單桿活塞式液壓缸畢業(yè)論文

1、 (2014屆)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）組合機(jī)床液壓動(dòng)力滑臺(tái)的液壓及電氣設(shè)計(jì)學(xué)院（部）： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 劉小波 班 級(jí)： 機(jī)制S2011-1 學(xué) 號(hào)201131040910指導(dǎo)老師： 柳青 職 稱： 副教授 最終評(píng)定成績(jī)： 2014年6月27 【摘要】本論文主要闡述了組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快速前進(jìn) 工作進(jìn)給 快速退回 原位停止，液壓技術(shù)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一。特別是近年可與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合、使液壓技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。目前，已廣泛應(yīng)用在工業(yè)各領(lǐng)域。由于近年來(lái)微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓元器件制造技術(shù)的進(jìn)一步提高，

2、使液壓技術(shù)不僅在作為一種基本的傳統(tǒng)形式上占有重要地位而且以優(yōu)良的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能成為一種重要的控制手段。面對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來(lái)越重要。本液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來(lái)確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計(jì)。綜上所述

3、，完成整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程需要進(jìn)行一系列艱巨的工作。設(shè)計(jì)者首先應(yīng)樹立正確的設(shè)計(jì)思想，努力掌握先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)和科學(xué)的辯證的思想方法。同時(shí)，還要堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，向有關(guān)領(lǐng)域的科技工作者和從事生產(chǎn)實(shí)踐的工作者學(xué)習(xí)，不斷發(fā)展和創(chuàng)新，才能較好地完成機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)。關(guān)鍵詞:組合機(jī)床 液壓系統(tǒng) 液壓缸 液壓泵換向閥目錄1、 緒論 1.1課題意義和背景及應(yīng)用現(xiàn)狀 1.2液壓控制特點(diǎn) 1.3機(jī)械式與液壓式滑臺(tái)特點(diǎn)2、 液壓滑臺(tái)液壓系統(tǒng)動(dòng)能設(shè)計(jì) 2.1運(yùn)動(dòng)負(fù)載分析計(jì)算 2.2確定執(zhí)行元件類型及基本參數(shù) 2.3確定液壓控制方案 2.4選擇液壓控制元件3、 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的電氣控制設(shè)計(jì) 3.

4、1確定電氣控制的對(duì)象 3.2確定電器控制的方案4、 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1確定類型和主要參數(shù) 4.2確定部件的鏈接方式 4.3排氣緩沖設(shè)計(jì) 4.4校核5、 總結(jié)參考文獻(xiàn)致謝一、 緒論1 課題意義、背景及應(yīng)用現(xiàn)狀1.1 課題意義通過(guò)對(duì)專用銑床動(dòng)力滑臺(tái)的負(fù)載分析及工藝分析，熟悉機(jī)床液壓及電氣設(shè)計(jì)的基本思路、方法，掌握機(jī)電設(shè)備電氣與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。通過(guò)本課題的訓(xùn)練加強(qiáng)對(duì)機(jī)床液壓與電氣控制知識(shí)的綜合應(yīng)用，具備初步的工程實(shí)踐能力。1.2 液壓動(dòng)力滑臺(tái)背景及應(yīng)用現(xiàn)狀 動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件,其運(yùn)動(dòng)由液壓缸驅(qū)動(dòng)。在滑臺(tái)上可根據(jù)加工工藝要求安裝各類動(dòng)力箱和切削

5、頭，以完成車、銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋等加工工序，并能按多種進(jìn)給方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)。液壓動(dòng)力滑臺(tái)應(yīng)滿足進(jìn)給速度穩(wěn)定、速度換接平穩(wěn)、系統(tǒng)效率高、發(fā)熱小等要求。 液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。第一個(gè)使用液壓原理的是1795年英國(guó)約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得

6、到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng) 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 我國(guó)的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展

7、，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長(zhǎng)壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。目前，我國(guó)的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國(guó)機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國(guó)外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國(guó)產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差而且不

8、符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。工程機(jī)械主要配套件有動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動(dòng)力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱柴油機(jī))；傳動(dòng)分機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、靜液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動(dòng)及靜液壓傳動(dòng)。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等。靜液壓傳動(dòng)有多種結(jié)構(gòu)形式，有的有傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋，有的沒(méi)有，視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵(主要是變量泵)、馬達(dá)(變量與定量)，以及相應(yīng)的減速機(jī)等；

