机床液压系统的设计.doc

2 液压传动的工作原理和组成 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀 4.2 负载分析 4.2.1 负载计算 （1）工作负载 工作负载为已知 FL=28000`N （2）摩擦阻力负载 已知采用平导轨，且静摩擦因数=0.1,动摩擦因数ud=0.2,则： 静摩擦阻力 =0.1×9810N=981N 动摩擦阻力 =0.2×9810N=1962N （3）惯性负载 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=0.2m/s，△t=0.05s，故惯性阻力为： =ma=G△u/g△t=（9810×0.2）÷（9.8×0.05）=4004N （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）背压负载 初算时暂不考虑 4.2.2 液压缸各阶段工作负载计算： （1）启动时 F1=/ηcm=1962/0.9=2180N （2）加速时 F2=（+）/ηcm=（981+4004）/ηcm=981/0.9N=1090N （4）工进时 F4=(+)/ηcm=(28000+981)/0.9N=32201N （5）快退时 F5=/ηcm=981/0.9N=1090N 4.2.3 绘制动力滑台负载循环图，速度循环图（见图1） 图1 4.2.4 确定液压缸的工作压力 参考课本资料,初选液压缸工作压力p1=40×106 Pa 4.2.5 确定缸筒内径D，活塞杆直径d A=Fmax／pη=7276 D= 按GB/T2348——1993，取D=100mm d=0.71D=71mm 按GB/T2348——1993，取d=70mm 4.2.6 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 4.2.7 最低稳定速度验算 最低稳定速度为工进时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 满足最低稳定速度要求。 4.2.7 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（1） 表（1）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 5拟定液压系统图 5.1液压泵型式的选择 由工况图可知，系统循环主要由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，而且是顺序进行的。从提高系统效率考虑，选用限压式变量叶片或双联叶片泵教适宜。将两者进行比较（见表2）故采用双联叶片泵较好。 表2 双联叶片泵 限压式变量叶片泵 1．流量突变时，液压冲击取决于溢流阀的性能，