液壓與氣壓傳動第8章典型的液壓與氣壓傳動系統(tǒng)ppt課件

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第八章典型的液壓與氣壓傳動系統(tǒng)第九章液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓與氣動技術(shù)主講教師 莫秋云 1 第八章典型的液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 通常 機(jī)器或機(jī)械設(shè)備中的液壓與氣壓傳動部分稱為液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 當(dāng)機(jī)器或設(shè)備的工作主體是用液壓或氣壓來傳動時 則它稱為液壓與氣壓設(shè)備 閱讀和分析液壓與氣動傳動系統(tǒng)圖的大致步驟和方法是 1 了解設(shè)備的用途及對液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的要求 2 初步瀏覽各執(zhí)行元件的工作循環(huán)過程 所含元件的類型 規(guī)格 性能 功用和各元件之間的關(guān)系 3 分析每一執(zhí)行元件的子系統(tǒng) 搞清楚基本回路參照動作順序表讀懂子系統(tǒng) 4 分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系 并讀懂在系統(tǒng)中是如何實(shí)現(xiàn) 5 在全面讀懂系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 歸納總結(jié)整個系統(tǒng)有哪些特點(diǎn) 以便加深對系統(tǒng)的理解 2 本章主要內(nèi)容 1 YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)2 氣壓傳動機(jī)械手氣壓系統(tǒng)83 剪板機(jī)液壓系統(tǒng)4 Q 2型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng) 3 概述 組合機(jī)床是適用于大批大量零件加工的一種金屬切削機(jī)床 組合機(jī)床能完成鉆 擴(kuò) 鉸 鏜 銑 攻絲等加工工序 動力滑臺是組合機(jī)床的通用部件 根據(jù)加工工藝要求 可在滑臺臺面上安裝動力箱 多軸箱及各種專用切削頭等動力部件 按一定動作循環(huán)完成進(jìn)給運(yùn)動 動力滑臺有機(jī)械和液壓兩類 由于液壓動力滑臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單 配上電器后實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的自動工作循環(huán)容易 又可以方便地對工進(jìn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié) 因此它的應(yīng)用比較廣泛 4 8 1YT4543型組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)的工作原理 1 YT4543型組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)的工作原理YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理動畫滑臺動作循環(huán) 快進(jìn) 一工進(jìn) 二工進(jìn) 停留 快退 原位停止 5 2 YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)控制元件的動作順序表如下 電磁鐵 壓力繼電器和行程閥動作順序表根據(jù)以上液壓系統(tǒng)不同工作循環(huán)時的回路 得到相應(yīng)的進(jìn)油路和回油路 控制元件動作順序 1 快進(jìn)進(jìn)油路 過濾器泵14單向閥13液動換向閥12左位行程閥8液壓缸7左腔回油路 液壓缸7右腔液動換向閥12左位單向閥3行程閥8液壓缸7左腔2 第一工進(jìn)進(jìn)油路 過濾器泵14單向閥13液動換向閥12左位調(diào)速閥4電磁換向閥9右位液壓缸7左腔 6 回油路 液壓缸7右腔液動換向閥12左位液壓順序閥2背壓閥1油箱3 第二次工進(jìn)第二次工作進(jìn)給的油路基本與第一次工作進(jìn)給的油路相同 不同的是當(dāng)?shù)谝淮喂ぷ鬟M(jìn)給到指定位置時 滑臺上行程擋鐵壓下行程開關(guān) 發(fā)出電信號使電磁鐵3YA得電 電磁換向閥9左位接入油路 這時液壓油必須通過調(diào)速閥4和調(diào)速閥10進(jìn)入液壓缸7的左腔 回油路和第一次工作進(jìn)給完全相同 4 死擋鐵停留當(dāng)滑臺完成第二次工作進(jìn)給后 碰上死擋鐵 滑臺停止運(yùn)動 使液壓缸7左腔壓力升高 當(dāng)壓力升高到根據(jù)工藝要求的壓力繼電器5的調(diào)定值時 壓力繼電器發(fā)出信號給時間繼電器 使滑臺在死擋鐵停留一定時間后再開始下一動作 停留時間由時間繼電器來調(diào)定 7 5 快退滑臺停留時間結(jié)束后 時間繼電器發(fā)出滑臺快退信號 使電磁鐵1YA斷電 