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《機械設計與制造工程雜志》2014年第六期

1液壓缸的主要參數及結構

1．1液壓缸主要參數的確定根據分析，設備的最大負載為2500N，其中包括切削負載、摩擦負載，按機床類初選液壓缸的工作壓力P1=2．0MPa［2］，計算活塞直徑。式中:F為液壓系統的最大負載;P1為液壓缸工作壓力;P2為液壓缸回油壓力;D為活塞直徑;d為活塞桿直徑。參照國家標準取活塞直徑D=50mm，活塞桿直徑d=22mm，這里盡管選取的活塞直徑小于計算值，考慮系統壓力本身不高，活塞直徑縮小對壓力影響不大，同時活塞直徑縮小還可以減小液壓缸體積，降低制造成本。根據選定的活塞直徑、活塞桿直徑，計算得液壓缸最大工作壓力Pmax=2．179MPa。

1．2液壓缸結構的確定鋸片液壓缸與工作臺液壓缸結構相同，均采用雙桿式活塞缸，采用缸體固定式安裝方式。考慮排氣要求設置排氣閥13，活塞與活塞桿采用分體式，通過圓錐銷10連接，簡單可靠，避免了螺紋連接所導致的軸向尺寸過大。由于系統壓力較低，活塞與缸體間采用O形密封圈密封。液壓缸的具體結構如圖2所示。

2液壓系統主要元件選擇

液壓缸在整個工作循環中最大工作壓力為2．179MPa，由于進油路上無調速閥、管路比較簡單、流速不大，取壓力損失為0．3MPa［3］，所以液壓泵的工作壓力Pp應為2．479MPa。根據使用要求，快進速度設為30×10－3m/s，故液壓缸快進所需流量q1為2．85L/min。為滿足快進要求，泵提供的流量qp≥1．1×2．85=3．135L/min。根據液壓泵的工作壓力和通過各閥的實際流量選用液壓元件，液壓元件的具體型號及生產廠家見表1。

3液壓系統數學模型

根據玻璃切割機液壓傳動系統原理圖，得到液壓傳動系統簡化原理，如圖3所示，據此建立系統動態數學模型，分析研究影響系統動態品質的因素。式中:p1，p2分別為液壓缸進油腔、回油腔壓力;A為活塞的有效面積;F1為工作載荷;m為活塞及運動部件質量;c為粘性摩擦阻尼系數;v為運動速度。

4液壓系統性能仿真分析

4．1液壓系統仿真模型建立及參數設置為了探討系統工作各階段壓力、速度、流量變化，根據液壓系統原理，在AMESim草圖模式(Sketchmode)下，運用液壓元件設計庫和機械庫，構建液壓傳動系統的仿真模型［5］，如圖4所示。以工作臺液壓缸的運動為例，不計液壓泵、液壓缸泄漏損失，根據計算結果設置仿真參數，見表2。

4．2液壓系統仿真結果及分析將系統快進、稍退讓刀、無切削負載工進、有切削負載工進、快退時間都設置為0．5s，液壓系統壓力、速度仿真結果如圖5所示。由圖5(a)可知，液壓缸快進時壓力0．14s后達到穩定，有切削負載工進時壓力0．10s后達到穩定，快退時壓力0．14s后達到穩定。由圖5(b)可知，液壓缸快進時速度0．10s后達到穩定，有切削負載工進時速度0．14s后達到穩定，快退時速度0．12s后達到穩定。

5結束語

本文不僅根據玻璃切割機的使用要求，從滿足負載、速度要求的角度，對液壓傳動系統進行了設計，而且利用AMESim軟件對系統進行了仿真分析，仿真結果表明，玻璃切割機液壓系統工作各階段壓力、速度響應迅速，調整時間短，工進開始時速度波動幅度較大，但很快趨于穩定，與實際運行果吻合，該液壓系統性能滿足使用要求。研究結果還為玻璃加工設備的研發提供了參考。

作者：王立杰陳飛王偉鄔逵清單位：南京林業大學機械電子工程學院江陰長齡液壓機具廠