第8章典型液压传动系统分析与设计02-液压系统设计实例-反弧门钢止水密封面同步仿形修复液压系统设计计算.ppt

WUST 8.2 液压系统设计实例-反弧门钢止水密封面同步仿形修复液压系统设计计算 反弧门钢止水修复装置主要由机械行走装置、液压伸缩装置、液压回转装置、检测装置等组成。液压驱动系统是修复装置的重要组成部分，液压驱动部分主要完成两砂轮沿反弧门钢止水密封面法线方向的进给及为磨削砂轮旋转提供动力，通过检测系统得到的输入信号，经过工业微机的处理将作为控制信息控制伺服阀的动作来实现液压缸的进给，从而实现两磨削砂轮对反弧门上钢止水带与底坎钢止水带的同步仿形修磨功能。该液压系统主要由液压缸、马达、伺服阀等组成。图8-8为反弧门钢止水修复装置简图。 8.2.1 液压系统设计要求及有关设计参数 1.对液压系统的要求 1）液压缸油缸动作迅速、准确； 2）在同一高度，执行机构要保持锁紧； 3）修复精度高； 4）液压系统要达到同步要求； 5）为保证液压马达速度稳定，系统应设有调速装置。 2.液压系统设计参数 反弧门钢止水密封面同步仿形修复液压系统设计参数假设如下： 1）液压系统结构总尺寸要求：长×宽×高≤1500mm×225mm×1500mm； 2）液压缸油缸机械效率ηm=0.9，工进速度v=120mm/min； 3）修复误差Δ≤0.3mm。 4）确定砂轮基本转速n=1400r/min，驱动功率为1.5kW。 该系统工作原理为：（1）修复装置运行速度为0.2m/min（由行走机构控制），先分别进行止水带变形基准线测量、止水带堆焊层表面轮廓线检测、磨削后止水带表面粗糙度检测，将检测到的信息传递到工业微机中进行处理。（2）将止水带变形基准曲线S1、堆焊后止水带表面轮廓线S2输入至工业微机9中储存，以便对刀、控制进刀量及调整砂轮转速。工业微机通过检测得到的信息对伺服阀进行控制，保证刀具沿着曲线S1移动，当S1曲线上升时，伺服阀6上位接通，油路分为两路，一路通过桥式回路10、液控单向阀13，进入液压缸油缸16的无杆腔，推动碗型砂轮21及马达14向反弧门底止水板止水密封面进刀并进行磨削，通过液压缸16的有杆腔进行回油；另一支通过桥式回路11、液控单向阀12，进入液压缸油缸17的有杆腔，推动平砂轮22及马达15向上进刀，通过液压缸油缸17的无杆腔进行回油。当S1曲线下降时，表明止水带堆焊层下凹，伺服阀6下位接通，油液分为两路，一路进入液压缸油缸16有杆腔，推动碗型砂轮21及马达14下移，远离反弧门底止水板止水密封面，低压油通过液压缸油缸16的无杆腔、液控单向阀13、桥式回路10回油箱。另一路进入液压缸油缸17无杆腔，推动平砂轮砂轮22及马达15向下进刀，经过液控单向阀12、桥式回路11回油箱。通过液控单向阀10、11，桥式回路12、13可保持液压缸在不进给时的任意位置锁紧。从液压泵出来的油液，分别通过调速阀7和8进入马达14和15，驱动砂轮21、22旋转。（3）由于本系统有粗磨和精磨要求，因此要求砂轮有不同的转速，在粗磨时砂轮为低转速n1，精磨时砂轮为高转速n2，要求马达能够进行调速，分别通过调速阀7、8来实现调速，检测到堆焊层表面粗糙度值Ra后用以判断是否需要精磨及重复磨削。对于液压缸油缸16、17，考虑其工进速度为匀速v0，不要求调速，两液压缸的同步可通过同步信号比较器25将同步信号输入到电液比例调速阀11中进行调节。 8.2.3 液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 液压系统运行过程中，液压马达14驱动碗型砂轮21旋转，液压马达15驱动平砂轮22旋转，液压缸16则驱动马达14与碗型砂轮21一起进给，液压缸17驱动马达15与平砂轮22一起进给。液压缸工作过程中，载荷是变化的，负载主要是马达及砂轮的重力、砂轮的磨削力；马达在工作过程中，载荷也是变化的，马达恒转矩输出，其最大工作载荷可由砂轮的最大进刀量来确定，负载主要是砂轮的转矩。 1.液压缸的载荷计算 2.马达的转矩计算 8.2.4 液压系统主要参数计算 1.初选系统工作压力： 2.计算液压缸的主要结构尺寸 1）液压缸16的主要结构尺寸 2）液压缸17的主要结构尺寸 3.液压马达的排量计算 4.执行元件的实际工作压力的计算 1）液压缸16的工作压力 2）液压缸17的工作压力 3）马达工作压力 5.执行元件实际所需流量的计算 1.液压泵的选择 1）液压泵工作压力的确定 2）液压泵流量的确定 2.电动机的选择 3.液压阀的选择 5.液压缸的计算与选择 1）液压缸行程 2）活塞的理论推力和拉力 3）液压缸的功和功率 4）液压缸的总效率 6.液压马达的选择 7.管件计算与选择 1）管路内径计算 2）管件选择 8.油箱的计算与选型 1）初步确定油箱的有效容积 2）油箱选型 9.管接头选择