液壓課程設(shè)計(jì)說明書

1、課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱 機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目 題目名稱 臥式半自動(dòng)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)及其有關(guān)裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 08級(jí)機(jī)電（6）班 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2011 年 12 月 18 日廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目名稱臥式半自動(dòng)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)及其有關(guān)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)08機(jī)電6班姓 名柳展雄學(xué) 號(hào)3108000566一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容綜合應(yīng)用已學(xué)的課程，完成臥式半自動(dòng)組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、液壓系統(tǒng)元部件的選擇、液壓基本回路的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、液壓集成油路的設(shè)計(jì)、液壓集成塊的設(shè)計(jì)等。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)1機(jī)床系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的自

2、動(dòng)工作循環(huán)(手工上料) (手動(dòng)啟動(dòng)) 工件定位(插銷)夾緊工件動(dòng)力頭(工作臺(tái))快進(jìn)慢速工進(jìn)快退停止工件拔銷松開工件（手工卸料）。要求工進(jìn)完了動(dòng)力頭無速度前沖現(xiàn)象。工件的定位、夾緊應(yīng)保證安全可靠，加工過程中及遇意外斷電時(shí)工件不應(yīng)松脫，工件夾緊壓力、速度應(yīng)可調(diào)，工件加工過程中夾緊壓力穩(wěn)定。2工件最大夾緊力為Fj；工件插銷定位只要求到位，負(fù)載力小可不予計(jì)算。3動(dòng)力頭快進(jìn)、快退速度v1；工進(jìn)速度為v2可調(diào)，加工過程中速度穩(wěn)定；快進(jìn)行程為L(zhǎng)1，工進(jìn)行程為L(zhǎng)2；工件定位、夾緊行程為L(zhǎng)3，夾緊時(shí)間t=1s。4運(yùn)動(dòng)部件總重力為G，最大切削進(jìn)給力（軸向）為Ft；5動(dòng)力頭能在任意位置停止，其加速或減速時(shí)間為t；工

3、作臺(tái)采用水平放置的平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為fs，動(dòng)摩擦系數(shù)為fd。 設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)Fj(N)Ft(N)G(N)v1(m/min)v2(mm/min)L1(mm)L2(mm)L3(mm)t(s)fsfd146000300005500630100014060400.120.220.1三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作(一) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)備的用途、特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理進(jìn)行工況分析，擬定合理、完善的液壓系統(tǒng)原理圖，需要寫出詳細(xì)的系統(tǒng)工作原理，給出電磁鐵動(dòng)作順序表。再經(jīng)過必要的計(jì)算確定液壓有關(guān)參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質(zhì)、相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號(hào)（或進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）、對(duì)系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算等。

4、（二）系統(tǒng)基本回路的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證回路，經(jīng)老師確認(rèn)后，由該組成員共同去液壓實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該部分說明書的撰寫格式可參考液壓課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)過程要拍一定數(shù)量的照片。（三）液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由指導(dǎo)老師選出其中一個(gè)小組成員的設(shè)計(jì)方案和數(shù)據(jù)，由該組成員共同完成該方案液壓系統(tǒng)的集成塊組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡量做到每個(gè)小組成員負(fù)責(zé)其中的一個(gè)集成塊的設(shè)計(jì)。集成塊之間必須考慮到相互之間的連通關(guān)系，是一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)的集成塊。（四）繪制工程圖、編寫設(shè)計(jì)說明書1. 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 包括系統(tǒng)總油路圖（A3，參見圖1-3）和集成塊液壓集成回路圖（A4, 參見圖3-4)。2. 集成塊的零

5、件圖（A3或更大，參見圖3-8）。須按GB要求打印或用鉛筆繪制。3. 編寫設(shè)計(jì)說明書（2萬字左右），排版、結(jié)構(gòu)等須規(guī)范。四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1分析工況和動(dòng)作要求，完成系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算，元部件選擇。宿舍12.0211.102完成指定方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；完成指定方案的液壓系統(tǒng)集成油路的設(shè)計(jì)和集成塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的分配，開始進(jìn)行集成塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)宿舍12.1112.173完成集成塊的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說明書的撰寫。宿舍12.1812.244答 辯工2-72912.26五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 李笑，吳冉泉.液壓與氣壓傳動(dòng)M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2006年03月2 楊培元，朱

