【文章內(nèi)容簡介】 — 2 1 2/ ( )P F A P A A? ? ? ? 快進(jìn)加速 變化值 變化值 12()q A A v?? 快 快進(jìn)恒速 1P pq? 工進(jìn) 8 1 1 2 2( ) /p F A p A??11q Av? ； 1P pq? 15 快退啟動 — — — 1 1 2 2( ) /p F A p A?? 快退加速 5 變化值 變化值 2q Av? 快 快退恒速 5 1P pq? 根據(jù)上表可以用坐標(biāo)法繪制出 “ 液壓工況圖 ” ，此圖可以直觀看出液壓缸各運(yùn)動階段的主要參數(shù)變化情況。 （ 3）確定液系統(tǒng)方案和擬訂液壓系統(tǒng)原理圖 1）由于該機(jī)床是固定式機(jī)械，卻不存在外負(fù)載對系統(tǒng)作功的工況，并由其工況圖可知，這臺銑床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺運(yùn)動速度不是很高，工作負(fù)載變化小。則該液壓系統(tǒng)以采用節(jié)流式開式循環(huán)為宜?，F(xiàn)才用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路。從工況圖很清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓 缸要求油源提供低壓大油量和高壓小流量的油液。快進(jìn)加快退的時間和工進(jìn)的時間分別為 311131 5 0 6 0 1 9 0 6 0 2 . 97 1 0 0 0 7 1 0 0 0lltsvv ??? ? ? ? ??? (15) 22 2 6 0 4 0 9 .60 .2 5 1 0 0 0lv ?? ? ?? (16) 因此從提高系統(tǒng)效率和節(jié)省能量的角度來看，采用單個定量液壓泵作為油源顯然是不合適的，而宜采用大，小兩個液壓泵并聯(lián)供油的油源方案 2）選擇基本回路。由于不存在負(fù)載對系統(tǒng)作功的工況，也不存在負(fù)載制動的過程，故不需要設(shè)置平衡及制動回 路。但必須具有快速運(yùn)動，換向，速度換節(jié)以及調(diào)壓，卸荷等回路。系統(tǒng)中采用節(jié)流調(diào)速回路以后，不論采用何中油源形式都必須有單獨(dú)的油路直接通向液壓缸兩腔，以實現(xiàn)快速遠(yuǎn)東。在本系統(tǒng)中，快進(jìn)，快退換向回路采用所示形式。由工況圖中的可知，當(dāng)滑臺從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時，輸入液壓缸的流量由降至，滑臺的速度變化交大，可選用行程閥來控制速度的換接，以減小液壓沖擊。當(dāng)滑臺由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時，回路中通過的流量很大 — 進(jìn)油路中通過，回油路中通過。為了保證換向平穩(wěn)其見，宜采用換向時間可調(diào)的電液式換接回路。由于這一回路換要實現(xiàn)液壓缸的差動連接，所以 換向閥必須是五通的。 3）選擇調(diào)壓和卸荷回路 油源中有逆流閥，調(diào)定系統(tǒng)工作壓力，因此調(diào)壓 3 問題在油源中解決，無須另外在設(shè)置調(diào)壓回路。而且，系統(tǒng)采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，故溢流閥常開，即使滑臺被卡住，系統(tǒng)的壓力也不會超過溢流閥的調(diào)定值，所以又起安全作用。雙液壓泵自動兩級供油的油源中設(shè)有卸荷閥，當(dāng)滑臺工進(jìn)和停止時，低壓，大流量液壓泵都可以經(jīng)此閥卸荷。由于工進(jìn)在整個工作循環(huán)周期中占了絕大部分時間，切高壓，小流量液壓泵的功率較 16 小，故可以認(rèn)為卸荷問題已基本解決，就不需要在設(shè)置卸荷回路。 （ 4）選擇液壓元件 圖 11 液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖 Figure 11 Hydraulic cylinder diagram 1防塵圈， 2前端蓋密封“ O” 型圈， 3缸體， 4活塞， 5孔用密封， 6后缸蓋， 7活塞桿密封“ O”型圈 1）確定液壓泵的壓力 液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為 ，如取進(jìn)油路上的壓力損失為，為使繼電器能可靠的工作，取其調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力，則小流量液壓泵的最大工作壓力為 = 2. 94 0. 8 2. 99 4p p M pa? ? ?