鉆床設(shè)計(jì)舉例

1、本節(jié)以一臺本節(jié)以一臺為例，設(shè)計(jì)出為例，設(shè)計(jì)出 。 設(shè)計(jì)要求滑臺實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求滑臺實(shí)現(xiàn)“”的工作循環(huán)。的工作循環(huán)。 機(jī)床上有主軸機(jī)床上有主軸16個，加工個，加工13.9的孔的孔14個、個、8.5mm的孔的孔 2個。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為個。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為240HBS， 機(jī)床工作部件總質(zhì)量機(jī)床工作部件總質(zhì)量m=1000kg；快進(jìn)、快退；快進(jìn)、快退v1、v3均為均為 5.5m/min，快進(jìn)行程長，快進(jìn)行程長l1=100mm，工進(jìn)行程長，工進(jìn)行程長l2=500mm，往，往 復(fù)運(yùn)動的加速、減速時間不希望超過復(fù)運(yùn)動的加速、減速時間不希望超過0.157s；動力滑臺采

2、用平；動力滑臺采用平 導(dǎo)軌，其靜摩擦因數(shù)導(dǎo)軌，其靜摩擦因數(shù)fs=0.2，動摩擦因數(shù)，動摩擦因數(shù)fd=0.1；液壓系統(tǒng)中的；液壓系統(tǒng)中的 執(zhí)行元件使用液壓缸。執(zhí)行元件使用液壓缸。 8.3.1 1. 1. 外負(fù)載外負(fù)載 高速鋼鉆頭鉆鑄鐵孔時的軸向切削力高速鋼鉆頭鉆鑄鐵孔時的軸向切削力F Ft t（單位為（單位為N N）為）為 (HBS)25.5 0.60.8 tDsF 式中式中 D鉆頭直徑，單位為鉆頭直徑，單位為mm； s每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r； HBS鑄件硬度，鑄件硬度，HBS=240。 代入式（代入式（8-288-28），得外負(fù)載），得外負(fù)載Fg為為 30468NN240

3、096. 05 . 85 .252240147. 09 .135 .2514 6 . 08 . 06 . 08 . 0 tg FF 根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時主軸轉(zhuǎn)速n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s按按“組合機(jī)床組合機(jī)床 設(shè)計(jì)手冊設(shè)計(jì)手冊”取取 對對13.9mm的孔：的孔：n1=360r/min，s1=0.147mm/r； 對對8.5mm的孔：的孔：n2=550r/min，s2=0.096mm/r。 2. 2. 慣性負(fù)載慣性負(fù)載 機(jī)床工作部件的總質(zhì)量機(jī)床工作部件的總質(zhì)量m=1000kg，取，取t=0.157s N583N 157. 060 5 . 5 1000

4、 m t v mF 3. 3. 阻力負(fù)載阻力負(fù)載 機(jī)床工作部件對動力滑臺導(dǎo)軌的機(jī)床工作部件對動力滑臺導(dǎo)軌的為為Fn=mg=9810N Ffs=fsFn=0.29810N=1962N Ffd=fdFn=0.19810N=981N 由此得出液壓缸在各工作階段的由此得出液壓缸在各工作階段的如表如表8-208-20所示。所示。 液壓缸在各工作階段的負(fù)載液壓缸在各工作階段的負(fù)載F （單位：（單位：N N）表表8-208-20 工況工況負(fù)載組成負(fù)載組成負(fù)載值負(fù)載值F工況工況負(fù)載組成負(fù)載組成負(fù)載值負(fù)載值F 啟動啟動F=Fnfs1962工進(jìn)工進(jìn)F=Fnfd+Fg31449 加速加速F=Fnfd+mv/t156

5、4快退快退F=Fnfd981 快進(jìn)快進(jìn)F=Fnfd981 注：不考慮動力滑臺上顛復(fù)力矩的作用。注：不考慮動力滑臺上顛復(fù)力矩的作用。 組合機(jī)床組合機(jī)床 液壓缸負(fù)載圖和速液壓缸負(fù)載圖和速 度圖度圖 a a）負(fù)載圖）負(fù)載圖 b b）速度圖）速度圖 按上表數(shù)值繪制按上表數(shù)值繪制如如所示。所示。 由于是由于是v1=v3=5.5m/min、l1=100mm、l2=50mm、快退行程、快退行程l3=l1+l2=150mm， 工進(jìn)速度工進(jìn)速度v2=n1s1=n2s253mm/min，由此可繪出，由此可繪出如如所示。所示。 由由和和可知，組合機(jī)床在可知，組合機(jī)床在約為約為32000N32000N時液壓時液壓 系

