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鎮(zhèn) 江 高 專
ZHENJIANG COLLEGE
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書
題 目∶ 銑削專用機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系 名： 機(jī)械系
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電W071
學(xué)生姓名： 趙 煥
學(xué) 號(hào)： 070108138
指導(dǎo)教師姓名： 戴月紅
指導(dǎo)教師職稱： 講師
二○一二年 二 月 十五 日
課題名稱
銑削專用機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
同組學(xué)生姓名
無(wú)
設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容：
設(shè)計(jì)一套液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺(tái)快進(jìn)-工作臺(tái)工進(jìn)-工作臺(tái)快退-工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力為25000N?？爝M(jìn)、快退速度為5m/min，工進(jìn)速度為100～1200mm/min，最大行程為400mm，其中工進(jìn)行程為180mm。最大切削力為18000N。采用平面導(dǎo)軌。夾緊缸的行程為20mm，夾緊力為30000N。夾緊時(shí)間為1s。
符合以下要求，方可參加答辯：
(1)液壓系統(tǒng)原理圖及速度循環(huán)圖、負(fù)載循環(huán)圖、電磁閥動(dòng)作循序表 一張A1
(2) 液壓缸裝配圖 一張A1
(3)液壓缸主要零件的零件圖 五張A3
(4) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書，字?jǐn)?shù)不少于5000字 一份
(5)以上資料打印稿和電子版（圖紙用AutoCAD2004版本存盤、說(shuō)明書及任務(wù)書用Word2003存盤）各一份
參考文獻(xiàn)：
1． 《液壓傳動(dòng)》 丁樹模主編 機(jī)械工業(yè)出版社
2． 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 左健民主編 機(jī)械工業(yè)出版社
3． 《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》 張宏友主編 大連理工大學(xué)出版社
4． 《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 楊培元、朱福元主編 機(jī)械工業(yè)出版社
5． 《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南》 張利平主編 化學(xué)工業(yè)出版社
6． 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 游有鵬主編 科學(xué)出版社
進(jìn) 度 計(jì) 劃 表
序號(hào)
起止 日期
計(jì)劃完成內(nèi)容
實(shí)際完成情況
檢 查 日 期
檢查人簽名
1
2.15-2.28
了解設(shè)計(jì)內(nèi)容, 了解必要的設(shè)計(jì)步驟和方法，確定總體方案。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
2
3.1-3.15
完成設(shè)計(jì)核心內(nèi)容的計(jì)算，初定系統(tǒng)原理圖和油缸的形式。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
3
3.16-3.31
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿。 （包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書的輸入及編輯等）
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
4
4.1-4.15
設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)上繪制所有圖紙。（包括系統(tǒng)原理圖，液壓缸裝配圖及主要零件圖）
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
5
4.16-4.30
設(shè)計(jì)說(shuō)明書及圖紙第一次修改補(bǔ)充。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
6
5.1-5.31
設(shè)計(jì)說(shuō)明書及圖紙第二次修改補(bǔ)充。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
7
6.1-6.19
完善并打印提交全部資料。(含電子版)
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
8
6.20-6.23
作好答辯前的準(zhǔn)備工作。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)及評(píng)分（指導(dǎo)教師專用）
學(xué)生姓名
趙 煥
專業(yè)班級(jí)
機(jī)電W071
總 分
評(píng) 分 內(nèi) 容
評(píng) 分 等 級(jí)
好
較好
一般
差
應(yīng)用文獻(xiàn)資料和調(diào)研能力
分析與解決問(wèn)題的能力（包括計(jì)算方法、數(shù)據(jù)處理等）
計(jì)算機(jī)能力（包括編程、數(shù)據(jù)、圖形及文字處理）
論文質(zhì)量（論點(diǎn)、論據(jù)、實(shí)驗(yàn)分析、推理、深度等）
設(shè)計(jì)質(zhì)量（方案、技術(shù)路線、設(shè)計(jì)水平、圖面質(zhì)量等）
工作量、工作態(tài)度
