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西安文理學(xué)院機(jī)械電子工程系 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 08 級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 2 班 學(xué) 號(hào) 08102080235 學(xué)生姓名 王曉海 指導(dǎo)教師 周毓明 設(shè)計(jì)所在單位 西安文理學(xué)院 2012 年 5 月 西安西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題 目 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 王曉海 學(xué) 號(hào) 08102080235 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化 2 班 指導(dǎo)教師 周毓明 職 稱 副教授 教 研 室 機(jī)械 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)與要求 根據(jù)加工和生產(chǎn)高效的要求，達(dá)到自動(dòng)化目的，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)：（用于銑削、鉆、鉸和 鏜通孔）原位快速接近工件工作進(jìn)給快速退回停止。要求：快速前進(jìn)和快速退回的速度為 （8085mm/s ）5m/min ，工作進(jìn)給速度可調(diào)范圍（0.067 6.67mm/s）4400mm/min，進(jìn)給 速度平穩(wěn)，推力 8 噸。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求： 1、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料多篇（其中外文文獻(xiàn)資料不少于 1 篇） ，了解相關(guān)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀； 2、寫開題報(bào)告 1 份； 3、翻譯 2000 單詞以上的外文文獻(xiàn)； 4、繪制總裝配圖或用三維軟件進(jìn)行建模； 5、繪制主要零件（集成塊、油箱及面板）工程圖； 6、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一份（15000 字左右） 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)程 起止時(shí)間 工作內(nèi)容 2012.1.102012.2.27 2012.3.12012.3.15 2012.3.162012.3.31 2012.4.12012.4.18 2012.4.192012.4.30 2012.5.12012.5.5 2012.5.62012.5.11 2012.5.122012.5.19 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料多篇（其中外文文獻(xiàn)資料不少于 1 篇） ，了解 相關(guān)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，撰寫開題報(bào)告； 翻譯 2000 單詞以上的外文文獻(xiàn)，繪制總裝配圖或用三維軟件進(jìn) 行建模； 工況分析設(shè)計(jì)液壓回路，系統(tǒng)原理分析及設(shè)計(jì)； 主要參數(shù)的計(jì)算，液壓元件的選擇； 繪制主要零件（集成塊、油箱及面板）工程圖； 撰寫畢業(yè)論文，論文定稿； 整理資料準(zhǔn)備答辯； 答辯； 開始日期 2012.1.10 完成日期 2012.5.11 教研室主任（簽字） 系主任（簽字） 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題 目 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 王曉海 學(xué) 號(hào) 08102080235 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 周毓明 開題時(shí)間 2012-2-26 班 級(jí) 機(jī)械 2 班 一、 選題目的和意義 動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式它采用液壓完成傳遞能量的過程。因 為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)方式的靈活性和便捷性，液壓系統(tǒng)在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 利用這種原件組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的 傳動(dòng)系統(tǒng)來完成大量的傳遞轉(zhuǎn)換和控制。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)液壓控制部分的關(guān)鍵。設(shè)計(jì) 主要包括應(yīng)用系統(tǒng)工況分析和系統(tǒng)的確定，液壓系統(tǒng)參數(shù)的確定，液壓系統(tǒng)圖的擬定，液壓 元件的計(jì)算和選取等。 二、 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 液壓系統(tǒng)是據(jù)十七世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理發(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)。當(dāng)今，液體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā) 展水平的重要標(biāo)志。 六十年代有了進(jìn)一步發(fā)展，滲透到了各個(gè)工業(yè)部門，在工業(yè)機(jī)械、冶金、機(jī)場(chǎng)、汽車等 工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。如今的液壓系統(tǒng)技術(shù)向著高壓、高速、高效率、高集成等方向發(fā)展。 同時(shí)，新元件的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)的仿真和優(yōu)化等工作，也取得了卓有的成效。 工程機(jī)械主要的配套件有動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、液壓元件及電器元件等。內(nèi)燃式柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)是目前工程機(jī)械動(dòng)力元件基本上都是采用的：傳動(dòng)分為機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)等。液 力機(jī)械傳動(dòng)是現(xiàn)在最普遍使用的。液壓元件主要有泵、缸、密封件和液壓輔件等。 當(dāng)前，我國(guó)的液壓件也已從低壓到高壓形成系列。我國(guó)機(jī)械工業(yè)在引進(jìn)并吸收新技術(shù)的 基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究，獲得了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的液壓產(chǎn)品。并進(jìn)一步的優(yōu)化自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，得 到性能更好更符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。國(guó)外的工程機(jī)械主要配套件的特點(diǎn)是生產(chǎn)歷史悠久技術(shù) 成熟、生產(chǎn)集中度高、品牌效應(yīng)突出。主機(jī)和配套件是相互影響、相互促進(jìn)的。當(dāng)下，國(guó)外 工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢(shì)較好。 最近，這些年國(guó)外的工程機(jī)械有一種趨勢(shì)，就是：主機(jī)的制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè)方向 發(fā)展，配套件由供應(yīng)商提供。美國(guó)的凱斯、瑞典的沃爾沃等是世界實(shí)力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)， 其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，數(shù)量上也是逐年大幅的增長(zhǎng)，配套件主要零部件由制造 企業(yè)來提供。 