臥式雙面銑削組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書專業(yè)： 機(jī)制08-3班學(xué)號(hào)： 姓名： 周郁林指導(dǎo)教師： 曾億山 2011年7月7日目 錄1. 目錄12. 技術(shù)要求23. 工況分析2負(fù)載分析2繪制液壓缸負(fù)載圖和速度圖3初步確定液壓缸參數(shù)4擬定液壓系統(tǒng)圖7 選擇液壓元件104. 設(shè)計(jì)小結(jié)145. 參考文獻(xiàn)14一技術(shù)要求 設(shè)計(jì)臥式雙面銑削組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)。機(jī)床的加工對(duì)象為鑄鐵變速箱箱體，動(dòng)作順序?yàn)閵A緊缸夾緊工作臺(tái)快速趨近工件工作臺(tái)進(jìn)給工作臺(tái)快退夾緊缸松開原位停止。工作臺(tái)移動(dòng)部件的總重力為4000N，加、減速時(shí)間為0.2s，采用平導(dǎo)軌，靜、動(dòng)摩擦因數(shù)s=0.2，d=0.1。夾緊缸行程為30

2、mm，夾緊力為800N，工作臺(tái)快進(jìn)行程為100mm，快進(jìn)速度為3.5m/min，工進(jìn)行程為200mm，工進(jìn)速度為80300m/min，軸向工作負(fù)載為12000N，快退速度為6m/min。要求工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，夾緊力可調(diào)并保壓。二工況分析1.負(fù)載分析負(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Ffs，動(dòng)摩擦力為Ffd,則工作負(fù)載 Fl=12000N靜摩擦阻力 Ffs=0.2*4000=800N動(dòng)摩擦阻力 Ffd=0

3、.1*400*9.8=400N慣性負(fù)載 Fa=400*3.5/(60*0.2)=117N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，則液壓缸在各工作階段的總機(jī)械負(fù)載可以算出 液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表 工作循環(huán)負(fù)載組成負(fù)載值F/N推力起動(dòng)800888N加速517574N快進(jìn)400444N工進(jìn)1240013777N快退400444N2.繪制液壓缸負(fù)載圖和速度圖根據(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-s）和速度圖（v-s）3.初步確定液壓缸參數(shù) 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載約為14000N，初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力P1=3MPa，為了滿足工作臺(tái)快速進(jìn)退速度相等，并

4、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。為防止銑削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的回油背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機(jī)械效率。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=2A，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：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

5、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，并可繪出其工況圖液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作階段計(jì)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(jìn)啟動(dòng) 8880 0.35 快進(jìn)加速 574 1.25 0.75 快進(jìn)恒速 444 1.2 0.70 8.617 0.450工進(jìn)137770.53.7610.41.50.150.43快退啟動(dòng) 888 0 0.34 快退加速 574 0.3 0.809 快退恒速 444 0.3 0.758 8.967

6、 0.680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。 2.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：4.擬定液壓系統(tǒng)圖 (1)確定供油方式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)、快退時(shí)負(fù)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。(2)調(diào)速方式的選擇 在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)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(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，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

7、特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。(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(diǎn)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。(4)夾緊回路的選擇用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時(shí)間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。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。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。動(dòng)作順序

8、表動(dòng)作名1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA夾緊力1+-夾緊力2+-+-夾緊力3+-+-快進(jìn)+-+工進(jìn)+-+-快退+-+-松開-+-停止-集成塊分配由小組分配，完成進(jìn)給塊的設(shè)計(jì)已知：進(jìn)給塊上的元件三位四通電磁閥3024D-B20C單向行程調(diào)速閥18AQF3-E10B二位四通電磁閥3023D-B20H-7查手冊(cè)，知用JK25型號(hào)通用集成塊系列并設(shè)計(jì)：5.選擇液壓元件(1)液壓泵的選擇1)泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 pp液壓泵最大工作壓力； p1執(zhí)行元件最大工作壓力； p進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡單系統(tǒng)可取0.20.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)

9、取 0.51.5MPa，本例取0.5MPa。上述計(jì)算所得的pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力pn應(yīng)滿足pn(1.251.6) pp。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本例中pn =1.25 pp=3.75MPa。 2)泵的流量確定 液壓泵的最大流量應(yīng)為qp液壓泵的最大流量；(q)min同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量23Lmin； KL系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=1.11.3，現(xiàn)取KL=1.2。3)選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上

10、算得的pp和qp，再查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用YB120限壓式變量泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量q20L/r,泵的額定壓力pn6.3MPa,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nH1450r/min,容積效率0.9，總效率0.78，驅(qū)動(dòng)功率2.6KW (2)選擇液壓控制閥根據(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)格見表液壓元件選擇列表序 號(hào)元 件 名 稱額定流量/Lmin-1型 號(hào)2過濾器16WU-16*803溢流閥40YF-120B4變量葉片泵18YB1-205三位四通電磁閥3024D-B20C6.7單向減壓閥30JF3-10B8單向節(jié)流閥30SRC-T-0610溢流

11、閥40YF-120B11三位四通電磁閥3024D-B20C12溢流閥40YF-120B13溢流閥40YF-120B14三位四通電磁閥3024D-B20C15單向行程調(diào)速閥18AQF3-E10B16二位四通電磁閥3023D-B20H-718流量表28MPLC1219流量表28MPLC12(3)確定油管直徑及管接頭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)算如表所示液壓缸的進(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/min)排出流量/(L/min)運(yùn)動(dòng)速度/

12、(m/min)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。所以按公式可計(jì)算得液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：查表JB82766（52），同時(shí)考慮制作方便，選182（外徑18mm,壁厚2mm）的10號(hào)冷拔無縫鋼管（YB23_70）（4）確定油箱容量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。6.液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算（1） 壓力損失1）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，

13、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，故能確保兩個(gè)泵的流量全部進(jìn)入液壓缸。回油路上，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。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

14、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0.5Mpa,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。回油路上的總壓降是所以，快退時(shí)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0.891Mp

15、a。(2)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中所占的時(shí)間比例達(dá)95%，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進(jìn)的情況來計(jì)算。工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為： 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。三設(shè)計(jì)小結(jié)本設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，首先對(duì)于液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行分塊集成設(shè)計(jì)。系統(tǒng)部分進(jìn)行了對(duì)任務(wù)書要求的力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，液壓原理圖設(shè)計(jì)（包括進(jìn)給機(jī)構(gòu)和加緊機(jī)構(gòu)）、元件參數(shù)設(shè)計(jì)、元件挑選和參數(shù)驗(yàn)算；產(chǎn)生負(fù)載行程圖、速度行程圖、系統(tǒng)原理圖和電磁閥動(dòng)作順序表。分塊集成設(shè)計(jì)進(jìn)行了液壓系統(tǒng)原理圖的分塊集成設(shè)計(jì)、集成塊建模和集成塊裝配；產(chǎn)生系統(tǒng)分塊集成原理圖、各元件零件圖、各塊零件圖、裝配爆炸圖、各塊工程圖和配合體爆炸圖。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，我想本次課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)運(yùn)用的一次嘗試，是我們?cè)谝簤褐R(shí)學(xué)習(xí)方面的一次有意義的實(shí)踐。在本次課程設(shè)計(jì)中，我獨(dú)立完成了自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，通過這次設(shè)計(jì)，弄懂了一些以前書