钢坯冷锯机液压系统设计说明书(3)

3 制定系统方案和拟定液压系统图

3.1

液压系统的组成及设计要求

液压传动是借助于密封容器内液体的加压来传递能量或动力的。一个完整的液压系统由能量（压力）发生源、能量控制和分配装置及工作执行机构四个部分组成。在本设计系统中，采用油泵作为系统的液压发生机构，即压力源；采用液压缸作为工作的执行机构，将压力能转化为机械能。在它们之间通过管道以及附件进行能量传递；通过各种阀作为控制机构进行控制。

通常液压系统的一般要求是： 1.保证工作部件所需要的动力；

2.实现工作部件所需要的运动、工作循环，保证运动的平稳性和精确性； 3.要求传动效率高，工作液体升温低；

4.结构简单紧凑，工作安全可靠，操作容易，维修方便等。 同时，在满足工作性能的前提下，应力求简单、经济及满足环保要求。

液压系统工作介质最常用的是乳化液和油。由于乳化液的粘性小易泄漏，润滑性差，易腐蚀，并且实现自动控制比较困难等缺陷。现在越来越多的液压系统采用油液作为工作介质。

本液压系统通过对负载力和流量的初步估算，初步定为中等压系统，即为P≤20MPa。

3.2 制定系统方案

1.执行机构的确定：本系统执行机构均是以液压缸作往复运动带动执行机构执行运

动的机械结构。根据系统的初步要求，初选两个液压缸，分别作为夹紧缸和锯切缸。

2.夹紧缸动作回路：夹紧缸要对型材进行夹紧保证能够正常锯切，此液压缸的动作由换向阀控制，系统要求压力始终保持恒定，所以系统中采用单向减压阀，对夹紧缸压力进行控制。

3.锯切缸动作回路：锯切缸要控制锯机的升降和在锯切时产生锯切力，同时在锯机不工作时，要保持锯机处于待机状态，不能因机构自身重力下降，所以在系统中安装液压锁使得锯机能够自锁。而且，在锯切时机构对于锯机的进锯速度有一定得要求，所以在回路中还安装了双单向节流阀，对进锯速度能够进行调节。

3.3 拟定液压系统原理图

通过上述对执行机构、基本回路的设计，将它们有机的结合起来，再加上一些辅助

元件，便构成了设计的液压原理图。见图3.1

图3.1液压系统原理图

此外，由于系统有很多电控阀的使用，电磁铁工作顺序表如下表3.1 。

表3.1电磁铁动作表

夹紧缸夹紧 夹紧缸退回 锯切缸锯切 锯切缸退回 系统安全卸荷

1DT 2DT 3DT 4DT 5DT

+

+

+

+

+ + + +

4 载荷的组成和计算

4.1 液压缸载荷组成

1.工作负载错误！未找到引用源。

常见的工作载荷有作用于活塞杆轴线上的重力、切削力、挤压力等。这些作用力的方向与活塞运动方向相同为负，相反为正。 2.导轨摩擦负载错误！未找到引用源。

对于水平轨 错误！未找到引用源。 (4.1.1)

对于V型导轨 错误！未找到引用源。 (4.1.2)

式中 G—运动部件所受的重力（N）;

错误！未找到引用源。—外载荷作用于导轨上的正压力（N）; 错误！未找到引用源。—摩擦系数；

错误！未找到引用源。—V型导轨的夹角，一般为90°。

3.惯性负载错误！未找到引用源。

惯性负载是运动部件在启动加速或制动减速时的惯性力，其值可按牛顿第二定

律求出： 错误！未找到引用源。 (4.1.3)

式中 g—重力加速度，错误！未找到引用源。； 错误！未找到引用源。—时间内的速度变化值；

错误！未找到引用源。—启动，制动速度转换时间，一般机械取错误！未找到引用源。，对轻载低速运动部件取小值，对重载高速部件取大值。行走机械一般未找到引用源。

错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。

(4.1.4)

稳态运动时

错误！未找到引用源。 (4.1.

5)

错误！

以上三种载荷之和称为液压缸的外载荷启动加速时

减速制动 错误！未找到引用源。

(4.1.6)

工作载荷错误！未找到引用源。并非每阶段都存在，如该阶段没有工作，则错误！未找到引用源。。

除外载荷错误！未找到引用源。外，作用于活塞上的载荷F还包括液压密封处的摩擦阻力错误！未找到引用源。，由于各种缸的密封材质和密封形式不同，密封阻力难以精确计算，一般估算为：

错误！未找到引用源。

式中 错误！未找到引用源。—液压缸的机械效率，一般取0.90～0.95 错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 (4.1.7) 总载荷错误！未找到引用源。为错误！未找到引用源。

(4.1.7)

4.2 各液压缸载荷的计算

4.2.1 夹紧缸的载荷计算

对加紧装置进行受力分析：加紧装置进给和退回的受力情况相同，所受到的摩擦力和惯性力大小相同，方向相反，故摩擦力用Ff表示，惯性力用Fa表示。

受力分析图如下图：

1.导轨摩擦负载错误！未找到引用源。：

假设夹紧端自身质量为G=100Kg

取错误！未找到引用源。由公式(4.1.1)可得：

Ff=?G?0.06?100?9.8?58.8N

2.惯性负载错误！未找到引用源。：

取错误！未找到引用源。 =1m/错误！未找到引用源。，由公式(4.1.3)可得：

Fa?G?v980??1?100N g?t9.83.外载荷Fw

非工作阶段的外负载错误！未找到引用源。为:

Fw?Ff?Fa?58.8?100?158.8N

工作阶段： 活塞杆只受来自型材夹紧力的反作用力，和自身的重力作用，并且自身重力此时并不作为外负载存在。故：

Fw?7634?9.8?74813.2N

所以用工作阶段外负载进行夹紧缸的载荷计算。 4.摩擦阻力错误！未找到引用源。：

取错误！未找到引用源。由公式(4.1.7)可得：

Fm?1??m?mFm?1?0.9574813.2?3937.54N 0.955.总载荷错误！未找到引用源。：

F?Fw?Fm?74813.2?3937.54?78750.74N 4.2.2 锯切缸的载荷计算 机构锯切过程受力分析如下图：

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库钢坯冷锯机液压系统设计说明书(3)在线全文阅读。