機(jī)械工程學(xué)院液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目：臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與 自動(dòng)化班級：1301班姓 名：王鵬飛學(xué) 號：學(xué)指導(dǎo)教師：藺國民液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、主要任務(wù)與目標(biāo)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)目標(biāo)：設(shè)計(jì)要求滑臺實(shí)現(xiàn) 快進(jìn)一工進(jìn)一快退一停止”工作循環(huán)。已知：機(jī)床 有主軸11個(gè)，其中7個(gè)用于鉆小的孔，4個(gè)用于鉆小的孔。刀具材料為高速鋼， 工件材料為鑄鐵，硬度為240HBW,機(jī)床工作部件總質(zhì)量為 m=1000Kg；快進(jìn)速 度vi、快退速度V2均為S,快進(jìn)行程長度Li=100mm,工進(jìn)行程長度為l_2=50mm, 往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間不大于，動(dòng)力滑臺采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)fs=,動(dòng)摩擦系數(shù)fd=;液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件為液壓缸。、主要內(nèi)容(1)熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，明確設(shè)計(jì)及目標(biāo)。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已學(xué)過的設(shè)計(jì)流程，擬定系統(tǒng)工作原理圖(3)計(jì)算各元件的參數(shù)并驗(yàn)算。(4)元件選型。(5)編制文件，繪制速度、負(fù)載圖譜。三、工作量要求完成規(guī)定的任務(wù)，總字?jǐn)?shù)30004000字四、時(shí)間要求本課程設(shè)計(jì)于前完成1負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析2 負(fù)載圖和速度圖的繪制 13確定液壓缸的主要參數(shù) 2初選液壓缸工作壓力 2計(jì)算液壓缸主要尺寸 2各階段壓力、流量、功率的計(jì)算 34液壓系統(tǒng)圖的擬定 4液壓回路的選擇 4液壓回路的綜合 65液壓元件的選擇 8液壓泵的選擇 8閥類元件及輔助元件的選擇 9油管的選擇 9油箱的計(jì)算 106液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 10驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 10快進(jìn) 10工進(jìn) 11快退 11油液溫升驗(yàn)算 117油箱設(shè)計(jì)12壁厚、箱頂及箱頂元件的設(shè)計(jì) 12箱壁、清洗孔、吊耳、液位計(jì)設(shè)計(jì) 13箱底、放油塞及支架設(shè)計(jì) 13油箱內(nèi)隔板及除氣網(wǎng)設(shè)置 131.負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)械效 率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾 緊力，導(dǎo)軌摩擦力，慣性力。在對液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析時(shí)，本設(shè)計(jì)實(shí)例只考慮組合機(jī)床動(dòng)力滑臺所受到的工作負(fù) 載、慣性負(fù)載和機(jī)械摩擦阻力負(fù)載，其他負(fù)載可忽略。1 .切削負(fù)載Fw工作負(fù)載是在工作過程中由于機(jī)器特定的工作情況而產(chǎn)生的負(fù)載，對于金屬切削機(jī)床 液壓系統(tǒng)來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負(fù)載。切削負(fù)載（確定切削負(fù)載應(yīng)具備機(jī)械切削加工方面的知識）用高速鋼鉆頭（單個(gè)）鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力 Ft（單位為N）為Ft 25.5Ds08（HBW）0.6（81）式中：D鉆頭直徑，單位為 mm；s每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為 mm/r;HBW鑄件硬度，HBW=240。根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s按 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊”取：對（）的孔：ni=360r/min, s=/r;對（）的孔：n2=550r/min, S2=/r;所以，系統(tǒng)總的切削負(fù)載Ft為：R/ Ft=Fg=17907N2 .