机床上有一夹紧进给液压系统

1、- -1液压传动设计题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务，工作原理如下：夹紧油缸：快进f慢进f达到夹紧力后启动进给油缸工作进给油缸：快进f慢进f达到进给终点f快速退回夹紧油缸快速退回。夹紧缸快进速度：4m/s夹紧缸慢进速度：7mm/s最大夹紧力：45KN进给油缸快进速度：0.17m/s进给油缸慢进速度：0.017m/s最大切削力：125KN进给工作部件总质量：m250kg夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm）进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm）攀枝花学院课程设计2负载与运动分析- -2负载与运动分析已知最大夹紧力为45KN，则夹紧油缸工作负载

2、F二45KN，液压缸的机械1效率取耳二0.9，则推力F,h二50KN，由于夹紧工作工作部件总质量很小，m1m可以忽略。则惯性负载Fi二0，阻力负载F1=F1=0。mfsfd夹紧缸快进、快退速度：v1=v1=0.04m/s，夹紧缸慢进速度：v1=7mm/s。132夹紧缸行程：用行程开关调节最大250mm已知最大切削力为125KN，则进给油缸工作负载F二125KN。进给工作部2件总质量：m=250kg，取静摩擦因数为f二0.2，动摩擦因数为f二0.1；取往sd复运动的加速、减速时间0.2s。由式式（21）F=m竺mAt式（21）中m工作部件总质量Av快进或快退速度At运动的加速、减速时间求得：惯性

3、负载F=mA=250X罟N=5阻力负载：静摩擦阻力动摩擦阻力液压缸的机械效率取耳二0.9，m快进、快退速度：v11=v11=0.17m/s，13F二0.2x212.5x9.8N二416.5NfSF二0.1x212.5x9.8N二208.25N则推力（F+F）打2fdm进给油缸慢进速度：=139120N。进给油缸v11=0.017m/s，进给缸2行程：用行程开关调节最大1000mm。综上所诉得出液压缸在各工作阶段的负载表21和表22。表21夹紧缸各工作阶段的负载F（N）工况负载组合负载值推力工况负载组合负载值推力启动F=F1fs00工进F=F1+Ffd145208.2550213.4加速F=F1

4、+F1fdm00快退F=F1fd00快进F=F1fd00表22进给缸各工作阶段的负载F(N)工况负载组合负载值推力工况负载组合负载值推力启动F=F416.5462.8工进F=F+Ffd2125208.25139120.3加速F=F+Ffdm420.75467.5快退F=Ffd208.25231.1快进F=Ffd208.25231.1根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载图F-l和速50?13Fp+工Ap+App11ep最高工作压力p1p最大工作压力1YAp总压力损失Ap动作要求压差5.1.2计算液压泵的流量工Ap+Ap=(6.92+0.6+0.5)MPa=8.02MPa由表3

5、2和表33可知，油源向进给缸输入的最大流量为2.086X10-3m3/s，若取回路泄漏系数K=1.1，由式qKq式（5-2）p式（5-2）中q缸最大的流量pK回路泄漏系数q输入的最大流量。则泵提供油缸最大的流量为q1Kq=1.1x1.802x60 x10-3m3/s=115.9L/minp1考虑到溢流阀的最小稳定流量为3L/min,则泵的总流量q118.9L/min，根p攀枝花学院课程设计5计算和选择液压件- -据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取PV2R4-136型叶片泵,排量为q=136mL/r。若取液压泵的容积效率为耳=0.9，则当泵的转速pvn=980r/min时：液压泵的

6、实际输出流量为q=1136x980 x0.9/1000l/min=119.95L/min。5.2确定电动机功率p由表32和表33可知，进给油缸工进时输入功率最大，这时液压泵最大工作压力为8.02MPa，若取液压泵总效率n=0.8，由式P=匕红式（5-3）p式（5-3）中P电动机功率，p工作压力，pq工作流量，p耳一液压泵总效率。p这时液压泵的驱动电动机功率为P=匕红=8.02x119.95kw=20.04kW，根据此数值查阅产品样本，选耳60 x0.8p用规格相的Y225M6型电动机，其额定功率为30KW，额定转速为1470r/min。5.3确定其它元件及辅件5.3.1确定阀类元件及辅件根据系

