液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄前 言近五十年來，在工業(yè)中有兩個(gè)學(xué)科分支發(fā)展極快。其一是電子學(xué)中的計(jì)算機(jī)技術(shù)；其二是機(jī)械學(xué)中的液壓控制與傳動(dòng)技術(shù)。這兩門技術(shù)互相滲透和融合，是現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造和使用突飛猛進(jìn)。作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動(dòng)控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高配置靈活方便調(diào)速范圍大工作平穩(wěn)且快速性好易于控制并過載保護(hù)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)電液一體化整合系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù)方便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因而使其成為現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素。液壓壓力機(jī)是壓縮成型和壓注成型的主要設(shè)備，適用于可

2、塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本文根據(jù)小型壓力機(jī)的用途特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計(jì)算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)呈長(zhǎng)方形布置，外形新穎美觀，動(dòng)力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、動(dòng)作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工藝動(dòng)作的循環(huán)。鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，被加工零件是缸體，機(jī)床循環(huán)時(shí)間為5分鐘，機(jī)床要完成的動(dòng)作為：裝入工件，按啟動(dòng)按鈕，油泵工作，定位夾緊后，右頭鏜桿快進(jìn)，工進(jìn)

3、，同時(shí)立頭和左頭快進(jìn)，工進(jìn)、快退到原位，右頭工進(jìn)后，慢退20,快退300,夾緊松開，同時(shí)定位缸復(fù)位，卸工件，一個(gè)循環(huán)完成。各頭能單獨(dú)調(diào)整，先定位，后夾緊，工件不夾緊時(shí)不能工作。本設(shè)計(jì)中共有六個(gè)油缸，分別為兩個(gè)夾緊油缸，立頭油缸、左頭油缸、右頭油缸、定位油缸各一個(gè)。在鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要明確鏜床對(duì)液壓系統(tǒng)要求，對(duì)液壓系統(tǒng)的工作進(jìn)行分析，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，并計(jì)算和合理選擇液壓元件，其目的是為了選擇液壓泵、控制閥、液壓輔件等。一、鏜床液壓系統(tǒng)（一）液壓系統(tǒng)概述一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液

4、體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、

5、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測(cè)壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓系統(tǒng)由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。 液壓動(dòng)力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動(dòng)機(jī)和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá)，其可按實(shí)際要求來選擇。 在分析和設(shè)計(jì)實(shí)際任務(wù)時(shí)，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況。 空心箭頭表示信號(hào)流，而實(shí)心箭頭則表示能量流。 基本液

6、壓回路中的動(dòng)作順序控制元件（二位四通換向閥）的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。 對(duì)于執(zhí)行元件和控制元件，演示文稿都是基于相應(yīng)回路圖符號(hào)，這也為介紹回路圖符號(hào)作了準(zhǔn)備。 根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對(duì)所有回路依次進(jìn)行編號(hào)。如果第一個(gè)執(zhí)行元件編號(hào)為0，則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)識(shí)符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符為偶數(shù)，則與執(zhí)行元件回縮相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符則為奇數(shù)。 不僅應(yīng)對(duì)液壓回路進(jìn)行編號(hào)，也應(yīng)對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。 DIN ISO1219-2標(biāo)準(zhǔn)定義了元件的編號(hào)組成，其包括下面四個(gè)部分：設(shè)備編號(hào)、回路編號(hào)、元件標(biāo)識(shí)符和元件編號(hào)。如果整

7、個(gè)系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號(hào)。 實(shí)際中，另一種編號(hào)方式就是對(duì)液壓系統(tǒng)中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號(hào)，此時(shí)，元件編號(hào)應(yīng)該與元件列表中編號(hào)相一致。 這種方法特別適用于復(fù)雜液壓控制系統(tǒng)，每個(gè)控制回路都與其系統(tǒng)編號(hào)相對(duì)應(yīng)。（二）鏜床的概述主要用鏜刀對(duì)工件已有的預(yù)制孔進(jìn)行鏜削的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鏜刀或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個(gè)孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進(jìn)行鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。螺紋及加工外圓和端面等。由于制造武器的需要，在15世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)

