3液压系统的验算.docVIP

工况分析 首先根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图1-1所示，然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。 液压缸所受外负载F包括三种类型，即 F=Fw+Ff+Fa 式中 Fw-------工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，本题中Fw=15000N; Fa-------- 运动部件速度变化时的惯性负载； Ff--------导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平导轨Ff可由下式求得 Ff=f(G+Frn); G---------运动部件重力； Frn-------垂直于导轨的工作负载，本题为零； f-----------导轨摩擦系数，本题中取静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1.则求得 Ffs =0.2X18000N=3600N Ffa=0.1X18000N=1800N Fa=G△v／g△t 式中 g----重力加速度； △t----加速或减速时间，一般△t=0.01～0.5s △v------△t时间内的速度变化量。 本题中 Fa=18000X0.02／9.8X0.5 =367N 根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载（见表1-1），并画出如图1-2所示的各负载循环图。 表1-1工作循环各阶段的外负载 工作循环 外负载F(N) 工作循环 外负载F(N) 启动 加速 F=Ffs＋Fa 3967 工进 F=Ffa＋Fw 16800 快进 F=Ffa 1800 快退 F=Ffa 1800 2.拟定液压系统原理图 （1）确定供油方式 考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。 ⑵调速方式的选择 在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用限压变量泵和调速阀组成的容积节流调速。 ⑶速度换接方式的选择 本系统中采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。 ⑷夹紧回路的选择 用二位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入节流阀调速和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。 最后把所选择的液压回路组合起来，即可组合成图1-3所示的液压系统原理图。 原理图分析： 由三位四通电磁换向阀，单向调速阀、二位三通电磁换向阀、液压缸及液压泵组成的行程控制差动回路：电磁铁1YA和3YA都通电，液压缸实现差动快进，快进结束时3YA断电，液压缸转为工进，速度调速阀决定；1YA和3YA断电，2YA通电时液压缸实现快退。 由溢流阀和液压阀组成的调压回路： 泵出口压力油溢流阀的调速压力决定只要溢流阀开启，系统压力基本恒定，即“溢流定压”。 液压系统中各电磁铁的动作顺序如下表所示： 动作 1YA 2YA 3YA 快进 ＋ － ＋ 工进 ＋ － － 快退 － ＋ － 3.液压系统的计算和选择液压元件 （1）液压缸主要尺寸的确定 1）工作压力P的确定。工作压力P可根据负载大小及机器的类型来初步确定，现参阅表2-1取液压缸工作压力为3Mpa. 计算液压缸内径D和活塞杆直径d.由负载F为16800N按表2-2可取P2为0.5MP,ηcm为0.95.考虑到快进快退速度相等，取d/D为0.7.将上述数据代入式(2-3)可得 = 根据表2-4将液压缸内径圆整为标准系列直径D=90mm 活塞杆直径d,按d/D=0.7及表2-5活塞杆直径系列d=63 按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，由式2-4可得： A≥qmin/vmin=(0.05X1000)/10= 式中：qmin是由产品样本查得GE系列调速阀 A=3.14X（D2-d2）Q快进=3.14d2v快进/4= Q工进