專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、III目 錄摘 要.IABSTRACT.II1 緒論.11.1 銑床 .11.2 專用銑床的工作原理及發(fā)展?fàn)顩r .21.2.1 工作原理.21.2.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r.31.3 液壓傳動(dòng) .31.3.1 液壓傳動(dòng)概述.31.3.2 液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn).51.3.3 液壓技術(shù)的發(fā)展方向.61.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .61.5 本章小結(jié) .72 專用銑床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).82.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .82.2 銑床工作臺(tái)動(dòng)作的工況分析 .92.3 確定液壓缸的主要參數(shù) .112.4 液壓缸工況圖編制 .112.5 確定液壓缸的基本參數(shù) .132.6 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 .132.7 本章小結(jié) .14

2、3 計(jì)算與選擇液壓元件.153.1 液壓泵的選擇 .153.2 確定管道尺寸 .163.3 液壓油箱容積的確定 .163.4 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 .163.4.1 壓力損失的驗(yàn)算.173.4.2 系統(tǒng)效率的計(jì)算.183.4.3 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算.193.5 本章小結(jié) .204 液壓站的設(shè)計(jì).214.1 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .214.1.1 液壓泵組的安裝方式.214.1.2 油箱的設(shè)計(jì).22IV4.2 液壓控制裝置的集成方式 .264.3 液壓站裝配圖的繪制 .274.4 液壓缸的基本類型 .274.5 液壓缸的組成 .284.6 液壓缸的設(shè)計(jì) .304.7 本章小結(jié) .315 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).3

3、25.1 液壓系統(tǒng) PLC 控制模塊的設(shè)計(jì) .325.1.1 PLC 的基本工作原理.325.1.2 可編程序控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用.335.1.3 PLC 的應(yīng)用.345.1.4 工藝流程的編寫.345.1.5 輸入輸出電路 I/O 口的分配.365.1.6 接線圖的繪制.375.1.7 梯形圖的繪制.375.2 安裝調(diào)試 .405.3 本章小結(jié) .40結(jié) 論.41致 謝.42參考文獻(xiàn).43蘭州工業(yè)學(xué)院蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題題目目 專專用用銑銑床液床液壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 系系 別別 機(jī)械工程系機(jī)械工程系 專專 業(yè)業(yè) 機(jī)機(jī)電電一體化一體化 班班 級(jí)級(jí) 姓姓 名名 學(xué)學(xué)

4、 號(hào)號(hào) 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師（ （職職稱）稱） 日日 期期 I摘 要 本文依據(jù)液壓傳動(dòng)原理和 PLC 控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套基于PLC 控制的專用銑床的液壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)能自動(dòng)完成機(jī)床的快進(jìn)、工進(jìn)、快退的動(dòng)作，從而縮短勞動(dòng)時(shí)間、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。依據(jù)專用銑床工作的要求，本文主要開展的工作有：液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及液壓站的設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要完成了液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元件的計(jì)算與選型；控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要進(jìn)行控制系統(tǒng)動(dòng)作流程圖的擬定、 I/O 口分配、接線圖繪制和程序編制及上機(jī)調(diào)試等工作。關(guān)鍵詞： 數(shù)控銑床；液壓系統(tǒng)；液壓元件；PLCIIABSTRACTAcco

5、rding to hydraulic control principle and PLC control technology, this paper designed a hydraulic system of single multi-axis drilling machine based on the combination. The system can automatically complete the machines action cycle such as fast-forward, working forward, rewind, and release the clamp

6、ing, by this, the workers labor intensity has been reduced and the production efficiency has been improved. On the basis of the requirements of the working cycle of single multi-axis combination drilling machine, the work of this paper are: the hydraulic system design, PLC control system design and

7、hydraulic design. Complete hydraulic system design of the main hydraulic system schematic formulation, calculation and selection of hydraulic components; control system to control the main operation flow chart of the proposed system, I / O port allocation, wiring and programming, and drawing on mach

8、ine debugging; hydraulic station are designed primarily to determine the structure of the form of hydraulic, fuel tank structural design and in Pro / e environment oil block design. KeyKey words:words: CNC milling machine, and hydraulic system, hydraulic components; PLC蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11 緒論1.1 銑床銑床（mi

9、llingmachine）是指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件和銑刀的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、 齒輪等。銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行 銑削加工 的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。銑床主要分類1.按布局形式和適用范圍加以區(qū)分(1)升降臺(tái)銑床：有萬能式、臥式和立式等，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣。 (2)龍門銑床：包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件。 (3)單柱銑床和單臂銑床：前者的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動(dòng)，工作臺(tái)作縱

10、向進(jìn)給；后者的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動(dòng)，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。兩者均用于加工大型零件。 (4)工作臺(tái)不升降銑床：有 矩形工作臺(tái)式和圓工作臺(tái)式兩種，是介于升降臺(tái)銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。其垂直方向的運(yùn)動(dòng)由銑頭在立柱上升降來完成。 (5)儀表銑床：一種小型的升降臺(tái)銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件。 (6)工具銑床：用于 模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺(tái)和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。 (7)其他銑床：如鍵槽銑床、凸輪銑床、 曲軸銑床 、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。按控制方式，銑床又分為仿形銑床（見 仿形銑床

11、） 、程序控制銑床和數(shù)字控制銑床（見數(shù)字控制機(jī)床） 2.按結(jié)構(gòu)分銑床(1)臺(tái)式銑床：小型的用于銑削 儀器、儀表等小型零件的銑床。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2(2)懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通?？裳卮采硪粋?cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動(dòng)。 (3)滑枕式銑床：主軸裝在 滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)。 (4)龍門式銑床 ：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動(dòng)。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動(dòng)，工作臺(tái)可沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，用于大件加工。 (5)平面銑床：用于銑削平面

