液压传动组合机床控制毕业设计.pdf

毕毕业业设设计计（论（论 文）文） 题题 目目： 系别： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 审阅： 四川交通职业技术学院四川交通职业技术学院 20年月日 摘要摘要 液压系统具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能、反应快、输出力(或力矩) 大等优点，在组合机床中被广泛采用。 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算 机技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今 机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为数 控技术应用专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理 的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。 本论文主要阐述了液压系统的设计（包括系统工况分析，拟定液压系统原理图， 液压元件的计算和选择以及液压系统的性能验算等）、液压缸主要零部件的设计 及其结构设计。 液压动力滑台是利用液压缸将泵站提供的液压能转变为滑台运动所需的机械 能，来实现进给运动并完成一定得动作循环，是一种以速度变换为主的中、低压 液压系统，在高效、专用、自动化程度较高的机床中已得到广泛的应用。因此， 在液压传动与控制系统中具有综合性和代表性，通过本毕业设计可以全面的应用 和巩固所学的专业技术基础理论知识，提高机械设计能力和绘图能力，培养学生 学习新技术、获取信息和理论联系实际的能力，特别是使学生在液压传动与控制 的基本理论和应用方面得到进一步的提高。 【关键词】:液压系统 液压传动 液压元件 Abstract Hydraulic system with a wide range of adaptability, excellent process control performance, fast response, output force (or torque) and other advantages of combined machine tools that are widely used. technology in machinery and equipment, especially in recent years combined with microelectronics, computer technology, hydraulic technology has entered a new stage of development, mechanical, electrical, hydraulic, gas integration is the development of machinery and equi Hydraulic drive technology is one of the fastest growing pment today. Has been widely referenced in the CNC machining equipment hydraulic technology. As technology students learn hydraulic numerical control system design, familiar with the working principle of the method of analysis of hydraulic systems, control and selection of hydraulic units and hydraulic systems maintenance and repair is necessary. This paper mainly on the design of the hydraulic system (including system condition analysis, development of hydraulic system schematics, calculation and selection of hydraulic components, and checking the performance of the hydraulic system, and so on), design and structure of the main components of hydraulic cylinder design 【Key Words】: hydraulic system hydraulic transmission hydraulic components 目录目录 1.