液壓傳動課程設計--設計一臺臥式單面多軸鉆孔組合機床動力滑臺的液壓系統(tǒng)

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　液壓傳動是用液體作為來傳遞能量的，液壓傳動有以下優(yōu)點：易于獲得較大的力或力矩，功率重量比大，易于實現(xiàn)往復運動，易于實現(xiàn)較大范圍的無級變速，傳遞運動平穩(wěn)，可實現(xiàn)快速而且無沖擊，與機械傳動相比易于布局和操縱，易于防止過載事故，自動潤滑、元件壽命較長，易于實現(xiàn)標準化、系列化。</p><p>　　液壓傳動的基本

2、目的就是用液壓介質(zhì)來傳遞能量，而液壓介質(zhì)的能量是由其所具有的壓力及力流量來表現(xiàn)的。而所有的基本回路的作用就是控制液壓介質(zhì)的壓力和流量，因此液壓基本回路的作用就是三個方面：控制壓力、控制流量的大小、控制流動的方向。所以基本回路可以按照這三方面的作用而分成三大類：壓力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。</p><p>　　組合機床是以通用部件為基礎，配以按工件特定外形和加工工藝設計的專用部件和夾具而組成的半自動或

3、自動專用機床。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。組合機床通常采用多軸、多刀、多面、多工位同時加工的方式，能完成鉆、擴、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及其他精加工工序，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。液壓系統(tǒng)由于具有結構簡單、動作靈活、操作方便、調(diào)速范圍大、可無級連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點，在組合機

4、床中得到了廣泛應用。</p><p>　　液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個部門得到廣泛的應用，而且越先進的設備，其應用液壓系統(tǒng)的部門就越多。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一張 明確液壓系統(tǒng)的設計要求4</p><p>　　第二章 負載與運動分析4</p><p&

5、gt;　　第三章 負載圖和速度圖的繪制5</p><p>　　第四章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)6</p><p>　　第五章 液壓系統(tǒng)方案設計9</p><p>　　第六章 液壓元件的選擇12</p><p>　　第七章 液壓系統(tǒng)性能驗算15</p><p>　　第八章 液壓缸設計

6、 18</p><p><b>　　設計小結18</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p>　　第一張 明確液壓系統(tǒng)的設計要求</p><p>　　設計一

7、臺臥式單面多軸鉆孔組合機床動力滑臺的液壓系統(tǒng)。要實現(xiàn)的動作順序為：啟動→加速→快進→減速→工進→快退→停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：軸向切削力總和Fg=20000N，移動部件總重量G＝10000N；快進行程長度200mm，工進行程50mm?？爝M、快退的速度為4m/min，工進速度（30~120）mm/min，其中20mm/min為粗加工， 1000mm/min為精加工；加速、減速時間均為0.2s；該動力滑臺采用水平放置的平導軌

8、；靜摩擦系數(shù)fs＝0.2；動摩擦系數(shù)fd＝0.1。要求活塞固定，即液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件使用液壓缸；油缸與工作臺鏈接。</p><p>　　第二章 負載與運動分析</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中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾緊力，導軌摩擦力，慣性力。</p><

9、p>　　在對液壓系統(tǒng)進行工況分析時，本設計實例只考慮組合機床動力滑臺所受到的工作負載、慣性負載和機械摩擦阻力負載，其他負載可忽略。</p><p><b>　?。?）阻力負載</b></p><p>　　阻力負載主要是工作臺的機械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動摩擦阻力兩部分。導軌的正壓力等于動力部件的重力，設導軌的靜摩擦力為，則</p><p&

10、gt;　　靜摩擦阻力 Ffs=0.2*10000=2000N</p><p>　　動摩擦阻力 Fds=0.1*10000=1000N</p><p><b>　?。?）工作負載FW</b></p><p>　　工作負載是在工作過程中由于機器特定的工作情況而產(chǎn)生的負載，對于金屬切削機床液壓系統(tǒng)來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負載，即<

