鉆床液壓系統(tǒng)

1、江蘇廣播電視大學(xué)武進學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計課題 臥式雙面多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)設(shè)計年 級專 業(yè)姓 名指導(dǎo)教師二 年 月目 錄1 液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算41.1確定對液壓系統(tǒng)的工作要求41.2確定液壓缸外負(fù)載，繪制工作循環(huán)圖41.3 確定液壓系統(tǒng)方案，繪制液壓系統(tǒng)圖61.3.1選擇液壓回路61.3.2繪出液壓系統(tǒng)圖82 液壓元件設(shè)計與計算92.1液壓泵的計算與選擇92.1.1確定泵的規(guī)格92.1.2確定控制閥的壓力和流量參數(shù)103 集成塊、液壓泵裝置及油箱的設(shè)計及選用124 液壓閥調(diào)整參數(shù)的確定134.1流量閥的調(diào)整134.1.1節(jié)流閥7、9流量的調(diào)整134.1.2調(diào)速閥14、21流量的調(diào)整134.2

2、壓力閥的調(diào)整134.2.1溢流閥4、5壓力的調(diào)整134.3對其他閥的壓力調(diào)整145 設(shè)計小結(jié)16參考資料17摘要：設(shè)計內(nèi)容為設(shè)計一臥式雙面多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)，此組合機床是HL-12型手扶拖拉機傳動箱體加工自動線中對箱體的兩個面同時進行鉆孔加工的專業(yè)機床。被加工的箱體為鑄鐵件，硬度為HB210，其左右兩個面上均有不通孔。鉆床左主軸箱有17根主軸，同時鉆的孔兩個，的孔十個，的孔五個；右主軸右15根主軸，同時鉆的孔七個，的孔兩個，的孔六個。機床的工況要求如表2-3所示。關(guān)鍵詞： 鉆床 液壓系統(tǒng) 設(shè)計1 液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算1.1確定對液壓系統(tǒng)的工作要求 為了使機床工作平穩(wěn)，便于實現(xiàn)自動化和簡化設(shè)計制

3、造過程，可采用標(biāo)準(zhǔn)液壓動力滑臺，根據(jù)切削力與工作行程等情況，左右兩滑臺均選用HY40-1型液壓動力滑臺。左滑臺 （包括主軸動力箱等部件在內(nèi)）重約20N，右滑臺（包括主軸動力箱等部件在內(nèi)）重約19.85N，滑臺的動作循環(huán)為：快速前進接近工件，然后轉(zhuǎn)工作進給速度鉆孔，由于有不通孔，故加工到位碰擋鐵，以保證行程終點的位置精度;接著快速退回到原位;最后自動停止，左右兩滑臺的動作循環(huán)如圖1.1所示。圖1.1 滑臺動作循環(huán)圖 為了便于機床自動化和產(chǎn)生足夠的夾緊力，工件的 定位，夾緊也用液壓來實現(xiàn)。而工件的定位夾緊和動力滑臺的運動三者之間必須按照一定順序進行，也就是說，應(yīng)先定位，再夾緊，然后兩動力滑臺自動循

4、環(huán)，最后松開工件和退出定位銷，以便運輸帶裝入第二個工件。 為了提高生產(chǎn)率，左右兩滑臺同時實現(xiàn)工作循環(huán)，這就要求系統(tǒng)能防止相互干擾。 機床的工況參數(shù)見表1.1表1.1機床的工況參數(shù)滑臺名稱切削力R(N)速度行程起動制動時間備注快速工進快進工進快退左滑臺21600560.0250.1280603400.2切削力等具體計算從略右滑臺19200560.0250.1300503500.2機床的滑臺采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)，動摩擦系數(shù)。1.2確定液壓缸外負(fù)載，繪制工作循環(huán)圖液壓缸在各運動階段的負(fù)載情況如表1.2所示。表1.2 液壓缸的負(fù)載工況左滑臺液壓缸右滑臺液壓缸負(fù)載R（N）推力負(fù)載R（N）推力啟動400