2YA通電 先導(dǎo)電磁閥右位接入系統(tǒng) 液動換向閥右位也接入系統(tǒng) 進(jìn)油路過濾器泵14單向閥13液動換向閥12右位液壓缸7右腔回油路液壓缸7左腔單向閥6閥液動換向12右位油箱6 原位停止滑臺快速退回到原位 擋塊壓下行程開關(guān) 發(fā)出信號 使電磁鐵1YA 2YA和3YA全部斷電 先導(dǎo)電磁閥11和液動換向閥12處在中位 滑臺停止運(yùn)動 此時液壓泵輸出的液壓油經(jīng)單向閥13和液動換向閥12中位流回油箱 在低壓下卸荷 維持低壓為了下次啟動時能使液動換向閥12動作 8 3 YT4543型組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)1 采用了限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路 保證了穩(wěn)定的低速運(yùn)動 有較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍 回油路上的背壓閥使滑臺能承受負(fù)值負(fù)載 2 采用了限壓式變量泵和液壓缸的差動連接實(shí)現(xiàn)快進(jìn) 能量利用合理 3 采用了行程閥和順序閥實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和工進(jìn)的換接 動作可靠 轉(zhuǎn)換位置精度高 4 采用了三位五通M型中位機(jī)能的電液換向閥換向 提高了換向平穩(wěn)性 減少了能量損失 9 8 2氣壓傳動機(jī)械手氣壓系統(tǒng) 氣壓傳動在工業(yè)機(jī)械手 特別是在高速機(jī)械手中應(yīng)用較多 它的壓力一般在0 4 0 6MPa之內(nèi) 個別的氣壓系統(tǒng)的壓力可達(dá)0 8 1 0MPa 其臂力壓力一般在3 0MPa以下 下面介紹160t冷壓機(jī)上氣壓傳動機(jī)械手 氣壓傳動機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖氣壓傳動機(jī)械手氣壓系統(tǒng)的工作原理動畫氣壓傳動機(jī)械手氣壓系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 不用增速機(jī)構(gòu)即能獲得較高的運(yùn)動速度 使其能快速自動完成上料 下料動作 2 結(jié)構(gòu)簡單 剛性好 成本低 3 對環(huán)境無污染 對管路要求低 4 驅(qū)動立柱旋轉(zhuǎn)的氣缸采用氣液聯(lián)動缸 10 8 3剪板機(jī)液壓系統(tǒng) 剪板機(jī)主要用于剪裁金屬板 目前大 中型剪板機(jī)主傳動系統(tǒng)一般采用液壓傳動 剪板機(jī)主要動作是 主液壓缸帶動刀片運(yùn)動對板料進(jìn)行剪切 其輔助動作有壓料腳壓住板料 防止剪切時產(chǎn)生的力矩使鋼板翹起 剪切后托料球抬起 以減小養(yǎng)料時的磨擦力等 剪板機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理動畫液壓系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 液壓系統(tǒng)采用了插裝閥 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單 動作快 沖擊小 2 在壓力調(diào)節(jié)回路中采用了兩級調(diào)壓回路 并可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的卸荷 節(jié)省功率 3 由四組插裝閥和電磁換向閥組成的換向回路可實(shí)現(xiàn)一個三位五通閥的功能 11 8 4汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)1 概述 Q2 8汽車起重機(jī)由汽車1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2 前后支腿3 吊臂變幅缸4 吊臂伸縮缸5 起升機(jī)構(gòu)6和基本臂7組成 能較高速度行走 機(jī)動性好 又能用于起重 起重時 動作順序?yàn)?放下后支腿 放下前支腿 調(diào)整吊臂長度 調(diào)整吊臂起重角度 起吊 回轉(zhuǎn) 落下載重 收前支腿 收后支腿 起吊作業(yè)結(jié)束 12 上車部分 下車部分 回轉(zhuǎn)接頭 變幅 起升 伸縮 回轉(zhuǎn) 前肢退 后肢腿 2 Q2 8起重機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖 13 3 Q2 8汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn) 1 這是多路換向閥控制系統(tǒng) 油路為串聯(lián)油路 各執(zhí)行元件可以單動 也可以同時動作2 支腿回路采用了雙向液壓鎖 可防止發(fā)生 軟腿 和支腿自行下落的現(xiàn)象 3 在起升 吊臂伸縮和變幅回路中都設(shè)有平衡閥 可有效地防止重物因自重自行下落 4 起升馬達(dá)上設(shè)有制動缸 可防止馬達(dá)因泄漏嚴(yán)重而產(chǎn)生 溜車 現(xiàn)象 14 