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1、X.设计题目卧式双面铳削组合机床的液压系统设计设计卧式铳削组合机床的液压系统。机床的加工对象为铸铁变速箱体，动作损血为夹紧缸夹紧一一工作台快速趋近工件一一工作台进给一一工作台快退一一夹紧缸松开一一原位停止。工作台移动部件的总质量为400Kg,工作台快进行程为100mln,快进速度为3.5mmin,工进行程为20Omnb工进速度为80300mm/Inin,轴向工作负载为1200ON,力口、减速时间为0.2s。采纳平导轨，静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1,夹紧缸行程为30mm,夹紧力为800N。快退速度为6mmin,要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。2 .液压传动系统的设计与计算2.1
2、分析液压系统工况负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样须要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为外，动摩擦力为,则工作负载：FW=I200ON惯性负载：Fi=m=400x15-=11INz600.2Fai=m=400-=200N4600.2静摩擦负载：Ffr=0.24009.8=78W动摩擦负载：=0.1x4009.8=392N假如忽视切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率Z1=09,则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出
3、，见表2-1。速度图（F-2）表2-1液压缸各运动阶段负载表运动阶段负载组成负载F/N推力p=(fk)n快进启动F=FK784871加速F=(Ffd+FJ509566匀速F=Ffii392436工进F=Fw+Ffd1239213769快退F=Ffd392436依据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F-I）和图2-1负载图和速度图2.2 确定主要参数1 .初定液压缸的工作压力组合机床液压系统的最大负载约为14000N,查表9-2初选液压缸的设计压力R=3MP42 .液压缸主要参数的确定为了满意工作台快速进退速度相等，并减小液压泵的流量，这里的液压缸课选用单杆式的，并在快进时差动连
4、接，则液压缸无杆腔与有杆腔的等效面积Al与A2应满意A1=2A2（即液压缸内径D和活塞杆直径d应满意：d=0.707D。为防止铳削后工件突然前冲，液压缸需保持肯定的回油背压，查表9-4暂取背压为P2=0.5MPa,并取液压缸机械效率户0.9。则液压缸上的平衡方程故液压缸无杆腔的有效面积:液压缸内径：按GB/T2348-1980,取标准值D=80mm；因A1=2A2,故活塞杆直径d=0.707D=56mm(标准直径)则液压缸有效面积为：A=-D2=-802cm2=50.24c44A2=-(D2-J2)=-(802-562)cm2=25.62cm2443 .绘制液压系统工况图差动连接快进时，液压缸
5、有杆腔压力P2必需大于无杆腔压力P1.其差值估取P2-Pl=0.5MPa,并留意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时4P=0;另外取快退时的回油压力损失为0.5MPa0依据假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力.流量和功率，并可绘出其工况图表31液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值工作阶段推力F(N)回油腔压力P2(MPa)工作腔压力Pi(MPa)输入流量q(1.min)输入功率P(KW)快进启动87100.35快进加速5661.250.75快进恒速4361.20.708.6170.450工进137690.53.7610.4-1.50.15-0.43快退启动87100.34快退加速566
6、0.30.809快退恒速4360.30.7588.9670.680注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进N口之间的JE力损失p=5IO5pcl.而p=pj+Ap2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为，无杆腔回油，压力为8液压缸的工况图：Pt/MPa10020030)1002001.OO2003C0q1.ln图3-1工况图2.3绘制液压传动系统原理图1 ,调速回路的选择该机床液压系统的功率小(lkw),速度较低；钻镇加工时连续切削，切削力改变小，故采纳节流调速的开式回路是合适的，为了增加运动的平稳性，防止钻孔时工件突然前冲，系统采纳调速阀的进油节流调速回路，并在回油路中加背压阀。1.2 .油源及其
7、压力限制回路的选择该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，因此为了节能，考虑采纳双联叶片泵油源供油。3快速运动与换向回路由于系统要求快进与快退的速度相同，因此在双泵供油的基础上，快进时采纳液压缸差动连接快速运动回路，快退时采纳液压缸有杆腔进油，无杆腔回油的快速运动回路。4 .速度换接回路由工况图可以看出，当动力头部件从快进转为工进时滑台速度改变较大，可选用行程阀来限制快进转工进的速度换接，以削减液压冲击。5 .压力限制回路在泵出口并联一先导式溢流阀，实现系统的定压溢流，同时在该溢流阀的远程限制口连接一个二位二通电磁换向阀，以便一个工作循环结束后，等待装卸工件时，液压泵卸载，并便于液压泵空载