12、和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，主軸可軸向移動(dòng)。它結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。 (6)仿形銑床：對(duì)工件進(jìn)行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。 (7)升降臺(tái)銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動(dòng)的升降臺(tái)的銑床，通常安裝在升降臺(tái)上的工作臺(tái)和滑鞍可分別作縱向、橫向移動(dòng)。 8)搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動(dòng)，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。 (9)床身式銑床 ：工作臺(tái)不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，銑頭或立柱可作垂直移動(dòng)的銑床。 (10)專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。 3.按控制方式分

13、 銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和 數(shù)控銑床 等。 1.2 專用銑床的工作原理及發(fā)展?fàn)顩r1.2.1 工作原理隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)發(fā)生了深刻的變化。傳統(tǒng)的普通加工設(shè)備已很難適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的高質(zhì)量、高效率的要求，以數(shù)控技術(shù)為核心的現(xiàn)代制造技術(shù)是機(jī)械制造行業(yè)現(xiàn)代化的重要的標(biāo)志。微機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工中心的高精度以及適合加工復(fù)雜零件的性能，能夠很好的滿足當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與工藝發(fā)展的需要。本文針對(duì)目前機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用現(xiàn)蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3狀，提出了專門化數(shù)控機(jī)床，專用化數(shù)控機(jī)床的觀點(diǎn)，并論述了在大批量生產(chǎn)條件下，專用機(jī)床向數(shù)控方向發(fā)展的趨勢(shì)和可能性。1.2

14、.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r銑床最早是由美國人 E.惠特尼于 1818 年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人 J.R.布朗于 1862 年創(chuàng)制了第一臺(tái)萬能銑床，是為升降臺(tái)銑床的雛形。 1884 年前后出現(xiàn)了龍門銑床。 20 世紀(jì) 20 年代出現(xiàn)了半自動(dòng)銑床，工作臺(tái)利用擋塊可完成 “進(jìn)給-快速”或“快速-進(jìn)給”的自動(dòng)轉(zhuǎn)換 。1950 年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動(dòng)化程度。尤其是70 年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。隨著機(jī)械化進(jìn)程不斷加劇，數(shù)控編程開始廣泛應(yīng)用與于機(jī)床類操作，極

15、大的釋放了勞動(dòng)力。數(shù)控編程銑床將逐步取代現(xiàn)在的人工操作。對(duì)員工要求也會(huì)越來越高，當(dāng)然帶來的效率也會(huì)越當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)機(jī)床工業(yè)高度重視，競(jìng)相發(fā)展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動(dòng)化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。長期以來，歐、美、亞在國際市場(chǎng)上相互展開激烈競(jìng)爭(zhēng)，已形成一條無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在20 世紀(jì) 80年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國際機(jī)床展上各國機(jī)床制造商競(jìng)相展示先進(jìn)技術(shù)、爭(zhēng)奪用戶、擴(kuò)大市場(chǎng)的焦點(diǎn)。中國加入WTO后，正式參與世界市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，今后如何加強(qiáng)機(jī)床工業(yè)實(shí)力、加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)是緊迫而又艱巨的任務(wù)。 1.3 液

16、壓傳動(dòng)1.3.1 液壓傳動(dòng)概述液壓傳動(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。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 ,誕生了世蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4界上第一臺(tái)水壓機(jī)。 1905 年將工作 介質(zhì)水改為油 ,又進(jìn)一步得到改善。第一次世界大戰(zhàn) (1914 - 1918) 后液壓傳動(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。 19

17、25 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(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 Constantimsco) 對(duì)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。液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工。業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置

18、、核發(fā)電廠等國；船舶用的甲板起重機(jī)械（絞車） 、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。目前 ,它們分別在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、長壽命、高度集成化、小型化與輕量化一體化和執(zhí)行件柔性化等方面取得了很大的進(jìn)展。同時(shí),由于與微電子技術(shù)密切配合 ,能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞盡可能大的功率并加以準(zhǔn)確的控制 , 從而更使得它們?cè)诟餍懈鳂I(yè)中發(fā)揮出了巨大作用。應(yīng)該特別提及的是 ,近年來世界科學(xué)技術(shù)不斷迅速發(fā)展 ,各部門對(duì)液壓傳動(dòng)提出了更高的要求。液壓傳動(dòng)與電

19、子技術(shù)配合在一起,廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人海洋開發(fā)、宇宙航行、地震予測(cè)及各種電液伺服系統(tǒng),使液壓傳動(dòng)的應(yīng)用提高到一個(gè)嶄新的高度。目前，液壓傳動(dòng)發(fā)展的動(dòng)向 , 概括有以下幾點(diǎn) : （1）節(jié)約能源 , 發(fā)展低能耗元件 ,提高元件效率 ; （2）發(fā)展新型液壓介質(zhì)和相應(yīng)元件 ,如發(fā)展高水基液壓介質(zhì)和元件 ,新型石油基液壓介質(zhì)； 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5（3）注意環(huán)境保護(hù) , 降低液壓元件噪聲 ; （4）重視液壓油的污染控制 ; （5）進(jìn)一步發(fā)展電氣液壓控制，提高控制性能和操作性能 ; （6）重視發(fā)展密封技術(shù)，防止漏油 ; （7）其它方面，如元件微型化、復(fù)合化和系統(tǒng)集成化的趨勢(shì)仍在繼續(xù)發(fā)展，對(duì)液壓系統(tǒng)

