双头车床液压系统设计方案加工压缩机拖车上一根长轴两端轴颈.docVIP

机械设计制造及其自动化专业 课 程 设 计 设计课题：双头车床液压系统的设计 指导老师：陈格平 班 级：2007级机械设计制造及其自动化6班 学 号：2007501313 姓 名：胡琼 目 录 1. 设计题目介绍 ………………………………... 22. 液压系统工作原理图 ......................................... 2 3. 液压负载及其各阻力计算……………............... 3 4. 液压缸的结构尺寸和工作压力计算…………... 55 确定油泵的实际工作压力及油泵选择 ……...... 66 参考文献………………………………………… 11 液压系统设计 某厂要设计制造一台双头车床，加工压缩机拖车上一根长轴两端的轴颈。由于零件较长，拟采用零件固定，刀具旋转和进给的加工方式。其加工动作循环是快进一工进—快退—停止。同时要求各个车削头能单独调整。其最大切削力在导轨中心线方向估计为12kN，所要移动的总重量估计为15kN，工作进给要求能在0.020～1.2m/min范围内进行无级调速，快速进、退速度一致，为 4 m/min，试设计该液压传动系统。图为该机床的外形示意图。? 1—左主轴头 2—夹具 3—右住轴头 4—床身 5—工件 双头车床外形示意图 （1）拟定液压系统工作原理图 该系统同时驱动两个车削头，且动作循环完全相同。为了保证快速进、退速度相等，并减小液压泵的流量规格，拟选用差动连接回路。 在行程控制中，由快进转工进时，采用机动滑阀。使速度转换平稳，且工作安全可靠。工进终了时。压下电器行程开关返回。快退到终点，压下电器行程开关，运动停止。 快进转工进后，因系统压力升高，遥控顺序阀打开，回油经背压阀回油箱，系统不再为差动连接。此处放置背压阀使工进时运动平稳，且因系统压力升高，变量泵自动减少输出流量。 两个车削头可分别进行调节。要调整一个时，另一个应停止，三位五通阀处中位即可。分别调节两个调速阀，可得到不同进给速度；同时，可使两车削头有较高的同步精度。由此拟定的液压系统原理图如图所示。 ? 双头车床液压系统工作原理图 （2）工作负载及惯性负载计算 根据题意，工作负载：N。油缸所要移动负载总重量：N 根据题意选取工进时速度的最大变化量：m/s，根据具体情况选取：s(其范围通常在0.01- 0.5s)，则惯性力为： （N） （3）密封阻力的计算 液压缸的密封阻力通常折算为克服密封阻力所需的等效压力乘以液压缸的进油腔的有效作用面积。若选取中压液压缸，且密封结构为Y型密封，根据资料推荐，等效压力取MPa，液压缸的进油腔的有效作用面积初估值为mm，则密封力为： 启动时：（N） 运动时：（N） （4）导轨摩擦阻力的计算 若该机床材料选用铸铁对铸铁，其结构受力情况如图10.4，根据机床切削原理，一般情况下，，由题意知，N，则由于切削力所产生的与重力方向相一致的分力N，选取摩擦系数，V型导轨的夹角，则导轨的摩擦力为： （5）回油背压造成的阻力计算 回油背压，一般为 0.3-0.5MPa，取回油背压MPa，考虑两边差动比为2，且已知液压缸进油腔的活塞面积mm，取有杆腔活塞面积mm，将上述值代入公式得： （N） 分析液压缸各工作阶段中受力情况，得知在工进阶段受力最大，作用在活塞上的总载荷 （N） 负载循环及速度循环表 工况 行程（mm） 速度（） 负载（N） 起动 —— —— 9593 加速 —— —— 8793 快进 100 0.067 8640 工进 30 0.02 20793 快退 130 0.067 8640 二、确定液压缸的结构尺寸和工作压力 由表8-7和表8-8可知组合机床在最大负载约为20793N时液压系统宜取压力=3，鉴于动力滑台要求快进快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式的，并在快进时作差动连接。此时液压缸无杆腔的工作面积应有杆腔工作面积的两倍，即，而活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系， 为防止滑台突然前冲，按表8-3取，快进时液压缸作差动连接，管路中有压力损失，有杆腔的压力应大于无杆腔，但其差值较小，可按0.3估算，则工作腔的有效工作面积和活塞直径分别为： 因为液压缸的差动比为2，所以活塞杆直径为 将这些直径按GB/T2348-2001圆整成就近标准值得： 由此得液压缸两腔的实际有效面积为：