【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 龍門(mén)刨床拉床工作壓力 ∕MPa≤23～5≤88～1010～1620～32根據(jù)設(shè)計(jì)要求，液壓缸工作壓力可選用25MPa。工作速度和速比液壓缸的工作速度與供液流量和活塞的有效作用面積相關(guān)?？筛鶕?jù)選定的液壓泵流量、液壓缸缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑來(lái)確定。 活塞桿的伸出速度和縮回速度分別為： （23） （24）式中 q—進(jìn)液流量；—容積效率；D—缸筒內(nèi)徑；d—活塞桿直徑。液壓缸的速比與缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑有關(guān)。速比一般不宜過(guò)大，否則無(wú)桿腔回液流速過(guò)高而形成很大的背壓。但也不宜過(guò)小，否則活塞桿直徑相對(duì)于缸筒內(nèi)徑太細(xì)，穩(wěn)定性差。 (25)可按下表選?。罕?2 不同工作壓力時(shí)推薦的速比工作壓力∕MPa～2020速比；22該主缸工作壓力為25Mpa,所以選等于2。缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑對(duì)于雙作用單活塞桿式液壓缸，液壓缸是以推力驅(qū)動(dòng)工作負(fù)載，由推F等于工作負(fù)載R的條件，可得 （26） 由此可求出缸筒內(nèi)徑為 （27）式中 —液壓缸進(jìn)油壓力；—機(jī)械效率；機(jī)械效率可根據(jù)密封圈形式來(lái)確定，通常橡膠密封時(shí)取=；代數(shù)據(jù)入上式得： D=由式25可得： （28）代入數(shù)據(jù)得： 缸筒內(nèi)徑按GB234880規(guī)定的液壓缸筒內(nèi)徑尺寸系列圓整得D=40mm；活塞桿直徑按GB234880規(guī)定的活塞桿直徑系列尺寸圓整得d=32mm；最大工作行程和最小導(dǎo)向長(zhǎng)度最大工作行程s指活動(dòng)橫梁位于上限位置時(shí)，活動(dòng)橫梁的立柱導(dǎo)套下表面到立柱限程套上平面的距離。前面已選出，s=710mm。主缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度是指活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離。對(duì)于一般液壓缸，其最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足下式要求： （29）式中 L—液壓缸的最大行程； D—缸筒內(nèi)徑。則 缸筒壁厚和外徑缸筒相當(dāng)于一個(gè)兩端封閉的圓筒形受壓容器，由材料力學(xué)知，其應(yīng)力狀態(tài)是隨著缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值D/的改變而變化的。因此在計(jì)算缸壁的合成應(yīng)力和厚度時(shí)，必須考慮不同的比值D/和材質(zhì)，采用不同的計(jì)算公式。根據(jù)目前工程機(jī)械和重型機(jī)械的實(shí)際情況，用得最多的是中厚壁液壓缸，因此先按該種公式計(jì)算，再修正。 （210）式中 —強(qiáng)度系數(shù)，當(dāng)采用無(wú)縫鋼管時(shí)，=1；c—計(jì)入筒壁公差及腐蝕時(shí)的附加厚度，一般可以略去；—缸筒材料的許用應(yīng)力，缸筒材料選用45號(hào)鋼，故常取110～150Mpa。對(duì)于工程機(jī)械和重型機(jī)械用的液壓缸的缸筒，一般都采用無(wú)縫鋼管，當(dāng)忽略c值以后，則缸筒的計(jì)算公式如下： （211）代入數(shù)據(jù)得： 缸筒的壁厚確定后，由下式計(jì)算出缸筒外徑： 主缸的總效率機(jī)械效率：由活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下通?？扇。?=～, 這里?。?容積效率： 由各密封件的泄露所造成，當(dāng)活塞密封為彈性材料時(shí)；取=反作用力效率：由排出口背壓差所產(chǎn)生的反向作用力。 當(dāng)活塞桿伸出是為進(jìn)油壓力,當(dāng)活塞桿縮回是為排油壓力當(dāng)活塞桿伸出時(shí)為排油壓力,當(dāng)活塞桿縮回時(shí)為進(jìn)油壓力 主缸的總效率： (212) = = 說(shuō)明： MPa 。 