5、0444439704411加速2850316738293143快進2000222219852205工進23600262222018522428快退2850316728293143注： 表中取液壓缸的機械效率，具體計算從略。繪制液壓缸負(fù)載，速度循環(huán)圖（左滑臺），如圖1.2所示。兩張圖分別畫在3號圖紙上圖1.2 液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖1.3 確定液壓系統(tǒng)方案，繪制液壓系統(tǒng)圖1.3.1選擇液壓回路 （1）調(diào)速與速度換接回路 這臺機床的液壓滑臺工作進給速度 低，傳動功率也較小，很適宜選用節(jié)流調(diào)速方式，由于鉆孔時切削力變化小，而且是正負(fù)載，同時，為了保證切削過程速度穩(wěn)定，采用調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速，

6、回油路背壓閥為好，由液壓缸的圖v-L曲線知，滑臺由快進轉(zhuǎn)工進時，速度變化較大，故許選用行程閥換接速度，以減小壓力沖擊，繪出部分回路圖，如圖2-8（a）所示。 從液壓缸工作循環(huán)圖可知，動力滑臺在工作進給時是高壓小流量，而快速行程時則是低壓大流量，故可選用雙泵供油回路或變量泵供油回路。由于左右兩滑臺在工作時要采用互不干擾回路，所以只能選用雙泵供油回路。小流量泵提供高壓油，供兩滑臺工作進給用（也供定位夾緊用）。低壓大流量泵供油以實現(xiàn)兩滑臺的快速運動。為使兩系統(tǒng)（左滑臺系統(tǒng)與右滑臺系統(tǒng)）工作互不干擾，小泵高壓油分別經(jīng)一節(jié)流閥進入各自系統(tǒng)，大泵低壓油分別經(jīng)一單向閥進入各自系統(tǒng)。 （2）換向回路 此機床快

7、進時，采用液壓缸差動連接方式，使其快速往返運動，即快進，快退速速基本相等?；_在由停止轉(zhuǎn)快進，工進完畢轉(zhuǎn)快退等換向中，速度變化大。為了保證換向平穩(wěn)，采用有電液換向閥的換向回路，由于液壓缸采用了差動連接，電液換向閥宜用三位五通閥，為了保證機床調(diào)整時可停在任意位置上，現(xiàn)采用中位機能位O型。 快進時，液壓缸的油路差動連接，進油路與回油路串通，且又不允許經(jīng)背壓閥回油箱。轉(zhuǎn)為工進后，進油路與回油路則要隔開，回油則經(jīng)背壓閥流回油箱，故須在換向閥處，在進，回路連通的油路上增加一單向閥，在背壓閥后增加一液控順序閥，其控制油與進入換向閥的壓力油連通。由于快進時，液壓缸的回油被液控順序閥切斷（快進空行程時為低壓，

8、此閥打不開），只有經(jīng)單向閥與進油匯合，轉(zhuǎn)工進后，（行程閥斷路），由于調(diào)速閥的作用，系統(tǒng)壓力升高，液控順序閥才打開，液壓缸的回油可經(jīng)背壓閥回油箱。與此同時，單向閥將回油路切斷，確保系統(tǒng)形成高壓，以便液壓缸正常工作。繪出該部分回路圖，如圖2-8（b）所示。圖1.3 選擇液壓回路 （3）壓力控制回路 高壓小流量泵與低壓大流量泵各設(shè)一溢流閥調(diào)壓。工進時只有小流量泵供油，大流量泵則可卸荷，而小流量泵只是在工件加工完畢，輸送帶即將裝入第二個工件之瞬刻，才處于不工作狀態(tài)，其間斷時間很短，故不必讓其卸荷。繪出雙泵油源及壓力控制回路圖，如圖2-8（c）所示。 （4）定位，夾緊系統(tǒng)的減壓順序回路 定位，夾緊液壓缸

9、的工作面積，行程均不大，完全可以由高壓小流量泵對其單獨供油。為了保證工件的定位夾緊完全可靠，其換向閥采用帶定位裝置的電磁閥。夾緊壓力比系統(tǒng)低，且要求既穩(wěn)定，又可調(diào)，故采用減壓閥減壓，減壓閥后設(shè)置一單向閥，這可增加夾緊的可靠性和安全性。先定位后夾緊的順序動作，由順序閥來完成。為了使松開工件不受順序閥影響，使單向閥與順序閥并聯(lián)。繪出定位，夾緊系統(tǒng)部分的回路圖，如圖2-8（d）所示。 （5）行程終點的控制 由于機床需加工不通孔，工作部件對終點的位置有一定要求，因此采用死擋鐵停留，并可通過壓力繼電器發(fā)出換向信號。1.3.2繪出液壓系統(tǒng)圖 將各回路圖合成，整個機床液壓系統(tǒng)原理圖就初步繪制了，再檢查并加以

