液壓回路及系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、第7章 液壓回路及系統(tǒng)設(shè)計(jì),7.1 液壓順序動(dòng)作控制回路的設(shè)計(jì) 7.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 思考題與習(xí)題,7.1 液壓順序動(dòng)作控制回路的設(shè)計(jì),7.1.1 電氣控制液壓回路的設(shè)計(jì)步驟 在電氣控制液壓回路中,液壓缸的位置是由微動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)控制的,方向閥則一律采用電磁閥,可用的電磁閥如圖7- 1所示。,圖7-1 各種電磁閥,電氣液壓回路設(shè)計(jì)步驟如下： (1） 畫(huà)出動(dòng)作順序圖。 (2） 設(shè)計(jì)液壓回路。 (3） 根據(jù)液壓回路設(shè)計(jì)電氣回路。 下面將從單缸回路到多缸回路一一舉例介紹順序動(dòng)作回路電氣控制的設(shè)計(jì)方法。,7.1.2 單缸液壓電氣控制回路設(shè)計(jì) 【例7-1】 有一液壓缸A,其動(dòng)作為伸出縮回,試設(shè)計(jì)其電氣液壓回路

2、。 (1) 根據(jù)動(dòng)作順序畫(huà)出動(dòng)作順序圖,如圖7-2所示。(2) 設(shè)計(jì)液壓回路。本例中采用圖7-1所示的三種電磁閥各設(shè)計(jì)一液壓回路,如圖7-3所示。在圖7-3中,通電后使A缸前進(jìn)的線(xiàn)圈稱(chēng)為YA1；通電后使A缸后退的線(xiàn)圈稱(chēng)為YA0。,圖7-2 動(dòng)作順序圖,圖7-3 采用各種電磁閥的液壓回路,(3) 設(shè)計(jì)電氣回路。 若采用目視操作,則可得如圖7-4所示的電路圖。因?yàn)閳D7-4（b）所示的電磁閥一端有彈簧,如不加繼電器,當(dāng)手放開(kāi)前進(jìn)按鈕時(shí),A缸就會(huì)立即后退,所以需用K1繼電器自保持回路來(lái)確保A缸的繼續(xù)前進(jìn)。圖7-4(c)所示的情況與圖7-4(b) 所示的類(lèi)似,分別作YA1、YA0線(xiàn)圈的自保持繼電器。當(dāng)前

3、進(jìn)、后退按鈕同時(shí)按下時(shí),YA1、 YA0線(xiàn)圈會(huì)同時(shí)通電而使電磁閥無(wú)法控制,所以特別在電路中加上K1、K2的b接點(diǎn),以防止其發(fā)生。,圖7-4 各種電路圖,若要使按鈕按下后A缸能自動(dòng)前進(jìn)、 后退一次,此時(shí)就要用裝在液壓缸A進(jìn)到底和退到底位置上的微動(dòng)開(kāi)關(guān)a1、 YA1來(lái)通知電路,A缸是否有進(jìn)到底或退到底,依此設(shè)計(jì)出圖7-5所示的電路圖。因?yàn)樵陔娐吩O(shè)計(jì)中,當(dāng)所有的動(dòng)作完成時(shí),需將電全部切斷,所以,圖7-5（c）中需用YA1來(lái)切掉YA0的電。,圖7-5 各種電路圖,若要使A缸能連續(xù)地自動(dòng)前進(jìn)、 后退,則用如圖7-6所示的電路圖即可,但在使用這種電路時(shí),若要使A缸停止就得切掉電源,若要使A缸動(dòng)作就得再把電

