机床液压系统的设计.
机床液压系统的设计

2 液压传动的工作原理和组成液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。
液压系统运用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能, 通过液体压力能的变化来传递能量, 通过各种控制阀和管路的传递, 借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能, 从而驱动工作机构, 实现直线往复运动和回转运动。
驱动机床工作台的液压系统是由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。
2.1 工作原理1)电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油, 油液被加压后,从泵的输出口输入管路。
油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸, 推动活塞而使工作台左右移动。
液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。
2)工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。
当节流阀开大时, 进入液压缸的油量增多, 工作台的移动速度增大;当节流阀关小时, 进入液压缸的油量减少, 工作台的移动速度减少。
由此可见, 速度是由油量决定的。
2.2 液压系统的基本组成1)能源装置——液压泵。
它将动力部分(电动机或其它远动机)所输出的机械能转换成液压能, 给系统提供压力油液。
2)执行装置——液压机(液压缸、液压马达)。
通过它将液压能转换成机械能, 推动负载做功。
3)控制装置——液压阀。
通过它们的控制和调节, 使液流的压力、流速和方向得以改变, 从而改变执行元件的力(或力矩)、速度和方向, 根据控制功能的不同, 液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀涉及节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀涉及单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。
根据控制方式不同, 液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
4)辅助装置——油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来, 以实现各种工作循环。
5)工作介质——液压油。
卧式双面铣削组合机床的液压系统设计

卧式双面铣削组合机床的液压系统设计液压系统是卧式双面铣削组合机床重要的辅助系统之一、它主要由液压驱动装置、液压传动装置、液压控制装置和液压辅助装置组成。
其设计应根据卧式双面铣削组合机床的工作特点和要求合理确定。
液压驱动装置是液压系统的核心部分,主要由液压泵、电动机和油箱组成。
液压泵负责产生液压能源,将液压油从油箱吸入并通过管道输送至液压传动装置。
电动机作为液压泵的驱动力源,通过控制液压泵运行状态来控制液压系统的工作。
油箱作为液压油的贮存器,保证系统的正常运转。
液压传动装置主要包括液压缸和液压执行元件。
液压缸是液压系统的执行元件,根据卧式双面铣削组合机床的工作要求选用适当的液压缸类型和规格。
液压执行元件主要用于实现液压流体的动力传递和转换,如各种液压阀、液控单元等。
液压控制装置是液压系统的核心部分,主要由液压阀和控制元件组成。
液压阀是控制液压系统流体流动和传动的关键组件,根据卧式双面铣削组合机床的工作需求来设计和选型。
控制元件主要用于对液压系统进行信号采集、传输和反馈,实现液压系统的自动控制。
液压辅助装置主要用于辅助卧式双面铣削组合机床的工作,如液压阻尼器、液压夹紧装置等。
具体设计应根据机床工作要求和液压系统的功能需求进行选择和安装。
从液压系统的设计角度来看,应注重以下几个方面:1.功耗和效率:液压系统应采用高效的液压元件和优化的管道布局,以减少能量损失和提高系统效率。
2.安全性:在设计液压系统时,应考虑到系统的安全性,采取相应的安全措施,如选用可靠的液压阀、安全阀等,并设置安全保护装置。
3.可靠性和可维护性:液压系统的设计应考虑到其可靠性和可维护性,方便日常的维护和检修工作。
4.自动控制:液压系统的设计应考虑到其自动控制功能的要求,可以通过采用液压控制元件和控制系统来实现。
总之,液压系统的设计应根据卧式双面铣削组合机床的工作要求和液压系统的功能需求进行合理的配置和选型,以实现系统的高效、安全、可靠的运行。
专用机床液压系统课程设计

专用机床液压系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解专用机床液压系统的基本组成、工作原理及功能。
2. 学生能掌握专用机床液压系统的主要参数计算方法及其在实际应用中的选用原则。
3. 学生能了解专用机床液压系统的设计流程,包括系统方案设计、元件选型、系统仿真等。
