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基于AMESim的組合鉆床動力滑臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討論文
0 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械零部件一體化程度不斷提高，因?yàn)榧庸さ男螤钊找鎻?fù)雜，導(dǎo)致機(jī)械加工的要求越來越高，使得復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景逐漸被看好，而組合鉆床作為液壓機(jī)床中最具有代表性的一種鉆床設(shè)備，其具有廣泛的應(yīng)用性，可對零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、惚平面和攻螺紋等加工。此外，在鉆床上配有工藝裝備時(shí)，還可以進(jìn)行鑊孔，在鉆床上配萬能工作臺還能進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，這使得組合鉆床得到了較快的發(fā)展。
但就目前來看，組合鉆床在設(shè)計(jì)上還存在著一定的不足，如在供液回路上，其多采用限壓式變量葉片泵，這就導(dǎo)致當(dāng)遇到流量劇變時(shí)，定子反應(yīng)滯后，液壓沖擊極大;當(dāng)存在不平衡的內(nèi)部徑向力時(shí)，便產(chǎn)生較大的壓力波動和噪音，造成工作平衡性差等問題。此外，在反應(yīng)速度上，不能達(dá)到組合機(jī)床快進(jìn)快退的要求，假如加大了流量從而提高速度，就會造成換向時(shí)的沖擊，對機(jī)床造成極大的損壞，降低了其使用壽命，并且影響機(jī)械零部件的正常生產(chǎn)。
因此，需要設(shè)計(jì)一種，可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)快退以及慢速工進(jìn)等動作，具有靈敏度高、換向沖擊小、能耗低、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)的液壓系統(tǒng)，從而有效提高了液壓機(jī)床的工作效率，確保機(jī)械工件的穩(wěn)定生產(chǎn)。
1 液壓系統(tǒng)的工作原理及組成
根據(jù)以上分析可知，組合鉆床的液壓系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)快進(jìn)快退以及慢速工進(jìn)等動作，并具有液壓沖擊小、靈敏度高等特點(diǎn)，因此，將使用雙聯(lián)液壓泵作為液壓源為系統(tǒng)供油，在換向回路上使用電液換向閥，能夠使執(zhí)行元件的進(jìn)液回路及出油回路形成差動回路，提高執(zhí)行元件的速度，在調(diào)速回路上，采用行程閥與調(diào)速閥并聯(lián)的方式，確保快進(jìn)快退及慢速工進(jìn)動作的實(shí)現(xiàn)。
2 關(guān)鍵技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)
2.1 參數(shù)計(jì)算
在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的過程中，各個(gè)關(guān)鍵元件的參數(shù)計(jì)算是至關(guān)重要的，直接關(guān)系到液壓系統(tǒng)是否能夠有效的運(yùn)行。其中，液壓系統(tǒng)、液壓泵以及執(zhí)行元件的壓力、流量等參數(shù)是最為重要的，因此，在計(jì)算液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)時(shí)，主要對以上參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
本文使用的是半精加工機(jī)床，這種機(jī)床設(shè)計(jì)壓力一般為3MPa~5MPa，因此可取此組合鉆床的系統(tǒng)額定工作壓力為3.9MPa。
2.2 系統(tǒng)建模與仿真
AMESim ( Advanced Modeling Enviroment forsimulation of engineering systems)為法國IMAGINE公司出品的商用軟件，推出于1995年。其工作原理是基于鍵合圖的液壓/機(jī)械系統(tǒng)建模，并能進(jìn)行仿真及動力學(xué)分析。隨著公司的不斷努力，經(jīng)過軟件程序的完善和軟件接口的擴(kuò)展，軟件可獨(dú)立仿真流體、機(jī)械、控制、電磁等工程系統(tǒng)的模型。利用多軟件的接口技術(shù)可以提供一個(gè)較完善的綜合仿真環(huán)境，方便進(jìn)行多軟件聯(lián)合仿真。
2.3 仿真結(jié)果分析
由上可知，液壓系統(tǒng)的仿真模型已經(jīng)建立，接下來可通過通過子模型模式、參數(shù)模式以及仿真運(yùn)行模式對液壓系統(tǒng)進(jìn)行仿真，主要是對執(zhí)行元件在快進(jìn)、快退以及工進(jìn)的過程中，驗(yàn)證壓力、流量的準(zhǔn)確性及合理性。
3 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)了一種組合機(jī)床用液壓系統(tǒng)，此液壓系統(tǒng)通過使用雙聯(lián)液壓泵、差動回路以及電液換向閥等液壓元件，可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)快退以及慢速工進(jìn)等動作，具有靈敏度高、換向沖擊小、能耗低、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，通過計(jì)算液壓系統(tǒng)中各主要關(guān)鍵元件的性能參數(shù)，應(yīng)用AMESim建立組合鉆床液壓系統(tǒng)的仿真模型，并對其進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)合理可靠，為今后組合鉆床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)與參考，同時(shí)，通過此液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有效提高了液壓機(jī)床的工作效率，確保機(jī)械工件的穩(wěn)定生產(chǎn)。
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