绪 论. - 1 - 1.1 研究背景.- 1 - 1.2 研究目的及意义.- 2 - 2 液压传动的工作原理和组成以及优缺点.- 2 - 2.1 工作原理- 2 - 2.2 液压系统的基本组成- 3 - 2.3 液压传动的优缺点- 3 - 2.3.1 液压传动的优点- 3 - 2.3.2 液压传动的缺点- 4 - 3 液压系统工况分析.- 5 - 3.1 运动分析- 5 - 3.2 运动数据.- 5 - 3.3 拟定液压系统原理图.- 6 - 3.3.1 选择基本回路- 7 - 3.4 选择液压泵和电机.- 7 - 3.4.1 确定液压泵的工作压力- 7 - 3.4.2 液压泵的流量- 8 - 3.4.3 选择电机- 8 - 3.5 阀类元件的选择.- 10 - 4 液压缸主要零部件设计.- 12 - 4.1 液压缸各阶段工作负载计算：- 12 - 4.2 确定液压缸的工作压力.- 12 - 4.3 确定缸筒内径 D，活塞杆直径 d- 13 - 4.4 液压缸实际有效面积计算- 13 - 4.5 最低稳定速度验算- 13 - 5 选择液压回路.- 13 - 5.1 调速回路的选择.- 13 - 5.2 快速运动回路与速度环节回路.- 14 - 6 液压工作原理：- 14 - 6.1 快速前进.- 14 - 6.2 工作进给.- 15 - 6.3 快速退回.- 15 - 6.4 原位停止.- 16 - 7 组合机床的电力控制- 16 - 7.1 主电路.- 16 - 8 液压系统的性能验算- 20 - 8.1 管路系统压力损失验算.- 20 - 8.1.1 判断油流类型- 20 - 8.1.2 沿程压力损失P1- 21 - 8.1.3 局部压力损失P2- 21 - 8.2 液压系统的发热与温升验算- 23 - 8.2.1 液压泵的输入功率- 23 - 8.2.2 有效功率- 23 - 8.2.3 系统发热功率 Ph.- 23 - 8.2.4 散热面积- 24 - 8.2.5 油液温升t- 24 - 9 总结致谢- 24 - 10 参考文献.- 25 - 四川交通职业技术学院毕业论文 - 1 - 1.绪绪 论论 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、 计算机技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是 当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作 为数控技术应用专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作 原理的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要 的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传 动的处发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取 其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因是取其重量轻、体积 小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实 现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 1.1 研究背景研究背景 液压传动因具有结构简单、体积小、重量轻、反应速度快、输出力大、可方 便地实现无级调速、易实现频繁换向、易实现自动化等优点，使其从民用到国防， 从一般传动到精确度很高的控制系统，都得到了广泛的应用。 在机床工业中，目前机床传动系统有 85%采用液压传动与控制，如磨床、刨 床、拉床、压力机、剪床及组合机床等。 在冶金工业中，电炉控制系统、轧钢机的控制系统、平炉装料、转炉装料、 高炉装料、带材跑偏及恒张力装置等都采用了液压技术。 在工程机械中，普遍采用了液压传动，如挖掘机、装载机、起重机、推土机、 铲运机、平地机、压路机等。 在农业机械中，采用液压技术也很广泛，如拖拉机、联合收割机等。 在汽车工业中，液压越野车、液压自卸式汽车、液压高空作业车、消防车等 均采用了液压技术。 在轻纺工业中，采用液压技术的有塑料注塑机、造纸机、印刷机及纺织机等。 在国防工业中，飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹和火箭等武器装备都采用 了液压传动与控制。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 2 - 在船舶工业中，应用液压技术很普遍，如全液压挖泥船、打捞船、采油平台 及船舶辅机等。 