在科技大爆發(fā)的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)人類的生產(chǎn) 生活產(chǎn)生了前所未有的影響。這也為今后制造業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)方法與制造技術(shù)模式的改變指 明了方向，為數(shù)字化的設(shè)計(jì)資源與制造資源的遠(yuǎn)程共享，提高了產(chǎn)品效率，奠定了基礎(chǔ)。目 前，在液壓領(lǐng)域中，特別是中小企業(yè)在進(jìn)行液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，存在零部件種類繁多、系 統(tǒng)集成復(fù)雜、參考資料缺乏等一系列困難，而遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)可以解決這些問題。 三、 主要研究?jī)?nèi)容 （1）液壓系統(tǒng)技術(shù)的歷史，發(fā)展過程，特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)； （2）主要研究對(duì)液壓系統(tǒng)的工況分析，負(fù)載圖和速度圖的繪制，液壓缸主要參數(shù)的確定以 及液壓回路的選擇； （3）主要研究液壓泵，閥類元件及輔助元件，油管以及油箱； 指導(dǎo)教師意見及建議： 簽字： 年 月 日 教研室審核意見： 簽字： 年 月 日 注：此表前三項(xiàng)由學(xué)生填寫后，交指導(dǎo)教師簽署意見，經(jīng)教研室審批后，才能開題。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 題 目 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 王曉海 學(xué) 號(hào) 08102080235 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 周瑜明 檢查時(shí)間 2012-3-29 班 級(jí) 08 機(jī)電 2 班 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 進(jìn) 展 情 況 通過對(duì)鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)相關(guān)資料的學(xué)習(xí)，以及對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的了解，現(xiàn)基 本完成以下設(shè)計(jì)工作： 1.完成工況分析設(shè)計(jì)液壓回路，系統(tǒng)原理分析及設(shè)計(jì)：鉆削動(dòng)力頭的工作原理， 鉆削動(dòng)力頭系統(tǒng)的基本組成。 2 主要參數(shù)的計(jì)算確定：負(fù)載分析，液壓缸參數(shù)計(jì)算，液壓泵參數(shù)計(jì)算等 3.液壓元件和裝置的選擇：液壓閥的選擇，油管的選擇，濾油器的選擇，密封件 的選擇。 下一步設(shè)計(jì)工作內(nèi)容是集成塊油箱及面板部分設(shè)計(jì)以及相關(guān)零件的設(shè)計(jì)以及 相關(guān)零件圖的繪制。 指 導(dǎo) 教 師 意 見 簽字： 年 月 日 教研室意見 簽字： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)分表 學(xué)生姓名 王曉海 學(xué) 號(hào) 08102080235 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng) 化 班 級(jí) 機(jī)械 2 班 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間 2012 年 1 月 10 日至 2012 年 5 月 11 日 指導(dǎo)教師評(píng)語： 建議成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)分表 學(xué)生姓名 王曉海 學(xué) 號(hào) 08102080235 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng) 化 班 級(jí) 機(jī)械 2 班 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間 2012 年 1 月 10 日至 2012 年 5 月 11 日 評(píng)閱教師評(píng)語： 建議成績(jī)： 評(píng)閱教師簽名： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄 學(xué)生姓名 王曉海 學(xué) 號(hào) 08102080235 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 答辯時(shí)間 2012 年 5 月18 日 答辯地點(diǎn) B0403 指導(dǎo)教師 周瑜明 題 目 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名 職 稱 姓 名 職 稱 答辯小組 成 員 提問及回答情況記錄： 記錄人簽字： 年 月 日 答辯成績(jī)： 答辯小組組長(zhǎng)簽名： 年 月 日 畢業(yè)論文成績(jī) 答辯委員會(huì) 認(rèn)定成績(jī) 畢業(yè)論文等級(jí) 系（院）答辯委員會(huì)意見： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 注：1、畢業(yè)論文成績(jī)=指導(dǎo)教師成績(jī)40% 評(píng)閱教師成績(jī)20% 答辯成績(jī)40%； 2、答辯委員會(huì)認(rèn)定成績(jī)是根據(jù)該生畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的表現(xiàn)及該專業(yè)整體論文情況的綜合評(píng)定成績(jī)。 3、論文等級(jí)分優(yōu)秀（90 分） 、良好（8089 分） 、中等（7079 分） 、及格（6069 分） 、 不及格（60 分） 。 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要： 動(dòng) 力 頭 也 稱 動(dòng) 力 刀 座 指 的 是 安 裝 在 動(dòng) 力 刀 塔 上 可 由 液 壓 系 統(tǒng) 驅(qū) 動(dòng) 的 刀 座 。 伴 隨 著 加 工 件 的 日 益 復(fù) 雜 化 、 精 度 等 級(jí) 以 及 加 工 效 率 的 提 高 ， 多 軸 向 、 高 轉(zhuǎn) 速 成 為 工 具 機(jī) 必 備 的 條 件 ， 除 了 加 工 中 心 機(jī) 走 向 機(jī) 能 復(fù) 合 化 外 ， 車 床 方 面 已 由 早 期 的 臥 式 車 床 開 發(fā) 出 許 多 新 的 加 工 形 態(tài) ， 例 如 鉆 削 床 、 立 式 車 床 、 倒 立 車 床 、 以 及 車 銑 復(fù) 合 機(jī) 種 ， 以 順 應(yīng) 新 時(shí) 代 加 工 方 式 的 需 求 。 其 中 鉆 削 新 概 念 復(fù) 合 機(jī) 無 疑 是 一 項(xiàng) 新 技 術(shù) 結(jié) 合 的 工 具 機(jī) 杰 作 ， 最 大 的 優(yōu) 點(diǎn) 在 于 可 輕 易 地 在 同 一 機(jī) 臺(tái) 上 做 復(fù) 雜 零 件 的 加 工 ， 可 同 時(shí) 進(jìn) 行 車 削 、 鉆 孔 、 攻 牙 、 端 面 切 槽 、 側(cè) 面 切 槽 、 側(cè) 面 銑 削 、 角 度 鉆 孔 、 曲 線 銑 削 等 等 。 可 由 一 臺(tái) 機(jī) 床 完 成 一 個(gè) 零 件 的 所 有 加 工 流 程 ， 大 大 降 低 上 下 料 換 機(jī) 臺(tái) 加 工 的 時(shí) 間 。 在 新 時(shí) 代 車 銑 復(fù) 合 機(jī) 中 都 必 須 搭 配 動(dòng) 力 刀 塔 才 能 具 備 車 銑 復(fù) 合 的 功 能 ， 因 此 一 款 功 能 性 佳 、 精 度 高 的 C 軸 動(dòng) 力 刀 塔 ， 將 使 新 時(shí) 代 車 銑 復(fù) 合 機(jī) 更 臻 完 善 。 還闡述了動(dòng)力頭液壓技術(shù)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展最快的技術(shù)之一。隨著科技步伐 的加快，液壓技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。液壓技術(shù)己成為主機(jī)設(shè)備中最關(guān)鍵 的部分之一。 鉆削動(dòng)力頭液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，除了滿足在性能方面規(guī)定要求外，還必須符合體積 小，重量輕，工作可靠，使用和維修方便等一些公認(rèn)的普通設(shè)計(jì)原則。