液壓課程設計---組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p><b>　?。C電一體化工程）</b></p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程設計題目 組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng) </p><p>　　課程設計工作自2011

2、 年 4 月5 日起至 2011 年5 月 20 日止</p><p>　　課程設計進行地點 三門峽職業(yè)技術學院 </p><p>　　課程設計內(nèi)容要求（1）制圖符合標準 （2）方案設計合理有可行性（3）理論分析完整清楚（4）設計簡明要。 </p><p>&

3、lt;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、 設計目的4</b></p><p><b>　　二、 設計任務4</b></p><p>　　三、 負載的分析4</p><p>　　四、 液壓系統(tǒng)方案的設計7</p><p>　　五、

4、 液壓系統(tǒng)參數(shù)的計算10</p><p>　　六、 液壓元件的選擇15</p><p>　　七、 驗算液壓系統(tǒng)性能18</p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p>　　組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)</p><p><b>　　一、設計目的</b>&l

5、t;/p><p>　　機電一體化系統(tǒng)綜合課程設計是一個重要的時間性教學環(huán)節(jié)，要求學生綜合的運用所學的理論知識，獨立進行的設計訓練，主要目的：</p><p>　　通過設計，使學生全面地、系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)控機床的基本組成及其想怪知識，學習總體的方案擬定、分析與比較的方法。</p><p>　　通過對機械系統(tǒng)的設計，掌握幾種典型傳動元件與導向元件的工作原理、設計計算及選用

6、的方式。</p><p>　　通過對機械系統(tǒng)的設計，掌握常用伺服電機的工作原理、計算控制方法與控制驅(qū)動方式。</p><p>　　培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，學習并樹立“系統(tǒng)設計”的思想。</p><p>　　鍛煉提高學生應用手冊和標準、查閱文獻資料及撰寫科技論文的能力。</p><p><b>　　二、設計任務</

7、b></p><p>　　設計一臺組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)。</p><p>　?。?）機床要求的工作循環(huán)是：要求實現(xiàn)工件快進、工進、快退等過程，最后自動停止；動力滑臺采用平導軌。</p><p>　?。?）機床自動化要求：要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合，實現(xiàn)自動循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要穩(wěn)定，能承受一定量的反向負荷。</p><p><

8、;b>　　三、負載的分析</b></p><p>　　組合機床是由通用部件和部分專用部件組成的高效、專用、自動化程度較高的機床。它能完成鉆、擴、鉸、鏜、銑、攻螺紋等加工工序。動力滑臺是組合機床的通用部件，它上面安裝著各種旋轉(zhuǎn)刀具，常用液壓或機械裝置驅(qū)動滑臺按一定的動作循環(huán)完成進給運動。</p><p>　　組合機床要求動力滑臺空載時速度快、推力小；工進時速度慢、推力大，速

9、度穩(wěn)定；速度換接平穩(wěn)；功率利用合理、效率高、發(fā)熱少。</p><p>　　根據(jù)課程設計任務書，要求設計一臺組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)。機床要求的工作循環(huán)是：要求實現(xiàn)工件快進、工進、快退過程，最后自動停止；動力滑臺采用平導軌。</p><p>　　機床自動化要求：要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合，實現(xiàn)自動循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要穩(wěn)定，能承受一定量的反向負載。液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，

10、 經(jīng)濟性與成

11、本等方面的要求。</p><p>　　負載特性分析是擬定液壓系統(tǒng)方案、選擇或設計液壓元件的依據(jù)。負載特性分析包括動力參數(shù)分析和運動參數(shù)分析兩部分。</p><p>　　通過計算確定液壓執(zhí)行元件的負載大小和方向，并分析執(zhí)行元件在工作過程中可能產(chǎn)生的沖擊、振動及過載等情況。</p><p>　　負載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機械效率

12、中加以考慮。因是平導軌，重力的水平分力為零，需要考慮的力有：切削力，導軌摩擦力和慣性力。 </p><p><b>　?。ㄒ唬?、負載計算</b></p><p><b>　　1、工作負載</b></p><p>　　導軌的正壓力等于有動力部件的重力</p><p&

13、gt;　　運動部件總重力G=4000N</p><p>　　切削力Fw=9000N</p><p><b>　　2、摩擦負載</b></p><p>　　靜摩擦力 =fs=</p><p>　　動摩擦力 =fd=</p><p><b>　　3、慣性負載</b></

