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1、13 液壓傳動課程設計 秦江明，劉亞茹，李夢輝 2012年6月 引 言 1、 設計題目及工況分析 1運動參數(shù)分析 2動力參數(shù)分析 3液壓缸在各階段的負載及工況圖 二、計算液壓缸尺寸和所需流量 1、 工作壓力的確定 2計算液壓缸尺寸 3、 確定液壓缸所需的流量 3、 確定液壓系統(tǒng)方案，擬定液壓原理圖 1、 確定執(zhí)行元件的類型 2、 換向閥確定 3、 調速方式的選擇 4、 快進轉工進的控制方式的選擇 5、 終點轉換控制方式的選擇 6、 實現(xiàn)快速運動的供油部分設計 四、液壓

2、系統(tǒng)工作原理 五、液壓泵的選擇 1、計算泵的壓力 2、計算泵的流量 設計題目 設計一立式多軸鉆孔專用機床，鉆削頭部的上、下運動采用液壓傳動，其工作循環(huán)是：快速下降——工作進給——快速上升——原位停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下 最大鉆削力為25000N，鉆穴頭部件質量為255kg，快速下降行程200mm，工作進給行程50mm，快速上升行程250mm，快速下降速度為75mm/s，工作進給速度小于等于1mm/s，快速上升速度為100mm/s，加速度時間小于等于0.2s，鉆削頭部件上下運動時靜摩擦為1000N，動摩擦為500N，液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件采用液壓缸，且活塞

3、桿固定。液壓缸采用V型密封，其機械效率為0.90。 一工況分析 1、運動參數(shù)分析 動作循環(huán)圖 速度循環(huán)圖 2、 動力參數(shù)分析 快速下降速度為75mm/s，工作進給速度小于等于1mm/s，快速上升速度為100mm/s，加速度時間小于等于0.2s，鉆削頭部件上下運動時靜摩擦為1000N，動摩擦為500N。 (1)計算各階段的負載 ?啟動和加速階段的負載F F=F+F+F F——靜摩擦阻力 F——慣性阻力 F——密封產生的阻力。按經驗可取F=0.1F F=F+F+F=1000+ma+0.1F=1000+255+0.1F F=1217.36N ?快速階段的負載F

4、 F=F+F F——動摩擦阻力 F——密封阻力，取F=0.1F F=F+F=500+0.1F F=555.55N ?減速階段F F=F+F-F F——密封阻力，取F=0.1F F=F+F-F=500+0.1F-255 F=450.72N ④工進階段F F=F+F+F F——切削力 F=F+F+F=1000+25000+0.1F F=28888.89N ⑤制動F F=F+F-F=0.1F+500-255 F=554.14N ⑥反向啟動F F=F+F+F F=969.4N ⑦快速上升F F=F+F=0.1F+500 F=555.55N ⑧反向制動

5、F=F+F-F=0.1F+500-m F=697.22N 3液壓缸在各階段的負載 各工作階段 計算公式 計算結果（N） 啟動和加速 F=F+F+F 1217.36 快速下降 F=F+F 555.55 減速 F=F+F-F 450.72 工作進給 F=F+F+F 28888.89 制動 F=F+F-F 554.14 反向啟動 F=F+F+F 969.4 快速上升 F=F+F 555.55 反向制動 F=F+F-F 697.22 （2） 繪制工況圖 工況圖 二、計算液壓缸尺寸和所需流量 1、 工作壓力的確定 工作壓力可根據(jù)

6、最大負載來確定，最大負載為28888.89N現(xiàn)按表1有關要求，取工作壓力P=4MPa 表1 負載F/kN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 ＞50 工作壓力 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5~7 2、計算液壓缸尺寸 1） 液壓缸的有效面積 == 液壓缸內徑D D= 取標準值D=100mm 因為快速下降的速度與快速上升的速度不相等，且快速下降小于快速上升，所以采用單桿活塞液壓缸無桿腔進油，有桿腔出油，且活塞桿受壓 由表2得=0.5 表2 受力情況 工作壓力p/MPa <5 5~7 ＞7 活塞桿

