【文章內(nèi)容簡介】 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。 從工況圖中可以清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。而快進快退所需的時間 1t 和工進所需的時間 2t 。 有12tt =20 因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，如果選用單個定量泵作為整個系統(tǒng)的油源，液壓系統(tǒng)會長時間處于大流量溢流狀態(tài)，從而造成能量的大量損失，這樣的設計顯然是不合理的。 如果采用一個大流量定量泵和一個小流量定量泵雙泵串聯(lián)的供油方式，由雙聯(lián)泵組成的油源在工進和快進過程中所輸出的流量是不同的，此時液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)過程中所需要消耗的功率估大，除采用雙聯(lián)泵作為油源外，也可選用限壓式變量泵作油源。但限壓式變量泵結構復雜、成本高，且流量突變時液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，最后確定選用雙聯(lián)液壓泵供油方案 ，有利于降低能耗和生產(chǎn)成本，如圖 3所示。 9 圖 3 雙泵供油油源 根據(jù)本設計的運動方式和要求，采用差動連接與雙泵供油兩種快速運動回路來實現(xiàn)快速運動。即快進時，由大小泵同時供油，液壓缸實現(xiàn)差動連接。 本設計采用二位二通電磁閥的速度換接回路，控制由快進轉為工進。與采用行程閥相比，電磁閥可直接安裝在液壓站上，由工作臺的行程開關控制，管路較簡單，行程大小也容易調(diào)整，另外采用液控順序閥與單向閥來切斷差動油路。因此速度換接回路為行程與壓力聯(lián)合控制形式。 所設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)整方便和便于增設液壓夾緊支路，應考慮選用 Y 型中位機能。 由前述計算可知，當工作臺從快進轉為工進時，進入液壓缸的流量由 L/S降 L/S，可選二位二通行程換向閥來進行速度換接，以減少速度換接過程中 10 的液壓沖擊 ， 如圖 4 所示。由于工作壓力較低，控制閥均用普通滑閥式結構即可。由工進轉為快退時，在回路上并 聯(lián)了一個單向閥以實現(xiàn)速度換接。為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用死擋塊加壓力繼電器的行程終點轉換控制。 圖 4 換向和速度切換回路的選擇 參考同類組合機床，選用雙作用葉片泵雙泵供油，調(diào)速閥進油節(jié)流閥調(diào)速的開式回路，溢流閥做定壓閥。為了換速以及液壓缸快退時運動的平穩(wěn)性，回油路上設置背壓閥，初定背壓值 Pb=。 選定調(diào)速方案和液壓基本回路后，再增添一些必要 的元件和配置一些輔助性油路，如控制油路、潤滑油路、測壓油路等，并對回路進行歸并和整理，就可將液壓回路合成為液壓系統(tǒng)，即組成如圖 5所示的液壓系統(tǒng)圖。 11 圖 5 液壓系統(tǒng)原理圖 1— 雙聯(lián)葉片液壓泵； 2— 三位五通電液 閥 ； 3— 行程閥； 4— 調(diào)速閥； 5— 單向閥； 6— 單向閥； 7— 順序閥； 8— 背壓閥； 9— 溢流閥； 10— 單向閥； ll— 過濾器； 12— 壓力表接點； 13— 單向閥； l4— 壓力繼電器 ； 15— 單向閥； 16— 液壓缸。 系統(tǒng)圖的原理： 1． 快進 快進如圖所 示，按下啟動按鈕，電磁鐵 1YA通電，由泵輸出地壓力油經(jīng) 2 三位五通換向閥的左側，這時的主油路為： 進油路：泵 → 單向閥 10→三位五通換向閥 2（ 1YA 得電）→行程閥 3→液壓缸右腔。 回油路：液壓缸左腔→三位五通換向閥 2（ 1YA 得電）→單向閥 6→行程閥 3→液壓缸右腔。 由此形成液壓缸兩腔連通，實現(xiàn)差動快進，由于快進負載壓力小，系統(tǒng)壓力低，變 12 量泵輸出最大流量。 2．