雙面銑銷組合機床液壓系統(tǒng)課程設(shè)計資料

頁共18頁目錄TOC\o"1-3"\h\u16000摘要 I17829Abstract II131241設(shè)計過程 4104781.1技術(shù)要求 4300321.2工況分析 433871.2.1負載分析 4324371.2.2繪制液壓缸負載圖和速度圖 5115881.3確定主要參數(shù) 6196021.3.1初定液壓缸的工作壓力 645821.3.2液壓缸主要參數(shù)的確定 6111681.4繪制液壓系統(tǒng)工況圖 6263681.5擬定液壓系統(tǒng)圖 925961.5.1確定供油方式 951501.5.2調(diào)速方式的選擇 96221.5.3速度換接方式的選擇 980591.5.4夾緊回路的選擇 9108251.5.5液壓系統(tǒng)原理圖 9220591.6選擇液壓元件 11222912液壓系統(tǒng)性能驗算 14190422.1驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 14172282.1.1快進 143142.1.2工進 14107152.1.3快退 15131592.2油液溫升計算 15195593設(shè)計心得體會 17247534參考文獻 181設(shè)計過程1.1技術(shù)要求設(shè)計臥式雙面銑削組合機床的液壓系統(tǒng)。機床的加工對象為鑄鐵變速箱箱體，動作順序為夾緊缸夾緊→工作臺快速趨近工件→工作臺進給→工作臺快退→夾緊缸松開→原位停止。工作臺移動部件的總重力為400kg，加、減速時間為0.2s，采用平導(dǎo)軌，靜、動摩擦因數(shù)μs=0.2，μd=0.1。夾緊缸行程為30mm，夾緊力為1200N，工作臺快進行程為100mm，快進速度為2.8m/min，工進行程為200mm，工進速度為60～280mm/min，軸向工作負載為38000N，快退速度為4m/min。要求工作臺運動平穩(wěn)，夾緊力可調(diào)并保壓。1.2工況分析1.2.1負載分析負載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機械效率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：切削力，導(dǎo)軌摩擦力和慣性力。導(dǎo)軌的正壓力等于動力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為Ffs，動摩擦力為Ffd,則工作負載：Fw=38000N慣性負載：靜摩擦負載：Ffs=0.2x4000=800N動摩擦負載：Ffd=0.1x4000=400N如果忽略切削力引起的顛覆力矩對導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機械效率，則液壓缸在各工作階段的總機械負載可以算出表1-1液壓缸各運動階段負載表工作循環(huán)負載組成負載值F/N推力起動800889加速493547快進400444工進3840042666快退4004441.2.2繪制液壓缸負載圖和速度圖根據(jù)負載計算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪制出負載圖（F-s）和速度圖（v-s）圖1-1圖1-21.3確定主要參數(shù)1.3.1初定液壓缸的工作壓力組合機床液壓系統(tǒng)的最大負載約為45000N，宜取壓力。1.3.2液壓缸主要參數(shù)的確定為了滿足工作臺快速進退速度相等，并減小液壓泵的流量，這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿足：d=0.707D。為防止銑削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的回油背壓，查表9-4暫取背壓為P2=0.5MPa，并取液壓缸機械效率=0.9。則液壓缸上的平衡方程故液壓缸無桿腔的有效面積：A1=2液壓缸內(nèi)徑：按GB/T2348-2001，取標準值D=110mm；因A1=2A2，故活塞桿直徑d=0.707D=80mm（標準直徑）則液壓缸有效面積為：1.4繪制液壓系統(tǒng)工況圖差動連接快進時，液壓缸有桿腔壓力P2必須大于無桿腔壓力P1，其差值估取P2－P1=0.5MPa，并注意到啟動瞬間液壓缸尚未移動，此時△P=0；另外取快退時的回油壓力損失為0.5MPa。根據(jù)假定條件經(jīng)計算得到液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力.