液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)-臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng).docx

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除題目：臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)： 一 題目：設(shè)計(jì)一臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)，動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)是：快進(jìn)工進(jìn)快退停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：軸向切削力為用21000N,移動(dòng)部件總重力為10000N，快進(jìn)行程為 100mm，快進(jìn)與快退速度均為 4.2mmin，工進(jìn)行程為 20mm，工進(jìn)速度為 0.05mmin，加速、減速時(shí)間為0.2s，利用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1，動(dòng)力滑臺(tái)可以隨時(shí)在中途停止運(yùn)動(dòng)，試設(shè)計(jì)該組合機(jī)床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。二 負(fù)載分析1工作負(fù)載：工作負(fù)載為軸向切削力 2 靜摩擦阻力3 動(dòng)摩擦阻力 4慣性負(fù)載 取重力加速度 ，則有移動(dòng)部件質(zhì)量為5負(fù)載圖與速度圖快進(jìn)速度與快退分別為快進(jìn)行程：工進(jìn)行程：快退行程 工進(jìn)速度 三 設(shè)計(jì)方案 采用單定量泵和溢流閥組成的供油源 使用調(diào)速閥出口節(jié)流調(diào)速回路 采用電磁閥的快慢速接換回路 選用單桿活塞缸的差動(dòng)連接來(lái)實(shí)現(xiàn) 使用三位四通電磁換向閥1液壓系統(tǒng)原理圖2 系統(tǒng)圖的原理 1 快進(jìn) 快進(jìn)，按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵YA2通電，由泵輸出的壓力油經(jīng)三位四通換向閥的左側(cè)，這使得主油路：進(jìn)油路：泵單向閥4三位四通換向閥5（YA2得電）液壓缸左腔回油路:液壓缸右腔二位四通換向閥8（YA3得電）由此形成液壓缸兩腔連通，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快進(jìn)。2 工進(jìn)快進(jìn)終止，擋塊壓下行程閥9，發(fā)出信號(hào)，使二位四通換向閥8的電磁鐵YA3斷電，油液壓缸右腔輸出的壓力油經(jīng)二位四通換向閥8的右側(cè)，這時(shí)的主油路為：進(jìn)油路： 泵單向閥4三位四通換向閥5（YA2得電）液壓缸左側(cè)回油路：液壓缸右腔二位四通換向閥8（YA3）單向節(jié)流閥7三維換向閥5（YA2得電）油箱3快退當(dāng)滑臺(tái)完成工進(jìn)進(jìn)給碰到行程10時(shí)，發(fā)出信號(hào)，使三位四通換向閥5的電磁鐵YA1得電，YA2失電。由泵輸出的壓力油經(jīng)三位四通換向閥5的右側(cè)，這時(shí)的主油路為：進(jìn)油路：泵單向閥4三位四通換向閥5（YA1得電） 單向節(jié)流閥7二位四通換向閥8（YA3失電）液壓缸右腔回油路：液壓缸左腔三位四通換向閥5（YA1失電）油箱4停止當(dāng)滑塊退回到原位時(shí)，擋塊壓下原位行程開關(guān) 11，發(fā)出信號(hào)，使 YA1 斷電，換向閥處于中位，液壓兩腔油路封閉，滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)由泵輸出的壓力油經(jīng)中位直接流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷5實(shí)現(xiàn)隨時(shí)在中途停止運(yùn)動(dòng) 如果需要在中途停止運(yùn)動(dòng)，在按下停止按鈕，發(fā)出信號(hào)，使三位四通換向閥5 斷電，換向閥處于中位，液壓兩腔油路封閉，滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)四、參數(shù)計(jì)算4.1 初選液壓缸工作壓力 參考節(jié)選表 2 和表 3，所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載都不太高，初選液壓缸的工作壓力 鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸 ，即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 呈 d= 0.707D 的關(guān)系。 快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接。工進(jìn)過程中，當(dāng)孔被鉆通時(shí)，由于負(fù)載突然消失，液壓缸有可能會(huì)發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓通過設(shè)置背壓閥的方式，選取此背壓值為 。