泵 額 (17) = Mpa小 (18) = Mpa大 (19) 2）計算液壓泵的流量 兩個液壓泵的向液壓缸提供的最大的流量為 ，取泄漏系數(shù)為 KL=，則兩個液壓泵的實際流量為 1 .1 1 4 .3 1 1 5 .7 5 1 / m inpqL? ? ? (20) 3）選擇液 壓泵的型號 由于溢流閥的最小穩(wěn)定流量為 3L/min，而工進(jìn)時輸入液壓缸的流量為 ，由小流量液壓泵單獨(dú)供油，所以小液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為 。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取小泵排量為 6ml/r，大泵排量為 12ml/r的 YB型雙聯(lián)葉片泵。當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速為 n=960r/min時，若取液壓泵的容積效率為 ， 17 該液壓泵的實際輸出流量為 ( 6 12 ) 94 0 0. 95 10 00 5. 47 10 .9 4 16 .4 1 / m inpqL? ? ? ? ? ? ? ? (21) 表 4 液壓元件的型號及規(guī)格 Table 4 Hydraulic ponent models and specifications 序號 元件名稱 估計 通過流量（ L/min） 額定流量 (L/min) 額定壓力(MPa) 額定壓降(MPa) 型號和規(guī)格 1 雙聯(lián)葉片泵 — +4 — YB1， YB2 2 三位五通電磁閥 36 80 16 35DYF3YE19B 3 行程閥 32 63 16 AXQFE10B qmax=100L/min 4 調(diào)速閥 16 5 單向閥 36 63 16 6 液控順序閥 16 63 16 XF3E10B 7 背壓閥 63 16 YF3E10B 8 溢流閥 5 63 16 YF3E10B 9 濾油器 18 63 16 XUJ63X80 10 壓力表開關(guān) 16 KF3E3B 3測點(diǎn) 11 單向閥 36 63 16 AF3EA3B qmax=80L/min 12 壓力繼電器 14 PFB8L 8通徑 表 5 電磁 鐵動作順序表 Table 5 Mag order form 注： “＋ ”表示電磁鐵通電吸合，其他表示斷電脫開 發(fā)信 YV1 YV2 YV3 YV4a YV4b YV5 起動 人工按鈕 ＋ ＋ ＋ ＋ 上料 人工 ＋ ＋ ＋ ＋ 工作夾緊 人工按鈕 ＋ ＋ 定位缸下降 xk5 磨架進(jìn)給 xk9 xk5 xk3 ＋ 主刃磨削 xk1 ＋ 磨架后退 凸輪計數(shù) 工 作 臺 松開 xk2 ＋ 回轉(zhuǎn) xk8 ＋ ＋ 鎖緊 xk6 ＋ 18 磨架進(jìn)給 xk3 xk5 xk9 ＋ 圓刃磨削 xk1 ＋ 磨架后退 凸輪計數(shù) 工 作 臺 松開 xk2 ＋ 回轉(zhuǎn) xk8 ＋ ＋ 鎖緊 xk7 ＋ 定位缸上升 凸輪計數(shù) xk2 ＋ 工件松開 人工按鈕 ＋ ＋ 下料 人工 ＋ ＋ 管道設(shè)計與管件的選擇 [1] 液壓管 件是用來連接泵、閥、缸等液壓元件構(gòu)成液壓油傳輸回路，實現(xiàn)液壓能的傳遞。液壓能 是以壓力和流量的形式傳輸?shù)摹Ｒ虼艘簤汗艿朗紫葢?yīng)具備承受壓力的能力，即必須選用適當(dāng)材料和壁厚，同時還應(yīng)保證恰當(dāng)?shù)牧魉伲磻?yīng)選用合理的通徑。 鋼管多用于吸回油管路一般選用硬管，即管路盡可能短，過流面積盡可能大以減少吸油阻力。中高壓系統(tǒng)多采用無縫鋼管；壓力在 時采用 20 號冷拔無縫鋼管，管路中較長部分一般選軟管即膠管（或塑料管）。管道設(shè)計注意問題： 管道設(shè)計壓力流量和回油管道流速進(jìn)行限制、排列走向要一致、盡量水平或垂直布置。 油管彎曲處應(yīng)圓滑，不應(yīng)由凹痕或壓扁現(xiàn)象，短長軸比大于 ，盡可能選用高壓軟管，有抑制機(jī)械振動和噪聲的作用。 （ 1）硬管的選用 1）壓油管 油管內(nèi)徑： 24Q d v?? ? ? (23) 得 304 .6 1 1 4 .53d m m? ? ? (24) 式中： d 為油管內(nèi)徑； Q 為通過油管的流量，取 Q=30L/min； v 為液壓油在油管內(nèi)允許流速。 查《液壓液壓系統(tǒng)元件設(shè)計手冊》第 864 頁，據(jù)油口公稱 直徑尺寸：取 d=15mm，外徑為 22mm 相應(yīng)的管接頭螺紋為 M22? 。 19 2）油管內(nèi)流速 224 4 3 0 1 . 6 9 / m in3 . 1 4 0 . 1 5QVmd? ?? ? ?? (25) 滿足要求。 3）油管壁厚 1 6 8 6 . 3 0 . 