大型钻床动力头的液压系统设计

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1、设计的大型钻床动力尖液压的液压动力滑台液压系统要求完成：技术参数：动力滑台工作循环为：快进一工进-＞快退-H亭止。液压系统的主要参数与性能要求为：切削力Ft=4320N;移动部件总重力G=2500N；快进行程Ll=110mm；工进行程L2=180mm；快进速度为Vl=3.0m/min;工进速度为V2=0.07m/min;快退速度为V3=6m/min;加速时间和减速时间均为0.2s;静摩擦因素fs=0.2;动摩擦因素fd=0.15。该动力滑台可在任意位置停止。一、行工况分析，确定液压缸推力1、工况分析及液压缸的推力：(1)、工况分析切削推力：Fl7尸25000N静摩擦力：F~f,G=0.

2、2X9800=1960N动摩擦力：Fd=fdG=0.1X9800=980N启动惯性力:Fg=mtz=(9800/9.81)X(6/(0.2X60))=499N(2)、液压缸的推力启动推力：E^.=Fj/n=1960/0.9=2180N加速推力：「加=(Fd+Fg)/n=(980+499)/0.9=1640N快进推力：F什Fd/n=980/0.9=1090N工进推力：Fx=(Fw+Fh)/n=(25000+980)/O.9=28900N反向启动过程作用力与F；§、Fj„、F&大小相同，方向相反。工况运行图如下：快进H工进快退速度循环图2108N109ON1090W2890QN40cm45

3、cm2108N推力循环图进给循环图图4-18:大型钻床动力头液压液压缸工况图二、确定液压缸工作压力、结构尺寸、初定液压缸流量2、选取工作压力及背压力Ft==28900N在20000-30000N之间，P,=3-4MPa选取，Pf3.4MPa,为防止加工结朿动力头突然前冲，设冋油路有背压阀，取背压P2=0.8MPei。3、确定液压缸结构尺寸取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程：D-—V2FdPi4-19：大型钻床动力头液压液压缸力的平衡F=PiA厂P2A2=Ai(P「P2A2/Ai)D=4x28900^■(3.4-0.5x0.8)xl06快进速度Vt?i=6m/min，：l:进速度

4、Vx^=0.05m/min,相差很大，应进行差动换接，取k=A2/A,=0.5,则:=0.1m取液压缸筒标准值：D-110d=0.7D=0.7X110=77取活塞杆标准值：d=804、认证液压缸筒壁厚中低压液压系统，由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚:额定工作压力：Pn=3.4MPa<16MPa试验压力为：Py=l.5Pn=l.5X3.4=5.IMPa许用应力取：[

5、100取活塞杆长2000取液压缸筒长：L-16006、求最少活塞杆直径取［＜7j=108；V/m2I4F0x28900V^xlO8=0.019m=1919比80少4.21倍,稳定性足够安全可靠。7、校核活塞杆的稳定性(1)、求活塞杆的临界半径a;(2)、求活塞杆的临界负载L/rk=2000/20=100选用45s钢，取其柔性系数仍=85液压缸的安装方式采用一端固定,一端自由，其末端系数=1/4活塞杆细长比：取：Fk=L!rk=100〉仍7^7=8571/4=42.5JX^x206x10，，x£2TL222199OOO7V458钢的弹性模量:取£=2.O6xlOu/V/m2活塞杆横截面惯

6、性矩：J活塞杆伸出长度：L=2000该液压缸活塞杆的稳定性能好,可靠性高。(3)、求活塞杆临界负载的安全系数其安全系数：nk=1990004-28900=6.98、液压缸各截面积A,=(^/4)D2=(^/4)xll2=95.Ocm2=(^/4M2=(^/4)x82=50.3cm2=(^/4)(£>2-d2)=O/4)x(ll2-82)=44.7cm29、初定液压缸流量快进：e,=vA,=60x0.95=57.0L/minQ2=vA2=60x0.45=26.8L/minQp=Q}-Q2=57.0-26.8=30.2L/min工进2T=v2A,=(0.05—0.10)X9.5=(0.48

7、—0.95)L/min：10、液压缸的负载、压力、流量、功率的工况表工况负载(N)液压缸计算公式油压力PtXlO5回油压力P2X105输入流量Q(L/min)入功率P(kw)快进差动启动21804.330P!=(Fi+ApA2)/A3加速恒速164010907.706.62△p=530.20.33Q=(Ai-A2)XV快P=PiQ工进2890034.280.48-0.950.29-0.54Pi=(Fi+p2A2)/AiQ=vxAiP=PiQ工快