14、p><p>　　慣性力 =ma==</p><p><b>　　4、各工況負載</b></p><p>　　若忽略切削力引起的顛覆力矩對導軌摩擦力的影響，并設液壓缸的機械效率=0.95,則液壓缸在各工作階段的總機械負載可以算出，如下：</p><p>　　啟動 =1800/0.95=1894.7N</p>

15、<p>　　加速 =(900+61.2)/0.95=1011.8N</p><p>　　快進 =900/0.95=947.4N</p><p>　　工進 =(9000+900)/0.95=10421N</p><p>　　快退 =900/0.95=947.4N</p><p>　　表2.1 液壓缸各運動階段負載表<

16、/p><p>　　5、快進、工進和快退時間和速度并繪制負載--時間圖和速度--時間圖</p><p>　　研究主機依據(jù)工藝要求應以何種運動規(guī)律完成一個工作循環(huán)，即研究運動形式（是平移、回轉(zhuǎn)或擺動）、運動的速度大小和變化范圍、運動行程長短，運動變化規(guī)律（循環(huán)過程與周期）等。</p><p><b>　?。ǘ?、負載速度圖</b></p>

17、<p>　　根據(jù)負載計算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪制出負載圖（F-l）和速度圖（v-l），見圖1（a）、（b）。橫坐標以上為液壓缸前進時的曲線，以下為液壓缸活塞缸退回時的曲線。</p><p>　?。╝）負載圖 （b）速度圖 </p><p><b>　　圖2.1負載速度圖</b></p>&

18、lt;p>　　四、液壓系統(tǒng)方案的設計</p><p>　　液壓系統(tǒng)方案設計是根據(jù)主機的工作情況、主機對液壓系統(tǒng)的技術要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及成本，經(jīng)濟性、供貨情況等諸多因素，進行全面、綜合的設計，從而擬定出一個各方面比較合理的、可實現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案來。其內(nèi)容包括：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析與選擇，液壓回路的分析、選擇與合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、設計與分析。</p>

19、<p><b>　?。ㄒ唬⒎桨傅姆治?lt;/b></p><p><b>　　選擇基本回路</b></p><p>　?。?）液壓泵種類的確定</p><p>　　參考同類組合機床，選用雙作用葉片泵雙泵供油、調(diào)速閥進油節(jié)流調(diào)速的開式回路，溢流閥作定壓閥。為防止鉆通時滑臺突然失去負載向前沖，回油路上設置背壓閥（定

20、壓式），初定背閥值Pb=1MPa.因系統(tǒng)動作循環(huán)要求正向快進和工作，方向快退，且快進、快退速度相等，因此選用單桿活塞液壓缸，快進時差動連接，無桿腔面積等于有桿腔面積的兩倍。 工作臺要完成單向進給運動，先采用固定的單活塞桿液壓缸。其動作如上圖所示。 </p><p>　?。?）快速、換向和速度換接回路確定</p><p>　　根據(jù)該設計的運動方式和

21、要求，采用差動連接與雙泵供油兩種快速運動回路來實現(xiàn)快速運動。即快進時，由大小泵同時供油，液壓缸實現(xiàn)差動連接。</p><p>　　該系統(tǒng)對換向要求平穩(wěn)較高，選用電液換向閥的換向回路。為便于實現(xiàn)差動，選用三位五通閥。為提高換向的位置精度，采用死擋鐵和壓力繼電器的行程終點往返控制。</p><p>　　（3）調(diào)速回路與油路循環(huán)方式的確定</p><p>　　選定調(diào)速方案

22、和液壓基本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些輔助性油路，如控制油路、潤滑油路、測壓油路等，并對回路進行歸并和整理，就可將液壓回路合成為液壓系統(tǒng)。</p><p><b>　　a.快進</b></p><p>　　按下啟動按鈕，電磁鐵1Y得電，先導閥7處于左位，在控制油路的驅(qū)動下，液動換向閥6切換至左位。主油路的進油路：小泵1→單向閥2→順序閥5（預控壓力閥）→液動

23、閥6左位→行程閥11→液壓缸右腔。由于快進時動力滑臺負載小，泵的出口壓力較低，液控順序閥9關閉。所以液壓缸左腔回油→液動閥6左位→單向閥8→行程閥11→液壓缸右腔。液壓缸實現(xiàn)差動連接，且此時兩泵同時供量流量最大，滑臺右向快進。</p><p><b>　　b.工進</b></p><p>　　快進到預定位置，滑臺上的行程擋塊壓下行程閥11，切斷了原來進入液壓缸右腔的油

