液壓傳動課程設(shè)計-鏜床

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄十、專用液壓系統(tǒng)原理圖28一、引言液壓技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素，是一門新的技術(shù)。上個世紀(jì)60年代以后，隨著原子能科學(xué)、空間技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域之中，在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空、和機(jī)床工業(yè)中，液壓技術(shù)也得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低消耗、經(jīng)久耐用、高度集成化等方向發(fā)展；同時，新型液壓元件的應(yīng)用，液壓系統(tǒng)的計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得日益取得了顯著的成果。應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已

2、成為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一。正確合理地設(shè)計與使用液壓系統(tǒng)，對于提高各類液壓機(jī)械及裝置的工作品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。目前，我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣從國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時，大力研制開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品（如中高壓齒輪泵、比例閥、疊加閥及新系列中高壓閥等），加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行新的國家標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差的不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品采取逐步淘汰的措施?？梢钥闯?，液壓傳動技術(shù)在我國的應(yīng)用與發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個嶄新的歷史階段。為了滿足機(jī)床對液壓系統(tǒng)的工作要求，液壓系統(tǒng)中采用雙泵供油、多缸動作互不干擾回路，綜合考慮選用液壓

3、元件、管件、標(biāo)準(zhǔn)緊固件，及電動機(jī)、油箱等。同時在設(shè)計液壓站時考慮到結(jié)構(gòu)上的合理布置，以便于安裝與維護(hù)。繪制液壓站裝配圖時，應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行操作。在鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計時，首先要明確鏜床對液壓系統(tǒng)要求，對液壓系統(tǒng)的工作進(jìn)行分析，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，并計算和合理選擇液壓元件，其目的是為了選擇液壓泵、控制閥、液壓輔件等。鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計，被加工零件是缸體，機(jī)床循環(huán)時間為5分鐘，機(jī)床要完成的動作為：裝入工件，按啟動按鈕，油泵工作，定位夾緊后，右頭鏜桿快進(jìn)，工進(jìn)，同時立頭和左頭快進(jìn)，工進(jìn)、快退到原位，右頭工進(jìn)后，慢退20,快退300,夾緊松開，同時定位缸復(fù)位，卸工件，一個循環(huán)完成。各頭能單獨(dú)調(diào)整，先定位，

4、后夾緊，工件不夾緊時不能工作。液壓傳動在防漏、治污、降噪、減震、節(jié)能和材質(zhì)研究等各個方面都有長足的進(jìn)步，它和電子技術(shù)的結(jié)合也由拼裝、混合到整合，步步深入。時至今日，在盡可能小的空間內(nèi)傳出盡可能大的功率并加以精確控制這一點(diǎn)上，液壓傳動已穩(wěn)居各種傳動方式之首，無可替代。這種情況使液壓傳動的元件類型、油路結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計和制作工藝等都發(fā)生了深刻的變化，也改變了人們對它的認(rèn)識、分析和綜合的方式方法。二、鏜床的定義極其特點(diǎn)在15世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了水力驅(qū)動的炮筒鏜床。1769年J.瓦特取得實(shí)用蒸汽機(jī)專利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽機(jī)的關(guān)鍵問題。1774年英國人J.威爾金森發(fā)明炮筒鏜床，次年用于為瓦特蒸汽機(jī)加工

5、汽缸體。1776年他又制造了一臺較為精確的汽缸鏜床。1880年前后，在德國開始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺的臥式鏜床。為適應(yīng)特大、特重工件的加工，20世紀(jì)30年代發(fā)展了落地鏜床。隨著銑削工作量的增加，50年代出現(xiàn)了落地鏜銑床。20世紀(jì)初，由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距誤差較小的設(shè)備，在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鏜床。為了提高鏜床的定位精度，已廣泛采用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。有些鏜床還采用數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)定位和加工過程自動化。主要用鏜刀對工件已有的預(yù)制孔進(jìn)行鏜削的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鏜刀或工件的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)

6、的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進(jìn)行鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。螺紋及加工外圓和端面等。鏜床分為臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標(biāo)鏜床等類型(見彩圖)。臥式鏜床：應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間。落地鏜床和落地鏜銑床：特點(diǎn)是工件固定在落地平臺上，適宜于加工尺寸和重量較大的工件,用于重型機(jī)械制造廠。金剛鏜床:使用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，主要用于大批量生產(chǎn)中。坐標(biāo)鏜床：具有精密的坐標(biāo)定位裝置，適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還可用以

