一种卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计

液压传动在运行中可以实现大范围的无级调速，调速范围可达2000:1；传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向；操作控制方便、省力，易于实现自动控制、中远程距离控制、过载保护；元件标准化、系列化和通用化程度较高，且元件布置不受严格的空间位置限制；单位质量输出功率大，具有同等输出功率下体积小、质量小、运动惯性小和动态性能好等优点。20世纪中期以后，液压传动在工业上被广泛采用。尤其二战后，液压技术转入民用工业，在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到了大幅度的应用和发展。如今，发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。随着液压传动的发展，国内许多专家开始关注液压系统的设计，于今[1]对800MN模锻液压机液压系统进行了设计，推导了主驱动系统数学模型并对控制系统进行了仿真。司癸卯等[2]利用电液比例技术对运输车吊装机构液压系统进行设计计算和选型。王晔等[3]对150t液压机液压系统设计，王丽梅[4]对自动翻转机液压系统设计，王孝聪等[5]对汽车隔音垫成型机床液压系统设计，苌晓兵等[6]对建筑模架顶升液压系统设计和吴正佳等[7]对钢管打捆机液压系统设计，都采用了传统的液压设计方法，利用经验公式进行了参数计算和选型。综合以上文献对液压系统的设计都忽略了性能的验算，即通过不同工况下压力损失计算，进而对泵、液压缸和各种控制阀的参数或型号进行修正。并且很多没有对液压系统进行发热和温升验算。基于液压系统的优点，设计了一种卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，并进行了验证计算。 1 使用要求

动力滑台的工作循环是：快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能：切削力퐹௧=20000 N，移动部件总重力퐺 =10000 N；快进行程퐼ଵ=100 mm；工进行程퐼ଶ=50 mm；快进快退的速度为4 m/min；工进速度为0.05 m/min；加速、减速时间Δt=0.2s；静摩擦因数푓௦=0.2动摩擦因数푓ௗ=0.1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。

2 负载分析

负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为퐹௙௦，动摩擦力为퐹௙ௗ，则퐹௙௦=푓௦퐹ே=0.2×10000N=2000N 퐹௙ௗ=푓ௗ퐹ே=0.1×10000N=1000N而惯性力：퐹௠=푚∆푣∆푡=퐺푔∙∆푣∆푡=10000×4/609.8×0.2N = 3542N 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率휂௠=0.95，则液压缸在各工作阶段的总机械负载，如表1所示。

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结语

液压系统设计时必须满足主机工作循环所需的全部技术要求，且静动态性能好、效率高、结构简单、工作可靠、经济性好和维护方便。

（1）要明确与液压系统有关主机参数，对主机总体设计综合考虑，机、电、液相互配合，保证整机性能最好。

（2）确定各个部分的规格参数后，一定要对实际工作过程中的性能进行验算，若不能满足应进行调整，实现质量控制。

（3）液压元件的选取可以参考同类别的机床应用，最好选用通用件和标准件。

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