頂出缸的結(jié)構(gòu)選型頂出缸為活塞式結(jié)構(gòu)，如圖24所示，主要由缸體、活塞桿及導(dǎo)向套、行程開(kāi)關(guān)、凸臺(tái)、頂桿等組成。缸體的下底設(shè)有進(jìn)油孔和出油孔。缸體與下橫梁采用法蘭4固定，用緊鎖螺母7鎖緊，防止缸筒隨活塞桿上下竄動(dòng)?；钊c活塞桿為整體式，由導(dǎo)向套5導(dǎo)向?；钊麠U與缸體內(nèi)壁以及活塞桿與導(dǎo)向套之間用O型密封圈密封，導(dǎo)向套與缸體內(nèi)壁用Yx型密封圈密封。導(dǎo)向套用螺母3固定。圖上頂出缸的右端設(shè)有頂桿和行程開(kāi)關(guān)。頂桿與活塞桿連接在一起，顯示活塞桿的伸出長(zhǎng)度。行程開(kāi)關(guān)用來(lái)控制頂出缸的工作過(guò)程[910] 。1—凸臺(tái) 2—防塵圈 3—螺母 4—法蘭 5—導(dǎo)向套 12—Yx型密封圈11—O型密封圈 8—鎖緊螺母 9—活塞桿 13—缸蓋 14—行程開(kāi)關(guān) 15—頂桿圖24頂出缸示意圖 缸筒與缸蓋缸筒與缸蓋連接形式一般有焊接、螺紋連接、半環(huán)連接、螺栓連接等，該頂出缸采用螺紋連接，這種連接方式重量較小，外徑較小，使用廣泛。缸筒與下橫梁采用法蘭固定，法蘭與缸筒外壁用螺紋連接，并用鎖緊螺母鎖緊。缸筒常用35號(hào)，45號(hào)無(wú)縫鋼制成。該缸筒采用45號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到HB241～285，以改善加工性能和強(qiáng)度。缸蓋材料一般選用35號(hào)，45號(hào)鋼鍛件或ZG35，ZG45鑄鋼及HT25～47，HT30～54等灰鐵鑄件等。該缸蓋選用45號(hào)鋼鍛件。活塞與活塞桿活塞或活塞桿的連接結(jié)構(gòu)一般有整體式和裝配式。頂出缸僅僅在需要工件頂出或壓邊時(shí)才使用，使用時(shí)間較少，負(fù)載較輕，故設(shè)計(jì)成整體式，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度大。頂出缸活塞桿桿徑較小，所以其主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成實(shí)心，活塞桿端部與凸臺(tái)連接，采用光滑端部結(jié)構(gòu)。實(shí)心活塞桿的材料常用35號(hào)，45號(hào)鋼，此活塞桿選用45號(hào)鋼。密封、導(dǎo)向和防塵裝置活塞與缸筒之間的密封性能好壞直接影響著液壓缸的工作性能。由于活塞與缸筒內(nèi)壁之間的存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此該密封屬于動(dòng)密封。該密封常用的裝置有密封圈、摩擦環(huán)、活塞環(huán)等。此處頂出缸活塞桿與缸筒的密封裝置選用Y型密封圈，其密封可靠，摩擦阻力小，很適合于往返速度較高的液壓缸。具體型號(hào)可選用Yx型密封圈D180 Q/ZB24877?；钊麠U的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用軸套式，用Y型密封圈密封。防塵圈的結(jié)構(gòu)采用Y型密封圈，型號(hào)為 Q/ZB33677。行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)為標(biāo)準(zhǔn)件，可直接從公司選購(gòu)。頂出缸的工作負(fù)載和工作壓力由設(shè)計(jì)要求可知，該液壓機(jī)公稱壓力為2500kN，查《鍛壓手冊(cè)》表182“ 四柱液壓機(jī)基本參數(shù)”可得出該頂出缸的頂出力為400 kN，即工作負(fù)載為400 kN。頂出缸的工作壓力可由表21查出，p取25MPa；速比由表2—2查得，取2。頂出缸內(nèi)徑和活塞桿直徑由式27可知缸筒內(nèi)徑為： 由式28可知活塞桿直徑為： m 對(duì)以上計(jì)算所得的缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑，需要按GB234880規(guī)定的液壓缸內(nèi)徑尺寸系列和活塞桿直徑尺寸系列圓整。圓整得： D=16mm；d= 11mm最大工作行程和最小導(dǎo)向長(zhǎng)度頂出缸的最大工作行程查《鍛壓手冊(cè)》表182“ 四柱液壓機(jī)基本參數(shù)”可知=250mm。