专用机床液压系统课程设计(编辑修改稿)

专用机床液压系统课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

攀枝花学院课程设计 2 负载与运动分析 F1 夹紧缸负载图 F 1 进给缸 负载图 图 21 1 夹紧缸速度图 1 进给缸 速度图 图 2－ 2 5 攀枝花学院课程设计 3 确定液压系统主要参数 3 确定液压系统主要参数 初选液压缸工作压力 根据系统中夹紧油缸工作最大负载为 1 60F KN ，在工进时负载最大，在其 它工况负载很小参考表 1 和表 2，初选液压缸的工作压力 p1=4MPa。 进给油缸工 作最大负载为 2 140F KN ，在工进时负 载最大，在其它工况负载较小，参考表 1 和表 2，初选液压缸的工作压力 p1=8MPa。 机床没要求快退速度这里选取液压缸快进和快退速度相等，液压缸可选用单 活塞杆式即液压缸有（ A1=2A2）。 工进时为防止冲击现象，液压缸的回油腔应有 背压，参考表 4 选用有杆腔回油路直接油缸，背压可忽略不计，选此背压为 p2=0MPa。 无杆腔回油路带调速阀的系统，这时参考表可选取背压为 p2=。 由式 1 1 2 2 mFp A p A  式（ 31） 在式（ 31）中 1p 、 2p — 分别为缸的工作压力、回油路背压 1A 、 2A — 分别为缸的无杆腔工作面积、有杆腔工作面积 F — 缸的工作负载 m — 液压缸的机械效率 ，取   再根据 122AA ，得1 21 2mFApp  ，求得 计算得 夹紧油缸无杆腔工作面积 121  进给油缸无杆腔工作面积 21  6 攀枝花学院课程设计 3 确定液压系统主要参数 由 14AD 得，夹紧油缸活塞直径 11 mm ，进给油缸活塞直径1 mm 由 d  得， 11d  ， 1d  参考 / 2348 80GB T  ， 液压缸的公称压力系列 （ GB193887 )MPa 10 16 20 25 40 液压缸内径系列 （ GB234880） mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 450 活塞杆直径系列 （ GB234880） mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 280 320 360 活塞杆行程系列 （ GB234880） mm 25 50 80 100 125 160 200 320 400 500 圆整后取标准数值，得夹紧缸 11 140D mm ， 11d 110mm ，进给缸 1 180D mm ，1d 125mm。 由 21 4DA ，  222 4DdA   求得液压缸两腔的实际有效面积为 夹紧缸两腔的实际有效面积为 1 4 21 10Am， 1 4 22 10Am 进给缸两腔的实际有效面积为 421 10Am， 422 10Am 经检验，参考 表 31 活塞杆强度和稳定性均符合要求。 表 31按工作压力选取 d/D 工作压力 /MPa ≤ ~ ≥ d/D ~ ~ 根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表 32和表 33所列，系统主要为进给缸供油，由此绘制进给缸工况图如图 31所示。 7 攀枝花学院课程设计 3 确定液压系统主要参数 表 3— 2 夹紧 缸在各阶段的压力、流量和功率值 夹紧缸工况 推力 F0/N 回油腔压力 p2/MPa 进油腔压力 p1/MPa 输入流量 q103/m3/s 输入功率 P/KW 计算公式 快进 — 0 — — 夹紧 0 —  1 0 2 2 1/p F P A A 快退 — — — 表 3— 3进给 缸在各阶段的压力、流量和功率值 进给缸工况 推力 F0/N 回油腔压力 p2/MPa 进油腔压力 p1/MPa 输入流量 q103/m3/s 输入功率 P/KW 计算公式 快进 启动 0 — — 0 2 2112F p Ap AA  加速 — — 恒速 工进 173323 0 快退 启动 — — 加速 — — 恒速 注： 快退时，液压缸有杆腔进油，压力为 p1，无杆腔回油，压力为 p2。 7 8 攀枝花学院课程设计 3 确定液压系统主要参数 3－ 1 进给缸工况图 8 9 攀枝花学院课程设计 4 拟定液压系统原理图 4 拟定液压系统原理图 选择基本回路 选择调速回路 油图 3－ 1 可知，这台机床液压系统功率与运动速度，工作负载为阻力负载 且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。 由于系统选用节流调速方式，系 统必然为开式循环系统。 选择油源形式 从工况图可以清楚看出，在工作中两个液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。 夹紧系统中最大流量与最小流量之比 m a x m inq /q = 0 .6 1 5 /0. 3 6 9 = 1 .6 6 7，而在进给系统中最大流量与最小流量之比m a x m inq /q = 1 .8 4 3 /0. 3 5 6 = 5 .1 7 6。 在工作前可根据加工需要夹紧和进给最大行程可以随 时调节。 根据该机床工作原理，则系统两个油缸可公用一个泵，为此可选用限压式变量泵或叶片泵作为油源。 且两者都能实现系统功能，从要求压力较高、系统效率、经济适用的角度来看，最后确定选用双作用叶片泵方案。 选择快速运动和换向回路 考虑系统流量较大，系统中选用电磁换向阀换向回路，控制进油方向选用三 位四通电液换向阀，控制液压缸选用三位四通电液换向阀，如图 4－ 1 所示。 10 攀枝花学院课程设计 4 拟定液压系统原理图 图 4－ 1 快速运动和换向回路 选择速度换接回路 系统由快进转为工进时，为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回路。 为了 给进给缸快退发出信号，由于最大行程可以随时调节，则需要设置一个行程开关。 为了便于进给缸动作完成后系统能自动为夹紧缸发出快退信息，在进给缸旁设置一个压力继电器。 如图 4－ 2 所示。 图 4－ 2 速度换接回路 选择进油调压回路 在双缸利用一个双作用叶片泵供油，根据本机床工作原理和工作参数可知两 11 11 攀枝花学院课程设计 4 拟定液压系统原理图 个油缸不是同时进行工作且两个油缸所需要的供油压力不同。 需要设置简单的调 压，即在进给系统和夹紧系统中各设置一个溢流阀调节压力。 如图 4－ 3 所示。 图 4－ 3 进油调压回路 组成液压系统 将上面选出的液 压基本回路组合在一起，并经修改和完善，就可得到完整的 液压系统工作原理图，如下图所示。 在图中，为了避免机床夹紧工作停止后，夹 紧油缸回路中无法保持夹紧力，图中在夹紧缸旁添置了蓄能器。 12 攀枝花学院课程设计 4 拟定液压系统原理图 图 4－ 4 系统图 13 攀枝花学院课程设计 4 拟定液压系统原理图 表 41系统的动作循环表 运动名称 信号来源 电磁铁工作状态 液压元件工作状态 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 阀 2 阀 3a 阀 3b 阀 4 阀 7 夹紧缸快进 起动按钮 + 左位 中位 左位 右位 右位 夹紧过程 压下行程开关 10a + 左位 进给缸快进 压力继电器 15a + 右位 左位 中位 进给缸工进 压下行程开关 10b + + 左位 进给缸快退 压下行程开关 10c + 右位 右位 夹紧缸快退 压力继电器 15b + 左位 中位 右位 右位 14 攀枝花学院课程设计 5 计算和选择液压件 5. 计算和选择液压件 ．确定液压泵的规格 计算液压泵的最大工作压力 由表 3— 1 和表 3— 2 可知，进给缸在工进时工作压力最大，最大工 作压力为p1=，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失 ∑∆p=，考虑到压力继电器的可靠动作要求压差 pe=， 由式 11pep p p p     式（ 51） 在式（ 51）中 1p — 最高工作。