组合机床动力滑台液压系统的设计Word格式文档下载.docx

1、五、液压系统工况分析1、运动分析 绘制动力滑台的工作循环图 2、负载分析 （1）阻力计算 1）切削阻力 切削阻力为已知 Fq=28000N 2）摩擦阻力 取静摩擦系数=0.2,动摩擦系数ud=0.1,则： 静摩擦阻力 =0.214700N=2940N 动摩擦阻力 =0.114700N=1470N 3）惯性阻力 动力滑台起动加速，反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等，既u=0.1m/s，t=0.05s，故惯性阻力为：=Gu/gt=147000.19.80.05=3000N4）由于动力滑台为卧式放置，所以不考虑重力负载。 5）关于液压缸内部密封装置摩擦阻力Fm的影响，计入液压缸的机械效率

2、中。6）背压力 初算时暂不考虑。（2）液压缸各阶段工作负载计算：1）启动 F1=/cm=2940/0.9=3267N 2）加速 F2=（+）/cm=（1470+3000）/0.9=4470N 3）快进 F3=/cm=1740/0.9N=1633N 4）工进 F4=（+）/cm=（28000+1470）/0.9N=32744N5）快退 F5=/cm=1470/0.9N=1633N （3）绘制动力滑台负载位移曲线图，速度位移曲线图（见图1）图1 （3）、确定缸筒内径D，活塞杆直径dD= 按GB/T23481993，取D=100mm d=0.71D=71mm 按GB/T23481993，取d=70m

3、m （4）、液压缸实际有效面积计算 无杆腔面积 A1=D2/4=3.141002/4 mm2=7850mm2 有杆腔面积 A2=（D2d2）/4=3.14（1002702）/4 mm2=4004 mm2 活塞杆面积 A3=D2/4=3.14702/4 mm2=3846 mm2 （5）、最低稳定速度验算。最低速度为工进时u=50mm/min，工进采用无杆腔进油，单向行程调速阀调速，查得最小稳定流量qmin=0.1L/min A1qmin/umin=0.1/50=0.002 m2=2000 mm2 满足最低速度要求。（6）、计算液压缸在工作循环中各阶段所需的压力、流量、功率列于表（1）表（1）液压

4、缸压力、流量、功率计算工况差 动 快 进工 进快 退启 动加 速恒 速计 算公 式p= F/A3q= u3A3P=pqp=（F+ p2A2） / A1q= u1 A1p=（F+ p2A1） / A2q= u2 A2速 度m/su2=0.1u1=310-4510-3u3=0.1有 效面 积m2A1=785010-6A2=4004A3=3846负 载N32663000163332744压 力MPa0.850.780.424.41.41.10.99流 量L/min230.3924.0功 率KW0.161.7550.40取 背 压 力p2=0.4MPp2=0.3MP七、拟定液压系统图 拟定的液压系统原

5、理图 1、 调速方式的选择 该机床负载变化小，功率中等，且要求低速运动平稳性好速度负载特性好，因此采用调速阀的进油节流调速回路，并在回油路上加背油阀。 2、快速回路和速度换接方式的选择 本题已选用差动型液压缸实现“快、慢、快”的回路。由于快进转工进时有平稳性要求，故采用行程阀或电磁阀皆可来实现（比较表如下表2），工进转快退则利用压力继电器来实现。表2 快进工进的控制方法比较项目采用行程阀采用电磁阀转换性能1 液压冲击小2 转换精度高3 可靠性好4 控制灵活性小1 液压冲击较大2 转换精度较低3 可靠性较差4 控制灵活性大安装特点1 行程阀装在滑座上2 管路较复杂3 须设置液压撞块机构（撞块长度

6、大于工进行程）1 电磁阀可装在液压站（或控制板）上，安装灵活性大2 管路较简单3 须设置电气撞块机构 综上所述，本系统为进油节流调速回路与差动回路的组合，为此可以列出不同的方案进行综合比较后，画出回路图，见图0号图纵纸。液压工作原理：1. 快速前进按下起动按钮，电磁经铁1YA通电，电磁换向阀A的左拉接入回路，液动换向阀B在制油液的作用下其左位接入系统工作，这时系统中油液的通路为：进油路：过滤器1变量泵1 换向阀A单向阀C换向阀B左端回油路：换向阀右端节流阀F换向阀A油箱。于是，换向阀B的阀芯右移，使其左位接入系统。主油路过滤器1变量泵1单向阀3换向阀B行程阀11液压缸左腔。液压缸右腔换向阀B单

