【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 F1 夾緊缸負(fù)載圖 F 1 進(jìn)給缸 負(fù)載圖 圖 21 1 夾緊缸速度圖 1 進(jìn)給缸 速度圖 圖 2－ 2 5 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 初選液壓缸工作壓力 根據(jù)系統(tǒng)中夾緊油缸工作最大負(fù)載為 1 60F KN? ，在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其 它工況負(fù)載很小參考表 1 和表 2，初選液壓缸的工作壓力 p1=4MPa。進(jìn)給油缸工 作最大負(fù)載為 2 140F KN? ，在工進(jìn)時(shí)負(fù) 載最大，在其它工況負(fù)載較小，參考表 1 和表 2，初選液壓缸的工作壓力 p1=8MPa。 機(jī)床沒(méi)要求快退速度這里選取液壓缸快進(jìn)和快退速度相等，液壓缸可選用單 活塞桿式即液壓缸有（ A1=2A2）。工進(jìn)時(shí)為防止沖擊現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有 背壓，參考表 4 選用有桿腔回油路直接油缸，背壓可忽略不計(jì)，選此背壓為 p2=0MPa。無(wú)桿腔回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)，這時(shí)參考表可選取背壓為 p2=。 由式 1 1 2 2 mFp A p A ??? 式（ 31） 在式（ 31）中 1p 、 2p — 分別為缸的工作壓力、回油路背壓 1A 、 2A — 分別為缸的無(wú)桿腔工作面積、有桿腔工作面積 F — 缸的工作負(fù)載 m? — 液壓缸的機(jī)械效率 ，取 ? ? 再根據(jù) 122AA? ，得1 21 2mFApp?? ??????? ，求得 計(jì)算得 夾緊油缸無(wú)桿腔工作面積 121 ? 進(jìn)給油缸無(wú)桿腔工作面積 21 ? 6 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 由 14AD?? 得，夾緊油缸活塞直徑 11 mm? ，進(jìn)給油缸活塞直徑1 mm? 由 d ? 得， 11d ? ， 1d ? 參考 / 2348 80GB T ? ， 液壓缸的公稱壓力系列 （ GB193887 )MPa 10 16 20 25 40 液壓缸內(nèi)徑系列 （ GB234880） mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 450 活塞桿直徑系列 （ GB234880） mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 280 320 360 活塞桿行程系列 （ GB234880） mm 25 50 80 100 125 160 200 320 400 500 圓整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，得夾緊缸 11 140D mm? ， 11d 110mm? ，進(jìn)給缸 1 180D mm? ，1d 125mm? 。 由 21 4DA ??， ? ?222 4DdA ? ?? 求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為 夾緊缸兩腔的實(shí)際有效面積為 1 4 21 10Am???， 1 4 22 10Am??? 進(jìn)給缸兩腔的實(shí)際有效面積為 421 10Am???， 422 10Am??? 經(jīng)檢驗(yàn)，參考 表 31 活塞桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性均符合要求。 表 31按工作壓力選取 d/D 工作壓力 /MPa ≤ ~ ≥ d/D ~ ~ 根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如表 32和表 33所列，系統(tǒng)主要為進(jìn)給缸供油，由此繪制進(jìn)給缸工況圖如圖 31所示。 7 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 表 3— 2 夾緊 缸在各階段的壓力、流量和功率值 夾緊缸工況 推力 F0/N 回油腔壓力 p2/MPa 進(jìn)油腔壓力 p1/MPa 輸入流量 q103/m3/s 輸入功率 P/KW 計(jì)算公式 快進(jìn) — 0 — — 夾緊 0 — ? ?1 0 2 2 1/p F P A A?? 快退 — — — 表 3— 3進(jìn)給 缸在各階段的壓力、流量和功率值 進(jìn)給缸工況 推力 F0/N 回油腔壓力 p2/MPa 進(jìn)油腔壓力 p1/MPa 輸入流量 q103/m3/s 輸入功率 P/KW 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 0 — — 0 2 2112F p Ap AA?? ? 加速 — — 恒速 工進(jìn) 173323 0 快退 啟動(dòng) — — 加速 — — 恒速 注： 快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為 p1，無(wú)桿腔回油，壓力為 p2。 7 8 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 3－ 1 進(jìn)給缸工況圖 8 9 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 選擇基本回路 選擇調(diào)速回路 油圖 3－ 1 可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率與運(yùn)動(dòng)速度，工作負(fù)載為阻力負(fù)載 且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系 統(tǒng)必然為開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)。 