慣性負(fù)載往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速，減速時(shí)間不希望超過，所以取 t為Fm=mAv/At=N=583N3 .阻力負(fù)載機(jī)床工作部件對動(dòng)力滑臺導(dǎo)軌的法向力為：Fn=mg=9810N靜摩擦阻力：Ftf=fsFn=1962N動(dòng)摩擦阻力：Ffd=fdFn=981N如果忽略切削力引起的顛覆力矩對導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機(jī)械效率w =,根據(jù)上述負(fù)載力計(jì)算結(jié)果，可得出液壓缸在各個(gè)工況下所受到的負(fù)載力和液壓缸所需推力情況由此得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載如表8 1所列。表8-1液壓缸在各工作階段的負(fù)載R工況負(fù)載組成負(fù)載值F工況負(fù)載組成負(fù)載值F啟動(dòng)F Fnfs1962工進(jìn)FFn fd +Fg18888加速F Fn fd +mv/At1564快退F Ffd981快進(jìn)F Fnfd981在負(fù)載分析中，沒有考慮動(dòng)力滑臺上傾翻力矩的作用按表8-1數(shù)值繪制的動(dòng)力滑臺負(fù)載圖如圖8-1（a）所示。2負(fù)載圖和速度圖的繪制15641962網(wǎng)根據(jù)工作循環(huán)（總行程L1+L2=150mm工進(jìn)速度V2=nisi=n2s2=53mm/min,繪制動(dòng)力滑臺速度圖 負(fù)載圖（如圖所示）。5010Q15。 LmmXbss負(fù)載圖3確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)確定液壓缸工作壓力由表2和表3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為32000N時(shí)宜取4MPa。表2按負(fù)載選擇工作壓力版/ KN<5510102020303050>50工作壓力/MPa< 1233445>5表3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門 刨床拉床工作壓力/Mpa2352881010182032計(jì)算液壓缸主要尺寸由于工作進(jìn)給速度與快速運(yùn)動(dòng)速度差別較大，且快進(jìn)、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動(dòng)連接方式。通常利用差動(dòng)液壓缸活塞 桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺運(yùn)動(dòng)的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液壓缸設(shè)計(jì)成無桿腔工作面積A1是有桿腔工作面積 A2兩倍的形式，即活塞桿直徑 d與缸筒直徑D呈d =的關(guān)系。工進(jìn)過程中，當(dāng)孔被鉆通時(shí)，由于負(fù)載突然消失，液壓缸有可能會發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓（通過設(shè)置背壓閥的方式），選取此背壓值為 P2=?？爝M(jìn)時(shí)液壓缸雖然作差動(dòng)連接（即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接） ，但連接管 路中不可避免地存在著壓降 p,且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)取 p 。快退 時(shí)回油腔中也是有背壓的，這時(shí)選取被壓值 p2=o工進(jìn)時(shí)液壓缸的推力計(jì)算公式為F / m AP1 AP2 AP1 (A/2)P2式中：F負(fù)載力m 液壓缸機(jī)械效率A1液壓缸無桿腔的有效作用面積A2液壓缸有桿腔的有效作用面積p1液壓缸無桿腔壓力P2 液壓有無桿腔壓力因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計(jì)算為18888A2=m( p1A1=A Ap2)0.96 (4 2 0.6) 2A253. 18 10 4m2o = x i0m2 1064A0. 082m由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系,d=,因此活塞桿直徑為d=x =根據(jù)GB/T23482001對液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液 壓缸缸筒直徑為 D=90mm ,活塞桿直徑為 d=63mm。此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為：AiD263.61 104A2_ 22(D3 32.44 44210 m各階段壓力、流量、功率的計(jì)算根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率值，如表 4所示。