2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  目錄</b></p><p><b>  一、計算外負載1</b></p><p>  二、繪制負載圖和速度圖3</p><p>  三、確定液壓系統(tǒng)參數(shù)3</p><p>  四、擬定液壓系統(tǒng)原理圖6</p><p>  五、選擇液壓元

2、件8</p><p>  六、管路系統(tǒng)壓力損失的驗算11</p><p>  七、液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗算13</p><p><b>  八、小結(jié)14</b></p><p><b>  九、參考文獻14</b></p><p><b>  設計題目:&

3、lt;/b></p><p>  自制一臺臥式鉆,鏜組合機床的動力滑臺,其工況要求:</p><p> ?。?)工作性能和動作循環(huán) 動力滑臺加工鑄鐵的箱形零件的孔系,要求孔的加工精度為二級,光潔度▽7(精鏜)或▽5(粗鏜).工作循環(huán)為快進、工進、快退原位停止.</p><p>  (2)該機床用于加工鑄鐵箱形零件的孔系,運動部件總重G=10000N,液壓缸機

4、械效率為0.9,加工時最大切削力為21000N,工作循環(huán)為:“快進——工進——死擋鐵停留——決退——原位停止”。工進行程為0.1 m,快進和快退行程為0.2m??爝M和快退速度為0.2m/s,工過速度范圍為3×10-4~5×10-3m/s,導軌型式為平導軌,啟動時間為0.3s。靜、動摩擦系數(shù):f8=0.2、fd=0.2.要求動力部件可以手動調(diào)整,快進轉(zhuǎn)工進平穩(wěn)、可靠。</p><p>  (3)

5、自動化程度 采用液壓與電氣配合,實現(xiàn)工作自動循環(huán).</p><p>  根據(jù)上述工況要求和動力滑臺的結(jié)構(gòu)安排,應采用液壓缸為執(zhí)行元件,有液壓缸筒與滑臺固結(jié)完成工作循環(huán),活塞桿固定在床身上.由于要求快進與快退的速度相等,為減少液壓泵的供油量,決定采用差動型液壓缸,取液壓缸前、后腔的有效工作面積比為2:1,活塞桿較粗,結(jié)構(gòu)上可允許油管通過,進、出油管穿過活塞桿,直接使用硬管與 液壓裝置或液壓泵連接.這樣就避免了由于

6、較長軟管的彈性變形引起動力滑臺在轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生“前沖”“后坐”現(xiàn)象.使液壓缸無桿腔為高壓工作腔,這樣能得到較大的輸出動力,并可得到較低的穩(wěn)定工作速度,以便滿足精加工的要求.</p><p><b>  一、計算外負載</b></p><p>  動力滑臺受力情況如圖9-12所</p><p><b>  1.切削阻力為已知</b&g

7、t;</p><p><b>  Ft=21000N</b></p><p>  2.導軌摩擦阻力由動力滑臺顛復力矩產(chǎn)生的,本題忽略顛復力矩的影響. 圖 9-12動力滑臺受力分析簡圖</p><p><b>  靜摩擦阻力</b></p><p>  Fts=fsFg=0.2&#

8、215;10000N=2000N</p><p><b>  動摩擦阻力</b></p><p>  Ffd=fdFg=0.1×10000=1000N</p><p><b>  3.慣性阻力</b></p><p>  (1)動力滑臺快速時慣性阻力Fm</p><p&

9、gt;  動力滑臺啟動加速、反向啟動加速和 快退減速制動的加速度相等,△V=0.2m/s,△t=0.3s,故慣性阻力為</p><p>  (2.動力滑臺工進時慣性阻力F′m動力滑臺由工進轉(zhuǎn)換到制動是減速,取=5×10-3m/s , =0.3s,故慣性阻力為</p><p><b>  4.重力</b></p><p>  由于動力滑

10、臺為臥式放置,所以負載不考慮重力.</p><p>  關(guān)于液壓缸內(nèi)部密封裝置摩擦阻力Fs的影響,計入液壓缸的機械效率中.</p><p>  根據(jù)以上分析,計算各工況負載列表9-10.本機床動力滑臺所受負載跡為液壓缸所受負載.</p><p>  表9-10 液壓缸在各動作階段的負載</p><p>  注: 取液壓缸機械效率?m=0.9

11、. </p><p>  二、繪制負載圖和速度圖</p><p>  根據(jù)已給的快進 ,快退,工進的行程和速度,配合表9—10中相應負載的數(shù)值,可繪制液壓港的F—l與υ—l圖,</p><p><b>  液壓缸的F-l圖</b></p><p><b>  液壓缸的V-l圖</b><

