搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),搖臂,鉆床,液壓,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)v答辯人：v指導(dǎo)老師：v1.液壓技術(shù)概況v 液壓傳動(dòng)控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過(guò)程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。從原理上來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說(shuō)，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面承受的壓力比較小，而大的活塞上承受的壓力也就比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過(guò)液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的 。v2.制定調(diào)速方案v 目前，大部分的鉆床機(jī)床的卡盤，鉆頭等都是由液壓來(lái)控制的。而他們的基本工作原理都是：通過(guò)液壓系統(tǒng)回路，來(lái)實(shí)現(xiàn)控制卡盤的卡緊，松開及對(duì)不同的零件類型來(lái)實(shí)現(xiàn)正鉆、反鉆的控制。而它們的工作循環(huán)大都為：快進(jìn)-卡緊-保壓-鉆孔-松開v著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。v3.選擇液壓動(dòng)力源v 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。v4.繪制液壓系統(tǒng)圖v 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以基本擬訂本次所設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床液壓控制系統(tǒng)的原理圖及電磁鐵動(dòng)作表：電磁動(dòng)作表：YV1YV2YV3YV4缸進(jìn)給+-缸返回-+馬達(dá)正轉(zhuǎn)+-馬達(dá)反轉(zhuǎn)-+v液壓回路圖：1 液位計(jì);2 空氣濾清器;3 油箱;4 液壓泵電機(jī);5 過(guò)濾器;6 單向變量液壓泵;7,13 減壓閥;8,14 壓力繼電器;9,15 三位四通換向閥;10,11,16,17 雙單向節(jié)流閥;12 液壓缸;18 雙向變量液壓馬達(dá)v 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免錯(cuò)誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件。v5.液壓執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與選用液壓執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與選用v5.1 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)v 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，他們液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，他們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。v5.1.1 搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù) v系統(tǒng)工作壓力：2.8MPa3.5MPav系統(tǒng)流量：18L/minv馬達(dá)工作壓力：1.8MPav馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍：150r/min2000r/minv液壓缸工作壓力：1.5MPa v5.1.2 初步估算系統(tǒng)工作壓力 v 此鉆床液壓控制系統(tǒng)，壓力最大時(shí)是在馬達(dá)全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)，油壓是由液壓泵提供的，其它工況時(shí)，載荷都沒有此時(shí)大，所以系統(tǒng)的工作壓力暫定為此時(shí)的工作壓力1.8Mpa 。v而液壓系統(tǒng)的最大工作壓力應(yīng)按下式計(jì)算：v P1=Ps+P 式中 P1系統(tǒng)最大工作壓力v P 液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力v由本設(shè)計(jì)系統(tǒng)求得：該系統(tǒng)的最大工作壓力取v v5.2 管道尺寸的確定管道尺寸的確定 v 液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應(yīng)有足夠的通流截面和承壓能力，同時(shí)，應(yīng)盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。本設(shè)計(jì)為低壓系統(tǒng)，故選用焊接鋼管作為回路的管路。v管道內(nèi)徑及壁厚是液壓管道的兩個(gè)主要參數(shù)，計(jì)算公式如下：v v式中 qv 系統(tǒng)流量v V系統(tǒng)流速v5.3 液壓泵的選擇液壓泵的選擇 v 選擇液壓泵的主要依據(jù)是其最大工作壓力和最大流量，同時(shí)還要考慮定量或變量、轉(zhuǎn)速、容積效率等。v1)確定液壓泵的額定壓力：v v 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失。