組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 說 明 書 專業(yè)班次： 機(jī)電一體化（班 姓 名： 需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 機(jī)電 系（部） 年級(jí)專業(yè) 機(jī)電一體化 姓名 設(shè)計(jì)（論文）題目： 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)開始時(shí)間： 年 月 日 設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)間： 年 月 日 設(shè)計(jì)指導(dǎo)人： 教研室主任： 系 主 任： 需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱書 題目： 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)電 系（部） 年級(jí)專業(yè) 機(jī)電一體化 姓名 評(píng)閱意見： 成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 職 務(wù)： 年 月 日 需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評(píng)定書 年級(jí)專業(yè)班級(jí)： 05 機(jī)電一體化二班 姓 名： 答辯過程 問題提問 回答情況 記錄員： 成績(jī)?cè)u(píng)定 指導(dǎo)教師 答辯小組 綜合成績(jī) 專業(yè)答辯組組長(zhǎng)： 年 月 日 需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 一、 要求 1 工作循環(huán)為“快進(jìn)工進(jìn)死擋鐵停留快退原位停止” 2 采用平導(dǎo)軌 二、原始數(shù)據(jù)： 1 加工時(shí)最大切削力為 28000N 2 快進(jìn)、快退速度相等， V=s 3 往復(fù)運(yùn)動(dòng)加速、減速時(shí)間為 靜摩擦系數(shù)為 摩擦系數(shù)為 滑臺(tái)快進(jìn)行程長(zhǎng)度為 100進(jìn)行程為 50 滑臺(tái)工進(jìn)速度 50mm/ 運(yùn)動(dòng)部件總重 G=14700N 需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 1 用簡(jiǎn)明的文字說明設(shè)計(jì)的原理、依據(jù)。畫出設(shè)計(jì)相關(guān)的圖形、圖標(biāo)、表格等。 2 用手畫圖，用 圖 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 說明書，設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)圖、液壓缸裝配圖。 需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 指 導(dǎo) 教 師 簽 字 日期 教研室主任審查簽 字 日期 系主任批準(zhǔn)簽 字 日期 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 前言 本設(shè)計(jì)主要是為機(jī)床設(shè)計(jì)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)床中，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的 自動(dòng)進(jìn)給，刀具的自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。而且可以使機(jī)床的運(yùn)動(dòng)更平衡，加工精度更高，效率更高，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)化。為了達(dá)到以上效果，我們做了這個(gè)設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的主要涉及的內(nèi)容有機(jī)床負(fù)載的分析，運(yùn)動(dòng)特性的分析，液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)，液壓元件的選擇，液壓缸的設(shè)計(jì)等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 目錄 前言 . 1 目錄 . 2 一、液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 . 4 二、液壓傳動(dòng)的工作原理和組成 . 5 三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) . 5 1、優(yōu)點(diǎn) . 6 2、液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)： . 6 四、液壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 . 7 1、液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用： . 7 2、靜液壓傳動(dòng)裝置的應(yīng)用 . 7 五、液壓系統(tǒng)工況分析 . 9 1、運(yùn)動(dòng)分析 . 9 七、擬定液壓系統(tǒng)圖 . 13 1、 調(diào)速方式的選擇 . 13 2、快速回路和速度換接方式的選擇 . 13 液壓工作原理： . 14 八、液壓元件選擇 . 17 1、選擇液壓泵和電機(jī) . 17 2、 元、輔件的選擇 . 21 九、液壓系統(tǒng)驗(yàn)算 . 24 1管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 . 24 2、液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算 . 27 十、液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r . 29 1、國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展 . 29 2、遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展 . 30 十一、注意事項(xiàng) . 32 十二、總結(jié) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 . 33 參考文獻(xiàn) . 34 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 一、液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù) 17 世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)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(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 (749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。 