（优秀毕业全套设计）数控卧式镗铣床主轴箱用液压平衡机构的设计与分析（整套下载）

主轴箱液压平衡系统的总体设计.主轴箱用液压平衡机构的简要分析自动换刀数控镗铣床主轴箱的平衡，我们采用了液压平衡系统。

经过鉴定和生产试验表明，这种液压平衡系统工作可靠，速度转换平稳，满足了机床使用性能的要求。

本机床采用框式动立柱结构，主轴箱位于框架中间，可随立柱起作向移动沿立柱导轨作向移动，要求定位精度为.毫米毫米。

为使重量达公斤的主轴箱沿坐标上下移动驱动力致，以保证主轴箱工作可靠，定位准确，就需要加配重。

用重锤作配重不仅增大体积重量和占有空间，而且在立柱起动停止和速度转换时重锤的惯性对其移动准确性将有较大的影响，因此采用液压平衡装置。

平衡油缸和主轴箱用钢丝绳经过个动滑轮两个定滑轮连接起来，如图.所示。

图.平衡油缸和主轴箱连接图从图中可知主平主平平平•平平平•平式中主主轴箱的向移动速度毫米分平平衡油缸活塞移动速度毫米分主被平衡的重量公斤平平衡油缸产生的平衡力公斤平平衡压力公斤厘米平平衡油缸工作面积厘米平平衡油缸需要的流量厘米分。

从式可以看出用动滑轮可使平衡油缸活塞行程减小从式中可以看出如提高平，则平可缩小，即油缸可适当减小。

因此，与重锤配种相比，液压平衡能做到体积小重量轻结构紧凑。

本机床对液压平衡系统有以下要求.主轴箱在向上下移动时平衡油缸所产生的平衡力差值越小越好.停机后的定时间内主轴箱要保持平衡，即停泵后的定时间内系统要保持定压力.主轴箱定位夹紧后，如果系统能保持平衡压力，油泵就卸荷如果系统内压力降到比平衡压力低公斤厘米时，油泵应供高压油。

根据要求，机床主轴箱采用拖动和平衡分开的形式进行控制。

从式可以看出用动滑轮可使平衡油缸活塞行程减小从式中可以看出如提高平，则平可缩小，即油缸可适当减小。

因此，与重锤配种相比，液压平衡能做到体积小重量轻结构紧凑。

本机床对液压平衡系统有以下要求.主轴箱在向上下移动时平衡油缸所产生的平衡力差值越小越好.停机后的定时间内主轴箱要保持平衡，即停泵后的定时间内系统要保持定压力.主轴箱定位夹紧后，如果系统能保持平衡压力，油泵就卸荷如果系统内压力降到比平衡压力低公斤厘米时，油泵应供高压油。

根据要求，机床主轴箱采用拖动和平衡分开的形式进行控制。

平衡系统如图所示。

工作原理主轴箱向上运动，平衡油缸的活塞向下运动，油缸上腔增大，泵输出的高压油经粉末烧结过滤器电磁阀纸质过滤器减压阀单向阀平衡阀中的单向阀进入油缸上腔。

主轴箱向下运动，活塞向下运动，油缸上腔减小，油被排出进入平衡阀，关闭单向阀，推开滑阀流回油箱。

平衡压力用减压阀调节。

由平衡系统工作原理可看出，系统中起重要作用的是平衡阀，其结构如图.所示。

图.平衡阀装配图平衡油缸进油时高压油经孔进入平衡阀，从这里路经孔道进入油腔，作用在滑阀的面上另路推开单向阀，进入油腔，作用在滑阀的面上。

油腔压力比油腔压力高，再加上弹簧的作用力就把滑阀推向右端，处于关闭状态，油经孔，进入平衡油缸。

油缸排油时，排出油经孔进入平衡阀油腔，关闭单向阀，油无出路压力升高，克服作用在滑阀面上的油压力和弹簧力将滑阀推向左端，油腔与回油腔接通，油经孔流回油箱。

滑阀推向左端，油腔缩小，被排出油经孔道油孔储存在蓄能器中。

蓄能器的充气压力为工作压力的左右。

确定平衡压力为千克力厘米。

主轴箱上下移动即活塞运动平衡压力不同，有个差值。

平下平上式中平下主轴箱向下移动时平衡压力平上主轴箱向上移动时平衡压力分析系统可知由三部分组成式中溢流阀到平衡阀之间的压力损失平衡阀的压力损失平衡油缸进油时点和点的压差平衡油缸排油时点和点的压差平衡阀到平衡油缸之间管路损失平衡油缸进油时点到油缸口之间的管路损失平衡油缸排油时油缸口到点之间的管路损失。

