銑床夾緊裝置液壓系統的設計_畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 公稱排量 V＝ 12 mL/rev，額定轉速為1800r/min。現取泵的容積效率 v? ＝ ，當選用轉速 n＝ 1400 r/min 的驅動電機時，泵的流量為： pq ＝ Vn v? ＝ 12 mL/rev 1400r/min 310? ＝ 14L/min 由前面的計算可知泵的最大功率出現在Ⅱ工位夾緊階段，現取泵的總效率為 p? ＝ ，則： pN ＝ ppppq? ＝ 10 1060 ?? ??? ?? ＝ 840W 選用電動機型號： Y90S— 4B5 型封閉 式三相異步電動機滿足上述要求，其轉速為 1400r/min，額定功率為 。電動機與泵之間采用連軸器聯結。 根據所選擇的液壓泵規格及系統工作情況，可計算出液壓缸在各個階段的實際進出流量，運動速度和持續時間，從而為其他液壓元件的選擇及系統的性能計算奠定了基礎。計算結果如下表所示： 表 42Ⅰ工位液壓缸的實際工況 工作階段 流量 / 1minL ? 速度 / 1ms? 時間 /s 無桿腔 有桿腔 夾緊 q出 ＝ 12Aq A進 = ? = q進 ＝ 1v ＝2qA進 = 341060 10?????????? = 111Lt V? = 335 ?? =3 松開 q進 = 3qP =143 = q出 =q進 21AA = ＝ 2v ＝1qA進 = 341060 10????????? = 122Lt V? = 335 10?? ＝ 1 表 43Ⅱ工位夾緊缸的實際工況 工作階段 流量 / 1minL ? 速度 / 1ms? 時間 /s 無桿腔 有桿腔 夾緊 q進 ＝ q出 ＝ 21Aq A進 = ? = 1v ＝1qA進 = 341060 10????????? = 1 1Lt V? = 325 ?? = 松開 q出 =q進 12AA =14 ＝ q進 = pq =14 2v ＝2qA進 = 341060 10??????? = 2 2Lt V? = 325 ?? ＝ 上表中 1A —— 油缸的工作腔面積； 2A —— 油缸回油腔面積； q進 —— 進油缸流量； q出 —— 出油缸流量； 12,vv—— 油缸的運動速度； 12,tt—— 油缸的運動時間。 液壓控制閥的選擇 選擇依據 計算液壓元件在工作中承受 的壓力和通過的流量，以便選擇元件的規格、型號。計算原動機的功率和液壓油箱的容量。選擇元件時，應盡量選用標準元件。 閥類元件的規格應按閥所在回路的最大工作壓力和通過該閥的最大流量，從產品樣本中選定。選用閥類元件時應考慮其結構形式、特性、壓力等級、連接方式、集成方式及操縱方式等。 選擇閥類元件應注意的問題 1)應盡量選用標準定型產品，除非不得已時才自行設計專用件； 2)閥類元件的規格主要根據流經該閥油液的最大壓力和最大流量選取。選擇溢流閥時，應按液壓泵的最大流量選取。選擇節流閥和調速閥時，應 考慮其最小穩定流量滿足機器低速性能的要求； 3)一般選擇控制閥的額定流量應比系統管路實際通過的流量大一些，必要時，允許通過閥的最大流量超過其額定流量的 20%； 根據以上要求，現選定各類閥和組將的型號如表 44 所示： 表 44 各種液壓元件的類型選擇 序號 名稱 通過流量 /L 額定流量/ 1minL ? 額定壓力 /MPa 額定壓降 /MPa 型號規格 1 吸油過濾器 14 20 — — MF02 2 單向閥 14 40 25 CIT03A1 3 壓力繼電器 — — 25 — MJCS02BHH 4 壓力表 — — 0～ 10 — W21/2100A1 5 壓力表開關 14 21 10 — GCT02 6 疊加式溢流閥 14 35 25 MRF02PK120 7 疊加式減壓閥 14 35 25 MPR02PK102 8 疊加式單向閥 14 35 21 MPC02W0530 9 二位四通換向閥 80 25 D5023N2D2 10 疊加式單向節流閥 35 21 MTC02WKI20 11 二位四通換向閥 14 80 25 D5023N2D2 12 疊加式單向節流閥 14 35 21 MTC02WKI20 13 空氣濾清器 — — — — AB1162 14 液位計 — — — — LS3” 液壓附件的計算和選擇 確定管件的尺寸 表 45 油管中的允許流速 油液流經油管 吸油管 高壓管 回油管 短管及局部收縮處 允許速度（ m/s） － 2． 5－ 5 － 5－ 7 表 46 安全系數 管內最高工作壓力 7 7－ 安全系數 8 6 4 由表 42 和 43 得知Ⅰ工位夾緊液壓缸有桿腔和無桿腔油管的實際最大流量分別為 ，Ⅱ工位夾緊液壓缸有桿腔和無桿腔油管的實際最大流量分別為 14L/min 和 ，按照表 45 的推薦值取油管內油液的允許流速為 4m/min，按計算公式： d = 4q?? （ 4－ 3） 式中 q—— 通過油管的最大流量； V—— 油管中允許流速； d—— 油管內徑。 將數值代入公式（ 43）得 Ⅰ工位夾緊液壓缸： d無 ＝ 34 1060 ??????? ＝ d有 ＝ 34 1060??????? ＝ Ⅱ工位夾緊液壓缸： d無 ＝ 34 1060 ???????????? ＝ d有 ＝ 34 14 1060 ??????? ＝ 根據 JB827－ 66，同時考慮到制作方便，Ⅰ工位夾緊液壓缸兩根油管同時選用 101（外徑 10mm，壁厚 1mm）的 10 號冷拔無縫鋼管。