卧式组合钻床液压系统设计

1、毕毕 业业 设设 计计 项目说明书项目说明书 设计题目：设计题目： 卧式组合钻床液压系统设计 专专 业：业： 机 电 一 体 化 技 术 班班 级：级： 机电 13301 学学 号：号： 9 设设 计计 者：者： 指导教师：指导教师： 刘卫红 企业指导教师：企业指导教师： 罗 军 完成时间：完成时间： 2016 年 5 月 20 号 职业技术学院职业技术学院 目目 录录 摘 要.I 第 1 章 绪 论.1 1.1 研究意义.1 1.1.1 液压技术及其应用.2 1.1.2 组合机床液压系统.2 1.2 液压传动的工作原理及其组成部分.3 1.2.1 液压传动的工作原理.3 1.2.2 液压传动

2、的组成.4 1.3 液压传动的优缺点.5 1.3.1 液压传动的优点.5 1.3.2 液压传动的缺点.6 1.4 液压技术的国内外研究现状分析.6 1.5 课题的来源及研究的目的和意义.7 1.6 课题的研究内容.9 第 2 章 组合钻孔机床液压系统分析.10 2.1YT4543 型动力滑台液压系统分析.10 2.1.1 YT4543 型动力滑台液压系统图.10 2.1.2 YT4543 型动力滑台液压系统工作过程.11 2.1.3 YT4543 型动力滑台液压系统分析.12 2.2 双泵动力滑台供油液压系统.12 2.2.1 双泵供油动力滑台液压系统图.12 2.2.2 双泵供油液压系统工作

3、过程.13 2.2.3 双泵供油液压系统分析.14 2.3 带蓄能器的动力滑台液压系统.15 2.3.1 带蓄能器的动力滑台液压系统图.15 2.3.2 带蓄能器的动力滑台液压系统工作过程.15 2.3.3 带蓄能器的动力滑台液压系统分析.17 第 3 章 卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计.18 3.1 明确系统要求.18 3.2 负载与运动分析.18 3.2.1 工作负载.18 3.2.2 惯性负载.19 3.2.3 阻力负载.19 3.2.4 负载图和速度图的绘制.20 3.3 液压缸主要参数的确定.21 3.4 液压系统设计.23 3.4.1 选用执行元件.24 3.4.2 速度控制

4、回路的选择.24 3.4.3 选择快速运动和换向回路.24 3.4.4 拟定液压系统原理图.24 3.4.5 液压系统工作过程.26 3.4.6 液压系统工作过程.27 3.5 液压元件的选择.28 3.5.1 确定液压泵的规格和电动机功率.28 3.5.1.1 选择液压泵.28 3.5.1.2 选择电动机.28 3.5.2 选其它元件及辅助元件.29 第 4 章 组合钻孔机床液压系统结构设计.32 4.1 动力滑台液压站结构图.32 4.2 阀块总装结构图.33 4.3 阀块结构图.33 4.4 液压缸结构图.35 4.4.1 缸筒与缸盖的连接形式.35 4.4.2 缸筒材料选择.35 4.

5、4.3 液压缸壁厚的确定.35 4.4.4 缸筒底部厚度.35 4.4.5 缸筒头部法兰厚度.35 4.4.6 缸筒与缸盖的连接计算.36 4.4.7 螺钉连接计算.36 结 论.37 致 谢.38 卧式组合钻床液压系统设计卧式组合钻床液压系统设计 摘摘 要要 面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占 重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为制造 工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化，尤其是孔加工，其在 今天的液压系统的地位越来越重要。本毕业设计主要阐述了组合机床动力滑台 液压系统，能实现的工作循环是：快速前进 工作进给 快速退回 原

