设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统.pdf

1、 1 目 录 第 一 张 明 确 液 压 系 统 的 设 计 要 求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第 二 章 负 载 与 运 动 分 析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第 三 章 负 载 图 和 速 度 图 的 绘 制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 第 四 章 确 定 液 压 系 统 主 要 参 数 . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 第 五 章 液 压 系 统 方 案 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . 8 第 六 章 液 压 元 件 的 选 择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 第 七 章 液 压 系 统 性 能 验 算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 设 计 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . 19 参 考 文 献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 引 言 液 压 传 动 是 用 液 体 作 为 来 传 递 能 量 的 液

7、 压 传 动 有 以 下 优 点 易 于 获 得 较 大的 力 或 力 矩 功 率 重 量 比 大 易 于 实 现 往 复 运 动 易 于 实 现 较 大 范 围 的 无 级 变 速 传 递 运 动 平 稳 可 实 现 快 速 而 且 无 冲 击 与 机 械 传 动 相 比 易 于 布 局 和 操 纵 易 于防 止 过 载 事 故 自 动 润 滑 、 元 件 寿 命 较 长 易 于 实 现 标 准 化 、 系 列 化 。 液 压 传 动 的 基 本 目 的 就 是 用 液 压 介 质 来 传 递 能 量 而 液 压 介 质 的 能 量 是 由 其所 具 有 的 压 力 及 力 流 量 来 表

8、现 的 。而 所 有 的 基 本 回 路 的 作 用 就 是 控 制 液 压 介 质 的压 力 和 流 量 因 此 液 压 基 本 回 路 的 作 用 就 是 三 个 方 面 控 制 压 力 、 控 制 流 量 的 大小 、 控 制 流 动 的 方 向 。 所 以 基 本 回 路 可 以 按 照 这 三 方 面 的 作 用 而 分 成 三 大 类 压力 控 制 回 路 、 流 量 控 制 回 路 、 方 向 控 制 回 路 。 液 压 系 统 已 经 在 各 个 部 门 得 到 广 泛 的 应 用 而 且 越 先 进 的 设 备 其 应 用 液 压系 统 的 部 门 就 越 多 。 3 第 一

9、 张 明 确 液 压 系 统 的 设 计 要 求 设 计 一 台 卧 式 单 面 多 轴 钻 孔 组 合 机 床 动 力 滑 台 的 液 压 系 统 。 要 实 现 的 动 作 顺序 为 启 动 加 速 快 进 减 速 工 进 快 退 停 止 。 液 压 系 统 的 主 要 参 数 与 性能 要 求 如 下 轴 向 切 削 力 总 和 Fg=30000 N 移 动 部 件 总 重 量 G 10000N 快 进行 程 长 度 150 mm 工 进 行 程 30 mm 快 进 、 快 退 的 速 度 为 4. 2 m/ mi n 工 进 速 度201000 mm/ mi n 其 中 20 mm/

10、mi n 为 粗 加 工 1000mm/ mi n 为 精 加 工 该 动力 滑 台 采 用 水 平 放 置 的 平 导 轨 静 摩 擦 系 数 fs 0. 2 动 摩 擦 系 数 fd 0. 1 。 液 压系 统 的 执 行 元 件 使 用 液 压 缸 。 第 二 章 负 载 与 运 动 分 析 负 载 分 析 中 暂 不 考 虑 回 油 腔 的 背 压 力 液 压 缸 的 密 封 装 置 产 生 的 摩 擦 阻 力在 机 械 效 率 中 加 以 考 虑 。 因 工 作 部 件 是 卧 式 放 置 重 力 的 水 平 分 力 为 零 这 样 需要 考 虑 的 力 有 夹 紧 力 导 轨 摩

