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課 程 設 計 課程名稱 機電液綜合設計項目 題目名稱 臥式半自動組合機床液壓系統(tǒng)及其有關裝置設計 學生學院 機電工程學院 專業(yè)班級 08級機電（6）班 學 號 學生姓名 指導教師 2011 年 12 月 18 日 廣東工業(yè)大學課程設計任務書 題目名稱 臥式半自動組合機床液壓系統(tǒng)及其有關裝置設計 學生學院 機電工程學院 專業(yè)班級 08機電6班 姓 名 柳展雄 學 號 3108000566 一、課程設計的內容 綜合應用已學的課程，完成臥式半自動組合機床的液壓系統(tǒng)的原理設計、液壓系統(tǒng)的設計計算、液壓系統(tǒng)元部件的選擇、液壓基本回路的實驗驗證、液壓集成油路的設計、液壓集成塊的設計等。 二、課程設計的要求與數(shù)據(jù) 1．機床系統(tǒng)應實現(xiàn)的自動工作循環(huán) (手工上料) →(手動啟動) →工件定位(插銷)→夾緊工件→動力頭(工作臺)快進→慢速工進→快退→停止→工件拔銷→松開工件→（手工卸料）。 要求工進完了動力頭無速度前沖現(xiàn)象。工件的定位、夾緊應保證安全可靠，加工過程中及遇意外斷電時工件不應松脫，工件夾緊壓力、速度應可調，工件加工過程中夾緊壓力穩(wěn)定。 2．工件最大夾緊力為Fj；工件插銷定位只要求到位，負載力小可不予計算。 3．動力頭快進、快退速度v1；工進速度為v2可調，加工過程中速度穩(wěn)定；快進行程為L1，工進行程為L2；工件定位、夾緊行程為L3，夾緊時間t=1s。 4．運動部件總重力為G，最大切削進給力（軸向）為Ft； 5．動力頭能在任意位置停止，其加速或減速時間為△t；；工作臺采用水平放置的平導軌，靜摩擦系數(shù)為fs，動摩擦系數(shù)為fd。 設計參數(shù)表 序號 Fj (N) Ft (N) G (N) v1 (m/min) v2 (mm/min) L1 (mm) L2 (mm) L3 (mm) △t (s) fs fd 14 6000 30000 5500 6 30～1000 140 60 40 0.12 0.22 0.1 三、課程設計應完成的工作 (一) 液壓系統(tǒng)設計 根據(jù)設備的用途、特點和要求，利用液壓傳動的基本原理進行工況分析，擬定合理、完善的液壓系統(tǒng)原理圖，需要寫出詳細的系統(tǒng)工作原理，給出電磁鐵動作順序表。再經(jīng)過必要的計算確定液壓有關參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質、相關設備的規(guī)格型號（或進行結構設計）、對系統(tǒng)有關參數(shù)進行驗算等。 （二）系統(tǒng)基本回路的實驗驗證 以小組為單位設計實驗驗證回路，經(jīng)老師確認后，由該組成員共同去液壓實驗室在實驗臺上進行實驗驗證。該部分說明書的撰寫格式可參考液壓課程實驗報告，實驗過程要拍一定數(shù)量的照片。 （三）液壓裝置結構設計 由指導老師選出其中一個小組成員的設計方案和數(shù)據(jù)，由該組成員共同完成該方案液壓系統(tǒng)的集成塊組的結構設計，盡量做到每個小組成員負責其中的一個集成塊的設計。集成塊之間必須考慮到相互之間的連通關系，是一個完整的液壓系統(tǒng)的集成塊。 （四）繪制工程圖、編寫設計說明書 1. 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 包括系統(tǒng)總油路圖（A3，參見圖1-3）和集成塊液壓集成回路圖（A4, 參見圖3-4)。 2. 集成塊的零件圖（A3或更大，參見圖3-8）。須按GB要求打印或用鉛筆繪制。 3. 編寫設計說明書（2萬字左右），排版、結構等須規(guī)范。 四、課程設計進程安排 序號 設計各階段內容 地點 起止日期 1 分析工況和動作要求，完成系統(tǒng)方案設計和設計計算，元部件選擇。 宿舍 12.02~11.10 2 完成指定方案的實驗驗證；完成指定方案的液壓系統(tǒng)集成油路的設計和集成塊機構設計的分配，開始進行集成塊的結構設計 宿舍 12.11~12.17 3 完成集成塊的設計和設計說明書的撰寫。 宿舍 12.18~12.24 4 答 辯 工2-729 12.26 五、應收集的資料及主要參考文獻 [1] 李笑，吳冉泉.液壓與氣壓傳動[M].北京：國防工業(yè)出版社,2006年03月 [2] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2003 [3] 雷天覺等. 液壓工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990 [4] 博世力士樂公司.博世力士樂工業(yè)液壓產(chǎn)品樣本[M]. [5] 任建勛，韓尚勇，申華楠等.液壓傳動計算與系統(tǒng)設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1982 [6] 周士昌主編. 機械設計手冊5 ?第43篇?液壓傳動與控制[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000 [7] 章宏甲，周邦俊. 