1662-專(zhuān)用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1662-專(zhuān)用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),專(zhuān)用,臥式,銑床,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要 - -I本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)答辯，如果需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系QQ 251133408 另專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證。摘 要 隨著現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的快速發(fā)展，制造裝備的改進(jìn)顯得尤為重要，尤其是金屬切削設(shè)備的改造是提高生產(chǎn)力一項(xiàng)重要因素。專(zhuān)用銑床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿(mǎn)足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。銑床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來(lái)確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)專(zhuān)用銑床進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)液壓夾緊和液壓進(jìn)給，使其在生產(chǎn)過(guò)程中據(jù)有降低成本、工作可靠平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:現(xiàn)代機(jī)械，液壓系統(tǒng)，液壓夾緊，液壓進(jìn)給大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要 - -IIAbstractAlong with the rapid development of machinery manufacturing industry, manufacturing equipment improvement is particularly important, especially metal cutting equipment is an important factor to improve productivity. Special milling hydraulic system design, besides contented in action and the main performance requirements, still must accord with small volume, light weight, low cost, high efficiency and reliable work, simple structure, convenient maintenance and use of universal design principles, some recognized. Milling hydraulic system design is mainly based on the condition, known to determine the work plan, hydraulic pump and hydraulic pressure, flow and other components of the design. Through the modification of special machine realization of hydraulic clamping and hydraulic pressure feed in the production process to reduce cost, stable and reliable, easy to achieve work overload protection, etc.Keywords modern mechanical ，hydraulic drive system， hydraulic clamping， hydraulic feeding 目 錄摘 要 ...............................................IAbstract ............................................II1 緒論 ...............................................12、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 ....................................23、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) ..............................43.1 初選液壓缸工作壓力 ....................................43.2 計(jì)算液壓缸主要尺寸 ....................................44、擬定液壓系統(tǒng)原理圖 ................................74．1 選擇基本回路 ..........................................74．2 組成液壓系統(tǒng) ..........................................95、計(jì)算和選擇液壓件 .................................115．1．確定液壓泵的規(guī)格 ...................................115.2 確定電動(dòng)機(jī)功率 .......................................115．3 確定其它元件及輔件 ..................................126、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 .................................156．1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 .....................................156．