技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力（包括技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性的分析評(píng)價(jià)）
創(chuàng)新 （包括創(chuàng)新意識(shí)、獨(dú)特見(jiàn)解）
寫作的規(guī)范性
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
該同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)態(tài)度（端正、較好、尚可、較差），（能、基本能、不能）遵守畢業(yè)設(shè)計(jì)紀(jì)律和相關(guān)規(guī)定，（設(shè)計(jì)工作量（多、飽滿、較輕、不足），（完成、基本完成、沒(méi)用完成）相關(guān)的畢業(yè)實(shí)習(xí)和調(diào)研任務(wù)，（能較好地、尚能、不能）處理好畢業(yè)設(shè)計(jì)與工作實(shí)習(xí)的關(guān)系。
該同學(xué)（獨(dú)立、基本獨(dú)立、根據(jù)參考、不能獨(dú)立）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的任務(wù)。設(shè)計(jì)方案（正確、基本正確、尚正確、不夠正確），結(jié)構(gòu)（合理、較合理、尚合理、不夠合理）；圖面質(zhì)量（好、較好、一般、較差）；說(shuō)明書的寫作（規(guī)范、較規(guī)范、尚規(guī)范、不夠規(guī)范），計(jì)算能力（好、較好、一般、尚可、較差）。
本設(shè)計(jì)已達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格）。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：各評(píng)語(yǔ)在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)及評(píng)分（主審教師專用）
學(xué)生姓名
趙 煥
專業(yè)班級(jí)
機(jī)電W071
總 分
評(píng) 分 內(nèi) 容
評(píng) 分 等 級(jí)
好
較好
一般
差
總體設(shè)計(jì)方案
零部件設(shè)計(jì)方案
圖
紙
質(zhì)
量
和
有
關(guān)
技
術(shù)
標(biāo)
準(zhǔn)
視 圖
圖紙幅面
標(biāo)注
技術(shù)條件
標(biāo)題欄
明細(xì)欄
圖號(hào)
說(shuō)
明
書
質(zhì)
量
格式的規(guī)范性
內(nèi)容的完整性
分析的正確性
深 度
創(chuàng) 新
其它（資料袋、裝訂要求等）
備注：
主審教師簽字：
注：各評(píng)語(yǔ)在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)及評(píng)分（答辯小組專用）
學(xué)生姓名
趙 煥
專業(yè)班級(jí)
機(jī)電W071
總 分
評(píng) 分 內(nèi) 容
評(píng) 分 等 級(jí)
好
較好
一般
差
學(xué)生陳述清楚、精練、正確、邏輯性強(qiáng)
論文質(zhì)量（論點(diǎn)、論據(jù)、實(shí)驗(yàn)分析、推理、深度、創(chuàng)新等）
設(shè)計(jì)質(zhì)量（方案、技術(shù)路線、設(shè)計(jì)水平、圖面質(zhì)量、創(chuàng)新等）
問(wèn)題：
1、
2、
3、
答辯小組意見(jiàn)：
該同學(xué)設(shè)計(jì)方案（正確、基本正確、尚正確、不夠正確），結(jié)構(gòu)（合理、較合理、尚合理、不夠合理）；圖面質(zhì)量（好、較好、一般、較差）；說(shuō)明書寫作（規(guī)范、較規(guī)范、尚規(guī)范、不夠規(guī)范）。在答辯中的陳述(清楚、較清楚、尚清楚、不夠清楚) ，對(duì)所提問(wèn)題的回答（正確、基本正確、尚正確、不夠正確）， 對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的基本掌握（好、較好、一般、尚好、較差），（已達(dá)到、未達(dá)到）畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。
答辯小組成員：
答辯小組組長(zhǎng) 年 月 日
最 終 評(píng) 定 成 績(jī)
注：各評(píng)語(yǔ)在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
5
鎮(zhèn) 江 高 專 ZHENJIANG COLLEGE 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 銑削專用機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) Milling special machine hydraulic system design 系 名： 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電 W071 學(xué)生姓名： 趙 煥 學(xué) 號(hào)： 070108138 指導(dǎo)教師姓名： 戴月紅 指導(dǎo)教師職稱： 講 師 二〇一二 年 六 月 2 目 錄 摘要 .3 引言 .5 第一章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和工況分析 .6 1.1 明確設(shè)計(jì)要求 .6 1.2 工況分析 .6 第二章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 .9 2.1 液壓回路選擇 .9 2.2 液壓系統(tǒng)原理圖 .9 第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 11 3.1 液壓缸的主要尺寸的確定 11 3.2 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 .12 3.3 液壓閥的選擇 13 4.1 壓力損失的驗(yàn)算 14 4.2 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 17 結(jié) 論 .19 致 謝 .20 參考文獻(xiàn) .21 3 銑削專用機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)：機(jī)電 W071 學(xué)生姓名：趙煥 指導(dǎo)老師：戴月紅 職稱：講師 摘要 傳動(dòng)裝置是一部機(jī)器的重要組成部分，它在很大程度上決定著機(jī)器的性能。