钻镗两用组合机床液压系统设计

目录

一.工况分析.......................................................................................................................

二.绘制液压缸的负载图和速度图...................................................................................

三.拟订液压系统原理图....................................................................................................

四.确定执行元件主要参数...............................................................................................

五.确定液压泵的规格和电动机功率及型号................................................................

六..验算液压系统性能.......................................................................................................

七. 参考书目....................................................................................................................

设计一台钻镗两用组合机床的液压系统。该系统的工作循环时快进→工

进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：最大切削力18000N，移动部件总重量25000N；最大行程400mm（其中工进行程180mm）；快进、快退的速度为4.5m/min，工进速度应在（20~120）mm/min范围内无级调速；启动换向时间△t＝0.05s，采用水平放置的导轨，静摩擦系数f s ＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。机械效率取0.9。

一．工况分析

液压缸负载主要包括：切削阻力，惯性阻力，重力等，即F= F W+F f+ F m

式中：F W——工作负载，对于金属切削机床来说，即为活塞运动方向的切削力

F W =18000N

F f——导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平导轨F f可由下式求得：）

F f=f（G+Fn）

G——运动部件重力

Fn——垂直于导轨的工作负载，为零

f ——导轨摩擦系数，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1

Ffs= 25000×0.2=5000 N

Ffd =25000×0.1=2500 N

Fm——运动部件速度变化时的惯性负载；

Fm= G·Δv/（g·Δt）

式中，g——重力加速度；

Δt——加速或减速时间，Δt=0.05s；

Fm= G·Δv/（g·Δt）=25000×4.5/（9.8×0.05×60）=3826N

根据以上分析，计算出液压缸各动作中的负载表1：（单位：N，取

η=0.9）

m Array表1液压缸负载表

二．绘制液压缸的负载图和速度图

根据上表数值，绘制出液压缸的负载循环图如图1所示：

根据任务书技术参数和设计要求，绘制速度循环图如图2所示：

三.拟订液压系统原理图

1.确定供油方式：

由设计要求可知，工进时负载大速度较低，而快进、快退时负载较小，速度较高。为节约能源减少发热。油源宜采用双泵供油或变量泵供油。选用双泵供油方式，在快进、快退时，双泵同时向系统供油，当转为共进时，大流量泵通过顺序阀卸荷，小流量泵单独向系统供油，小泵的供油压力由溢流阀来调定。若采用限压变量泵叶片泵油源，此油源无溢流损失，一般可不装溢流阀，但有时为了保证液压安全，仍可在泵的出口处并联一个溢流阀起安全作用。现采用压力反馈的限压式变量叶片泵。

2.调速方式的确定

在中小型专用机床的液压系统中，进给速度控制一般采用节流阀或调速阀。根据钻镗类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求特点，决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚性好的特点并且调速阀装在回路上，具有承受负切削力的能力。

3.速度换接方式的选择

本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也比较容易，但速度换接的平稳型较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。

4.换向回路的选择

由速度图可知，快进时流量不大，运动部件的重量也较小，在换向方面又无特殊要求，所以可选择电磁阀控制的换向回路。

5.液压基本回路的组成

将已选择的液压回路，组成符合设计要求的液压系统并绘制液压系统原理图。此原理图除应用了回路原有的元件外，又增加了液压顺序阀和单向阀等，其目的是防止回

路间干扰及连锁反应。

液压系统原理图如图3所示：

图3 液压系统原理图

1、滤油器

2、双联叶片泵

3、外控顺序阀

4、单向阀

5、溢流阀

6、

电液换向阀7、单向行程调速阀8、压力继电器9、主液压缸10、二位三通电磁换向阀11、背压阀 12、二位二通换向阀

根据原理图中进行简要分析：

A、快进过程中个工作元件的工作情况

1YA通电，电液换向阀左位工作，

大泵→单向阀5→→电液换向阀7→行程阀14→主液压缸无杆腔

小泵2→单向阀5→→电液换向阀7→行程阀14→主液压缸无杆腔

液压缸有杆腔→电磁阀11→电液换向阀7→单向行程调速阀8→油箱（差动换接）B、工进过程中个工作元件的工作情况

3YA通电，切断差动油路，

快进行程到位，挡铁压下行程阀8，切断快进油路，3YA通电，切断差动油路，快进转工进，液压系统工作压力升高到溢流阀5调定压力，进油路高压油切断单向阀5 供油路,打开外控顺序阀4，大泵卸荷，接通经背压阀12通油箱油路。

大泵→外控顺序阀4（卸荷阀）→油箱（大泵卸荷）

小泵2→→电液换向阀7→单向行程调速阀8→主液压缸无杆腔

主液压缸有杆腔→电磁阀11→电液换向阀7→背压阀12→油箱

C、快退过程中个工作元件的工作情况

1YA断电，2Y A、3Y A、4Y A通电

工进结束，液压缸碰上死挡铁，压力升高到压力继电器调定压力，压力继电器发出信息，1YA断电，2Y A、3Y A、4Y A通电

大泵→单向阀5→电液换向阀7→电磁阀11→主液压缸有杆腔