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需要注意的是:调速阀 5 的节流口要小于调速阀

日期:2020-07-09 11:01 作者:小米德州

  机床动力滑台液压系统设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。《液压与气压传动 B》三级项目 题目: 机床动力滑台液压系统设计 班 级: 机电一班________ 小组成员: 周洲 周健 岳占胜 指导教师: 袁晓明__________ 提交时间: 2017 年

  《液压与气压传动 B》三级项目 题目: 机床动力滑台液压系统设计 班 级: 机电一班________ 小组成员: 周洲 周健 岳占胜 指导教师: 袁晓明__________ 提交时间: 2017 年 6 月 20 日_ — 第一部分 摘要和关键词 一、 摘要 动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件,根据加工需要滑台上装有各 种用途的动力头和主轴箱,以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、铣削及攻丝等工序。动 力滑台有机械动力滑台和液压动力滑台之分,液压动力滑台上一般只装上液压缸,有时也可 能再装个行程阀,至于液压泵和阀类元件则通常都安装在专门的液压泵站上。 二、 关键词 组合机床 通用部件 进给运动 第二部分 前言 液压系统是组合机床及其自动线的重要组成部分。液压系统与机械、电气相配合,实现 机床或自动线的自动工作循环。液压系统设计得是否合理,直接影响和自动线的工作性能。 因此,对组合机床及其自动线的液压系统的设计方法和原则加以探讨是很必要的。当然,液 压系统的性能的优劣,不仅与液压系统有关,而且与所采用的液压元件有密切的关系。 第三部分 报告正文 一、 YT4543 型动力滑台液压系统 1.功能 (1)能在变负载或断续负载的条件下工作,能保证动力滑台的进给速度,特别是最小进给 速度稳定。进给范围要求为 0.006 ~ 0.66m/min。 (2)能承受规定的最大负载,并具有较大的“工进”调速范围,以适应不同工序的工艺需 要。例如,钻孔时轴向进给力和进给量都较大,而精镗时进给力和进给量都很小。为此,像 YT4543 型那样的液压滑台的最大进给力规定为 45 000 N,而调速范围 Re100。 (3)能实现快速前进和快速退回,(YT4543 型液压动力滑台的快速运动速度为 7.3m/min)。 (4)合理利用能量,提高系统效率,减少发热,合理解决工进速度和快动速度差值间的矛 盾。 动力滑台的液压系统,在电气和机械装置的配合下,可以根据不同的加工要求,实现图 1 所示的各种工作循环。 欢迎下载 2 — 图 1 液压动力滑台的工作循环图 2.工作原理 由图可见,这个系统采用限压式变量泵供油,用电液换向阀换向,用行程阀实现快进和 工进的变换,用电磁阀实现两个工作进给间的变换。 图 2 YT4543 型组合机床动力滑台 液压系统原理图 1-滤油器;2-变量泵;3、9、16-单向阀,4、8、10、1l、18、20-管路;15-电液动换向阀;6背压阀;7-远控顺序阀;12、13-节流阀;14-电磁阀;15-压力继电器;l7-行程阀;19-液压缸 欢迎下载 3 — (1)快进(差动连接) 按下启动按钮,三位五通电液动换向阀 5 的先导电磁换向阀 1YA 得电,使之阀芯右 移,左位进入工作状态,这时的主油路是: 进油路:滤油器 1→变量泵 2 →单向阀 3 →管路 4 →电液换向阀 5 的 P 口到 A 口→ 管路 10、11 →行程阀 17 →管路 18 →液压 缸 19 左腔。 