11、/p><p><b>　　Ft=20000N</b></p><p><b>　?。?）慣性負載</b></p><p>　　最大慣性負載取決于移動部件的質(zhì)量和最大加速度，其中最大加速度可通過工作臺最大移動速度和加速時間進行計算。已知啟動換向時間為0.05s，工作臺最大移動速度，即快進、快退速度為4m/min，因此慣性負載可表

12、示為</p><p>　　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=0.9，根據(jù)上述負載力計算結果，可得出液壓缸在各個工況下所受到的負載力和液壓缸所需推力情況，如表1所示。</p><p>　　表1 液壓缸總運動階段負載表（單位：N）</p><p><b>　　第</b></p><p><

13、;b>　　三</b></p><p>　　第三章 負載圖和速度圖的繪制</p><p>　　根據(jù)負載計算結果和已知的個階段的速度，可繪制出工作循環(huán)圖如圖1（a）所示，所設計組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖可根據(jù)已知的設計參數(shù)進行繪制，已知快進和快退速度、快進行程L1=200mm、工進行程L2=50mm、快退行程L3=250mm，工進速度。</p>&

14、lt;p>　　快進、工進和快退的時間可由下式分析求出。</p><p>　　快進 </p><p>　　工進 </p><p>　　快退 </p><p>　　圖1 負載循環(huán)圖 速度循環(huán)圖</p>&

15、lt;p>　　第四章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)</p><p>　　4.1確定液壓缸工作壓力</p><p>　　由表2和表3可知，組合機床液壓系統(tǒng)在最大負載約為24000 N時宜取3.5MP。</p><p>　　表2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　表3按負載選擇工作壓力</p><p>　　4

16、.2計算液壓缸主要結構參數(shù)</p><p>　　由于工作進給速度與快速運動速度差別較大，且快進、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應確定采用單桿雙作用液壓缸的差動連接方式。通常利用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。這種情況下，應把液壓缸設計成無桿腔工作面積是有桿腔工作面積兩倍的形式，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D呈d = 0.

17、707D的關系。</p><p>　　工進過程中，當孔被鉆通時，由于負載突然消失，液壓缸有可能會發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應設置一定的背壓(通過設置背壓閥的方式)，選取此背壓值為p2=0.8MPa。</p><p>　　快進時液壓缸雖然作差動連接,但連接管路中不可避免地存在著壓降，且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算取0.5MPa?？焱藭r回油腔中也是有背壓的，這時選取被壓值=0.6M

18、Pa。</p><p>　　工進時液壓缸的推力計算公式為</p><p><b>　　，</b></p><p>　　根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為</p><p><b>　　液壓缸缸筒直徑為</b></p><p><b>　　mm</b

19、></p><p>　　由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關系，d = 0.707D，因此活塞桿直徑為d=0.707×97.92=69.23mm，根據(jù)GB/T2348—1993對液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=100mm，活塞桿直徑為d=70mm。</p><p>　　此時液壓缸兩腔的實際有效面積分別為：</p>

20、;<p>　　工作臺在快進過程中，液壓缸采用差動連接，此時系統(tǒng)所需要的流量為</p><p>　　工作臺在快退過程中所需要的流量為</p><p>　　工作臺在工進過程中所需要的流量為</p><p>　　q工進 =A1×v1’=7.85×60×0.001= 0.471L/min</p><p>

21、　　根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計算結果，進一步計算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率值，如表4所示。</p><p>　　表4 各工況下的主要參數(shù)值</p><p>　　4.3繪制液壓缸工況圖</p><p>　　并據(jù)表4可繪制出液壓缸的工況圖，如圖2所示。</p><p>　　圖2 組合機床液壓缸工況圖</p><

