液压组合机床动力滑台方案设计书.docVIP

1 液压传动的发展概况 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,进一步得到改善。 第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 5.2 负载分析 （1）阻力计算 1）切削阻力 2）摩擦阻力 取静摩擦系数u=0.2,动摩擦系数ud=0.1,则： 静摩擦阻力 F=0.2×2040000N=2940N 动摩擦阻力 F=0.1×20400N=1470N 切削阻力为已知 Fq=10600`N 3）惯性阻力 动力滑台起动加速，反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等，既△u=0.1m/s，△t=0.2s，故惯性阻力为： F=G△u/g△t=14700×0.1÷9.8×0.2=3000N 4）由于动力滑台为卧式放置，所以不考虑重力负载。 5）关于液压缸内部密封装置摩擦阻力Fm的影响，计入液压缸的机械效率中。 6）背压力 初算时暂不考虑。 （2）液压缸各阶段工作负载计算： 1）启动 F1=F/ηcm=2940/0.9=3267N 2）加速 F2=（Fw+Fa）/ηcm=（1470+3000） 图5-1 动力滑台负载——位移曲线图，速度——位移曲线图 （4）确定缸筒内径D，活塞杆直径d D= 按GB/T2348——1993，取D=100mm d=0.71D=71mm 按GB/T2348——1993，取d=70mm （5）液压缸实际有效面积计算 无杆腔面积 A1=πD2/4=3.14×1002/4 mm2=7850mm2 有杆腔面积 A2=π（D2－d2）/4=3.14×（1002－702）/4 mm2=4004 mm2 活塞杆面积 A3=πD2/4=3.14×702/4 mm2=3846 mm2 （6）最低稳定速度验算。最低速度为工进时u=50mm/min，工进采用无杆腔进油，单向行程调速阀调速，查得最小稳定流量qmin=0.1L/min A1≥qmin/umin=0.1/50=0.002 m2=2000 mm2 满足最低速度要求。 （7）计算液压缸在工作循环中各阶段所需的压力、流量、功率列于表（5-2） 表5-2 液压缸压力、流量、功率计算 工 况 差 动 快 进 工 进 快 退 启 动 加 速 恒 速 启 动 加 速 恒 速 计 算公 式 p= F/A3 q= u3A3 P=pq p=(F+ p2A2) / A1 q= u1 A1 P=pq p=(F+ p2A1) / A2 q= u2 A2 P=pq 速 度m/s u2=0.1 u1=3×10-4~5×10-3 u3=0.1 有 效面 积m2 A1=7850×10-6 A2=4004×10-6 A3=3846×10-6 负 载N 3266 3000 1633 32744 3266 3000 1633 压 力MPa 0.85 0.78 0.42 4.4 1.4 1.1 0.99 流 量L/min 23 0.39 24.0 功 率KW 0.16 1.755 0.40 取 背 压 力 p2=0.4MP 取 背 压 力 p2=0.3MP 6拟定液压系统图 图6-1 液压系统图 6.1调速方式的选择 该机床负载变化小，功率中等，且要求低速运动平稳性好速度负载特性好，因此采用调速阀的进油节流调速回路，并在回油路上加背油阀。 6.2快速回路和速度换接方式的选择 本题已选用差动型液压缸实现“快、慢、快”的回路。由于快进转工进时有平稳性要求，故采用行程阀或电磁阀皆可来实现（比较表如下表6-1），工进转快退则利用压力继电器来实现。 表6-1 快进工进的控制方法比较 项目 采用行程阀 采用电磁阀