組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ）</p><p>　　題 目： 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè)： 車輛工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名：

2、 ****** </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： xx </p><p>　　日 期： 2011年9月13日 </p><p><b>　　目 錄&

3、lt;/b></p><p>　　引言……………………………………………………………………………………………3</p><p>　　1液壓傳動的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用………………………………………………………………3</p><p>　　1.1液壓傳動的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………………………… 3</p><p>　　1.2

4、液壓傳動的應(yīng)用…………………………………………………………………………4</p><p>　　1.3 液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………………………5</p><p>　　2液壓傳動的工作原理、組成和優(yōu)缺點……………………………………………………8</p><p>　　2.1 工作原理……………………………………………………………………………

5、……8</p><p>　　2.2 液壓系統(tǒng)的基本組成 …………………………………………………………………8</p><p>　　2.3液壓傳動的優(yōu)缺點 ………………………………………………………………………9</p><p>　　3液壓工況分析………………………………………………………………………………10</p><p>　　3.1運動分

6、析…………………………………………………………………………………10</p><p>　　3.2負(fù)載分析…………………………………………………………………………………10</p><p>　　4擬定液壓系統(tǒng)圖……………………………………………………………………………12</p><p>　　4.1液壓泵型式的選擇………………………………………………………………………

7、12</p><p>　　4.2擬定液壓回路……………………………………………………………………………13</p><p>　　4.3組成液壓回路和電磁鐵順序……………………………………………………………13</p><p>　　5液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件選擇…………………………………………………………14</p><p>　　5.1液壓缸主

8、要尺寸和相關(guān)設(shè)計……………………………………………………………14</p><p>　　5.2 選擇液壓泵和電機(jī)…………………………………………………………………… 19</p><p>　　5.3輔件元件的選擇…………………………………………………………………………22</p><p>　　5.4確定管道尺寸…………………………………………………………………………

9、…22</p><p>　　5.5確定油箱容量……………………………………………………………………………23</p><p>　　6液壓系統(tǒng)的性能驗算………………………………………………………………………23</p><p>　　6.1壓力損失的驗算…………………………………………………………………………23</p><p>　　6.2液壓系

10、統(tǒng)的發(fā)熱與升溫驗算……………………………………………………………26</p><p>　　7注意事項……………………………………………………………………………………28</p><p>　　組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　摘 要：面對我國經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作

11、為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來越重要。</p><p>　　本液壓系統(tǒng)的設(shè)計，除了滿足主機(jī)在動作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計原則。液壓系統(tǒng)的設(shè)計主要是根據(jù)已知的條件，來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計。</p><

12、;p>　　關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 液壓系統(tǒng) 液壓缸</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　面對我國經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來越重要。</p>

13、<p>　　液壓控制系統(tǒng)在組合機(jī)床中有著重要作用，對液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計也是進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計的重要組成部分。做好對液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計，有利于提升組合機(jī)床的總體性能，并使液壓動力元件有效可靠的運行。</p><p>　　液壓系統(tǒng)設(shè)計是整個機(jī)械設(shè)計的一部分，它的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器的用途、特點和要求、利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，在經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件

14、的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文以組合機(jī)床液壓控制系統(tǒng)為研究對象，對組合機(jī)床驅(qū)動動力滑臺液壓控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并以組合鉆床驅(qū)動動力滑臺的液壓控制為切入點，對如何使組合鉆床驅(qū)動動力滑臺實現(xiàn)液壓控制進(jìn)行了深入研究。</p><p>　　1液壓傳動的發(fā)展概況和應(yīng)用</p><p>　　1.1液壓傳動的發(fā)展概況</p><p>　　液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動

15、，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 第一個使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫·布拉曼，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得到改善。 </p><p>　　第一次世界大戰(zhàn)(

16、1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克對能量波動傳遞所進(jìn)行的理論及實際究和1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 </p>&

17、lt;p>　　我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。</p><

18、;p>　　目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上

19、的應(yīng)用將更加廣泛。</p><p>　　1.2液壓傳動的應(yīng)用</p><p>　　1.2.1液壓傳動在機(jī)械行業(yè)中液壓傳動</p><p>　　驅(qū)動機(jī)械運動的機(jī)構(gòu)以及各種傳動和操縱裝置有多種形式。根據(jù)所用的部件和零件，可分為機(jī)械的、電氣的、氣動的、液壓的傳動裝置。經(jīng)常還將不同的形式組合起來運用——四位一體。由于液壓傳動具有很多優(yōu)點，使這種新技術(shù)發(fā)展得很快。液壓傳動應(yīng)用

20、于金屬切削機(jī)床也不過四五十年的歷史。航空工業(yè)在1930年以后才開始采用。特別是最近二三十年以來液壓技術(shù)在各種工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。</p><p>　　在機(jī)床上，液壓傳動常應(yīng)用在以下的一些裝置中：</p><p>　　1.進(jìn)給運動傳動裝置磨床砂輪架和工作臺的進(jìn)給運動大部分采用液壓傳動；車床、六角車床、自動車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架；銑床、刨床、組合機(jī)床的工作臺等的進(jìn)給運動也都采用液壓傳動。這些

21、部件有的要求快速移動，有的要求慢速移動。有的則既要求快速移動，也要求慢速移動。這些運動多半要求有較大的調(diào)速范圍，要求在工作中無級調(diào)速；有的要求持續(xù)進(jìn)給，有的要求間歇進(jìn)給；有的要求在負(fù)載變化下速度恒定，有的要求有良好的換向性能等等。所有這些要求都是可以用液壓傳動來實現(xiàn)的。</p><p>　　2.往復(fù)主體運動傳動裝置龍門刨床的工作臺、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復(fù)直線運動，并且要求換向沖擊小、換向時間短、

22、能耗低，因此都可以采用液壓傳動。</p><p>　　3.仿形裝置車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來完成。其精度可達(dá)0.01～0.02mm。此外，磨床上的成形砂輪修正裝置亦可采用這種系統(tǒng)。</p><p>　　4.輔助裝置機(jī)床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動后，有利于簡化

