万能外圆磨床液压系统的设计

目录第一章引言…………………………………………………………2第二章万能外圆磨床液压系统的设计步骤与设计要求……………22.1设计步骤…………………………………………………………22.2明确设计要求...............................................................2第三章万能外圆磨床液压系统工作原理及特点……………………33.1万能外圆磨床液压系统工作原理………………………………43.2万能外圆磨床液压系统的特点………………………………5第四章制定基本方案和绘制液压系统图……………………………64.1基本方案............................................64.2液压系统图………………………………………………………7第五章型万能外圆磨床各液压元件的选择…………………………85.1液压泵的选择........................................85.2阀的选择…………………………………………………………95.3器的选择………………………………………………………9第六章磨床中上料机的液压系统进行设计计算……………………106.1分析………………………………………………………………106.2缸主要参数的确定………………………………………………126.3液压系统图………………………………………………………136.4元件的选择………………………………………………………146.5系统的性能验算…………………………………………………14第七章型外圆磨床的故障分析及维修………………………………157.1型外圆磨床的故障分析………………………………………157.2型外圆磨床的维修…………………………………………………16第八章总结………………………………………………………………17第九章致谢……………………………………………………………18参考文献………………………………19标签：万能外圆磨床液压传动1摘要：随着科技步伐的加快，液压技术在各个领域中得到了广泛应用，液压系统已成为主机设备中最关键的部分之一。本文主要研究的是液压传动系统，液压传动系统的设计需要与主机的总体设计同时进行。设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、作简单、维修方便的液压传动系统。关键词：液压传动、数据计算、装量第一章引言液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，已有300年的历史了，但其真正的发展只是在第二次世界大战后50余年的时间内，战后液压技术迅速向民用工业，在机床，工程机械，农业机械，汽车等行业中逐步推广。本世纪60年代以来，随着原子能，空间技术，计算机技术的发2展，液压技术得到了很大的发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向高压，高速，大功率，高效，低噪音，经久耐用，高度集成化的方向发展。随着科技步伐的加快，液压技术在各个领域中得到了广泛应用，液压系统已成为主机设备中最关键的部分之一。但是，由于设计、制造、安装、使用和维护等方面的因素，影响了液压系统的正常运行。因此，了解系统工作原理，懂得一些设计、制造、安装、使用和维护等方面的知识，是保证液压系统能正常运行并极大发挥液压技术优势的先决条件。本文主要研究的是液压传动系统，液压传动系统的设计需要与主机的总体设计同时进行。设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。