畢業(yè)設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、xxxxxxxxxxxxxxxxxx目 錄摘要2abstract3引言41液壓系統(tǒng)的原理、組成與結(jié)構(gòu)6 1.1液壓系統(tǒng)的原理6 1.2液壓系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)62液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用8 2.1液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)8 2.2液壓傳動(dòng)的應(yīng)用83設(shè)計(jì)要求11 3.1設(shè)計(jì)任務(wù)11 3.2設(shè)計(jì)工作點(diǎn)114液壓系統(tǒng)分析12 4.1運(yùn)動(dòng)分析12 4.2負(fù)載計(jì)算12 4.3負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖13 4.4液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定135擬定液壓系統(tǒng)原理圖15 5.1工作缸15 5.2夾緊缸15 5.3換向方式確定15 5.4調(diào)速、卸荷的選擇15 5.5控制方式的選擇16 5.6夾緊回路的確定16 5.7液壓泵型式的選

2、擇16 5.8擬定系統(tǒng)原理圖176液壓系統(tǒng)的計(jì)算18 6.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失18 6.2驗(yàn)算油液溫升197液壓元件的選擇20 7.1液壓泵20 7.2閥類元件及輔助元件21 7.3油管22 7.4油箱22 7.5密封件的選擇22結(jié)論24致謝25參考文獻(xiàn)26組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要 本文介紹了液壓系統(tǒng)的工作原理、組成、優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用情況。首先通過工況分析擬定液壓系統(tǒng)原理圖。其次在初步計(jì)算的基礎(chǔ)上，確定液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)并計(jì)算分析選擇液壓系統(tǒng)供油方式、調(diào)速方式、速度換接方式等。再次對(duì)流通各元件的流量的計(jì)算，合理選擇液壓元件。最后通過對(duì)壓力損失和系統(tǒng)升溫的驗(yàn)算，以及對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行性能分析，從而達(dá)到課

3、題的設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵字 工況分析 液壓系統(tǒng)原理圖 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù) 液壓系統(tǒng)計(jì)算 液壓元件the design of hydraulic system ofmodular machine tool abstract this paper introduces the working principle of the hydraulic system, composition, advantages and disadvantages and its application. first through the analysis to develop hydraulic system princip

4、le diagram. in the second preliminary calculation basis, determine the hydraulic cylinder structure parameters and computational analysis of hydraulic system supply mode, speed, speed switching mode. again on the circulation of the element flow calculation, a reasonable choice of hydraulic component

5、s. finally, based on the pressure loss and the system temperature checking, the hydraulic system performance analysis, so as to achieve the combination of hydraulic system design requirements. key words operating condition analysis schematic diagram of hydraulic system hydraulic cylinder structure p

6、arameters hydraulic system hydraulic components引言組合機(jī)床是由通用部件和部分專用部件組成的高效率專用機(jī)床。它能完成鉆、擴(kuò)、鉸、銑和工件的轉(zhuǎn)位、定位、夾緊、輸送等工序，可以用來組成加工自動(dòng)線。為了縮短加工的輔助時(shí)間，滿足各工序的進(jìn)給速度要求，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)必須具有良好的換接性能與調(diào)速特性。因此它是一種以速度變換為主的液壓系統(tǒng)，它的控制系統(tǒng)大多采用機(jī)、液、電氣相結(jié)合的控制方式。液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說，是一門新技術(shù)。自1795年制成第一臺(tái)水壓機(jī)起，液壓技術(shù)就進(jìn)入了工程領(lǐng)域，1906年開始應(yīng)用于國(guó)防戰(zhàn)備武器。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要

7、發(fā)應(yīng)快和精度高的自動(dòng)控制系統(tǒng)，因而出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代以后，由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不斷地對(duì)液壓技術(shù)提出新的要求，液壓技術(shù)相應(yīng)也得到了很大發(fā)展，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中。在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空、和機(jī)床工業(yè)中，液壓技術(shù)得到普遍應(yīng)用。近年來液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、海洋開發(fā)、宇宙航行、地震預(yù)測(cè)及各種電液伺服系統(tǒng)，使液壓技術(shù)的應(yīng)用提高到一個(gè)嶄新的高度。目前，液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲和高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，減小元件的重量和體積、提高元件壽命、研制新的傳動(dòng)介質(zhì)以及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