表8-2液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工況Fl/N回油腔 壓力P2/MPa進(jìn)油腔 壓力P1/MPa輸入理 論流量q/（L/s）輸入功 率P/kW計(jì)算式快進(jìn)啟動(dòng)19620-P1Fl/ mA2 p / AiA（差加速1564P1P-q AA2 vl動(dòng)）恒速981Ppq工進(jìn)18888P1Fl/ mp2A2 / AqA1V2ppq快 退啟動(dòng)19620-P1Fl/ mP2A1 /A2qA2V3pP1q加速1564-恒速981并據(jù)表4可繪制出液壓缸的工況圖，如圖 2所示。0.2480.93。937 0.3 30.00961：0,056003190.176圖2組合機(jī)床液壓缸工況圖4液壓系統(tǒng)圖的擬定根據(jù)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和工況分析，所設(shè)計(jì)機(jī)床對調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機(jī)床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。此外，與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求一樣，該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。液壓回路的選擇選用執(zhí)行元件因系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求正向快進(jìn)和工進(jìn)，反向快退，且快進(jìn)，快退速度相等，因此選用單活塞桿液壓缸，快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，無桿腔面積Ai等于有桿腔面積A2的兩倍。速度控制回路的選擇工況圖表明，所設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過程中所需要的功率較小，系 統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低， 但適合于小功率場合，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。該機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求有較好的低速穩(wěn)定性 和速度-負(fù)載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進(jìn)口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、 限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。鉆鏈加工屬于連續(xù)切削加工，加工過程中切削力變化不大，因此鉆削過程中負(fù)載變化 不大，采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。但由于在鉆頭鉆入鑄件表面及孔被鉆通時(shí)的瞬間， 存在負(fù)載突變的可能，因此考慮在工作進(jìn)給過程中采用具有壓差補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)口調(diào)速閥的調(diào)速方 式，且在回油路上設(shè)置背壓閥。由于選定了節(jié)流調(diào)速方案， 所以油路采用開式循環(huán)回路，以提高散熱效率，防止油液溫升過高。從工況圖中可以清楚地看到， 在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。而快進(jìn)快退所需的時(shí)間t1和工進(jìn)所需的時(shí)間t2有t2=20因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，如果選用單個(gè)定量泵作為整個(gè)系t1統(tǒng)的油源，液壓系統(tǒng)會長時(shí)間處于大流量溢流狀態(tài)，從而造成能量的大量損失，這樣的設(shè)計(jì)顯然是不合理的。如果采用一個(gè)大流量定量泵和一個(gè)小流量定量泵雙泵串聯(lián)的供油方式，由雙聯(lián)泵組成的油源在工進(jìn)和快進(jìn)過程中所輸出的流量是不同的，此時(shí)液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過程中所需要消耗的功率估大，除采用雙聯(lián)泵作為油源外，也可選用限壓式變量泵作油源。但限壓式變量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，最后確定選用雙聯(lián)液 壓泵供油方案，有利于降低能耗和生產(chǎn)成本，如圖 3所示。圖3雙泵供油油源選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路根據(jù)本設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方式和要求，采用差動(dòng)連接與雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路來實(shí)現(xiàn)快速 運(yùn)動(dòng)。