專用機床液壓系統課程設計-預覽頁

　

【正文】 3 確定液壓系統主要參數 3 確定液壓系統主要參數 初選液壓缸工作壓力 根據系統中夾緊油缸工作最大負載為 1 60F KN? ，在工進時負載最大，在其 它工況負載很小參考表 1 和表 2，初選液壓缸的工作壓力 p1=4MPa。無桿腔回油路帶調速閥的系統，這時參考表可選取背壓為 p2=。 7 攀枝花學院課程設計 3 確定液壓系統主要參數 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 進油腔壓力 p1/MPa 輸入流量 q103/m3/s 輸入功率 P/KW 計算公式 快進 — 0 — — 夾緊 0 — ? ?1 0 2 2 1/p F P A A?? 快退 — — — 表 3— 3進給 缸在各階段的壓力、流量和功率值 進給缸工況 推力 F0/N 回油腔壓力 p2/MPa 進油腔壓力 p1/MPa 輸入流量 q103/m3/s 輸入功率 P/KW 計算公式 快進 啟動 0 — — 0 2 2112F p Ap AA?? ? 加速 — — 恒速 工進 173323 0 快退 啟動 — — 加速 — — 恒速 注： 快退時，液壓缸有桿腔進油，壓力為 p1，無桿腔回油，壓力為 p2。夾緊系統中最大流量與最小流量之比 m a x m inq /q = 0 .6 1 5 /0. 3 6 9 = 1 .6 6 7，而在進給系統中最大流量與最小流量之比m a x m inq /q = 1 .8 4 3 /0. 3 5 6 = 5 .1 7 6。 選擇快速運動和換向回路 考慮系統流量較大，系統中選用電磁換向閥換向回路，控制進油方向選用三 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。如圖 4－ 2 所示。 圖 4－ 3 進油調壓回路 組成液壓系統 將上面選出的液 壓基本回路組合在一起，并經修改和完善，就可得到完整的 液壓系統工作原理圖，如下圖所示。則泵提供油缸最大的流量為 15 攀枝花學院課程設計 5 計算和選擇液壓元件 1 3 3 3 31 1 . 1 1 . 8 4 3 1 0 / 2 . 0 2 7 1 0 / 1 2 1 . 6 4 / m i npq K q m s m s L??? ? ? ? ? ? ? 考慮到溢流閥的最小穩定流量為 3L/min，則泵的總流量 / minpqL? 根據以上壓力和流量的數值查閱產品樣本，最后確定選取 2 4 153PV R ? 型葉 片泵，排量為 154 /pq mL r? 。 確定其它元件及輔件 確定閥類元件及輔件 根據系統的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產品樣 本，選出的閥類元件和輔件規格如表 5— 1 所列。查閱產品樣本，選出夾緊缸系統 中選用外徑 18mm? 、厚度 的鋼管，進給缸系統中選用外徑 34mm? 、厚度 3mm的無縫鋼管。 17 攀枝花學院課程設計 5 計算和選擇液壓元件 表 5— 1 液壓元件規格及型號 序號 元件名稱 估計通過的最大流量q/L/min 規格 型號 額定流量 qn/L/min 額定壓力Pn/MPa 額定壓降?Pn/MPa 1 雙作用葉片 泵 — PV2R4154 14 — 2 三位四通電 液換向閥 120 4WE10HM20 160 25 3 三位四通電 液換向閥 250 4WE16HJ50 300 25 4 三位四通電 液換向閥 45 4WE10HJ20 160 5 行程閥 20 AXQF3E10L ~50 16 6 調速閥 6 — 7 單向閥 10 8 二位二通電 磁換向閥 120 82514VE 10000/60 ~12 9 調速閥 20 3 10AQF E B? 50 16 — 10 單向閥 60 CRT063550 125 25 11 行程開關 — 13 濾油器 120 160 15ZQU H B?? 160 32 14 單向閥 120 CRT063550 125 25 15 壓力繼電器 — HED1kA/10 — 10 — 16 液控單向閥 10 CPT033550 40 25 18 攀枝花學院課程設計 5 計算和選擇液壓元件 表 5— 2 各工況實際運動速度、時間和流量 參 數 快進 工進 快退 夾緊缸 輸入流量 1 pqq? ?? / minL? 1 18 .45 / minqL? 1 pqq? / minL? 排除流量 2211AqqA? ?? / minL? 2211AqqA? ?? / minL? 2211AqqA? ?? / minL? 運動速度 1 12pqv AA? ? ? ?0 .4 2 7 1 .1 101 5 3 .8 6 5 8 .8 7???? /ms? 121qv A? ??? /ms? 2 2pqv A? ??? /ms? 運動速度 1 12pqv AA? ? ? ?0 .4 2 7 1 .1 101 5 3 .8 6 5 8 .8 7???? /ms? 121qv A? ??? /ms? 2 2pqv A? ??? /ms? 