24、路。此時，從液動閥6左位來的油液→調(diào)速閥12→液壓缸右腔。由于調(diào)速閥的接入使系統(tǒng)的壓力升高，達到或超過卸載閥3的調(diào)定壓力，大流量泵通過卸載閥3卸載，單向閥2自動關閉，只有小流量泵向系統(tǒng)供油，滑臺慢速向右工進。</p><p><b>　　c.快退</b></p><p>　　當滑臺碰到死擋鐵后停止運動。這時，泵的壓力升高，流量減小，直至輸出流量僅能補償系統(tǒng)內(nèi)部泄漏為止

25、。此時，液壓缸右腔壓力隨之升高，壓力繼電器動作并發(fā)出快退信號，1Y失電，2Y得電，電磁先導閥7、液動換向閥6處于右位。主油路的進油路：泵1→順序閥5→液動閥6右位→液壓缸左腔?；赜吐罚阂簤焊子仪弧谐涕y11→液動閥6右位→油箱。由于此時空載，泵的供油壓力低，輸出流量大，滑臺快速退回。</p><p><b>　　d.原位停止</b></p><p>　　當滑臺快退到遠

26、位時，擋塊壓下行程閥開關，使電磁鐵1Y，2Y失電，液動閥6，電磁先導閥7處于中位，滑臺停止運動，泵1通過液動閥6中位卸載。為了使卸載狀態(tài)下控制油路保持一定預控壓力，泵1和液動閥6之間裝有預控壓力閥5。</p><p>　　（二）、組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　組成液壓系統(tǒng)原理圖、電磁鐵動作順序表</p><p>　　圖3.2 組合機床動力滑

27、臺液壓系統(tǒng)圖 </p><p>　　1-葉片泵 2、8-單向閥 3外控內(nèi)泄式順序閥 4、10-溢流閥 5-內(nèi)控外泄式順序閥 6-電液換向閥的主閥 7電液換向閥的先導閥 9-外控外泄式順序閥 11兩位兩通行程閥 12-調(diào)速閥 13-過濾器 14-壓力表 15-壓力繼電器</p><p>　　表3.1為該滑臺的電磁鐵動作順序表</p><

28、p>　　五、液壓系統(tǒng)的參數(shù)的計算</p><p>　　液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)設計是指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。液壓執(zhí)行元件的工況圖是選擇系統(tǒng)中其它液壓元件和液壓基本回路的依據(jù)，也是擬定液壓系統(tǒng)方案的依據(jù)。</p><p>　　液壓執(zhí)行元件的類型，根據(jù)主機所要實現(xiàn)的運動形式(移動、轉(zhuǎn)動或擺動)和性質(zhì)(速度和負載的大小)而定。</p><p>　　（一）、

29、液壓缸參數(shù)計算</p><p>　　1、初選液壓缸的工作壓力</p><p>　　按[3]（課本）中表8-1即表2，初定液壓缸的工作壓力為=30×105Pa。</p><p>　　表4.1 液壓缸參考背壓</p><p>　　2、計算液壓缸的主要尺寸</p><p>　　該設計要求動力滑臺的快進、快退速度

30、相等，故采用活塞桿固定的單桿式液壓缸。快進時采用差動連接，并取無桿腔有效面積等于有桿腔有效面積的兩倍，即=2。為了防止在鉆孔鉆通時滑臺突然前沖，在回油路中安裝有背壓閥，按[3]（課本）中表8-2，初選背壓Pb=0.8Mpa。負載分析得最大負載為工進階段的負載F=10421N，按此計算，則 </p><p><b>　　===2.9 </b></p><p><b

31、>　　=29c</b></p><p>　　液壓缸直徑 D==6.08 cm</p><p>　　由=2可知活塞桿直徑</p><p>　　d=0.707D=0.7076.08=4.30cm</p><p>　　按GB/T2348-1993將所計算的 D與d值分別圓整到相近的標準直徑，以便采用標準的密封裝置。圓整后得：D=

32、6.3cm d=4.5cm</p><p><b>　　按標準直徑算出 </b></p><p>　　按最低工進速度驗算液壓缸尺寸查機械設計手冊，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量=0.05L/min，因工進速度v=0.06m/min為最小速度，則有式得： </p><p>　　故滿足最低速度的要求。</p&