即快進(jìn)時(shí)，由大小泵同時(shí)供油，液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接。本設(shè)計(jì)采用二位二通電磁閥的速度換接回路，控制由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)。與采用行程閥 相比，電磁閥可直接安裝在液壓站上，由工作臺的行程開關(guān)控制，管路較簡單，行程大小 也容易調(diào)整，另外采用液控順序閥與單向閥來切斷差動(dòng)油路。因此速度換接回路為行程與壓力聯(lián)合控制形式。速度換接回路的選擇所設(shè)計(jì)多軸鉆床液壓系統(tǒng)對換向平穩(wěn)性的要求不高，流量不大，壓力不高，所以選用 價(jià)格較低的電磁換向閥控制換向回路即可。為便于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，選用三位五通電磁換向 閥。為了調(diào)整方便和便于增設(shè)液壓夾緊支路，應(yīng)考慮選用Y型中位機(jī)能。由前述計(jì)算可知，當(dāng)工作臺從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，進(jìn)入液壓缸的流量由L/S降L/S,可選二位二通行程換向閥來進(jìn)行速度換接，以減少速度換接過程中的液壓沖擊，如圖4所示。由于工作壓力較低，控制閥均用普通滑閥式結(jié)構(gòu)即可。由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時(shí)，在回路上并聯(lián) 了一個(gè)單向閥以實(shí)現(xiàn)速度換接。為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用死擋塊 加壓力繼電器的行程終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制。a.換向回路b.速度換接回路圖4換向和速度切換回路的選擇參考同類組合機(jī)床，選用雙作用葉片泵雙泵供油，調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流閥調(diào)速的開式回路, 溢流閥做定壓閥。為了換速以及液壓缸快退時(shí)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，回油路上設(shè)置背壓閥，初定 背壓值Pb=。液壓回路的綜合選定調(diào)速方案和液壓基本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些輔助性油路，如 控制油路、潤滑油路、測壓油路等，并對回路進(jìn)行歸并和整理，就可將液壓回路合成為液 壓系統(tǒng)，即組成如圖 5所示的液壓系統(tǒng)圖。1 一雙聯(lián)葉片液壓泵；2三位五通電液闊;6單向閥；7順序閥；8一背壓閥;3行程閥；4調(diào)速閥；5單向閥;9溢流閥；10單向閥；ll過濾器;12一壓力表接點(diǎn)；13單向閥；14一壓力繼電器。系統(tǒng)圖的原理1 .快進(jìn)快進(jìn)如圖所示，按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵 1YA通電，由泵輸出地壓力油經(jīng) 2三位五通 換向閥的左側(cè)，這時(shí)的主油路為：進(jìn)油路：泵 一向閥10一三位五通換向閥 2 （1YA得電）一行程閥3一液壓缸左腔?；赜吐罚阂簤焊子仪灰蝗晃逋〒Q向閥2 （1YA得電）一單向閥6一行程閥3一液壓缸左腔。由此形成液壓缸兩腔連通，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快進(jìn)，由于快進(jìn)負(fù)載壓力小，系統(tǒng)壓力低，變量 泵輸出最大流量。2 .工進(jìn)減速終了時(shí)，擋塊還是壓下，行程開關(guān)使3YA通電，二位二通換向閥將通路切斷，這時(shí)油必須經(jīng)調(diào)速閥 4和15才能進(jìn)入液壓缸左腔，回油路和減速回油完全相同，此時(shí)變量 泵輸出地流量自動(dòng)與工進(jìn)調(diào)速閥15的開口相適應(yīng)，故進(jìn)給量大小由調(diào)速閥15調(diào)節(jié)，其主油路為：進(jìn)油路：泵 一 向閥10一三位五通換向閥 2 （1YA得電）一調(diào)速閥 4一調(diào)速閥15一液 壓缸左腔?；赜吐罚阂簤焊子仪?二位五通換向閥2f背壓閥8f液控順序閥7f油箱。3 .快退滑臺停留時(shí)間結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號，使電磁鐵1YA、3YA斷電，2YA通電，這時(shí)三位五通換向閥 2接通右位，因滑臺返回時(shí)的負(fù)載小，系統(tǒng)壓力下降，變量泵輸出流 量又自動(dòng)恢復(fù)到最大，滑快速退回，其主油路為：進(jìn)油路：泵 - 向閥10f三位五通換向閥 2 (2YA得電)-液壓缸右腔?；赜吐罚阂簤焊鬃笄粏蜗蜷y5f三位五通換向閥 2 (右位)-油箱。4 .原位停止當(dāng)滑臺退回到原位時(shí)，擋塊壓下原位行程開關(guān)，發(fā)出信號，使 2YA斷電，換向閥處于 中位，液壓兩腔油路封閉，滑臺停止運(yùn)動(dòng)。