金屬切削機床液壓傳動[M].南京:江蘇科學技術出版社，1985 發(fā)出任務書日期： 2011年12月2日 指導教師簽名： 預計完成日期： 2011年12月26日 專業(yè)負責人簽章： 主管院長簽章： 目 錄 廣東工業(yè)大學本科生課程設計（論文）任務書............................ 1 目錄............................................................... 3 前言............................................................. 4 1 液壓系統(tǒng)的工況分析........................................... 5 2 液壓系統(tǒng)原理圖..................................................8 2.1 初定液壓系統(tǒng).................................................. 8 2.2 確定液壓系統(tǒng).............................................. 8 3 液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件................................11 3.1 液壓缸主要尺寸的確定...................................... 11 3.2 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵規(guī)格............................. 12 3.3 液壓閥的選擇............................................... 13 3.4 確定管道尺寸.............................................. 14 3.5 液壓油箱容積的確定...................................15 4 液壓系統(tǒng)的驗算......................................... 16 4.1 壓力損失的驗算...........................................16 4.2 系統(tǒng)的溫升的驗算..........................................18 5 液壓系統(tǒng)的實驗驗證...........................................20 6 液壓集成塊結構與設計......................................21 6.1 液壓集成回路設計..............................................21 6.2 集成塊設計...............................................22 設計總結.....................................26 參考文獻.................................................. 27 附錄.....................................................28 前言 液壓與氣壓傳動，又稱液壓氣動技術，由于自身的特點——重量輕、體積緊湊、能 實現(xiàn)無級調速、便于實現(xiàn)頻繁及平穩(wěn)的換向、因而在現(xiàn)代化機械中使用得越來越多 ,是 機械設備中發(fā)展速度最快的技術之一，特別是近年來，隨著機電一體化技術的發(fā)展，與 微電子、計算機技術相結合，液壓與氣壓傳動進入了一個新的發(fā)展階段。 液壓與氣壓傳動是以流體（液壓油液或壓縮空氣）為工作介質進行能量傳遞和控制 的一種傳動形式。主要由能源裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件組成。 液壓與氣壓傳動的優(yōu)缺點 1）布置方便靈活。 2）無級調速，調速范圍可達2000：1。 3）傳動平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁換向。 4）操作控制方便，易于實現(xiàn)自動控制、中遠距離控制和過載保護。 5）標準化、系列化、通用化程度高，有利于縮短設計周期、制造周期和降低成本。 6）傳動效率不高；維護要求較高 液壓與氣壓傳動的應用和發(fā)展概況 1）液壓與氣動技術應用在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農(nóng)林機械、汽車、 船舶、航天航空等國民經(jīng)濟各行各業(yè)，是自動化技術不可缺少的手段。 2）元件小型化、系統(tǒng)集成化、機電液（氣）一體化是液壓與氣動技術的必然發(fā)展趨勢； 元件與系統(tǒng)的CAD/CAT 與計算機實時控制是當前的發(fā)展方向。 1．系統(tǒng)的工況分析 動作要求及工作參數(shù) 1．