液压传动课程设计说明书
= 0.3×10 m /s
=18 L/min
3、计算液压缸的输入功率
快进阶段
P = p ×q =1.1×10 ×0.29×10 =319w=0.319Kw
工进阶段
P = p ×q =3×10 ×0.013×10 =39w=0.039 Kw
快退阶段
P = p ×q =1.53×10 ×0.3×10 =459w=0.459 Kw
查设计手册,按液压缸径系列表将以上计算值圆整为标准直径,取D = 100mm
为了实现快进速度与快退速度相等,采用差动连接,则d = 0.7d,所以
d = 0.7×100 = 70mm
同样圆整成标准系列活塞杆直径,取d =70mm。由D =100mm,d =70mm算出液压缸无杆腔有效作用面积为A1=78.5cm ,有杆腔有效作用面积为A2= 40.1 cm 。
t
P
( c ) 功率图
t
四、拟定液压系统原理图
根据卧式钻床的设计任务和工况分析,该机床对调速围、低速稳定性有一定要求,因此速度控制是该机床的主要问题,速度的调节、换接和稳定性是该机床液压系统设计的核心。
3、速度控制回路的选择
本机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度负载特性,故采用调速阀调速。本系统为小功率系统,效率和发热问题并不突出,钻削属于连续切削加工,切削力变化不大,而且是正负载,在其他条件相同的情况下,进油节流调速能获得较低的稳定速度。故本系统采用调速阀的进油节流调速回路,为防止孔钻通时发生前冲,在回油路上加背压阀。油路采用开循环油路。
差动快进阶段
p = P
=
= 1.1 Байду номын сангаасPa
工作进给阶段
p = P = + ×0.8×10
= 3 MPa
快速退回阶段
p = P = +
= 1.53 MPa
2、计算液压缸的输入流量
因快进、快退速度为v =0.075m/s ,最大工进速度v =0.00167m/s ,则液压缸各阶段的输入流量为:
快速进给阶段
由表二可知,液压系统的供油主要为低压大流量和高压小流量两个阶段,为了提高系统效率和节约能源,采用双泵供油回路。
根据本机床的运动形式和要求,选用液压滑台液压缸;为了使快进和快退速度相同,故选用差动连接增速回路;为了使速度换接平稳可靠,选用行程阀控制的速度换接回路。
4、换向回路的选择
为了提高本系统的换向平衡稳性,选用电液换向阀控制的换向回路。为了便于差动连接,选用三位五通电液换向阀。为了使液压缸能在任何位置停止,选用O型中位机能换向阀。为了控制轴向加工尺寸,提高换向位置精度,采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。
将以上计算的压力、流量、和功率值列于表二中
表二
工作阶段
工工作压力
p / MPa
输入流量
q /(L·min )
输入功率P/Kw
时间t/s
快速进给
1.1
17.3
0.319
=1.33
工作进给
3
0.78
0.039
=30
快速退回
1.53
18
0.459
=2
4、作液压工况图 (各项数据见表二)
(a)压力图
(b)流量图
负载F/N
启动加速
5467
快进快退
0.075
2200
工 进
0.00167
20000
三、确定液压缸的主要参数
(一)、初选液压缸的工作压力
由负载值大小查表,参考同类型组合机床,取液压缸工作压力
为3MPa。
(二)、定液压缸的主要结构参数
由表面一看出最大负载为工进阶段的负载F = 20000N,则
D = = = 9.22×10 m
查手册,选用小泵排量为V = 6ml的YB型双联叶片泵,额定转速为n = 960r/min ,则小泵的额定流量为:
一、确液压系统设计要求
根据加工需要,该系统的工作循环是:快速前进——工作进给——死挡块停止——快速退回——原位停止。
调查研究及计算结果表明,快进快退速度约为75mm/s,工进速度为1.67mm/s,最大行程为150mm,其中工进行程50mm,最大切削力为Ft=16KN,运动部件自重为2×103Kg(19.6KN)。启动换向、制动时间为Δt = 0.15s,采用水平矩形导轨。液压缸机械效率为0.9,静摩擦系数Fs = 0.2 , 动摩擦系数Fd=0.1。
q =( A1-A2) v =(78.5-40.1)×10 ×0.075m /s
= 0.29×10 m /s
=17.3L/min
工作进给阶段
q = A1v = 78.5×10 ×0.00167 m /s
= 0.013×10 m /s
=0.78 L/min
快速退回阶段
q = A2v = 40.1×10 ×0.075m /s
二、析液压系统工况
液压缸在工作过程各阶段的负载为:
启动加速阶段
F = ( F + F ) = ( f G+ )
=(0.2×19600+ )
= 5467N
快进快退阶段
F = = = =2200N
工进阶段
F = = =
= 20000N
将液压缸在各阶段的速度和负载值列于表一中。
表一
工作阶 段
速度v(m/s)
工进采用调速阀调速,查产品样本,调速阀最小稳定流量 q =0.05L/min ,因最小工进速度v =1.67mm/s(约100mm/min),则
= cm = 5 cm <A2<A1
故能满足低速稳定性要求。
(三)、算液压缸工作压力
1、复算工作压力
查手册得,本系统的背压估计值在0.5—0.8MPa围选取,故暂定:工进时,p = 0.8MPa ;快速运动时,p = 0.5MPa;液压缸在工作循环各阶段的工作压力p 计算如下:
5、压力控制回路的选择
由于采用双泵供油回路,故用外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,在液压泵的出口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设测压点。
五、择液压元件
1、选择液压泵
由表二可知工进阶段液压缸的工作压力最大,取进油路总压力损失ΣΔP =0.5 MPa ,则液压泵最高工作压力为
P ≥P +ΣΔP = 3+3.5 = 3.5 MPa
因此,泵的额定压力可取3.5+3.5×25% = 4.38 MPa
快进、快退时泵的流量为:
q ≥k q = 1.1×18 =19.8 L/min
工进时泵的流量为:
q ≥k q = 1.1×0.78 =0.86 L/min
考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点,尚须加上溢流阀稳定工作的最小流量,一般取3 L/min,所以小流量泵的流量为:q = 0.86+3 =3.86 L/min