23、機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高機(jī)床自動化程度。</p><p>　　1.2.3 靜液壓傳動裝置的應(yīng)用</p><p>　　靜液壓傳動由于具有無級變速，調(diào)速范圍寬，可以實現(xiàn)恒扭或恒功率調(diào)速，容易實現(xiàn)電控等優(yōu)點，在工程機(jī)械中具有良好的應(yīng)用前景。但是在鏟土運輸機(jī)械和起重機(jī)械中作為主要傳動就用卻很少，其主要問題是在于國內(nèi)液壓元件質(zhì)量差，而國外的液壓元件價格又太高，會造成主同成本過高。90年代以來，國內(nèi)已引進(jìn)了德國

24、林德公司靜液壓叉車，以及利勃海爾公司靜液壓推土機(jī)的裝載機(jī)，但在國內(nèi)市場所占份額很小。從國內(nèi)工程機(jī)械市場的實際出發(fā)，本文對靜液壓傳動在國內(nèi)的推廣應(yīng)用提出探討性的意見如下：</p><p>　?。?）靜液壓傳動叉車在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被廣泛采用，由于國內(nèi)部分倉庫、碼頭和工廠等使用部門對叉車的機(jī)動性能（尤其是低速性能）、噪聲已經(jīng)有較高的要求，因此這些部門正在成為國內(nèi)靜液壓叉車用戶。國內(nèi)叉車和液壓元件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該看到靜液壓叉車

25、的良好前景，聯(lián)合研究開發(fā)適合我國國情的叉車靜液壓系統(tǒng)，提供能先進(jìn)，工作可靠，價格適中的產(chǎn)品。也可以采用與國際靜液壓元件制造公司聯(lián)合開發(fā)的方式，加快開發(fā)的速度。</p><p>　　（2）中小型多功能工程機(jī)械由于具有挖掘，裝載，叉車和起重等多功能，在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤其是城市建設(shè)的發(fā)展，中小型多功能工程機(jī)械也將在我國推廣應(yīng)用，而它們無疑將首先采用靜液壓傳動作為其主要傳動裝置。國內(nèi)工程機(jī)

26、械企業(yè)應(yīng)該看到中小型多功能工程機(jī)械的發(fā)前景，聯(lián)合國內(nèi)外靜液壓元件生產(chǎn)企業(yè)共同開展對它們的研究開發(fā)，以促進(jìn)中小型多功能工程機(jī)械在我國的發(fā)展。</p><p>　?。?）在國內(nèi)大型鏟土運輸和起重機(jī)械中，由于配套的靜液壓與電子控制元件的技術(shù)難度大，價格太高，在國內(nèi)用戶中難以接受。因此，在我國暫時不宜將靜液壓傳動研究開發(fā)的重點放在與大型鏟土運輸和起重機(jī)械配套上，而應(yīng)將重點放在上述兩類工程機(jī)械上。</p>&

27、lt;p>　　1.3 液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　1.3.1 國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　工程機(jī)械主要配套件有動力元件、傳動元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動機(jī)(簡稱柴油機(jī))；傳動分機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、靜液壓傳動、電傳動等。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動及靜液壓傳動。整個傳動系統(tǒng)還包括傳動軸、驅(qū)動橋等

28、。靜液壓傳動有多種結(jié)構(gòu)形式，有的有傳動軸、驅(qū)動橋，有的沒有，視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵(主要是變量泵)、馬達(dá)(變量與定量)，以及相應(yīng)的減速機(jī)等；電氣元件以前對工程機(jī)械的影響還并不大，最早的工程機(jī)械電氣系統(tǒng)，主要是起動電路及照明電路，系統(tǒng)及元件都非常簡單，起動可以用拖起動，白天干活不用照明，因此，這兩個電路系統(tǒng)出了故障也能勉強(qiáng)維持工作。但工程機(jī)械發(fā)展到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一

29、個非常關(guān)鍵的部分，可以說今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、電器元件目前也是工程機(jī)械最關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元件外，還有各種傳感器，各種控制元件及微處理機(jī)等等。下面就國際上這些工程機(jī)械主要配套件的基本</p><p>　　目前國外工程機(jī)械主要配套件大多數(shù)都生產(chǎn)歷史悠久，技術(shù)成熟、供應(yīng)充足，生產(chǎn)集中度高，品牌效應(yīng)突出。配套件的

30、發(fā)展隨主機(jī)的發(fā)展而發(fā)展，同時配套件自身的發(fā)展反過來又促進(jìn)主機(jī)的發(fā)展。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢好過主機(jī)的發(fā)展形勢。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢比較好。</p><p>　　近些年來國外工程機(jī)械有一種發(fā)展趨勢，主機(jī)制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè)方向發(fā)展，配套件逐步由供應(yīng)商來提供。比如世界上實力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)美國的卡特彼勒(Caterpillar)、凱斯(Case)、日本的小松(Komatsu)、瑞典的沃爾沃(

31、Volvo)等世界上這些大型的工程機(jī)械主機(jī)制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，它們的配套件外配的數(shù)量也是在逐年大幅度地增長，一些中小工程機(jī)械企業(yè)就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企業(yè)來提供。這樣做有幾大好處，主機(jī)企業(yè)可集中精力把自己的主機(jī)產(chǎn)品作好，減少配套件完全由主機(jī)企業(yè)自己來承擔(dān)的風(fēng)險，而配套件企業(yè)作得更強(qiáng)更大，有能力迅速提高配套件的質(zhì)量、技術(shù)水平，同時能為主機(jī)企業(yè)提供更多的新產(chǎn)品，這樣更容易促進(jìn)主機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展。國外工程機(jī)械