20、元件的可靠性設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)，與電子技術(shù)高度結(jié)合，對(duì)故障的早期診斷、預(yù)測(cè)以及防止失效的早期警報(bào)等都越來越準(zhǔn)確。1.3.2 液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)液壓傳動(dòng)的各種元件、可根據(jù)需要方便、靈活地來布置； (2)重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快； (3)操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速 (調(diào)速范圍達(dá) 2000：1)； (4)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)； (5)一般采用礦物油為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤滑，使用壽命長； (6)很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)； (7)容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控

21、。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) 有以下幾點(diǎn) :(1)液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。(2)液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體粘性變化，引起運(yùn)動(dòng)特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。(3)為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。(4)液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。(5)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。液壓傳動(dòng)有著廣泛

22、的發(fā)展前景。1.3.3 液壓技術(shù)的發(fā)展方向(1)正向著高壓、高速、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展； (2)與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（ CAT） 、計(jì)算機(jī)直接控制（ CDC） 、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)； (3)與其他相關(guān)科學(xué)結(jié)合，如污染控制技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓技術(shù)發(fā)展和研究的方向； (4)開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。液壓系統(tǒng)（ HYDRAULIC SYSTEM） 液壓傳動(dòng) (Hydraulic transmission)、執(zhí)行元件（ ACTUATOR） 、液壓缸（ CYL

23、INDER） 、液壓馬達(dá)（ MOTOR） 、液壓回路（ CIRCUIT） 、液壓泵（ PUMP） 、閥（VALVE） 、液壓控制 (Hydraulic control)、流量控制閥（ FLOW VALVE） 、泄漏損失 (Spillage) 、壓力損失(Pressure loss) 、液壓伺服系統(tǒng) (Hydraulic servo) 。1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓傳動(dòng)、機(jī)床電氣控制及可編程序控制器（PLC） 、電子技術(shù)、自動(dòng)控制，以任務(wù)書的要求為根本目標(biāo)。本文的研究工作主要包括： 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及相關(guān)傳動(dòng)元件的計(jì)算與選型；液壓站的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)； 油管路的設(shè)計(jì)； 液壓缸的設(shè)計(jì)；

24、PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)；其論文各章節(jié)內(nèi)容如下：1緒論 主要介紹本文設(shè)計(jì)的目的和意義，提出課題的研究內(nèi)容和研究意義。2液壓系統(tǒng)原理的設(shè)計(jì) 主要是通過初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)原理。 3液缸的設(shè)計(jì) 主要是通過分析液壓系統(tǒng)的工況，確定液系統(tǒng)工作過程中蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7的液體流量和壓力，設(shè)計(jì)出合理的液壓缸。4液壓系統(tǒng)中個(gè)控制元件的的選擇 主要是通過上章的計(jì)算選出合理的液壓控制元件，及液壓泵。5液壓站的設(shè)計(jì) 主要是通過比較選擇設(shè)計(jì)出合適的液壓站總裝圖。6PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主要是確定數(shù)控銑床自動(dòng)循環(huán)的動(dòng)作流程以及PLC 的選型和程序的編程。1.5 本章小結(jié)本章主要闡述了數(shù)控機(jī)

25、床的組成及發(fā)展概況及數(shù)控銑床的分類及工作原理，液壓傳動(dòng)的概念、特點(diǎn)及發(fā)展方向，提出了本文設(shè)計(jì)的內(nèi)容和目標(biāo)。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）82 專用銑床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的一部分，它的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器的用途、特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，在經(jīng)過必要的計(jì)算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格并進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它與主機(jī)的設(shè)計(jì)是密切相關(guān)的。液壓機(jī)床驅(qū)動(dòng)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，其中一個(gè)是液壓驅(qū)動(dòng)在廣泛的范圍內(nèi)提供無限變化的速度。另外，它能像改變速度一樣容易來改變驅(qū)動(dòng)的方向，像許多其

26、它類型的機(jī)床一樣，許多復(fù)雜的機(jī)械裝置能夠被簡單化或者由于液壓驅(qū)動(dòng)的使用完全被取消，而且，液壓驅(qū)動(dòng)具有柔性和緩沖性，除了運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)外，通常可見工件的表面光潔度也得到大大的改善，刀具進(jìn)刀量可以加大而不致?lián)p傷，并且可以持續(xù)更長時(shí)間。在設(shè)計(jì)過程中將通過全面方案論證，確定一部機(jī)器或機(jī)器的某一部分的傳動(dòng)方式采用液壓傳動(dòng)后，則考慮液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和一般流程。其流程如下：(1)明確對(duì)液壓系統(tǒng)的要求(2)分析主機(jī)工況，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)；(3)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，初擬液壓系統(tǒng)原理圖； (4)計(jì)算和選擇液壓元件；(5)驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的性能；(6)繪制正式系統(tǒng)工作圖，編制技術(shù)文件。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，上述內(nèi)容和步

27、驟并不是固定不變的往往會(huì)隨系統(tǒng)的簡繁、借鑒的多寡、設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不同，在做法上會(huì)有穿插、交叉、反復(fù)或省略。(7) 明確對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須能全面的滿足主機(jī)的各項(xiàng)功能和技術(shù)性能。因此在拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書后首先要了解主機(jī)設(shè)計(jì)人員對(duì)液壓部分提出的要求。通過調(diào)研，一般應(yīng)明確以下要求點(diǎn)：主機(jī)的用途、類型、工藝過程及總體布局，要求用液壓傳動(dòng)完成的動(dòng)作和蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9空間位置的限制；對(duì)液壓系統(tǒng)動(dòng)作和性能的要求，如工作循環(huán)，運(yùn)動(dòng)方式（往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、同步、順序或互鎖等要求） ，自動(dòng)化程度，調(diào)速范圍，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和精度負(fù)載狀況，工作行程等；工作環(huán)境：如溫度、濕度、污染、腐蝕及易