随着液压机械自动化程度的不断提高，液压元件数量急剧增加，元件小型化、 系统集成化是必然的发展趋势。特别是近年来，机电技术的迅速发展，液压技术 与传感技术、微电子技术密切结合，出现了许多新型元件，如电液比例阀、数字 阀、电液伺服液压缸等机（液）电一体化元器件，使液压技术正向高压、大功率、 节能高效、低噪声、长寿命、高集成化等方面发展。同时，液压元件和液压系统 的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机实时控制也是当前 液压技术的发展方向。 1.2 研究目的及意义研究目的及意义 随着时代的发展,社会经济的进步,人民生活状态得到了显著改善。然而,生活 中我们会发现,虽然生活水平、 科技水平不断提高,但随之而来的问题也愈发的引起 我们的思考。例如,传统的液压传动技术油压传动存在易磨损、效率低、浪费 能源和破坏环境的缺点,已经难以适应经济社会发展的需要,尤其是在能源紧缺、 生 态文明、可持续发展的新世纪,新的技术、现代液压传动技术的发展势在必行。在 众多新技术中,利用水作为驱动的纯水液压传动技术,既符合绿色发展理念,又具有 保护生态环境、使用清洁能源的意义。本文通过分析纯水液压技术的主要优势和 所面临的各种问题,对发展现代纯水液压传动技术提出相关的建议,并且介绍现代 纯水液压传动技术应用的领域。 2 液压传动的工作原理和组成以及优缺点液压传动的工作原理和组成以及优缺点 液压传动是以液体为工作介质，利用压力能来驱动执行机构的传动方式。 驱 动机床工作台的液压系统是由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、 换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。 2.1 工作原理工作原理 （1)电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油，油液被加压后,从泵的输出口输入 四川交通职业技术学院毕业论文 - 3 - 管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移 动。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。 （2)工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的 油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少， 工作台的移动速度减少。由此可见，速度是由油量决定的。 2.2 液压系统的基本组成液压系统的基本组成 （1）能源装置液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械 能转换成液压能，给系统提供压力油液。 （2）执行装置液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机械能， 推动负载做功。 （3）控制装置液压阀（流量阀、压力阀、方向阀等）。通过它们的控制和调 节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、 速度和方向。 （4）辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过 这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。 （5）工作介质液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或 信息。 2.3 液压传动的优缺点液压传动的优缺点 2.3.1 液压传动的优点液压传动的优点 （1）在相同的体积下，液压执行装置能比电气装置产生出更大的动力。在同等功 率的情况下，液压执行装置的体积小、重量轻、结构紧凑。液压马达的体积重量 只有同等功率电动机的 12%左右。 （2）液压执行装置的工作比较平稳。由于液压执行装置重量轻、 惯性小、 反应快， 所以易于实现快速起动、制动和频繁地换向。液压装置的换向频率，在实现往复 回转运动时可达到每分钟 500 次，实现往复直线运动时可达每分钟 1000 次。 （3）液压传动可在大范围内实现无级调速（调速比可达 1：2000），并可在液压 四川交通职业技术学院毕业论文 - 4 - 装置运行的过程中进行调速。 （4）液压传动容易实现自动化，因为它是对液体的压力、流量和流动方向进行控 制或调节，操纵很方便。当液压控制和电气控制或气动控制结合使用时，能实现 较复杂的顺序动作和远程控制。 （5）液压装置易于实现过载保护且液压件能自行润滑，因此使用寿命长 （6）由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制 造和使用都比较方便。 2.3.2 液压传动的缺点液压传动的缺点 (1) 液压传动是以液体为工作介质， 在相对运动表面间不可避免地要有泄漏， 同时， 液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用，例如螺纹 和齿轮加工机床的内传动链系统。 (2) 液压传动在工作过程中有较多的能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等，故不宜 于远距离传动。 (3) 液压传动对油温的变化比较敏感，油温变化会影响运动的稳定性。因此，在低 温和高温条件下，采用液压传动有一定的困难。 (4) 为了减少泄露，液压元件的制造精度要求高，因此，液压元件的制造成本高， 而且对油液的污染比较敏感。 (5) 液压系统故障的诊断比较困难， 因此对维修人员提出了更高的要求， 既要系统 地掌握液压传动的理论知识，又要有一定的实践经验。 (6)随着高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声日益增大，这也 是要解决的问题。 总而言之，液压传动的优点是突出的，随着科学技术的进步，液压传动的缺点将 得到克服，液压传动将日益完善，液压技术与电子技术及其它传动方式的结合更 是前途无量。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 5 - 3 液压系统工况分析液压系统工况分析 3.1 运动分析运动分析 绘制动力滑台的工作循环图 按设备的工艺要求，把执行元件在各阶段的负载用曲线表示出来，称执行元 件的负载位移（时间）曲线图（负载图）。由此图可直接的看出在运动过程 充何时受力最大，何时受力最小等各种情况，以此作为以后的设计依据。液压缸 驱动执行机构进行直线往复运动时，所受的负载 F 为 F=Ft+Ff+Fa = 6340N 3.2 运动数据运动数据 (1) 工作负载 工作负载是液压缸负载的主要组成部分，它与设备的运动情况有关，不同机械的 工作负载其形式各不相同，对于机床，切削力是工作负载。工作负载可以是恒定 的，也可以是变化的；可能是正值，也可能是负值，负载的方向与液压缸（或活 塞）的运动方向相反者为正，相同者为负。 Ft =3000N （2）摩擦阻力 摩擦阻力是指主机执行机构在运动时与导轨或支撑面间的摩擦力， 其值恒为正值。 Ff=fFN =(0.2+0.1)x9800=2840N 式中：FN运动部件及外负载对支撑面的正压力； 四川交通职业技术学院毕业论文 - 6 - f摩擦系数，分为静摩擦系数（fs0.20.3）和动摩擦系数（fd0.050.1）。 （3）惯性负载 惯性负载是指运动部件在启动或制动过程中， 因速度变换由其惯性而产生的负载， 可由牛顿第二定律计算。 Fs=ma=G/gv/t =9800/908x0.1/0.2=500N 式中：m运动部件的质量，Kg； a运动部件的加速度，m/s； G运动部件的重力 N g重力加速度，m/s2； v速度的变化量，m/s； t速度变化所需要的时间，s。 除此之外，液压缸的受力还有活塞和活塞杆处的密封装置的摩擦阻力，其计算方 法和密封装置的类型、液压缸的制造质量和工作压力有关，由于详细计算比较麻 烦，为了简化计算，一般将其考虑在液压缸的机械效率中，初步设计时可取 m=0.850.97，另外，还有背压力，可在最后计算时 （4）由于动力滑台为卧式放置，所以不考虑重力负载。 （5）关于液压缸内部密封装置摩擦阻力 Fm 的影响，计入液压缸的机械效率中。 （6）背压负载 初算时暂不考虑 3.3 拟定液压系统原理图拟定液压系统原理图 液压系统原理图是表示系统的组成和工作原理的图样。拟定系统原理图是设 计系统的关键，它对系统的性能及没计方案的合理性、经济性具有决定性的影响， 也是整个设计中重要的一部分。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 7 - 3.3.1 选择基本回路选择基本回路 根据系统的设计参数以及速度、负载循环陶，可以针对不同的动作循环选择 相应的基本回路，包括确定系统的供油方式、调速方式、速度换接方式和夹紧回 路的方式等。 3.4 选择液压泵和电机选择液压泵和电机 3.4.1 确定液压泵的工作压力确定液压泵的工作压力 由前面可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为 4.4MPa，本系统采 用调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为 0.6MPa。 