32、主機(jī)企業(yè)從1988年達(dá)850億美元的銷售額以來，基本上沒有多大變化，而相反這些年來配套件從150億美元，增長到1000億美元，增幅是相當(dāng)大的。因此，國外工程機(jī)械配套件這些年來得到了快速發(fā)展。國外工程機(jī)械配套件生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、品種齊全，完全能滿足各種工程機(jī)械的配套需求國外許多工程機(jī)械主要配套件企業(yè)都有50年，甚至100</p><p>　　在流體產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)，目前世界上最大的流體產(chǎn)品(主要是液壓件、密封件及液

33、壓附件等)制造企業(yè)，美國的派克(Parket)公司，成立于1918年，也有近100年歷史，可以提供品種齊全的、高技術(shù)水平的液壓件、密封件及所有的液壓附件。目前世界上最大的用于靜液壓系統(tǒng)的變量液壓元件制造企業(yè)，德國的博士――力士樂公司，已有200多年的歷史，從1953年開始全面制造液壓元件，也有50年以上歷史。其最具特色的產(chǎn)品是用于靜液壓傳動的變量系統(tǒng)液壓元件，無論是斜盤式或斜軸式，閉式(泵控)或開式(閥控)系統(tǒng)液壓元件品種都非常齊全，能

34、為各種需要靜液壓系統(tǒng)元件的工程機(jī)械整個系統(tǒng)成套配套。還有世界上最大的傳動部件制造企業(yè)，德國的ZF公司，成立于1915年，也有近100年歷史，能為各種工程機(jī)械提供品種齊全的傳動部件。在電氣配套件方面，世界最大的德國西門子電氣公司，以及日本的東芝公司、川崎公司、德國的博士(Bose)公司等，都有50年以上，甚至100年以上的悠久歷史，能滿足工程機(jī)械各種高技術(shù)水平的電氣系統(tǒng)和電氣元件的要求。</p><p>　　1.3

35、.2 遠(yuǎn)程液壓傳動系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)正對人類 的生產(chǎn)生活產(chǎn)生著前所未有的影響。這些信息技術(shù)的進(jìn)步，為今后制造業(yè)的發(fā)展，設(shè)計方法與制造技術(shù)模式的改變指明了方向，為數(shù)字化設(shè)計資源與制造資源的遠(yuǎn)程共享，進(jìn)一步提高產(chǎn)品開發(fā)效率奠定了基礎(chǔ)。這一點已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并且有很多科研學(xué)者已經(jīng)投入到了這方面的研究。目前在液壓領(lǐng)域中，特別

36、是中小企業(yè)在進(jìn)行液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計時，存在著零部件種類繁多、系統(tǒng)集成復(fù)雜、參考資料缺乏等一系列困難，而遠(yuǎn)程設(shè)計服務(wù)可以解決這些問題。為減輕液壓設(shè)計人員的工作負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)計模式的轉(zhuǎn)變以及設(shè)計資源、技術(shù)資源和產(chǎn)品信息的共享，本文提出了建立基于Web的遠(yuǎn)程液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計的新模式?；赪eb的遠(yuǎn)程液壓傳動設(shè)計系統(tǒng)采用B／S(瀏覽器／服務(wù)器)模式的體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端上存放了所有與設(shè)計計算相關(guān)的應(yīng)用程序，以及用戶信息數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫與

37、專家知識數(shù)據(jù)庫等。用戶在使用該設(shè)計系統(tǒng)時，只要客戶端具備上網(wǎng)功能(即安裝了IE瀏覽器并接通網(wǎng)絡(luò))即可訪問使用。這樣的體系結(jié)構(gòu)具有它獨特的優(yōu)勢：克服了傳統(tǒng)單機(jī)版應(yīng)用程序只能單機(jī)操作的局限性，實現(xiàn)了</p><p>　　液壓傳動在其他機(jī)械工業(yè)部門的應(yīng)用情況如下：</p><p>　?。?）工程機(jī)械：挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、鏟運機(jī)等</p><p>　?。?）起重

38、運輸機(jī)械：汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機(jī)械、皮帶運輸機(jī)等</p><p>　?。?）礦山機(jī)械：鑿巖機(jī)、開掘機(jī)、開采機(jī)、破碎機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等</p><p>　?。?）建筑機(jī)械：打樁機(jī)、液壓千斤頂、平地機(jī)等</p><p>　?。?）農(nóng)業(yè)機(jī)械：聯(lián)合收割機(jī)、拖拉機(jī)、農(nóng)具懸掛系統(tǒng)等</p><p>　?。?）冶金機(jī)械：電爐爐頂及電極升降機(jī)、

39、軋鋼機(jī)、壓力機(jī)等</p><p>　?。?）輕工機(jī)械：打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等</p><p>　?。?）汽車工業(yè)：自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車、汽車中的轉(zhuǎn)向器、減振器等</p><p>　　2液壓傳動的工作原理、組成和優(yōu)缺點</p><p>　　液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動方式。液壓系統(tǒng)利用液

40、壓泵將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)直線往復(fù)運動和回轉(zhuǎn)運動。 驅(qū)動機(jī)床工作臺的液壓系統(tǒng)是由油箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭等組成。</p><p><b>　　2.1工作原理</b></p&

41、gt;<p>　?。?)電動機(jī)驅(qū)動液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油，油液被加壓后,從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸，推動活塞而使工作臺左右移動。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。</p><p>　?。?)工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺的移動速度減少。由此可見，

42、速度是由油量決定的。</p><p>　　2.2液壓系統(tǒng)的基本組成</p><p>　?。?）能源裝置——液壓泵。它將動力部分（電動機(jī)或其它遠(yuǎn)動機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。</p><p>　?。?）執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動負(fù)載做功。</p><p>　?。?）控制裝置—

43、—液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。</p><p&

44、gt;　?。?）輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實現(xiàn)各種工作循環(huán)。</p><p>　?。?）工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。</p><p>　　2.3液壓傳動的優(yōu)缺點</p><p>　　2.3.1液壓傳動的優(yōu)點</p><p>　?。?）

