臥式雙面銑削組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、1.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1分析液壓系統(tǒng)工況負(fù)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(jī)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(dòng)力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為，動(dòng)摩擦力為引，則LEJ如果忽略切削力引起的顛覆力矩對(duì)導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機(jī)械效率I，則液壓缸在各工作階段的總機(jī)械負(fù)載可以算出，見表2-1。表2-1液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載組成負(fù)載F/N推力 一1 /N快進(jìn)啟動(dòng)E 一784871加速i = I n509566勻速H-392436工進(jìn)1239213

2、769快退392436:J710根據(jù)負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪制出負(fù)載圖（F-I）和速度圖（F-2）圖2-1負(fù)載圖和速度圖2.2確定主要參數(shù)1.初定液壓缸的工作壓力組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載約為14000N，查表 9-2初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力2.液壓缸主要參數(shù)的確定為了滿足工作臺(tái)快速進(jìn)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(jìn)時(shí)差動(dòng)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。為防止銃削后工件突然前 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

3、壓缸機(jī)械效率丨=0.9。則液壓缸上的平衡方程故液壓缸無桿腔的有效面積:液壓缸內(nèi)徑:按 GB/T2348-1980 ,取標(biāo)準(zhǔn)值 D=80mm ;因 A1=2A2 ,故活塞桿直徑 d=0.707D=56mm(標(biāo)準(zhǔn)直徑)則液壓缸有效面積為:3繪制液壓系統(tǒng)工況圖差動(dòng)連接快進(jìn)時(shí)，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(dòng)瞬間液壓缸尚未移動(dòng)，此時(shí) P=0;另外取快退時(shí)的回油壓力損失為0.5MPa。根據(jù)假定條件經(jīng)計(jì)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31液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作階段推力F (N)回油腔壓力P2

4、 ( MPa)工作腔壓力P1 (MPa)輸入流量q ( L/min)輸入功率P (KW)快進(jìn)啟動(dòng)87100.35快進(jìn)加速5661.250.75快進(jìn)恒速4361.20.708.6170.450工進(jìn)137690.53.7610.41.50.150.43快退啟動(dòng)87100.34快退加速5660.30.809快退恒速4360.30.7588.9670.680注：1.差動(dòng)連接時(shí)，液壓缸的回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失= I2快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為，無桿腔回油，壓力為液壓缸的工況圖：q/L/raln包617h5一 DaiLL/nm1002003E08.967P/KVJL/m0.450I .4 :D

5、J510020030ip-L/mrn0.690圖3-1工況圖2.3繪制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖1調(diào)速回路的選擇該機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小 （1kw ），速度較低；鉆鏜加工時(shí)連續(xù)切削，切削力變化小,故采用節(jié)流調(diào)速的開式回路是合適的，為了增加運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，防止鉆孔時(shí)工件突然前 沖，系統(tǒng)采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路中加背壓閥。2油源及其壓力控制回路的選擇該系統(tǒng)由低壓大流量和高壓小流量兩個(gè)階段組成，因此為了節(jié)能，考慮采用雙聯(lián)葉 片泵油源供油。3快速運(yùn)動(dòng)與換向回路由于系統(tǒng)要求快進(jìn)與快退的速度相同，因此在雙泵供油的基礎(chǔ)上，快進(jìn)時(shí)采用液壓 缸差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路，快退時(shí)采用液壓缸有桿腔進(jìn)油，無桿腔回油的快