8、了水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。1769年J.瓦特取得實(shí)用蒸汽機(jī)專利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽機(jī)的關(guān)鍵問題。1774年英國(guó)人J.威爾金森發(fā)明炮筒鏜床，次年用于為瓦特蒸汽機(jī)加工汽缸體。1776年他又制造了一臺(tái)較為精確的汽缸鏜床。1880年前后，在德國(guó)開始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺(tái)的臥式鏜床。為適應(yīng)特大、特重工件的加工，20世紀(jì)30年代發(fā)展了落地鏜床。隨著銑削工作量的增加，50年代出現(xiàn)了落地鏜銑床。20世紀(jì)初，由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距誤差較小的設(shè)備，在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鏜床。為了提高鏜床的定位精度，已廣泛采用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。有些鏜床還采用數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)定位和加工過程自動(dòng)化。 鏜床分為

9、臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標(biāo)鏜床等類型(見彩圖)。臥式鏜床：應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間。落地鏜床和落地鏜銑床：特點(diǎn)是工件固定在落地平臺(tái)上，適宜于加工尺寸和重量較大的工件,用于重型機(jī)械制造廠。金剛鏜床:使用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，主要用于大批量生產(chǎn)中。坐標(biāo)鏜床：具有精密的坐標(biāo)定位裝置，適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還可用以進(jìn)行劃線、坐標(biāo)測(cè)量和刻度等工作，用于工具車間和中小批量生產(chǎn)中。其他類型的鏜床還有立式轉(zhuǎn)塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車、拖拉機(jī)修理用鏜床等。1、以箱體零件同軸孔系為代表的

10、長(zhǎng)孔鏜削，是金屬切削加工中最重要的內(nèi)容之一。盡管現(xiàn)在仍有采用鏜模、導(dǎo)套、臺(tái)式銑鏜床后立柱支承長(zhǎng)鏜桿或人工找正工件回轉(zhuǎn)180°等方法實(shí)施長(zhǎng)孔鏜削的實(shí)例，但近些年來，一方面由于數(shù)控銑鏜床和加工中心大量使用，使各類臥式銑鏜床的坐標(biāo)定位精度和工作臺(tái)回轉(zhuǎn)分度精度有了較大提高，長(zhǎng)孔鏜削逐漸被高效的工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°自定位的調(diào)頭鏜孔另一方面形床身布局之普通或數(shù)控刨臺(tái)式銑鏜床的大量生產(chǎn)和應(yīng)用，從機(jī)床結(jié)構(gòu)上使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°自定位的調(diào)頭鏜孔，幾乎成為在該種機(jī)床上鏜削長(zhǎng)孔的唯一方法。 2、立柱送進(jìn)調(diào)頭鏜孔的同軸度誤差及其補(bǔ)償 影響銑鏜床調(diào)頭鏜孔同軸度的主要因素與臺(tái)式銑鏜床一樣，也是

11、工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°調(diào)頭的分度誤差da和為使調(diào)頭前已鏜成的半個(gè)長(zhǎng)孔d1軸線，在調(diào)頭后再次與鏜軸軸線重合而鏜削長(zhǎng)孔之另一半孔d2，所需工作臺(tái)橫（x）向移動(dòng)Lx=2lx的定位誤差dx2。而且工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°前后，臺(tái)面在xy坐標(biāo)平面內(nèi)產(chǎn)生的傾角誤差df，在yz平面內(nèi)產(chǎn)生的傾角誤差dy及在y向產(chǎn)生的平移誤差dy，也同樣是刨臺(tái)式銑鏜床調(diào)頭鏜孔同軸度的重要影響因素。但鏜軸軸線空間位置對(duì)調(diào)頭鏜孔同軸度的影響，通常用立柱送進(jìn)完成孔全長(zhǎng)鏜削的刨臺(tái)式銑鏜床，與通常用工作臺(tái)縱移送進(jìn)的臺(tái)式銑鏜床有明顯的不同。 3、鏜軸送進(jìn)時(shí)立柱縱向位置的合理確定 當(dāng)碰到特定情況，銑鏜床必須把立柱固定在縱向床身上的