8、、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)、微機(jī)控制等工作，也日益取得顯著成果。解放前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)落后，液壓工業(yè)完全是空白。解放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)獲得迅速發(fā)展，液壓工業(yè)也和其它工業(yè)一樣，發(fā)展很快。20世紀(jì)50年代就開始生產(chǎn)各種通用液壓元件。當(dāng)前，我國(guó)已生產(chǎn)出許多新型和自行設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電液脈沖馬達(dá)以及其它新型液壓元件等。但由于過去基礎(chǔ)薄弱，所生產(chǎn)的液壓元件，在品種與質(zhì)量等方面和國(guó)外先進(jìn)水平相比，還存在一定差距，我國(guó)液壓技術(shù)也將獲得進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)代機(jī)械一般多是機(jī)械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結(jié)合的一個(gè)綜合體。液壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在現(xiàn)代機(jī)械的

9、設(shè)計(jì)工作中占有重要的地位。液壓傳動(dòng)控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動(dòng)是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。液壓傳動(dòng)利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。從原理上來說，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同

10、端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來達(dá)到力的傳遞。液壓傳動(dòng)中所需要的元件主要有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。液壓動(dòng)力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個(gè)嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得液體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時(shí)候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的組合機(jī)床，其傳動(dòng)及控制系統(tǒng)大部份采用的是液壓裝置。因此對(duì)組合機(jī)床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也將圍繞著對(duì)液壓動(dòng)力元件、液壓執(zhí)

11、行元件、液壓控制元件、液壓輔助元件以及液壓回路的選擇而進(jìn)行。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教育的重要階段，是畢業(yè)前重要的綜合教學(xué)過程,是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我在設(shè)計(jì)過程中除結(jié)合自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)外，還查閱了類似課題案例，并得出自己的基本思路。本課題要求設(shè)計(jì)出的液壓系統(tǒng)速度穩(wěn)定、換接無沖擊、能承受一定量的反向負(fù)荷，這是本次設(shè)計(jì)能否合格的重要技術(shù)指標(biāo)。確保認(rèn)真進(jìn)行工況分析計(jì)和精確地計(jì)算，是實(shí)現(xiàn)課題要求的必要條件。1液壓系統(tǒng)的原理、組成與結(jié)構(gòu)1.1液壓系統(tǒng)的原理在一定的機(jī)械、電子系統(tǒng)內(nèi)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，借助于液壓執(zhí)行裝置把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)

12、構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它是由兩個(gè)大小不同的液壓缸組成的，在液壓缸里充滿水或油（充水的叫水壓機(jī)，充油的稱油壓機(jī)）。兩個(gè)液壓缸里各有一個(gè)可以滑動(dòng)的活塞，如果在小活塞上加一定值的壓力，根據(jù)帕斯卡定律，小活塞將這一壓力通過液體的壓強(qiáng)傳遞給大活塞，將大活塞頂上去。設(shè)小活塞的橫截面積是，加在小活塞上的向下的壓力是。則，小活塞對(duì)液體的壓強(qiáng)為，能夠大小不變地被液體向各個(gè)方向傳遞。大活塞所受到的壓強(qiáng)必然也等于。若大活塞的橫截面積是，壓強(qiáng)在大活塞上所產(chǎn)生的向上的壓力是小活塞橫截面積的倍數(shù)。在小活塞上加一較小的力，則在大活塞上會(huì)得到很大的力，為此用液壓機(jī)來壓制膠合板、榨油、提取重物、鍛壓鋼材等。1.2液壓

13、系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)1.2.1組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力裝置、執(zhí)行裝置、控制裝置、輔助裝置和工作介質(zhì)。（1）動(dòng)力裝置：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的液壓能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。（2）執(zhí)行裝置：液壓機(jī)將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。（3）控制裝置：液壓閥控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力或力矩、速度、方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向

14、閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。（4）輔助裝置：油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等。通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。（5）工作介質(zhì)：液壓油，絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。1.2.2結(jié)構(gòu)下圖1表明液壓系統(tǒng)由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。圖1 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用2.1液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2.1.1液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)（1）在相同的體積下，液壓執(zhí)行裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動(dòng)力。在同等功率的情況下，液壓執(zhí)行裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體

