液压传动课程设计指导书.docx

1、液压传动课程设计指导书 液压系统设计指导书 液压系统的设计计算举例9 设计一台卧式钻镗类组合机床动力头的液压系统，动力头的工作循环是：快进，=12000N工进死挡铁停留快退原位停止的工作循环。动力头的最大切削力FL，工进速300mm，快速进、退速度为6m/min，快进行程为 动力头自重F=20000NG导轨型式为平导轨，行程为100mm度要求在能在0.021.2m/min范围内无级调速，t=0.3s ，往复运动的加减速时间f=0,1其静摩擦系数f=0,2，动摩擦系数ds 负载分析9.1 负载图 9.1.1负载计算 =12000N F 切削力 L 因工作部件是卧式放置，故重力阻力为零。重力阻力

2、作为内负载阻力，考虑计入液压缸的机械效率，取液压缸的机械效 密封阻力 率。=0.9 m由回油管路上的液压阻力决定的，在系统方案与结构尚未确定前， 背压阻力 暂不定，待后定。 所示。根据以上分析，可算出液压缸在各动作阶段中的外负载与总负载，如表12 液压缸各动作阶段负载12 表动作阶段 液压缸外负载计算公式 液压缸外负载 液压缸总负载 F （N）F=F/（N） m外外 F=F4444 4000 启动 fs F=F+F2680 2978 加速 mfdF=F2000 2222 快速 fd+FF=F14000 15556 工进 fdLF=F2000 快退 2222 fd1 液压系统设计指导书 =0.9

3、 注：表中mF-l负载图，如图20所示。12的数值可绘制出 根据表 9.1.2速度分析 速度图 v=v=6m/minl=300mml=，据题义，快速进、退速度相等，即行程分别应为,3311400mmv=0.021.2m/minv=1.2m/minv=0.02m/minl行程为，；工进速度，, 2min22max=100mmv-l速度图。所示的 ；根据这些数据可绘制出如图212 9.2初步确定液压缸的结构尺寸 9.2.1初选液压缸的工作压力 N时宜初选液压缸的工作压力155564可知，组合机床的最大负载为由表3、表p=3MPa。 19.2.2计算确定液压缸的主要结构尺寸 因要求v=v，故选用单杆

4、活塞油缸，快进时液压缸作差动连接，快退时液压缸31A=2A(d=0.707D)。 有杆腔进油，无杆腔回油，这是须，21因为是钻镗类组合机床，为了防止钻孔加工时，孔钻通时的滑台突然前冲，挥有MPa。0.62路中应有背压。由表暂取背压 2 液压系统设计指导书 3/min，Q=0.05L/min=0.0510-3m）的最小稳定流量为查得调速阀（Q-10BQ100Bvmin由式 由此可见，这类调速阀无论是放在进油路还是放在回油路上，液压缸的有效作用面积AA均可满足工作部件最低稳定速度的要求。、 21 9.3 液压缸的工况分析与工况图 3 液压系统设计指导书 液压缸整个工作循环中各阶段所需的流量、压力和

5、功率的实际值如表13所示。 根据上表可绘制液压缸的工况图如图22所示。 4 液压系统设计指导书 9.4拟订液压系统原理图 9.4.1选择液压基本回路 1）调速回路与油源形式的选择 由工况图9-13可以看出，该机床液压系统的功率小（1kW），速度较低；钻镗加工是连续切削。切削力变化小。故采用节流调速的开式回路是合适的。为了防止钻通时工件部件突然前冲，增加运动的平稳性，系统采用调速阀的进油节流调速回路，并在回油路中加背压阀，如图23所示。 2） 油源控制形式及其压力控制回路 由工况还可以看出，该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，其最大流Q/ Q= 17.1 / (0.1130.8) = 2

6、.51151.3，而相应的时间之量与最小流量之比minmax 比t / t=（5300）/ 4 =1.2575。一般较多的工况是出现在v=0.021.2m/min2工快的平均值情况，若按此平均值考虑，上述的比值仍然很大。因此为了节能，考虑采用双联叶片泵油源供油。 在进油节流调速回路与双泵供油形式确定的情况下，油源的压力控制回路也就基本确定，如图23所示。该回路中的溢流阀是根据系统工进时泵的最高工作压力调定，则液控顺序阀的调定压力应高于快速空行程时的最高压力，而低于工作进给所需的压5 液压系统设计指导书 力。当系统执行元件做快速运动时，溢流阀与液控顺序阀均关闭，使双泵同时供油；当执行元件做工进运

7、动时，系统压力升高，液控顺序阀开启，使右泵通过液控顺序阀卸荷，单向阀关闭，使左泵向系统供油做工进运动，这种调压与卸荷功能的协调动作，使系统在完成快速进退和工进运动的同时达到节能的目的。 ）快速运动与换向回路 由于系统要求快进与快退速度相等，因此在双泵供油的基础上，快进时采用液压缸差动连接快速运动回路；快退时采用液压缸有杆腔进油、无杆腔回油的快速运动回路；并且将液压缸两腔作用面积比设计为A=2A。 21由工况图可以看出，系统在快退时的进油量为17.1L/min，回油流量为17.156.7/28.5=34.02L/min，系统流量不大，工作压力也不高,故采用电磁换向阀的换向回路。为便于实现差动连接

