畢業(yè)設(shè)計(jì)：半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)(終稿)-精品

1、本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是半自動(dòng)液壓專用銃床的液壓設(shè)計(jì)，專用銃床是根據(jù)工件加工需要，以液壓傳動(dòng)為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種機(jī)床。在生產(chǎn)中液壓專用銃床有著較大實(shí)用性，可以以液壓傳動(dòng)的大小產(chǎn)生不同性質(zhì)的銃床。此次設(shè)計(jì)主要是將自己所學(xué)的知識(shí)結(jié)合輔助材料運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，鞏固和深化已學(xué)知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟和方法，正確合理的確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，能熟練的運(yùn)用液壓基本回路，組成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中最主要的是圖紙的繪制，這不僅可以清楚的將所設(shè)計(jì)的內(nèi)容完整的顯示出來(lái)，還能看出所學(xué)知識(shí)是否已完全掌握了。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程主要分成六個(gè)部分：參數(shù)的選擇、方案的制定、圖卡的編制、專用銃

2、床的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及最后有關(guān)的驗(yàn)算。主體部分基本在圖的編制和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)兩部分中完成的。關(guān)鍵詞專用銃床，液壓傳動(dòng)，回路，夾具AbstractThegraduationdesignissemi-automatichydraulicspecialmillingmachine,hydraulicdesignspecialmillingmachineisbasedonneedsofwork,basedonhydraulictransmission,matchwithafewspecialpartsofamachinetool.Duringproductionhasgreatpractical

3、hydraulicspecialmillingmachine,canwithhydraulicdrivesizeproducesdifferentnatureofthemillingmachine.Thisdesignismainlywithmyownknowledgewillbeappliedtodesignofauxiliarymaterials,strengtheninganddeepeningpriorknowledgeofhydraulicsystemdesigncalculation,thegeneralprocedureandmethodtodeterminethecorrect

4、methodofactuator,choosestandardhydrauliccomponents,canskilledusinghydraulicbasiccircuit,compositionsatisfybasicperformancerequirementsofthehydraulicsystem.Inthedesignprocessofthemainisdrawing,whichnotonlycanclearlydrawndesignedbythecompletenessofthecontentswillshowout,stillcanseewhethertheknowledgea

5、lreadycompletemastery.Thewholedesignprocessmainlydividedintosixparts:parameterselection,planformulation,thefigurecardplanning,specialmillingmachinedesign,hydraulicsystemdesignandfinalrelevantcalculating.ThemepartincludesgraphpreparationandhydraulicsystemdesignKeyWordsSpecialmillingmachine,hydraulict

6、ransmission,loop,fixture中文摘要IAbstractII1引言-2-1.1 設(shè)計(jì)目的及要求-2-1.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟-2-1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)-3-2 .負(fù)載與工況分析-5-2.1 分析工況及設(shè)計(jì)要求-5-2.2 工作負(fù)載-5-2.3 摩擦負(fù)載-5-2.4 慣性負(fù)載-6-2.5 運(yùn)動(dòng)時(shí)間-6-3 .確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)-8-3.1 初選液壓缸工作壓力-8-3.2 計(jì)算液壓缸的主要尺寸-8-4 .擬定液壓系統(tǒng)原理圖-11-4.1 選擇基本回路-11-4.1.1 選擇調(diào)速回路-11-4.1.2 選擇油源方式-11-4.1.3 選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路-11-4.1.4 選擇速

7、度換向回路-12-4.1.5 選擇調(diào)壓和卸荷回路-12-4.2 組成液壓系統(tǒng)-12-5計(jì)算和選擇液壓件-14-5.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率-14-5.1.1 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力-14-5.1.2 計(jì)算液壓泵的流量-14-5.1.3 確定液壓泵的規(guī)格及電動(dòng)機(jī)功率-14-5.2 確定其他元件及輔件-15-5.2.1 確定閥類元件及輔件-15-5.2.2 確定油管-15-6.驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能-18-6.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失-18-6.2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升-20-結(jié)論-22-致謝-23-參考文獻(xiàn)-24-1.1 設(shè)計(jì)目的及要求設(shè)計(jì)的目的隨著制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，相關(guān)數(shù)控

