卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统

1、卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进工进 快退 停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N ;运动部件所受重力G=9800N;快进、快退速度 1=3=0. lm/s, I进速度 2=0. 88X 10-3m/s；快进行程Ll=100mm,工进行程L2=50mm ;往复运动的加速时间 t=0. 2 动力滑台 采用平导轨，静 摩擦系数卩s=0. 2动摩擦系数卩d=0. 1液压系统执行元件选为液压缸。液压传动课程设计一般包括以下内容：(1) 明确设计要求进行工况分析；(2) 确定液压系统主要参数；(3) 拟定液压系统原理图；(4) 计

2、算和选择液压件；(5) 验算液压系统性能；(6) 编制技术文件。1 负载分析1) 切削阻力Fl 二30468N2) 计算摩擦阻力静摩擦阻力：Fs二UsG二0.2 X 9800=1960N动摩擦阻力：Fd=uaG=0. 1 X 9800=980N3) 计算惯性阻力G vl 9800 0. 1Fm=ma=500Ng t 9. 8 0. 24)计算各工况负载根据以上分析得到各工况负载如表所列工况计算公式液压缸负载F/N液压缸驱动力F。/N启动Fs=UsG19602180加速Fd = UdG+ F m14801640快进Fd 二 UdG9801090工进F= Fl+ Fd3144834968反向启动U

3、sG19602180加速Fd = UdG+ F m14801640快退Fd = UdG9801090制动Fd = UdG- F m480530这里取液压缸效率为0. 92. 绘制液压缸的F-1图与v-t图1) 工进速度V2=0. 88mm/s2) 快进，快退时间快进：ti=Ll/v 仁 Is工进：t2=L2/v2=56. 8s快退：t3=(L1+L2)/v3=1.5s3) 绘制液压缸的F-t图与v-t图如图3. 确定液压系统参数1) 初选液压工工作压力由工况分析可知，工进阶段的负载力最大，所以，液压缸的工作压力按此负载力计算，根据液压缸与负载关系以及列表，选 Pi=4O 105Pa.本机床为钻

4、孔组合机床，为防止钻通时发生 前冲现象，液压缸回油腔应有背压，设背压P2二6 105Pa,为使快进快退速度相等，选用Ai=2A2,差动油缸，假定快进，快退的回油压力损失p=7 105Pao2) 计算液压缸尺寸由工进工况出发，计算油缸大腔而积，由(Pi Ai- p2 A2)n m=F得F31448: 2Ai=94. 5cm2P26(P1)0.9(40)224佻 494 5液压缸直径D= J-_和 -=10. 97cm,圆整后取标准直径D=110mmV 3. 14因为Ai=2A2,所以d二=0. 707110=77. 8mm,圆整后取标准直径d=80mm7 2则液压缸有效而积为 Ai= 一 D2=

5、95cm2, A2二 一 (D2-d2)=44. 7 cm2443)计算液压缸在工作循环中各阶段的压力，流量和功率使用值液压缸工作循环各阶段压力，流量和功率计算结果如下表工况计算公式F/NP mpaq/ (m3/s)p/kW快进启动F A2 p21800. 43加速Pi=16400. 70. 95快进A - A?n= ( Ai A?)Vi P=mn 10310900.60. 900. 83 x10-50. 50工进F A2 p2Pi=Aiq=A 1V2 P= pg 103349680.60. 400. 83 x10-30. 03快退反向启动_ FA2 P2Dd 21800. 43加速Pi 二A

6、iq二 A2V3P= pg io-316401.84快退10907000001. 730. 00450. 80制动5301.24)绘制液压缸工况图如图4拟定液压系统图1) 选择液压回路(1) 调速方式。由工况图知，该液压系统功率小，工作负载变化小，可选用进油路节流调 速，为防止钻通孔时的前冲现 象，在回油路上加背压阀。(2) 液压泵形式的选择。从工况图中的q-1可清楚地看出，系统工作循环主要由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，最大流量与最小流量之比qmax/qmin二05/0. 0083=60,其相应时间之比为56. 8o从提高效率考虑，选用限压式变量叶片泵或双联叶片泵较合适。在本方案中，选