流量和功率，并可繪出其工況圖表1-2液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作階段計算公式推力F（N）回油腔壓力P2（MPa）工作腔壓力P1（MPa）輸入流量q（L/min）輸入功率P（KW）快進啟動88900.1800快進加速5471.060.56變化變化快進恒速4441.030.5314.070.124工進426660.54.870.57~2.660.046~0.216快退啟動88900.200快退加速5470.31.40變化變化快退恒速4360.31.3717.880.408續(xù)表1-2圖1-3工況圖:1.5擬定液壓系統(tǒng)圖1.5.1確定供油方式考慮到該機床在工作進給時負載較大，速度較低。而在快進、快退時負載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油?，F(xiàn)采用限壓式變量葉片泵。1.5.2調(diào)速方式的選擇在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機床工作時對低速性能和速度負載特性都有一定要求的特點，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，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負切削力的能力。1.5.3速度換接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，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。1.5.4夾緊回路的選擇用三位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。1.5.5液壓系統(tǒng)原理圖最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組合成下圖所示的液壓系統(tǒng)原理圖。圖1-4臥式雙面銑銷組合機床液壓系統(tǒng)原理圖工作原理:1夾緊工件按下啟動按鈕，電磁閥8左端接通，主油路的進油路：過濾器1-泵2—減壓閥4—電磁閥8左端—（左）液控單向閥6-液壓缸11左腔?；赜吐?液壓缸11右腔—（右）夜控單向閥6-電磁閥8左端—油箱。2滑臺快速趨近銑削頭1DT,3DT得電，2DT,4DT失電，電磁閥5左端接通。主油路進油路：過濾器1—泵2—電磁閥5左端—液壓缸10左腔?；赜鸵郝罚阂簤焊?0右腔—二位三通換向閥9右端—液壓缸10左腔。3滑臺工進1DT得電，2DT，3DT，4DT失電，電磁閥5左端接通。主油路進油路：過濾器1—泵2—電磁閥5左端—液壓缸10左腔?；赜吐罚阂簤焊?0右腔—二位三通換向閥9左端—可調(diào)單向節(jié)流閥7（50%）—電磁閥5左端—油箱。4滑臺快速離開銑削頭2DT得電，1DT，3DT，4DT失電，電磁閥5接通，在電磁閥5切換至右端。主油路進油路：過濾器1—泵2—電磁閥5右端—可調(diào)單向節(jié)流閥7—二位三向換向閥9左端—液壓缸10右腔?；赜吐罚阂簤焊?0左腔—電磁閥5右端—油箱。5松開工件4DT得電，電磁閥8右端通電接通。主油路的進油路：過濾器1-泵2—減壓閥4—電磁閥8右端-（右）液控單向閥6—液壓缸11右腔?；赜吐罚阂簤焊?1左腔—（左）液控單向閥6-電磁閥8右端—油箱?；_松開工件6卸荷1DT，2DT,3DT,4DT斷電，閥5閥8處于中立，泵2卸載。1.6選擇液壓元件液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為4.87MPa,如取進油路上的壓力損失為0.8MPa,壓力繼電器調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力之值為0.5MPa，則變量泵的最大工作壓力應(yīng)為Pp=(4.87+0.8+0.5)MPa=6.17MPa由工況圖可知，液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為17.88L/min，若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10%估計，則液壓泵的總流量應(yīng)為Qp=1.117.88L/min=19.668L/min。由于要求工作平穩(wěn)，選取最大工作壓力為液壓泵額定壓力的70%，則液壓泵的額定壓力為:P=Pp/0.7=8.81Mpa根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取YBX-B※L型變量葉片泵，其最大排量為30mL/r，壓力調(diào)節(jié)范圍為2.0—7.0Mpa，若取液壓泵的容積效率，泵的轉(zhuǎn)速為1500r/min由于液壓缸在快退時輸入功率最大，這時液壓泵工作壓力為0.751MPa,進油路壓力損失0.3Mpa,流量為27.082L/min,取泵的總效率為0.75，則液壓泵驅(qū)動電動機輸出所需的功率為根據(jù)此數(shù)值按JB/T10391-2002,，查閱電動機產(chǎn)品樣本選取Y90L-4型電動機，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。