副缸:
取副缸压强为p=0.63MPa
工作压力F’=1000N
D=
=
=4.49×10-2m=4.49cm查设计手册,按照液压缸内径系列将以上计算值圆整为标准值,取
D’=45mmd’=32mm
2.5计算液压缸各工况的流量、工作压力、流量、功率
(1)计算工作压力
由表2.2,本系统的被压估计值在0.5~1.5Mpa范围内选取,故暂定,工进时背压值Pb=0.8Mpa,快速运动时,工作压力损失
Δp=0.5Mpa
则液压缸在工作循环各阶段的工作压力:
1差动快进阶段
p2=p1+Δp
p1A1=(p1+Δp)A2+F
p1=
=
=0.55MPa
2工作进给阶段
p1A1=p2A2+F
p1=
=
=1.09MPa
3快速退回阶段
p2A2=p1A1+F
p2=
=
=1.01MPa
(2)计算液压缸的输入流量
4差动快进阶段
q=V(A1-A2)=
=218.4×10-4m3/s=21.84L/min
5工作进给阶段
q=A1V2=63.6×10-4×0.5=3.18L/min
6快速退回阶段
q=A2V3=
=16.2L/min
(3)计算液压缸的输入功率
①差动快进阶段
P=p1q=
=0.1998W=0.200KW
②工作进给阶段
P=p1q=1.09×106×0.053×10-3=58W=0.058KW
③快速退回阶段
P=p2q=1.01×106×0.27×10-3=272W=0.272KW
表2.4液压缸工作循环中的压力、流量和功率
工作阶段
工作压力(MPa)
输入流量(L/min)
输入功率(KW)
快进
0.55
21.84
0.200
工进
1.09
3.18
0.058
快退
1.01
16.2
0.272
第三章液压系统原理图的拟定
根据钻镗床的设计任务和工况分析,该机床对调整范围、低速稳定性有一定要求,因此速度控制是该机床要解决的主要问题,速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
3.1速度控制回路的选择
本机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度负载特性,故采用调速阀调速。
有三种方案可供选择,即进口节流调速、出口节流调速、限压式变量泵加调速阀的调速。
本系统为小功率系统,效率和发热问题并不突出;连续加工,切削力变化不大,而且是正负载,在其它条件相同的情况下,进口节流调速比出口节流调速能获得更低的稳定速度,故本机床液压系统采用调速阀式进口节流调速回路,为防止孔钻通时发生前冲,在回油路上应加背压阀。
由表2.4得知,液压系统的供油主要为低压大流量和高压小流量两个阶段,若采用单个定量泵,显然系统的功率损失大、效率低。
为了提高系统效率和节约能源,采用双泵供油回路。
由于选定了节流调速方案,所以油路采用开式循环回路。
3.2换向和速度换接回路的选择
本系统对换向平稳性的要求不是很高,所以选用价格较低的电磁换向阀控制换向回路。
为便于差动连接,选用三位五通电磁换向阀。
为了调整方便和便于增设液压夹紧支路,选用Y型中位机能。
由计算可知,当滑台从快进转为工进时,进入液压缸的流量由21.84L/min降为3.18L/min,可选二位二通行程换向阀来进行速度换接,以减少液压冲击。
由工进转为快退时,在回路上并联了一个单向阀以实现速度换接。
为了控制轴向加工尺寸,提高换向位置精度,采用死挡铁加压力继电器的行程终点。
3.3压力控制回路的选择
由于采用双泵供油回路,故用液控顺序阀实现低压大流量泵卸荷,用溢流阀调整高压小流量泵的供油压力。
3.4液压系统原理图
将上述所选定的液压基本回路组合成液压系统,并根据需要作必要的调整,最后画出液压系统原理图如图2.1所示。
图3.1液压系统原理图
第四章元件的计算与选择
4.1选择液压泵
(1)选定额定压力
由表2.4知,工进阶段液压缸压力最大,取进油路总的压力损失∑Δp=1Mpa,则液压泵的最高工作压力p1=p1+∑Δp=(1.09+1)MPa=2.09Mpa
液压泵的额定压力pr=1.25pp=1.25×2.09=2.61Mpa
(2)选定额定流量
由表2.4可知,液压缸需要的最大流量为21.84L/min,工进时的流量为3.18L/min,取泄露系数k=1.1,则:
快进、快退时泵的流量:
qp≥k1q1=1.1×21.84L/min=24.02L/min
工进时泵的流量:
qp≥k1q1=1.1×3.18L/min=3.498L/min
考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点,尚需加上溢流阀稳定工作的最小溢流量,一般取为3L/min,所以小流量泵的流量为
qp=3.498+3=6.498L/min
V2=25mL/r的YB-10/25型双联叶片泵,其额定转速n=960r/min,容积效率ηpv=0.95,则:
小泵的流量为:
qp1=v1nηpv=10×10-3×960×0.95L/min=9.12L/min
大泵的流量为:
qp2=qp-qp1=24.02-9.12L/min=14.9L/min
则大泵的额定流量为:
qp2=v2nηpv=25×10-3×960×0.95L/min=22.8L/min
由于qp1+qp=31.92L/min>24.02L/min
可以满足要求,故选用YB-10/25型双联叶片泵。
(3)选定电动机
由表2.4可知,快退阶段功率最大,故按快退阶段估算电动机的功率。
取快退时进油路的压力损失∑p1=0.5Mpa,则液压泵的总效率效率ηp=0.75,则电动机的功率:
pp=
=
=
=0.54KW
查设计手册,选用Y90L-6型异步电动机
P=1.1KWn=960r/min
4.2选择液压阀
根据所拟定的液压系统原理图,计算分析通过个液压阀的油液最高压力和最大流量,选择各液压阀的型号规格,列于下表4.1中。
4.3选择辅助元件
油管内径参照所选油口尺寸确定,也可按照管路允许流速进行计算。
本系统选Φ18×1.6无缝钢管。
油箱容量:
V=mqp=(5~7)×20=100~140L
其他辅助元件型号见表4.1。
表4.1液压元件一览表
序号
元件名称
通过流量q/(L/min)
型号规格
1
双联叶片泵
31.92
YB-6/25
2
溢流阀
9.12
Y1-10B
3
单向阀
22.80
I-25B
4
单向阀
9.12
I-10B
5
三位五通电磁换向阀
63.84
35E-40B
6
压力继电器
DP-63B
7
单向行程调速阀
63.84、31.92、3.498
QCI-40B
8
单向阀
15.96
I-10B
9
背压阀
0.48
B-10B
10
外控顺序阀
15.07
XY-25B
11
减压阀
J-10
12
单向阀
I-10B
13
二位四通电磁换向阀
34E-10B
14
单向阀
35E-40B
15
单向节流阀
LF3-E6B
16
压力继电器
DP25B
17
滤油器
31.92
WV-63×180