22、;p>　　第五章 液壓系統(tǒng)方案設計</p><p>　　根據(jù)組合機床液壓系統(tǒng)的設計任務和工況分析，所設計機床對調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機床液壓系統(tǒng)設計的核心。與所有液壓系統(tǒng)的設計要求一樣，該組合機床液壓系統(tǒng)應盡可能結構簡單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。</p><p>　　5.1速度控制回路的選擇</

23、p><p>　　工況圖表明，所設計組合機床液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)過程中所需要的功率較小，系統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低，但適合于小功率場合，而且結構簡單、成本低。該機床的進給運動要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度-負載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。</p><p>　　鉆鏜加

24、工屬于連續(xù)切削加工，加工過程中切削力變化不大，因此鉆削過程中負載變化不大，采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。但由于在鉆頭鉆入鑄件表面及孔被鉆通時的瞬間，存在負載突變的可能，因此考慮在工作進給過程中采用具有壓差補償?shù)倪M口調(diào)速閥的調(diào)速方式，且在回油路上設置背壓閥。</p><p>　　由于選定了節(jié)流調(diào)速方案，所以油路采用開式循環(huán)回路，以提高散熱效率，防止油液溫升過高。</p><p>　　從工況圖

25、中可以清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。而快進快退所需的時間和工進所需的時間分別為</p><p>　　亦即是=7.4因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，如果選用單個定量泵作為整個系統(tǒng)的油源，液壓系統(tǒng)會長時間處于大流量溢流狀態(tài)，從而造成能量的大量損失，這樣的設計顯然是不合理的。</p><p>　　如果采用一個大流量定量泵和一個小

26、流量定量泵雙泵串聯(lián)的供油方式，由雙聯(lián)泵組成的油源在工進和快進過程中所輸出的流量是不同的，此時液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)過程中所需要消耗的功率估大，除采用雙聯(lián)泵作為油源外，也可選用限壓式變量泵作油源。但限壓式變量泵結構復雜、成本高，且流量突變時液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，最后確定選用雙聯(lián)液壓泵供油方案，有利于降低能耗和生產(chǎn)成本，如圖3所示。</p><p><b>　　圖3 雙泵供油油源</b>&

27、lt;/p><p><b>　　5.2選用執(zhí)行元件</b></p><p>　　因系統(tǒng)運動循環(huán)要求正向快進和工進，反向快退，且快進，快退速度相等，因此選用單活塞桿液壓缸，快進時差動連接，無桿腔面積A1等于有桿腔面積A2的兩倍。</p><p>　　5.3速度換接回路的選擇</p><p>　　所設計多軸鉆床液壓系統(tǒng)對換向平穩(wěn)

28、性的要求不高，流量不大，壓力不高，所以選用價格較低的電磁換向閥控制換向回路即可。為便于實現(xiàn)差動連接，選用三位五通電磁換向閥。為了調(diào)整方便和便于增設液壓夾緊支路，應考慮選用Y型中位機能。</p><p>　　由前述計算可知，當工作臺從快進轉(zhuǎn)為工進時，進入液壓缸的流量由23.07 L/min降0.318 L/min，可選二位二通行程換向閥來進行速度換接，以減少速度換接過程中的液壓沖擊，如圖4所示。由于工作壓力較低，控

29、制閥均用普通滑閥式結構即可。由工進轉(zhuǎn)為快退時，在回路上并聯(lián)了一個單向閥以實現(xiàn)速度換接。為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用死擋塊加壓力繼電器的行程終點轉(zhuǎn)換控制。</p><p>　　a.換向回路 b.速度換接回路</p><p>　　圖4 換向和速度切換回路的選擇</p><p>　　參考同類組合機床，選用雙作用葉片

30、泵雙泵供油，調(diào)速閥進油節(jié)流閥調(diào)速的開式回路，溢流閥做定壓閥。為了換速以及液壓缸快退時運動的平穩(wěn)性，回油路上設置背壓閥，初定背壓值Pb=0.8MPa。</p><p>　　5.4選擇快速運動和換向回路 </p><p>　　根據(jù)本設計的運動方式和要求，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>

