设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。

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1、设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。1）工作循环：快进—工进—快退—停止。2）工作参数轴向切削力21000N，移动部件总重10000N，快进行程100mm，快进与快退速度4.2m／min，工进行程20mm，工进速度0.05m／min，加、减速时间为0.2s，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，动力滑台可在中途停止。一、负载分析负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力

2、等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为，动摩擦力为，则而惯性力如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1。表1液压缸各运动阶段负载表运动阶段计算公式总机械负载启动2105加速1428快进1053工进23158快退1053根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（）和速度图（），见图1a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压活塞退回时的曲线。a)b)图1负载速度图a）负载图b）速度图二、液压系统方案设计1.确定液压泵类型及调速方

3、式参考同类组合机床,同时根据本题要求。选用双作用叶片泵双泵供油，同时这是调速阀进油调速的开式回路来满足快进、快退和工进的功能。快进或快退时双泵进行供油，工进时，小泵单独供油，同时利用节流阀调速保证工进速度。整个回路采用溢流阀作定压阀，起安全阀作用。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，回油路上设置背压阀，初定背压值为。2.选用执行元件因系统循环要求正向快进和工作，反向快退，且快进、快退速度相等。实现快进快退速度相等有以下几种方法：1）单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积等于有杆腔面积的两倍。2）采用双活塞杆液压缸，因两

4、腔有效面积相等，即可满足快进、快退速度相等的要求。差动连接可降低整个系统工作压力，同时可选用更小规格的油泵。而且组合机床对工作压力要求的供油压力并不高，所以选择方案一3.快速运动回路和速度换接回路根据题目运动方式和要求，采用方案一的快速回路系统，差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。采用二位二通电磁阀的速度回路，控制由快进转为工进。与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序阀与单向阀来切断差动

5、油路。因此速度换接回路为行程与压力联合控制形式。4.换向回路的选择本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以采用电磁换向阀的换向回路，采用三位五通阀。5.组成液压系统绘原理图将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图2所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点,并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即能观测各点压力。图2组合机床动力滑台液压系统原理图液压系统中各电磁铁的动作顺序如表2所示。表2电磁铁动作顺序表1Y2Y3Y快进+--工进+-+快退-+-

6、停止---三、液压系统的参数计算（一）液压缸参数计算1.初选同类型组合机床，初定液压缸的工作压力为。2.确定液压缸的主要结构尺寸要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杆式液压缸。快进差动时，并取无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的两倍，即。为了防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，在油路上设置背压阀，按[1]表8-2，初,选背压值。由表1克制最大负载为工进阶段的负载，按此计算则液压缸直径由可知活塞杆直径按GB/T2348——1993将所计算得D与d值分别圆整打动相近的标准直径，以便采用标准的密封装置。圆整后得按标

7、准直径算出按最低工进速度演算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量，因工进速度为最小速度，则由[1]式（8-11）上述计算中，满足最低速度的要求。3.计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程中各阶段的压力、流量和功率，在计算工进时按代入，快退时背压按代入计算公式和计算结果列于表3中。表3液压缸所需的实际流量、压力和功率工作循环计算公式负载进油压力回油压力所需流量输入功率NPaPaL/minkW差动快进工进快退注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之

8、间的压力损失，而。2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为，无杆腔回油，压力为。（二）液压泵的参数计算由表3可知工进阶段液压缸工作压力最大，若取进油路总压力损失，则液压泵最高工作压力可按[1]式（8-5）算出因此泵的额定压力可取。由表1-5可知，工进时所需流量最小是，设溢流阀最小