6、位 停止。 综上所述，完成整个设计过程需要进行一系列的工作。设计者首先应树立 正确的设计思想，努力掌握先进的科学技术知识和科学的辩证的思想方法。同 时，还要坚持理论联系实际，并在实践中不断总结和积累设计经验，向有关领 域的科技工作者和从事生产实践的工作者学习，不断发展和创新，才能较好地 完成机械设计任务。 【关键词关键词】：液压传动，液压元件，系统结构 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1.11.1 研究意义研究意义 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专 用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工 序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通

7、用机床高几倍至几十倍。由 于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周 期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广 泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋 转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪 孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合 机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体 类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因 重复使

8、用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 组合机床的研制和推广，是加速机械工业技术革命的有效途径之一。它是 机械工业，特别是汽车、拖拉机、电动机、仪表以及军工等生产部门进行机床 革新、推动生产发展的重要设备。 1.1.11.1.1 液压技术及其应用液压技术及其应用 液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一，已成为工业机械、 工程建设机械及国际尖端产品不可缺少的重要技术基础。是它们向自动化、高 精度、高效率、高速度、小型化、轻量化方向发展的关键技术。世界工业发达 国家都将液压工业列为竞争发展的行业，其发展速度远高于机械工业的发展速 度。液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术。

9、 机械制造是为国民经济各部门和自身技术改造提供先进技术装备的工业部 门。铸造、锻压、焊接、热处理、及切削等是机械制造工业获取毛坯、成形产 品及提高零件机械性能的重要生产方法，在众多金属冷、热加工机器设备中普 遍使用液压技术，其中压力机和金属切削机床是应用液压技术较早较广的领域 1。 在车、铣、刨、磨、钻各类液压机床中，主要利用液压技术可在较宽范围 内进行无级调速，具有良好的换向及换接性能，易于实现工作循环等优点，完 成工件及刀具的夹紧、控制进给速度和驱动主轴作业，尽管现代数控机床、加 工中心等先进制造设备中采用电伺服系统，但采用液压传动与控制仍然是现代 金属切削机床自动化的重要途径。在锻造机、

10、液压机、折弯机、剪切机等压力 加工设备中，主要利用液压传动传递力较大、便于压力调节控制和过载保护的 特点，进行下料、成形加工等作业。铸造、锻压、焊接、热处理等机器设备的 生产作业环境极为恶劣，温度高、粉尘多、湿度大、有腐蚀性气体、振动噪声 大。因此要求机器要有良好的适应性、可靠性和维护性。在造型机及浇铸机、 焊接机、淬火机等铸造、焊接及热处理机器设备中，主要利用液压技术便于无 级调速和远距离遥控作业等特点，进行造型及铸型输送与浇铸、高温零件抓取 等作业，以减轻劳动者劳动强度、避免和减少热辐射和有害气体对人身的侵袭 并提高生产率。 1.1.21.1.2 组合机床液压系统组合机床液压系统 组合机床

11、液压系统主要由通用滑台和辅助部分（如定位、夹紧）组成。液 压动力滑台是组合机床上的一种通用部件，可根据加工需要安装不同用途的主 轴箱，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、铣削及攻丝等工序2。 1.21.2 液压传动的工作原理及其组成部分液压传动的工作原理及其组成部分 液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑 料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机 械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利 工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮 机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车） 、船头

12、门、舱壁 阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞 台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架 的收放装置和方向舵控制装置等3。 1.2.11.2.1 液压传动的工作原理液压传动的工作原理 液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压 力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件 （液压缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线 往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和 机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。 图 1-2 是组合钻床动力滑台的

13、液压系统原理图2。 9 9 1 11 1 死死挡挡铁铁停停留留 3 3 4 4 5 5 6 6 1 12 2 P P2 2 P P3 3 快快进进 一一工工进进 二二工工进进 快快退退 原原位位 P P1 1 P P2 2 P P3 3 P P1 1 1 1 2 2 7 7 2YA 1YA 4YA 3YA 8 8 1 10 0 1-过滤器；2-限压式变量泵；3，6-单向阀；4-背压阀；5-顺序阀； 7-电液磁换向阀；8，10-单向调速阀；9，11-电磁阀；12-压力继电器 图 1-2 组合钻床动力滑台液压传动系统原理图 1.2.21.2.2 液压传动的组成液压传动的组成 液压传动系统主要由下列

