《組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（27頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目錄目錄1 液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況和應(yīng)用液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況和應(yīng)用.71.1 液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況.71.2 液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用.72 液壓傳動(dòng)的工作原理和組成液壓傳動(dòng)的工作原理和組成.92.1 工作原理.92.2 液壓系統(tǒng)的基本組成.93 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn).103.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn).103.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn).104 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和設(shè)計(jì)參數(shù).65 液壓系統(tǒng)工況分析液壓系統(tǒng)工況分析.124.1 運(yùn)動(dòng)分析.124.2 負(fù)載分析.124.2.1 負(fù)載計(jì)算.124.2.

2、2 液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算：.124.2.3 繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖，速度循環(huán)圖（見圖 1）.134.2.4 確定液壓缸的工作壓力.144.2.5 確定缸筒內(nèi)徑 D，活塞桿直徑 d.144.2.6 液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算.144.2.7 最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算。.144.2.7 計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、流量、功率列于表（1）.145 擬定液壓系統(tǒng)圖擬定液壓系統(tǒng)圖.165.1 液壓泵型式的選擇 .165.2 選擇液壓回路.165.3 組成液壓系統(tǒng) .176 液壓元件選擇液壓元件選擇.196.1 選擇液壓泵和電機(jī).196.1.1 確定液壓泵的工作壓力.196.1.2 液壓泵的流量.19

3、6.1.3 選擇電機(jī).196.2 輔件元件的選擇 .2226.3 確定管道尺寸.237 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算.247.1 管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 .247.1.1 判斷油流類型.247.1.2 沿程壓力損失P1.247.1.3 局部壓力損失P2.247.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算.277.2.1 液壓泵的輸入功率.277.2.2 有效功率.277.2.3 系統(tǒng)發(fā)熱功率 Ph.277.2.4 散熱面積.277.2.5 油液溫升t.278 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng).31結(jié)束語 .32謝辭 .33文 獻(xiàn).3431 液壓傳動(dòng)的發(fā)展液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況概況和應(yīng)用和應(yīng)用1.11.1 液壓傳動(dòng)的發(fā)展液

4、壓傳動(dòng)的發(fā)展概況概況液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù) 1650 年帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)規(guī)律-帕斯卡原理，18 世紀(jì)建立的兩個(gè)原理-連續(xù)方程和伯努力方程奠定基礎(chǔ)，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(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。第一個(gè)使用液壓原理的是 1795 年英國約瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，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(tái)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。 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

5、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(gè)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(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)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。 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(shí)，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

6、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)備上的應(yīng)用將更加廣泛。1.21.2 液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用機(jī)床工業(yè)磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等工程機(jī)械挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等汽車工業(yè)自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等農(nóng)業(yè)機(jī)械聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等.2.2 液壓傳動(dòng)的工作原理和組成液壓傳動(dòng)的工作原理和組成液壓傳動(dòng)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(dòng)方式。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能

7、轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變4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(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)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。2.12.1 工作原理工作原理1)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)活塞而使工作臺(tái)左右移動(dòng)。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。2)工作臺(tái)的移動(dòng)速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量

8、增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減少。由此可見，速度是由油量決定的。2.22.2 液壓系統(tǒng)的基本組成液壓系統(tǒng)的基本組成1）能源裝置液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)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。2）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(dòng)負(fù)載做功。3）控制裝置液壓閥。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

9、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。4）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(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。5）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。53 3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)3.13.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1）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(dòng)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(dòng)機(jī)的 1

10、2%左右。2）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(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)和頻繁地?fù)Q向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)到每分鐘 500 次，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘1000 次。3）液壓傳動(dòng)可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速比可達(dá) 1：2000） ，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。 4）液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因?yàn)樗菍σ后w的壓力、流量和流動(dòng)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(dòng)控制結(jié)合使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。 6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化

11、、系列化和通用化，所以液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。3.23.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1)液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對運(yùn)動(dòng)表面間不可避免地要有泄漏，同時(shí)，液體又不是絕對不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場合采用，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的內(nèi)傳動(dòng)鏈系統(tǒng)。2）液壓傳動(dòng)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(dòng)。3）液壓傳動(dòng)對油溫的變化比較敏感，油溫變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動(dòng)有一定的困難。4）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，而且對油液的污染比較敏感。 5）液壓系統(tǒng)故障的診斷比