第二章万能外圆磨床液压系统的设计步骤与设计要求2.1设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求后，大致按如下步骤进行：1）确定液压执行元件的形式2）进行工况分析，确定系统的主要参数3）制定基本方案，拟定液压系统原理图4）选择液压元件5）液压系统的性能验算2.2明确设计要求设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚：1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何3）液压驱动机构的运动形式，运动速度4）各动作机构的载荷大小及其性5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求6）自动化程序、操作控制方式的要求7）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求8）对效率、成本等方面的要求第三章万能外圆磨床液压系统工作原理及特点3.1万能外圆磨床液压系统工作原理31-先导阀2-换向阀3-开停阀4-互锁缸5-节流阀6-抖动缸7-挡块8-选择阀9-进给阀10-进给缸11-尾架换向阀12-快动换向阀13-闸缸14-快动缸15-尾架缸16-润滑稳定器17-油箱18-粗过滤器19-油泵20-溢流阀21-精过滤器22-工作台进给缸1.工作台的往复运动(1)工作台右行：如图所示状态，先导阀、换向阀阀芯均处于右端，开停阀处于右位。其主油路为：进油路：液压泵19→换向阀2右位(P→A)→液压缸2右腔；回油路：液压缸9左腔→换向阀2右位(B→T2)→先导阀1右位→开停阀3右位→节流阀5→油箱。液压油推液压缸带动工作台向右运动，其运动速度由节流阀来调节。(2)工作台左行：当工作台右行到预定位置，工作台上左边的挡块拨与先导阀1的阀芯相连接的杠杆，使先导阀芯左移，开始工作台的换向过程。先导阀阀芯左移过程中，其阀芯中段制动锥A的右边逐渐将回油路上通向节流阀5的通道(D2→T)关小，使工作台逐渐减速制动，实现预制动；当先导阀阀芯继续向左移动到先导阀芯右部环形槽，使a2点与高压油路a2′a1→a1′接通油箱时，控制油路被切换。这时借助于抖动缸推动先导阀向左快速移动(快跳)。其油路是：进油路：泵19→精滤油器21→先导阀1左位(a2′→a2)→抖动缸6左端。回油路：抖动缸6右端→先导阀1左位(a1→a1′)→油箱。因为抖动缸的直径很小，上述流量很小的压力油足以使之快速右移，并通过杠杆使先导阀芯快跳到左端，从而使通过先导阀到达换向阀右端的控制压力油路迅速打通，同时又使换向阀左端的回油路也迅速打通(畅通)。这时的控制油路是：进油路：泵19→精滤油器21→先导阀1左位(a2′→a2)→单向阀I2→换向阀2右端。回油路：换向阀2左端回油路在换向阀芯左移过程中有三种变换。首先：换向阀2左端b1′→先导阀1左位(a1→a1′)→油箱。换向阀芯因回油畅通而迅速左移，实现第一次快跳。当换向阀芯1快跳到制动锥C的右侧关小主回油路(B→T2)通道，工作台便4迅速制动(终制动)。换向阀芯继续迅速左移到中部台阶处于阀体中间沉割槽的中心处时，液压缸两腔都通压力油，工作台便停止运动。换向阀芯在控制压力油作用下继续左移，换向阀芯左端回油路改为：换向阀2左端→节流阀J1→先导阀1左位→油箱。这时换向阀芯按节流阀(停留阀)J1调节的速度左移由于换向阀体中心沉割槽的宽度大于中部台阶的宽度，所以阀芯慢速左移的一定时间内，液压缸两腔继续保持互通，使工作台在端点保持短暂的停留。其停留时间在0～5s内由节流阀J1、J2调节。最后当换向阀芯慢速左移到左部环形槽与油路(b1→b1′)相通时，换向阀左端控制油的回油路又变为换向阀2左端→油路b1→换向阀2左部环形槽→油路b1′→先导阀1左位→油箱。这时由于换向阀左端回油路畅通，换向阀芯实现第二次快跳，使主油路迅速切换，工作台则迅速反向启动(左行)。这时的主油路是：进油路：泵19→换向阀2左位(P→B)→液压缸22左腔。回油路：液压缸22右腔→换向阀2左位(A→T1)→先导阀1左位(D1→T)→开停阀3右位→节流阀5→油箱。当工作台左行到位时，工作台上的挡铁又碰杠杆推动先导阀右移，重复上述换向过程。