傳動(dòng)裝 置的主要類型有機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和流體傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)是以液體為工作 介質(zhì)的流體傳動(dòng)，其中液壓傳動(dòng)是以液體的壓力能來(lái)工作的，液壓傳動(dòng)在工業(yè)生產(chǎn)的各 個(gè)領(lǐng)域中都有著非常廣泛的應(yīng)用，尤其在組合機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)中更是有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 本次設(shè)計(jì)機(jī)床的液壓系統(tǒng)，運(yùn)用了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的各方面知識(shí)，通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的工作 循環(huán)和工況分析計(jì)算其參數(shù)，選擇系統(tǒng)回路、元件、附件等。在滿足其使用要求的前提 下使系統(tǒng)質(zhì)量輕，體積小，性能完善，維護(hù)方便。而壓力傳動(dòng)除壓力能外，主要是靠液 體的動(dòng)能進(jìn)行工作的。 關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)、液壓泵 4 Milling special machine hydraulic system design Abstract Transmission is an important component of a machine, which largely determines the performance of the machine. The main types of gear mechanical transmission, electrical transmission and fluid power. Hydraulic transmission and hydraulic transmission fluid as the working medium is a fluid transmission, which is based on the hydraulic fluid pressure to drive to work, the hydraulic transmission in all areas of industrial production has a very wide range of applications, especially in combination machine Transmission is a unique advantage. The design of the machine's hydraulic system, the use of all aspects of hydraulic system only through the work of the hydraulic system of loops and conditions to calculate the parameters, select the system circuit, components, accessories and so on. In meeting its requirements under the premise of using the system light weight, small size, performance, sound, and easy maintenance. In addition to the pressure to drive the pressure, the kinetic energy of the liquid depends mainly on work carried out. Key words: Hydraulic transmission, hydraulic pump 5 引 言 液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)。是一門發(fā)展較晚的技術(shù)。自 18 世紀(jì)末英國(guó)制成世界 上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)技術(shù)只有二三拜百年的歷史。直到 20 世紀(jì) 30 年代它才 較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn) 由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后， 戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線，從而 使它在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。 日常所見(jiàn)到的機(jī)器，如機(jī)床、起重機(jī)、汽車、拖拉機(jī)等，都裝有一個(gè)用來(lái)接受外界 能源輸入的原動(dòng)機(jī)，如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等，并通過(guò)機(jī)器中的一系列傳動(dòng)裝置，把原動(dòng)機(jī) 的動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器工作機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，以完成機(jī)器工作任務(wù)。