12、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(dòng)的理論知識(shí)，又要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 6）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。 總而言之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)將得到克服，液壓傳動(dòng)將日益完善，液壓技術(shù)與電子技術(shù)及其它傳動(dòng)方式6的結(jié)合更是前途無量。4 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)工作循環(huán)：快進(jìn)工進(jìn)快退停止；系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如表所示，動(dòng)力滑臺(tái)采用水平放置的平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)fs0.2；動(dòng)摩擦系數(shù) fd0.1。表 1 設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)數(shù)值切削阻力（N）30000滑臺(tái)自重(N)3000快進(jìn)，快退速度（M/

13、MIN）4工進(jìn)速度（MM/MIN）50-1000最大行程（MM）400工進(jìn)行程（MM）200啟動(dòng)換向時(shí)間（S）0.55 5 液壓系統(tǒng)工況分析液壓系統(tǒng)工況分析5 5. .1 1 運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析 繪制動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖5.25.2 負(fù)載分析負(fù)載分析5.2.15.2.1 負(fù)載計(jì)算負(fù)載計(jì)算（1）工作負(fù)載 切削阻力為已知 FL=30000N（2）摩擦阻力負(fù)載 已知采用平導(dǎo)軌，且靜摩擦因數(shù) fs=0.2,動(dòng)摩擦因數(shù) fd=0.1,則：7 靜摩擦阻力 Fs=0.13000N=300N 動(dòng)摩擦阻力 Fd=0.23000N=600N （3）慣性負(fù)載 動(dòng)力滑臺(tái)起動(dòng)加速，反向起動(dòng)加速和快退減速制動(dòng)的加速度的絕對

14、值相等，既u=0.067m/s，t=0.5s，故慣性阻力為 =ma=Gu/gt=3000/9.80.5/0.067=41NaF（4）由于動(dòng)力滑臺(tái)為臥式放置，所以不考慮重力負(fù)載。（5）關(guān)于液壓缸內(nèi)部密封裝置摩擦阻力 Fm 的影響，計(jì)入液壓缸的機(jī)械效率中。（6）背壓負(fù)載 初算時(shí)暫不考慮5.2.25.2.2 液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算：液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算：（1）啟動(dòng)時(shí) F1=/cm=300/0.9=333NujF（2）加速時(shí) F2=（+）/cm=（600+41）/0.9=712NudFaF（3）快進(jìn)時(shí) F3=/cm=600/0.9N=666NudF （4）工進(jìn)時(shí) F4=(+)/cm=(30000

15、+600)/0.9N=34000NqFudF（5）快退時(shí) F5=/cm=600/0.9N=666NudF5.2.35.2.3 繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖，速度循環(huán)圖（見圖繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖，速度循環(huán)圖（見圖 1 1）圖 1 8 5.2.4、計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、流量、功率列于表（、計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、流量、功率列于表（1）表（表（1）液壓缸壓力、流量、功率計(jì)算）液壓缸壓力、流量、功率計(jì)算9 Pa5.2.55.2.5 確確定定缸缸筒筒內(nèi)內(nèi)徑徑D D，活活塞塞桿桿直直徑徑d dA=Fmaxp=7276D=644 7276 10963.14Ammmm差 動(dòng) 快

16、進(jìn)快 退工況啟 動(dòng)加 速恒 速工 進(jìn)啟 動(dòng)加 速恒 速計(jì) 算公 式p= F/A3q= u3A3P=pqp=(F+ p2A2) / A1q= u1 A1P=pqp=(F+ p2A1) / A2q= u2 A2P=pq速 度m/su2=0.1u1=310-4510-3u3=0.1有 效面 積 m2A1=785010-6A2=400410-6A3=384610-6負(fù) 載 N32663000163332744326630001633壓 力MPa0.850.780.424.41.41.10.99流 量L/min230.3924.0功 率KW0.161.7550.40取 背 壓 力p2=0.4MP取 背