表1-3液壓元件選擇列表序號元件名稱估計流量L/MIN額定流量L/MIN額定壓力MPa型號、符號1過濾器22.3251.6WU-16*2限壓式變量葉片泵22.3366.3YBX—B*D3溢流閥22.3407YF-B10B4減壓閥22.32514J—D6B5三位四通電磁閥22.3302134D—B10H-T6單向閥22.32521DIF—L10H7可調(diào)單向節(jié)流閥22.32514LDF—L10C8二位四通電磁閥22.3302124D-B10H-T9二位三通換向閥22.3302123D—B10H-T續(xù)表1-3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、出油管則按輸入、輸出的最大流量計算。由于液壓泵的具體選定之后液壓缸在各階段的進、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算如表1—4所示流量、速度快進工進快退輸入流量/(L/min)q1=0.57-2.66q1=Qp=19.67排出流量/(L/min)q2=(0.57~2.66)x44.77/95.23=0.27~1.25=(A1Q1)/A2=19.67X95.03/44.77=41.75運動速度/(m/min)表1—4液壓缸的進、出流量和運動速度續(xù)表1-4由表中的數(shù)據(jù)可知所選液壓泵的型號、規(guī)格適合。由表3—4可知，油管中的流速取3m/s。所以按公式可計算得液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：這兩個根油管2按GB/2351-2005選用外徑18mm內(nèi)徑15mm的無縫鋼管。確定油箱容積：油箱容積按《液壓傳動》式（7-8）估算，當取為7時，求得其容積19.67x7=137.68L按JB/T7938-1999規(guī)定，取標準值V=250L。攀枝花學院液壓課程設(shè)計2.液壓系統(tǒng)性能驗算攀枝花學院液壓課程設(shè)計2.液壓系統(tǒng)性能驗算2液壓系統(tǒng)性能驗算2.1驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值2.1.1快進滑臺快進時，液壓缸差動連接，進油路上油液通過單向閥10的流量是22L/MIN，通過電液換向閥2的流量是19.67L/MIN，然后與液壓缸的有桿腔的回油匯合，以流量37.19L/min通過行程閥3并進入無桿腔。因此進油路上的總壓降為此值不大，不會使壓力閥開啟，故能確保變量泵的流量全部進入液壓缸?；赜吐飞希簤焊子袟U腔中的油液通過電液換向閥2和單向閥6的流量都是17.52L/min，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥3流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力P2和無桿腔壓力P1之差。此值小于原估計值0.5Mpa,所以是偏安全的。2.1.2工進工進時，油液在進油路上通過電液換向閥2的流量為0.57~2.66L/min，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5Mpa;油液在回油路上通過換向閥2的流量為0.27~1.25L/min，在背壓閥8處的壓力損失為0.5MPa,通過順序閥7的流量為22.27~23.25L/min，因此這時液壓缸回油腔壓力為此值大于原估計值0.5Mpa,則重新計算工進時液壓缸進油腔壓力與原計算數(shù)值4.87MPa相近。2.1.3快退快退時，油液在進油路上通過單向閥10的流量為22L/min，通過換向閥2的流量為19.67L/MIN；油液在回路上通過單向閥5、換向閥2和單向閥13的流量都是41.75L/min。一次進油路上的總壓降為：此值較小，所以液壓泵驅(qū)動電動機的功率是足夠的?；赜吐飞系目倝航凳撬?，快退時液壓泵的最大工作壓力：因此主泵卸荷的順序閥7調(diào)壓應(yīng)大于1.455Mpa.2.2油液溫升計算工進在整個工作循環(huán)中所占的時間比例達95%，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進的情況來計算。工進時液壓缸的有效功率為：此時泵在高壓下供油，所以它的輸