6、統(tǒng)宜取系統(tǒng)宜取p1 1=4MPa=4MPa。 鑒于動力滑臺要求快進(jìn)、快退速度相等，這里的液壓缸可選用鑒于動力滑臺要求快進(jìn)、快退速度相等，這里的液壓缸可選用 的，并在快進(jìn)時作的，并在快進(jìn)時作。這種情況下液壓缸無桿腔這種情況下液壓缸無桿腔 的工作面積的工作面積A1應(yīng)為有桿腔工作面積應(yīng)為有桿腔工作面積A2的兩倍，即的兩倍，即=A1/A2=2，而活，而活 塞桿直徑塞桿直徑d與缸筒直徑與缸筒直徑D成成d=0.707D的關(guān)系。的關(guān)系。 在鉆孔加工時，液壓缸回油路上必須具有在鉆孔加工時，液壓缸回油路上必須具有p2，以防止孔鉆通，以防止孔鉆通 時滑臺突然前沖。按時滑臺突然前沖。按取取p2=0.6MPa?？爝M(jìn)時

7、液壓缸作。快進(jìn)時液壓缸作 ，管路中有壓力損失，有桿腔的壓力應(yīng)略大于無桿腔，但其差，管路中有壓力損失，有桿腔的壓力應(yīng)略大于無桿腔，但其差 值較小，可先按值較小，可先按0.3MPa考慮?？焱藭r回油腔中是有考慮?？焱藭r回油腔中是有的，這時的，這時 p2也可按也可按0.6MPa估算。估算。 按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力（適用于中、低壓液壓系統(tǒng)）按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力（適用于中、低壓液壓系統(tǒng)）表表8-78-7 載荷載荷/kN50 工作壓力工作壓力 /MPa 0.811.522.53344557 按主機(jī)類型選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力按主機(jī)類型選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力表表 設(shè)備類型設(shè)備類型

8、機(jī)床機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械 汽車工業(yè)汽車工業(yè) 小型工程小型工程 機(jī)械及機(jī)械及 輔助機(jī)構(gòu)輔助機(jī)構(gòu) 工程機(jī)工程機(jī) 械重型械重型 機(jī)械鍛機(jī)械鍛 壓設(shè)備壓設(shè)備 液壓支液壓支 架等架等 船用船用 系統(tǒng)系統(tǒng) 磨床磨床 組合機(jī)床組合機(jī)床 齒輪加工機(jī)床齒輪加工機(jī)床 牛頭創(chuàng)床牛頭創(chuàng)床 插床插床 車床車床 銑床銑床 鏜床鏜床 珩磨珩磨 機(jī)床機(jī)床 拉床拉床 龍門刨床龍門刨床 工作壓力工作壓力 /MPa 1.26.3242510101616321425 背壓背壓 壓力壓力 系統(tǒng)類型系統(tǒng)類型 背壓壓力背壓壓力 /MPa 系統(tǒng)類型系統(tǒng)類型 背壓壓力背壓壓力 /MPa 中低壓系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系中低壓系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系

9、統(tǒng)統(tǒng) 0.20.5采用輔助泵補(bǔ)油的閉式油路系統(tǒng)采用輔助泵補(bǔ)油的閉式油路系統(tǒng)11.5 回油路帶調(diào)速閥或背壓閥的系回油路帶調(diào)速閥或背壓閥的系 統(tǒng)統(tǒng) 0.51.5 采用多路閥的復(fù)雜的中高壓系統(tǒng)采用多路閥的復(fù)雜的中高壓系統(tǒng) （工程機(jī)械）（工程機(jī)械） 1.23 由工進(jìn)時的負(fù)載值按由工進(jìn)時的負(fù)載值按中的公式中的公式 24 221 m1054.882 AAA m106. 0 4 1 A D m075. 0707. 0 Dd 242 6 21m 2 m1027.44m 10)6 . 024(96. 0 31449 )( pp F A 將這些直徑按將這些直徑按GB/T23482001圓整成就近標(biāo)準(zhǔn)值得圓整成就近

10、標(biāo)準(zhǔn)值得 D=0.11m、d=0.08m =A1/A2=2 液壓缸的主要技術(shù)液壓缸的主要技術(shù) 參數(shù)及理論流量計(jì)算公式參數(shù)及理論流量計(jì)算公式 類型類型圖圖 液壓缸的幾何液壓缸的幾何 參數(shù)參數(shù)A1、A2 液壓缸最大液壓缸最大 理論流量理論流量qmax 備備 注注 單活塞桿缸單活塞桿缸 p1=(F+p2A2+pminA1)/A1 A2=F/(p1-pmin)-p2 p1=(F/m)+p2A2/A1 A2=F/m (p1-p2) A1=A2 qmax=A1vmax F 缸的最大外負(fù)載缸的最大外負(fù)載 p1缸最大工作壓力缸最大工作壓力 p2缸的背壓見表缸的背壓見表8-3 pmin缸空載起動壓力缸空載起動壓