17、壓 力p2=0.3MP10 按 GB/T23481993，取 D=100mm d=0.71D=71mm 按 GB/T23481993，取 d=70mm5.2.65.2.6 液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算 無桿腔面積 A1=D2/4=3.141002/4 mm2=7850mm2 有桿腔面積 A2=（D2d2）/4=3.14（1002702）/4 mm2=4004 mm2 活塞桿面積 A3=D2/4=3.14702/4 mm2=3846 mm25.2.75.2.7 最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算最低穩(wěn)定速度為工進(jìn)時(shí) u=50mm/min，工進(jìn)采用無桿腔進(jìn)油，單向行程調(diào)速閥調(diào)速，查得

18、最小穩(wěn)定流量 qmin=0.1L/min A1qmin/umin=0.1/50=0.002 m2=2000 mm2 滿足最低穩(wěn)定速度要求。6 6 擬定液壓系統(tǒng)圖擬定液壓系統(tǒng)圖 6.16.1 液壓泵型式的選擇液壓泵型式的選擇 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(gè)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 2）故采用雙聯(lián)葉片泵較好。表 2雙聯(lián)葉片泵限壓式變量葉片泵1流量突變時(shí)，液壓沖擊取決于溢流閥的性能，一般沖擊較小1流量突變時(shí)，定子反應(yīng)滯后，液壓沖擊大2 內(nèi)部徑向力平衡，壓力平衡，噪聲小，工作性能較好。2內(nèi)部徑向力

19、不平衡，軸承較大，壓力波動(dòng)及噪聲較大，工作平衡性差3須配有溢流閥、卸載閥組，系統(tǒng)較復(fù)雜3系統(tǒng)較簡單4有溢流損失，系統(tǒng)效率較低，溫升較高4無溢流損失，系統(tǒng)效率較高，溫升較低116.26.2 選擇液壓回路選擇液壓回路(1) 選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比qmax/qmin=0.5/(0.8410-2)60；其相應(yīng)的時(shí)間之比(t1+t3)/t2=(1+1.5)/56.8=0.044。這表明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，選用單定量泵油

20、源顯然是不合理的，為此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源?？紤]到前者流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案，如圖 2a 所示。 (2) 選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)?？紤]到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位五通電液換向閥，如圖 2b 所示。(3) 選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大（1/2=0.1/(0.8810-3)114） ，為減少速度換接時(shí)的

21、液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路，如圖 2c 所示。(4) 選擇調(diào)壓和卸荷回路 在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。圖 2 選擇的基本回路126.36.3組成液壓系統(tǒng)組成液壓系統(tǒng)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 3 所示。在圖 3 中，為了解決滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)進(jìn)、回油路串通使系統(tǒng)壓力無法建立的問題，增設(shè)了單向閥 6。為了避免

22、機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，圖中添置了一個(gè)單向閥 13?？紤]到這臺(tái)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(gè)壓力繼電器 14。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，它發(fā)出快退信號(hào)，操縱電液換向閥換向。13 圖 3 整理后的液壓系統(tǒng)原理圖147 7 液壓元件選擇液壓元件選擇7.17.1 選擇液壓泵和電機(jī)選擇液壓泵和電機(jī)7.1.17.1.1 確定液壓泵的工作壓力確定液壓泵的工作壓力 由前面可知，液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為 4.4MPa，本系統(tǒng)采用調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，選取進(jìn)油管道壓力損失為 0.6MPa。由于采用壓

23、力繼電器，溢流閥的調(diào)整壓力一般應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大0.5MPa，故泵的最高壓力為 Pp1=（4.4+0.6+0.5）MPa=5.5MPa 這是小流量泵的最高工作壓力（穩(wěn)態(tài)） ，即溢流閥的調(diào)整工作壓力。 液壓泵的公稱工作壓力 Pr 為 Pr=1.25 Pp1 =1.255.5MPa=6.7MPa 大流量泵只在快速時(shí)向液壓缸輸油，由壓力圖可知，液壓缸快退時(shí)的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，這時(shí)壓力油不通過調(diào)速閥，進(jìn)油路比較簡單，但流經(jīng)管道和閥的油流量較大。取進(jìn)油路壓力損失為 0.5MPa，故快退時(shí)泵的工作壓力為 Pp2=（0.99+0.5）MPa=1.49MPa 這是大流量泵的最高工作壓力，此值是液控順序閥 7