4、源接上,因此操作非常不便,此時(shí)就需用主控繼電器來(lái)作電源控制,如圖7-7所示就是依此設(shè)計(jì)的電路圖,或僅用繼電器來(lái)作第一步動(dòng)作的電源控制,其電路如圖7-8所示。,圖7-6 各種電路圖,圖7-7 各種電路圖,圖7-8 各種電路圖,討論： (1） 電路如圖7-7（a）所示時(shí),若在第一步按OFF按鈕,則A缸將繼續(xù)前進(jìn)到底后才不再動(dòng)作；若在第二步按OFF按鈕,則A缸會(huì)后退到底才不再動(dòng)作。 (2） 當(dāng)電路如圖7-7（b）所示時(shí),不論在任何情況下按OFF按鈕,A缸將立即后退。操作沒(méi)有如圖7-7（a）所示的方便,但卻具有緊急時(shí)立即后退的功能。 (3） 當(dāng)電路如圖7-7（c）所示時(shí),不論在何種情況下按OFF按鈕,

5、A缸將立即就地停止。 (4） 當(dāng)電路如圖7-8(a)所示時(shí),不論在何種情況下,只要按OFF按鈕,A缸將當(dāng)次的循環(huán)做完后就不再動(dòng)作了,操作起來(lái)非常方便。,圖7-9 動(dòng)作順序圖,【例7- 2】 A缸動(dòng)作順序?yàn)樯斐鐾Ａ敉嘶? 試用單向電控?fù)Q向閥設(shè)計(jì)電氣液壓回路。 (1) 繪制氣缸的動(dòng)作順序圖,如圖7- 9所示。 (2) 設(shè)計(jì)液壓回路,如圖7- 10（a）所示。 (3) 設(shè)計(jì)電氣控制回路,如圖7-10（b）所示。,圖7-10 液壓、 電氣控制回路 (a) 液壓回路；(b) 電氣控制回路,【例7- 3】 A缸動(dòng)作順序?yàn)樯斐鐾Ａ?試使用雙向電控?fù)Q向閥設(shè)計(jì)電氣和液壓回路。 (1) 繪制氣缸的動(dòng)作順序圖,如圖

6、7-11所示。 (2) 設(shè)計(jì)液壓回路,如圖7-12（a）所示。 (3) 設(shè)計(jì)電氣控制回路,如圖7-12（b）所示。,圖7-11 動(dòng)作順序圖,圖7- 12 液壓和電氣控制回路圖 (a) 液壓回路；(b) 電氣控制回路,7.1.3 多缸液壓和電氣控制回路設(shè)計(jì) 【例7- 4】 HT5SS一液壓系統(tǒng)兩個(gè)氣缸的動(dòng)作順序?yàn)锳+B+A+B-(“+”表示伸出,“-”表示縮回),設(shè)計(jì)其電氣、 液壓回路。 (1) 畫(huà)出兩氣缸的動(dòng)作順序圖,如圖7-13所示。 (2) 設(shè)計(jì)液壓回路,如圖7-14所示。,圖7-13 動(dòng)作順序圖,圖7-14 液壓回路圖,(3) 設(shè)計(jì)電氣控制回路。多缸回路動(dòng)作較單缸回路復(fù)雜很多,設(shè)計(jì)的方法

7、有很多種,下面介紹一種適合于初學(xué)者的方法,具體步驟如下： 第一步,由動(dòng)作順序圖(見(jiàn)圖7-15(a)和液壓回路決定各線(xiàn)圈應(yīng)在何時(shí)通、 斷電,如圖7-15（b）所示。 第二步,每當(dāng)一動(dòng)作完成時(shí),必會(huì)引起液壓缸位置的改變,因而產(chǎn)生不同的微動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào),下面就根據(jù)動(dòng)作順序圖和液壓回路來(lái)研究微動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào),在研究之前先對(duì)微動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)加以定義： 0表示開(kāi)關(guān)未被觸動(dòng)的狀態(tài)； 1表示開(kāi)關(guān)被觸動(dòng)的狀態(tài)。,如圖7-15（c）所示給出了在整個(gè)動(dòng)作過(guò)程中,微動(dòng)開(kāi)關(guān)變化的情形,每一步完成時(shí)必會(huì)產(chǎn)生一組新的開(kāi)關(guān)信號(hào)。從此圖中可發(fā)現(xiàn)有三種信號(hào)變化的情形： 00或11表示液壓缸靜止不動(dòng)； 10表示液壓缸剛剛離開(kāi)原位,正在繼續(xù)移動(dòng)

