《钻床设计举例幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻床设计举例幻灯片.ppt（46页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、钻床设计举例第1页，共46页，编辑于2022年，星期三8.3.1 分析负载分析负载 1.1.外负载外负载 高速钢钻头钻铸铁孔时的轴向切削力高速钢钻头钻铸铁孔时的轴向切削力F Ft t（单位为（单位为N N）为）为（8-288-288-288-28）式中式中 D钻头直径，单位为钻头直径，单位为mm；s每转进给量，单位为每转进给量，单位为mm/r；HBS铸件硬度，铸件硬度，HBS=240。第2页，共46页，编辑于2022年，星期三代入式（代入式（8-288-28），得外负载），得外负载Fg为为根据组合机床加工特点，钻孔时主轴转速根据组合机床加工特点，钻孔时主轴转速n和每转进给量和每转进给量s按按“
2、组合机床设计组合机床设计手册手册”取取对对13.9mm的孔：的孔：n1=360r/min，s1=0.147mm/r；对对8.5mm的孔：的孔：n2=550r/min，s2=0.096mm/r。2.2.惯性负载惯性负载 机床工作部件的总质量机床工作部件的总质量m=1000kg，取，取t=0.157s第3页，共46页，编辑于2022年，星期三3.3.阻力负载阻力负载 机床工作部件对动力滑台导轨的机床工作部件对动力滑台导轨的法向力法向力法向力法向力为为Fn=mg=9810N静摩擦阻力：静摩擦阻力：静摩擦阻力：静摩擦阻力：Ffs=fsFn=0.29810N=1962N动摩擦阻力：动摩擦阻力：动摩擦阻力
3、：动摩擦阻力：Ffd=fdFn=0.19810N=981N由此得出液压缸在各工作阶段的由此得出液压缸在各工作阶段的负载负载负载负载如表如表8-208-20所示。所示。表表表表8-208-208-208-20 液压缸在各工作阶段的负载液压缸在各工作阶段的负载F （单位：（单位：N N）工况工况负载组成负载组成负载值负载值F工况工况负载组成负载组成负载值负载值F启动启动F=Fnfs1962工进工进F=Fnfd+Fg31449加速加速F=Fnfd+mv/t1564快退快退F=Fnfd981快进快进F=Fnfd981注：不考虑动力滑台上颠复力矩的作用。注：不考虑动力滑台上颠复力矩的作用。第4页，共46
4、页，编辑于2022年，星期三图图图图8-118-118-118-11 组合机床液压缸负载图和速度图组合机床液压缸负载图和速度图a a）负载图）负载图 b b）速度图）速度图按上表数值绘制按上表数值绘制负载图负载图负载图负载图如如图图图图8-11a8-11a8-11a8-11a所示。所示。由于是由于是v1=v3=5.5m/min、l1=100mm、l2=50mm、快退行程、快退行程l3=l1+l2=150mm，工进速度，工进速度v2=n1s1=n2s253mm/min，由此可绘出，由此可绘出速度图速度图速度图速度图如如图图图图8-11b8-11b所示。所示。第5页，共46页，编辑于2022年，星
5、期三8.3.2 确定执行元件主要参数确定执行元件主要参数 由由表表表表8-78-78-78-7和和表表表表8-88-88-88-8可知，组合机床在可知，组合机床在最大负载最大负载最大负载最大负载约为约为32000N32000N时液压系统宜取时液压系统宜取压力压力压力压力p1 1=4MPa=4MPa。鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等，这里的液压缸可选用鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞单活塞单活塞单活塞杆式杆式杆式杆式的，并在快进时作的，并在快进时作差动连接差动连接差动连接差动连接。这种情况下液压缸无杆腔的工作面积这种情况下液压缸无杆腔的工作面积A1应为有杆腔工作面积
6、应为有杆腔工作面积A2的两倍，即的两倍，即=A1/A2=2，而活塞杆直径，而活塞杆直径d与缸筒直与缸筒直径径D成成d=0.707D的关系。的关系。在钻孔加工时，液压缸回油路上必须具有在钻孔加工时，液压缸回油路上必须具有背压背压背压背压p2，以防止孔钻通时滑台，以防止孔钻通时滑台突然前冲。按突然前冲。按表表表表8-38-3取取p2=0.6MPa。快进时液压缸作。快进时液压缸作差动连接差动连接差动连接差动连接，管路中有，管路中有压力损失，有杆腔的压力应略大于无杆腔，但其差值较小，可先按压力损失，有杆腔的压力应略大于无杆腔，但其差值较小，可先按0.3MPa考虑。快退时回油腔中是有考虑。快退时回油腔中
