气动系统设计
问题描述：使用这种特殊的装置，管道口可以被打开和关闭。按下按钮后阀口打开。松开后闭合。
条件：开启和闭合装置气动气体设计
最大工作压力：P=0.8MP ； 负载力：F=300N ； 气缸行程：L=200mm ；
气缸杆伸出缩回时间各取t=5s
气动系统的设计计算
（一）缸的设计计算
1、缸的主要尺寸的计算 1.1、计算气缸内径D
p
F
π
4D =
式中：F---液压缸上的最大外负载； p---液压缸的工作压力； D---缸内径；
m D 21.85m 800000
300
4p
F
4=⨯⨯==
ππ
圆整为标准直径取值：D =25mm 1.2、计算活塞杆直径d
d=m D
10.88m 1.33
1
-1.33251-=⨯=ϕϕ 圆整为标准直径取值：d =12mm
φ---气缸的往复速度比；由表4.4得φ=1.33 D---缸内径； d---活塞杆直径；
2、气缸的耗气量计算
2.1、活塞杆外伸行程的耗气量1q
a
a
1
21p p p t L 4
D q +=
π
p---气缸的工作压力；
D---缸内径； L---气缸行程；
1t ---缸外伸行程的时间； a p ---气缸行程；
()a 52a
a 12
1p 101.71.01
54 1.010.8200254p p p t L
4
D q ⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯=+⋅⋅
=
π 2.2、活塞杆外伸行程的耗气量2q
()
a
a
2
222p p p t L 4
d -D q +=
π
d---活塞杆的直径；
2t ---杆内缩行程时间；
()
()
()
a
52
2
a
a
2222p 104.01.01
54 1.010.820012-25p p p t L 4
d -D q ⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯=
+=ππ
2.3、实际耗气量H q
()
()
q k 5521H
100.4107.13.1q q ⨯+⨯⨯=+=
一般取系数k=1.3
3、缸的强度计算与校核 3.1、缸筒壁厚δ的计算
[]
σδ2pD
≥
[]σ---缸筒材料的许用应力；
p---气缸的工作压力； δ---薄壁缸筒厚；
[] 3.33mm 3
225
0.82pD =⨯⨯==
σδ 圆整为标准壁厚取值：δ=5mm ； 3.2、活塞杆的稳定性 缸保持稳定的条件为： cr
cr
n F F ≤
F---液压缸上的最大外负载；
cr F ---活塞杆不产生弯曲变形的临界力； cr n ---稳定性安全系数，一般取cr n =2~6；
由于细长比
i m >k
l
2
2cr
l
i F EJ π≤
l---安装长度，其值与安装形式有关，见表4.6； k---活塞杆最小截面的惯性半径，A
l k =； m---柔性系数，对钢取m=85；
i---由缸支承方式决定的末端系数，其值见表4.6； E---活塞杆材料的弹性模量，对钢取E=a 11p 102.06⨯； J---活塞杆最小截面的惯性矩； A---活塞杆最小截面的截面积；
1.3312200
A
l k 2
=⨯==
π；
1501.33
200k l ==120285=⨯=>i m 由以上数据得有关公式计算：
N
105.020064
12102.062l i F 52
4
11
2
2
2cr
⨯=⨯⨯
⨯⨯⨯=
=
πππEJ
N
300N 108.36
105.0n F F 45
cr cr 1>⨯=⨯==
所以稳定性符合要求。
由以上的数据可得气缸的型号为QGX25XS
数控机床液压设备快速维修方法
宋占强
(辽宁高压电器产品质量检测有限公司辽宁沈阳110027)
摘要:对于数控机床液压系统来说,一般情况下是很难较为直观的看出故障出现的原因的,所以在分析液压故障之前一定要先弄清楚整个液压系统的传动原理,然后再根据实际的故障现象对其进行相应的判断,该文主要分析了液压设备故障的相关特征,并且提出了相应的故障维修方法。