7、進(jìn)行劃線、坐標(biāo)測量和刻度等工作，用于工具車間和中小批量生產(chǎn)中。其他類型的鏜床還有立式轉(zhuǎn)塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車、拖拉機(jī)修理用鏜床等。盡管現(xiàn)在仍有采用鏜模、導(dǎo)套、臺式銑鏜床后立柱支承長鏜桿或人工找正工件回轉(zhuǎn)180°等方法實(shí)施長孔鏜削的實(shí)例，但近些年來，一方面由于數(shù)控銑鏜床和加工中心大量使用，使各類臥式銑鏜床的坐標(biāo)定位精度和工作臺回轉(zhuǎn)分度精度有了較大提高，長孔鏜削逐漸被高效的工作臺回轉(zhuǎn)180°自定位的調(diào)頭鏜孔另一方面形床身布局之普通或數(shù)控刨臺式銑鏜床的大量生產(chǎn)和應(yīng)用，從機(jī)床結(jié)構(gòu)上使工作臺回轉(zhuǎn)180°自定位的調(diào)頭鏜孔，幾乎成為在該種機(jī)床上鏜削長孔的唯一方法。 銑鏜床調(diào)頭

8、鏜孔同軸度的主要因素與臺式銑鏜床一樣，也是工作臺回轉(zhuǎn)180°調(diào)頭的分度誤差da和為使調(diào)頭前已鏜成的半個長孔d1軸線，在調(diào)頭后再次與鏜軸軸線重合而鏜削長孔之另一半孔d2，所需工作臺橫（x）向移動Lx=2lx的定位誤差dx2。而且工作臺回轉(zhuǎn)180°前后，臺面在xy坐標(biāo)平面內(nèi)產(chǎn)生的傾角誤差df，在yz平面內(nèi)產(chǎn)生的傾角誤差dy及在y向產(chǎn)生的平移誤差dy，也同樣是刨臺式銑鏜床調(diào)頭鏜孔同軸度的重要影響因素。但鏜軸軸線空間位置對調(diào)頭鏜孔同軸度的影響，通常用立柱送進(jìn)完成孔全長鏜削的刨臺式銑鏜床，與通常用工作臺縱移送進(jìn)的臺式銑鏜床有明顯的不同。 當(dāng)碰到特定情況，銑鏜床必須把立柱固定在縱向床身

9、上的一個合適位置，而用鏜軸帶著刀具伸出作為鏜孔的送進(jìn)形式時，鏜軸軸線與被鏜孔名義軸線在xz平面內(nèi)的交角誤差db，在yz平面內(nèi)的交角誤差dg，與臺式銑鏜床一樣，對調(diào)頭鏜孔的同軸度都有重要的影響，并且隨著鏜軸送進(jìn)長度的增加，鏜軸自重引起之鏜桿下?lián)献冃?，也對調(diào)頭鏜孔的同軸度產(chǎn)生較大影響。與臺式銑鏜床所不同的是，刨臺式銑鏜床的鏜軸伸出鏜孔時，可縱向移動的立柱必須固置在縱床身上一個確定的位置，并且重要的是這個確定位置可以且應(yīng)該被選擇。 三、液壓系統(tǒng)特點(diǎn)一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 動力元件的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系

10、統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈

11、、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓系統(tǒng)由信號控制和液壓動力兩部分組成，信號控制部分用于驅(qū)動液壓動力部分中的控制閥動作。 液壓動力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動機(jī)和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá)，其可按實(shí)際要求來選擇。 在分析和設(shè)計實(shí)際任務(wù)時，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況。 空心箭頭表示信號流，而實(shí)心箭頭則表示能量流。 實(shí)際中，另一種編號方式就是