第一次世界大戰(zhàn) (1914液壓傳動(dòng)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 (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(dòng) 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。 20 世紀(jì)初康斯坦丁 尼斯克 (G能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究 ;1910年對(duì)液力傳動(dòng) (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。 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(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(zhǎng)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，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 二、液壓傳動(dòng)的工作原理和組成 液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用壓力能來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。 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。 1、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、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（流量閥、壓力閥、方向閥等）。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。 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 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。 三、液壓傳 動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 1、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 12%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(jí)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?duì)液體的壓力、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(zhǎng)。 6）由于液壓元件已實(shí)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(jì)、制造和使用都比較方便。 2、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(duì)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(duì)不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場(chǎng)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(duì)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(duì)油液的污染比較敏感。 5）液壓系統(tǒng)故障的診斷比較困難，因此對(duì)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)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 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)方式的結(jié)合更是前途無量。 四、液壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 1、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 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 冶金機(jī)械 電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等 起重運(yùn)輸機(jī)械 起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)?礦山機(jī)械 開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等 建筑機(jī)械 打樁機(jī)、平地機(jī)等 船舶港口機(jī)械 起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等 鑄造機(jī)械 砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等 2、靜液壓傳動(dòng)裝置的應(yīng)用 靜液壓傳動(dòng)由于具有無級(jí)變速，調(diào)速范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)恒扭或恒功率調(diào)速，容易實(shí)現(xiàn)電控等優(yōu)點(diǎn)，在工程機(jī)械中具有良好的應(yīng)用前景。但是在鏟土畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 運(yùn)輸機(jī)械和起重機(jī)械中作為主要傳動(dòng)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(jià)格又太高，會(huì)造成主同成本過高。 90年代以來，國內(nèi)已引進(jìn)了德國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(chǎng)所占份額很小。從國內(nèi)工程機(jī)械市場(chǎng)的實(shí)際出發(fā)，本文對(duì)靜液壓傳動(dòng)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用提出探討性的意見如下： （ 1）靜液壓傳動(dòng)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(duì)叉車的機(jī)動(dòng)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(jià)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。 （ 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(dòng)作為其主要傳動(dòng)裝置。國內(nèi)工程機(jī)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(duì)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。 （ 3）在國內(nèi)大型鏟土運(yùn)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(jià)格太高，在國內(nèi)用戶中難以接受。因此，在我國暫時(shí)不宜將靜液壓傳動(dòng)研究開發(fā)的重點(diǎn)放在與大型鏟土運(yùn)輸和起重機(jī)械配套上，而應(yīng)將重點(diǎn)放在上述兩類工程機(jī)械上。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 五、液壓系統(tǒng)工況分析 1、運(yùn)動(dòng)分析 繪制動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖 2、負(fù)載分析 （ 1）阻力計(jì)算 1）切削阻力 切削阻力為已知 8000N 2）摩擦阻力 取靜摩擦系數(shù) =摩擦系數(shù) ： 靜摩擦阻力 14700N=2940N 動(dòng)摩擦阻力 =14700N=1470N 3）慣性阻力 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(duì)值相等，既 u=s， t=慣性阻力為： G u/g t=14700 000N 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 入液壓缸的機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 械效率中。 6）背壓力 初算時(shí)暫不考慮。 （ 2）液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算： 1）啟動(dòng) 940/267N 2）加速 / 1470+3000） /470N 3）快進(jìn) 740/633N 4）工進(jìn) (28000+1470)/2744N 5）快退 470/633N （ 3）繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載 位移曲線圖，速度 位移曲線圖（見圖 1） 圖 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 （ 3）、確定缸筒內(nèi)徑 D，活塞桿直徑 d D= 64 4 7 2 7 6 1 0 963 . 1 4A m m m m 按 2348 1993，取 D=100mm d=1 2348 1993，取 d=70 4）、液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算 無桿腔面積 =1002/4 850業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 有桿腔面積 （ （ 1002 702） /4 004 塞桿面積 =702/4 846 5）、最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算。最低速度為工進(jìn)時(shí) u=50mm/進(jìn)采用 無桿腔進(jìn)油，單向行程調(diào)速閥調(diào)速，查 得最小穩(wěn)定流量 1 0=000 足最低速度要求。 （ 6）、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（ 1）液壓缸壓力、流量、功率計(jì)算 工 況 差 動(dòng) 快 進(jìn) 工 進(jìn) 快 退 啟 動(dòng) 加 速 恒 速 啟 動(dòng) 加 速 恒 速 計(jì) 算公 式 p= F/A3 q= =pq p=(F+ (F+ 10 10-3 效面 積1=7850 102=4004 103=3846 10 載N 3266 3000 1633 32744 3266 3000 1633 壓 力業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 工 況 差 動(dòng) 快 進(jìn) 工 進(jìn) 快 退 啟 動(dòng) 加 速 恒 速 啟 動(dòng) 加 速 恒 速 流 量L/23 率 背 壓 力 背 壓 力 、擬定液壓系統(tǒng)圖 擬定的液壓系統(tǒng)原理圖 1、 調(diào)速方式的選擇 該機(jī)床負(fù)載變化小，功率中等，且要求低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好速度負(fù)載特性好，因此采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路上加背油閥。 2、快速回路和速度換接方式的選擇 本題已選用差動(dòng)型液壓缸實(shí)現(xiàn)“快、慢、快”的回路。由于快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)有平穩(wěn)性要求，故采用行程閥或電磁閥皆可來實(shí)現(xiàn)（比較表如下表 2），工進(jìn)轉(zhuǎn)快退則利用壓力繼電器來實(shí)現(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 表 2 快進(jìn)工進(jìn)的控制方法比較 項(xiàng)目 采用行程閥 采用 電磁閥 轉(zhuǎn) 換 性 能 1 液壓沖擊小 2 轉(zhuǎn)換精度高 3 可靠性好 4 控制靈活性小 1 液壓沖擊較大 2 轉(zhuǎn)換精度較低 3 可靠性較差 4 控制靈活性大 安 裝 特 點(diǎn) 1 行程閥裝在滑座上 2 管路較復(fù)雜 3 須設(shè)置液壓撞塊機(jī)構(gòu)（撞塊長(zhǎng)度大于工進(jìn)行程） 1 電磁閥可裝在液壓站（或控制板）上，安裝靈活性大 2 管路較簡(jiǎn)單 3 須設(shè)置電氣撞塊機(jī)構(gòu) 綜上所述，本系統(tǒng)為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路與差動(dòng)回路的組合，為此可以列出不同的方案進(jìn)行綜合比較后，畫出回路圖，見圖 0 號(hào)圖縱紙。 液壓工作原理： 1. 快速前進(jìn) 按下起動(dòng)按鈕，電磁 經(jīng)鐵 1電，電磁換向閥 A 的左拉 接入回路，液動(dòng)換向閥 B 在制油液的作用下其左位接入系統(tǒng)工作，這時(shí)系統(tǒng)中油液的通路為： 進(jìn)油路：過濾器 1 變量泵 1 換向閥 A 單向閥 C 換向閥 B 左端 回油路：換向閥右端 節(jié)流閥 F 換向閥 A 油箱。 于是，換向閥 B 的閥芯右移，使其左位接入系統(tǒng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 主油路 進(jìn)油路：過濾器 1 變量泵 1 單向閥 3 換向閥 B 行程閥 11 液壓缸左腔。 回油路：液壓缸右腔 換向閥 B 單向閥 6 行程閥 11 液壓缸左腔，形成差動(dòng)連接。 此時(shí)由于負(fù)載較小，液壓系統(tǒng)的工作壓力較低，所以液控順序閥 5 關(guān)閉，液壓缸形成差動(dòng)連接，又因變量泵 2 在低壓 下輸出流量為最大，所以動(dòng)力滑臺(tái)完成快速前進(jìn)。 