8、下快速启动。6 .行程终点的限制方式这台机床用于钻、馍孔（通孔与不通孔）加工，因此要求行程终点的定位精度高因此在行程终点采纳死挡铁停留的限制方式。7 .组成液压系统绘原理图将上述所选定的液压回路进行组合，并依据要求作必要的修改补充，即组成如下图1-3所示的液压系统图。为便于视察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无腔进口处设置测压点，并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即能观测各点压力。16图1-3液压系统原理图液压系统中各电磁铁的动作依次如表3-2所示。动作名称IYA2YA工作台快进+-工作台工进+-工作台快退-+液压泵卸载-3-2电磁铁动作依次表2.4计算与选择液压元件1.液压泵
9、液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为3.76IMPa,如取进油路上的压力损失为O.8MPa,压力继电器调整压力高出系统最大工作压力之值为0.5MPa,则小流量泵的最大工作压力应为Ppl=(3.761+0.8+0.5)MPa=5.061MPa大流量泵是在快速运动时才想液压缸输油的，由工况图可知，快退时液压缸中的工作压力比快进时大，如取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Pp2=(0.758+0.5)MPa=I.258MPa由工况图可知，两个液压泵应向液压缸供应的最大流量为8.9671.min,若回路中的泄漏按液压缸输入流量的10%估计，则两个泵的总流量应为O由于溢流阀的
10、最小稳定溢流量为31.min,而工进时输入液压缸的流量为0.l.51.min,由小流量也岩崩单独供油，所以小液压泵的流量规格最少为3.41.min0依据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最终确定选取PV2R12-6/26型双联叶片泵，其小泵和大泵的排量分别为6m1.r和26m1.r,若取液压泵的容积效率I7则当泵的转速为940rmin时，液压泵的实际输出流量为Mp=(6+26)*940*0.9/1000J1./min=(5.122)1.nin=27.I1./min由于液压缸在快退时输入功率最大，这是液压泵工作压力为1.258MPa,流量为27.I1./min,取泵的总效率为0.75,则液压泵驱
11、动电动机所需的功率为依据此数值按JB/T10391-2002,查阅电动机产品样本选取Y1001.-6型电动机，其额定功率Pn=1.5KW,额定转速nl=9401面。2 .阀类元件及协助元件的选择依据阀类及协助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可以选出这些液压元件的型号及规格见表33表33元件的型号及规格序号元件名称估计流量1./MIN额定流量1./MIN额定压力MPQ额定压降MPa型号、符号1双联叶片泵5.1+2216/14PV2R12-6/262三位五通阀5580160.535DF3Y-E10B3行程阀6063160.25AXQE-EalOB4调速阀().41.5O.07
12、5016AXQF-EalOB5单向阀6063160.2F3-EalOB6单向阀30630.5-160.2F3-EalOB7液控依次阀2263160.3XF3-E10B8背压阀0.20.86316YF3-E10B9溢流阀5.16316YF3-E10B10单向阀2263160.2AF3-EalOB11过滤器30630.2XU-63*80J12压力表开关16KF3-EalOB13单向阀5563160.2KF3-EalOB14压力继电器10HEDlKA/103 .油管的选择各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸确定，液压缸进、出油管则按输入、输出的最大流量计算。由于液压泵的详细选定之后液压缸在各阶段的
13、进、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算如表34所示表34液压缸的进、出流量和运动速度流量、速度快进工进快退输入流量/(1.Zmin)Qi=C1P=27.1排出流量/(1.Zmin)运动速度/(mmin)由表中的数据可知所选液压泵的型号、规格适合。由表34可知，该系统中最大压力小于3MPa,油管中的流速取3m/s。所以按公4 =2*式,乃U可计算得液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为：查表JB82766(52),同时考虑制作便利，选18乂2(外径18mm,壁厚2mm)的10号冷拔无缝钢管(YB23_70)4,确定油箱容积：油箱容积按液压传动式(7-8)估算，当取,为7时，求得其容积按JB
14、/T7938T999规定，取标准值V=2501.2.5液压系统性能验算1 .验算系统压力损失并确定压力阀的调整值(1)快进滑台快进时，液压缸差动连接，进油路上油液通过单向阀10的流量是221./MIN,通过电液换向阀2的流量是27.11./MIN,然后与液压缸的有杆腔的回油汇合，以流量55.301.min通过行程阀3并进入无杆腔。因此进油路上的总压降为此值不大，不会使压力阀开启，故能确保两个泵的流量全部进入液压缸。回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀2和单向阀6的流量都是28.21.min,然后与液压泵的供油合并，经行程阀3流入无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力P2和无杆腔压力Pi之差。此值小于原估计值0.5Mpa,所以