6、速運(yùn)動(dòng)回路。5Z1 *154速度換接回路由工況圖可以看出，當(dāng)動(dòng)力頭部件從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)滑臺(tái)速度變化較大，可選用行程閥來控制快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的速度換接，以減少液壓沖擊。5壓力控制回路在泵出口并聯(lián)一先導(dǎo)式溢流閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定壓溢流，同時(shí)在該溢流閥的遠(yuǎn)程控制口連接一個(gè)二位二通電磁換向閥，以便一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束后， 等待裝卸工件時(shí)， 液壓泵卸載，并便于液壓泵空載下迅速啟動(dòng)。6. 行程終點(diǎn)的控制方式這臺(tái)機(jī)床用于鉆、鏜孔（通孔與不通孔）加工，因此要求行程終點(diǎn)的定位精度高 因此在行程終點(diǎn)采用死擋鐵停留的控制方式。7. 組成液壓系統(tǒng)繪原理圖將上述所選定的液壓回路進(jìn)行組合，并根據(jù)要求作必要的修改補(bǔ)充，即組成如下 圖1-

7、3所示的液壓系統(tǒng)圖。為便于觀察調(diào)整壓力，在液壓泵的進(jìn)口處、背壓閥和液壓 缸無腔進(jìn)口處設(shè)置測壓點(diǎn)，并設(shè)置多點(diǎn)壓力表開關(guān)。這樣只需一個(gè)壓力表即能觀測各 點(diǎn)壓力。16圖1-3液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)中各電磁鐵的動(dòng)作順序如表3-2所示。動(dòng)作名稱1YA2YA工作臺(tái)快進(jìn)+-工作臺(tái)工進(jìn)+-工作臺(tái)快退-+液壓泵卸載-3-2電磁鐵動(dòng)作順序表2.4計(jì)算與選擇液壓元件1液壓泵液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為3.761MPa,如取進(jìn)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,則小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為Pp1=(3.761+0.8+0.5)MPa=5.061MPa大流

8、量泵是在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才想液壓缸輸油的，由工況圖可知，快退時(shí)液壓缸中的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，如取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5MPa,則大流量泵的最高工作壓力為Pp2=(0.758+0.5)MPa=1.258MPa由工況圖可知，兩個(gè)液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為8.967L/min，若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10%估計(jì)，則兩個(gè)泵的總流量應(yīng)為由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min,而工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為 0.41.5L/min,由小流量也巖崩單獨(dú)供油，所以小液壓泵的流量規(guī)格最少為3.4L/min。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PV2R12-6/26型雙聯(lián)葉片泵，其小泵和大

9、泵的排量分別為6mL/r和26mL/r，若取液壓泵的容積效率，則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速為940r/min時(shí)，液壓泵的實(shí)際輸出流量為由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，這是液壓泵工作壓力為1.258MPa,流量為27.1L/mi n,取泵的總效率為0.75，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為根據(jù)此數(shù)值按JB/T10391-2002,，查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。2閥類元件及輔助元件的選擇根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實(shí)際流量，可以選出這些液壓元件的型號(hào)及規(guī)格見表3 3表33元件的型號(hào)及規(guī)格序號(hào)元件名稱估計(jì)流量L/MIN額定流量L/MIN額定壓力額定

10、壓降a型號(hào)、符號(hào)1雙聯(lián)葉片泵一5.1+2216/14PV2R12-6/262三位五通閥5580160.535DF3Y-E10B3行程閥6063160.25AXQE-Ea10B4調(diào)速閥0.41.50.075016一AXQF-Ea10B5單向閥6063160.2AF3-Ea10B6單向閥30630.5-160.2AF3-Ea10B7液控順序閥2263160.3XF3-E10B8背壓閥0.20.86316一YF3-E10B9溢流閥5.16316YF3-E10B10單向閥2263160.2AF3-Ea10B11過濾器3063一0.2XU-63*80J12壓力表開關(guān)16KF3-Ea10B13單向閥556

11、3160.2KF3-Ea10B14壓力繼電器10HED1KA/103油管的選擇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)、出油管則按輸入、輸出的最大流量計(jì)算。由于液壓泵的具體選定之后液壓缸在各階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計(jì)算如表3 4所示表34液壓缸的進(jìn)、出流量和運(yùn)動(dòng)速度流量、速度快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流量/（L/mi n）1 11排出流量/（L/mi n）1 N 1運(yùn)動(dòng)速度/（m/mi n）1 = 1riBl由表中的數(shù)據(jù)可知所選液壓泵的型號(hào)、規(guī)格適合。由表34可知，該系統(tǒng)中最大壓力小于3MPa，油管中的流速取 3m/s。所以按公a式可計(jì)算得液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)