這時(shí)液壓泵輸出的油液經(jīng)換向2直接回油箱，泵在低壓下卸荷。5液壓元件的選擇確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率(1)計(jì)算液壓泵的最大工作壓力由于本設(shè)計(jì)采用雙泵供油方式，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工況圖，大流量液壓泵只需在快進(jìn)和 快退階段向液壓缸供油，因此大流量泵工作壓力較低。小流量液壓泵在快速運(yùn)動(dòng)和工進(jìn)時(shí)都 向液壓缸供油，而液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，因此對大流量液壓泵和小流量液壓泵的工作壓力分別進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)液壓泵的最大工作壓力計(jì)算方法，液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工 作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和。對于調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路， 選取進(jìn)油路上的總壓力損失p 0.8MPa,同時(shí)考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓力繼電器動(dòng)作壓力與最大工作壓力的壓差為，則小流量泵的最高工作壓力可估算為pp1 (3.5 0.8 0.5)MPa 4.8MPa大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，圖4表明，快退時(shí)液壓缸中的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，如取進(jìn)油路上的壓力損失為，則大流量泵的最高工作壓力為：pp2 (0.319 0.5)MPa 0.819MPa(2)計(jì)算總流量表3表明，在整個(gè)工作循環(huán)過程中，液壓油源應(yīng)向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快進(jìn)工作階段，為L/min,若整個(gè)回路中總的泄漏系數(shù)Kl=,則液壓油源所需提供的總流量為：qD 1.05 17.04L/min 17.892L/min p工作進(jìn)給時(shí)，液壓缸所需流量約為s,但由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量L/s,故小流量泵的供油量最少應(yīng)為So據(jù)據(jù)以上液壓油源最大工作壓力和總流量的計(jì)算數(shù)值，因此選取PV2R12 626型雙聯(lián)葉片泵，其中小泵的排量為6mL/r,大泵的排量為26mL/r,若取液壓泵的容積效率m=,則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min時(shí)，液壓泵的實(shí)際輸出流量為qD (6 26) 940 0.9/1000L/min 27.1L/min p由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵工作壓力為、流量為min。取泵的總效率0.75 ,則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為:PpQpp0.819 27.160 0.750.8 kW根據(jù)上述功率計(jì)算數(shù)據(jù)，此系統(tǒng)選取Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率 Pn 1.5kW,額定轉(zhuǎn)速 nn960r/min o確定閥類元件及輔件根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表 6所列。表6液壓元件規(guī)格及型號序號元件名稱通過的最 大流里 q/L/min規(guī)格型號額定流量 qn/L/min額定壓力Pn/MPa額定壓降?Pn/MPa1雙聯(lián)葉片泵一PV2R12-12323716/14一2三位五通電 液換向閥5035DYF3Y- E10B8016<3行程閥60AXQF- E10B6316<4調(diào)速閥<1AXQF- E10B616一5單向閥60AXQF- E10B63166單向閥25AF3-Ea10B63167液控順序閥22XF3E10B63168背壓閥YF3- E10B6316一9溢流閥YF3- E10B6316一10單向閥22AF3-Ea10B6316<11濾油器30XU-63 X 80-J63一<12壓力表開關(guān)一KF3-E3B 3 測點(diǎn)一16一13單向閥60AF3-Fa10B10014壓力繼電器一PF- B8L一0一*注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為940r/min時(shí)的流量。