卧式钻镗组合机床的动力滑台液压系统设计Word下载.docx

1、4.重力由于动力滑台为卧式放置,所以负载不考虑重力.关于液压缸内部密封装置摩擦阻力Fs的影响,计入液压缸的机械效率中.根据以上分析,计算各工况负载列表9-10.本机床动力滑台所受负载迹为液压缸所受负载.表9-10 液压缸在各动作阶段的负载工 况计算公式液压缸负载F （N）液压缸驱动力F0=Fm （N）启 动F=fsFg40104447加 速F=fdFg+Fm3362 3513快 进F=fdFg20012223工 进F=Ft+fdFg1400114223制 动F=fdFgF18782086快 退F=fdFgF640711 注: 取液压缸机械效率m=0.9. 二，绘制负载图和速度图根据已给的快进

2、，快退，工进的行程和速度，配合表910中相应负载的数值，可绘制液压港的Fl与l图，或近似计算快进、工进、快退的时间如下：快进工进 V10-3图913液压缸负载图和速度图（a）Ft图 （b）t图 工进所需最长时间t2max为工进所需最短时间t2min为快退配合表910中相应负载的数值，可绘制Ft、t图，见图913所示。三、确定液压系统参数1. 初选液压缸的工作压力关于组合机床液压系统的工作压力，一般为（3050）105Pa（参照表93）。初选液压缸工作压力P1=45105Pa。为防止钻铜孔时动力滑台发生前冲，液压缸回油腔应有背压，背压P2=6假定决进、快退回油压力损失P2=5105P .2. 计

3、算液压缸尺寸由于液压缸前，后腔有效面积之比为2:1，则得液压缸无杆腔有效工作面积A1为取 A1=33.810-4故液压缸内径D为按表9-4取标准值D=7102m。示. . 按式（4-7）计算活塞杆直径d为 d=0.7D510-2m（标准值径）液压缸尺寸取标准值之后的有效工作面积：无杆腔面积有杆腔面积活塞杆面积 A3=A1-A2=15.73.计算液压缸在工作循环中各阶段所需的压力、力量和功率。见表911，表中F0为液压缸的驱动力，由表910查得。4，绘制液压缸的工况图根据表911，即可绘制液压缸的流量图、压力图和功率图。如图914所示。表911 各工况所需压力、流量和功率计 算 公 式F0（N）

4、液 压 缸P2 （105Pa）P1（105Pa）Q（10-3/s）P（W）快进启动加速Q=A31P=P1QP2=0P2=522.618.311.80.3（24L/min）0.427103Q=A126420.07（4.2L/min）0.254快退制动P2=052118.511.73.70.21（0.024L/min）0.47注:去工进时的最大速度2=2010-3m/s（a）流量图 （b）压力图 （c）功率图图914 液压缸工况图 四,似定液压系统原理图1,调速方式的选择钻、镗组合机床工作时，要求低速运动平稳性好；速度负载特性好，由图914可知，液压缸快速和工进时功率都较小，负载变化也较小，因此采

5、用调速阀的进油节流调速回路。为防止工作负载突然消失（钻通孔）引起前冲现象，在回油路上加背压阀。2.快速回路和速度换接方式的选择本题已选用差动型液压缸（A1=2A2）实现“快、慢、快”的回路，即采用快进和快退速度相等的差动回路作为快速回路。由于快进转为工进时有平稳性要求，故决定采用行程阀来实现，而工进转快退则利用压力继电器来实现。综上所述，本系统的主要液压回路为进油节流调速回路与差动回路。为实现这两种回路的要求，可以有多种不同形式的进油节流调速回路与差动回路的组合。下面对图915所示（a）、（b）、（c）和（d）四种回路进行分析比较。 （a） （b） （c） （d）图915 液压回路图其中，（a

