第 九 章 液压系统设计计算实例

第 九 章 液压系统设计计算实例

9.2.1 题目

请设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统，要求实现“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：机床上有主轴16个，加工?13.9的孔14个，加工?8.5的孔2个；刀具材料为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为240HB；机床工作部件总重量为G?9810N；快进、快退速度为v1?v3?7m/min，快进行程长度为l1?100mm，工进行程长度为l2?50mm，往复运动的加速、减速时间不超过0.2s；动力滑台采用平导轨，其静摩擦系数为fs?0.2，动摩擦系数为

fd?0.1；液压系统中的执行元件使用液压缸。

9.2.2 分析系统工况 一、负载分析

D0s.8(HB0) 1、工作负载 ： Ft?25.5 . ?13.mm9孔： n1?360r/min,s1?0.147mm/r ?8.5mm 孔： n2?550r/min,s2?0.096mm/r 工作负载：

513.?9 Ft?(14?25.?2、惯性负载： Fm??3、阻力负载：

0.80.1?47?0.82?25.?58.5?0. 0096)240?G???v??981??07?????????583N ??g???t??9.81??60?0.2??981?0 静摩擦阻力 Ffs?0.2?981?0 动摩擦阻力 Ffd?0.11N9 62N98 0液压缸机械效率：?m?0.9

液压缸各工作阶段的负载值 工况 启动 加速 快进 工进 快退

二、负载图和速度图的绘制 快进行程：l1?100mm 工进行程：l2?50mm 总行程： l?150mm

快进、快退速度：v1?v3?7m/min

工进速度：v2?n1s1?n2s2?360?0.147?550?0.096?0.053m/min

9.2.3 液压缸主要参数的确定 1、初选工作压力：

由表9.1.1查得：负载=35000N，p1?4MPa 2、选用单杆活塞缸：

差动连接和有杆腔进油为快进、快退方式，无杆腔进油为工进

负载组成 F?Ffs F?Ffd?Fm F?Ffd F?Ffd?Ft F?Ffd 负载值F 1962 1564 981 31449 981 推力F/?m 2180 1738 1090 34943 1090 4q4q 由 v2??(D2?d2)?v3??d2 得 d?0.707D A1?2A2 3、确定液压缸的尺寸

选取 进口节流阀节流+背压阀 的调速方式，背压一般为

p2?0.8MPa

工进时，由活塞受力平衡方程式： p1A1?p2A2?F/?m

联立 A1?2A2 F/?m?3494 3 得 A21?97cm,D?11.12cm,d?7.86cm 按GB2348—80选定标准值：D?11cm,d?8cm 则实际面积：A?D21?4?95.03cm2

2 A?(D2?d)2?4?44.77cm2

4、液压缸各工作阶段的夜里、流量、功率计算

（1）快进：差动连接 由于沿途压力损失约 ?p?0.5MPa，所以 p2?p1??p?p1?0.5 启动 p2?0

p1A1?F/?m F/?m?2180N ? p1?0.43M4P a 加 速 p1A1?p2A2?F/?m F/?m?173N8 p2?p1?0.5

? p1?0.79M1P a 恒速 p1A1?p2A2?F/?m F/?m?1090N p2?p1?0.5 ? p1?0.66M2P a

4q 由 v??7 2?d 得 q?35.19

P?pq?0.662?35.19?0.39KW（包括化单位） （2）工进：无杆腔进油 背压p2?0.8MPa

由 p1A N31?p2A2?F/?m F/?m?3494 得 p1?4.054MPa

4q 由 v??0.053 2?D 得 q?0.5

P?pq?4.054?0.5?0.034kW（包括化单位） （3）快退：有杆腔进油 回油沿程压力损失约 ?p?0.5MPa 启动 p2?0

p1A2?F/?m F/?m?218N0 得 p1?0.48M7P a 加速 p1A2?p2A1?F/?m F/?m?173 8 p2?0.5 得 p1?1.45MP a 恒速 p1A2?p2A1?F/?m F/?m?109 0 p2?0.5 得 p1?1.30M5P a4q?7 由 v?22?(D?d) 得 q?31.3 4 P?pq?1.305?31.34?0.68kW（包括化单位） 绘制液压缸各工作阶段的夜里、流量、功率表：

9.2.4 液压系统图的拟定 一、液压回路的选择

最大流量与最小流量比为70，很大，选择双泵供油系统； 液压缸采用单杆活塞缸，利用三种连接方式实现快进、工进、快退的工作阶段；

速度的控制采用进口节流调速加背压阀的回路方式； 快慢速换接采用行程阀控制；

快退时，回油量很大，采用三位五通电液换向阀为主换向阀。 二、液压回路的综合

9.2.5 液压元件的选择 一、液压泵的选择 1、压力计算：

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