组合机床动力滑台液压系统液压课程设计Word格式文档下载.docx

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四、确定液压系统主要参数、。

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...、

五、液压元件得选择.、、。

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、.、。

六、验算液压系统性能。

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七、设计小结..。

.....。

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、、、

一、液压传动得工作原理与组成

液压传动就是用液体作为工作介质来传递能量与进行控制得传动方式。

液压系统利用液压泵将原动机得机械能转换为液体得压力能,通过液体压力能得变化来传递能量,经过各种控制阀与管路得传递,借助于液压执行元件（缸或马达）把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构,实现直线往复运动与回转运动。

驱动机床工作台得液压系统就是由邮箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件得油管、接头等组成。

1、工作原理

（1）电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油,油液被加压后,从泵得输出口输入管路、油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸,推动活塞而使工作台左右移动、液压缸里得油液经换向阀与回油管排回邮箱、

（2）工作台得移动速度就是通过节流阀来调节得、当节流阀开大时,进入液压缸得油量增多,工作台得移动速度增大;

当节流阀关小时,进入液压缸得油量减少,工作台得移动速度减少。

由此可见,速度就是油量决定得。

2、液压系统得基本组成

（1）能源装置——液压泵。

它将动力部分所输出得机械能转换成液压能,给系统提供压力油液。

（2）执行装置——液压机。

通过它将液压能转换成机械能,推动负载做功。

（3）控制装置-—液压阀。

通过它们得控制调节,使液流得压力、流速与方向得以改变,从而改变执行元件得力、速度与方向。

（4）辅助装置——邮箱、管路、储能器、滤油器、管接头、压力表开关等、通过这些元件把系统联接起来,以实现各种工作循环。

（5）工作介质——液压油、绝大多数液压油采用矿物油,系统用它来传递能量与信息。

二、设计要求

设计一台组合机床动力滑台液压系统。

1.机床要求得工作循环就是:

要求实现工件快进、工进、快退等过程,最后自动停止;

动力滑台采用平导轨,往复运动得加速、减速时间为０.2s。

２、机床得其她工作参数如下:

参数三

运动部件总重力

Ｇ=3０000N５０00N

切削力

Ft=20０00N　　24０00N

快进、快退速度

v1＝ｖ3=6m/miｎ　３。

5m/miｎ

最大行程

l=40０ｍｍ　300mｍ　

工进速度

v2＝20～120ｍm/min30～4０mｍ/ｍin＝0.03m／min~

静摩擦系数

ｆｓ=0、2

动摩擦系数

fd=0、１

3。

机床自动化要求:

要求系统采用电液结合,实现自动循环,速度换接无冲击,且速度要稳定,能承受一定量得反向负荷。

由设计要求取工进速度为４0mm/mｉｎ,快进行程为200mm,工进行程为100mm

0、2s

三、液压系统工况分析

1.运动分析

绘制动力滑台得工作循环图

2、负载分析

2、１负载计算

2。

11工作阻力

工作阻力为已知

12摩擦阻力

已知采用平导轨,且静摩擦系数,动摩擦系数,正压力,则:

静摩擦阻力

动摩擦阻力

2.13惯性力

2、2液压缸各运动阶段负载

如果忽略切削力引起得颠覆力矩对导轨摩擦力得影响,并设定液压缸得机械效率,则液压缸在各个工作阶段得总接卸负载可以算出,见下表:

运动阶段

计算公式

总接卸负载F/N

起动

１０52

加速

6８2

快进

５26

工进

25789

快退

526

3绘制动力滑台负载循环图,速度循环图

三、液压系统方案设计

1.选择调速回路

这台机床液压系统功率较小,滑台运动速度低,工作负载为阻力负载且工作中变化小,故可选用进口节流调速回路。

为防止负载突变,在回油路上加背压阀。

由于系统选用节流调速方式,系统必然为开式循环系统、

2.选择油源形式

在工作循环内,液压缸要求油源提供快进、快退行程得低压大流量与工进行程得高压小流量得油液。

在一个工作循环中得大部分时间都处于高压小流量工作。

从提高系统效率、节省能量角度来瞧,选用单定量泵油源显然就是不合理得,为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。

考虑到前者流量突变时液压冲击较大,工作平稳性差,且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动,最后确定选用双联叶片泵方案,如下图所示。

3.选择快速运动与换向回路

本系统已选定液压缸差动连接与双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。

考虑到从工进转快退时回油路流量较大,故选用换向时间可调得电液换向阀式换向回路,以减小液压冲击。

由于要实现液压缸差动连接,所以选用三位五通电液换向阀,如下图所示。

4.选择速度换接回路

由于本系统滑台由快进转为工进时,速度变化大,为减少速度换接时得液压冲击,选用行程阀控制得换接回路,如图下图所示、

5.选择调压与卸荷回路

在双泵供油得油源形式确定后,调压与卸荷问题都已基本解决。

即滑台工进时,高压小流量泵得出口压力由油源中得溢流阀调定,无需另设调压回路。

在滑台工进与停止时,低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷,高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷,但功率损失较小,故可不需再设卸荷回路。