由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大 0.5MPa，故泵 的最高压力为 Pp1=（4.4+0.6+0.5）MPa=5.5MPa 四川交通职业技术学院毕业论文 - 8 - 这是小流量泵的最高工作压力（稳态），即溢流阀的调整工作压力。 液压泵 的公称工作压力 Pr 为 Pr=1.25 Pp1 =1.255.5MPa=6.7MPa 大流量泵只在快速时向液压缸输油，由压力图可知，液压缸快退时的工作压 力比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路比较简单，但流经管道和阀的 油流量较大。取进油路压力损失为 0.5MPa，故快退时泵的工作压力为 Pp2=（0.99+0.5）MPa=1.49MPa 这是大流量泵的最高工作压力，此值是液控顺序阀 7 和 8 调整的参考数据。 3.4.2 液压泵的流量液压泵的流量 由流量图 2（b）可知，在快进时，最大流量值为 23Lmin, 取 K=1.1，则可计算泵的最大流量 qvpK(qv)max qvp =1.123Lmin=25.3Lmin 在工进时，最小流量值为 0.39 Lmin.为保证工进时系统压力较稳定，应考虑溢流 阀有一定的最小溢流量，取最小溢流量为 1 Lmin（约 0.01710-3m3s）故 小流量泵应取 1.39Lmin 根据以上计算数值， 选用公称流量分别为 18Lmin、 12Lmin； 公称压力为 70MPa 压力的双联叶片泵。 3.4.3 选择电机选择电机 由功率图 2 （c） 可知， 最大功率出现在快退阶段， 其数值按下式计算 Pp= Pp2 （qv1+ qv2）p=1.35106（0.2+0.3）10-30.75=993W 式中 qv1大泵流量， qv1=18 Lmin（约 0.310-3m3s） qv2小泵流量，qv2=12Lmin（约 0.2 10-3m3s） p液压泵总效率，取p =0.75。 图 2 (a) 四川交通职业技术学院毕业论文 - 9 - (c) 根据快退阶段所需功率 993W 及双联叶片泵要求的转速，选用功率为 1.1KWJ526 型的异步电机。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 10 - 3.5 阀类元件的选择阀类元件的选择 阀类元件的选择是根据阀的最大工作压力和流经阀的最大流量来选择阀的规 格。即所选用的阀类元件的额定压力和额定流量要大于系统的最高工作压力及实 际通过阀的最大流量。在条件不允许时，可适当增大通过阀的流量，但不得超过 阀的额定流量的 20%，否则会引起压力损失过大。具体地讲选择压力阀时应考虑 调压范围，选择流量阀时应注意其最小稳定流量，选择换向阀时除应考虑压力、 流量外，还应考虑其中位机能及操作方式。 根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的规 格。 表-1 液压元件说明 四川交通职业技术学院毕业论文 - 11 - 注：以上元件除液压泵、滤油器外，均为板式连接。 2.6 确定管道尺寸 液压缸进、出油管的管径应按输入、输出的最大流量计算，由于液压泵具体选定 四川交通职业技术学院毕业论文 - 12 - 之后，液压缸在各个阶段的进、出流量以与原定数值不同，所以要重新计算。管 路内径的选择是以降低流动造成的压力损失为前提的，液压管路中流体的流动多 为层流，压力损失正比于油液在管路中的平均流速，因此根据流速确定管径是常 用的简便方法 由于本系统液压缸差动连接时，油管内通油量较大，其实际流量 qv 24 L min(0.510-3m3s),取允许流速 u=0.5ms,则主压力油管 d 用下式计算 圆整化， 取 d=12mm。 油管壁厚一般不需计算，根据选用的管材和管内径查液压传动手册的有关表格得 管的壁厚。 选用 14mm12mm 冷拔无缝钢管。 其它油管按元件连接口尺寸决定尺寸，测压管选用 4mm3mm 紫铜管或铝管。 管接头选用卡套式管接头，其规格按油管通径选取。 4 液压缸主要零部件设计液压缸主要零部件设计 4.1 液压缸各阶段工作负载计算：液压缸各阶段工作负载计算： （取cm=0.9） （1）启动时 F1=Fuj/cm=1962/0.9=2180N （2）加速时 F2=（Fud+Fa）/cm=（981+4004）/0.9=5538N （3）快进时 F3=Fud/cm=981/0.9N=1090N （4）工进时 F4=(Fq+Fud)/cm=(28000+981)/0.9N=32201N （5）快退时 F5=Fud/cm=981/0.9N=1090N 4.2 确定液压缸的工作压力确定液压缸的工作压力 参考课本资料,初选液压缸工作压力 p1=40106 Pa 四川交通职业技术学院毕业论文 - 13 - 4.3 确定缸筒内径确定缸筒内径 D，活塞杆直径，活塞杆直径 d A=Fmaxp=7276 