14、 5 部分组成： （1）动力元件，即液压泵，其职能是将原动机的机械能转换为液体的压 力动能（表现为压力、流量） ，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动 力源5。 （2）执行元件，指液压缸或液压马达，其职能是将液压能转换为机械能 而对外做功，液压缸可驱动工作机构实现往复直线运动（或摆动） ，液压马达 可完成回转运动。 （3）控制调节元件，指各种阀利用这些元件可以控制和调节液压系统中 液体的压力、流量和方向等，以保证执行元件能按照人们预期的要求进行工作。 （4）辅助元件，包括油箱、过滤器、管路及接头、冷却器、压力表等。它 们的作用是提供必要的条件使系统正常工作并便于监测控制。 （5）工作介质，

15、即传动液体，通常称液压油。液压系统就是通过工作介质 实现运动和动力传递的，另外液压油还可以对液压元件中相互运动的零件起润 滑作用。 1.31.3 液压传动的优缺点液压传动的优缺点 1.3.11.3.1 液压传动的优点液压传动的优点 （1）传动平稳 在液压传动装置中，由于液压油液的压缩量非常小，在通常压力下可以认 为不可压缩，依靠油液的连续流动进行传动。油液有吸振能力，在油路中还可 以设置液压缓冲装置，因此不像机械机构因加工和装配误差会引起振动扣撞击， 使传动十分平稳，便于实现频繁的换向；因此它广泛地应用在要求传动平稳的 机械上，例如磨床几乎全都采用了液压传动。 （2）质量轻/体积小 液压传动与

16、机械、电力等传动方式相比，在输出同样功率的条件下，体积 和质量可以减少很多，因此惯性小、动作灵敏；这对液压仿形、液压自动控制 和要求减轻质量的机器来说，是特别重要的。例如我国生产的 1m3挖掘机在采 用液压传动后，比采用机械传动时的质量减轻了 1t5。 （3）承载能力大 液压传动易于获得很大的力和转矩，因此广泛用于压制机、隧道掘进机、 万吨轮船操舵机和万吨水压机等。 （4）容易实现无级调速 在液压传动中，调节液体的流量就可实现无级凋速，并且凋速范围很大， 可达 2000:1，很容易获得极低的速度。 （5）易于实现过载保护 液压系统中采取了很多安全保护措施，能够自动防止过载，避免发生事故。 （6

17、）液压元件能够自动润滑 由于采用液压油作为工作介质，使液压传动装置能自动润滑，因此元件的 使用寿命较长。 （7）容易实现复杂的动作 采用液压传动能获得各种复杂的机械动作，如仿形车床的液压仿形刀架、 数控铣床的液压工作台，可加工出不规则形状的零件。 （8）简化机构 采用液压传动可大大地简化机械结构，从而减少了机械零部件数目。 （9）便于实现自动化 液压系统中，液体的压力、流量和方向是非常容易控制的，再加上电气装 置的配合，很容易实现复杂的自动工作循环。目前，液压传动在组合机床和自 动线上应用得很普遍。 1.3.21.3.2 液压传动的缺点液压传动的缺点 （1）液压元件制造精度要求高 由于元件的技

18、术要求高和装配比较困难，使用维护比较格。 （2）实现定比传动困难 液压传动是以液压油液为工作介质，在相对运动表面间不可避免的要有泄 漏，同时油液也不是绝对不可压缩的。因此不宜应用在在传动比要求严格的场 合，例如螺纹和齿轮加工机床的传动系统。 （3）液压油液受温度的影响 由于液压油的粘度随温度的改变而改变，故不宜在高温或低温的环境下工 作。 （4）不适宜远距离输送动力 由于采用油管传输压力油，压力损失较大，故不宜远距离输送动力。 （5）油液中混入空气易影响工作性能 油液中混入空气后，容易引起爬行、振动和噪声，使系统的工作性能受到 影响。 （6）油液容易污染油液污染后，会影响系统工作的可靠性。 （

