臥式單面多軸鉆孔組合動(dòng)力滑臺(tái)液壓課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-18 12:07 本頁(yè)面
【正文】 作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾緊力，導(dǎo)軌摩擦力，慣性力。 在對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析時(shí)，本設(shè)計(jì)實(shí)例只考慮組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)所受到的工作負(fù)載、慣性負(fù)載和機(jī)械摩擦阻力負(fù)載，其他負(fù)載可忽略。 （ 1）阻力負(fù)載 fF 阻力負(fù)載主要是工作臺(tái)的機(jī)械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動(dòng)摩擦阻力兩部分。導(dǎo)軌的正壓力等于動(dòng)力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為 fF ，則 靜摩擦阻力 25 00 0 50 00fsFN? ? ? 動(dòng)摩擦阻力 25 00 0 25 00fd ? ? ? （ 2）工作負(fù)載 FW 工作負(fù)載是在工作過(guò)程中由于機(jī)器特定的工作情況而產(chǎn)生的負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負(fù)載，即 12700wFN? （ 3）慣性負(fù)載 最大慣性負(fù)載取決于移動(dòng)部件的質(zhì)量和最大加速度，其中最大加速度可通過(guò)工作臺(tái)最大移動(dòng)速度和加速時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間均為 ，工作臺(tái)最大移動(dòng)速度，即快進(jìn)、快退速度為 5m/min，因此慣性負(fù)載可表示為 m 2 5 0 0 0 5m 1 0 6 1 . 8 49 . 8 1 6 0 0 . 2vF N Nt?? ? ? ? ??? 忽略切削力引起的顛覆力矩對(duì)導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機(jī)械效率w? =，根據(jù)上述負(fù)載力計(jì)算結(jié)果，可得出液壓缸在各個(gè)工況下所受到的負(fù)載力和液壓缸所需推力情況，如表 1 所示。 表 1 液壓缸總運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表（單位： N） 工況 負(fù)載組成 負(fù)載值 F/N 推力 F/ w? /N 啟動(dòng) fsFF? 5000 加速 mfd FFF ?? 快進(jìn) fdFF? 2500 厚德博學(xué) 和而不同 3 工進(jìn) tfd FFF ?? 15200 反向啟動(dòng) fsFF? 5000 加速 mfd FFF ?? 快退 fdFF? 2500 制動(dòng) mfd FFF ?? 厚德博學(xué) 和而不同 4 第三章 負(fù)載圖和速度圖的繪制 根據(jù)負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知的個(gè)階段的速度，可繪制出工作循環(huán)圖如圖 1（ a）所示，所設(shè)計(jì)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖可根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行繪制，已知快進(jìn)和快退速度 135m/minvv?? 、快進(jìn)行程 L1=300mm、工進(jìn)行程L2=80mm、快退行程 L3=380mm，工進(jìn)速度 2 100mm/minv ? 。 快進(jìn)、工進(jìn)和快退的時(shí)間可由下式分析求出。 快進(jìn) 3111300 10 60Ltsv??? ? ? 工進(jìn) 322280 10 60Ltsv??? ? ? 快退 333380 10 60ltsv??? ? ? 根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)繪制組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)繪制負(fù)載圖（ Ft）如圖 厚德博學(xué) 和而不同 5 第四章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 確定 液壓缸工作壓力 由表 2和表 3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為 17000 N時(shí)宜取 3MP。 表 2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類(lèi)型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門(mén)刨床 拉床 工作壓力/MPa ~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 表 3 按負(fù)載選擇工作壓力 負(fù)載 / KN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作壓力 /MPa ~1 ~2 ~3 3~4 4~5 ≥ 5 計(jì)算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 由于工作進(jìn)給速度與快速運(yùn)動(dòng)速度差別較大，且快進(jìn)、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動(dòng)連接方式。通常利用差動(dòng)液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)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(tái)運(yùn)動(dòng)的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液壓缸設(shè)計(jì)成無(wú)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 = 的關(guān)系。 工進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)孔被鉆通時(shí)，由于負(fù)載突然消失，液壓缸有可能會(huì)發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓 (通過(guò)設(shè)置背壓閥的方式 )，選取此背壓值為 p2=。 快進(jìn)時(shí)液壓缸雖然作差動(dòng)連接 ,但連接管路中不可避免地存在著壓降 p? ，且有桿腔的壓力必須大于無(wú)桿腔，估算取 p???？焱藭r(shí)回油腔中也是有背壓的，這時(shí)選取被壓值 2p =。 工進(jìn)時(shí)液壓缸的推力計(jì)算公式為 厚德博學(xué) 和而不同 6 1 1 2 2 1 1 1 2/ ( / 2)mF A p A p A p A p? ? ? ? ?， 根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積可計(jì)算為 62121 10 0. 01 m22mFA pp? ??? ? ??? 液壓缸缸筒直徑為 14 1 1 2 .8 3D A m m??? 由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系， d = ，因此活塞桿直徑為 d==，根據(jù) GB/T2348— 1993 對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活 塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為 D=113mm，活塞桿直徑為 d=80mm。 此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為： 221 4 D m??? ? ?2 2 22 4 0 .0 0 5A D d m?? ? ? 工作臺(tái)在快進(jìn)過(guò)程中，液壓缸采用差動(dòng)連接，此時(shí)系統(tǒng)所需要的流量為 ? ?1 2 1v 25 m inq A A L? ? ? ?快 進(jìn) 工作臺(tái)在快退過(guò)程中所需要的流量為 23q v 25 m inAL? ? ?快 退 工作臺(tái)在工進(jìn)過(guò)程中所需要的流量為 12 1 L / m inq A v? ? ?工 進(jìn) 根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率值，如表 4 所示。 表 4 各工況下的主要參數(shù)值 工況 推力F’ /N 回油腔壓力P2/MPa 進(jìn)油腔壓力P1/MPa 輸入流量q/1 輸入功率 P/Kw 計(jì)算公式 快 進(jìn) 啟動(dòng) 5556 0 —— —— ? ? ? ?21239。1 AApAFp ????? ? 121 vAAq ?? qpP 1? ppp ??? 12 加速 3958 —— —— 快速 2778 25 厚德博學(xué) 和而不同 7 工進(jìn) 16889 1 ? ? 1221 39。 AApFp ?? 21vAq? qpP 1? 快退 起動(dòng) 5556 0 —— —— ? ?2121 39。 AApFP ?? 32vAq? qpP ?? 1 加速 3958 —— —— 快退 2778 25 制動(dòng) 1468 —— —— 注： m/39。 ?FF? 。 繪制液壓缸工況圖 并據(jù)表 4 可繪制出液壓缸的工況圖，如圖 2 所示。 圖 2 組合機(jī)床液壓
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