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设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。1)工作循环:快进工进快退停止。2)工作参数轴向切削力21000N,移动部件总重10000N,快进行程100mm,快进与快退速度42m/mi
,工进行程20mm,工进速度005m/mi
,加、减速时间为02s,静摩擦系数02,动摩擦系数01,动力滑台可在中途停止。
一、负载分析
负载分析中,暂不考虑回油腔的背压力,液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置,重力的水平分力为零,这样需要考虑的力有:切削力,导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力,设导轨的静摩擦力为Ffs,动摩擦力为Ffd,则
FfsfsFN0210000N2000NFfdfdFN0110000N1000N
而惯性力
FmmvtGgvt1000042609802N357N
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响,并设液压缸的机械效率m095,则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出,见表1。表1液压缸各运动阶段负载表运动阶段启动加速快进工进快退计算公式
FFfsmFFfdFmmFFfdmFFtFfdmFFfdm
总机械负载F210514281053231581053
N
根据负载计算结果和已知的各阶段的速度,可绘制出负载图(Fl)和速度图(vl),见图1a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线,以下为液压活塞退回时的曲线。
fa图1负载速度图a)负载图b)速度图
b
二、液压系统方案设计
1确定液压泵类型及调速方式参考同类组合机床同时根据本题要求。选用双作用叶片泵双泵供油,同时这是调速阀进油调速的开式回路来满足快进、快退和工进的功能。快进或快退时双泵进行供油,工进时,小泵单独供油,同时利用节流阀调速保证工进速度。整个回路采用溢流阀作定压阀,起安全阀作用。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲,回油路上设置背压阀,初定背压值为pb
08MPa。
2选用执行元件因系统循环要求正向快进和工作,反向快退,且快进、快退速度相等。实现快进快退速度相等有以下几种方法:1)单活塞杆液压缸,快进时差动连接,无杆腔面积A1等于有杆腔面积A2的两倍。2)采用双活塞杆液压缸,因两腔有效面积相等,即可满足快进、快退速度相等的要求。差动连接可降低整个系统工作压力,同时可选用更小规格的油泵。而且组合机床对工
作压力要求的供油压力并不高,所以选择方案一
3快速运动回路和速度换接回路根据题目运动r
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