搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計,搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計,搖臂,鉆床,液壓,控制系統(tǒng),設計 搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計的設計v答辯人：v指導老師：v1.液壓技術概況v 液壓傳動控制是工業(yè)中經常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面承受的壓力比較小，而大的活塞上承受的壓力也就比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的 。v2.制定調速方案v 目前，大部分的鉆床機床的卡盤，鉆頭等都是由液壓來控制的。而他們的基本工作原理都是：通過液壓系統(tǒng)回路，來實現(xiàn)控制卡盤的卡緊，松開及對不同的零件類型來實現(xiàn)正鉆、反鉆的控制。而它們的工作循環(huán)大都為：快進-卡緊-保壓-鉆孔-松開v著手設計時，必須從實際情況出發(fā)，有機地結合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結構簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。v3.選擇液壓動力源v 液壓系統(tǒng)的工作介質完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進入系統(tǒng)的油液根據被保護元件的要求，通過相應的精過濾器再次過濾。v4.繪制液壓系統(tǒng)圖v 根據設計要求，可以基本擬訂本次所設計的數(shù)控機床液壓控制系統(tǒng)的原理圖及電磁鐵動作表：電磁動作表：YV1YV2YV3YV4缸進給+-缸返回-+馬達正轉+-馬達反轉-+v液壓回路圖：1 液位計;2 空氣濾清器;3 油箱;4 液壓泵電機;5 過濾器;6 單向變量液壓泵;7,13 減壓閥;8,14 壓力繼電器;9,15 三位四通換向閥;10,11,16,17 雙單向節(jié)流閥;12 液壓缸;18 雙向變量液壓馬達v 整機的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時要去掉重復多余的元件，力求系統(tǒng)結構簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關系，避免錯誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設必要的檢測元件。v5.液壓執(zhí)行元件的設計計算與選用液壓執(zhí)行元件的設計計算與選用v5.1 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)v 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，他們液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，他們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據。壓是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結構尺寸。動速度和結構尺寸。v5.1.1 搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設計參搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設計參數(shù)數(shù) v系統(tǒng)工作壓力：2.8MPa3.5MPav系統(tǒng)流量：18L/minv馬達工作壓力：1.8MPav馬達轉速范圍：150r/min2000r/minv液壓缸工作壓力：1.5MPa v5.1.2 初步估算系統(tǒng)工作壓力 v 此鉆床液壓控制系統(tǒng)，壓力最大時是在馬達全速運轉時，此時，油壓是由液壓泵提供的，其它工況時，載荷都沒有此時大，所以系統(tǒng)的工作壓力暫定為此時的工作壓力1.8Mpa 。v而液壓系統(tǒng)的最大工作壓力應按下式計算：v P1=Ps+P 式中 P1系統(tǒng)最大工作壓力v P 液壓缸或液壓馬達最大工作壓力v由本設計系統(tǒng)求得：該系統(tǒng)的最大工作壓力取v v5.2 管道尺寸的確定管道尺寸的確定 v 液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉彎和截面突變。本設計為低壓系統(tǒng)，故選用焊接鋼管作為回路的管路。v管道內徑及壁厚是液壓管道的兩個主要參數(shù)，計算公式如下：v v式中 qv 系統(tǒng)流量v V系統(tǒng)流速v5.3 液壓泵的選擇液壓泵的選擇 v 選擇液壓泵的主要依據是其最大工作壓力和最大流量，同時還要考慮定量或變量、轉速、容積效率等。