45、在相同的體積下，液壓執(zhí)行裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動力。在同等功率的情況下，液壓執(zhí)行裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積重量只有同等功率電動機(jī)的12%左右。</p><p>　?。?）液壓執(zhí)行裝置的工作比較平穩(wěn)。由于液壓執(zhí)行裝置重量輕、慣性小、反應(yīng)快，所以易于實現(xiàn)快速起動、制動和頻繁地?fù)Q向。液壓裝置的換向頻率，在實現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運動時可達(dá)到每分鐘500次，實現(xiàn)往復(fù)直線運動時可達(dá)每分鐘1000次。</

46、p><p>　　（3）液壓傳動可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速比可達(dá)1：2000），并可在液壓裝置運行的過程中進(jìn)行調(diào)速。</p><p>　?。?）液壓傳動容易實現(xiàn)自動化，因為它是對液體的壓力、流量和流動方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便。當(dāng)液壓控制和電氣控制或氣動控制結(jié)合使用時，能實現(xiàn)較復(fù)雜的順序動作和遠(yuǎn)程控制。</p><p>　?。?）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)且液壓件能

47、自行潤滑，因此使用壽命長。</p><p>　　（6）由于液壓元件已實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，所以液壓系統(tǒng)的設(shè)計、制造和使用都比較方便。</p><p>　　2.3.2液壓傳動的缺點</p><p>　?。?）液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，在相對運動表面間不可避免地要有泄漏，同時，液體又不是絕對不可壓縮的，因此不宜在傳動比要求嚴(yán)格的場合采用，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床

48、的內(nèi)傳動鏈系統(tǒng)。</p><p>　?。?）液壓傳動在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等，故不宜于遠(yuǎn)距離傳動。</p><p>　?。?）液壓傳動對油溫的變化比較敏感，油溫變化會影響運動的穩(wěn)定性。因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動有一定的困難。</p><p>　?。?）為了減少泄露，液壓元件的制造精度要求高，因此，液壓元件的制造成本高，而且對油

49、液的污染比較敏感。</p><p>　?。?）液壓系統(tǒng)故障的診斷比較困難，因此對維修人員提出了更高的要求，既要系統(tǒng)地掌握液壓傳動的理論知識，又要有一定的實踐經(jīng)驗。</p><p>　?。?）隨著高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是要解決的問題。</p><p>　　總而言之，液壓傳動的優(yōu)點是突出的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液壓傳動的缺點將得

50、到克服，液壓傳動將日益完善，液壓技術(shù)與電子技術(shù)及其它傳動方式的結(jié)合更是前途無量。</p><p><b>　　3液壓工況分析</b></p><p><b>　　3.1運動分析</b></p><p>　　系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊→工作臺快進(jìn)→工作臺工進(jìn)→工作臺快退→工作臺松開。根據(jù)分析完成速度循環(huán)圖3—1，然后計算

51、各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖3—2。</p><p><b>　　3.2負(fù)載分析</b></p><p>　　液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型，即</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p>　　式中 ——為工作負(fù)載；</p><p>　　——為摩

52、擦阻力負(fù)載；</p><p><b>　　——慣性負(fù)載。</b></p><p><b>　　3.2.1負(fù)載計算</b></p><p><b>　　工作負(fù)載</b></p><p>　　工作負(fù)載為已知 FL=18000N</p><p>　

53、?。?）摩擦阻力負(fù)載 </p><p>　　已知采用平導(dǎo)軌，且靜摩擦因數(shù)uj=0.2,動摩擦因數(shù)ud=0.1,則：</p><p>　　靜摩擦阻力 Fuj=0.2×25000N=5000N</p><p>　　動摩擦阻力 Fud=0.1×25000N=2500N (3—2)</p>

54、<p>　　（3）慣性負(fù)載 </p><p>　　Fa=G/g × Δu/Δt=25000/9.8×5/0.05×60=4230N （3—3）</p><p>　　式中 g——重力加速度；</p><p>　　△t ——加速或減速時間，一般取0.01~0.5s；</p><p

55、>　　△u——△t時間內(nèi)的速度變化量。</p><p>　　3.2.2工作各循環(huán)的外負(fù)載</p><p>　　3.2.3繪制動力滑臺負(fù)載循環(huán)圖，速度循環(huán)圖</p><p><b>　　圖3—1速度循環(huán)圖</b></p><p>　　圖3—2各階段的外負(fù)載圖</p><p>　　4擬定液壓系統(tǒng)

56、圖 </p><p>　　4.1液壓泵型式的選擇 </p><p>　　由工況圖可知，系統(tǒng)循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量兩個階段組成，而且是順序進(jìn)行的。從提高系統(tǒng)效率考慮，選用限壓式變量葉片或雙聯(lián)葉片泵教適宜。將兩者進(jìn)行比較（見表4—1）故采用雙聯(lián)葉片泵較好。</p><p><b>　　表4—1</b></p><p&

57、gt;　　4.2 擬定液壓回路</p><p>　?。?）選擇油源形式 </p><p>　　考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給式負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)、快退時負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油?，F(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。</p><p>　?。?） 調(diào)速方式的選擇</p><p>　　在中小

58、型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機(jī)床工作時對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。</p><p>　　（3）選擇速度換接回路 </p><p>　　本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結(jié)

59、構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也比較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差，若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。</p><p>　?。?）夾緊回路的選擇 </p><p>　　用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然斷電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中

60、還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。</p><p>　　4.3組成液壓系統(tǒng)和電磁鐵動作順序</p><p>　　將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如圖4—1所示?？紤]到這臺機(jī)床用于鉆孔（通孔與不通孔）加工，對位置定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個壓力繼電器11。當(dāng)滑臺碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，它發(fā)出快退信號，操縱電液換

61、向閥換向。</p><p>　　圖4—1液壓系統(tǒng)回路圖</p><p>　　1—濾油器；2—液壓泵；3—壓力開關(guān)表；4—三位四通換向閥；5—二位三通換向閥；</p><p>　　6—單向調(diào)速閥；7—減壓閥；8—壓力表開關(guān)；9—單向閥；10—二位四通換向閥；11—壓力繼電器；12—單向節(jié)流閥;13—夾緊缸；14—溢流閥</p><p>　　表4