6、福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,20033 雷天覺等. 液壓工程手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19904 博世力士樂公司.博世力士樂工業(yè)液壓產(chǎn)品樣本M. 5 任建勛，韓尚勇，申華楠等.液壓傳動(dòng)計(jì)算與系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19826 周士昌主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)5 第43篇液壓傳動(dòng)與控制M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20007 章宏甲，周邦俊. 金屬切削機(jī)床液壓傳動(dòng)M.南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1985發(fā)出任務(wù)書日期：2011年12月2日指導(dǎo)教師簽名：預(yù)計(jì)完成日期：2011年12月26日專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章：主管院長(zhǎng)簽章：目 錄廣東工業(yè)大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書. 1

7、目錄. 3前言. 41 液壓系統(tǒng)的工況分析. 52 液壓系統(tǒng)原理圖.82.1 初定液壓系統(tǒng). 82.2 確定液壓系統(tǒng). 83 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件.113.1 液壓缸主要尺寸的確定. 113.2 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵規(guī)格. 123.3 液壓閥的選擇. 133.4 確定管道尺寸. 143.5 液壓油箱容積的確定.154 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算. 164.1 壓力損失的驗(yàn)算.164.2 系統(tǒng)的溫升的驗(yàn)算.185 液壓系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.206 液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).216.1 液壓集成回路設(shè)計(jì).216.2 集成塊設(shè)計(jì).22設(shè)計(jì)總結(jié).26參考文獻(xiàn). 27附錄.28前言液壓與氣壓傳動(dòng)，又稱液壓氣

8、動(dòng)技術(shù)，由于自身的特點(diǎn)重量輕、體積緊湊、能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、便于實(shí)現(xiàn)頻繁及平穩(wěn)的換向、因而在現(xiàn)代化機(jī)械中使用得越來越多 ,是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一，特別是近年來，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，液壓與氣壓傳動(dòng)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。液壓與氣壓傳動(dòng)是以流體（液壓油液或壓縮空氣）為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。主要由能源裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件組成。液壓與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)1）布置方便靈活。2）無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)2000：1。3）傳動(dòng)平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。4）操作控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)距離控制和過載保護(hù)。5）標(biāo)準(zhǔn)化、系

9、列化、通用化程度高，有利于縮短設(shè)計(jì)周期、制造周期和降低成本。6）傳動(dòng)效率不高；維護(hù)要求較高液壓與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用和發(fā)展概況1）液壓與氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶、航天航空等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)，是自動(dòng)化技術(shù)不可缺少的手段。2）元件小型化、系統(tǒng)集成化、機(jī)電液（氣）一體化是液壓與氣動(dòng)技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)；元件與系統(tǒng)的CAD/CAT 與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制是當(dāng)前的發(fā)展方向。1系統(tǒng)的工況分析動(dòng)作要求及工作參數(shù)1機(jī)床系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)工作循環(huán)為：(手工上料) (手動(dòng)啟動(dòng)) 工件定位(插銷)夾緊工件動(dòng)力頭(工作臺(tái))快進(jìn)慢速工進(jìn)快退停止工件拔銷松開工件（手工卸料）。要求：工進(jìn)完了動(dòng)