液壓系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知條件，來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵以及其 他元件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 動(dòng)力頭 液壓系統(tǒng) 鉆削加工 The Design of Power head Hydraulic System Abstract： The mainly expounds the surface grinder workbench hydraulic system, hydraulic technology is mechanical equipment the fastest developing technical one. Along with the science and technology, speed up the pace of hydraulic technology in each field of widely used. Hydraulic technology has become the most key host devices one of the part. This flat grinder workbench hydraulic system design, a meet on performance requirements outside, still must comply with small volume, light weight, reliable work, use and convenient maintenance and some other recognized the common design principles. Hydraulic system is designed according to the known condition, to determine the hydraulic pressure working scheme, hydraulic flow rate, pressure and hydraulic pump and other components design. Complete the whole design process need of work. Designers should set up the correct design ideas, trying hard to grasp the advanced knowledge of science and technology and scientific dialectical thinking approach. At the same time, but must adhere to link theory with practice, and in practice continuously review and accumulate design experience, to relevant areas of scientific and technical workers and engaged in the production practice workers learning, the constant development and innovation, can build finish to mechanical design task. Keywords: Power head Hydraulic system Drilling operation 目錄 第 1 頁 目 錄 第一章 鉆削動(dòng)力頭及液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況和應(yīng)用 .1 1.1 鉆削動(dòng)力頭及液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 .1 1.2 液壓傳動(dòng) .2 1.2.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) .2 1.2.2 液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn) .2 第二章 液壓傳動(dòng)的工作原理和組成 .3 2.1 工作原理 .3 2.2 液壓系統(tǒng)的基本組成 .4 第三章 液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) .5 3.1 負(fù)載分析 .5 3.2 液壓缸參數(shù)計(jì)算 .5 3.2.1 初選液壓缸工作壓力 .5 3.2.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 .6 3.3 液壓泵參數(shù)計(jì)算 .6 3.3.1 確定液壓泵最大工作壓力 .6 3.3.2 確定液壓泵的最大流量 .6 3.4 電動(dòng)機(jī)的選擇 .7 第四章 液壓元件和裝置的選擇 .8 4.1 液壓閥的選擇 .8 4.2 油管的選擇 .8 4.3 油箱容積的初步確定和油液的選擇 .9 4.3.1 油箱容積確定 .9 4.3.2 油液選擇 .9 4.4 濾油器的選用 .10 4.5 密封件選用 .10 第五章 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 .11 5.1 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 .11 5.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱和溫升驗(yàn)算 .13 第六章 液壓工作站的設(shè)計(jì) .14 6.1 確定液壓站的結(jié)構(gòu)類型方案 .14 6.1.1 分散配置型液壓裝置 .14 目錄 第 2 頁 6.1.2 集中配置型液壓裝置 .14 6.1.3 確定液壓站的方案 .14 6.2 液壓控制裝置（液壓閥站的集成） .14 6.2.1 有管集成 .15 6.2.2 無管集成 .15 6.2.3 確定液壓控制裝置 .15 6.3 液壓動(dòng)力源裝置（液壓泵站）的設(shè)計(jì) .16 6.3.1 液壓泵組布置方式的確定 .16 6.3.2 液壓油箱的設(shè)計(jì) .18 6.4 液壓泵組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .23 6.5 液壓站的結(jié)構(gòu)總成 .24 6.6 液壓站總圖的設(shè)計(jì)與繪制 .24 結(jié)束語 .26 致謝 .27 參考文獻(xiàn) .28 附錄 .29 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 第一章 鉆削動(dòng)力頭及液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況和應(yīng)用 1.1 鉆削動(dòng)力頭及液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 鉆削動(dòng)力頭能實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并且有自動(dòng)工件循環(huán)的動(dòng)力部件。比 較簡(jiǎn)單的一個(gè)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，形式多種多樣，基本原理就是電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)齒輪變速 機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)鏜削、銑削、鉆削等功能，有的帶有導(dǎo)軌，可以小范圍的直線運(yùn)動(dòng)。 液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是據(jù)十七世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳 動(dòng)原理發(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)。當(dāng)今，液 體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 二十世紀(jì)五十年代我國(guó)的液壓工業(yè)才開始，液壓元件初用于鍛壓和機(jī)床設(shè)備上。 六十年代有了進(jìn)一步發(fā)展，滲透到了各個(gè)工業(yè)部門，在工業(yè)機(jī)械、冶金、機(jī)場(chǎng)、汽 車等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。如今的液壓系統(tǒng)技術(shù)向著高壓、高速、高效率、高集成 等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)的仿真和優(yōu)化等工作，也取得了卓有的 成效。 