24、 和 8 調(diào)整的參考數(shù)據(jù)。157.1.27.1.2 液壓泵的流量液壓泵的流量 由流量圖 4（b）可知，在快進(jìn)時(shí)，最大流量值為 23Lmin,取 K=1.1，則可計(jì)算泵的最大流量 K()maxvpqvq =1.123Lmin=25.3Lminvpq在工進(jìn)時(shí)，最小流量值為 0.39 Lmin.為保證工進(jìn)時(shí)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 Lmin（約 0.01710-3m3s）故小流量泵應(yīng)取 1.39Lmin 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，選用公稱流量分別為 18Lmin、12Lmin；公稱壓力為 70MPa 壓力的雙聯(lián)葉片泵。7.1.37.1.3 選擇電機(jī)選擇電機(jī) 由功率圖

25、 4（c）可知，最大功率出現(xiàn)在快退階段，其數(shù)值按下式計(jì)算 Pp= Pp2（qv1+ qv2）p=1.35106（0.2+0.3）10-30.75=993W式中 qv1大泵流量，qv1=18 Lmin（約 0.310-3m3s） qv2小泵流量，qv2=12Lmin（約 0.210-3m3s） p液壓泵總效率，取 p =0.75。圖 4 16 (a) （b）17 (c)根據(jù)快退階段所需功率 993W 及雙聯(lián)葉片泵要求的轉(zhuǎn)速，選用功率為1.1KWJ526 型的異步電機(jī)。7.27.2 輔件元件的選擇輔件元件的選擇 根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實(shí)際流量，選擇各種液壓元件和輔助元件的規(guī)格。表 2 液壓

26、元件及型號(hào)規(guī)格序號(hào)元件名稱通過的最大流量q/L/min型號(hào)額定流量qn/L/min額定壓力Pn/MPa額定壓降Pn/MPa1雙聯(lián)葉片泵PV2R12-6/335.1/27.9*162三位五通電液換向閥7035DY100BY1006.30.33行程閥62.322C100BH1006.30.34調(diào)速閥1Q6B66.35單向閥70I100B1006.30.2186單向閥29.3I100B1006.30.27液控順序閥28.1XY63B636.30.38背壓閥1B10B106.39溢流閥5.1Y10B106.310單向閥27.9I100B1006.30.211濾油器36.6XU80200806.30.0

27、212壓力表開關(guān)K6B13單向閥70I100B1006.30.214壓力繼電器PFB8L14 注：以上元件除液壓泵、濾油器外，均為板式連接。7.37.3 確定管道尺寸確定管道尺寸 由于本系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，油管內(nèi)通油量較大，其實(shí)際流量 qv 24 Lmin(0.510-3m3s),取允許流速 u=0.5ms,則主壓力油管 d用下式計(jì)算 d=3340.5 101.131.1311.3 105vvqqmmvv圓整化，取 d=12mm。 油管壁厚一般不需計(jì)算，根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳動(dòng)手冊的有關(guān)表格得管的壁厚 。 選用 14mm12mm 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

28、選用 4mm3mm 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。4、確定油箱容量 中壓系統(tǒng)油箱的容量，一般取液壓泵公稱流量的vq57 倍 V=7 =730L=210Lvq198 8 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算8.18.1 管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 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(yàn)算壓力損失值。下面以工進(jìn)時(shí)的管路壓力損失為例計(jì)算如下：已知：進(jìn)油管、回油管長約為 l=1.5m，油管內(nèi)徑 d=1.210-3m，通過流量 =0.39 Lmin（0.006510-3m3s） ，選用 LHM32 全損耗系統(tǒng)用油，考慮最vq低溫度為 15，v=

29、1.52s。8.1.18.1.1 判斷油流類型判斷油流類型 利用下式計(jì)算出雷諾數(shù) Re=1.273104=1.2730.006510-31041.210-3/1.5662000vqdv為層流。8.1.28.1.2 沿程壓力損失沿程壓力損失PP1 1 利用公式分別算出進(jìn)、回油壓力損失，然后相加即得到總的沿程損失。20 進(jìn)油路上P1=4.41012v.l.qvd4=4.310121.51.50.006510-3124Pa=0.0313105Pa 回油路上，其流量 qv=0.75 Lmin（0.012510-3m3s） （差動(dòng)液壓缸A12A2）,壓力損失為P1=4.31012v.l.qvd4=4.3

