《回转工作台液压系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《回转工作台液压系统设计.docx（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1前言1.1 选题的背景与意义随着科学技术的进步与开展，数控机床和加工中心的应用已日趋普及，数控 机床正朝着高速、高精度多轴联动数控机床的方向开展，国际上把多轴联动数控技 术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。其中高精度数控联动回转工作台是 多轴联动数控机床关键部件之一。因此高精度多轴数控回转工作台结构技术的研 究是各国研究竞争的重点回转工作台是数控铳床、复合磨床、数控滚齿机、数控银床、立式（卧式） 加工中心等数控机床的必备部件之一，它可以作为半自动精密铳床、镣床或其它 机床的主要附件。与伺服电机或单坐标数控系统配套，可完成一个或两个回转坐 标的任意角度或连续分度工作。与机床系统的多轴联动可
2、完成各种复杂零件的曲 线加工。回转工作台的使用降低了工人的劳动强度，提高了生产效率.，从而大大 提高企业的经济效益。因此回转工作台得到了广泛且普遍的使用。同时回转工作 台的研究也是企业竞争核心。液压系统具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等 优点，使得它被广泛地应用于组合机床及其自动线中，以实现工作台（液压滑台， 回转工作台）的进给、回转及工件的定位、夹紧、运输（上升、下降、翻转、输 送）等动作。所以液压回转工作台广泛应用于各种机床和工程机械中，例如数控 机床、专用机床、组合机床、挖掘机等。液压系统在各类设备和系统中往往处于 控制和动力传输的重要核心地位。本文主要阐述了回转
3、工作台的液压系统泵站的 设计过程。川液压技术的特点液压系统是将液压油的压力能转化为机械能来做功，其传动有如卜特点：1 .优点：（1）液压传动有很大的调速范围，并且可以实现无级变速。（2）液压传动装置的体积相对而言较小，而且惯性小，能够传递较大的力或 转矩。（3）液压传开工作相对平稳，反响速度快，冲击力量小，能够快速启动，快 速停止，和快速换向。（4）液压系统的控制调节简单，易于实现机电一体化。3.2液压阀3. 2. 1单向阀的选型（1）液压主油路单向阀的选型 根据液压系统中最大流量:q = Vn = 10X 10-3 X 1440 =14. 4 (1/min)最高压力:q3xlO32.4x1
4、O-4= 12.5(Mpa)（2）静压主油路单向阀的选型 根据静压系统中最大流量:q = Vn = 8X IO 3 X 1440 = 11.52(l/min)最高压力:ql.lxio31.92x10-4=5.73(Mpa)010203040* * Umtn因为液压油路和静压油路的最大流量相差不大，两个油路的单向阀都可以可 以选择直通型CIT-03-35-50型号的单向阀，它的额定流量30L/min,最高工作压 力为25Mpa,开启压力为0.35Mpa,连接形式为管式连接.单向阀的作用是防止负载突然急剧增加，造成对叶片泵的冲击损坏。压降特性如图3. 2.1所示：从右图中可以看出 CTT-03-3
5、5-50 型号的 单向阀压降值比拟平 稳，在液压油路和静压 汕路流量分别压降都大 约为 0. 36 Mpa图3. 2.1单向阀压降特性3.2.2 电磁换向阀的选型(1)液压系统单向阀的选型根据液压系统中最大流量q：14. 4l/min最高压力P:I2.5Mpa根据静压系统中最大流量q：II. 52l/min最高压力P:5.73Mpa由于此回转工作台液压系统提供的可能最高压力油为12.5 MPa,最高流量为 14. 4L/min,因此可以选择意大利AT0S电磁换向阀,型号为DHI-0751/2因此10.它 的最大流量达60 L/min,最大工作压力达35 MPa,完全满足此回转工作台液压系 统要