10、力頭無速度前沖現(xiàn)象。工件的定位、夾緊應(yīng)保證安全可靠，加工過程中及遇意外斷電時(shí)工件不應(yīng)松脫，工件夾緊壓力、速度應(yīng)可調(diào)，工件加工過程中夾緊壓力穩(wěn)定。2工件最大夾緊力為Fi=6000N；工件插銷定位只要求到位，負(fù)載力小可不予計(jì)算。運(yùn)動(dòng)部件總重力為G=5500N，最大切削進(jìn)給力（軸向）為Ft=30000N。動(dòng)力頭快進(jìn)、快退速度v1=6m/min；工進(jìn)速度為v2=301000mm/min可調(diào)，加工過程中速度穩(wěn)定；快進(jìn)行程為L(zhǎng)1=140mm；工進(jìn)行程為L(zhǎng)2=60mm；工件定位、夾緊行程為L(zhǎng)3=40mm。動(dòng)力頭能在任意位置停止，其加速或減速時(shí)間為t=0.12s，工作臺(tái)采用水平放置的平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為fs=

11、0.22,動(dòng)摩擦系數(shù)為fd=0.1。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1-1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=Ft+Ff+Fa （1-1）式中 Ft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， 本設(shè)計(jì)中為30000N；Fa運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載；Ff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)于平導(dǎo)軌Ff可由下試求得Ff=f（G+FRn）;G運(yùn)動(dòng)部件重力；FRn垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，本設(shè)計(jì)中為零；f導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，靜摩擦系數(shù)為0.22，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1。則求得靜摩擦阻力 Ffs=0.22×

12、;5500N=1210N （1-2）動(dòng)摩擦阻力 Ffd=0.1×5500N=550NFa=（G/g）×（V/t）（1-3） =（5500/9.8）×（6/（0.12×60）N=468N式中 g-重力加速度；t-加速或減速時(shí)間，一般為0.01-0.5s，本設(shè)計(jì)中為0.12s；V-在t時(shí)間內(nèi)的速度變化量。本設(shè)計(jì)中V=6m/min。啟動(dòng)、加速時(shí)外負(fù)載為： F= Ffs + Fa =1210+468=1678N快進(jìn)、快退時(shí)外負(fù)載為：F= Ffa =550N工進(jìn)時(shí)外負(fù)載為：F= Ffa + Ft =550+30000=30550N根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出個(gè)工作階段所

13、受的外負(fù)載（見表1-1）并畫出如圖1-2所示的負(fù)載循環(huán)圖。圖1-1 速度循環(huán)圖圖1-2 負(fù)載循環(huán)圖表1-1 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載工作循環(huán)外 負(fù) 載 F（N）工作循環(huán)外 負(fù) 載 F（N）啟動(dòng)、加速Ffs + Fa1678工進(jìn)Ffa + Ft30550快進(jìn)Ffa550快退Ffa5502.擬訂液壓系統(tǒng)原理圖21、初定液壓系統(tǒng)1）確定供油方式 液壓泵的結(jié)構(gòu)形式依據(jù)初定系統(tǒng)壓力來選擇，當(dāng)p<21MPa時(shí)，選用齒輪泵和葉片泵?？紤]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)宜選用雙泵供油或變量泵供油?，F(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片

14、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)熱小和速度剛好的特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受切削力的能力。3）速度換接方式的選擇本系統(tǒng)用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。4）夾緊回路的選擇用三位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動(dòng)作時(shí),考慮到夾緊時(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)節(jié)和單向閥保壓。在該回路中還

15、裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。5）定位回路的選擇用三位四通電磁閥來控制插銷、拔銷換向動(dòng)作時(shí)，考慮到當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)仍能保持插銷力，所以接入單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。22、確定液壓系統(tǒng)1）系統(tǒng)工作原理最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組合成圖2-1所示的液壓系統(tǒng)原理圖。圖2-1液壓系統(tǒng)原理圖2）工作循環(huán)過程：一 定位插銷按啟動(dòng)按鈕，電磁閥7YA得電，換向閥在右位，定位缸16下腔進(jìn)油，活塞桿向上運(yùn)動(dòng)定位插銷；二 工件夾緊當(dāng)定位完成后，油液壓力升高，壓力繼電器BP1發(fā)出信號(hào)，電磁鐵5YA得電，換向閥在右位，夾緊缸17下缸

