组合机床动力滑台液压系统分解

机械制造技术课题报告——组合机床动力滑台液压系统

专业：测控技术与仪器

班级：2012级1班

学号：201200800070

姓名：张晓雪

设计其动力滑台部分的液压系统，具体内容要求如下：

切削阻力F=18KN，滑台自重G=25KN，平台导轨的静摩擦系数为0.24，动摩擦系数为0.12，快进/退速度为6m/min，工件速度120mm/min，最大行程400mm，其中工进行程240mm，启动换向时间0.12s,液压缸的机械效率为0.9。

即机床的工作参数如下：

滑台自重G=25000N

切削阻力F t=18000N

静摩擦系数f s=0.24

动摩擦系数f d=0.12

最大行程l=400mm

工进行程l=240mm

快进、快退速度v1=v3=0.1m/s

工进速度v2=0.002m/s

启动、换向时间T=0.12s

一、工况及负载分析，绘制负载及速度循环图

1.运动分析

组合机床动力滑台的工作循环

速度位移图

2.负载分析 （1）负载计算

①工作阻力 N F t 18000= ②摩擦阻力

已知采用平导轨，且静摩擦系数24.0=s f ，动摩擦系数12.0=d f ，正压力

N F N 25000=，则：

静摩擦阻力 N F fs 60002500024.0=⨯= 动摩擦阻力 N F fd 30002500012.0=⨯=

③惯性力 N t v g G F m 212612.08.960/625000=⨯⨯=∆∆⋅=

（2）液压缸各运动阶段负载

液压缸的机械效率 9.0=η，则液压缸在各个工作阶段的总接卸负载可以算出，结果见下表：

运动阶段 计算公式

计算过程 总接卸负载F/N 启动 η/fs F F =

F=6000/0.9

6667 加速 η/)(m fd F F F += F=(3000+2126)/0.9 5696 快进 η/fd F F = F=3000/0.9 3333 工进 η/)(fd t F F F += F=(18000+3000)/0.9 23333 快退

η/fd F F =

F=3000/0.9

3333

负载循环工作图

二、液压原理分析，拟定及绘制液压系统原理图

1.工作原理

电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油，油液被加压后，从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少，工作台的移动速度减少。由此可见，速度是油量决定的。

2.拟定液压系统原理图

（1）选择油源形式

在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。从提高系统效率、节省能量角度来看，比较双联叶片泵和限压式变量叶片泵的优缺点，可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。

回路如下：

（2）选择快速运动和换向回路

本系统采用液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀。

回路如下：

（3）选择速度换接回路

由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化大，为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回路。

回路如下：

（4）选择调速回路

这台机床液压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为防止负载突变，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。

（5）选择调压和卸荷回路

滑台工进时，高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定，无需另设调压回路。在滑台工进和停止时，低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷，高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷，但功率损失较小，故可不需再设卸荷回路。

2.绘制液压原理图

将上面选出的液压基本回路组合在一Array起，经修改和完善，可得到完整的液压系统

工作原理图，如图所示。

增设单向阀6的作用是：解决滑台工进

时进、回油路串通使系统压力无法建立的问

题。

添置单向阀13的作用是：避免机床停

止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气

进入系统，影响滑台运动的平稳性。

增设压力继电器14的作用：提高位置

精度。当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，

它发出快退信号，操纵电液换向阀换向。

三、根据负载工况及系统原理，选择所需液压元件及辅件

1.初选液压缸的工作压力

工作压力的选定关系到设计出的系统是否经济合理，工作压力低，则要求执行元件的容量大，即尺寸大、质量大，系统所需流量也大；压力过高，则对元件的制造精度和系统的使用维护要求提高，并使容积效率降低。一般是根据机械的类型来选择工作压力。

此主机类型为组合机床，故选择工作压力为2~3MPA，故选择工作压力MPa

。

p5.2

1

2.确定执行元件的主要尺寸

液压缸的主要尺寸是指缸筒内径Ｄ、活塞杆直径ｄ等。根据液压缸的负载、运动速度、行程长度和选取的工作压力，即能确定上述尺寸。

动力滑台快进和快退速度相等，快进时液压缸差动连接。工进时为防止负载突变采用背压，参考以下表格，选背压为p b=0.8MPa。

执行元件背压力

系统类型背压力/MPa

0.2~0.5

简单系统或轻载节流调

速系统

回油路带调速阀的系统0.4~0.6

0.5~1.5

回油路设置有背压阀的

系统

用补油泵的闭式回路0.8~1.5

1.2~3

回油路较复杂的工程机

械

回油路较短且直接回油可忽略不计