機床系統(tǒng)應實現(xiàn)的自動工作循環(huán)為：(手工上料) →(手動啟動) →工件定位(插銷)→夾緊工件→動力頭(工作臺)快進→慢速工進→快退→停止→工件拔銷→松開工件→（手工卸料）。 要求：工進完了動力頭無速度前沖現(xiàn)象。工件的定位、夾緊應保證安全可靠，加工過程中及遇意外斷電時工件不應松脫，工件夾緊壓力、速度應可調，工件加工過程中夾緊壓力穩(wěn)定。 2．工件最大夾緊力為Fi=6000N；工件插銷定位只要求到位，負載力小可不予計算。運動部件總重力為G=5500N，最大切削進給力（軸向）為Ft=30000N。動力頭快進、快退速度v1=6m/min；工進速度為v2=30—1000mm/min可調，加工過程中速度穩(wěn)定；快進行程為L1=140mm；工進行程為L2=60mm；工件定位、夾緊行程為L3=40mm。動力頭能在任意位置停止，其加速或減速時間為t=0.12s，工作臺采用水平放置的平導軌，靜摩擦系數(shù)為fs=0.22,動摩擦系數(shù)為fd=0.1。 首先根據(jù)已知條件，繪制運動部件的速度循環(huán)圖，如圖1-1所示。然后計算各階段的外負載并繪制負載圖。 液壓缸所受外負載F包括三種類型，即 F=Ft+Ff+Fa ………………………………（1-1） 式中 Ft——工作負載，對于金屬切削機床來說，即為沿活塞運動方向的切削力， 本設計中為30000N； Fa——運動部件速度變化時的慣性負載； Ff——導軌摩擦阻力負載，啟動時為靜摩擦阻力，啟動后為動摩擦阻力，對于平導軌Ff可由下試求得 Ff=f（G+FRn）; G——運動部件重力； FRn——垂直于導軌的工作負載，本設計中為零； f——導軌摩擦系數(shù)，靜摩擦系數(shù)為0.22，動摩擦系數(shù)為0.1。則求得 靜摩擦阻力 Ffs=0.225500N=1210N …………………（1-2） 動摩擦阻力 Ffd=0.15500N=550N Fa=（G/g）（ΔV/Δt）………………………（1-3） =（5500/9.8）（6/（0.1260））N=468N 式中 g--重力加速度； Δt--加速或減速時間，一般為0.01-0.5s，本設計中為0.12s； ΔV--在Δt時間內的速度變化量。本設計中ΔV=6m/min。 啟動、加速時外負載為： F= Ffs + Fa =1210+468=1678N 快進、快退時外負載為： F= Ffa =550N 工進時外負載為： F= Ffa + Ft =550+30000=30550N 根據(jù)上述計算結果，列出個工作階段所受的外負載（見表1-1）并畫出如圖1-2所示的負載循環(huán)圖。 圖1-1 速度循環(huán)圖 圖1-2 負載循環(huán)圖 表1-1 工作循環(huán)各階段的外負載 工作循環(huán) 外 負 載 F（N） 工作循環(huán) 外 負 載 F（N） 啟動、加速 Ffs + Fa 1678 工進 Ffa + Ft 30550 快進 Ffa 550 快退 Ffa 550 2.擬訂液壓系統(tǒng)原理圖 2．1、初定液壓系統(tǒng) 1）確定供油方式 液壓泵的結構形式依據(jù)初定系統(tǒng)壓力來選擇，當p<21MPa時，選用齒輪泵和葉片泵?？紤]到該機床在工作進給時負載較大，速度較低；而在快進、快退時負載較小，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。現(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。 2）調速方式的選擇 在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調速閥。根據(jù)銑削類專用機床工作時對低速性能和速度負載特性都有一定要求的特點，決定采用限壓式變量泵和調速閥組成的容積節(jié)流調速。這種調速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛好的特點，并且調速閥裝在回油路上，具有承受切削力的能力。 3）速度換接方式的選擇 本系統(tǒng)用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結構簡單、調節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。 4）夾緊回路的選擇 用三位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時,考慮到夾緊時間可調節(jié)和當進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調節(jié)和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。 5）定位回路的選擇 用三位四通電磁閥來控制插銷、拔銷換向動作時，考慮到當進油路壓力瞬時下降時仍能保持插銷力，所以接入單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。 2．2、確定液壓系統(tǒng) 1）系統(tǒng)工作原理 最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組合成圖2-1所示的液壓系統(tǒng)原理圖。 