【文章內(nèi)容簡介】 5～ 7 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載約為 14000N，初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力 P1=3MPa，為了滿足工作臺快速進(jìn)退速度相等，并減小液壓泵的流量，這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進(jìn)時(shí)差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積 A1 與 A2 應(yīng)滿足 A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑 D和活塞桿直徑 d 應(yīng)滿足： d=。為防止銑削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的回油背壓，暫取背壓為 并取液壓缸機(jī)械效率 ? =。則液壓缸的平衡方程： 1 1 2 2 1 212P A P A F A P F? ? ? ? 故 液壓缸無桿腔的有效面積： cmPP F 66 ????????? cmAD ?? ? 液壓缸內(nèi)徑： 按 GB/T23481980，取標(biāo)準(zhǔn)值 D=80mm；因 A1=2A，故活塞桿直徑 d==56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑） 則液壓缸有效面積為： 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 11 2222222222(4)(421cmcmdDAcmcmDA????????）???? 差動連接快進(jìn)時(shí)，液壓缸有桿腔壓力 P2 必須大 于無桿腔壓力 P1，其差值估取 P2－P1=，并注意到啟動瞬間液壓缸尚未移動，此時(shí)△ P=0；另外取快退時(shí)的回油壓力損失為 。根據(jù)假定條件經(jīng)計(jì)算得到液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力 .流量和功率，并可繪出其工況圖 表 液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值 工作階段 計(jì)算公式 推力 F（ N） 回油腔壓力 P2（ MPa） 工作腔壓力 P1（ MPa） 輸入流量 q（ L/min） 快進(jìn)啟動 qpPAAvqAAPAFpjj???????)( 21212 0 —— 快進(jìn)加速 563 —— 快進(jìn)恒速 工進(jìn) qpPvAqAApFp jjj112???? 13777,8 ~ 快退啟動 qpPvAqAApFpjbj????211 0 —— 快退加速 563 —— 快退 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 12 恒速 注： 1. 差動連接時(shí)，液壓缸的回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失ppppp jba ?????? 而,5105 . 液壓系統(tǒng) 圖 的擬定 選擇液壓回路 1 調(diào)速回路的選擇 該機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小（ 1kw） ,速度較低；鉆鏜加工時(shí)連續(xù)切削，切削 力變化小，故采用節(jié)流調(diào)速的開式回路是合適的，為了增加運(yùn)動的平穩(wěn)性，防止鉆孔時(shí)工件突然前沖，系統(tǒng)采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路中加背壓閥。 2 油源及其壓力控制回路的選擇 該系統(tǒng)由低壓大流量和高壓小流量兩個(gè)階段組成，因此為了節(jié)能，考慮采用雙聯(lián)葉片泵油源供油。 3 快速運(yùn)動與換向回路 由于系統(tǒng)要求快進(jìn)與快退的速度相同，因此在雙泵供油的基礎(chǔ)上，快進(jìn)時(shí)采用液壓缸差動連接快速運(yùn)動回路，快退時(shí)采用液壓缸有桿腔進(jìn)油，無桿腔回油的快速運(yùn)動回路。 4 速度換接回路 由工況圖可以看出，當(dāng)動力頭部件從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)滑臺速度變 化較大，可選用行程閥來控制快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的速度換接，以減少液壓沖擊。 