組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選文檔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確實(shí)定1.1整體性剖析要求此液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：工件夾緊工作臺(tái)快進(jìn)工作臺(tái)1工進(jìn)工作臺(tái)2工進(jìn)工作臺(tái)快退工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)零件重5800N，工作臺(tái)快進(jìn)、快退的速度4.8m/min，工進(jìn)的速度60960mm/min，最大行程640mm，工進(jìn)行程240mm。最大切削力8000N。夾緊缸行程30mm,夾緊力35000N。關(guān)于銑削專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)而言，加工的零件需要精度高，定位正確。所以整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求定位精度高，換向速度快。在設(shè)計(jì)閥的時(shí)候，考慮這些方面變的特別重要，要考慮到工作在最低速度時(shí)調(diào)速閥的最小調(diào)理流量可否知足要求。內(nèi)行程方面，應(yīng)當(dāng)比要求的工作行程大點(diǎn)，包含工

2、作行程、最大行程和夾緊缸行程，主假如考慮到在安全方面和實(shí)質(zhì)運(yùn)用中。在壓力方面也要考慮到知足最大負(fù)載要求。并且在液壓系統(tǒng)能知足要求的前提下，使液壓系統(tǒng)的成本較低。1.2制定方案由上述剖析可得以下兩種方案：方案一液壓系統(tǒng)中工作臺(tái)的履行元件為伸縮缸，工件的夾緊用單桿活塞缸；工作臺(tái)采納節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)出油口節(jié)流調(diào)速，用行程閥實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)從快進(jìn)到工進(jìn)的變換，壓力繼電器控制一工進(jìn)與二工進(jìn)的變換，在工進(jìn)回路上串接個(gè)背壓閥；為了防備工件在加工過(guò)程中松動(dòng)，在夾緊進(jìn)油路上串接個(gè)單向閥；工作臺(tái)的進(jìn)、退采納電磁換向閥；夾緊缸的夾緊與放松用電磁閥控制。方案二液壓系統(tǒng)中工作臺(tái)的履行元件為單桿活塞缸，工件的夾緊也采納單桿活塞缸；工

3、作臺(tái)采納調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速，也采納行程閥實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)從快進(jìn)到工進(jìn)的變換，壓力繼電器控制一工進(jìn)與二工進(jìn)的變換，工進(jìn)時(shí)，為了防止前沖現(xiàn)象，在回路上串接個(gè)背壓閥；夾緊缸上串接個(gè)蓄能器和單向閥，防止工件在加工過(guò)程中松動(dòng)；工作臺(tái)的進(jìn)、退換向采納電液換向閥，工作臺(tái)快進(jìn)時(shí)，采納差動(dòng)連結(jié)；夾緊缸的夾緊與放松用電磁閥控制。方案比較：?jiǎn)螚U活塞缸比伸縮缸構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)錢(qián)廉價(jià)，易保護(hù)，并且也能知足要求；調(diào)速閥的性能比節(jié)流閥穩(wěn)固，調(diào)速較好，用于負(fù)載變化大而運(yùn)動(dòng)要求穩(wěn)固的系統(tǒng)中；.精選文檔采納出油口調(diào)速回路中油液經(jīng)過(guò)節(jié)流閥產(chǎn)生的熱量直接排回油箱散熱；夾緊缸進(jìn)油口處串接蓄能器，更好的保證工件的夾緊力，使工件在加工過(guò)程中一

4、直在夾緊狀態(tài)。電液換向閥的信號(hào)傳達(dá)快，配合液壓動(dòng)力的輸賣(mài)力大、慣性小、反映快的長(zhǎng)處使控制靈巧、精度高、迅速性好。綜上比較選擇方案二較好。工況剖析.精選文檔2.1運(yùn)動(dòng)參數(shù)剖析第一依據(jù)主機(jī)要求畫(huà)出動(dòng)作循環(huán)圖（2.1）。夾緊快進(jìn)工進(jìn)快退放松圖2.1動(dòng)作循環(huán)圖2.2動(dòng)力參數(shù)剖析計(jì)算各階段的負(fù)載工作負(fù)載：由已知條件可知切削力Ft8000N。GV58000.08慣性負(fù)載：Fmt9.8237Ng0.2（參照機(jī)床的工作臺(tái)加快時(shí)間，取Vt=0.2s）阻力負(fù)載：靜摩擦阻力Ffs0.258001160N動(dòng)摩擦阻力Ffd0.15800580N（滑動(dòng)導(dǎo)軌：鑄鐵對(duì)鑄鐵啟動(dòng)低速時(shí)u0.10.20,v0.16m/s）表2.1