11、擦 力 惯 性 力 。 在 对 液 压 系 统 进 行 工 况 分 析 时 本 设 计 实 例 只 考 虑 组 合 机 床 动 力 滑 台 所 受 到的 工 作 负 载 、 惯 性 负 载 和 机 械 摩 擦 阻 力 负 载 其 他 负 载 可 忽 略 。 1 阻 力 负 载 fF 阻 力 负 载 主 要 是 工 作 台 的 机 械 摩 擦 阻 力 分 为 静 摩 擦 阻 力 和 动 摩 擦 阻 力 两 部 分 。导 轨 的 正 压 力 等 于 动 力 部 件 的 重 力 设 导 轨 的 静 摩 擦 力 为 fF 则 静 摩 擦 阻 力 Ff s = 0f G = 2 0 0 0 N 动 摩

12、擦 阻 力 Ff d = df G = 1 0 0 0 N 2 工 作 负 载 FW 工 作 负 载 是 在 工 作 过 程 中 由 于 机 器 特 定 的 工 作 情 况 而 产 生 的 负 载 对 于 金 属切 削 机 床 液 压 系 统 来 说 沿 液 压 缸 轴 线 方 向 的 切 削 力 即 为 工 作 负 载 即 NFt 12700 3 惯 性 负 载 最 大 惯 性 负 载 取 决 于 移 动 部 件 的 质 量 和 最 大 加 速 度 其 中 最 大 加 速 度 可 通 过工 作 台 最 大 移 动 速 度 和 加 速 时 间 进 行 计 算 。 已 知 启 动 换 向 时 间

13、 为 0 . 0 5 s 工 作 台最 大 移 动 速 度 即 快 进 、 快 退 速 度 为 4 . 5 m / m i n 因 此 惯 性 负 载 可 表 示 为 4 NNtvF 68.158515.060 781.920000mm 忽 略 切 削 力 引 起 的 颠 覆 力 矩 对 导 轨 摩 擦 力 的 影 响 并 设 液 压 缸 的 机 械 效 率w = 0 . 9 根 据 上 述 负 载 力 计 算 结 果 可 得 出 液 压 缸 在 各 个 工 况 下 所 受 到 的 负 载力 和 液 压 缸 所 需 推 力 情 况 如 表 1 所 示 。 表1 液压缸总运动阶段负载表单位N 第

14、 三 章 负 载 图 和 速 度 图 的 绘 制 根 据 负 载 计 算 结 果 和 已 知 的 个 阶 段 的 速 度 可 绘 制 出 工 作 循 环 图 如 图 1 a 所 示 所 设 计 组 合 机 床 动 力 滑 台 液 压 系 统 的 速 度 循 环 图 可 根 据 已 知 的 设 计 参 数 进行 绘 制 已 知 快 进 和 快 退 速 度 V1=V2=4. 2 m/ mi n 、 快 进 行 程 L1 =150 mm 工 进 行 程L2=30 mm 工 进 速 度 V=0. 05 m/ mi n 根 据 上 述 已 知 数 据 绘 制 组 合 机 床 动 力 滑 台 液 压 系

15、统 绘 制 负 载 图 F - t 如 图 工况 负载组成 负载值F/N 推力F/ w /N 启动 fsFF 4000 4444.44 加速 mfd FFF 3585.68 3984.08 快进 fdFF 2000 2222.22 工进 tfd FFF 14700 16333.33 反向启动 fsFF 4000 4444.44 加速 mfd FFF 3585.68 3984.08 快退 fdFF 2000 2222.22 制动 mfd FFF 414.32 460.36 5 n i u 第 四 章 确 定 液 压 系 统 主 要 参 数 4 . 1 确 定 液 压 缸 工 作 压 力 由 表

16、2 和 表 3 可 知 组 合 机 床 液 压 系 统 在 最 大 负 载 约 为 17000 N 时 宜 取 3MP 。 表2 各种机械常用的系统工作压力 机械类型 机 床 农业机械 小型工程机械建筑机械 液压凿岩机 液压机 大中型挖掘机 重型机械 起重运输机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压力/MPa 0.82 35 28 810 1018 2032 表3 按负载选择工作压力 负载/ KN 50 工作压力/MPa 0.81 1.52 2.53 34 45 5 4 . 2 计 算 液 压 缸 主 要 结 构 参 数 由 于 工 作 进 给 速 度 与 快 速 运 动 速 度 差 别