進給缸 輸入流量 1 pqq? / minL? 1 / m inqL? 1 pqq? / minL? 排除流量 2211AqqA? ?? 58 /minL? 2211AqqA? ?? / minL? 2211AqqA? 4 ?? / minL? 運動 112pqv AA? ? 121qv A? 122qv A? 19 攀枝花學院課程設計 5 計算和選擇液壓元件 速 度 ? ?1 1 2 .2 101 5 3 .8 6 5 8 .8 7 6 0???? /ms? 1015 3. 86 60??? /ms? 60??? /ms? 20 攀枝花學院課程設計 6 驗算液壓系統性能 6 驗算液壓系統性能 由于系統管路布置尚未確定，整個系統的壓力損失無法全面估算，所以只能估算閥類元 件壓力損失，待設計好管路布局圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。在進油路上，油液通過單向閥 1 通過電液換向閥 再通過電液換向閥 3b、通過行程閥 4 的流量都為 /minL ， 然后進入液壓缸無桿腔。在回油路上， 由 式（ 61）得壓力損失為 21 0 . 70 . 5 0 . 0 0 4 4160vp M P a??? ? ? ?????? 此值不大，不會影響提供液壓缸系統。 考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差 ?pe=，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 。在進油路上由式（ 61）得總的壓力損失為 2223 4 .5 1 8 3 4 .5 1 8 3 4 .5 1 80 .3 5 0 .5 0 .51 2 5 1 6 0 1 6 0vp ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ?0 .0 2 7 0 .0 2 3 0 .0 2 3 M P a? ? ?? 此值較小，因此液壓泵的驅動電動機的功率是足夠的。在進油路上，壓力總損失為 2 2 2 21 1 2 .2 1 1 2 .2 1 1 2 .2 1 1 2 .20 .3 5 0 .5 0 .5 0 .51 2 5 1 6 0 3 0 0 1 6 6 .6 7vp ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ?0 . 2 8 1 0 . 2 9 1 0 . 0 7 0 . 2 2 6 6 M P a? ? ? ?? 此值不大，再參考表 5— 2 中的速度數據，不會太影響提供液壓缸所需壓力和速度。在回油路上，油液通過電液換向閥 3a 返回油箱。 考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差 ?pe=，故溢流閥 12 的調壓 1pAp 應為： ? ?11 5 . 9 1 0 . 5 2 5 3 0 . 5 6 . 9 3p A v ep p p p M P a? ? ? ? ? ? ? ? ?? ，此值是調整 溢流閥 12 的調整壓力的主要參考數據。 在回油路上總的壓力損失為 2 2 26 3 6 3 6 30 .3 5 0 .5 0 .51 2 5 1 6 0 3 0 0vp ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ?0 .0 8 9 0 .0 7 7 5 0 .0 2 2 M P a? ? ?? 該值小于表 3— 1 液壓缸的回油腔壓力 p2=，但 由于機床夾緊缸系統中沖 擊很小，則不會影響系統安全。 對于進給缸工進時液壓系統的有效功率即系統的輸出功率 式（ 62）得 31 4 0 0 0 0 0 . 0 1 4 1 . 9 610oP F v K w?? ? ? 在工進時，系統流量通過溢流閥 12 來控制，泵的總輸出功率為 6 3 6 331 1 2 . 2 1 2 1 . 6 40 . 5 1 0 1 0 6 . 8 1 1 0 1 02 5 0 2 5 0 4 . 4 20 . 8 1 0ppi pqP Kw Kw? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 由此可計算出系統的發 熱功率為 ? ?4 . 4 2 1 . 9 6 2 . 4 6i i oH P P K w K w? ? ? ? ? 按式 33 2 10HT V? ? ? 計算工進時系統中的油液溫升，即 3 003 22 .4 6 1 0 2 4 .61000T C C?? ? ? 設環境溫 T2=25?C，則油液溫升近似值 ? ? 001 2 12 5 2 4 . 6 5 5 ~ 7 0T T T T C C? ? ? ? ? ? ? 油溫在允許范圍內，油箱散熱面積符合要求，不必設置冷