液压机移动台驱动功率计算

  液压机是工业生产中常用的设备。在大型液压冲压生产线中，模具的尺寸和重量很大，通常需要通过驱动安装。该液压机采用移动工作台结构，移动工作台可从机身外部拆卸，便于更换和安装模具。

  目前，国内外液压机液压工作台大多采用减速机驱动滚轮来实现移动工作台的运动。行走重量，滚子尺寸，减速比等移动台与移动台的驱动力的选择直接相关。

  正确选择驱动功率对液压机械移动台的设计尤为重要。如果选择太大，将导致电力浪费，增加制造成本和不足的安装空间。如果选择太小，驱动扭矩不足，移动台不能驱动，驱动电机过热。

  在相关技术研究和移动工作台设计实例的基础上，探讨了液压机械移动台驱动功率的计算方法。

  1.移动工作台参数

  行走速度：V≈60mm/ s;

  移动工作重量加载荷：W = 7×105N。

  图1显示了四轮支撑，两轮驱动和移动工作台驱动机构的示意图。

图1移动工作台驱动机制

  1.移动工作台2.滚轮3.大齿轮4.小齿轮5.万向联轴器6.轴7.减速器

  2.确定滚筒直径和宽度

  滚子的直径与移动台的移动速度和摩擦力矩直接相关。滚子的直径和宽度也会影响滚子和导轨之间的接触应力。之间的接触压力滚轮和导轨必须小于材料的允许接触应力，否则导轨可能会因压下而变形。轨道凹陷变形也增加了移动工作台的运动阻力，导致驱动力不足。可以根据赫兹接触应力公式检查辊子的直径和宽度。

  F ---单圆柱滚子轴承，F = W / 4（N）;

  E ---弹性模量，MPa;

  B ---辊宽，mm;

  R ---滚子半径，mm;

  σHP---允许接触应力[1]，MPa，辊材为45钢，淬火硬度215~225HB，σHP= 440~470MPa。

  根据移动工作台的设计空间，首先选择滚子半径R = 225mm，宽度B = 110mm，根据公式（1）得到接触应力：

可以看出，最大接触应力超过了允许的接触应力，需要调整滚子的半径和宽度，但也可以通过调节硬度来增加允许的接触应力。滚子和铁轨。

  导轨一般由45块钢板制成，45钢淬火，硬度可达42~45HRC，允许接触应力可提高约1.5倍，约700MPa，以满足接触强度条件，因此导轨和滚筒需要表面硬化处理。

  淬硬钢的允许接触应力极限值σHlim可以如下计算：

  45HRC≈60HV（HV - 维氏硬度）

  因此，45钢淬火，其允许的接触应力极限可以达到：

  因此，这里描述的示例不调整辊的半径和宽度，但是轨道嵌体和辊经受淬火热处理以增加可允许的接触应力值。

  3.选择总齿轮比

  减速器驱动马达通常使用速度为n≈1420r/ min的四级异步电动机。

  车轮速度：

  总传动比可以从（3）获得：

  所以：

  根据总传动比i = i1×i2，分配齿轮比i1和齿轮对比率i2。 i2的选择受到设计空间的限制，并且还需要校准齿轮模量和强度。这个文章不会在这里详细讨论。

  4.计算滚子运行阻力

  （1）平面行走阻力Wr（N）

  K ---滚子轴承的摩擦系数，取0.01;

  d ---轴承的外圈半径，d = 17.5cm;

  R ---滚子半径，cm;

  fs-滚子和导轨之间的摩擦系数取0.1。

  替代数据：

  （2）行走时轨道弯曲引起的坡道行驶阻力Fr（N）

  θ1---轨道产生的偏转角，θ1=atan2δ1/ L，其中

  δ1= 0.2mm，L = 1000mm;

  θ2---导轨安装和制造的精度，导轨安装精度和弯曲应在2mm / 1000mm之内，θ2= atan 2/1000。

  替换数据：

  （3）移动台的惯性电阻Fa（N）从0→V在2s内

  根据牛顿第二定律：

  a ---移动台从静止到均匀运动的加速度，m·s-2;

  t ---移动工作台启动时间，s;

  g ---重力加速度，g = 9.8m·s-2。

  替换数据：

  （4）当移动工作台行走时克服轨道凹痕所需的力Fs（N）

  fs ---导轨凹面的长度，cm;其他物理量和单位制的含义与公式（5）相同。

  Hertz的接触半径公式：

  ΣB---四个辊子宽度的总和，mm;

  E ---弹性模量，E = 2.0×10（5MPa）。

  替换数据：

  所以：

  5.移动工作台行走动力

  行走所需动力（kw）：

  启动时所需的功率（kw）

  F1 --- Wr和Fs中较大的一个;

  η---机械效率，取0​​.85;

  K ---安全系数，取1.25。

  替代数据：

  因此，移动工作台在启动时的功率远高于正常行驶时的功率，并且移动工作台以稳定速度移动所需的功率降低，这与实际情况相同。

  6.移动工作台的功能越障碍

  液压机移动台的驱动功率的计算还需要考虑导轨的不均匀性，导轨的不平坦性和移动导轨的不均匀性。

  如下图2所示，将台辊移动到障碍物上，辊子驱动扭矩需要克服由移动工作台和模具的重量引起的辊子和障碍物之间的力矩：

图2移动工作台超越障碍物

从上述数字之间的关系：

  h ---是障碍物高度尺寸，mm。

  移动台驱动电机功率与滚轮扭矩之间的关系为：

  n - 速度电机速度n = 1420r / min，总传动比。从等式（12），（13），（14）：

  取障碍物的高度h = 0.3mm并替换数据：

  7.选择减速驱动电机功率

  根据以上讨论，移动台在障碍物上的功率是最大的。因此，在选择移动台驱动电机的功率时，应根据此功率，结合样本减速机，你可以选择一个驱动功率为3kw的四级电机。

  8.结论

  （1）需要根据移动工作台轮和导轨的赫兹接触应力来检查移动工作台的滚子尺寸，并且接触应力不得超过允许的接触应力。根据赫兹接触应力公式，移动台辊的直径和宽度越大，接触应力越小。但是，由于设计空间的限制和设计合理性的需要，直径和宽度辊子的尺寸不是很大，可以对移动的工作台辊子和轨道插件进行热处理，以增加其允许的接触应力值。

  （2）移动工作台在工作期间受到各种阻力，并根据移动台的阻力和移动速度获得运行功率和启动功率。移动的起始力量工作台大于运行功率，这与实际情况一致。

  （3）在移动工作台工作期间，由于轨道上的障碍物，移动工作台在障碍物上的功率与障碍物的高度具有最大关系。根据设计实践我们公司的经验，障碍的高度一般为0.3mm。该功率大于移动工作台的行进功率和启动功率。因此，移动工作台减速机驱动功率的价值是要求基于该值，并根据电动机规格适当增加。

（4）设计实践和用户现场的使用表明本文讨论的液压机移动台的功率计算方法是合适的。