卧式钻镗组合机床液压系统设计Word格式文档下载.docx
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2.2工况分析图 4
3.方案确定 5
3.1选择液压回路。
5
3.1.1调速回路及油源形式 5
3.1.2快速回路及速度换接回路 5
3.1.3换向回路 6
3.1.4行程终点的控制方式 6
4.计算和选择液压元件 6
4.1确定液压泵的规格和电机功率 6
4.1.1压泵工作压力的计算 6
4.2液压阀的选择 7
4.3确定管道尺 8
4.3.1压油管道 8
4.3.3回油管道 9
4.4确定邮箱容量 9
5.组成液压系统图 9
6.液压系统主要性能的估算 10
6.1液压缸的速度 10
6.2系统的效率 11
6.2.1回路中的压力损失 12
6.2.2液压泵的工作压力 13
6.2.3顺序阀的调整压力 13
6.3液压回路和液压系统的效率 14
1.设计任务
设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。
该机床用于加工铸铁箱形零件的孔系,运动部件总重G=10000N,液压缸机械效率为0.9,加工时最大切削力为12000N,工作循环为:
“快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止”。
快进行程长度为0.4m,工进行程为0.1m。
快进和快退速度为0.1m/s,工进速度范围为3×
10~5×
10m/s,采用平导轨,启动时间为0.2s。
要求动力部件可以手动调整,快进转工进平稳、可靠。
1.1设计要求
,
1.2设计参数
快进行程长度为0.4m,工进行程为0.1m
快进和快退速度为0.1m/s工进速度范围为3×
10m/s
1.3主要内容
1、进行工况分析,绘制工况图。
2、拟定液压系统原理图,绘制电磁铁动作表
3、计算液压系统及有关元件参数,选择液压元件
4、液压缸结构设计
5、编写设计说明书
第18页共14页
2.工况分析
2.1负载图及速度图
2.1.1负载分析
a.切削力:
=12000N
b.摩擦阻力:
=0.2×
10000=2000N
=0.1×
10000=1000N
c.惯性阻力
=N=510N
d.重力阻力
因工作部件是卧式安置,故重力阻力为零。
e.密封阻力
将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去,去液压缸机械效率=0.9。
f.背压阻力
背压力查表选取。
根据上述分析课算出液压缸在各动作阶段中的负载,见下表。
工况
计算公式
液压缸负载F/N
液压缸推力
启动
2000
2222
加速
1510
1678
快速
1000
1111
工进
13000
14444
快退
2.1.2负载图、速度图。
快进速度与快退速度相等,即==0.1m/s。
行程分别为=0.4m,=0.5m;
工进速度=m/s,行程=0.1m。
负载图和速度图如下。
2-1负载图
2-2速度图
2.2工况分析图。
液压缸工作循环中各动作阶段的压力、流量和功率的实际使用值,见下表。
负载F/N
液压缸
回油压力/MPa
输入流量q/(L/min)
进油腔压力/MPa
输入功率P/kW
快进
—
0.788
=+=+0.5
1.100
恒速
16.92
0.899
0.254
0.6
0.102~1.701
2.849
0.005~0.081
0.780
0.5
1.584
17.1
1.385
0.395
根据上表可绘制液压缸的工况图,如下图所示。
2-3工况图
3.方案确定
3.1.1调速回路及油源形式。
由工况图可知,该机床液压系统功率小,速度较低;
钻镗加工为连续切削,切削力变化小。
故采用节流调速回路。
为增加运动的平稳性,为防止当工件钻通时工作部件突然前冲,采用调速阀的出口节流调速回路。
由工况图还可以看出,该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成。
其最大流量与最小流量之比为=17.1/(0.102~1.701)=10.05~167.65,而相应的时间之比为=(20~333)/9=2.22~37。
此比值很大,为了节约资源,采用双定量泵供油。
3.1.2快速回路及速度换接回路。