8、機(jī)床控制技術(shù)方面文章本也很多，但對(duì)傳統(tǒng)控制的了解論述不是很多。在該設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生可以通過(guò)掌握的數(shù)控機(jī)床機(jī)械本體、液壓等知識(shí)設(shè)計(jì)專用銃床液壓系統(tǒng)，為學(xué)生走向“機(jī)電液類”的工作崗位做好鋪墊。1 .掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力；2 .正確合理地確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件；能熟練地運(yùn)用液壓基本回路、組成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)；3 .熟悉并會(huì)運(yùn)用有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。對(duì)學(xué)生在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料以及經(jīng)驗(yàn)估算、考慮技術(shù)決策、CAD技術(shù)等方面的基本技能進(jìn)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平。設(shè)計(jì)的要求1 .

9、設(shè)計(jì)時(shí)必須從實(shí)際出發(fā)，綜合考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性及操作維修方便。如果可以用簡(jiǎn)單的回路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的要求，就不必過(guò)分強(qiáng)調(diào)先進(jìn)性。并非是越先進(jìn)越好。同樣，在安全性、方便性要求較高的地方，應(yīng)不惜多用一些元件或采用性能較好的元件，不能單獨(dú)考慮簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；2 .獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)可以收集、參考同類機(jī)械的資料，但必須深入理解，消化后再借鑒。不能抄襲；3 .在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要隨時(shí)復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考。不能直接向老師索取答案。4 .液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的題目均為中等復(fù)雜程度液壓設(shè)備的液壓傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。1.2設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟（一）設(shè)計(jì)內(nèi)容1 .液壓系統(tǒng)的工況分析，繪制負(fù)載

10、和速度循環(huán)圖；2 .進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和擬定液壓系統(tǒng)原理圖；3 .計(jì)算和選擇液壓元件；4 .驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能；5 .繪制正式工作圖，編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。（二）設(shè)計(jì)步驟以一般常規(guī)設(shè)計(jì)為例，課程設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)階段進(jìn)行。1 .明確設(shè)計(jì)要求閱讀和研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)與要求；分析設(shè)計(jì)題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件。參閱與本課題相關(guān)內(nèi)容，明確并擬訂設(shè)計(jì)過(guò)程和進(jìn)度計(jì)劃。2 .進(jìn)行工況分析做速度-位移曲線，以便找出最大速度點(diǎn)；做負(fù)載-位移曲線，以便找出最大負(fù)載點(diǎn)。確定液壓缸尺寸確定液壓缸尺寸前應(yīng)參照教材選擇液壓缸的類型，根據(jù)設(shè)備的速度要求確定d/D的比值、選取液壓缸的工作壓力，然后計(jì)算活塞的有效面積，經(jīng)計(jì)

11、算確定的液壓缸和活塞桿直徑必須按照直徑標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行圓整。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意考慮液壓缸的背壓力，背壓力可參考下表選取。系統(tǒng)類型壓力（MPa回路上有節(jié)流閥的調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回路上有背壓閥或調(diào)速閥的進(jìn)給系統(tǒng)0.51.5米用輔助泵補(bǔ)油的閉式回路（拉床、龍門(mén)刨等）11.5繪制液壓缸工況圖液壓缸工況圖包括壓力循環(huán)圖（p-s）、流量循環(huán)圖（q-s）和功率循環(huán)圖（P-s）,繪制目的是為了方便地找出最大壓力點(diǎn)、最大流量點(diǎn)和最大功率點(diǎn)。3 .進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和擬定液壓系統(tǒng)原理圖方案設(shè)計(jì)包括供油方式、調(diào)速回路、速度轉(zhuǎn)接控制方式、系統(tǒng)安全可靠性（平衡、鎖緊）及節(jié)約能量等性能的方案比較，根據(jù)工況分析選擇出合理的基本回路，并將