技能目标:1. 学生具备分析机床液压系统需求的能力,能根据具体工况设计合适的液压系统。
2. 学生能运用相关软件对机床液压系统进行仿真分析,优化系统性能。
3. 学生具备一定的机床液压系统故障诊断与维修能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神,激发学生对液压技术的学习兴趣。
2. 增强学生对我国机床行业发展的信心,提高学生的社会责任感和使命感。
3. 引导学生关注环保和节能,培养绿色设计理念。
课程性质:本课程为专业核心课程,以实践性、应用性为主,结合理论教学,培养学生的实际操作能力和设计能力。
学生特点:学生具有一定的液压基础,具有较强的学习能力和动手能力,对实际应用有较高的兴趣。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调实际操作和设计能力的培养,提高学生的综合素质。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 机床液压系统概述:包括机床液压系统的基本组成、工作原理、功能及在机床行业中的应用。
参考教材章节:第一章 液压与气压传动概述2. 机床液压系统主要参数计算:涉及压力、流量、功率等参数的计算方法及选用原则。
参考教材章节:第二章 液压系统的基本参数与计算3. 机床液压系统设计流程:讲解系统方案设计、元件选型、系统仿真等步骤。
参考教材章节:第三章 液压系统设计4. 液压元件的选用与性能分析:学习各类液压元件的原理、性能及选型方法。
参考教材章节:第四章 液压元件5. 液压系统仿真与优化:运用相关软件对机床液压系统进行仿真分析,优化系统性能。
参考教材章节:第五章 液压系统仿真与优化6. 机床液压系统故障诊断与维修:介绍故障诊断方法、维修技巧及注意事项。
设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统

********学院毕业设计(论文)设计课题题目:设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统专业系:机械制造工程系专业:班级:姓名:学号:指导老师一、设计课题题目:(05)设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统,要求液压系统:1、工作循环:A缸水平向左快进---A缸水平向左工进---A缸死挡铁停留---B缸垂直向上快进---B缸垂直向上工进---B缸垂直向下快退---B缸原位停止---A缸水平向右快退---A 缸原位停止2、A、B缸快进速度为4m/min、快退速度为5m/min,工进速度20—100mm/min;3、A、B缸进给最大行程为400mm,其中工进行程200mm;4、A、B缸最大切削力为12000N,运动部件自重均为8000N;5、启动换向时间0.05s;6、导轨为平导轨,静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1。
二、设计内容及要求:1、液压系统:(1)设计液压系统图(含:工作循环图、电磁铁及其他元件动作表、液压系统原理图、液压元件目录表,用一张2号图纸打印);(2)设计液压缸(B缸)并绘制液压缸组件装配图(用一张1号图纸打印);2、设计液压系统的电气控制原理图(含:工作循环图、电磁动作表电气控制系统原理图、电气元件目录表,用一张2号图纸打印);3、PC编程(指令表、梯形图、功能图、PLC外部接线图),以实现自动控制;(功能图和接线图画在一张3号图纸上\梯形土图用一张3号图纸);4、设计说明书一份(不少于30页),应有:封面、目录、封底、任务书、毕业小结、参考文献及书目、致谢等内容。
目录第一章绪论 (4)第二章液压系统设计 (5)第一节明确液压系统设计要求 (5)第二节分析液压系统工况 (5)第三节确定液压缸的主要参数 (6)第四节初选液压缸的工作压力、流量和功率 (7)第五节液压系统原理图的拟订 (10)第六节选择液压元件 (14)第三章机床电器原理图的设计 (16)第一节设计概述和设计要求 (16)第二节电器元件的选择 (17)第四章 PLC编程设计 (20)第一节 PLC设计的概述及要求 (20)第二节 PLC功能图I/O接线图和梯形图的设计 (20)第五章致谢 (25)第六章参考文献 (26)第一章绪论主要介绍了一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统、电气控制系统、液压缸的设计和计算过程,以液压系统设计指导进行电气控制线路等设计。
数控机床的液压系统设计与研究

数控机床的液压系统设计与研究1. 引言1.1 背景介绍数统计、格式要求等。
感谢配合!在数控机床行业中,液压系统作为重要的动力传动系统之一,发挥着至关重要的作用。
它通过液压传动方法,将电动机或其他动力源提供的机械能转换成液压能,传递给执行元件,从而实现机床各种动作的控制。
随着数控技术的发展和普及,数控机床的液压系统设计也变得愈发重要。
正确的液压系统设计可以提高数控机床的工作效率和精度,降低能耗和维护成本,提升设备的可靠性和稳定性。
在实际工程中,液压系统设计并非易事。