9、電氣元件以前對(duì)工程機(jī)械的影響還并不大，最早的工程機(jī)械電氣系統(tǒng)，主要是起動(dòng)電路及照明電路，系統(tǒng)及元件都非常簡(jiǎn)單，起動(dòng)可以用拖起動(dòng)，白天干活不用照明，因此，這兩個(gè)電路系統(tǒng)出了故障也能勉強(qiáng)維持工作。但工程機(jī)械發(fā)展到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，可以說(shuō)今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、電器元件目前也是工程機(jī)械最關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元件外，還有各種傳感器，各種控制元件及微處理機(jī)等等。1.2液壓控制特點(diǎn)液壓控制系統(tǒng)多采用伺服閥等電業(yè)控制閥組成的帶反饋的閉外系統(tǒng)，以傳遞信息為主，以傳遞

10、動(dòng)力為輔，追求控制特性的完善。由于加入了檢測(cè)反饋，故系統(tǒng)可用一般元件組成精確的控制系統(tǒng)，其控制質(zhì)量受工作條件變化的影響小。液壓控制系統(tǒng)的類型繁雜，可按不同方式分類，每種分類方式均代表一定特點(diǎn)。(1) 按系統(tǒng)的輸出量分類可分為位置控制、速度控制、加速度控制和力(或壓力)控制系統(tǒng)。(2) 按控制的方式分類可分為閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。閥控又稱節(jié)流控制式系統(tǒng)，其主要控制元件是液壓控制閥，具有響應(yīng)快、控制精度高的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是效率低，特別適合在中小功率快速高精度控制系統(tǒng)中使用。按照控制閥的不同，閥控系統(tǒng)還可以分為伺服閥式、比例閥式、數(shù)字閥式系統(tǒng)等。泵控系統(tǒng)主要的控制元件是變量泵，具有效率高、剛性大的優(yōu)點(diǎn)，但

11、是響應(yīng)速度慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適合在大功率而響應(yīng)速度要求不高的控制場(chǎng)合中使用。(3) 按控制信號(hào)傳遞介質(zhì)分類按控制信號(hào)傳遞介質(zhì)的不同可分為機(jī)械液壓控制系統(tǒng)、電氣液壓控制系統(tǒng)。機(jī)械液壓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱機(jī)液控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中的給定、反饋和比較元件都是機(jī)械構(gòu)件。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠、價(jià)格低廉、環(huán)境適應(yīng)性好，缺點(diǎn)是偏差信號(hào)的校正及系統(tǒng)增益的調(diào)整不如電氣方便，難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。此外，反饋機(jī)構(gòu)的摩擦和間隙都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不利影響。 電氣液壓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱電液控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中偏差信號(hào)的檢測(cè)、校正和初始放大都是采用電氣、電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)的測(cè)量、校正和放大都較為方便，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，容易與響應(yīng)速度快、抗負(fù)

12、載剛性大的液壓動(dòng)力元件實(shí)現(xiàn)整合，組成以電子、電氣為神經(jīng)，以液壓為筋肉的電液控制系統(tǒng)。具有很大的靈活性與廣泛韻適應(yīng)性，是目前響應(yīng)速度和控制精度最優(yōu)的控制系統(tǒng)。由于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，電液控制系統(tǒng)已在工程上普遍得到應(yīng)用并成為液壓控制中的主流系統(tǒng)。1.3機(jī)械式與液壓式滑臺(tái)特點(diǎn) 1組合機(jī)床的工藝特點(diǎn) 1）組合機(jī)床特點(diǎn) 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。 作為一種高效率的專用機(jī)床，組合機(jī)床在大批、大量機(jī)械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。本次課程設(shè)計(jì)將以組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步

13、驟，其中包括組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工況分析、主要參數(shù)確定、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗(yàn)算等。 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具而組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床通常采用多軸、多刀、多面、多工位同時(shí)加工的方式，能完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及其他精加工工序，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。液壓系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活、

14、操作方便、調(diào)速范圍大、可無(wú)級(jí)連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，在組合機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。2、 機(jī)械式滑臺(tái) 機(jī)械滑臺(tái)用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可臥式也可立式使用，在機(jī)械滑臺(tái)上安裝動(dòng)力箱（裝上多軸箱）鉆削頭、鏜削頭、銑削頭、鏜孔車端面頭等各種部件，用以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪窩、刮端面、倒角、車端面、銑削及攻絲等工序，亦可在其上安裝工件組成輸送運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)。 滑臺(tái)又分A、B型，采用高牌號(hào)鑄鐵或鑲剛結(jié)構(gòu)，具有普通級(jí)和精密級(jí)兩種精度。A型為雙矩型導(dǎo)軌，一般用于粗加工，B型為一山一矩合型導(dǎo)軌，用于精加工。該系列滑臺(tái)外形美觀、設(shè)計(jì)合理、剛性好、性能可靠，是組合機(jī)床和自動(dòng)線較理想的基礎(chǔ)動(dòng)力部件。機(jī)械滑臺(tái)它具有門式框架和臥式長(zhǎng)床身