12、一個(gè)合適位置，而用鏜軸帶著刀具伸出作為鏜孔的送進(jìn)形式時(shí)，鏜軸軸線與被鏜孔名義軸線在xz平面內(nèi)的交角誤差db，在yz平面內(nèi)的交角誤差dg，與臺(tái)式銑鏜床一樣，對(duì)調(diào)頭鏜孔的同軸度都有重要的影響，并且隨著鏜軸送進(jìn)長(zhǎng)度的增加，鏜軸自重引起之鏜桿下?lián)献冃?，也?duì)調(diào)頭鏜孔的同軸度產(chǎn)生較大影響。與臺(tái)式銑鏜床所不同的是，刨臺(tái)式銑鏜床的鏜軸伸出鏜孔時(shí)，可縱向移動(dòng)的立柱必須固置在縱床身上一個(gè)確定的位置，并且重要的是這個(gè)確定位置可以且應(yīng)該被選擇。 4、鏜床上刀具位置的合理確定 在鏜床上采用立柱送進(jìn)調(diào)頭鏜孔時(shí)，裝夾在鏜軸之刀桿上的鏜刀，其沿Z向的合理位置，一方面要滿足刀尖回轉(zhuǎn)中心至主軸箱前端面的距離稍大于孔全長(zhǎng)的一半（再

13、小將不能把長(zhǎng)孔鏜通，過大則鏜軸剛度下降）；另一方面還要滿足把刀具刀尖的回轉(zhuǎn)中心，置于鏜軸軸線與立柱縱移線的交點(diǎn)O上等等。二、鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及工作環(huán)境鏜床液壓系統(tǒng)的動(dòng)作和性能要求主要有：運(yùn)動(dòng)方式、行程、速度范圍、負(fù)載條件、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、精度、工作循環(huán)和動(dòng)作周期、同步等等。對(duì)于工作環(huán)境而言，有環(huán)境溫度、濕度、塵埃、防火要求及安裝空間的大小等。所設(shè)計(jì)鏜床液壓系統(tǒng)不僅能滿足“定位夾緊快進(jìn)工進(jìn)快退停止”工作循環(huán)要求，還要有較高的可靠性、良好的空間布置。為了實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，并保證零件一定的加工長(zhǎng)度，采用行程開關(guān)及電磁換向閥實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。擬采用液壓缸作為執(zhí)行元件。（二）工況分析及

14、設(shè)計(jì)計(jì)算1對(duì)本次設(shè)計(jì)的鏜孔專機(jī)進(jìn)行分析查切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)P470表8-87臥式鏜床的鏜削用量。加工方式刀具材料刀具類型鑄鐵鋼（包括鑄鋼）（直徑上）半精鏜高速鋼刀頭0.420.660.20.80.50.80.20.81.53鏜刀塊0.50.660.20.6粗絞刀0.250.422.05.00.160.30.53.00.30.8硬質(zhì)合金刀頭11.60.20.81.3220.20.81.53鏜刀塊0.81.320.20.6粗絞刀0.50.83.05.00.30.8精鏜高速鋼刀頭0.250.50.150.50.30.60.10.60.61.2鏜刀塊0.130.251.04.00.10.21.04.

15、0粗絞刀0.160.32.06.00.160.30.53.01.04.0硬質(zhì)合金刀頭0.81.320.150.511.60.150.50.61.2鏜刀塊0.30.661.04.00.130.31.04.0粗絞刀0.50.82.55.00.10.42.設(shè)計(jì)計(jì)算過程設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程計(jì) 算 結(jié) 果故一工進(jìn)（半精鏜）時(shí)即 即 則第一次工進(jìn)食的鏜削力為一工進(jìn)（半精鏜）時(shí)設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程計(jì) 算 結(jié) 果第二次工進(jìn)（精鏜）時(shí)同理可得 N第二次工進(jìn)（精鏜）時(shí)N本次設(shè)計(jì)的鏜孔專機(jī)情況（根據(jù)所給零件圖計(jì)算得出）：動(dòng)力頭自重為：10000N快進(jìn)、快退速度為：4.5m/min一工進(jìn)速度為：0.05m/min

