第九章液压系统的设计与计算精选.ppt

10.2.1 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。 ? * 10.2.2 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10.2双头车床液压系统工作原理图 * 10.2.3 计算和选择液压元件 10.2.3.1 液压缸的计算 10.3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10.4导轨结构受力示意图 （3）导轨摩擦阻力的计算 * （4）回油背压造成的阻力计算 回油背压，一般为 0.3-0.5MPa，取回油背压 Pb=0.3MPa,考虑两边差动比为2,且已知液压缸进油腔的活塞面积 A1=80 mm,取有杆腔活塞面积A2=40 mm，将上述值代入公式得： （N） （N） 分析液压缸各工作阶段中受力情况，得知在工进阶段受力最大，作用在活塞上的总载荷： * （5）确定液压缸的结构尺寸和工作压力 根据经验确定系统工作压力，选取 P=3MPa，则工作腔的有效工作面积和活塞直径分别为： 因为液压缸的差动比为2，所以活塞杆直径为： * 根据液压技术行业标准，选取标准直径 则液压缸实际计算工作压力为: 实际选取的工作压力为: * 由于左右两个切削头工作时需做低速进给运动，在确定油缸活塞面积 A1之后，还必须按最低进绘速度验算油缸尺寸。即应保证油缸有效工作面积 A1为： qmin—流量阀最小稳定流量，在此取调速阀最小稳定流量为50ml/min； vmin—活塞最低进给速度，本题给定为20mm／min。 式中： Q Q * 根据上面确定的液压缸直径，油缸有效工作面积为： 验算说明活塞面积能满足最小稳定速度要求。 Q * 10.2.3.2 油泵的计算 对于调速阀进油节流调速系统，管路的局部压力损失一般取 ，取总压力损失 , 则液压泵的实际计算工作压力： (1) 确定油泵的实际工作压力，选择油泵 * 取液压系统的泄露系数 kl= 1.1 ，则液压泵的流量为： 根据求得的液压泵的流量和压力，又要求泵变量, 选取YBN-40M型叶片泵。 当液压缸左右两个切削头快进时，所需的最大流量之和为： Q Q Qmax * 因该系统选用变量泵，所以应算出空载快速、最大工进时所需的功率，按两者的最大值选取电机的功率。 最大工进：此时所需的最大流量为： 选取液压泵的总效率为：?=0.8，则工进时所需的液压泵的最大功率为： (2) 确定液压泵电机的功率 Q Q * 导轨摩擦力： 空载条件下的总负载： * 空载快速时液压泵所需的最大功率为： 选取空载快速条件下的系统压力损失，则空载快速条件下液压泵的输出压力为： 故应按最大工进时所需功率选取电机。 Q * 10.2.3.3 选择控制元件