6 62 [ ] 2 8 0 0Pd c m c m? ? ?? ? ?? (26) 式中： P 為液壓系統(tǒng)最大工作壓力，取值為 140kg/ 2cm ； d 為油 缸內(nèi)徑； ??? 為許用拉伸應(yīng)力單位 gk / 2cm ，對于鋼管 ??? = nb? ，取 b? =6000 gk / 2cm 。查《液壓控制傳動手冊》，在 P 時，安全系數(shù) n=8；在 P=~ 壓力時 ，安全系數(shù) n=6；在 P 壓力時，安全系數(shù) n=4；故 ??? =6000/6=1000kg/ 2cm ，故選用油壁管厚 ? = 10002 15140?? mm= (27) 考慮到與閥等件的聯(lián)結(jié)，取 ? =3mm。則鋼管外徑 =15+2? 3=21mm，選用鋼管為 ? 20? 3。 4）回油管選取 ： 為保證統(tǒng)一性，與壓油管選用相同。 （ 2）軟管的選擇（膠管） 中高壓系統(tǒng)選用鋼絲編織型和鋼絲纏繞型膠管，查《液壓控制傳動手冊》第 799頁表 125：選用膠管 B140，內(nèi)徑為 13mm，外徑： ，工作壓力為 140Mpa，最小曲率半徑為 140mm。 （ 3）管接頭：詳見附錄 液壓系統(tǒng)圖中標(biāo)示。 （ 4）螺紋連接：采用 60 圓錐管螺紋：適用于機(jī)器的油管及水管等的連接 ，內(nèi)外螺紋配合無間隙。 （ 5）密封件設(shè)計與選擇。傾斜油缸的密封為例：選用了 O 型密封圈、 V型密封圈。查《液壓控制傳動手冊》第 825 頁表 131，由于系統(tǒng)壓力小于 25Mpa，故選用 O 型氟化乙丙烯封裝的密封圈。 V型密封圈由支承環(huán)、密封環(huán)、壓環(huán)三部分成套使用。 液壓油選取 查《液壓控制傳動手冊》第 12 頁，表 13 由于溫度和壓力較高，選用 46 號普通液壓油。 46 號 (HL)普通油： 40℃時運(yùn)動粘度 /10 26m? /s 數(shù)值范圍為 ~；粘度指數(shù)不小于 90；閃點(diǎn)不 低于 170℃；凝點(diǎn)不高于 10℃；無機(jī)械雜質(zhì)；氧化穩(wěn)定性不小于 1000；最重要的是其具有良好的防銹性和氧化安定性，其空氣釋放能力，抗泡性，分水性和對橡膠密封材料的適應(yīng)性也較好。故選用此種油液滿足要求。 20 濾油器及油箱選取 過濾器的功用是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中固體的污染物，使工作介質(zhì)保持清潔，延長元器件的使用壽命，保證液壓元件性能可靠，液壓系統(tǒng)故障的 75%左右是由介質(zhì)的污染所造成的，因此過濾器對液壓系統(tǒng)來說是不可缺少的重要輔件。 （ 1）過濾器主要性能參數(shù)是指：過濾精度是指油液通過過濾器時能穿過濾芯 的球形污染物的最大直徑；過濾能力（通油能力）；納垢容量，允許壓降等。 （ 2）過濾器設(shè)計時應(yīng)注意： 1)據(jù)使用目的選擇種類，據(jù)安裝位置選安裝形式 2)過濾器應(yīng)有足夠的通油能力，且壓力損失要小。（通油能力大于實際通過流量的兩倍）。 3)過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)或元件所要求的清潔度要求。 4)濾芯使用的濾材應(yīng)滿足所用工作介質(zhì)要求，且有足夠的強(qiáng)度。 5)過濾器的強(qiáng)度及壓力損失要求在合適范圍內(nèi)。 6)濾芯的更換和清洗要方便。 7)據(jù)系統(tǒng)要求考慮選擇合適的濾芯保護(hù)附件。 8)結(jié)構(gòu)盡量簡單緊湊，安裝形式合理，價格低廉。 濾 油器：常用網(wǎng)式，線隙式，紙芯式，燒結(jié)式等網(wǎng)式濾油器，應(yīng)用廣泛且結(jié)構(gòu)簡單，通油能力大，壓力損失小，清洗方便，主要用于泵的吸油管路上保護(hù)油，故選用網(wǎng)式濾油器。選型號（ WU 型網(wǎng)式過濾器）。 圖 12 WU型網(wǎng)式過濾器 Figure 12 WU mesh filter (3)油箱的設(shè)計： 本課題選開式油箱，設(shè)計問題：油箱的容量及液面、隔板高度；濾油器、箱底坡度選擇；是否采用加強(qiáng)筋增加剛性以便承載液壓泵或其他液壓件；密封裝置的選取，是否用熱交換器及其安裝位置的布置等。具體要求如下： 1）油箱一般用 鋼板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角鐵和肋板以增加剛度。 21 叉車要在油箱上放置電動機(jī)，液壓泵等其他液壓件，故其厚度要增加。 2）油箱應(yīng)有足夠容量，以滿足散熱要求，同時注意到：在系統(tǒng)工作時油面必須保持足夠高度，以防液壓泵吸空；系統(tǒng)停止時由于油液全返回油箱，不至于造成油液溢出油箱，通常油箱容量可按照液壓泵 26min 的流量估計，油箱液面高度要小于 80%，并用油位計觀察