2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 ...................................187、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................20總結(jié) ................................................21致 謝 ...............................................22參考文獻(xiàn) ............................................24大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 緒論 11 緒論1．課題簡(jiǎn)介:本課題的思想主要是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的臥式銑床進(jìn)行分析和計(jì)算，設(shè)計(jì)出專(zhuān)用于自動(dòng)化生產(chǎn)的專(zhuān)用機(jī)床，根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其改良，使之達(dá)到較理想的方案。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求題目：在臥式銑床上設(shè)計(jì)一個(gè)夾緊進(jìn)給液壓系統(tǒng)，完成工件的先夾緊后、后進(jìn)給任務(wù),工作原理如下：夾緊油缸：快進(jìn) → 慢進(jìn) → 達(dá)到夾緊力后啟動(dòng)進(jìn)給油缸工作進(jìn)給油缸：快進(jìn) → 慢進(jìn) → 達(dá)到進(jìn)給終點(diǎn) → 快速退回夾緊油缸快速退回。夾緊缸快進(jìn)速度：0.05m/s夾緊缸慢進(jìn)速度：0.008mm/s最大夾緊力：40KN 進(jìn)給油缸快進(jìn)速度：0.18m/s進(jìn)給油缸慢進(jìn)速度：0.018m/s最大切削力：120KN進(jìn)給工作部件總質(zhì)量：m=250Kg 夾緊缸行程：用行程開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)（最大 250mm）進(jìn)給缸行程：用行程開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)（最大 1000mm）大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 22、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析已知最大夾緊力為 40KN，則夾緊油缸工作負(fù)載 ，液壓缸的機(jī)械效率取140FKN?則推力 ，由于夾緊工作工作部件總質(zhì)量很小，可以忽略。則慣性負(fù)0.9m??14.mFKN??載 阻力負(fù)載 。110fsfd夾緊缸快進(jìn)、快退速度： = =0.05m/s，夾緊缸慢進(jìn)速度： =8mm/s。夾緊缸行程：用v3 12v行程開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)最大 250mm已知最大切削力為 120KN，則進(jìn)給油缸工作負(fù)載 。進(jìn)給工作部件總質(zhì)量：20FKN?，取靜摩擦因數(shù)為 ，動(dòng)摩擦因數(shù)為 ；取往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)250kg?0.2sf?.df間 0.2s。進(jìn)給油缸快進(jìn)、快退速度： = =0.18m/s，進(jìn)給油缸慢進(jìn)速度： =0.018m/s，進(jìn)給缸1v3 12v行程：用行程開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)最大 1000mm。由式 式（2—1）mFt??式（2—1）中 —工作部件總質(zhì)量—快進(jìn)或快退速度v?—運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間t由式（2—1）求得慣性負(fù)載 10.82525mvNt????再求的阻力負(fù)載 靜摩擦阻力 0.94fSF動(dòng)摩擦阻力 .d取液壓缸的機(jī)械效率取 則推力0.9m????21360fm??綜上所訴得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載表 2—1 和表 2—2。表 2—1 夾緊缸各工作階段的負(fù)載 F(N)工況 負(fù)載組合 負(fù)載值 工況 負(fù)載組合 負(fù)載值啟動(dòng) 1fsF?0 工進(jìn)1fdF??40000加速 fdm?0 快退 f0快進(jìn) 10表 2—2 進(jìn)給缸各工作階段的負(fù)載 F(N)工況 負(fù)載組合 負(fù)載值 工況 負(fù)載組合 負(fù)載值啟動(dòng) fsF?490 工進(jìn) 2fdF??120245加速 fdm?470 快退 f245大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 3快進(jìn) fdF?245根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，即可分別繪制出兩油缸工作負(fù)載圖 F-l 和速度圖 -l，如圖 2-1，圖 2-2 所示。夾緊缸負(fù)載圖 F-l 進(jìn)給缸負(fù)載圖 F-l 圖 2-1夾緊缸速度圖 -l 進(jìn)給缸速度圖 -l圖 2-2大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 43、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)3.1 初選液壓缸工作壓力根據(jù)系統(tǒng)中夾緊油缸工作最大負(fù)載為 ，在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載很140FKN?小，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》初選液壓缸的工作壓力 p1=4MPa。進(jìn)給油缸工作最大負(fù)載為，在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載較小，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》初選液壓缸210FKN?的工作壓力 p1=8MPa。3.2 計(jì)算液壓缸主要尺寸機(jī)床沒(méi)要求快退速度這里選取液壓缸快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式即液壓缸有（ A1=2A2） 。