7、是有背压背压背压背压的，这时的，这时p2也可按也可按0.6MPa估算。估算。第6页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-78-78-78-7 按负载选择液压执行元件的工作压力（适用于中、低压液压系统）按负载选择液压执行元件的工作压力（适用于中、低压液压系统）载荷载荷/kN50工作压力工作压力/MPa0.811.522.53344557表表表表8-88-88-88-8 按主机类型选择液压执行元件的工作压力按主机类型选择液压执行元件的工作压力设备类型设备类型机床机床农业机械农业机械汽车工业汽车工业小型工程小型工程机械及机械及辅助机构辅助机构工程机工程机械重型械重型机械锻机械锻压设备压设备
8、液压支液压支架等架等船用船用系统系统磨床磨床组合机床组合机床齿轮加工机床齿轮加工机床牛头创床牛头创床插床插床车床车床铣床铣床镗床镗床珩磨珩磨机床机床拉床拉床龙门刨床龙门刨床工作压力工作压力/MPa1.26.3242510101616321425第7页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-38-38-38-3 背压压力背压压力系统类型系统类型背压压力背压压力/MPa系统类型系统类型背压压力背压压力/MPa中低压系统或轻载节流调速系统中低压系统或轻载节流调速系统0.20.5采用辅助泵补油的闭式油路系统采用辅助泵补油的闭式油路系统11.5回油路带调速阀或背压阀的系统回油路带调速阀或背压阀的
9、系统0.51.5采用多路阀的复杂的中高压系统采用多路阀的复杂的中高压系统（工程机械）（工程机械）1.23第8页，共46页，编辑于2022年，星期三由工进时的负载值按由工进时的负载值按表表表表8-98-98-98-9中的公式中的公式计算液压缸面积计算液压缸面积计算液压缸面积计算液压缸面积将这些直径按将这些直径按GB/T23482001圆整成就近标准值得圆整成就近标准值得D=0.11m、d=0.08m=A1/A2=2第9页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-98-98-98-9 液压缸的主要技术参数及理论流量计算公式液压缸的主要技术参数及理论流量计算公式类型类型图图液压缸的几何液压缸的
10、几何参数参数A1、A2液压缸最大液压缸最大理论流量理论流量qmax备备 注注单活塞杆缸单活塞杆缸p1=(F+p2A2+pminA1)/A1A2=F/(p1-pmin)-p2p1=(F/m)+p2A2/A1A2=F/m(p1-p2)A1=A2qmax=A1vmaxF 缸的最大外负载缸的最大外负载p1缸最大工作压力缸最大工作压力p2缸的背压见表缸的背压见表8-3pmin缸空载起动压力缸空载起动压力 见表见表8-10m缸的机械效率，缸的机械效率，见表见表8-10缸往返速比缸往返速比 (差动连接时差动连接时=A1/A2）A1缸无杆腔有效面积缸无杆腔有效面积A2缸有杆腔有效面积缸有杆腔有效面积p1=(F
11、+p2A1+pminA2)/A2A2=F/(p1-pmin-p2)p1=(F/m)+p2A1/A2A2=F/m(p1-p2)A1=A2qmax=A2vmax单活塞杆缸单活塞杆缸差动：差动：p1=(F+pminA2)/(A1-A2)A2=F/(p1-(-1)-pminp1=F/m(A1-A2)A2=F/m p1(-1)qmax=(A1A2)vmax双活塞杆缸双活塞杆缸p1=(F/A2)+p2+pminA2=F/(p1-p2-pmin)p1=(F/A2m)+p2A2=F/m(p1-p2)A1=A2qmax=A2vmax第10页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-108-108-108-
12、10 液压缸空载起动压力及效率液压缸空载起动压力及效率活塞密封圈形式活塞密封圈形式pmin/MPamO、L、U、X、Y0.30.96V0.50.94活塞环密封活塞环密封0.10.985第11页，共46页，编辑于2022年，星期三由此求得由此求得液压缸两腔的实际有效面积液压缸两腔的实际有效面积液压缸两腔的实际有效面积液压缸两腔的实际有效面积为为A1=D2/4=95.0310-4m2,A2=(D2-d2)/4=44.7710-4m2。经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。根据上述根据