的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并會(huì)出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單，流速不大的，取v2)確定液壓泵的流量v v式中 K泄露系數(shù) 一般取1.11.3，本文取K=1.2；v 系統(tǒng)最大流量v 一般比系統(tǒng)流量大2 L/min3L/min v3)選擇泵的規(guī)格 v根據(jù)以上求得的 和 值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所以選擇的泵的額定壓力一般要比最大工壓力大2060。v泵取YBX-16限壓式變量泵，排量調(diào)節(jié)為0ml/r25ml/r，額定壓力6.3Mpa，調(diào)節(jié)范圍2.0MPa 6.3MPa，轉(zhuǎn)速600r/min1500r/min，額定功率為2.6Kw，效率70。v5.4 液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇v 液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時(shí)，其液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率一般可直接從產(chǎn)品樣本或技術(shù)手驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率一般可直接從產(chǎn)品樣本或技術(shù)手冊(cè)中查得，但其數(shù)值在實(shí)際中往往偏大。因此，冊(cè)中查得，但其數(shù)值在實(shí)際中往往偏大。因此，也可以根據(jù)具體工況用下述方法計(jì)算出來(lái)。也可以根據(jù)具體工況用下述方法計(jì)算出來(lái)。v 整個(gè)系統(tǒng)中所需功率最大的工況是發(fā)生在馬整個(gè)系統(tǒng)中所需功率最大的工況是發(fā)生在馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速的情況下。達(dá)最大轉(zhuǎn)速的情況下。v式中式中 泵的最大工作壓力泵的最大工作壓力v 泵的流量泵的流量v 泵的總效率泵的總效率v 綜上所述，由廠家樣本中查出本系統(tǒng)所選擇的電機(jī)型號(hào)為Y100L2-4 額定功率3kw 轉(zhuǎn)1420r/min。v5.5 液壓馬達(dá)的選取液壓馬達(dá)的選取 v 馬達(dá)工作壓力為1.8Mpa。選用YM-A19B，理論排量 19ml/r，額定壓力6.0Mpa，調(diào)速范圍150r/min-2000r/min，最高轉(zhuǎn)矩 10Nm-80Nm，機(jī)械效率大于90。v馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩v取馬達(dá)的機(jī)械效率0.95，則理論轉(zhuǎn)矩為v6 系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算 v6.1計(jì)算發(fā)熱功率計(jì)算發(fā)熱功率 v 系統(tǒng)發(fā)熱來(lái)源于系統(tǒng)內(nèi)部的能量損失，如液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失、溢流閥的溢流損失、液壓閥及管道的壓力損失等。這些能量損失轉(zhuǎn)換為熱能，使油液溫度升高。油液的溫升使粘度下降，泄漏增加，同時(shí)，使油分子裂化或聚合，產(chǎn)生樹脂狀物質(zhì)，堵塞液壓元件小孔，影響系統(tǒng)正常工作，因此必須使系統(tǒng)中油溫保持在允許范圍內(nèi)。因?yàn)橐簤洪y等液壓元件能量損失較少，故本文主要計(jì)算液壓泵的發(fā)熱功率。v式中：PS為液壓泵的輸入功率(W)；v 為液壓泵的總效率。v6.2 計(jì)算散熱功率計(jì)算散熱功率v 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個(gè)散熱液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因?yàn)槊嫔l(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因?yàn)楣艿赖纳崦娣e較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)管道的散熱面積較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般略去不計(jì)，只考慮油生的熱量基本平衡，故一般略去不計(jì)，只考慮油箱散熱。箱散熱。v前面求得有效容積為前面求得有效容積為0.1 ，按，按 求求各邊之積：各邊之積：選各邊均為0.5m。式中 At 有效散熱面積v式中 散熱功率；v 散熱系數(shù)；取 ；v 溫差取 ；v油箱散熱功率滿足系統(tǒng)發(fā)熱功率的需要。結(jié) 論v 本液壓站是搖臂鉆床的控制系統(tǒng) 它通過(guò)對(duì)液壓油的壓力及流量控制來(lái)完成對(duì)鉆床夾盤的夾緊與松開，力的大小，鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止，轉(zhuǎn)速的大小等相關(guān)控制。系統(tǒng)采用了進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路，功率損失小，這對(duì)調(diào)速范圍不需很大，負(fù)載較小且基本恒定的鉆床來(lái)說(shuō)是很合適的。此外，進(jìn)口節(jié)流調(diào)速的形式在液壓缸回路中不易造成較大的背壓，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，使質(zhì)量較小的鉆床工作時(shí)的加速制動(dòng)，也有助于防止空氣的滲入。Thats all,thank you.