CK6152数控机床液压系统设计 毕业论文(3)

本科毕业设计（论文）

7.84?10-3?6.24MP 所以 ??a??p 。 3.14?0.0424

3.2 液压尾座的负载分析

液压尾座的负载类同于液压卡盘，在此不必再分析。液压尾座的主要作用是在加工时顶紧工件，以保证加工精度。

（1）尾座液压缸参数计算

液压缸负载F，其受力分析如图3-1，查文献[2]表20-2-15中公式

F=

R? （3-3）

式中 R—液压缸外作用力；

?—液压缸总效率。

查参考文献[2]表20-6-3及参考文献[1]中的经验公式，在额定压力下的液压缸，总效率为η=0.9-0.95 ，取η=0.93，变档阶段液压缸所受外作用力F=800kg，代入公式得：

F=

R? =

8000.93=860kg

图3-1 液压缸受力分析图

F-负载力 Ffs-摩擦力 V-速度 D-液压缸直径 d-活塞杆直径 P1-液压油

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计算油缸面积:

A=

FP=

860kg4MPa

=0.002107m2=2107mm2

计算液压缸直径:

D=

可圆整为D=80mm

活塞杆直径d=0.5D=40mm 计算所需流量Q

油缸无杆腔充满油液时油缸容积

V=

?D2L44A??4?21073.14 =80mm,

mm3

=

3.14?802?2804 =50.24?28cm3

=1.407dm3

因为顶紧时间为300/50=6秒,也就是油缸的无杆腔充满油液需要6秒,因此计算流量Q。

Q=V×60/6

=1.407×60/6dm3

=14.07L/min

根据压力和流量可选择流量为23L/min,压力调整范围为0.8～5Mpa的液压泵即可满足要求。

3.3 液压中心架的负载分析

液压中心架的负载类型与液压卡盘的类同，在次不必分析。

液压中心架的主要作用是在加工长轴类工件时，在卡盘和尾座中间支撑工件，以保证工件的刚度，提高加工精度。

（1）中心架液压缸参数计算

液压缸负载F，其液压缸受力分析同图4，查文献[2]表20-2-15中公式

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F=式中 R—液压缸外作用力；

?—液压缸总效率。

R? （3-4）

查参考文献[2]表20-6-3及参考文献[1]中的经验公式，在额定压力下的液压缸，总效率为η=0.9-0.95 ，取η=0.93，中心架液压缸所受外作用力R=200kg，代入公式（3-4）得：

F=

计算油缸面积：

A=

FPR? =

2000.93=215kg

=

215kg4MPa

=0.00052675m2=526.75mm2

计算液压缸直径:

D=可圆整为D=40mm,

活塞杆直径d=0.5D=20mm。

计算所需流量Q，油缸无杆腔充满油液时油缸容积:

4A?=4?526.753.14=25.9mm，

?D2LV= （3-5）

4 =3.14?402?80/4mm3 =100.5cm3=0.1005dm3

因为换档时间为1秒,也就是油缸无杆腔充满油液需要1秒,因此计算流量Q

Q=V×60=0.1005×60dm3=6.23L/min

根据压力和流量可选择流量为8L/min，压力调整范围为0.8～5MPa的液压泵，即可满足要求。

3.4 确定液压缸的参数计算与结构设计

1 CK6152液压传动系统中采用的液压缸及其参数，根据所选文献参考《液压传

动与控制》书可以得到如下所示：

（1）液压卡盘液压缸：外作用力R=800kg，最大工作压力p=4MPa;

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（2）液压尾座液压缸：外作用力R=800kg，最大工作压力p=4MPa; （3）液压中心架液压缸：外作用力R=200kg，最大工作压力p=4MPa;

（4）液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，查参考文献[16]表4-17，其壁厚按薄壁圆筒公式有为： δ?式中 δ—液压缸壁厚，m； D —液压缸内径，m；

Pv—试验压力，一般取最大工作压力的1．25—1．5倍，低压系统取1.5倍； [σ]—缸筒材料的许用应力。其值为：锻钢：[σ]＝110-120 MPa。 无缝钢管[σ]＝100-110 MPa。

采用无缝钢管，取[σ]＝110 MPa，试验压力PV=1.5×4=6 MPa。代入公式（3-6）得：

尾座液压缸壁厚：δ?pVD2[σ]PVD （3-6）

2σ[]=

6?0.08=0.0022m=2.2mm，故取其壁厚为7.5mm。

2?110=

中心架液压缸壁厚：δ? （5）缸筒壁厚的验算

pVD2[σ]6?0.04=0.0011m=1.1mm，故取其壁厚为5mm。

2?110液压缸的额定压力Pn值应低于一定的极限值,保证工作安全。

σ?D12?D2??s??? P?0.35 （3-7）

n2D1 为避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力Pn值应与塑性变形压力有一定的比例范围。

P 2 ) PP4Ln?(0.135~0.PPL?2.σ3sD1 logD式中 D—缸筒内径m；

D1—缸筒外径 m ,D1=D+2δ；

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Pn—液压缸的额定压力 MPa；

PPL—缸筒发生完全塑性变形时的压力 MPa； σs—缸筒材料的屈服点 MPa。

查参考文献[4]表15-1，缸筒材料的屈服强度σs=285MPa，将σs代入公式得：

Pn?0.35?将ss代入公式得：

285?0.242?0.202?0.242=30.48MPa

PPL?2.3?285?log0.24=51.90MPa 0.20取P51.90=21.80 MPa n?0.42PPL=0.42×

液压缸的额定压力Pn=4MPa，所以缸筒厚度合格。 （6）缸底厚度计算

设计缸筒底部为平面，其厚度可以按照四周的圆盘强度公式近似计算。查参考文献[2]表20-6-8，由公式：

??0.433D0式中 ?—缸筒底部厚度m； D0— 缸筒底部内径m； p—液压缸的额定压力 MPa；

nPn?p （3-6）

?P—缸筒底部材料的许用应力 MPa。

?P??Sn，取n=2，σs=285 MPa，

算得σp=142.5 MPa；

所以，尾座液压缸缸底的壁厚?≥0.433×0.08× 中心 …… 此处隐藏：1005字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……