13、上述D和和d的值，可估算出液压缸在各个工作阶段中的的值，可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力压力压力压力、流量流量流量流量和和功率功率功率功率，如，如表表表表8-218-218-218-21所示，并据此绘出所示，并据此绘出工况图工况图工况图工况图如如图图图图8-128-128-128-12所示。所示。第12页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-218-218-218-21 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值工况工况负载负载F/N回油腔压力回油腔压力p2/MPa进油腔压力进油腔压力 p1/MPa输入流量输入流量q10-3/m3s-1输入功
14、率输入功率P/kW计算式计算式快进快进（差动）（差动）起动起动196200.407p1=(F/m)+A2p/(A1-A2)q=(A1-A2)v1P=p1q加速加速1564p1+p(p=0.3MPa)0.591恒速恒速9810.4710.46070.217工进工进314490.63.730.00840.031p1=(F/m)+p2A2/A1q=A1v2P=p1q快退快退起动起动196200.457p1=(F/m)+p2A1/A2q=A2v3P=p1q加速加速15640.61.64恒速恒速9811.500.41040.616注：液压缸的机械效率取注：液压缸的机械效率取m=0.96。第13页，共46
15、页，编辑于2022年，星期三图图图图8-128-128-128-12 液压缸工况图液压缸工况图第14页，共46页，编辑于2022年，星期三8.3.3 8.3.3 设计液压系统方案和拟定系统原理图设计液压系统方案和拟定系统原理图设计液压系统方案和拟定系统原理图设计液压系统方案和拟定系统原理图1.1.设计液压系统方案设计液压系统方案 由于该机床是固定式机械，且不存在外负载对系统作功的工况，并由由于该机床是固定式机械，且不存在外负载对系统作功的工况，并由图图图图8-128-128-128-12知，知，这台机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小。根据这台机床液压系统的功率小，滑台运动速度
16、低，工作负载变化小。根据表表表表8-58-58-58-5、表表表表8-68-68-68-6该液压系统以采用该液压系统以采用节流调速方式节流调速方式节流调速方式节流调速方式和和开式循环开式循环开式循环开式循环为宜。现采用进油为宜。现采用进油路节流调速回路，为解决孔钻通时滑台突然前冲的问题，回油路上要设路节流调速回路，为解决孔钻通时滑台突然前冲的问题，回油路上要设置置背压阀背压阀背压阀背压阀。从从工况图工况图工况图工况图中可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环内，液压缸要求油源中可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环内，液压缸要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。最大流量约为最小流量
17、的交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。最大流量约为最小流量的55倍，倍，而而快进加快退所需的时间快进加快退所需的时间快进加快退所需的时间快进加快退所需的时间t1和和工进所需的时间工进所需的时间工进所需的时间工进所需的时间t2分别为分别为第15页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-58-58-58-5 开式系统与闭式系统的比较开式系统与闭式系统的比较内内 容容开开 式式 系系 统统闭闭 式式 系系 统统散热条件散热条件较方便，但油箱较大较方便，但油箱较大较复杂，须用辅助泵换油冷却较复杂，须用辅助泵换油冷却抗污染性抗污染性较差，但可采用压力油箱或油箱呼吸器来改善较差，但可采用压力油
18、箱或油箱呼吸器来改善较好，但油液过滤要求较高较好，但油液过滤要求较高系统效率系统效率管路压力损失较大，用节流调速时效率低管路压力损失较大，用节流调速时效率低管路压力损失较小，容积调速时效率较管路压力损失较小，容积调速时效率较高高限速、制动形式限速、制动形式用平衡阀进行能耗限速，用制动阀进行能耗制用平衡阀进行能耗限速，用制动阀进行能耗制动，引起油液发热动，引起油液发热液压泵由电动机驱动时，限速及制动过液压泵由电动机驱动时，限速及制动过程中驱动电机能向电网输电，回收部分程中驱动电机能向电网输电，回收部分能量，即是再生限速（可省去平衡）及能量，即是再生限速（可省去平衡）及再生制动再生制动其他其他对泵