10、補充完善，便可繪制出正式的液壓系統(tǒng)原理圖，如圖1.4所示。畫在1號圖紙上，要畫圖框、標(biāo)題欄、明細(xì)欄圖1.4 液壓系統(tǒng)原理圖1. 電磁鐵動作順序表動作1DT2DT3DT4DT5DT6DT定位-+夾緊-+工作臺快進+-+-+工作臺工進+-+-+死擋鐵停留+-+-+快退-+-+-停止-和原理圖畫在同一張1號圖紙上2 液壓元件設(shè)計與計算2.1液壓泵的計算與選擇2.1.1確定泵的規(guī)格 （1）計算液壓缸的流量和壓力 所選HY40A-I型液壓動力滑臺上所配置的油缸尺寸如下： 油缸內(nèi)徑D=100mm,活塞桿直徑d=70mm，活塞行程L=400mm，油缸具體結(jié)構(gòu)尺寸見油缸裝配圖和主要部分的零件圖（圖2-10圖2

11、-14）。 快速運動所需流量：Q=, Q=。, 工進時液壓缸的壓力，取外負(fù)載較大的左滑臺缸進行計算： =,式中，為液壓缸大腔（無桿腔）面積，為小腔（有桿腔）面積，=2；為液壓缸進油腔壓力；為液壓缸回油腔壓力（由背壓閥調(diào)整決定，一般為，組合機床取），現(xiàn)取=，則液壓缸的壓力： 。 工進時的流量： ， 。 （2）確定小流量泵的壓力， 小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油（只部分供油），缸的最大工作壓力為=。在調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速回路中，進油路上的壓力損失一般為，現(xiàn)取。則小流量泵最高工作壓力： （3）液壓泵流量計算 液壓泵向液壓缸輸入的最大流量為： 若取回路泄露系數(shù)K=1.1，則泵的流量：。 由于工進的

12、工作流量取大值時，溢流閥的最小穩(wěn)定流量為,加之減壓閥工作的正常泄出（一般為），故小流量泵的流量不應(yīng)小于。 （4）液壓泵規(guī)格的確定 根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，選用YB-6型雙聯(lián)葉片泵，壓力流量均可滿足要求。2.1.2確定控制閥的壓力和流量參數(shù)各控制閥的壓力取決于液壓泵（這里應(yīng)該是高壓小流量泵）的工作壓力。該壓力值應(yīng)納入中壓系列，壓力參數(shù)確定為，而各閥通過的實際流量則為流量參數(shù)的依據(jù)，下面列出各控制閥通過的實際流量，如表2.1所示。表2.1 各閥通過的實際流量序號元件名稱實際通過的流量3456，87，910，1711，1812，1913，204，2115，2216，2324252627，3031，3228

13、29二位二通電磁閥溢流閥溢流閥單向閥節(jié)流閥液控順序閥背壓閥單向閥電液動換向閥調(diào)速閥單向閥行程閥減壓閥單向閥二位五通電磁閥壓力繼電器順序閥單向閥140020調(diào)為2左右0.50.5224466約6注：表中序號與圖1.4液壓系統(tǒng)原理圖中序號相同3 集成塊、液壓泵裝置及油箱的設(shè)計及選用 為了縮短設(shè)計和制造周期，應(yīng)盡可能采用通用化、系列化的集成塊組、液壓泵裝置和油箱裝置。 本例選用了大連組合機床研究所制定的標(biāo)準(zhǔn)化系列。 將液壓系統(tǒng)圖進行分解，在分解時，應(yīng)優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)集成塊單元回路，在自行設(shè)計專用集成塊單元回路。繪制集成塊單元回路圖。 這里一共分解成八個單元回路塊組，加上底板、上蓋及過渡塊（兩塊）四個基礎(chǔ)