12、這些回路組合成液壓系統(tǒng)，初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖。選擇液壓基本回路，最主要的就是確定調(diào)速回路。應(yīng)考慮回路的調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性、效率等問(wèn)題，同時(shí)盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。4 .計(jì)算和選擇液壓組件計(jì)算液壓泵的工作壓力計(jì)算液壓泵的流量選擇液壓泵的規(guī)格計(jì)算功率，選擇原動(dòng)機(jī)選擇控制閥選擇液壓輔助元件5 .驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的效率驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的溫升6 .設(shè)計(jì)總結(jié)與答辯完成答辯前的準(zhǔn)備工作。參加答辯。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)用成型銃刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銃床，工作循環(huán)：手工上料自動(dòng)夾緊一一工作臺(tái)快進(jìn)一一銃削進(jìn)給一一工作臺(tái)快退一一夾具松開(kāi)一一手工卸料。設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表。其中：工作臺(tái)液

13、壓缸負(fù)載力（KN：Fl=28夾緊液壓缸負(fù)載力（KN：Fc=4.8工作臺(tái)液壓缸移動(dòng)件重力（KN：G=1.5夾緊液壓缸負(fù)移動(dòng)件重力（N）:G=55工作臺(tái)快進(jìn)、快退速度（m/min）:Vi=V?=5.6夾緊液壓缸行程（mrm:Lc=10工作臺(tái)工進(jìn)速度（mm/mir）:W=45夾緊液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)間（S）:tc=1工作臺(tái)液壓缸快進(jìn)行程（mrm:Li=250工作臺(tái)液壓缸工進(jìn)行程（mrm:L2=70導(dǎo)軌面靜摩擦系數(shù)：/=0.2導(dǎo)軌面動(dòng)摩擦系數(shù)：伸=0.1工作臺(tái)啟動(dòng)時(shí)間（S）：&=0.52.負(fù)載與工況分析2.1 分析工況及設(shè)計(jì)要求機(jī)床工況由題可知為：工作臺(tái)進(jìn)給液壓缸快進(jìn)導(dǎo)工進(jìn)定位液壓缸定位>夾緊液

14、壓缸來(lái)木松i4開(kāi)按設(shè)計(jì)要求，希望系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，估計(jì)到系統(tǒng)的功率不會(huì)很大，且連續(xù)工作，所以決定采用單個(gè)定量泵，非卸荷式供油系統(tǒng)；考慮到銃削時(shí)可能有負(fù)的負(fù)載力產(chǎn)生,故采用回油節(jié)流調(diào)速的方法；為提高夾緊力的穩(wěn)定性與可靠性，夾緊系統(tǒng)采用單向閥與蓄能器的保壓回路，并且不用減壓閥，使夾緊油源壓力與系統(tǒng)的調(diào)整壓力一致，以減少液壓元件數(shù)量，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；定位液壓缸和夾緊液壓缸之間的動(dòng)作次序采用單向順序閥來(lái)完成，并采用壓力繼電器發(fā)訊啟動(dòng)工作，以簡(jiǎn)化電氣發(fā)訊與控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)可靠性。2.2 工作負(fù)載(1)定位液壓缸已知負(fù)載力R=200N(慣性力與摩擦力可以忽略不計(jì))(2)加緊液壓缸已知負(fù)載力R=400

15、0N(慣性力與摩擦力可以忽略不計(jì))(3)工作液壓缸工作負(fù)載即為切削力Fl=28000N2.3 摩擦負(fù)載摩擦負(fù)載即為導(dǎo)軌的摩擦阻力：靜摩擦阻力屋7G=0.21500=300N動(dòng)摩擦阻力FfddG =0.1 1500 =150N2.4 慣性負(fù)載FiG ：v1500 0.1 -N =76.53N 運(yùn)動(dòng)時(shí)間快進(jìn)ti_L1V1250 10與 s = 0.0446s5.3工進(jìn)L2V270 10s -93.33s0.75 10快退t3j=（250 70） 10:3.44s0.093設(shè)液壓缸的機(jī)械效率“阿=0.9,得出液壓缸在各個(gè)階段的負(fù)載忽然推力如表1所示表1液壓缸各階段的負(fù)載和推力工況

