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此文檔收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請聯(lián)系網(wǎng)站刪除題目:臥式單面多軸鉆孔組合機床動力滑臺的液壓系統(tǒng)姓名:學(xué)號:班級: 一 題目:設(shè)計一臥式單面多軸鉆孔組合機床動力滑臺的液壓系統(tǒng),動力滑臺的工作循環(huán)是:快進工進快退停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下:軸向切削力為用21000N,移動部件總重力為10000N,快進行程為 100mm,快進與快退速度均為 4.2mmin,工進行程為 20mm,工進速度為 0.05mmin,加速、減速時間為0.2s,利用平導(dǎo)軌,靜摩擦系數(shù)為0.2,動摩擦系數(shù)為0.1,動力滑臺可以隨時在中途停止運動,試設(shè)計該組合機床的液壓傳動系統(tǒng)。二 負載分析1工作負載:工作負載為軸向切削力 2 靜摩擦阻力3 動摩擦阻力 4慣性負載 取重力加速度 ,則有移動部件質(zhì)量為5負載圖與速度圖快進速度與快退分別為快進行程:工進行程:快退行程 工進速度 三 設(shè)計方案 采用單定量泵和溢流閥組成的供油源 使用調(diào)速閥出口節(jié)流調(diào)速回路 采用電磁閥的快慢速接換回路 選用單桿活塞缸的差動連接來實現(xiàn) 使用三位四通電磁換向閥1液壓系統(tǒng)原理圖2 系統(tǒng)圖的原理 1 快進 快進,按下啟動按鈕,電磁鐵YA2通電,由泵輸出的壓力油經(jīng)三位四通換向閥的左側(cè),這使得主油路:進油路:泵單向閥4三位四通換向閥5(YA2得電)液壓缸左腔回油路:液壓缸右腔二位四通換向閥8(YA3得電)由此形成液壓缸兩腔連通,實現(xiàn)差動快進。2 工進快進終止,擋塊壓下行程閥9,發(fā)出信號,使二位四通換向閥8的電磁鐵YA3斷電,油液壓缸右腔輸出的壓力油經(jīng)二位四通換向閥8的右側(cè),這時的主油路為:進油路: 泵單向閥4三位四通換向閥5(YA2得電)液壓缸左側(cè)回油路:液壓缸右腔二位四通換向閥8(YA3)單向節(jié)流閥7三維換向閥5(YA2得電)油箱3快退當(dāng)滑臺完成工進進給碰到行程10時,發(fā)出信號,使三位四通換向閥5的電磁鐵YA1得電,YA2失電。由泵輸出的壓力油經(jīng)三位四通換向閥5的右側(cè),這時的主油路為:進油路:泵單向閥4三位四通換向閥5(YA1得電) 單向節(jié)流閥7二位四通換向閥8(YA3失電)液壓缸右腔回油路:液壓缸左腔三位四通換向閥5(YA1失電)油箱4停止當(dāng)滑塊退回到原位時,擋塊壓下原位行程開關(guān) 11,發(fā)出信號,使 YA1 斷電,換向閥處于中位,液壓兩腔油路封閉,滑臺停止運動。此時由泵輸出的壓力油經(jīng)中位直接流回油箱,實現(xiàn)卸荷5實現(xiàn)隨時在中途停止運動 如果需要在中途停止運動,在按下停止按鈕,發(fā)出信號,使三位四通換向閥5 斷電,換向閥處于中位,液壓兩腔油路封閉,滑臺停止運動四、參數(shù)計算4.1 初選液壓缸工作壓力 參考節(jié)選表 2 和表 3,所設(shè)計的動力滑臺在工進時負載最大,在其它工況負載都不太高,初選液壓缸的工作壓力 鑒于動力滑臺快進和快退速度相等,這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動液壓缸 ,即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 呈 d= 0.707D 的關(guān)系。 快進時液壓缸差動連接。工進過程中,當(dāng)孔被鉆通時,由于負載突然消失,液壓缸有可能會發(fā)生前沖的現(xiàn)象,因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓通過設(shè)置背壓閥的方式,選取此背壓值為 ??爝M時液壓缸雖然作差動連接(即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接),但連接管路中不可避免地存在著壓降 ,且有桿腔的壓力必須大于無桿腔的壓力,估算時取壓降的值為 快退時回油腔中也是有背壓的,這時選取被壓值4.2 計算液壓缸主要尺寸 1計算液壓缸面積: 因為有按照參考文獻【2】 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊)中 P11 中的表 2-5 的 GB/234880 和表 5、表 6 將這些直徑圓整成就進標(biāo)準(zhǔn)值時得: D=90mm d=70mm。 