19、7）发生故障不易检查和排除。 1.41.4 液压技术的国内外研究现状分析液压技术的国内外研究现状分析 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静 压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技 术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 第一个使用液压原理的是 1795 年英国约瑟夫布拉曼（Joseph Braman，1749- 1814） ，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生 了世界上第一台水压机。1905 年他又将工作介质由水改为油，使其性能得到了 进一步的到改善6。 在流体产品领域内，目

20、前世界上最大的流体产品（主要是液压件、密封件 及液压附件等）制造企业，美国的派克（Parket）公司，成立于 1918 年，也有 近 100 年历史，可以提供品种齐全的、高技术水平的液压件、密封件及所有的 液压附件。目前世界上最大的用于静液压系统的变量液压元件制造企业，德国 的博士力士乐公司，已有 200 多年的历史，从 1953 年开始全面制造液压 元件，也有 50 年以上历史。其最具特色的产品是用于静液压传动的变量系统 液压元件，无论是斜盘式或斜轴式，闭式（泵控）或开式（阀控）系统液压元 件品种都非常齐全，能为各种需要静液压系统元件的工程机械整个系统成套配 套。还有世界上最大的传动部件制造

21、企业，德国的 ZF 公司，成立于 1915 年， 也有近 100 年历史，能为各种工程机械提供品种齐全的传动部件。在电气配套 件方面，世界最大的德国西门子电气公司，以及日本的东芝公司、川崎公司、 德国的博士（Bose）公司等，都有 50 年以上，甚至 100 年以上的悠久历史， 能满足工程机械各种高技术水平的电气系统和电气元件的要求。 第一次世界大战（1914-1918）后液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后, 发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间，才开始进入 正规的工业生产阶段。1925 年维克斯（F. Vikers）发明了压力平衡式叶片泵， 为近代液

22、压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。 20 世纪初康斯坦丁尼斯克（G. Constantimsco）对能量波动传递所进行的 理论及实际研究；1910 年对液力传动（液力联轴节、液力变矩器等）方面的贡 献，使这两方面领域得到了展。 我国的液压工业开始于 20 世纪 50 年代，液压元件最初应用于机床和锻压 设备。60 年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶 金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应 用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿 命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计 算机

23、仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。 目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件， 如插装阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认 真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新 产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调 整产品结构，对一些性能差，而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘 汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展， 在各种机械设备上的应用将更加广泛。 近些年来国外工程机械有一种发展趋势，主机制造企业逐步向组装企业方 向发展，配套件逐步由供应商来提供

24、。比如世界上实力最强的主机制造企业美 国的卡特彼勒（Caterpillar） 、凯斯（Case） 、日本的小松（Komatsu） 、瑞典的 沃尔沃（Volvo）等世界上这些大型的工程机械主机制造企业，其配套件的配 套能力也是非常强的，它们的配套件外配的数量也是在逐年大幅度地增长，一 些中小工程机械企业就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企业来提供。 这样做有几大好处，主机企业可集中精力把自己的主机产品作好，减少配套件 完全由主机企业自己来承担的风险，而配套件企业作得更强更大，有能力迅速 提高配套件的质量、技术水平，同时能为主机企业提供更多的新产品，这样更 容易促进主机产品的发展。国外工程机械

25、主机企业从 1988 年达 850 亿美元的 销售额以来，基本上没有多大变化，而相反这些年来配套件从 150 亿美元，增 长到 1000 亿美元，增幅是相当大的。因此，国外工程机械配套件这些年来得 到了快速发展。国外工程机械配套件生产历史悠久、技术成熟、品种齐全，完 全能满足各种工程机械的配套需求国外许多工程机械主要配套件企业都有 50 年，甚至 100 年以上的发展历史，企业的规模都相对较大，技术十分成熟，品 种也非常齐全，几乎应有尽有。比如目前世界上生产密封件及减振器最大的企 业，德国的弗罗伊登贝（Freudenberg）公司，成立于 1849 年，生产密封件及 减振器已有 100 多年历