15、積重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。（2）液壓執(zhí)行裝置的工作穩(wěn)定。液壓執(zhí)行裝置重量輕、慣性小、反應(yīng)快，所以易于實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)和頻繁地?fù)Q向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)到每分鐘500次，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘1000次。（3）液壓傳動(dòng)能大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速且調(diào)速比可達(dá)1:2000，可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。（4）因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)是對(duì)液體的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。結(jié)合電氣控制或氣動(dòng)控制使用，能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。（5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓件能自行潤(rùn)滑，因此使用壽命長(zhǎng)。（6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化

16、和通用化，所以液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。2.1.2液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)（1)液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間必然會(huì)有不同程度的泄漏。同時(shí)，液體吧并不是絕對(duì)不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場(chǎng)合使用，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的內(nèi)傳動(dòng)鏈系統(tǒng)。（2）液壓傳動(dòng)在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等，故不宜于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。（3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，油溫變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動(dòng)有一定的困難。（4）為了減少泄露，液壓元件的制造精度要求高，液壓元件對(duì)油液的污染也比較敏感。因此，使用液壓傳動(dòng)的成本高。（5）液壓系統(tǒng)故障的診斷比較困難

17、。（6）隨著高壓、高速、高效率和大流量化，必然會(huì)使液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是要解決的問題。2.2液壓傳動(dòng)的應(yīng)用液壓傳動(dòng)是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式。液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。幾乎所有工程機(jī)械裝備都能見到液壓技術(shù)的蹤跡，其中不少已成為主要的傳動(dòng)和控制方式。極限負(fù)荷調(diào)節(jié)閉式回路，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的恒壓，恒功率組合調(diào)節(jié)的變量系統(tǒng)開發(fā)，給液壓傳動(dòng)應(yīng)用于工程機(jī)械行

18、走系提供了廣闊的發(fā)展前景。液壓應(yīng)用實(shí)例展示：圖2 液壓升降平臺(tái)液壓升降平臺(tái)廣泛適用于汽車、集裝箱、模具制造、木材加工、化工灌裝等各類工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求。同時(shí)可配裝各類臺(tái)面形式（如滾珠、滾筒、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動(dòng)、聯(lián)動(dòng)、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動(dòng)、載重量大等特點(diǎn)。有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。圖3 液壓壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)為壓鑄機(jī)的運(yùn)行提供足夠的動(dòng)力和能量。圖4 液壓叉車液壓叉車是一種高起升裝卸和短距離運(yùn)輸兩用車。由于不產(chǎn)生火花和電磁場(chǎng)，特別適用于汽車裝卸及車間、倉(cāng)庫、碼頭、車站、貨場(chǎng)等地的易燃、易爆和禁火物品

19、的裝卸運(yùn)輸。該產(chǎn)品具有升降平衡、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、操作方便等特點(diǎn)。3設(shè)計(jì)要求3.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)，工作臺(tái)要求完成：工件夾緊快進(jìn)工進(jìn)快退原位停止、工件松開液壓泵卸荷。動(dòng)力滑臺(tái)采用平面導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)為，動(dòng)摩擦系數(shù)為，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加（減速）的時(shí)間，系統(tǒng)的參數(shù)如下:滑臺(tái)的重量為 快進(jìn)快退的速度為滑臺(tái)工進(jìn)速度為 快進(jìn)行程為工進(jìn)行程為 切削負(fù)載為液壓系統(tǒng)要求電液結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)，速度穩(wěn)定、換接無沖擊，能承受一定量的反向負(fù)荷。3.2設(shè)計(jì)工作點(diǎn)設(shè)計(jì)過程中需要完成以下工作點(diǎn)：(1）進(jìn)行工況分析，繪制工況圖；(2）擬定液壓系統(tǒng)原理圖（a3），要求圖面布置合理、符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定；(3）確定液壓