7、用双联叶片泵。(3) 速度换接方式。因钻孔工序对位置精度及工作平稳性要求不高，可选用行程调速阀或电磁换向阀。(4) 快速回路与工进转快退控制方式的选择。为使快进快退速度相等，选用差动回路作快速回路。2) 液压系统图在所选定基木回路的基础上，考虑其他因素，可得液压系统图。5.选择液压元件1)选择液压泵和电动机40X 105Pa,选取进油5X 105Pa,所以泵的工p 4 x 10Pa,30L/min,最小流量在工(1)确定液压泵的工作压力。前而己确定液压缸的最大工作压力为 管路压力损失 p=5 x 105Pa,其调整压力一般比系统最大工作压力大 作压力pi二(40+5+5) x 105二50 x

8、 105Pa,这是高压小流量泵的工作压力。由液压系统原理图知，液压缸快退时的工作压力比快进时大，取其压力损失厶则快退时泵的工作压力为P2二(17.3+4) x 105二21.3 x 105Pa 这是低压大流量的工作压力。(2)液压泵的流量。由工况图可知，快近时的流量最大，其值为进时，其值为0.51L/min,取系统泄漏折算系数K二1.2,则液压泵最大流量为3L/min,故小泵流量取3. 6L/minoqpmax二1. 2 x 30 x 103=36L/min由于溢流阀稳定工作时的最小溢流量为YYB-AA36/6B 型0. 78W,(3 )确定液压泵的规格型号。根据以上计算数据，查阅产品目录，选

9、用双联叶片泵。(4)选择电动机。由工况图可知，液压缸最大输出功率出现在快退工况，其值为此时泵站的输出压力应为P2二21.3 x 105Pa,流量qp二（36+6） L/min二42L/min。取泵的总效率0. 7,则电动机所需功率为P2qPP= =2130Wp根据以上计算结果，查阅电动机产品目录，选与上述功率和泵的转速相适应的电动机。2）选其他元件根据系统的工作压力和通过阀的实际流量选择元件，辅件，其型号和参数见下表序号元件名称通过阀最大 流量（L/min ）规格型号公称流量公称压力1双联叶片泵YYB-AA36/6B36/66.32单向阀8435-DY-100B1006.33三位五诵阀8422

10、C-100BH1006.34二位二通阀841-100B1006.35调速阀841-100B106.36压力继电器42XU-40X1007单向阀不大于0.5B-10B106.38液控顺序阀61-10B106.39背压阀361-63B636.310液控顺序阀8422C-100BH636.311单向阀841-100B1006.312溢流阀42Y-10B13过滤器42XU-40X10014压力表开关K-6B3）确定管道尺寸根据工作压力和流量，按照相关公式可确定出管道内径和壁厚。4）确定邮箱容量邮箱容量可按经验公式估算，本设计中取5到7倍qp,即V二6q P=6 x（ 6+36）二252L6液压系统性能

11、验算1）回路压力损失由于木系统集体管路尚未确定，故整个系统的压力损失无法验算。但是控制阀处压力损失的影响可以根据通过阀的实际流量 及样本上查得的额定压力损失值予以计算。2）液压系统的发热与温升的验算由前述的计算可知，在整个工作循环中，工进时间为56. 8s,快进时间为Is,快退为1.5so工进所占比例大于96%,所以系统的发热和油液的温升可用工进时的情况来分析。工进时，液压缸的负载F二31480N,移动速度v二0.8810_3m/s,故其有效输岀功率为P二Fv二31480 0. 88 10W二27. 7W=0. 027kW减压泵输出功率为PP也彳二0. 75kWP则液压系统的发热量为H=PP-p=o. 72kW只考