5 壓力控制回路 在泵出口并聯(lián)一先導(dǎo)式溢流閥，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，以便一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束后，等待裝卸工件時(shí)，液壓泵卸載，并便于液壓泵空載下迅速啟動。 6 行程終點(diǎn)的控制方式 這臺機(jī)床用于鉆、鏜孔（通孔與不通孔）加工，因此要求行程終點(diǎn)的定位精度高因此在行程終點(diǎn)采用死擋鐵停留的控制方式。 。 組成液壓系統(tǒng)原理圖 將上述所選定的液壓回路進(jìn)行組合，并根據(jù)要求作必要的修改補(bǔ)充，即組成如下圖 所示的液壓系統(tǒng)圖。為便于觀察調(diào)整壓力，在液壓泵的進(jìn)口處、背壓閥和液壓缸無腔進(jìn)口華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 13 處設(shè)置測壓點(diǎn)，并設(shè)置多點(diǎn)壓力表開關(guān)。這樣只需一個(gè)壓力表即能觀測各點(diǎn)壓力。 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 1，夾緊缸； 2，行程開關(guān)； 3，調(diào)速閥； 4，工作缸； 5，卸荷閥； 6，二位三通換向閥；7，單向加壓閥； 8，調(diào)速閥； 9，調(diào)速閥； 10，三位四通換向閥； 11，三位四通換向閥；12，液壓泵； 14，油箱； 15，單向閥 液壓系統(tǒng)中各電磁鐵的動作順序如表 所示。 表 電磁鐵動作順序 動作名稱 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 夾緊缸夾緊 + 工作臺快進(jìn) + + 工作臺工進(jìn) + + + 工作臺快退 + + + 夾緊缸放松 + 1） 工作臺夾緊： 啟動電機(jī)，點(diǎn)擊按鈕使電磁閥 1YA 得電，使三位四通換向閥 10 開到左路，推動 夾緊缸 1 活塞桿前進(jìn) 進(jìn)油路：液壓泵 12 的壓力油 —— 換向閥 10 的左路 —— 通過單向節(jié)流閥 —— 夾緊缸 1華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 14 左腔 —— 使 夾緊缸 1 的活塞桿伸出（ 夾緊 ）。 回油路：油由 夾緊缸 1 的 右 腔流出，通過單向節(jié)流閥和換向閥 10 的 左 路，返回油箱。 2） 工作臺快進(jìn) 夾緊缸 1 得活塞桿完全伸出，壓下行程開關(guān) SQ2，使電磁鐵 3YA 得電，使三位四通換向閥 11 開到左路，推動工作缸活塞桿前進(jìn)。 進(jìn)油路： 液壓泵 12 的壓力油 —— 換向閥 11 左 路 —— 單向節(jié)流閥 —— 工作缸 4 的 左 腔，使活塞向 右 運(yùn)動。 回油路：油由 工作缸 4 的 右 腔流出 —— 換向閥 5 左 路 —— 換向閥 11 左路 —— 液壓泵12 3） 工作缸工進(jìn) ： 工作缸 4 的活塞 運(yùn)動到 100mm，壓下行程開關(guān) SQ4，使電磁鐵 5YA得 電，此時(shí)的油液流動路線如下。 進(jìn)油路： 液壓泵 12 的壓力油 —— 換向閥 11 左路 —— 單向節(jié)流閥 —— 工作缸 4 的左腔，推動 工作缸 活塞桿前移 。 回油路：油液由 工作 右腔流出 —— 換向閥 6 右路 —— 調(diào)速閥 —— 換向閥 11 左路 —— 油箱。 4） 工作缸快退 工作缸 4 活塞至最右邊，觸動行程開關(guān) SQ5，使電磁鐵 3YA 斷電，4YA 得電 ，此時(shí)的油液流動路線如下。 進(jìn)油路： 液壓泵 12 的壓力油 —— 換向閥 11 右路 —— 單向節(jié)流閥 —— 換向閥 6 右路 ，使活塞向 左 運(yùn)動。 回油路：油由 工作缸 4 的 左 腔流出 —— 單向節(jié)流閥 —— 換向閥 7 左路 —— 油箱。 5） 插銷缸拔銷 定位缸 5 活塞至最頂上，觸動行程開關(guān) SQ6，使電磁鐵 YA5 斷電（換向閥 7 回到中位），同時(shí)使 YA4 得電，此時(shí)的油液流動路線如下。 進(jìn)油路：泵 13 的壓力油 —— 換向閥 8 右路 —— 單向節(jié)流閥 —— 插銷缸 3 的上腔，使活塞向下運(yùn)動。 回油路：油由插銷缸 3 的下腔流出 —— 調(diào)速閥 —— 換向閥 11 右路 —— 油箱。 6） 夾緊缸放松 ： 當(dāng)工作缸活塞回到缸底 ，壓下行程開關(guān) SQ3，使電磁鐵 4YA 斷電（換向閥 11 回到中位），同時(shí)使 2YA 得電，此時(shí)的油液流動路線如下。 