卧式单面钻镗组合机床液压系统设.docx
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卧式单面钻镗组合机床液压系统设
卧式单面钻镗组合机床液压系统设计
一、明确设计依据,绘制工况图
1.负载分析
工作负载:
FW=28000N
摩擦负载:
Ff动=0.1×104=1000N
Ff静=0.3×104=3000N
惯性负载:
Fa=(G/g).(△v/△t)=104/9.8×6/60/0.05=2040N
重力负载:
Fg=0(因为动力滑台卧式安装)
工况
计算公式
液压缸负载(N)
驱动力(N)
启动
F=Ff静
3000
3333
加速
F=Ff动+Fa
3040
3377
快进
F=Ff动
1000
1111
工进
F=Ff动+FW
29000
32222
快退
F=Ff动
1000
1111
制动
F=Ff动-Fa
-1040
-1155
※液压缸的机械效率取η=0.9(0.9~0.97)
2.负载图和速度图
根据负载分析和课题的所给的速度要求(一次工进按300mm/min,二次工进按12mm/min)绘制负载图和速度图。
3.初步确定液压缸的主要参数
①初步定压力P1;
②定D、d;
③液压缸所需要最大最小流量计算;
快进工况:
工进一:
工进二:
快退工况:
④液压缸各阶段所需要的压力。
快进工况:
工进:
快退工况:
4.列工况表、绘工况图
工况
液压缸
驱动力(N)
所需流量
(进油口)(L/min)
回油背压(Mpa)
进油压力(Mpa)
功率
(进油口)(Kw)
快进
1111
30
0.5
0.668
0.334
工进一
32222
2.85
0.8
3.78
0.179
工进二
0.114
0.007
快退
1111
26.9
0.5
1.3
0.58
※启动、制动工况,因对本机床液压系统以下的计算无实际意义,故不再计算。
5.定位夹紧系统的综合计算
①夹紧油缸的受力分析;
②夹紧油缸的设计;
③定位油缸的设计;
定位油缸的作用是插定位销,负载很小,可根据夹具的结构情况设计一个小缸即可,为了加工或者购买方便,可与夹紧缸一样。
二、拟定液压系统
(一)、动力头部分,应考虑下列问题:
1.供油方式
因为快慢速比为6/0.012=500,
且快速时间为(250+150)/6000=0.066分=4s,
工进时间为(50/12)+(50/300)=4.3分=260s,
说明系统多在高压小流量场合工作。
用一个高压大流量定量泵,因工进时能量损失大,不行。
用双泵供油,可行,但是系统比较复杂。
用限压式变量叶片泵,可行。
2.执行元件
用单杆活塞缸可实现差动连接,减少泵的供油量。
3.调速方式
(1)此为小功率系统,可用节流调速,为了提高速度稳定性,故用调速阀调速。
(2)因为工进速度相当低,所以采用进口节流调速。
为实现两级工进,用调速阀串联以保证换接平稳性。
(3)为避免加工时镗刀损坏,回油路上应加背压阀。
4.换向回路
为满足题目要求,用电液换向阀,且换向时间可调。
(二)、定位、夹紧部分应考虑:
1.因为要求先定位,后夹紧,所以要有顺序控制回路。
2.因为要保证大的夹紧力,夹紧可靠且为稳定值,所以采用减
压阀和单向阀。
3.要有换向回路。
(三)、系统动作原理
1.工件放好后,按下电钮,定位缸运动。
2.定位缸到位后,压力升高,顺序阀打开,夹紧缸运动。
3.夹紧缸到位后,压力升高,压力继电器发出信号,1YA(+),开始快进。
4.快进结束,挡块压下行程阀,转入工进1.
5.工进1结束,靠行程开关(因工进1、工进2行程可调,所以用行程开关很灵活)使电磁铁通电,转入工进2。
6.工进2结束后,压力继电器发出信号给时间继电器,时间继电器给讯号1YA(-)、2YA(+),实现快退。
(因不是通孔,所以用压力继电器控制,以保证死挡铁停留,且停留时间由时间继电器调整)。
7.快退结束后,碰到行程开关,使1YA(-)、2YA(-),也使二位四通电磁阀换位,夹紧缸松开,定位缸拔销。
8.拔销完毕,压力升高,继电器发出讯号,使油泵卸荷。
三、选择液压元件
1.油泵的选择
由前面可知:
工进时压力最大
快进时流量最大
快退时功率最大
因为这种系统执行元件与泵的输出功率趋势一致。
①液压泵的工作压力
pp=p1+∑△p=3.77×106+1.5×106=5.27Mpa
(P155取∑△p=1.5×106Mpa)
②泵的流量
qvmax=q快进k=1.1×30=33L/min
③选泵
额定压力pn=(1+20%)pp=6.324MpaP155
泵的额定流量qvpn=33L/min
查《液压传动》手册
调节流量调节螺钉,使qvpn=33L/min即可。
④选电机
快退工况:
取ηp=0.8,pp=1.3×106+0.5×106=1.8Mpa,qvp=33L/min,
所以P电=(1.8×106×33×10-3)/(60×0.8)=1237.5w=1.24Kw,
查手册选电机型号为:
J02-32-06
(额定功率Pn=2.2Kw,同步转速1000r/min)
2.阀类的选择
3.辅助元件的选择
4.管径的选择
取d=20mm.
5.油箱的容积
本系统为中压系统,故有效容积
=(5~7)x33=165~231L
四、性能估算及调试说明
(一)实际流量、速度
快进
快退
一次工进
二次工进
输入流量l/min
30+26.9
30
2.85
0.114
输出流量l/min
26.9
63.7
1.43
0.057
移动速度m/min
5.99
6.7
0.3
0.012
(二)、液压油的选择
选择L-HL32普通液压油。
当环境温度为500C时,
=0.2X104m2/s;当环境温度为150C时,
=1.5X104m2/s。
雷诺数
P16表2-4
为层流。
(三)、回路中压力损失计算
1.快进
进油路:
回油路:
2.工进
工进时流量比较小,所以沿程损失比较小,可忽略不计。
因为二次工进经过两个调速阀,损失比较大,因此按二次工进计算损失。
进油路:
回油路:
有背压0.8Mpa
故
(四)、回路效率计算
快进:
快退:
工进:
因工进工况为主要工况,所以系统的效率及发热均以工进阶段为主准。
1.系统的效率
%
或
%
2.温升验算
(五)、调试说明:
1.泵的最大工作压力
考虑动压力
选用额定压力为6.3
的泵,可用。
2.减压阀
根据夹紧时一个油缸的最大推力17191N,需要压力
,所以
。
夹紧力略有加大,可用。
3.夹紧处压力继电器
4.溢流阀
因为作背压用,所以
。
5.液控顺序阀
因为快进、快退时均不能打开,所以
。
工进时一定要打开,所以
。
故取
。
6.单向顺序阀
应大于插定位销的压力。
7.压力继电器
因为快退的开始由它控制,取其压力大于
,为4.5
。
思考题
1.你所设计的系统用什么形式的泵?
为什么?
泵的额定流量是如何确定的?
2.你设计的系统如何满足题目所给的要求:
“要求速度换接平稳,换向无冲击”?
3.根据哪些性能要求选用调速阀?
4.泵的最大功率与执行元件的最大功率对应吗?
电动机功率应怎样确定?
5.你设计的系统如何实现快进→工进→快退的自动转换?
可以用压力继电器来控制快进→工进的转换吗?
为什么?
6.哪些位置需要安装压力表?
为什么?
7.管道型号22X15的含义是什么?
8.各元件的连接方式是什么?
9.如何调整加速、减速时间为0.02s?
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