升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
采用液压传动技术与控制的机床,可在较宽范围内进行无级调速,具有良好的换向及速度换接性能,易于实现自动工作循环,对提高生产效率,改进产品质量和改善劳动条件,都起着十分重要的作用。本文针对专用钻床的液压系统进行设计。
二.钻床的液压系统工况分析
根据所给设计参数绘制运动部件的速度循环图,如图2-1所示。 然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。
液压缸所受外负载F包括三种类型,即:
F?Fw?Ff?Fa (2-1)
式中 Fw—工作负载,对于金属切削机床来说,即为沿活塞运动方向的切削力, 在本设计中Fw为17100N;
Fa—运动部件速度变化时的惯性负载;
Ff—导轨摩擦阻力负载,启动时为静摩擦阻力,对于平导轨Ff可
由下式得:
Ff?f(G?Frn) (2-2)
式中 G—运动部件重力;
Frn—垂直于导轨的工作负载,本设计中为零;
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f—导轨摩擦系数,在本设计中取静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1。
则求得:
Ffs?0.2?11000?2200N Ffs?0.1?11000?1100N
式中 Ffs—静摩擦阻力;
Ffa—动摩擦阻力。
G?vF? (2-3) ag?t式中 g—重力加速度;
?t—加速或减速时间,取0.2;
?v—速度差。
在本设计中
110004.8Fa???505.10N
9.80.15?60
根据上述计算结果,列出各工作阶段所受的外负载,见表2-1,并画出如图2-2所示的负载循环图
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表2-1工作循环各阶段的外负载
图2-2负载循环图
工作循环 外负载FN 工作循环 外负载FN 加速 F?Ff?Fa 1605 工进 F?Fw?Ffa 17100 快进 F?Ffa F?Fn?fs 1100 2200 快退 F?Ffa 1100 启动 8
图2-3速度循环图
三.液压系统的原理图拟定及设计
(第一种设计方案)
3.1供油方式
考虑到该机床在工作进给时负载较大,速度较低;而在快进、快退时负载较小,速度较高。从节省能量、减少发热考虑,泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。
3.2调速方式的选择
调速方案对液压系统的性能起到决定性的作用。调速方案包括节流调速、容积调速
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和容积-节流调速三种。选择调速方案时,应根据液压执行元件的负载特性、液压缸活
塞杆的运动情况和调速范围以及经济性能因素,最后选出合适的调速方案。需考虑到系统本身的性能要求和一些使用要求以及负载特性,参照表3-1。
表3-1 各种调速方式的性能比较 节流调速 简式节流调速系统 带压力补偿阀的节流调速系统 变量泵、 定量马达 流量 适应 功率适应 容积 调速回路 容积-节流调速回路 主要性能 进油节流及回油节流 速度刚度 承载能力 大 效率 发热 低 大 低 旁路节流 调速阀在进油路 调速阀在旁油路及溢流节流调速回路 负载 特性 调速 范围 功率 特性 成本 差 好 很差 较差 小 较低 较大 低 大 好 好 大 较低 较大 较低 较好 较好 较大 最高 最小 高 较高 较小 小 好 好 大 高 小 最高
液压系统的工作介质完全由液压源来提供,液压源的核心是液压泵。 节流调速系统一般用定量泵供油,在无其他辅助油源的情况下,液压泵的供油量要大于系统的需油量,多余的油经溢流阀流回油箱,溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。
容积调速系统多数是用变量泵供油,用安全阀限定系统的最高压力。
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