28、燃等情況；其他要求：如可靠性，經(jīng)濟(jì)性等。2.2 銑床工作臺(tái)動(dòng)作的工況分析首先根據(jù)已知條件，繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖，如圖2-1 所示。圖 2-1 速度循環(huán)圖液壓缸所受外負(fù)載 F 包括三種類型，即afwFFFF工作負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床來說，即為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，wF在本例中為 9000；wF運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載； MF導(dǎo)軌靜摩擦負(fù)載；fsF導(dǎo)軌動(dòng)摩察負(fù)載 ：fdF)(21GGfFdfd慣性負(fù)載 ：MFN1100)(21GGfFsfs蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10N825)(21tgGGvFM導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，在本例中靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為 0.1.dsff則求得,N110

29、0)(21GGfFsfsN550)(21GGfFdfd重力加速度；g 加速或減速時(shí)間， 其中=0.05S；tt 時(shí)間內(nèi)的速度變化量。vt工作負(fù)載 N9000etFF根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出各階段所受的外負(fù)載表見表 2-1，并畫負(fù)載循環(huán)圖，如圖 2-2 所示。表 2-1 各階段所受外負(fù)載工況外負(fù)載 N推力(F)N啟動(dòng)11001222加速13751528快進(jìn)恒速550611工進(jìn)955010611啟動(dòng)11001222加速13711528快退恒速550611圖 2-2 負(fù)載循環(huán)圖2.3 確定液壓缸的主要參數(shù)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)器的類型來初步確定，蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論

30、文）11液壓缸工作壓力見表 2-2。表 2-2 液壓缸工作壓力負(fù)載（KN）551010202030305050 設(shè)計(jì)壓力MPa0.811.522.5334455由表得工作壓力為 ：3MPa節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)背壓為 ：0.5MPa取， 7 . 0Dd對(duì)于液壓缸: （2-1）2211PPFA由式 2-1 得21m6 .38 cA 則， （2-2）14AD 由式 2-2 得 mm12.70D圓整得：80mm 56mmDd則液壓缸的有效面積： 221mm50244DA2222mm2562)(4dDA 則, 221mm2498AAA2.4 液壓缸工況圖編制1.壓力(1)快進(jìn)階段的液壓缸壓力；啟動(dòng)時(shí)： MPa4

31、9. 021APAFp加速時(shí)： MPa12. 122APAFp恒速時(shí)： MPa76. 023APAFp(2)工進(jìn)階段的液壓缸壓力 ： MPa37. 22121APAFp(3)快退階段液壓缸的壓力 ：蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12啟動(dòng)時(shí)： MPa48. 02211APAFp加速時(shí)： MPa58. 12212APAFp恒速時(shí)： MPa22. 12213APAFp2.流量(1)快進(jìn)階段的流量 ： minL24.11kAvq(2)工進(jìn)階段的流量 ： minL82. 41maxgvAq minL3 . 01mingvAq(3)快退階段的流量： minL53.112gvAq表 2-3 液壓缸工況工況系統(tǒng)

32、負(fù)載NFm回油腔壓力a2MPP工作腔壓力a1MPP輸入流量)minL(q1輸入功率WP快 進(jìn)6111.240.4911.24142.37工 進(jìn)106112.372.374.82190.4快 退6110.481.5811.53234.43.功率（1）快進(jìn)階段的功率 : W37.1421qpP(2)工進(jìn)階段的功率：W4 .1901qpP （3）快退階段的功率：W4 .2341qpP根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果得液壓缸 壓力流量 ,見表 2-3：蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）132.5 確定液壓缸的基本參數(shù) 由計(jì)算得，單桿液壓缸的基本尺寸為：80mm 56mmDd單桿液壓缸工況圖如圖 2-3 所示：（a）p-t

33、圖 （b)q-t 圖 (c)P-t 圖 圖 2-3 液壓缸工況圖2.6 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 （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)宜選用變量泵供油?，F(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)數(shù)控銑床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性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，具有承擔(dān)負(fù)切削力的能力。（3）速度換接方式的選擇本

34、系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝比較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。 最后把所選擇的液壓回路組合起來，液壓系統(tǒng)原圖如圖 2-4 所示。圖 2-4 液壓系統(tǒng)原理圖2.7 本章小結(jié)本章主要進(jìn)行了對(duì)所給題目的分析，設(shè)計(jì)出了液壓系統(tǒng)所能完成動(dòng)作的原理圖，同時(shí)也介紹了液壓和傳動(dòng)有關(guān)內(nèi)容。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）153 計(jì)算與選擇液壓元件3.1 液壓泵的選擇由上述計(jì)算得，液壓泵的最高工作壓力出現(xiàn)在工進(jìn)階段，即2.37MPap 由于進(jìn)油路元件較少，故油路壓力損失取，則液

35、壓泵的最0.4MPap高工作壓力為： 2.77MPappp21液壓泵的流量計(jì)算：泵的供油量Q 按快退階段取泄露系minL11.53Q 數(shù)為 1.3;確定液壓泵的規(guī)格： 初選液壓泵的轉(zhuǎn)速為容積效率為minr1450N v=0.8; 則泵的排量參考值為： （3-VvgN1000qV 1）由式 3-1 得 rmL12.91Vg據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的單機(jī)葉片油泵YB-25 泵的額定壓力為 額定流量 轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)功6.3MPaPnminL25q minr960n 率;4kWP 倒推算泵的額定流量則能買足要求。 minL19.2q 確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)規(guī)格：有上述計(jì)算的，動(dòng)力所需最大功率出現(xiàn)在快