6、求。1旬为了满足系统空载启动及系统流向的调节，回转工作台液压系统的设计应设 置为三位四通电磁换向阀。电磁换向阀控制液压缸的伸缩，这四个电磁换向阀分 别控制回转工作台的分度停止，分度夹紧，回转匚作台定位，回转工作台夹紧和 静压平衡这五个动作。DHI-0751/2-IN110 的电磁 换向阀的为A曲线从右图可以看出液压油路 在流量为I4.4l/min的压力 损失大约为1.3Mpa静压油 路在流量为ll.52l/min的压 力损失大约为IMpa图 3. 2. 2 DIH-0751/2-1N110 的压降特性溢流阀的选型溢流阀的的作用是当液压系统的压力到达其调定值,开始溢流,将系统的压力 基本稳定在调
7、定的数值上。溢流阀在液压系统中的主要作用有：(1)溢流阀作用、 平安阀作用、卸荷阀作用、背压阀作用。根据液压系统中最大流量q： 14. 4 1/min最高压力P： 12.5 Mpa根据静压系统中最大流量q： H.52 1/min最高压力P： 5.73 Mpa由上述计算所得值可以选用油研(YUKEN)公司的DT-02TI-22型号直动溢流阀， 它的的连接形式为管式连接(DT),公称通径为1/4(02),调压范围为7-21 MPa (H) 最大流量为16 L/mino下列图分别为DT-02-H-22直动式溢流阀直动型溢流阀流量-压力特性图。从右图可知DT-02-H-22 直动式溢流阀在液压油路流量
8、为 14.41/min时，压力为 20Mpa；在静压油路流量为 11.521/min lb,压力为 19 Mpa图3. 2. 5直动型溢流阀流量-压力特性3.2.3 单向节流阀的选型根据液压系统中最大流量q： 14. 4 1/min最高压力P： 12.5 Mpa根据静压系统中最大流量q： 11. 52 1/min最高压力P： 5.73 Mpa为满足系统需求选用叠加式单向节流阀MSW-01-X-50,它的最高工作压力可达 31.5MPa,最大流量可达60L/min,并且A、B油路用叠加式单向节流阀,A油路出 口节流用。3.3冷却器的选型液压系统发热功率的计算回转工作台液压系统工作时，除执行元件驱
9、动外载荷输出的有效功率外，其 余功率损失全部转化为热量，使油温升高，液压系统的功率损失计算就是其散热 功率的计算。(3.5)计算液压系统的发热功率PH式中Py液压系统的总输入功率W；Pc输出的有效功率w。液压系统的总输入功率匕尸,才建4. 1 (KW)(3.6)T，tr pi输出的有效功率E1 n .=-EA =3 (KW)(3.7)1=1.= ”.=L 1 (KW)式中Tt工作周期s；z、n、m分别为液压泵、液压缸、液压马达的数量；Pi、Qi、nPi分别为第i台泵的实际输出压力、流量、效率；ti第i台泵工作时间s；Fwi、Si液压缸外载荷及此载荷时的行程N、m0液压系统散热功率的计算因为油箱
10、的有效容积为420L ,可求得油箱的散热面积为A = 0.065VV7 = 0.0654202 = 3.65(/2)(3.8)散热功率以(M4+a4)(3.9)式中号-油箱散热系数，取S =16W/(m2 .K)；马-管路散热系数,取鸟=15W/(n? .K)；A，分别为油箱，管道的散热面积而；7-汕温与环境温度之差 取油温7 = 65。，环境温度为7； =23(。 AT = T-T0 =65-23 = 42由于管路的散热是很小的，故忽略不计，那么油箱的散热功率为phc =/C1A1A7, = 16x3.65x42 = 2452.81V A P/lv(3.10)由此可见，油箱的散热可以满足回转