16、進(jìn)油，活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，工件夾緊；三 快進(jìn)夾緊完成后，壓力上升，壓力繼電器BP2發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵1YA、3YA得電，電磁，換向閥4處于左位，換向閥5處于右位，進(jìn)給缸18左腔進(jìn)油，右腔排油流向左腔，形成差動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)；四 工進(jìn)當(dāng)進(jìn)給缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)2SQ后，使電磁鐵3YA失電，進(jìn)給缸16的回油流回油箱，實(shí)現(xiàn)工進(jìn)；五 快退當(dāng)進(jìn)給缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)1SQ后，電磁鐵1YA失電，使電磁鐵2YA得電，進(jìn)給缸右腔進(jìn)油，左腔流回油箱，實(shí)現(xiàn)快退；六 拔銷當(dāng)進(jìn)給缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)3SQ后，使2YA失電，進(jìn)給缸停止工作，7YA失電，6YA得電，換向閥14處左位，定位缸16上腔進(jìn)油

17、，下腔的油液直接接回油箱，實(shí)現(xiàn)拔銷。七 放松當(dāng)定位缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)4SQ后，5YA、6YA失電，4YA得電，夾緊缸17上腔進(jìn)油，下腔經(jīng)單向節(jié)流閥9流回油箱，實(shí)現(xiàn)放松。八 系統(tǒng)停止當(dāng)夾緊缸活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)5SQ后，電磁鐵4YA失電，系統(tǒng)停止工作。3）電磁換向閥動(dòng)作順序表表2-1 電磁換向閥動(dòng)作順序表1YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 YA7 YA插銷-+夾緊-+-+快進(jìn)+-+-+-+工進(jìn)+-+-+快退-+-+-+拔銷-+-放松-+-停止-3液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件31、液壓缸主要尺寸的確定（1）工作壓力P的確定。工作壓力P可以根據(jù)負(fù)載大小以及機(jī)器的類型來初步確定，

18、現(xiàn)參閱參考文獻(xiàn)2表2-1，取液壓缸的工作壓力為4MP。（2）計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d1）進(jìn)給缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d由負(fù)載圖知道最大負(fù)載F為30550N，按參考文獻(xiàn)2可取P2為0.5MP，cm為0.95，考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取d/D=0.7。將上述數(shù)據(jù)代入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)2式（2-3）（3-1）根據(jù)參考文獻(xiàn)2表2-4，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D工作 =100mm；活塞桿直徑d工作按參考文獻(xiàn)1,取d/D=0.7，按參考文獻(xiàn)2表2-5，活塞桿直徑系列取d工作=70mm。2）夾緊缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d按工作要求夾緊力由單個(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)該低于進(jìn)給液壓缸的工

19、作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為3MPa，回油背壓為零，cm為0.95，則按參考文獻(xiàn)2式（2-3）可得按參考文獻(xiàn)2表（2-4）及表（2-5）液壓缸和活塞桿的尺寸系列，取夾緊液壓缸的D夾緊和d夾緊分別為63mm和45mm。3）定位缸缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d和夾緊缸尺寸一樣按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，由參考文獻(xiàn)2式（2-4）可得 （3-2）式中，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50mL/min。本設(shè)計(jì)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)該選取液壓缸有桿腔的實(shí)際面積，即可見上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。（3）計(jì)算在各工作階段液壓缸所

20、需的流量32、確定液壓缸的流量、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 （3-4）式中 液壓泵最大工作壓力；執(zhí)行元件最大工作壓力；進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取0.20.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.51.5，本設(shè)計(jì)中取0.5MPa=（4+0.5）MPa=4.5MPa上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的進(jìn)度階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力Pn應(yīng)該滿足Pn(1.25-1.6) 。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本設(shè)計(jì)中Pn=1.25=5.62