8、中； 01表示液壓缸剛好到達(dá)某一定位。 真正有意義的是01這一個(gè)信號(hào),因?yàn)橹挥兴拍芨嬖V我們某一動(dòng)作已完成,可進(jìn)行下一動(dòng)作了。 從圖7-15（c）中可以很清楚地發(fā)現(xiàn),每當(dāng)一動(dòng)作完成時(shí),都會(huì)產(chǎn)生一特定的微動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào),依此就可將啟動(dòng)每一步的開(kāi)關(guān)信號(hào)列出,而得到如圖7- 15（d）所示的開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖。,由于任何設(shè)備都需啟動(dòng)按鈕,因此第一個(gè)信號(hào)一定是由啟動(dòng)按鈕ON所產(chǎn)生的。第三步,根據(jù)下列法則畫(huà)電路圖： a接點(diǎn)使線(xiàn)圈通電。 b接點(diǎn)使線(xiàn)圈斷電。 因?yàn)槲?dòng)開(kāi)關(guān)所有的a、 b接點(diǎn)均不獨(dú)立,所以若其接點(diǎn)需用兩次以上時(shí),則得用一繼電器作接點(diǎn)擴(kuò)充。 若線(xiàn)圈另一側(cè)有彈簧,則需用自保持電路,但若接點(diǎn)接通時(shí)間大于線(xiàn)圈通電

9、時(shí)間,則不必用之。 首先,根據(jù)法則,線(xiàn)圈通、斷電圖及開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖畫(huà)出如圖7- 16（a）所示的線(xiàn)圈通電圖。 ,圖7- 15 電路設(shè)計(jì)步驟圖 (a) 動(dòng)作順序圖；(b) 線(xiàn)圈通、 斷電圖； (c) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖；(d) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖,其次,根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)圖及線(xiàn)圈通、 斷電圖在圖7-16（a）上標(biāo)出接點(diǎn)接通時(shí)間、 線(xiàn)圈通電時(shí)間,若接點(diǎn)接通時(shí)間大于等于線(xiàn)圈通電時(shí)間,就不用自保持,反之則需要使用繼電器產(chǎn)生自保持線(xiàn)路,如圖7-16（b）所示。 根據(jù)法則,線(xiàn)圈通、 斷電圖及開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖來(lái)設(shè)計(jì)如何斷電,若接點(diǎn)接通時(shí)間等于線(xiàn)圈通電時(shí)間,就不用考慮斷電了,最后就可得到完整的電路圖,如圖7-16（c）所示。,圖7-16 各

10、種電路圖,【例7-5】一液壓系統(tǒng)兩個(gè)氣缸的動(dòng)作順序?yàn)锳+B+B-A-,試設(shè)計(jì)其電氣液壓回路。 (1) 繪制動(dòng)作順序圖,如圖7- 17所示。 (2) 設(shè)計(jì)液壓回路,如圖7- 14所示。 (3) 設(shè)計(jì)電氣控制回路。 第一步,由動(dòng)作順序圖(見(jiàn)圖7-18(a)和液壓回路)繪制線(xiàn)圈通、斷電圖,如圖7-18（b）所示。,圖7-17 動(dòng)作順序圖,第二步,繪制開(kāi)關(guān)信號(hào)圖,如圖7-18（c）所示。從圖中可知第2步和第4步有相同的一組微動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)。雖然我們用a1來(lái)代表第2步并和第4步的開(kāi)關(guān)信號(hào)相同。但實(shí)際上還是一樣的。 換句話(huà)說(shuō),此例中我們只有三組不同的信號(hào),卻要進(jìn)行四個(gè)不同的動(dòng)作,這是絕對(duì)辦不到的。 解決的辦法

