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设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。 1）工作循环：快进—工进—快退—停止。
2）工作参数轴向切削力21000N，移动部件总重10000N，快进行程 100mm，快进与快退速度 4.2m／min，工进行程 20mm，工进速度 0.05m／min，加、减速时间为0.2s，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，动力滑台可在中途停止。 一、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Ffs，动摩擦力为Ffd，则
Ffs?fsFN?0.2?10000N?2000N Ffd?fdFN?0.1?10000N?1000N 而惯性力
Fm?m?vG?v10000?4.2/60? ?N?357N ?tg?t9.8?0.2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?m?0.95，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1。
表1 液压缸各运动阶段负载表 运动阶段 启动 加速 快进 工进 快退 计算公式 总机械负载F/N 2105 1428 1053 23158 1053 F?Ffs/?m F?(Ffd?Fm)/?m F?Ffd/?m F?(Ft?Ffd)/?m F?Ffd/?m 根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F?l）和速度图（v?l），见图1a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压活塞退回时的曲线。
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a) b)
图1 负载速度图 a）负载图 b）速度图
二、液压系统方案设计
1. 确定液压泵类型及调速方式
参考同类组合机床,同时根据本题要求。选用双作用叶片泵双泵供油，同时这是调速阀进油调速的开式回路来满足快进、快退和工进的功能。快进或快退时双泵进行供油，工进时，小泵单独供油，同时利用节流阀调速保证工进速度。整个回路采用溢流阀作定压阀，起安全阀作用。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，回油路上设置背压阀，初定背压值为pb?0.8MPa。
2. 选用执行元件
因系统循环要求正向快进和工作，反向快退，且快进、快退速度相等。实现快进快退速度相等有以下几种方法：
1）单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积A1等于有杆腔面积A2的两倍。 2）采用双活塞杆液压缸，因两腔有效面积相等，即可满足快进、快退速度相等的要求。
差动连接可降低整个系统工作压力，同时可选用更小规格的油泵。而且组合机床对工作压力要求的供油压力并不高，所以选择方案一 3. 快速运动回路和速度换接回路 根据题目运动方式和要求，采用方案一的快速回路系统，差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。
采用二位二通电磁阀的速度回路，控制由快进转为工进。 与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序阀与单向阀来切断差动油路。因此速度换接回路为行程与压力联合控制形式。
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4. 换向回路的选择
本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以采用电磁换向阀的换向回路，采用三位五通阀。
5.组成液压系统绘原理图
将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图2所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点,并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即能观测各点压力。
图2 组合机床动力滑台液压系统原理图
液压系统中各电磁铁的动作顺序如表2所示。
表2 电磁铁动作顺序表 快进 工进 快退 停止 1Y + + - - 2Y - - + - 3Y - + - - 实用文案
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三、液压系统的参数计算
（一）液压缸参数计算
1. 初选同类型组合机床，初定液压缸的工作压力为p1?40?105Pa。 2. 确定液压缸的主要结构尺寸
要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杆式液压缸。快进差动时，并取无杆腔有效面积A1等于有杆腔有效面积A2的两倍，即A1?2A2 。为了防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，在油路上设置背压阀，按[1]表8-2，初,选背压值pb?8?105Pa。
由表1克制最大负载为工进阶段的负载F?23158N，按此计算A1则
A1?液压缸直径
F23158?m2?6.43?10?3m2 1155P?P40?10??8?101b224A14?64.3D?由A1?2A2可知活塞杆直径
???cm?9.05cm
d?0.707D?0.707?9.05cm?6.4cm
按GB/T2348——1993将所计算得D与d值分别圆整打动相近的标准直径，以便
采用标准的密封装置。圆整后得
D?10cm d?7cm 按标准直径算出
A?1?4D2??4102cm2?78.5cm2 (102?72)cm2?40.1cm2
A2??4(D2?d2)??4
按最低工进速度演算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量
qmin?0.05L/min，因工进速度v?0.05m/min为最小速度，则由[1]式（8-11）
qmin0.05?1032A1??cm?10cm2 2vmin0.05?10上述计算中A1?78.5cm2?10cm2，满足最低速度的要求。
3. 计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率
根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作
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