8、，采用三位五通电磁阀。如图25所示。由于液控顺序阀的调定压力比快进与快退时泵的工作压力高，但比工进时泵的工作压力低，确保快进时，形成差动连接回路，工进时断开此差动连接。 4）速度换接回路 由工况图中可以看出，当动力头部件从快进转为工进时，输入液压缸得到流量由L/minL/min，滑台速度变化较大，27.640.8降至可选用行程阀来控制快进转工进的速度换接，以减少液压冲击。当工进后转快退时，挡块在工进行程中仍将行程阀压下着，为了不影响快退速度，特在回路中设置一与调速阀并联的单向阀，使快退时能使液压缸的回油通过单向阀直接回油箱。 6 液压系统设计指导书 5） 行程终点的控制方式 这台机床用于钻、镗

9、孔(通孔与不通孔)加工，因此要求行程终点的定位精度高。另外对于镗孔加工，为保证“清根”，使刀具在工进结束前，有一个短暂的停留时间，因此在行程终点采用死挡铁停留的控制方式。如图26所示。当运动部件碰到死挡铁后，系统压力升高，由压力继电器发出信号，操纵电磁铁动作，使电磁换向阀切换。 9.4.2将液压回路综合成液压系统 将上述选出的各回路组合画在一起,就可得出如图27所示得到液压系统原理图(不包括另外圈出的单向阀a。将此图仔细检查一遍，发现还存在一些系统干扰和烦琐等问题，须做进一步的修正。 1）工进时，由于液压缸的进油管路与液控顺序阀、背压阀相通，而背压阀压力 较低，使液压缸进油腔无法建立起应有的压

10、力而无法工进，必须在回路中入图串接一个单向阀a，将进、回油路隔开。 2） 两个液控顺序阀b与c，均是在工进时开启，使回油箱的油路接通，只要将顺序阀b与 后面的背压阀位置对调一下，即可将两个液控顺序阀合并为一个，省去一个阀。 3） 为压力阀的调压方便，应在所有需测压的地方添制压力表的测压管路，并连接到压力表开关上。 4） 确定电磁铁与行程阀动作表，如表14所示。 7 液压系统设计指导书 9.5计算和选择液压元件 9.5.1确定液压泵的规格与电动机功率 1） 液压泵工作压力的计算 （1）工进时液压泵最大工作压力的计算 MPa，如进油路上3.05由表13和工况图可知，工进时液压缸的最大工作压力为 M

11、Pa，0.8，为了使压力继电器能可靠、有效地工作，取其调整压力比的压力损失取 MPa，则系统在工进时的最高工作压力应为 系统最大工作压力再高0.5 2）快速运动时液压泵最大工作压力的计算 双联泵中的大流量泵只有在快进和快退运动时才向系统供油。由表9-10和工况图可知，快退时的工作压力比快进时大，为2.04MPa，如取快退时进油路上的压力损失为0.5MP a，则系统在快退时的最高工作压力应为 8 液压系统设计指导书 表14 工况表 动作名信号来电磁行9YJ1DT2DT+启动按快+当块压下行程开工-+工作部件压在死挡+挡 处留 - - + + 压力继电器发讯快退 - - - - 原位停止挡铁压下终

12、点开关注：表中“+”表示电磁铁通电，“-”表示电磁铁断电；“-+” 表示行程阀抬起至压下或压力继电器微动开关从 ”相反。断开至合上，“+-9 液压系统设计指导书 10 液压系统设计指导书 表15 液压元件型号与规格 序号 液压元件名称 通过的最大实际流L/mi量（ n） 型 号 规 格 接口 尺寸 数量 1 双联叶片泵 YB-10/12 L/）（10/12min 6.3MPa 1 2 滤油器22 XU-40100 40 L/min 100m 1 3 单向阀22 I-25B L/min 25 6.3MPa 122 4 溢流阀10 Y-25B 25 L/min 6.3MPa 12 1 5 液控顺序

13、阀17.5 XY-25B 25 L/min 6.3MPa 121 6 背压阀5 X2F-B10D 20 L/min ）510（MPa 10 1 7 三位五通电 磁阀44 35D-63BY L/min 63 6.3MPa 18 1 8 单向阀44 I-63B 63 L/min 6.3MP 181 9 行程阀44 22C-63BH L/min 63 6.3MP 18 1 10 调速阀10 Q-25B (0.0525) L/min 6.3MPa 12 1 11 压力继电器/ -63B DP1 调压范围16.3MPa 11 1 12 压力表开关/ K-6B 3MPa 6 41 13 压力表/ Y-60 测量范围M141.5 1 11 液压系统设计指导书 12 液压系统设计指导书 表17 液压元件在额定流量下的额定压力损失 元件 压力损失 35D-63BY I-25B XY-25B I-63B 22C-63BH Q-25B Pa) (p105vn 4 2 3 2 2 5 13 液压系统设计指导书 14 液压系统设计指导书 15 液压系统设计指导书 16 液压系统设计指导书 17 液压系统设计指导书 18