12、徑分別為：查表JB82766（ 5 2），同時(shí)考慮制作方便，選18耳2 （外徑18mm,壁厚2mm）的10號(hào)冷拔無縫鋼管（YB23_70）4確定油箱容積：油箱容積按液壓傳動(dòng)式（7-8）估算，當(dāng)取 為7時(shí)，求得其容積按JB/T7938-1999規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)值 V=250L。2.5液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算1.驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值快進(jìn)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸差動(dòng)連接，進(jìn)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27.1L/MIN，然后與液壓缸的有桿腔的回油匯合，以流量 55.30L/min通過行程閥3并進(jìn)入無桿腔。因此進(jìn)油路上的總壓降為此值不大，不會(huì)使壓力閥開啟，故能

13、確保兩個(gè)泵的流量全部進(jìn)入液壓缸?；赜吐飞?，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥2和單向閥 6的流量都是28.2L/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(jìn)時(shí)有桿腔壓力P2和無桿腔壓力P1之差。丨=1此值小于原估計(jì)值 0.5Mpa,所以是偏安全的。(2)工進(jìn)工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過電液換向閥2的流量為0.41.5L/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0.200.76L/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22.222.76L/min，因此這時(shí)液壓缸回油腔壓力為此值大于原估計(jì)值 0.5M

14、pa,則重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)液壓缸進(jìn)油腔壓力，與原計(jì)算數(shù)值3.761MPa相近?？紤]到壓力繼電器可靠動(dòng)作需要壓差，故溢流閥 9的調(diào)壓(3)快退快退時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過單向閥5的流量為22L/min，通過換向閥2的流量為27.1L/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53.14L/min。一次進(jìn)油路上的總壓降為：此值較小，所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的?；赜吐飞系目倝航凳撬裕焱藭r(shí)液壓泵的最大工作壓力:07調(diào)壓應(yīng)大于0.891Mpa.，因此主泵卸荷的順序閥2.油液溫升計(jì)算工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中所占的時(shí)間比例達(dá) 用工進(jìn)的情況來計(jì)算。工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為：95%，

15、所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可此時(shí)主泵通過順序閥 7卸荷，輔助泵在高壓下供油， 所以兩個(gè)泵的總輸入功率為:由此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為:溫升近似值如下:溫升沒有超出范圍，液壓系統(tǒng)中不需設(shè)置冷卻器。3設(shè)計(jì)小結(jié)剛拿到本次的設(shè)計(jì)題目的時(shí)候，我甚是煩躁，我覺得這個(gè)題目真的是太難了，比另曲勺同學(xué)憑空多了兩個(gè)步驟，首先就想到了退宿，不止一次的跟老師要求更換題目。 但是在老師的幫助和細(xì)心的指導(dǎo)下，我發(fā)現(xiàn)我的題目只是在其他同學(xué)的基礎(chǔ)上再增加 一個(gè)夾緊缸即可。在明確了自己的設(shè)計(jì)目的之后， 我按照課本上例題的步驟開始進(jìn)行計(jì)算， 但是由于 圖書館里的設(shè)計(jì)手冊(cè)都被借走了， 使我有一些配件的選用無法進(jìn)行， 如油管的選擇。使 我現(xiàn)在都不是很清楚要如何選擇配件，不的不說這是本次課程設(shè)計(jì)中的一個(gè)遺憾。在這不到一周的課程設(shè)計(jì)中，能學(xué)到的東西真的很有限，但是不能說一點(diǎn)收獲都沒有，我想我知道了一般機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架而且我也掌握了設(shè)計(jì)一個(gè)液壓系統(tǒng)的步驟，我想本