26、史，其品种应有尽有，从技术上、品种上完全能满足液 压行业对密封件及密封技术的要求。同时还不断推出新的密封材料及新的密封 结构，推动液压密封技术不断向更高技术水平发展。目前世界上最大的中大型 发动机制造企业，美国的康明斯（Cummins）发动机制造公司，成立于 1919 年，也几乎有近 100 年的历史。37.3kW（50 马力）以上的柴油机可以全方位 为各种工程机械，甚至所有需要柴油机动力的各种机械配套，在技术上可以完 全满足最苛刻的欧 II、欧 III 排放标准，甚至可以达到欧 IV、欧 V 排放标准8。 在科学技术迅猛发展的今天，计算机技术、网络技术、通信技术等现代化 信息技术正对人类 的

27、生产生活产生着前所未有的影响。这些信息技术的进步， 为今后制造业的发展，设计方法与制造技术模式的改变指明了方向，为数字化 设计资源与制造资源的远程共享，进一步提高产品开发效率奠定了基础。这一 点已经引起了学术界的广泛关注，并且有很多科研学者已经投入到了这方面的 研究。目前在液压领域中，特别是中小企业在进行液压传动系统的设计时，存 在着零部件种类繁多、系统集成复杂、参考资料缺乏等一系列困难，而远程设 计服务可以解决这些问题。为减轻液压设计人员的工作负担，实现现代化设计 模式的转变以及设计资源、技术资源和产品信息的共享。 1.51.5 课题的来源及研究的目的和意义课题的来源及研究的目的和意义 研究

28、的目的：通过本次毕业设计主要学习掌握综合运用液压传动、机械设 计、工程系统等课程中所学理论知识的能力；着重突出液压系统设计的独立性 和实用性，培养和提高独立分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作 岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。 研究的意义：组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量 的专用部件组成的专用机床。它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似 零件的一道或几道工序进行加工。这种机床既有专用机床的结构简单、生产率 和自动程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要。 其中液压系统是组合机床必不可少的部分，由于液压传动的各种元件，可以根 据需要方便、

29、灵活地来布置，而且重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快， 还可自动实现过载保护。 1.61.6 课题的研究内容课题的研究内容 对现有的卧式组合钻孔机床液压系统进行调研和分析，明确组合钻床液压 系统的工作机理和分类，设计组合钻床液压系统中的相关部分，并对其进行总 结。其中包括： （1）分析现有组合钻床的组成和工作原理； （2）设计组合钻床液压油源系统原理图； （3）设计组合钻床液压油源； （4）设计液压缸的装配图； （5）设计液压缸的部分零件图； （6）设计系统所需的阀块装配图； （7）设计阀块的零件图； （8）撰写毕业设计论文。 第第 2 2 章章 组合钻孔机床液压系统分析组合钻孔机床液压系

30、统分析 2.12.1 YT4543YT4543 型动力滑台液压系统型动力滑台液压系统分析分析 2.1.12.1.1 YT4543YT4543 型动力滑台液压系统图型动力滑台液压系统图 图 2-1 为 YT4543 型动力滑台液压系统图，下面以实现二次工作进给的自 动循环为例，说明其工作原理3。 8 8 1 12 2 死死挡挡铁铁停停留留 3 3 4 4 5 5 6 6 1 13 3 P P2 2 P P3 3 快快进进 一一工工进进 二二工工进进 快快退退 原原位位 P P1 1 P P2 2 P P3 3 P P1 1 1 1 2 2 7 7 2YA 1YA 3YA 1 10 0 1 11

