雙頭車床液壓系統(tǒng)設(shè)計加工壓縮機拖車上一根長軸兩端的軸頸

1、液壓系統(tǒng)設(shè)計某廠要設(shè)計制造一臺雙頭車床，加工壓縮機拖車上一根長軸兩端的軸頸。由于零件較長，擬采用零件固定，刀具旋轉(zhuǎn)和進給的加工方式。其加工動作循環(huán)是快進一工進快退停止。同時要求各個車削頭能單獨調(diào)整。其最大切削力在導軌中心線方向估計為12kN，所要移動的總重量估計為15kN，工作進給要求能在0.0201.2m/min范圍內(nèi)進行無級調(diào)速，快速進、退速度一致，為 4 m/min，試設(shè)計該液壓傳動系統(tǒng)。圖為該機床的外形示意圖。雙頭車床外形示意圖（1）擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖該系統(tǒng)同時驅(qū)動兩個車削頭，且動作循環(huán)完全相同。為了保證快速進、退速度相等，并減小液壓泵的流量規(guī)格，擬選用差動連接回路。在行程控制中，

2、由快進轉(zhuǎn)工進時，采用機動滑閥。使速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，且工作安全可靠。工進終了時。壓下電器行程開關(guān)返回?？焱说浇K點，壓下電器行程開關(guān)，運動停止?？爝M轉(zhuǎn)工進后，因系統(tǒng)壓力升高，遙控順序閥打開，回油經(jīng)背壓閥回油箱，系統(tǒng)不再為差動連接。此處放置背壓閥使工進時運動平穩(wěn)，且因系統(tǒng)壓力升高，變量泵自動減少輸出流量。兩個車削頭可分別進行調(diào)節(jié)。要調(diào)整一個時，另一個應(yīng)停止，三位五通閥處中位即可。分別調(diào)節(jié)兩個調(diào)速閥，可得到不同進給速度；同時，可使兩車削頭有較高的同步精度。由此擬定的液壓系統(tǒng)原理圖如圖所示。雙頭車床液壓系統(tǒng)工作原理圖（2）工作負載及慣性負載計算根據(jù)題意，工作負載：N。油缸所要移動負載總重量：N根據(jù)題意選取工

3、進時速度的最大變化量：m/s，根據(jù)具體情況選?。簊(其范圍通常在0.01- 0.5s)，則慣性力為：（N）（3）密封阻力的計算液壓缸的密封阻力通常折算為克服密封阻力所需的等效壓力乘以液壓缸的進油腔的有效作用面積。若選取中壓液壓缸，且密封結(jié)構(gòu)為Y型密封，根據(jù)資料推薦，等效壓力取MPa，液壓缸的進油腔的有效作用面積初估值為mm，則密封力為：啟動時：（N）運動時：（N）（4）導軌摩擦阻力的計算 若該機床材料選用鑄鐵對鑄鐵，其結(jié)構(gòu)受力情況如圖10.4，根據(jù)機床切削原理，一般情況下，由題意知，N，則由于切削力所產(chǎn)生的與重力方向相一致的分力N，選取摩擦系數(shù)，V型導軌的夾角，則導軌的摩擦力為：（5）回油背壓

4、造成的阻力計算回油背壓，一般為 0.3-0.5MPa，取回油背壓MPa，考慮兩邊差動比為2，且已知液壓缸進油腔的活塞面積mm，取有桿腔活塞面積mm，將上述值代入公式得：（N）分析液壓缸各工作階段中受力情況，得知在工進階段受力最大，作用在活塞上的總載荷（N）工況行程（mm）速度（）負載（N）起動9593加速8793快進1000.0678640工進300.0220793快退1300.0678640二、確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸和工作壓力 由表8-7和表8-8可知組合機床在最大負載約為20793N時液壓系統(tǒng)宜取壓力=3，鑒于動力滑臺要求快進快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式的，并在快進時作差動連接