確定油管在選定了液壓泵后，液壓缸在實(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以及 進(jìn)入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)彳1不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表7所列。流量、速度快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流里/(L/min )A0pqa aA A263.61 27.163.61 32.4455.3q1 0.336q qp 27.1排出流量/(L/min )A2q1q2A見44 55.3 28.2 63.61A2 cliq2A0.336 32.4463.610.171Aq1q2A227.1 63.6132.4453.14運(yùn)動(dòng)速度/(L/min )qpViA1 A227.1 10v2 A0.336 10v 曳3 A227.1 1063.61 32.448.6963.610.05332.448.35表7各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量由表可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。有表7中的數(shù)據(jù)，取油液的流速 v=3m/s,算得液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑 分別為,c S c ,55.3 106/60d 2 12 /3mm 19.77mmV v33 103,八 127.1 106/60d 23mm 13.85mm33 103這兩根油管都按 GB/T 2351-2005選用內(nèi)徑 15mm ,外徑 18mm的冷拔無縫鋼管。油箱計(jì)算油箱的容量按式 V 咻估算，其中“為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取 爐7,得V= «qp=按JB/T 7938-1999規(guī)定，取最靠近的標(biāo)準(zhǔn)值 V=200L6驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，故只能估算閥類元件的 壓力損失?？爝M(jìn)滑臺快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10的流量是22L/min、電液換向閥2的流量是min,然后與液壓缸有桿腔的回油匯合，以流量 min通過行程閥3進(jìn)入無桿腔。在進(jìn)油路上，總壓降為22 o27.1 o55.3)pv 0.2 (一)2 0.5 ()2 0.3 ()2MPa 0.31 MPa638063在回油路上，油液通過電液換向閥2和單向閥6的流量是min,然后與液壓泵的供油合并，通過行程閥 3進(jìn)入無桿腔。有桿腔壓力 P2與無桿腔壓力p1之差為 cl 28.2 20 ,28.2、2-,55.3、2r-p p2p10.5()0.2 ()0.3(-) MPa806363工進(jìn)滑臺工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥2的流量為min、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥 4處的壓力損失為。在回油路上，油液通過電液換向閥2的流量為min ,經(jīng)液控順序閥7的流量為(+22) =min ,返回油箱，在背壓閥 8處的壓力損失為。忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在液壓缸回油腔的壓力P2為sl /0.17p2 10.5 (7 80可見此值略大于原估計(jì)值。即222.17 2-)0.6 0.3 (一)2MPa 0.637MPa63故可按表8-2中公式重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)液壓缸進(jìn)油腔壓力Pi,Pi3.81MPa此略高于表8-2數(shù)值?？紤]到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Pe=,則溢流閥9的調(diào)壓Ppi應(yīng)為Pp1A p1 p1 pe 3.81 0.5(0.5)2 0.5800.5 4.75MPa快退滑臺快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10的流量為量為min進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥的流量為min返回油箱。在進(jìn)油路上總的總壓降為22L/min、電液換向閥2的流5、電液換向閥2和單向閥1322 o27.1 opv1 0.2 ()2 0.5 ()2MPa 0.082MPa6380此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上總的總壓降為53.14 253.14 253.14 2pv2 0.2 ()2 0.5 ()2 0.3 ()2MPa 0.576MPa638063此值與表7的數(shù)值基本相符，故不必重算?？焱藭r(shí)液壓泵的工作壓力為pp p1pv1 (0.53 0.082)MPa 0.612MPa此值是調(diào)整液控順序閥 7的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占95%,所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來計(jì)算。