11、力 見表見表8-10 m缸的機(jī)械效率，缸的機(jī)械效率， 見表見表8-10 缸往返速比缸往返速比 (差動連接時差動連接時= A1/A2） A1缸無桿腔有效面積缸無桿腔有效面積 A2缸有桿腔有效面積缸有桿腔有效面積 p1=(F+p2A1+pminA2)/A2 A2=F/(p1-pmin-p2) p1=(F/m)+p2A1/A2 A2=F/m (p1-p2) A1=A2 qmax=A2vmax 單活塞桿缸單活塞桿缸 差動：差動： p1=(F+pminA2)/(A1-A2) A2=F/(p1-(-1)-pmin p1=F/m (A1-A2) A2=F/m p1(-1) qmax=(A1A2)vmax 雙

12、活塞桿缸雙活塞桿缸 p1=(F/A2)+p2+pmin A2=F/(p1-p2-pmin) p1=(F/A2m)+p2 A2=F/m (p1-p2) A1= A2 qmax=A2vmax 液壓缸空載起動壓力及效率液壓缸空載起動壓力及效率 活塞密封圈形式活塞密封圈形式pmin/MPam O、L、U、X、Y0.30.96 V0.50.94 活塞環(huán)密封活塞環(huán)密封0.10.985 由此求得由此求得為為 A1=D2/4=95.0310-4m2,A2=(D2-d2)/4=44.7710-4m2。 。 根據(jù)上述根據(jù)上述D和和d的值，可估算出液壓缸在各個工作階段中的的值，可估算出液壓缸在各個工作階段中的 、和

13、和，如，如所示，并據(jù)此繪出所示，并據(jù)此繪出如如 所示。所示。 液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值表表 工況工況 負(fù)載負(fù)載 F/N 回油腔壓力回油腔壓力 p2/MPa 進(jìn)油腔壓力進(jìn)油腔壓力 p1/MPa 輸入流量輸入流量 q10-3/m3s-1 輸入功率輸入功率 P/kW 計(jì)算式計(jì)算式 快進(jìn)快進(jìn) （差動）（差動） 起動起動196200.407 p1=(F/m)+A2p/(A1-A2) q=(A1-A2)v1 P=p1q 加速加速1564 p1+p (p=0.3MPa) 0.591 恒速恒速9810.4710.46070.217 工進(jìn)工進(jìn)314490.

14、63.730.00840.031 p1=(F/m)+ p2A2/A1 q=A1v2 P=p1q 快退快退 起動起動196200.457 p1=(F/m)+ p2A1/A2 q=A2v3 P=p1q 加速加速1564 0.6 1.64 恒速恒速9811.500.41040.616 注：液壓缸的機(jī)械效率取注：液壓缸的機(jī)械效率取m=0.96。 液壓缸工液壓缸工 況圖況圖 1. 1. 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)方案 由于該機(jī)床是固定式機(jī)械，且不存在外負(fù)載對系統(tǒng)作功的工況，由于該機(jī)床是固定式機(jī)械，且不存在外負(fù)載對系統(tǒng)作功的工況， 并由并由知，這臺機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺運(yùn)動速度低，知，這臺機(jī)床液壓系

15、統(tǒng)的功率小，滑臺運(yùn)動速度低， 工作負(fù)載變化小。根據(jù)工作負(fù)載變化小。根據(jù)、該液壓系統(tǒng)以采用該液壓系統(tǒng)以采用 和和為宜?，F(xiàn)采用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，為解決孔鉆為宜。現(xiàn)采用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，為解決孔鉆 通時滑臺突然前沖的問題，回油路上要設(shè)置通時滑臺突然前沖的問題，回油路上要設(shè)置。 從從中可以清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液中可以清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液 壓缸要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。最大壓缸要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。最大 流量約為最小流量的流量約為最小流量的55倍，而倍，而t1和和 t2分別為分別為 開式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)的比較開式

