組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專業(yè)班次：機電一體化（班姓 名：機電系（部）年級專業(yè) 機電一體化 姓名設(shè)計（論文）題目：組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計開始時間：年 月 設(shè)計結(jié)束時間：年 月設(shè)計指導人: 教研室主任: 系主任:題目：組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計機電系（部）年級專業(yè) 機電一體化 姓名評閱意見:成績：指導教師：職 務(wù)：年級專業(yè)班級：05機電一體化二班 姓 名:答辯過程問題提問回答情況記錄員:成績評定指導教師答辯小組綜合成績專業(yè)答辯組組長：畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（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f工進f死擋鐵停留f快退f原位停止

2、”2采用平導軌二、原始數(shù)據(jù)：1加工吋最人切削力為28000n2快進、快退速度相等，v=0.1m/s3往復運動加速、減速時間為0.05s4靜摩擦系數(shù)為0.2,動摩擦系數(shù)為0.15滑臺快進行程長度為100mm,工進行程為50mm6滑臺工進速度50mm/min7運動部件總重g=14700n畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容:1. 用簡明的文字說明設(shè)計的原理、依據(jù)。畫出設(shè)計相關(guān)的圖形、圖標、表格等。2. 用手畫圖，用cad畫圖學生應(yīng)交出的設(shè)讓文件（論文）：說明書，設(shè)計的液壓系統(tǒng)圖、液壓缸裝配圖。專業(yè)班級學生要求設(shè)計（論文）工作起止h期指導教師簽字口期教研室主任審查簽字u期系主任批準簽字h期-az-.刖吞木設(shè)計主

3、要是為機床設(shè)計的液壓傳動系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)應(yīng)用在機床中，可 以實現(xiàn)機床的自動進給，刀具的自動轉(zhuǎn)換等。而且可以使機床的運動更平衡, 加工精度更高，效率更高，從而實現(xiàn)機床的自動化。為了達到以上效果，我 們做了這個設(shè)計。木設(shè)計的主要涉及的內(nèi)容有機床負載的分析，運動特性的分析，液壓系 統(tǒng)圖的設(shè)計，液壓元件的選擇，液壓缸的設(shè)計等。目錄前言1目錄2一、液壓傳動的發(fā)展概況2二、液壓傳動的工作原理和組成3三、液壓傳動的優(yōu)缺點41、優(yōu)點42、液壓傳動的缺點： 5四、液壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域61、液壓傳動在機械行業(yè)屮的應(yīng)用： 62、靜液壓傳動裝置的應(yīng)用6五、液壓系統(tǒng)工況分析71、運動分析7七、擬定液壓系統(tǒng)圖121、調(diào)速方式

4、的選擇122、快速冋路和速度換接方式的選擇12液壓工作原理：13八、液壓元件選擇161 > 選擇液壓泵和電機162、 元、輔件的選擇20九、液壓系統(tǒng)驗算231. 管路系統(tǒng)壓力損失驗算232、液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗算26十、液壓系統(tǒng)最新發(fā)展狀況281、國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展282、遠程液壓傳動系統(tǒng)的發(fā)展29十一、注意事項31十二、總結(jié)錯誤！未定義書簽。致謝32參考文獻33一、液壓傳動的發(fā)展概況液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜 壓力傳動原理而發(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，流體傳動技術(shù)水平的高低己成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要 標

5、志。第一個使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫布拉曼(josephbraman,1749-1814),在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應(yīng)用于 工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油，進一 步得到改善。第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后， 發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀末20世紀初的20年間，才開始進 入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯(f.vikers)發(fā)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 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀初康斯坦 丁 尼斯克(gconstantimsco)xd能量波動傳遞

6、所進彳亍的理論及實際研究;1910 年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方而的貢獻，使這兩方而領(lǐng)域得 到了發(fā)展。我國的液壓工業(yè)開始于20世紀50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機床和鍛 壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機床、工程機械、 冶金、農(nóng)業(yè)機械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)屮都得到了普遍 的應(yīng)用。當前液壓技術(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。同吋，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計算機輔助設(shè) 計、計算機仿真和優(yōu)化、微機控制等工作，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

7、比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機械工 業(yè)在認真消化、推廣國外引進的先進液壓技術(shù)的同時，大力研制、開發(fā)國產(chǎn) 液壓件新產(chǎn)品，加強產(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 準，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能丼而且不符合國家標準的液壓件產(chǎn)品， 采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲 得進一步發(fā)展，在各種機械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。二、液壓傳動的工作原理和組成液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，利用壓力能來張動執(zhí)行機構(gòu)的傳動方式。 驅(qū)動機床工作臺的液壓系統(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