工程機(jī)械主要的配套元件有動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、液壓元件及電器元件等。液 壓機(jī)械傳動(dòng)是現(xiàn)在最普遍使用的。液壓元件主要有泵、缸、密封件和液壓輔件等。 當(dāng)前，我國(guó)的液壓件也已從低壓到高壓形成系列。我國(guó)機(jī)械工業(yè)在引進(jìn)并吸收 新技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究，獲得了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的液壓產(chǎn)品。并進(jìn)一步的優(yōu)化自 己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，得到性能更好更符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。國(guó)外的工程機(jī)械主要配套件 的特點(diǎn)是生產(chǎn)歷史悠久技術(shù)成熟、生產(chǎn)集中度高、品牌效應(yīng)突出。主機(jī)和配套件是 相互影響、相互促進(jìn)的。當(dāng)下，國(guó)外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢(shì)較好。 最近，這些年國(guó)外的工程機(jī)械有一種趨勢(shì)，就是：主機(jī)的制造企業(yè)逐步向組裝 企業(yè)方向發(fā)展，配套件由供應(yīng)商提供。美國(guó)的凱斯、瑞典的沃爾沃等是世界實(shí)力最 強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，數(shù)量上也是逐年大幅的增 長(zhǎng)，配套件主要零部件由制造企業(yè)來提供。 在科技大爆發(fā)的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)人 類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了前所未有的影響。這也為今后制造業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)方法與制造 技術(shù)模式的改變指明了方向，為數(shù)字化的設(shè)計(jì)資源與制造資源的遠(yuǎn)程共享，提高了 產(chǎn)品效率，奠定了基礎(chǔ)。目前，在液壓領(lǐng)域中，特別是中小企業(yè)在進(jìn)行液壓傳動(dòng)系 統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，存在零部件種類繁多、系統(tǒng)集成復(fù)雜、參考資料缺乏等一系列困難，而 遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)可以解決這些問題。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 1.2 液壓傳動(dòng) 1.2.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) (1)單位功率密度大，即能以較輕的設(shè)備重量獲得很大的輸出力和轉(zhuǎn)矩。 (2)可實(shí)現(xiàn)較大范圍的無級(jí)調(diào)速。 (3)工作平穩(wěn)、沖擊小、能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。 (4)操作方便，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 (5)易于操縱并實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，工作安全可靠。 (6)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)電一體化。 (7)液壓元件易于實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造 和使用。 1.2.2.液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn) （1）液壓系統(tǒng)中存在著泄露、油液的可壓縮性等，這些都影響運(yùn)動(dòng)的傳遞的 準(zhǔn)確性，不宜用于對(duì)傳動(dòng)比要求精確地場(chǎng)合。 （2）液壓油對(duì)溫度敏感，因此它的性能會(huì)隨溫度的變化而變化。因此，不宜 用于溫度變化范圍大的場(chǎng)合。 （3）工作過程中存在多的能量損失，液壓傳動(dòng)的效率不高，不宜用于遠(yuǎn)距離 傳送。 （4）液壓元件的制造精度要求較高，制造成本高，故液壓系統(tǒng)故障較難診斷 排除。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 第二章 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)來傳遞動(dòng)力的，它又分為液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)兩 種形式。液壓系統(tǒng)是利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，經(jīng)各種控 制閥、管路和液壓執(zhí)行元件將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，來驅(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)。油箱、液壓泵、溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸及連 接這些元件的油管、接頭等組成了動(dòng)力頭工作臺(tái)液壓系統(tǒng)。 2.1 工作原理 液油在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵的作用下經(jīng)濾油器從油箱中被吸出，液油由泵的進(jìn)油 口輸入管路。在經(jīng)節(jié)流閥和換向閥進(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)換向閥和溢流閥排回油箱。 節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)工作臺(tái)的移動(dòng)速度。調(diào)大節(jié)流閥，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工 作臺(tái)的移動(dòng)速度就增大；調(diào)小節(jié)流閥，進(jìn)入液壓缸的油量就減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速 度就減少。故速度是由油量決定的，液壓系統(tǒng)原理圖如圖 2.1 所示。678549312 1油箱；2濾油器；3液壓泵；4節(jié)流閥；5換向閥； 6動(dòng)力頭；7液壓缸；8活塞；9溢流閥； 圖 2.1 動(dòng)力頭液壓原理圖 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 2.2 液壓系統(tǒng)的基本組成 （1）動(dòng)力元件：液壓泵將原動(dòng)力輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能，向系統(tǒng)提供 壓力介質(zhì)。 （2）執(zhí)行元件：液壓缸直線運(yùn)動(dòng)，輸出力、位移。執(zhí)行元件是將介質(zhì)的壓 力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量輸出裝置。 （3）控制元件：壓力、方向、流量控制的元件。用來控制液壓泵系統(tǒng)所需的 壓力、流量、方向和工作性能，以保證執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)各種不同的工作要求。 （4）輔助元件：油箱、管路、濾油器、密封件等。他們對(duì)保證液壓系統(tǒng)可靠 和穩(wěn)定工作具有非常重要的作用。 （5）工作介質(zhì)：液壓油。是傳遞能量的介質(zhì)。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 第三章 液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 3.1 負(fù)載分析 由于機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鉆削力較大而慣性力和工作臺(tái)摩擦力較小，所以慣性力和 摩擦力忽略不及。 鉆削力公式： （式 3.1） YrWFZ FVBfC81.9 （式 3.2）tgvfrY)/(2. 其中： 工件速度 400mm/min；WV V 鉆頭速度 1440r/min； 徑向進(jìn)給量 0.02mm；rf 為切除單位體積切削所需能 3600；fc 為補(bǔ)償系數(shù) 0.32； NFY 752.40.50214.368.9 則工件所受鉆削力為： Z 893.7. 