因系统要求快进,快退的速度相等,故快进时采用液压缸差动连接的方式,以保证快进、快退时的速度基本相等。
由于快进、工进之间的速度相差较大,为减小速度换接时的液压冲击,采用行程阀控制的换接回路。
3.1.3换向回路。
由工况图可看出,回路中流量较小,系统的工作压力也不高,故采用电磁换向阀的换向回路。
在双定量泵供油的油源形式确定后,卸荷和调压问题都已基本解决,即工进时,低压泵卸荷,高压泵工作并由溢流阀调定其出口压力。
当换向阀处于中位时,高压泵虽未卸荷,但功率损失不大,故不再采用卸荷回路,以便油路结构更加简单。
3.1.4行程终点的控制方式。
在行程终点采用死挡铁停留的控制方式。
上述选择的液压回路,如下图所示。
3-1双泵油源3-2调速及速度换接回路3-3换向回路
4.计算和选择液压元件
4.1确定液压泵的规格和电机功率。
4.1.1压泵工作压力的计算。
a.确定小流量泵的工作压力。
小流量泵在快进、快退和工进时都向系统供油。
最大工作压力为=2.849MPa。
在出口节流调速中,因进油路比较简单,故进油路压力损失取=0.5MPa,则小流量泵的最高工作压力为
=+=2.849+0.5=3.349MPa
b.确定大流量泵的工作压力。
大流量泵只有在快进、快退中供油。
由工况图可知,最大工作压力为=1.385MPa。
若取此时进油路上的压力损失为=0.5MPa,则大流量泵的最高工作压力为
=+=1.385+0.5=1.885MPa
4.1.2液压泵流量计算。
由工况图知,液压缸所需最大流量为17.1L/min,若取泄漏折算系数K=1.2,则两个泵的总流量为
=17.1×
1.2=20.52(L/min)
因工进时的最大流量为1.701L/min,考虑到溢流阀的最小稳定流量(3L/min),故小流量泵的流量最少应为4.701L/min。
4.1.3液压泵规格的确定。
按式=×
[1+(25~60)%]=3.349×
[1+(25~60)%]=4.186~5.358MPa及=20.52(L/min)查设计手册,选取型双联叶片泵,额定压力为6.3MPa。
4.1.4电机功率的确定。
由工况图得知,液压缸最大功率=0.395kW,出现在压力为1.385MPa、流量为17.1L/min的快退阶段,这时泵站输出压力为1.885MPa,流量为22L/min。
若取泵的总效率为=0.75,则电机所需功率为
P===0.92kW
查手册选用功率为1.1kW、同步转速为1000r/min的电动机。
4.2液压阀的选择。
根据系统的最高工作压力和通过各阀的最大实际流量,选出各阀的规格见下表。
序号
液压元件名称
通过的最大实际流量/(L/min)
型号
规格
接口尺寸
数量
1
双联叶片泵
10/12L/min
6.3MPa
2
溢流阀
10
Y-25B
25L/min
3
顺序阀
12
XY-25B
4
单向阀
I-25B
5
三位四通电磁换向阀
44
34D-63B
63L/min
6
调速阀
3.4
Q-25B
7、10
22
8
二位三通机动换向阀
23C-25B
9
压力继电器
DP1-63B
调压范围1~6.3MPa
11
二位二通电磁换向阀
22D-25B
滤油器
XU-40×
100
40L/min
13
压力表开关
K-6B
选择液压元件时,在满足要求的条件下,应尽量选择使各元件的接口尺寸相一致,以便管道的选择和安装方便。
4.3确定管道尺寸
4.3.1压油管道
由式(5-12)有
d=2
按已选定的标准元件的接口尺寸取d=12mm
4.3.2吸油管道
d=2
取d=25mm
4.3.3回油管道
3种管道皆为无缝钢管。
4.4确定邮箱容量
按推荐公式V=(5~7),取V=6×
22=132L
5组成液压系统图。
液压系统图、动作循环图及电磁铁动作循环
5-1液压系统图
5-2动作循环图
5-3电磁铁动作循环表
6.液压系统主要性能的估算
6.1液压缸的速度
在液压系统各个组成元件确定之后,液压缸在实际快进、工进和快退时的输入、排出流量和移动速度,已与题目原来所要求的数值不尽相同,故需要重新估算。
估算结果如表。
输入流量/(L/min)
排出流量/(L/min)
移动速度/(m/min)
快进(差动)
=44.234-22
=22.234
=
=7.8
=0.102~
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