20、缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，畫出液壓缸安裝圖；(4）計(jì)算液壓系統(tǒng)，列出電磁鐵動(dòng)作順序表；(5）選擇液壓元件型號(hào)，列出元件明細(xì)表。4液壓系統(tǒng)分析4.1運(yùn)動(dòng)分析結(jié)合對(duì)工作臺(tái)要完成的動(dòng)作分析，得到如下工況圖。圖5 工況圖4.2負(fù)載計(jì)算（1） 工作負(fù)載：由已知條件知切削力 （2） 摩擦阻力負(fù)載： 已知采用平面導(dǎo)軌，且靜摩擦系數(shù)為，動(dòng)摩擦系數(shù)為 則：靜摩擦阻力 動(dòng)摩擦阻力 (3)慣性負(fù)載： 參考：機(jī)床快進(jìn)快退速度，取 往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加減速時(shí)間，取4.3負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖圖64.4液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定4.4.1選擇系統(tǒng)工作壓力根據(jù)表1、表2可知，當(dāng)組合機(jī)床在最大負(fù)載約為10450時(shí)，取液壓系統(tǒng)工作壓力表1 按負(fù)載選擇

21、系統(tǒng)工作壓力負(fù)載/50系統(tǒng)壓力/57表2 按主機(jī)類型選擇系統(tǒng)工作壓力設(shè)備類型機(jī) 床農(nóng)用機(jī)械或中型工程機(jī)械液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械磨 床組 合機(jī) 床龍 門刨 床拉 床工作壓力0.82.0352881010162032鑒于要求動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)、快退速度相等，液壓缸可選用雙作用單活塞桿式，并在快進(jìn)時(shí)作差動(dòng)連接。在此情況下，通常液壓缸無桿腔的工作面積為有桿腔工作面積的兩倍。4.4.2選取d/d表3 按工作壓力選取工作壓力/5.05.07.07.00.50.550.620.700.7表4 按速比要求確定1.151.251.331.461.6120.30.40.50.550.620.71注：無桿腔進(jìn)油時(shí)

22、活塞運(yùn)動(dòng)速度，有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。5擬定液壓系統(tǒng)原理圖5.1工作缸根據(jù)組合機(jī)床特點(diǎn)和要求，所以選用無桿腔面積等于兩倍的有桿腔面積的差動(dòng)液壓缸。5.2夾緊缸由于結(jié)構(gòu)上的原因和為了有較大的有效工作面積，采用單桿活塞液壓缸。5.3換向方式確定為了便于工作臺(tái)在任意位置停止，使其調(diào)整方便，所以采用三位換向閥。為了便于組成差動(dòng)連接，應(yīng)采用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，為了滿足工作位置調(diào)整的方便性和液壓夾緊的具體情況，決定采用“y”型中位機(jī)能。5.4調(diào)速、卸荷的選擇圖7在組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專機(jī)工作時(shí)對(duì)低速性能和速

23、度負(fù)載特性都有一定的要求，因此采用調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)整。為了便于實(shí)現(xiàn)壓力控制，采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，同時(shí)為了滿足低速進(jìn)給時(shí)平穩(wěn)性，以及避免出現(xiàn)前沖現(xiàn)象，在回路上設(shè)有背壓閥。5.5控制方式的選擇為了保證轉(zhuǎn)換平穩(wěn)、可靠、精度高，采用行程閥控制快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的控制和用壓力開關(guān)控制一工進(jìn)和二工進(jìn)的轉(zhuǎn)換。為了安全和機(jī)器平穩(wěn)的工作，采用行程開關(guān)和加死擋塊控制。5.6夾緊回路的確定由于夾緊回路的壓力大于進(jìn)給系統(tǒng)壓力，為了防止夾緊系統(tǒng)的主壓力下降，在夾緊系統(tǒng)串接個(gè)單向閥和蓄能器。夾緊缸不用中間停留，故采用二位閥控制即可，這里采用二位五通電磁換向閥。為了實(shí)現(xiàn)夾緊后能讓工作臺(tái)快進(jìn)的順序動(dòng)作和保證進(jìn)給系統(tǒng)工作時(shí)夾緊系統(tǒng)壓力始終不