頂出缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度由式2—9得： 缸筒壁厚和外徑 缸筒壁厚由式211得： 缸筒的壁厚確定后，由下式計(jì)算出缸筒外徑： m 工作臺(tái)選用材料及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同，為鑄造結(jié)構(gòu)，材料為HT2040，工作臺(tái)是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)，臺(tái)面上固定模具，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷?？砂惭b頂出缸，回程缸及其它輔助裝置[1113]。工作臺(tái)是液壓機(jī)的基礎(chǔ)性零件，是安裝的基準(zhǔn)。因此，對(duì)工作臺(tái)的直線度，各部件安裝定位基面均應(yīng)有必要的技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)情況具體要求為：工作臺(tái)后面直線度。立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大1 mm左右。工作臺(tái)在工作中，不承受彎矩時(shí)，可以僅考慮其受壓，其抗壓許用應(yīng)力，對(duì)鑄鐵件可取[б]為80MPa，對(duì)鑄鋼結(jié)構(gòu)可取[б]為120 MPa。從結(jié)構(gòu)上看，工作臺(tái)是一個(gè)中間部分承受均布載荷的梁，根據(jù)它的有效面積確定其輪廓尺寸，立拄中心孔前后距離，按工作臺(tái)前后長(zhǎng)度，立拄的連接結(jié)構(gòu)及其外側(cè)余量來(lái)確定。因此，對(duì)工作臺(tái)的計(jì)算可以從略。三個(gè)橫梁外型輪廓尺寸很大，為了節(jié)約金屬材料減輕重量，一般做成箱型，安裝各種油缸，柱塞以及立柱的部分都做成圓筒型，中間加設(shè)肋板，承載大的地方，肋板較密，以提高剛度，降低局部應(yīng)力，肋板按照輻射形布置。橫梁采用35～45鑄造而成。下橫梁的高度：～。上橫梁的高度：～。（大臺(tái)面小噸位取小植）活動(dòng)橫梁：～，受偏心載荷取大值，中心載荷取小值。 31 第3章 液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3章 液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓機(jī)主要是靠液體壓力來(lái)完成工作的，大多數(shù)屬于高壓、大流量的范疇。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)的一部分，它除了應(yīng)符合主機(jī)動(dòng)作循環(huán)和靜、動(dòng)態(tài)性能等方面的要求外，還應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全可靠，效率高，經(jīng)濟(jì)性好，使用維護(hù)方便等條件[1415]。液壓機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的基本要求可歸納如下：在操作特點(diǎn)上，要求能實(shí)現(xiàn)對(duì)模時(shí)的微動(dòng)調(diào)整操作、手動(dòng)操作和半自動(dòng)操作。在行程速度上，要求能實(shí)現(xiàn)空程快速運(yùn)動(dòng)和回程快速運(yùn)動(dòng)，以節(jié)省輔助時(shí)間。在工作液體壓力上，一般為20～30MPa，對(duì)公稱壓力較小而結(jié)構(gòu)空間較大的，取較低的工作壓力值；對(duì)工件單位變形壓力大，壓機(jī)公稱壓力大而臺(tái)面尺寸又不太大的，取較高的工作液體壓力值。在工藝特點(diǎn)上，對(duì)于小型液壓機(jī)一般不進(jìn)行壓力分級(jí)，對(duì)于中型以上液壓機(jī)，一般要求具有分級(jí)的公稱壓力，以滿足不同工藝的需要。在工作行程結(jié)束，回程將要開(kāi)始之前，一般要求對(duì)主缸預(yù)卸壓，以減少回程時(shí)的沖擊振動(dòng)等。對(duì)于工作過(guò)程的要求，應(yīng)根據(jù)所進(jìn)行的不同工藝，區(qū)別對(duì)待并采用相應(yīng)的措施來(lái)滿足。根據(jù)論文設(shè)計(jì)要求，該液壓機(jī)為通用液壓機(jī)，可用于多種產(chǎn)品的加工，滿足不同工藝要求則設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)應(yīng)使液壓機(jī)具有如下特點(diǎn)：在主機(jī)結(jié)構(gòu)上，一般結(jié)構(gòu)空間較大，設(shè)有活塞式主工作缸，供壓制和回程用，并設(shè)有頂出缸，供頂出工件、反向拉延、液壓壓邊和起液壓墊作用。