8、：1）電動機驅(qū)動液壓泵經(jīng)濾油器從油箱屮吸油，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、換向閥進入液壓缸，推動活塞而使工 作臺左右移動。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和冋油管排冋油箱。2）工作臺的移動速度是通過節(jié)-流閥來調(diào)節(jié)的。當節(jié)流閥開大時，進入液 壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大；當節(jié)流閥關(guān)小時，進入液壓缸的 油量減少，工作臺的移動速度減少。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。它將動力部分（電動機或其它遠動機）所輸出 的機械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。2）執(zhí)行裝置一一液壓機（液壓缸、液壓馬達）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成 機械能，推動負載

9、做功。3）控制裝置一一液壓閥（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.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實現(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、液壓傳動的優(yōu)缺點1、優(yōu)點1）在相同的體積下，液壓執(zhí)行裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更人的動力。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 的體積重量只有同等功率電動機的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

10、量輕、慣性小、 反應(yīng)快，所以易于實現(xiàn)快速起動、制動和頻繁地換向。液壓裝置的換向頻率, 在實現(xiàn)往復回轉(zhuǎn)運動時可達到每分鐘500次，實現(xiàn)往復直線運動時可達每分 鐘1000次。3）液壓傳動可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速比可達1： 2000）,并可 在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。4）液壓傳動容易實現(xiàn)自動化，因為它是對液體的壓力、流量和流動方 向進行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便。當液壓控制和電氣控制或氣動控制結(jié)合使 用時，能實現(xiàn)較復雜的順序動作和遠程控制。5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護且液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。6）由于液壓元件已實現(xiàn)了標準化、系列化和通用化，所以液壓系統(tǒng)的 設(shè)計、制造和使用都比較方便

11、。2、液壓傳動的缺點：1）液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，在相對運動表面間不可避免地要冇泄 漏，同時，液體又不是絕對不可壓縮的，因此不宜在傳動比耍求嚴格的場合 采用，例如螺紋和齒輪加工機床的內(nèi)傳動鏈系統(tǒng)。2）液壓傳動在工作過程屮冇較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等, 故不宜于遠距離傳動。3）液壓傳動對油溫的變化比較敏感，油溫變化會影響運動的穩(wěn)定性。因 此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動有一定的困難。4）為了減少泄露，液壓元件的制造精度耍求高，因此，液壓元件的制造 成木高，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)地掌握液壓傳動的理論知

12、識，又要有一定的實踐經(jīng)驗。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?？偠灾簤簜鲃拥膬?yōu)點是突出的，隨著科學技術(shù)的進步，液壓傳動 的缺點將得到克服，液壓傳動將日益完善，液壓技術(shù)與電子技術(shù)及其它傳動 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、液壓傳動在機械行業(yè)屮的應(yīng)用：機床工業(yè)磨床、銃床、刨床、拉床、壓力機、自動機床、組合機床、 數(shù)控機床、加工中心等工程機械挖掘機、裝載機、推十機等汽車工業(yè)自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等農(nóng)業(yè)機械一一聯(lián)合收割機的控制系統(tǒng)、拖拉機的懸掛裝置等輕工機械一一打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機等冶金機械電爐

13、控制系統(tǒng)、軋鋼機控制系統(tǒng)等起重運輸機械起重機、叉車、裝卸機械、液壓千斤頂?shù)鹊V山機械一一開采機、提升機、液壓支架等建筑機械一一打樁機、平地機等船舶港口機械起貨機、錨機、舵機等鑄造機械一一砂型壓實機、加料機、壓鑄機等2、靜液壓傳動裝置的應(yīng)用靜液壓傳動由于具有無級變速，調(diào)速范圍寬，可以實現(xiàn)恒扭或恒功率調(diào) 速，容易實現(xiàn)電控等優(yōu)點，在工程機械中具有良好的應(yīng)用前景。但是在鏟土 運輸機械和起重機械中作為主要傳動就用卻很少，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格乂太高，會造成主同成本過高。90 年代以來，國內(nèi)已引進了德國林德公司靜液壓叉車，以及利勃海爾公司靜液 壓推土機的裝載機，但在國內(nèi)市

14、場所占份額很小。從國內(nèi)工程機械市場的實 際岀發(fā)，本文對靜液壓傳動在國內(nèi)的推廣應(yīng)用提岀探討性的意見如下：(1) 靜液壓傳動叉車在發(fā)達國家已經(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叉車的機動性能(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)靜液壓義車用戶。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，工作可靠，價格適中的產(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械由于具有挖掘，裝載，叉車和起重等多功能, 在發(fā)達國家己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