工進(jìn)時(shí)為防止沖擊現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》由于選用有桿腔回油路直接油缸，背壓可忽略不計(jì)，選此背壓為 p2=0 MPa 。無(wú)桿腔回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)，這時(shí)參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可選取背壓為 p2=0.5MPa 。由式 式（3-1） 12mFA???在式（3-1）中 、 —分別為缸的工作壓力、回油路背壓12、 —分別為缸的無(wú)桿腔工作面積、有桿腔工作面積A—缸的工作負(fù)載F—液壓缸的機(jī)械效率，取m?0.9m??再根據(jù) ，得 ，求得12A?121mFp???????夾緊油缸無(wú)桿腔工作面積 210.9A?進(jìn)給油缸無(wú)桿腔工作面積 7m由 得，夾緊油缸活塞直徑14D??13.D?進(jìn)給油缸活塞直徑 148.0由 得， ， ，參考 ，圓整d 0.71?1d8.26d62/248193GBT?后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，得夾緊缸 ， ，進(jìn)給缸 ， 。 5m?19?15m?d05?查看產(chǎn)品樣本選擇 HSG 型工程液壓缸。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 5由 ， 求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為214DA????24d?夾緊缸兩腔的實(shí)際有效面積為 ，14230Am???142590Am???進(jìn)給缸兩腔的實(shí)際有效面積為 ，276. .經(jīng)檢驗(yàn)，參考表 3-1，活塞桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性均符合要求。表 3-1 按工作壓力選取 d/D工作壓力/MPa ≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0d/D 0.5~0.55 0.62~0.70 0.7根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如表 3—2 和表 3—3 所列，系統(tǒng)主要為進(jìn)給缸供油，由此繪制進(jìn)給缸工況圖如圖 3-1 所示表 3—2 夾緊缸在各階段的壓力、流量和功率值夾緊缸工況推力F0/N回油腔壓力p2/MPa進(jìn)油腔壓力p1/MPa輸入流量q×10-3/m3/s輸入功率P/KW計(jì)算公式快進(jìn) 0 0 0 0.320 0夾緊 44444 0 3.613 0.0984 0.356??1021/pFPA??快退 0 0.5 0 0.295 0表 3—3 進(jìn)給缸在各階段的壓力、流量和功率值進(jìn)給缸工況 推力F0/N回油腔壓力p2/MPa進(jìn)油腔壓力p1/MPa輸入流量q×10-3/m3/s輸入功率P/KW 計(jì)算公式啟動(dòng) 544.44 0.063加速 522.22 0.060快進(jìn)恒速 222.2200.0261.5588 0.0405021FpA???工進(jìn) 133606 0 7.57 0.3179 2.4065啟動(dòng) 544.44 1.04加速 422.22 1.028快退恒速 222.220.51.0061.62 1.630大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 6注： 快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為 p1，無(wú)桿腔回油，壓力為 p2。1.580.3791.62.426. 輸 入 流 量輸 入 功 率進(jìn) 油 腔 壓力進(jìn)給缸工況圖 圖 3-1大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 74、擬定液壓系統(tǒng)原理圖4．1 選擇基本回路4．1．1 選擇調(diào)速回路 由圖 2 可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率與運(yùn)動(dòng)速度，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)。4．1．2 選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作中兩個(gè)液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工 進(jìn) 行 程 的 高 壓 小 流 量 的 油 液 。 夾 緊 系 統(tǒng) 中 最 大 流 量 與 最 小 流 量 之 比 ，maxinq/=0.32/984.5而在進(jìn)給系統(tǒng)中最大流量與最小流量之比 ，在工作前可根據(jù)加工maxinq/=1.58/0.3794需要夾緊和進(jìn)給最大行程可以隨時(shí)調(diào)節(jié)。根據(jù)該機(jī)床工作原理，則系統(tǒng)兩個(gè)油缸可公用一個(gè)泵，為此可選用限壓式變量泵或葉片泵作為油源。且兩者都能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，從要求壓力較高、系統(tǒng)效率、經(jīng)濟(jì)適用的角度來(lái)看，最后確定選用雙作用葉片泵方案。4．1．3 選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路考慮系統(tǒng)流量較大，系統(tǒng)中選用電液換向閥換向回路，控制進(jìn)油方向選用三位四通電液換向閥，控制液壓缸選用三位四通電液換向閥，如圖 4-1 所示。圖 4-1大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 84．1．4 選擇速度換接回路 系統(tǒng)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。為了給進(jìn)給缸快退發(fā)出信號(hào)，由于最大行程可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，則需要設(shè)置一個(gè)行程開(kāi)關(guān)。為了便于進(jìn)給缸動(dòng)作完成后系統(tǒng)能自動(dòng)為夾緊缸發(fā)出快退信息，在進(jìn)給缸旁設(shè)置一個(gè)壓力繼電器。如圖4-2 所示。圖 4-24．1．