玻璃切割机液压系统设计范文

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《机械设计与制造工程杂志》2014年第六期

1液压缸的主要参数及结构

1．1液压缸主要参数的确定根据分析，设备的最大负载为2500N，其中包括切削负载、摩擦负载，按机床类初选液压缸的工作压力P1=2．0MPa［2］，计算活塞直径。式中:F为液压系统的最大负载;P1为液压缸工作压力;P2为液压缸回油压力;D为活塞直径;d为活塞杆直径。参照国家标准取活塞直径D=50mm，活塞杆直径d=22mm，这里尽管选取的活塞直径小于计算值，考虑系统压力本身不高，活塞直径缩小对压力影响不大，同时活塞直径缩小还可以减小液压缸体积，降低制造成本。根据选定的活塞直径、活塞杆直径，计算得液压缸最大工作压力Pmax=2．179MPa。

1．2液压缸结构的确定锯片液压缸与工作台液压缸结构相同，均采用双杆式活塞缸，采用缸体固定式安装方式。考虑排气要求设置排气阀13，活塞与活塞杆采用分体式，通过圆锥销10连接，简单可靠，避免了螺纹连接所导致的轴向尺寸过大。由于系统压力较低，活塞与缸体间采用O形密封圈密封。液压缸的具体结构如图2所示。

2液压系统主要元件选择

液压缸在整个工作循环中最大工作压力为2．179MPa，由于进油路上无调速阀、管路比较简单、流速不大，取压力损失为0．3MPa［3］，所以液压泵的工作压力Pp应为2．479MPa。根据使用要求，快进速度设为30×10－3m/s，故液压缸快进所需流量q1为2．85L/min。为满足快进要求，泵提供的流量qp≥1．1×2．85=3．135L/min。根据液压泵的工作压力和通过各阀的实际流量选用液压元件，液压元件的具体型号及生产厂家见表1。

3液压系统数学模型

根据玻璃切割机液压传动系统原理图，得到液压传动系统简化原理，如图3所示，据此建立系统动态数学模型，分析研究影响系统动态品质的因素。式中:p1，p2分别为液压缸进油腔、回油腔压力;A为活塞的有效面积;F1为工作载荷;m为活塞及运动部件质量;c为粘性摩擦阻尼系数;v为运动速度。

4液压系统性能仿真分析

4．1液压系统仿真模型建立及参数设置为了探讨系统工作各阶段压力、速度、流量变化，根据液压系统原理，在AMESim草图模式(Sketchmode)下，运用液压元件设计库和机械库，构建液压传动系统的仿真模型［5］，如图4所示。以工作台液压缸的运动为例，不计液压泵、液压缸泄漏损失，根据计算结果设置仿真参数，见表2。

4．2液压系统仿真结果及分析将系统快进、稍退让刀、无切削负载工进、有切削负载工进、快退时间都设置为0．5s，液压系统压力、速度仿真结果如图5所示。由图5(a)可知，液压缸快进时压力0．14s后达到稳定，有切削负载工进时压力0．10s后达到稳定，快退时压力0．14s后达到稳定。由图5(b)可知，液压缸快进时速度0．10s后达到稳定，有切削负载工进时速度0．14s后达到稳定，快退时速度0．12s后达到稳定。

5结束语

本文不仅根据玻璃切割机的使用要求，从满足负载、速度要求的角度，对液压传动系统进行了设计，而且利用AMESim软件对系统进行了仿真分析，仿真结果表明，玻璃切割机液压系统工作各阶段压力、速度响应迅速，调整时间短，工进开始时速度波动幅度较大，但很快趋于稳定，与实际运行果吻合，该液压系统性能满足使用要求。研究结果还为玻璃加工设备的研发提供了参考。

作者：王立杰陈飞王伟邬逵清单位：南京林业大学机械电子工程学院江阴长龄液压机具厂