设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。【精选】.doc

设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。 1）工作循环：快进—工进—快退—停止。 2）工作参数轴向切削力21000N，移动部件总重10000N，快进行程 100mm，快进与快退速度 4.2m／min，工进行程 20mm，工进速度 0.05m／min，加、减速时间为0.2s，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，动力滑台可在中途停止。 一、负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为，动摩擦力为，则 而惯性力 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1。 表1 液压缸各运动阶段负载表 运动阶段 计算公式 总机械负载 启动 2105 加速 1428 快进 1053 工进 23158 快退 1053 根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（）和速度图（），见图1a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压活塞退回时的曲线。 a) b) 图1 负载速度图 a）负载图 b）速度图 液压系统方案设计 1. 确定液压泵类型及调速方式 参考同类组合机床,同时根据本题要求。选用双作用叶片泵双泵供油，同时这是调速阀进油调速的开式回路来满足快进、快退和工进的功能。快进或快退时双泵进行供油，工进时，小泵单独供油，同时利用节流阀调速保证工进速度。整个回路采用溢流阀作定压阀，起安全阀作用。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，回油路上设置背压阀，初定背压值为。 2. 选用执行元件 因系统循环要求正向快进和工作，反向快退，且快进、快退速度相等。实现快进快退速度相等有以下几种方法： 1）单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积等于有杆腔面积的两倍。 2）采用双活塞杆液压缸，因两腔有效面积相等，即可满足快进、快退速度相等的要求。 差动连接可降低整个系统工作压力，同时可选用更小规格的油泵。而且组合机床对工作压力要求的供油压力并不高，所以选择方案一 3. 快速运动回路和速度换接回路 根据题目运动方式和要求，采用方案一的快速回路系统，差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。 采用二位二通电磁阀的速度回路，控制由快进转为工进。 与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序阀与单向阀来切断差动油路。因此速度换接回路为行程与压力联合控制形式。 4. 换向回路的选择 本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以采用电磁换向阀的换向回路，采用三位五通阀。 5.组成液压系统绘原理图 将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图2所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点,并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即能观测各点压力。 图2 组合机床动力滑台液压系统原理图 液压系统中各电磁铁的动作顺序如表2所示。 表2 电磁铁动作顺序表 1Y 2Y 3Y 快进 + - - 工进 + - + 快退 - + - 停止 - - - 三、液压系统的参数计算 （一）液压缸参数计算 1. 初选同类型组合机床，初定液压缸的工作压力为。 2. 确定液压缸的主要结构尺寸 要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杆式液压缸。快进差动时，并取无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的两倍，即 。为了防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，在油路上设置背压阀，按[1]表8-2，初,选背压值。 由表1克制最大负载为工进阶段的负载，按此计算则 液压缸直径 由可知活塞杆直径 按GB/T2348——1993将所计算得D与d值分别圆整打动相近的标准直径，以便采用标准的密封装置。圆整后得 按标准直径算出 按最低工进速度演算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量，因工进速度为最小速度，则由[1]式（8-11） 上述计算中，满足最低速度的