進(jìn)油路： 液壓 的壓力油 —— 換向閥 10 右路 —— 夾緊缸 1 的右腔，推動 夾緊 缸活塞桿返回。 回油路：油液由 夾緊 缸左腔流出 —— 溢流節(jié)流閥 —— 調(diào)速閥 —— 換向閥 10 右路 ——油箱。 液壓元件的選擇 首先確定液壓泵的最高壓力：前已經(jīng)算出步移缸的工作壓力 p1=,考慮到本系統(tǒng)油路較為簡單，故取泵至缸間的壓力損失為 p? =， 根據(jù)式 pp ???? pp1 （ pa） 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 15 所以 Pp=+= 然后確定液壓泵的流量：液壓泵的最大供油量 Qp 由表 可知，按液壓缸的最大輸入流量 *103m3/s 進(jìn)行估算。由式 Qp ? ?max?? qk （ m3/s）得 式中 k—— 系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取 k 為 。 ? ?max?q —— 同時(shí)動作的液壓執(zhí)行器的最大流量；對于工作過程中始終用流量閥節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，尚需加上溢流閥的最小溢流兩，一般取 23L/ 2L/min 所以 Qp=*（ *103+*103） =*103m3/s=最后確定液壓泵及驅(qū)動電機(jī)的規(guī)格：根據(jù)以 上計(jì)算結(jié)果查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用規(guī)格相近的 YBC171B型葉片泵，其額定壓力為 7Mpa，排量為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1000r/min，額定工況下能保證的輸出流量為 。 又由表 513 可得，取泵的總效率為 ，則所需電機(jī)功率為： Pp=pp*Qp/? =*106**103/（ *60*1000） = 選用電動機(jī)型號：查表 514，選用規(guī)格相近的 Y200L16 型封閉式三相異步電動機(jī)，其額定功率為 ，轉(zhuǎn)速為 970r/min。 閥類元件及輔助元件 由表 、圖 可以得到各類閥類元件及輔助元件的工作過程中的工作流量。可選出各類閥類元件及輔助元件的型號在下表 。 表 鑄型輸送機(jī)液壓控制系統(tǒng)元件類型規(guī)格 序號 元件名稱 額定壓力 /Mpa 額定流量 /L*min1 型號、規(guī)格 說明 3 單向節(jié)流閥 50 MG10G 通徑為 10mm 6 單向節(jié)流閥 50 MG10G 通徑為 10mm 8 三位四通電磁換向閥 最大壓 力 35 80 WE6 通徑為 6mm 12 過濾器 ? 160 XUB160*100 通徑為 40mm 11 溢流閥 13 液壓泵 7 YBC171B 額定轉(zhuǎn)速為970r/min，驅(qū)動電機(jī)功率為 14 壓力表及開關(guān) (壓力指示范圍 ) AF6P30/Y63 通徑為 6mm，此壓力表帶壓力開關(guān) 15 三位四通電磁換向閥 最大壓力 25 160 DSV(D) 通徑 10 16 調(diào)速閥 （壓差） 0160（調(diào)節(jié)流量） 2FRM1620 通徑 16 （三）油管 各元件間的連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則根據(jù)ISO6020/2，可知油口尺寸處連接螺紋為 M22 ,根據(jù)表 28（ JB82766） 選外徑為 22mm，壁厚為 。 表 29 鋼管公稱通徑、外徑、壁厚、連接螺紋及推薦流量表 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 16 （四）油箱 查閱《液壓工程手冊》， V=ξqp， 取 ξ=3， qp=，帶入數(shù)據(jù) ，得 V=， 根據(jù) JB/T79381999 規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)值 V=400L。 液壓缸的設(shè)計(jì)是在對整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了工況分析，編制了負(fù)載圖，選定了工作壓力之后進(jìn)行的：先根據(jù)使用要求選擇結(jié)構(gòu)類型，然后按負(fù)載情況、運(yùn)動要求、最大行程等確定其主要尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算，最后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。