11、是分級(jí),其分級(jí)的原則如下： 用信號(hào)分級(jí)同級(jí)中不可有兩組相同的信號(hào)。 用液壓缸動(dòng)作分級(jí)每級(jí)中每個(gè)液壓缸的符號(hào)只可出現(xiàn)一次,如：,A+B+/B-A- A+B+/B-C+/C-A- A+B+/B-A-C+/A- 級(jí)數(shù)變換按的順序依次進(jìn)行。 每一級(jí)被前一級(jí)SET。 每一級(jí)被下一級(jí)RESET。 分級(jí)完成后再用繼電器來(lái)處理級(jí)數(shù)的變換,其處理原則如下：,圖7-18 電路設(shè)計(jì)步驟圖 (a) 動(dòng)作順序圖；(b) 線(xiàn)圈通、 斷電圖；,圖7-18 電路設(shè)計(jì)步驟圖 (c) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖；(d) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖；,圖7-18 電路設(shè)計(jì)步驟圖 (e) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖；(f) 線(xiàn)圈通、 斷電圖,圖7- 19 各種電路圖 (a) 線(xiàn)圈

12、通電圖；(b) 線(xiàn)圈自保持電路圖；(c) 完整的電路圖, 用繼電器線(xiàn)圈的通、 斷電來(lái)表示級(jí)數(shù),繼電器值為0表示其線(xiàn)圈未通電,為1表示線(xiàn)圈通電。 若級(jí)數(shù)為n,所需繼電器個(gè)數(shù)為m,則m為使2mn的最小整數(shù)。 在第一級(jí)時(shí),所有的繼電器值都為0。 因此,若分成兩級(jí),則用一個(gè)繼電器,且第一級(jí)繼電器值為0,第二級(jí)繼電器值為1。 若分為三級(jí),則用兩個(gè)繼電器,且第一級(jí)兩個(gè)繼電器值為00,第二級(jí)兩個(gè)繼電器值為01,第三級(jí)兩個(gè)繼電器值為10。,若分成四級(jí),則用兩個(gè)繼電器,且第一級(jí)兩個(gè)繼電器值為00,第二級(jí)兩個(gè)繼電器值為01,第三級(jí)兩個(gè)繼電器值為11,第四級(jí)兩個(gè)繼電器值為10。若分成五級(jí),則用三個(gè)繼電器,且第一級(jí)三

13、個(gè)繼電器值為000,第二級(jí)三個(gè)繼電器值為001,第三級(jí)三個(gè)繼電器值為011,第四級(jí)三個(gè)繼電器值為010,第五級(jí)三個(gè)繼電器值為110。 根據(jù)以上方法將信號(hào)分成兩級(jí),可得如圖-（d）所示的開(kāi)關(guān)信號(hào)圖,就可得四組不同的開(kāi)關(guān)信號(hào)了,接著繪制開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖。注意此時(shí)是以a0、 a1、 b0、 b1、 K1這五個(gè)信號(hào)為一組來(lái)表示液壓缸的位置的,所以用b0和K1來(lái)代表第4步,如圖7- 18（e）所示。 現(xiàn)在又發(fā)現(xiàn)電路中多了一個(gè)K1的線(xiàn)圈需要通、斷電,因此,要重新繪制線(xiàn)圈通、 斷電圖,如圖7- 18(f)所示。 ,第三步,繪制電路圖： 由圖7-18（e）、（f）畫(huà)出通電圖,如圖7-19（a）所示。 由圖7-18（

14、d）、（f）畫(huà)出線(xiàn)圈自保持電路圖,如圖7- 19（b）所示。 由圖7-18（e）、（f）加上斷電用的常閉接點(diǎn),畫(huà)出完整的電路圖,如圖7-19（c）所示,因b0的接點(diǎn)要用兩次,故用接點(diǎn)擴(kuò)充電路。,【例7-6】 一液壓系統(tǒng)三個(gè)氣缸的動(dòng)作順序?yàn)锳+B+C+C-B-A-,設(shè)計(jì)其電氣控制回路。 (1) 繪制動(dòng)作順序圖,如圖7- 20(a)所示。,圖7- 20 電路設(shè)計(jì)步驟圖 順序動(dòng)作圖；(b) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖； (c) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖；(d) 線(xiàn)圈通、 斷電圖,(2) 設(shè)計(jì)液壓回路圖,如圖7- 21所示。 (3) 設(shè)計(jì)電氣控制回路： 第一步,檢查是否有相同的信號(hào)組,若有則分級(jí)。 繪出如圖7-20(b)所示的開(kāi)關(guān)