21、5MPa。（2）泵的流量確定液壓泵的最大流量應(yīng)為 （3-5）式中 -液壓泵的最大流量；-同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需要流量之和的最大值。-系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取KL=1.11.3，現(xiàn)取KL=1.2。=1.2×24L/min=28.8L/min（3）選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上算得的Pp和再查閱參考文獻(xiàn)2，現(xiàn)選用YBX-25限壓式變量葉片泵，該泵的基本參考為：每轉(zhuǎn)排量V=25mL/r，泵的額定的壓力Pn=6.3MPa，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，容積效率=0.85，總效率=0.7。（4）與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況時(shí)的功率，取兩者較大值作為選擇電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在慢進(jìn)時(shí)泵輸出

22、的流量減小，泵的效率急劇降低，一般當(dāng)流量在0.2-1L/min范圍內(nèi)時(shí)，可取=0.030.14。同時(shí)還應(yīng)注意到，為了使所選擇的電動(dòng)機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點(diǎn)時(shí)不至停轉(zhuǎn)，需進(jìn)行驗(yàn)算，即 （3-6）式中 -所選電動(dòng)機(jī)額定功率；-限壓式變量泵的限定壓力-壓力為時(shí)，泵的輸出流量。首先計(jì)算快進(jìn)時(shí)的功率，快進(jìn)時(shí)的外負(fù)載為550N，進(jìn)油路的壓力損失0.3MPa，由式（3-4）得 快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為工進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率P為查閱文獻(xiàn)4，選用Y90s-4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.1kW，額定轉(zhuǎn)速為1400 r/min。根據(jù)產(chǎn)品樣本可查 YBX-25 的流量壓力特性曲線。再由已知的快進(jìn)時(shí)流量為24L/m

23、in，工進(jìn)時(shí)的流量為7.85L/min，壓力為4.5MPa，作出泵的實(shí)際工作時(shí)的流量壓力特性曲線，如圖3-1所示：圖3-1 YBX-25液壓泵特性曲線查得該曲線拐點(diǎn)處的流量為24L/min，壓力為0.7MPa，該工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為所選電動(dòng)機(jī)功率滿足（3-6），拐點(diǎn)處能正常工作。33、液壓閥的選擇本液壓系統(tǒng)可采用力士樂系統(tǒng)或GE系列的閥。此方案：均選用GE系列閥。根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。選定的液壓元件如表4所示。表3-1 液壓元件明細(xì)表序號(hào)元件名稱方案通過流量（L/min）1濾油器XU-B32×1002882液壓泵YBX-252883溢流閥Y

24、F3-E10B244三位四通換向閥34EF30-E10B245單向調(diào)速閥AQF3-E10B246二位四通換向閥23EF3B-E10B247減壓閥JF3-10B658壓力表開關(guān)KF3-E3B共用一個(gè)9壓力表開關(guān)KF3-E3B10單向閥AF3-EA10B6511三位四通換向閥34EF3O-E10B6512單向節(jié)流閥ALF-E10B6513壓力繼電器DP1-63B6514三位四通換向閥34EF3O-E10B6515單向節(jié)流閥ALF-E10B6516壓力繼電器DP1-63B6534、確定管道尺寸油管內(nèi)徑尺寸一般可參照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)主油路流量為差動(dòng)時(shí)流量q

25、=vA=,壓油管的允許流速取v=4m/s，則內(nèi)徑d為若系統(tǒng)主油路流量按快退時(shí)取q=24L/min，則可算得油管內(nèi)徑d=11.3mm。綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為14mm。吸油管同樣可按上式計(jì)算（q=28.8L/min、v=1.5m/s），選參照YBX-25變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑d為25mm。35、液壓油箱容積的確定本設(shè)計(jì)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，參照文獻(xiàn)2,現(xiàn)選用容量為160L的油箱。4液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油路的內(nèi)徑為14mm，各段油管的長(zhǎng)度分別為：AB=0.2m，AC=1.5m，AD=1.5m，DE=2m。選用L-HL32液壓油

