F = Fw + Ff + Fa (3.1)
式中:
F —液压缸所受外负载;
Fw —工作负载;
Ff —柱塞与缸体之间的摩擦负载;
Fa —运动执行部件速度变化时的惯性负载;
(1) 惯性负载Fa计算
公式:Fa = (3.2)
式中:
G —运动部件重量;
g —重力加速度9.8m/ ;
— 时间内的速度变化量;
—加速或减速时间,一般情况取 =0.01~0.5s。
查阅有关资料,柱塞质量量约为1000kg,即重量为10KN,由设计参数可得 =0.04m/s ,取 =0.1s,带入式3.2中。
得:Fa = = 816N
(2) 摩擦负载Ff计算
由于柱塞与缸体之间的摩擦力几乎为0,因此在计算主缸最大负载时摩擦负载可以忽略不计。
即: Ff=0
(3) 主缸负载F计算
将上述计算结果带入式3.1
得:F= Fw + Ff + Fa
启动工作负载Fw=0
即F=816N
启动外负载=816N
快进时柱塞由于自重下降,摩擦负载也忽略不计,快进时速度也没发生变化,无惯性负载,即:
快进外负载=0
工进时摩擦负载也忽略不计,工作负载Fw=5MN。
惯性负载Fa计算
由于工作负载太大,惯性负载相对工作负载而言几乎可以忽略不计,即:
工进外负载=5MN
快退时摩擦负载也忽略不计,工作负载就是柱塞的重量即Fw=10KN,惯性负载:Fa = = 816N
将上述计算结果带入式3.1得:F=10816N
快退外负载=10816N
3.1.4.2主缸负载循环表
表3.1
工作循环 外负载
启动 816N
快进 0
工进 5MN
快退 10816N
3.1.5 液压系统原理图的拟定
3.1.5.1 液压系统的供油方式及调速回路的选择
5MN液压压机工进时负载非常大,运动速度慢,快进和快退时负载相对来说要小很多,速度却要比工进快很多,为了提高液压机的工作效率,可以采用双泵供油或者差动连接的方式。经过综合考虑,采用双泵供油的方式。
为了减少能量损失,使得驱动特性与受控对象的负载特性相匹配,这里用双联泵有级调速回路,与变量泵回路相比,既可使液压系统获得较高的效率,而且成本低,工作可靠,反应迅速。
3.1.5.2 液压系统速度连接方式的选择
液压压机加工零件的过程包括柱塞缸的快进、工进、快退。为了达到控制要求,液压系统的速度换接通过行程开关控制。这种速度换接方式具有平稳、可靠、结构简单、行程调节方便等特点,安装也很容易。
3.1.5.3 液压系统原理图
液压系统采用叠加阀式集成控制系统,叠加式集成具有标准化,通用化和集成化程度高,设计,加工及装配周期短,便于进行计算机辅助设计;结构紧凑,体积小,质量轻,占地面积小,外观美观;配置灵活,安装文护方便,便于通过增减叠加阀,实现液压系统原理的更变;所用管件和阀间连接辅助件,耗材少,成本低;压力损失小,消除了漏油,振动和噪声,系统稳定性高,使用安全可靠等优点,其主要缺点是回路形式较少,一般通径≤32mm,故不能满足复杂和大功率液压系统的需求。
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