【文章內(nèi)容簡介】 00=1600N 動(dòng)摩擦阻力 Ffd= fd N =Ffd= 8000=800N 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 2所示。 南昌理工 學(xué)院本科 生畢業(yè) 論文 12 表 2 液壓缸在各工作階段的負(fù)載（單位： N） m? = 注：此處未考慮滑臺(tái)上的顛覆力矩的影響。 (4)負(fù)載循環(huán)圖 根據(jù)表 2 中計(jì)算結(jié)果，繪制機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的負(fù)載循環(huán)圖如圖 2 所示 NF 12020 工進(jìn) 1600 800 啟動(dòng)加速 快進(jìn) st 1344 800 1600 工況 負(fù)載組成 負(fù)載值 F 液壓缸推力39。F =F/ m? 起動(dòng) F = fsF 1600N 1777 N 加速 F = fdF + mF 1210 N 1344N 快進(jìn) F = fdF 800N 888N 工進(jìn) F = fdF + tF 10800N 12020 N 反向起動(dòng) F = fsF 1600N 1777 N 加速 F = fdF + mF 1210N 1344 N 快退 F = fdF 800N 888 N 南昌理工 學(xué)院本科 生畢業(yè) 論文 13 圖 2 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)負(fù) 載循環(huán)圖 圖 2表明，當(dāng)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)處于工作進(jìn)給狀態(tài)時(shí)，負(fù)載力最大為 10800N，其他工況下負(fù)載力相對(duì)較小。 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 min821 mvv ?? 、快進(jìn)行程 mml 3301? 、工進(jìn)行程 mml 502?、快退行程 mml 3803? ，工進(jìn)速度 min402 mmv ? 。 根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)繪制機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖如圖 3所示 。 V 8 0 380 t 8 圖 3 機(jī)床液壓系統(tǒng)速度循環(huán)圖 南昌理工 學(xué)院本科 生畢業(yè) 論文 14 確定系統(tǒng)主要 參數(shù) 初選液壓缸工作壓力 所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，其值為 12020N，其它工況時(shí)的負(fù)載都相對(duì)較低 ， 液壓系統(tǒng)的工作壓力 ,一般為 — Mpa， 初選液壓缸的工作壓力 p1=。 確定 液壓缸主要尺寸 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（即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連 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桿腔，估算時(shí)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 1 1 2 2 1 1 1 2/ ( / 2)mF A p A p A p A p? ? ? ? ?， 式中： F —— 負(fù)載力 ?m—— 液壓缸機(jī)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 南昌理工 學(xué)院本科 生畢業(yè) 論文 15 p2—— 液壓有無桿腔壓力 因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計(jì)算為 液壓缸缸筒直徑為 ? ? 1 ?? ?AD mm 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= 75=，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=80mm，活塞桿直徑為 d=55mm。 此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為： 221 mDA ?? ? ? ? 2222 mdDA ??? ? 計(jì)算最大流量需求 工作 臺(tái)在快進(jìn)過程中，液壓缸采用差動(dòng)連接，此時(shí)系統(tǒng)所需要的流量為 q 快進(jìn) =（ A1A2） v1= L/min 工作臺(tái)在快退過程中所需要的流量為 q 快退 =A2v2= 8= L/min 工作臺(tái)在工進(jìn)過程中所需要的流量為 q 工進(jìn) =A1v1’= = L/min 其中最大流量為快進(jìn)流量 為 。 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 3 所示。 南昌理工 學(xué)院本科 生畢業(yè) 論文 16 表 3 各工況下 滑臺(tái)油缸 的主要參數(shù)值 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)組合機(jī)床液壓系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)任務(wù)和工況分析，所設(shè)計(jì)機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機(jī)床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。此外，與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求一樣，該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性滑臺(tái)與夾具分開油泵供油。 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/ 輸入功率P/Kw 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1777 0 —— —— 2121 AA pAFP ???? ? q=(A1A2)v1 P=p1q p2=p1+Δ p 加速 1344 恒速 888 工進(jìn) 12020 P1=(F’+p2A2)/A1 q=A1v2 P=p1q 快退 起動(dòng) 1777 0 —— —— P1=(F’+p2A1)/A2 q=A2v3 P=p1q 加速 1344 恒速 888 南昌理工 學(xué)院本科 生畢業(yè) 論文 17 速度控制回路的選擇 工況計(jì) 算 表中表明，所設(shè)計(jì)機(jī)床液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過程中所需要的功率較小，系統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低，但適合于小功率場(chǎng) 合，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。該機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度 負(fù)載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進(jìn)口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。鉆鏜加工屬于連續(xù)切削加工，加工過程中切削力變化不大，因此鉆削過程中負(fù)載變化不大，采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。但由于在鉆頭鉆入工件表面及孔被鉆通時(shí)的瞬間，存在負(fù)載突變的可能，因此考慮在工作進(jìn)給過程中采用具有壓差補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)口調(diào)速閥的調(diào)速方式，且在回油路上設(shè)置背壓閥。油路采用開式循環(huán)回路，以提高散熱效率，防止油