四軸臥式鉆孔專用機床液壓系統(tǒng)設(shè)計

新疆工程學(xué)院機械工程系液壓傳動課程設(shè)計說明書四軸臥式鉆孔專用機床液壓系統(tǒng)設(shè)計 新疆工程學(xué)院機械工程系 指導(dǎo)教師(簽名):年月日1.1任務(wù)，目標 4二、分析負載 52.1外負載 52.2慣性負載 52.3外負載 52.4液壓個階段負載 5 6四、確定液壓缸主要參數(shù) 74.1初選液壓缸 74.2計算液壓缸的工作壓力，流量和功率 9五、原理圖 六、液壓元件 液壓傳動課程設(shè)計鉆孔動力部件質(zhì)量m=190kg,液壓缸的機械效率nw=0.9,鉆削力Fe=17000N,工作循環(huán)為：快進→工進→死擋鐵停留→快退→原位停止。行程長度為1600mm,其中，工進長度為60mm,啟動、制動時間為0.6s.要求快進轉(zhuǎn)工進平穩(wěn)二、分析負載2.1外負載由已知可得鉆削力Fg=17000N2.2慣性負載機床工作部件總質(zhì)量m=190kg導(dǎo)軌為矩形，啟動、制動時間為△t=0.6s快進、快退速度為65mm/s2.3阻力負載2.4液壓系統(tǒng)各階段負載啟動反向啟動圖1,速度圖4.1液壓缸表2負載和工作壓力之間的關(guān)系負載F/KN表3常用液壓設(shè)備工作壓力設(shè)備類型床型機床工作壓力表4按活塞桿受力情況選取活塞桿直徑活塞桿受力情況受壓及拉受壓及拉受壓及拉0表5液壓系統(tǒng)中背壓力的經(jīng)驗數(shù)據(jù)系統(tǒng)類型中、低壓系統(tǒng)簡單系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)回油路帶調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)回油路帶背壓閥中、高壓系統(tǒng)(8~16M同上比中、低壓系統(tǒng)高(50高壓系統(tǒng)(16~32MP如鍛壓機械系統(tǒng)表b活塞桿直徑系列(GB2348-80)查表a得按液壓缸內(nèi)徑系列表將以上計算值圓滿為標注直徑，取D=110mm,為了實現(xiàn)快進速度與快退速度相等，采用差動連接(d=0.7D)d=80mmA2=π(D2-d2)/4=3.14(112-82)/4=45cm2工程若采用調(diào)速閥調(diào)速，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量q=0.05L/min,4.2計算液壓缸的工作壓力，流量和功率根據(jù)表5,本系統(tǒng)的背壓估計值可在0.5~0.8MPa范圍內(nèi)選取，在工作循環(huán)各階段的工作壓力P?即可按式(9-10),(9-11),(9-12差動快進階段快速退回階段4.3.2.計算液壓缸的輸入量因快進，快退速度V?=0.065m/s,最大工進速度V?=0.00164m/s,則液壓缸各階段的輸入流量為：快進階段工進階段快退階段4.3.3計算液壓缸的輸入功率快進階段P=pqv?=0.49×10?×3.25×10?=159工進階段P=p?qv?=3.05×10?×1.558×10~?W=快退階段P=pqu=2.1×10×2.925×10?=614將以上計算的壓力，流量和功率值列于下表段進給回工作壓力P?/MPa輸入流量輸入功率為圖33.2選擇基本回路3.2.2選擇工作進給油路只液控順序閥一只單向閥。(如下圖5)3.2.3確定快進轉(zhuǎn)工進方案為了使快進平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換為工進，采用行程換向閥使快進轉(zhuǎn)工進。(如圖6)3.2.4選擇調(diào)壓和卸荷回路油源中有溢流閥(見圖3),調(diào)定系統(tǒng)工作壓力，因此調(diào)壓問題已在油源中解在圖3所示的雙液壓泵自動兩級供油的油源中設(shè)有卸3.3將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)把上面選出的各種液壓回路組合畫在一起，就可得到一張下圖7所示的液壓六選擇液壓元件由表9-8可知工進階段液壓缸工作壓力最大，若取進油路總壓力損失因此泵的額定壓力可取(3.55+3.55qwn=(1.02+3)L/min=4.02L/minqm=Vnη=6×103×960×0.查電動機產(chǎn)品樣本，選用型異步電動機，P=1.1kw,n=910r/min2選擇液壓閥根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，計算分析通過各液壓閥的油液的最高壓力和最大流量，選擇各液壓閥的型號規(guī)格，列于表9-9(表中閥類元件主要選自GE系列。)