5 選擇進(jìn)油調(diào)壓回路 在雙缸利用一個(gè)雙作用葉片泵供油，根據(jù)本機(jī)床工作原理和工作參數(shù)可知兩個(gè)油缸不是同時(shí)進(jìn)行工作且兩個(gè)油缸所需要的供油壓力不同。需要設(shè)置簡(jiǎn)單的調(diào)壓，即在進(jìn)給系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)中各設(shè)置一個(gè)溢流閥調(diào)節(jié)壓力。如圖 4-3 所示。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 9圖 4-34．2 組成液壓系統(tǒng)將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如下圖 4-4 所示，系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)如表 4-1。在圖中，為了避免機(jī)床夾緊工作停止后，夾緊油缸回路中無(wú)法保持夾緊力，圖中在夾緊缸旁添置了蓄能器。查看產(chǎn)品樣本選擇 NXQ 型囊式蓄能器。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 10圖 4-4表 4-1 系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表電磁鐵工作狀態(tài) 液壓元件工作狀態(tài)運(yùn)動(dòng)名稱(chēng) 信號(hào)來(lái)源1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 閥 2 閥 3a 閥 3b 閥 4 閥 7夾緊缸快進(jìn) 起動(dòng)按鈕 + - + - + - - 右位夾緊過(guò)程 壓下行程開(kāi)關(guān) 10a + - + - + - -左位進(jìn)給缸快進(jìn) 壓力繼電器 15a - + + - + - -右位進(jìn)給缸工進(jìn) 壓下行程開(kāi)關(guān) 10b - + + - + - +左位左位進(jìn)給缸快退 壓下行程開(kāi)關(guān) 10c - + - + + - -右位左位左位夾緊缸快退 壓力繼電器 15b + - - + - + - 左位右位右位 右位右位大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 計(jì)算和選擇液壓件 115、計(jì)算和選擇液壓件5．1．確定液壓泵的規(guī)格5．1．1 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力由表 3—2 和表 3—3 可知，進(jìn)給缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工作壓力為 p1=7.57MPa，如在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失∑? p=0.6MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差 ?pe=0.5MPa 。由式 式（5-1 ）1pep????在式（5-1）中 —最高工作壓力—最大工作壓力—總壓力損失—?jiǎng)幼饕髩翰頴p則泵的最高工作壓力估算為 1(7.506.)8.67peMPa??????5．1．2 計(jì)算液壓泵的流量由表 3—2 和表 3—3 可知，油源向進(jìn)給缸輸入的最大流量為 1.62×10-3 m3/s ，若取回路泄漏系數(shù) K=1.1。由式 式（5-2）pqK?式（5-2）中 —缸最大的流量， —回路泄漏系數(shù) ， —輸入的最大流量。pq q則泵提供油缸最大的流量為 1 33.1620/1.7820/16.92/inmssL????????考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為 3L/min，則泵的總流量 根據(jù)以上壓力4mp?和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取 型葉片泵(JMI5 膜片聯(lián)軸器)，排量為46PVR。若取液壓泵的容積效率為 ，則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速 時(shí)，液壓36/pqmLr? .9v?80/ipr泵的實(shí)際輸出流量為 ??136980./1/in1.5/inpqLL???5.2 確定電動(dòng)機(jī)功率由表 2—1 和表 2—2 可知，進(jìn)給油缸工進(jìn)時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵最大工作壓力為8.67MPa，若取液壓泵總效率 ηp=0.8，由式 式（5-3）pqP??式（5-3）中 —電動(dòng)機(jī)功率， —工作Pp壓力， —工作流量 ， —液壓泵總效率。pp?大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 計(jì)算和選擇液壓件 12這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為 8.6719.521.70pqPkW????根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的 Y225M—6 型電動(dòng)機(jī)(JMI5 膜片聯(lián)軸器)，其額定功率為 30KW，額定轉(zhuǎn)速為 980r/min。5．3 確定其它元件及輔件5．3．1 確定閥類(lèi)元件及輔件根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過(guò)各閥類(lèi)元件及輔件的實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類(lèi)元件和輔件規(guī)格如表 5—1 所列。5．3．2 確定油管各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，由于液壓缸在實(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)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表 5—2 所列。由表 5—2 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。根據(jù)表 5—2 數(shù)值，系統(tǒng)中當(dāng)油液在壓力管中流速取 由式 計(jì)算得各液v=3m/in4qdv??壓缸系統(tǒng)中相連的油管內(nèi)徑分別為 ????63jd=21.0/16012.3????63jg9.5/ 9.4m由于兩根管道內(nèi)徑差別大，則不統(tǒng)一選取。