6、）图所示回路是利用两个二位三通电磁换向阀代替（b）、（c）图中的一个三位五通电磁换向阀。二位换向阀通道简单，压力损失小，而且（a）图比（b）、（c）图少用一个液压顺序阀。图9-16钻，镗组合机床液压系统图 表913 系统工作循环表 电磁铁动作循环1DT2DT行程阀压力继电器+/工作给进压下（工进终了）停止（或中途停止）五、选择液压元件，1. 选择液压泵和电机（1）确定液压泵的工作压力，由图914（b）和表911可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为42105本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管路压力损失为8105Pa，由于采用压力继电器，溢流法的调整压力一般应比系统高压力大5105P

7、a故泵的最高工作压力为 PP1=（42+8+5）105=55105Pa这是小流量泵的最高工作压力（稳态），即溢流法的调整工作压力。 Pn=1.25PP1=1.2555105Pa68.8大流量泵只只在快速时向液压缸输油，由图914（b）可知，液压缸快退时的工作压力比快进时大，这是压力油不通过调速阀，进油路较简单，但流经管道合法的有流量较大，取进油路压力损失为5105Pa,故快退时，甭的最高工作压力为 PPN=（11.7+5）105=16.7这是大流量泵的最高工作压力，此职是液控顺序阀7和8（见图916）调整时的参考数据。（2）液压泵的流量 由图914（a）可知，最大流量在快进时，其值为0.410

8、-3m3/s（24L/min）.按式（913）计算液压泵的最大流量，取K=1.15，得 Q=1.150.410-3=4.610-3m3/s（276L/min）最小流量在工进时，其值为0.710-3 m3/s（42L/min），为保证工进时系统压力较稳定，应考虑溢流阀有一定的最小溢流量，取最小溢流量为0.1710-3 m3/s（约1 L/min）故小流量泵应取0.09410-3 m3/s（约5.62 L/min）。根据一上计算数值，选用公称流量分别为0.1510-3 m3/s、0.110-3 m3/s；公称压力为68.8105Pa的双联叶片泵。（3）选择电动机 由图914（c）可知，最大功率出现

9、在快退阶段，其数值按式（917）计算式中: Q大泵流量,Q=0.1510-3 m/s（9L/min）； Q小泵流量, Q=0.110-3 m/s（6L/min） P液压泵总效率，取P=075。根据快退阶段所需功率566W几双联叶片泵要求的转速，选用功率为1.1103W的标准型号电机2.元，辅件的选择根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的规格。由于当前液压行业正在更新各种液压元件，即将生产新高压规格的远见，以取代中、低压液压元件。为此本列题中只列出系统所用远见的名称和技术数据，型号从略（见表914）。3.确定管道尺寸由于本系统液压缸差动连接时，油管内通油量较大，其实

10、际流量Q 0.510-3m3/s（30L/min），取允许流速=0.5 m/s，则住压力油管d用式（921）计算 （11.3） 圆整化取d=12。油管壁厚一般不需计算，根据选用的管材和管内径查液压传动手册的有关表格得管的壁厚。选用1412，10号冷拔无缝钢管。其他进油管、回油管和吸油管，按元件连接口尺寸决定油管尺寸，测压管选用43柴铜管或铝管。管接头选用卡套式管接头，其规格按油管通径选取。表9-14所选液压元件的说明编号元件名称技术数据P105PaQ10-3/60m3/s调整压力（P105Pa）1叶片泵双联；P=70;Q=6;P=56.62Q=9;P=26.83三位五通电磁换向阀P=63;Q=

11、25;4单向行程调速阀Qmin=0.03;=23溢流阀Pmin4；Q=10卸荷压力P1.5背压阀Q=10背压压力P=65;实际通过流量Q4.627液动顺序阀Q=25；卸荷压力P1.5实际通过流量Q=9（作卸荷阀用）8P=363; 卸荷压力P1.5;P=26.8+（58）9单向阀2；实际通过流量Q=1510Q=10；实际通过流量Q=911实际通过流量Q1512实际通过流量Q3013P=1063;反向区间压力调整范围为5814压力表开关P=63；测量6点压力值；实测4压力值15滤油器WU-25180J型；公称通径1510-3m公称流量0.42（25L/min）注；以上元件除液压泵、滤油器外，均为板