17、较 大 且 快 进 、 快 退 速 度 要 求 相 等 从 降 低 总 流 量 需 求 考 虑 应 确 定 采 用 单 杆 双 作 用 液 压 缸 的 差 动 连 接 方 式 。通 常 利用 差 动 液 压 缸 活 塞 杆 较 粗 、可 以 在 活 塞 杆 中 设 置 通 油 孔 的 有 利 条 件 最 好 采 用 活塞 杆 固 定 而 液 压 缸 缸 体 随 滑 台 运 动 的 常 用 典 型 安 装 形 式 。 这 种 情 况 下 应 把 液压 缸 设 计 成 无 杆 腔 工 作 面 积 1A 是 有 杆 腔 工 作 面 积 2A 两 倍 的 形 式 即 活 塞 杆 直 径d 与 缸 筒

18、直 径 D 呈 d = 0 . 7 0 7 D 的 关 系 。 6 工 进 过 程 中 当 孔 被 钻 通 时 由 于 负 载 突 然 消 失 液 压 缸 有 可 能 会 发 生 前冲 的 现 象 因 此 液 压 缸 的 回 油 腔 应 设 置 一 定 的 背 压( 通 过 设 置 背 压 阀 的 方 式) 选取 此 背 压 值 为 p2= 0 . 8 M P a 。 快 进 时 液 压 缸 虽 然 作 差 动 连 接, 但 连 接 管 路 中 不 可 避 免 地 存 在 着 压 降 p 且有 杆 腔 的 压 力 必 须 大 于 无 杆 腔 估 算 取 p 0 . 5 M P a 。 快 退

19、时 回 油 腔 中 也 是 有 背压 的 这 时 选 取 被 压 值 2p = 0 . 6 M P a 。 工 进 时 液 压 缸 的 推 力 计 算 公 式 为 1 1 2 2 1 1 1 2/ ( / 2 )mF A p A p A p A p 根 据 已 知 参 数 液 压 缸 无 杆 腔 的 有 效 作 用 面 积 可 计 算 为 26211 m006282.028.031033.163332 ppFA m 液 压 缸 缸 筒 直 径 为 mmAD 46.894 1 mm 由 于 有 前 述 差 动 液 压 缸 缸 筒 和 活 塞 杆 直 径 之 间 的 关 系 d = 0. 707

20、D 因 此 活塞 杆 直 径 为 d=0. 70789. 46 =63. 32mm 根 据 GB/ T2348 1993 对 液 压 缸 缸 筒 内 径尺 寸 和 液 压 缸 活 塞 杆 外 径 尺 寸 的 规 定 圆 整 后 取 液 压 缸 缸 筒 直 径 为 D=110 mm 活 塞 杆 直 径 为 d =80 mm 。 此 时 液 压 缸 两 腔 的 实 际 有 效 面 积 分 别 为 2421 10585.634 mDA 24222 1043.324 mdDA 工 作 台 在 快 进 过 程 中 液 压 缸 采 用 差 动 连 接 此 时 系 统 所 需 要 的 流 量 为 mi n0

21、7.23v121 LAAq 快进 工 作 台 在 快 退 过 程 中 所 需 要 的 流 量 为 mi n7.22vq 32 LA 快退 工 作 台 在 工 进 过 程 中 所 需 要 的 流 量 为 q 工进 = A1 v1 = 0 . 3 1 8 L / m i n 根 据 上 述 液 压 缸 直 径 及 流 量 计 算 结 果 进 一 步 计 算 液 压 缸 在 各 个 工 作 阶 段 中的 压 力 、 流 量 和 功 率 值 如 表 4 所 示 。 表4 各工况下的主要参数值 7 工况 推力F /N 回油腔压力P2/MPa 进油腔压力P1/MPa 输入流量q/L.min-1 输入功率P