62、—2電磁鐵動作順序表</p><p>　　5液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件選擇</p><p>　　5.1液壓缸主要尺寸和相關(guān)設(shè)計</p><p>　　5.1.1確定液壓缸的工作壓力</p><p>　　參考資料【1】,初選液壓缸工作壓力p1=3MPa </p><p>　　【1】楊培元、朱福元 《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手

63、冊》. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社.1994</p><p>　　5.1.2計算液壓缸內(nèi)徑D，活塞桿直徑d</p><p>　　由負(fù)載圖可以知道最大負(fù)載為20500N，根據(jù)資料【1】可以取P2為0.5MPa，為0.95，考慮到快進(jìn)和快退速度相等，取d/D為0.7。</p><p>　　D=m=9.9×10-2m （5—1） </

64、p><p>　　根據(jù)資料【1】，將液壓缸的內(nèi)徑選取為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=100mm；活塞桿直徑系列取d=70mm。</p><p>　　按工作要求夾緊力由兩個夾緊缸提供，考慮到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應(yīng)低于進(jìn)給液壓缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為2.5MPa，回油背壓力為0，為0.95，則可得到</p><p><b>　?。?—2）</b>

65、</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果，查《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》液壓缸和活塞桿尺系列，取夾緊缸的D和d分別為100mm和70mm。</p><p>　　5.1.3液壓缸實際有效面積計算</p><p>　　無桿腔面積 A1=π×D2/4=3.14×1002/4 mm2=7850mm2</p><p>　　有桿腔面積

66、 A2=π（D2－d2）/4=3.14×（1002－702）/4 mm2=4004 mm2</p><p>　　活塞桿面積 A3=π×D2/4=3.14×702/4 mm2=3846 mm2</p><p>　　5.1.4最低穩(wěn)定速度驗算</p><p>　　最低穩(wěn)定速度為工進(jìn)時u=100mm/min，工進(jìn)采用無桿腔進(jìn)油，單向行

67、程調(diào)速閥調(diào)速，查得最小穩(wěn)定流量qmin=0.05L/min</p><p>　　A1≥qmin/umin=0.05/100m2=500mm2 </p><p>　　可見上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到多需低速。</p><p>　　5.1.5計算在各工作階段液壓缸所需的流量</p><p><b>　　（5—3）</b>&

68、lt;/p><p>　　5.1.6緩沖機(jī)構(gòu)的選用</p><p>　　一般承壓在10MP以上應(yīng)當(dāng)選用緩沖機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計中，工作壓力為3MP，因此緩沖機(jī)構(gòu)從略。</p><p>　　5.1.7密封裝置選用</p><p>　　選用O型密封圈，聚氨酯（PU）和聚四氟乙烯（PTFE）材料聯(lián)合使用，達(dá)到良好的密封效果。</p><p&

69、gt;　　5.1.8工作介質(zhì)的選用</p><p>　　因為工作在常溫下，所以選用普通的是油型液壓油即可。</p><p>　　5.1.9缸筒材料的選取及強(qiáng)度給定</p><p>　　部分材料的機(jī)械性能如下（表5—1）：</p><p><b>　　表5—1</b></p><p>　　本次設(shè)計選

70、取45號鋼。</p><p>　　從表中可以得到：缸筒材料的屈服強(qiáng)度s=360MP；缸筒材料的抗拉強(qiáng)度b =610MP;現(xiàn)在利用屈服強(qiáng)度來引申出：缸筒材料的許用應(yīng)力[]=s/n=360/5=72MP。其中n=5是選取的安全系數(shù)。</p><p>　　5.1.10缸筒壁厚的計算和加工要求</p><p>　　由于本系統(tǒng)為中低壓系統(tǒng)，故無需校核。</p>

71、<p>　　缸筒內(nèi)徑D采用H7級配合，表面粗糙度 為0.16，需要進(jìn)行研磨；熱處理：調(diào)制，HB 240；缸筒內(nèi)徑D的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差之半；剛通直線度不大于0.03mm；油口的孔口及排氣口必須有倒角，不能有飛邊、毛刺；在缸內(nèi)表面鍍鉻，外表面刷防腐油漆。</p><p>　　缸筒壁厚可以使用下式進(jìn)行計算：</p><p>　　當(dāng)時，

72、 （5—4）</p><p>　　式中，—最高允許壓力（MPa）;</p><p>　　[]—缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）</p><p>　　根據(jù)缸徑查手冊預(yù)取=3,此時/D=3/100=0.030.08,滿足使用薄壁缸筒計算式的要求，下面利用上式來計算：</p><p>　　最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，

73、根據(jù)給定參數(shù)P=3MP，所以：Pmax =4.5MP，許用應(yīng)力在選取材料的時候給出：[]=s /n=360/5=72MP，則可以得到壁厚：=3.13mm，為保證安全，取壁厚為5mm。</p><p>　　5.1.12活塞設(shè)計</p><p><b>　　1、活塞結(jié)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　活塞分為整體式和組合式，組合式制作和使用比較

74、復(fù)雜，所以在此選用整體式活塞。此整體式活塞中，密封環(huán)和導(dǎo)向套是分槽安裝的。其圖形如下：</p><p><b>　　圖5—1活塞示意圖</b></p><p><b>　　2、活塞的密封</b></p><p>　　選用O型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料組合使用，可以顯著提高密封性能：</p><p&g

75、t;　?。?）、降低摩擦阻力，無爬行現(xiàn)象；</p><p>　?。?）、具有良好的動態(tài)和靜態(tài)密封性，耐磨損，使用壽命長；</p><p>　?。?）、安裝溝槽簡單，拆裝簡便。</p><p>　　這種組合的特別之處就是允許活塞外園和缸筒內(nèi)壁有較大間隙，因為組合式密封的密封圈能防止擠入間隙內(nèi)，降低了活塞與缸筒的加工要求。</p><p><