设计师需要考虑诸多因素如液压元件选择、系统配置、工作压力等,以满足数控机床不同工艺要求和性能指标。
对数控机床液压系统的研究和优化显得尤为重要。
本文将从数控机床液压系统的概述、设计要点和优化方法等方面展开探讨,结合实际应用案例,展望液压系统未来的发展趋势,旨在为相关研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究意义数提醒、格式要求等。
数控机床作为现代制造业中不可或缺的关键设备,其液压系统设计的合理性对机床性能和加工质量具有直接影响。
深入研究数控机床液压系统设计与优化方法,对于提高机床的加工精度、稳定性和效率具有重要意义。
研究数控机床液压系统概述能够全面了解液压系统的工作原理、组成结构和功能特点,为进一步的设计与优化提供基础。
探讨液压系统设计要点,可以帮助工程师在设计过程中充分考虑到机床的工作环境、负载需求和系统稳定性,从而提高机床的性能指标。
对液压系统的优化方法进行研究,可以有效降低能源消耗、减少泄漏风险,实现节能环保的目标。
通过深入研究数控机床液压系统应用案例,可以从实际工程案例中总结经验,为后续设计提供参考。
分析液压系统发展趋势,可以指导未来数控机床液压系统的发展方向,促进机床制造技术的进步与创新。
本研究具有重要的理论和实践意义。
2. 正文2.1 数控机床液压系统概述数控机床液压系统是数控机床中的一个重要组成部分,其作用是通过液体传递能量来驱动执行元件实现工件的加工。
机床液压系统课程设计

机床液压系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解机床液压系统的基本原理,掌握其主要组成部分及功能。
2. 学生能描述机床液压系统中的压力、流量、流速等关键参数的计算方法及其在实际应用中的意义。
3. 学生能掌握机床液压系统中常用的液压元件,如泵、阀门、缸等的类型、工作原理及其在系统中的应用。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析机床液压系统的简单故障,并提出合理的解决方法。
2. 学生能设计简单的机床液压系统,完成系统图的绘制,并进行基本参数的计算。
3. 学生能通过实际操作,掌握机床液压系统的调试和维修方法。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习机床液压系统,培养对机械工程领域的兴趣和热情,增强探究精神。
2. 学生在课程学习过程中,培养团队合作意识,学会与他人共同解决问题。
3. 学生通过了解机床液压系统在现代制造业中的重要作用,增强对国家制造业发展的信心和责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的专业课,旨在培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点:学生具备一定的机械基础知识,但对液压系统的了解有限,需要通过本课程的学习提高其专业素养。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化实际操作训练,提高学生的动手能力。
同时,注重培养学生的创新意识和团队合作精神。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工作中,为我国制造业的发展做出贡献。
二、教学内容1. 机床液压系统原理:介绍机床液压系统的工作原理,分析其主要组成部分及其功能,包括液压泵、液压缸、控制阀等元件的作用。
教材章节:第二章 液压系统基本原理2. 液压元件类型及工作原理:详细讲解各类液压元件的结构、工作原理及其在机床液压系统中的应用。
教材章节:第三章 液压元件3. 液压系统参数计算:分析机床液压系统中的压力、流量、流速等关键参数的计算方法,并进行实例讲解。
教材章节:第四章 液压系统参数计算4. 液压系统设计与绘图:介绍机床液压系统设计的基本原则,教授学生如何绘制系统图,并进行基本参数计算。
液压课程设计-卧式钻、镗组合机床液压系统

设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统1.液压系统用途(包括工作环境和工作条件)及主要参数:1)工作循环:“快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止”。
组合机床动力滑台工作循环2)工作参数轴向切削力12000N,移动部件总重10000N,工作循环为:“快进——工进——死挡铁停留——决退——原位停止”。
行程长度为0.4m,工进行程为0.1,快进和快退速度为0.1m/s,工过速度范围为0.0003~0.005,采用平导轨,启动时间为0.2s。
要求动力部件可以手动调整,快进转工进平稳、可靠。
2.执行元件类型:液压油缸设计内容1. 拟订液压系统原理图;2. 选择系统所选用的液压元件及辅件;3. 验算液压系统性能;4. 编写计算说明书。