12、/p><p>  三、確定液壓系統(tǒng)參數(shù)</p><p>  1. 初選液壓缸的工作壓力</p><p>  關(guān)于組合機床液壓系統(tǒng)的工作壓力,一般為(30~50)×105Pa(參照表9—3)。初選液壓缸工作壓力P1=50×105Pa。為防止鉆銅孔時動力滑臺發(fā)生前沖,液壓缸回油腔應有背壓,背壓P2=6×105Pa。假定決進、快退回油壓力損失⊿P

13、2=5×105Pа .</p><p>  2. 計算液壓缸尺寸</p><p>  由于液壓缸前、后腔有效面積之比為2:1,則得液壓缸無桿腔有效工作面積A1為</p><p>  取 A1=5.2×10-3㎡</p><p><b>  故液壓缸內(nèi)徑D為</b>

14、;</p><p>  按表9-4取標準值D=9×10-2m。示. . </p><p>  按式(4-7)計算活塞桿直徑d為</p><p>  d=0.7D≈7×10-2m(標準值徑)</p>&l

15、t;p>  液壓缸尺寸取標準值之后的有效工作面積:</p><p><b>  無桿腔面積</b></p><p><b>  有桿腔面積</b></p><p><b>  活塞桿面積</b></p><p>  A3=A1-A2=2.4×10-3㎡</

16、p><p>  3.計算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、力量和功率。見表9—11,表中F0為液壓缸的驅(qū)動力,由表9—10查得。</p><p>  表9—11 各工況所需壓力、流量和功率</p><p>  4、繪制液壓缸的工況圖</p><p>  根據(jù)表9—11,即可繪制液壓缸的流量圖、壓力圖和功率圖。如圖9—14所示。</p&g

17、t;<p><b>  (a)流量圖</b></p><p><b>  ( b)壓力圖</b></p><p>  (c)功率圖

18、 </p><p>  圖9-14 液壓缸工況圖 </p><p>  四、似定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p><b>  1.調(diào)速方式的選擇</b></p><p>  鉆、鏜組合機床工作時,要求低速運動平穩(wěn)性好;速度負載特性好,由圖9—14可知,液壓缸快速和工進時功率都較小,負載變化也較小,因此采用調(diào)速閥的進油節(jié)

19、流調(diào)速回路。為防止工作負載突然消失(鉆通孔)引起前沖現(xiàn)象,在回油路上加背壓閥。</p><p>  2.快速回路和速度換接方式的選擇</p><p>  本題已選用差動型液壓缸(A1=2A2)實現(xiàn)“快、慢、快”的回路,即采用快進和快退速度相等的差動回路作為快速回路。由于快進轉(zhuǎn)為工進時有平穩(wěn)性要求,故決定采用行程閥來實現(xiàn),而工進轉(zhuǎn)快退則利用壓力繼電器來實現(xiàn)。</p><p

20、>  綜上所述,本系統(tǒng)的主要液壓回路為進油節(jié)流調(diào)速回路與差動回路。為實現(xiàn)這兩種回路的要求,可以有多種不同形式的進油節(jié)流調(diào)速回路與差動回路的組合。下面對圖9—15所示(a)、(b)、(c)和(d)四種回路進行分析比較。</p><p>  (a) (b)</p><p>  (c)

21、 (d)</p><p>  圖9—15 液壓回路圖</p><p>  其中,(a)圖所示回路是利用兩個二位三通電磁換向閥代替(b)、(c)圖中的一個三位五通電磁換向閥。二位換向閥通道簡單,壓力損失小,而且(a)圖比(b)、(c)圖少用一個液壓順序閥。</p><p>  圖9-16鉆,鏜組合機床液壓系統(tǒng)圖</p&g

22、t;<p>  表9—13 系統(tǒng)工作循環(huán)表 </p><p><b>  五、選擇液壓元</b></p><p>  1. 選擇液壓泵和電機</p><p> ?。?)確定液壓泵的工作壓力,由圖9—14(b)和表9—11可知,液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為41.2×105 Pa本系統(tǒng)采用調(diào)速閥進油節(jié)流調(diào)速,選

23、取進油管路壓力損失為8×105Pa,由于采用壓力繼電器,溢流閥的調(diào)整壓力一般應比系統(tǒng)高壓力大5×105Pa故泵的最高工作壓力為</p><p>  PP1=(41.2+8+5)×105=54.2×105Pa</p><p>  這是小流量泵的最高工作壓力(穩(wěn)態(tài)),即溢流法的調(diào)整工作壓力。</p><p>  Pn=1.25PP

24、1=1.25×54.2×105Pa≈67.8×105Pa</p><p>  大流量泵只只在快速時向液壓缸輸油,由圖9—14(b)可知,液壓缸快退時的工作壓力比快進時大,這是壓力油不通過調(diào)速閥,進油路較簡單,但流經(jīng)管道和閥的油流量較大,取進油路壓力損失為5×105Pa,故快退時,泵的最高工作壓力為</p><p>  PPN=(12.8+5)