序號元件名稱量型號規(guī)格序號元件名稱型號規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵8單向閥B2溢流閥B9背壓泵3單向閥外控順序閥4單向閥壓力計5換向閥壓力計開關(guān)6壓力繼電器過濾器7單向行閥八、根據(jù)閥類元件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際流量，可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格見表7,表中序號與圖7的元件標號編號元件名稱L/min額定n額定壓力Mpa額定壓降Mpa型號雙聯(lián)葉片泵 9電磁閥溢流閥 行程閥調(diào)速閥單向閥~50一AXQF-E1OB單向行程調(diào)速閥3液控順序閥54液控順序閥5背壓閥一單向閥8壓力繼電器一一一濾油器一4.3油管各元件連接的規(guī)格按液壓元件接口處的尺寸決定，液壓缸進、出油管則按輸入、排除的最大流量計算。由于液壓泵選定后液壓在各個工作階段的進、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算如表8所示輸入油量L/min排除油量L/min運動速度m/minX由上表可以看出，液壓缸在各個工作階段的實際運動速度符合要求。根據(jù)表8中數(shù)值，并按推薦取油液在壓油管的流速v=3m/s,按式d=2×算的與液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為這兩根油管都按GB/T2351-2005選用內(nèi)徑φ10mm、外徑φ16mm4556884.4油箱郵箱容積按式V=ξq?估算，取經(jīng)驗數(shù)據(jù)ξ=7,故其容積為按JB/T7398-1999規(guī)定，區(qū)最靠近的標準值V=160L。五、驗算液壓系統(tǒng)性能5.1驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值5.1.1快進滑臺快進時，液壓缸差動連接，由表6和表7可知，進油路單向閥11的流量是16.1L/min,通過電液閥9的流量是17.55L/min,然后與液壓缸有桿腔的回油匯合，以流量37L/min通過行程閥7a并進入無桿腔。因此進油路上的總壓降為此值不大，不會使壓力閥打開，故能確保兩個液壓泵的流量全部進入液壓缸?；赜吐飞?，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥9和單向閥6的流量都是17.55L/min,然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥7a流入無桿腔。由此可計算此值與原估計值0.3Mpa(見表6)基本相符。5.1.2工進工進時，油液在進油路上通過電液換向閥9的流量為1.02L/min,在調(diào)速閥7c處的壓力損失為0.5Mpa;油液在回油路上通過換向閥9的流量0.93L/min,在背壓閥5處的壓力損失為0.6Mpa,通過順序閥3的流量為(0.96+16.1)L/min,因此這時液壓缸回油腔的壓力P?為可見此值略大原估計值0.6Mpa。故可以按表6-2表中公式重新計算工進時液壓缸進油腔壓力P,即此值略高于表6中數(shù)值考慮到壓力繼電器可靠動作需要壓力差△P=0.5Mpa,故溢流閥12的調(diào)壓5.1.3快退快退時，油液在進路上通過單向閥11的流量為16.1L/min,通過換向閥9的流量為19.5L/min;油液在回油路上通過單向閥7b、換向閥9和單向閥14的流量都是37L/min。因此進油路上的總壓降為此值較小所以液壓泵驅(qū)動電機的功率足夠的。回油路上總壓降為此值與表6中的估值相近，故不必重算。所以，快退時液壓泵的工作壓降P,為P=P?+E△P=2.1+0.037=因此大流量液壓泵卸荷的順序閥5的調(diào)壓應(yīng)大于2.Mpa。5.2驗算油液溫升工進在整個工作循環(huán)過程中所占時間比例達95%,所以系統(tǒng)發(fā)熱和油溫升可按工況工進來計算。工進時液壓缸的有效功率為這時大流量液壓泵經(jīng)順序閥3卸荷，小流量液壓泵在高壓下供油。大液壓泵通過順序閥3的流量為q=16.1L/min,由表6-3查的該閥在額定流量q?=63L/min時的壓力損失△P?=0.5Mpa,故此閥在工進的壓力損失小液壓泵工進時的工作壓力Pn=3.05Mpa。流量q?=5.36L/min,所以兩個液壓泵的總輸出功率為算得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率為查的郵箱的散熱系數(shù)K=9W/(m2·℃),求出油液溫升為此溫升值沒有超出范圍，故該系統(tǒng)不必設(shè)置冷卻器?？偨Y(jié)該臥式鉆孔專用機床的液壓系統(tǒng)是實現(xiàn)機床的“快進→工進→死擋鐵停留→快退→原位停止”所以在設(shè)計該液壓系統(tǒng)時應(yīng)確保液壓系統(tǒng)傳動的準確性，合理選取各執(zhí)行原件和控制原件，以保證機床對工件的精確加工。同時對液壓傳動系統(tǒng)有更深刻認識和了解，統(tǒng)原理圖的繪制過程