24、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)順序控制。當(dāng)壓力繼電器動(dòng)作時(shí)，工作臺(tái)進(jìn)給。5.7液壓泵型式的選擇由工況圖可知，系統(tǒng)循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量?jī)蓚€(gè)階段組成，而且是順序進(jìn)行的。從提高系統(tǒng)效率考慮，選用限壓式變量葉片或雙聯(lián)葉片泵教適宜。將兩者進(jìn)行比較如下表5。表5 泵的選擇雙聯(lián)葉片泵限壓式變量葉片泵1、流量突變時(shí)，液壓沖擊取決于溢流閥的性能，一般沖擊較小。1、流量突變時(shí)，定子反應(yīng)滯后，液壓沖擊大。2、內(nèi)部徑向力平衡，壓力平衡，噪聲小，工作性能較好。2、內(nèi)部徑向力不平衡，軸承較大，壓力波動(dòng)及噪聲較大，工作平衡性差。3、須配有溢流閥、卸載閥組，系統(tǒng)較復(fù)雜。3、系統(tǒng)較簡(jiǎn)單。4、

25、有溢流損失，系統(tǒng)效率較低，溫升較高。4、無溢流損失，系統(tǒng)效率較高，溫升較低。綜上比較，采用雙聯(lián)葉片泵較好。5.8擬定系統(tǒng)原理圖綜上分析后，擬定如下原理圖：圖8 液壓系統(tǒng)原理圖1雙聯(lián)葉片泵 2三位五通電液閥 3行程閥 4調(diào)速閥 5、6、10、13單向閥 7順序閥 8背壓閥 9溢流閥 11過濾器 12壓力表 14壓力繼電器6液壓系統(tǒng)的計(jì)算6.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失由于系統(tǒng)的管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，故只能先估算閥類元件的壓力損失，對(duì)壓力損失的驗(yàn)算按一個(gè)工作循環(huán)中不同階段分別進(jìn)行。6.1.1快進(jìn)時(shí)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸差動(dòng)連接，由表10和表11可知，進(jìn)油路上油液通過單向閥10的流量

26、是22、通過電液換向閥2的流量是27.1，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合，以流量42.34通過行程閥3并進(jìn)入無桿腔。因此進(jìn)油路上的總壓降為：回油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥2和單向閥6的流量都是15.242，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥3流入無桿腔。由此可算出快進(jìn)時(shí)有桿腔壓力與無桿腔壓力之差：此值小于設(shè)計(jì)估計(jì)值0.3mpa ，符合要求。6.1.2工進(jìn)時(shí)工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過電液換向閥2的流量為0.392，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5，油液在回路上通過換向閥2的流量是0.14，在背壓閥8處的壓力損失為0.6，通過順序閥7的流量為，折算到進(jìn)油路上因閥類元件造成的總壓力損失為：液

27、壓缸回油腔的壓力為：此值略大于原估計(jì)值。重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)液壓缸進(jìn)油腔壓力，即：考慮到壓力繼電器可靠動(dòng)作需要壓差，故工進(jìn)時(shí)溢流閥9的調(diào)壓值應(yīng)為：6.1.3快退時(shí)快退時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過單向閥10的流量為22、通過換向閥2的流量為27.1,油液在回油路上通過單向閥5、換向閥2和單向閥13的流量都是75.28 。因此進(jìn)油路上總壓降為：此值小于原估計(jì)值，所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐椋核?，快退時(shí)液壓泵的工作壓力應(yīng)為：因此大流量液壓泵卸荷時(shí)順序閥7的調(diào)定壓力應(yīng)大于0.6174。6.2驗(yàn)算油液溫升工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)過程中所占的時(shí)間比例達(dá)95,所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升應(yīng)按工進(jìn)時(shí)的工況來

28、計(jì)算。工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為：這時(shí)大流量液壓泵經(jīng)順序閥7卸荷，小流量泵在高壓下供油 。大流量液壓泵通過順序閥7的流量為，故此閥在工進(jìn)時(shí):小液壓泵工進(jìn)時(shí)的工作壓力，流量，所以兩個(gè)液壓泵的總輸入功率為：液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率為：為使溫升不超過允許的值，可按下式計(jì)算油箱的最小有效容積：油箱總?cè)莘e：所以該系統(tǒng)不必設(shè)置冷卻器。7液壓元件的選擇7.1液壓泵在整個(gè)工作循環(huán)中液壓缸的最大工作壓力為3.687。假設(shè)進(jìn)油路上的壓力損失為0.8，為使壓力繼電器能可靠地工作，取其調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力0.5，則小流量液壓泵的最大工作壓力應(yīng)為：大流量液壓泵在快進(jìn)、快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才向液壓缸輸油，由工況圖可知，快退時(shí)液壓缸