16、負(fù)載組成液壓缸負(fù)載F/N液壓缸推力=F/t1cm/N啟動(dòng)F=Ffs300337力口速F=Ffd+Fi226.5254快進(jìn)F=Ffd150169工進(jìn)F=Ffd+Fl2815031629反向啟動(dòng)F=Ffs300337力口速F=Ffd+Fi226.5254快退F=Ffd150169根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，即可繪出負(fù)載循環(huán)圖F-t和速度循環(huán)圖如圖1所示。3.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)3.1 初選液壓缸工作壓力所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其他工況負(fù)載都不太高，參考表2和表3,粗選液壓缸白工作壓力p1=4MPa。3.2 計(jì)算液壓缸的主要尺寸鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸

17、可選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸(A1=2A2),快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接。工進(jìn)時(shí)為防止孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象,液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考表4選背壓力為p2=0.6MPao表2按負(fù)載選擇工作壓力/KN<5510102020303050>50工作壓力/MPa<0.811.522.533445>=5表3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)壓力機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床工作壓力/MPa0.82352881010182032表4執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型背壓力/MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶

18、調(diào)速閥的系統(tǒng)0.40.6回油路設(shè)置由背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.23回油路較短且直接回油可忽略不計(jì)表5按工作壓力選取d/D工作壓力/MPa<=5.05.07.0>=7.0d/D0.50.550.620.700.7表6按速比要求確定d/DV1/v31.461.612d/D0.550.620.71注：v1無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度V2有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度由式PiAi-p2A2=3得cmAi)F cm(Pl 二)314480.60.9 (4 -) 106242=94 10 m則活塞直徑D=.4

19、A=,49410m-0.109m-109mm參考表5表6,得d=0.71,D=77mnffl整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值得D=110mm.d=80mm.22由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為A二十0.11巾2=95父10玉244A2 =二(D2 d2)4二。仟一0.82)m24= 44.7 10“m2因?yàn)榛钊麠U總行程為320mm而活塞才f直徑為110mml/d=320/110=2.9<10,不穩(wěn)定性校核需進(jìn)行根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如表7所列由此繪制的液壓缸工況圖如圖2所示。表7液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值工況F0/N回油腔壓力p2/MPa進(jìn)

20、油腔壓力p1/MPa輸入流里33qX10-/10/s輸入功率P/KW計(jì)算公式快進(jìn)啟動(dòng)337一0.43一F°+A2App1一nq=(A-A2)vp=p1q加速254P1+即0.77一恒速169P1+如0.660.50.33工進(jìn)316290.63.960.84X*0.033F0*p2A2VA1q=AV2p=Rq快進(jìn)啟動(dòng)337一0.49一一422p1=A2加速2540.51.43一一q=A2v3p=Rq恒1690.51.310.450.59注：1.Ap為液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失，取Ap=0.5MPa;2.快退時(shí)液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為p1,無(wú)桿腔回油，壓力為p2。0.

21、50.84.擬定液壓系統(tǒng)原理圖4.1 選擇基本回路4.1.1 選擇調(diào)速回路由圖2可知這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。為防止孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，在液壓缸的回路上加背壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開(kāi)路循環(huán)系統(tǒng)。4.1.2 選擇油源方式從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油源。最大流量與最小流量之比2、qmin/qmax=0.5/(0.840",其相應(yīng)的時(shí)間之比十t3t2=(1十1率田加這表明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高

22、壓小流量工作，從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來(lái)看，選用單定量泵油源顯然是不合理的，為此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源?？紤]到前者流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵，如圖3a所示。2.3.3 選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。考慮到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快進(jìn)快退時(shí)回路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位五通電液換向閥，如圖3b所示2.3.4 選擇速度換向回路由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大（v"

23、v2=0.1/（0.88父10壬%114）,為減少速度換向時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換向回路，如圖3c所示。2.3.5 選擇調(diào)壓和卸荷回路在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問(wèn)題都已基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥確定，無(wú)需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過(guò)液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖為卸荷，但功率損失較小，故可不許再設(shè)卸荷回路。4.2組成液壓系統(tǒng)，二,1將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如圖4所示，在圖4中，為了解決滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)進(jìn)回油路串通使系統(tǒng)壓力無(wú)法建立的問(wèn)題，增設(shè)了單向閥