22、/Kw 计算公式 快 进 启动 5556 0 1.54 2121 AApAFp 121 vAAq qpP 1 ppp 12 加速 6949 2.31 1.81 快速 2778 1.49 0.99 22.73 0.375 工进 27788 0.8 3.29 0.95 0.052 1221 AApFp 21vAq qpP 1 快退 起动 2180 0 0.49 2121 AApFP 32vAq qpP 1 加速 6949 0.6 2.84 快退 2778 0.6 1.82 20.02 0.607 制动 414.3 0.6 1.3 注 m/ FF 。 4 . 3 绘 制 液 压 缸 工 况 图 并

23、据 表 4 可 绘 制 出 液 压 缸 的 工 况 图 如 图 2 所 示 。 图2 组合机床液压缸工况图 8 第 五 章 液 压 系 统 方 案 设 计 根 据 组 合 机 床 液 压 系 统 的 设 计 任 务 和 工 况 分 析 所 设 计 机 床 对 调 速 范 围 、低速 稳 定 性 有 一 定 要 求 因 此 速 度 控 制 是 该 机 床 要 解 决 的 主 要 问 题 。 速 度 的 换 接 、稳 定 性 和 调 节 是 该 机 床 液 压 系 统 设 计 的 核 心 。 与 所 有 液 压 系 统 的 设 计 要 求 一 样 该 组 合 机 床 液 压 系 统 应 尽 可 能

24、 结 构 简 单 成 本 低 节 约 能 源 工 作 可 靠 。 5 . 1 速 度 控 制 回 路 的 选 择 工 况 图 表 明 所 设 计 组 合 机 床 液 压 系 统 在 整 个 工 作 循 环 过 程 中 所 需 要 的 功率 较 小 系 统 的 效 率 和 发 热 问 题 并 不 突 出 因 此 考 虑 采 用 节 流 调 速 回 路 即 可 。 虽然 节 流 调 速 回 路 效 率 低 但 适 合 于 小 功 率 场 合 而 且 结 构 简 单 、 成 本 低 。 该 机 床的 进 给 运 动 要 求 有 较 好 的 低 速 稳 定 性 和 速 度- 负 载 特 性 因 此 有

25、 三 种 速 度 控 制 方案 可 以 选 择 即 进 口 节 流 调 速 、 出 口 节 流 调 速 、 限 压 式 变 量 泵 加 调 速 阀 的 容 积 节流 调 速 。 钻 镗 加 工 属 于 连 续 切 削 加 工 加 工 过 程 中 切 削 力 变 化 不 大 因 此 钻 削 过 程中 负 载 变 化 不 大 采 用 节 流 阀 的 节 流 调 速 回 路 即 可 。但 由 于 在 钻 头 钻 入 铸 件 表 面及 孔 被 钻 通 时 的 瞬 间 存 在 负 载 突 变 的 可 能 因 此 考 虑 在 工 作 进 给 过 程 中 采 用 具有 压 差 补 偿 的 进 口 调 速 阀

26、 的 调 速 方 式 且 在 回 油 路 上 设 置 背 压 阀 。 由 于 选 定 了 节 流 调 速 方 案 所 以 油 路 采 用 开 式 循 环 回 路 以 提 高 散 热 效 率 防 止 油 液 温 升 过 高 。 从 工 况 图 中 可 以 清 楚 地 看 到 在 这 个 液 压 系 统 的 工 作 循 环 内 液 压 要 求 油 源交 替 地 提 供 低 压 大 流 量 和 高 压 小 流 量 的 油 液 。而 快 进 快 退 所 需 的 时 间 1t 和 工 进 所需 的 时 间 2t 分 别 为 ssvlvlt 61000740060100073006033111 ssvlt