16、二工進(jìn)速度為：0.03m/min最大行程為：630mm其中工進(jìn)行程為：40mm最大切削力為：16000N3.工作情況表工況計(jì)算公式外負(fù)載(N)說明啟動(dòng)2200 因第一工進(jìn)與第二工進(jìn)之間速度變化量很小，故不考慮換接中的慣性負(fù)載。加速1680快進(jìn)1040第一工進(jìn)11040第二工進(jìn)6040（三）選擇液壓回路1.調(diào)速與速度換接回路這臺(tái)機(jī)床的液壓滑臺(tái)工作進(jìn)給速度低，傳遞功率也較小，很適宜選用節(jié)流調(diào)速方式，由于鉆孔時(shí)切削力變化小，而且是正負(fù)載，同時(shí)為了保證切削過程速度穩(wěn)定，采用調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速，為了增加液壓缸運(yùn)行的穩(wěn)定性，在回油路設(shè)置背壓閥，分析液壓缸的V-L曲線可知，滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，速度變化較大，

17、選用行程閥換接速度，以減小壓力沖擊。圖4-1調(diào)速與速度換接回路考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低，而在快進(jìn)、快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油回路或變量泵供油回路。由于左右滑臺(tái)在工作時(shí)要采用互不干擾回路，所以只能選用雙泵供油回路。小流量泵提供高壓油，供兩滑臺(tái)工作進(jìn)給用（也供定位夾緊用），低壓大流量泵以實(shí)現(xiàn)兩滑臺(tái)快速運(yùn)動(dòng)。為兩系統(tǒng)（左滑臺(tái)系統(tǒng)與右滑臺(tái)系統(tǒng)）工作互不干擾，小泵高壓油分別經(jīng)一節(jié)流閥進(jìn)入各自系統(tǒng)，大泵低壓油分別經(jīng)一單向閥進(jìn)入各自系統(tǒng)。2換向回路此機(jī)床快進(jìn)時(shí)采用液壓缸差動(dòng)連接方式，使其快速往返運(yùn)動(dòng)，即快進(jìn)、快退速度基本相等?；_(tái)在由停止轉(zhuǎn)快

18、進(jìn)，工進(jìn)完畢轉(zhuǎn)快退等換向中，速度變化較大，為了保證換向平穩(wěn)，采用有電液換向閥的換向回路，由于液壓缸采用了差動(dòng)連接，電液換向閥宜采用三位五通閥，為了保證機(jī)床調(diào)整時(shí)可停在任意位置上，現(xiàn)采用中位機(jī)能O型?？爝M(jìn)時(shí)，液壓缸的油路差動(dòng)連接，進(jìn)油路與回油路串通，且又不允許經(jīng)背壓閥流回油箱。轉(zhuǎn)為工進(jìn)后進(jìn)油路與回油路則要隔開，回油則經(jīng)背壓閥流回油箱，故須在換向閥處、在進(jìn)、回路連通的油路上增加一單向閥，在背壓閥后增加一液控順序閥，其控制油與進(jìn)入換向閥的壓力油連通，于是快進(jìn)時(shí)液壓缸的回油被液控順序閥切斷（快進(jìn)空行程為低壓，此閥打不開），只有經(jīng)單向閥與進(jìn)油匯合，轉(zhuǎn)工進(jìn)后（行程閥斷路），由于調(diào)速閥的作用，系統(tǒng)壓力升高，

19、液控順序閥打開，液壓缸的回油可經(jīng)背壓閥回油箱，與此同時(shí)，單向閥將回油路切斷，確保液壓系統(tǒng)形成高壓，以便液壓缸正常工作。繪出該部分回路圖。圖4-2換向回路3.壓力控制回路高壓小流量泵與低壓大流量泵各設(shè)一溢流閥調(diào)壓，工進(jìn)時(shí)只有小流量泵供油，大流量泵則可卸荷，而小流量泵只是在工件加工完畢，輸送帶即將裝入第二個(gè)工件之瞬刻，才處于不工作狀態(tài)，其間斷時(shí)間甚短，故不必讓其卸荷，繪出雙泵油源及壓力控制回路圖。如圖4.3所示。圖4-3 壓力控制回路4.定位、夾緊系統(tǒng)的減壓順序回路定位、夾緊液壓缸的工作面積，行程均不大，完全可由高壓小流量泵對(duì)其單獨(dú)供油。為了保證工件的定位夾緊安全可靠，其換向閥采用帶定位裝置的電磁