19、的自吸性能要求高对泵的自吸性能要求高对泵的自吸性能要求低对泵的自吸性能要求低第16页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-68-68-68-6 三种调速回路主要性能比较三种调速回路主要性能比较主要性能主要性能节流调速回路节流调速回路容积调速回容积调速回路路容积节流调速回路容积节流调速回路简式节流调速回路简式节流调速回路带压力补偿阀的节流调速回路带压力补偿阀的节流调速回路变量泵变量泵定量马达定量马达流量适应流量适应功率功率适应适应进油节流及进油节流及回油节流回油节流旁路旁路节流节流调速阀在调速阀在进油路进油路调速阀在旁油路调速阀在旁油路及溢流节流调速及溢流节流调速回路回路负载负载特性特
20、性速度刚度速度刚度差差很差很差好好较好较好好好承载能力承载能力好好较差较差好好较好较好好好调速范围调速范围大大小小大大较大较大大大功率功率特性特性效率效率低低较低较低低低较低较低最高最高较高较高高高发热发热大大较大较大大大较大较大最小最小较小较小小小成本成本低低较低较低高高最高最高适用范围适用范围小功率、轻载或低速的中、低压系统及工程机械的非经常性调小功率、轻载或低速的中、低压系统及工程机械的非经常性调速场合速场合大功率、高大功率、高速、中、高速、中、高压系统压系统负载变化负载变化小、速度小、速度刚度要大刚度要大的中小功的中小功率、中压率、中压系统系统负载变化负载变化较大、速较大、速度刚度要度
21、刚度要大的大中大的大中功率的中、功率的中、高压系统高压系统第17页，共46页，编辑于2022年，星期三亦即是亦即是t2/t121。因此从提高系统效率、节省能量的角度来因此从提高系统效率、节省能量的角度来看，采用单个定量液压泵作为油源显然是看，采用单个定量液压泵作为油源显然是不合适的，而不合适的，而宜采用大、小两个液压泵自宜采用大、小两个液压泵自宜采用大、小两个液压泵自宜采用大、小两个液压泵自动两级并联供油的油源方案动两级并联供油的油源方案动两级并联供油的油源方案动两级并联供油的油源方案（图（图8-13a）。）。图图图图8-138-138-138-13 油源及液压回路油源及液压回路的选择的选择a
22、 a）液压源）液压源第18页，共46页，编辑于2022年，星期三2.2.选择基本回路选择基本回路 由于不存在负载对系统作功的工况，也由于不存在负载对系统作功的工况，也不存在负载制动过程，故不存在负载制动过程，故不需要设置平衡不需要设置平衡不需要设置平衡不需要设置平衡及制动回路及制动回路及制动回路及制动回路。但必须具有。但必须具有快速运动快速运动快速运动快速运动、换向换向换向换向、速度换接速度换接速度换接速度换接以及以及调压调压调压调压、卸荷卸荷卸荷卸荷等回路。等回路。选择选择快速运动快速运动快速运动快速运动和和换向回路换向回路换向回路换向回路系统中采用系统中采用节流调速回路节流调速回路节流调速
23、回路节流调速回路后，不论采用何种后，不论采用何种油源形式都必须有单独的油路直接通向液压油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动。在本系统中，缸两腔，以实现快速运动。在本系统中，快快快快进、快退换向回路进、快退换向回路进、快退换向回路进、快退换向回路应采用应采用图图图图8-13b8-13b8-13b8-13b所示的所示的形式。形式。图图图图8-138-138-138-13 油源及液压回路油源及液压回路的选择的选择b b）换向回路）换向回路第19页，共46页，编辑于2022年，星期三选择选择速度换接回路速度换接回路 u当滑台从快进转为工进时，当滑台从快进转为工进时，输入液压缸的
24、流量由输入液压缸的流量由27.64L/min降至降至0.5L/min，滑，滑台的速度变化较大，可选用台的速度变化较大，可选用行行行行程阀程阀程阀程阀来控制速度的换接，以来控制速度的换接，以减小液压冲击（见减小液压冲击（见图图图图8-13c8-13c）。）。图图图图8-128-128-128-12 液压缸工液压缸工况图况图由由工况图工况图工况图工况图（图图图图8-128-12）中的）中的q q-l l曲线曲线曲线曲线可知：可知：u当滑台由工进转为快退时，当滑台由工进转为快退时，回路中通过的流量很大回路中通过的流量很大进进油路中通过油路中通过24.62L/min，回油，回油路中通过路中通过24.6