27、 120100005.010060222 亦 即 是 12tt = 2 0 因 此 从 提 高 系 统 效 率 、 节 省 能 量 角 度 来 看 如 果 选 用 单 个 定 量泵 作 为 整 个 系 统 的 油 源 液 压 系 统 会 长 时 间 处 于 大 流 量 溢 流 状 态 从 而 造 成 能 量的 大 量 损 失 这 样 的 设 计 显 然 是 不 合 理 的 。 如 果 采 用 一 个 大 流 量 定 量 泵 和 一 个 小 流 量 定 量 泵 双 泵 串 联 的 供 油 方 式 由 双联 泵 组 成 的 油 源 在 工 进 和 快 进 过 程 中 所 输 出 的 流 量 是 不

28、 同 的 此 时 液 压 系 统 在 整个 工 作 循 环 过 程 中 所 需 要 消 耗 的 功 率 估 大 除 采 用 双 联 泵 作 为 油 源 外 也 可 选 用限 压 式 变 量 泵 作 油 源 。 但 限 压 式 变 量 泵 结 构 复 杂 、 成 本 高 且 流 量 突 变 时 液 压 冲击 较 大 工 作 平 稳 性 差 最 后 确 定 选 用 双 联 液 压 泵 供 油 方 案 有 利 于 降 低 能 耗 和生 产 成 本 。 9 5 . 2 选 用 执 行 元 件 因 系 统 运 动 循 环 要 求 正 向 快 进 和 工 进 反 向 快 退 且 快 进 快 退 速 度 相

29、 等 因此 选 用 单 活 塞 杆 液 压 缸 快 进 时 差 动 连 接 无 杆 腔 面 积 A1 等 于 有 杆 腔 面 积 A2的 两 倍 。 5 . 3 速 度 换 接 回 路 的 选 择 所 设 计 多 轴 钻 床 液 压 系 统 对 换 向 平 稳 性 的 要 求 不 高 流 量 不 大 压 力 不 高 所 以 选 用 价 格 较 低 的 电 磁 换 向 阀 控 制 换 向 回 路 即 可 。为 便 于 实 现 差 动 连 接 选 用三 位 五 通 电 磁 换 向 阀 。 为 了 调 整 方 便 和 便 于 增 设 液 压 夹 紧 支 路 应 考 虑 选 用 Y型 中 位 机 能

30、。 由 前 述 计 算 可 知 当 工 作 台 从 快 进 转 为 工 进 时 进 入 液 压 缸 的 流 量 由 2 3 . 0 7 L / m i n 降 0 . 3 1 8 L / m i n 可 选 二 位 二 通 行 程 换 向 阀 来 进 行 速 度 换 接 以 减 少 速 度换 接 过 程 中 的 液 压 冲 击 如 图 4 所 示 。 由 于 工 作 压 力 较 低 控 制 阀 均 用 普 通 滑 阀式 结 构 即 可 。 由 工 进 转 为 快 退 时 在 回 路 上 并 联 了 一 个 单 向 阀 以 实 现 速 度 换 接 。为 了 控 制 轴 向 加 工 尺 寸 提 高

31、 换 向 位 置 精 度 采 用 死 挡 块 加 压 力 继 电 器 的 行 程 终点 转 换 控 制 。 a . 换 向 回 路 b . 速 度 换 接 回 路 图 4 换 向 和 速 度 切 换 回 路 的 选 择 参 考 同 类 组 合 机 床 选 用 双 作 用 叶 片 泵 双 泵 供 油 调 速 阀 进 油 节 流 阀 调 速 的开 式 回 路 溢 流 阀 做 定 压 阀 。 为 了 换 速 以 及 液 压 缸 快 退 时 运 动 的 平 稳 性 回 油 路上 设 置 背 压 阀 初 定 背 压 值 Pb=0. 8MPa 。 5 . 4 选 择 快 速 运 动 和 换 向 回 路 根