目录序言: (5)1 设计的技术要求和设计参数 (6)2 工况分析 (6)2.1确定执行元件 (6)2.2分析系统工况 (6)2.3负载循环图和速度循环图的绘制 (8)2.4确定系统主要参数2.4.1初选液压缸工作压力 (9)2.4.2确定液压缸主要尺寸 (9)2.4.3计算最大流量需求 (11)2.5拟定液压系统原理图2.5.1速度控制回路的选择 (12)2.5.2换向和速度换接回路的选择 (12)2.5.3油源的选择和能耗控制 (13)2.5.4压力控制回路的选择 (14)2.6液压元件的选择2.6.1确定液压泵和电机规格 (16)2.6.2阀类元件和辅助元件的选择 (17)2.6.3油管的选择 (19)2.6.4油箱的设计 (20)2.7液压系统性能的验算2.7.1回路压力损失验算 (22)2.7.2油液温升验算 (22)序言作为一种高效率的专用机床,组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。
本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例,介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤,其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。
组合机床液压系统设计

组合机床液压系统设计1 方案的确定1.1整体性分析要求此液压系统实现的工作循环是:工件夹紧工作台快进工作台1工进工作台2工进工作台快退工件松开。
运动部件重5800N,工作台快进、快退的速度 4.8m/min,工进的速度60—960mm/min,最大行程640mm,工进行程240mm。
最大切削力8000N。
夹紧缸行程30mm,夹紧力35000N。
对于铣削专用机床的液压系统而言,加工的零件需要精度高,定位准确。
所以整个系统的设计要求定位精度高,换向速度快。
在设计阀的时候,考虑这些方面变的尤其重要,要考虑到工作在最低速度时调速阀的最小调节流量能否满足要求。
在行程方面,应该比要求的工作行程大点,包括工作行程、最大行程和夹紧缸行程,主要是考虑到在安全方面和实际运用中。
在压力方面也要考虑到满足最大负载要求。
而且在液压系统能满足要求的前提下,使液压系统的成本较低。
1.2 拟定方案由上述分析可得以下两种方案:方案一液压系统中工作台的执行元件为伸缩缸,工件的夹紧用单杆活塞缸;工作台采用节流阀实现出油口节流调速,用行程阀实现工作台从快进到工进的转换,压力继电器控制一工进与二工进的转换,在工进回路上串接个背压阀;为了防止工件在加工过程中松动,在夹紧进油路上串接个单向阀;工作台的进、退采用电磁换向阀;夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。
方案二液压系统中工作台的执行元件为单杆活塞缸,工件的夹紧也采用单杆活塞缸;工作台采用调速阀实现进油口节流调速,也采用行程阀实现工作台从快进到工进的转换,压力继电器控制一工进与二工进的转换,工进时,为了避免前冲现象,在回路上串接个背压阀;夹紧缸上串接个蓄能器和单向阀,避免工件在加工过程中松动;工作台的进、退换向采用电液换向阀,工作台快进时,采用差动连接;夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。
方案比较:单杆活塞缸比伸缩缸结构简单,价格便宜,易维护,而且也能满足要求;调速阀的性能比节流阀稳定,调速较好,用于负载变化大而运动要求稳定的系统中;采用出油口调速回路中油液通过节流阀产生的热量直接排回油箱散热;夹紧缸进油口处串接蓄能器,更好的保证工件的夹紧力,使工件在加工过程中始终在夹紧状态。
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2 液压传动的工作原理和组成液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。
液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制阀和管路的传递,借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构,实现直线往复运动和回转运动。
驱动机床工作台的液压系统是由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。
工作原理1)电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油,油液被加压后,从泵的输出口输入管路。
油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸,推动活塞而使工作台左右移动。
液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。
2)工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。
当节流阀开大时,进入液压缸的油量增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,进入液压缸的油量减少,工作台的移动速度减少。
由此可见,速度是由油量决定的。
液压系统的基本组成1)能源装置——液压泵。
它将动力部分(电动机或其它远动机)所输出的机械能转换成液压能,给系统提供压力油液。