圖2-1液壓系統(tǒng)原理圖 2）工作循環(huán)過程： 一． 定位插銷——按啟動按鈕，電磁閥7YA得電，換向閥在右位，定位缸16下腔進油，活塞桿向上運動定位插銷； 二． 工件夾緊——當定位完成后，油液壓力升高，壓力繼電器BP1發(fā)出信號，電磁鐵5YA得電，換向閥在右位，夾緊缸17下缸進油，活塞桿向上運動，工件夾緊； 三． 快進——夾緊完成后，壓力上升，壓力繼電器BP2發(fā)出信號，使電磁鐵1YA、3YA得電，電磁，換向閥4處于左位，換向閥5處于右位，進給缸18左腔進油，右腔排油流向左腔，形成差動連接，實現(xiàn)快進； 四． 工進——當進給缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關2SQ后，使電磁鐵3YA失電，進給缸16的回油流回油箱，實現(xiàn)工進； 五． 快退——當進給缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關1SQ后，電磁鐵1YA失電，使電磁鐵2YA得電，進給缸右腔進油，左腔流回油箱，實現(xiàn)快退； 六． 拔銷——當進給缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關3SQ后，使2YA失電，進給缸停止工作，7YA失電，6YA得電，換向閥14處左位，定位缸16上腔進油，下腔的油液直接接回油箱，實現(xiàn)拔銷。 七． 放松——當定位缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關4SQ后，5YA、6YA失電，4YA得電，夾緊缸17上腔進油，下腔經(jīng)單向節(jié)流閥9流回油箱，實現(xiàn)放松。 八． 系統(tǒng)停止——當夾緊缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關5SQ后，電磁鐵4YA失電，系統(tǒng)停止工作。 3）電磁換向閥動作順序表 表2-1 電磁換向閥動作順序表 1YA 2 YA 3 YA 4 YA 5 YA 6 YA 7 YA 插銷 - - - - - - + 夾緊 - - - - + - + 快進 + - + - + - + 工進 + - - - + - + 快退 - + - - + - + 拔銷 - - - - + + - 放松 - - - + - - - 停止 - - - - - - - 3．液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件 3．1、液壓缸主要尺寸的確定 （1）工作壓力P的確定。 工作壓力P可以根據(jù)負載大小以及機器的類型來初步確定，現(xiàn)參閱參考文獻[2]表2-1，取液壓缸的工作壓力為4MP。 （2）計算液壓缸內徑D和活塞桿直徑d 1）進給缸內徑D和活塞桿直徑d 由負載圖知道最大負載F為30550N，按參考文獻[2]可取P2為0.5MP，ηcm為0.95，考慮到快進、快退速度相等，取d/D=0.7。將上述數(shù)據(jù)代入?yún)⒖嘉墨I[2]式（2-3） ………………………（3-1） 根據(jù)參考文獻[2]表2-4，將液壓缸內徑圓整為標準系列直徑D工作 =100mm；活塞桿直徑d工作按參考文獻[1],取d/D=0.7，按參考文獻[2]表2-5，活塞桿直徑系列取d工作=70mm。 2）夾緊缸內徑D和活塞桿直徑d 按工作要求夾緊力由單個夾緊缸提供，考慮到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應該低于進給液壓缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為3MPa，回油背壓為零，ηcm為0.95，則按參考文獻[2]式（2-3）可得 按參考文獻[2]表（2-4）及表（2-5）液壓缸和活塞桿的尺寸系列，取夾緊液壓缸的D夾緊和d夾緊分別為63mm和45mm。 3）定位缸缸內徑D和活塞桿直徑d和夾緊缸尺寸一樣 按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，由參考文獻[2]式（2-4）可得 ………………………（3-2） 式中，是由產(chǎn)品樣本查得GE系列調速閥AQF3-E10B的最小穩(wěn)定流量為50mL/min。 本設計中調速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應該選取液壓缸有桿腔的實際面積，即 可見上述不等式能滿足，液壓缸能達到所需低速。 （3）計算在各工作階段液壓缸所需的流量 3．2、確定液壓缸的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 （1）泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 ………………………………………（3-4） 式中 ——液壓泵最大工作壓力； ——執(zhí)行元件最大工作壓力； ——進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.2—0.5MPa，復雜系統(tǒng)取0.5—1.5，本設計中取0.5MPa =（4+0.5）MPa=4.5MPa 上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的進度階段出現(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儲備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力Pn應該滿足Pn(1.25-1.6) 。