3.2 液壓缸參數(shù)計(jì)算 3.2.1 初選液壓缸工作壓力 表 3.1 機(jī)械設(shè)備工作壓力 機(jī)床設(shè)備類型 鉆床 組合機(jī)床 車床銑床 齒輪加 工機(jī)床 拉床龍 門刨床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程 機(jī)械輔助 裝置 液壓機(jī)重 型機(jī)械起 重運(yùn)輸機(jī) 械 工作壓力 p/( )pa51023050 2040 63 100 100160 200320 由上表初選液壓系統(tǒng)工作壓力 Ps= Pa610. 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 3.2.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 工進(jìn)時(shí)最大負(fù)載 NF2893 液壓缸活塞作用面積 A： （式26.1905.283cmPMAX 3.3） 液壓缸的內(nèi)徑 D： 其中機(jī)械效率 8.0 （式cmPFMAX2.54 3.4） 圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑 D=55mm 則 d0.7D=35mm 無桿腔面積 （式2215.764mDA 3.5） 有桿腔面積 （式22.30d 3.6） 液壓缸最大流量 （式 2max719.5.84/minqvAL 3.7） 根據(jù)以上計(jì)算參數(shù)選擇液壓缸型號(hào) 表 3.2 液壓缸參數(shù)表 型號(hào) 內(nèi)徑 活塞面積 推力 拉力 最大行程150LEDGJC 50mm 19.64 2cm27500N 18380N 1200/1500m 3.3 液壓泵參數(shù)計(jì)算 3.3.1 確定液壓泵最大工作壓力 （式MPapp 6661 1025.01. 3.8） 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 3.3.2 確定液壓泵的最大流量 （式pqmaxK 3.9） 液壓缸所需最大流量 max51.840/inL （式.57/inpq 3.10） 所以液壓泵選取如下葉片泵 表 3.3 液壓泵參數(shù)表 葉片泵 排量 壓力 轉(zhuǎn)速 YB4 1320ml/r MPa3.65004000r/min 3.4 電動(dòng)機(jī)的選擇 液壓泵的流量： （式 3.11）107/min10pq L幾 何 排 量 軸 轉(zhuǎn) 速 電動(dòng)機(jī)的功率： （式 3.12）6.37.58pkw 式中：P-電動(dòng)機(jī)功率(w); -液壓泵最大工作壓力 ；P()Pa -液壓泵的輸出流量（ ） ；pq3/ms -液壓泵總效率；p 由液壓泵輸出流量和電動(dòng)機(jī)功率選取電動(dòng)機(jī)型號(hào) 表 3.4 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表 型號(hào) 額定功率 /kw 滿載轉(zhuǎn)速/(min)r最大轉(zhuǎn)矩/ )(N凈重 /kg Y160-M6 7.5 970 2.0 116 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 第四章 液壓元件和裝置的選擇 4.1 液壓閥的選擇 根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最大流量，選出這些元件的 型號(hào)及規(guī)格,并列入表 4.1. 表 4.1 液壓閥型號(hào) 液壓閥 額定流量（ ）/minL額定壓力（MPa） 型號(hào) 通徑（mm） 先導(dǎo)式溢流閥 63 6.3 YF3-10B 10 二位四通換向閥 70 16 24DF3-E6B 6 節(jié)流閥 100 16 ALF3-E10B 10 4.2 油管的選擇 管道的設(shè)計(jì) 油管尺寸一般可根據(jù)選定元件的連接口尺寸來確定。如需要計(jì)算，則先按通過 管路的最大流量和管內(nèi)允許的流速選擇油管內(nèi)徑，然后按工作壓力確定油管的壁厚 或外徑。 當(dāng)通過管路的油液 q 一定時(shí)，油管內(nèi)徑 d 決定于管中油液的平均流速 v 即： （式 4.1）04vd 式中：q通過管路的液體流量； 管內(nèi)允許流速；0v 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 對(duì)于壓力油管，當(dāng)壓力 時(shí)， 2m/s；當(dāng)MPap5.20vMPap165.2 時(shí)， ；當(dāng) 時(shí)， ；0vsm/)43(16sm/)65(0 油管內(nèi)通油量較大，其實(shí)際流量 ，由于壓力較小，故 。7/inqL smv/20 因此由上述公式的主壓力油管 md2314.30 油管壁厚一般不需計(jì)算，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)得管的壁厚 。 油管的選擇 油管常稱為管道，它在液壓系統(tǒng)中將各個(gè)液壓元件連接起來，以保證液壓系統(tǒng) 的能量傳遞。因此要求油液通過管道的壓力損失要小，承受系統(tǒng)油壓要高，管路自 身強(qiáng)度要高，泄漏量了也要小。 根據(jù)油管的用途和系統(tǒng)壓力的不同，液壓系統(tǒng)中常用的油管有鋼管、銅管、塑 料管、尼龍管、橡膠軟管等。各種管材及應(yīng)用場(chǎng)合見表 4.2 表 4.2 管材及應(yīng)用場(chǎng)合表 種類 用途 優(yōu)缺點(diǎn) 鋼管 常裝配壓力管道（中、高壓用無縫鋼管， 低壓時(shí)用焊接管） 能承受高壓，油液不易氧化，價(jià)格低廉， 但裝配彎曲較困難 紫銅管 在中、低壓系統(tǒng)中采用，機(jī)床中應(yīng)用較 多，常配以擴(kuò)口管接頭 裝配時(shí)彎曲方便，抗震能力較弱，易使 液壓油氧化 尼龍管 中、低壓系統(tǒng)中使用、耐壓可達(dá) 2.5-8MPa能代替部分紫銅管，價(jià)格低廉，彎曲方 便，但壽命短 橡膠軟管 適用于中、高壓的動(dòng)連接 裝配方便，能減輕液壓系統(tǒng)的沖擊、價(jià) 格貴、壽命短 查手冊(cè)可選擇 M232，10 號(hào)精密無縫鋼管. 其它進(jìn)油、回油和吸油管，按元件連接口尺寸決定油管尺寸。管接頭選用卡套 式管接頭，其規(guī)格按油管通徑選取。 其他油管，可直接按所連接的液壓輔件的接口尺寸決定其管徑大小。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 4.3 油箱容積的初步確定和油液的選擇 4.3.1 油箱容積確定 油箱體積: （式 4.2）pqV 其中： 為液壓泵流量；p 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于低壓系統(tǒng) ；2 107/min10pq L幾 何 排 量 軸 轉(zhuǎn) 速 LV4 油箱散熱面積： (式 4.3)2328.16.VA 4.3.2 油液選擇 根據(jù)所選用液壓泵類型，選用牌號(hào)為 L-HL32 的油液。 4.4 濾油器的選用 過濾器選用網(wǎng)式過濾器。 4.5 密封件選用 外界水、氣、塵埃等異物進(jìn)入液壓系統(tǒng)是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。液壓系統(tǒng) 中密封件的作用主要是防止工作介質(zhì)的內(nèi)外泄漏。能實(shí)現(xiàn)上述作用的裝置叫密封裝 置，其中起密封作用的關(guān)鍵元件為密封元件，簡(jiǎn)稱為密封件。本設(shè)計(jì)中密封元件選 用活塞環(huán)密封。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 第五章 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 5.1 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 在快退時(shí)系統(tǒng)壓力相對(duì)工進(jìn)時(shí)的要低很多，所以不必驗(yàn)算，因而必須以工進(jìn)為 依據(jù)來計(jì)算節(jié)流閥閥和溢流閥的調(diào)定壓力。 已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)回油管的內(nèi)徑為 23mm，各段管道的長(zhǎng)度分別為：進(jìn)油管長(zhǎng) 為 1.5m，回油管長(zhǎng)為 1.2m,選用 L-HL32 液壓油，室溫油的溫度為 15，查得此溫 度時(shí)的液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度為 u=1.5 /s，油的密度為 。2cm3920/Kgm 沿程壓力損失 首先要判斷管中的流速。