15、隨著我國經(jīng)濟建設(shè)尤其是城市建設(shè)的發(fā) 展，屮小型多功能工程機械也將在我國推廣應(yīng)用，而它們無疑將首先采用靜 液壓傳動作為其主要傳動裝置。國內(nèi)工程機械金業(yè)應(yīng)該看到中小型多功能工 程機械的發(fā)前景，聯(lián)合國內(nèi)外靜液壓元件生產(chǎn)企業(yè)共同開展對它們的研究開 發(fā)，以促進中小型多功能工程機械在我國的發(fā)展。(3) 在國內(nèi)大型鏟土運輸和起重機械中，由于配套的靜液壓與電了控制 元件的技術(shù)難度大，價格太高，在國內(nèi)用戶中難以接受。因此，在我國暫吋 不宜將靜液壓傳動研究開發(fā)的重點放在與大型鏟土運輸和起重機械配套上， 而應(yīng)將重點放在上述兩類工程機械上。五、液壓系統(tǒng)工況分析1、運動分析繪制動力滑臺的工作循壞圖死 擋 鐵2、負載分析

16、（1）阻力計算1）切削阻力切削阻力為已知2）摩擦阻力取靜摩擦系數(shù)均=0.2,動摩擦系數(shù)山=0丄則：靜摩擦阻力fuj =0.2 x 14700n=2940n動摩擦阻力fud =0.1x14700n=1470nfq=28000、n3）慣性阻力動力滑臺起動加速，反向起動加速和快退減速制動的加速度的絕對值相等，既u=o.lm/s, at=0.05s,故慣性阻力為：e,=gau/gat=14700x0. 14-9.8x0. 05=3000n4）由于動力滑臺為臥式放置，所以不考慮重力負載。5）關(guān)于液壓缸內(nèi)部密封裝置摩擦阻力fm的影響，計入液壓缸的機 械效率中。6）背壓力 初算吋暫不考慮。（2）液壓缸各階段

17、工作負載計算:1）啟動 fl=ry/ ncm=2940/0. 9=3267n2）加速 f2= （f“ +凡）/ ncm= （1470+3000） /0. 9二4470n3）快進f3二幾/ncm二 1740/0.9n二 1633n4）工進f4二（fq + fud） / n cm= （28000+1470）/0. 9n二32744n5） 快退f5= fltd/ n cm= 1470/0.9n= 1633n（3）繪制動力滑臺負載一一位移曲線圖，速度位移曲線圖（見圖1）圖1f/n八32744< a3266<1633js/nrny0 100 1；）0(3)、確定缸筒內(nèi)徑d,活塞桿直徑dd=4

18、a4 x 7276 x 10-6“=jmm - 96mm7i v 3.14按 gb/t23481993,取 d= 100mmd=0.71d=71mm按 gb/t23481993,取 d=70mm(4)、液壓缸實際有效面積計算無桿腔面積 a)=嘰 d2/4=3.14x 10074 mm2=7850mm2有桿腔面積 a2= （d2-d2） /4=3.14x （ 1002-702） /4 mmm004 mm2活塞桿而積 a3= jid2/4=3.14x702/4 mm2=3846 mm2（5）、最低穩(wěn)定速度驗算。最低速度為工進時u=50mm/min,工進采用無桿腔進油，單向行程調(diào)速閥調(diào)速，查得最小穩(wěn)

19、定流量qnijn=0.1l/minai qmin/umin=o. 1/50=0.002 m2=2000 mm2滿足最低速度要求。（6）、計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、功率計算工況差動快進工進快退啟動加 速恒速啟動加 速恒速計算 公式p=f/a3q=u3a3p=pqp=(f+p2a2) /a】q=u| ap=pqp=(f+p2a1) /a2q=u2 a2p=pq速度m/su2=0.1usxioxio-3u3=0.1效積2 有面ma!=7850x 10-6a2=4004x io'6a3=3846x 10'6負載n326630

20、00163332744326630001633壓力mpa0.850.780.424.41.410.99工況差動快進工進快退啟 動加 速恒速啟動加 速恒速流量l/min230.3924.0功率kw0.161.7550.40取背壓力p2=0.4mp取背壓力p2=0.3mp七、擬定液壓系統(tǒng)圖擬定的液圧系統(tǒng)原理圖1、調(diào)速方式的選擇該機床負載變化小，功率屮等，且要求低速運動平穩(wěn)性好速度負載 特性好，因此釆用調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路上加背油閥。2、快速冋路和速度換接方式的選擇木題已選用差動型液壓缸實現(xiàn)“快、慢、快”的冋路。由于快進轉(zhuǎn)工 進時有平穩(wěn)性要求，故采用行程閥或電磁閥皆可來實現(xiàn)（比較表如