2)执行装置——液压机(液压缸、液压马达)。
通过它将液压能转换成机械能,推动负载做功。
3)控制装置——液压阀。
通过它们的控制和调节,使液流的压力、流速和方向得以改变,从而改变执行元件的力(或力矩)、速度和方向,根据控制功能的不同,液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。
根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
4)辅助装置——油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来,以实现各种工作循环。
5)工作介质——液压油。
绝大多数液压油采用矿物油,系统用它来传递能量或信息。
3 液压传动的优缺点液压传动的优点1)在相同的体积下,液压执行装置能比电气装置产生出更大的动力。
在同等功率的情况下,液压执行装置的体积小、重量轻、结构紧凑。
液压马达的体积重量只有同等功率电动机的12%左右。
2)液压执行装置的工作比较平稳。
由于液压执行装置重量轻、惯性小、反应快,所以易于实现快速起动、制动和频繁地换向。
液压装置的换向频率,在实现往复回转运动时可达到每分钟500次,实现往复直线运动时可达每分钟1000次。
3)液压传动可在大范围内实现无级调速(调速比可达1:2000),并可在液压装置运行的过程中进行调速。
4)液压传动容易实现自动化,因为它是对液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节,操纵很方便。
当液压控制和电气控制或气动控制结合使用时,能实现较复杂的顺序动作和远程控制。
5)液压装置易于实现过载保护且液压件能自行润滑,因此使用寿命长。
6)由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。
液压传动的缺点1)液压传动是以液体为工作介质,在相对运动表面间不可避免地要有泄漏,同时,液体又不是绝对不可压缩的,因此不宜在传动比要求严格的场合采用,例如螺纹和齿轮加工机床的内传动链系统。
2)液压传动在工作过程中有较多的能量损失,如摩擦损失、泄漏损失等,故不宜于远距离传动。
3)液压传动对油温的变化比较敏感,油温变化会影响运动的稳定性。
因此,在低温和高温条件下,采用液压传动有一定的困难。
4)为了减少泄露,液压元件的制造精度要求高,因此,液压元件的制造成本高,而且对油液的污染比较敏感。
5)液压系统故障的诊断比较困难,因此对维修人员提出了更高的要求,既要系统地掌握液压传动的理论知识,又要有一定的实践经验。
6)随着高压、高速、高效率和大流量化,液压元件和系统的噪声日益增大,这也是要解决的问题。
总而言之,液压传动的优点是突出的,随着科学技术的进步,液压传动的缺点将得到克服,液压传动将日益完善,液压技术与电子技术及其它传动方式的结合更是前途无量。
4 液压系统工况分析运动分析绘制动力滑台的工作循环图负载分析4.2.1 负载计算(1)工作负载工作负载为已知F L=28000`N(2)摩擦阻力负载已知采用平导轨,且静摩擦因数j u=,动摩擦因数u d=,则:静摩擦阻力uj F=×9810N=981N动摩擦阻力udF=×9810N=1962N(3)惯性负载动力滑台起动加速,反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等,既△u=0.2m/s,△t=,故惯性阻力为:F=ma=G△u/g△t=(9810×)÷(×)=4004Na(4)由于动力滑台为卧式放置,所以不考虑重力负载。
(5)关于液压缸内部密封装置摩擦阻力Fm的影响,计入液压缸的机械效率中。
(6)背压负载初算时暂不考虑4.2.2 液压缸各阶段工作负载计算:(1)启动时F1=ujF/ηcm=1962/=2180N(2)加速时F2=(udF+a F)/ηcm=(981+4004)/=5538N (3)快进时F3=udF/ηcm=981/=1090N(4)工进时F4=(q F+udF)/ηcm=(28000+981)/=32201N(5)快退时F5=udF/ηcm=981/=1090N4.2.3 绘制动力滑台负载循环图,速度循环图(见图1)图 14.2.4 确定液压缸的工作压力参考课本资料,初选液压缸工作压力p1=40×106 Pa4.2.5 确定缸筒内径D,活塞杆直径dA=Fmax/pη=7276D96mm ==按GB/T2348——1993,取D=100mmd==71mm按GB/T2348——1993,取d=70mm4.2.6 液压缸实际有效面积计算无杆腔面积A1=πD2/4=×1002/4 mm2=7850mm2有杆腔面积A2=π(D2-d2)/4=×(1002-702)/4 mm2=4004 mm2活塞杆面积A3=πD2/4=×702/4 mm2=3846 mm24.2.7 最低稳定速度验算最低稳定速度为工进时u=50mm/min,工进采用无杆腔进油,单向行程调速阀调速,查得最小稳定流量q min=0.1L/minA1≥q min/u min=50=0.002 m2=2000 mm2满足最低稳定速度要求。