12、對液壓系統(tǒng)中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號，此時，元件編號應(yīng)該與元件列表中編號相一致。 這種方法特別適用于復(fù)雜液壓控制系統(tǒng)，每個控制回路都與其系統(tǒng)編號相對應(yīng)。開式液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）一般采用雙泵或三本供油，先導(dǎo)油由單獨(dú)的先導(dǎo)泵提供。有些液壓執(zhí)行元件所需功率大需要合流供油，合流有兩種方式：閥內(nèi)合流。一般有雙泵合流供給一個閥桿，在由該閥一般桿控制供油給所需合流的液壓執(zhí)行元件。該合流方式的閥桿的孔徑設(shè)計需要考慮多泵供油所虛的流通面積。閥外合流。雙泵分別通過各自閥桿，通過兩閥泛聯(lián)動操縱，在閥桿外合流供油給所需合流的液壓執(zhí)行元件。雖然操縱結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、體積較大，但由于流經(jīng)閥桿的餓是單泵流量，閥桿孔徑相對較小，而且

13、有可能與其他閥桿通用。（2）多路閥常進(jìn)行分塊且分泵供油，每一閥組根據(jù)實(shí)際需要可利用直通供油道和并聯(lián)供油道兩種油道。前者可實(shí)現(xiàn)優(yōu)先供油，既上游閥桿動作時，壓力油就供給該閥桿操縱的液壓元件，而下游閥桿操縱的液壓元件就不能動作。后者可實(shí)現(xiàn)并供油。（3）為滿足多種作業(yè)工況及復(fù)合動作要求，一般采用簡單的通斷型二位二痛閥和插裝閥，把油從某一油路直接引到另一油路，并往往采用單向閥防止油回流，構(gòu)成單向通道。通斷閥操縱有以下3種方式：采用先導(dǎo)操縱油聯(lián)動操縱，先導(dǎo)操縱油在控制操縱閥桿移動的同時，聯(lián)動操縱通斷閥。采用操縱閥中增加一條油道作為控制通斷閥的油道，這樣在操縱操縱閥的同時，也操縱了通斷閥的開閉。 開式油路的

14、另一缺點(diǎn)是:當(dāng)一個泵供多個執(zhí)行器同時動作時，因液壓油首先向負(fù)載輕的執(zhí)行器流動，導(dǎo)致高負(fù)載的執(zhí)行器動 作困難，因此，需要對負(fù)載輕的執(zhí)行器控制閥桿進(jìn)行節(jié)流。閉式液壓系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）目前閉式系統(tǒng)變量泵均為集成式結(jié)構(gòu)，補(bǔ)油泵及補(bǔ)油、溢流、控制等功能閥組集成于液壓泵上，使管路連接變得簡單，不僅縮小了安裝空間，而且減少了由管路連接造成的泄漏和管道振動，提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化了操作過程。 （2）補(bǔ)油系統(tǒng)不僅能在主泵的排量發(fā)生變化時保證容積式傳動的響應(yīng)，提高系統(tǒng)的動作頻率，還能增加主泵進(jìn)油口處壓力，防止大流量時產(chǎn)生氣蝕，可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止泵吸空，提高工作壽命；補(bǔ)油系統(tǒng)中裝有過濾器，提高傳動裝

15、置的可靠性和使用壽命；另外，補(bǔ)油泵還能方便的為一些低壓輔助機(jī)構(gòu)提供動力。 （3）由于僅有少量油液從油箱中吸取，減少了油箱的損耗。四、鏜床液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求（一）鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計要求本專機(jī)完成鏜孔加工工藝，進(jìn)給運(yùn)動要求完成直線往復(fù)運(yùn)動，故采用液壓缸最為方便。鏜床液壓系統(tǒng)的動作和性能要求主要有：運(yùn)動方式、行程、速度范圍、負(fù)載條件、運(yùn)動平穩(wěn)性、精度、工作循環(huán)和動作周期、同步等等。對于工作環(huán)境而言，有環(huán)境溫度、濕度、塵埃、防火要求及安裝空間的大小等。所設(shè)計鏜床液壓系統(tǒng)不僅能滿足“夾緊快進(jìn)一工進(jìn)二工進(jìn)快退原位停止松開”工作循環(huán)要求，還要有較高的可靠性、良好的空間布置。為了實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，并保證零件一定