16、系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)的比較 內(nèi)內(nèi) 容容開開 式式 系系 統(tǒng)統(tǒng)閉閉 式式 系系 統(tǒng)統(tǒng) 散熱條件散熱條件較方便，但油箱較大較方便，但油箱較大較復(fù)雜，須用輔助泵換油冷卻較復(fù)雜，須用輔助泵換油冷卻 抗污染性抗污染性較差，但可采用壓力油箱或油箱呼吸器來改善較差，但可采用壓力油箱或油箱呼吸器來改善較好，但油液過濾要求較高較好，但油液過濾要求較高 系統(tǒng)效率系統(tǒng)效率管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速時效率低管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速時效率低 管路壓力損失較小，容積調(diào)速時效率較管路壓力損失較小，容積調(diào)速時效率較 高高 限速、制動形式限速、制動形式 用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用制動閥進(jìn)行能耗制用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用制動閥進(jìn)行

17、能耗制 動，引起油液發(fā)熱動，引起油液發(fā)熱 液壓泵由電動機(jī)驅(qū)動時，限速及制動過液壓泵由電動機(jī)驅(qū)動時，限速及制動過 程中驅(qū)動電機(jī)能向電網(wǎng)輸電，回收部分程中驅(qū)動電機(jī)能向電網(wǎng)輸電，回收部分 能量，即是再生限速（可省去平衡）及能量，即是再生限速（可省去平衡）及 再生制動再生制動 其他其他對泵的自吸性能要求高對泵的自吸性能要求高對泵的自吸性能要求低對泵的自吸性能要求低 三種調(diào)速回路主要性能比較三種調(diào)速回路主要性能比較 主要性能主要性能 節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路 容積調(diào)速回容積調(diào)速回 路路 容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路 簡式節(jié)流調(diào)速回路簡式節(jié)流調(diào)速回路帶壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流調(diào)速回路帶壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流調(diào)速回路

18、 變量泵變量泵 定量馬達(dá)定量馬達(dá) 流量適應(yīng)流量適應(yīng) 功率功率 適應(yīng)適應(yīng) 進(jìn)油節(jié)流及進(jìn)油節(jié)流及 回油節(jié)流回油節(jié)流 旁路旁路 節(jié)流節(jié)流 調(diào)速閥在調(diào)速閥在 進(jìn)油路進(jìn)油路 調(diào)速閥在旁油調(diào)速閥在旁油 路及溢流節(jié)流路及溢流節(jié)流 調(diào)速回路調(diào)速回路 負(fù)載負(fù)載 特性特性 速度剛度速度剛度差差很差很差好好較好較好好好 承載能力承載能力好好較差較差好好較好較好好好 調(diào)速范圍調(diào)速范圍大大小小大大較大較大大大 功率功率 特性特性 效率效率低低較低較低低低較低較低最高最高較高較高高高 發(fā)熱發(fā)熱大大較大較大大大較大較大最小最小較小較小小小 成本成本低低較低較低高高最高最高 適用范圍適用范圍 小功率、輕載或低速的中、低壓系統(tǒng)

19、及工程機(jī)械的非經(jīng)常小功率、輕載或低速的中、低壓系統(tǒng)及工程機(jī)械的非經(jīng)常 性調(diào)速場合性調(diào)速場合 大功率、高大功率、高 速、中、高速、中、高 壓系統(tǒng)壓系統(tǒng) 負(fù)載變化負(fù)載變化 小、速度小、速度 剛度要大剛度要大 的中小功的中小功 率、中壓率、中壓 系統(tǒng)系統(tǒng) 負(fù)載變化負(fù)載變化 較大、速較大、速 度剛度要度剛度要 大的大中大的大中 功率的中、功率的中、 高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng) s6 .56s 1000053. 0 5060 s73. 2 s 10005 . 5 15060 10005 . 5 10060 2 2 2 3 3 1 1 1 v l t v l v l t 亦即是亦即是t2/t121。 因此從提高系統(tǒng)

20、效率、節(jié)省能量的角因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量的角 度來看，采用單個定量液壓泵作為油度來看，采用單個定量液壓泵作為油 源顯然是不合適的，而源顯然是不合適的，而 （圖（圖8-13a）。）。 油油 源及液壓回源及液壓回 路路 的選擇的選擇 a a）液壓源）液壓源 2. 2. 選擇基本回路選擇基本回路 由于不存在負(fù)載對系統(tǒng)作功的工況，也由于不存在負(fù)載對系統(tǒng)作功的工況，也 不存在負(fù)載制動過程，故不存在負(fù)載制動過程，故 。但必須具有。但必須具有、 、以及以及、等回路。等回路。 選擇選擇和和 系統(tǒng)中采用系統(tǒng)中采用后，不論采用后，不論采用 何種油源形式都必須有單獨(dú)的油路直接何種油源形式都必須有單獨(dú)的油路直接