25、2(95.03/44.77)=52.26L/min。为了保证换向平稳起见，为了保证换向平稳起见，宜宜宜宜采用换向时间可调的电液换采用换向时间可调的电液换采用换向时间可调的电液换采用换向时间可调的电液换向阀式换接回路向阀式换接回路向阀式换接回路向阀式换接回路（见（见图图图图8-13b8-13b）。由于这一回路还要实现液压）。由于这一回路还要实现液压缸的差动连接，所以缸的差动连接，所以换向阀必换向阀必换向阀必换向阀必须是五通的须是五通的须是五通的须是五通的。图图图图8-138-138-138-13 油源及油源及液压回路的选择液压回路的选择b b）换向回路）换向回路图图图图8-138-138-138
26、-13 油源及油源及液压回路的选择液压回路的选择c)c)速度换接回路速度换接回路第20页，共46页，编辑于2022年，星期三选择选择调压和卸荷回路调压和卸荷回路调压和卸荷回路调压和卸荷回路 油源中有油源中有溢流阀溢流阀溢流阀溢流阀（见（见图图图图8-13a8-13a8-13a8-13a），调定系统工作压力，因此调压问题已在油），调定系统工作压力，因此调压问题已在油源中解决，无须另外再设置源中解决，无须另外再设置调压回路调压回路调压回路调压回路。而且，系统采用。而且，系统采用进油节流调速进油节流调速进油节流调速进油节流调速，故，故溢流阀常开，即使滑台被卡住，系统压力也不会超过溢流阀的调定溢流阀常
27、开，即使滑台被卡住，系统压力也不会超过溢流阀的调定值，所以又起值，所以又起安全作用安全作用安全作用安全作用。图图图图8-138-138-138-13 油源及液压回路的选择油源及液压回路的选择a a）液压源）液压源 b b）换向回路）换向回路 c)c)速度换接回路速度换接回路第21页，共46页，编辑于2022年，星期三选择选择调压和卸荷回路调压和卸荷回路调压和卸荷回路调压和卸荷回路 在在图图图图8-13a8-13a8-13a8-13a所示的双液压泵自动两级供油的油源中设有所示的双液压泵自动两级供油的油源中设有卸荷阀卸荷阀卸荷阀卸荷阀，当滑台，当滑台工进和停止时，低压、大流量液压泵都可经此阀卸荷。
28、由于工进在整个工工进和停止时，低压、大流量液压泵都可经此阀卸荷。由于工进在整个工作循环周期中占了绝大部分时间，且高压、小流量液压泵的功率较小，故作循环周期中占了绝大部分时间，且高压、小流量液压泵的功率较小，故可以认为卸荷问题已基本解决，就可以认为卸荷问题已基本解决，就不需要再设置卸荷回路不需要再设置卸荷回路不需要再设置卸荷回路不需要再设置卸荷回路。图图图图8-138-138-138-13 油源及液压回路的选择油源及液压回路的选择a a）液压源）液压源 b b）换向回路）换向回路 c)c)速度换接回路速度换接回路第22页，共46页，编辑于2022年，星期三3.3.将液压回路综合成液压系统将液压回
29、路综合成液压系统 把上面选出的各种液压把上面选出的各种液压回路组合画在一起，就可以回路组合画在一起，就可以得到一张得到一张图图图图8-148-148-148-14所示的所示的液压液压液压液压系统原理图系统原理图系统原理图系统原理图（不包括点划线（不包括点划线圆框内的元件）。将此图仔圆框内的元件）。将此图仔细检查一遍，可以发现，该细检查一遍，可以发现，该图所示系统在工作中还存在图所示系统在工作中还存在问题。问题。为了防止干扰、简化系统为了防止干扰、简化系统并使其功能更加完善，必须对并使其功能更加完善，必须对图图8-148-14所示系统进行如下修所示系统进行如下修整：整：图图图图8-148-148
30、-148-14 液压回路的综合和整理液压回路的综合和整理11双联叶片泵双联叶片泵 1A 1A小流量液压泵小流量液压泵1B1B大流量液压泵大流量液压泵 22三位五通电液阀三位五通电液阀 3 3行程阀行程阀 4 4调速阀调速阀 5 5单向阀单向阀 66液压缸液压缸 7 7卸荷阀卸荷阀88背压阀背压阀 9 9溢流阀溢流阀 10 10单向阀单向阀 11 11过滤器过滤器 1212压力表接点压力表接点aa单向阀单向阀 b b顺序阀顺序阀 c c单向阀单向阀 d d压力继电器压力继电器第23页，共46页，编辑于2022年，星期三3.3.将液压回路综合成液压系统将液压回路综合成液压系统1 1 1 1）为了解
31、决滑台工进（阀为了解决滑台工进（阀2 2在左位）在左位）时图中进、回油路相互接通，系统无法时图中进、回油路相互接通，系统无法建立压力的问题，必须在换向回路中串建立压力的问题，必须在换向回路中串接一个单向阀接一个单向阀a a，将进、回油路隔断。，将进、回油路隔断。2 2 2 2）为了解决滑台快进时回油路接为了解决滑台快进时回油路接通油箱，无法实现液压缸差动连通油箱，无法实现液压缸差动连接的问题，必须在回油路上串接接的问题，必须在回油路上串接一个液控顺序阀一个液控顺序阀b b。这样，滑台快。这样，滑台快进时因负载较小而系统压力较低，进时因负载较小而系统压力较低，使阀使阀b b关闭，便阻止了油液返回