21、下表2）, 工進轉(zhuǎn)快退則利用壓力繼電器來實現(xiàn)。表2快進工進的控制方法比較項口釆用行程閥采用電磁閥轉(zhuǎn)1.液壓沖擊小1.液壓沖擊較人換2.轉(zhuǎn)換精度高2.轉(zhuǎn)換精度較低性3.可靠性好3.可靠性較差能4.控制靈活性小4.控制靈活性大安1 行程閥裝在滑座上1.電磁閥可裝在液壓 站（或控制板）上，裝2.管路較復雜安裝靈活性大特3 須設(shè)置液壓撞塊機 構(gòu)（撞塊長度大于2.管路較簡單-點工進行程）3 須設(shè)置電氣撞塊機 構(gòu)綜上所述，本系統(tǒng)為進油節(jié)流調(diào)速回路與差動回路的組合，為此可以 列出不同的方案進行綜合比較后，畫出回路圖，見圖0號圖縱紙。液壓工作原理：1.快速而進按下起動按鈕，電磁經(jīng)鐵1ya通電，電磁換向閥a的左

22、拉接入回路， 液動換向閥b在制油液的作用下英左位接入系統(tǒng)工作，這時系統(tǒng)屮油液的通 路為：進油路：過濾器1-變量泵換向閥at單向閥c-換向閥b左端回油路：換向閥右端t節(jié)流閥ft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)。主油路進油路：過濾器i-變量泵i-單向閥3-換向閥b-行程閥11t液壓缸左 腔。冋油路：液壓缸右腔換向閥b-單向閥6-行程閥11-液壓缸左腔，形 成差動連接。此時由于負載較小，液壓系統(tǒng)的工作壓力較低，所以液控順序閥5關(guān)閉, 液壓缸形成差動連接，又因變量泵2在低壓下輸出流量為最大，所以動力滑 臺完成快速前進。2.工作進給當滑臺運動到預定位置時，控制擋鐵壓下行程閥11

23、。切斷了快進油路， 屯液動換向閥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 汕須經(jīng)調(diào)速閥8、二位二通電磁12才能進入液壓缸的左腔，rtr丁汕液流經(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，使滑臺轉(zhuǎn)換為工作進給運動。其主 要油路：進油路：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。冋油路：液壓缸右腔一換向閥b-順序閥5-背壓閥4-油箱。因為工作進給時系統(tǒng)壓力升高，所以變量泵2的輸出流量便自動減小， 以適應(yīng)工作進給的城要，進給速率的大小由調(diào)速閥8來調(diào)節(jié)。3 死擋鐵停留當滑臺第二次工作

24、進給完畢，碰上死擋鐵后停止前進，停留在死擋鐵處, 這吋液壓缸左腔汕液的壓力升高，當升高到壓力繼電器13的調(diào)整值吋，壓 力繼電器動作，發(fā)岀信號給時間繼電器，其停留時間由時間繼電器控制，經(jīng) 過時間繼電器的延時，再發(fā)岀信號使滑臺返回。4.快速退回時間繼電器延時發(fā)出信號，使電磁鐵ya停電，2ya通電，這時換向閥 a的右位接入冋路，控制油液換向閥b的右位拉入系統(tǒng)工作，此時，由于滑 臺返冋的負載小，系統(tǒng)壓力較低，變量泵2的流量自動增大至最大，所以動 力滑臺快速退冋。這吋系統(tǒng)油液的通路為：控制油路進油路：過濾器1 -變量泵2-換向閥a-單向閥dt換向閥b右端。冋油路：換向閥b左端t節(jié)流閥e-換向閥a-油箱。

25、主油路進油路：過濾器1-變量泵2-單向閥3-換向閥b-液壓缸右腔?；赜吐罚阂簤焊鬃笄?單向閥10-換向閥b-油箱。動力滑臺快速后退，當其快退到一定位置（即工進的起始位置）吋，行程 閥11復位，使冋油路更為暢通，但不影響快速退冋動作。5.原位停止當滑臺退回到原位時，擋鐵壓下行程開關(guān)而發(fā)出信號，使2ya斷電，換 向閥a、b都處于屮位，液壓缸失去動力源，滑臺停止運動。變量泵2輸出 的油液經(jīng)單向閥3、換向閥b流冋油箱，液壓泵卸荷。單向閥3使泵卸荷時, 控制油路中仍保持一定的壓力。這樣，當電磁換向閥a通電時，可保證液動 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)特點是快