快進(jìn)時(shí)液壓缸雖然作差動(dòng)連接（即有桿腔與無(wú)桿腔均與液壓泵的來(lái)油連接），但連接管路中不可避免地存在著壓降 ，且有桿腔的壓力必須大于無(wú)桿腔的壓力，估算時(shí)取壓降的值為 快退時(shí)回油腔中也是有背壓的，這時(shí)選取被壓值4.2 計(jì)算液壓缸主要尺寸 1計(jì)算液壓缸面積: 因?yàn)橛邪凑諈⒖嘉墨I(xiàn)【2】 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)）中 P11 中的表 2-5 的 GB/234880 和表 5、表 6 將這些直徑圓整成就進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得： D=90mm d=70mm。 由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：經(jīng)檢驗(yàn)，活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均符合要求。 2根據(jù)上述 D 和 d 的值，估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功 率，如表 7 所示，并據(jù)此繪出工況圖如圖 4 所示。 五、元件選擇5.1 確定液壓泵的容量及電動(dòng)機(jī)功率 1.液壓泵的選擇 取進(jìn)油壓力損失 ，賄賂泄露系數(shù) K1.1，則液壓泵最高工作壓力 。 按表 7 取 則 根據(jù)上述計(jì)算選用單作用葉片泵，其型號(hào)規(guī)格為 YB120排量 V20mL/r，其流量 Qp=nv=850r/min4ml/r=17L/min。 2、確定電機(jī)的功率 在快速時(shí)為最大功率 式中： 液壓泵總效率，取 。 查電機(jī)手冊(cè)，可選用 Y 系列 Y90L-6 電動(dòng)機(jī) P1.1KW（n=940r/min）。5.2 選擇液壓控制閥 根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實(shí)際流量選取本設(shè)計(jì)采用國(guó)產(chǎn) GE 系列液壓閥，各閥選定規(guī)格如表 85.3 確定油管直徑及管接頭 在選定了液壓泵后，液壓缸在實(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以及進(jìn)入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表 9所示由表 9 可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求進(jìn)入無(wú)桿腔的流量在快退及差動(dòng)連接時(shí)為 2qp 所以流量為取壓油速度 v=3m/s，則取吸油速度 v=1m/s，則為了統(tǒng)一規(guī)格，按產(chǎn)品樣本選取所有管子均為內(nèi)徑 20mm、外徑 28mm 的 10號(hào)冷拔鋼5.4 確定油箱流量取標(biāo)準(zhǔn)值 V=250L六、液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算6.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時(shí)，首先確定管道內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)，然后計(jì)算各種工況下總的壓力損失。1. 快進(jìn) 滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥 4、電液換向閥 5，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥 9 進(jìn)入無(wú)桿腔。 在進(jìn)油路上，壓力損失分別為在回油路上，壓力損失分別為將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失。 2.工進(jìn) 滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥 4、電液換向閥 5 進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔。在回油路上，油液通過電液換向閥 8、單向節(jié)流閥 4 和大流量泵的卸荷油液一起返回油箱，在調(diào)速閥 7 處的壓力損失為 0.5MPa。因此這時(shí)液壓缸回油腔的壓力 P2 為可見此值小于原估計(jì)值 0.8MPa。故可按表 7 中公式重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)液壓缸進(jìn)油腔壓力 P1，即所得數(shù)值與表 7 中 的數(shù)值相近考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差 ，故溢流閥 3 的調(diào)壓p P1 A 應(yīng)為3快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥 4、電液換向閥 5 進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過電液換向閥 5 返回油箱。因此進(jìn)油路上總壓降為所得數(shù)值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐樗脭?shù)值與表 7 的數(shù)值基本相符，故不必重算。所以快退時(shí)的最大工作壓力Pp 應(yīng)為6.2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占 95，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來(lái)計(jì)算。 工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率（即系統(tǒng)輸出功率）為在工進(jìn)時(shí)，大流量泵經(jīng)電液換向閥 5 中位卸荷，小流量液壓泵在高壓下供油，所以兩個(gè)液壓泵的總輸入功率（即系統(tǒng)輸