32、油关闭，便阻止了油液返回油箱。箱。第24页，共46页，编辑于2022年，星期三3.3.将液压回路综合成液压系统将液压回路综合成液压系统3 3 3 3）为了解决机床停止工作后回路中的为了解决机床停止工作后回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动平稳性的问题，必须在电液响滑台运动平稳性的问题，必须在电液换向阀的回油口增设一个单向阀换向阀的回油口增设一个单向阀c。4 4 4 4）为了在滑台工进后系统能自为了在滑台工进后系统能自动发出快退信号，须在调速阀动发出快退信号，须在调速阀输出端增设一个压力继电器输出端增设一个压力继电器d d。5 5 5 5）若将顺
33、序阀若将顺序阀b b和背压阀和背压阀8 8的位的位置对调一下，就可以将顺序阀与置对调一下，就可以将顺序阀与油源处的卸荷阀合并，从而省去油源处的卸荷阀合并，从而省去一个阀。一个阀。第25页，共46页，编辑于2022年，星期三图图图图8-158-158-158-15 整理后的液压系统原理图整理后的液压系统原理图11双联叶片液压泵双联叶片液压泵 22三位五通电液阀三位五通电液阀33行程阀行程阀 4 4调速阀调速阀 5 5单向阀单向阀66单向阀单向阀 7 7顺序阀顺序阀 8 8背压阀背压阀99溢流阀溢流阀 10 10单向阀单向阀 1111过滤器过滤器 12 12压力表接点压力表接点 1313单向阀单向
34、阀1414压力继电器压力继电器经过修改、整理后的经过修改、整理后的液液液液压系统原理图压系统原理图压系统原理图压系统原理图如如图图8-158-15所示。所示。第26页，共46页，编辑于2022年，星期三8.3.4 8.3.4 选择液压元件选择液压元件选择液压元件选择液压元件1.1.液压泵液压泵液压缸在整个工作循环中的液压缸在整个工作循环中的最大工作压力最大工作压力最大工作压力最大工作压力为为3.73MPa，如取进油，如取进油路上的路上的压力损失压力损失压力损失压力损失为为0.8MPa，为使压力继电器能可靠地工作，取其，为使压力继电器能可靠地工作，取其调整压力高出系统最大工作压力调整压力高出系统
35、最大工作压力0.5MPa，则，则小流量液压泵的最小流量液压泵的最小流量液压泵的最小流量液压泵的最大工作压力大工作压力大工作压力大工作压力应为应为：pp1=(3.73+0.8+0.5)MPa=5.03MPa大流量液压泵在快进、快速运动时才向液压缸输油，由大流量液压泵在快进、快速运动时才向液压缸输油，由图图图图8-128-12可知，快退时液压缸的工作压力比快进时大，如取进油路上的压力可知，快退时液压缸的工作压力比快进时大，如取进油路上的压力损失为损失为0.5MPa（因为此时进油不经调速阀故压力损失减小），则（因为此时进油不经调速阀故压力损失减小），则大大大大流量液压泵的最高工作压力流量液压泵的最高
36、工作压力流量液压泵的最高工作压力流量液压泵的最高工作压力为：为：pp2=(1.5+0.5)MPa=2MPa第27页，共46页，编辑于2022年，星期三由由图图图图8-128-12可知，两个液压泵应向液压缸提供的可知，两个液压泵应向液压缸提供的最大流量最大流量最大流量最大流量为为27.64L/min，因，因系统较简单，取系统较简单，取泄漏系数泄漏系数泄漏系数泄漏系数KL=1.05，则两个液压泵的，则两个液压泵的实际流量实际流量实际流量实际流量应为：应为：qp=1.0527.64L/min=29.02L/min由于溢流阀的由于溢流阀的最小稳定溢流量最小稳定溢流量最小稳定溢流量最小稳定溢流量为为3L
37、/min，而工进时输入液压缸的流量为，而工进时输入液压缸的流量为0.5L/min，由小流量液压泵单独供油，所以小液压泵的，由小流量液压泵单独供油，所以小液压泵的流量规格流量规格流量规格流量规格最少应为最少应为3.5L/min。根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取PV2R12-6/26PV2R12-6/26型型型型双联叶片液压泵双联叶片液压泵双联叶片液压泵双联叶片液压泵，其小液压泵和大液压泵的排量分别为，其小液压泵和大液压泵的排量分别为6mL/r和和26mL/r，当液压泵的转速，当液压泵的转速np=940r/min时该液压泵的时该液