26、速 時低壓、大流量、時間短，工進時高壓、小流量、時間長，故采用雙聯(lián) 葉片泵或限壓式變量泵。將兩者進行比較（見表3）考慮本機床要求系 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，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，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) 較復雜3.系統(tǒng)較簡單雙聯(lián)葉片泵限壓式變量葉片泵4.冇溢流損失，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 升較低系統(tǒng)工作循環(huán)表4元件名

27、稱動作循環(huán)電磁鐵行程閥壓力繼電器1y2y快進+/工進+壓下+ （工進終 t）快退+/停止（或中途停 止）/八、液壓元件選擇1、選擇液壓泵和屯機（1）確定液壓泵的工作壓力 由前面可知，液壓缸在整個工作循環(huán)中 的最大工作壓力為4.4mpa,木系統(tǒng)采用調(diào)速閥進油節(jié)流調(diào)速，選取進油管道壓力損失 為 0.6mpa。由于采用壓力繼電器，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ppi= (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pul.25 ppi =1.25x5. 5mpa=6. 7m

28、pa大流量泵只在快速時向液壓缸輸油，由壓力圖可知，液壓缸快退時的工 作壓力比快進時大，這時壓力油不通過調(diào)速閥，進油路比較簡單，但流經(jīng)管 道和閥的油流量較人。取進汕路壓力損失為0.5mpa,故快退時泵的工作壓力為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，在快進時，最大流量值為 23l / min,取k=l.l,則可計算泵的最大流量qvpgjmaxqvp =1.1 x23l / min二25. 3l / min在工進時，最小流量值為0.39 l / min.為保證工進時系統(tǒng)

29、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ll/min (約0. 017x 10- m / s )故小流量泵應(yīng)取1.39l/min根據(jù)以上計算數(shù)值，選用公稱流量分別為18l / min. 12l/min；公稱 壓力為70mpa壓力的雙聯(lián)葉片泵。(3) 選擇電機 由功率圖2 (c)可知，最大功率出現(xiàn)在快退階段，其 數(shù)值按下式計算pp= pp2 (qvl+qv2) / np=1.35xl()6 (0. 2+0.3) x 10'3 / 0. 75=993w式中 qvi大泵流量，q、】二 18 l/min （約 0. 3x 10_；m3 / s）qv2小泵流量，qv2=12l

30、 / min (約 0. 2x 10"m3 / s)np液壓泵總效率，取11p二0.75。圖224230.391?0c0 1）04.40,990.47151100 1-400.40.160.02791?.0100 150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 1.1kwj52-6型的異步電機。2、元、輔件的選擇根據(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。液壓元件說明編號件稱 元名號 型p公b i p m3 / 護 l葉片泵81x/21x-by2=1%o7 = p聯(lián) 雙e編 號件稱 元名型號技術(shù)數(shù)據(jù)p(mpa)q、,( l/min

31、)調(diào)整壓力p （mpa）2葉 片 泵yb-12 / 18雙聯(lián) p=7.0,幺,=18p=1.353三位 五通 屯磁 換向 閥35d-25bp=6.3, qv =254單向 行程qci-25p=63, qv =25ap=23qvmin =0.035溢流 閥y-10p=6.3,幾伽04 %, = 10,卸荷壓 p<1.56背壓匾1b-10bp=6.3,幺,=10 背壓力 p=0.50. 6 實際通過流量 qv 1.57動序閥 液順xy-b10bp=6.3, qv =10 卸荷壓力 p< 1.5 實際通過流量中=9 （做卸荷閥用）p=1.358鳥閥xy-b10bp=6.3, qv=10

32、卸荷壓力 p<1.5 實際通過流量qv=1.5p=1.35+(0.5 0.8)9單 向 閥i-25bp=6.3, qv=25ap2 最大實際通過流量qv =22編 號件稱 元名型號技術(shù)數(shù)據(jù)p(mpa)q、,( l / min)調(diào)整壓力p (mpa)10單 向 閥i-25bp=6.3, qv=25ap2 實際病過流量qv=1011單 向 閥i-25bp=6.3, qv=25ap<2 實際通過流量qv1512單 向 閥i-25bp=6.3, qv=25ap2 實際通過流量qv 3013壓力 繼電器dp1-63bp=16.3,反向區(qū)間壓力調(diào)整范 圍為0.50.814昇關(guān)k-6bp=6.3