7、向阀6行程阀11液压缸左腔，形成差动连接。此时由于负载较小，液压系统的工作压力较低，所以液控顺序阀5关闭，液压缸形成差动连接，又因变量泵2在低压下输出流量为最大，所以动力滑台完成快速前进。2.工作进给当滑台运动到预定位置时，控制挡铁压下行程阀11。切断了快进油路，电液动换向阀7的工作状态不变（阀B和阀A的左位仍接入系统工作），压力油须经调速阀8、二位二通电磁12才能进入液压缸的左腔，由于油液流经调速阀而使系统压力升高，于是液控顺序阀5打开，单向阀6关闭，使液压缸右腔的油液经阀5、背压阀4流回油箱，使滑台转换为工作进给运动。其主要油路：过滤器1 变量泵2单向阀3换向阀B 调速阀8电磁阀12液压缸

8、左腔。液压缸右腔 换向阀B顺序阀5背压阀4油箱。因为工作进给时系统压力升高，所以变量泵2的输出流量便自动减小，以适应工作进给的城要，进给速率的大小由调速阀8来调节。3.死挡铁停留当滑台第二次工作进给完毕，碰上死挡铁后停止前进，停留在死挡铁处，这时液压缸左腔油液的压力升高，当升高到压力继电器13的调整值时，压力继电器动作，发出信号给时间继电器，其停留时间由时间继电器控制，经过时间继电器的延时，再发出信号使滑台返回。4.快速退回时间继电器延时发出信号，使电磁铁YA停电，2YA通电，这时换向阀A的右位接入回路，控制油液换向阀B的右位拉入系统工作，此时，由于滑台返回的负载小，系统压力较低，变量泵2的流

9、量自动增大至最大，所以动力滑台快速退回。这时系统油液的通路为：控制油路过滤器1变量泵2换向阀A单向阀D换向阀B右端。换向阀B左端节流阀E换向阀A油箱。过滤器1变量泵2单向阀3换向阀B液压缸右腔。液压缸左腔单向阀10换向阀B油箱。动力滑台快速后退，当其快退到一定位置（即工进的起始位置）时，行程阀11复位，使回油路更为畅通，但不影响快速退回动作。5.原位停止当滑台退回到原位时，挡铁压下行程开关而发出信号，使2YA断电，换向阀A、B都处于中位，液压缸失去动力源，滑台停止运动。变量泵2输出的油液经单向阀3、换向阀B流回油箱，液压泵卸荷。单向阀3使泵卸荷时，控制油路中仍保持一定的压力。这样，当电磁换向阀

10、A通电时，可保证液动换向阀B能正常工作。3、油源的选择 由液压缸工况图（图2）清楚的看出，其系统特点是快速时低压、大流量、时间短，工进时高压、小流量、时间长，故采用双联叶片泵或限压式变量泵。将两者进行比较（见表3）考虑本机床要求系统平稳、工作可靠。因而采用双联叶片泵。表3双联叶片泵限压式变量叶片泵1流量突变时，液压冲击取决于溢流阀的性能，一般冲击较小1流量突变时，定子反应滞后，液压冲击大2内部径向力平衡，压力平衡，噪声小，工作性能较好。2内部径向力不平衡，轴承较大，压力波动及噪声较大，工作平衡性差3须配有溢流阀、卸载阀组，系统较复杂3系统较简单4有溢流损失，系统效率较低，温升较高4无溢流损失，

11、系统效率较高，温升较低系统工作循环表4 元件名称 动作循环电磁铁行 程 阀压力继电器1Y2Y快 进压 下（工进终了）停止（或中途停止）八、液压元件选择 1、选择液压泵和电机 （1）确定液压泵的工作压力 由前面可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为4.4MPa，本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为0.6MPa。由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大0.5MPa，故泵的最高压力为 Pp1=（4.4+0.6+0.5）MPa=5.5MPa 这是小流量泵的最高工作压力（稳态），即溢流阀的调整工作压力。 液压泵的公称工作压力Pr为 Pr=1.25 Pp1 =1.2

12、55.5MPa=6.7MPa 大流量泵只在快速时向液压缸输油，由压力图可知，液压缸快退时的工作压力比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路比较简单，但流经管道和阀的油流量较大。取进油路压力损失为0.5MPa，故快退时泵的工作压力为 Pp2=（0.99+0.5）MPa=1.49MPa 这是大流量泵的最高工作压力，此值是液控顺序阀7和8调整的参考数据。 （2）液压泵的流量 由流量图2（b）可知，在快进时，最大流量值为23Lmin,取K=1.1，则可计算泵的最大流量 K（）max =1.123Lmin=25.3Lmin 在工进时，最小流量值为0.39 Lmin.为保证工进时系统压力较稳定，应考虑溢流阀有一定的最小溢流量，取最小溢流量为1 Lmin（约0.01710-3m3s）故小流量泵应取1.39Lmin 根据以上计算数值，选用公称流量分别为18Lmin、12Lmin；公称压力为70MPa压力的双联叶片泵。 （3）选择电机 由功率图2（c）可知，最大功率出现在快退阶段，其数值按下式计算 Pp= Pp2（qv1+ qv2）p=1.35106（0.2+0.3）