20、閥。夾緊壓力比系統(tǒng)低，且要求既穩(wěn)定，又可調(diào)，故采用減壓閥減壓，減壓閥后設(shè)置一單向閥，這可增加夾緊的可靠性與安全性。先定位后夾緊的順序動(dòng)作，由順序閥完成。為了使松開工件不受順序閥影響，使單向閥的順序閥并聯(lián)。繪出定位、夾緊系統(tǒng)部分的回路圖，如圖4-4所示。圖4-4定位、夾緊系統(tǒng)部分的回路圖5.行程終點(diǎn)的控制由于機(jī)床需加工不通孔，工作部件對(duì)終點(diǎn)的位置精度有一定的要求，因此采用死擋鐵停留，并可通過壓力繼電器發(fā)出換向信號(hào)。（四）液壓缸的負(fù)載分析 取靜摩擦系數(shù)為=0.2,動(dòng)摩擦系數(shù)為=0.1。取液壓缸重G=4900N，液壓缸的機(jī)械效率取m=0.9。1夾緊油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載： = 4000N靜摩擦阻力：

21、 = = 0.2×5000N=1000N 動(dòng)摩擦阻力： = = 0.1×5000N=500N 慣性負(fù)載 v取0.045m/s, t取0.5s, =ma=× =×N=45N2立頭油缸負(fù)載分析取滑臺(tái)的重量為1000N。1 工作負(fù)載： = 10000N2 靜摩擦阻力： = G+=0.2×5000+1000N=1200N3 動(dòng)摩擦阻力 ： = G+= 0.1×5000+1000=600N 慣性負(fù)載 v取0.045m/s,t取0.5s, = ma=× =×=45N 3左頭油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載 ： = 18000N2 靜摩擦

22、阻力： = = 0.2×5000N=100N (3)動(dòng)摩擦阻力： = = 0.1×5000N=500N慣性負(fù)載 v取0.055m/s,t取0.5s, =ma=×=×N=55N4右頭油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載為： = 28000N 靜摩擦阻力： = 0.2×5000N=1000N 動(dòng)摩擦阻力： = 0.1×5000N=500N慣性負(fù)載 v取0.1m/s,t取0.2s， = ma=×=×N=250N5定位油缸負(fù)載分析 工作負(fù)載： = 3500N 靜摩擦阻力： = = 0.2×5000N=1000N 動(dòng)摩擦阻力：

23、= = 0.1×5000N=500N 慣性負(fù)載 v取0.045m/s,t取0.5s, =ma=×( =×N=45N6負(fù)載圖和速度圖的繪制負(fù)載圖按上面的數(shù)據(jù)繪制，速度圖按右頭油缸v1=v3=0.1m/s,v2=0.0008m/s,立頭油缸v1=v3=0.045m/s，v2=0.0004m/s,左頭油缸v1=v3=0.055m/s，v2=0.0004m/s，各缸行程由液壓設(shè)計(jì)任務(wù)書可以知道。圖1 右頭油缸 速度 負(fù)載隨位移變化的曲線圖圖2 立頭油缸速度、負(fù)載隨位移變化的曲線圖圖3 左頭油缸 速度、負(fù)載隨位移變化的曲線圖 由以上圖可以看出，右頭油缸在快進(jìn)和快退時(shí)速度是一

24、樣，工進(jìn)時(shí)所受負(fù)載最大，速度在整個(gè)過程中最小，保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。立頭油缸和左頭油缸也是相同情況。（五）液壓缸主要參數(shù)的確定液壓缸選用單桿式，并在快進(jìn)時(shí)作差動(dòng)連接。此時(shí)液壓缸無桿腔工作面積A1應(yīng)為有桿腔工作面積A2的兩倍，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為d=0.707D。液壓缸的機(jī)械效率取m=0.9。1立頭油缸的主要參數(shù)查液壓傳動(dòng)表9-1和表9-2，取工作壓力p=2.5MP.在鏜孔加工時(shí)，立頭油缸回油路上必須具有背壓p2,以防孔被鏜通時(shí)滑臺(tái)突然前沖,可取p2=0.6MP。由工進(jìn)時(shí)的推力計(jì)算液壓缸面積=A1P1-A2P2=A1-()P2，立頭油缸無桿腔的有效面積 A1=65.95×10m，