15、信號(hào)圖,從圖7-20(b）中可知第2步和第6步、第3步和第5步有相同的信號(hào),故可分成兩級(jí)。,圖7-21 液壓回路圖,第二步,繪制開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖,如圖7-20(c）所示。 第三步,繪制線(xiàn)圈通、 斷電圖,如圖7-20(d)所示。 第四步,繪制電路圖如下： 繪制線(xiàn)圈通電圖,如圖7-22(a)所示。 繪制線(xiàn)圈自保持電路圖,如圖7- 22(b)所示。 加上斷電的接點(diǎn),繪制出完整的電路圖,如圖7-22(c)所示。,圖7- 22 各種電路圖 (a) 線(xiàn)圈通電圖；(b) 線(xiàn)圈自保持電路圖；(c) 完整電路圖,【例7- 7】一液壓系統(tǒng)三氣缸的動(dòng)作順序?yàn)锳+B+B-C+C-A-,設(shè)計(jì)其電氣控制回路。 (1) 繪制動(dòng)作

16、順序圖,如圖7- 23(a)所示。 (2) 設(shè)計(jì)液壓回路圖,如圖7- 21所示。 (3) 設(shè)計(jì)電氣控制回路： 第一步,檢查是否有相同的信號(hào)組,若有則分級(jí)。 繪出如圖7-23(b)所示的開(kāi)關(guān)信號(hào)圖,從圖7-23(b）中可知第2步、 第4步、 第6步有相同的信號(hào),故可分成三級(jí)。 第二步,繪制開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖,如圖7-23(c）所示。 第三步,繪制線(xiàn)圈通、 斷電圖,如圖7-23(d)所示。,圖7- 23 電路設(shè)計(jì)步驟圖 動(dòng)作順序圖；(b) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖； (c) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖；(d) 線(xiàn)圈通、 斷電圖,第四步,繪制電路圖如下： 繪制線(xiàn)圈通電圖,如圖7- 24(a)所示。 繪制線(xiàn)圈自保持電路圖,如圖7- 24(

17、b)所示。 加上斷電的接點(diǎn),繪制出完整的電路圖,如圖7- 24(c)所示。,圖7-24 各種電路圖 (a) 線(xiàn)圈通電圖；(b) 線(xiàn)圈自保持電路圖；(c) 完整電路圖,【例7-8】 一液壓系統(tǒng)三氣缸的動(dòng)作順序?yàn)锳+B+B-A-C+C-,設(shè)計(jì)其電氣控制回路。 (1) 繪制動(dòng)作順序圖,如圖7- 25(a)所示。 (2) 設(shè)計(jì)液壓回路圖,如圖7- 21所示。 (3) 設(shè)計(jì)電氣控制回路： 第一步,檢查是否有相同的信號(hào)組,若有則分級(jí)。 繪出圖7- 25(b)所示的開(kāi)關(guān)信號(hào)圖,從圖7- 25(b）中可知第2步和第4步、 第1步和第5步有相同的信號(hào),故分成兩級(jí)。,第二步,繪制開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖,如圖7- 25(c）所