5、液壓缸在各個(gè)工作階段的負(fù)載值此中m=0.9工況負(fù)載構(gòu)成負(fù)載值（N）推力F/m（N）夾緊5800起動(dòng)FFfs11601289快加快FFfdFm817908進(jìn)快進(jìn)FFfd580644工一工進(jìn)FFfdFt1800020000.精選文檔進(jìn)二工進(jìn)FFfd85809533Ft快退FFfd5806442.3負(fù)載圖和速度圖的繪制負(fù)載圖按上邊的數(shù)值繪制，如圖2.2所示。速度圖按已知數(shù)值v1v44.8m/min，一工進(jìn)的速度v2900mm/min，二工進(jìn)的速度v380mm/min。度速位移/位移/圖2.2負(fù)載位移、速度位移圖液壓缸尺寸和所需流量.精選文檔3.1液壓缸尺寸計(jì)算工作壓力確實(shí)定：工作壓力可依據(jù)負(fù)載和主機(jī)

6、種類確立，由液壓傳動(dòng)表113得出：p4MPaP工作壓力計(jì)算液壓缸尺寸：液壓缸有效工作面積A1F95330.0024m2p4106液壓缸內(nèi)徑4A140.0024D由液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)查得內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)值D=50mm活塞桿直徑：因采納差動(dòng)連結(jié)，所以取d0.7D35mm，再依據(jù)機(jī)床液壓傳動(dòng)中的表46選用標(biāo)準(zhǔn)值d=36mm。缸徑、桿徑取標(biāo)準(zhǔn)值后的有效工作面積：無(wú)桿腔有效面積A1D21963mm24活塞桿面積A3d21017mm24有桿腔有效面積A2A1A3946mm23.2確立液壓缸所需流量Q快進(jìn)AV快10171064.84882106m3/min4.882/min3Q快退AV快9461064.84541106

7、m3/min4.451L/min2Q2工進(jìn)A1V2工進(jìn)196360.080.157L/min10Q1工進(jìn)A1V1工進(jìn)19631060.91.767L/min3.3夾緊缸的有效面積、工作壓力和流量確立確立夾緊缸的工作壓力：依據(jù)最大夾緊力，由液壓傳動(dòng)中的表11-2取工作壓力P夾1.8MPa。.精選文檔計(jì)算夾緊缸有效面積、缸徑和桿徑：夾緊缸面積A夾F夾58003222106P夾61.810夾緊缸直徑4A夾43222106D夾0.0641m64mm取標(biāo)準(zhǔn)值D夾63mm活塞桿直徑，一般取0.5D夾。d夾0.5D夾31.5mm（不切合標(biāo)準(zhǔn)）取標(biāo)準(zhǔn)值d夾=32mm計(jì)算夾緊缸的流量：Q夾A夾V夾3222106

8、3010396660109m30.097L/min1s依據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，可估量液壓缸在各個(gè)工作段中的壓力、流量和功率，以下表所示：表3.1液壓缸各工作段壓力、流量和功率工況推力回油腔壓力進(jìn)油腔輸入流量輸入功率計(jì)算式F/Np2/MPa壓力q/Lgmin1P/KWp1/MPa夾緊580004.80.970.02Pp1q啟動(dòng)128901.73加快908p2p1Vp1.36p1(FA2Vp)/(A1A2)q(A1A2)V1快進(jìn)644Vp0.5MPa1.10恒速一工進(jìn)20000二工進(jìn)95334.8820.0890.818712.2720.3830.85.259.4420.83Pp1qp1(Fp2A2)/