36、退時(shí),P=234.4W 已知泵的總效率 =0.80;則液壓泵快退所需的驅(qū)動(dòng)功率為 （3-ppPpqPP2）由式 3-2 得 kW79. 0pP有以上計(jì)算查表選用 Y 系列電機(jī) Y90L-6 額定功率 轉(zhuǎn)速為1.1kWP ;minr910N 用此電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵泵的實(shí)際輸出流量為則，仍能滿足個(gè)系minL66.23 nvq統(tǒng)各工況對(duì)流量的需要。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16以上得銑床液壓系統(tǒng) 各控制閥和輔助元件的型號(hào)規(guī)格 見表 3-1。3.2 確定管道尺寸 油管內(nèi)徑尺寸一般可參照流量選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算。本系統(tǒng)主油路最大流量為,壓油管的允許流minL2 .19q速取

37、v=4,則內(nèi)徑 d 為：15.8mmd 若系統(tǒng)主油路流量按快退時(shí)取,則可算的油管內(nèi)徑 為: minL53.11q。11.26mmd 綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d 為 12mm。吸油管同樣可按上式計(jì)算（q=24、v=1.5）,取吸油管內(nèi)徑為 25mm。d表 3-1 液壓系統(tǒng)各控制元件器件名稱流量minL額定流量minL額定壓力 MP型號(hào)變量葉片泵19.2252.5YB-25溢流閥19.2256.3Y-25過濾器19.2322.5XUB32X100交流異步電動(dòng)機(jī)Y90L-6三位四通電磁換向閥11.53256.334D-25二位二通電磁換向閥11.24256.322D-25調(diào)速閥4.82256.3Q

38、I-25壓力及電器6.3DP-633.3 液壓油箱容積的確定 由本系統(tǒng)為中壓液壓系統(tǒng)，液壓油箱有效容量按泵的流量的5-7 倍來確定現(xiàn)選用容量為 200L 的油箱。3.4 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算工作到這一步，還需要對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的技術(shù)性能進(jìn)行驗(yàn)算，判斷設(shè)計(jì)質(zhì)量，以便調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)及方案。一般技術(shù)性能驗(yàn)算包括：系統(tǒng)壓力損失計(jì)算；系統(tǒng)效率計(jì)算；系統(tǒng)發(fā)熱溫升的計(jì)算等。若對(duì)系統(tǒng)有其他要求時(shí)，尚需作相應(yīng)的估算。已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油管的內(nèi)徑均為12mm，各段管道的長度分別為：蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17AB=0.3m,AC=1.3m,AD=1.7m,DE=2m,選用 L-HL32 液壓油，

39、考慮到油的最低溫度為 15，查的液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度,油的密度150cs1.5v 3cmkg920 3.4.1 壓力損失的驗(yàn)算1.工作進(jìn)給時(shí)油路壓力損失 運(yùn)動(dòng)部件工作進(jìn)給時(shí)的最大速度為0.016m/s,進(jìn)給時(shí)的最大流量為4.82L/min,則液壓油在管內(nèi)流速為 ：scm13.2scm0.016604.82v管道流動(dòng)雷諾數(shù)為 ：10.6 小于 2300,可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)為7進(jìn)油管道 BC 的沿程壓力損失 為：Pa9361查的換向閥壓力損失 為： =0.05Pa忽略油液通過管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進(jìn)油路總壓力損失 為: = 0.14Pa2.工作進(jìn)給時(shí)的壓力損失 由

40、于選用單活塞桿液壓缸，且液壓缸有桿腔的工作面積為無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, V2=6.1/s回油管道的沿程壓力損失 為： =0.06Pa查換向閥 3 的壓力損失 為: =0.019Pa調(diào)速閥 2 的壓力損失 為: =0.42 Pa回油路壓力損失 為: =0.439 Pa3.變量泵出口處的壓力 P 為： 38Pap 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）184.快進(jìn)時(shí)的壓力損失 P 為： 0.125Pap 查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：三位四通閥的壓力損失 為： =0.17Pa 二位二通閥的壓力損失 為： =0.17Pa據(jù)分析在，泵的出口壓力 P 為：

41、1.8Pap 快退時(shí)壓力損失驗(yàn)算從略。上述驗(yàn)算表明，無需修改原設(shè)計(jì)。3.4.2 系統(tǒng)效率的計(jì)算液壓系統(tǒng)工作時(shí)，液壓泵和執(zhí)行元件都有泄漏和機(jī)械摩擦損失，必然消耗一定的功率，即反應(yīng)了一定的效率。液壓系統(tǒng)的效率是系統(tǒng)的輸出效率與其輸入效率之比，即EcPpiP （3-3）piEOPP它也可以寫成 （3-4）CEPPOEiEiEOPiPOPPPPPP式中，液壓泵的總效率，油產(chǎn)品樣本查出；P執(zhí)行元件的總效率，由產(chǎn)品樣本查出，對(duì)于液壓缸一般取E0.95；回路效率，它反映了泵出口到執(zhí)行元件進(jìn)口這段油路的功率利C用程度。 （3-5）poPOEiEiPOEiCqPqPPP式中，同時(shí)工作的執(zhí)行元件工作壓力與輸入流量

42、乘積之和；EiEiqP 同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓泵的輸出功率之和。POPOqP一個(gè)工作循環(huán)中，工作進(jìn)給所占的時(shí)間達(dá)95%以上，因此完全可以用工進(jìn)時(shí)的系統(tǒng)效率來代表整個(gè)工作循環(huán)的系統(tǒng)效率: （3-6）ECP取單葉片泵的總效率=0.85,液壓缸的總效率=0.95。Pe由式（3-5）的回油路效率為：蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）191111ppCqPqP098. 0由式（3-6）得液壓系統(tǒng)的效率為： 95. 0098. 085. 0 =0.08系統(tǒng)的效率較低，但在中功率系統(tǒng)中是允許的。3.4.3 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，為了簡化計(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