21、 通向液壓缸兩腔，以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動。在通向液壓缸兩腔，以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動。在 本系統(tǒng)中，本系統(tǒng)中，應(yīng)采用應(yīng)采用 所示的形式。所示的形式。 油油 源及液壓回源及液壓回 路路 的選擇的選擇 b b）換向回路）換向回路 選擇選擇 u當(dāng)滑臺從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)當(dāng)滑臺從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn) 時，輸入液壓缸的流量由時，輸入液壓缸的流量由 27.64L/min降至降至0.5L/min， 滑臺的速度變化較大，可滑臺的速度變化較大，可 選用選用來控制速度的來控制速度的 換接，以減小液壓沖擊換接，以減小液壓沖擊 （見（見）。）。 液壓缸液壓缸 工況圖工況圖 由由（）中的）中的 可知：可知： u當(dāng)滑臺由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退當(dāng)滑臺由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退

22、 時，回路中通過的流量很時，回路中通過的流量很 大大進(jìn)油路中通過進(jìn)油路中通過 24.62L/min，回油路中通，回油路中通 過過24.62(95.03/44.77) =52.26L/min。 為了保證換向平穩(wěn)起見，為了保證換向平穩(wěn)起見， （見（見 ）。由于這一回路）。由于這一回路 還要實(shí)現(xiàn)液壓缸的差動連還要實(shí)現(xiàn)液壓缸的差動連 接，所以接，所以 。 油源及油源及 液壓回路的選擇液壓回路的選擇 b b）換向回路）換向回路 油源及油源及 液壓回液壓回 路的選路的選 擇擇 c)c)速度換接回路速度換接回路 選擇選擇 油源中有油源中有（見（見），調(diào)定系統(tǒng)工作壓力，因此調(diào)壓），調(diào)定系統(tǒng)工作壓力，因此調(diào)壓

23、問題已在油源中解決，無須另外再設(shè)置問題已在油源中解決，無須另外再設(shè)置。而且，系統(tǒng)采。而且，系統(tǒng)采 用用，故溢流閥常開，即使滑臺被卡住，系統(tǒng)壓力也，故溢流閥常開，即使滑臺被卡住，系統(tǒng)壓力也 不會超過溢流閥的調(diào)定值，所以又起不會超過溢流閥的調(diào)定值，所以又起。 油源及油源及 液壓回路的選擇液壓回路的選擇 a a）液壓源）液壓源 b b）換向回路）換向回路 c)c)速度換接回路速度換接回路 選擇選擇 在在所示的雙液壓泵自動兩級供油的油源中設(shè)有所示的雙液壓泵自動兩級供油的油源中設(shè)有， 當(dāng)滑臺工進(jìn)和停止時，低壓、大流量液壓泵都可經(jīng)此閥卸荷。由當(dāng)滑臺工進(jìn)和停止時，低壓、大流量液壓泵都可經(jīng)此閥卸荷。由 于工進(jìn)

24、在整個工作循環(huán)周期中占了絕大部分時間，且高壓、小流于工進(jìn)在整個工作循環(huán)周期中占了絕大部分時間，且高壓、小流 量液壓泵的功率較小，故可以認(rèn)為卸荷問題已基本解決，就量液壓泵的功率較小，故可以認(rèn)為卸荷問題已基本解決，就 。 油源及油源及 液壓回路的選擇液壓回路的選擇 a a）液壓源）液壓源 b b）換向回路）換向回路 c)c)速度換接回路速度換接回路 3. 3. 將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng) 把上面選出的各種液把上面選出的各種液 壓回路組合畫在一起，就壓回路組合畫在一起，就 可以得到一張可以得到一張所示所示 的的（不包（不包 括點(diǎn)劃線圓框內(nèi)的元件）。括點(diǎn)劃線圓框內(nèi)的元件）。 將此

25、圖仔細(xì)檢查一遍，可將此圖仔細(xì)檢查一遍，可 以發(fā)現(xiàn)，該圖所示系統(tǒng)在以發(fā)現(xiàn)，該圖所示系統(tǒng)在 工作中還存在問題。工作中還存在問題。 為了防止干擾、簡化為了防止干擾、簡化 系統(tǒng)并使其功能更加完善，系統(tǒng)并使其功能更加完善， 必須對圖必須對圖8-148-14所示系統(tǒng)進(jìn)所示系統(tǒng)進(jìn) 行如下修整：行如下修整： 液壓回路的綜合和整理液壓回路的綜合和整理 11雙聯(lián)葉片泵雙聯(lián)葉片泵 1A1A小流量液壓泵小流量液壓泵1B1B大流量液壓泵大流量液壓泵 22三位五通電液閥三位五通電液閥 33行程閥行程閥 44調(diào)速閥調(diào)速閥 55單向閥單向閥 66液壓缸液壓缸 77卸荷閥卸荷閥88背壓閥背壓閥 99溢流閥溢流閥 1010單向單