25、5;105=17.8×105Pa</p><p>  這是大流量泵的最高工作壓力,此職是液控順序閥7和8(見圖9—16)調(diào)整時的參考數(shù)據(jù)。</p><p>  (2)液壓泵的流量 由圖9—14(a)可知,最大流量在快退時,其值為1.28×10-3m3/s(76.8L/min).按式(9—13)計算液壓泵的最大流量,取K=1.15,得</p><p&

26、gt;  Q=1.15×1.28×10-3=1.472×10-3m3/s(88.32L/min)</p><p>  最小流量在工進時,其值為0.032×10-3 m3/s(1.92L/min),為保證工進時系統(tǒng)壓力較穩(wěn)定,應考慮溢流閥有一定的最小溢流量,取最小溢流量為0.17×10-3 m3/s(約1 L/min)故小流量泵應取0.202×10-3 m

27、3/s(約12.12 L/min)。</p><p>  根據(jù)以上計算數(shù)值,選用公稱流量分別為1.472×10-3 m3/s、0.202×10-3 m3/s;公稱壓力為67.8×105Pa的雙聯(lián)葉片泵。</p><p> ?。?)選擇電動機 由圖9—14(c)可知,最大功率出現(xiàn)在快退階段,其數(shù)值按式(9—17)計算</p><p>

28、  式中: Q—大泵流量,Q=1.472×10-3 m/s(9L/min);</p><p>  Q—小泵流量, Q=0.202×10-3 m/s(6L/min)</p><p>  ηP—液壓泵總效率,取ηP=0.75。</p><p>  根據(jù)快退階段所需功率3973W,選用功率為4×103W的

29、標準型號電機</p><p><b>  2.元、輔件的選擇</b></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。由于當前液壓行業(yè)正在更新各種液壓元件,即將生產(chǎn)新高壓規(guī)格的元件,以取代中、低壓液壓元件。為此本列題中只列出系統(tǒng)所用元件的名稱和技術(shù)數(shù)據(jù),型號從略(見表9—14)。</p><p>&

30、lt;b>  3.確定管道尺寸</b></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,其實際流量Q ≈2×10-3m3/s(30L/min),取允許流速υ=0.5 m/s,則住壓力油管d用式(9—21)計算</p><p><b>  (22.6㎜) </b></p><p>  圓整化取d=25

31、㎜。</p><p>  油管壁厚一般不需計算,根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳動手冊的有關(guān)表格得管的壁厚δ。</p><p>  選用14×25㎜,10號冷拔無縫鋼管。</p><p>  其他進油管、回油管和吸油管,按元件連接口尺寸決定油管尺寸,測壓管選用4×3㎜柴銅管或鋁管。管接頭選用卡套式管接頭,其規(guī)格按油管通徑選取。</p>

32、<p>  表9-14所選液壓元件的說明</p><p>  注;以上元件除液壓泵、濾油器外,均為板式連接。</p><p><b>  4.確定油箱容量</b></p><p>  中壓系統(tǒng)油箱的容量,一般取液壓泵公稱流量Qn的5~7倍,故取油箱容積V為</p><p>  V=7Qn=7×1.6

33、74×10-3=12×10-3m3(12L)</p><p>  六、管路系統(tǒng)壓力損失的驗算 </p><p>  由于有同類型液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考,故一般不必驗算壓力損失值。下面以工進時的管路壓力損失為列計算如下:</p><p>  已知:進油管、回油管長均為L=1.5m,油管內(nèi)徑d=25×10-3m,通過流量Q=1.674

34、×10-3m3/s,選用20號機械油,考慮最低工作溫度為15℃,υ=1.5cm2/s.</p><p>  判斷油流類型,利用式(9—24)</p><p><b>  故為層流。</b></p><p>  沿程壓力損失∑⊿Р1</p><p>  利用式(9—25)分別算出進、回油壓力損失,然后相加即得到總

35、的沿程損失。進油路上</p><p>  回油路上,其流量Q=0.558×10-3m3/s(差動液壓缸A1≈2A2),壓力損失為 </p><p>  由于差動液壓缸,且A1≈2A2,故回油路的壓力損失只有一半折合到進油腔。所以工進時總的沿程損失為</p><p>  ∑⊿Р1=(0.415+0.5×0.14)×105Pa=

36、0.485×105Pa</p><p>  局部壓力損失∑⊿Р2 </p><p>  由于采用集成塊式的液壓裝置,故只考慮閥類元件和集成內(nèi)油路的壓力損失。</p><p>  為計算方便,將工進時油流通過各種閥的流量和壓力損失列表9—15如下: </p><p>  表9—15發(fā)的流量和壓力損失</p><p&