33、gt;<p>　　3、計算液壓缸在工作循環(huán)中各工作階段的工作壓力、流量和功率</p><p>　　根據(jù)液壓缸的負載圖和速度圖以及液壓缸的有效面積，可以算出液壓缸工作過程各階段的壓力、流量和功率，在計算工進時背壓按Pb=0.8Mpa代入計算公式， 快退時背壓按Pb=0.5Mpa代入計算公式，如下：<

34、/p><p><b>　　快進 </b></p><p><b>　　工進 </b></p><p><b>　　快退 </b></p><p>　　計算結(jié)果列于表3中。</p><p>　　表4.2 液壓缸所需的實際流量、壓力和功率<

35、;/p><p>　　注：1.差動連接時，液壓缸的回路口到進油口之間的壓力損失△P=0.5Mpa，而Pb=Pj+△P。</p><p>　　2. 快退時，液壓缸有桿腔進油，壓力為Pj，無桿腔回油，壓力為Pb。</p><p>　　液壓能源裝置是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。通常有兩種形式：一種是液壓裝置與主機分離的液壓泵站；一種是液壓裝置與主機合為一體的液壓泵組(包括單個液壓泵

36、)。</p><p>　?。ǘ⒁簤罕玫膮?shù)的計算</p><p><b>　　1、選擇液壓泵 </b></p><p>　?。?）液壓泵工作壓力的計算 </p><p>　　由以上計算的相關數(shù)據(jù)可知，工進階段液壓缸的工作壓力最大，若取進油壓力損失∑△P=0.5MPa,壓力繼電器可靠動作需要壓力0.5MPa，則液壓泵最

37、高工作壓力可按=++0.5MPa==4.73MPa</p><p>　　故泵的額定壓力可取Pr=1.25×4.73MPa=5.9Mpa</p><p>　?。?）液壓泵流量的計算</p><p>　　工進時所需最小流量是0.187L/min,設溢流閥最小溢流量為2.5L/min，小泵流量按≧(1.1×0.187+2.5)L/min=2.7 L/m

38、in，快進快退時液壓缸所需要的最大流量是7.15 L/min，則泵的總流量為=1.1×7.15=7.865L/min 大泵流量=-=7.865-2.7=5.165L/min</p><p>　?。?）液壓泵的確定 </p><p>　　根據(jù)計算的壓力和流量查《袖珍液壓氣動手冊》中的表10-16，選用 YB1型葉片泵，該泵的額定壓力6.3MPa ，轉(zhuǎn)速為960-1450 r/min

39、，公稱排量為2.5-100mL/r。大泵取6L/min,小泵取4L/min，轉(zhuǎn)速為960r/min。</p><p><b>　　電動機的選擇</b></p><p>　　系統(tǒng)為雙泵供油系統(tǒng)，其中小泵1的流量</p><p><b>　　,d</b></p><p><b>　　大泵流量

40、 </b></p><p>　　差動快進，快退時兩泵同時向系統(tǒng)供油；工進時，小泵向系統(tǒng)供油，大泵卸載。下面分別計算三個階段所需要的電動機功率P。</p><p>　?。ㄈ?、電動機的選擇</p><p><b>　　快進快退</b></p><p>　　差動快進時，大泵的出口壓力油經(jīng)單向閥2后與小泵匯合

41、，然后經(jīng)順序閥5，三位五通電液換向閥6、7及行程閥11進入液壓缸的大腔，大腔的壓力,查樣本可知，小泵的出口壓力損失，大泵出口的壓力損失.于是計算可得小泵的出口壓力為(總效率為0.5)，大泵出口壓力為（總效率為0.5）。</p><p><b>　　電動機的功率</b></p><p><b>　　=538W</b></p><

42、p><b>　　工進</b></p><p>　　考慮到調(diào)速閥所需最小壓力差。壓力繼電器可靠動作需要壓力差。</p><p>　　因此工進時小泵的出口壓力</p><p>　　而大泵的卸載壓力取=0.2Mpa。（小泵的總效率為0.565，大泵的總效率為0.3）</p><p><b>　　電動機的功率&l

43、t;/b></p><p><b>　　=628W</b></p><p><b>　　快進</b></p><p>　　類似差動快進分析知：小泵的出口壓力=1.5Mpa，（總效率為0.5）；大泵出口壓力為16.5Mpa。電動機功率</p><p><b>　　=524W</b