26、向 閥閥 1111過濾器過濾器 1212壓力表接點(diǎn)壓力表接點(diǎn) aa單向閥單向閥 bb順序閥順序閥 cc單向閥單向閥 dd壓力繼電器壓力繼電器 3. 3. 將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng) 為了解決滑臺工進(jìn)（閥為了解決滑臺工進(jìn)（閥2 2在左位）在左位） 時圖中進(jìn)、回油路相互接通，系統(tǒng)時圖中進(jìn)、回油路相互接通，系統(tǒng) 無法建立壓力的問題，必須在換向無法建立壓力的問題，必須在換向 回路中串接一個單向閥回路中串接一個單向閥a a，將進(jìn)、回，將進(jìn)、回 油路隔斷。油路隔斷。 為了解決滑臺快進(jìn)時回油為了解決滑臺快進(jìn)時回油 路接通油箱，無法實(shí)現(xiàn)液壓缸路接通油箱，無法實(shí)現(xiàn)液壓缸 差動連接的問題，必

27、須在回油差動連接的問題，必須在回油 路上串接一個液控順序閥路上串接一個液控順序閥b b。 這樣，滑臺快進(jìn)時因負(fù)載較小這樣，滑臺快進(jìn)時因負(fù)載較小 而系統(tǒng)壓力較低，使閥而系統(tǒng)壓力較低，使閥b b關(guān)閉，關(guān)閉， 便阻止了油液返回油箱。便阻止了油液返回油箱。 3. 3. 將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng) 為了解決機(jī)床停止工作后回路中為了解決機(jī)床停止工作后回路中 的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系 統(tǒng)，影響滑臺運(yùn)動平穩(wěn)性的問題，統(tǒng)，影響滑臺運(yùn)動平穩(wěn)性的問題， 必須在電液換向閥的回油口增設(shè)一必須在電液換向閥的回油口增設(shè)一 個單向閥個單向閥c。 為了在滑臺工進(jìn)后系統(tǒng)能

28、為了在滑臺工進(jìn)后系統(tǒng)能 自動發(fā)出快退信號，須在調(diào)自動發(fā)出快退信號，須在調(diào) 速閥輸出端增設(shè)一個壓力繼速閥輸出端增設(shè)一個壓力繼 電器電器d d。 若將順序閥若將順序閥b b和背壓閥和背壓閥8 8 的位置對調(diào)一下，就可以將的位置對調(diào)一下，就可以將 順序閥與油源處的卸荷閥合順序閥與油源處的卸荷閥合 并，從而省去一個閥。并，從而省去一個閥。 整理后整理后 的液壓系統(tǒng)原理的液壓系統(tǒng)原理 圖圖 11雙聯(lián)葉片液壓泵雙聯(lián)葉片液壓泵 22三位五通電液閥三位五通電液閥 33行程閥行程閥 44調(diào)速閥調(diào)速閥 55單向閥單向閥 66單向閥單向閥 77順序閥順序閥 88背壓閥背壓閥 99溢流閥溢流閥 1010單向閥單向閥

29、1111過濾器過濾器 1212壓力表接點(diǎn)壓力表接點(diǎn) 1313單向閥單向閥1414壓力繼電器壓力繼電器 經(jīng)過修改、整理后的經(jīng)過修改、整理后的 如如 所示。所示。 1. 1. 液壓泵液壓泵 液壓缸在整個工作循環(huán)中的液壓缸在整個工作循環(huán)中的為為3.73MPa，如取，如取 進(jìn)油路上的進(jìn)油路上的為為0.8MPa，為使壓力繼電器能可靠地，為使壓力繼電器能可靠地 工作，取其調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力工作，取其調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力0.5MPa，則，則 應(yīng)為應(yīng)為 ： pp1=(3.73+0.8+0.5)MPa=5.03MPa 大流量液壓泵在快進(jìn)、快速運(yùn)動時才向液壓缸輸油，由大流量液壓泵在快進(jìn)、快速運(yùn)動