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本設計中Pn=1.25=5.625MPa。 （2）泵的流量確定 液壓泵的最大流量應為 …………………………………（3-5） 式中 --液壓泵的最大流量； ---同時動作的各執(zhí)行元件所需要流量之和的最大值。 ---系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取KL=1.1—1.3，現(xiàn)取KL=1.2。 ==1.224L/min=28.8L/min （3）選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上算得的Pp和再查閱參考文獻[2]，現(xiàn)選用YBX-25限壓式變量葉片泵，該泵的基本參考為：每轉排量V=25mL/r，泵的額定的壓力Pn=6.3MPa，電動機轉速，容積效率=0.85，總效率=0.7。 （4）與液壓泵匹配的電動機的選定 首先分別算出快進與工進兩種不同工況時的功率，取兩者較大值作為選擇電動機規(guī)格的依據(jù)。由于在慢進時泵輸出的流量減小，泵的效率急劇降低，一般當流量在0.2-1L/min范圍內時，可取=0.03—0.14。同時還應注意到，為了使所選擇的電動機在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點時不至停轉，需進行驗算，即 ……………………………………（3-6） 式中 --所選電動機額定功率； --限壓式變量泵的限定壓力 ---壓力為時，泵的輸出流量。 首先計算快進時的功率，快進時的外負載為550N，進油路的壓力損失0.3MPa，由式（3-4）得 快進時所需電動機功率為 工進時所需電動機功率P為 查閱文獻[4]，選用Y90s-4型電動機，其額定功率為1.1kW，額定轉速為1400 r/min。 根據(jù)產(chǎn)品樣本可查 YBX-25 的流量壓力特性曲線。再由已知的快進時流量為24L/min，工進時的流量為7.85L/min，壓力為4.5MPa，作出泵的實際工作時的流量壓力特性曲線，如圖3-1所示： 圖3-1 YBX-25液壓泵特性曲線 查得該曲線拐點處的流量為24L/min，壓力為0.7MPa，該工作點對應的功率為 所選電動機功率滿足（3-6），拐點處能正常工作。 3．3、液壓閥的選擇 本液壓系統(tǒng)可采用力士樂系統(tǒng)或GE系列的閥。此方案：均選用GE系列閥。根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。選定的液壓元件如表4所示。 表3-1 液壓元件明細表 序號 元件名稱 方案 通過流量（L/min） 1 濾油器 XU-B32100 28．8 2 液壓泵 YBX-25 28．8 3 溢流閥 YF3-E10B 24 4 三位四通換向閥 34EF30-E10B 24 5 單向調速閥 AQF3-E10B 24 6 二位四通換向閥 23EF3B-E10B 24 7 減壓閥 JF3-10B 6．5 8 壓力表開關 KF3-E3B 共用一個 9 壓力表開關 KF3-E3B 10 單向閥 AF3-EA10B 6．5 11 三位四通換向閥 34EF3O-E10B 6．5 12 單向節(jié)流閥 ALF-E10B 6．5 13 壓力繼電器 DP1-63B 6．5 14 三位四通換向閥 34EF3O-E10B 6．5 15 單向節(jié)流閥 ALF-E10B 6．5 16 壓力繼電器 DP1-63B 6．5 3．4、確定管道尺寸 油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。本系統(tǒng)主油路流量為差動時流量q=vA=,壓油管的允許流速取v=4m/s，則內徑d為 若系統(tǒng)主油路流量按快退時取q=24L/min，則可算得油管內徑d=11.3mm。 綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內徑d為14mm。 吸油管同樣可按上式計算（q=28.8L/min、v=1.5m/s），選參照YBX-25變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內徑d為25mm。 3．5、液壓油箱容積的確定 本設計為中壓液壓系統(tǒng)，液壓油箱有效容量按泵的流量的5-7倍來確定，參照文獻[2],現(xiàn)選用容量為160L的油箱。 4．液壓系統(tǒng)的驗算 已知該液壓系統(tǒng)中進、回油路的內徑為14mm，各段油管的長度分別為：AB=0.2m，AC=1.5m，AD=1.5m，DE=2m。選用L-HL32液壓油，考慮油的最低溫度為15℃，查得15℃時該液壓油的運動粘度=150cst=1.5cm2/s，油的密度ρ=920kg/。 4．