例如，車床主軸的旋轉(zhuǎn)、刀 架的移動(dòng)、起重機(jī)吊鉤的升降等等。所以一部完整的機(jī)器都是由原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置和工 作機(jī)構(gòu)三部分所組成，其中傳動(dòng)方式又有多種，液壓傳動(dòng)以其功率大，調(diào)速方便等優(yōu)點(diǎn) 在傳動(dòng)裝置中得到廣泛應(yīng)用。 20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展迅速發(fā)展，并 滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開(kāi)始向高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久 耐用、高度集成化的方向發(fā)展。 我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于 20 世紀(jì) 50 年代，最初只是應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備山個(gè)，后來(lái)又 用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技 術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。我國(guó) 的液壓技術(shù)在 21 世紀(jì)將獲得更快的發(fā)展?，F(xiàn)在液壓傳動(dòng)在組合機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用技 術(shù)已經(jīng)非常成熟，本設(shè)計(jì)就是液壓傳動(dòng)在組合機(jī)床上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例。 6 第一章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和工況分析 1.1 明確設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一套液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工作夾緊—工作臺(tái)快進(jìn)— 工作臺(tái)工進(jìn)—工作臺(tái)快退—工作臺(tái)松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力為 25000N。 快進(jìn)、快退速度為 5m/min,工進(jìn)速度為 100—1200mm/min,最大行程為 400mm,其中工 進(jìn)行程為 180mm。最大切削力為 18000N.采用平面導(dǎo)軌。夾緊缸的行程為 20mm，夾緊力為 30000N，夾緊時(shí)間為 1s. 明確液壓系統(tǒng)的動(dòng)作和性能要求，例如，執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式、行程和速度范圍、 負(fù)載條件、運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精度、工作循環(huán)和動(dòng)作周期、同步或聯(lián)鎖要求、工作可靠性 要求等。 明確液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，例如，環(huán)境溫度、濕度塵埃、通風(fēng)情況、是否易燃、外 界沖擊振動(dòng)的情況及安裝空間的大小等。 1.2 工況分析 首先根據(jù)已知條件，繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖，如圖 1 所示。然后計(jì)算各階段的 外負(fù)載并繪制負(fù)載圖。 液壓缸所受外負(fù)載 F 包括三種類型，即 F=F +F +Fwfa 式中 F _____工作負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床來(lái)說(shuō)，即為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，在本w 例中 F 為 18000N； F _____運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載；a 7 F _____導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦阻力，對(duì)于平f 導(dǎo)軌 F 可由下式求得f F ＝f(G+F )；fRn G_____運(yùn)動(dòng)部件重力； F _____垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，事例中為零；Rn f_____導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，在本例中取靜摩擦系數(shù)為 0.2，動(dòng)力摩擦系數(shù)為 0.1。則 求得 F =0.2 25000N=5000NfS× F =0.1 25000N=2500Nfa 上式中 F 為靜摩擦阻力, F 為動(dòng)摩擦阻力。fSfa F =agGtvΔ 式中 g_____重力加速度； t_____加速或減速時(shí)間，一般 t=0.01~0.5s；Δ v_____ t 時(shí)間內(nèi)的速度變化量。 在本例中 F = × N=4230Na8.925060. 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負(fù)載見(jiàn)表 1，并畫了如圖所示的負(fù)循環(huán)圖。 8 102304246S(min)速 度 循 環(huán) 圖 010230425093負(fù) 載 循 環(huán) 圖 S(min) 圖 1 工況圖 表 1 負(fù)載表 工作循環(huán) 外負(fù)載 F（N） 工作循環(huán) 外負(fù)載 F（N） 啟動(dòng)、加速 F=F +FfSa9230 工進(jìn) F=F +Ffaw20500 快進(jìn) F= F f2500 快退 F = F fa2500 9 第二章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 2.1 液壓回路選擇 （1）確定供油方式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)、快退時(shí)負(fù)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。