31、1 9 9 1-过滤器；2-限压式变量泵；3，6，10-单向阀；4-背压阀；5-顺序阀； 7-电液磁换向阀；8,9-调速阀；11-下行程阀；12-电磁阀；13-压力继电器 图 2-1 YT4543 型动力滑台液压系统图 2.1.22.1.2 YT4543YT4543 型动力滑台液压系统工作过程型动力滑台液压系统工作过程 1快进 按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电，电磁换向阀 7 的先导阀左位，液动换 向阀在控制压力油作用下将作为接入系统。 进油路 油箱过滤器 1泵 2单向阀 3阀 7阀 11液压缸左腔 回油路 液压缸右腔阀 7单向阀 6阀 11液压缸左腔 2第一次工进 当滑台快进到预定位置时，

32、压下行程阀 11，切断快进通道，这时压力油经 调速阀 8、电磁阀 12 进入液压缸左腔。由于液压泵供油压力高，顺序阀 5 已被 打开。 进油路 油箱-过滤器 1泵 2单向阀 3阀 7调速阀 8阀 12液压 缸左腔 回油路 液压缸右腔阀 7顺序阀 5背压阀 4油箱 3第二次工进 一工进结束时，挡块压下行程阀开关使电磁铁 3YA 通电，这时压力油经 调速阀 8 和 9 进入液压缸的左腔液压缸右腔的回油路线与一工进时相同。此时， 变量泵输出的流量自动与二工进调速阀 9 的开口相适应。 4死挡铁停留 当滑台以二工进速度进行碰到死档铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时液 压缸左腔压力升高，使压力继电器 13

33、 动作，发出电信号给时间继电器。停留 时间由时间电器调定。 5快退 停留结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁 1YA、3YA 断电，2YA 通 电，电液磁换向阀 7 的先导阀右位工作，液动换向阀在控制压力油作用下将右 位接入系统。 进油路 泵 2单向阀 3阀 7液压缸右腔 回油路 液压缸左腔阀 10阀 7油箱 6原位停止 当滑快退到原位时，挡块压下终点行程开关，使电磁铁 2YA 断电，电磁 先导阀和液动换向阀都处于中位液压缸两腔油路封闭，滑台停止运动。这时泵 输出的油液经阀 3 和阀 7 进入油箱，泵在低压卸荷。 2.1.32.1.3 YT4543YT4543 型动力滑台液压系统分析型动力滑台

34、液压系统分析 （1）采用容积节流调速回路，无溢流功率损失，系统效率较高，且能保 证稳定的低速运动，较好的速度刚性和较大的调速范围。 （2）限压式变量泵加上差动连接的快速回路，即解决了快慢速度相差悬 殊的难题，又使能量利用经济合理。 （3）采用行程阀实现快慢速换接，使动作的可靠性、转换精度和平稳性 都较高。一工进和二工进之间的转换，由于通过调速阀 8 的流量很小，采用电 磁阀式换接已能保证所需的转换精度。 （4）限压式变量泵本身就能按预先调定的压力限制其最大工作压力，故 在采用限压式变量泵的系统中，一般不需要另外设置安全阀。 （5）采用换向阀式低压卸荷回路，可以减少能量损耗，结构也比较简单。 （

35、6）采用三位五通电液换向阀，具有换向性能好，滑台可在任意位置停 止，快进时构成差动连接等优点。 2.22.2 双泵动力滑台供油液压系统双泵动力滑台供油液压系统 2.2.12.2.1 双泵供油动力滑台液压系统图双泵供油动力滑台液压系统图 图 2-2 为双泵供油动力滑台液压系统图，下面以实现一次工作进给的自动 循环为例，说明其工作原理。 8 8 2 2 1 10 0 9 9 6 6 P P2 2 P P3 3 快快进进 工工进进 快快退退 原原位位 P P1 1 P P2 2 P P3 3 1 13 3 1 1 2YA 1YA 7 7 P P1 1 4 4 3 3 5 5 11 12 死挡铁停留