30、時才向液壓缸輸油，由 可知，快退時液壓缸的工作壓力比快進(jìn)時大，如取進(jìn)油路可知，快退時液壓缸的工作壓力比快進(jìn)時大，如取進(jìn)油路 上的壓力損失為上的壓力損失為0.5MPa（因?yàn)榇藭r進(jìn)油不經(jīng)調(diào)速閥故壓力（因?yàn)榇藭r進(jìn)油不經(jīng)調(diào)速閥故壓力 損失減?。瑒t損失減?。瑒t為：為： pp2=(1.5+0.5)MPa=2MPa 由由可知，兩個液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的可知，兩個液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的為為 27.64L/min，因系統(tǒng)較簡單，取，因系統(tǒng)較簡單，取KL=1.05，則兩個液壓泵，則兩個液壓泵 的的應(yīng)為：應(yīng)為：qp=1.0527.64L/min=29.02L/min 由于溢流閥的由于溢流閥的為為3L/min，而

31、工進(jìn)時輸入液壓缸的，而工進(jìn)時輸入液壓缸的 流量為流量為0.5L/min，由小流量液壓泵單獨(dú)供油，所以小液壓泵的，由小流量液壓泵單獨(dú)供油，所以小液壓泵的 最少應(yīng)為最少應(yīng)為3.5L/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 ，其小液壓泵和大液壓泵的排量分，其小液壓泵和大液壓泵的排量分 別為別為6mL/r和和26mL/r，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min時該液壓泵的時該液壓泵的 為為30.08L/min，若取液壓泵的，若取液壓泵的v=0.9，則，則 為：為： qp=(6+26)9400.9/1000L/min=

32、(5.1+22)L/min=27.1L/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 2MPa、流量為、流量為27.1L/min。按。按取液壓泵的總效率取液壓泵的總效率 p=0.75，則，則為為 kW2 . 1kW 75. 060 1 .272 p pp qp P 根據(jù)此數(shù)值查閱電動機(jī)產(chǎn)品樣本選取根據(jù)此數(shù)值查閱電動機(jī)產(chǎn)品樣本選取，其，其 Pn=1.5kW，nn=940r/min。 2. 2. 閥類元件及輔助元件閥類元件及輔助元件 根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的和通過該元件的和通過該元件的 ，可選出這些

33、液壓元件的型號及規(guī)格見，可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格見。表中。表中 序號與序號與的元件相同。的元件相同。 3. 3. 油管油管 按液壓元件接口處的尺寸決定，按液壓元件接口處的尺寸決定， 則按輸入、排出的最大流量計(jì)算。由于液壓泵選定之后液則按輸入、排出的最大流量計(jì)算。由于液壓泵選定之后液 壓缸在各個工作階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重壓缸在各個工作階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重 新計(jì)算如新計(jì)算如所示。所示。 由上表可以看出，液壓缸在各個工作階段的由上表可以看出，液壓缸在各個工作階段的符合設(shè)符合設(shè) 計(jì)要求。計(jì)要求。 元件的型號及規(guī)格元件的型號及規(guī)格 序號序號元件名稱元件名稱

34、估計(jì)通過流量估計(jì)通過流量 /Lmin/Lmin-1 -1 額定流量額定流量 /Lmin/Lmin-1 -1 額定壓力額定壓力 /MPa/MPa 額定壓降額定壓降 /MPa/MPa 型號、規(guī)格型號、規(guī)格 1雙聯(lián)葉片泵雙聯(lián)葉片泵(5.1+22)175 PV2R126/26 Vp=(6+26)Ml/r 2 三位五通電液閥三位五通電液閥6080160.535DYF3YE10B 3行程閥行程閥5063160.3 AXQFE10B (單向行程調(diào)速閥) qmax=100L/min 4調(diào)速閥調(diào)速閥0.50.075016 5單向閥單向閥6063160.2 6單向閥單向閥2563160.2 AF3Ea10B qm

35、ax=80L/min 7液控順序閥液控順序閥2563160.3XF3E10B 8背壓閥背壓閥0.56316XF3E10B 9溢流閥溢流閥56316XF3E10B 10單向閥單向閥2563160.2 AF3Ea10B qmax=80L/min 11濾油器濾油器3063160.02XU6380J 12壓力表開關(guān)壓力表開關(guān)16KF3E3B 3測點(diǎn) 13單向閥單向閥6063160.2 AF3Ea10B qmax=80L/min 14壓力繼電器壓力繼電器10HED1kA/10 此為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速此為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速nn=940r/min時液壓泵輸出的實(shí)際流量。時液壓泵輸出的實(shí)際流量。 液壓缸的進(jìn)、出流量液