回油路:缸 19 右腔→管路 20 →电液动 换向阀 5 的 B 口到 T 口→油路 8 →单向阀 9 →油路 11 →行程阀 17 →管路 18 →缸 19 左腔。 这时形成差动连接回路。因为快进时, 滑台的载荷较小,同时进油可以经阀 17 直通 油缸左腔,系统中压力较低,所以变量泵 2 输出流量大,动力滑台快速前进,实现快进。 (2)第一次工进 在快进行程结束时,滑台上的挡铁压下 行程阀 17,行程阀上位工作,使油路 11 和 18 断开。电磁铁 1YA 继续通电,电液动换向 阀 5 左位仍在工作,电磁换向阀 14 的电磁铁 处于断电状态。进油路必须经调速阀 12 进入 液压缸左腔,与此同时,系统压力升高,将 液控顺序阀 7 打开,并关闭单向阀 9,使液压 缸实现差动连接的油路切断。回油经顺序阀 7 和背压阀 6 回到油箱。这时的主油路是: 进油路:滤油器 1 →变量泵 2 →单向阀 3 →电液动换向阀 5 的 P 口到 A 口→油路 10 →调速阀 12 →二位二通电磁换向阀 14 →油 路 18 →液压缸 19 左腔。 回油路:缸 19 右腔→油路 20 →电液动 换向阀 5 的 B 口到 T 口→管路 8 →顺序阀 7 →背压阀 6 →油箱。 因工作进给时油压升高,则变量泵 2 的 流量自动减小,动力滑台向前做第一次工作 进给,进给量的大小可以用调速阀 12 调节。 欢迎下载 4 — (3)第二次工进 在第一次工作进给结束时,滑台上的挡铁 压下行程开关,使电磁阀 14 的电磁铁 3YA 得 电,阀 14 右位接入工作,切断了该阀所在的 油路,经调速阀 12 的油液必须经过调速阀 13 进入液压缸的右腔,其它油路不变。 由于调速阀 13 的开口量小于阀 12,进给 速度降低,进给量的大小可由调速阀 13 来调 节。 (4)死挡铁停留 当动力滑台第二次工作进给终了碰上 死挡铁后,液压缸停止不动,系统的压力进 一步升高,达到压力继电器 15 的调定值时, 经过时间继电器的延时,再发出电信号,使 动力滑台退回。 在时间继电器延时动作前,滑台停留在 死挡铁限定的位置上。 欢迎下载 5 — (5)快退 时间继电器发出电信号后,2YA 得电, 1YA 失电,3YA 断电,电液动换向阀 5 右 位工作,这时的主油路是: 进油路:滤油器 1→变量泵 2→单向 阀 3→油路 4 →换向阀 5 的 P 口到 B 口→ 油路 20 →缸 19 的右腔。 回油路:缸 19 的左腔→油路 18 → 单向阀 16 →油路 11 →电液动换向阀 5 的 A 口到 T 口→油箱。 这时系统的压力较低,变量泵 2 输出 流量大,动力滑台快速退回。由于活塞杆 的面积大约为活塞的一半, 所以动力滑 台快进、快退的速度大致相等。 (6)原位停止 当动力滑台退回到原始位置时,挡块压下 行程开关,这时电磁铁 1YA、2YA、3YA 都失 电,电液动换向阀 5 处于中位,动力滑台停 止运动,变量泵 2 输出油液的压力升高,使 泵的流量自动减至最小。 表 1 是这个液压系统的电磁铁和行程阀的 动作表。 欢迎下载 6 — 1YA 2YA 3YA 17 快进 一工进 二工进 死挡铁停留 快退 原位停止 + - - - + - - + + - + + + - + + - + - - - - - - 表 1 YT4543 型组合机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表 3.性能分析 YT4543 型液压动力滑台的液压系统主要由下列一些回路组成:“限压式变量叶片泵-调速 阀-背压阀”式调速回路,差动连接式快速运动回路,电液换向阀式换向回路,行程阀和电 磁阀式速度换接回路,三位换向阀式换向回路。系统的性能主要是由这些基本回路决定的, 具体特点如下: (1)“限压式变量泵-调速阀-背压阀”式调速回路能保证稳定的低速运动,较好的速度 刚性和较大的调速范围。 