1、壓力損失的驗算 (1)工進時油路壓力損失 1）工作進給時進油路壓力損失 運動部件工作進給時的最大速度為1m/min，進給時的最大流量為7.85L/min，則液壓油在管內流速v1為 管道流動雷諾數(shù)Re1為 Re1＜2300，油液在管道內流態(tài)為層流,沿程阻力系數(shù)λ1=75/Re1=75/79=0.95。 進油管道AC的沿程壓力損失Δp1-1為 查得換向閥34EF30-E10B的壓力損失Δp1-2=0.05106Pa 忽略油液通過管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進油路總壓力損失 Δp1為 2）工作進給時回油路的壓力損失 因為d/D=0.7,無桿腔，有桿腔,所以A2/A1=0.5，因此回油管流量為進油管道的二分之一，則 回油管道內流速 v2=v1/2=42.5cm/s λ2=75/Re2=75/39.7=1.9 回油管道的沿程壓力損失為Δp2-1為： 查產(chǎn)品樣本知換向閥23EF3B-E10B的壓力損失Δp2-2=0.02510Pa， 換向閥34EF30-E10B的壓力損失Δp2-3=0.02510Pa， 調速閥AQF3-E10B的壓力損失 Δp2-4=0.510Pa。 回油路總壓力損失Δp2為 3）變量泵出口的壓力pp (2）快進時的油路壓力損失 快進時液壓缸為差動連接，自匯流點B至液壓缸進油口C之間的管路BC中，流量為46.2L/min，BC段管路的沿程壓力損失Δp1-1為 同樣可求管道AB段及BD段的沿程壓力損失Δp1-2和Δp1-3為 查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為： 34EF30-E10B的壓力損失ΔP2-1=0.17MPa 23EF3B-E10B的壓力損失ΔP2-2=0.17MPa 據(jù)分析在差動連接中，泵的出口壓力pp為 快退時壓力損失驗算從略。上述驗算表明，無需修改原設計。 4．2、系統(tǒng)溫升的驗算 在整個工作循環(huán)中，工進階段所占的時間最長，為了簡化計算，主要考慮工進時的發(fā)熱量。一般情況下，工進速度大時發(fā)熱量較大，由于限壓式變量泵在流量不同時，效率相差極大，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)值大者進行分析。 當v=30mm/min時 此時泵的效率為0.1，泵的出口壓力為4.5MPa，則有 此時的功率損失為 當v=1000mm/min時，q=6.28L/min，總效率η=0.7 則 可見在工進速度高時，功率損失為0.169kW，發(fā)熱量最大。 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取K=1010-3kW/（cm2℃），油箱的散熱面積A為 系統(tǒng)的溫升為 對一般機床，△t=55～70℃ 驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內。 5.液壓系統(tǒng)的實驗驗證 經(jīng)過實驗驗證，所設計的液壓系統(tǒng)能達到要求。 6．液壓集成油路的設計 通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結構。管式元件通過油管來實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結構復雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用窨也越大，維修，保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結構簡單的系統(tǒng)。 板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接，集成塊連接和疊加閥連接。把一個液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間幅液壓油路板上的孔道勾通，。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝，高度和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結構標準化程度差，互換性不好，結構不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設計規(guī)律裝配成一個液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標準化，毓化程度高，互換性能好，維修，拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進行專業(yè)化生產(chǎn)，其質量好，性能可靠而且設計生產(chǎn)周期短。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件，幅疊加閥直接疊加而成。其結構更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管，接頭引起的泄漏，振動和噪聲。 本設計系統(tǒng)由集成塊組成，液壓閥采用廣州機訂研究所的GE系列閥。 