查閱產(chǎn)品樣本，選出夾緊缸系統(tǒng)中選用外徑、厚度 1.6mm 的鋼管，進(jìn)給缸系統(tǒng)中選用外徑 、厚度 3mm 的無(wú)縫鋼管。14m? 4?5．3．3 確定油箱根據(jù)機(jī)床工作原理夾緊缸和進(jìn)給缸不會(huì)同時(shí)工作，由于進(jìn)給缸工作流量最大，則計(jì)算進(jìn)給缸的油量。油箱的容量按式 估算，其中 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系統(tǒng)， =2～4；中壓系統(tǒng)，pVq????=5～7；高壓系統(tǒng)， =6～12。?由式 式（5-4）p式（5-4）中 —油箱的容量 —經(jīng)驗(yàn)系數(shù)?—最大工作流量pq大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 計(jì)算和選擇液壓件 13現(xiàn)取 ，得7??719.583.6pVqL????按 規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)值 。/9381JBT?0表 5—1 液壓元件規(guī)格及型號(hào)規(guī)格序號(hào) 元件名稱(chēng)估計(jì)通過(guò)的最大流量q/L/min型號(hào)額定流量qn/L/min額定壓力Pn/MPa額定壓降?Pn/MPa1雙作用葉片泵120 PV2R4-136119.95 14 0.52三位四通電液換向閥120 WE0HM160 25 0.5a三位四通電液換向閥250 416J53003b三位四通電液換向閥45 E0HJ216025 0.54 行程閥 20 <0.55 調(diào)速閥 6 0.56 單向閥 10AXQF3-1L0.07~50 160.27二位二通電磁換向閥120 （派克）8254VE10000/60 0.2~12 0.58 調(diào)速閥 20 310AQFB?50 16 0.59 單向閥 60 CRT-6125 25 0.3510 行程開(kāi)關(guān) —11 溢流閥 19.9 D5250 10 0.512 溢流閥 119.95 103-250 10 0.513 濾油器 120 6ZQUHB??160 32 0.3514 單向閥 120 CRT125 25 0.3515壓力繼電器— EkA/— 10 —16液控單向閥10 P-03540 25 0.3517 蓄能器 — NXQ－L25/10 — 10 —大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 計(jì)算和選擇液壓件 14表 5—2 各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量參 數(shù) 快進(jìn) 工進(jìn) 快退輸入流量1pq?.032?/minL15.9/minqL?1pq?2./minL排除流量12Aq3.59??4/inL12A35.9??/inL221A59.3??0/minL夾緊缸運(yùn)動(dòng)速度12pqvA???0.359??./ms12qvA0.984.3??./ms12qvA.3059??6/s輸入流量 1pq.inL12inqL1pq./minL排除流量21A?76.9.50?34/minL12A?76..980?4/inL221A?90.576.?/inL進(jìn)給缸運(yùn)動(dòng)速度12pqvA????9.51076?0.3/ms?12qvA?.379.06?./s12qvA?9.506?/ms大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 156、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能6．1 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(wú)法全面估算，所以只能估算閥類(lèi)元件壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布局圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。但對(duì)于中小型液壓系統(tǒng)，管路壓力損失可以不考慮。壓力損失的驗(yàn)算應(yīng)按一個(gè)工作中不同階段分別進(jìn)行。6.1.1 夾緊缸系統(tǒng)的驗(yàn)算1）快進(jìn)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過(guò)電液換向閥連接。在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥 14、通過(guò)電液換向閥2、再通過(guò)電液換向閥 3b、通過(guò)行程閥 4 的流量都為 ，然后進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔。由21./minL式 式（6-1 ）snveqp???????????式（6-1）中 —總壓力總損失， —元件壓力損失， —實(shí)際通過(guò)流量， —額vnsnqenq定通過(guò)最大流量。在進(jìn)油路上，由式（6-1）得壓力總損失為 22221.1.1.1.0.350.50.50.665vp? ??????????????????? ?????????????????? ???..9..3MPa.4a?此值不大，不會(huì)影響提供液壓缸所需壓力。在回油路上，無(wú)桿腔中油液通過(guò)電液換向閥 3b 流量為 ，流入回油箱。在回油路/minL上，由式（6-1）得壓力損失為240.50.3816vpPa???????????此值不大，不會(huì)影響提供液壓缸系統(tǒng)。2）夾緊夾緊過(guò)程，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥 14、通過(guò)電液換向閥 2、再通過(guò)電液換向閥 3b 的流量都為 、調(diào)速閥 5 進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，在調(diào)速閥 4 處的壓力損失為 0.5MPa,這時(shí)在5.9/minL回油路上，油液通過(guò)電液換向閥 3b 返回油箱。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上由式（6-1）得總的壓力損失為 222.95.95.90.3000.11616vp? ?????????????? ?????????????? ??大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 16??0.8.07.0.5MPa???.02a?在回油路上由式（6-1）得壓力總損失為 1.3..6vpP?????????該值微略大于液壓缸的回油腔壓力 p2=0MPa，可見(jiàn)此值與初算時(shí)選取的背壓值基本相符。