25、立頭油缸內(nèi)徑 D=0.092, 查液壓工程手冊(cè)P722取標(biāo)準(zhǔn)值D=110mm,d=0.707D=77.77mm,取標(biāo)準(zhǔn)值d=80mm,則液壓缸實(shí)際有效面積A1=D=95cm,A2=44.7cm,A=A1-A2= 50.3cm快進(jìn)時(shí)立頭油缸雖作差動(dòng)連接,但由于油管中有壓降p的存在,有桿腔的壓力必須大于無桿腔,估算時(shí)可取p=0.5MP,并注意到啟動(dòng)瞬間立頭油缸尚未移動(dòng)，此時(shí) 另外取快退時(shí)的回油壓力損失為0.5MP。根據(jù)D和d值，可估算液壓缸在各個(gè)階段中的壓力、流量和功率，如表4所示表4 立頭油缸在不同階段的壓力流量和功率值表工 況負(fù)載F/N回油腔壓力/Pa進(jìn)油腔壓力/Pa輸入流量/輸入功率P/W計(jì)

26、算式 快 進(jìn)(差 動(dòng))1311.1=00.261-起動(dòng)加速705.560.585-恒速655.560.5752.264130.18工 進(jìn)145100.81.9040.3872.35 快退起動(dòng)1311.11=00.293- 加速705.561.22-恒速655.561.212.012243.452左頭油缸的主要參數(shù) 查液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)傳動(dòng)表9-1和表9-2，取工作壓力p=3.5MP。取p2=0.6MP，由= =得，左頭油缸無桿腔的有效面積A1=64×10m，左頭油缸內(nèi)徑 D=0.0638m查液壓工程手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值D=100mm,d=70mm,求得液壓缸兩腔實(shí)際有效面積A1=D=78.54c

27、m,A2=40.06cm,A=A1-A2= 38.48cm和立頭油缸分析一樣快進(jìn)時(shí)立頭油缸雖作差動(dòng)連接,但由于油管中有壓降p的存在,有桿腔的壓力必須大于無桿腔,左頭油缸啟動(dòng)瞬間取，快進(jìn)時(shí)取p= 0.5MP,快退時(shí)的回油壓力損失為0.5MP。左頭油缸快進(jìn)和快退時(shí)的速度v1=v3=55mm/s,工進(jìn)時(shí)的速度v2=0.0009m/s 根據(jù)上述D和d值，可估算液壓缸在各個(gè)階段中的壓力、流量和功率，如表5所示表5 左頭油缸在不同階段的壓力流量和功率值表工 況負(fù)載F/N回油腔壓力/Pa進(jìn)油腔壓力/Pa輸入流量q/(m3s-1)輸入功率/W計(jì)算式快進(jìn)(差動(dòng))起動(dòng)1088.89=0()0.283-加速605.

28、560.678-恒速544.440.6622.1140.344工 進(jìn)20544.440.83.027.021.35 快退起動(dòng)1088.89=00.27-加速605.561.13-恒速544.441.122.2247.523右頭油缸的主要參數(shù)查液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)傳動(dòng)表9-1和表9-2，取p1=4MP。取p2=0.8，啟動(dòng)瞬間取，快進(jìn)時(shí)取p=0.5MP，快退時(shí)取p=0.5MP。由公式= =得，右頭油缸無桿腔的有效面積A1=88×10m，右頭油缸內(nèi)徑 D=10.59cm 查液壓工程手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值D=110mm,d=0.707D=77.77mm,取標(biāo)準(zhǔn)值d=80mm,A1=D=95cm,A2=44

