液压 设计

一、分析负载

1.外负载

对于金属切削机床来说，即为沿着活塞运动方向的切削力

为=12000N

2.惯性负载

取t=0.2s

3.阻力负载

静摩擦阻力

动摩擦阻力

由此得出液压缸在各工作阶段的负载如下表1-1所示。

表1 液压缸在各工作阶段的负载F （单位：N）

工况负载组成负载值F工况负载组成负载值F

启动3600工进13800

加速2565快退1800

快进1800

注：不考虑动力滑台上颠复力矩的作用。

由于==5m/min、=200mm、=200mm，快退行程=400mm，工进速度=20

～120mm/min。按上表数值绘制负载图、速度图如下所示。

图1 图2

二、确定执行元件主要参数

由表8-7和8-8可知，组合机床在最大负载约为12000N时液压系统宜取压力=3MPa。

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杆式的，并在快进时作差动连接，通常利用差动连接液压缸活塞杆较粗，可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式这种情况下，液压缸无杆腔的工作面积应为有杆腔工作面积的两倍，即=2，而活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系。

在工进过程中，当被加工件上的孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸回油路上必须有背压，参考表8-3取=0.6MPa，快进时液压缸作差动连接，管路中有压力损失，有杆腔压力应略大于无杆腔，但其差值较小，可选取0.3MPa，考虑快退时

回油腔中也是具有背压的这是也可按0.6MPa估算。

由一工进时的负载值按表8-9中的公式计算液压缸面积

===26.62

==2=53.24

D==0.08

d=0.707D=0.058

将这些直径按GB/T2348-2001圆整成就近标准值得D=0.08

d=0.063 (液压系统设计手册表2-4、2-5)

由此求得液压缸两腔的实际有效面积为50.27， 19.09。

经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。

根据上述D和d值，可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力、流量

和功率，如表下图，

工况负载

F/N

回油腔压

力

进油腔

压力

输入

流量

输入功

率P/kW

快进（差动）起

动

36000 1.20

加

速

2565 1.04

恒

速

18000.790.260.205

工进138000.6 3.090.010.0309

快快退起

动

36000 1.96加

速

2565

0.6

2.97

恒

1800 2.560.160.41速

并根据绘出工况图：

图3

三、设计液压系统方案和拟定液压系统原理图

设计液压系统方案

由于该机床是固定机械，且不存在外负载对系统作功的工况。并由图知，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。根据表8-5、表8-6该液压系统以采用回油节流调速回路。为了解决镗孔是按滑台突然前冲，回油路设置背压阀。

1.确定供油方式

考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减小发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片保泵。

2.调速回路的选择

在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据该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的特点，决定采用限压式变量泵和调速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，并且调速阀装在回油路上，具有承受负切削力的能力。

图4

3.速度换接回路的选择

本系统采用电磁阀在快慢速换接回路，它在特点是结构简单是、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度热换接的平稳性较差。进给液压缸在快进时采用差动连接

图5

4.夹紧回路的选择

用二位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应失电夹紧方式。在该该回路中还装有装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。

图6

5.快速移动和换向回路

采用三位四通O型中位机能的电磁换向阀，实现工作台的快进快退。

图7

液压系统原理图如下图：

图8

电磁铁动作顺序表如下表所示：

动 作1YA2YA3YA4YA 快 进＋—＋—工 进＋———快 退—＋——停 止———＋

表2 电磁铁动作顺序表

四．液压系统的计算和选择液压元件

1.确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格

1）泵的工作压力的确定。考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为

式中 液压泵最大工作压力；

执行元件最大工作压力；

进油管路中的压力损失，本例取为0.5MPa， 则

上述计算所得的是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力贮备量，并保证泵的寿命，因此选泵的额定压力应满足（1.25至1.6）。本例中，取。

2）泵的流量确定。液压泵的最大流量应为，取,则

3）选择液压泵的规格。根据以上算得的再查阅有关手册，现选用YBX-25限压式变量叶片泵，该泵的基本参数为:每转排量 2.与液压泵匹配的电动机的选定

P= P n/η=4.67×18.72/0.75×60=1.9KW

查阅电动机产品样本，选用Y90S-4型电动机，其额定功率为

1.9kW，额定转速为1400r/min。

3.液压元件的选择

表3 液压元件明细表

序号

元 件 名

称

方 案通过流量

（L/min）