專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、一臺專用銃床的銃頭驅(qū)動電機的功率 N= 7.5KW ,銃刀直徑 D=120mm轉(zhuǎn)速 n=350rpm,工作臺重量 G1=4000N工件及夾具重量 G2=1500N工作臺行程 L=400mm （快 進300mm工進100mm快進速度為 4.5m/min ,工金速度為601000mm/min其往復運動 和加速（減速）時間t=0.05s ,工作臺用平導軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2 ,動摩擦系數(shù)fd=0.1。 設(shè)計其液壓控制系統(tǒng)。二.負載一一工況分析1 .工作負載2 .摩擦阻力3 .慣性負荷查液壓缸的機械效率cm 0.9,可計算出液壓缸在各工作階段的負載情況，如下表表1所示：表1液壓缸各階段的負載情況工

2、況負裁計算公式液壓缸負載F / N/N液壓缸推力啟11001222.22動加1390.981545.53速快550611.11進工3960.464400.51進快550611.11退三.繪制負載圖和速度圖根據(jù)工況負載和以知速度V1和V2及行程S,可繪制負載圖和速度圖，如下圖（圖1、圖 2）所示：圖1（負載圖）圖2 （速度圖）四.初步確定液壓缸的參數(shù)1 .初選液壓缸的工作壓力。查各類液壓設(shè)備常用工作壓力初選，2 .計算液壓缸尺寸。選用差動液壓缸，無桿腔與有桿腔的有效面積為 A 2A2 ;回油路上有背壓閥或調(diào)壓閥， 取背壓4 8 10 Pa;回油管路壓力損失p 5 105Pa。按JB2183-77

3、取標準值D=50mm活塞桿的直徑d為：d 0.7D 0.7 50 35mm由此求得液壓缸的實際有效工作面積3 .液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計算值如下表2所示:表2液壓缸所需的實際流量、壓力和功率工況負 載F /N回油腔壓力一5 一p 10/Pa進油腔壓力p 105/Pa輸入流量Q / (L/min輸入功率P/kW計算公式進啟動1222.22一12.7一伽速1545.5321.27一包速611.1111.564.330.08工進4400.51826.51.960.120.086啟動1222.22一12.2一退伽速1545.5325.24一包速611.1115.914.50.119

4、4 .液壓缸的工況分析選擇調(diào)速回路 由圖1可知，這臺機床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺運動速度低， 工作負載為阻力負載且工作中變化小， 故可選用進口節(jié)流調(diào)速回路。為防止銃完 工作時負載突然消失引起運動部件前沖， 在回油路上加被壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié) 流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。(1)選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源 提供快進、快退行程的低壓大流量和工進行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比=0.4/ =0.4/(1.58 X 10-2) = 25 :其相應的時間之比 (t 1+t2)/t 2=(3.3+5.3)/90=0.096 。這表明在一個工作循環(huán)中的

5、大部分時間都處于 高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度看來，選用單定量泵油源顯然 是不合理的，為此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源?？紤]到前者流量 突變時液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時向液壓缸供油實現(xiàn)快速 運動，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案。(2)選擇快速運動和換向回路 本系統(tǒng)已選擇液壓缸差動連接和雙泵供油兩種快速運動回路實現(xiàn)快速運動?？紤]到從工進轉(zhuǎn)快退時回油路流量較大， 故選用換 向時間可調(diào)的電液換向閥式換向回路， 以減小液壓沖擊。由于要實現(xiàn)液壓缸差動 連接，所以選用三位五通電液換向閥。(3)選擇速度換接回路由于本系統(tǒng)滑臺由快進轉(zhuǎn)為工進時，速度變化大(v 1/V2=

6、4.5/0.1 =45),為減少速度換接時的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回(4)選擇調(diào)壓和卸荷回路 在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都 已基本解決。即滑臺工進時，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定， 無需另調(diào)壓回路。在滑臺工進和停止時，低壓大流量泵通過夜空順序閥卸荷，高 壓小流量泵在滑臺停止時雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需要再設(shè)卸荷回路。圖3整理后的液壓系統(tǒng)原理圖將上面選出的液壓基本回路組合在一起， 并修改和完善，就可得到完整的液 壓系統(tǒng)工作原理，如圖3所示。在圖3中，為了解決滑臺工進時進、回油路串通 使系統(tǒng)壓力無法建立的問題，增設(shè)了單向閥 6。為了避免機床停止工作時回