关键词:数控机床液压设备故障维修方法中图分类号:TP391 文献标识码:A文章编
号:1672-3791(2015)03(c)-0068-01
数控机床液压设备主要是由机械、液压、电气以及相关的仪表等装置组合而成的,而液压设备的故障分析也是由上述几个方面因素影响的,由于液压系统内部的情况是看不到的,所以很难直观的判断出设备产生故障的原因,所以要求相关的维修人员要具备分析故障的原因,准确的判断故障部位的能力,及时找出故障的原因。
1 数控机床液压设备故障的特征
1.1 数控机床液压设备初调试阶段
一般情况下,数控机床液压设备在调试阶段的故障率是最高的,而且所存在的问题也是非常的复杂,这时液压设备的特征是设计、安装以及相关的管理问题都是联系在一起的,一般的液压设备较为常见的故障有:(1)数控机床液压设备中的接头或者连接处外泄情况,这是数控机床较为常见的故障之一,这一故障始终困扰着机床液压设备;(2)数控机床液压设备的运行速度不稳定,这一情况会影响到液压设备的设备元件;(3)数控机床液压设备中的某些阀类元件会有漏装的情况,有的时候还会导致管道连接错误;(4)数控机床液压设备在设计的时候有一些不当的地方,工作人员在液压元件的选择上也会出现一定的错误,使得液压设备出现发热的情况,位置精度达不到相应的要求,针对这一类问题只有一个解决办法,就是在接触这类问题的时候,工作人员要做到耐心、慎重、谨慎。
1.2 定型设备调试阶段的故障特征
定型设备在调试的时候出现故障的效率是很低的,这样设备的特征主要是由于管理不良造成的,有的时候也会有安装不小心的情况出现,主要表现有:(1)数控机床定型设备的外部有泄漏的情况;(2)设备在运行的时候,压力不是特别的稳定,系统各个元件之间的配合不是特别的灵活;(3)定型设备中的液压元件以及管道内部聚集了污染物,从而影响了整体设备的正常运行; (4)定型设备液压元件的加工质量很差,设备的阀芯动作不是特别的灵活,如果掌握好这一故障,那么调试起来就更加的顺利。
1.3 数控机床液压设备运行之初的液压故障
数控机床液压设备运行之初出现的液压故障有:设备管接头有振动脱落的情况, 设备中有少数密封元件的质量较差,短期内就会出现损坏的情况,最终造成漏油。还有一种情况就是设备中因为负荷率高或者受到外部环境的影响,使得设备油箱内油温逐渐升高,从而引起泄漏和设备整体速度不稳定等情况。
1.4 数控机床液压设备运行中期的故障
数控机床液压设备在运行中期的时候,由于各个液压元件之间的差异,设备中容易损坏的元件在正常运行的时候就有可能出现磨损,所以相应的故障率也会呈现出上升的趋势,使得设备中泄漏量增加,设备效率也会出现较为明显的降低,此时工作人员要对液压设备和相应的液压元件进行全方面的检查,对那些有缺陷的液压元件进行修护,对那些已经损坏的元件要及时的进行更换。
2 数控机床液压设备故障诊断的步骤和方法
2.1 数控机床液压设备故障诊断的步骤
(1)首先要熟悉数控机床液压设备的资料和相关的性能。因为在查找故障原因之前,工作人员要详细的了解数控机床液压设备的性能,只有熟悉设备性能之后才能够准确的查找出设备的工作原理以及相关的运行要求。
(2)还要对数控机床液压设备的现场进行观察。在设备现场了解详细的情况之后, 如果此时的设备能够运行的话,工作人员可以现场启动一下设备,亲自操作一下相关关键的部分,仔细观察故障现象,查看漏油情况。
(3)查阅相关的资料档案。工作人员可以查阅数控机床液压设备的相关技术档案,和本次故障进行对比,看看之前是否有此类故障现象,是之前就出现的故障还是新出现的故障,做到有效的预防。
2.2 故障诊断的方法
数控机床液压设备在长期的使用过程中,逐渐的归纳出了属于自己的故障诊断方法,目前最为常用的也是最快速的维修方法就是六看六问四听四摸故障诊断方法。
六看:一是看设备的运行速度,主要看的是数控机床液压设备在运行的时候,运行速度有没有什么变化和异常现象出现。二是看液压设备中各个测压点的压力值的大小,压力值有没有较大的波动。三是看设备油箱中的油液