5、。此時液壓缸無桿腔的工作面積應(yīng)有桿腔工作面積的兩倍，即，而活塞桿直徑d與缸筒直徑D成d=0.707D的關(guān)系，為防止滑臺突然前沖，按表8-3取，快進時液壓缸作差動連接，管路中有壓力損失，有桿腔的壓力應(yīng)大于無桿腔，但其差值較小，可按0.3估算，則工作腔的有效工作面積和活塞直徑分別為：因為液壓缸的差動比為2，所以活塞桿直徑為將這些直徑按GB/T2348-2001圓整成就近標準值得：由此得液壓缸兩腔的實際有效面積為： 則液壓缸實際計算工作壓力為：由于左右兩個切削頭工作時需做低速進給運動，在確定油缸活塞面積之后，還必須按最低進繪速度驗算油缸尺寸。即應(yīng)保證油缸有效工作面積為：式中：流量閥最小穩(wěn)定流量，在此

6、取調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量為50ml/min；活塞最低進繪速度，本題給定為20mm/min；根據(jù)上面確定的液壓缸直徑，油缸有效工作面積為：即： 驗算說明活塞面積能滿足最小穩(wěn)定速度要求。根據(jù)上述D和d的值，可估算出液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率，如表所示工況負載（F/N）回油腔壓力（）進油腔壓力（）輸入流量q()輸入功率P（KW）快進起動959302.16加速87931.951.92恒速86401.921.890.637工進207930.62.980.468快退起動959303.54加速87930.64.90恒速86400.64.850.917注：液壓缸的機械效率取三、確定油泵的實際工作壓力

7、，選擇油泵對于調(diào)速閥進油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，管路的局部壓力損失一般取，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局未定之前，可用局部損失代替總的壓力損失，現(xiàn)選取總的壓力損失，則液壓泵的實際計算工作壓力當液壓缸左右兩個切削頭快進時，所需的最大流量之和為因系統(tǒng)較簡單，取液壓系統(tǒng)的泄露系數(shù)，則液壓泵的流量為：根據(jù)求得的液壓泵的流量和壓力，又要求泵變量，選取YBD-40型葉片泵。（1）確定液壓泵電機的功率因該系統(tǒng)選用變量泵，所以應(yīng)算出空載快速、最大工進時所需的功率，按兩者的最大值選取電機的功率。最大工進：此時所需的最大流量為選取液壓泵的總效率為：h=0.8，則工進時所需的液壓泵的最大功率為：快速空載：此時，液壓缸承受以下載荷慣性力：密

8、封阻力： 導軌摩擦力：空載條件下的總負載：選取空載快速條件下的系統(tǒng)壓力損失，則空載快速條件下液壓泵的輸出壓力為：空載快速時液壓泵所需的最大功率為：故應(yīng)按最大工進時所需功率選取電機。（2）選擇控制元件 控制元件的規(guī)格應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最高工作壓力和通過該閥的最大流量，在標準元件的產(chǎn)品樣本中選取。方向閥：按，選35D25B（滑閥機能O型）；單向閥：按，選I25B；調(diào)速閥：按工進最大流量，工作壓力選Q10B背壓閥：調(diào)至，流量為選B10；順序閥：調(diào)至大于，保證快進時不打開。選XB10B行程閥：按，選22C25B；（3）油管及其它輔助裝置的選擇 在液壓泵的出口，按流量42 l/min，查表取管路通徑為f18(m

9、m)；在液壓泵的入口，選擇較粗的管道，選取管徑為f20(mm)；其余油管按流量20 1/min，查表取f10(mm)。 單個液壓缸的進、出口流量快進工進快退輸入流量 排出流量 （4）驗算液壓系統(tǒng)性能（一） 驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，故只能先估算閥類元件的壓力損失，壓力損失的驗算應(yīng)按一個工作循環(huán)中不同階段分別進行。（1）快進滑臺快進時，液壓缸差動連接，進油路上油液通過單向閥的流量是5.31l/min、通過電液換向閥的流量是20l/min，以流量29.5l/min通過行程閥，因此進油路上的總壓降為： 此值很小可以保證系統(tǒng)的正常工作。（2）工進工進時，油液在進油路上通過電液閥的流量是20l/min，在調(diào)速閥上損失的壓力為，通過行程閥的流量是9.42l/min，通過單向閥的流量是3.4l/min，因此進油路上的總壓降為： 可見此值小于原先所預(yù)估的。（3）快退快退時，油液通過單向閥的流量是26.25l/min，通過電液閥的流量是20l/min，因