18、示。 第三步,繪制線(xiàn)圈通、 斷電圖,如圖7- 25(d)所示。 第四步,繪制電路圖如下： 繪制線(xiàn)圈通電圖,如圖7- 26(a)所示。 繪制線(xiàn)圈自保持電路圖,如圖7- 26(b)所示。 加上斷電的接點(diǎn),繪制出完整的電路圖,如圖7- 26(c)所示。,圖7-25 電路設(shè)計(jì)步驟圖 動(dòng)作順序圖；(b) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖； (c) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖；(d) 線(xiàn)圈通、 斷電圖,圖7- 26 各種電路圖 線(xiàn)圈通電圖；(b) 線(xiàn)圈自保持電路圖； (c) 完整電路圖,圖7-27 工件圖,7.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括液壓元件的選用和液壓回路的 設(shè)計(jì),本節(jié)將用具體的實(shí)例來(lái)說(shuō)明以下設(shè)計(jì)步驟的執(zhí)行過(guò)程。 (1) 設(shè)備工況

19、負(fù)荷分析。 (2) 根據(jù)最大壓力和行程選擇液壓缸。 (3) 根據(jù)計(jì)算出的流量選擇泵和油箱。 (4) 選擇電機(jī)參數(shù)。 (5) 選擇閥。 (6) 設(shè)計(jì)油液傳動(dòng)回路。 (7) 設(shè)計(jì)電氣控制回路。,【例7-9】如圖7-27所示的工件,需要大批量生產(chǎn),本工序鉆削工件上有一15偏心孔,工件材料為鑄鐵,材料硬度HB為220,為此,設(shè)計(jì)一全自動(dòng)專(zhuān)用鉆床,只要將工件堆積在料斗里,一按開(kāi)關(guān)就可重復(fù)自動(dòng)完成從送料、 加工到結(jié)束這一全部過(guò)程,設(shè)計(jì)該鉆床的液壓系統(tǒng)及電氣控制回路。 設(shè)計(jì)的該專(zhuān)用鉆床的加工工位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7-28所示,其工作循環(huán)步驟為 按鈕送料缸進(jìn)送料缸初始退送料缸全退,同時(shí)夾緊缸進(jìn)鉆削缸快進(jìn) 鉆削缸工進(jìn)

20、鉆削缸快退 夾緊缸退,圖7-28 自動(dòng)鉆床加工工位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,(1) 負(fù)載分析。 根據(jù)工件材料查機(jī)械加工工藝手冊(cè),得出鉆孔的較合適的表面切削速度為 v2130 m/min 從而計(jì)算出主軸的轉(zhuǎn)速為 n= =446637 r/min 由加工直徑查工藝手冊(cè),得出加工每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 f=0.180.38 mm/r 從而計(jì)算出鉆削缸的軸向進(jìn)給速度為 vf=80242 mm/min 根據(jù)切削原理得出鉆削力計(jì)算公式為,扭矩： M=CMdXMfYMKM10-3(Nm) 軸向力：F=CFdXFfYFKF (N) 根據(jù)工件材料查有關(guān)手冊(cè)得 CM=210; XM=2; YM=0.8; CF=427; XF=1; YF=

21、0.8 KM=KF= =1.09 故計(jì)算出在本工藝條件下的最大鉆削扭矩及最大鉆削軸向力為 M=23.69 (NM) F=2946 (N), 計(jì)算鉆削缸受力。鉆削缸所受軸向力等于鉆削軸向力減去動(dòng)力頭的重量,應(yīng)小于2946 N。 計(jì)算夾緊缸受力。根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)畫(huà)出受力簡(jiǎn)圖,如圖7-29所示,根據(jù)理論力學(xué)分析進(jìn)行計(jì)算得,圖7-29 工件受力分析圖,夾緊力： 其中, f表示摩擦系數(shù),本例取0.2；表示“V”型塊夾角,本結(jié)構(gòu)為90；D表示被夾工件直徑,本工件直徑為80 mm。 故計(jì)算出夾緊力為 W1219 （N） 考慮到安全系數(shù)應(yīng)為2.53,取其為3。 所以?shī)A緊缸應(yīng)承受負(fù)載為 W缸121933657 （N