現(xiàn)采用帶壓力反饋的 限壓式變量葉片泵。 （2）調(diào)速方式的選擇 在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù) 銑削類專用機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特征都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用限壓 式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性 好的特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。 （3）速度換接方式的選擇 本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速度接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)行程比較方便， 閥的安裝也比較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改 用行程閥切換的速度換接回路。 （4）夾緊回路的選擇 用二位四通電磁閥來(lái)控制夾緊、松開(kāi)換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然失電而松開(kāi)， 應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時(shí)間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)仍能保持夾緊 力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來(lái)調(diào)節(jié)夾緊力的 大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。 2.2 液壓系統(tǒng)原理圖 最后把所選擇的液壓回路組合起來(lái)，即可組合成圖 2 所示原理圖： 10 圖 2 液壓系統(tǒng)原理圖 11 第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 3.1 液壓缸的主要尺寸的確定 1．工作壓力 P 的確定：工作壓力 P 可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型來(lái)初步?jīng)Q定，現(xiàn)取 液壓缸工作壓力為 3MPa. 2．計(jì)算液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d.有負(fù)載圖知最大負(fù)載 F 為 20500N，按表取 p2 為 0.5MPa, 0.95，考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取 d/D 為 0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式中可Μ?η 得： D=9.9×10 m2— 將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑 D=100mm；活塞桿直徑 d,按 d/D=0.7,活塞桿直徑 =70mm. 按工作要求夾緊力由兩個(gè)夾緊缸提供，考慮到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應(yīng)低于 進(jìn)給液壓缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為 2.5MPa,回油背壓力為零， 為Μαη 0.95，可得 D= m251096.8.0124.3—×=× 按照液壓缸和活塞桿的尺寸系列，取夾緊液壓缸的 D 和 d 分別為 100mm 及 70mm。 按最底工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度可得下式 A =minvq2 35105.cm=× 式中 q 是由產(chǎn)品樣本查得 GE 系列調(diào) 速閥 AQF3-E10B 的最小穩(wěn)定流量為 0.05L/min.min 本例中調(diào)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(yīng)選取液壓缸有桿腔的 實(shí)際面積，即 A= ????2222 4071044 cmdD???—?? 可見(jiàn)上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。 12 3．計(jì)算在各工作階段液壓缸所需流量 q ?? min/2.19in/102.9min/51074 3322 Lvd ?????——快 進(jìn)快 進(jìn) ? q i/4.i/4.9in/.04 3322 LmD=×=×=工 進(jìn)工 進(jìn) π q???? in/20i/102in/5071.4 33222 Lvd ??????? —快 退快 退 。?? m4.914.9in/601.432v—夾夾夾 3.2 確定液壓泵的流量、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(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的 工作壓力為 p ppΣΔ+=1 式中 P 液 壓 泵 最 大 工 作 壓 力_ P 執(zhí) 行 元 件 最 大 工 作 壓 力1 進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取 0.2~0.5MPa,復(fù)雜系統(tǒng)_ΣΔ 取 0.5~1.5MPa,本例取 0.5MPa. p ??MPa5.3.031 ????? 