6．1、液壓集成回路設計 1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個單元回路一般由三個液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設計液壓單元集成回路時，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設計工作量，提高通用性。 2）把各液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，組合機床的集成回路如圖5-1所示。一個完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調速回路、頂蓋、及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設計完成后，要和液壓回路進行比較，分析工作原理是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯。 圖6-1 液壓集成回路 6．2、液壓集成塊及其設計 組合機床液壓集成塊裝配總圖如圖5-2所示，它由底板1，方向調速塊2，壓力塊3，夾緊塊4和5，定位塊6和頂蓋7組成，有四個緊固螺栓8把他們連接起來，再由四個螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個完整的液壓系統(tǒng)。 圖6-2 集成塊裝配圖 （1）集成塊設計步驟為： 1）制做液壓元件方法與油路板一節(jié)相同。 2）決定通道的孔徑。集成板上的公用通道，即壓力油孔P、回油孔T、泄漏孔L（有時不用）及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定?？着c孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。 與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制螺紋或英制螺紋。 3）集成塊上液壓元件的布置。把制做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應以連接板為準。 電磁閥應布置在集成塊的前、后面上，要避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其它部分相碰。液壓元件的布置應以在集成塊上加工的孔最少為好。如圖所示，孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面，或在直徑d的范圍內，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚h必須進行強度校核。 液壓元件在水平面上的孔道若與公共油孔相通，則應盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑d范圍，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應互相垂直，不然也要鉆中間孔道。 設計專用集成塊時，要注意其高度應比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm，以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊堅固。 4）集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道、集成塊固定螺釘想通。液壓元件泄油孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動一段距離，具體可參見圖。溢流閥的先導閥部分可伸出集成塊外，有的元件如意向閥，可橫向布置。 （2）底板和頂蓋的設計 圖6-3 底板 圖6-4 頂蓋 設計總結 通過這次課程設計，讓我更系統(tǒng)地掌握了液壓傳動的有關理論和知識，使我懂得了怎樣將學過的理論知識用于實際并去解決實際問題，鍛煉了刻苦學習、認真工作、獨立思考的能力和協(xié)調合作的精神。 在做課程設計的過程中，增長了知識、學到了新東西，但也看到了自己的不足。我認為發(fā)現(xiàn)自己不足之處是可貴的，發(fā)現(xiàn)自己的不足并從中學到更多知識，真正掌握本領，為以后的工作和繼續(xù)深造打下扎實的基礎。從課程設計的過程中也意識到基礎知識的重要性，各個學科是緊密聯(lián)系的，這次課程設計也用到了比較多的機械設計和CAD制圖知識，讓我知道要學好一個學科必須學好其它相關的學科。 參考文獻 [1] 李笑，吳冉泉.液壓與氣壓傳動[M].北京：國防工業(yè)出版社,2006年03月。 [2] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2003年。 [3] 雷天覺等. 液壓工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990年。 [4] 王昆，何小柏，汪信遠.機械設計課程設計[M].高等教育出版社，1995年9月。 [5] 馮開平，左宗義.畫法幾何與機械制圖[M].華南理工大學出版社，2001年7月。