29、.7cm,A=A1-A2= 50.3cm表6 右頭油缸在不同階段的壓力流量和功率值表 工 況負(fù) 載F/N回油腔壓力/Pa進(jìn)油腔壓力/Pa輸入流量q/(m3s-1)輸入功率/W計(jì)算式快進(jìn)(差動(dòng))起動(dòng)1088.89=0()0.217- 加速822.220.608-恒速544.44 0.5535.03278 工 進(jìn)31655.560.853.730.402150 快退起動(dòng)1088.89=0 0.24-加速822.221.25-恒速544.441.184.475274定位油缸的主要參數(shù)由液壓與氣壓傳動(dòng)P171表9-1和表9-2選得定位缸的工作壓力p1=1MP，取0.5MP。由=-（）得，=（）/（-）

30、 A= =5.19m,D=8.13m查液壓工程手冊(cè)P721得D=80mm,d=0.707D=56.56mm,取標(biāo)準(zhǔn)值d=56mm，由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積=D=50.24cm,A=25.62cm。定位時(shí)背壓p=0.5MP,p=(F+pA)/A=(3500+0.5 =0.95MP,定位時(shí)取v=0.01m/s,=50.24=5.024m, =0.95=47.728W5夾緊油缸的主要參數(shù)由于夾緊油缸與定位油缸的工作負(fù)載基本一樣，查得工作壓力p、背壓p一樣，同樣地D=80mm,d=56mm,= 50.24cm,= 25.62,夾緊=(3700+0.5=0.99MP。夾緊時(shí)取v=0.01m/s,

31、q=Av=50.24=5.024m,P=pq=0.99=49.74W（六）液壓系統(tǒng)圖的擬訂1確定供油方式考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)快退時(shí)負(fù)載較小、速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油?，F(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。2.調(diào)速方式的選擇在專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者調(diào)速閥。根據(jù)專用機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)載切削力的能力。3.速度換接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的

32、快慢換接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差，若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。如下圖所示：4液壓回路的選擇（1）調(diào)速回路和動(dòng)力源 立臥三面鏜床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式。為了解決調(diào)速回路在孔鏜通時(shí)的滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象，回油路上設(shè)置背壓閥。為防止多缸動(dòng)作干擾，采用多缸快慢速互不干擾回路，采用雙泵供油。（2）油路循環(huán)方式 液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流閥調(diào)速的方式，系統(tǒng)中的油液的循環(huán)是開式的。（3）換向與速度換接回路本機(jī)床快進(jìn)快退速度較大，為保證換向平穩(wěn)，左右頭和立頭油缸在快進(jìn)時(shí)為差動(dòng)連接

33、。（4）壓力控制回路在泵1出口并聯(lián)電磁溢流閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定壓溢流，同時(shí)在該溢流閥的遠(yuǎn)程控制口連接一個(gè)二位二通電磁換向閥，便于一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束后，等待裝卸工件時(shí)，液壓泵卸載。 為了保證夾緊力可靠，且能單獨(dú)調(diào)節(jié)，在支路上串接減壓閥和單向閥。為了解決先定向后夾緊的問題，在進(jìn)入夾緊缸的油路上接單向順序閥來控制，只有當(dāng)定位缸達(dá)到和超過順序閥的調(diào)節(jié)壓力時(shí)，夾緊缸才動(dòng)作。為了保證工件確已夾緊后右頭油缸才能動(dòng)作，在夾緊缸進(jìn)口處裝一個(gè)壓力繼電器，只有當(dāng)夾緊壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)節(jié)壓力時(shí)，才能發(fā)出信號(hào)，使進(jìn)給缸油路的二位五通電磁換向閥通電，右頭油缸才開始快進(jìn)。將各典型回路進(jìn)行合并、整理，增加必要的元件，構(gòu)成了一個(gè)