76、;b>　　3、活塞的材料</b></p><p>　　選用高強(qiáng)度球墨鑄鐵QT600-3</p><p>　　4、活塞的尺寸及加工公差</p><p>　　選擇活塞厚度為活塞桿直徑的1倍，因為活塞桿直徑是70mm（這個在后面的活塞桿設(shè)計中會給出解釋），所以活塞的厚度為70mm。</p><p>　　活塞的配合因為使用了組合形式

77、的密封器件，所以要求不高。</p><p>　　活塞外徑對內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半。</p><p>　　5.1.13活塞桿的設(shè)計</p><p>　　1、活塞桿桿體的選擇</p><p>　　此次設(shè)計選用的是實心桿件，形式如下圖：</p><p>　　圖5—2活塞桿示

78、意圖</p><p>　　2、活塞桿與活塞的連接形式</p><p>　　此次設(shè)計采用的是鎖緊螺母型連接。</p><p>　　3、活塞桿材料和技術(shù)要求</p><p>　?。?）、因為沒有特殊要求，所以選用45號鋼作為活塞桿的材料，本次設(shè)計中活塞桿只承受壓應(yīng)力，所以不用調(diào)制處理，但進(jìn)行淬火處理是必要的，淬火深度可以在0.5—1mm左右。&l

79、t;/p><p>　?。?）、安裝活塞的軸頸和外圓的同軸度公差不大于0.01mm，保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿和導(dǎo)向的卡滯現(xiàn)象。保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。</p><p>　?。?）、因為是運行在低載荷情況下，所以省去了表面處理。</p><p>　　4、活塞桿強(qiáng)度的計算</p><p>　　由于本系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)，故不需

80、要強(qiáng)度校核。</p><p>　　活塞桿端部的負(fù)載連接點與與液壓缸支撐之間的距離為LB ，如果：LB ≤10d（顯然這個是成立的），就用下式計算活塞桿強(qiáng)度：</p><p><b>　?。?—5）</b></p><p>　　式中 F——因為液壓缸的最大推力；</p><p>　　——材料的屈服強(qiáng)度;</p&g

81、t;<p>　　——安全系數(shù)，一般取=2~4</p><p>　　d——活塞桿直徑（m）</p><p>　　實際上式中的/n 就是材料的許用應(yīng)力，之前已經(jīng)給出了45號鋼的許用應(yīng)力為：</p><p>　　[]=/n=360/5=72MP，最大推力F=20500N，于是根據(jù)式23.3—28得到活塞桿的直徑：d≥19mm，可知強(qiáng)度符合要求。</p&

82、gt;<p>　　5.1.14液壓缸其他部位尺寸的確定</p><p>　　導(dǎo)向長度H≥L/2+D/2（L為液壓缸最大行程），則H的長度為H≥（400/2+100/2）mm=300mm;活塞寬度B=（0.6~1.0）D,取B=D，則B=100mm；導(dǎo)向套滑動面長度A=(0.6~1.0)D，取A=D=100mm。</p><p>　　圖5—3單活塞桿液壓缸</p>

83、<p>　　1—缸底；2—彈簧擋圈；3—套環(huán)；4—卡環(huán)；5—活塞；6—O型密封圈；7—支撐環(huán)；8—擋圈；9—Y型密封圈；10—缸筒；11—管接頭；12—導(dǎo)向管；13—缸蓋；14—密封圈；15—防塵圈；16—活塞桿；17—定位螺釘；18—耳環(huán)</p><p>　　5.2 選擇液壓泵和電機(jī)</p><p>　　5.2.1 確定液壓泵的工作壓力 </p><p&

84、gt;　　考慮到正常工作中，進(jìn)油管路中有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為：</p><p>　　Pp=P1+∑ΔP （5—6）</p><p>　　式中 Pp——液壓泵最大工作壓力；</p><p>　　P1——執(zhí)行元件最大工作壓力；</p><p>　　∑

85、ΔP——進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時系統(tǒng)可以取0.2~0.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5~1.5MPa，本次設(shè)計取0.5MPa。</p><p>　　Pp=P1+∑ΔP=（3+0.5）MPa=3.5MPa</p><p>　　上述計算的Pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選擇泵的額定壓力Pr，應(yīng)滿足

86、Pp≥（1.25~1.6）Pp。低壓系統(tǒng)取最小值，高壓系統(tǒng)取最大值。本設(shè)計中，Pr=1.25Pp=4.4MPa。</p><p>　　5.2.2 液壓泵的流量</p><p>　　由前面的流量計算可知，在快進(jìn)時，最大流量值為19.2L／min,</p><p>　　液壓泵的最大流量應(yīng)為qp≥KL（∑q）max （5—7

87、）</p><p>　　式中 qp——液壓泵的最大流量；</p><p>　?。ā苢）max——同時動作的各元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正在進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量2~3L/min；</p><p>　　KL——系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取KL=1.1~1.3,現(xiàn)在取KL=1.2</p><p>　　qp≥KL（∑q）ma

88、x =1.2×20L/min=24L/min</p><p>　　在工進(jìn)時，最小流量值為9.42 L／min.為保證工進(jìn)時系統(tǒng)壓力較穩(wěn)定，應(yīng)考慮溢流閥有一定的最小溢流量，取最小溢流量為1 L／min（約0.017×10-3m3／s）故小流量泵應(yīng)取10.42L／min。</p><p>　　5.2.3選擇液壓泵的規(guī)格</p><p>　　根據(jù)以上計

89、算數(shù)值再查閱相關(guān)手冊，現(xiàn)選用YBX—16限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量qv=16mL/r，泵的額定壓力為Po=6.3MPa，電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，容積效率ηr=0.85，總效率η=0.7。</p><p><b>　　5.2.4選擇電機(jī)</b></p><p>　　首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況時的功率，取兩者較大值者作為選擇電動機(jī)規(guī)格的