工進 減速終了時，擋塊還是壓下，行程開關使 3YA 通電，二位二通換向閥將通路切斷，這時油必須經(jīng)調(diào)速閥 4才能進入液壓缸左腔，回油路 和減速回油完全相同，此時變量泵輸出地流量自動與工進調(diào)速閥 4 的開口相適應，故進給量大小由調(diào)速閥 4調(diào)節(jié)，其主油路為： 進油路：泵 → 單向閥 10→三位五通換向閥 2（ 1YA 得電）→調(diào)速閥 4→液壓缸右腔。 回油路：液壓缸左腔→三位五通換向閥 2→背壓閥 8→油箱。 滑臺停留時間結束后，時間繼電器發(fā)出信號，使電磁鐵 1YA、 3YA 斷電， 2YA 通電，這時三位五通換向閥 2接通右位，因滑臺返回時的負載小，系統(tǒng)壓力下降，變量泵輸出流量又自動恢復到最大，滑快速退回，其主油路為： 進油路：泵 → 單向閥 10→三位五通換向閥 2（ 2YA 得電）→液壓缸左腔。 回油路：液壓缸右腔→單向閥 5→三位五通換向閥 2（右位）→油箱。 當滑臺退回到原位時，擋塊壓下原位行程開關，發(fā)出信號，使 2YA 斷電，換向閥處于中位，液壓兩腔油路封閉，滑臺停止運動。這時液壓泵輸出的油液經(jīng)換向 2直接回油箱，泵在低壓下卸荷。 電磁鐵和行程閥動作順序表 動 作名 稱工 進快 退快 進停 止信 號 來 源電磁鐵工作狀態(tài) 液壓元件工作狀態(tài)1YA 2YA 溢流閥9 換向閥2 行程閥3擋板壓下行程閥3起 動 按 紐壓力繼電器14發(fā)出信號擋塊壓下終點開關+ ++ 關 閉打 開關 閉關 閉左 位左 位 上 位下 位右 位 下 位下 位中 位快 進工 進快 退 13 五、 液壓元件的選擇 本設計所使用液壓元件均為標準液壓元件，因此只需確定各液壓元件的主要參數(shù)和規(guī)格，然后根 據(jù)現(xiàn)有的液壓元件產(chǎn)品進行選擇即可。 （ 1）計算液壓泵的最大工作壓力 由于本設計采用雙泵供油方式，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工況圖，大流量液壓泵只需在快進和快退階段向液壓缸供油，因此大流量泵工作壓力較低。小流量液壓泵在快速運動和工進時都向液壓缸供油，而液壓缸在工進時工作壓力最大，因此對大流量液壓泵和小流量液壓泵的工作壓力分別進行計算。 根據(jù)液壓泵的最大工作壓力計算方法，液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和。 對于調(diào)速 閥進口節(jié)流調(diào)速回路，選取進油路上的總壓力損失 p 0. 8M Pa?? ? ，同時考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓力繼電器動作壓力與最大工作壓力的壓差為 ，則小流量泵的最高工作壓力可估算為 ? ?1 4 .8 8 0. 8 0. 5 6 .1 8pP M P a M P a? ? ? ? 大流量泵只在快進和快退時向液壓缸供油，圖 4表明，快退時液壓缸中的工作壓力比快進時大，如取進油路上的壓力損失為 ，則大流量泵的最高工作壓力為： ? ?2 0 .4 7 0. 5 0 .9 7pP M P a M P a? ? ? （ 2）計算總流量 表 3表明，在整個工作循環(huán)過程中，液壓油源應向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快進工作階段，為 L/S，若整個回路中總的泄漏量按液壓缸輸入流量的 10%計算，則液壓油源所需提供的總流量為： 0 .5485 0 .6034L /spq ? ? ?= 工作進給時，液壓缸所需流量約為 ，但由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量 L/s，故小流量泵的 供油量最少應為 。 據(jù)據(jù)以上液壓油源最大工作壓力和總流量的計算數(shù)值，因此選取 PV2R12?12/32型雙聯(lián)葉片泵，其中小泵的排量為 12mL/r，大泵的排量為 32mL/r，若取液壓泵的容積效率 v? =，則當泵的轉速 np =940r/min 時，液壓泵的實際輸出流量為 ? ?1 2 3 2 9 6 0 0 .9 1 0 0 0 m in 3 7 . 2 2 4 m inpq L L? ? ? ? ????? 由于液壓缸在快退時輸入功率最大，這時液壓泵工作壓力為 、流量為。 取泵的總效率 ? ? ，則液壓泵驅(qū)動電動機所需的功率為： 14 0 .9 7 3 7 . 2 2 4 0 .8 16 0 0 . 7 5ppppq