14、塊共12塊。12塊中，有一塊是在原標(biāo)準(zhǔn)通用塊組上略加改動的，還有一塊是自行設(shè)計的，其余10塊全為標(biāo)準(zhǔn)塊組。 由于塊組已標(biāo)準(zhǔn)化，故標(biāo)準(zhǔn)塊組上元件的型號規(guī)格也就確定了。這往往與我們所要選的規(guī)格有出入（一般是偏大）。底板EJKH-504，過渡塊EJKH-505，方向塊EJKH-531，上蓋EJKH-510等塊體零件圖。 調(diào)速塊組EJKH-571-VII上調(diào)速閥EQL-3的最小穩(wěn)定流量為，而工進時的最小流量 ，顯然能滿足工作要求。 根據(jù)已確定的液壓泵，可選取液壓泵裝置。根據(jù)液壓泵的流量及泵裝置類型又可確定油箱裝置。 所選液壓泵裝置的型號為EPD207，油箱型號為EXD-250. 管道尺寸的確定：管道尺

15、寸由所確定的標(biāo)準(zhǔn)化元件及集成塊之連接口的尺寸來確定。 根據(jù)所選定的液壓閥、集成塊、液壓泵裝置以及油箱裝置的型號可繪制出液壓站總圖。 4 液壓閥調(diào)整參數(shù)的確定4.1流量閥的調(diào)整4.1.1節(jié)流閥7、9流量的調(diào)整 節(jié)流閥在滑臺快速運動時通過的流量調(diào)為左右較為適合。當(dāng)一滑臺在作快速運動時，另一滑臺正在工作進給，不會出現(xiàn)壓力下降和波動以致影響加工質(zhì)量的現(xiàn)象。另外，滑臺在快速運動時，又可增加的流量使速度加快，從而提高工效。4.1.2調(diào)速閥14、21流量的調(diào)整 將調(diào)速閥旋扭擰到，即可滿足工進要求。4.2壓力閥的調(diào)整4.2.1溢流閥4、5壓力的調(diào)整溢流閥5的壓力調(diào)整值顯然是系統(tǒng)壓力最高值，。對溢流閥4的壓力調(diào)

16、整值需作如下計算：快進 快退 , ,， ，式中為液壓缸無桿腔壓力，R為液壓缸有桿腔壓力，為液壓缸回油流經(jīng)電液換向閥的壓力損失，為左滑臺快速運動時的負(fù)載（R=4444N）。由產(chǎn)品樣本可查出這些閥在額定流量下的壓力損失，如表4.1所示。再考慮掃管道內(nèi)的壓力損失（參看本書第三部分的集成塊設(shè)計），溢流閥4的壓力可調(diào)為 。表4.1 閥的額定壓力損失快進快退得得序號名稱型號額定流量下的壓力損失備注712131516單向閥單向閥三位五通電液換向閥單向閥二位二通行程閥-4.3對其他閥的壓力調(diào)整（1）減壓閥24減壓閥的壓力值由夾緊力及夾緊液壓缸的工作面積決定，取。(2)順序閥28順序閥的壓力值應(yīng)大于定位液壓缸動

17、作時的壓力而小于減壓閥的壓力。由計算（略）可得定位液壓缸動作時其對應(yīng)壓力值為，則有 為減少功率損失，可取（3）壓力繼電器27、30其壓力值應(yīng)大于夾緊液壓缸動作時的壓力值，小于減壓閥的壓力值。由于壓力繼電器工作時無功率損失，為了可靠起見，取偏大值：。（4）壓力繼電器31、32其壓力值應(yīng)大于工作進給時的壓力值，小于溢流閥（5）的壓力值?；谏鲜鐾瑯釉?，取。（5）液控順序閥10、17其壓力值應(yīng)大于快進時節(jié)流閥之后的壓力值，而小于溢流閥5的壓力值。同樣，此閥工作時不會增加系統(tǒng)的功率損失，為使工作可靠，保證液壓缸差動連接正常工作，可取 調(diào)整值可為。 背壓閥11、18的壓力前面已確定為：。 至此整個系統(tǒng)

18、調(diào)整完畢。各測壓點的布局可參看集成塊單元回路圖。 說明：此系統(tǒng)定位夾緊部分均采用標(biāo)準(zhǔn)單元回路塊，測壓點位置也已確定。盡管已有的兩處測壓點均用到，但仍無法測到順序閥28的壓力。實際上，只要在減壓閥后布一測壓點，則24、27、28、30四閥的壓力均可測得。 由于本系統(tǒng)的功率較小，又采用了雙泵供油，所以油箱容量又較大,故不必進行系統(tǒng)溫升的驗算。5 設(shè)計小結(jié) 回顧起此次課程設(shè)計，至今我們?nèi)愿锌H多，的確，自從拿到題目到完成整個編程，從理論到實踐，在整整半個月的日子里，可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我們懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有