第3章 卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统的设计
YB1-12 YB1-16 YB1-25 YB1-32 YB1-40 YB1-50 YB1-63 YB1-80 YB1-100 12 16 25 32 40 50 63 80 100 6.3 960 2 2.2 4 5 5.5 7.5 10 12 13 20.0 16.0 8.7 3.5.2电动机功率的确定
由于液压缸在快退时输入功率最大，这相当于液压泵输出压力的2.2MPa，流量24L/min时的情况。如果双联泵的总功率为0.75，则液压泵的驱动电机所需要的功率为：
P=Ppqp/y=[2.2×10?6×24/(60×10?3)]/0.75=1.17kw
但是，根据YB1型双联叶片泵技术参数可知，液压泵（YB1-25）的驱动电机所需要的功率应该为4kw.故确定液压泵（YB1-25）的驱动电机所需要的功率为4kw.根据此数据查阅电机产品样本，选定电机为Y系列，定为Y90L-2和Y112M-2机型，如表3-9。
表3-9 Y系列电动机技术数据
型号 额定功率 电流A 转速r/min Y90L-2 Y112M-2 2.2 4.0 4.7 8.2 2840 2890 82 85.5 0.86 0.87 满载时 功率% 功率因子 额定转矩 最大转矩 2.2 2.2 3.5.3选择阀类元件
根据所拟定的液压系统原理图，计算分析通过各液压阀油液的最高压力和最大流量，选择液压阀的型号规格，列于下表3-10.
表3-10 液压元件的型号及规格
序 元件名称
型 号 规 格 调节压力估计通过流量件22
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号 1 双联叶片泵 三位五通电2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 液阀 行程阀 调速阀 单向阀 单向阀 液控顺序阀 背压阀 溢流阀 单向阀 过流器 I-63B XY-63B B-10B Y-10B I-63B XU-22×100 K-3B I-63B DP1-63B J-63B I-63B 24D-40B QCI-63B 35DY-63BYZ 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3MPa，3测点 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 2.0 0.8 5.4 4.5 4.6 大于插销压18 单向顺序阀 19 压力继电器 20 压力继电器 XI-63B DP1-63B DP1-63B 6.3Mpa 6.3Mpa 6.3Mpa 力 4.6 4.6 1 1 1 60 50 ＜1 60 45 25 ＜1 4 25 30 - 60 - 30 30 30 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 YB1-16/25 6.3MP，16 L/min 和25L/min /MPa /(L/min) - 数 1 12 压力表开关 13 单向阀 14 压力继电器 15 16 17 减压阀 单向阀 二位四通电磁阀 3.5.4.1 油管选择
油管内径可按下式计算： d=4Qmax?(??[V])。 Qmax—管内最大流量； [V]—许用流速。
（参见《液气压传动与控制》 袁子荣 主编 重庆大学出版社）
油管内径一般可参照所选的元件油可尺寸确定，也可以按管路允许流速进行计算，中高压系统优先选用无缝钢管，本系统油管选中×1.6（%表示直径fai）无缝钢筒。
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3.5.4.2 油箱选择（确定油箱容积）
小泵额定流量为： 16x960x0.9x10-3=13.82L/min; 大泵额定流量为： 25x10-3x960x0.9=21.6L/min; 大小泵流量和为： 13.82+21.6=35.424L/min; Qp=35.424L/min
油箱主要功能是储油和散热，通常根据散热要求来确定油箱容积，这里先根据一般经验值选取
低压系统 V=（2-4）Qp; 中压系统 V=(5-7)Qp; 高压系统 V=(6-12)Qp. Qp --额定流量
初步取V=7Qp=7x35.424=248L
油箱容积表：0 40 63 100 160 250 400 630 800 1000 1250（升L） 所以油箱容积可以初步选择：V1=250L和V2=400L 其他辅助元件的选择可按照要求选取。