v1)確定液壓泵的額定壓力：v v 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間總的管路損失。的準確計算要待元件選定并會出管路圖時才能進行，初算時可按經驗數(shù)據選取：管路簡單，流速不大的，取v2)確定液壓泵的流量v v式中 K泄露系數(shù) 一般取1.11.3，本文取K=1.2；v 系統(tǒng)最大流量v 一般比系統(tǒng)流量大2 L/min3L/min v3)選擇泵的規(guī)格 v根據以上求得的 和 值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產品樣本或手冊中選擇相應的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所以選擇的泵的額定壓力一般要比最大工壓力大2060。v泵取YBX-16限壓式變量泵，排量調節(jié)為0ml/r25ml/r，額定壓力6.3Mpa，調節(jié)范圍2.0MPa 6.3MPa，轉速600r/min1500r/min，額定功率為2.6Kw，效率70。v5.4 液壓泵驅動電機的選擇液壓泵驅動電機的選擇v 液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時，其液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時，其驅動電機的功率一般可直接從產品樣本或技術手驅動電機的功率一般可直接從產品樣本或技術手冊中查得，但其數(shù)值在實際中往往偏大。因此，冊中查得，但其數(shù)值在實際中往往偏大。因此，也可以根據具體工況用下述方法計算出來。也可以根據具體工況用下述方法計算出來。v 整個系統(tǒng)中所需功率最大的工況是發(fā)生在馬整個系統(tǒng)中所需功率最大的工況是發(fā)生在馬達最大轉速的情況下。達最大轉速的情況下。v式中式中 泵的最大工作壓力泵的最大工作壓力v 泵的流量泵的流量v 泵的總效率泵的總效率v 綜上所述，由廠家樣本中查出本系統(tǒng)所選擇的電機型號為Y100L2-4 額定功率3kw 轉1420r/min。v5.5 液壓馬達的選取液壓馬達的選取 v 馬達工作壓力為1.8Mpa。選用YM-A19B，理論排量 19ml/r，額定壓力6.0Mpa，調速范圍150r/min-2000r/min，最高轉矩 10Nm-80Nm，機械效率大于90。v馬達的載荷轉矩v取馬達的機械效率0.95，則理論轉矩為v6 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算系統(tǒng)發(fā)熱量的計算 v6.1計算發(fā)熱功率計算發(fā)熱功率 v 系統(tǒng)發(fā)熱來源于系統(tǒng)內部的能量損失，如液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失、溢流閥的溢流損失、液壓閥及管道的壓力損失等。這些能量損失轉換為熱能，使油液溫度升高。油液的溫升使粘度下降，泄漏增加，同時，使油分子裂化或聚合，產生樹脂狀物質，堵塞液壓元件小孔，影響系統(tǒng)正常工作，因此必須使系統(tǒng)中油溫保持在允許范圍內。因為液壓閥等液壓元件能量損失較少，故本文主要計算液壓泵的發(fā)熱功率。v式中：PS為液壓泵的輸入功率(W)；v 為液壓泵的總效率。v6.2 計算散熱功率計算散熱功率v 液壓系統(tǒng)中產生的熱量，由系統(tǒng)中各個散熱液壓系統(tǒng)中產生的熱量，由系統(tǒng)中各個散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因為面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因為管道的散熱面積較小，且與其自身的壓力損失產管道的散熱面積較小，且與其自身的壓力損失產生的熱量基本平衡，故一般略去不計，只考慮油生的熱量基本平衡，故一般略去不計，只考慮油箱散熱。箱散熱。v前面求得有效容積為前面求得有效容積為0.1 ，按，按 求求各邊之積：各邊之積：選各邊均為0.5m。式中 At 有效散熱面積v式中 散熱功率；v 散熱系數(shù)；取 ；v 溫差取 ；v油箱散熱功率滿足系統(tǒng)發(fā)熱功率的需要。結 論v 本液壓站是搖臂鉆床的控制系統(tǒng) 它通過對液壓油的壓力及流量控制來完成對鉆床夾盤的夾緊與松開，力的大小，鉆頭的轉動與停止，轉速的大小等相關控制。系統(tǒng)采用了進口節(jié)流調速回路，功率損失小，這對調速范圍不需很大，負載較小且基本恒定的鉆床來說是很合適的。此外，進口節(jié)流調速的形式在液壓缸回路中不易造成較大的背壓，工作臺運動平穩(wěn)，使質量較小的鉆床工作時的加速制動，也有助于防止空氣的滲入。Thats all,thank you.