Ⅱ工位夾緊液壓缸兩根油管同時選用 141（外徑 14mm，壁厚 1mm）的 10 號冷拔無縫鋼管。由機械設計手冊查得管材的抗拉強度為 412MPa，由表 46 取安全系數為 8，按公式對管子的強度進行校核： ?≥2bpdn? （ 4－ 4） 式中 p—— 管內最高工作壓力； d—— 油管內徑； n—— 安全系數； b? —— 管材抗拉強度； ? —— 油管壁厚。 將數值代入公式（ 44）得： ?Ⅰ ＝ 1mm≥ 2bpdn? = 6366 .1 1 0 8 1 0 82 4 1 2 1 0 ?? ? ? ??? ＝ ?Ⅱ ＝ 1mm≥ 2bpdn? = 10 10 82 41 2 10 ?? ??? ? ??? ＝ 所以選的管子壁厚安全。 其他油管，可直接按所連接的液壓元、輔件的接口尺寸決定其管徑的大小。 確定油箱容積 油箱的作用是儲油，散發油的熱量，沉淀油中雜質，逸出油中的氣體。其形式有開式和閉式兩種：開式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。開式油箱應用較多。 油 箱設計要點： 1）油箱應有足夠的容積以滿足散熱，同時其容積應保證系統中油液全部流回油箱時不滲出，油液液面不應超過油箱高度的 80%； 2）吸箱管和回油管的間距應盡量大， 之間應設置隔板，以加大液流循環的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質的效果。隔板高度為液面高度的2/3～ 3/4。吸油管及回油管應插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的 3 倍。吸油管可安裝 100μm左右的網式或線隙式過濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器。回油管口要斜切45176。角并面向箱壁，以防止回油 沖擊油箱底部的沉積物，同時也有利于散熱 ； 3）油箱底部應有適當斜度，泄油口置于最低處，以便排油； 4）注油器上應裝濾網； 5）油箱的箱壁應涂耐油防銹涂料。 油箱的容積可以按照下列經驗公式進行計算： V＝ pq? （ 4－ 5） 式中 V—— 油箱的有效容積 /L； pq —— 液壓泵的總額定流量 / 1minL ?? ； ? —— 與系統壓力有關的經驗系數：低壓系統取 ? =2～ 4，中壓系統 ? =5～7，高壓系統取 ? =10～ 12，對對于行走機械取或經常間斷作業的設備，系數取較小值；對于安裝空間允許的固定機械，或需藉助油箱頂蓋安裝液壓泵及電動機和液壓閥集成裝置時，系數可適當取較大值。 本設計取 ? =6，將數值代如公式（ 45）得： V＝ 614 ＝ 84 L 由于系統的管路布置尚未具體確定，整個系統的壓力損失無法全面的計算，故只能先估算閥類元件的壓力損失，待設計好管路布置圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。 液壓缸的壓力損失驗算 在油缸夾緊時，油液依次經過單向閥，疊加式減壓閥，疊加式溢流閥，電磁換向閥 ，疊加式雙單向節流閥。所以進油路上的壓力損失為 vp?? ＝ ()Qp Q??實壓 降額 （ 5－ 1） ? ?2 2 2 220 .9 7 2 0 .9 7 2 0 .9 7 2 0 .9 7 20 .1 0 .2 0 .1 0 .1 54 0 8 0 3 5 3 51 .4 1 1 9 .60 .1 5 0 .13 5 1 3 .5? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ????????? = 式中 vp?? —— 總的壓力損失； P壓降 —— 各種閥的壓降； Q實 —— 流經閥的設計流量； Q額 —— 閥的額定流量。 在油缸松開時，退油路上的壓力損失為 vp?? ＝ ()Qp Q??實壓 降額） ? ?2 2 2 224 .6 7 4 .6 7 4 .6 7 4 .6 70 .1 0 .2 0 .1 0 .1 54 0 8 0 3 5 3 54 .6 7 1 3 .50 .1 5 0 .13 5 1 9 .6? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ????????? ＝ 由此可以看出，系統閥的壓力損失都小于原先的估計值，所以滿足系統的使 用要求。因為Ⅱ工位夾緊缸的運動過程是一樣的，使 用對此油缸的壓力校驗過程和上面的計算過程是一樣的。如下所示 在油缸夾緊時，油液依次經過單向閥，電磁換向閥，疊加式雙單向閥，疊加式雙單項節流閥。進油路上的壓力損失為： vp?? ＝ ()Qp Q??實壓 降額 2 2 2 2226 . 0 3 6 . 0 3 6 . 0 3 6 . 0 30 . 1 0 . 1 2 0 . 2 0 . 24 0 3 5 3 5 8 06 . 0 3 3 . 6 7 4 . 8 90 . 1 5 0 . 1 53 5 3 5 8 . 0 4? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? = 在油缸松開時，退油路上的壓力損失為： vp?