16、的加工長度，采用行程開關(guān)及電磁換向閥實(shí)現(xiàn)順序動作。擬采用液壓缸作為執(zhí)行元件。（二）工作情況的分析1本次設(shè)計的鏜孔專機(jī)的特點(diǎn)查切削加工簡明實(shí)用手冊P470表8-87臥式鏜床的鏜削用量。加工方式刀具材料刀具類型鑄鐵鋼（包括鑄鋼）半精鏜高速鋼刀頭0.420.660.20.80.50.80.20.81.53鏜刀塊0.50.660.20.6粗絞刀0.250.422.05.00.160.30.53.00.30.8硬質(zhì)合金刀頭11.60.20.81.3220.20.81.53鏜刀塊0.81.320.20.6粗絞刀0.50.83.05.00.30.8精鏜高速鋼刀頭0.250.50.150.50.30.60.1

17、0.60.61.2鏜刀塊0.130.251.04.00.10.21.04.0粗絞刀0.160.32.06.00.160.30.53.01.04.0硬質(zhì)合金刀頭0.81.320.150.511.60.150.50.61.2鏜刀塊0.30.661.04.00.130.31.04.0粗絞刀0.50.82.55.00.10.42.設(shè)計計算過程設(shè) 計 計 算 過 程計 算 結(jié) 果故一工進(jìn)（半精鏜）時則第一次工進(jìn)食的鏜削力為一工進(jìn)（半精鏜）時設(shè) 計 計 算 過 程計 算 結(jié) 果第二次工進(jìn)（精鏜）時同理可得 N第二次工進(jìn)（精鏜）時N本次設(shè)計的鏜孔專機(jī)情況（根據(jù)所給零件圖計算得出）：動力頭自重為：20000N

18、快進(jìn)、快退速度為：4.5m/min一工進(jìn)速度為：0.04m/min二工進(jìn)速度為：0.02m/min最大行程為：630mm其中工進(jìn)行程為：40mm最大切削力為：8000N夾緊缸行程為：40mm3.工作情況表工況計算公式外負(fù)載(N)說明啟動2050 因第一工進(jìn)與第二工進(jìn)之間速度變化量很小，故不考慮換接中的慣性負(fù)載。加速1340快進(jìn)790第一工進(jìn)8790第二工進(jìn)4790五、鏜床液壓回路的選擇1.調(diào)速與速度換接回路這臺機(jī)床的液壓滑臺工作進(jìn)給速度低，傳遞功率也較小，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(jìn)口節(jié)流調(diào)速，為了增加液壓缸運(yùn)行的穩(wěn)定

19、性，在回油路設(shè)置背壓閥，分析液壓缸的V-L曲線可知，滑臺由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時，速度變化較大，選用行程閥換接速度，以減小壓力沖擊。圖5-1調(diào)速與速度換接回路考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時負(fù)載較大，速度較低，而在快進(jìn)、快退時負(fù)載較小，速度較高，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油回路或變量泵供油回路。由于左右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(jìn)給用（也供定位夾緊用），低壓大流量泵以實(shí)現(xiàn)兩滑臺快速運(yùn)動。為兩系統(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(jìn)入各自系統(tǒng)，大泵低壓油分別經(jīng)一單向閥進(jìn)入各自系統(tǒng)。2換向回路此機(jī)床快進(jìn)

20、時采用液壓缸差動連接方式，使其快速往返運(yùn)動，即快進(jìn)、快退速度基本相等?；_在由停止轉(zhuǎn)快進(jìn)，工進(jìn)完畢轉(zhuǎn)快退等換向中，速度變化較大，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，電液換向閥宜采用三位五通閥，為了保證機(jī)床調(diào)整時可停在任意位置上，現(xiàn)采用中位機(jī)能O型?？爝M(jìn)時，液壓缸的油路差動連接，進(jìn)油路與回油路串通，且又不允許經(jīng)背壓閥流回油箱。轉(zhuǎn)為工進(jìn)后進(jìn)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(jìn)、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(jìn)入換向閥的壓力油連通，于是快進(jìn)時液壓缸的回油被液控順序閥切斷（快進(jìn)空行程為低壓，此閥打不

21、開），只有經(jīng)單向閥與進(jìn)油匯合，轉(zhuǎn)工進(jìn)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，確保液壓系統(tǒng)形成高壓，以便液壓缸正常工作。繪出該部分回路圖。圖5-2換向回路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(jìn)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)，其間斷時間甚短，故不必讓其卸荷，繪出雙泵油源及壓力控制回路圖。如圖4.3所示。圖5-3 壓力控制回路4.定位、夾緊系統(tǒng)的減壓順序回路定位、夾緊液壓缸的工作面積，行程均不大，完全可由