7、统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表51所列。表51液压元件规格及型号序号元件名称估计通过的最大流量q/L/min规格型号额定流量qn/L/min额定压力P/MPan额定压降P/MPan1双作用叶片泵PV2R4-136119.95142三位四通电液换向阀1204WE10HM20160250.53三位四通电液换向阀2504WE16HJ50300250.54三位四通电液换向阀454WE10HJ20160250.55行程阀20AXQF3-E10L0.0750160.56调速阀67单向阀100.28二位二通电磁换向阀120VE825141670.

8、2120.59调速阀20AQF3-E10B501610单向阀60CRT-06-35-50125250.3511行程开关12减压阀19.9DB10A3-50250100.513顺序阀119.95DB10A3-50250100.514滤油器120zU-H160 x15BQ160320.3515单向阀120CRT-06-35-50125250.3516压力继电器HEDlkA/101017液控单向阀10CPT-03-35-5040250.35表52各工况实际运动速度、时间和流量参数快进工进快退输入q二q1pq6.462L/minqq夹流量二1.1x0.341X60二22.506L/min11p-22.

9、506L/minAAA排除q=q丁21A2qq21A2qq十21A1“153.9/153.9“75.4rlX流量-22.506x-6.462x22.506x紧75.475.4153.9-45.94L/min-13.19L/min-11.03L/minqv-qv-q2A2vp缸运动1A-A122A10.341x1.1“0.1077x1.1“x100.341x1.1“速度x10(153.9-75.4)153.9-x1075.40.050m/s0.048m/s0.0077m/s输入q-qq22.57L/minq-q1p11p进流量-119.95L/min-119.95L/minAAA给排除q-q丁2

10、1A2CL201qq丁21A2“s201q-q21A1CCL106流量-119.95x22.5/x-119.95x10678.3201227.5L/min57.9L/min63.3L/min缸运动qv二p1A-A12q2A1q2A2119.950.376x1.1119.95速度（201-106）x60201106x60二0.21m/s二0.021m/s二0.19m/s根据表5一2数值，系统中当油液在压力管中流速取v=3m/min由式5.3.2确定油管各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，由于液压缸在实际快进、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

11、新计算的结果如表5一2所列。由表5一2可以看出，液压缸在各阶段的实际运动速度符合设计要求。兀vd=2xjjd=2xjgd二翌计算得各液压缸系统中相连的油管内径分别为.(22.506x106)/(kx3x103x60)mm二12.62mmY；G19.95xl06)/Cix3xlO3x60hm二29.14mm由于两根管道内径差别大，则不统一选取。查阅产品样本，选出夹紧缸系统中选用外径014mm、厚度1.6mm的钢管，进给缸系统中选用外径Q34mm、厚度3mm的无缝钢管。5.3.3确定油箱油箱的容量按式Vq估算，其中g为经验系数，低压系统，g=24；p中压系统，g=57；高压系统，g=612。由式式

12、(5-4)中Vgq式(5-4)pV一油箱的容量g一经验系数q一最大工作流量p现取g=7，得：V二gq二7x119.95L二839.65Lp按JB/T7938-1999规定，取标准值V二1000L。攀枝花学院课程设计5计算和选择液压件- -验算液压系统性能验算系统压力损失由于系统管路布置尚未确定，整个系统的压力损失无法全面估算，所以只能估算阀类元件压力损失，待设计好管路布局图后，加上管路的沿程损失和局部损失即可。但对于中小型液压系统，管路压力损失可以不考虑。压力损失的验算应按一个工作中不同阶段分别进行。6.1.1夹紧缸系统的验算1）快进快进时，液压缸通过电液换向阀连接。在进油路上，在进油路上，油

13、液通过单向阀15、通过减压阀12、通过行程阀4的流量都为22.506L/min，然后进入液压缸无杆腔。0.35x(22.506丫125)+0.5x(22.506丫160)+0.5x(22.506丫160)+0.2x(22.506丫pAp+Ap=3.35+0.5015+0.5=4.3515MPap1A1ve3）快退滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀15、减压阀12、电液换向阀4的流量都为22.506L/min，然后进入液压缸有杆腔。在回油路上，油液通过单向阀6、液控单向阀17和电液换向阀4流量都为10.1L/min，返回油箱，返回油箱。在进油路上由式（6-1）总的压力损失为0.35x(22.