在傳動(dòng)系統(tǒng)上，一般設(shè)有充液系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)空程快速運(yùn)動(dòng)，從而減少輔助時(shí)間。設(shè)有保壓延時(shí)系統(tǒng)，以滿足特定工藝要求。在操作上，要求手動(dòng)和半自動(dòng)兩種操作方式，并能根據(jù)需要改變動(dòng)作順序。液壓系統(tǒng)的的常用執(zhí)行器有液壓缸、液壓馬達(dá)和擺動(dòng)液壓馬達(dá)。根據(jù)前面的總體設(shè)計(jì)可知，該液壓機(jī)選用的單桿活塞式液壓缸，為一般連接，活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推力和拉力，推力和拉力不相等。該液壓缸做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，克服的外負(fù)載力主要有：工作負(fù)載F，摩擦負(fù)載Ff，慣性負(fù)載Fm 。工作負(fù)載F。工作負(fù)載是外負(fù)載的主要部分，不同的機(jī)械，負(fù)載形式也不同。該液壓機(jī)的工作負(fù)載是垂直壓制工件時(shí)，工件所給的反作用力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，F(xiàn)=2500kN。摩擦負(fù)載。該液壓機(jī)摩擦負(fù)載包括兩部分，一是活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)時(shí)與立柱之間的摩擦阻力，二是液壓缸密封裝置摩擦阻力 。的大小與活動(dòng)橫梁和立柱的材料以及工作狀態(tài)有關(guān)。 （31）式中 —作用于立柱上的徑向力； —立柱的摩擦系數(shù)，起動(dòng)時(shí)按靜摩擦系數(shù)計(jì)算，其余按動(dòng)摩擦系數(shù)計(jì)算。液壓機(jī)工作時(shí)，活動(dòng)橫梁沿著立柱垂直向下行或上行，活動(dòng)橫梁導(dǎo)套與立柱不接觸，故作用于立柱上的徑向力等于零，所以為零。液壓缸密封裝置的摩擦阻力的大小取決于密封裝置的結(jié)構(gòu)形式、材料和油液的壓力等因素，一般都計(jì)入液壓缸的機(jī)械效率中，此處不做計(jì)算。結(jié)合以上所述，該液壓機(jī)摩擦負(fù)載可忽略不計(jì)。 慣性負(fù)載。慣性負(fù)載是運(yùn)動(dòng)部件在起動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中的慣性力。其平均值可按下式計(jì)算。 （32）式中 g—重力加速度； G—運(yùn)動(dòng)部件的重量；—起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間； —時(shí)間內(nèi)的速度變化量。該液壓機(jī)為小型液壓機(jī)，工作負(fù)載為2500kN，慣性負(fù)載相對(duì)于工作負(fù)載，很小，可忽略不計(jì)，故此處不做計(jì)算。液壓機(jī)工作時(shí)主要有空載下行、工進(jìn)、回程三個(gè)過(guò)程，具體運(yùn)動(dòng)情況可用工作循環(huán)圖和速度圖來(lái)表示，如圖31所示：圖31 液壓機(jī)的動(dòng)作循環(huán)圖A值的大小直接影響著液壓缸的推力和速度。根據(jù)前面總體設(shè)計(jì)中液壓缸的設(shè)計(jì)可知缸筒內(nèi)徑D=。 則油缸有效工作面積為： max== m3/s式中 A—液壓缸的有效面積，m2；—液壓缸的最大速度，液壓缸的最大工作速度為空載下行時(shí)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，液壓機(jī)要實(shí)現(xiàn)“空程快速下降—慢速下降加壓—保壓—卸壓及回程—停止”的工作循環(huán)，故采用液壓傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用液壓缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)[1718]。液壓機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)由于所用的工作液體壓力較高，流量較大，故一般多采用柱塞式液壓泵。由于直軸式軸向柱塞泵額定工作壓力及容積效率均比較高，流量容易調(diào)節(jié)，變量方式也較多，在我國(guó)應(yīng)用較早，積累了豐富的