24、6。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，圖中添設(shè)了一個(gè)單向閥13。考慮到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔（通孔與不通孔）加工，對(duì)位置定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器14。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，它發(fā)出快退信號(hào)，操縱電液換向閥換向。5計(jì)算和選擇液壓件5.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率5.1.1 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)是都向液壓泵供油，由表7可知，液壓泵在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工作壓力p1=3.96MPa,如在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的中壓力損失2AP=0.6MPa考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差A(yù)pe=

25、0-5MPa,則小流量泵pp1-Pi%甲pe=(3.960.60.5)MPa=5.06MPa的最高工作壓力估算為大流量泵只在快進(jìn)和快退是想液壓缸供油，由表7可見(jiàn)，快進(jìn)時(shí)液壓缸的工作壓力為p1=1.43MPa，比快進(jìn)時(shí)大?？紤]到快退時(shí)進(jìn)油不通過(guò)調(diào)速閥，故其進(jìn)油路壓力損失比前者小?，F(xiàn)去進(jìn)油路上的總壓力損失為2AP=0.3MPa則大流量泵的最高工作壓力估算為Pp2一pi一二.p=(1.430.3)MPa=1.73MPa5.1.2 計(jì)算液壓泵的流量_33.由表7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為0.5X10m/s,若取回路泄露系數(shù)K=1.1,則兩個(gè)泵的總流量為qp之陶n”叱爐力生0.55103m3/s

26、=33_/mi空慮53到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min,工進(jìn)時(shí)的流量為0.8410m/s=0.5L/min,則小流量泵的流量最少應(yīng)為3.5L/min。5.1.3 確定液壓泵的規(guī)格及電動(dòng)機(jī)功率根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵，具小流量泵和大流量泵的排量分別為6mL/r和33mL/r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min時(shí)，其理論流量分別為5.6L/min和31L/min,若取液壓泵容積效率“v=0.9,則液壓泵的實(shí)際輸出流量為qp=qp1%吟(6X940X0.9/1000+33X940x0.9/1000)L/min=

27、(5.1+27.9)L/min=33L/min08由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，若取液壓泵總功率p-0.8,這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)P _ ppqp電動(dòng)機(jī)功率為 p6工1.73 1033 1060 0.8 103KW =1.19KW根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，具額定功率為1.5KW；額定轉(zhuǎn)速為940r/min。5.2 確定其他元件及輔件5.2.1 確定閥類元件及輔件根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過(guò)各閥類元件及輔件的實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表8所列。其中，溢流閥9按小流量泵的額定流量選取，調(diào)速閥4選用Q-6B型，其最小穩(wěn)定流量為0.03L/min

28、，小于本系統(tǒng)工進(jìn)時(shí)的流量0.5L/min。表8液壓元件規(guī)格及型號(hào)序號(hào)元件名稱通過(guò)的最大流量q/L/min規(guī)格型號(hào)額定流量qn/L/min額定壓力pn/MPa額定壓降A(chǔ)pn/MPa1雙聯(lián)葉片泵-PV2R12-6/335.1/27.9116-2三位五通電液換向閥7035DY-100BY1006.30.33行程閥62.322C-100BH1006.30.34調(diào)速閥<1Q-6B66.3-5單向閥70I100B1006.30.26單向閥29.3I100B1006.30.27液控順序閥28.1XY-63B636.30.38背壓閥<1B10B106.3-9溢流閥5.1Y10B106.3-10單向

29、閥27.9I100B1006.30.211濾油器36.6XU-80X200806.30.0212壓力表開(kāi)關(guān)-k-6B-13單向閥70I100B1006.30.214壓力繼電器-PF-D8L-°注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為940r/min時(shí)的流量5.2.2 確定油管在選定了液壓泵后，液壓缸在實(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以9所列及進(jìn)入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表表9各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量快進(jìn)工進(jìn)快退A(qp1+qp2)q1_A+495父(5.1+27.9)=L/min95-44.7=62.3L/minq1=0.5L/minq1=qp1+qp2