15、的銑床,機(jī)械滑臺(tái)加工精度和生產(chǎn)率均較高,適合在成批和大量生產(chǎn)中加工大型工件的平面和斜面。3、 液壓式滑臺(tái) 是組合機(jī)床的重要通用部件之一，用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，液壓滑臺(tái)的主要元件有液壓泵、電液換向閥、順序閥、背壓閥、液壓缸。4、機(jī)械式滑臺(tái)與液壓式滑臺(tái)的比較3、 液壓滑臺(tái)液壓系統(tǒng)動(dòng)能設(shè)計(jì)2.1運(yùn)動(dòng)負(fù)載分析計(jì)算 1） 運(yùn)動(dòng)分析 繪制動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖 2）負(fù)載工況分析 a、啟動(dòng)加速階段 b、快進(jìn)、快退階段 C、工進(jìn)階段 工作階段速度負(fù)載F/N啟動(dòng)加速0.061580N快進(jìn)、快退490N工進(jìn)0.00428268N2.2確定執(zhí)行元件類型及基本參數(shù) 1)工作壓力 通過(guò)查表、查資料取工作壓力為。 2）確定液壓

16、缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 最大負(fù)載F=28268N 取液壓缸內(nèi)徑為100mm活塞桿的直徑d=0.7D=70mm。 3）液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算 無(wú)桿腔面積 A1=D2/4=3.14×1002/4 mm2=7850mm2 有桿腔面積 A2=（D2d2）/4=3.14×（1002702）/4 mm2=4004 mm2 活塞桿面積 A3=D2/4=3.14×702/4 mm2=3846 mm2 4)最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算。最低速度為工進(jìn)時(shí)u=m/s，工進(jìn)采用無(wú)桿腔進(jìn)油，單向行程調(diào)速閥調(diào)速，查得最小穩(wěn)定流量qmin=0.05L/min uqmin/A1=0.04m/s 滿足最低速度要求。

17、 5)計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、流量、功率列表表1-1液壓缸壓力、流量、功率計(jì)算工況差 動(dòng) 快 進(jìn)工 進(jìn)快 退啟 動(dòng)加 速恒 速啟 動(dòng)加 速恒 速計(jì) 算公 式p= F/A3q= u3A3P=pqp=(F+ p2A2) / A1q= u1 A1P=pqp=(F+ p2A1) / A2q= u2 A2P=pq速 度m/su2=0.06u1=0.04u3=0.06有 效面 積m2A1=7850×10-6A2=4004×10-6A3=3846×10-6負(fù) 載N9801580490282689801580490壓 力MPa0.260.410.133.60.24

18、0.390.12流 量L/min13.81.914.4功 率KW0.0940.1130.029取 背 壓 力p2=0.8MPa2.3確定液壓控制方案液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是根據(jù)主機(jī)的工作情況、主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及成本，經(jīng)濟(jì)性、供貨情況等諸多因素，進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)，從而擬定出一個(gè)各方面比較合理的、可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案來(lái)。其內(nèi)容包括：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析與選擇，液壓回路的分析、選擇與合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、設(shè)計(jì)與分析。1) 速度控制回路的選擇 a、選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大

19、流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比qmax/qmin=14.4/1.98；其相應(yīng)工進(jìn)的時(shí)間遠(yuǎn)比快進(jìn)和快退的時(shí)間長(zhǎng)，這表明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來(lái)看，選用單定量泵油源顯然是不合理的，為此可選用變量葉片泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源。考慮到變量葉片泵能隨著系統(tǒng)壓力的變化匹配相應(yīng)的輸出流量，相比雙聯(lián)葉片泵在經(jīng)濟(jì)性和減少能量損失方面更加適合。最后確定選用變量葉片泵方案。 b、選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和變量葉片泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)?？紤]到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向

20、閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位五通電液換向閥。c、選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。d、(4) 選擇調(diào)壓和卸荷回路 在變量葉片泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，變量葉片泵自動(dòng)匹配所需要的工作流量，從而控制其壓力。無(wú)需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，變量葉片泵流量基本上很小。故可不需再設(shè)卸荷回路。2) 液壓原理系統(tǒng)圖2.4選擇液壓元件 1、選擇液壓泵和電機(jī) 1）確定液壓泵的工作壓力 a、由表1-1可知，液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為3.6MPa