7、受壓力 0.3~0.45 活塞桿受壓力 0.5~0.55 0.6~0.7 0.7 d=D=50mm 缸徑、桿徑取標準值后的有效面積 無桿腔有效工作面積為= 活塞桿面積為 有桿腔有效工作面積為 3、確定液壓缸所需的流量 快進流量=35.325L/min 快退流量= 工進流量 三、確定液壓系統(tǒng)方案，擬定液壓原理圖 1、確定執(zhí)行元件的類型 工作缸選用無桿腔面積等于5倍有桿腔面積。無桿腔進油，有桿腔出油。 2、換向閥確定 該系統(tǒng)流量比較小，采用三位四通電磁換向閥。換向閥中位機能選M型，使泵實現(xiàn)壓力卸荷。 3、調速方式的選擇 根據(jù)鉆、鏜類專機工作時對低速性

8、能和速度負載都有一定要求的特點，采用調速閥進行調速。為了便于實現(xiàn)壓力控制，采用進油節(jié)流調速，同時為了保證低速進給時的平穩(wěn)性并避免鉆通孔終了時出現(xiàn)前沖現(xiàn)象，在回油路上設有背壓閥。 4、快進轉工進的控制方式的選擇 為了保證轉換平穩(wěn)、可靠、精度高，采用行程控制閥。 5、終點轉換控制方式的選擇 根據(jù)鉆削時停留和控制軸向尺寸的工藝要求，本機采用行程開關和壓力繼電器加死擋鐵控制。 6、實現(xiàn)快速運動的供油部分設計 因為快進、工進、快退速度各不相同，采用單泵供油，工進用調速閥調定。并且壓力繼電器達到一定值時，使行程閥到達停止位置。 四、液壓系統(tǒng)工作原理 快速下降 按下啟動按鈕，電磁鐵

9、1YA通電。電磁換向閥4處于左位接入系統(tǒng)，變量泵供油，且行程閥7處于圖示狀態(tài).使油液通過換向閥進入無桿腔，使缸向下運動，即快速下降。 進油路：油箱——濾油器——變量泵——單向閥——電磁換向閥左位——進入無桿腔。 回油路：有桿腔——行程閥——電磁換向閥——油箱 工作進給 在快速下降時，單向閥5截止，且使壓力達到一定值時，壓力繼電器使行程閥處于左位截止，是油液通過調速閥流回油箱 進油路： 回油路：有桿腔——調速閥——電磁換向閥——油箱 快速上升 時間繼電器發(fā)出信號，使1YA斷電，2YA通電，使油液通過換向閥，進入有桿腔，使缸向上運動，即快速上升。 進油路：油箱——濾油器……電磁換

10、向閥右位——進入有桿腔 回油路：無桿腔——單向閥5——換向閥——油箱 停止 按下停止按鈕，使換向閥位于中位，泵直接卸荷。 進油路:油箱……電磁…… 回油路：油箱 快進 行程閥處于如圖位置，使電磁鐵1YA通電，使上變量泵輸出流量 表4動作順序表 動作順序 電磁鐵 1DT 2DT 行程閥 快速下降 + — + 工作進給 + — — 快速上升 — + — 停止 — — + 注：行程閥導通為“+”，反之為“—”。 五，液壓泵的選擇 1、 計算泵的壓力由表3 表3 系統(tǒng)結構情況 總壓力損失 一般節(jié)流閥及管路簡單的系統(tǒng) 0.2——0.5 若進油路有調速閥及管路復雜的系統(tǒng) 0.5——1.5 采用補油泵補油的閉式系統(tǒng) 1.0——1.5 采用復雜的高壓工程 1.2——3.0 可知 泵的工作壓力P初定為 P=P+=4+0.5=4.5MPa 2、計算泵的流量 35.325L/min 實際流量35.325=38.86L/min 從有關樣本中查出：YBN-40N型限壓式變量泵