液压-第9章液压传动系统的设计和计算概要.ppt

WUST 本章提要 9.2.1 确定对液压系统的工作要求 根据加工要求，刀具旋转由机械传动来实现；主轴头沿导轨中心线方向的“快进一工进—快退—停止”工作循环拟采用液压传动方式来实现。故拟选定液压缸作执行机构。 考虑到车削进给系统传动功率不大，且要求低速稳定性好，粗加工时负载有较大变化，故拟选用调速阀、变量泵组成的容积节流调速方式。 为了自动实现上述工作循环，并保证零件一定的加工长度（该长度并无过高的精度要求），拟采用行程开关及电磁换向阀实现顺序动作。 ? 9.2.2 拟定液压系统工作原理图 ? 系统同时驱动两个车削头，且动作相同。为保证快速进、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。 由快进转工进时，采用机动滑阀。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。 分别调节两个调速阀，可使两车削头有较高的同步精度。 快进转工进后，系统压力升高，遥控顺序阀打开，回油经背压阀回油箱。背压阀使工进时运动平稳。 图9.2双头车床液压系统工作原理图 电液换向阀 9.2.3 计算和选择液压元件 9.2.3.1 液压缸的计算 9.3液压缸受力图 (1)工作负载及惯性负载计算  工作负载： N 油缸所要移动负载总重量： N 选取工进时速度的最大变化量： m/s 选取： s 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有效面积。若密封结构为Y型，可取 Peq=0.2MPa，缸的有效面积初估值为 A1=80mm,则密封力为： （N） 启动时： （N） 运动时： (2) 密封阻力的计算 图9.4导轨结构受力示意图 （3）导轨摩擦阻力的计算 * 第九章 液压传动系统的 设计和计算 液压与气压传动 本章介绍设计液压传动系统的基本步骤和方法，对于一般的液压系统，在设计过程中应遵循以下几个步骤： ①明确设计要求，进行工况分析； ②拟定液压系统原理图； ③计算和选择液压元件； ④发热及系统压力损失的验算； ⑤绘制工作图，编写技术文件。 上述工作大部分情况下要穿插、交叉进行，对于比较复杂的系统，需经过多次反复才能最后确定；在设计简单系统时，有些步骤可以合并或省略。通过本章学习，要求对液压系统设计的内容、步骤、方法有一个基本的了解。 液压传动系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单，工作安全可靠，效率高，经济性好，使用维护方便等条件。 液压系统的设计，根据系统的繁简、借鉴的资料多少和设计人员经验的不同，在做法上有所差异。各部分的设计有时还要交替进行，甚至要经过多次反复才能完成。 下面对液压系统的设计步骤予以介绍。 9.1 液压传动系统的设计计算 9.1.1 明确设计要求、工作环境，进行工况分析 液压系统的动作和性能要求主要有： 运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步或联锁等。就工作环境而言，有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。 要使所设计的系统不仅能满足一般的性能要求，还应具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。 9.1.1.1 明确设计要求及工作环境 工况分析，就是查明每个执行元件的速度和负载的变化规律，必要时还应作出速度、负载随时间或位移变化的曲线图。 就缸而言，负载主要由六部分组成，即工作负载，导向摩擦负载，惯性负载，重力负载，密封负载和背压负载。 9.1.1.2 执行元件的工况分析 (1) 工作负载 不同的机器有不同的工作负载。工作负载与液压缸运动方向相反时为正值，方向相同时为负值。 导向摩擦负载是指液压缸驱动运动部件时所受的导轨摩擦阻力。 (2) 导向摩擦负载 惯性负载是运动部件在启动加速或制动减速时的惯性力，其值可按牛顿第二定律求出。 (3) 惯性负载 (4) 重力负载 密封负载是指液压缸密封装置的摩擦力，一般通过液压缸的机械效率加以考虑，常取机械效率值为0.90~0.97。 (5) 密封负载 背压负载是指液压缸回油腔压力所造成的阻力。 (6)