另外油箱里应设置隔板，使回油和出油相隔开。
3.6液压系统的性能验算 3.6.1回路压力损失验算
压力损失包括管路的沿程损失△P1，管路的局部压力损失△P2和阀类元件的局部损失△Pa，总的压力损失为：
△P=△P1+△P2+△Pa
由于系统的管路布置还没有确定，整个回路的压力损失无法估算，仅能够根据阀类元件对系统产生的压力损失作为初步估算，供调定系统中一些压力值参考。
3.6.2热平衡演算
在所设计的系统中，工进在整个工作循环中所占的时间比例达92%[T=50/（50+2+2.05）=92%]，且此时效率最低，所以系统发热和油液温升主要是工进阶段造成的，可用工进时的状况来计算。
工进时液压缸的有效功率为：
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P0=P2Q2=FV2=25000×0.001W=25W 工进时电机功率为： P
电机=
（60?0.75?10?3）?5.8?10?6?13.82?10??3?0.3?10?3?21.6?? =
1.9KW
工进时总发热功率为： H=1900?25=1875W。
已选定油箱容积为V1=250L和V2=400L，A2=0.65?3V?2?0.65?3400?2?3.53m2 假定通风良好，取油箱散热系数K=15W/(m2?℃).由式9.44有：
?T=H/KA=1875?(15?3.53)=35.4℃，环境温度T2设为20℃，
T1=?T+T2=35.4+20=55℃（.参见《液气压传动与控制》 袁子荣 主编 重庆大学出版社）
一般油温推荐在30-55摄氏度范围内，最高不应超过65摄氏度，最低不应低于15摄氏度，所以T1热平衡也满足要求，V=V2=400L较合理。
3.7 本章小结
本章是液压传动系统的项目开发部分，是前二章学习的基础上知识的巩固和应用。通过对卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统的设计我们可以清楚地熟悉液压系统设计的思路、过程，设计中的注意问题等等，为以后液压项目的开发奠定了基础。
本章的大致内容为，先是液压系统技术要求的确定，接着根据系统液压选择电机、液压泵或者马达。然后是根据系统要求选定适合的液压回路和液压元器件，综合分析拟定传动系统图，修改整理，最后是根据选择的液压元器件和选择的方案进行修正。在这整个过程中要对系统的要求有充分的认识，在设计过程中需要合理选择所需要的回路和元器件，通过它们之间的合理配合可以达到更好的效果。在系统设计中可达到更优的目的。
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第4章 PLC系统的设计
第4章 PLC系统的设计
4.1动作要求
根据卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统的原理图可知：按下启动按钮SA，电磁铁3ZT通电，液压缸2执行定位动作；当液压回路上的压力达到进入夹紧液压缸的油路上单向顺序阀调定压力时，夹紧液压缸执行夹紧动作；在保证工件确实夹紧后，压力继电器3发出信号，使三位五通电液阀的1ZT得电，三位五通电液阀换向使回路连接成为差动回路，滑动台液压缸执行快进动作；当滑动台液压缸撞到行程阀开关2XK时，行程阀开关动作，快进动作结束，滑动台液压缸进入工进状态；当滑动台液压缸碰到行程阀开关3XK时工进结束，三位五通电液阀的2ZT得电，滑动台液压缸进入快退状态；当碰到行程阀开关1XK，1ZT、2ZT失电，快退结束；接着3ZT失电，夹紧液压缸松开，全部液压缸动作停止。
4.2 I/O接线图
4.2.1确定输入输出接点的总数
输入接点：启动开关SA1、总停开关SA2行程阀开关1XK、2XK、3XK分别为SQ1、SQ2、SQ3；液压电磁阀磁铁1ZT、2ZT、3ZT分别为SB1、SB2、SB3。总共9个；
输出接点：定位、夹紧、快进、工进、快退、松开、停止、停止延时、夹紧灯、快进灯、工进灯、快退灯
总共11个。
4.2.2估算PLC内存总数
选取PLC类型，PLC内存总数取决于程序指令的总数。PLC内存总数又是选取PLC类型的重要依据，为此依据下面的经验公式对指令总条数进行估算。
指令总条数：（10-20）×（输入总数+输出总数）
本设计中指令总条数（10～20）×（9+11）=200～400条。使用松下公司的FP1—C40（24个输入点16个输出点）小型可编程控制器。
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