33、,測量6點壓力值，實測4 點壓力值15濾 油 器wu-25x 180j型公稱直徑15x10-m公稱流25go. 42x10v/s)注：以上元件除液壓泵、濾汕器外，均為板式連接。3、確定管道尺寸由于本系統(tǒng)液壓缸差動連接時，油管內(nèi)通油量較大，其實際流量qv =24 l / min (0. 5x 10_3m3 / s),取允許流速u=0. 5m / s,貝【j主壓力油管d用下式計算圓整化，取d= 12mm。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6。選用14mmx 12mm冷拔無縫鋼管。其它油管按元件連接口尺寸決定尺寸，測壓管選用4mmx3nrn）紫銅管 或

34、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、確定油箱容量屮壓系統(tǒng)油箱的容量，一般取液壓泵公稱流量中的 57倍v=7 qv =7x30l=210l九、液壓系統(tǒng)驗算1.管路系統(tǒng)壓力損失驗算由于有同類型液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考，故一般不必驗算壓 力損失值。下面以工進時的管路壓力損失為例計算如下：已知:進油管、回油管長約為l=1.5m,油管內(nèi)徑d=l. 2x 10 m,通過流 量如=0.39 l/min （0. 0065x 10f / s）,選用 l-hm32 全損耗系統(tǒng)用油， 考慮最低溫度為 15°c, v=1.5cm2/so1）判斷油流類型利用下式計算出雷諾數(shù)re= 1.

35、273 qv x 104 / dv =1. 273 x 0. 0065 x io-3 x 104 / 1.2 xiq'71.5662000為層流。（2）沿程壓力損失eapj利用公式分別算出進、回油壓力損失，然 后相加即得到總的沿程損失。進油路上api=4.4x 10,2v.l.qv / d'二4.3x 10,2x 1. 5x 1. 5x0. 0065x 1o-3 / 124pa=0. 0313x 105pa回油路上，其流量qv=0.75 l / min （0. 0125x 10v / s）（差動液壓缸 ai2a2）,壓力損失為pi=4.3x 10%丄qv / d'=4.

36、3x10,2x 1.5x1. 5x0. 00325x io'3 / 124pa=0. 01532 x105pa由于是差動液壓缸，口人2a2,故冋油路的損失只有一半折合到進油腔, 所以工進吋總的沿程損失為s api= （0.03103+0.5x0.01532） x 105pa=0. 039x105pa（3）局部壓力損失lap2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，將工進時油流通過各種閥的流量和壓力損失列于下閥的流量和圧力損失編號名稱實際通過流量%, (l / min)公稱流量qvr l / min)公稱壓力損 失aprx105(pa)1單向閥0.39

37、2522三位五通電磁換向 閥0.392523單向行程調(diào)速閥0.392554液動順序閥0.195251.5 (卸荷時 壓力損失)5液動順序閥0.195106計算各閥局部壓力損失z和刀apvllfs apv=2x 105x (0.39 / 25) 2+2x 105x (0.39 / 25) +5x 105+0. 5 xi. 5x (0.39 / 25) 2+0. 5x6x 105pa二& lxio'pa取油流通過集成塊吋的壓力損火為eapj=0.3x105pa故工進時總的局部壓力損失為lap2= (8.1+0.3) x 105pa=8.4 x 105pa所以 eap= (0.5+8

38、.4) x105pa=9x105pa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5x105pa),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= 1： ap+p1+5x105式屮p,液壓缸工進時克服外負載所需壓力。而pi= fo / ai=32744 / 7850 x 10_6pa=41. 7 x 105pa所以p= (41.7+9+5) x105pa=55. 7x 105pa這個值比估算的溢流閥調(diào)整壓力值67x10%小。因此，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)熱與溫升驗算木機床的工作吋間主要是工進工況，為簡化計算，主要

39、考慮工進時的 發(fā)熱，故按工進工況驗算系統(tǒng)溫升。(1) 液壓泵的輸入功率 工進時小流量泵的壓力ppi=54x 105pa,流量qvpi=12l / min (0.2x 10 w / s)小流量泵的功率為pi二 ppiqvpi / np=54x0.2x 102/ 0. 75w二 1440w式小嘰一液壓泵的總效率。工進時大流量泵卸荷，順序閥的壓力損失ap=1.5x105pa,即大流量泵的工 作壓力 pp2=1.5x105pa,流量 qvp2=18l /min (0.3x10 / s)大流量泵的功率 p2為p2= pp2qvp2 / np=1.5x0.3x102/ 0. 75w=60w故雙聯(lián)泵的合計輸