26、，考慮油的最低溫度為15，查得15時(shí)該液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度=150cst=1.5cm2/s，油的密度=920kg/。41、壓力損失的驗(yàn)算(1)工進(jìn)時(shí)油路壓力損失1）工作進(jìn)給時(shí)進(jìn)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1m/min，進(jìn)給時(shí)的最大流量為7.85L/min，則液壓油在管內(nèi)流速v1為管道流動(dòng)雷諾數(shù)Re1為Re12300，油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流,沿程阻力系數(shù)1=75/Re1=75/79=0.95。進(jìn)油管道AC的沿程壓力損失p1-1為查得換向閥34EF30-E10B的壓力損失p1-2=0.05×106Pa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 p1為2）工

27、作進(jìn)給時(shí)回油路的壓力損失因?yàn)閐/D=0.7,無桿腔，有桿腔,所以A2/A1=0.5，因此回油管流量為進(jìn)油管道的二分之一，則回油管道內(nèi)流速 v2=v1/2=42.5cm/s2=75/Re2=75/39.7=1.9 回油管道的沿程壓力損失為p2-1為：查產(chǎn)品樣本知換向閥23EF3B-E10B的壓力損失p2-2=0.025×10Pa，換向閥34EF30-E10B的壓力損失p2-3=0.025×10Pa，調(diào)速閥AQF3-E10B的壓力損失 p2-4=0.5×10Pa。回油路總壓力損失p2為3）變量泵出口的壓力pp (2）快進(jìn)時(shí)的油路壓力損失快進(jìn)時(shí)液壓缸為差動(dòng)連接，自匯流點(diǎn)

28、B至液壓缸進(jìn)油口C之間的管路BC中，流量為46.2L/min，BC段管路的沿程壓力損失p1-1為同樣可求管道AB段及BD段的沿程壓力損失p1-2和p1-3為 查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：34EF30-E10B的壓力損失P2-1=0.17MPa23EF3B-E10B的壓力損失P2-2=0.17MPa據(jù)分析在差動(dòng)連接中，泵的出口壓力pp為快退時(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)。42、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、

29、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=30mm/min時(shí)此時(shí)泵的效率為0.1，泵的出口壓力為4.5MPa，則有此時(shí)的功率損失為當(dāng)v=1000mm/min時(shí)，q=6.28L/min，總效率=0.7則 可見在工進(jìn)速度高時(shí)，功率損失為0.169kW，發(fā)熱量最大。假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取K=10×10-3kW/（cm2·），油箱的散熱面積A為系統(tǒng)的溫升為對(duì)一般機(jī)床，t=5570驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。5.液壓系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)能達(dá)到要求。6液壓集成油路的設(shè)計(jì)通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的

30、連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用窨也越大，維修，保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接，集成塊連接和疊加閥連接。把一個(gè)液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進(jìn)出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間幅液壓油路板上的孔道勾通，。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝，高度和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差，互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計(jì)規(guī)律

31、裝配成一個(gè)液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標(biāo)準(zhǔn)化，毓化程度高，互換性能好，維修，拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好，性能可靠而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，幅疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管，接頭引起的泄漏，振動(dòng)和噪聲。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由集成塊組成，液壓閥采用廣州機(jī)訂研究所的GE系列閥。61、液壓集成回路設(shè)計(jì)1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱

32、液壓?jiǎn)卧苫芈?。設(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧苫芈罚詼p少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。2）把各液壓?jiǎn)卧苫芈愤B接起來，組成液壓集成回路，組合機(jī)床的集成回路如圖5-1所示。一個(gè)完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋、及測(cè)壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯(cuò)。圖6-1 液壓集成回路62、液壓集成塊及其設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓集成塊裝配總圖如圖5-2所示，它由底板1，方向調(diào)速塊2，壓力塊3，夾緊塊4和5，定位塊6和頂蓋7組成，有四個(gè)緊固螺栓8把他們連接起來，再由四個(gè)螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。圖6-2 集成塊裝配圖（1）集成塊設(shè)計(jì)步驟為：1）制做液壓元件方法與油路板一節(jié)相同。2）決定通道的孔徑。集成板上的公用通道，即壓力油孔P、回油孔T、泄漏孔L（有時(shí)不用）及四個(gè)安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