31、;　　本設計采用二位二通電磁閥的速度換接回路，控制由快進轉(zhuǎn)為工進。與采用行程閥相比，電磁閥可直接安裝在液壓站上，由工作臺的行程開關控制，管路較簡單，行程大小也容易調(diào)整，另外采用液控順序閥與單向閥來切斷差動油路。因此速度換接回路為行程與壓力聯(lián)合控制形式。</p><p>　　5.5組成液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　選定調(diào)速方案和液壓基本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些輔助性油路，

32、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)，即組成如圖5所示的液壓系統(tǒng)圖。</p><p>　　為便于觀察調(diào)整壓力，在液壓泵的進口處，背壓閥和液壓腔進口處設置測壓點，并設置多點壓力表開關，這樣只需一個壓力表即能觀察各壓力。</p><p>　　要實現(xiàn)系統(tǒng)的動作，即要求實現(xiàn)的動作順序為：啟動→加速→快進→減速→工進→快退→停止。則可得出液壓系統(tǒng)中各

33、電磁鐵的動作順序如表5所示。表中“+”號表示電磁鐵通電或行程閥壓下；“—”號表示電磁鐵斷電或行程閥復位。</p><p>　　表5 電磁鐵的動作順序表</p><p><b>　　圖 5 液壓系統(tǒng)圖</b></p><p><b>　　快進</b></p><p>　　快進如圖所示，按下啟動按鈕，

34、電磁鐵1YA通電，由泵輸出地壓力油經(jīng)三位五通換向閥的左側，這時的主油路為：</p><p>　　進油路：泵 → 單向閥8→三位五通換向閥9（1YA得電）→行程閥13→液壓缸左腔。</p><p>　　回油路：液壓缸右腔→三位五通換向閥2（1YA得電）→單向閥15→行程閥13→液壓缸左腔。</p><p>　　由此形成液壓缸兩腔連通，實現(xiàn)差動快進，由于快進負載壓力小，

35、系統(tǒng)壓力低，變量泵輸出最大流量。</p><p><b>　　工進</b></p><p>　　當滑臺快到預定位置時，擋塊壓下行程閥3，切斷了該通路，電磁閥繼續(xù)通電，這時，壓力油只能經(jīng)過調(diào)速閥10，進入液壓缸的左腔。由于減速時系統(tǒng)壓力升高，變量泵的輸出油量便自動減小，且與調(diào)速閥4開口向適應，此時液控順序5打開，同時單向閥15的上部壓力大于下部壓力，所以也關閉，切斷了液

36、壓缸的差動連接油路，液壓缸右腔的回油經(jīng)順序閥7和背壓閥8流回油箱，這樣經(jīng)過調(diào)速閥就實現(xiàn)了液壓油的速度下降，實現(xiàn)了工作進給。其主油路為：</p><p>　　進油路：泵 → 單向閥8→三位五通換向閥9（1YA得電）→調(diào)速閥10→液壓缸左腔。</p><p>　　回油路：液壓缸右腔→三位五通換向閥9→液控順序閥7→背壓閥6→油箱。</p><p><b>　　

37、死擋鐵停留</b></p><p>　　當滑臺完成工進進給碰到死鐵時，滑臺即停留在死擋鐵處，此時液壓缸左腔的壓力升高，使壓力繼電器11發(fā)出信號給時間繼電器，滑臺停留時間由時間繼電器調(diào)定。</p><p><b>　　快退</b></p><p>　　滑臺停留時間結束后，時間繼電器發(fā)出信號，使電磁鐵1YA，2YA通電，這時三位五通換向