9、A1qAV12Pp1q啟動(dòng)1289快退加快908恒速64401.69p1(Fp2A2)/A21.134qAV420.30.8523.640.33Pp1q制定液壓系統(tǒng)圖.精選文檔4.1確立履行元件種類：工作缸：依據(jù)組合機(jī)床特色和要求V快V退，所以采納無(wú)桿腔面積等于兩倍的有桿腔面積的差動(dòng)液壓缸。夾緊缸：因?yàn)闃?gòu)造上的原由和為了有較大的有效工作面積，也采納單桿活塞液壓缸。4.2換向方式確立為了便于工作臺(tái)在隨意地點(diǎn)停止，使調(diào)整方便，所以采納三位換向閥；為了便于構(gòu)成差動(dòng)連結(jié)，應(yīng)采納三位五通電液換向閥。閥的中位機(jī)能的選擇對(duì)保證系統(tǒng)工作性能有很大作用，為了知足本專機(jī)工作地點(diǎn)的調(diào)整方便性和采納液壓夾緊的詳細(xì)狀況

10、，決定采納“Y”型中位機(jī)能。4.3調(diào)速方式的選擇在組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采納節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)洗削類專機(jī)工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特征都有必定的要求，所以決定采用調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)整。為了便于實(shí)現(xiàn)壓力控制，采納進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，同時(shí)為了滿足低速進(jìn)給時(shí)安穩(wěn)性，以及防止出現(xiàn)前沖現(xiàn)象，在回路上設(shè)有背壓閥。4.4快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)、一工進(jìn)轉(zhuǎn)二工進(jìn)控制方式和終點(diǎn)變換控制方式的選擇為了保證變換安穩(wěn)、靠譜、精度高，采納行程閥控制快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的控制和用壓力開(kāi)關(guān)控制一工進(jìn)和二工進(jìn)的變換。為了安全和機(jī)器安穩(wěn)的工作，采納行程開(kāi)關(guān)和加死擋塊控制。4.5迅速運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)和供油部分的設(shè)計(jì)因?yàn)榭爝M(jìn)、快退和工進(jìn)的速度相差比較大

11、，為了減少功率消耗，采納變量泵。4.6夾緊回路確實(shí)定因?yàn)閵A緊回路的壓力大于進(jìn)給系統(tǒng)壓力。為了防備夾緊系統(tǒng)的主壓力降落，在夾緊系統(tǒng)串接個(gè)單向閥和蓄能器。夾緊缸不用中間逗留，故采納二位閥控制即可，這里采納二位五通電磁換.精選文檔向閥。為了實(shí)現(xiàn)夾緊后才能讓工作臺(tái)快進(jìn)的次序動(dòng)作，和保證進(jìn)給系統(tǒng)工作時(shí)夾緊系統(tǒng)壓力一直不低于最小夾緊壓力，所以在夾緊回路上安裝個(gè)壓力繼電器實(shí)現(xiàn)次序控制。當(dāng)壓力繼電器動(dòng)作時(shí)，工作臺(tái)進(jìn)給。依據(jù)上述剖析，畫(huà)出液壓系統(tǒng)草圖，以下列圖所示：放松夾緊表4.1液壓系統(tǒng)草圖選擇液壓元件和確立協(xié)助裝置.精選文檔5.1選擇液壓泵泵的工作壓力確實(shí)定泵的工作壓力可依據(jù)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)工況來(lái)選擇，為了提升系

12、統(tǒng)的靠譜性，延長(zhǎng)泵的使用壽命，一般在固定設(shè)施中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力可選為泵額定壓力的25%75%。所以有：p泵1.5p工還考慮到夾緊缸處的壓力，所以取p泵8.9MPa泵的流量確實(shí)定快進(jìn)、快退時(shí)泵的流量：因?yàn)橐簤焊撞杉{差動(dòng)連結(jié)，而有桿腔有效面積A2小于活塞桿面積A3，故在速度相同的狀況下，快退所需的流量小于快進(jìn)所需的流量，所以按快進(jìn)考慮。Q快缸AV快10171063Q快泵KQ快缸1.14.8825.37L/min一工進(jìn)時(shí)泵的流量：Q泵1KQ一工進(jìn)1.95L/min二工進(jìn)時(shí)泵的流量：Q泵2KQ二工進(jìn)選擇泵的種類在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源交替地供給低壓大流量和高壓小流量的油液。最大

