設(shè)計一臺鉆鏜兩用組合機床的液壓系統(tǒng)(液壓課程設(shè)計)-文庫吧
2024-12-29 18:21 本頁面
【正文】 載選擇工作壓力負(fù)載/ KN55~1010~2020~3030~5050工作壓力/MPa~1~2~33~44~5≥5表23 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型機 床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/MPa~23~52~88~1010~1820~32 確定液壓缸主要尺寸由于工作進給速度與快速運動速度差別較大，且快進、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動連接方式。通常利用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液壓缸設(shè)計成無桿腔工作面積A1是有桿腔工作面積A2兩倍的形式，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D呈d = 。工進過程中，當(dāng)孔被鉆通時，由于負(fù)載突然消失，液壓缸有可能會發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓(通過設(shè)置背壓閥的方式)，執(zhí)行元件的背壓力如表24，從表中選取此背壓值為p2=。表24 執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型背壓力/MPa簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)~回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)~回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)~用補油泵的閉式回路~回油路較復(fù)雜的工程機械~3回油路較短且直接回油可忽略不計快進時液壓缸雖然作差動連接（即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接），但連接管路中不可避免地存在著壓降△P，且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時取△P≈。快退時回油腔中也是有背壓的，這時選取被壓值=。工進時液壓缸的推力計算公式為，式中：F ——負(fù)載力 hm——液壓缸機械效率 A1——液壓缸無桿腔的有效作用面積 A2——液壓缸有桿腔的有效作用面積 p1——液壓缸無桿腔壓力 p2——液壓有無桿腔壓力因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為液壓缸缸筒直徑為由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系，d = ，因此活塞桿直徑為d=99=70mm，根據(jù)GB/T2348—1993對液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，查表25和表26圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=110mm，活塞桿直徑為d=80mm。表5 按工作壓力選取d/D工作壓力/MPa≤~≥d/D~~表6 按速比要求確定d/D2/ 12d/D注： 1—無桿腔進油時活塞運動速度； 2—有桿腔進油時活塞運動速度。此時液壓缸兩腔的實際有效面積分別為： 計算最大流量需求工作臺在快進過程中，液壓缸采用差動連接，此時系統(tǒng)所需要的流量為q快進 =（A1A2）v1=工作臺在快退過程中所需要的流量為q快退 =A2v2=工作臺在工進過程中所需要的流量為q工進 =A1v1’=~ L/min。根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計算結(jié)果，進一步計算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率值，如表3所示。表25 各工況下的主要參數(shù)值工況推力F’/N回油腔壓力P2/MPa進油腔壓力P1/MPa輸入流量q/輸入功率P/Kw計算公式快進啟動46660————P1=q=(A1A2)v1P=p1qp2=p1+Δp加速7428————恒速2333工進20111~~P1=(F’+p2A2)/A1q=A1v2P=p1q快退起動46660————P1=(F’+p2A1)/A2q=A2v3P=p1q加速7482————恒速2333把表25中計算結(jié)果繪制成工況圖，如圖23所示。圖23 組合機床液壓缸工況圖攀枝花學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計（論文） 3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖根據(jù)組合機床液壓系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)和工況分析，所設(shè)計機床對調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機床液壓系統(tǒng)設(shè)計的核心。此外，與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求一樣，該組合機床液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。 速度控制回路的選擇工況圖23表明，所設(shè)計組合機床液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)過程中所需要的功率較小，系統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低，但適合于小功率場合，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。該機床的進給運動要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度負(fù)載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。鉆鏜加工屬于連續(xù)切削加工，加工過程中切削力變化不大，因此鉆削過程中負(fù)載變化不大，采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。但由于在鉆頭鉆入鑄件表面及孔被鉆通時的瞬間，存在負(fù)載突變的可能，因此考慮在工作進給過程中采用具有壓差補償?shù)倪M口調(diào)速閥的調(diào)速方式，且在回油路上設(shè)置背壓閥。由于選定了節(jié)流調(diào)速方案，所以油路采用開式循環(huán)回路，以提高散熱效率，防止油液溫升過高。 換向和速度換接回路的選擇所設(shè)計多軸鉆床液壓系統(tǒng)對換向平穩(wěn)性的要求不高，流量不大，壓力不高，所以選用價格較低的電磁換向閥控制換向回路即可。為便于實現(xiàn)差動連接，選用三位五通電磁換向閥。為了調(diào)整方便和便于增設(shè)液壓夾緊支路，應(yīng)考慮選
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