YT4543 型液压动力滑台的最小进给速度较低(6.6 mm/min),进给调速范围较大(约 100), 单纯容积调速回路由于存在泄漏,低速运动时稳定性较差,而且普通变量泵调速范围也不够 宽;调速阀式节流调速回路虽然速度刚性较好,调速范围也能满足要求,但由于有溢流损失, 功率损耗很大(低速进给和死挡块停留时尤其严重),发热也大。 由此可见,这里采用“限压式变量泵-调速阀”式容积节流调速回路是比较合理的。进给时, 在回油路上增加了一个背压阀,这样做一方面是为了改善速度稳定性(避免空气渗入系统, 提高传动刚度),另一方面是为了使滑台能承受一定的与运动方向一致的切削力。因而这个 调速回路中增加一个背压阀亦是十分必要的。 此外,滑台液压系统采用进口节流式的调速还有以下一些优点: (a)起动时、快进转工进时前冲量都较小; (b)死挡块停留时便于利用压力继电器发出信号; (c)在液压缸中不致出现过大的压力(在出口节流系统中,当油腔面积比 A1 / A2 = 2, 且负载和速度同向时,液压缸回油腔中压力会比泵的供油压力大一二倍)。 (2)限压式变量泵加上差动连接式快动回路使能量利用经济合理。 YT4543 型液压动力滑台快速运动速度约为最大工进速度的 10 倍,这里如只采用差动连接式 快动回路,或流量能自动匹配的变量泵式供油回路,问题不能得到解决。限压式变量泵供油 回路在快动时能输出最大流量,工进时只输出与液压缸需要相适应的流量,在死挡块停留时 只输出补偿系统泄漏所需的流量,没有溢流损失,故能量损耗小。 这个系统在滑台停止时由于变量泵要输出一些流量来补偿泄漏,仍须损耗一部分功率,因此 采用了换向阀式低压卸荷回路来减少这种损耗。 (3)采用行程阀与远控顺序阀实现快进转工进的换接,不仅能简化机床电路,而且动作可 靠,转换精度也比电气控制式的高。至于一次工作进给与二次工作进给之间的转换,则由于 工进速度都较低,通过调速阀 6 的流量很小,转换过程中调速阀 7 动作滞后和滑台惯性等的 影响都很小,采用电磁阀式换接完全能保证所需的转换精度。 采用了由限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。它既满足系统调速范围大,低速 欢迎下载 7 — 稳定性好的要求,又提高了系统的效率。 二、 用旁路调速机床动力滑台液压系统 1.工作原理 由图可见,这个系统采用限压式变量泵供油,用电磁换向阀换向,用调速阀实现快进和 工进的变换,用电磁阀实现两个工作进给间的变换。 图 2 用旁路调速机床动力滑台液压系统原理图 1--变量泵;2,4--电磁换向阀;3--液压缸;5,6--调速阀 (1)快进 泵 1--三位四通换向阀 2 左腔--液压缸 3 左腔 液压缸 3 右腔--三位四通换向阀 2 左腔--油箱 (2)一次工进 泵 1--三位四通换向阀 2 左腔--液压缸 3 左腔 泵 1--三位四通换向阀 3 左腔--阀 5--油箱 (3)二次工进 泵 1--三位四通换向阀 2 左腔--液压缸 3 左腔 泵 1--三位四通换向阀 3 右腔--阀 6--油箱 (4)快退 泵 1--三位四通换向阀 2 右腔--液压缸 3 右腔 液压缸 3 左腔--三位四通换向阀 2 右腔--油箱 欢迎下载 8 — 1YA 2YA 3YA 4YA 快进 + - - - 一次工进 + - + - 二次工进 + - - + 快退 - + - - 表 2 用旁路调速机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表 三、 二次进给进油路上并联俩个调速阀的组合机床液压系统 当被加工工件在需要加工孔的同时,又要刮端面或倒角时,组合机床的进给液压系统需 要二次工作进给(一般第一次进给量比第二次进给量大)。 图 3 是在进油路上并联两个调速阀实现速度换接的回路,这种速度换接回路一般用在需 要二次工作进给的组合机床液压系统中。