當(dāng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，控制擋鐵壓下行程閥 11。切斷了快進(jìn)油路，電液動(dòng)換向閥 7 的工作狀態(tài)不變 (閥 B 和閥 A 的左位仍接入系統(tǒng)工作 )，壓力油須經(jīng)調(diào)速閥 8、二位二通電磁 12 才能進(jìn)入液壓缸的左腔，由于油液流經(jīng)調(diào)速閥而使系統(tǒng)壓力升高，于是液控順序閥 5 打開，單向閥 6 關(guān)閉，使液壓缸右腔的油液經(jīng)閥 5、背壓閥 4 流回油箱，使滑臺(tái)轉(zhuǎn)換為工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其主要油路： 進(jìn)油路： 過濾器 1 變量泵 2 單向閥 3 換向閥 B 調(diào)速閥 8 電磁閥 12 液壓缸左腔。 回油路： 液壓缸右 腔 換向閥 B 順序閥 5 背壓閥 4 油箱。 因?yàn)楣ぷ鬟M(jìn)給時(shí)系統(tǒng)壓力升高，所以變量泵 2 的輸出流量便自動(dòng)減小，以適應(yīng)工作進(jìn)給的城要，進(jìn)給速率的大小由調(diào)速閥 8 來調(diào)節(jié)。 當(dāng)滑臺(tái)第二次工作進(jìn)給完畢，碰上死擋鐵后停止前進(jìn)，停留在死擋鐵處，這時(shí)液壓缸左腔油液的壓力升高，當(dāng)升高到壓力繼電器 13 的調(diào)整值時(shí)，壓力繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)給時(shí)間繼電器，其停留時(shí)間由時(shí)間繼電器控制，經(jīng)過時(shí)間繼電器的延時(shí)，再發(fā)出信號(hào)使滑臺(tái)返回。 時(shí)間繼電器延時(shí)發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵 電， 2電，這時(shí)換向閥A 的右位接入回路 ，控制油液換向閥 B 的右位拉入系統(tǒng)工作，此時(shí)，由于滑臺(tái)返回的負(fù)載小，系統(tǒng)壓力較低，變量泵 2 的流量自動(dòng)增大至最大，所以動(dòng)力滑臺(tái)快速退回。這時(shí)系統(tǒng)油液的通路為： 控制油路 進(jìn)油路： 過濾器 1 變量泵 2 換向閥 A 單向閥 D 換向閥 B 右端。 回油路： 換向閥 B 左端 節(jié)流閥 E 換向閥 A 油箱。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 主油路 進(jìn)油路： 過濾器 1 變量泵 2 單向閥 3 換向閥 B 液壓缸右腔。 回油路： 液壓缸左腔 單向閥 10 換向閥 B 油箱。 動(dòng)力滑臺(tái)快速后退，當(dāng)其快退到一定位置 (即工進(jìn)的起始位置 )時(shí)，行程閥 11 復(fù)位，使回油路更為暢通 ，但不影響快 速退回動(dòng)作。 當(dāng)滑臺(tái)退回到原位時(shí)，擋鐵壓下行程開關(guān)而發(fā)出信號(hào)，使 2電，換向閥 A、 B 都處于中位，液壓缸失去動(dòng)力源，滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。變量泵 2 輸出的油液經(jīng)單向閥 3、換向閥 B 流回油箱，液壓泵卸荷。單向閥 3 使泵卸荷時(shí)，控制油路中仍保持一定的壓力。這樣，當(dāng)電磁換向閥 A 通電時(shí)，可保證液動(dòng)換向閥 B 能正常工作。 3、油源的選擇 由液壓缸工況圖（圖 2）清楚的看出，其系統(tǒng)特點(diǎn)是快速時(shí)低壓、大流量、時(shí)間短，工進(jìn)時(shí)高壓、小流量、時(shí)間長(zhǎng)，故采用雙聯(lián)葉片泵或限壓式變量泵。將兩者進(jìn)行比較（見表 3）考慮本機(jī)床要求系統(tǒng)平穩(wěn) 、工作可靠。因而采用雙聯(lián)葉片泵。 表 3 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(jiǎn)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 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 系統(tǒng)工作循環(huán)表 4 元件名稱 動(dòng)作循環(huán) 電磁鐵 行 程 閥 壓力繼電器 1Y 2Y 快 進(jìn) 工 進(jìn) 壓 下 （工進(jìn)終 了） 快 退 停止（或中途停止） 八、液壓元件選擇 1、選擇液壓泵和電機(jī) （ 1）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 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 由于采用壓力繼電器，泵的 最高壓力為 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 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)的工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 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(jiǎn)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 快退時(shí)泵的工作壓力為 是大流量泵的最高工作壓力，此值是液控順序閥 7 和 8 調(diào)整的參考數(shù)據(jù)。 （ 2）液壓泵的流量 由 流量圖 2（ b） 可知，在快進(jìn)時(shí)，最大流量值為23L 取 K=可計(jì)算泵的最大流量 K(vq)23L 工進(jìn)時(shí)，最小流量值為 考慮 溢流閥有一定的最小溢流量，取最小溢流量為 1 L 0s）故 小流量泵應(yīng)取 據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，選用公稱流量分別為 18L 12L 稱壓力為 70力的雙聯(lián)葉片泵。 （ 3）選擇電 機(jī) 由功率圖 2（ 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 p=106（ 1093W 式中 大泵流量， 8 L 10s） 小泵流量， 2L 10s） p 液壓泵總效率，取 p = 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 圖 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 a b 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 21 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，6 型的異步電機(jī)。 2、 元、輔件的選擇 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。 