運(yùn)動(dòng)部件工作時(shí)的速度為 1.2 ，進(jìn)給時(shí)的最大/in 流量為 17.25L/min，則液壓油在管內(nèi)的流速為 為：1v （式sdqv /0.2314.806221 5.1） 管道流動(dòng)雷諾數(shù)為 ：1eR （式2038105.24uv 5.2） 可見液流在管道內(nèi)的流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)為 ，則24.038751eRl 進(jìn)油路上的沿程壓力損失為： 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 （式 5.3） pavdlp 5221 10.9023.5140 局部壓力損失： 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失， 前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的 10%，而后者則與通過閥的 流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為 ，則當(dāng)通過閥的流量為npq和 的壓力損失 為：qvq （式 5.4） 2)(nvqp 在進(jìn)油路上有一個(gè)二位四通電磁閥，一個(gè)節(jié)流調(diào)速閥，一個(gè)溢流閥。由前面的 液壓閥明細(xì)表可得： 二位四通電磁閥的壓力損失： （式 5.5）5210().1563vqMPa 節(jié)流閥的壓力損失： （式 5.6）5220(.v 溢流閥的壓力損失： （式 5.7）52341).563vqa 管路的局部局部壓力損失： （式 5.8）pp5110.%0 工進(jìn)時(shí)回油路上的流量 ，則回油路中的流速為：5.7/minqL （式 5.9）smdv /3.023.4622 管 其對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)為： ，可知也為層205.815.42 uRe 流狀態(tài)。 則沿程阻力系數(shù)： 。則：回油路上的沿程壓力損失為：28.752el （式Pavdp 247135.09.0512 5.10） 總的壓力損失 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 （式 5.11）21pAp 其中， 為總的進(jìn)油壓力損失；1p 為總的回油壓力損失；22579(0.26.04)27.16vp MPa 在回油路上可忽略其壓力損失，只考慮回油路上的沿程壓力。 則：總的壓力損失: （式6.0.2164710.25pa 5.12） 在工進(jìn)過程中總載荷 F 有如下的關(guān)系： ；1().FMPaA 則： ，可知：1().50216.7FpaAap76.3. 綜上，上述驗(yàn)算表明，系統(tǒng)在工進(jìn)時(shí)，沒有超過泵能達(dá)到的最高壓力 5.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱和溫升驗(yàn)算 工進(jìn)時(shí)液壓泵輸入功率為： wp62501 工進(jìn)時(shí)液壓缸輸出功率為： （式Fv314.892 5.13） 系統(tǒng)發(fā)熱功率 為： （式wp21 5.14） 已知油箱容積 V=150L，而油箱發(fā)熱面積： （式2328.16.mVA 5.15） 假定通風(fēng)良好，取油箱散熱系數(shù) CckwCT23/05 利用式 （式 5.16）5.178.1493 設(shè)環(huán)境溫度 ,則熱平衡溫度為T25 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 （式 5.17）CT5.4221 第六章 液壓工作站的設(shè)計(jì) 6.1 確定液壓站的結(jié)構(gòu)類型方案 液壓裝置按其總體配置分為分散配置型和集中配置型兩種主要結(jié)構(gòu)類型，而集 中配置型即為通常所說的液壓站。 6.1.1 分散配置型液壓裝置 分散配置型液壓裝置是將液壓系統(tǒng)的液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、執(zhí)行器、液壓控制 閥相關(guān)輔助元件按照機(jī)器的布局、工作特性相操縱要求等分散安設(shè)在主機(jī)的適當(dāng)位 置上，液壓系統(tǒng)各組成元件通過管道逐一連接起來。例如有的金屬加工機(jī)床采用此 種配置時(shí)，可將機(jī)床的床身、立柱或底座等支撐件的空腔部分兼作液壓油箱，安放 動(dòng)力源，而把液壓控制閥等元件安設(shè)在機(jī)身上操作者便于接近和操縱調(diào)節(jié)的位置。 分散配置型液壓裝置的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省安裝空間和占地面積；缺點(diǎn)是元件布置零亂， 安裝維護(hù)較復(fù)雜，動(dòng)力源的振動(dòng)、發(fā)熱還會(huì)對(duì)機(jī)床類主機(jī)的精度產(chǎn)生不利影響。所 以，此種結(jié)構(gòu)類型主要適宜結(jié)構(gòu)安裝空間受限的移動(dòng)式機(jī)械設(shè)備采用。 6.1.2 集中配置型液壓裝置 集中配置型液壓裝置通常是將系統(tǒng)的執(zhí)行器安放在主機(jī)上，而將液壓閥及其驅(qū) 動(dòng)電機(jī)、輔助元件等獨(dú)立安裝在主機(jī)之外集中設(shè)置即所謂的液壓站。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 液壓站的優(yōu)點(diǎn)是外形整齊美觀，便于安裝維護(hù)，便于采集和檢測(cè)電液信號(hào)得以 自動(dòng)化，可以隔離液壓系統(tǒng)振動(dòng)、發(fā)熱等對(duì)主機(jī)精度的影響。缺點(diǎn)是占地面積大， 特別是對(duì)于有強(qiáng)烈熱源和煙霧、粉塵污染的機(jī)械設(shè)備，有時(shí)還需為安放液壓站建立 專門的隔離房間或地下室。 6.1.3 確定液壓站的方案 對(duì)比以上兩種布局方式，采用第二種較合適，即集中配置型，再細(xì)分的話就是 其中的整體式液壓站。 本機(jī)是把液壓站放置在鉆床的旁邊，這樣便于安裝維護(hù)，便于采集和檢測(cè)電液 信號(hào)以得自動(dòng)化，可以隔離液壓系統(tǒng)振動(dòng)、發(fā)熱等對(duì)主機(jī)精度的影響。 6.2 液壓控制裝置（液壓閥站的集成） 一個(gè)液壓系統(tǒng)中有很多控制閥,這些控制閥可用不同方式來連接或集成。顯然， 集成方式合理與否，對(duì)液壓系統(tǒng)的工作性能及使用維護(hù)有著很大影響。液壓控制裝 置可分為有管集成和無管集成兩大類集成方式。 6.2.1 有管集成 有管集成是液壓技術(shù)中最早采用的一種集成方式。它用管件（管子和接頭管） 將各管連接液壓控制閥集成在一起。其主要優(yōu)點(diǎn)是連接方式簡(jiǎn)單，不需要設(shè)計(jì)和制 造油路板或油路塊。缺點(diǎn)是當(dāng)組成系統(tǒng)的控制元件較多時(shí)，要求有較多的管子和管 接頭，上下交叉，縱橫交錯(cuò)，占用空間加大，從而使得系統(tǒng)布置相當(dāng)不便，安裝維 護(hù)和故障診斷困難，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，壓力損失大，且容易產(chǎn)生泄漏、混入空氣及振動(dòng) 噪聲等不良現(xiàn)象。此種集成方式僅用于較簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)及有些行走機(jī)械設(shè)備中。 有管集成液壓控制裝置的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，只要按照液壓系統(tǒng)原理的油路要求， 用與閥的油口尺寸規(guī)格相對(duì)應(yīng)的油管和管接頭將選定的管式液壓控制閥連接起來即 可。 6.2.2 無管集成 無管集成是將液壓控制元件固定在某種專用或通用的輔助連接件上，輔助連接 件內(nèi)開有一系列通油孔道，液壓控制元件之間的油路連通系通過這些通油孔道來實(shí) 現(xiàn)。按輔助連接件型式的不同，無管集成可分為：板式、塊式、鏈?zhǔn)健B加閥式和 插裝閥式等 5 種主要形式。特點(diǎn)是：油路直接作在輔助元件或液壓閥閥體上，省去 了大量管件；結(jié)構(gòu)緊湊，組裝方便，外形整齊美觀；安裝位置靈活；油路通道短， 壓力損失較小，不易泄漏。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 6.2.3 確定液壓控制裝置 本次設(shè)計(jì)選用板式集成，板式集成是將若干標(biāo)準(zhǔn)板式液壓控制閥用螺釘固定在 一塊公用油路底板正面上，按系統(tǒng)要求，通過油路板中鉆、銑或鑄造出的孔道以及 閥板背面的油管實(shí)現(xiàn)各閥之間油路聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)回路。 塊式集成通常為六面體，其上下面布有直通的公用壓力油孔、回油孔、泄漏油 孔。