32、 据 本 设 计 的 运 动 方 式 和 要 求 采 用 差 动 连 接 与 双 泵 供 油 两 种 快 速 运 动 回 路来 实 现 快 速 运 动 。 即 快 进 时 由 大 小 泵 同 时 供 油 液 压 缸 实 现 差 动 连 接 。 本 设 计 采 用 二 位 二 通 电 磁 阀 的 速 度 换 接 回 路 控 制 由 快 进 转 为 工 进 。 与 采用 行 程 阀 相 比 电 磁 阀 可 直 接 安 装 在 液 压 站 上 由 工 作 台 的 行 程 开 关 控 制 管 路较 简 单 行 程 大 小 也 容 易 调 整 另 外 采 用 液 控 顺 序 阀 与 单 向 阀 来 切

33、断 差 动 油 路 。10 因 此 速 度 换 接 回 路 为 行 程 与 压 力 联 合 控 制 形 式 。 5 . 5 组 成 液 压 系 统 原 理 图 选 定 调 速 方 案 和 液 压 基 本 回 路 后 再 增 添 一 些 必 要 的 元 件 和 配 置 一 些 辅 助 性油 路 如 控 制 油 路 、 润 滑 油 路 、 测 压 油 路 等 并 对 回 路 进 行 归 并 和 整 理 就 可 将液 压 回 路 合 成 为 液 压 系 统 即 组 成 如 图 5 所 示 的 液 压 系 统 图 。 为 便 于 观 察 调 整 压 力 在 液 压 泵 的 进 口 处 背 压 阀 和

34、液 压 腔 进 口 处 设 置 测 压点 并 设 置 多 点 压 力 表 开 关 这 样 只 需 一 个 压 力 表 即 能 观 察 各 压 力 。 要 实 现 系 统 的 动 作 即 要 求 实 现 的 动 作 顺 序 为 启 动 加 速 快 进 减 速 工 进 快 退 停 止 。则 可 得 出 液 压 系 统 中 各 电 磁 铁 的 动 作 顺 序 如 表 5 所 示 。表 中“+ ” 号 表 示 电 磁 铁 通 电 或 行 程 阀 压 下 “ ” 号 表 示 电 磁 铁 断 电 或 行 程 阀 复 位 。 11 图 5 液压系统图 5 . 5 系 统 图 的 原 理 1 快 进 快 进

35、如 图 所 示 按 下 启 动 按 钮 电 磁 铁 1 Y A 通 电 由 泵 输 出 地 压 力 油 经 2三 位 五 通 换 向 阀 的 左 侧 这 时 的 主 油 路 为 进 油 路 泵 向 阀 1 0 三 位 五 通 换 向 阀 2 1 Y A 得 电 行 程 阀 3 液 压缸 左 腔 。 回 油 路 液 压 缸 右 腔 三 位 五 通 换 向 阀 2 1 Y A 得 电 单 向 阀 6 行 程 阀3 液 压 缸 左 腔 。 由 此 形 成 液 压 缸 两 腔 连 通 实 现 差 动 快 进 由 于 快 进 负 载 压 力 小 系 统 压 力低 变 量 泵 输 出 最 大 流 量 。

36、2 减 速 当 滑 台 快 到 预 定 位 置 时 此 时 要 减 速 。 挡 块 压 下 行 程 阀 3 切 断 了 该 通 路 电 磁 阀 继 续 通 电 这 时 压 力 油 只 能 经 过 调 速 阀 4 电 磁 换 向 阀 1 6 进 入 液 压 缸的 左 腔 。 由 于 减 速 时 系 统 压 力 升 高 变 量 泵 的 输 出 油 量 便 自 动 减 小 且 与 调 速 阀4 开 口 向 适 应 此 时 液 控 顺 序 7 打 开 单 向 阀 6 关 闭 切 断 了 液 压 缸 的 差 动 连 接油 路 液 压 缸 右 腔 的 回 油 经 背 压 阀 8 流 回 油 箱 这 样 经