13、流量和最小流量之比約為29，而快進(jìn)、快退所需的時(shí)間t1和工進(jìn)所需的時(shí)間t2分別為t1l1l44006064060v1v44.8100013s4.81000t2l2l31406010060v2v40.910000.0884.33s1000亦即t26.5，t1YBP。排量1063ml/r，壓力6.310MPa，轉(zhuǎn)速6001500r/min。5.2電動(dòng)機(jī)的選擇.精選文檔pPqp6.35.37PKW0.8055KW電機(jī)600.7p依據(jù)此數(shù)值按JB/T8680.11998，查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選用Y90S6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為Pn1.1KW，額定轉(zhuǎn)速nn910r/min。5.3選擇閥類元件閥的規(guī)格以下表

14、所示：表3各種閥可經(jīng)過(guò)最大流量和實(shí)質(zhì)工作壓力選擇預(yù)計(jì)通額定流序額定壓額定壓元件名稱過(guò)流量量力MPa降MPa型號(hào)、規(guī)格號(hào)L/minL/min1過(guò)濾器3063160.02XU-63X80-J變量葉片2泵10636.3YBP3單向閥2663160.2AF3-Ea10B4單向閥0.363160.2AF3-Ea10B5溢流閥36316YF3-Ea10B二位五通6電磁換向0.363160.525E-25B閥7蓄能器NXQA-L2.5/10-H液控次序8閥66316XF3-E10B9背壓閥66316YF3-E10B壓力繼電DP1-6310器11單向閥1363160.2AF3-Ea10B三位五通12電液換向5

15、080160.535DYF3Y-E10B閥.精選文檔13單向閥2463160.2AF3-Ea10B14行程閥4163160.3AXQF-E10B15調(diào)速閥11.10.07160.5QCI-63B5016調(diào)速閥2120.07160.5QCI-63B50二位二通171363160.32WE10O10電磁閥壓力繼電DP1-6318器二位二通19手動(dòng)換向2WMM10AB閥5.4確立油管尺寸油管內(nèi)徑確實(shí)定可按下式計(jì)算：dd-油管的內(nèi)徑Q-油管的流量4QV泵的總流量為5.37L/min，但迅速時(shí)，部分回油管流量可達(dá)12L/min，故按12L/min計(jì)算：V取4.8m/s41210360d604取標(biāo)準(zhǔn)值d=

16、6.3mm，壁厚為1mm的紫銅管。.精選文檔油箱的設(shè)計(jì).精選文檔6.1油箱容量確實(shí)定中壓系統(tǒng)中，油箱有效容積可按泵每分鐘內(nèi)公稱流量的57倍來(lái)確立，即油箱的容積V=（57Q泵查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得油箱的標(biāo)準(zhǔn)值為63L。6.2估量油箱的長(zhǎng)、寬、高設(shè)油箱的長(zhǎng)、寬、高比值范圍為1：1：13：2：1，則依據(jù)油箱的容量可算出油箱的長(zhǎng)、寬、高分別為a=b=c=400mm,因?yàn)樵谶x擇油箱的容量時(shí)系數(shù)選的較大，在此就不在考慮油箱的壁厚，即油箱的壁厚包含在上邊計(jì)算的長(zhǎng)、寬、高中。6.3確立油箱壁厚400L以下容量的油箱箱壁厚取3mm。箱底厚度應(yīng)大于箱壁，取箱底厚度為6mm，箱蓋厚度應(yīng)為箱壁的34倍，取箱蓋厚度為9mm。

17、6.4確立液位計(jì)的安裝尺寸在設(shè)計(jì)液位計(jì)時(shí)，要考慮液位計(jì)的顯示最大刻度與最小刻度之間的差值和油箱的高度。油箱內(nèi)的液面高度為油箱的80%，所以：H液面36080%288mm選擇液位計(jì)XYW100，最大刻度與最小刻度之間為70mm。安裝時(shí)，液位計(jì)的中心地點(diǎn)與上述的液面高度在同一水平面。6.5隔板的尺寸計(jì)算隔板的長(zhǎng)度由油箱的內(nèi)部尺寸能夠確立，主要計(jì)算隔板的高度。隔板的高度一般為油箱內(nèi)液面高度的3/4。可是也要考慮到當(dāng)油箱內(nèi)的油液降到最低地點(diǎn)時(shí)，液壓油也能流入到吸油腔，防止液壓系統(tǒng)吸入空氣。所以隔板的高度為H隔板2883510243mm回油腔一側(cè)的隔板要考慮吸油腔迅速吸油時(shí)，油箱底部的積淀雜質(zhì)不可以流入