38、压泵的理论流量理论流量理论流量理论流量为为30.08L/min，若取，若取液压泵的液压泵的容积效率容积效率容积效率容积效率v=0.9，则，则液压泵的实际输出流量液压泵的实际输出流量液压泵的实际输出流量液压泵的实际输出流量为：为：qp=(6+26)9400.9/1000L/min=(5.1+22)L/min=27.1L/min第28页，共46页，编辑于2022年，星期三由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为2MPa、流量为、流量为27.1L/min。按。按表表表表8-138-13取液压泵的总效率取液压泵的总效率p=0.75，则，则
39、液压泵驱动电动机所需的功率液压泵驱动电动机所需的功率液压泵驱动电动机所需的功率液压泵驱动电动机所需的功率为为根根据据此此数数值值查查阅阅电电动动机机产产品品样样本本选选取取Y100L-6Y100L-6型型型型电电电电动动动动机机机机，其其额额额额定定定定功率功率功率功率Pn=1.5kW，额定转速额定转速额定转速额定转速nn=940r/min。第29页，共46页，编辑于2022年，星期三2.2.阀类元件及辅助元件阀类元件及辅助元件 根根据据阀阀类类及及辅辅助助元元件件所所在在油油路路的的最最最最大大大大工工工工作作作作压压压压力力力力和和通通过过该该元元件件的的最最最最大大大大实实实实际际际际流
40、流流流量量量量，可选出这些液压元件的型号及规格见可选出这些液压元件的型号及规格见表表表表8-228-228-228-22。表中序号与。表中序号与图图图图8-158-158-158-15的元件相同。的元件相同。3.3.油管油管 各各各各元元元元件件件件连连连连接接接接管管管管道道道道的的的的规规规规格格格格按按液液压压元元件件接接口口处处的的尺尺寸寸决决定定，液液液液压压压压缸缸缸缸进进进进、出出出出油油油油管管管管则则按按输输入入、排排出出的的最最大大流流量量计计算算。由由于于液液压压泵泵选选定定之之后后液液压压缸缸在在各各个个工工作阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算如作阶段的进
41、、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算如表表表表8-238-238-238-23所示。所示。由上表可以看出，液压缸在各个工作阶段的由上表可以看出，液压缸在各个工作阶段的实际运动速度实际运动速度实际运动速度实际运动速度符合设计要求。符合设计要求。第30页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-228-228-228-22 元件的型号及规格元件的型号及规格序号序号元件名称元件名称估计通过流量估计通过流量/L/Lminmin-1-1额定流量额定流量/L/Lminmin-1-1额定压力额定压力/MPa/MPa额定压降额定压降/MPa/MPa型号、规格型号、规格1双联叶片泵双联叶片泵(5.1+
42、22)175PV2R126/26Vp=(6+26)Ml/r2三位五通电液阀三位五通电液阀6080160.535DYF3YE10B3行程阀行程阀5063160.3AXQFE10B(单向行程调速阀)qmax=100L/min4调速阀调速阀0.50.0750165单向阀单向阀6063160.26单向阀单向阀2563160.2AF3Ea10Bqmax=80L/min7液控顺序阀液控顺序阀2563160.3XF3E10B8背压阀背压阀0.56316XF3E10B9溢流阀溢流阀56316XF3E10B10单向阀单向阀2563160.2AF3Ea10Bqmax=80L/min11滤油器滤油器3063160.
43、02XU6380J12压力表开关压力表开关16KF3E3B 3测点13单向阀单向阀6063160.2AF3Ea10Bqmax=80L/min14压力继电器压力继电器10HED1kA/10 此为电动机额定转速此为电动机额定转速nn=940r/min时液压泵输出的实际流量。时液压泵输出的实际流量。第31页，共46页，编辑于2022年，星期三表表表表8-238-238-238-23 液压缸的进、出流量液压缸的进、出流量快进快进工进工进快退快退输入流量输入流量/Lmin-1q1=(A1qp)/(A1-A2)=(9527.1)/(95-44.77)=51.25q1=0.5q1=qp=27.1排出流量排出