按 GB/T23481993，取 D=100mm d=0.71D=71mm 按 GB/T23481993，取 d=70mm 4.4 液压缸实际有效面积计算液压缸实际有效面积计算 无杆腔面积 A1=D2/4=3.141002/4 mm2=7850mm2 有杆腔面积 A2=（D2d2）/4=3.14（1002702）/4 mm2=4004 mm2 活塞杆面积 A3=D2/4=3.14702/4 mm=3846 mm 22 4.5 最低稳定速度验算最低稳定速度验算 最低稳定速度为工进时 u=50mm/min，工进采用无杆腔进油，单向行程调速阀调 速，查得最小稳定流量 qmin=0.1L/min A1qmin/umin=0.1/50=0.002 m2=2000 mm2 满足最低稳定速度要求。 5 选择液压回路选择液压回路 5.1 调速回路的选择调速回路的选择 由工况图可知，该液压系统效率较小，工作负载变化不大，故可选用节流调速 方式，由于钻孔属于连续切削而且是正负载，故采用进口节流调速为好， 四川交通职业技术学院毕业论文 - 14 - 为防止共建钻通时，工作负载突然小时而引起前冲现象，应在回油路上加背油 阀。 5.2 快速运动回路与速度环节回路快速运动回路与速度环节回路 选用差动型液压缸实现“快、慢、快”的回路。由于快进转工进时有平稳性 要求，故采用行程阀工进转快退则利用压力继电器来实现。 5.3 压力控制回路的选择 由于采用双泵供油回路，故采用液控顺序阀实现低压大流量泵卸荷，用溢流阀调 整高压小流量泵的供油压力。为了观察调整压力，载液压泵的出口处、背压阀和 液压缸无杆腔进口处设置测压点。 6 液压工作原理：液压工作原理： 6.1 快速前进快速前进 按下起动按钮，电磁经铁 1YA 通电，电磁换向阀 A 的左拉接入回路，液动换 向阀 B 在制油液的作用下其左位接入系统工作，这时系统中油液的通路为： 进油路：过滤器 1变量泵 1 换向阀 A单向阀 C换向阀 B 左端 回油路：换 向阀右端节流阀 F换向阀 A油箱。 于是，换向阀 B 的阀芯右移，使其左位接入系统。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 15 - 主油路 进油路：过滤器 1变量泵 1单向阀 3换向阀 B行程阀 11液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔换向阀 B单向阀 6行程阀 11液压缸左腔，形成差动 连接。 此时由于负载较小，液压系统的工作压力较低，所以液控顺序阀 5 关闭，液压缸 形成差动连接，又因变量泵 2 在低压下输出流量为最大，所以动力滑台完成快速 前进。 6.2 工作进给工作进给 当滑台运动到预定位置时，控制挡铁压下行程阀 11。切断了快进油路，电液 动换向阀 7 的工作状态不变(阀 B 和阀 A 的左位仍接入系统工作)，压力油须经调 速阀 8、二位二通电磁 12 才能进入液压缸的左腔，由于油液流经调速阀而使系统 压力升高，于是液控顺序阀 5 打开，单向阀 6 关闭，使液压缸右腔的油液经阀 5、 背压阀 4 流回油箱，使滑台转换为工作进给运动。其主要油路： 进油路： 过滤器1 变量泵2单向阀3换向阀B 调速阀8电磁阀12液压缸左腔。 回油路： 液压缸右腔 换向阀 B顺序阀 5背压阀 4油箱。 因为工作进给时系统压力升高，所以变量泵 2 的输出流量便自动减小，以适应工 作进给的城要，进给速率的大小由调速阀 8 来调节。 6.3 快速退回快速退回 时间继电器延时发出信号，使电磁铁 YA 停电，2YA 通电，这时换向阀 A 的右位接 入回路，控制油液换向阀 B 的右位拉入系统工作，此时，由于滑台返回的负载小， 系统压力较低，变量泵 2 的流量自动增大至最大，所以动力滑台快速退回。这时 系统油液的通路为： 控制油路 进油路： 过滤器 1变量泵 2换向阀 A单向阀 D换向阀 B 右端。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 16 - 回油路： 换向阀 B 左端节流阀 E换向阀 A油箱。 主油路 进油路： 过滤器 1变量泵 2单向阀 3换向阀 B液压缸右腔。 回油路： 液压缸左腔单向阀 10换向阀 B油箱。 动力滑台快速后退，当其快退到一定位置(即工进的起始位置)时， 行程阀 11 复位， 使回油路更为畅通，但不影响快速退回动作。 6.4 原位停止原位停止 当滑台退回到原位时，挡铁压下行程开关而发出信号，使 2YA 断电，换向阀 A、B 都处于中位，液压缸失去动力源，滑台停止运动。变量泵 2 输出的油液经单向阀 3、换向阀 B 流回油箱，液压泵卸荷。单向阀 3 使泵卸荷时，控制油路中仍保持一 定的压力。这样，当电磁换向阀 A 通电时，可保证液动换向阀 B 能正常工作。 表-4 系统工作循环 7 组合机床组合机床的电力控制的电力控制 7.1 主电路主电路 根据设计要求，主电路大致分为三个部分。