40、出功率pi為r二 pi+ p2=l440+60w=2040w（2）有效功率工進吋，液壓缸的負載f=32744n,取工進速度v=0.00083x10_3m/ s輸出功率po為p0=fv=32744 x o.ooo83w=27w（3）系統(tǒng)發(fā)熱功率ph系統(tǒng)總的發(fā)熱功率ph為p1-pi-po=2o13w（4）散熱面積油箱容積v=210l,油箱近似散熱面積a為a=0.065 奶=0.065 x vlofm2 = 2.296m2（5）油液溫升at 假定采用風冷，取油箱的傳熱系數(shù)kt=23w/ （m2. °c）, 可得汕液溫升為 t 二 ph/ 工k（a=1198/ （23x2.296） 

41、6;c =22. 7 °c設(shè)夏天的室溫為30°c,則油溫為（30+22.7） °c二52.7°c,沒有超過最高 允許油溫（5065°c）o十、液壓系統(tǒng)最新發(fā)展狀況1、國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展工程機械主耍配套件冇動力元件、傳動元件、液壓元件及電氣元件等。 目前工程機械動力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動機(簡稱柴油機)；傳動分 機械傳動、液力機械傳動、靜液壓傳動、電傳動等。但目前工程機械用得最 多、最普遍的為液力機械傳動及靜液壓傳動。整個傳動系統(tǒng)還包括傳動軸、 驅(qū)動橋等。靜液壓傳動冇多種結(jié)構(gòu)形式，冇的冇傳動軸、驅(qū)動橋，冇的沒冇, 視情況而定；液壓元件主耍有

42、缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元 件的泵(主要是變量泵)、馬達(變量與定量)，以及相應(yīng)的減速機等；電氣元件 以前對工程機械的影響還并不大，最早的工程機械電氣系統(tǒng)，主要是起動電 路及照明電路，系統(tǒng)及元件都非常簡單，起動可以用拖起動，口天干活不用 照明，因此，這兩個電路系統(tǒng)出了故障也能勉強維持工作。但工程機械發(fā)展 到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機械一個非常關(guān)鍵的部分，可以 說今天的絕犬多數(shù)工程機械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的其至 寸步難行，等丁一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、屯器元件目前也是工程機械最 關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元件外，還有各種傳感器, 齊種控

43、制元件及微處理機等等。卜-而就國際上這些工程機械主要配套件的基 本情況及發(fā)展趨勢談?wù)効捶?。目前國外工程機械主要配套件大多數(shù)都生產(chǎn)歷史悠久，技術(shù)成熟、供應(yīng) 充足，生產(chǎn)集屮度高，品牌效應(yīng)突出。配套件的發(fā)展隨主機的發(fā)展而發(fā)展， 同時配套件口身的發(fā)展反過來乂促進主機的發(fā)展。目前國外工程機械配套件 的發(fā)展形勢好過主機的發(fā)展形勢。目前國外工程機械配套件的發(fā)展形勢比較 好。近些年來國外工程機械有一種發(fā)展趨勢，主機制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè) 方向發(fā)展，配套件逐步由供應(yīng)商來提供。比如世界上實力最強的主機制造企 業(yè)美國的卡特彼勒(caterpillar*)、凱斯(case)、日本的小松(komatsu)、瑞典的 沃爾

44、沃(volvo)等世界上這些大型的工程機械主機制造金業(yè)，具配套件的配套 能力也是非常強的，它們的配套件外配的數(shù)量也是在逐年大幅度地增長，一 些中小工程機械企業(yè)就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企業(yè)來提 供。這樣做有幾大好處，主機企業(yè)可集屮精力把自己的主機產(chǎn)品作好，減少 配套件完全由主機企業(yè)自c來承擔的風險，而配套件企業(yè)作得更強更大，有 能力迅速提高配套件的質(zhì)量、技術(shù)水平，同時能為主機企業(yè)提供更多的新產(chǎn) 品，這樣更容易促進主機產(chǎn)品的發(fā)展。國外工程機械主機企業(yè)從1988年達 850億美元的銷售額以來，基本上沒冇多大變化，而相反這些年來配套件從 150億美元，增長到1000億美元，增幅是相當大的