液壓元件說明 編號(hào) 元 件 名 稱 型 號(hào) 技術(shù)數(shù)據(jù) P(L 調(diào)整壓力 P（ 1 葉 片 泵 12 18 雙聯(lián) p=12 P=業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 編號(hào) 元 件 名 稱 型 號(hào) 技術(shù)數(shù)據(jù) P(L 調(diào)整壓力 P（ 2 葉 片 泵 12 18 雙聯(lián) p=18 P= 三位五通電磁換向閥 35D 25B p=25 4 單向行程調(diào)速閥 25 p=25 P=2 3 溢 流 閥 Y 10 p= 4 10，卸荷壓p 6 背 壓 閥 B 10B p=10 背壓力 p=際通過流量 7 液 動(dòng) 順 序 閥 p=10 卸荷壓力 p 9（做卸荷閥用） P= 液 動(dòng) 順 序 閥 p=10 卸荷壓力 p = 9 單 向 閥 I 25B p=5 P 2 最大實(shí)際通過流量 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 編號(hào) 元 件 名 稱 型 號(hào) 技術(shù)數(shù)據(jù) P(L 調(diào)整壓力 P（ 10 單 向 閥 I 25B p=5 P 2 實(shí)際通過 流量 10 11 單 向 閥 I 25B p=5 P 2 實(shí)際通過 流量 15 12 單 向 閥 I 25B p=5 P 2 實(shí)際通過 流量 30 13 壓 力 繼 電 器 63B P=1 向區(qū)間壓力調(diào)整范圍為 14 壓 力 表 開 關(guān) K 6B p=量 6 點(diǎn)壓力值，實(shí)測(cè) 4點(diǎn)壓力值 15 濾 油 器 25 180公稱直徑 15 10稱流 25（ 10s） 注：以上元件除液壓泵、濾油器外，均為板式連接。 3、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 24 L 10s),取允許流速 u=s,則主壓力油管 d 用下式計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 d= 334 0 . 5 1 01 . 1 3 1 . 1 3 1 1 . 3 1 05 圓整化，取 d=12 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(cè)的有關(guān)表格 得管的壁厚。 選用 1412 其它油管按元件連接口尺寸決定尺寸，測(cè)壓管選用 43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 5 7倍 V=7 =7 30L=210L 九、液壓系統(tǒng)驗(yàn)算 1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(zhǎng)約為 l=管內(nèi)徑 d=10過流量 = 10s），選用 L 損耗系統(tǒng)用油，考慮最低溫度 為 15， v= 2 s。 1）判斷油流類型 利用下式計(jì)算出雷諾數(shù) 104 =10104 0業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 662000 為層流。 （ 2）沿程壓力損失 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。 進(jìn)油路上 1012 10124105油路上，其流量 10s）（差動(dòng)液壓缸2, 壓力損失為 1012 10124105于是差動(dòng)液壓缸，且 2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 105105 3）局部壓力損失 由于采用液壓裝置為集成塊式，故考慮閥類元件和集成塊內(nèi)的壓力損失。 為方便起見，將工進(jìn)時(shí)油流通過各種閥的流量和壓力損失列于下 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 26 閥的流量和壓力損失 編 號(hào) 名 稱 實(shí)際通過流量 公 稱 流 量 公稱壓力損失 05(1 單 向 閥 5 2 2 三位五通電磁換向 閥 5 2 3 單向行程調(diào)速閥 5 5 4 液 動(dòng) 順 序 閥 5 荷時(shí)壓力損失） 5 液 動(dòng) 順 序 閥 0 6 計(jì)算各閥局部壓力損失之和 2 105（ 25） 2+2 105（ 25） +5 105+ 25） 2+6 105 =105油流通過集成塊時(shí)的壓力損失為 105工進(jìn)時(shí)總的局部壓力損失為 105105業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 所以 P=（ 105 105個(gè)數(shù)值加上液壓缸的工作壓力（由外負(fù)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 5 105 式中 液壓缸工進(jìn)時(shí)克服外負(fù)載所需壓力。 而 2744 7850 10105以 P=（ +5） 105105個(gè)值比估算的溢流閥調(diào)整壓力值 67 105此，主油路上的元件和油管直徑均可不變。 2、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(jiǎn)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。 （ 1）液壓泵的輸入功率 工進(jìn)時(shí)小流量泵的壓力 4 105量 2L 10s)小流量泵的功率為 p=54 102 440W 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=105大流量泵的工作壓力 105量 8L 10s)大流量泵的功率 p=102 0W 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 故雙聯(lián)泵的合計(jì)輸出功率 440+60W=2040W （ 2）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=10s 輸出功率 v=32744 7W （ 3）系統(tǒng)發(fā)熱功率 系統(tǒng)總的發(fā)熱功率 P i 013W （ 4）散熱面積 油箱容積 V=210L，油箱近似散熱面積 A 為 A=32 2 2 20 . 0 6 5 1 0 5 2 . 2 9 6V m m （ 5）油液溫升 t 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= K t A=1198（ 23 = 設(shè)夏天的室溫為 30，則油溫為（ 30+ =沒有超過最高允許油溫（ 50 65）。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 十、液壓系統(tǒng)最新發(fā) 展?fàn)顩r 1、國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展 工程機(jī)械主要配套件有動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動(dòng)力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī) (簡(jiǎn)稱柴