43、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)值大者進(jìn)行分析。當(dāng) V=3/min 時(shí)，q=0.236L/min此時(shí)泵的效率為 0.1，泵的出口壓力為 4.0MPa,則有：0.157kWP10.013kWFVP2此時(shí)的功率損失為 : p=（0.157-0.013）kw=0.144kW當(dāng) v=12/min 時(shí)，q=0.9L/min 總效率 =0.78則輸入, P=0.09kW輸出, kW053. 0 FVPp=（0.09-0.053）kW=0.037kW可見在工進(jìn)速度低時(shí)，功率損失為0.144kW,發(fā)熱量最大。假定系統(tǒng)的散熱狀態(tài)一般，

44、取k=10kW/ 油箱的散熱面積 A 為:A=1.922m 系統(tǒng)的溫升為 :蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20t=6.5 驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在溫升許可范圍內(nèi)。3.5 本章小結(jié)本章主要進(jìn)行對(duì)液壓系統(tǒng)中各工況分析 ,選出了液壓元件及液壓泵，并且對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)算確定系統(tǒng)所選元件的合理性。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）214 液壓站的設(shè)計(jì)液壓站是現(xiàn)代液壓技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形態(tài),既是各類液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的歸宿 ,又是保證主機(jī)完成其工藝目的和長期可靠工作的重要裝置。正確合理地設(shè)計(jì)和使用液壓站，對(duì)于提高液壓系統(tǒng)乃至整個(gè)液壓設(shè)備的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，具有重要意義。其基本設(shè)計(jì)框圖如圖4-1 所示。 液壓站

45、油箱油管電動(dòng)機(jī)過濾器液壓泵聯(lián)軸器圖 4-1 液壓站設(shè)計(jì)框圖4.1 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的是，液壓裝置中各部件、元件布置要均勻、便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且要適當(dāng)?shù)淖⒁馔庥^的整齊和美觀。液壓泵與電動(dòng)機(jī)可裝在液壓油箱的蓋上，也可裝在液壓油箱之外，主要考慮液壓油箱的大小與剛度。在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運(yùn)動(dòng)部件。手動(dòng)換向閥的位置必須靠近操作部位。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整或裝拆電磁鐵，壓力表及其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。液壓泵與機(jī)床相聯(lián)的管道一般都先集中接到機(jī)床的中間接頭上，然后再分別通向不同部件的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)中去，這樣做有利于搬

46、運(yùn)、裝拆和維修。硬管應(yīng)貼地或沿著機(jī)床外形壁面敷設(shè)。相互平行的管道應(yīng)保持一定的間隔，并用管夾固定。隨工作部件運(yùn)動(dòng)的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時(shí)應(yīng)避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以免影響使用壽命。4.1.1 液壓泵組的安裝方式液壓泵組是指液壓泵及驅(qū)動(dòng)泵（電動(dòng)機(jī)）和聯(lián)軸器及傳動(dòng)底座組件等。1 軸間的連接方式蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22其在確定液壓泵與原動(dòng)機(jī)的軸間連接和安裝方式時(shí)，首先要考慮液壓泵軸的徑向和軸向負(fù)載的消除或防止問題。（1）直接驅(qū)動(dòng)型連接 直接驅(qū)動(dòng)型連接可采用聯(lián)軸器或花鍵實(shí)現(xiàn)。由于液壓泵的傳動(dòng)軸在結(jié)構(gòu)上一般不能承受額外的徑向和軸向載荷，因此液壓泵最好由原動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)，并且使泵軸與

47、驅(qū)動(dòng)軸之間嚴(yán)格對(duì)中，軸線的同軸度誤差不大于 0.08mm。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)軸器。（2）間接驅(qū)動(dòng)型連接 如果液壓泵不能經(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)或帶傳動(dòng)間接驅(qū)動(dòng)時(shí)，液壓泵的傳動(dòng)軸所受的徑向載荷不得超過泵制造廠的規(guī)定值，否則帶動(dòng)泵軸的齒輪、鏈輪或帶輪應(yīng)架在另外設(shè)置的軸承上。此種連接方式也應(yīng)滿足規(guī)定的同軸度要求?；诖?，在本次設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)與液壓泵之間的聯(lián)軸器我們選用LX7 彈性柱銷聯(lián)軸器。2.軸間的安裝方式安裝方式分為臥式和立式兩種。（1）臥式安裝 常見的臥式安裝有角形支架臥式安裝、腳架鐘形罩臥式安裝以及支架鐘形罩臥式，這幾種安裝液壓

48、泵及管道都安裝在液壓油箱外面，散熱條件好，適合于管路連接的油路，且便于安裝和拆卸。（2）立式安裝 立式安裝為鐘罩形立式安裝，通過液壓泵上的軸端法蘭實(shí)現(xiàn)泵與鐘形罩的連接，鐘形罩再與帶法蘭的立式電動(dòng)機(jī)連接，依靠鐘形罩的止口保證液壓泵與電動(dòng)機(jī)的同軸度。這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。綜上所述，為了保證電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度，便于安裝和拆卸，節(jié)省占地面積，本設(shè)計(jì)中選用臥式支架安裝。4.1.2 油箱的設(shè)計(jì)液壓油箱的作用是貯存液壓油，分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣，同時(shí)還起到散蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23熱的作用。1.液壓油箱有效容

49、積的確定液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮。液壓油箱的有效容量 v 可概略的確定為：已知該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)（ p=3MPa）取：V=(57)pq=150L230L取 V=200L式中，V 液壓油箱的有效容積 pq液壓泵的額定流量2.液壓油箱的外形尺寸液壓油箱的有效容積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸為（長：寬：高） 1：1：11：2：3，為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大。3. 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓油箱簡稱油箱，它往往是一個(gè)功能組件，在液壓系統(tǒng)中的主要功能是存儲(chǔ)液壓油液、散發(fā)油液熱量、溢出空氣及消除泡沫和安裝元件等。油箱