上述計(jì)算所得的 p 是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過(guò)渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓 力。另外考慮到一定的貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力 p 應(yīng)滿足 pnn P 。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本例中 P =1.25P =4.4MPa。??6.1~25.p 2．泵的流量確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為 q ≥Kp??maxL? 式中 q _________液壓泵的最大流量；p 13 ____同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥正??maxq? 進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 2～3L/min; K _________系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 K =1.1～1.3，現(xiàn)取 K =1.2L LL q =K =1.2 20L/min=24L/minp??maxL?× 3．選擇液壓泵的規(guī)格。根據(jù)以上算得的 p 和 q 再查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用 YBX—16p 限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量 q =16mL/r,泵的額定壓力 p =6.3MPa,v n 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1450r/min,容積效率 =0.85，總效率 =0.7。vηη 3.3 液壓閥的選擇 本液壓系統(tǒng)可采用力士樂(lè)系統(tǒng)或 GE 系列的閥。方案 1：控制液壓缸部分選用力士樂(lè) 系統(tǒng)的閥，其夾緊部分選用疊加閥。方案 2：均選用 GE 系列閥。根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng) 圖，按通過(guò)各元件的最大流量來(lái)選擇液壓元件的規(guī)格。選用的液壓元件如表 2： 表 2 液壓元件明細(xì)表 序號(hào) 元件名稱 方案一 方案二 通過(guò)流量 （L/min） 1 濾油器 XU—BS2×100 XU— BS2×100 24 2 液壓泵 YBX—16 YBX—16 24 3 壓力表開(kāi)關(guān) K—H6 KF3—EA10B 4 三位四通換向閥 4WE6E50/OAG24 34EF3B— E10B 20 5 二位三通換向閥 3WE6A50/OAG24 23EF3B— E10B 20 6 單向調(diào)速閥 2FRM5—20/6 AQF3—E10B 20 7 減壓閥 J—FC10D—P—1 JF3—E10B 9.4 14 8 壓力表開(kāi)關(guān) 4K—F10D—1 與 3 共用 9 單向閥 A—F10D—D/DP1AF3—EA10B 9.4 10 二位四通換向閥 24DF3B—E10B— B 24EF3—E10B 9.4 11 壓力繼電器 DP —63B1DP —63B19.4 12 單向節(jié)流閥 LA—F10D—B— 1 ALF—E10B 9.4 15 第四章 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油管的內(nèi)徑均為 12mm,各段管道的長(zhǎng)度分別為： AB=0.3m,AC=1.7,DE=2m。選用 L—HL32 液壓油，考慮到油的最低溫度為 15℃，查得 15℃ 時(shí)該液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度 v=150cst=1.5㎝ /s,油的密度 =920kg/m .2ρ3 4.1 壓力損失的驗(yàn)算 1．作進(jìn)給時(shí)進(jìn)油路壓力損失。運(yùn)動(dòng)部件工進(jìn)給時(shí)的最大速度為 1.2m/min,進(jìn)給時(shí)的最 大流量為 9.42L/min,則液壓油在管內(nèi)流速 v 為1 v = = cm/min=8330cm/min=139cm/s124dqπ2 3.09× 管道流動(dòng)雷諾數(shù) Re 為1 Re = =1111vd Re ＜2300，可見(jiàn)油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù) = = =0.68。1 1λRe75 進(jìn)油管道 BC 的沿程壓力損失 = =0.68× × Pa=0.1×10 Pa 查的換向閥 4WE6W50/AG241_ΔΡ2vdlρλ??2_10.37??9.126 的壓力損失 =0.05×10 Pa1—6 忽略油液通過(guò)管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進(jìn)油路總壓力損失為 1ΔΡ = + =(0.1×10 +0.05×10 )Pa=0.15×10 Pa1ΔΡ_21—666 2．工作進(jìn)給時(shí)回油路的壓力損失。憂郁選用活塞桿液壓缸，且液壓缸有桿腔的工作 面積為無(wú)桿腔的工作面積的二分之一，則回 油管道的流量為進(jìn)油管道的二分之一，則 16 v = =69.5cm/s21 Re = = =55.52d5.269× = =75/55.5=1.392λRe7 回油管道的沿程壓力損失 為：1_2ΔΡ = =1.39× × Pa=0.05×10 Pa1_2vdlρλ2_10.695.26 查產(chǎn)品樣本知換向閥 3WE6A50/AG24 的壓力損失 =0.025×10 Pa,換向閥2_ΔΡ6 4WE6E50/AG24 的壓力損失 =0.025×10 Pa,調(diào)速閥 2FRM5—20/6 的壓力損失3_2ΔΡ6 =0.5×10 Pa。4_2ΔΡ6 回油路總壓力損失為 為2Ρ = + + + =（0.05+0.025+0.025+0.5）×10 =0.6×10 Pa2Ρ1_2Δ3_4_2 66 3．