12、式连接。4.确定油箱容量中压系统油箱的容量，一般取液压泵公称流量Qn的57倍，故取油箱容积V为 V=7Qn=71510-3=10510-3m3（105L）六、管路系统压力损失的验算 由于有同类型液压系统的压力损失值可以参考，故一般不必验算压力损失值。下面以工进时的管路压力损失为列计算如下：已知：进油管、回油管长均为L=1.5m，油管内径d=1210-3m，通过流量Q=0.07710-3m3/s,选用20号机械油，考虑最低工作温度为15，=1.5cm2/s.1. 判断油流类型，利用式（924）故为层流。2. 沿程压力损失1利用式（925）分别算出进、回油压力损失，然后相加即得到总的沿程损失。进油

13、路上回油路上，其流量Q=0.038510-3m3/s（差动液压缸A12A2）,压力损失为 由于差动液压缸，且A12A2,故回油路的压力损失只有一半折合到进油腔。所以工进时总的沿程损失为 1=（0.40.50.2）105Pa=0.5局部压力损失2 由于采用集成块式的液压装置，故只考虑阀类元件和集成内油路的压力损失。为计算方便，将工进时油流通过各种阀的流量和压力损失列表915如下：表915发的流量和压力损失名称实际通流量Q10-360m3/s公称流量工程压力损失Pn单向阀94.6225三位五通电磁换向阀3单向行程调速阀4 液动顺序阀82.311.5（卸荷时压力损失）利用式（9-26），计算各阀局部

14、压力损失值和v如下：取油流通过集成块时的压力损失 J=0.3105 Pa故工进时总的局部压力损失为 2=（8.2+0.3）105=8.5所以 =（0.5+8.5）105 =9这个数值加上液压缸的工作压力（由外负载决定的压力）和压力继电器要求系统调高的压力（取其值为5105 Pa），可作为溢流阀调整压力的参考数据。其压力调整值P为 P=P+P1+P+5式中；P1液压缸工进时克服外负载所需压力。 P1=F0/A1=15556N/38.510-4=40.4 所以 P=（40.4+9+5） 105 Pa=54.4这个值比估算的溢流阀调整压力值56.6105 Pa稍小。因此主油路上的元件和油管直径均可不

15、便。应该指出，本系统液压缸快退时，由于流量大和液压缸前后腔压力折算的影响，此时管路系统总的压力损失比工进时要大。若工进时外负载较小，则其溢流阀的调整压力就有可能要按快退时所需压力调定。七、液压系统的发热与温升验算从图913知，本机床的工作时间主要是工进工况。为简化计算，主要考虑工进是的发热，故按工进工况验算系统温升。1. 液压泵的输入功率工进时小流量泵的压力P=56.6105 Pa ，流量QP1=0.110-3m3/s，小流量泵功率为式中：P液压泵的总效率。 工进时大流量泵卸荷，顺序阀的压力损失P=1.5105 Pa，大流量泵的工作压力PP2=1.5105 Pa，流量QP2=0.1510-3m

16、3/s，大流量泵功率P2为 故双联泵的合计输入功率Pi为 Pi=P1+P2=750+26=766W2.有效功率工进时，液压缸的负载F=14001N（见表9-10），取工进速度=1.6510-3m/s（0.1m/min），输出功率P0为P0=F=140010.00165=23.4W3.系统发热功率Ph系统总的发热功率Ph为Ph=PiP0760W4.散热面积油箱容积V=105l（10510-3m3），油箱近似散热面积A为A=0.065V2=0.0655.油液温升T假定采用风冷，取油箱的散热系数CT=23W/m2,利用式（9-31）可得油液温升为设夏天的室温为30，则油温为30+19.8=49.8，设有超过最高允许油温（5070）。