(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
p1?2.5MPa。
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pb=0.8MPa。
执行元件背压力
系统类型 简单系统或轻载节流调速系统 回油路带调速阀的系统 回油路设置有背压阀的系统 用补油泵的闭式回路 回油路较复杂的工程机械 回油路较短且直接回油
背压力/MPa 0.2~0.5 0.4~0.6 0.5~1.5 0.8~1.5 1.2~3 可忽略不计 A1?F23333?m2?1.11?10?2m2 11p1?pb2.5?106??0.8?106224A1活塞直径D???4?1.11?10?2??0.119m?119mm,参考下表可知,活塞直
径应取标准值125mm。
液压缸活塞杆外径尺寸系列
—————— 摘自GB/T2348—1993(mm)
4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140
活塞杆直径d=0.71D=88.75mm,按GB/T2348——1993,取d=90mm。 由此求得: 无杆腔面积 A1? 160 180 200 220 250 280 320 360 ?D24?12266mm2
有杆腔面积A2??(D2?d2)4?5907mm2
活塞杆面积 A3??d24?6359mm2
最低稳定速度验算:
最低速度为工进速度umin,工进采用无杆腔进油,单向行程调速阀调速,最小稳定流量qmin?0.1L/min,则:
A1?qmin/umin?0.1L/min?0.0830m2?830mm2
120mm/min故满足最低速度要求。
根据计算出的液压缸的尺寸,可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率。
液压缸所需的实际流量、压力和功率 工作计算公式 负载F 进油压力 回油压力 循环 N pj pb 差动3333 F??pA2 9.89?105 14.89?105 快进 Pj?A1?A2快进时,液压缸有杆腔q?(A1?A2)?1 进油,压力为pj,无杆P?pjq 腔回油,压为pb=pj+Δp (Δp为液压缸差动连接时,回油口到进油口之间的压力损失,取Δp=0.5MPa) 所需流量 L/min 38.154 输入功率P KW 0.629 工进 F?pbA2Pj?A1 23333 22.9?105 8?105 工进时背压为pb=0.8Mp 1.472 0.056 q?A1?2 P?pjq 快退 F?pbA1 Pj?A23333 16.0?105 5?105 快退时背压为pb=0.5Mp 35.442 0.945 q?A2?3 P?pjq
3.液压泵参数的计算 (1)计算最高工作压力
由上表可知,液压缸在工进时工作压力最大,最大工作压力为p1?2.29Mpa,如在调速阀进口节流调速回路中,选取进油路上的总压力损失∑?p=0.6MPa,考虑到压力继电器的可靠动作要求压差?p=0.5MPa,则泵的最高工作压力估算为
Pp?P1???p??p?2.29?0.6?0.5?3.39Mpa
因此泵的额定压力可取Pr?1.25?3.39MPa?4.24MPa (2)计算液压泵的流量
由上表可知,油源向液压缸输入的最大流量为38.154L/min ,若取回路泄漏系数K=1.1,则两个泵的总流量为
qp?Kq1?1.1?38.154L/min?41.97L/min
溢流阀的最小稳定流量为2.5L/min,工进时的流量为1.472L/min则小流量泵的流量qp1?(1.1?1.472?2.5)?4.12L/min小流量泵的流量最少应为4.12L/min。
所以大流量泵的流量qp2?qp?qp1?41.97?4.12?37.85L/min (3)确定液压泵的规格和电动机功率
根据以上压力和流量数值查阅产品样本,并考虑液压泵存在容积损失,最后确定选取PV2R12-6/41型双联叶片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分别为6mL/min和41mL/min。
由于液压缸在快退时输入功率最大,若取液压泵总效率ηp=0.8,这时液压泵的驱动电动机功率为
P?pmax?p?0.945Kw?1.18Kw
0.8