38、閥2接通右位，，因滑臺返回時的負載小，系統(tǒng)壓力下降，變量泵輸出流量又自動恢復到最大，滑快速退回，其主油路為：</p><p>　　進油路：泵 → 單向閥8→三位五通換向閥9（2YA得電）→液壓缸右腔。</p><p>　　回油路：液壓缸左腔→單向閥12→三位五通換向閥9（右位）→油箱。</p><p><b>　　原位停止</b></p&

39、gt;<p>　　當滑臺退回到原位時，擋塊壓下原位行程開關，發(fā)出信號，使2YA斷電，換向閥處于中位，液壓兩腔油路封閉，滑臺停止運動。這時液壓泵輸出的油液經(jīng)換向閥9直接回油箱，泵在低壓下卸荷。</p><p>　　第六章 液壓元件的選擇</p><p>　　6.1確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率</p><p>　　本設計所使用液壓元件均為標準液壓元件，

40、只需確定各液壓元件的主要參數(shù)和規(guī)格，然后根據(jù)現(xiàn)有的液壓元件產(chǎn)品進行選擇即可。</p><p>　　（1）計算液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　由于本設計采用雙泵供油方式，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工況圖，大流量液壓泵只需在快進和快退階段向液壓缸供油，因此大流量泵工作壓力較低。小流量液壓泵在快速運動和工進時都向液壓缸供油，而液壓缸在工進時工作壓力最大，因此對大流量液壓泵和小流量液壓泵的工作壓力分

41、別進行計算。</p><p>　　根據(jù)液壓泵的最大工作壓力計算方法，液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和。</p><p>　　對于調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速回路，選取進油路上的總壓力損失，同時考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓力繼電器動作壓力與最大工作壓力的壓差為0.5MPa，則小流量泵的最高工作壓力可估算為</p><p>　　大

42、流量泵只在快進和快退時向液壓缸供油，圖4表明，快退時液壓缸中的工作壓力比快進時大，如取進油路上的壓力損失為0.5MPa，則大流量泵的最高工作壓力為：</p><p><b>　　（2）計算總流量</b></p><p>　　表2表明，在整個工作循環(huán)過程中，液壓油源應向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快進工作階段，為23.1 L/min，若整個回路中總的泄漏量按液壓缸輸入流量

43、的10%計算，則液壓油源所需提供的總流量為：</p><p>　　工作進給時，液壓缸所需流量約為0.47 L/min，但由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量3 L/min，故小流量泵的供油量最少應為3.47L/min。</p><p>　　據(jù)據(jù)以上液壓油源最大工作壓力和總流量的計算數(shù)值，因此選取PV2R126/26型雙聯(lián)葉片泵，其中小泵的排量為6mL/r，大泵的排量為26mL/r，若取液壓泵的

44、容積效率=0.9，則當泵的轉(zhuǎn)速=940r/min時，液壓泵的實際輸出流量為</p><p>　　由于液壓缸在快退時輸入功率最大，這時液壓泵工作壓力為4.68MPa、流量為27.072r/min。取泵的總效率，則液壓泵驅(qū)動電動機所需的功率為：</p><p>　　根據(jù)上述功率計算數(shù)據(jù)，此系統(tǒng)選取Y132s-6型電動機，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。</p><p>　　6.2

45、確定其它元件及輔件</p><p><b>　　(1) 確定油管</b></p><p>　　在選定了液壓泵后，液壓缸在實際快進、工進和快退運動階段的運動速度、時間以及進入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計算的結果如表7所列。</p><p>　　表7各工況實際運動速度、時間和流量</p><p>　　由表可以看

46、出，液壓缸在各階段的實際運動速度符合設計要求。</p><p>　　根據(jù)表中數(shù)值，當油液在壓力管中流速取3m/s時，可算得與液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：</p><p><b>　　取標準值20mm；</b></p><p><b>　　取標準值15mm。</b></p><p>　　