44、></p><p>　　由以上結(jié)果，快進時的功率最大。據(jù)此可以選擇相應的電動機為 Y90S1-6型，額定功率為0.75kW，滿載轉(zhuǎn)速960 r/min，同步轉(zhuǎn)速1000r/min。</p><p><b>　　六、液壓元件的選擇</b></p><p><b>　?。ㄒ唬?、液壓附件</b></p>&l

45、t;p>　?。?）各元件和輔件列表</p><p><b>　　過濾器的選擇</b></p><p>　　為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作和可靠性，必須對液壓油液污染進行控制，因此就需要過濾油液。過濾的功用就是過濾掉油液中的雜質(zhì)，維護油液的清潔，防止油液污染，保證液壓系統(tǒng)正常工作。</p><p>　　選用的過濾器的精度應滿足系統(tǒng)要求，要有足夠

46、的通流能力，結(jié)合過濾裝置在液壓系統(tǒng)中的安裝位置，根據(jù)相關資料來選取。按表5所示，可知道系統(tǒng)的過濾精度，由此可查《機械設計手冊》得到合適的過濾器，查得過濾器的型號為XU-C63×100。</p><p>　　表5.1 各種液壓系統(tǒng)的過濾精度要求</p><p>　　該設計中，過濾器安裝在泵的吸油口，防止大顆粒雜質(zhì)進入泵內(nèi)，同時有較大的通流能力，防止空穴現(xiàn)象。</p>

47、<p><b>　　熱交換器的選用</b></p><p>　　熱交換器是冷卻器和加熱器的總稱。</p><p>　　液壓系統(tǒng)油液溫度一般控制在正常工作溫度范圍（20~65℃）內(nèi)。因此在過冷或過熱的環(huán)境中就需要加熱或冷卻，以控制油溫在合理范圍內(nèi)。</p><p><b>　　a．冷卻器</b></p&g

48、t;<p>　　對冷卻器基本要求是在保證散熱面積足夠大，散熱效率和壓力損失小的前提下，要求結(jié)構緊湊、堅固、體積小和重量輕，有自動控溫裝置以保證油溫控制的準確性。此處，采用最簡單常用的方法是多管水冷式冷卻器。</p><p><b>　　b．加熱器</b></p><p>　　該設計選用電加熱器。電加熱器使用方便，易于自動控制溫度，故采用電加熱器。發(fā)熱部分

49、全部浸在油液流動處，便于熱量交換，電加熱器表面溫度功率密度不得超過3W/ ，以免油液局部溫度過高而變質(zhì)。</p><p><b>　　壓力表輔件</b></p><p>　　壓力表輔件主要包括壓力表及壓力表開關。</p><p><b>　　a．壓力表</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)各工作點的

50、壓力一般都用壓力表來觀測，以調(diào)整到要求的工作壓力。該設計采用最常用的彈簧管式壓力表，在選用壓力表時，其量程比液壓系統(tǒng)壓力要高，應為系統(tǒng)最高工作壓力的1.5倍左右。選用精度等級2.5的壓力表。</p><p><b>　　b．壓力表開關</b></p><p>　　壓力表開關用于切斷忽然接通壓力表與油路的通道，壓力表相當于一個小型截止閥。該設計采用六點壓力表開關，型號為

51、K-6，其中四點與四個測點油路相通，測得相應的油液壓力。</p><p><b>　?。?）管路尺寸</b></p><p><b>　　a．油管的選擇</b></p><p>　　根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進出油管按輸入、排出的最大流量來計算。由于該系統(tǒng)液壓缸差動連接快進快退時油管內(nèi)流量最大，其

52、實際流量為泵的額定流量的兩倍達20L/min，液壓缸進出油管直徑d，按《機械設計手冊》查得，選用內(nèi)徑為8mm，外徑為14mm,鋼管接頭螺紋為M14×1.5，管子壁厚為2mm。</p><p><b>　　b．管接頭的選擇</b></p><p>　　管接頭用于管道與管道或管道與液壓元件之間的連接，必須在強度足夠的前提下，安裝、拆卸方便，抗振動、沖擊，密封性能