22、）, 計(jì)算送料缸的受力。送料缸在推進(jìn)工件時(shí),工件受料斗上面所堆積工件重量的壓力而在所推進(jìn)工件的上、 下兩面產(chǎn)生摩擦阻力, 每個(gè)工件的重量為0.6 kg,最多堆積20個(gè),故摩擦阻力為 Ff=2Q總f2（20-1）60.2=45.6 (N) 故送料缸所受最大軸向力為摩擦阻力加工件重量,即為 F缸45.6+6 =51.2 (N) 由于力很小,因此將送料缸的運(yùn)動(dòng)近似認(rèn)為是空載運(yùn)動(dòng)。,(2) 液壓缸的選擇。 本例工藝要求送料缸送料速度大于50 mm/s, 鉆削缸快進(jìn)速度大于50 mm/s。 查液壓傳動(dòng)產(chǎn)品手冊(cè)得出： 選內(nèi)徑活塞桿徑4020 mm的液壓缸作為夾緊缸,則當(dāng)液壓缸內(nèi)油的壓力達(dá)到p=W缸/A=4

23、3657/（3.14402）=2.91 MPa時(shí)，就可夾緊工件；選該液壓缸行程不小于40 mm。,該泵的輸出流量為 Q=2.51450 =3.6 (L/min) (4) 選擇電動(dòng)機(jī)參數(shù)： pM= =0.324 (kW) 因?yàn)橐簤罕玫霓D(zhuǎn)速為1450 r/min,所以選電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1450 r/min,功率大于0.34 kW。 (5) 選擇油箱。 油箱容量通常取泵的額定流量的24倍,故設(shè)計(jì)油箱的容量為714 L。,因?yàn)殂@削缸要支撐動(dòng)力頭,又雙向受力,所以選直徑大一點(diǎn)的液壓缸。另外由于有差動(dòng)連接,因此使得快進(jìn)和退回的速度較接近,因而選活塞桿直徑較粗的液壓缸。綜上應(yīng)選內(nèi)徑活塞桿徑5032 mm的液壓缸

24、作為鉆削缸,則當(dāng)液壓缸內(nèi)油的壓力大于p=F/A =42946/（3.14502）=1.55MPa時(shí),就可鉆削工件；由于鉆削快進(jìn)采用差動(dòng)連接,因此當(dāng)輸入流量達(dá)到 Qv3.14d2/4=50603.14322/4=2.41 (L/min) 就能滿(mǎn)足鉆削缸快速進(jìn)給要求；選該液壓缸的行程不小于35 mm。 選內(nèi)徑活塞桿徑3216 mm的液壓缸作為送料缸,當(dāng)輸入流量達(dá)到QvA=50603.14322/4 =2.35 (L/min) 就能滿(mǎn)足送料速度要求；液壓缸的行程根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定。,(3) 選擇液壓泵。 根據(jù)以上所需的最大壓力及最大流量,并再考慮一定的損耗,故泵的額定流量應(yīng)選為 Q泵K漏Q缸1.12.

25、41 =2.65 (L/min) 泵的額定壓力應(yīng)選為 p泵K壓p缸 = 1.32.91=3.78 (MPa) 查液壓產(chǎn)品目錄,選泵型號(hào)為YB1- 2.5；額定壓力為6.3 MPa；排量為2.5 mL/r；轉(zhuǎn)速為1450 r/min的定量葉片泵。,(6) 選擇閥。 送料缸換向選用二位四通電磁閥,能滿(mǎn)足送料要求；夾緊缸換向選用二位四通電磁閥,在夾緊工件時(shí),能一直保持一定的壓力；鉆削缸換向選用三位四通電磁閥。 由于鉆削缸的壓力小于夾緊缸的壓力,因此在鉆削支路上接一個(gè)減壓閥,以保證夾緊力在切削過(guò)程中不下降。 由于鉆削缸垂直安裝,因此,為使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),采用液壓缸出口節(jié)流調(diào)速回路。 以泵的額定壓力為6.3

