【文章內(nèi)容簡介】 5～ 7 組合機床液壓系統(tǒng)的最大負載約為 14000N，初選液壓缸的設(shè)計壓力 P1=3MPa，為了滿足工作臺快速進退速度相等，并減小液壓泵的流量，這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，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（論文） I 11 2222222222(4)(421cmcmdDAcmcmDA????????）???? 差動連接快進時，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△ P=0；另外取快退時的回油壓力損失為 。根據(jù)假定條件經(jīng)計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） 快進啟動 qpPAAvqAAPAFpjj???????)( 21212 0 —— 快進加速 563 —— 快進恒速 工進 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（論文） I 12 恒速 注： 1. 差動連接時，液壓缸的回油口到進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 該機床液壓系統(tǒng)的功率小（ 1kw） ,速度較低；鉆鏜加工時連續(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，為了增加運動的平穩(wěn)性，防止鉆孔時工件突然前沖，系統(tǒng)采用調(diào)速閥的進油節(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 快速運動與換向回路 由于系統(tǒng)要求快進與快退的速度相同，因此在雙泵供油的基礎(chǔ)上，快進時采用液壓缸差動連接快速運動回路，快退時采用液壓缸有桿腔進油，無桿腔回油的快速運動回路。 4 速度換接回路 由工況圖可以看出，當(dāng)動力頭部件從快進轉(zhuǎn)為工進時滑臺速度變 化較大，可選用行程閥來控制快進轉(zhuǎn)工進的速度換接，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，實現(xiàn)系統(tǒng)的定壓溢流，同時在該溢流閥的遠程控制口連接一個二位二通電磁換向閥，以便一個工作循環(huán)結(jié)束后，等待裝卸工件時，液壓泵卸載，并便于液壓泵空載下迅速啟動。 6 行程終點的控制方式 這臺機床用于鉆、鏜孔（通孔與不通孔）加工，因此要求行程終點的定位精度高因此在行程終點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行組合，并根據(jù)要求作必要的修改補充，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，在液壓泵的進口處、背壓閥和液壓缸無腔進口華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 13 處設(shè)置測壓點，并設(shè)置多點壓力表開關(guān)。這樣只需一個壓力表即能觀測各點壓力。 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 + + 工作臺工進 + + + 工作臺快退 + + + 夾緊缸放松 + 1） 工作臺夾緊： 啟動電機，點擊按鈕使電磁閥 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 進油路：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（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 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。 進油路： 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 ： 工作缸 4 的活塞 運動到 100mm，壓下行程開關(guān) SQ4，使電磁鐵 5YA得 電，此時的油液流動路線如下。 進油路： 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 ，此時的油液流動路線如下。 進油路： 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），同時使 YA4 得電，此時的油液流動路線如下。 進油路：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），同時使 2YA 得電，此時的油液流動路線如下。 進油路： 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（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)動電機的規(guī)格：根據(jù)以 上計算結(jié)果查閱機械設(shè)計手冊，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 ，則所需電機功率為： Pp=pp*Qp/? =*106**103/（ *60*1000） = 選用電動機型號：查表 514，選用規(guī)格相近的 Y200L16 型封閉式三相異步電動機，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?？蛇x出各類閥類元件及輔助元件的型號在下表 。 表 鑄型輸送機液壓控制系統(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、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（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)計是在對整個液壓系統(tǒng)進行了工況分析，編制了負載圖，選定了工作壓力之后進行的：先根據(jù)使用要求選擇結(jié)構(gòu)類型，然后按負載情況、運動要求、最大行程等確定其主要尺寸，進行強度、穩(wěn)定性和緩沖驗算，最后再進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。