与主轴箱运动速度主有关，若主增加，有明显增加，也就是说，随着管路中油流速的增加，管路损失包括局部损失和沿程损失也增加。

是由平衡阀本身的性能所决定的，它方面与阀中两根弹簧有关，另方面与阀中油流速和通道弯曲程度有关。

了解主轴箱起动停止过程平衡压力变化情况。

由电感位移计给出主轴箱起动信号。

平衡油缸压力变化通过压力传感器，经六相应变仪放大，用自动记录仪同时记录下主轴箱起动和压力变化情况。

在主轴箱起动停止过程中压力都是平滑上升下降，无超调现象。

为使主轴箱上下运动配重变化小即值小应做到以下三点.平衡阀出口孔与平衡油缸进口越接近越好，建议平衡系统联结板放在平衡油缸进口处。

.在单向阀前加减压阀，用它保持平衡阀进油口油压基本不变，减小对平衡压力的影响。

.设计平衡阀时要使尽可能小。

要使系统能在停机后保持定压力，首要条件就是不漏油。

在考虑系统时要选用不带外泄漏孔的元件为此减压阀装在单向阀之前而不能装在平衡阀之前单向阀之后，以免外泄漏，但在系统中不可避免有带内泄漏的元件如平衡阀和平衡油缸，对这些带内泄漏的元件就应使其内泄漏尽可能小。

油泵卸荷是用压力继电器控制的。

。

系统对压力继电器有以下要求.发出信号的重复精度要高.不应受外界干扰而给出误信号.不灵敏区越小越好。

主轴箱移动部分重量主千克，平衡油缸活塞直径毫米，活塞杆直径毫米，计算得出平主毫米分平主平主千克厘米平平•平厘米分计算平衡压力为千克力厘米。

.负载分析工作负载.摩擦负载静取静摩擦系数.，动摩擦系数.摩擦负载动摩擦负载惯性负载加速加速制动反向加速反向制动则液压缸各阶段中的负载如表所示表.液压缸各阶段中的负载工况计算公式总负载缸推力起动加速快上制动反向启动反向加速快下反向制动.液压缸主要参数确定初选液压缸的工作压力压力的选择根据载荷的大小和设备性能而定。

还要考虑执行元件的装配空间，经济条件及元件供应情况的限制。

在在和定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的机构尺寸。

对些设备来说，尺寸受到限制，从材料消耗角度看也不经济反之，压力选的太高，对液压泵液压缸液压阀的元件的材质密封制造精度也要求很高，必然要提高设备的成本。

具体参考表.和表.。

表.按载荷选工作压力载荷工作压力，则和活塞杆直径。

。

液压缸的缸筒长度由最大工作行程长度决定，缸筒的长度般最好不超过其内径的倍。

，故符合缸筒长度要求。

.液压缸盖固定螺栓直径初步确定螺栓数为个。

液压缸缸盖固定螺栓在工作过程中承受拉应力，其直径可按下式校核式中，为平衡液压缸的负载为固定螺栓个数为螺栓拧紧系数，，为材料屈服点。

安全系数.，则.故液压缸盖固定螺栓直径。

液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚般是指缸筒结构中最薄处的厚度。

从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因厚度不同而各异。

般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。

液压缸的内径与其厚壁的比值的圆筒称为薄壁圆筒。

般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其薄壁按薄壁圆筒公式计算式中为液压缸壁厚为液压缸内径为实验压力般取最大工作压力的倍为缸筒材料的许用应力。

其值为在中低压系统中，按上式计算所得液压缸壁厚往往很小，使缸体刚度不够容易产生变形，因此般不做计算，按经验选取，必要时按上式进行校核。

现取液压缸的壁厚为.缸盖的厚度确定液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求可用两式计算。

无孔时有孔时式中为缸盖有效厚度为缸盖止口内径为缸盖孔的直径现取取缸盖厚度为，如图.所示。

图.缸体前端盖.最小导向长度的确定对般的液压缸，最小导向长度应满足以下要求活塞的宽度般取缸盖滑动支承面的长度，根据液压缸内径而定当可得。

平衡液压缸与主轴箱的连接由于两者之间有两个定滑轮和个动滑轮，之间用链传动。

链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。

按照用途不同，链可以分为起重链牵引链和传动链三大类。

链传动和带传动相比，链传动能保持平均传动比不变传动效率高张紧力小，因此作用在轴上的压力较小能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作。

和齿轮传动相比，链传动可用于中心距较大的场合且制造精度低。

但链传动只能传动平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时传动比，运动平稳性差。

基于以上原因选择了链传动，图.所示为主轴箱与平衡液压缸连接图。

图.主轴箱与平衡液压缸连接图防止杂质侵入为了防止液压油被污染，液压油箱应做成完全密封型的。

在结构上应注意以下几点不要将配管简单地插入液压油箱，这样空气杂质和水分等便会从其周围的间隙侵入。

同时应尽量避免将液压泵及马达直接装在液压油箱顶盖上。

在接合面上需衬入密封填料密封胶和液态密封胶，以保证可靠的气密性。

例如，液压油箱的上盖可直接焊上，也可加密封垫.厚以上的耐油密封垫进行密封。

为保证液压油箱通大气并净化抽吸空气，需配备空气滤清器。

空气滤清器常设计成既能过滤空气又能加油的结构。

在般设备中，液压油箱多采用钢板焊接的分离式液压油箱。