53、好，外形尺寸小、加工工藝性好。該液壓系統(tǒng)為不超過8MPa 的中低壓系統(tǒng)，可才用結(jié)構簡單，性能良好、體積小、加工方便、成本低和重復使用性好的擴口式管接頭。</p><p><b>　?。?）油箱容量</b></p><p>　　油箱在液壓系統(tǒng)中主要功能是儲存液壓系統(tǒng)所需要的足夠油液，散發(fā)油液的熱量，分離油液中氣體及沉淀物。</p><p>　　采

54、用分離式油箱，它是一個單獨的與主機分開的裝置，布置靈活，維修保養(yǎng)方便，減少油箱發(fā)熱和油液振動對工作精度的影響，便于采用通用化、系列化的產(chǎn)品，得到廣泛的應用。</p><p>　　a．油箱容量的確定 油箱容積的確定，是油箱設計的關鍵。主要根據(jù)熱平衡來確定。通常油箱的容量去液壓泵額定流量5-7倍進行估算，此處取7倍。此外，還要考慮到液壓系統(tǒng)回油到油箱不至于溢出來，油面高度一般不超過油箱高度的80%。</p

55、><p>　　油箱的容積 V=7q=7×10=70L</p><p>　　b．油箱中設有吸油過濾器，要有足夠的通流能力?？紤]到要經(jīng)常清洗過濾器，油箱結(jié)構要便于拆卸。</p><p>　　c．油箱底部做成適當斜度，并設有放油塞。油箱箱蓋上設有通氣孔，其大小在最大吸油量和回油量時能保證在正常氣壓下供油。在較臟的工作環(huán)境中。則加設空氣過濾器，其通氣量不小于泵流

56、量的1.5倍，以保證具有良好的抗污能力。</p><p>　　d．油箱側(cè)壁安裝油位指示器，用來指示最低、最高油位。主油器應帶有濾網(wǎng)。油箱上裝設有溫度計。并在新油箱內(nèi)壁經(jīng)噴丸、酸洗和表面清洗后涂一層與工作油液相溶的塑料薄膜或耐油清漆，以防銹、防凝水。</p><p>　　e．吸油管和回油管要盡量離遠些，增加油液循環(huán)的距離，使油液有足夠的時間分離氣泡、沉淀雜質(zhì)。吸油管理油箱底面距離H≥2D(D

57、吸油管內(nèi)徑)，距離箱壁不小于3D，以利于吸油暢通。回油管插入最低油面以下，防止回油時帶入空氣，距離油箱底面h≥2d(d回油管內(nèi)徑)，回油管排油口應面向箱壁，管端切成45°，以增大通流面積。吸油側(cè)和回油側(cè)用隔板分開，用來分離回油帶來的氣泡和臟物。隔板高度不低于油面到箱底高度的3/4。</p><p><b>　　（二）、液壓主元件</b></p><p>　　

58、根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最大流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格。該設計中所有閥的額定壓力都為63kg/，額定流量根據(jù)各閥通過的流量，確定為10L/min，25 L/min和63 L/min三種規(guī)格，所有元件的規(guī)格型號列于表6中。表中的序號與系統(tǒng)原理圖中的序號一致。</p><p>　　表5.2 液壓元件明細表</p><p>　　七、液壓系統(tǒng)主要性能驗算</p&

59、gt;<p>　　（一）、液壓損失的驗算及泵壓力的調(diào)整</p><p>　　1、系統(tǒng)壓力損失、效率的計算 </p><p>　?。?）工進時的壓力損失驗算和小流量泵壓力的調(diào)整</p><p>　　工進時管路中的最大流量僅為0.187L/min，因此流速很小，所以沿程壓力損失和局部壓力損失都非常小，可以忽略不計。這時進油路上僅考慮調(diào)速閥的壓力損失= ，回

60、油路上只有背壓閥的壓力損失，小流量泵的調(diào)整壓力等于工進時液壓缸的工作壓力加上進油路壓差，并考慮壓力繼電器動作需要，則</p><p>　　=（37.3+5+5）×=47.3×</p><p>　　即小流量泵的溢流閥4應按此壓力=47.3×進行調(diào)整。</p><p>　　快退時的壓力損失驗算和大流量泵卸載壓力的調(diào)整</p>

61、<p>　　因快退時，液壓缸無桿腔的回油量是進油的兩倍，其壓力損失比快進時要大，因此必須計算快退時的進油路與回油路的壓力損失，以便確定大流量泵的卸載壓力。</p><p>　　已知：快退時進油管和回油管長度均按L=2.0m計算，油管直徑 d=，通過的流量為進油路，回油路。液壓系統(tǒng)選用N32號液壓油，考慮最低工作溫度為15℃，由手冊查出此時油的運動粘度υ=1.5st=1.5 ，油的密度ρ=9