30、10121.51.50.0032510-3124Pa=0.01532105Pa由于是差動(dòng)液壓缸，且 A12A2，故回油路的損失只有一半折合到進(jìn)油腔，所以工進(jìn)時(shí)總的沿程損失為 P1=（0.03103+0.50.01532）105Pa=0.039105Pa8.1.38.1.3 局部壓力損失局部壓力損失PP2 2 在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失p常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算l1 . 0pp各工況下的閥類元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計(jì)算2nnvqqpp其中的 pn由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值查表可列出。滑臺(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下：1快進(jìn)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接

31、。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥 10、電液換向閥 2，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥 3 進(jìn)入無桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失分別為MPa05688. 0MPa1060103 .62105478. 0105478. 06388liqpMPa005688. 0MPa05688. 01 . 01 . 0liippMPa1647. 0MPa1003 .623 . 0100333 . 01009 .272 . 0222vipMPa2273. 0MPa1647. 0005688. 005688. 0viiliipppp21在回油路上，壓力損失分別為MPa02675. 0MPa1060103 .2910

32、5478. 0105478. 06388loqpMPa002675. 0MPa02675. 01 . 01 . 0looppMPa1594. 0MPa1003 .623 . 01003 .292 . 01003 .293 . 0222vopMPa1888. 0MPa1594. 0002675. 002675. 0vooloopppp將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失MPa316. 0MPa957 .441888. 02273. 0p2工進(jìn)滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥 2、調(diào)速閥 4 進(jìn)入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥 4 處的壓力損失為 0.5MPa

33、。在回油路上，油液通過電液換向閥 2、背壓閥 8 和大流量泵的卸荷油液一起經(jīng)液控順序閥 7 返回油箱，在背壓閥 8 處的壓力損失為 0.6MPa。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為MPa5 . 0MPa5 . 01005 . 03 . 02viipp此值略小于估計(jì)值。在回油路上總的壓力損失為MPa66. 0MPa639 .2724. 03 . 06 . 010024. 03 . 022voopp該值即為液壓缸的回油腔壓力p2=0.66MPa，可見此值與初算時(shí)參考表 4 選取的背壓值基本相符。按表 7 的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為MPa99. 3MPa1010

34、95107 .441066. 034942644612201AApFp此略高于表 7 數(shù)值?？紤]到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差 pe=0.5MPa，則小流量泵的工作壓力為MPa99. 45 . 05 . 099. 3ei11ppppp22此值與估算值基本相符，是調(diào)整溢流閥 10 的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。3快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥 10、電液換向閥 2 進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥 5、電液換向閥 2 和單向閥 13 返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為MPa048. 0MPa100333 . 01009 .272 . 022viipp此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓

35、泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上總的壓力損失為MPa343. 0MPa100702 . 0100703 . 0100702 . 0222voopp此值與表 7 的數(shù)值基本相符，故不必重算。大流量泵的工作壓力為MPa48. 1048. 043. 112pippp此值是調(diào)整液控順序閥 7 的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。8.28.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算 本機(jī)床的工作時(shí)間主要是工進(jìn)工況，為簡化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱，故按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。8.2.18.2.1 液壓泵的輸入功率液壓泵的輸入功率 工進(jìn)時(shí)小流量泵的壓力 Pp1=54105Pa，流量qvp1=12Lm

36、in (0.210-3m3s)小流量泵的功率為 P1= Pp1qvp1p=540.21020.75W=1440W式中 p液壓泵的總效率。工進(jìn)時(shí)大流量泵卸荷，順序閥的壓力損失P=1.5105Pa，即大流量泵的工作壓力 Pp2=1.5105Pa，流量 qvp2=18Lmin (0.310-3m3s)大流量泵的功率P2為 P2= Pp2qvp2p=1.50.31020.75W=60W故雙聯(lián)泵的合計(jì)輸出功率 Pi為 Pi= P1+ P2=1440+60W=2040W8.2.28.2.2 有效功率有效功率 工進(jìn)時(shí)，液壓缸的負(fù)載 F=32744N，取工進(jìn)速度 v=0.0008310-3ms23輸出功率 P