量泵出口處的壓力 p p = + =( +0.15×10 )Pa12/AFomη1Ρ4_6105.78.9/0×+6 =3.2×10 Pa6 4．進(jìn)時(shí)的壓力損失?？爝M(jìn)時(shí)液壓缸為差動(dòng)連接，自匯流點(diǎn) A 至液壓缸進(jìn)油口 C 之間 的管路 AC 中，流量為液壓泵出口流量出口流量的兩倍即 40L/min,AC 段管道的沿程壓力 損失 為1_ΔΡ v = =124dqπscms/590/6.13023=× 17 Re =14725.190=×vd 9. Re71λ PapvdlP 6221 103.a.50.59.0×=×=?Δ—— 同樣可求管道 AB 段及 AD 段的沿程壓力損失 和 為21—ΔΡ31 v = = cm/s=295cm/s24dqπ602.13 3× Re = = =2362v5.9 = =0.322λRe7 =0.32× × Pa=0.032×10 Pa21—ΔΡ2_10.395.26 =0.32× × Pa=0.181×10 Pa312_.7. 26 查產(chǎn)品樣品知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為： 4EW6E50/AG24 的壓力損失 =0.17×10 Pa12—ΔΡ6 3EW6A50/AG24 的壓力損失 =0.17×10 Pa26 據(jù)分析在差動(dòng)連接中，泵的出口壓力 p 為 p =2 + + + + +1_ΔΡ2—311_2ΔΡ2amAFη =1.93×10 Pa6 18 快退時(shí)壓力損失經(jīng)驗(yàn)算從略。上述驗(yàn)算表明，無(wú)需修改原設(shè)計(jì)。 4.2 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā) 熱量，一般情況下，工進(jìn)速度大時(shí)發(fā)熱量較大，由于限壓式變量泵在流量不同時(shí)，效率 相差極大，所以分別計(jì)算最大、最小時(shí)的發(fā)熱量，然后加以比較，取數(shù)值大著進(jìn)行分析。 當(dāng) v=10cm/min 時(shí) q= D v=0.785×10 m /min=0.785L/min4π23— 此時(shí)泵的效率為 0.1，泵的出口壓力位 3.2MPa,則有 P = KW=0.42KW輸 入 1.0678523× P =F =20500× ×10 ×10 KW=0.034KW輸 出 v 2_3 此時(shí)的功率損失為 P= P —P =0.386KWΔ輸 入 輸 出 當(dāng) v=120cm/min 時(shí)，q=9.42L/min,總效率 =0.7η 則 P = KW=0.718KW輸 入 7.064293× P = F =20500×2×10 ×10 =0.41KW輸 出 v2—3 P= P —P =0.31KW℃Δ輸 入 輸 出 可見(jiàn)在工進(jìn)速度低時(shí)，功率損失為 0.386KW,發(fā)熱量最大。 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，去 K=10×10 KW/（cm .℃）,郵箱的散熱面積 A 為3—2 A=0.065 =1.92m32V2 系統(tǒng)的溫升為 19 = =20.1℃tΔKAΡ 驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。 20 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)的專用銑削機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，運(yùn)用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的各方面知識(shí)綜合運(yùn)用 審計(jì)通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)和工況分析計(jì)算其技術(shù)參數(shù)，來(lái)選擇系統(tǒng)的回路、元件、 附件等。該液壓系統(tǒng)在滿足原有要求的情況下實(shí)現(xiàn)重量輕、體積小、成本低、效率高、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便的要求。 設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中由于本人知識(shí)結(jié)構(gòu)不充足，在系統(tǒng)的計(jì)算過(guò)程當(dāng)中，有些部分設(shè)計(jì)的 比較簡(jiǎn)單，可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一些影響。本次設(shè)計(jì)與其他小的液壓站相比較，結(jié)構(gòu)比較 簡(jiǎn)單，體積小重量輕，基本上符合了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。但是，由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有限，本次設(shè) 計(jì)的計(jì)算過(guò)程不夠完善。 21 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中首先感謝戴月紅老師，在百忙中抽出時(shí)間給我細(xì)心指導(dǎo)和幫助， 也在戴老師的指導(dǎo)下我懂得了設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程也明白設(shè)計(jì)的目的，真心學(xué)到了東西。其 次在我完成論文過(guò)程中也得到了同學(xué)的幫助。這份設(shè)計(jì)的完成凝結(jié)了老師和同學(xué)的汗水， 再次衷心感謝戴老師和同學(xué)們！ 22 參考文獻(xiàn)： [1]《液壓與氣壓傳動(dòng)》 左鍵明主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [2]《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 楊培元、朱福元主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [3]《液壓與氣壓傳動(dòng)》 張群生主編 機(jī)械工業(yè)出版社