專用銑床系統(tǒng)設(shè)計-液壓傳動課程設(shè)計

液壓傳動課程設(shè)計小組成員：劉佳趙魯鵬夏沛玉指導(dǎo)老師：周輝峰專用銑削機床液壓系統(tǒng)設(shè)計

要求設(shè)計一專用銑床，工作臺、工件和夾具的總重量為5500N，軸向切削力為30kN，工作臺總行程為400mm，工作行程為150mm，快進、快退速度均為4.5m/min，工進速度為60～100mm/min，加速、減速時間均為0.05s，工作臺采用平面導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為0.2，動摩擦系數(shù)為0.1，現(xiàn)設(shè)計機床的液壓傳動系統(tǒng)。設(shè)計流程負載分析負載圖和速度圖的繪制液壓缸主要參數(shù)的確定液壓系統(tǒng)圖的擬定液壓元件的選擇一、負載分析1.工作負載2.摩擦負載靜摩擦動摩擦

一、負載分析3.慣性負載加

速

減

速

制

動一、負載分析反向加速

反向制動二、負載圖和速度圖的繪制速度變化大，壓力變化大三、液壓缸主要參數(shù)的確定負載F/kN<55~1010~2020~3030~50>50工作壓力p/MPa<0.8~1.01.5~2.02.5~3.03.0~4.04.0~5.0>5.0~7.0表一

載選擇執(zhí)行元件的工作壓力設(shè)備精加工機床半精加工機床粗加工或重型機床農(nóng)業(yè)機械、小型工程機械液壓壓力機、重型機械大中型挖掘機械、起重運輸機械工作壓力p/MPa0.8~2.03.0~5.05.0~10.010.0~16.020.0~32.0表二

各類液壓設(shè)備常用工作壓力三、液壓缸主要參數(shù)的確定負載F/kN20~3030~50工作壓力p/MPa3.0~4.04.0~5.0設(shè)備半精加工機床工作壓力p/MPa3.0~5.0根據(jù)表一及表二，本銑床應(yīng)選用4MPa（軸向負載30kN，半精加工機床）。1.初選液壓缸的工作壓力三、液壓缸主要參數(shù)的確定2.計算液壓缸的尺寸系統(tǒng)類型背壓Pb/MPa中低壓系統(tǒng)（0～8MPa）簡單系統(tǒng)，一般輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.2～0.5回油路調(diào)速閥的調(diào)節(jié)系統(tǒng)0.5～0.8回油路帶背壓閥0.5～1.5帶補油路的必式回答0.8～1.5中高壓系統(tǒng)（8～16MPa）同上比中低壓系統(tǒng)高50%～100%高壓系統(tǒng)（16～32MPa）如鍛壓機械等初算時背壓可忽略不計表三

執(zhí)行元件背壓的估計值三、液壓缸主要參數(shù)的確定為避免工進載荷突然變?yōu)榱?，回油路上?yīng)設(shè)有背壓裝置，根據(jù)表三，背壓初選0.6MPa。由于工作臺快進和快退速度相等，而工作負載單向，故液壓缸選用單活塞桿式液壓缸，快進時采用差動連接增速。下面計算活塞桿半徑和缸內(nèi)徑。三、液壓缸主要參數(shù)的確定暫定活塞進出油端面積比

，即d=0.71D，有下面等式：進油端面積：三、液壓缸主要參數(shù)的確定計算兩徑D和d：根據(jù)GBT2348-1993國標圓整取D=110mm，d=80mm。三、液壓缸主要參數(shù)的確定4.求液壓缸的最大流量最大最小流量比三、液壓缸主要參數(shù)的確定工況缸推力F/N進油腔壓力p/MPa流量L/min液壓缸功率P/W快進啟動12080.72――――加速15280.78――――恒速6040.6022.59225.9減速-307――――――工進335713.940.9562.38制動592――――――快回反向加速-15281.61――――恒速-6041.4120.18474.23反向制動319――――――表四

不同工況中液壓缸壓力、流量和功率值四、液壓系統(tǒng)圖的擬定（一）選擇基本回路1.供油方式液壓缸快進和快退時所需流量較大。而工進是流量相對極少，比值達到24：1。從提高系統(tǒng)效率，節(jié)省能源考慮，應(yīng)選用雙聯(lián)式定量葉片泵或限壓式變量泵，但流量突變時液壓沖擊大，后者工作時會因此而極不平穩(wěn)，故最終采用雙聯(lián)式定量葉片泵供油方案（右圖）。四、液壓系統(tǒng)圖的擬定2.選擇調(diào)速回路進口調(diào)速回路運動平穩(wěn)，快進過程中碰到工件或快進換工進時易于控制壓力，停車后啟動時沖擊小，故選用進口節(jié)流調(diào)節(jié)回路。為防止銑完工件時負載突然消失引起運動部件前沖，在回油路上加背壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。（圖中還有行程閥和單向閥）四、液壓系統(tǒng)圖的擬定3.選擇快速運動和換向回路選擇快速運動和換向回路本系統(tǒng)已選定液壓缸差動連接和雙泵供油兩種快速運動回路實現(xiàn)快速運動?？紤]到從工進轉(zhuǎn)快退時回油路流量較大，故選用換向時間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實現(xiàn)液壓缸差動連接，所以選用三位五通電液換向閥。四、液壓系統(tǒng)圖的擬定4.快進換工進速度換接回路

為保證快進時在250mm處自動換成工進，實現(xiàn)自動化控制，同時避免人的疏忽導(dǎo)致機床的損壞，故利用行程閥控制快進到工進的換接。四、液壓系統(tǒng)圖的擬定5.選擇調(diào)壓和卸荷回路在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。即滑臺工進時，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺工進和停止時，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺停止時雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。整理后的液壓系統(tǒng)原理圖單向閥6：工進時斷開進、回油路，快進時形成差動連接。單向閥13：避免機床停止工作時回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進入系統(tǒng)。壓力繼電器14：當滑臺碰上死擋塊后，它發(fā)出快退信號，操縱電液換向閥換向。五、液壓元件的選擇1.確定液壓泵的型號及電動機功率

液壓缸在整個工作打抱不平中最大工作壓力為3.94MPa，取壓力損失∑?p=0.6MPa，液壓泵的最大供油壓力為：

按10%漏油計算，兩個泵的總流量為：五、液壓元件的選擇

工進時所需流量為0.95L/min，為滿足溢流閥3L/min的最小穩(wěn)定流量，所以高壓泵的輸出流量不得少于3.95L/min。

根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值，選用YB1－16/16型的雙聯(lián)葉片泵。YB1－6/20型的雙聯(lián)葉片泵參數(shù)：

額定壓力：6.3MPa排量：6/20ml/r

轉(zhuǎn)速：960r/min容積效率：88%

驅(qū)動功率：1.5/3kW重量：9kg

五、液壓元件的選擇

液壓泵的輸出流量：

電動機的輸出功率為：

查產(chǎn)品目錄，選用Y132S－6型電動機，參數(shù)：額定功率：3kW轉(zhuǎn)速：960r/min