34、液壓系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全可靠、動(dòng)作平穩(wěn)、效率高、調(diào)整和維護(hù)保養(yǎng)方便的功能。 5鏜床液壓系統(tǒng)原理圖圖-5鏜床液壓系統(tǒng)原理圖6電磁鐵動(dòng)作順序表表7 電磁鐵動(dòng)作順序表電磁鐵動(dòng)作1YA2YA3YA4YA5YA6YA1YJ2YJ定位-夾緊-右頭油缸快進(jìn)-+-右頭油缸工進(jìn)、立頭油缸、左頭油缸快進(jìn)-+-+-+右頭油缸工進(jìn)立頭油缸快進(jìn)、左頭油缸工進(jìn)-+-+-+-立頭油缸、右頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-+-右頭油缸慢退立頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-右頭油缸快退立頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-右頭油缸停止立頭油缸、左頭油缸工進(jìn)-+-+-立頭油缸快退右頭油缸停止左頭油缸工進(jìn)-+-立頭油缸

35、、右頭油缸停止、左頭油缸工進(jìn)-+-立頭油缸、右頭油缸停止、左頭油缸快退-+松開拔銷+-原位-（七）液壓元件的選擇1 確定液壓泵的型號(hào)及電動(dòng)機(jī)功率液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中最大工作壓力為3.73MP，此時(shí)液壓缸的輸入流量較小，泵至缸的進(jìn)油路壓力損失估算取為p=0.8MP,壓力繼電器調(diào)整壓力應(yīng)比系統(tǒng)最大工作壓力高出0.5MP，則小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為pp1=（3.73+0.8+0.5）MP=5.03MP。大流量泵是在快進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)才向液壓缸輸油的，快退時(shí)液壓缸中的工作壓力比快退時(shí)大，如取進(jìn)油路的壓力損失為0.5MP，則大流量泵的最高工作壓力為=（1.18+0.5）MP=1.68MP兩個(gè)液壓泵同時(shí)向系統(tǒng)

36、供油時(shí)，若回路中的泄露按10計(jì)算，則兩個(gè)泵的總流量應(yīng)為qp=1.1×5.03×10ms=33.20L/min,由于溢流閥最小穩(wěn)定流量為3L/min，而工進(jìn)時(shí)液壓缸所需流量為2.41L/min，所以高壓小流量泵的輸出流量不得少于5.41L/min。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，最后確定選取YB-6.3/32型雙聯(lián)葉片泵，其額定壓力為6.3MP，取雙聯(lián)葉片泵的總效率為p=0.75，則驅(qū)動(dòng)該泵的電動(dòng)機(jī)的功率可由泵的工作壓力（5.03MP）和輸出流量（當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min）qp=qp1+qp2=V1nv1+V2nv2=6.3×1440×0.85

37、+32×1440×0.92=50.11L/min 求出= =5.6×10W 由液壓站設(shè)計(jì)與使用P320表7-134 查得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132M-4，功率為7.5KW，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min。2選擇閥類元件及輔助元件根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件的流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格如表8表8 元件的型號(hào)及規(guī)格序號(hào)元件名稱型號(hào)估計(jì)通過流量(L/min)1雙聯(lián)葉片泵YB1-6.3/1631.22溢流閥YF3-10B6.33二位二通電磁閥22EF3-E10B6.34單向閥AF3-Ea10B165順序閥XFF3-10B166單向閥XFF3-10B6.37溢流閥Y

38、F3-10B6.38順序閥XFF3-10B6.39單向閥XFF3-10B1610三位五通電磁換向閥35EYF30-10B22.311調(diào)速閥QFF3-Ea10B6.312調(diào)速閥QFF3-Ea10B6.313二位二通電磁閥22EF3-E10B6.314壓力繼電器DP1-63B6.315單向行程閥AXF3-E1022.316減壓閥JF3-10B617單向閥AF3-Ea10B618二位四通電磁閥24EF3-E10B619單向閥AF3-Ea10B620二位二通電磁閥22EF3-E10B621壓力繼電器DP1-63B622壓力表Y-1023壓力表開關(guān)KF3-E6B24濾油器XU-B32×10022.33其他輔助元件及液壓油液（1）油管各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按集成閥的多聯(lián)底板上的連接口尺寸決定。（2）油箱油箱容積按V=qp估算，對(duì)于一般低壓系統(tǒng)，油箱的容量一般取泵流量的35倍，本題取4倍，當(dāng)取=4時(shí)，算得液壓系統(tǒng)中的油箱容量為 V=qp=4×(6.3