90、依據(jù)。由于在慢進(jìn)時泵輸出的流量減小，泵的效率急劇降低，一般 流量在 0.2~1L/min范圍內(nèi)時，可取η=0.03~0.14.同時還應(yīng)注意到，為了使所選的電動機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點時不致停轉(zhuǎn)，需進(jìn)行驗算，即</p><p>　　Pr×qp/η≤2Po （5—8）</p><p>

91、　　式中 Po——所選電動機(jī)的額定功率；</p><p>　　Pr——限壓式變量泵的限定壓力；</p><p>　　qp——壓力為Pr時，泵的輸出流量。</p><p>　　首先計算快進(jìn)時的功率，快進(jìn)時的外負(fù)載為2500N，進(jìn)油路的壓力損失定為0.3MPa。由式（5—3）可以得到</p><p>　　快進(jìn)時所需電動機(jī)功率為</

92、p><p>　　工進(jìn)時所需的電動機(jī)功率為</p><p>　　查閱電動機(jī)產(chǎn)品樣本，選用Y90S—4型電動機(jī)，其額定功率為1.1kW，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。</p><p>　　根據(jù)產(chǎn)品樣本可以查的YBX—16的流量壓力曲線。再由已知的快進(jìn)流量為24L/min，工進(jìn)時的流量為11L/min，壓力為3.5MPa，作出泵的實際工作時的流量壓力特性曲線如圖5—4所示，查

93、的該曲線拐點處得流量為24L/min，壓力為2.8MPa，該工作點對應(yīng)的功率為</p><p>　　所選電動機(jī)滿足要求，拐點處 可以正常工作。</p><p>　　圖5—4 YBX—16 液壓泵特性曲線</p><p>　　1—額定流量、壓力下的特性曲線；</p><p>　　2—實際工作時的特性曲線</p><p>

94、　　5.3輔件元件的選擇 </p><p>　　根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實際流量，選擇各種液壓元件和輔助元件的規(guī)格。</p><p>　　表5-2液壓元件明細(xì)表</p><p>　　5.4 確定管道尺寸</p><p>　　由于本系統(tǒng)液壓缸差動連接時，油管內(nèi)通油量較大，差動時流量q=40L/min，油壓管的允許流速取v=4m/s，則內(nèi)徑

95、d為</p><p>　　若系統(tǒng)主油路流量按快退時取q=20L/min,則可以算的油管內(nèi)徑d=10.3mm。</p><p>　　綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為12mm。吸油管可按上式計算（q=24L/min，v=1.5m/s)，現(xiàn)參照YBX—16變量油泵口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑d為25mm。</p><p>　　油管壁厚一般不需計算，根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳

96、動手冊的有關(guān)表格得管的壁厚δ。</p><p>　　選用14mm×12mm冷拔無縫鋼管。其它油管按元件連接口尺寸決定尺寸，測壓管選用4mm×3mm紫銅管或鋁管。管接頭選用卡套式管接頭，其規(guī)格按油管通徑選取。</p><p><b>　　5.5確定油箱容量</b></p><p>　　本設(shè)計為中壓系統(tǒng)，則油箱的容量一般取液壓泵

97、公稱流量的5～7倍，現(xiàn)選用容量為160L的油箱。 </p><p>　　6液壓系統(tǒng)的性能驗算</p><p>　　6.1壓力損失的驗算</p><p>　　已知：進(jìn)油管、回油管的內(nèi)徑均為12mm，各段管道的長度分別為AB=0.3m,AC=1.7m,AD=1.7m,DE=2m。考慮最低溫度為15℃，油管內(nèi)徑d=1.2×10-3m，查得該溫度時油的

98、運動粘度為v=1.5㎝2／s，油的密度ρ=920kg/m3</p><p>　　6.1.1 工作進(jìn)給時進(jìn)油路壓力損失</p><p>　　運動部件工作進(jìn)給時的最大速度為1.2m/min，進(jìn)給時的最大流量為9.42L/min，則液壓在管內(nèi)流速</p><p><b>　　管道流動雷諾數(shù)為</b></p><p>　　Re1

99、<2300，可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)</p><p>　　進(jìn)油管道BC的沿程壓力損失ΔP1-1為</p><p>　　查得換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失</p><p>　　忽略油液通過管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進(jìn)油路總壓力損失ΔP1為</p><p>　　6.1.2工作進(jìn)給時回油路的壓力損失<

100、;/p><p>　　由于選用單活塞桿液壓缸，且液壓缸的有桿腔的工作面積為無桿腔面積的二分之一，則回油管道的流量為進(jìn)油管道的二分之一，則</p><p>　　回油管道的沿程壓力損失為：</p><p>　　查產(chǎn)品樣本知換向閥3WE6A50/AG24的壓力損失，換向閥4WE6E60/AG24的壓力損失，調(diào)速閥2FRM5-20/6的壓力損失。</p><p

101、>　　回油路總的壓力損失為：</p><p><b>　　變泵出口處的壓力為</b></p><p>　　6.1.3快進(jìn)時的壓力損失</p><p>　　快進(jìn)時液壓缸為差動連接，自匯流點A至液壓缸進(jìn)油口C之間的管路AC中，流量為液壓泵出口流量的兩倍即40L/min,AC段管路的沿程壓力損失為</p><p>　　同

102、樣可以求得管道AB段和AD段的沿程壓力損失和為</p><p>　　查產(chǎn)品樣本可知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：</p><p>　　4EW6E50/AG24的壓力損失</p><p>　　3EW6A50/AG24的壓力損失</p><p>　　據(jù)分析在差動連接中，泵的出口壓力為：</p><p>　　6.1.4快退時的

103、壓力損失</p><p>　　快退時，速度與快進(jìn)相等，DE段管路的沿程壓力為</p><p>　　查產(chǎn)品樣本，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：</p><p>　　2FRM5-20/6的壓力損失為</p><p>　　4EW6E50/AG24的壓力損失為</p><p>　　3EW6A50/AG24的壓力損失為</p&