36、1-双联叶片泵；2-溢流阀；3，4，8-单向阀；5-三位五通电磁换向阀； 6-压力继电器；7-单向行程调速阀；9-背压阀；10-外控顺序阀； 11-压力表；12-压力表开关；13-压力继电器 图 2-2 双泵供油液压系统图 2.2.22.2.2 双泵供油液压系统工作过程双泵供油液压系统工作过程 1快进 快进如图 2-2 所示，按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电，由泵 1 输出地压 力油经三位五通换向阀 5 的左侧，这时的主油路为： 进油路：泵单向阀 3、4三位五通换向阀 2（1YA 得电）单向行程调 速阀 7液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 5（1YA 得电）单向阀 8单向 行程

37、调速阀 7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。 2工进 当滑台快到预定位置时，此时要工进。挡块压下单向行程调速阀 7 内的行 程阀，切断了该通路，这时，压力油只能经过单向行程调速阀 7 的调速阀进入 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 与调速阀开口向适应，此时液控顺序阀 10 打开，单向阀 8 关闭，切断了液压 缸的差动连接油路，由于阀 3 压力升高，背压阀 9 被打开，液压缸右腔的回油 经背压阀 9 流回油箱，这样经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： 进油路：泵

38、 单向阀 3三位五通换向阀 5（1YA 得电）单向行程调速 阀 7液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 5背压阀 9液控顺序阀 10油 箱。 3死挡铁停留 当滑台完成工进进给碰到死铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时液压缸左 腔的压力升高，使压力继电器 6 发出信号给时间继电器，滑台停留时间由时间 继电器调定。 4快退 滑台停留时间结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁 1YA 断电，2YA 通电，这时三位五通换向阀 5 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 单向阀 3、4三位五通换向阀 5（2YA 得电）液压

39、缸右 腔。 回油路：液压缸左腔单向行程调速阀 7三位五通换向阀 5（右位） 油箱。 5原位停止 当滑台退回到原位时，挡块压下单向行程调速阀 7 的原位行程开关，发出 信号，使 2YA 断电，换向阀处于中位，液压两腔油路封闭，滑台停止运动。 2.2.32.2.3 双泵供油液压系统分析双泵供油液压系统分析 该液压系统采用双泵供油，系统的功率损失小、效率高、节约能源。 再回路上设有背压阀，提高了滑台运动的平稳性。把调速阀设在进油路上， 具有启动冲击小、便于压力继电器发讯控制、容易获得较低速度。 2.32.3 带蓄能器的动力滑台液压系统带蓄能器的动力滑台液压系统 2.3.12.3.1 带蓄能器的动力滑

40、台液压系统图带蓄能器的动力滑台液压系统图 图 2-3 为带蓄能器动力滑台液压系统图，下面以实现一次工作进给的自动 循环为例，说明其工作原理10。 死死挡挡铁铁停停留留 快快进进 一一工工进进 二二工工进进 快快退退 原原位位 P P1 1 P P2 2 P P3 3 P P2 2 P P3 3 P P1 1 1 2 3 4 8 6 5 7 1YA 2YA 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1-蓄能器；2-截止阀；4，6，11，14-单向阀；5，17-压力继电器；7-限压式变量叶片泵； 8，12，15-调速阀；9-三位四通电磁换向阀；10-顺序背压阀；13，16-行程阀 图 2

41、-3 带蓄能器的动力滑台液压系统图 2.3.22.3.2 带蓄能器的动力滑台液压系统工作过程带蓄能器的动力滑台液压系统工作过程 1快进 快进如图所示，按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电，三位四通电磁换向阀 左位，截止阀 2 打开，顺序背压阀无背压，因此处于左位。 进油路分两个方向进入油路。 液压泵 7单向阀 6节流阀 8电磁换向阀 9行程阀 13行程阀 16液压缸左腔； 蓄能器 1截止阀 2节流阀 3单向阀 4电磁换向阀 9油箱； 回油路：液压缸右腔顺序背压阀 10电磁换向阀 9油箱。 2一工进 当滑台快进结束，液压缸处于工进开始位置，此时液压缸挡块把行程阀 13 的推杆压下，行程阀 13 关

