立式多軸鉆孔專用機床設計

13 液壓傳動課程設計 秦江明，劉亞茹，李夢輝2012年6月 引言1、 設計題目及工況分析1運動參數(shù)分析2動力參數(shù)分析3液壓缸在各階段的負載及工況圖二、計算液壓缸尺寸和所需流量1、 工作壓力的確定2計算液壓缸尺寸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、 快進轉工進的控制方式的選擇5、 終點轉換控制方式的選擇6、 實現(xiàn)快速運動的供油部分設計四、液壓系統(tǒng)工作原理五、液壓泵的選擇 1、計算泵的壓力 2、計算泵的流量設計題目設計一立式多軸鉆孔專用機床，鉆削頭部的上、下運動采用液壓傳動，其工作循環(huán)是：快速下降工作進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，工作進給行程50mm，快速上升行程250mm，快速下降速度為75mm/s，工作進給速度小于等于1mm/s，快速上升速度為100mm/s，加速度時間小于等于0.2s，鉆削頭部件上下運動時靜摩擦為1000N，動摩擦為500N，液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件采用液壓缸，且活塞桿固定。液壓缸采用V型密封，其機械效率為0.90。一工況分析1、運動參數(shù)分析動作循環(huán)圖速度循環(huán)圖2、 動力參數(shù)分析快速下降速度為75mm/s，工作進給速度小于等于1mm/s，快速上升速度為100mm/s，加速度時間小于等于0.2s，鉆削頭部件上下運動時靜摩擦為1000N，動摩擦為500N。(1)計算各階段的負載啟動和加速階段的負載FF=F+F+FF靜摩擦阻力F慣性阻力F密封產(chǎn)生的阻力。按經(jīng)驗可取F=0.1FF=F+F+F=1000+ma+0.1F=1000+255+0.1FF=1217.36N快速階段的負載FF=F+FF動摩擦阻力F密封阻力，取F=0.1FF=F+F=500+0.1FF=555.55N減速階段FF=F+F-FF密封阻力，取F=0.1FF=F+F-F=500+0.1F-255F=450.72N工進階段FF=F+F+FF切削力F=F+F+F=1000+25000+0.1FF=28888.89N制動FF=F+F-F=0.1F+500-255F=554.14N反向啟動FF=F+F+FF=969.4N快速上升FF=F+F=0.1F+500F=555.55N反向制動F=F+F-F=0.1F+500-mF=697.22N3液壓缸在各階段的負載各工作階段計算公式計算結果（N）啟動和加速F=F+F+F1217.36快速下降F=F+F555.55減速F=F+F-F450.72工作進給F=F+F+F28888.89制動F=F+F-F554.14反向啟動F=F+F+F969.4快速上升F=F+F555.55反向制動F=F+F-F697.22（2） 繪制工況圖工況圖二、計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)最大負載來確定，最大負載為28888.89N現(xiàn)按表1有關要求，取工作壓力P=4MPa表1負載F/kN<551010202030305050工作壓力0.811.522.533445572、計算液壓缸尺寸1） 液壓缸的有效面積=液壓缸內(nèi)徑DD=取標準值D=100mm因為快速下降的速度與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<5577活塞桿受壓力0.30.45活塞桿受壓力0.50.550.60.70.7d=D=50mm缸徑、桿徑取標準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流量=35.325L/min快退流量=工進流量三、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。換向閥中位機能選M型，使泵實現(xiàn)壓力卸荷。3、調(diào)速方式的選擇根據(jù)鉆、鏜類專機工作時對低速性能和速度負載都有一定要求的特點，采用調(diào)速閥進行調(diào)速。為了便于實現(xiàn)壓力控制，采用進油節(jié)流調(diào)速，同時為了保證低速進給時的平穩(wěn)性并避免鉆通孔終了時出現(xiàn)前沖現(xiàn)象，在回油路上設有背壓閥。4、快進轉工進的控制方式的選擇為了保證轉換平穩(wěn)、可靠、精度高，采用行程控制閥。5、終點轉換控制方式的選擇根據(jù)鉆削時停留和控制軸向尺寸的工藝要求，本機采用行程開關和壓力繼電器加死擋鐵控制。6、實現(xiàn)快速運動的供油部分設計因為快進、工進、快退速度各不相同，采用單泵供油，工進用調(diào)速閥調(diào)定。并且壓力繼電器達到一定值時，使行程閥到達停止位置。四、液壓系統(tǒng)工作原理快速下降按下啟動按鈕，電磁鐵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入無桿腔，使缸向下運動，即快速下降。進油路：油箱濾油器變量泵單向閥電磁換向閥左位進入無桿腔?；赜吐罚河袟U腔行程閥電磁換向閥油箱工作進給在快速下降時，單向閥5截止，且使壓力達到一定值時，壓力繼電器使行程閥處于左位截止，是油液通過調(diào)速閥流回油箱進油路：回油路：有桿腔調(diào)速閥電磁換向閥油箱快速上升時間繼電器發(fā)出信號，使1YA斷電，2YA通電，使油液通過換向閥，進入有桿腔，使缸向上運動，即快速上升。進油路：油箱濾油器電磁換向閥右位進入有桿腔回油路：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。進油路:油箱電磁回油路：油箱快進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動作順序表 動作順序電磁鐵1DT2DT行程閥快速下降+工作進給+ 快速上升+停止+注：行程閥導通為“+”，反之為“”。五，液壓泵的選擇1、 計算泵的壓力由表3表3系統(tǒng)結構情況總壓力損失一般節(jié)流閥及管路簡單的系統(tǒng)0.20.5若進油路有調(diào)速閥及管路復雜的系統(tǒng)0.51.5采用補油泵補油的閉式系統(tǒng)1.01.5采用復雜的高壓工程1.23.0可知泵的工作壓力P初定為P=P+=4+0.5=4.5MPa2、計算泵的流量35.325L/min實際流量35.325=38.86L/min從有關樣本中查出：YBN-40N型限壓式變量泵