第九章液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1明確設(shè)計(jì)要求2進(jìn)行工況分析3確定pq和排量4擬訂系統(tǒng)草圖5選擇元件附件6系統(tǒng)性能驗(yàn)算7完成圖紙文件 15 本章的主要內(nèi)容 1 明確設(shè)計(jì)要求 進(jìn)行工況分析2 執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定3 系統(tǒng)原理圖的確定4 元件的計(jì)算和選擇5 系統(tǒng)性能驗(yàn)算6 繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件7 系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算舉例 16 1 明確設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求地任何設(shè)計(jì)的依據(jù) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)時要明確液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的動作和性能要求 這里一般需要考慮以下幾個方面 1 設(shè)備中液壓與氣壓傳動的運(yùn)動及各執(zhí)行機(jī) 2 裝置的空間布置 安裝形式 重量 外形尺寸的限制等 3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的載荷形式和大小 4 運(yùn)動速度及其范圍 對平穩(wěn)性的要求 5 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作 相互關(guān)系及操作 6 自動化程度 效率 溫升 安全保護(hù) 制造成本等要求7 工作環(huán)境方面的要求 9 1明確設(shè)計(jì)要求 進(jìn)行工況分析 17 對于元件的工況進(jìn)行分析 就是查明每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律 通常是求出一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值列表表示 一般情況下 液壓傳動系統(tǒng)中液壓缸承受的負(fù)載由六部分組成 即工作負(fù)載 導(dǎo)軌摩擦負(fù)載 慣性負(fù)載 重力負(fù)載 密封負(fù)載 背壓負(fù)載 前五項(xiàng)構(gòu)成了液壓缸所要克服的機(jī)械總負(fù)載 1 工作負(fù)載對于液壓機(jī)來說 工件的壓制抗力為工作負(fù)載 對于金屬切削機(jī)床來說 沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負(fù)載 2 導(dǎo)軌摩擦負(fù)載平導(dǎo)軌 V形導(dǎo)軌 式中 摩擦系數(shù)G 運(yùn)動部件的重力 垂直導(dǎo)軌的工作負(fù)載 V形導(dǎo)軌面的夾角 一般 2 執(zhí)行元件的工況分析 18 19 執(zhí)行元件的主要參數(shù)是指其工作壓力和最大流量 液壓傳動系統(tǒng)采用的執(zhí)行元件形式可視主機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動種類和性質(zhì)而定 如下表 9 2執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定 20 根據(jù)實(shí)際情況選取適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫?執(zhí)行元件工作壓力可以根據(jù)總負(fù)載的大小或主機(jī)設(shè)備類型選取 可參照下表 氣壓傳動控制系統(tǒng)的工作壓力一般為0 5MPa左右 按負(fù)載選擇工作壓力各種設(shè)備常用系統(tǒng)工作壓力 1 初選執(zhí)行元件的工作壓力 21 1 液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸2 液壓馬達(dá)主要參數(shù)的確定3 復(fù)算執(zhí)行元件的工作壓力執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值 2 確定執(zhí)行元件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 22 4 執(zhí)行元件的工況圖 機(jī)床進(jìn)給液壓缸工況流量循環(huán)圖壓力循環(huán)圖功率循環(huán)圖 23 9 3系統(tǒng)原理圖的確定 系統(tǒng)原理圖是表示系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣 它對系統(tǒng)的性能及設(shè)計(jì)方案的合理性 經(jīng)濟(jì)性具有決定性的影響 擬定系統(tǒng)原理圖包含兩項(xiàng)內(nèi)容 一是通過分析 對比選出合適的基本回路 二是把選出的基本回路進(jìn)行有機(jī)組合 構(gòu)成完整的系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)原理圖的確定步驟 