7、路中 的油液流回油箱，導致空氣進入系統(tǒng)，影響滑臺運動的平穩(wěn)性，圖中添置了一個 單向閥13。圖中增設(shè)了一個壓力繼電器14。當滑臺碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升 高，它發(fā)出快退信號，操縱電液換向閥換向。(四)計算和選擇液壓件1,確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率(1)計算液壓泵的最大工作壓力小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進時工作壓力最大，最大工作壓力為 P1=3.86MPa,如在調(diào)速閥進口節(jié)流閥調(diào)速回路中， 選取進油路上的總力損失p=0.6 MPa,考慮到壓力繼電器的可靠動作要求 壓差 pe=0.5MPa,則小流量泵的最高壓力估算為Pg 呈 P1+E p+A鵬=3.86+0.6+

8、0.5=4.96 MPa大流量泵只在快進和快退時向液壓缸供油，由表7可見，快退時液壓缸的工 作壓力為，比快進時大，考慮到快退時進油不通過調(diào)速閥， 故其進油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進油路上的總壓力損失，則大流量泵的最高工作壓力估算為(2)計算液壓泵的流量由表7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為 0.3,若取回油泄漏系數(shù)，則 兩個泵的總流量為“叁 K1 =1.1 X 0.4 X =0.44 x =26.4L/min考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為 3L/min ,工進時流量為1.58 x _D_Dd, 則小流量泵的流量最少應為3.96L/min 。(3)確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率根據(jù)以上壓力和流量數(shù)

9、值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵。具小流量泵和大流量泵的排量分別為 6Ml/r和33mL/r,當液壓泵的轉(zhuǎn)速時，其理論流量分別為5.6L/min和31L/mL/r , 若取液壓泵容積效率 小=69 D_Dd_(6X940X0.9/1000+33 X 940X 0.9/1000 ) L/min=(5.1+27.9) L/min=33 L/min由于液壓缸在快退時輸入功率最大， 若取液壓缸總效率，這時液壓泵的驅(qū)動Ppqp電動機功率為p>:KW=1.19KW根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y100L-6型電動機，具額定功率 為1.5

10、KVV額定”專速為940r/min 。五.擬定液壓系統(tǒng)圖1.選擇液壓基本回路從工況圖可知：該系統(tǒng)的流量、壓力較小，可選用定量泵和溢流閥組成的供 油源，如圖a所示。銃床加工有順鋰和逆錘之分，宜采用出口節(jié)流調(diào)速，具有承 受負切削的能力，如圖b所示。考慮到工作進給時負載大、速度低，而快進、快 退行程中負載小、速度快，所以采用由換向閥聯(lián)通的差動快速回路，如圖c所示。 根據(jù)一般專用銃床的要求不高，采用電磁閥的快慢換接回路，其特點是結(jié)構(gòu)簡單。 選用簡便的電氣行程開關(guān)和擋鐵控制行程方式。為了實現(xiàn)工作臺快退選用具單向閥的調(diào)速閥，圖4為所設(shè)計的液壓系統(tǒng)圖。六.選擇液壓元件1.確定液壓泵的容量及電動機功率(1)液

11、壓泵的工作壓力和流量計算。"5f進油路的壓力損失取 p 3 10 Pa,回路泄露系數(shù)取K 1.1,則液壓泵的最高 工作壓力和流量為：根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)查泵的產(chǎn)品目錄，選用YB-6型定量葉片泵。(2 )確定驅(qū)動電動機功率由工況圖表明，最大功率出現(xiàn)在快退階段，液壓泵總效率4=0.75 ,則電動機功率為：2 .控制閥的選擇根據(jù)泵的工作壓力和通過各閥的實際流量，選取各元件規(guī)格，如表3所小。格表3各元件的規(guī)格序號元件名稱最大通流量/(L/min )型號規(guī)格1Ab里葉片泵6Y B -66 632溢流閥6Y 10B 10 633三位四通電磁閥634 A10B4單向調(diào)速閥6QI10B5二位三通電磁閥623 A10B6單向閥6I 10B過濾器XLH B16 1003 .確定油管直徑進出液壓缸無桿腔的流量，在快退和