數(shù)控車床中心架和托料裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（機(jī)械類）畢業(yè)論文.doc

引言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)、數(shù)控和液壓技術(shù)為主體的發(fā)展階段，進(jìn)而邁入以網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)為核心的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段。由于液壓技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)越性，使其得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。液壓技術(shù)介于機(jī)械和電子技術(shù)之間，同時(shí)又包含了機(jī)械和電子的有關(guān)內(nèi)容。所以研究液壓系統(tǒng)的應(yīng)用應(yīng)有很好的應(yīng)有價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。4液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)工業(yè)部門及農(nóng)、林、牧、漁等許多部門得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而且越先進(jìn)的設(shè)備，其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部分就越多。在造紙、紡織、塑料、橡膠等輕工行業(yè)，造紙機(jī)、紡織機(jī)、注塑機(jī)、橡膠壓塊機(jī)等機(jī)械設(shè)備上都大量使用著液壓系統(tǒng)。在礦山、石油、冶金、壓力加工等重工業(yè)中，由于液壓系統(tǒng)能傳遞很大的能量而設(shè)備的重量相對(duì)其他傳動(dòng)方式來(lái)說(shuō)又較小，所以有著更廣泛的應(yīng)用。例如礦井支架、石油鉆井平臺(tái)、高爐爐頂設(shè)備、鋼坯連鑄機(jī)、壓力機(jī)、快鍛機(jī)等設(shè)備上液壓系統(tǒng)被更廣泛地應(yīng)用。其他在電力、建筑、水利、交通、船舶、航空、汽車等行業(yè)，液壓系統(tǒng)也是重要的組成部分。至于航天、軍工等廣泛采用先進(jìn)技術(shù)的部門，液壓系統(tǒng)更是得到廣泛應(yīng)用。機(jī)床行業(yè)是最早使用液壓技術(shù)的行業(yè)之一，目前雖然由于電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)中交流變頻技術(shù)的發(fā)展而使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)奪回不少液壓驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用范圍，但在大功率驅(qū)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，液壓系統(tǒng)還是處于不可取代的地位。本文正是從此處入手，對(duì)數(shù)控機(jī)床的中心架和托料裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，并設(shè)計(jì)出專門供數(shù)控車床中心架和托料裝置使用的液壓站。在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中使用了液壓傳動(dòng)的一般規(guī)律和設(shè)計(jì)原則，最后完成設(shè)計(jì)使其滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，符合設(shè)計(jì)宗旨。2第一章概述1.1液壓技術(shù)起源6液壓技術(shù)的發(fā)展是與流體力學(xué)的理論研究成果和工程材料、液壓介質(zhì)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展緊密相聯(lián)的。1650年帕斯卡提出了封閉靜止液體中壓力傳播的帕斯卡定律；1686年牛頓揭示了粘性流體的內(nèi)摩擦定律；到18世紀(jì)，流體力學(xué)的兩個(gè)重要方程連續(xù)性方程和伯努力能量方程相繼建立，這些理論成果為液壓技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。1795年英國(guó)人布拉默發(fā)明了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)，是他首先利用水不僅進(jìn)行了能量傳遞，而且傳遞控制信號(hào)，標(biāo)志現(xiàn)代液壓技術(shù)工程應(yīng)用的開(kāi)始。水壓機(jī)的發(fā)明還與當(dāng)時(shí)鑄鐵等工程材料及一些新的制造方法的出現(xiàn)密切姓關(guān)。1851年阿姆斯特朗發(fā)明重錘式蓄能器之后，促使液壓傳動(dòng)的應(yīng)用迅速增加，到19世紀(jì)90年代，液壓傳動(dòng)已應(yīng)用于壓力機(jī)、起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、包裝機(jī)、實(shí)驗(yàn)機(jī)等許多工業(yè)部門。由于水的潤(rùn)滑性差，易產(chǎn)生銹蝕。電力傳動(dòng)的興起曾一度使水壓傳動(dòng)應(yīng)用減少。知道1905-1908年威廉斯和詹尼兩位美國(guó)工程師發(fā)明了用油作介質(zhì)的軸向柱塞式液壓傳動(dòng)裝置以后，液壓技術(shù)這種停滯不前的情況才有所改觀。加之，1910年肖研制出用油做介質(zhì)的徑向柱塞泵，威克斯于1936年又發(fā)明了先導(dǎo)式溢流閥，特別是20世紀(jì)30年代定睛橡膠等耐油密封材料的出現(xiàn)，使液壓傳動(dòng)逐步取代了水壓傳動(dòng)，并迅速發(fā)展。