1 確定執(zhí)行元件的形式2 確定回路類型3 選擇合適回路 制訂調(diào)速控制方案 制訂壓力控制方案 制訂順序動作控制方案4 編制整機(jī)的系統(tǒng)原理圖 24 9 4元件的計(jì)算和選擇 1 動力元件的選擇執(zhí)行元件的尺寸規(guī)格及其工作壓力與流量確定后 再結(jié)合所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖 就可以對系統(tǒng)中的其它元件進(jìn)行選擇或設(shè)計(jì) 首先先根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況確定液壓泵的類型 然后根據(jù)液壓泵的最大供油量來選擇液壓泵的規(guī)格 2 閥類元件的選擇各種閥的額定壓力和額定流量 一般應(yīng)與其工作壓力和最大通過流量相接近 必要時 可允許其最大通過流量超過額定流量20 25 9 5系統(tǒng)性能驗(yàn)算 1 系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算管路總的壓力損失為 2 系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗(yàn)算系統(tǒng)在工作時所水泵的能量多數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能 必須控制溫升在許可范圍內(nèi) 如一般機(jī)床 數(shù)控機(jī)床 粗加工機(jī)械 工程機(jī)械和機(jī)車車輛 根據(jù)各階段的發(fā)熱量求出系統(tǒng)的平均發(fā)熱量 26 9 6繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件 1 繪制正式工作圖正式工作圖包括按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制正規(guī)的系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)裝配圖 閥塊等非標(biāo)準(zhǔn)無 輔件的裝配圖及零件圖 系統(tǒng)原理圖中應(yīng)附有元件明細(xì)表 表中標(biāo)明各元件的規(guī)格 型號和壓力 流量調(diào)速值 一般還應(yīng)給出各執(zhí)行元件的工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表 系統(tǒng)裝配圖是系統(tǒng)布置全貌的總布置圖和管路施工圖 對液壓系統(tǒng)應(yīng)包括油箱裝配圖 液壓泵站裝配圖 集成油路塊裝配圖和管路安裝圖等 2 編制技術(shù)文件必須明確設(shè)計(jì)任務(wù)書 據(jù)此檢查 考核液壓系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求 技術(shù)文件包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 系統(tǒng)使用及維護(hù)技術(shù)說明書 零部件明細(xì)表及標(biāo)準(zhǔn)件 通用件及外購件明細(xì)表等 系統(tǒng)有關(guān)的其它注意事項(xiàng) 27 9 7系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算舉例 以一臺鉆鏜兩用機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算為例 對液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行說明 所要設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng) 要8個 14mm孔的加工進(jìn)給運(yùn)動 其設(shè)計(jì)過程如下 1 明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求該系統(tǒng)工作循環(huán)是 快速前進(jìn)工作進(jìn)給快速退回原位停止快進(jìn) 快退速度約為4 5m min 工進(jìn)速度在20 120mm min內(nèi)無級調(diào)速 最大行程為400mm 其中工進(jìn)行程180mm 在進(jìn)給方向最大切削力18kN 運(yùn)動部件自重25kN 啟動換向時間0 05s 采用水平放置的平導(dǎo)軌 靜 動摩擦系數(shù)0 2 0 1 油缸機(jī)械效率取0 9 2 分析系統(tǒng)工況液壓缸在工作過程各階段的負(fù)載經(jīng)計(jì)算如下表 28 3 確定工作元件的工作壓力初選液壓缸的工作壓力 由于負(fù)載值大小查表 取p為3MPa 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 圓整取D 100mm 為了實(shí)現(xiàn)快進(jìn)速度與快退速度相等 采用差動連接 則d 0 707D 所以d 70mm 計(jì)算液壓缸的工作壓力 流量和功率如下表 29 4 擬定系統(tǒng)原理圖5 選擇元件6 系統(tǒng)性能驗(yàn)算 30