塊的四周除一面安裝通向液壓執(zhí)行元件的管接頭外，其余三面通常安裝少量液 壓閥。集成塊外形尺寸要滿足閥件安裝，孔道布置及其他工藝要求。為減少工藝孔， 縮短孔道長(zhǎng)度，閥的安裝位置要仔細(xì)考慮，使相同油孔盡量在同一水平面或是同一 豎直面上。各通油孔的內(nèi)徑要滿足允許流速的要求，一般來說，與閥直接相通的孔 徑應(yīng)等于所連接液壓閥的通油孔徑。油孔之間的壁厚不能太小，一方面防止在使用 過程中由于油的壓力作用孔壁被擊穿，另一方面避免加工時(shí)因油孔的偏斜而導(dǎo)致兩 個(gè)相鄰孔道誤通。一般對(duì)于中低壓系統(tǒng)壁厚不得小于 5mm，高壓系統(tǒng)應(yīng)更大一些。 圖 6.1 集成整體通道塊 上表面:主進(jìn)油孔和回油孔 左側(cè)面:溢流閥進(jìn)油孔和回油孔 正面：節(jié)流閥進(jìn)出油孔，換向閥進(jìn)出油孔 后面：管接頭孔 閥孔周圍的是螺栓孔 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 6.3 液壓動(dòng)力源裝置（液壓泵站）的設(shè)計(jì) 6.3.1 液壓泵組布置方式的確定 液壓動(dòng)力源(即液壓泵站)是多種元、附件組合而成的整體。是為一個(gè)或幾個(gè)系 統(tǒng)存放一定清潔度的工作介質(zhì)，并輸出一定壓力、流量的液體動(dòng)力，兼作整體式液 壓站。液壓動(dòng)力源裝置是整個(gè)液壓系統(tǒng)或液壓站的一個(gè)重要部件，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu) 劣，對(duì)液壓設(shè)備性能關(guān)系很大。 液壓動(dòng)力源一般由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、過濾器組件等幾個(gè)相對(duì)獨(dú) 立的部分組成。各組件的作用見下表 6.1。 表 6.1 液壓動(dòng)力源各組件的作用表 組成 部分 包含元 器件 作用 組成 部分 包含元 器件 作用 液壓泵 將原動(dòng)機(jī)機(jī)械能 轉(zhuǎn)化為液壓能 油溫計(jì) 顯示和觀察 油液高度 原動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)液壓泵 溫度傳 感器 檢測(cè)并控制 溫度 聯(lián)軸器 連接原動(dòng)機(jī)和液 壓泵 加熱器 油液加熱 液 壓 泵 組 傳動(dòng)底 座 安裝和固定液壓 泵和原動(dòng)機(jī) 控 溫 組 件 冷卻器 油液冷 卻 油 箱 儲(chǔ)存油液、散發(fā) 油液熱量、逸出 空氣、分離水分、 沉淀雜質(zhì)和安裝 元件 過 濾 器 組 件 各 類 過 濾 器 分離油液中 的固體顆粒、 防止堵塞小 截面流道、 保持油液清 潔度 油 箱 組 液 顯示和觀察油液 蓄 蓄能、吸收 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 位 計(jì) 高度 能 器 液壓脈動(dòng)和 沖擊 通氣過濾器 過濾空氣 件 放 油 塞 清洗油箱或更換 油液時(shí)放油 蓄 能 器 組 件 支 撐 臺(tái) 架 安裝蓄能器 泵組的布置方式分類： 上置式液壓動(dòng)力源。當(dāng)電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)，稱為臥式 動(dòng)力源。當(dāng)電動(dòng)機(jī)立式安裝，液壓泵置于油箱內(nèi)時(shí)，稱為立式液壓動(dòng)力源。上置式 液壓動(dòng)力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動(dòng)力源，噪聲低 且便于收集漏油。 非上置式液壓動(dòng)力源。將泵組布置在底座或地基上的非上置式液壓動(dòng)力源。 上置式與非上置式液壓動(dòng)力源裝置的綜合比較見下表 6.2。 表 6.2 上置式與非上置式液壓動(dòng)力源裝置的綜合比較表 項(xiàng)目 上置立式 上置臥式 非上置式 振動(dòng) 較大 較大 小 占地 面積 小 小 較大 清洗 油箱 較麻煩 較麻煩 容易 漏油 收集 方便 需另設(shè)吸油盤 需另設(shè)吸油盤 液壓 泵工作條 件 泵在油中， 工作條件好 一般 好 液壓 泵安裝要 求 泵與電動(dòng) 機(jī)有同軸度要 求 泵與電動(dòng)機(jī)有同軸度要求； 需考慮液壓泵的；吸油高度吸 油管與泵的連接處密封要求嚴(yán) 格 泵與電動(dòng)機(jī)有同軸度要 求；吸油高度吸油管與泵的 連接處密封要求嚴(yán)格 應(yīng)用 中小型液 中小型液壓站 較大型液壓站 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 壓站 本設(shè)計(jì)中，要求機(jī)器的占地面積小，且安裝空間有限，那么就對(duì)液壓站的動(dòng)力 源有選擇。通過上面的敘述和分析，擬選用臥式動(dòng)力源。采用這種方式，由于液壓 泵置于油箱之上，必須注意各類液壓泵的吸油高度，以防液壓泵進(jìn)油口處產(chǎn)生過大 的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。 6.3.2 液壓油箱的設(shè)計(jì) 油箱的主要用途 油箱在液壓系統(tǒng)中是輔助元件之一，它的主要用途有： 儲(chǔ)存必要數(shù)量的油液以滿足液壓系統(tǒng)正常工作所需要的流量。 散發(fā)熱量，油液經(jīng)過一個(gè)工作循環(huán)后，由于摩擦生熱，油溫升高，油液可回 到油箱中進(jìn)行冷卻，使油液溫度控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。 可逸出油中空氣，清潔油液。油液經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后，不但油溫升高，還會(huì)產(chǎn) 生氣泡、污物。因此，可在油箱中溢出氣體及沉淀雜質(zhì)。 液壓油箱的種類的選擇 通常油箱可分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱 3 類。 整體式油箱 是指在液壓系統(tǒng)或機(jī)器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。這樣不需要額外 的附加空間。整體式油箱以最小的空間提供最大的性能，并且通常提供特別整潔的 外觀。但是必須細(xì)心設(shè)計(jì)以克服可能存在的局部發(fā)熱和操作者難以接近工作等問題。 兩用油箱 兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的用油的公用油箱。最大 優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間。但有幾個(gè)局限性與此優(yōu)點(diǎn)相抵觸。油液必須既滿足液壓系統(tǒng)對(duì)傳 動(dòng)介質(zhì)的要求，又滿足傳動(dòng)系齒輪的潤(rùn)滑或工件淬火等其他工藝目的的要求。在某 些高性能液壓系統(tǒng)中，這些要求可能是幾乎互不相容的。此外，油液溫度控制可能 很困難，因?yàn)閷?duì)于總量減少了的油液來說存在著兩個(gè)熱源。如果必須另設(shè)冷卻器來 控制油溫，用冷卻器所需的空間可能抵消所節(jié)省的空間。 獨(dú)立油箱 獨(dú)立油箱是應(yīng)用最為廣泛的一類油箱，最常用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備， 它通常做成矩形的，也有圓柱形的。獨(dú)立油箱的熱量主要通過油箱壁靠輻射和對(duì)流 作用散發(fā)，因此油箱應(yīng)該是盡可能窄而高的形狀。 油箱還有開式油箱與閉式油箱之分。開式油箱應(yīng)用最廣，油箱液面與大氣相通， 為減少污染，油箱頂蓋上應(yīng)設(shè)置通氣過濾器。閉式油箱又分為隔離式和充壓式兩種。 隔離式油箱又帶折疊器和帶迫撓性隔離器兩種結(jié)構(gòu)。充壓式油完全封閉，通往經(jīng)過 濾和干燥的空氣，充氣壓力比大氣壓力稍高，通常為 0.050.07MPa。為了防止壓 力不當(dāng)，應(yīng)設(shè)置安全閥和電接觸式壓力表及報(bào)警開關(guān)器。僅用于確實(shí)必要的特殊場(chǎng) 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 合。 本設(shè)計(jì)中選用獨(dú)立油箱中的開式油箱，就完全能滿足需要。 油箱的設(shè)計(jì) 箱頂、通氣器（空氣過濾器） 、注油口 油箱的箱頂結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。本設(shè)計(jì)中箱頂上要設(shè)置通氣器、注 油口，通氣器附帶注口的結(jié)構(gòu)。取下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。 注油過濾器的網(wǎng)眼小于 250mm，過流量大于 。油箱頂上的螺紋用盲孔（不min/20L 通孔） ，以防污染物落入油箱中。