CK6152数控机床液压系统设计 毕业论文(4)

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计算公式进行计算：

??F?10?6?4??P （3-7）

d2式中 F—活塞杆的作用力，N； d—活塞杆直径，m；

σp—材料的许用应力，无缝钢管σp=100-110MPa。 液压缸受轴向推力的作用，F，d带入公式(3-7)，计算得： 卡盘液压缸已选用成品件，不需要校核；

尾座液压缸F=800kg，d=40mm， 所以 σ=

7.84?10?3?4 =6.24MPa＜σp。

2?0.04 中心架液压缸F=200kg，d=20mm， 所以 σ=

1.96?10?3?4 =24.97 MPa＜σp。

2?0.02 所以活塞杆强度满足要求。

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4 液压系统元件选择和分析

所谓液压原件的选择与计算，是要计算该元件在 工作中承受的压力和通过的流量，以便确定元件的规格和型号。 4.1 液压泵的选择

先根据设计要求和系统工况确定液压泵的类型，然后根据液压泵的最高价油压和最大供油量来选择液压泵的规格。 （1）确定液压泵最高工作压力Pp

液压泵的最高工作压力就是在系统正常工作时泵所能提供的最高压力，对于定量泵系统来说这个压力是由溢流阀调定的，对于变量泵系统来说这个压力是与泵的特性曲线上的流量相对应的，液压泵的最高工作压力是选择液压型号的重要依据。

泵到最高工作压力的确定要分两种情况，其一是，执行机构在运动行程终了，停止时才需最高工作压力的情况；其二是最高工作压力是执行机构的运动行程中出现的。对于第一种情况，泵的最高工作压力PP也就是执行机构的所需的最大压力P1。而对于第二种情况，除了考虑执行机构的压力外还要考虑油液在管道系统中流动时产生的总压力损失，即

PP? P1+??p1 （4-1）

式中

??p—液压泵的出口至执行机构进口之间的总的压力损失，它包括远

1程压力损失和局部压力损失两部分，要准确地估算必须等管路系统及安装形式完全确定以后才能做到，再次只能进行估算，估算时可参考下述经验数据；一般节流调速阀和管路简单的系统取??p1=0.2-0.5MPa。 （2）确定液压泵的最大供油qp

液压泵的最大供油流量qp按执行元件工况图上的最大工作流量及回路系统中的泄漏量来确定，

qp?K?qmax （4-2）

式中 K—为考虑系统中有泄漏等因素； 一般K=1.1-1.3，小流量取大值，大流量取小值；

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?qmax—为同时动作的各缸所需要流量只和的最大值。

若系统中采用了蓄能器供油时，泵的流量按一个工作循环中的平均流量来选择，

Kqp?T?qi?1ni?ti （4-3）

式中 T—为工作循环的周期时间；

q—为工作循环中第i个阶段所需的流量； ?ti—为第i阶段的时间； n—为循环中的阶段数。 4.2 元件选择

（1） 液压阀的选择

阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。

控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有20%以内的短时间过流量。

（2）阀的型式，按安装和操作方式选择

根据所拟定的液压原理图及设计要求，按流过各元件的最大流量来选择液元件的规格。本液压系统的最高压力为4.5MPa,最大流量为32L/min。查参考数目[16]中的选择方法及选择标准。考虑到本系统作为数控机床设备对性能具有特殊要求，所以大多数阀类元件均采用台湾生产的较先进的液压元件。所选择的阀类元件及其他元件清单如表4-1。 （3）定管道尺寸

油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定。本系统最大流量为32L/min,压油管的允许流速取v=5m/s,则内径d=4.6qv[5]为。

d =4.6qv?4.6325=11.6mm 综合诸因素，现取油管的内径d为12mm。现参照泵的吸油口尺寸，取吸油管内径d为12mm。

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表4-1 液压系统元件清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 7 8 9 名称 油箱 滤油器 电机泵组 通道体 单向节流阀 压力继电器 压力继电器 减压阀 换向阀 压力表 型号 专用件 W-08 SMVP-30-2-2 专用件 MCT-02-P-20 DNM-02A-040K-21B DNM-02A-040K-21B MBR-02-P-1-K-20 WE-3C2-02-G-D2-30 G60LM-70-K-10

数量 1 1 1 1 3 1 1 3 3 2 备注 2．5MPa-4.0MPa 尾座或中心架用 卡盘用 0.5MPa-3.5MPa5 接口螺纹M14×1.5

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5 液压系统的验算

因为在设计液压系统时，某些参数是初步估计的，在选定了液压元件后，应根据实际情况对整个液压系统的某些技术进行必要的验算，以便对所选的液压元件和液压系统的参数压力进一步的调整。液压系统性能验算的项目很多，常见的有回路作损失验算和发热温升验算。

已知该液压系统中进、回油管的内径均为12mm，选用N46#液压油，考虑到N46#液压油的最低温度为15摄氏度，查得其15oC时的运动粘度??150cst?1.5cm2/s，密度??920Kg/m3。 5.1 压力损失的验算

液压缸运动时压力损失，最大速度为3m/min，最大流量为40L/min 则油液在管内的流速为

4q4?226?103V1??(cm/min) 22?d3.14?4 =1799363.63(cm/min)=299.89(cm/s) 管道内的流动雷诺数为

Re1?v1d299.89?4? v1.5 =799.71， Re1<2300，

可见乳化液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数

?1?7575??0.09 Re1799.71 进油管道的沿程压力损失?p1为

l?v2 ?p1??d2(1.7?0.3)920?2.99892?Pa =0.09??224?10 =0.019?106Pa

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