22、高壓小流量泵對其單獨(dú)供油。為了保證工件的定位夾緊安全可靠，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與安全性。先定位后夾緊的順序動作，由順序閥完成。為了使松開工件不受順序閥影響，使單向閥的順序閥并聯(lián)。繪出定位、夾緊系統(tǒng)部分的回路圖，如圖4-4所示。圖5-4定位、夾緊系統(tǒng)部分的回路圖5.行程終點(diǎn)的控制由于機(jī)床需加工不通孔，工作部件對終點(diǎn)的位置精度有一定的要求，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。六、液壓缸的負(fù)載分析 取靜摩擦系數(shù)為=0.2,動摩擦系數(shù)為=0.1。取液壓缸重G=4900N，液壓

23、缸的機(jī)械效率取m=0.9。1夾緊油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載： = 2000N靜摩擦阻力： = = 0.2×2500N=500N 動摩擦阻力： = = 0.1×2500N=500N 慣性負(fù)載 v取0.06m/s, t取0.5s, =ma=× =×N=60N2立頭油缸負(fù)載分析取滑臺的重量為2500N。 工作負(fù)載： = 24000N 靜摩擦阻力： = G+=0.2×4900+2500N=1480N動摩擦阻力 ： = G+= 0.1×4900+2500=840N 慣性負(fù)載 v取0.06m/s,t取0.5s, = ma=× =×

24、=60N 3左頭油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載 ： = 20000N 靜摩擦阻力： = = 0.2×2500N=500N 動摩擦阻力： = = 0.1×2500N=250N慣性負(fù)載 v取0.055m/s,t取0.5s, =ma=×=×N=55N4右頭油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載為： = N 靜摩擦阻力： = 0.2×2500N=500N 動摩擦阻力： = 0.1×2500N=250N慣性負(fù)載 v取0.1m/s,t取0.2s， = ma=×=×N=250N5定位油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載： = 4500N 靜摩擦阻力： = = 0.2

25、×2500N=5000N 動摩擦阻力： = = 0.1×2500N=500N 慣性負(fù)載 v取0.06m/s,t取0.5s, =ma=×( =×N=60N6負(fù)載圖和速度圖的繪制負(fù)載圖按上面的數(shù)據(jù)繪制，速度圖按右頭油缸v1=v3=0.1m/s,v2=0.0008m/s,立頭油缸v1=v3=0.045m/s，v2=0.0004m/s,左頭油缸v1=v3=0.055m/s，v2=0.0004m/s，各缸行程由液壓設(shè)計任務(wù)書可以知道。圖6-1 右頭油缸 速度 負(fù)載隨位移變化的曲線圖圖6-2 立頭油缸速度、負(fù)載隨位移變化的曲線圖圖6-3 左頭油缸 速度、負(fù)載隨位移變

26、化的曲線圖 由以上圖可以看出，右頭油缸在快進(jìn)和快退時速度是一樣，工進(jìn)時所受負(fù)載最大，速度在整個過程中最小，保證運(yùn)動平穩(wěn)。立頭油缸和左頭油缸也是相同情況。七、液壓缸主要參數(shù)的確定液壓缸選用單桿式，并在快進(jìn)時作差動連接。此時液壓缸無桿腔工作面積A1應(yīng)為有桿腔工作面積A2的兩倍，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為d=0.707D。液壓缸的機(jī)械效率取m=0.95。1立頭油缸的主要參數(shù)查液壓傳動與氣動傳動表9-1和表9-2，取工作壓力p=2.5MP.在鏜孔加工時，立頭油缸回油路上必須具有背壓p2,以防孔被鏜通時滑臺突然前沖,可取p2=0.6MP。由工進(jìn)時的推力計算液壓缸面積=A1P1-A2P2=A1-(

27、)P2，立頭油缸無桿腔的有效面積 A1=65.95×10m，立頭油缸內(nèi)徑 D=0.092, 查液壓工程手冊P722取標(biāo)準(zhǔn)值D=110mm,d=0.707D=77.77mm,取標(biāo)準(zhǔn)值d=80mm,則液壓缸實(shí)際有效面積A1=D=95cm,A2=44.7cm,A=A1-A2= 50.3cm快進(jìn)時立頭油缸雖作差動連接,但由于油管中有壓降p的存在,有桿腔的壓力必須大于無桿腔,估算時可取p=0.5MP,并注意到啟動瞬間立頭油缸尚未移動，此時 另外取快退時的回油壓力損失為0.5MP。根據(jù)D和d值，可估算液壓缸在各個階段中的壓力、流量和功率，如表4所示表4 立頭油缸在不同階段的壓力流量和功率值表工

