Pw=(QXPs)/612 Pw-功率Kw Q-流量 L/min Ps 系统压力 bar
F=Fc+Ff+Fi+FG+Fm+Fb (9-1)
式中:Fc为切削阻力;Ff为摩擦阻力;Fi为惯性阻力;FG为重力;Fm为密封阻力;Fb为排油阻力。
平导轨: Ff=f∑Fn (9-2)
V形导轨: Ff=f∑Fn/[sin(α/2)] (9-3)
式中:f为摩擦因数,参阅表9-1选取;∑Fn为作用在导轨上总的正压力或沿V形导轨横截面中心线方向的总作用力;α为V形角,一般为90°。
摩擦因数f
导轨类型
导轨材料
运动状态
摩擦因数(f)
滑动导轨
铸铁对铸铁
启动时
低速(v<0.16m/s) 高速(v>0.16m/s)
0.15~0.20 0.1~0.12 0.05~0.08
滚动导轨
铸铁对滚柱(珠) 淬火钢导轨对滚柱(珠)
0.005~0.020.003~0.006
静压导轨
铸铁
0.005
式中:m为运动部件的质量(kg);a为运动部件的加速度(m/s2);G为运动部件的重量(N);g为重力加速度,g=9.81 (m/s2);Δv为速度变化值(m/s);
Δt为启动或制动时间(s),一般机床Δt=0.1~0.5s,运动部件重量大的取大值。
④重力FG:垂直放置和倾斜放置的移动部件,其本身的重量也成为一种负载,当上移时,负载为正值,下移时为负值。
⑤密封阻力Fm:密封阻力指装有密封装置的零件在相对移动时的摩擦力,其值与密封装置的类型、液压缸的制造质量和油液的工作压力有关。在初 算 时,可按缸的机械效率(ηm=0.9)考虑;验算时,按密封装置摩擦力的计算公式计算。
⑥排油阻力Fb:排油阻力为液压缸回油路上的阻力,该值与调速方案、系统所要求的稳定性、执行元件等因素有关,在系统方案未确定时无法计算,可放在液压缸的设计计算中考虑。
(2)液压缸运动循环各阶段的总负载力。液压缸运动循环各阶段的总负载力计算,一般包括启动加速、快进、工进、快退、减速制动等几个阶段,每个阶段的总负载力是有区别的。 ①启动加速阶段:这时液压缸或活塞处于由静止到启动并加速到一定速度,其总负载力包括导轨的摩擦力、密封装置的摩擦力(按缸的机械效率ηm=0.9计算)、重力和惯性力等项,即:
F=Ff+Fi±FG+Fm+Fb (9-5)
②快速阶段: F=Ff±FG+Fm+Fb (9-6)
③工进阶段: F=Ff+Fc±FG+Fm+Fb (9-7)
④减速: F=Ff±FG-Fi+Fm+Fb (9-8)
对简单液压系统,上述计算过程可简化。例如采用单定量泵供油,只需计算工进阶段的总负载力,若简单系统采用限压式变量泵或双联泵供油,则只需计算快速阶段和工进阶段的总负载力。
(3)液压缸的负载循环图。
对较为复杂的液压系统,为了更清楚的了解该系统内各液压缸(或液压马达)的速度和负载的
变化规律,应根据各阶段的总负载力和它所经历的工作时间t或位移L按相同的坐标绘制液压缸的负载时间(F—t)或负载位移(F—L)图,然后将各液压缸在同一时间t(或位移)的负载力叠加。