箱頂上元件的設(shè)置見下圖 6.2。 圖 6.2 臥式液壓泵組、油管及接頭圖 箱頂與箱壁的連接細(xì)節(jié)如下圖 6.3 所示。 圖 6.3 箱頂與箱壁的連接細(xì)節(jié)圖 箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)） 、液位計(jì) 對(duì)于鋼板焊接的油箱，用來構(gòu)成油箱體的中碳鋼板的最小厚度見下表 6.3。 表 6.3 標(biāo)準(zhǔn)油箱的外形尺寸表 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 規(guī)格 工作 容量 /L 工作 容積 / A1B2_413D21H2_L_13L 60 66 20 50 463 415 499 220 14 500 600 520 60 120 125 25.5 75 510 460 546 350 14 600 760 680 60 250 250 46 90 620 570 656 350 14 670 1010 912 70 350 375 56 90 764 650 800 465 14 750 1014 914 70 500 540 84 90 764 650 802 465 14 750 1516 1416 70 800 830 127 90 766 750 902 465 23 750 2000 1900 70 1000 1100 320 90 866 750 902 465 23 900 2000 1900 70 本設(shè)計(jì)中油箱的公稱油箱容量為 140L。 箱底、放油塞、支腳 應(yīng)在油箱最低點(diǎn)設(shè)置放油塞（ ）,以便油箱和油液的更換。為此，18.5M 箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，通常為 1/251/20；這樣可以促使沉積物聚集到 油箱中的最低點(diǎn)來。 為了便于放油和搬運(yùn)應(yīng)該把油箱架起來，油箱底到少離開地面 。油箱應(yīng)m150 設(shè)有支腳。在此，支腳單獨(dú)制作后焊接在箱底邊緣上。支腳上有地腳螺釘用的固定 孔，其尺寸與位置前面已經(jīng)說明。支腳應(yīng)該有足夠大的面積，以便可以用楔鐵來調(diào) 平。 隔板、除氣網(wǎng) 為了延長(zhǎng)油液在油箱中逗留的時(shí)間，促進(jìn)油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油 液參與在系統(tǒng)中的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉淀等功能，油箱中， 尤其在油液容量超過 100L 的油箱中應(yīng)設(shè)置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū)與吸油 區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過流 面積，使環(huán)流流速為 0.30.6m/s。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、溢流式和回流式等 多種型式。在此采用形式如下所示。其中，隔板 1 的高度要高于液面的高度，作用 是把回油側(cè)與吸油側(cè)分開。隔板 2 的作用就相當(dāng)于除氣網(wǎng)的作用，是隔離氣泡用的， 防止回油側(cè)產(chǎn)生的氣泡跑到吸油側(cè)中。這樣布置可以方便清洗吸油側(cè)與回油側(cè)。如 下圖 6.4 所示 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 隔 板 1隔 板 2 圖 6.4 油箱內(nèi)的隔板形狀圖 過濾器 過濾器的功用是過濾液壓油液中的雜質(zhì)，降低油液污染度，保證液壓系統(tǒng)正常 工作。由于液壓系統(tǒng)的各類故障絕大多數(shù)由油液污染造成，而過濾器是保持油液清 潔的主要手段，所以合理選擇和設(shè)置液壓系統(tǒng)中的過濾器顯得非常重要。 過濾器的類型和主要性能,按照過濾器在液壓系統(tǒng)中安放部位的不同，過濾器 有多種類型 表 6.4 過濾器的類型表 序號(hào) 類型 作用 1 吸油過濾器 保護(hù)液壓泵 2 高壓過濾器 保護(hù)液壓泵以外的液壓元件 3 回油過濾器 濾除液壓元件磨損后生成的污物 4 離線過濾器 獨(dú)立于主系統(tǒng)之外，連續(xù)清除系統(tǒng) 雜質(zhì) 5 泄油過濾器 防止生成物進(jìn)入油箱 6 注油過濾器 防止注油時(shí)污物侵入 7 安全過濾器 保護(hù)抗污染能力低的液壓元件 過濾器的主要性能指標(biāo)有：過濾精度(濾除各種不同尺寸的污染顆粒的能力)、 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 壓降特性和納垢容量(壓力降達(dá)到其規(guī)定限值之前，可以濾除并容納的污染物數(shù)量)。 按照過濾精度的不同，過濾器又可分為粗過濾器、普通過濾器、精過濾器和特精過 濾器等 4 類，各類的過濾精度及其使用的液壓系統(tǒng)見下表。 表 6.5 各類過濾器的過濾精度表 單位：微米 類型 過濾精度 適用系統(tǒng)及元件 粗過濾器 100 重型設(shè)備、低壓液壓系統(tǒng) 普通過濾 器 10100 機(jī)床、液壓機(jī)、船舶等設(shè)備的液壓系統(tǒng)。齒輪 泵、葉片泵、一般液壓閥、疊加閥、插裝閥等。 精過濾器 510 一般電液伺服、比例液壓系統(tǒng)等 特精過濾 器 15 航空航天設(shè)備、飛船的精密電液伺服系統(tǒng)等 在此，因液壓泵為葉片泵，需要在吸油口安裝一個(gè)過濾器，目的是保護(hù)泵，根 據(jù)上表，選用普通過濾器 。180WU 油箱的工作圖樣、材料和表面處理 油箱的工作圖樣是油箱加工和安裝的依據(jù)。通常應(yīng)包括油箱的總圖和焊接組件 圖，以及箱頂、箱壁、隔板、放油塞、吊耳、支腳等自制件的零件圖。油箱的焊接 組件反映了箱頂、箱壁與箱底以及支腳、吊耳等自制零件的焊接關(guān)系，主要用于油 箱自制件之間的焊接。而油箱的結(jié)構(gòu)總圖是在焊接成型后的油箱上安裝和固定了通 氣過濾器、液位計(jì)和清洗孔、法蘭蓋板等元件后的部件裝配圖。油箱的結(jié)構(gòu)總圖如 下所示（詳細(xì)結(jié)構(gòu)參照 CAD 圖紙） 。焊接組件圖略。1234567 1-空氣濾清器；2-吊鉤；3-配電箱；4-支腳；5-螺栓；6-螺釘；7-油標(biāo)； 圖 6.5 油箱示意圖 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 6.4 液壓泵組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓泵組是指液壓泵及驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器及傳動(dòng)底座組件。 1.液壓泵組的布置方式 可根據(jù)主機(jī)的結(jié)構(gòu)布局、工況特點(diǎn)、使用要求及安裝空間的大小，已由前面確 定為臥式布置在箱頂上。 2. 液壓泵組的連接和安裝方式 軸間連接方式確定液壓泵與原動(dòng)機(jī)的軸間連接和安裝方式首先要考慮的問題 是軸向負(fù)載的消除或防止。 直接驅(qū)動(dòng)型連接 a.聯(lián)軸器:由于泵在結(jié)構(gòu)上一般不能承受額外的徑向和軸向載荷，所以液壓泵最 好由原動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)。并且使泵軸與驅(qū)動(dòng)軸之間嚴(yán)格對(duì)中，軸線的同軸度 誤差不大于 0.008mm。原動(dòng)機(jī)與液壓泵之間的聯(lián)軸器宜采用帶非金屬彈性元件的撓 性聯(lián)鈾器，例如（GB-52721985）中規(guī)定的梅花形彈性聯(lián)軸器（ GB-5272 1985）以及 GBl061489 中規(guī)定的芯型彈性聯(lián)軸器和 GB 584486 中規(guī)定的輪胎式 聯(lián)釉器。其中梅花形彈性聯(lián)軸器具有彈性、耐磨性、緩沖性及耐油性較高，制造容 易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用較多。 b.花鍵連接。除了采用撓性聯(lián)軸器外，原動(dòng)機(jī)與液壓泵之間還可采用特殊的軸 端帶花鍵連接孔的原動(dòng)機(jī)，將泵的花鍵軸直接插入原動(dòng)機(jī)軸端。此種連接方式在省 去聯(lián)軸器的同時(shí)還可以保證兩軸間的同軸度。 間接驅(qū)動(dòng)連接 液壓泵不能經(jīng)聯(lián)軸器由原動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而需要通過齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)或皮帶 傳動(dòng)間接驅(qū)動(dòng)。此種連接方式也能滿足規(guī)定的同軸度要求。 本設(shè)計(jì)中就采用梅花形彈性聯(lián)軸器（GB-5272 1985）。 液壓泵組的安裝方式 液壓泵組