11、工作台液压系统散热的要求，不需要另 设冷却器。3.4 管路设计在液压传动中常用的管子有钢管、铜管、橡胶管、胶管、尼龙管、塑料管等。钢管可以分为无缝钢管和焊接钢管，无缝钢管一般用于高压系统，焊接钢管 用于中低压系统。钢管的特点是能承受很高的压力，价格低廉，刚度好，强度高, 但装配和弯曲较困难，即钢管安装时弯曲半径不能太小，它多用在装配位置比拟 方便的地方。常用的钢管是无缝钢管，当工作压力小于L6MPa时，也可以用焊接 钢管。管路连接采用55。直管螺纹，采用霍格的卡套式管接头。1、计算油管内径(3.4)式中q流经油管的流量m3/s .口流经油管内的允许流速m3/s,取吸油管道n =压油和回油管道u
12、 = 4m/s.液压主油路吸油管道:q = 14.4(L/min) = 0.24x 10-3(m3/s)液压主油路吸油管道:4x0.24x10-3x IO3 = 17.5( mm)3.14x1液压主油路回油管道:4xO24xlO|o.8(mm)3.14x4静压主油路吸油管道流量:q = 11.52(L/min) = 0.192 x 1 O-3 (m3/s)静压主油路吸油管道:4x0.192x10-33.14x1静压卞油路回油管道:4x0.192x10 - 33.14x44x0.192x10 - 33.14x42、选取油管内径按照有关标准圆整为标准值，查表，具体选取如下。液压与静压主油路定量叶片
13、泵吸油管选取无缝钢管公称通径为4)20mm,钢管 外径为4)28mmo回I油管、泄油管、单向阀接口均选取无缝钢管公称通径为615 mm,钢管外径 为 622mm。3.5 辅助元件的选型1、高压滤油器的选型因为静压平衡油路是一种高精度工作方式，进入的油液务必清洁，又根据静压系统中最大流量q： 11. 52 1/min最高压力P： 5. 73 Mpa选用德国hydac公司生产的型号为DFBN/HC30G10B1的高压滤油器。它的过滤 效率99. 5%,滤芯结构由疏致密，纳污容量大，使用寿命长。工作温度为：-30C -+100,可适用于各种工况。2、回油滤油器的选型回油滤油器，选用温州黎明液压公司生
14、产的型号为RFA-250*20I-Y的滤油器。 此滤油器用于液压系统回油精过滤，滤除液压系统中元件磨损产生的金属颗粒以 及密封件的橡胶杂质等污染物，使流回油箱的油液保持清洁。它安装在油箱顶部, 筒底局部浸入油箱内，并设置旁通阀，液流扩散器，滤芯污染堵塞发讯器等装置。 3、空气滤清器的选型空气滤清器的结构由空气过滤和加油过滤两部份组成，不仅可以防止加油过 程中混入颗粒杂质，从而简化了油箱的结构，又有利于油液的净化空气滤清器，选择型号为QUQ2-40x2.5,空气过滤精度为20帆，空气流量为Q 0m3/min。主要 作用过滤空气，防止灰尘进入汕箱。4、液位液温计的选型液位液温计采用温州黎明液压生产
15、的，型号为YWZTOOT。介质为一 般液压油，螺钉中心距100mm。YWZ-100T型号液位液温计的温度测量范围为-20-100摄氏度，承受压力范围 为 0. 1-0. 15MPa.YWZ-100T型号液位液温计d的安装方法及附件：根据选用规格的中心距尺寸，加工好2个安装孔，例如油箱的壁厚小于等于10mm时，2只安装螺钉孔为直径11mm；假设油箱的壁厚大于10mm时，2只安装螺钉 孔为直径lOmino且要对孔的平面进行处理，以防止安装后漏油。液位计附件：螺 母、垫圈、密封平垫圈各两只。5、液位控制器的选型选用YKJD24-80-300型液位控制继电器是一种新型液面高度电发讯控制装置, 主要用于箱内液面位苴与液压源电源的自动控制和报警，具7T结构紧凑，控制灵 敏，安装简单等特点。当液位低于要求时，液位控制继电器动作，报警滞工作。6、温度计的选型温度计选择型号为Wssx-411 I产300的电接点双金属温度计，主要应用于生 产现场对温度自动控制和报警。可以直接测量各种生产过程中的-80-+500摄氏度 范围内液体、蒸汽和气体介质温度。4结构件的设计