4.2.7 计算液压缸在工作循环中各阶段所需的压力、流量、功率列于表(1)表(1)液压缸压力、流量、功率计算5拟定液压系统图液压泵型式的选择由工况图可知,系统循环主要由低压大流量和高压小流量两个阶段组成,而且是顺序进行的。
从提高系统效率考虑,选用限压式变量叶片或双联叶片泵教适宜。
将两者进行比较(见表2)故采用双联叶片泵较好。
表2选择液压回路(1) 选择油源形式从工况图可以清楚看出,在工作循环内,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。
最大流量与最小流量之比q max/q min=×10-2)≈60;其相应的时间之比(t1+t3)/t2=(1+/=。
这表明在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。
从提高系统效率、节省能量角度来看,选用单定量泵油源显然是不合理的,为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。
考虑到前者流量突变时液压冲击较大,工作平稳性差,且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动,最后确定选用双联叶片泵方案,如图2a所示。
(2) 选择快速运动和换向回路本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。
考虑到从工进转快退时回油路流量较大,故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路,以减小液压冲击。
由于要实现液压缸差动连接,所以选用三位五通电液换向阀,如图2b所示。
(3) 选择速度换接回路由于本系统滑台由快进转为工进时,速度变化大(υ1/υ2=×10-3)≈114),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,如图2c所示。
(4) 选择调压和卸荷回路在双泵供油的油源形式确定后,调压和卸荷问题都已基本解决。
即滑台工进时,高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定,无需另设调压回路。
在滑台工进和停止时,低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷,高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷,但功率损失较小,故可不需再设卸荷回路。
图2 选择的基本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,如图3所示。
在图3中,为了解决滑台工进时进、回油路串通使系统压力无法建立的问题,增设了单向阀6。
为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱,导致空气进入系统,影响滑台运动的平稳性,图中添置了一个单向阀13。
考虑到这台机床用于钻孔(通孔与不通孔)加工,对位置定位精度要求较高,图中增设了一个压力继电器14。
当滑台碰上死挡块后,系统压力升高,它发出快退信号,操纵电液换向阀换向。
图3 整理后的液压系统原理图6 液压元件选择选择液压泵和电机6.1.1 确定液压泵的工作压力由前面可知,液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为,本系统采用调速阀进油节流调速,选取进油管道压力损失为。
由于采用压力继电器,溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大,故泵的最高压力为Pp 1=(++)MPa=这是小流量泵的最高工作压力(稳态),即溢流阀的调整工作压力。
液压泵的公称工作压力Pr 为 Pr= Pp 1 =×=大流量泵只在快速时向液压缸输油,由压力图可知,液压缸快退时的工作压力比快进时大,这时压力油不通过调速阀,进油路比较简单,但流经管道和阀的油流量较大。
取进油路压力损失为,故快退时泵的工作压力为 Pp 2=(+)MPa=这是大流量泵的最高工作压力,此值是液控顺序阀7和8调整的参考数据。
6.1.2 液压泵的流量由流量图4(b )可知,在快进时,最大流量值为23L /min,取K=,则可计算泵的最大流量vpq ≥K(∑v q )maxvp q =×23L /min=25.3L /min在工进时,最小流量值为0.39 L /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1 L /min (约×10-3m 3/s )故小流量泵应取1.39L /min根据以上计算数值,选用公称流量分别为18L /min 、12L /min ;公称压力为70MPa 压力的双联叶片泵。
6.1.3 选择电机由功率图4(c )可知,最大功率出现在快退阶段,其数值按下式计算 Pp= Pp 2(q v1+ q v2)/ηp=×106(+)×10-3/=993W 式中 q v1——大泵流量,q v1=18 L /min (约×10-3m 3/s )q v2——小泵流量,q v2=12L/min(约×10-3m3/s)ηp——液压泵总效率,取ηp =。