37、 过 调 速 阀 就 实 现 了 液 压 油的 速 度 下 降 从 而 实 现 减 速 其 主 油 路 为 12 进 油 路 泵 向 阀 1 0 三 位 五 通 换 向 阀 2 1 Y A 得 电 调 速 阀 4 电 磁换 向 阀 1 6 液 压 缸 左 腔 。 回 油 路 液 压 缸 右 腔 三 位 五 通 换 向 阀 2 背 压 阀 8 液 控 顺 序 阀 7 油 箱 。 3 工 进 减 速 终 了 时 挡 块 还 是 压 下 行 程 开 关 使 3 Y A 通 电 二 位 二 通 换 向 阀 将 通 路切 断 这 时 油 必 须 经 调 速 阀 4 和 1 5 才 能 进 入 液 压 缸

38、 左 腔 回 油 路 和 减 速 回 油 完全 相 同 此 时 变 量 泵 输 出 地 流 量 自 动 与 工 进 调 速 阀 1 5 的 开 口 相 适 应 故 进 给 量大 小 由 调 速 阀 1 5 调 节 其 主 油 路 为 进 油 路 泵 向 阀 1 0 三 位 五 通 换 向 阀 2 1 Y A 得 电 调 速 阀 4 调 速阀 1 5 液 压 缸 左 腔 。 回 油 路 液 压 缸 右 腔 三 位 五 通 换 向 阀 2 背 压 阀 8 液 控 顺 序 阀 7 油 箱 。 4 死 挡 铁 停 留 当 滑 台 完 成 工 进 进 给 碰 到 死 铁 时 滑 台 即 停 留 在 死

39、挡 铁 处 此 时 液 压 缸 左腔 的 压 力 升 高 使 压 力 继 电 器 1 4 发 出 信 号 给 时 间 继 电 器 滑 台 停 留 时 间 由 时 间继 电 器 调 定 。 5 快 退 滑 台 停 留 时 间 结 束 后 时 间 继 电 器 发 出 信 号 使 电 磁 铁 1 Y A 、3 Y A 断 电 2 Y A通 电 这 时 三 位 五 通 换 向 阀 2 接 通 右 位 因 滑 台 返 回 时 的 负 载 小 系 统 压 力 下降 变 量 泵 输 出 流 量 又 自 动 恢 复 到 最 大 滑 快 速 退 回 其 主 油 路 为 进 油 路 泵 向 阀 1 0 三 位 五

40、 通 换 向 阀 2 2 Y A 得 电 液 压 缸 右 腔 。 回 油 路 液 压 缸 左 腔 单 向 阀 5 三 位 五 通 换 向 阀 2 右 位 油 箱 。 6 原 位 停 止 当 滑 台 退 回 到 原 位 时 挡 块 压 下 原 位 行 程 开 关 发 出 信 号 使 2 Y A 断 电 换向 阀 处 于 中 位 液 压 两 腔 油 路 封 闭 滑 台 停 止 运 动 。 这 时 液 压 泵 输 出 的 油 液 经 换向 2 直 接 回 油 箱 泵 在 低 压 下 卸 荷 。 系 统 图 的 动 作 顺 序 表 如 表 5 所 示 。 13 第 六 章 液 压 元 件 的 选 择

41、6 . 1 确 定 液 压 泵 的 规 格 和 电 动 机 功 率 本 设 计 所 使 用 液 压 元 件 均 为 标 准 液 压 元 件 只 需 确 定 各 液 压 元 件 的 主 要 参 数和 规 格 然 后 根 据 现 有 的 液 压 元 件 产 品 进 行 选 择 即 可 。 1 计 算 总 流 量 表 2 表 明 在 整 个 工 作 循 环 过 程 中 液 压 油 源 应 向 液 压 缸 提 供 的 最 大 流 量 出现 在 快 进 工 作 阶 段 为 23. 07 L/ mi n 若 整 个 回 路 中 总 的 泄 漏 量 按 液 压 缸 输 入 流量 的 10% 计 算 则 液