28、況負(fù)載F/N回油腔壓力/Pa進(jìn)油腔壓力/Pa輸入流量/輸入功率P/W計算式 快 進(jìn)(差 動)2200=00.261-起動加速7900.585-恒速5500.5753.334119.45工 進(jìn)140000.81.9041.0964.43 快退起動14001=00.293- 加速7901.22-恒速5501.211.109229.532左頭油缸的主要參數(shù) 查液壓傳動與氣動傳動表9-1和表9-2，取工作壓力p=3.5MP。取p2=0.6MP，由= =得，左頭油缸無桿腔的有效面積A1=64×10m，左頭油缸內(nèi)徑 D=0.0638m查液壓工程手冊取標(biāo)準(zhǔn)值D=100mm,d=70mm,求得液壓缸

29、兩腔實(shí)際有效面積A1=D=78.54cm,A2=40.06cm,A=A1-A2= 38.48cm和立頭油缸分析一樣快進(jìn)時立頭油缸雖作差動連接,但由于油管中有壓降p的存在,有桿腔的壓力必須大于無桿腔,左頭油缸啟動瞬間取，快進(jìn)時取p= 0.5MP,快退時的回油壓力損失為0.5MP。左頭油缸快進(jìn)和快退時的速度v1=v3=0.04m/min,工進(jìn)時的速度v2=0.02m/min 根據(jù)上述D和d值，可估算液壓缸在各個階段中的壓力、流量和功率，如表5所示表5 左頭油缸在不同階段的壓力流量和功率值表工 況負(fù)載F/N回油腔壓力/Pa進(jìn)油腔壓力/Pa輸入流量q/(m3s-1)輸入功率/W計算式快進(jìn)(差動)起動2

30、200=0()0.321-加速7900.619-恒速5500.7673.2120.98工 進(jìn)22000.83.016.422.11 快退起動10000=00.32-加速7901.19-恒速5501.293.8250.323右頭油缸的主要參數(shù)查液壓傳動與氣動傳動表9-1和表9-2，取p1=4MP。取p2=0.8，啟動瞬間取，快進(jìn)時取p=0.5MP，快退時取p=0.5MP。由公式= =得，右頭油缸無桿腔的有效面積A1=88×10m，右頭油缸內(nèi)徑 D=10.59cm 查液壓工程手冊取標(biāo)準(zhǔn)值D=110mm,d=0.707D=77.77mm,取標(biāo)準(zhǔn)值d=80mm,A1=D=95cm,A2=44

31、.7cm,A=A1-A2= 50.3cm表6 右頭油缸在不同階段的壓力流量和功率值表 工 況負(fù) 載F/N回油腔壓力/Pa進(jìn)油腔壓力/Pa輸入流量q/(m3s-1)輸入功率/W計算式快進(jìn)(差動)起動2200=0()0.437- 加速7900.877-恒速550 0.6655.21243 工 進(jìn)300000.382.980.433201 快退起動2200=0 0.55-加速7901.65-恒速5501.217.095524定位油缸的主要參數(shù)由教材液壓與氣壓傳動P171表9-1和表9-2選得定位缸的工作壓力p1=1MP，取0.5MP。由=-（）得，=（）/（-） A= =5.19m,D=8.13m查

32、液壓工程手冊P721得D=80mm,d=0.707D=56.56mm,取標(biāo)準(zhǔn)值d=56mm，由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積=D=50.24cm,A=25.62cm。定位時背壓p=0.5MP,p=(F+pA)/A=(3500+0.5 =0.95MP,定位時取v=0.01m/s,=50.24=5.024m, =0.95=47.728W5夾緊油缸的主要參數(shù)由于夾緊油缸與定位油缸的工作負(fù)載基本一樣，查得工作壓力p、背壓p一樣，同樣地D=80mm,d=56mm,= 50.24cm,= 25.62,夾緊=(3700+0.5=0.99MP。夾緊時取v=0.01m/s,q=Av=50.24=5.024m,P