到了現(xiàn)在，隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，它已經(jīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門占據(jù)了主導(dǎo)地位。1.2液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)1）易于獲得較大的力或者力矩液壓傳動(dòng)是利用液體的壓力來(lái)傳遞力或力矩的。液壓泵可以獲得較高的壓力，目前液壓泵可以達(dá)到35MPa的壓力，因此液壓剛可獲得很大的力或者力矩。例如一個(gè)30cm直徑的液壓缸，壓力為21MPa時(shí)，可獲得1480kN的推力，因此被廣泛應(yīng)用于需要很大力或者力矩的重型機(jī)械上。2）功率重量大功率重量比是指其輸出功率于其重量的比值。功率重量比大的設(shè)備即重量和體積較小而輸出較大的功率。例如飛機(jī)上的液壓泵，每1kW功率的重量只有0.209kg，而電動(dòng)機(jī)每kW的重量將達(dá)到1.52kg。所以在要求傳遞大功率而又不允許有較大體積的情況下應(yīng)采用液壓傳動(dòng)。3）易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)液壓缸對(duì)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)是最方便的，而電動(dòng)機(jī)則須通過(guò)齒輪、齒條等機(jī)構(gòu)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。4）易于實(shí)現(xiàn)較大范圍的無(wú)級(jí)變速液壓傳動(dòng)通過(guò)調(diào)節(jié)液體的流量就可以方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，而且速比范圍大。例如用節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量時(shí)，其流量變化可從0.021minL變到1001minL速比可達(dá)5000，其他傳動(dòng)形式的速比是無(wú)法比擬的。5）傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)由于液壓流體的控制可以在非常小的流量時(shí)仍然很均勻，所以設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度可以很平穩(wěn)，例如機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)11minmm以下的無(wú)爬行穩(wěn)定進(jìn)給。6）可以實(shí)現(xiàn)快速而且無(wú)沖擊的變速和換向這是由于液壓機(jī)構(gòu)的功率重量比大，所以液壓設(shè)備的慣性小，因此反應(yīng)速度就快。例如液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)慣量不超過(guò)同功率電動(dòng)機(jī)的10%，故啟動(dòng)中等功率電動(dòng)機(jī)要12s，而同功率的液壓機(jī)械的啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)0.1s。故在高速換向頻繁的機(jī)床上（如平面磨床、龍門刨床）采用液壓傳動(dòng)可使換向沖擊大大減少。7）與機(jī)械傳動(dòng)相比易于布局和操縱液壓傳動(dòng)部件由管道相連，故在安裝位置上有很大的自由度，各部件可以安放在設(shè)計(jì)人員所希望的位置上。例如把泵源放到不影響機(jī)器布局的地方，把操縱機(jī)構(gòu)放在最方便的地方，這是用機(jī)械傳動(dòng)很難實(shí)現(xiàn)的，而液壓傳動(dòng)則沒(méi)有困難。8）易于防止過(guò)載事故在液壓傳動(dòng)中可以方便地用壓力閥來(lái)控制系統(tǒng)的壓力，從而防止過(guò)載，避免事故的發(fā)生，而且可以通過(guò)裝在系統(tǒng)中的壓力表來(lái)了解各處的工作情況和負(fù)載大小，而在機(jī)械傳動(dòng)中各處的負(fù)載大小就不易觀察。9）自動(dòng)潤(rùn)滑、元件壽命長(zhǎng)液壓傳動(dòng)中使用的介質(zhì)大多為礦物油，它對(duì)液壓部件產(chǎn)生潤(rùn)滑作用，因此液壓元件有自動(dòng)潤(rùn)滑作用，其壽命較長(zhǎng)。10）易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化各種液壓系統(tǒng)都是由液壓元件構(gòu)成，因此對(duì)液壓元件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，可大大提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量。與其他傳動(dòng)形式比較，液壓傳動(dòng)有以下缺點(diǎn)：41）易于出現(xiàn)泄漏；2）油的黏度隨溫度變化，引起動(dòng)作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定；3）空氣滲入液壓油后會(huì)引起爬行、振動(dòng)、噪聲；4）用礦物油做液壓介質(zhì)時(shí)，有燃燒危險(xiǎn)，應(yīng)注意防火；5）礦物油與空氣接觸會(huì)發(fā)生氧化，使油變質(zhì)，必須定期換油；6）液壓件的零件加工質(zhì)量要求較高。1.3液壓系統(tǒng)的發(fā)展方向31）提高效率，降低能耗；2）提高控制性能，適應(yīng)機(jī)電一體化主機(jī)發(fā)展的需要；3）發(fā)展集成、復(fù)合、小型化、輕量化元件；4）加強(qiáng)以提高安全性和保護(hù)環(huán)境為目標(biāo)的研究開(kāi)發(fā)；5）提高液壓元件和系統(tǒng)的可靠性；6）標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化；7）開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。綜上所述，在機(jī)床行