104、gt;<p><b>　　泵的出口壓力為</b></p><p>　　上述驗算表明，無需修改原設(shè)計。</p><p>　　6.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗算 </p><p>　　在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時間最長，為了簡化計算，主要考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)速度大時發(fā)熱量最大，由于限壓式變量泵在流量不同時，效率相差

105、極大，所以分別計算最大、最小時的發(fā)熱量，然后加以比較，取數(shù)值大者進(jìn)行分析。</p><p>　　當(dāng)v=10cm/min時，</p><p>　　此時泵的效率為0.1，泵的出口壓力位3.2MPa，則有</p><p><b>　　此時的功率損失為</b></p><p>　　當(dāng)v=120cm/min時，q=9.42L/mi

106、n，總效率η=0.7</p><p>　　可見在工進(jìn)速度低時，功率損失為0.386kW，發(fā)熱量最大。</p><p>　　假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，油箱的散熱面積A為</p><p><b>　　系統(tǒng)的升溫為</b></p><p>　　驗算表明系統(tǒng)的升溫在許可范圍內(nèi)。</p><p><

107、b>　　7 注意事項</b></p><p>　　(1）使用者應(yīng)明白液壓系統(tǒng)的工作原理，熟悉各種操作和調(diào)整手柄的位置及旋向等。</p><p>　　(2）開車前應(yīng)檢查系統(tǒng)上各調(diào)整手柄、手輪是否被無關(guān)人員動過，電氣開關(guān)和行程開關(guān)的位置是否正常，主機(jī)上工具的安裝是否正確和牢固等，再對導(dǎo)軌和活塞桿的外露部分進(jìn)行擦拭，而后才可開車。</p><p>　　(

108、3）開車時，首先啟動控制油路的液壓泵，無專用的控制油路液壓泵時，可直接啟動主液壓泵。</p><p>　　(4）液壓油要定期檢查更換，對于新投入使用的液壓設(shè)備，使用3 個月左右即應(yīng)清洗油箱，更換新油。以后每隔半年至1 年進(jìn)行清洗和換油一次。</p><p>　　(5）工作中應(yīng)隨時注意油液，正常工作時，油箱中油液溫度應(yīng)不超過60℃。油溫過高應(yīng)設(shè)法冷卻，并使用粘度較高的液壓油。溫度過低時，應(yīng)進(jìn)

109、行預(yù)熱，或在運轉(zhuǎn)前進(jìn)行間歇運轉(zhuǎn)，使油溫逐步升高后，再進(jìn)入正式工作運轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p>　　(6）檢查油面，保證系統(tǒng)有足夠的油量。</p><p>　　(7）有排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行排氣，無排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)往復(fù)運轉(zhuǎn)多次，使之自然排出氣體。</p><p>　　(8）油箱應(yīng)加蓋密封，油箱上面的通氣孔處應(yīng)設(shè)置空氣過濾器，防止污物和水分的侵入。加油時應(yīng)進(jìn)行過濾，使油液清

110、潔。</p><p>　　(9）系統(tǒng)中應(yīng)根據(jù)需要配置粗、精過濾器，對過濾器應(yīng)經(jīng)常地檢查、清洗和更換。</p><p>　　(10）對壓力控制元件的調(diào)整，一般首先調(diào)整系統(tǒng)壓力控制閥----溢流閥，從壓力為零時開調(diào)，逐步提高壓力，使之達(dá)到規(guī)定壓力值；然后依次調(diào)整各回路的壓力控制閥。主油路液壓泵的安全溢流閥的調(diào)整壓力一般要大于執(zhí)行元件所需工作壓力的10%--25%?？焖龠\動液壓泵的壓力閥，其調(diào)整

111、壓力一般大于所需壓力10%--20%。如果用卸荷壓力供給控制油路和潤滑油路時，壓力應(yīng)保持在0.3--0.6MPa范圍內(nèi)。壓力繼電器的調(diào)整壓力一般應(yīng)低于供油壓力0.3--0.5MPa。</p><p>　　(11）流量控制閥要從小流量調(diào)到大流量，并且應(yīng)逐步調(diào)整。同步運動執(zhí)行元件的流量控制閥應(yīng)同時調(diào)整，要保證運動的平穩(wěn)性。</p><p><b>　　總結(jié)</b><

112、/p><p>　　本液壓系統(tǒng)的設(shè)計，除了滿足主機(jī)在動作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計原則。液壓系統(tǒng)的設(shè)計主要是根據(jù)已知的條件，來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計。</p><p>　　經(jīng)過1個月緊張有序的工作，我完成了組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計我對在學(xué)校三年間的所有知識有

113、了一個系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，對各個科目有了更深刻的認(rèn)識，還通過各種渠道對所學(xué)知識進(jìn)行了一定的擴(kuò)展和深入，還學(xué)到了很多以前不知道的東西，才知道以前的自己對課本上的內(nèi)容只是知其然不知其所以然，并不知道如何把自己所學(xué)到的知識應(yīng)用起來，通過這次的設(shè)計我才了解到所學(xué)知識是多么的重要，以前只是茫然的在學(xué)，現(xiàn)在感覺好像找到了目標(biāo)一樣，相信這次的畢業(yè)設(shè)計會對我以后的工作和生活有很大的影響的，以后我會更加努力的，學(xué)習(xí)更多的知識來武裝自己！</p>

114、<p>　　組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計，是在學(xué)習(xí)了液壓與氣壓傳動基本理論知識后進(jìn)行的一次綜合運用說學(xué)理論知識分析問題解決問題的實踐。在于通過對企業(yè)工廠中所涉及的機(jī)床等設(shè)備中液壓系統(tǒng)的設(shè)計，使我們在擬定液壓系統(tǒng)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思，方案分析，工作情況，元件設(shè)計計算和選擇，系統(tǒng)確定和技術(shù)文件的編制，車越技術(shù)資料等多方面得到綜合訓(xùn)練，樹立正確設(shè)計思想，掌握基礎(chǔ)設(shè)計方法，培養(yǎng)我們具有初步結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計計算的能力。</p>