45、。因此，國外工程機械配 套件這些年來得到了快速發(fā)展。國外工程機械配套件生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成 熟、甜種齊全，完全能滿足各種工程機械的配套需求國外許多工程機械主 要配套件企業(yè)都有50年，甚至100年以上的發(fā)展歷史，企業(yè)的規(guī)模都相對 較大，技術(shù)十分成熟，品種也非常齊全，幾乎應(yīng)冇盡冇。比如目前世界上生 產(chǎn)密封件及減振器最大的企業(yè)，德國的弗羅伊登貝克（freudenberg）公司，成 立于1849年，生產(chǎn)密封件及減振器已冇100多年歷史，其品種應(yīng)冇盡冇， 從技術(shù)上、品種上完全能滿足液壓行業(yè)對密封件及密封技術(shù)的要求。同時述 不斷推出新的密封材料及新的密封結(jié)構(gòu)，推動液壓密封技術(shù)不斷向更高技術(shù) 水平發(fā)展。目前

46、世界上最大的中大型發(fā)動機制造企業(yè)，美國的康明斯 （cummins）發(fā)動機制造公司，成立于1919年，也兒乎有近100年的歷史。 37.3kw（50馬力）以上的柴汕機可以全方位為各種工程機械，其至所有需耍柴 油機動力的各種機械配套，在技術(shù)上可以完全滿足最苛刻的歐ii、歐iii排 放標準，甚至可以達到歐iv、歐v排放標準。在流體產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)，口前世界上最大的流體產(chǎn)品（主要是液壓件、密封 件及液壓附件等）制造金業(yè)，美國的派克（parket）公司，成立于1918年，也有 近100年歷史，可以提供品種齊全的、高技術(shù)水平的液壓件、密封件及所有 的液壓附件。目前世界上最大的用于靜液壓系統(tǒng)的變量液壓元件制造企業(yè)

47、， 德國的博士一一力士樂公司，已有200多年的歷史，從1953年開始全面制 造液壓元件，也有50年以上歷史。其最具特色的產(chǎn)品是用于靜液壓傳動的 變量系統(tǒng)液壓元件，無論是斜盤式或斜軸式，閉式（泵控）或開式（閥控）系統(tǒng)液 壓元件品種都非常齊全，能為各種需耍靜液壓系統(tǒng)元件的工程機械整個系統(tǒng) 成套配套。還有世界上最大的傳動部件制造企業(yè)，德國的zf公司，成立于 1915年，也冇近100年丿刃史，能為各種工程機械捉供品種齊全的傳動部件。 在電氣配套件方面，世界最大的徳國西門子電氣公司，以及日本的東芝公司、 川崎公司、德國的i専士（bose）公司等，都有50年以上，甚至100年以上的悠 久歷史，能滿足工程機

48、械各種高技術(shù)水平的電氣系統(tǒng)和電氣元件的要求。2、遠程液壓傳動系統(tǒng)的發(fā)展在科學技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn) 代化信息技術(shù)正對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生著前所未有的影響。這些信息技術(shù) 的進步，為今后制造業(yè)的發(fā)展，設(shè)計方法與制造技術(shù)模式的改變指明了方向, 為數(shù)字化設(shè)計資源與制造資源的遠程共享，進一步捉高產(chǎn)品開發(fā)效率奠定了 基礎(chǔ)。這一點己經(jīng)引起了學術(shù)界的廣泛關(guān)注，并口有很多科研學者己經(jīng)投入 到了這方面的研究。n前在液壓領(lǐng)域小，特別是小小企業(yè)在進行液壓傳動系 統(tǒng)的設(shè)計時，存在著零部件種類繁多、系統(tǒng)集成復雜、參考資料缺乏等一系 列困難，而遠程設(shè)計服務(wù)可以解決這些問題。為減輕液壓設(shè)計人員的工作負 擔，實現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)計模式的轉(zhuǎn)變以及設(shè)計資源、技術(shù)資源和產(chǎn)品信息的共享, 本文提出了建立基于web的遠程液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計的新模式。（1）系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)基于web的遠程液壓傳動設(shè)計系統(tǒng)采用b / s（瀏覽器/服務(wù)器）模式的 體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端上存放了所有與設(shè)計計算相關(guān)的應(yīng)用程序，以及用戶信 息數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫與專家知識數(shù)據(jù)庫等。用戶在使用該設(shè)計系統(tǒng)時, 只要客戶端具備上網(wǎng)功能（即安製了 ie瀏覽器并接通網(wǎng)絡(luò)）即可訪問使用。這 樣的休系結(jié)構(gòu)具有它獨特的優(yōu)勢：克服了傳統(tǒng)單機版應(yīng)用程序只能單機操作 的局限性，實現(xiàn)了設(shè)計與技術(shù)資