47、因此與液壓缸相連的兩根油管可以按照標準選用公稱通徑為和的無縫鋼管或高壓軟管。如果液壓缸采用缸筒固定式，則兩根連接管采用無縫鋼管連接在液壓缸缸筒上即可。如果液壓缸采用活塞桿固定式，則與液壓缸相連的兩根油管可以采用無縫鋼管連接在液壓缸活塞桿上或采用高壓軟管連接在缸筒上。</p><p>　　(2)．過濾器的選擇</p><p>　　按照過濾器的流量至少是液壓泵總流量的兩倍的原則，取過濾器的流量

48、為泵流量的2.5倍。由于所設計組合機床液壓系統(tǒng)為普通的液壓傳動系統(tǒng)，對油液的過濾精度要求不高，故有</p><p>　　q=2.5*27.1=67.75L/min</p><p>　　因此系統(tǒng)選取通用型WU系列網(wǎng)式吸油過濾器，參數(shù)如表6所示。</p><p>　　表6 通用型WU系列網(wǎng)式吸油中過濾器參數(shù)</p><p>　　(3) 確定閥類

49、元件及輔件</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表6所列。</p><p>　　表6 液壓元件規(guī)格及型號</p><p>　　*注：此為電動機額定轉(zhuǎn)速為960r/min時的流量。</p><p>　　第七章 液壓系統(tǒng)性能驗算 </p><

50、;p>　　7.1驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值</p><p>　　系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，只能先按課本估算閥類元件的壓力損失，待設計好管路布局圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。但對于中小型液壓系統(tǒng)，管路的壓力損失甚微，可以不予考慮。壓力損失的驗算應按一個工作循環(huán)中不同階段分別進行。</p><p><b>　　① 快進<

51、;/b></p><p>　　滑臺快進時，液壓缸差動連接，進油路上油液通過單向閥8的流量是27.1L/min，通過順序閥9的流量是20L/min，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合，通過行程閥13的流量是以流量47.1L/min進入無桿腔。因此進油路上的總壓降為</p><p>　　此值不大，不會使壓力閥開啟，故能確保兩個泵的流量全部進入液壓缸。</p><p>　

52、　回油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥9和行程閥13的流量分別是27.1和47.1L/min，然后與液壓泵的供油合并流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力p2與無桿腔壓力p1之差。</p><p>　　此值小于原估計值1,49MPa，所以是偏安全的。</p><p><b>　?、?工進</b></p><p>　　工進時，油液在進油路

53、上通過換向閥2的流量為0.318L/min，在調(diào)速閥10處的壓力損失為0.5MPa；在背壓閥6處的壓力損失為0.5MPa，通過順序閥7的流量為22L/min=22L/min，因此這時液壓缸回油腔的壓力為p2為</p><p>　　可見此值小于原估計值0.8MPa。故可按表4中公式重新計算工進時液壓缸進油腔壓力p1，即</p><p>　　考慮到壓力繼電器可靠動作需要壓差Δpe=0.5MPa

54、，故溢流閥9的調(diào)壓pp1A應為</p><p><b>　　③ 快退</b></p><p>　　快退時，油液在進油路上通過單向閥10的流量為22L/min，通過換向閥2的流量為27.1L/min；油液在回油路上通過單向閥5、換向閥2和單向閥13的流量都是53.13L/min。因此進油路上總壓降為</p><p>　　此值較小，所以液壓泵驅(qū)動電

55、動機的功率是足夠的。回油路上總壓降為</p><p>　　此值小于表3的估計值，故不必重算。所以，快退時液壓泵的最大工作壓力pp應為</p><p>　　因此大流量液壓泵卸荷的順序閥7的調(diào)壓應大于1.9MPa。</p><p>　　7.2 油液溫升驗算</p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)在工作時，有壓力損失、容積損失和機械損失，這些損失所消耗的