50、的制造一般采用焊接和鑄造兩種方式之一，多數(shù)油箱采用焊接技術(shù)獲得。在一般設(shè)計(jì)中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱，很少采用機(jī)床床身底座作為液壓油箱。因此，在此設(shè)計(jì)中采用了焊接的方式獲得油箱。油箱的工作圖樣是油箱加工和安裝的依據(jù)。通常油箱應(yīng)包括箱頂、箱壁、隔板、放油螺塞、吊耳、支腳等零件。4.油箱的制造工藝（1）材料 通常油箱的箱頂、箱壁、箱底和隔板的常用材料為Q235A 鋼板，伺服系統(tǒng)的油箱宜采用不銹鋼板，箱壁和箱頂所采用板材的平直度應(yīng)符合GB/T11841996 中的 12 級(jí)，且應(yīng)無嚴(yán)重銹蝕。清洗孔法蘭蓋板可采用HT200經(jīng)切削加工后用螺釘聯(lián)接在油箱側(cè)壁上，吊耳常用材料為25 鋼。箱頂

51、和箱壁蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24常用可拆連接。（2）焊接前后的注意事項(xiàng) 油箱焊接前，板邊要加工出坡口。焊接時(shí)，板間應(yīng)留有適量的縫隙。焊接前，必須清楚板材焊接部位及周圍的氧化層和鐵銹。如果是分層焊接，沒焊完一層，必須用鋼絲刷刷凈焊層，進(jìn)行檢查，有無夾渣、氣孔、咬邊等現(xiàn)象。如果有，可用氣動(dòng)工具等挖去后補(bǔ)焊，然后再焊另一層。箱體焊接時(shí)應(yīng)盡量用夾具將板材定位、固定并檢查其幾何尺寸與形位公差。（3）焊接后的油箱須徹底清理以便清除所有泥土、切削、毛刺和氧化皮。輕度銹蝕可用鋼絲刷或砂輪機(jī)清理，嚴(yán)重銹蝕和氧化的表面應(yīng)噴丸處理。5.油箱各零件的作用（1）隔板作用 增長液壓油流動(dòng)循環(huán)時(shí)間，除去沉淀的雜質(zhì)，分

52、離、清除水和雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溫度，吸收液壓油壓力的波動(dòng)及防止液面的波動(dòng)。安裝型式 把隔板設(shè)置成低于液壓油面，其高度為最低油面的2/3，使液壓油從隔板的上方流過。（2）吸油管與回油管 回油管出口 回油管出口型式，有直口、斜口、彎管直口、帶擴(kuò)散器的出口等幾種形式，斜口應(yīng)用的較多，一般為45斜口。為了防止液面波動(dòng)，可將回油管出口設(shè)計(jì)為斜口?；赜凸鼙仨毞胖迷谝好嬉韵拢话憔嚯x液壓油箱底面的距離大于 300mm，回油管出口絕對(duì)不允許放在液面以上。 吸油管 吸油管前設(shè)置了濾油器，其精度為100200 目的線隙式濾油器。濾油器應(yīng)有足夠的容量，避免阻力太大。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于 20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油

53、面以下，防止吸油時(shí)卷入空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動(dòng)油面，致使油中混入氣泡。 吸油管與回油管的方向 為了使油液流動(dòng)具有方向性，要綜合考慮隔板、吸油管和回油管的配置，盡量把吸油管和回油管用隔板隔開。為了不使回油管的壓力波動(dòng)波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向應(yīng)一致，而不是相對(duì)蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25著。（3）防止雜質(zhì)進(jìn)入為了防止液壓油被污染，液壓油箱應(yīng)做成完全密封性的。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：不要將配置管簡單的插入液壓油箱，這樣空氣、雜質(zhì)和水分等便會(huì)從其周圍的間隙浸入。同時(shí)應(yīng)盡量避免將液壓泵直接裝在液壓油箱頂蓋上。在結(jié)合面上需襯入密封填料、密封膠和液態(tài)密封膠，以保證可靠的密封性。如在液

54、壓油箱的上蓋可直接焊上。為保證液壓油箱通大氣并凈化抽吸空氣，需配置空氣濾清器?？諝鉃V清器通常設(shè)計(jì)成既能過濾空氣又能加油的結(jié)構(gòu)。（4）頂蓋及清洗孔 頂蓋 在液壓油箱頂蓋上裝設(shè)電動(dòng)機(jī)、閥組、空氣濾清器時(shí)，必須十分牢固。液壓油箱同它們的結(jié)合面要平整光滑。同時(shí)，不允許有閥和管道泄露在油箱蓋上的液壓油流回油箱內(nèi)。 清洗孔 液壓油箱的清洗孔，應(yīng)最大限度的易于清掃液壓油箱內(nèi)的各個(gè)角落和取出油箱內(nèi)的元件。（5）液面指示為觀察液壓油箱內(nèi)的液面情況，應(yīng)在油箱的側(cè)面安裝液面指示計(jì)，液位計(jì)通常帶有溫度計(jì)且刻有上、下液面限位線。液位計(jì)的下刻線至少應(yīng)比吸油過濾器或吸油管口上緣高出 75mm，以防吸入空氣。液位計(jì)的上刻線對(duì)

