卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计

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1、液压系统设计设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，动力滑台的工作循环是：快进一一工进一一,快退——停止。一、明确设计要求液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力:24000N移动部件总重量：9800N快进行程：550mm快进快退速度均为：6.5m/min工进行程:100mm工进速度：0.2m/min加速、减速时间:0.25s利用平导轨，静摩擦系数：0.2动摩擦系数：0.1动力滑台可以随吋在屮途停止运动。二、工况分析1、负载分析:1、1切削力：Fl=24000N1、2摩擦阻力：Ffs=fs・Fg=0・2x9800N=1960NFfd=fd・Fg=0丄x9800N

2、=980N1、3惯性阻力:6.50.25x60N=434/VFgAv9800F-=ma=7^=^8-4重力阻力:因工作部件是卧式安置，故重力阻力为零。Fg=0/V1、5密封阻力：将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，取液压缸机械效率。"m=0.91、6背压阻力：背压力P2由《液压与气压传动》卩235表8・3选取根据上述分析（没有考虑颠覆力矩的作用）可算出液压缸在各动作阶段中的负载，如表1-1所示。表1-1液压缸各动作阶段屮的负载工况计算公式液压缸负载F/N液压缸推力V/r）m=F/0.9N启动F=Ffs19602178加速F=Ffd+Fm14141572快速F=Ffd98010

3、89工进F=FL+Ffd2498027756快退F=Ffd98010892、负载图、速度图：快进速度珂与快退速度巾相等,即：vx=v3=6.5m/min2、1快进行程为：=550mm2、2快退行程为：$=650mm2、3工进速度为：矽2=0・2m/min2、4工进行程为：仃=100mm根据快进速度巾与快退速度巾、快进行程、快退行程、工进速度、工进行程和表1-1液压缸各动作阶段中的负载中的数值，绘制液压缸的F-1负载图和v-l速度图。图1-2液压缸的v-l速度图三、初选液压缸的结构尺寸1、初选液压缸的工作压力：由最大负载值查表1-2和表1-3,初选液压缸工作压力为Pi=4MPao

4、表1-2不同负载选择液压执行元件的工作压力负载/7(kN)<55〜1010~2020~3030~50>50工作压力>9/(MPa)<0.8〜11・5~22.5~33〜44~5>5~7表1-3各类机械选择液压执行元件的工作压力主机类型磨床组合机床龙门刨床拉床农业机械小型工程机械工程机械辅助机构塑料机械液压机屮、大型工程机械起重运输机械工作压力p/(MPa)W23~5W88~1010~166~2520~322、计算液压缸结构参数为使液压缸快进与快退速度相等，选用巾出杆活寒缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面积为金和缶，且41=2x42，即d二0.707D。为防止钻通时发生前冲

5、现象，液压缸冋油腔背压卩2取0.6MPa,而液压缸快退时背压取0.5MPao由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程PixA1=P2xA2+F,可得：4]=F/(人一0.5卩2)=27756/(4x106—0.5x0.6x106)u75(cm2)2、1液压缸内径D就为：4x4]4x75D===9.775(cm)J兀Jn对D圆整，取D二98mm由d=0.707D,经圆整得d二69mm2、2计算出液压缸的冇效工作而积为：无杆腔面积A】=三竺=警=75cm2有杆腔面积A?=x(£)2—rf2)=2x(D2—d2)=38.02cm22、3查得调速阀Q-10——Q-100的最小稳定流量为：qv

6、.=0.05L/min=50cm3/min^2、4验算液压缸的面积为：A】=75cm2>"mm=cm2=2.5cm21vmin0.2x102A2=38.02cm2>^min=2.5cm2^min所以流量控制阀无论是放在进油路上，有效工作面积A】、A?都能满足工作部件的最低速度要求。计算液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和功率值差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀上的压力损失为0.5MPa,贝邛2二PJO.5(MPa)o计算结果见表1-4。表1-4液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率值工况负载F/N液压缸计算公式回油背压(MPa)输入流量Q1（1O-3m3/s）

7、进油压力Pi(MPa)输入功率P(kW)快进启动21780.589F+血（卩2—P1）q=（坷一念）珂P=P1Q加速1572P2=Pi+0.5—0.939—恒速10890.4010.8110.325工进277560.60.0253.7040.093F+A2p2P1=金q=血珂P=PiQ快退启动21780.573F+Arp2P1=念q=A2v2P=PiQ加速15720.50.423恒速10890.4120.2960.122由表1-4即可画出液压缸的工况图，如图1-3图1-3液压缸丄况图pq.P