按表 3—2 的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為????46101/40.35910/23103.5pFPA MPa????????此值與表 3—2 數(shù)值很接近?？紤]到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差 ?pe=0.5MPa，為保證夾緊力，故將蓄能器保壓大小略高于液壓缸所需壓力取略高 0.1MPa。故由式（5-1）溢流閥 11的調(diào)壓 應(yīng)為1pA ??1 3.6150.2.14.7pvep Pa???????此值是調(diào)整溢流閥 11 的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。3）快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥 14、電液換向閥 2、電液換向閥 3b 的流量都為，然后進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過(guò)單向閥 6、液控單向閥 16 和電21./minL液換向閥 3b 流量都為 ，返回油箱。在進(jìn)油路上由式（6-1 ）得總的壓力損失為10./inL2221.1.1..350.50.56vp? ??????????????? ?????????????? ????0..9.MPa.8?此值較小，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上由式（6-1）得總的壓力損失為 22210.10.10..5.35.546vp? ??????????????? ?????????????? ???...MPa.7a?該值小于表 3—2 液壓缸的回油腔壓力 p2=0.5MPa，但由于機(jī)床夾緊缸系統(tǒng)中沖擊很小，再參考表 5—2 中的速度數(shù)據(jù)則不會(huì)影響系統(tǒng)安全。6．1．2 進(jìn)給缸系統(tǒng)的驗(yàn)算1）快進(jìn)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過(guò)電液換向閥連接。在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥 14、通過(guò)電液換向閥2、再通過(guò)電液換向閥 3a、通過(guò)二位二通電磁換向閥 7 的流量都為 ，然后進(jìn)入液19.5/minL壓缸無(wú)桿腔。在進(jìn)油路上，壓力總損失為大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 17222219.519.519.519.50.30.0.0.6367vp? ??????????????????? ?????????????????? ????.2.8.MPa.4?此值不大，再參考表 5—2 中的速度數(shù)據(jù)，不會(huì)太影響提供液壓缸所需壓力和速度。在回油路上，無(wú)腔桿中油液通過(guò)通過(guò)單向閥 3a 流量為 ，流入回油箱。在回油235./minL路上，壓力損失為 。此值不大，再參考表 5—2 中的速度235.40.0.8vpPa??????????數(shù)據(jù)，不會(huì)太影響提供液壓缸所需壓力和速度。2）工進(jìn)夾緊過(guò)程，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥 14、通過(guò)電液換向閥 2、再通過(guò)電液換向閥 3a 的流量都為是 、調(diào)速閥 8 進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，在調(diào)速閥 8 處的壓力損失為 0.5MPa。0.98/minL在回油路上，油液通過(guò)電液換向閥 3a 返回油箱。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為 2220.980.980.98.35.5.5.51163vp? ???????????????? ?????????????? ????....MPa.1?此值略大于估計(jì)值 0.5MPa 但基本相符。在回油路上總的壓力損失為： ，該值微略大于液壓缸24.0.50.93vp?????????的回油腔壓力 p2=0MPa，可見(jiàn)此值與初算時(shí)選取的背壓值基本相符。按表 3—3 的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為????461021/360.901/76.017.5FPA MPa????????此值與表 3—3 數(shù)值很接近?？紤]到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差 ?pe=0.5MPa，故溢流閥 12 的調(diào)壓 應(yīng)為1pA。此值是調(diào)整溢流閥 12 的調(diào)整壓??1 7.5021.589pAvepMPa???????力的主要參考數(shù)據(jù)。3）快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥 14、電液換向閥 2、電液換向閥 3a 的流量都為，然后進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過(guò)單向閥 9 和電液換向閥 3a 流19.5/minL量都為 ，返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為6大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 1822219.519.519.50.30.0.63vp? ??????????????? ?????????????? ????..8.MPa.8?此值較小，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上總的壓力損失為 22261.61.61.0.350.50.53vp? ??????????????? ?????????????? ???.84.7.MPa.7a?該值小于表 3—3 液壓缸的回油腔壓力 p2=0.5MPa，但由于機(jī)床夾緊缸系統(tǒng)中沖擊很小，則不會(huì)影響系統(tǒng)安全。6．2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升系統(tǒng)工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占 90%以上，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來(lái)計(jì)算。