上料机液压系统设计

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3 总体设计

3.1 负载分析

3.1.1 工作负载

FL?FG?(500kg?100kg)?10kg/N?6000N 3.1.2 磨擦负载

Ff?fFN/sin?2由于工件为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和结构尺寸可根据公2?FlKX式FN?计算出滑台垂直作用于导轨的压力约为110N，取fs?0则有： 2.，fd0?1.COS2?

静摩擦负载 Ffs?(0.2?110?Si45n.)?15.56N

动磨擦负载 Ffs?(0.1?110?Si45n.)?7.78N 3.1.3、惯性负载 加速 Fa1?减速 Fa2?制动 Fa3?G?V60000.045???55.1N g?t9.80.5G?V60000.045?0.008???43.31N g?t9.80.5G?V60000.008???9.8N g?t9.80.5G?V60000.055???63.35N g?t9.80.5反向加速 Fa4?反向制动 Fa5?Fa4?63.35N

根据以上计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因

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自重而下滑，系统中应设置平衡回路。因此在对快速向下运动的负载分析时，就不考虑滑台2的重量。则液压缸各阶段中的负载如表3.1所示（?m?0.91）。

表3.1 液压缸各阶段负载

工况 启 动 加 速 快 上 减 速 慢 上 制 动 反向加速 快 下 制 动

计算公式 F?FL?Ffs F?FL?Ffd?Fa1 F?FL?Ffd 总负载 F/N 缸推力 F/N 6015.56 6062.88 6007.78 5964.47 6007.78 5997.98 71.13 7.78 －55.57 6610.51 6662.51 6601.97 6554.36 6601.97 6591.19 78.16 8.55 －61.07 F?FL?Ffd?Fa2 F?FL?Ffd F?FL?Ffd?Fa3 F?Ffd?Fa4 F?Ffd F?Ffd?Fa5 3.2 负载图和速度图的绘制

按照前面的负载分析结果及已知的速度要求、行程限制等，绘制出负载图及速度图如图3.1所示。

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/液压缸负载图及速度图

图3.1 液压缸各阶段负载和速度

3.3液压缸主要参数的确定

3.3.1、初选液压缸的工作压力

根据分析此设备的负载不大，按类型属机床类，所以初选液压缸的工作压力为2.0MPa

1.3.2计算液压缸的尺寸

A?F6062.88?m?3.03?10?3m2 6P2?10D?4A4?3.03?10?3?m?6.24?10?2 ?3.1415926按标准取：D?63mm。

根据快上和快下的速度比值来确定活塞杆的直径：

D255? d?26.86 2245D?d按标准取：d?28mm。

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所以液压缸的有效作用面积为：

1?无杆腔面积 A1??D2??(6.3)2cm2?31.16cm2

441?有杆腔面积 A2??(D2?d2)??(6.3?2.8)2cm2?9.62cm2

443.3.3、活塞杆稳定性校核

因为活塞杆总行程为450mm，而且活塞杆直径45 mm，

l450??16.07?10,则需要进行稳定性校核。 d28

3.3.4、求液压缸的最大流量

q快上?A1V快上?31.16?10-4?45m/s?10?6?1.4?10?10L/s q快上?A1V慢上?31.16?10-4?8m/s?10?6?2.49?10?8L/s q快下?A2V快下?9.62?10-4?55m/s?10?6?5.29?10?8L/s

3.3.5、绘制工况图

工作循环中各个工作阶段的液压缸压力、流量和功率如表3.2所示

表3.2工作循环中各个工作阶段的液压缸压力、流量和功率

工况 压力 p/MPa 流量 q/Lgmin?1 211.00 40.91 226.78 功率 P/W 5013.06 952.48 20.51 快上 慢上 快下 1．63 1．63 0．0054

由此表绘出液压缸的工况图，如图3.2所示。

钢筒壁及法兰的材料选45钢，活塞杆材料选Q235。

液压缸的内径D和活塞杆直径d都已在前面的计算中算出，分别为63mm和28mm。

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