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1、13 液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 秦江明，劉亞茹，李夢(mèng)輝 2012年6月 引 言 1、 設(shè)計(jì)題目及工況分析 1運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析 2動(dòng)力參數(shù)分析 3液壓缸在各階段的負(fù)載及工況圖 二、計(jì)算液壓缸尺寸和所需流量 1、 工作壓力的確定 2計(jì)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(diào)速方式的選擇 4、 快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的控制方式的選擇 5、 終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制方式的選擇 6、 實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的供油部分設(shè)計(jì) 四、液壓

2、系統(tǒng)工作原理 五、液壓泵的選擇 1、計(jì)算泵的壓力 2、計(jì)算泵的流量 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)一立式多軸鉆孔專用機(jī)床，鉆削頭部的上、下運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，其工作循環(huán)是：快速下降——工作進(jìn)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(zhì)量為255kg，快速下降行程200mm，工作進(jìn)給行程50mm，快速上升行程250mm，快速下降速度為75mm/s，工作進(jìn)給速度小于等于1mm/s，快速上升速度為100mm/s，加速度時(shí)間小于等于0.2s，鉆削頭部件上下運(yùn)動(dòng)時(shí)靜摩擦為1000N，動(dòng)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(jī)械效率為0.90。 一工況分析 1、運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析 動(dòng)作循環(huán)圖 速度循環(huán)圖 2、 動(dòng)力參數(shù)分析 快速下降速度為75mm/s，工作進(jìn)給速度小于等于1mm/s，快速上升速度為100mm/s，加速度時(shí)間小于等于0.2s，鉆削頭部件上下運(yùn)動(dòng)時(shí)靜摩擦為1000N，動(dòng)摩擦為500N。 (1)計(jì)算各階段的負(fù)載 ?啟動(dòng)和加速階段的負(fù)載F F=F+F+F F——靜摩擦阻力 F——慣性阻力 F——密封產(chǎn)生的阻力。按經(jīng)驗(yàn)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(fù)載F

4、 F=F+F F——?jiǎng)幽Σ磷枇? 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(jìn)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(dòng)F F=F+F-F=0.1F+500-255 F=554.14N ⑥反向啟動(dòng)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(dòng)

5、F=F+F-F=0.1F+500-m F=697.22N 3液壓缸在各階段的負(fù)載 各工作階段 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果（N） 啟動(dòng)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(jìn)給 F=F+F+F 28888.89 制動(dòng) F=F+F-F 554.14 反向啟動(dòng) F=F+F+F 969.4 快速上升 F=F+F 555.55 反向制動(dòng) F=F+F-F 697.22 （2） 繪制工況圖 工況圖 二、計(jì)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(fù)載來確定，最大負(fù)載為28888.89N現(xiàn)按表1有關(guān)要求，取工作壓力P=4MPa 表1 負(fù)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(jì)算液壓缸尺寸 1） 液壓缸的有效面積 == 液壓缸內(nèi)徑D D= 取標(biāo)準(zhǔn)值D=100mm 因?yàn)榭焖傧陆档乃俣扰c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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)流量=35.325L/min 快退流量= 工進(jìn)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(jìn)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(jī)能選M型，使泵實(shí)現(xiàn)壓力卸荷。 3、調(diào)速方式的選擇 根據(jù)鉆、鏜類專機(jī)工作時(shí)對(duì)低速性

8、能和速度負(fù)載都有一定要求的特點(diǎn)，采用調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)速。為了便于實(shí)現(xiàn)壓力控制，采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，同時(shí)為了保證低速進(jìn)給時(shí)的平穩(wěn)性并避免鉆通孔終了時(shí)出現(xiàn)前沖現(xiàn)象，在回油路上設(shè)有背壓閥。 4、快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的控制方式的選擇 為了保證轉(zhuǎn)換平穩(wěn)、可靠、精度高，采用行程控制閥。 5、終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制方式的選擇 根據(jù)鉆削時(shí)停留和控制軸向尺寸的工藝要求，本機(jī)采用行程開關(guān)和壓力繼電器加死擋鐵控制。 6、實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的供油部分設(shè)計(jì) 因?yàn)榭爝M(jìn)、工進(jìn)、快退速度各不相同，采用單泵供油，工進(jìn)用調(diào)速閥調(diào)定。并且壓力繼電器達(dá)到一定值時(shí)，使行程閥到達(dá)停止位置。 四、液壓系統(tǒng)工作原理 快速下降 按下啟動(dòng)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(jìn)入無桿腔，使缸向下運(yùn)動(dòng)，即快速下降。 進(jìn)油路：油箱——濾油器——變量泵——單向閥——電磁換向閥左位——進(jìn)入無桿腔。 回油路：有桿腔——行程閥——電磁換向閥——油箱 工作進(jìn)給 在快速下降時(shí)，單向閥5截止，且使壓力達(dá)到一定值時(shí)，壓力繼電器使行程閥處于左位截止，是油液通過調(diào)速閥流回油箱 進(jìn)油路： 回油路：有桿腔——調(diào)速閥——電磁換向閥——油箱 快速上升 時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使1YA斷電，2YA通電，使油液通過換向閥，進(jìn)入有桿腔，使缸向上運(yùn)動(dòng)，即快速上升。 進(jìn)油路：油箱——濾油器……電磁換

10、向閥右位——進(jìn)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(jìn)油路:油箱……電磁…… 回油路：油箱 快進(jìn) 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(dòng)作順序表 動(dòng)作順序 電磁鐵 1DT 2DT 行程閥 快速下降 + — + 工作進(jìn)給 + — — 快速上升 — + — 停止 — — + 注：行程閥導(dǎo)通為“+”，反之為“—”。 五，液壓泵的選擇 1、 計(jì)算泵的壓力由表3 表3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況 總壓力損失 一般節(jié)流閥及管路簡(jiǎn)單的系統(tǒng) 0.2——0.5 若進(jìn)油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng) 0.5——1.5 采用補(bǔ)油泵補(bǔ)油的閉式系統(tǒng) 1.0——1.5 采用復(fù)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(jì)算泵的流量 35.325L/min 實(shí)際流量35.325=38.86L/min 從有關(guān)樣本中查出：YBN-40N型限壓式變量泵