根據(jù)機(jī)床工作原理夾緊缸和進(jìn)給缸不會(huì)同時(shí)工作，則分別計(jì)算。由式 式（6-2 ）oPFv?式（6-2）中 —輸出功率， —工作負(fù)載， —工作速度oP對(duì)于夾緊缸工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的有效功率即系統(tǒng)的輸出功率由式（6-2）得 340.90.61ovKw???在工進(jìn)時(shí)，系統(tǒng)流量通過(guò)溢流閥 11 來(lái)控制，由式（5-3）得泵的總輸出功率為636321. 2.0.50.5100.4581piqP?? ???? ??由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為 ??0.435.6.7iioHPKw??按式 計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即33210TV??0032.75.75C??設(shè)環(huán)境溫 T2=25?C，則油液溫升近似值??001 10.~7TC???大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 19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。對(duì)于進(jìn)給缸工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的有效功率即系統(tǒng)的輸出功率由式（6-2）得 312045.82.16oPFvKw???在工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)流量通過(guò)溢流閥 12 來(lái)控制，由式（5-3）泵的總輸出功率為63639. 9.50.51108.50225.piqP Kw?? ????? ??由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為 ??5.163.4iioHPKw???按式 計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即33210TV???0032.4.4C設(shè)環(huán)境溫 T2=25?C，則油液溫升近似值??001 153.5~7TC?????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。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)207、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到安裝與維修方便，并且節(jié)省空間。采用集中配置型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)液壓裝置為液壓站?？刂菩问綖榘迨揭簤嚎刂?。動(dòng)力源為臥式上置結(jié)構(gòu)，泵組用支架鐘形罩臥式安裝。最后畫(huà)出相應(yīng)零件圖及裝配圖。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 總結(jié)21總結(jié)本文完成了對(duì)專(zhuān)用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，銑床改造之后，新增了包括自動(dòng)夾緊進(jìn)給在內(nèi)的機(jī)床自動(dòng)加工功能。改造后的機(jī)床狀況明顯比改造前有了極大的改善，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，可靠性，大大降低了設(shè)備的維修費(fèi)用，增加和完善了設(shè)備的功能。提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的加工精度，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改造完全達(dá)到預(yù)期的目的。此設(shè)備為精加工設(shè)備，它的液壓裝置設(shè)計(jì)對(duì)用戶(hù)有很重要的意義。此外，對(duì)其他的數(shù)控機(jī)床技術(shù)改造有一定的參考價(jià)值。通過(guò)本文的研究，主要得出了以下幾點(diǎn)有意義的結(jié)果：在對(duì)原機(jī)床加工時(shí)的性能技術(shù)指標(biāo)分析之后，根據(jù)改造的具體要求，確定了可行性方案和具體的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。完成舊機(jī)床的夾具，絲杠等部件的拆除，換上了液壓執(zhí)行元件進(jìn)給裝置和液壓夾緊裝置等液壓裝置。通過(guò)PLC電路完成了對(duì)機(jī)床各部分的協(xié)調(diào)控制。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 致謝22致 謝感謝李剛老師，在本次課程設(shè)計(jì)期間給予我的幫助和指導(dǎo)。由于時(shí)間和水平有限，本設(shè)計(jì)難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，望指導(dǎo)老師批評(píng)指正。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 參考文獻(xiàn)24參考文獻(xiàn)1 王積偉，黃誼，章宏甲．液壓傳動(dòng)．機(jī)械工業(yè)出版社，20062 張利平．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)．化學(xué)工業(yè)出版社，20053 雷天覺(jué)．新編液壓工程手冊(cè)．北京理工大學(xué)出版社，19984 路甬祥．液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，20025 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．化學(xué)工業(yè)出版社，20026 王春行．液壓控制系統(tǒng)．機(jī)械工業(yè)出版社，20027 李狀云．液壓元件與系統(tǒng)．機(jī)械工業(yè)出版社，20028 左健民．液壓與氣壓傳動(dòng)．機(jī)械工業(yè)出版社，20079 隋明陽(yáng)．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．機(jī)械工業(yè)出版社, 2005 210 戴曙等. 金屬切削機(jī)床. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 1995