37、0為 P0=Fv=327440.00083W=27W8.2.38.2.3 系統(tǒng)發(fā)熱功率系統(tǒng)發(fā)熱功率 P Ph h 系統(tǒng)總的發(fā)熱功率 Ph 為 Ph= P iP0=2013W8.2.48.2.4 散熱面積散熱面積 油箱容積 V=210L，油箱近似散熱面積 A 為 A=0.0653322220.0651052.296Vmm8.2.58.2.5 油液溫升油液溫升tt 假定采用風(fēng)冷，取油箱的傳熱系數(shù) K t =23W(.),可得油液溫升為t= PhK t A=1198（232.296）=22.7 設(shè)夏天的室溫為 30，則油溫為（30+22.7）=52.7，沒有超過最高允許油溫（5065） 。9 9 注

38、意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 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。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(dòng)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。 3）開車時(shí)，首先啟動(dòng)控制油路的液壓泵，無專用的控制油路液壓泵時(shí)，可直接啟動(dòng)主液壓泵。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(gè)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。 5）工作中應(yīng)隨時(shí)注意油液，正常工作時(shí)，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

39、。溫度過低時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，或在運(yùn)轉(zhuǎn)前進(jìn)行間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，使油溫逐步升高后，再進(jìn)入正式工作運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 6）檢查油面，保證系統(tǒng)有足夠的油量。 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(yùn)轉(zhuǎn)多次，使之自然排出氣體。24 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(shí)應(yīng)進(jìn)行過濾，使油液清潔。 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。 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(shí)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

40、元件所需工作壓力的 10%-25%。快速運(yùn)動(dòng)液壓泵的壓力閥，其調(diào)整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(shí)，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。 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(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的流量控制閥應(yīng)同時(shí)調(diào)整，要保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。結(jié)束語結(jié)束語 完成情況：經(jīng)過 1 個(gè)月緊張有序的工作，以完成組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所得收獲：這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對在學(xué)校三年間的所有知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，對各個(gè)科目有了更深刻的認(rèn)識(shí)，還通過各種渠道對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一定的擴(kuò)展和

41、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(shí)應(yīng)用起來，通過這次的設(shè)計(jì)我才了解到所學(xué)知識(shí)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(jì)會(huì)對我以后的工作和生活有很大的影響的，以后我會(huì)更加努力的，學(xué)習(xí)更多的知識(shí)來武裝自己！25謝辭謝辭經(jīng)過緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我如愿地，較圓滿地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。從中得到了以前許多注意的問題。本次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們對設(shè)計(jì)工程的設(shè)計(jì)能力，學(xué)習(xí)和掌握課件的基本制作方法和步驟，并給我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，通過本次設(shè)計(jì)，我們把以前在課本中學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)在此次設(shè)計(jì)中加以綜合

42、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，并懂得，這樣才不至于在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)太多錯(cuò)誤。經(jīng)過一個(gè)月的緊張有序的工作，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，其中我們在設(shè)計(jì)的過程中遇到很多難題，但是經(jīng)過岳老師的認(rèn)真講解，使我對其加深了認(rèn)識(shí)。最后，真誠的感謝輔導(dǎo)老師對我們的指導(dǎo)和幫助。由于我們對所學(xué)知識(shí)不夠徹底，而且時(shí)間較短，又缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)書中難免會(huì)存在疏漏和欠缺之處，懇請老師批評指正，以便在以后的工作和學(xué)習(xí)中不犯類似的錯(cuò)誤。26文文 獻(xiàn)獻(xiàn)1 王春行主編. 液壓控制系統(tǒng)M. 甘肅工業(yè)大學(xué)： 機(jī)械工業(yè)出版社2 劉忠偉主編. 液壓與氣動(dòng)傳動(dòng). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社3 楊培元、朱福元主編. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社4 趙波、王宏元主編. 液壓與氣動(dòng)技術(shù)M. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社27