首先看第一部分，主轴电机。主 轴电机工作方式有两种：正转、反转。根据不同的工作要求，主轴电机的转向不 四川交通职业技术学院毕业论文 - 17 - 同。因主轴电机的功率较小，故可以直接启动。 其主电路图如下 7-1 所示： 图 7-1 主轴电机 当 KM1、KM2 的线圈得电吸合分别使电机 M1、M2 正转；当 KM9、KM10 的 线圈得电吸合分别是电机 M1、M2 反转。通过 PLC 的输出就可以使不同的接触器 线圈得电，从而使电机的转向不同。 其次看第二部分，快速电机和进给电机。根据设计要求知左、右两动力头均要求 快进工进快退的工作循环，并且左、右两动力头可以同时工作，也可进行单 独调整。所以就要求快速电机 M5、M6 能够正反转，工作进给电机为 M3、M4 能 够正转即可。其主电路如下图 7-2 所示。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 18 - 图 7-2 快速电机和进给电路 因为这 4 个功率都较小，所以可以直接启动。 M3、M4 只要接触器 KM3、KM4 的线圈得电就会吸合，就能正转；M5、M6 分别当接触器 KM5、KM6 线圈得电时 正转，当接触器 KM7、KM8 分别得电就反转。最后看第三部分，照明电路和信号 指示部分。当机床工作时，为了警告旁人不要误动作，故要有信号指示说明，告 诉别人正在进行工作，不要误动作。信号指示也能显示机床是否是在正常工作、 有无问题。有时候需要晚上工作，所以需要必要的照明。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 19 - 图 7-3 指示信号灯 如图 7-3，其指示着组合机床的工作状态，指示灯分别与与之对应的接触器的常开 触点连接，当接触器的线圈得电，其常开触点闭合，通过 6.3V 电压使之亮。KM1、 KM9 分别是控制 M1 的正反转的接触器；KM2、KM10 分别是控制 M2 的正反转的 接触器；KM3、KM4 分别是控制左右工进电机正转的接触器；KM5、KM7，KM6、 KM8 分别是左右快进快退电机。这样就可以把所有的电机的状态显示出来。照明 灯如下图 7-4 所示。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 20 - 图 7-4 照明灯 8 液压系统的性能验算液压系统的性能验算 必要时，对液压系统的压力损失和发热温升要进行验算，如果有经过生产实践 考验的同类设备可供类比参考，或有可靠的实验结果，那么液压可以不再进行验 算 8.1 管路系统压力损失验算管路系统压力损失验算 由于有同类型液压系统的压力损失值可以参考， 故一般不必验算压力损失值。 下面以工进时的管路压力损失为例计算如下： 8.1.1 判断油流类型判断油流类型 利用下式计算出雷诺数 Re=1.273qv104dv=1.2730.006510-1041.2310-3/1.5662000 为层流。 四川交通职业技术学院毕业论文 - 21 - 8.1.2 沿程压力损失沿程压力损失P1 利用公式分别算出进、回油压力损失，然后相加即得到总的沿程损失。 （1）进油路上 43P1=4.41012v.l.qvd=4.310121.51.50.006510- 124Pa =0.0313105Pa （2）回油路上 其流量 qv=0.75 Lmin（0.012510-3m3s）（差动液压缸 A12A2）, 压力损 失为 P1=4.31012v.l.qvd4=4.310121.51.50.00325 10-3124Pa =0.01532105Pa 由于是差动液压缸，且 A12A2，故回油路的损失只有一半折合到进油腔，所以 工进时总的沿程损失为 P1=（0.03103+0.50.01532）105Pa=0.039105Pa 8.1.3 局部压力损失局部压力损失P2 由于采用液压装置为集成块式，故考虑阀类元件和集成块内的压力损失。 为方便起见，将工进时油流通过各种阀的流量和压力损失列于下表-5 四川交通职业技术学院毕业论文 - 22 - 计算各阀局部压力损失之和Pv 如下 Pv=2105（0.3925）2+2105（0.3925）+5105+0.51.5（0.39 25）2+0.56105Pa=8.1105Pa 取油流通过集成块时的压力损失为 PJ=0.3105Pa 故工进时总的局部压力损失为 P2=（8.1+0.3）105Pa=8.4105Pa 所以 P=（0.5+8.4）105Pa=9105Pa 这个数值加上液压缸的工作压力（由外负载决定的压力）和压力继电器要求系统 调高的压力（取其值为 5105Pa），可作为溢流阀调整压力的参考数据。其压力 调整值 p 为 P= PP15105 式中 P1液压缸工进时克服外负载所需压力。 而 P1= F0A1