29、的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，假設(shè)油路上的壓力損失為0.5（因此時(shí)進(jìn)油不經(jīng)調(diào)速閥，故壓力損失減少），則大流量液壓泵的最高工作壓力為：由工況圖可知，兩液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為25.14，因該系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，則兩個(gè)液壓泵的實(shí)際流量應(yīng)為：(取泄漏系數(shù)為1.05)若溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3，而工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為0.392，則由小流量泵單獨(dú)供油時(shí)，其流量規(guī)格最少應(yīng)為3.392。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取pv2r12-6/26型雙聯(lián)葉片液壓泵，其小泵和大泵的排量分別為6和26。當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速時(shí)該液壓泵的理論流量為30.08，若，則液壓泵的實(shí)際輸出流量為：取液壓泵的容積效率即所選

30、液壓泵的實(shí)際流量滿足設(shè)計(jì)要求。且由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵工作壓力為0.934、流量為27.1。則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為：（取液壓泵的總效率為0.75）根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選取y100l6型電動(dòng)機(jī)，其額定功，額定轉(zhuǎn)速。7.2閥類元件及輔助元件根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實(shí)際流量，可選出這些液壓元件的型號(hào)及規(guī)格，如表6。表6 液壓元件和液壓輔助元件的型號(hào)及規(guī)格序號(hào)元件名稱估計(jì)通過流量/()額定流量/()額定壓力/額定壓降/型號(hào)、規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵(5.1+22)17.5pv2r12-6/262三位五通電磁閥6080160.535dyf3y

31、-e10b3行程閥5063160.3axqf-e10b(單向行程調(diào)速閥)4調(diào)速閥0.50.075065單向閥6063160.26單向閥2563160.2af3-ea10b7液控順序閥2563160.3xf3-e10b8背壓閥0.56316yf3-e10b9溢流閥56316yf3-e10b10單向閥2563160.2af3-ea10b11濾油器3063160.02xu-j63x8012壓力表開關(guān)16kf3-e3b3測(cè)點(diǎn)13單向閥6063160.2af3-ea10b14壓力繼電器14pf-b8l8通徑此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)液壓泵輸出的實(shí)際流量7.3油管各元件間連接管道的規(guī)格按液壓元件接口處的尺寸決定

32、，液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、排出的最大流量計(jì)算。由于液壓泵選定之后液壓缸在各個(gè)工作階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計(jì)算，如表7所列。表7 液壓缸的進(jìn)、出流量及運(yùn)動(dòng)速度快 進(jìn)工 進(jìn)快 退輸入流量/()排出流量/()運(yùn)動(dòng)速度/()由表7可以看出，液壓缸在各個(gè)工作階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)表7中的數(shù)值，取推薦流速，計(jì)算得與液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：液壓缸進(jìn)、出兩根油管都選用內(nèi)徑、外徑的15號(hào)冷拔無縫鋼管。7.4油箱取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則油箱估算容積按gb28761981規(guī)定，取最靠近的標(biāo)準(zhǔn)值。7.5密封件的選擇液壓系統(tǒng)中密封件的作用是防止工作介質(zhì)的內(nèi)外泄漏，以及防止灰塵，金屬屑等異物侵入液壓系統(tǒng)。能實(shí)現(xiàn)上述作用的裝置稱為密封裝置，其中起密封作用的關(guān)鍵元件密封元件，簡(jiǎn)稱密封件。系統(tǒng)的內(nèi)外泄漏均會(huì)使液壓系統(tǒng)容積效率下降，或達(dá)不到要求的工作壓力，甚至使液壓系統(tǒng)不能正常工作。外泄漏還會(huì)造成工作介質(zhì)的浪費(fèi)，污染環(huán)境。異物的侵入會(huì)加劇液壓元件的磨損，或使液壓元件堵塞，卡死甚至損壞，造成系統(tǒng)失靈。一般的液壓系統(tǒng)對(duì)密封件的主要要求是：(1)在一定的壓力，溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能。(2)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因密封件引起的摩擦應(yīng)盡量小，摩擦系數(shù)應(yīng)盡量穩(wěn)定。(3)耐腐蝕，耐摩，不易老化，壽命長(zhǎng)，