選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作中兩個(gè)液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。夾緊系統(tǒng)中最大流量與最小流量之比 m a x m inq /q = 0 .6 1 5 /0. 3 6 9 = 1 .6 6 7，而在進(jìn)給系統(tǒng)中最大流量與最小流量之比m a x m inq /q = 1 .8 4 3 /0. 3 5 6 = 5 .1 7 6。在工作前可根據(jù)加工需要夾緊和進(jìn)給最大行程可以隨 時(shí)調(diào)節(jié)。根據(jù)該機(jī)床工作原理，則系統(tǒng)兩個(gè)油缸可公用一個(gè)泵，為此可選用限壓式變量泵或葉片泵作為油源。且兩者都能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，從要求壓力較高、系統(tǒng)效率、經(jīng)濟(jì)適用的角度來(lái)看，最后確定選用雙作用葉片泵方案。 選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 考慮系統(tǒng)流量較大，系統(tǒng)中選用電磁換向閥換向回路，控制進(jìn)油方向選用三 位四通電液換向閥，控制液壓缸選用三位四通電液換向閥，如圖 4－ 1 所示。10 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 圖 4－ 1 快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 選擇速度換接回路 系統(tǒng)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。為了 給進(jìn)給缸快退發(fā)出信號(hào)，由于最大行程可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，則需要設(shè)置一個(gè)行程開(kāi)關(guān)。為了便于進(jìn)給缸動(dòng)作完成后系統(tǒng)能自動(dòng)為夾緊缸發(fā)出快退信息，在進(jìn)給缸旁設(shè)置一個(gè)壓力繼電器。如圖 4－ 2 所示。 圖 4－ 2 速度換接回路 選擇進(jìn)油調(diào)壓回路 在雙缸利用一個(gè)雙作用葉片泵供油，根據(jù)本機(jī)床工作原理和工作參數(shù)可知兩 11 11 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 個(gè)油缸不是同時(shí)進(jìn)行工作且兩個(gè)油缸所需要的供油壓力不同。需要設(shè)置簡(jiǎn)單的調(diào) 壓，即在進(jìn)給系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)中各設(shè)置一個(gè)溢流閥調(diào)節(jié)壓力。如圖 4－ 3 所示。 圖 4－ 3 進(jìn)油調(diào)壓回路 組成液壓系統(tǒng) 將上面選出的液 壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的 液壓系統(tǒng)工作原理圖，如下圖所示。在圖中，為了避免機(jī)床夾緊工作停止后，夾 緊油缸回路中無(wú)法保持夾緊力，圖中在夾緊缸旁添置了蓄能器。 12 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 圖 4－ 4 系統(tǒng)圖 13 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 表 41系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表 運(yùn)動(dòng)名稱 信號(hào)來(lái)源 電磁鐵工作狀態(tài) 液壓元件工作狀態(tài) 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 閥 2 閥 3a 閥 3b 閥 4 閥 7 夾緊缸快進(jìn) 起動(dòng)按鈕 + 左位 中位 左位 右位 右位 夾緊過(guò)程 壓下行程開(kāi)關(guān) 10a + 左位 進(jìn)給缸快進(jìn) 壓力繼電器 15a + 右位 左位 中位 進(jìn)給缸工進(jìn) 壓下行程開(kāi)關(guān) 10b + + 左位 進(jìn)給缸快退 壓下行程開(kāi)關(guān) 10c + 右位 右位 夾緊缸快退 壓力繼電器 15b + 左位 中位 右位 右位 14 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì) 5 計(jì)算和選擇液壓件 5. 計(jì)算和選擇液壓件 ．確定液壓泵的規(guī)格 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 由表 3— 1 和表 3— 2 可知，進(jìn)給缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工 作壓力為p1=，如在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失 ∑?p=，考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差 ?pe=， 由式 11pep p p p? ? ? ? ?? 式（ 51） 在式（ 51）中 1p — 最高工作