42、压 油 源 所 需 提 供 的 总 流 量 为 mi n97.30mi n07.231.1 LLq p 工 作 进 给 时 液 压 缸 所 需 流 量 约 为 0 . 3 1 8 L / m i n 但 由 于 要 考 虑 溢 流 阀 的 最小 稳 定 溢 流 量 3 L / m i n 故 小 流 量 泵 的 供 油 量 最 少 应 为 3 . 3 1 8 L / m i n 。 据 据 以 上 液 压 油 源 最 大 工 作 压 力 和 总 流 量 的 计 算 数 值 因 此 选 取P V 2 R 1 2 6 / 2 6 型 双 联 叶 片 泵 其 中 小 泵 的 排 量 为 6 m L

43、/ r 大 泵 的 排 量 为 2 6 m L / r 若 取 液 压 泵 的 容 积 效 率 v = 0 . 9 则 当 泵 的 转 速 n p = 9 4 0 r / m i n 时 液 压 泵 的 实 际输 出 流 量 为 mi n072.27221.5mi n10009.0960266 LLq p 由 于 液 压 缸 在 快 退 时 输 入 功 率 最 大 这 时 液 压 泵 工 作 压 力 为 2. 36MPa 、 流 量为 27. 072 r / mi n 。 取 泵 的 总 效 率 0. 75p 则 液 压 泵 驱 动 电 动 机 所 需 的 功 率 为 k Wk WqpP pp

44、p 42.175.060 1.2736.2 根 据 上 述 功 率 计 算 数 据 此 系 统 选 取 Y 1 0 0 L - 6 型 电 动 机 其 额 定 功 率k WPn 5.1 额 定 转 速 mi n960 rnn 。 2 计 算 液 压 泵 的 最 大 工 作 压 力 由 于 本 设 计 采 用 双 泵 供 油 方 式 根 据 液 压 系 统 的 工 况 图 大 流 量 液 压 泵 只需 在 快 进 和 快 退 阶 段 向 液 压 缸 供 油 因 此 大 流 量 泵 工 作 压 力 较 低 。小 流 量 液 压 泵在 快 速 运 动 和 工 进 时 都 向 液 压 缸 供 油 而

45、液 压 缸 在 工 进 时 工 作 压 力 最 大 因 此 对大 流 量 液 压 泵 和 小 流 量 液 压 泵 的 工 作 压 力 分 别 进 行 计 算 。 根 据 液 压 泵 的 最 大 工 作 压 力 计 算 方 法 液 压 泵 的 最 大 工 作 压 力 可 表 示 为 液压 缸 最 大 工 作 压 力 与 液 压 泵 到 液 压 缸 之 间 压 力 损 失 之 和 。 对 于 调 速 阀 进 口 节 流 调 速 回 路 选 取 进 油 路 上 的 总 压 力 损 失p 0 . 8 M P a 同 时 考 虑 到 压 力 继 电 器 的 可 靠 动 作 要 求 压 力 继 电 器 动

46、 作 压 力与 最 大 工 作 压 力 的 压 差 为 0 . 5 M P a 则 小 流 量 泵 的 最 高 工 作 压 力 可 估 算 为 MPaMPaPp 27.45.08.097.21 14 大 流 量 泵 只 在 快 进 和 快 退 时 向 液 压 缸 供 油 图 4 表 明 快 退 时 液 压 缸 中 的 工作 压 力 比 快 进 时 大 如 取 进 油 路 上 的 压 力 损 失 为 0 . 5 M P a 则 大 流 量 泵 的 最 高 工作 压 力 为 MPaMPaPp 36.25.086.12 6 . 2 确 定 其 它 元 件 及 辅 件 ( 1) 确 定 油 管 在 选 定 了 液 压 泵 后 液 压 缸 在 实 际 快 进 、 工 进 和 快 退 运 动 阶 段 的 运 动 速 度 、时 间 以 及 进 入 和 流 出 液 压 缸 的 流 量 与 原 定 数 值 不 同 重 新 计 算 的 结 果 如 表 7所 列 。 表7 各工况实际运动速度、时间和流量 流量、速度 快进 工进 快退 输入流量/(L/min 3.5543.3259.631.2759.632111