42、闭，截止阀 2 关闭，顺序背压阀有背压，因此处于 右位。 进油路：液压泵 7单向阀 6节流阀 8电磁换向阀 9调速阀 12行程 阀 16液压缸左腔； 回油路：液压缸右腔顺序背压阀 10电磁换向阀 9油箱。 3二工进 当滑台完成一工进后，液压缸处于二工进开始位置，此时液压缸上的挡块 把行程阀 16 的推杆压下，行程阀 16 关闭，回路中仍有背压，顺序阀处于右位， 工作平稳。 进油路：液压泵 7单向阀 6节流阀 8电磁换向阀 9调速阀 12调速 阀 15液压缸左腔； 回油路：液压缸右腔顺序背压阀 10电磁换向阀 9油箱。 4死挡铁停留 当滑台以二工进速度进行碰到死档铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时

43、液 压缸左腔压力升高，使压力继电器 17 动作，发出电信号给时间继电器。停留 时间由时间电器调定。 5快退 停留结束后，时间继电器发出信号，压力继电器 17 控制电磁铁 1YA 断电、 2YA 通电，电磁换向阀 9 右位，液压缸有杆腔进油，无杆腔回油，截止阀 2 打 开蓄能器向油路供油，由于回油路压力低，因此顺序背压阀回复到原位。 进油路分两个方向进入油路。 液压泵 7单向阀 6节流阀 8电磁换向阀 9顺序背压阀 10液压 缸右腔； 蓄能器 1截止阀 2节流阀 3单向阀 4电磁换向阀 9顺序背压阀 10油箱； 回油路：液压缸左腔单向阀 14单向阀 11电磁换向阀 9油箱。 6原为停止 当滑台完

44、成一个动作循环后，电磁铁 1YA 和 2YA 都断电，电磁换向阀 9 处于中位，此时单向阀 4 出口压力升高，单向阀关闭，蓄能器停止供油，由于 电磁换向阀 9 采用了 O 型中位机能，液压泵不能够通过换向阀的中位实现卸荷， 系统停止工作。 2.3.32.3.3 带蓄能器的动力滑台液压系统分析带蓄能器的动力滑台液压系统分析 （1）系统采用了“限压是变量叶片泵调速阀背压阀”调速回路，采用 容积节流调速回路并在回油上设有背压阀，能保证系统调速范围宽、低速稳定 性好的要求。 （2）节流阀串联实现二次进给，两次工进速度的换接采用由电磁阀切换 的调速阀串联的回路，保证了换接精度，避免换接时滑台前冲，且油路

45、的布局 简单、灵活。 （3）系统回路中的单向阀作用不同，子系统中与节流阀和行程阀并联的 单向阀是为了防止油液倒流，而蓄能器与系统连接的单向阀是为了防止回路之 间的动作干涉。由于单向阀的存在，工进和快进系统互不干涉11。 （4）节流阀同时起到调速、防止子系统之间油路相互干涉、增加阻尼和 防止冲击的作用。 第第 3 3 章章 卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计 3.13.1 明确系统要求明确系统要求 加工对象为变速箱箱体孔，材料为铸铁（硬度 HB = 240） ，该钻孔机床主 轴箱上有 16 根主轴，加工 14 个 13.9 的孔和两 8.5 的孔；并对这 16 个孔进 行扩孔加工；刀具为高速钢组合钻头，工件重 400kg，加工动作顺序如下 动力滑台快速趋近工件一工进（钻孔加工）二工进（扩孔加工）加 工结束快退原位停止。 工作负载：工作切削阻力，一工进时轴