6.组成液压系统

将上面选出得液压基本回路组合在一起,并经修改与完善,就可得到完整得液压系统工作原理图,如右图所示。

为了解决滑台工进时进、回油路串通使系统压力无法建立得问题,增设了单向阀6。

为了避免机床停止工作时回路中得油液流回油箱,导致空气进入系统,影响滑台运动得平稳性,图中添置了一个单向阀13。

考虑到这台机床用于钻孔（通孔与不通孔）加工,对位置定位精度要求较高,图中增设了一个压力继电器１4。

当滑台碰上死挡块后,系统压力升高,它发出快退信号,操纵电液换向阀换向。

四、确定液压系统主要参数

１。

初选液压缸工作压力

所设计得动力滑台在工进时负载最大,在其它工况负载都不太高,参考表１与表2,初选液压缸得工作压力p1＝5MPa。

2、计算液压缸主要尺寸

鉴于动力滑台快进与快退速度相等,这里得液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A１=2A2）,快进时液压缸差动连接、工进时为防止负载突变采用背压,参考表4选此背压为pb＝0.8MPａ。

表1按负载选择工作压力

负载/ＫＮ

〈5

5~１0

10~2０

20～30

30~50

＞50

工作压力／MＰa

<

０.8～1

1.5～２

２、5～3

3～４

4~5

≥5

表2各种机械常用得系统工作压力

机械类型

机床

农业机械

小型工程机械

建筑机械

液压凿岩机

液压机

大中型挖掘机

重型机械

起重运输机械

磨床

组合机床

龙门刨床

拉床

工作压力／ＭPａ

0。

8～2

３～5

２~8

８～10

10~1８

２0～32

表３执行元件背压力

系统类型

背压力／ＭＰa

简单系统或轻载节流调速系统

2～0.５

回油路带调速阀得系统

0.4~0.6

回油路设置有背压阀得系统

０。

5~1。

5

用补油泵得闭式回路

8~1、5

回油路较复杂得工程机械

2~3

回油路较短且直接回油

可忽略不计

表4按工作压力选取d／D

工作压力/MPa

≤５、0

5。

０～7、0

≥7、0

d/D

5~0、55

0、62~0、７0

0.7

表５按速比要求确定d/D

2／1

1.１5

1。

２5

1、33

1、46

61

２

3

０.4

０.5

０、５5

０、6２

71

注:

1—无杆腔进油时活塞运动速度;

2—有杆腔进油时活塞运动速度。

液压缸活塞杆外径尺寸系列

——————摘自GB／Ｔ２３48-1993（mｍ）

4

20

56

160

５

2２

63

１８0

6

2５

70

200

8

2８

８0

220

１0

３２

9０

250

12

36

100

280

14

40

1１0

３２0

1６

45

125

３60

18

５0

１４0

由公式可得:

则活塞直径

参考表4及表５,得d0、71D=6０mm,圆整后取标准数值得

D=8４mm,d=6０mm。

由此求得液压缸两腔得实际有效面积为

根据计算出得液压缸得尺寸,可估算出液压缸在工作循环中各阶段得压力、流量与功率,如下表所列。

表6液压缸所需得实际流量、压力与功率

工作循环

负载F

进油压力

回油压力

所需流量

输入功率Ｐ

N

ｐj

pｂ

L/mｉn

KW

差动快进

18。

6６

0.48

25７89

５1

０、036

5２6

19、４4

0、6３

—－—--—---

１.Δp为液压缸差动连接时,回油口到进油口之间得压力损失,取Δp=０.5MPa。

２。

快退时,液压缸有杆腔进油,压力为ｐj,无杆腔回油,压力为pb=ｐｊ＋Δp。

３.计算工进就是背压按ｐb=0.8Mｐａ代入。

4。

快退时背压按pｂ=０.５Mpa代入。

液压泵得参数计算

小流量泵在快进与工进时都向液压缸供油,由表6可知,液压缸在工进时工作压力最大,最大工作压力为p1=4。

22MPa,如在调速阀进口节流调速回路中,选取进油路上得总压力损失∑∆p=0。

６MＰa,考虑到压力继电器得可靠动作要求压差∆ｐ=０。

5MPa,则小流量泵得最高工作压力估算为

大流量泵只在快进与快退时向液压缸供油,由表6可见,快退时液压缸得工作压力为p1＝1。

95MPａ,比快进时大。

考虑到快退时进油不通过调速阀,故其进油路压力损失比前者小,现取进油路上得总压力损失∑∆p=0。

3ＭＰa,则大流量泵得最高工作压力估算为

因此泵得额定压力可取

（2）计算液压泵得流量

由表６可知,油源向液压缸输入得最大流量为1９、44L/ｍiｎ,若取回路泄漏系数K＝1。

1,则两个泵得总流量为

考虑到溢流阀得最小稳定流量为２.5L／min,工进时得流量为0、51L/ｍin则小流量泵得流量小流量泵得流量最少应为3、1L/ｍin。

所以大流量泵得流量

（３）确定液压泵得规格与电动机功率

根据以上压力与流量数值查阅产品样本,并考虑液压泵存在容积损失,最后确定选取ＰV2R１２－6/26型双联叶片泵。

其小流量泵与大流量泵得排量分别为6ｍL/min与26mＬ/min,当液压泵得转速np=960r／min时,其理论流量分别为5。

6　Ｌ/miｎ与２4。

3L/mｉn,若取液压泵容积效率ηv=0、9,则液压泵得实际输出流量为