液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率peFv218888 0.053 10 60kW 0.0167kW這時(shí)大流量液壓泵經(jīng)順序閥7卸荷，小流量液壓泵在高壓下供油。大液壓泵通過順序閥7的流量為22L/min,有表8-2查得該閥在額定流量 qn=,故此閥在工進(jìn)時(shí)的壓力損失q2 222 2ppn(q2)2 0.3 (一)2 0.037MPaq163小液壓泵工進(jìn)時(shí)的工作壓力Ppi = ,流量q1=min,所以倆個(gè)液壓泵的總輸入功率為pPpQiPq24.75 10 而10 3 0.037 106 22 10 3 60kW 0.5564kW液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率為P PpPe(0 5564 0. 0167)kW 0. 540kW油箱的散熱面積為A 6.53233223 V2 6.5 3 200 10 3m2 2.22m2查表8-18得油箱的散熱系數(shù)t KA 103K=9W,則油液溫升為0.5403103 C 27. 0 C9 2.22油溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。7油箱設(shè)計(jì)壁厚、箱頂及箱頂元件的設(shè)計(jì)采取鋼板焊接而成，故取油箱的壁厚為 3mm,并采用將液壓泵安裝在油箱 的上表面的方式，故上表面應(yīng)比其壁要厚，同時(shí)為避免產(chǎn)生振動(dòng)，則頂扳的厚 度應(yīng)為壁厚的4倍以上，所以?。喉敱诤?5mm,并在液壓泵與箱頂之間設(shè)置隔振墊。在箱頂設(shè)置回油管、泄油管、吸油管、通氣器并附帶注油口，即取下通氣帽 時(shí)便可以進(jìn)行注油，當(dāng)放回通氣帽地就構(gòu)成通氣過濾器，其注油過濾器的濾網(wǎng) 的網(wǎng)眼小于250mm,過流量應(yīng)大于40L/min。另外，由于要將液壓泵安裝在油 箱的頂部，為了防止污物落入油箱內(nèi)，在油箱頂部的各螺紋孔均采用盲孔形式。箱壁、清洗孔、吊耳、液位計(jì)的設(shè)計(jì)在此次設(shè)計(jì)中采用箱頂與箱壁為不可拆的連接方式，由于油箱的體積也相對不大，采用在油箱壁上開設(shè)一個(gè)清洗孔，在法蘭蓋板中配以可重復(fù)使用的彈性密封件。法蘭蓋板的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)油箱的外形尺寸按標(biāo)準(zhǔn)選取，具體尺寸見法 蘭蓋板的零件結(jié)構(gòu)圖，此處不再著詳細(xì)的敘述。為了便于油箱的搬運(yùn)，在油箱 的四角上焊接四個(gè)圓柱形吊耳，吊耳的結(jié)構(gòu)尺寸參考同類規(guī)格的油箱選取。在油箱的箱體另一重要裝置即是液位計(jì)了，通過液位計(jì)我們可以隨時(shí)了解油 箱中的油量，同時(shí)選擇帶溫度計(jì)的液位計(jì)，我們還可以檢測油箱中油液的溫度， 以保證機(jī)械系統(tǒng)的最佳供油。將它設(shè)計(jì)在靠近注油孔的附近以便在注油時(shí)觀察 油箱內(nèi)的油量。箱底、放油塞及支架的設(shè)計(jì)在油箱的底設(shè)置放油塞，可以方便油箱的清洗和換油，所以將放油塞設(shè)置在 油箱底傾斜的最低處。同時(shí)，為了更好地促使油箱內(nèi)的沉積物聚積到油箱的最 低點(diǎn)，油箱的傾斜坡度應(yīng)為：1/251/20。在油箱的底部，為了便于放油和搬 運(yùn)方便，在底部設(shè)置支腳，支腳距地面的距離為 150mm,并設(shè)置加強(qiáng)筋以增加 其剛度，19在支腳設(shè)地腳螺釘用的固定。油箱內(nèi)隔板及除氣網(wǎng)的設(shè)置為了延長油液在油箱中的逗留時(shí)間， 促進(jìn)油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的 油液參與系統(tǒng)中的循環(huán)，以更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉積的作用，在油 箱中的上下板上設(shè)置隔板，其隔板的高度為油箱內(nèi)油液高度的2/3以上。并在下板的下部開缺口，以便吸油側(cè)的沉積物經(jīng)此缺口至回油側(cè)，經(jīng)放油孔排出。油箱隔板在油箱中為了使油液中的氣泡浮出液面，并在油箱內(nèi)設(shè)置除氣網(wǎng)， 其網(wǎng)眼的直徑可用網(wǎng)眼直徑為的金屬網(wǎng)制成， 并傾斜1030布置。在油箱內(nèi)回油管與吸油管分布在回油測和吸油測，管端加工成朝向箱壁的45 斜口，以便于油液沿箱壁環(huán)流。油管管口應(yīng)在油液液面以下，其入口應(yīng)高于底面 23倍管徑，但不應(yīng)小于20mm,避免空氣或沉積物的吸入或混入。對泄油管 由于其中通過的流量一般較小，為防止泄油阻力，不應(yīng)插入到液面以下。另外 在油箱的表面的通孔處，要妥善密封，所以在接口上焊上高出箱頂20mm的凸臺，以免維修時(shí)箱頂?shù)奈畚锫淙胗拖洹?