37、gt;  利用式(9-26),計算各閥局部壓力損失值和∑⊿Рv如下:</p><p>  取油流通過集成塊時的壓力損失</p><p>  ⊿РJ=0.3×105 Pa</p><p>  故工進時總的局部壓力損失為</p><p>  ∑⊿Р2=(8.2+0.3)×105=8.5×105 Pa</p>

38、;<p>  所以 ∑⊿Р=(0.485+8.5)×105 =8.985×105 Pa</p><p>  這個數(shù)值加上液壓缸的工作壓力(由外負載決定的壓力)和壓力繼電器要求系統(tǒng)調(diào)高的壓力(取其值為5×105 Pa),可作為溢流閥調(diào)整壓力的參考數(shù)據(jù)。其壓力調(diào)整值P為</p><p>  P=∑⊿P+P1 +5×105Pa</

39、p><p>  式中;P1—液壓缸工進時克服外負載所需壓力。</p><p>  P1=F0/A1=10000N/6.4×10-3㎡=15.625×105 Pa</p><p>  所以 P=(8.985+15.625+5) ×105 Pa=29.61×105 Pa</p><p>  這個值

40、比估算的溢流閥調(diào)整壓力值56.6×105 Pa稍小。因此主油路上的元件和油管直徑均可不便。</p><p>  應該指出,本系統(tǒng)液壓缸快退時,由于流量大和液壓缸前后腔壓力折算的影響,此時管路系統(tǒng)總的壓力損失比工進時要大。若工進時外負載較小,則其溢流閥的調(diào)整壓力就有可能要按快退時所需壓力調(diào)定。</p><p>  七、液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗算</p><p>

41、;  從圖9—13知,本機床的工作時間主要是工進工況。為簡化計算,主要考慮工進時的發(fā)熱,故按工進工況驗算系統(tǒng)溫升。 </p><p>  1. 液壓泵的輸入功率</p><p>  工進時小流量泵的壓力Pυ=54.2×105 Pa ,流量QP1=0.202×10-3m3/s,小流量泵功率為</p><p>  式中:ηP—液壓泵的總效率。<

42、/p><p>  工進時大流量泵卸荷,順序閥的壓力損失⊿P=1.5×105 Pa,大流量泵的工作壓力PP2=1.5×105 Pa,流量QP2=0.15×10-3m3/s,大流量泵功率P2為</p><p>  故雙聯(lián)泵的合計輸入功率Pi為</p><p>  Pi=P1+P2=1460+30=1490W</p><p&g

43、t;<b>  2.有效功率</b></p><p>  工進時,液壓缸的負載F=24445N(見表9-10),取工進速度υ=2×10-3m/s(0.1m/min),輸出功率P0為</p><p>  P0=Fυ=24445×0.002=48.9W</p><p>  3.系統(tǒng)發(fā)熱功率Ph</p><p&

44、gt;  系統(tǒng)總的發(fā)熱功率Ph為</p><p>  Ph=Pi—P0≈1441W</p><p><b>  4.散熱面積</b></p><p>  油箱容積V=12l(12×10-3m3),油箱近似散熱面積A為</p><p>  A=0.065V2=9.36</p><p>&l

45、t;b>  5.油液溫升⊿T</b></p><p>  假定采用風冷,取油箱的散熱系數(shù)CT=23W/m2℃,利用式(9-31)可得油液溫升為</p><p>  設夏天的室溫為30℃,則油溫為30+7=37℃,沒有超過最高允許油溫(50~70℃)。</p><p><b>  八、小結(jié)</b></p><

46、p>  經(jīng)過本次計劃,讓我很好的錘煉了實際聯(lián)絡實踐,與詳細項目、課題相聯(lián)合開辟、計劃產(chǎn)物的才能。既讓我們明白了怎樣把實際使用于實踐,又讓我們明白了在理論中遇到的成績怎樣用實際去處理。在本次計劃中,我們還需求少量的沒有學到過的知識,于是圖書館和INTERNET成了我們很好的助手。在查閱材料的進程中,我們要判別優(yōu)劣、棄取相干知識,不知不覺中我們查閱材料的才能也失掉了很好的錘煉。我們學習的知識是無限的,在當前的任務中我們一定會遇到很多

47、未知的范疇,這方面的才能便會使我們受害非淺。在計劃進程中,總是遇到如許或那樣的成績。偶然發(fā)明一個成績的時分,需求做少量的任務,花少量的工夫才干處理。天然而然,我的耐煩便在此中樹立起來了。為當前的任務積聚了經(jīng)歷,加強了決心。 </p><p><b>  九、參考文獻</b></p><p>  [1] 液壓與氣壓傳動 楊慧敏 西北工業(yè)大學出版社 2009-8&

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