33、=pq=0.99=49.74W八、液壓系統(tǒng)圖的擬訂1確定供油方式考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)快退時負(fù)載較小、速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油?，F(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。2.調(diào)速方式的選擇在專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者調(diào)速閥。根據(jù)專用機(jī)床工作時對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)載切削力的能力。3.速度換接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢換接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行

34、程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差，若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。如下圖所示：4液壓回路的選擇（1）調(diào)速回路和動力源 立臥三面鏜床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺運(yùn)動速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式。為了解決調(diào)速回路在孔鏜通時的滑臺突然前沖現(xiàn)象，回油路上設(shè)置背壓閥。為防止多缸動作干擾，采用多缸快慢速互不干擾回路，采用雙泵供油。（2）油路循環(huán)方式 液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流閥調(diào)速的方式，系統(tǒng)中的油液的循環(huán)是開式的。（3）換向與速度換接回路本機(jī)床快進(jìn)快退速度較大，為保證換向平穩(wěn)，左右頭和立頭油缸在快進(jìn)時為差動連接。（4）壓力控制回路在泵1出口并聯(lián)電磁溢

35、流閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定壓溢流，同時在該溢流閥的遠(yuǎn)程控制口連接一個二位二通電磁換向閥，便于一個工作循環(huán)結(jié)束后，等待裝卸工件時，液壓泵卸載。 為了保證夾緊力可靠，且能單獨(dú)調(diào)節(jié)，在支路上串接減壓閥和單向閥。為了解決先定向后夾緊的問題，在進(jìn)入夾緊缸的油路上接單向順序閥來控制，只有當(dāng)定位缸達(dá)到和超過順序閥的調(diào)節(jié)壓力時，夾緊缸才動作。為了保證工件確已夾緊后右頭油缸才能動作，在夾緊缸進(jìn)口處裝一個壓力繼電器，只有當(dāng)夾緊壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)節(jié)壓力時，才能發(fā)出信號，使進(jìn)給缸油路的二位五通電磁換向閥通電，右頭油缸才開始快進(jìn)。將各典型回路進(jìn)行合并、整理，增加必要的元件，構(gòu)成了一個液壓系統(tǒng)，這個系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單，

36、工作安全可靠、動作平穩(wěn)、效率高、調(diào)整和維護(hù)保養(yǎng)方便的功能。九、液壓元件的選擇1 確定液壓泵的型號及電動機(jī)功率液壓缸在整個工作循環(huán)中最大工作壓力為3.73MP，此時液壓缸的輸入流量較小，泵至缸的進(jìn)油路壓力損失估算取為p=0.8MP,壓力繼電器調(diào)整壓力應(yīng)比系統(tǒng)最大工作壓力高出0.5MP，則小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為pp1=（3.73+0.8+0.5）MP=5.03MP。（1） 液壓泵的工作壓力和流量計算。進(jìn)油路的壓力損失取，回路泄露系數(shù)取，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，選用型定量葉片泵。（）確定驅(qū)動電動機(jī)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0.

37、75,則電動機(jī)功率為：大流量泵是在快進(jìn)運(yùn)動時才向液壓缸輸油的，快退時液壓缸中的工作壓力比快退時大，如取進(jìn)油路的壓力損失為0.5MP，則大流量泵的最高工作壓力為=（1.18+0.5）MP=1.68MP兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油時，若回路中的泄露按10計算，則兩個泵的總流量應(yīng)為qp=1.1×5.03×10ms=33.20L/min,由于溢流閥最小穩(wěn)定流量為3L/min，而工進(jìn)時液壓缸所需流量為2.41L/min，所以高壓小流量泵的輸出流量不得少于5.41L/min。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，最后確定選取YB-6.3/32型雙聯(lián)葉片泵，其額定壓力為6.3MP，取雙聯(lián)葉片泵

38、的總效率為p=0.75，則驅(qū)動該泵的電動機(jī)的功率可由泵的工作壓力（5.03MP）和輸出流量（當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min）qp=qp1+qp2=V1nv1+V2nv2=6.3×1440×0.85+32×1440×0.92=50.11L/min 求出= =5.6×10W 由液壓站設(shè)計與使用P320表7-134 查得電動機(jī)的型號為Y132M-4，功率為7.5KW，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min。2閥類元件的選擇元件名稱型號估計通過流量(L/min)溢流閥YF3-10B6.3二位二通電磁閥22EF3-E10B6.3單向閥AF3-Ea10B16順序閥