26、MPa,流量為3.6 L/min 為基準(zhǔn),選擇各種電磁換向閥、 溢流閥、減壓閥、 調(diào)速閥等元件,元件的具體型號(hào)不一一敘述。 為節(jié)約能源,鉆削缸快進(jìn)采用差動(dòng)回路。,(7) 液壓回路設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)的液壓回路如圖7- 30所示。 圖7- 30 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖,(8) 電氣控制回路設(shè)計(jì)。 該自動(dòng)鉆床工作循環(huán)過(guò)程如前所述,由于送料桿和夾緊桿同時(shí)伸出到位時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉,因此要等送料缸退回才能夾緊,但為了節(jié)約時(shí)間,在送料缸剛好退出干涉位置時(shí),夾緊缸就動(dòng)作,使得夾緊缸與送料缸后退同步。 控制回路的具體設(shè)計(jì)步驟如下： 繪制各液壓缸動(dòng)作順序圖,如圖7- 31(a)所示,其中A為送料缸,B為夾緊缸,C為鉆削缸。 以行

27、程開(kāi)關(guān)壓下為1,彈起為0,繪制開(kāi)關(guān)信號(hào)圖,如圖7- 31(b)所示。, 由于在第4步和第7步有兩組相同的信號(hào),因此將所有信號(hào)分成兩級(jí),如圖7-31(b)所示。 以01為觸發(fā)信號(hào),繪制開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖,如圖7-31(c)所示。在第7步,因?yàn)楹偷?步信號(hào)相同,所以在該組加一個(gè)繼電器K常開(kāi)觸點(diǎn)。 繪制線(xiàn)圈（電磁鐵、繼電器）通、斷電圖,(注意： 在級(jí)和級(jí)交界處增加一個(gè)繼電器通電,以便進(jìn)行分級(jí)的轉(zhuǎn)換,在級(jí)結(jié)束時(shí)繼電器斷電)如圖7-31(d)所示。 ,圖7- 31 液壓回路動(dòng)作圖 (a) 缸的動(dòng)作順序圖；(b) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖及動(dòng)作分級(jí)圖； (c) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖；(d) 線(xiàn)圈通、 斷電圖,圖7-32 電氣控制回路圖,

28、圖7-33 經(jīng)PLC改造的梯形圖, 根據(jù)圖7-31(c)、 圖7-31(d) 繪制電氣控制回路圖,如圖7-32所示。圖中繼電器K5為圖7-31(d）所示的分級(jí)轉(zhuǎn)換繼電器K。工作時(shí)按一下帶自鎖的按鈕SB1使YA通電,即可連續(xù)地重復(fù)本例所要求的工作循環(huán)過(guò)程,如要短暫停機(jī),則按SB1使其斷電,再按SB2使液壓泵卸荷。 若采用PLC控制,則將圖7- 32電氣控制回路圖轉(zhuǎn)換為梯形圖,如圖7- 33所示,以三菱FX2N系列PLC為例,符號(hào)說(shuō)明如下： 輸入: SB1X0; a0X1; a1X2; a2X3; b0X4; b1X5; c0X6; c1X7; c2X10; SB2X11。 輸出:YAY0；YBY

29、1；YC1Y2；YC2Y3；YC0Y4；YDY5。 繼電器： K3M0；K5M1；K6M2；K7可以省略。,思考題與習(xí)題,7-1 簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的電氣控制回路的分級(jí)原則。 7-2 一液壓系統(tǒng)兩缸的動(dòng)作順序如下,試使用兩個(gè)二位四通單電磁鐵換向閥,設(shè)計(jì)液壓回路和電氣控制回路。 (1） A+B+A-B-； (2） A+B+B-A+ 7-3 使用兩個(gè)三位四通雙電磁鐵換向閥,設(shè)計(jì)一個(gè)兩缸的液壓系統(tǒng)的電氣控制回路,其動(dòng)作順序如習(xí)題7-2。,7-4 一液壓系統(tǒng)三缸的動(dòng)作順序如下,試使用兩個(gè)二位四通單電控?fù)Q向閥和一個(gè)三位四通雙向電控?fù)Q向閥,設(shè)計(jì)液壓回路和電氣控制回路。 (1） A+B+C+C-B-A-； (2） A+B+B-C+C-A-。,