21、，本系統(tǒng)采用調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，選取進(jìn)油管道壓力損失為0.6MPa。故泵的最高壓力為 Pp1=（3.6+0.6）MPa=4.2MPa 液壓泵的公稱工作壓力Pr為 Pr=1.25 Pp1 =1.25×4.2MPa=5.25MPa 2）液壓泵的流量 由圖可知，在快退時(shí)，最大流量值為14.4Lmin,取K=1.1，則可計(jì)算泵的最大流量 K()max =1.1×14.4Lmin=15.84Lmin在工進(jìn)時(shí)，最小流量值為1.9 Lmin，故液壓泵的最小流量為1.9L/min 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，選用公稱流量16.7L/min；公稱壓力為6MPa的變量葉片泵。 2、選擇電機(jī) 由表1-1可

22、知，最大功率出現(xiàn)在工進(jìn)階段，其數(shù)值按下式計(jì)算 Pp= Pp2qvp=3.6×106 ×10-30.9=1120W式中 qv大泵流量，qv1=16.7 Lmin p液壓泵總效率，取p =0.9。 根據(jù)工進(jìn)階段所需功率1120W及變量葉片泵要求的轉(zhuǎn)速，選用功率為1.5KWY90L-4型的異步電機(jī)。 3、選擇液壓元件 根據(jù)系統(tǒng)所需要的流量和壓力選擇液壓元件 4、 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的電氣控制設(shè)計(jì)3.1確定電氣控制的對(duì)象電氣控制的對(duì)象主要是液壓泵電機(jī)、動(dòng)力頭電機(jī)、冷卻泵電機(jī)和兩個(gè)電磁鐵1YA和2YA。3.2確定電器控制的方案 組合機(jī)床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同時(shí)加工，由通用部

23、件和專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它的電氣控制線路是將各個(gè)部件組合成一個(gè)統(tǒng)一的循環(huán)系統(tǒng)。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削及磨削等工序。組合機(jī)床用于大批量生產(chǎn)。組合機(jī)床的控制系統(tǒng)大多采用機(jī)械、液壓或氣動(dòng)、電氣相結(jié)合的控制方式。其中，電氣控制又起著中樞連接的作用。因此，應(yīng)注意分析組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)與機(jī)械、液壓或氣動(dòng)部分的相互關(guān)系。組合機(jī)床組成部件不是一成不變的，它將隨著生產(chǎn)力的向前發(fā)展而不斷更新，因此與其相適應(yīng)的電氣控制線路也隨著更新?lián)Q代，目前主要有以下兩種：1、機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)控制線路機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)和液壓動(dòng)力滑臺(tái)都是完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，兩者區(qū)別僅在于進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)方

24、式不同。動(dòng)力滑臺(tái)與動(dòng)力頭相比較，前者配置成的組合機(jī)床較動(dòng)力頭更為靈活。在動(dòng)力頭上只能安裝多軸箱，而動(dòng)力滑臺(tái)還可以安裝各種切削頭組成的動(dòng)力頭，用來(lái)組成臥式、立式組合機(jī)床，以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、倒角和攻螺紋等工序，安裝分級(jí)進(jìn)給裝置后，也可用來(lái)鉆深孔。一般機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)由滑臺(tái)、機(jī)械滑座及雙電動(dòng)機(jī)（快速電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)）傳動(dòng)裝置三部分組成?；_(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)循環(huán)是通過(guò)傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞給絲桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2、液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制線路液壓動(dòng)力滑臺(tái)與機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于：液壓動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的借助壓力油通過(guò)液壓缸的前腔和后腔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液壓動(dòng)力滑臺(tái)由滑臺(tái)、滑座及液壓缸三部分組成，液壓缸驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)在

25、滑座上移動(dòng)。液壓動(dòng)力滑臺(tái)也具有前面機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)的典型自動(dòng)工作循環(huán)過(guò)程，它是通過(guò)電氣控制線路控制液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；_(tái)的工進(jìn)速度是通過(guò)調(diào)整節(jié)流調(diào)速閥進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速的。電氣控制一般采用行程原則、時(shí)間原則控制方式及壓力控制方式。組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)總的特點(diǎn)，是它的基本電路可根據(jù)通用部件的典型控制電路和一些基本控制環(huán)節(jié)組成，再按加工、操作要求以及自動(dòng)循環(huán)過(guò)程，無(wú)須或只要作少量修改綜合而成。本設(shè)計(jì)分析對(duì)象是由一個(gè)液壓動(dòng)力滑臺(tái)和銑削動(dòng)力頭來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的組合機(jī)床電氣控制電路。1、確定機(jī)床的工作循環(huán) 首先是動(dòng)力頭快速接近工件到位后，接觸到行程閥，由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，工進(jìn)到位后，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，快速退回。接觸到行程開

