液壓傳動課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

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1、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書9液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算舉例設(shè)計(jì)一臺臥式鉆鏜類組合機(jī)床動力頭的液壓系統(tǒng)，動力頭的工作循環(huán)是：快進(jìn)—工進(jìn)—死擋鐵停留—快退—原位停止的工作循環(huán)。動力頭的最大切削力FL=12000N，動力頭自重FG=20000N，快速進(jìn)、退速度為6m/min，快進(jìn)行程為300mm，工進(jìn)速度要求在能在0.02－1.2m/min范圍內(nèi)無級調(diào)速，行程為100mm，導(dǎo)軌型式為平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)fs=0,2，動摩擦系數(shù)fd=0,1，往復(fù)運(yùn)動的加減速時間△t=0.3s9.1負(fù)載分析9.1.1負(fù)載計(jì)算負(fù)載圖切削力FL=12000N重力阻力因工作部件是臥式放置，故重力阻力為零。密封阻力作為內(nèi)負(fù)載阻力，

2、考慮計(jì)入液壓缸的機(jī)械效率，取液壓缸的機(jī)械效率ηm=0.9。背壓阻力由回油管路上的液壓阻力決定的，在系統(tǒng)方案與結(jié)構(gòu)尚未確定前，暫不定，待后定。根據(jù)以上分析，可算出液壓缸在各動作階段中的外負(fù)載與總負(fù)載，如表12所示。表12液壓缸各動作階段負(fù)載動作階段液壓缸外負(fù)載計(jì)算公式液壓缸外負(fù)載F外（N）液壓缸總負(fù)載F=F外/ηm（N）啟動F=Ffs40004444加速F=Ffd+Fm26802978快速F=Ffd20002222工進(jìn)F=FL+Ffd1400015556快退F=Ffd20002222注：表中ηm=0.9根據(jù)表12的數(shù)值可繪制出F-l負(fù)載圖，如圖20所示。9.1.2速度分析速度圖據(jù)題義

3、，快速進(jìn)、退速度相等，即v1=v3=6m/min,行程分別應(yīng)為l1=300mm，l3=400mm；工進(jìn)速度v2=0.02~1.2m/min，v2max=1.2m/min，v2min=0.02m/min,行程為l2=100mm；根據(jù)這些數(shù)據(jù)可繪制出如圖21所示的v-l速度圖。17液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書9.2初步確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸9.2.1初選液壓缸的工作壓力由表3、表4可知，組合機(jī)床的最大負(fù)載為15556N時宜初選液壓缸的工作壓力p1=3MPa。9.2.2計(jì)算確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸因要求v1=v3，故選用單桿活塞油缸，快進(jìn)時液壓缸作差動連接，快退時液壓缸有桿腔進(jìn)油，無桿腔回油，這是須

4、A1=2A2，(d=0.707D)。因?yàn)槭倾@鏜類組合機(jī)床，為了防止鉆孔加工時，孔鉆通時的滑臺突然前沖，揮有路中應(yīng)有背壓。由表2暫取背壓0.6MPa。17液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查得調(diào)速閥（Q-10B~Q100B）的最小穩(wěn)定流量為Qvmin=0.05L/min=0.05×10-3m3/min，由式由此可見，這類調(diào)速閥無論是放在進(jìn)油路還是放在回油路上，液壓缸的有效作用面積A1、A2均可滿足工作部件最低穩(wěn)定速度的要求。9.3液壓缸的工況分析與工況圖液壓缸整個工作循環(huán)中各階段所需的流量、壓力和功率的實(shí)際值如表13所示。17液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書根據(jù)上表可繪制液壓缸的工況圖如圖22所示。17液壓系統(tǒng)設(shè)

5、計(jì)指導(dǎo)書9.4擬訂液壓系統(tǒng)原理圖9.4.1選擇液壓基本回路1）調(diào)速回路與油源形式的選擇由工況圖9-13可以看出，該機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率?。?1kW），速度較低；鉆鏜加工是連續(xù)切削。切削力變化小。故采用節(jié)流調(diào)速的開式回路是合適的。為了防止鉆通時工件部件突然前沖，增加運(yùn)動的平穩(wěn)性，系統(tǒng)采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路中加背壓閥，如圖23所示。2）油源控制形式及其壓力控制回路由工況還可以看出，該系統(tǒng)由低壓大流量和高壓小流量兩個階段組成，其最大流量與最小流量之比Qmax/Qmin=17.1/(0.113~0.8)=2.51~151.3，而相應(yīng)的時間之比t工/t快=（5~300）/4=

6、1.25~75。一般較多的工況是出現(xiàn)在v2=0.02~1.2m/min的平均值情況，若按此平均值考慮，上述的比值仍然很大。因此為了節(jié)能，考慮采用雙聯(lián)葉片泵油源供油。在進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路與雙泵供油形式確定的情況下，油源的壓力控制回路也就基本確定，如圖23所示。該回路中的溢流閥是根據(jù)系統(tǒng)工進(jìn)時泵的最高工作壓力調(diào)定，則液控順序閥的調(diào)定壓力應(yīng)高于快速空行程時的最高壓力，而低于工作進(jìn)給所需的壓力。當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行元件做快速運(yùn)動時，溢流閥與液控順序閥均關(guān)閉，使雙泵同時供油；當(dāng)執(zhí)行元件做工進(jìn)運(yùn)動時，系統(tǒng)壓力升高，液控順序閥開啟，使右泵通過液控順序閥卸荷，單向閥關(guān)閉，使左泵向系統(tǒng)供油做工進(jìn)運(yùn)動，這種調(diào)壓與

7、卸荷功能的協(xié)調(diào)動作，使系統(tǒng)在完成快速進(jìn)退和工進(jìn)運(yùn)動的同時達(dá)到節(jié)能的目的。17液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書３）快速運(yùn)動與換向回路由于系統(tǒng)要求快進(jìn)與快退速度相等，因此在雙泵供油的基礎(chǔ)上，快進(jìn)時采用液壓缸差動連接快速運(yùn)動回路；快退時采用液壓缸有桿腔進(jìn)油、無桿腔回油的快速運(yùn)動回路；并且將液壓缸兩腔作用面積比設(shè)計(jì)為A1=2A2。由工況圖可以看出，系統(tǒng)在快退時的進(jìn)油量為17.1L/min，回油流量為17.1×56.7/28.5=34.02L/min，系統(tǒng)流量不大，工作壓力也不高,故采用電磁