14、506丫125)+0.5x(22.506丫160J+0.5x(22.506丫160J=(0.011+0.010+0.010)MPa二0.031MPa此值较小，因此液压泵的驱动电动机的功率是足够的。在回油路由式(6-1)上总的压力损失为0.5xf竺丫I160丿+0.35x(11.03*+0.5x(11.03丫=(0.002+0.021+0.002)MPa二0.025MPa该值小于表32液压缸的回油腔压力p2=0.5MPa,但由于机床夹紧缸系统中冲击很小，再参考表52中的速度数据则不会影响系统安全。6.1.2进给缸系统的验算快进快进时,液压缸通过电液换向阀连接。在进油路上,油液通过单向阀15、通过

15、顺序阀13、再通过电液换向阀3、通过二位二通电磁换向阀8的流量都为119.95L/min，然后进入液压缸无杆腔。在进油路上，压力总损失为：0.35x(119.95丫125丿+0.5x(119.95丫160丿+0.5x+0.5x(119.95丫pAp+Ap=【8.068+0.5157+0.5=9.08MPap1A1ve此值是调整溢流阀12的调整压力的主要参考数据。（3）快退滑台快退时,在进油路上,油液通过单向阀15、顺序阀2、电液换向阀3的流量都为119.95厶/min，然后进入液压缸有杆腔。在回油路上，油液通过单向阀10和电液换向阀3流量都为58.8L/min，返回油箱。在进油路上为总的压力损

16、失0.35x(119.95丫125J+0.5x(119.95丫160J+0.5x(119.95丫、300丿此值远小于估计值，因此液压泵的驱动电动机的功率是足够的。在回油路上总的压力损失为0.35x（63.3丫话丿+0.5x（63.3丫而丿+0.5x(63.3丫、300丿=0.185MPa该值小于表33液压缸的回油腔压力p2=0.5MPa，但由于机床夹紧缸系统中冲击很小，则不会影响系统安全。6.2验算系统发热与温升系统工进在整个工作循环中占90%以上，所以系统的发热与温升可按工进则分别计算。由式式（6-2）中式（6-2）工况来计算。根据机床工作原理夹紧缸和进给缸不会同时工作，P=FvoP输出功率

17、，oF工作负载，攀枝花学院课程设计6验算液压系统性能- -v工作速度对于夹紧缸工进时液压系统的有效功率系统的输出功率由式（6-2）为Fv45208x0.007103x60二0.007Kw在工进时，系统流量通过溢流阀11来控制，由式（5-3）泵的总输出功率为p=Ppiqp1+Pp2qp20.5x106x2004X10-3+3.188x106x2004x10-3Kw=0.39Kw2502500.8x103由此可计算出系统的发热功率为H=P-P=（0.37-0.27）Kw=0.10Kwiio按式AT=-Lx103计算工进时系统中的油液温升，即彳V2AT=.巴x103#100020C=1.440C设环

18、境温T2=25OC，则油液温升近似值T=T+AT=25+1.44It=550C700C121油温在允许范围内，油箱散热面积符合要求，不必设置冷却器。对于进给缸由式（6-2）工进时液压系统的有效功率即系统的输出功率为：Fv153032.3x0.01760 x103=2.11Kw在工进时，由式（5-3）系统流量通过溢流阀11来控制，泵的总输出功率0.5x106x119.95x10-3+9.89x106x119.95x10-30.8x103250250Kw239.9+4481.332”=Kw0.8x103=5.91Kw由此可计算出系统的发热功率为：H=P-P=（5.91-2.11）Kw=3.81Kwiio按式AT=-Lx103计算工进时系统中的油液温升，即3v2AT二3呼103#10002oC二34.10C设环境温T2=25OC，则油液温升近似值T=T+AT=25+34.1It=55oC7OoC121油温在允许范围内，油箱散热面积符合要求，不必设置冷却器。参考文