数控车床液压系统设计答辩稿

1、前言前言n本次设计是完成CK3180QZ-4001数控车床上中心架和托料装置液压系统的设计本文正是从此处入手，对数控机床的中心架和托料装置控制系统进行深入研究，并设计出专门供数控车床中心架和托料装置使用的液压站。在设计的过程当中使用了液压传动的一般规律和设计原则，最后完成设计使其满足系统的设计要求，符合设计宗旨。1 概述概述1.1 液压技术起源1.2 液压传动的优缺点n1.2.1液压系统的优点(1)易于获得较大的力或者力矩 (2)功率重量比大 (3)易于实现往复运动 (4)易于实现较大范围的无级变速 (5)传递运动平稳 (6)可以实现快速而且无冲击的变速和换向 。n1.2.2液压系统的缺点(1

2、) 易于出现泄漏 (2) 油的黏度随温度变化，引起动作机构运动不稳定(3)空气渗入液压油后会引起爬行、振动、噪声(4)用矿物油做液压介质时，有燃烧危险，应注意防火 n1.3 液压系统的发展方向n1.3.1提高效率，降低能耗；n1.3.2提高控制性能，适应机电一体化主机发展的需要；n1.3.3发展集成、复合、小型化、轻量化元件；n1.3.4加强以提高安全性和保护环境为目标的研究开发；n1.3.5提高液压元件和系统的可靠性；n1.3.6标准化和多样化；n1.3.7开拓新的应用领域。2.1 2.1 液压系统的设计依据载与运动分析液压系统的设计依据载与运动分析2.1 液压系统的设计依据 本次设计是完成

3、CK3180QZ-4001数控车床上中心架和托料装置液压系统的设计。其具体的设计要求如下： 托料装置要实现“托料油缸进料托料油缸卸料托料油缸后退”的行程循环。中心架定位装置要完成“中心架前进中心架中心定位中心架后退”的工作循环。两个装置全部采用滑台装置，其静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，往复运动的加速、减速时间不希望超过0.12s： 工况行程/mm速度m/s时间/s运动部件自重/N托料负载/N快进5000.07750003000卸料根据使用要求快退5000.086表2-1 托料装置的设计要求工 况行程/mm速度m/s时间/s运动部件自重/N中心定位卡紧负载/N快 进1000.061.6 2

4、0002500定位卡紧后 退1000.081.2 表2-2中心架装置的设计要求2.2 2.2 液压系统的负载特性分析液压系统的负载特性分析2.2.1 托料油缸的负载计算2.2.1.1外负载鉴于托料装置是一个自动送料装置，在运动过程中，除了承受物料重载外，在水平方向上没有别的外负载。2.2.1.2惯性负载送料过程 =400返回过程 =3002.2.1.3 阻力负载送料时，托料架与负载共重800kg对动力滑台的法向力为 80010 =8000 mFmt0.085000.12vmFmt 0.085000.12nFmg静摩擦力为 0.28000 =1600 动摩擦力为 =0.18000 =800返回时

5、 托料架自重为500kg对动力滑台的法向力为 =50010 =5000静摩擦力为 =0.25000 =500动摩擦力为 =0.15000 =500fssnFfFfddnFfFnFmgfssnFf F fddnFfF2.2.2 中心架定位装置负载计算F=F=F=F=nsF fmfdFFfdFfsFmfdFFfdFF=F=F=F=F=F=工况负载组成负载值F/N启动1600加速1200恒进800反向启动1000加速800恒退500nsF fmfdFFfdFmfdFFmfdFFfdFF=F=F=F=F=F=工况负载组成负载值F/N启动400加速310恒进200中心定位F外负载2500工况负载组成负载

6、值F/N反向启动400加速310恒退2003 3 液压系统主要参数的确定液压系统主要参数的确定3.1 系统工作压力的确定 本设计根据主机类型是数控车床，初步选择系统压力为3Mpa。3.2 执行元件主要参数的确定3.2.1 托料油缸参数的确 根据液压缸的技术参数，将两个参数进行圆整得 D40mm d20mm 3.2.2 中心架油缸参数的确定 根据液压缸的技术参数，将两个参数进行圆整得 D40mm d20mm根据上述条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表33所示。 3.3执行元件流量的确定 4.1 基本方案的拟定 液压系统方案设计是根据主机的工作情况、主机对液压系统的技术要求

7、、液压系统的工作条件和环境条件以及成本、经济性、供货情况等诸多因素，进行全面、综合的设计，从而拟订出一个各方面比较合理的、可实现的液压系统的方案。4.1.1 油路循环方式的分析和选择 油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。一般来说，凡是有较大空间可以存放油箱而且不需要另设散热装置的系统，要求结构尽可能简单的系统，采用节流调速或者容积节流调速的系统，均宜采用开式系统。在本设计中，油泵向两个液压执行元件供油而且功率较小，整个系统的结构也比较简单，所以本设计采用开式系统。4.1.2 调速方案的分析和选择 本设计采用容积节流调速，所以使用变量泵供油4.1.3 液压回路的分析、选择与

8、合成4.1.4 液压原理图的拟定与设计4 液压系统的方案选择和原理图的拟定1油箱 2液压泵 3空气滤清器 4液位计5液压泵6电机 7单向阀 8压力继电器9叠加式节流阀10叠加式减压阀 11叠加式单向阀 12电磁换向阀 13-溢流阀图4-1 液压系统的原理图综上的折弯机液压系统原理如下图：综上的折弯机液压系统原理如下图：电磁铁的动作顺序见表43动 作电磁铁工作状态名 称YV1YV2YV3YV4托料油缸进料+-托料油缸退料-+-中心架定位-+-中心架松开-+5 液压元件的基本参数计算和选型 液压元件的计算是指计算元件在工作中承受的压力和流量，以便选择零件的规格和型号，此外还要计算原动机的功率和油箱