39、XFF3-10B16單向閥XFF3-10B6.3溢流閥YF3-10B6.3順序閥XFF3-10B6.3單向閥XFF3-10B16三位五通電磁換向閥35EYF30-10B22.3調(diào)速閥QFF3-Ea10B6.3調(diào)速閥QFF3-Ea10B6.3二位二通電磁閥22EF3-E10B6.3單向行程閥AXF3-E1022.3減壓閥JF3-10B6單向閥AF3-Ea10B6二位四通電磁閥24EF3-E10B6單向閥AF3-Ea10B6二位二通電磁閥22EF3-E10B63輔助元件及液壓油液（1）油管各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按集成閥的多聯(lián)底板上的連接口尺寸決定。進(jìn)出液壓缸

40、無桿腔的流量，在快退和差動工況時為，所以管道流量按計算。取壓油管流速，取內(nèi)徑為的管道。吸油管的流速，通過流量為，則，取內(nèi)徑為管道。確定管道尺寸應(yīng)與選定的液壓元件接口處的尺寸一致。（2）油箱油箱容積按V=qp估算，對于一般低壓系統(tǒng)，油箱的容量一般取泵流量的35倍，本題取4倍，當(dāng)取=4時，算得液壓系統(tǒng)中的油箱容量為 V=qp=4×(6.3+32)=153.2L 由于油箱一般為了散熱等原因而不能放滿，故 Vp= V =229.8L（3）液壓油HH、HL、HM、HR、H、HG液壓油 十、專用鏜床液壓系統(tǒng)原理圖圖10-1鏜床液壓系統(tǒng)原理圖表10-2 電磁鐵動作順序表電磁鐵動作1YA2YA3YA

41、4YA5YA6YA7YA8YA定位-夾緊-右頭油缸快進(jìn)-+-右頭油缸工進(jìn)、立頭油缸、左頭油缸快進(jìn)-+-+-+右頭油缸工進(jìn)立頭油缸快進(jìn)、左頭油缸工進(jìn)-+-+-+-立頭油缸、右頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-+-右頭油缸慢退立頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-右頭油缸快退立頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-右頭油缸停止立頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-立頭油缸快退右頭油缸停止左頭油缸工進(jìn)-+-立頭油缸、右頭油缸停止、左頭油缸工進(jìn)-+-立頭油缸、右頭油缸停止、左頭油缸快退-+松開拔銷+-原位-表10-3 元件的型號及規(guī)格序號元件名稱型號估計通過流量(L/min)1雙聯(lián)葉片泵YB1-6.3/1631.22溢流閥Y

42、F3-10B6.33二位二通電磁閥22EF3-E10B6.34單向閥AF3-Ea10B165順序閥XFF3-10B166單向閥XFF3-10B6.37溢流閥YF3-10B6.38順序閥XFF3-10B6.39單向閥XFF3-10B1610三位五通電磁換向閥35EYF30-10B22.311調(diào)速閥QFF3-Ea10B6.312調(diào)速閥QFF3-Ea10B6.313二位二通電磁閥22EF3-E10B6.314壓力繼電器DP1-63B6.315單向行程閥AXF3-E1022.316減壓閥JF3-10B617單向閥AF3-Ea10B618二位四通電磁閥24EF3-E10B619單向閥AF3-Ea10B620二位二通電磁閥22EF3-E10B621壓力繼電器DP1-63B622壓力表Y-1023壓力表開關(guān)KF3-E6B24濾油器XU-B32×10022.3十一、液壓系統(tǒng)的性能驗算1.液壓系統(tǒng)的效率 （經(jīng)計算，）取泵的效率，液壓缸的機(jī)械效率，回路效率為： 當(dāng)工進(jìn)速度為時， 當(dāng)工進(jìn)速度為時， 2.油液溫度的驗算驗算從液壓設(shè)計任務(wù)書中可看出，左頭工進(jìn)在整個工作循環(huán)中所占的時間比例達(dá)66.67%，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用左頭工進(jìn)時的情況來計算。工進(jìn)時液壓缸的有效功率