例如淬火机械手的调速回路中。 图 3 二次进给进口调速换接回路 1-滤油器;2-单向变量油泵;3-溢流阀;4-三位五通电磁换向阀; 5-二位二通电磁换向阀; 6-定杆式液压缸;7、9-调速阀;8-二位五通电磁换向阀 1.工作原理 (1)快进 液压泵 2--换向阀 4 右位--换向阀 5 左位--液压缸 6 左腔 液压缸 6 右腔--换向阀 4--油箱 (2)一次工进 液压泵 2--换向阀 4--调速阀 7--换向阀 8--液压缸 6 左腔 液压缸 6 右腔--换向阀 4--油箱 调速阀 9--油箱 欢迎下载 9 — (3)二次工进 液压泵 2--换向阀 4--调速阀 9--换向阀 8--液压缸 6 左腔 液压缸 6 右腔--换向阀 4--油箱 调速阀 7--油箱 (4)快退 液压泵 2--换向阀 4 左位--液压缸 6 右腔 液压缸 6 左腔--换向阀 5 左位--换向阀 4 左位--油箱 快进 一次工进 二次工进 快退 1YA 2YA 3YA 4YA + - + - + - - - + - - + - + + - 表 3 二次进给进油路上并联俩个调速阀机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表 四、 二次进给回油路上串联调速阀的组合机床液压系统 图 4 所示为回油路上串联调速阀的速度换接回路。 一般用于自动淬火机床的液压系统及双 轴液压自动成型车床的滑台液压回路中。需要注意的是:调速阀 5 的节流口要小于调速阀 4 的节流口才能实现第二次进给的运动速度小于第一次进给的运动速度。 图 4 二次进给调速阀串联换接回路 1-定量油泵;2-电磁换向阀;3-定杆式液压缸;4、5-调速阀;6、7、9-二位二通电磁换向 阀;8-溢流阀 1.工作原理 (1)快进 液压泵 1--换向阀 2 左位--液压缸 3 左腔 欢迎下载 10 — 液压缸 3 右腔--换向阀 6 右位--换向阀 7 右位--换向阀 2--油箱 (2)一次工进 液压泵 1--换向阀 2 左位--液压缸 3 左腔 液压缸 3 右腔--调速阀 4--换向阀 7--换向阀 2--油箱 (3)二次工进 液压泵 1--换向阀 2 左位--液压缸 3 左腔 液压缸 3 右腔--调速阀 4--调速阀 5--换向阀 2--油箱 (4)快退 液压泵 1--换向阀 6 右位--换向阀 7 右位--液压缸 3 右腔 液压缸 3 左腔--换向阀 2 右位--油箱 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 快进 + - + + - 一次工进 + - - + - 二次工进 + - - - - 快退 - + + + - 卸荷 - - - - + 表 4 二次进给回油路上串联调速阀机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表 第四部分 成员贡献及心得感受 一、 成员贡献: 在组长的明确分工下,组员周健负责收集资料以及 WORD 制作,组员岳占胜负责收 集资料 PPT 制作,组长周洲负责新方案设计。 二、 感想: 在组长的带领下,我们团结一致,通力合作,虽然对液压系统还不是非常了解,但 是经过自学与请教老师同学,最终还是克服重重困难,完成了该三级项目。通过这次项 目,我们不仅收获了知识,巩固了基础,还获得了设计机床滑动平台的些许经验,对我 们今后的学习与工作有很好的帮助。 第五部分 参考文献 [1] 傅水根,《机械制造工艺基础》(第 2 版),清华大学出版社 [2] 严绍华,《材料成形工艺基础》(第 2 版),清华大学出版社 欢迎下载 11

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