组合机床动力滑台液压系统的设计

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6.3 确定管道尺寸

由于本系统液压缸差动连接时，油管内通油量较大，其实际流量 qv ≈24 L／min(0.5×10-3m3／s),取允许流速u=0.5m／s,则主压力油管d 用下式计算

?3 d=4qv?1.13qv?1.130.5?10m?11.3?10?3m

?vv5圆整化，取d=12mm。

油管壁厚一般不需计算，根据选用的管材和管内径查液压传动手册的有关表格得管的壁厚δ。

选用14mm×12mm冷拔无缝钢管。

其它油管按元件连接口尺寸决定尺寸，测压管选用4mm×3mm紫铜管或铝管。管接头选用卡套式管接头，其规格按油管通径选取。

4、确定油箱容量 中压系统油箱的容量，一般取液压泵公称流量qv的5～7倍

V=7qv =7×30L=210L

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7 液压系统的性能验算

7.1管路系统压力损失验算

由于有同类型液压系统的压力损失值可以参考，故一般不必验算压力损失值。下面以工进时的管路压力损失为例计算如下：

已知：进油管、回油管长约为l=1.5m，油管内径d=1.2×10-3m，通过流量qv =0.39 L／min（0.0065×10-3m3／s），选用L－HM32全损耗系统用油，考虑最低温度为15℃，v=1.5㎝2／s。

7.1.1 判断油流类型

利用下式计算出雷诺数

Re=1.273qv×104／dv=1.273×0.0065×10×10／1.2×10/1.5≈66<2000

-3

4

-3

为层流。

7.1.2 沿程压力损失∑△P1

利用公式分别算出进、回油压力损失，然后相加即得到总的沿程损失。 进油路上

△P1=4.4×1012v.l.qv／d4=4.3×1012×1.5×1.5×0.0065×10-3／124Pa

=0.0313×105Pa

回油路上，其流量qv=0.75 L／min（0.0125×10-3m3／s）（差动液压缸A1≈2A2）, 压力损失为

△P1=4.3×1012v.l.qv／d4=4.3×1012×1.5×1.5×0.00325×10-3／124Pa

=0.01532×105Pa

由于是差动液压缸，且A1≈2A2，故回油路的损失只有一半折合到进油腔，所以

工进时总的沿程损失为

∑△P1=（0.03103+0.5×0.01532）×105Pa=0.039×105Pa

7.1.3 局部压力损失∑△P2

在管道结构尚未确定的情况下，管道的局部压力损失?pζ常按下式作经验计算

?pζ?0.1?pl

各工况下的阀类元件的局部压力损失可根据下式计算

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?q??pv??pn??q???n?

2其中的?pn由产品样本查出，qn和q数值查表可列出。滑台在快进、工进和快退工况下的压力损失计算如下：

1．快进

滑台快进时，液压缸通过电液换向阀差动连接。在进油路上，油液通过单向阀10、电液换向阀2，然后与液压缸有杆腔的回油汇合通过行程阀3进入无杆腔。在进油路上，压力损失分别为

62.3?10?3??pli?0.5478?10q?0.5478?10?60?10?6MPa?0.05688MPa

88??p??0.1?pζili?0.1?0.05688MPa?0.005688MPa

222??27.9??33??62.3????0.3????0.3????MPa?0.1647MPa??pvi??0.2??100100100??????????

??p???p???p???piliζi8vi??0.05688?0.005688?0.1647?MPa?0.2273MPa

在回油路上，压力损失分别为

29.3?10?3??plo?0.5478?10q?0.5478?10?60?10?6MPa?0.02675MPa8??pζo??0.1?plo?0.1?0.02675MPa?0.002675MPa

222??29.3??29.3??62.3????0.2????0.3????MPa?0.1594MPa??pvo??0.3??100100100??????????

??p???p???poloζo???pvo??0.02675?0.002675?0.1594?MPa?0.1888MPa

将回油路上的压力损失折算到进油路上去，便得出差动快速运动时的总的

44.7???p?0.2273?0.1888?MPa?0.316MPa???95??压力损失

2．工进

滑台工进时，在进油路上，油液通过电液换向阀2、调速阀4进入液压缸无杆腔，在调速阀4处的压力损失为0.5MPa。在回油路上，油液通过电液换向阀2、背压阀8和大流量泵的卸荷油液一起经液控顺序阀7返回油箱，在背压阀8处的压力损失为0.6MPa。若忽略管路的沿程压力损失和局部压力损失，则在进油路上总的压力损失为

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2???0.5???0.5?MPa?0.5MPa??pi???pvi??0.3??100??????

此值略小于估计值。

在回油路上总的压力损失为

22??0.24??0.24?27.9????0.6?0.3????MPa?0.66MPa??po???pvo??0.3??63?100???????

该值即为液压缸的回油腔压力p2=0.66MPa，可见此值与初算时参考表4选取的背压值基本相符。

按表7的公式重新计算液压缸的工作压力为

F0?p2A234942?0.66?106?44.7?10?4p1??MPa?3.99MPa?46A195?10?10 此略高于表7数值。

考虑到压力继电器的可靠动作要求压差?pe=0.5MPa，则小流量泵的工作压力为

pp1?p1???pi??pe?3.99?0.5?0.5?4.99MPa

此值与估算值基本相符，是调整溢流阀10的调整压力的主要参考数据。

3．快退

滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀10、电液换向阀2进入液压缸有杆腔。在回油路上，油液通过单向阀5、电液换向阀2和单向阀13返回油箱。在进油路上总的压力损失为

22??27.9??33????0.3????MPa?0.048MPa??pi???pvi??0.2??100100????????

此值远小于估计值，因此液压泵的驱动电动机的功率是足够的。

在回油路上总的压力损失为

222??70??70??70????0.3????0.2????MPa?0.343MPa??po???pvo??0.2???100??100??100?????

此值与表7的数值基本相符，故不必重算。

大流量泵的工作压力为

pp2?p1???pi?1.43?0.048?1.48MPa

此值是调整液控顺序阀7的调整压力的主要参考数据。

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