26、關(guān)，計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，短暫停留后開始下一個(gè)循環(huán)。2、 確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)系統(tǒng)的工作過(guò)程 （1） 快速趨進(jìn) 液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，按下SB2按鈕發(fā)出滑臺(tái)快速移動(dòng)信號(hào)，KA1吸合，電磁鐵YA1得電，三位五通電磁閥向右移，控制油路開通，控制三位五通液控?fù)Q向閥向右移，接通工作油路，壓力經(jīng)過(guò)行程閥進(jìn)入液壓缸大腔，而小腔內(nèi)回油經(jīng)過(guò)三位五通液控?fù)Q向閥、單向閥、行程閥再進(jìn)入大腔，液壓缸體、滑臺(tái)、工件向前快速移動(dòng)。（2）工作進(jìn)給滑臺(tái)快速移動(dòng)到工件接近銑削動(dòng)力頭時(shí)，滑臺(tái)上的擋鐵壓下行程閥，切斷壓力油通路，此時(shí)壓力油只能通過(guò)調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸大腔，減少進(jìn)油量，降低滑臺(tái)移動(dòng)速度，滑臺(tái)轉(zhuǎn)為工進(jìn)進(jìn)給。此時(shí)由于負(fù)載增加，工作油路油壓升

27、高，順序閥打開，液壓缸小腔的回油不再經(jīng)單向閥流入液壓缸大腔，而是經(jīng)順序閥流回油箱。（3）死擋鐵停留液壓動(dòng)力滑臺(tái)工作進(jìn)給結(jié)束時(shí)（銑削加工完成），滑臺(tái)撞上死擋鐵，停止前進(jìn)，但油路仍處于工作進(jìn)給狀態(tài)，液壓缸大腔內(nèi)繼續(xù)進(jìn)油，至使油壓升高，壓力繼電器KP動(dòng)作。（4）快速退回停于原位死擋鐵停留，壓力繼電器KP動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)打開，使電磁鐵YV1失電 ，KP常開觸點(diǎn)閉合，電磁鐵YA2得電，三位五通電磁閥左移，控制油控制閥左移，工作壓力油直接進(jìn)入液壓缸小腔，使液壓缸體、滑臺(tái)、工件迅速退回。同時(shí)大腔內(nèi)的回油經(jīng)單向閥、三位五通液控?fù)Q向閥無(wú)阻擋地流回油箱。工作臺(tái)快速退回原位時(shí)，壓下原位行程開關(guān)，電磁鐵YA2失電，在

28、彈簧作用下，液控?fù)Q向閥處于中間狀態(tài)，切斷工作油路，系統(tǒng)中各元件均恢復(fù)原位狀態(tài)，滑臺(tái)停于原位，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。3、電動(dòng)機(jī)控制電路為液壓泵電動(dòng)機(jī)，操作按鈕SB2或SB1，使KM1得電或失電，控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止。機(jī)床所有的操作都必須在液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后進(jìn)行。4、液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作后，按下按鈕SB3，繼電器KA1得電并自鎖，電磁鐵YA1得電，控制液壓滑臺(tái)快速趨近，至滑臺(tái)壓下行程閥，滑臺(tái)轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給速度進(jìn)給。工作進(jìn)給至終點(diǎn)，死擋鐵停留，進(jìn)油路油壓升高，到壓力繼電器動(dòng)作。KA1失電，電磁鐵YA1失電，同時(shí)KA2得電，電磁鐵YA2得電，滑臺(tái)快速退回到原位，壓下原位行程開關(guān)SQ1，KA2失電，YA2失電，滑臺(tái)停在原位，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。5、 繪制電氣控制原理圖 根據(jù)各局部線路之間的相互關(guān)系和電氣保護(hù)線路，完成電氣控制原理圖6、 液壓元件的選擇根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率、線路的電流和電壓選擇其電氣元器件如下表5、 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1確定類型和主要參數(shù)液壓缸采用單桿活塞桿類型，其主要是為了實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快進(jìn)。液壓缸缸