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[讨论] 我做的机床静压工作台设计与遇到的问题

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发表于 2007-10-23 22:29:16 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国辽宁沈阳

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x
我搞的机床静压动工作台(闭式),压板部分也是静压。' Y+ d+ \7 e: Z' L
现在要选择多头泵,采取恒定流量形式
+ r; @% P5 X# W工作台自重20T,最大负载60t4 J: I# Y' J+ R0 w7 u
工作台下面油腔共12个即12个点,压板10个油腔! x$ r# x8 P+ l6 R0 \
加上侧面的镶条4个点共28个点。( s- ~; a1 A/ [3 c: S3 `  f- k
我参考机床设计手册计算如下:
) {* v2 n) V/ B6 z! o/ LF(最大)=P*A2【m(1+3E)-(1-3E)]( Q  `2 [, O4 P0 s
其中P为单个油腔的的承载压力
- w0 a( C) ^0 U/ TA1为工作台下面油腔面积;A2为压板的油腔面积5 b% i  Z& |0 ?% t
F为单个油腔最大承受的载荷$ A6 v; v# \5 a1 `7 ?* U
F=(20+60)/12=6.66吨
8 f0 T7 `9 U. P3 O6 c, KA2已求出为294平方厘米
2 Q- Q9 s2 b/ A/ _1 E( n0 U1 gA1已求出为1906平方厘米
: |0 f# |/ h; e, B# m9 X% I- Wm=A1/A2=6.55 s" O5 c' W6 R: [3 |) d! |, [
E取0.2& y9 d9 ?2 f( L' v* a5 e. Y0 I
依此公式求得P=2.26公斤/平方厘米=2.26bar
- w0 ]9 C; s; ^3 |$ ?多头泵的压力为P1》P[1/(1-E)]*[1/(1-E)]*[1/(1-E)]$ c" Q/ Y4 i  X  g2 d
即P1》[1/(1-E)]的三次方*P
8 E, `4 }) f  U, u7 g: {5 m$ f" d5 p求得P1=4.4bar
) Z7 T# N+ J4 W  W; a取油膜厚度为0.04mm,油为20号油粘度19.7*100000000
# T* z7 t: X4 K; g1 A5 `7 {求得多头泵流量为0.26L/min6 s7 \- K# \- _( }
最后选择VOGEL的多头泵输出流量0.45L/min,最大压力30 bar2 O5 W* e* M' L1 f+ V9 S% V
我的问题是
8 {/ N& o1 s& z/ p1.我这样计算有问题吗?(因为是第一次搞静压)& p% N# M+ W! M5 ]8 ^% Z: g* F  K
2.VOGEL的多头泵只有0.2L/min和0.45L/min两种,我想选择0.2L/min又有点担心流量不够,油膜不够高) l; ^& v, J* k: Q, D2 O; y( |
,若选择0.45L/min则流量又大了,势必造成背压增加,担心多头泵损坏。
( ~3 b- t" d* v9 `5 Q% O! @: ?到底应该用那种呢?
" W0 K6 e$ G" l* e3 多头泵所用液压站的流量和压力有什么要求吗?, [; N; O7 b" |2 q% [% X8 i8 H
4多头泵出油之后是否应该加上溢流阀起安全作用,福鸟厂家不推荐加。
 楼主| 发表于 2007-10-23 22:30:15 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
请求专家指教
4 P* r" G5 y. Q* L. B: D% K. k谢谢
发表于 2007-10-23 23:08:05 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
我在做多头泵,已改造过不少机床,你的算法有问题.明晚8:00我在线
 楼主| 发表于 2007-10-24 22:27:37 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
我每天都要加班到22:00的
7 }3 N& N6 z: K' O3 u! r我的QQ 56536880; F- q% d& x7 |7 n
我每晚22:00-23:00都在线的5 q( d% A, e! g
希望能和你交流一下3 H. t  x' [, ^( G  C
目前最着急的是多头泵选的对不对
) }+ l. |, q- d/ o. e9 Y9 L因为供货周期的原因,我这周就要订货了
发表于 2007-10-30 21:34:12 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江杭州
问题解决了么,期待有完整的解决方案
 楼主| 发表于 2007-11-4 21:35:17 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
泵已经订完了
6 l1 g) \) P9 z$ E期待使力的计算过程
发表于 2007-11-7 11:13:33 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
楼主请教具体的静压导轨正确计算方法有吗?我也是选用VOGEL的多头泵,闭式静压系统~~
6 U- c2 L0 U" _9 y- Y谢谢
 楼主| 发表于 2007-11-12 23:08:54 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
我也在学习中,目前还没有得到正确算法
& y4 T2 j$ [) k. K% `2 R% l( W哪位知道请指教啊
发表于 2007-11-14 22:23:01 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉

回复 1# 的帖子

你好!) C7 Q. B% @( P1 T9 o' \
压力计算:1.空载油腔压力(其实是工作时油垫压力工作台重量)/油垫面积)
6 U- c, i: N0 D8 I* {% ]        2.满载油腔压力::(最大工件重量+工作台重量)/油垫面积)) ?6 q2 ~9 {  c) L5 a+ Y3 ^
        3.满载启动压力(最大工件重量+工作台重量)/油腔面积
5 A1 M! K) K% I* \0 G* f* c流量计算:计算流量按平面平板缝隙流量公式加上一不确定流量,此不确定流量的确定要按各厂家加工导轨零件精度,设备使用环境温度等.7 S$ A' u4 Y" b1 n; H' d; a' _- p3 }
看了你的图纸,可能油腔面积小了.请按上面的3计算一下满载启动压力,是否大于多头泵的额定压力
发表于 2007-11-15 23:39:36 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
我的静压导轨部分可能与楼主有些区别。2 `# `8 C+ J! c; O
我的总重量45T,用了10个点的闭式定量导轨布置。
0 m% F7 n/ ^6 L, z4 }; p* [由于我的工作台上载荷不变化,所以位移量E=0.; }1 M- k" U$ u9 o6 M/ g
这样理论上合理吗?有点困惑~
发表于 2007-11-16 19:47:35 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉

回复 10# 的帖子

理论上是对的,实际上有油温的变化!
发表于 2007-11-16 20:52:54 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
我刚做过几台静压的液压系统,有问题多交流学习在刚做的工作台要加工的工件有360T机床是给哈尔滨电机厂的
发表于 2007-11-18 19:59:28 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
我目前设计的是以闭式静压结构,感觉比较麻烦。; ]8 G7 `# @# d; g$ @' |
现在想换成开式的静压,我设计的是落地镗的X轴导轨静压,总载荷45T不变,不知道可行否。5 o( g( p& l4 {$ V% y
还有的是怎么节流问题,是多头泵1个点控制一个油腔还是控制多个?* l7 ^! w; _7 {: i% V

# q$ l: Q2 r( H' g谢谢高手请教~
发表于 2007-11-18 21:29:59 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉

回复 13# 的帖子

最好不要改变你的想法,闭式静压有其优点,特别是在落地镗床上.落地镗床设计各部分油腔的有效面积是不一样的,因其各部分部件重量不同,受力不相等,而多头泵是恒流,各个出油口流量相等,因此只有改变油腔面积.开式静压只起到了把重量托起来的作用,却不能防止颠覆,当主轴箱上升到高处,在切削力的作用下,立柱必然会产生角度偏移,造成位置变化.镗出的孔也会有椭圆.
& Z2 W; s2 p6 `8 T# F' z
% |; w+ g: t" s; p! G/ ~# X出口不要设置节流,切记!静压只分恒流和节流两种.
发表于 2007-11-19 20:33:52 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波

回复 14# 的帖子

感谢您的讲解。8 Z! J+ g+ i+ L4 D( n
对于落地镗这种载荷一定,分布不均的格局,其计算方法是否和龙门加工中心静压的方法一样。
9 V; w9 w! u% [$ r, T: E' L龙门加工中心各油腔有效面积是相同的,而落地镗有效面积不一样,算法应该也不一样吧。请教具体的计算方法~
. n( ^6 u! y& a1 W非常感谢。
发表于 2007-11-19 22:08:07 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉

回复 15# 的帖子

我们只谈恒流静压.; P. K5 X/ a/ I1 Z9 }1 E
我曾经做过这样的实验,把一根1米长,直径100的圆棒两头支承,中间弯曲0.02.0 r8 ?' c, g( v7 @( U# ^
我们不要把床身,工作台,滑座看成刚体.5 Z" u5 P3 F/ y  s& Z$ w4 e: c  @
我们设计油腔其实是布置,目的是让每个油垫有相同的油膜厚度.
8 i* v& H9 u3 v流量公式大家都知道,但很多搞恒流静压的都没真正理解多头泵的使用,认为其出口压力是相等的,不是,和油缸工况一样,是由负载决定.# h" i3 w& M+ G7 A+ z" I! @* X* ?$ x
一泵一腔其实质是一腔一负载,再理解了吧
5 I8 E+ z; ]0 L; ~我们搞机床的,有的说直导轨好搞,有的说圆导轨好搞,而我有时把直的看成圆的,有时又把圆的看成直的,看你怎么理解./ c# d. @$ C, y4 |% [5 u; p% S
到这吧,今天就到这吧!
发表于 2007-11-19 22:46:19 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
请教楼上诸位静压前辈,什么是闭式静压,什么是开式静压,如何实现闭式静压?
/ A/ l2 F! m  E- Y/ p3 D& A水平导轨和垂直导轨的静压设计有何特点和区别?
发表于 2007-11-20 22:14:37 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波

回复 16# 的帖子

针对恒流静压,对于落地镗来说,其载荷是分布不均,要保持相等的油膜厚度,一个方法就是做成不等油腔,(另一个方法是通过多头泵的每个点溢流,来调整相等的油膜厚度,而每一个油腔是一样的。可行否~~这个好像是节流静压了)
5 e9 G# _- M* u1 h" O  u8 t( v再者不等油腔的计算,以及加工都相当麻烦?
发表于 2007-11-20 22:36:46 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
今天喝高了,和几个搞液压的.
8 p/ v4 P* n% b1 G多头泵出口绝对不能设置溢流.
发表于 2007-11-21 22:29:36 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
怎么个说法?6 ]$ W% j% Z  |
那怎么来调节保证静压油膜厚度一致~ 请教~~~~~~
发表于 2007-11-22 16:27:34 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
定量供油闭式静压计算:  e3 S. f' {# t7 g) `
8 H" d; K' [1 J9 V; t
其中 每个油腔的流量
' T5 e, @0 x- V; c" { 导轨一个油垫支撑的留量系数
9 z+ K" s0 \# I  j8 B 初始油膜厚度
3 \" c2 A! [' U0 ~  V1 K4 S设计状态的初始载荷
6 a- K) [9 D' P 的动力粘度( \0 l& P/ s2 C1 e5 y3 Z; G
下导轨油腔有效面积
+ r. \( Y9 }1 d. P& | 上下导轨有效面积之比
7 O9 M* W" V" g  s- e, W
& c/ T0 q" W9 d7 {# I; z现工作台面长度2700mm,分成5段,每段L=540mm,总共上下导轨面20个点。
+ g. I/ j% \: l工作台面(及上部立柱,主轴箱)总重45T
* F* `0 e, u" }# h9 J开式计算公式是这样:; Q5 J* }" B) y8 t: c% d7 d" g

5 y( V! ~- l  b! [闭式????????" \8 B0 ], |. m3 O, D
发表于 2007-11-22 19:22:40 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
能否帮我确认一下,该计算公式的正确性~~9 w" q/ x( ~, q0 k% u
谢谢
1.jpg
发表于 2007-11-22 20:25:27 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉

回复 21# 的帖子

一条导轨3点,中间主支撑,两边算一下在上端的颠覆力矩,快移时惯性力矩( S! n1 W- r8 h) Q! z) S( {$ t

6 V1 s" s9 s; w) Q' x1 j. ~4 t[ 本帖最后由 使力 于 2007-11-22 20:27 编辑 ]
发表于 2007-11-22 20:26:23 | 显示全部楼层 来自: 中国河南信阳
楼上前辈没看来很专业,能否把你们这个设计做成个案例教材发到论坛上,让我们也学习一下。
发表于 2007-11-23 22:22:58 | 显示全部楼层 来自: 中国山东淄博
初次接触静压,问几个肤浅的问题,请诸位高手帮忙回复一下:
6 B$ K4 B4 d' X3 g+ D! _1、是否所有的静压系统中都有多头泵?我手头关于静压系统的资料很少,仅从一教科书上查到一简单原理图(泵、溢流阀、粗滤、精滤、蓄能器、压力继电器等,然后导轨附近是薄膜反馈式节流器),看了楼上专家们的介绍,我猜那可能是开式静压系统吧,这个系统中的泵我觉得应该不是多头泵,那它是什么泵呢?用普通叶片泵可不可以?) V5 {8 F1 p7 o" t/ n; s
2、薄膜反馈式节流器是否也由专业厂家生产?
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