由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為:經(jīng)檢驗,活塞桿的強度和穩(wěn)定性均符合要求。 2根據(jù)上述 D 和 d 的值,估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功 率,如表 7 所示,并據(jù)此繪出工況圖如圖 4 所示。 五、元件選擇5.1 確定液壓泵的容量及電動機功率 1.液壓泵的選擇 取進油壓力損失 ,賄賂泄露系數(shù) K1.1,則液壓泵最高工作壓力 。 按表 7 取 則 根據(jù)上述計算選用單作用葉片泵,其型號規(guī)格為 YB120排量 V20mL/r,其流量 Qp=nv=850r/min4ml/r=17L/min。 2、確定電機的功率 在快速時為最大功率 式中: 液壓泵總效率,取 。 查電機手冊,可選用 Y 系列 Y90L-6 電動機 P1.1KW(n=940r/min)。5.2 選擇液壓控制閥 根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實際流量選取本設(shè)計采用國產(chǎn) GE 系列液壓閥,各閥選定規(guī)格如表 85.3 確定油管直徑及管接頭 在選定了液壓泵后,液壓缸在實際快進、工進和快退運動階段的運動速度、時間以及進入和流出液壓缸的流量,與原定數(shù)值不同,重新計算的結(jié)果如表 9所示由表 9 可以看出,液壓缸在各階段的實際運動速度符合設(shè)計要求進入無桿腔的流量在快退及差動連接時為 2qp 所以流量為取壓油速度 v=3m/s,則取吸油速度 v=1m/s,則為了統(tǒng)一規(guī)格,按產(chǎn)品樣本選取所有管子均為內(nèi)徑 20mm、外徑 28mm 的 10號冷拔鋼5.4 確定油箱流量取標(biāo)準(zhǔn)值 V=250L六、液壓系統(tǒng)性能驗算6.1 驗算系統(tǒng)壓力損失 由于系統(tǒng)管路布置尚未確定,所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時,首先確定管道內(nèi)液體的流動狀態(tài),然后計算各種工況下總的壓力損失。1. 快進 滑臺快進時,液壓缸通過電液換向閥差動連接。在進油路上,油液通過單向閥 4、電液換向閥 5,然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥 9 進入無桿腔。 在進油路上,壓力損失分別為在回油路上,壓力損失分別為將回油路上的壓力損失折算到進油路上去,便得出差動快速運動時的總的壓力損失。 2.工進 滑臺工進時,在進油路上,油液通過單向閥 4、電液換向閥 5 進入液壓缸無桿腔。在回油路上,油液通過電液換向閥 8、單向節(jié)流閥 4 和大流量泵的卸荷油液一起返回油箱,在調(diào)速閥 7 處的壓力損失為 0.5MPa。因此這時液壓缸回油腔的壓力 P2 為可見此值小于原估計值 0.8MPa。故可按表 7 中公式重新計算工進時液壓缸進油腔壓力 P1,即所得數(shù)值與表 7 中 的數(shù)值相近考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差 ,故溢流閥 3 的調(diào)壓p P1 A 應(yīng)為3快退滑臺快退時,在進油路上,油液通過單向閥 4、電液換向閥 5 進入液壓缸有桿腔。在回油路上,油液通過電液換向閥 5 返回油箱。因此進油路上總壓降為所得數(shù)值遠小于估計值,因此液壓泵的驅(qū)動電動機的功率是足夠的?;赜吐飞峡倝航禐樗脭?shù)值與表 7 的數(shù)值基本相符,故不必重算。所以快退時的最大工作壓力Pp 應(yīng)為6.2 驗算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 由于工進在整個工作循環(huán)中占 95,所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進工況來計算。 工進時液壓缸的有效功率(即系統(tǒng)輸出功率)為在工進時,大流量泵經(jīng)電液換向閥 5 中位卸荷,小流量液壓泵在高壓下供油,所以兩個液壓泵的總輸入功率(即系統(tǒng)輸
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