9、的容量。选择元件时应尽量选择标准件。5.1 液压泵的选择5.1.1 液压泵的类型选择液压泵站按照泵组的布置方式可以分为上置式、柜式和非上置式。液压泵组置于油箱之上的上置式液压泵站，分为立式和卧式两种，上置式液压泵站结构紧凑，占地小，被广泛应用于中、小功率液压系统中。考虑到整个安装空间的布置，本设计选择上置式的卧式安装。5.1.2 液压泵站组件的选择 液压泵站一般由液压泵组、油箱组件、过滤器组件和蓄能器组件等组成。根据系统的实际需要，本设计选择液压泵组、油箱组件、过滤器组件。液压泵组由液压泵，原动机，连轴器及管路附件等组成。油箱组件由油箱面板，空气滤清器，液位显示计等组成。过滤器组将是保持工作介

10、质清洁度必备的组将，可根据系统对介质清洁度的不同要求设置不同等级的粗过滤器，精过滤器等。5.1.3 液压泵的计算与选择5.2 液压控制阀的选择序号名称通过流量/L额定流量/L/min额定压力/MPa额定压降/MPa型号规格1过滤器8MF-02A2单向阀840250.1CIT-02-A13压力继电器6PS-02-ML4压力表W-21/2-70-A35叠加式节流阀840250.1TVCW-02-LX6叠加式减压阀840250.1BRVP-02-LB7叠加式单向阀840250.1CVP-02-B8三位四通换向阀10.66331.50.2D5-02-3C2-D19空气滤清器HS-116210液位计LS

11、-3”n阀类元件及辅助元件序号元件名称额定压力/Pa额定流量ml/r型号及规格说明1变量泵32340GY14-13额定转1000r/min驱动电机功率为37K2溢流阀调压0.532340Y-F*20D-P通径20mm3三位四通电磁换向阀28340WEH10G通径10mm4二位二通换向阀_340_通径10mm5调速阀_2FRM10-216液压缸_自行设计7单项顺序阀最大工作压力32MPa340HCT06L1qmax=230L/min8过滤器_QL-250*100通径50mm9压力继电器25_DP1-6313_n5.3 液压附件的参数计算和选择6 液压系统性能验算7 液压传动系统的结构设计 液压传

12、动系统的结构设计是液压系统功能原理设计的延续和结构实现，也可是说是整个液压设计过程的归宿。事实上，一个液压系统能否可靠有效的地运行，在很大程度上取决于液压结构装置设计质量的优劣，从而使液压装置结构设计在整个液压系统设计过程中成为一个相当重要的环节。它通常有两种形式：一种是液压装置与主机分离的液压泵站；一种是液压装置与主机合为一体的液压泵组（包括单个液压泵）。7.1 液压系统总体布局 分散式结构是把液压系统中液压泵、控制调节装置分别安装在设备上适当的地方。它的优点是节省安装空间和占地面积。所以此种结构类型除了部分固定机械设备采用外，特别适宜结构安装空间受限的机械设备采用。本设计采用此种结构。7.

13、2 集成块的设计7.3 液压阀的结构设计 集成式配置 目前液压系统大多数都采用集成形式。它是将液压阀件安装在集成块上，集成块一方面起安装底板作用，另一方面起内部油路作表表9.2 液压缸在各个阶段的进出流量液压缸在各个阶段的进出流量起内部油路作用。这种配置结构紧凑、安装方便所以本设计采用此种集成式配置结构。8 液压系统密封装置的选用 在液压传动中，油液的泄漏以及外部空气及泥水的侵入，会影响液压泵的工作性能和液压执行元件运动的平稳性，使系统容积效率过低，甚至工作压力达不到要求值。因此液压系统对密封的要求很高，不过密封过度，虽可防止泄漏，但会造成密封部分的剧烈磨损，缩短密封件的使用寿命，增大液压元件

14、内的运动摩擦阻力，降低系统的机械效率，因而合理地选用和设计密封装置在液压系统的设计中十分重要。9 液压系统工作介质的选择 一个好的液压系统，其工作介质的选择是很重要的。如果选择的介质不好的话就会影响系统的性能。9.1 工业生产对液压油的使用要求：9.1.1适当的粘度9.1.2良好的粘温特性 9.1.3良好的抗氧化性和水解安定性 9.1.4抗燃性和剪切安定性 9.1.5与密封材料、环境的相容性 9.1.6良好的抗磨性及润滑性9.1.7抗燃性好 9.2 液压油的选用： 液压介质应具有适宜的黏度和良好的粘温特性；油膜强度要高，具有较好的润滑性能；能抗氧化，稳定性好；腐蚀作用小，对涂料、密封材料等有良好的适应性；同时液压介质还应该具有一定的消泡能力，选择液压介质时，除专用液压油外，首先是介质种类的选择。根据液压系统对介质是否有抗燃性的要求，决定选用矿油型液压油或抗燃性液压油。 综上所述，考虑到本液压系统的使用环境和压力大小，本系统所选择的液压油为YB46号液压油作为本系统的液压介质。其主要性能如下：运动粘度2750.6mm/s，粘