44、流量/Lmin-1q2=(A2q1)/A1=(44.7751.25)/95 =24.15q2=(A2q1)/A1 =(44.770.5)/95 =0.24q2=(A1q1)/A2=(9527.1)/44.77 =57.51运动速度运动速度/mmin-1v1=qp/(A1-A2)=(27.110)/(95-44.77)=5.4v2=q1/A1 =(0.510)/95 =0.053v3=q1/A2 =27.110/44.77 =6.05第32页，共46页，编辑于2022年，星期三根根据据表表表表8-238-23中中数数值值，并并按按第第二二章章第第七七节节推推荐荐取取油油液液在在压压油油管管的的速
45、速度度v=3m/s，按按式式（2-30）算算得得与与与与液液液液压压压压缸缸缸缸无无无无杆杆杆杆腔腔腔腔及及及及有有有有杆杆杆杆腔腔腔腔相相相相连连连连的的的的油油油油管管管管内内内内径径径径分别为分别为这这两两根根油油管管都都按按GB/T23511993GB/T23511993选选选选用用用用内内内内径径径径15151515、外外外外径径径径18181818的的的的冷拔无缝钢管冷拔无缝钢管冷拔无缝钢管冷拔无缝钢管。第33页，共46页，编辑于2022年，星期三4.4.油箱油箱 油箱容积油箱容积油箱容积油箱容积按式（按式（2-19）估算，取经验数据）估算，取经验数据=7，故其容积为，故其容积为
46、V=qp=727.1L=189.7L按按JB/T7938-1999规定，规定，取最靠近的标准值取最靠近的标准值取最靠近的标准值取最靠近的标准值V V=200L=200L。第34页，共46页，编辑于2022年，星期三Part 8.3.5 验算液压系统性能验算液压系统性能验算液压系统性能验算液压系统性能 1.1.验算验算系统压力损失系统压力损失并确定并确定压力阀的调整值压力阀的调整值压力阀的调整值压力阀的调整值由由于于系系统统的的管管路路布布置置尚尚未未具具体体确确定定，整整个个系系统统的的压压力力损损失失无无法法全全面面估估算算，故故只只能能先先按按式式（8-138-13）估估算算阀阀阀阀类类类
47、类元元元元件件件件的的的的压压压压力力力力损损损损失失失失，待待设设计计好好管管路路布布局局图图后后，加加上上管管管管路路路路的的的的沿沿沿沿程程程程损损损损失失失失和和局局局局部部部部损损损损失失失失即即可可。但但对对于于中中小小型型液液压压系系统统，管管路路的的压压力力损损失失甚甚微微，可可以以不不予予考考虑虑。压压压压力力力力损损损损失失失失的的的的验算应按一个工作循环中不同阶段分别进行验算应按一个工作循环中不同阶段分别进行验算应按一个工作循环中不同阶段分别进行验算应按一个工作循环中不同阶段分别进行。第35页，共46页，编辑于2022年，星期三快进快进 滑滑滑滑台台台台快快快快进进进进时
48、时时时，液液压压缸缸差差动动连连接接，由由表表表表8-228-22和和表表表表8-238-23可可知知，进进油油路路上上油油液液通通过过单单向向阀阀10的的流流量量是是22L/min、通通过过电电液液换换向向阀阀2的的流流量量是是27.1L/min，然然后后与与液液压压缸缸有有杆杆腔腔的的回回油油汇汇合合，以以流流量量51.25L/min通通过过行行程程阀阀3并并进进入入无无杆杆腔腔。因因此此进进进进油油油油路路路路上上上上的的的的总总总总压压压压降降降降为：为：此此值值不不大大，不不会会使使压压力力阀阀开开启启，故故能能确确保保两两个个泵泵的的流流量量全全部部进进入液压缸。入液压缸。第36页
49、，共46页，编辑于2022年，星期三回回回回油油油油路路路路上上上上，液液压压缸缸有有杆杆腔腔中中的的油油液液通通过过电电液液换换向向阀阀2和和单单向向阀阀6的的流流量量都都是是24.15L/min，然然后后与与液液压压泵泵的的供供油油合合并并，经经行行程程阀阀3流流入入无无杆杆腔腔。由由此可算出此可算出快进时有杆腔压力快进时有杆腔压力快进时有杆腔压力快进时有杆腔压力p p2 2与无杆腔压力与无杆腔压力与无杆腔压力与无杆腔压力p p1 1之差之差之差之差。此值与原估计值此值与原估计值0.3MPa（见表（见表8-21）基本相符。）基本相符。第37页，共46页，编辑于2022年，星期三工进工进 工
50、工工工进进进进时时时时，油油液液在在进进油油路路上上通通过过电电液液换换向向阀阀2的的流流量量为为0.5L/min，在在调调速速阀阀4处处的的压压力力损损失失为为0.5MPa；油油液液在在回回油油路路上上通通过过换换向向阀阀2的的流流量量是是0.24L/min，在在背背压压阀阀8处处的的压压力力损损失失为为0.6MPa，通通过过顺顺序序阀阀7的的流流量量为为（0.24+22）L/min=22.24L/min，因此这时，因此这时液压缸回油腔的压力液压缸回油腔的压力液压缸回油腔的压力液压缸回油腔的压力p p2 2为：为：第38页，共46页，编辑于2022年，星期三可可见见此此值值略略大大于于原原估