实现工作台的自动换向。2.工作台液动与手动的互锁工作台液动与手动的互锁是由互锁缸4来完成的。当开停阀3处于图7-2所示位置时，互锁缸4的活塞在压力油的作用下压缩弹簧并推动齿轮Z1和Z2脱开，这样，当工作台液动(往复运动)时，手轮不会转动。当开停阀3处于左位时，互锁缸4通油箱，活塞在弹簧力的作用下带着齿轮Z2移动，Z2与Z1啮合，工作台就可用手摇机构摇动。3.砂轮架的快速进、退运动砂轮架的快速进退运动是由手动二位四通换向阀12(快动阀)来操纵，由快动缸来实现的。在图8-2所示位置时，快动阀右位接入系统，压力油经快动阀12右位进入快动缸14右腔，砂轮架快进到前端位置，快进终点是靠活塞与缸体端盖相接触来保证其重复定位精度；当快动缸左位接入系统时，砂轮架快速后退到最后端位置。为防止砂轮架在快速运动到达前后终点处产生冲击，在快动缸两端设缓冲装置，并设有抵住砂轮架的闸缸13，用以消除丝杠和螺母间的间隙。手动换向阀12(快动阀)的下面装有一个自动启、闭头架电动机和冷却电动机的行程开关和一个与内圆磨具联锁的电磁铁(图上均未画出)。当手动换向阀12(快动阀)处于右位使砂轮架处于快进时，手动阀的手柄压下行程开关，使头架电动机和冷却电动机启动。当翻下内圆磨具进行内孔磨削时，内圆磨具压另一行程开关，使联锁电磁铁通电吸合，将快动阀锁住在左位(砂轮架在退的位置)，以防止误动作，保证安全。4.砂轮架的周期进给运砂轮架的周期进给运动是由选择阀8、进给阀9、进给缸10通过棘爪、棘轮、齿轮、丝杠来完成的。选择阀8根据加工需要可以使砂轮架在工件左端或右端时进给，也可在工件两端都进给(双向进给)，也可以不进给，共四个位置可供选择。图7-2所示为双向进给，周期进给油路：压力油从a1点→J4→进给阀9右端；进给阀9左端→I3→a2→先导阀1→油箱。进给缸10→d→进给阀9→c1→选择阀8→a2→先导阀1→油箱，进给缸柱塞在弹簧力的作用下复位。当工作台开始换向时，先导阀换位(左移)使a2点变高压、a1点变为低压(回油箱)；此时周期进给油路为：压力油从a2点→J3→进给阀9左端；进给阀9右端→I4→a1点→先导阀1→油箱，使进给阀右移；与此同时，压力油经a2点→选择阀8→c1→进给阀9→d→进给缸10，推进给缸柱塞左移，柱塞上的棘爪拨棘轮转动一个角度，通过齿轮等推砂轮架进给一次。在进给阀活塞继续右移时堵住c1而打通c2，这时进给缸右端→d→进给阀→c2→选择阀→a1→先导阀a1′→油箱，进给缸在弹簧5力的作用下再次复位。当工作台再次换向，再周期进给一次。若将选择阀转到其他位置，如右端进给，则工作台只有在换向到右端才进给一次，其进给过程不再赘述。从上述周期进给过程可知，每进给一次是由一股压力油(压力脉冲)推进给缸柱塞上的棘爪拨棘轮转一角度。调节进给阀两端的节流阀J3、J4就可调节压力脉冲的时期长短，从而调节进给量的大小。5.尾架顶尖的松开与夹紧尾架顶尖只有在砂轮架处于后退位置时才允许松开。为操作方便，采用脚踏式二位三通阀11(尾架阀)来操纵，由尾架缸15来实现。由图可知，只有当快动阀12处于左位、砂轮架处于后退位置，脚踏尾架阀处于右位时，才能有压力油通过尾架阀进入尾架缸推杠杆拨尾顶尖松开工件。当快动阀12处于右位(砂轮架处于前端位置)时，油路L为低压(回油箱)，这时误踏尾架阀11也无压力油进入尾架缸14，顶尖也就不会推出。尾顶尖的夹紧是靠弹簧力。6.抖动缸的功用抖动缸6的功用有两个。第一是帮助先导阀1实现换向过程中的快跳；第二是当工作台需要作频繁短距离换向时实现工作台的抖动。当砂轮作切入磨削或磨削短圆槽时，为提高磨削表面质量和磨削效率，需工作台频繁短距离换向—抖动。这时将换向挡铁调得很近或夹住换向杠杆，当工作台向左或向右移动时，挡铁带杠杆使先导阀阀芯向右或向左移动一个很小的距离，使先导阀1的控制进油路和回油路仅有一个很小的开口。通过此很小开口的压力油不可能使换向阀阀芯快速移动，这时，因为抖动缸柱塞直径很小，所通过的压力油足以使抖动缸快速移动。抖动缸的快速移动推动杠带先导阀快速移动(换向)，迅速打开控