56、能量多數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高，導致油的粘度下降、油液變質(zhì)、機器零件變形等，影響正常工作。為此，必須控制溫升ΔT在允許的范圍內(nèi)，如一般機床 = 25 ~ 30 ℃；數(shù)控機床 ≤ 25 ℃；粗加工機械、工程機械和機車車輛= 35 ～ 40 ℃。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的功率損失使系統(tǒng)發(fā)熱，單位時間的發(fā)熱量（kW）可表示為</p><p>　　式中 —— 系統(tǒng)的輸入功率（即泵的輸入功率

57、）（kW）；</p><p>　　—— 系統(tǒng)的輸出功率（即液壓缸的輸出功率）（kW）。</p><p>　　若在一個工作循環(huán)中有幾個工作階段，則可根據(jù)各階段的發(fā)熱量求出系統(tǒng)的平均發(fā)熱量</p><p>　　對于本次設計的組合機床液壓系統(tǒng)，其工進過程在整個工作循環(huán)中所占時間比例為</p><p>　　a=t2/t1+t2=50/50+3=94.

58、3</p><p>　　因此系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進時的發(fā)熱情況來計算。</p><p>　　工進時液壓缸的有效功率（即系統(tǒng)輸出功率）為</p><p>　　p=Fv=20000*0.1/60=0.03KW</p><p>　　這時大流量泵通過順序閥5卸荷，小流量泵在高壓下供油，所以兩泵的總輸出功率（即系統(tǒng)輸入功率）為：</p>

59、<p><b>　　Pi=0.5KW</b></p><p>　　由此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為</p><p>　　HI=Pi—PO=0.5-0.03=4.93</p><p>　　即可得油液溫升近似值：</p><p>　　⊿T=Ф/（hA）=0.386/（9*10-3*6.5*10-2*2502/3）=15

60、.6°C</p><p>　　溫升小于普通機床允許的溫升范圍，因此液壓系統(tǒng)中不需設置冷卻器。</p><p><b>　　液壓泵的設計</b></p><p><b>　　8.1尺寸設計</b></p><p>　　液壓缸筒內(nèi)徑D與活塞直徑d前面已經(jīng)求出，分別為100、70.缸筒長度L有最

61、大工作形成長度決定。所以不小于250mm。最小長度向?qū)>60(3-21）公式?；钊麑挾菳=60.可求出C=20mm。</p><p><b>　　8.2強度校核</b></p><p><b>　　壁厚=4mm</b></p><p>　　D/壁厚=100/4=25為薄壁，應按照壁厚校核公式校核。</p>

62、;<p>　　活塞桿直徑校核和液壓蓋螺栓直徑校核按照教材88頁公式進行校核。</p><p>　　8.3其他部件的選擇</p><p><b>　　缸筒與缸蓋</b></p><p>　　工作壓力可知小于10MPa,所以使用鑄鐵缸筒，鏈接方式為法蘭鏈接。</p><p><b>　　活塞和活塞桿&

63、lt;/b></p><p>　　我們這里選用半環(huán)鏈接。</p><p><b>　　密封裝置</b></p><p>　　盡可能有長的壽命，制造簡單，拆裝方便，成本低。</p><p><b>　　緩沖裝置</b></p><p>　　可調(diào)截流緩沖裝置，可以根據(jù)負載的

64、情況調(diào)整節(jié)流閥開口大小，改變緩沖壓力的大小，所以應用范圍廣。</p><p><b>　　總計體會</b></p><p>　　1.通過本次課程設計，我們將理論知識與實際設計相結合，真正做到了理論聯(lián)系實際，并且學會了如何綜合去運用所學的知識，使我們對所學的知識有了更加深刻的認識和了解，讓我們受益匪淺。</p><p>　　2.通過這次課程設計，

65、讓我們每個人都再一次切身體驗了課程設計的基本模式和相關流程。</p><p>　　3.通過本次設計也讓我們體驗到了團隊合作的重要性和必要性。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 左健民.液壓與氣壓傳動.第4版.北京：機械工業(yè)出版社，2007.5（2008.4重?。?lt;/p><p>