36、壓缸的進(jìn)、出流量 快進(jìn)快進(jìn)工進(jìn)工進(jìn)快退快退 輸入流量輸入流量 /Lmin-1 q1=(A1qp)/(A1-A2) =(9527.1)/(95-44.77) =51.25 q1=0.5q1=qp=27.1 排出流量排出流量 /Lmin-1 q2=(A2q1)/A1 =(44.7751.25)/95 =24.15 q2=(A2q1)/A1 =(44.770.5)/95 =0.24 q2=(A1q1)/A2 =(9527.1)/44.77 =57.51 運(yùn)動速度運(yùn)動速度 /mmin-1 v1=qp/(A1-A2) =(27.110)/(95-44.77) =5.4 v2=q1/A1 =(0.510)

37、/ 95 =0.053 v3=q1/A2 =27.110/44.77 =6.05 根據(jù)根據(jù)中數(shù)值，并按第二章第七節(jié)推薦取油液在壓油管中數(shù)值，并按第二章第七節(jié)推薦取油液在壓油管 的速度的速度v=3m/s，按式（，按式（2-30）算得）算得 分別為分別為 mm.mm)(/.()/(04191036010255122 36 vqd mm.mm)/()/.(851310360101272 36 d 這兩根油管都按這兩根油管都按GB/T23511993GB/T23511993 。 4. 4. 油箱油箱 按式（按式（2-19）估算，取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）估算，取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)=7，故其容積為，故其容積為 V=qp=727

38、.1L=189.7L 按按JB/T7938-1999規(guī)定，規(guī)定，。 1. 1. 驗(yàn)算驗(yàn)算并確定并確定 由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無 法全面估算，故只能先按式（法全面估算，故只能先按式（8-138-13）估算）估算 ，待設(shè)計(jì)好管路布局圖后，加上，待設(shè)計(jì)好管路布局圖后，加上和和 即可。但對于中小型液壓系統(tǒng)，管路的壓力損失甚微，可即可。但對于中小型液壓系統(tǒng)，管路的壓力損失甚微，可 以不予考慮。以不予考慮。 。 快進(jìn)快進(jìn) ，液壓缸差動連接，由，液壓缸差動連接，由和和可知，進(jìn)油路上油可知，進(jìn)油路上油 液通過單向閥液通過單向閥10

39、的流量是的流量是22L/min、通過電液換向閥、通過電液換向閥2的流量是的流量是 27.1L/min，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合，以流量，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合，以流量51.25L/min通通 過行程閥過行程閥3并進(jìn)入無桿腔。因此并進(jìn)入無桿腔。因此為：為： 0.28MPa0.199)MPa0.057(0.024 MPa 63 25.51 3 . 0 80 1 .27 5 . 0 63 22 2 . 0 222 v p 此值不大，不會使壓力閥開啟，故能確保兩個泵的流量全部此值不大，不會使壓力閥開啟，故能確保兩個泵的流量全部 進(jìn)入液壓缸。進(jìn)入液壓缸。 ，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥，

40、液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥2和單向和單向 閥閥6的流量都是的流量都是24.15L/min，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng) 行程閥行程閥3流入無桿腔。由此可算出流入無桿腔。由此可算出 。 MPa27. 0MPa)199. 0029. 0046. 0( MPa 63 25.51 3 . 0 63 15.24 2 . 0 80 15.24 5 . 0 222 12 ppp 此值與原估計(jì)值此值與原估計(jì)值0.3MPa（見表（見表8-21）基本相符。）基本相符。 工進(jìn)工進(jìn) ，油液在進(jìn)油路上通過電液換向閥，油液在進(jìn)油路上通過電液換向閥2的流量為的流量為 0.5L/min，在調(diào)

41、速閥，在調(diào)速閥4處的壓力損失為處的壓力損失為0.5MPa；油液在回油；油液在回油 路上通過換向閥路上通過換向閥2的流量是的流量是0.24L/min，在背壓閥，在背壓閥8處的壓力處的壓力 損失為損失為0.6MPa，通過順序閥，通過順序閥7的流量為（的流量為（0.24+22） L/min=22.24L/min，因此這時，因此這時為：為： MPa.MPa . . . 6370 63 2422 3060 80 240 05 22 2 p 可見此值略大于原估計(jì)值可見此值略大于原估計(jì)值0.6MPa。故可按表。故可按表8-21中公式重新計(jì)算中公式重新計(jì)算 ，即：，即： MPa75. 3MPa 101003.95 1077.4410637. 0 96. 0 31449 64 46 1 22 m 1 A Ap F p 此值略高于表此值略高于表8-218-21中數(shù)值。中數(shù)值。 考慮到壓力繼電器可靠動作需要考慮到壓力繼電器可靠動作需要pe=0.5MPa，故，故 應(yīng)為：應(yīng)為： MPa75. 4MPa5 . 05 . 0 80 5 . 0 5 . 075. 3 2 e11plA p