液壓與氣壓傳動課程設計-臥式單面多軸鉆孔組合動力滑臺-預覽頁

　

【正文】 ?m—— 液壓缸機械效率 A1—— 液壓缸無桿腔的有效作用面積 A2—— 液壓缸有桿腔的有效作用面積 p1—— 液壓缸無桿腔壓力 p2—— 液壓有無桿腔壓力 因此，根據已知參數，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為 2211 1 002 33 3 82cmppFA m ????? ? 液壓缸缸筒直徑為 cmAD 1 ?? mm 由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關系， d = ，因此活塞桿直徑為d==7419mm，根據 GB/T2348— 1993 對液壓缸缸筒內徑尺寸和液壓缸活塞桿 外徑尺寸的規定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為 D=110mm，活塞桿直徑為 d=80mm。這種情況下，應把液壓缸設計成無桿腔 工作面積 1A 是有桿腔工作面積 2A 兩倍的形式，即活塞桿直徑 d與缸筒直徑 D呈 d = 。導軌的正壓力等于動力部件的重力，設導軌的靜摩擦力為 fF ， 則 ： 靜摩擦阻力 NF fs 5 0 0 02 5 0 0 ??? 動摩擦阻力 NF fd 2 5 0 02 5 0 0 ??? 慣性負載 最大慣性負載取決于移動部件的質量和最大加速度，其中最大加速度可通過工作臺最大移動速度和加速時間進行計算。 第 2 章 負載與運動分析 負載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產生的摩擦阻力在機械效率中加以考慮。液壓系統的主要參數與性能要求如下：切削力NFt 18000? ，移動部件總 質量 NG 25000? ； 快進 行 程 mmL 3001 ? ，共進行程mmL 802 ? 。而所有的基本回路的作用就是控制液壓介質的壓力和流量，因此液壓基本回路的作用就是三個方面：控制壓力、控制流量的大小、控制流動的方向。課程設計任務書 1．課程設計的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）： 一、設計的主要技術參數 運動部件總重 NG 25000? ，切削力 NFw 1800? ，快進快退速度 min/531 mvv ?? ，工進速度 m in/600~1002 mmv ? ；動力滑臺采用平導軌，靜、動摩擦因數分別為 ?s? ，?d? ；往復運動的加速、減速時間均為 ；快進行程 mmL 3001 ? ，工作行程mmL 802 ? 。 液壓傳動的基本目的就是用液壓介質來傳遞能量，而液壓介質的能量是由其所具有的壓力及力流量來表現的。要求實現的動作順序為：啟動→快進→工進→快退→停止。 該動力滑臺采用水平放置的平導軌 ，動力滑臺可在任意位置停止。 工作負載 FW 工作負載是在工作過程中由于機器特定的工作情況而產生的負載，對于金屬切削機床液壓系統來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負載，即 Ft=18000N 阻力負載 fF 阻力負載主要是工作臺的機械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動摩擦阻力兩部分。通常利用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。快退時回油腔中也是有背壓的，這時選取被壓值 2p =。1 AApAFp ???? ? ? 121 vAAq ?? qpP 1? ppp ??? 12 加速 —— —— 恒 速 工進 ? ? 1221 39。此外，與所有液壓系統的設計要求一樣，該組合機床液壓系統應盡可能結構簡單，成本低，節約能 源，工作可靠 。該機床的進給運動要求有較好的低速穩定性和速度 負載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進口節 流調速、出口節流調速、限壓式變量泵加調速閥的容積節流調速。 從工況圖中可以清楚地看到，在這個液壓系統的工作循環內，液壓要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油 液。 圖 3 雙泵供油油源 選擇快速運動和換向回路 根據本設計的運動方式和要求，采用差動連接與雙泵供油兩種快速運動回路來實現快速運動。因此速度換接回路為行程與壓力聯合控制形式。 由前述計算可知，當工作臺從快進轉為工進時，進入液壓缸的流量由 L/min，可選二位二通行程換向閥來進行速度換接，以減少速度換接過程中的液壓沖擊 ，選用 雙作用葉片泵雙泵供油，調速閥進油節流閥調速的開式回路，溢流閥做定壓閥。 要實現系統的動作，即 要求實現的動作順序為：啟動→加速 →快進→工進→快退→停止 。 回油路：液壓缸右腔→三位五通換向閥 2（ 1YA得電）→單向閥 6→行程閥 3→液壓缸左腔。 死擋鐵停留 當滑臺完成工進進給碰到死鐵時，滑臺即停留在死擋鐵處，此時液壓缸左腔的壓力升高，使壓力繼電器 14發出信號給時間繼電器，滑臺停留時間由時間繼電器調定。這時液壓泵輸出的油液經換向 2直接回油箱，泵在低壓下卸荷。 根據液壓泵的最大工作壓力計算方法，液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和。 確定其它元件及輔件 確定閥類元件及輔件 根據系統的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產品樣本，選出的閥類元件和輔件規格如 表 6 所列。 因此與液壓缸相連的兩根油管可以按照標準選用公稱通徑為 20? 和 15? 的無縫鋼管或高壓軟管。這是進油路上僅考慮調速閥的壓力損失Pap 51 105??? ，回油路上只有背壓閥的壓力損失，小流量泵的調整壓力應等于 工進時液壓缸的工作壓力 1p 加上進油路壓差 1p? 則 PaPappP p 5511 ??????? 即小流量 泵 的溢流閥 12 應按此壓力調整。 確定油流的流動狀態 按 [1]式 （ 130）經單位換算為 44 10273 ???? dv qvd? 式中 v —— 平均流速（ sm/ ）； d —— 油管內徑（ m ）； ? —— 油的運動粘度（ scm/2 ）； q —— 通過的流量（ sm/3 ）。通過各閥的局部壓力損失按 [1]式（ 139）計算，結果列于表 5 中。 發熱溫升驗算 工進在整個工作循環中所占用的時間達 86%，所以系統發熱和液壓油溫升主要是計算工進時的 。而大泵 2的卸載壓力取 PaPP 51 102?? 。 通過這次課程設計 ，讓我們每個人都再一次切身體驗了課程設計的基本模式和相關流程。 還有，通過本次設計也讓我們體驗到了團隊合作的重要性和必要性。 參考文獻 [1]劉忠偉 .液壓與氣壓傳動 .第二版 .北京：化學工業出版社， 2021 [2]成大先 .機械設計手冊 [單行本液壓傳動 ]. 北京：化學工業出版社， 2021 [3]陳啟松 .液壓傳動 與控制手冊 [M]. 上海：上海科學技術出版社， 2021 [4] 周士昌 .液壓系統設計圖集 .北京：機械工業出版社， 2021 [5] 張世偉，朱福元 .液壓系統的計算與結構設計 .寧夏：寧夏人民出版社， 1987