62、00 ，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。</p><p>　　a．確定油液的流動狀態(tài)</p><p><b>　　按式</b></p><p>　　式中 v—平均流速（m/s）；</p><p>　　d—油管內(nèi)徑（m）；</p><p>　　—油的運動粘度（）；</p><

63、;p>　　q—通過的流量（）。</p><p>　　則進油路中液流的雷諾數(shù)為</p><p>　　回油路中液流的雷諾數(shù)為</p><p>　　由上可知，進有路中的流動都是層流。</p><p><b>　　b．沿程壓力損失</b></p><p>　　由式可算出進油路和回油路的壓力損失。&l

64、t;/p><p>　　在進油路上，流速，則壓力損失為</p><p>　　在回油路上，流速為進油流速的兩倍即v=6.64m/s，則壓力損失為</p><p><b>　　c．局部壓力損失</b></p><p>　　由于采用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失按式計算<

65、/p><p>　　式中 q—通過閥的實際流量（L/min）</p><p>　　—閥的額定流量(L/min)</p><p>　　—閥在額定流量下的壓力損失。</p><p>　　計算結(jié)果列于表6.1中</p><p>　　表6.1 閥類元件局部壓力損失</p><p>　　注：快退與經(jīng)過三

66、位五通液動閥的兩油道流量不同，壓力損失也不同。</p><p>　　若取集成塊進油路的壓力損失，回油路壓力損失為，則進油路和回油路總的壓力損失為</p><p>　　=（0.135+0.08+0.64+1.28+0.3）×</p><p><b>　　=2.435×</b></p><p>　　=（0

67、.899+2.56+2.56+0.5）×=6.52×</p><p>　　由表1-1可知快退的液壓缸負載F=947.4N；快退時液壓缸的工作壓力為</p><p>　　=[（947.4+6.52××31.2×）/15.3×]Pa</p><p><b>　　=19.49</b><

68、/p><p>　　按式可算出快退時泵的工作壓力為</p><p>　　=（19.49+2.435）Pa=30Pa</p><p>　　因此，大流量泵卸載閥3的調(diào)整壓力應大于30Pa。</p><p>　　從以上驗算結(jié)果可以看出，各種工況下的實際壓力損失都小于初選的壓力損失值，說明液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構、元件的參數(shù)是合理的，滿足要求。</p>

69、;<p>　?。ǘ⒁簤合到y(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗算</p><p>　　在整個工作循環(huán)中，工進階段所占用的時間最長，所以系統(tǒng)的發(fā)熱主要是工進階段造成的，因此按工進工況驗算系統(tǒng)溫升。</p><p>　　工進時液壓泵的輸入功率如前面計算</p><p><b>　　P1=628W</b></p><p>　　工進

70、時液壓缸的輸出功率</p><p>　　=（10421×0.06/60）W=10.421W</p><p>　　系統(tǒng)總的發(fā)熱功率Φ為：</p><p>　　=（628-10.421）W=617.6W</p><p>　　已知油箱容積V=70L=203.7，則按式，油箱近似散熱面積A為</p><p>　　假定

71、通風良好，取油箱散熱系數(shù)，則利用式，可得到油液溫升為</p><p><b>　　=37.4</b></p><p>　　設環(huán)境溫度=25℃，則熱平衡溫度為</p><p>　　=25℃+37.4℃=62.4℃≦[]=65℃</p><p>　　所以油箱散熱基本可達到要求。</p><p><

72、;b>　　參考文獻</b></p><p>　　1．姜培剛編   機電一體化系統(tǒng)設計   機械工業(yè)出版社(2004年9月版)</p><p>　　2．黃筱調(diào)等編  機電一體化技術基礎及應用   機械工業(yè)出版社(第一版)</p><p>　　3. 趙松年、張奇鵬主編《機電一體化系統(tǒng)

73、設計》北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　4.  張建民《機電一體化原理與應用》北京：國防工業(yè)出版社</p><p>　　5.  魏俊民《機電一體化系統(tǒng)設計》北京：中國防織出版社</p><p>　　6.  周祖德《機電一體化控制技術與系統(tǒng)》華中理工大學出版社</p><p>