18、吸油腔中，再此取隔板離油箱底的尺寸為130mm。6.6油箱其余附件的選擇油箱的其余附件可依據(jù)中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典上選擇。.精選文檔液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算.精選文檔7.1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失并確立壓力閥的調(diào)整值因?yàn)橄到y(tǒng)的管路部署還沒(méi)有確立，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失沒(méi)法全面估量，故只好先按式346估量閥類元件的壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布局后，加上管路沿程損失即可，但關(guān)于中小型液壓系統(tǒng)，管路的壓力損失甚微，能夠不考慮。壓力損失的演算應(yīng)按一個(gè)工作循環(huán)中的不一樣階段分別進(jìn)行。工件夾緊階段壓力損失夾緊時(shí)，油液經(jīng)過(guò)單向閥4，二位五通電磁換向閥6，進(jìn)入夾緊缸，再回到油箱。22pV0.20.240.50.24MPa0.000010

19、2MPa6363此值太小，忽視不計(jì)。工作臺(tái)快進(jìn)時(shí)壓力損失滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸差動(dòng)連結(jié)，進(jìn)油路上油液經(jīng)過(guò)單向閥3，電液換向閥12，行程閥14，進(jìn)入無(wú)桿腔；再經(jīng)過(guò)電液換向閥12，單向閥11，行程閥14，進(jìn)入無(wú)桿腔。282222pV0.540.340.312.30.20.30.2MPa638063630.28MPa此值不大，不會(huì)使液控次序閥開(kāi)啟，故能保證泵的流量所有進(jìn)入液壓缸?；赜吐飞?，有桿腔中的油液經(jīng)過(guò)電液換向閥和單向閥流量都是12.3L/min。12.3222pp2p112.30.340.30.50.2MPa0.1422MPa806363一次工進(jìn)時(shí)壓力損失一工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上經(jīng)過(guò)單向閥3，三位

20、五通電液換向閥12，調(diào)速閥15，二位二通電磁閥17；油液在回油路上經(jīng)過(guò)三位五通電液換向閥12，液控次序閥8，背壓閥9流回油箱。所以這時(shí)液壓缸回油腔的壓力p2為22p20.55.910.35.910.50.5053MPa8063此值與原預(yù)計(jì)值相差不大，基本是相等，不要再?gòu)念^計(jì)算。所以，背壓閥8的調(diào)定壓力應(yīng)當(dāng)大于0.51MPa。二次工進(jìn)時(shí)壓力損失二工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上經(jīng)過(guò)單向閥3，三位五通電液換向閥12，調(diào)速.精選文檔閥15，調(diào)速閥16，進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔；油液在回油路上經(jīng)過(guò)三位五通電液換向閥12，液控次序閥8，背壓閥9流回油箱。所以這時(shí)液壓缸回油腔的壓力p2為22p20.50.470.30.47

21、0.50.5MPa8063考慮到壓力繼電器的靠譜動(dòng)作需壓差Vpe0.5MPa，故溢流閥的調(diào)定壓力pP1A為2pP1Ap1p1pe0.4780又因?yàn)閵A緊缸的壓力p夾4.8MPa4.51MPa，所以溢流閥的調(diào)定壓力pP1A4.8MPa。快退時(shí)的壓力損失快退時(shí)，油液在進(jìn)油路上經(jīng)過(guò)單向閥3和電液換向閥的流量都是23.64L/min；油液在回油路上經(jīng)過(guò)單向閥13和電液換向閥12的流量都是49.1L/min，所以進(jìn)油路上的總壓降為：22pV10.223.640.523.64630.0718MPa80此值比較小，所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率是足夠的。回油路上的總壓降：22pV20.249.149.10.50.31MPa6380此值與表中的預(yù)計(jì)值鄰近，故不用再重算。7.2油液溫升驗(yàn)算在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)和快進(jìn)快退所占的時(shí)間相差不大，所以，系統(tǒng)的發(fā)熱和油