55、應(yīng)著油液的容量。液位計(jì)與油箱的連接處有密封措施。（6）箱底、放油塞、支腳應(yīng)在油箱底部最低點(diǎn)設(shè)置放油塞，以便油箱清洗和油箱更換。為此，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，傾斜坡度通常為1/251/20 這樣可以促使沉積物聚集到油箱中的最低點(diǎn)。為了便于搬遷、放油和散熱，應(yīng)將油箱架起來。油箱應(yīng)設(shè)有支腳。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）264.1.3 其它元件的選擇1.濾油器的選擇在液壓系統(tǒng)中，由于工作油液中的雜質(zhì)（包括從系統(tǒng)外部進(jìn)入的臟物顆粒和系統(tǒng)中液壓元件的磨損微粒）進(jìn)入液壓系統(tǒng)，容易引起液壓元件工作表面的損壞，而使液壓元件的壽命大大縮短，為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，提高液壓元件的正常壽命進(jìn)入液壓系統(tǒng)中的工

56、作液體必須經(jīng)濾油器過濾。本系統(tǒng)選用線隙式濾油器。（1）線隙式濾油器（ XU40 x80J）一般安裝于回油路或泵吸油口處，這種濾油器阻力小，通流能力大，但不易清洗，一般用于中、低壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，過濾效果好，通油能力大。 （2）濾油器安裝本系統(tǒng)濾油器安裝在油泵的吸油管上。這種安裝能直接防止大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入液壓泵內(nèi)，保證了液壓系統(tǒng)中所有設(shè)備不受雜質(zhì)的影響，但增長了油泵的吸油阻力，而且當(dāng)濾油器堵塞時(shí)，使油泵工作條件惡化。為了避免油泵的損壞，通常在油泵的吸入口安裝過濾精度低的線隙式過濾器。2.排油孔螺塞為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污，在箱座底部油池低處設(shè)有排油孔，平時(shí)排油孔用螺塞及封油墊封住。排油孔螺塞材

57、料一般用Q235，封油墊材料可用石棉橡膠紙，排油孔螺塞的直徑可按箱座壁厚的34 倍選取， M=241.5。4.2 液壓控制裝置的集成方式液壓控制裝置集成方式分，為管式集成和塊式集成。管式集成是液壓系統(tǒng)最早使用的集成方式，它用管件（管子和管接頭）將各管式連接液壓控制閥集成在一起。其主要有點(diǎn)是連接方便簡單，不需要設(shè)計(jì)制造油路塊或油路板。缺點(diǎn)是當(dāng)組成系統(tǒng)的控制元件較多時(shí)，要求要有較多的管子和管接頭，上下交錯(cuò)較多，占用空間大，從而使系統(tǒng)布置相當(dāng)不變，且系統(tǒng)壓力損失大，此種方式僅適用與較簡單的液壓系統(tǒng)中。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27塊式的特點(diǎn)是，直接做在液壓輔助元件或液壓閥上，省去了大量的管件，結(jié)構(gòu)

58、簡單，組裝方便，位置靈活，適合用于系統(tǒng)比較復(fù)雜的液控系統(tǒng)中。本設(shè)計(jì)由于液控系統(tǒng)比較簡單，所以選用管式集成的方式控制。管式集成主要有三個(gè)三接頭管和一個(gè)四接頭管，和外徑為27 的管路，這些管接頭連接管路并且平鋪于油箱之上。1.管道的選用紫銅管承受的壓力較低（ P6.310MPa）,經(jīng)過加熱冷卻處理后，紫銅管軟化，裝配時(shí)可按需要進(jìn)行彎曲，但價(jià)貴且抗振能力較弱。查簡明手冊(cè) 表 4-7，可得管子外徑 D=27mm 壁厚 S=2mm。2.管接頭的選擇管接頭是連接液壓元件與油管之間的可拆卸元件。要求連接可靠，拆裝方便，密封性好。本設(shè)計(jì)中選用卡套式三通管接頭和四通管接頭?？ㄌ资焦芙宇^的特點(diǎn)：利用卡套變形卡住管

59、子進(jìn)行密封，裝拆方便，耐壓高，但對(duì)管子尺寸精度要求較高，工作壓力 小于 40Mpa，具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能良好，工作壓力高、重量輕、體積小和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在本次設(shè)計(jì)中我們選用的管接頭為 M272 e=39.3 s=34。4.3 液壓站裝配圖的繪制通過以上設(shè)計(jì)，完成了液壓站總裝配圖的繪制，其結(jié)構(gòu)裝配圖見附錄。4.4 液壓缸的基本類型 液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的又一類執(zhí)行元件，是用來實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于 360擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。其結(jié)構(gòu)形式有活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸三大類。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，在液壓系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。4.5 液壓缸的組成液壓缸的的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸體組件、活

60、塞組件、密封裝置、緩沖裝置以及排氣裝置等組成。分述如下：蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）281.缸體組件液壓缸的缸體和端蓋是用 4 根長拉桿聯(lián)接起來的。目前常用的缸體與端蓋結(jié)構(gòu)聯(lián)接方式還有螺栓聯(lián)接，我的本次液壓缸設(shè)計(jì)就用螺栓聯(lián)接；螺釘聯(lián)接，它和螺栓聯(lián)接的共同優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、容易加工和拆裝；缺點(diǎn)是外徑尺寸較大，重量也較大；螺紋聯(lián)接，適用于缸徑較小的液壓缸，對(duì)于大直徑液壓缸，由于螺紋尺寸較大，加工精度不易保證，裝拆都較費(fèi)勁；其優(yōu)點(diǎn)是螺紋對(duì)缸筒強(qiáng)度削弱較小，缸壁總厚度可較小。焊接聯(lián)接，一般用于缸體與后蓋聯(lián)接，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸小、工藝性好；但缸體焊接后可能變形，清洗較麻煩。缸體是液壓缸的主體，它要