在不同階段的壓力、流量和功率工況負(fù)載進(jìn)油腔壓力回油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進(jìn)差動啟動19620.310-加速12510.53-恒速9810.450.510.24工進(jìn)409813.10.60.0380.117快退啟動19620.260-加速12511.780.6-恒速9811.40.470.711擬定基本回路 從主機(jī)工況可知，該液壓系統(tǒng)應(yīng)具有快速運(yùn)動、換向、速度換接和調(diào)

4、壓、卸荷等回路。同時為盡可能提高系統(tǒng)效率可以選擇變量液壓泵或雙泵供油回路，此例選擇雙泵供油的油源。1、選擇各基本回路。雙泵供油的油源回路。雙泵油源包括低壓大流量泵。液壓缸快速運(yùn)動時，雙泵供油；工作進(jìn)給時，高壓小流量泵供油，低壓大流量泵卸荷；由溢流閥調(diào)定系統(tǒng)工作壓力，如圖所示。 雙泵供油回路快速運(yùn)動和換向回路 這一回路采用液壓缸差動連接實現(xiàn)快速運(yùn)動，用三位五通電液閥實現(xiàn)換向，并能實現(xiàn)快時，液壓缸的差動連接，如圖所示換向回路速度換接回路 為提高換接的位置精度，減小液壓沖擊，應(yīng)采用行程閥與調(diào)速閥并聯(lián)的轉(zhuǎn)換回路。同時，電液換向閥的換向時間可調(diào)，保證換向過程平穩(wěn)，如圖所示。卸荷回路 在雙泵供油的油源回路

5、中，可以利用卸荷閥（外控順序閥）實現(xiàn)低壓大流量泵在工進(jìn)和停止時卸荷。2、將各基本回路綜合成液壓系統(tǒng)把上述各基本回路組合畫在一起，得到如圖所示的液壓系統(tǒng)原理圖（不包括圖框里的元件）。分析比原理圖，并對此圖進(jìn)行修正?；_工進(jìn)時，液壓缸的進(jìn)、回油路相互接通，不能實現(xiàn)工進(jìn)，應(yīng)該在換向回路中串聯(lián)單向閥a，將進(jìn)、回油路隔斷。為實現(xiàn)液壓缸的差動連接，應(yīng)該在回油路上串接一個液控順序閥b，阻止油液流回油箱?；_工進(jìn)后應(yīng)該能自動轉(zhuǎn)為快退，因而需要在調(diào)速閥出口處接壓力繼電器d。為防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)，在回油箱的油路上接一單向閥c。將順序閥b與背壓閥8的位置對調(diào)，將順序閥與油源處的卸荷閥合并，省去一個元件。三、選擇液

6、壓元件 1、液壓泵和驅(qū)動電動機(jī) 雙泵供油的兩個液壓泵的最大工作壓力不同，應(yīng)分別計算。液壓缸的最好工作壓力為3.73Mpa，取進(jìn)油路壓力損失為0.8Mpa，壓力繼電器的動作壓力比系統(tǒng)最大工作壓力高0.5Mpa。據(jù)此可知，高壓小流量泵的最大工作壓力為從工況圖中，得液壓缸快進(jìn)、快退時的最大壓力為1.5Mpa。取進(jìn)油路壓力損失為0.5Mpa，則低壓大流量泵的最大壓力為 從工況圖中可知，兩泵同時供油的最大流量為27.64L/min，取泄漏系數(shù)，則兩泵合流時的實際流量溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，工進(jìn)是液壓缸的流量為0.5L/min，高壓小流量泵的流量應(yīng)為3.5L/min。2、閥類元件和輔助元件 閥

7、類元件和輔助元件按其在油路中的最大壓力和該元件的實際流量，選出元件的規(guī)格型號見表如下序號元件名稱估計通過流量額定流量額定壓力額定壓降型號規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵2三位五通電磁閥3行程閥4調(diào)速閥5單向閥6單向閥7液控順序閥8背壓閥9溢流閥10單向閥11濾油器12壓力表開關(guān)13單向閥14壓力繼電器3、油管 元件之間的連接管道規(guī)格按液壓元件接口尺寸決定。液壓泵選定之后，需重新計算液壓缸工作各階段的進(jìn)、回油量，見表如下 快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流量排出流量運(yùn)動速度4、油箱油箱容量按液壓泵的流量計算，取按國標(biāo)2876-81規(guī)定，就近選標(biāo)準(zhǔn)值，。液壓系統(tǒng)性能驗算1、系統(tǒng)壓力損失計算 由于具體的管路布置尚未確定，沿程損失暫

8、無法計算。這里只對閥類元件的壓力損失進(jìn)行估算，待管路裝配圖確定后，再計算管路的沿程和局部壓力損失。壓力損失要按不同工作階段分別計算?？爝M(jìn) 快進(jìn)時液壓缸的差動連接，由以上兩表可知進(jìn)油路上有：單向閥10，其通過流量為22L/min；電液換向閥2，其流量為27.1L/min;由于此時液壓缸實現(xiàn)差動連接，故通過行程閥3的流量為51.25L/min;其進(jìn)油路總損失為式中，回油路上液壓缸有桿腔的油液通過電液換向閥和單向閥6的流量均為24.15Lmin然后與液壓泵供油匯合，通過行程閥進(jìn)入無桿腔。據(jù)此可算出有桿腔與無桿腔之壓力差（2）工進(jìn) 工進(jìn)時，進(jìn)油路上電液換向閥2的流量為0.5L/min，調(diào)速閥4的壓力損失為0.5Mpa:回油路上通過換向閥2的流量為0.24L/min，背壓閥8的壓力損失為0.6Mpa，順序閥的流量為0.24+22=22.24L/min。因此，折算到進(jìn)油路的總損失為 液壓缸回油腔的壓力為考慮到壓力繼電器的動作壓力比系統(tǒng)工作壓力高0.5Mpa，因此溢流閥的調(diào)定壓力為 （3）快退 快退時，進(jìn)油路通過單向閥10的流量為22L/min，通過換向閥2的流量為27.1L/min;回油路上通過單向閥5換向閥2和單向閥3的流量相同，均為57.51L/min。進(jìn)油路上總壓力損失為 回油路總壓力損失為 則快退階段，液壓泵的工作壓力為 此值為卸荷順序閥的壓力調(diào)定值。2、溫升驗算 以工進(jìn)時的消耗功率