30、=(5.1+27.9)L/min=33L/minA2q2=q1A44.7=62.3xL/min95=29.3L/minA2q2=q1A44.7=0.5mL/min95=0.24L/minA2q2=q1AA95=33Ml/min44.7=70L/minqp1+qp2v1一A1-A2(5.1+27.9):103一4m/s60M(95-44.7)父10=0.109m/sqV3=一A20.5父10工-m/s60M95父10=0.8810J3m/sv-9a33父10,m/s60x44.7x10=0.123m/s100父103t1s0.109=0.92s50M10工t2_3s0.88父10=56.8s15

31、0X10t2-s0.123=1.22s表10允許流量推薦值管道推薦流速吸油管道0.51.5,一取1一下壓油管道36,壓力高，管道短，粘度小取大值回油管道1.53由表9可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求根據(jù)表9數(shù)值，按表10推薦的管道內(nèi)允許速度取v=4m/s,由式d=心計(jì)算得與液壓二v缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為d=Jq=J462.310父10二mm=18.2mm，二v，603.144d =4 70 10“ 1H60 3.14 4mm=19.2mm為了統(tǒng)一規(guī)格，按產(chǎn)品樣本選取所有管子均為內(nèi)徑20mm外徑28mm勺10號(hào)冷拔鋼管。(2)確定油箱油箱的容量按V=aqpn估算，

32、其中a為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),低壓系統(tǒng)a=24;中壓系統(tǒng)a=57;高壓系統(tǒng)a=612?，F(xiàn)取a=6,得V=otqpn=6M（5.6+31）L=220L6.驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能6.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時(shí)，首選確定管道內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)，然后計(jì)算各種工況下總的壓力損失。現(xiàn)取進(jìn)回油管長(zhǎng)l=2m,油液的運(yùn)動(dòng)粘度取v=lxl0"m2/s,油液的密度取P=0.9174M103kg/m3(1)判斷流動(dòng)狀態(tài)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退三種工況下，進(jìn)、回油管路中所通過(guò)的流量以快退時(shí)回油流量q2=70L/min為最大，此時(shí)，油液流動(dòng)的雷諾數(shù)r=«=&=4父70

33、父10且,_743也,為v二dv60二2010一1410一最大，因?yàn)樽畲蟮睦字Z數(shù)小于臨界雷諾數(shù)(2000),故可推出：各工況下的進(jìn)、回油路中的油液的流動(dòng)狀態(tài)全為層流。(2)計(jì)算系統(tǒng)壓力損失將層流流動(dòng)狀態(tài)沿程阻力系數(shù)九=75=75型和油液在管道內(nèi)流速v=&2同時(shí)帶Re4q二d22入沿程壓力損失計(jì)算公式Ap1=7uLLp并將已知數(shù)據(jù)帶入后，得d24 75 ?vl2 二 d44 75 0.9174 103 1 10' 22 3.14 (20 104)4q =0.5478 108q可見(jiàn)，沿程壓力損失的大小與流量成正比，這是由層流流動(dòng)所決定的。在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損

34、失“比常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算-p=0.1p1各工況下的閥類元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計(jì)算Apv=Apn()2,其中的pn由產(chǎn)品樣qn本查出。qn和q數(shù)值由表8和表9歹I出。滑臺(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下：6.1.1 快進(jìn)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過(guò)電液換向閥差動(dòng)連接，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥10、電液換向閥2,然后與液壓缸有桿腔的回油回合通過(guò)行程閥3進(jìn)入無(wú)桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失分別為8862.310"£'、.Ri=0.547810q=0.54781010MPa=0.05688MPa60'、.：pi-0.1.：pn=0.10.05688MPa=0

35、.005688MPa27.9233262.32.：pvi=0.2()0.3()0.3()MPa=0.1647MPa100100100pi=ZApli+£Aps+£Apvi=(0.05688+0.005688+0.1647)MPa=0.2273MPa在回路上，壓力損失分別為3一8829.3106、.：plo=0.547810q=0.54781010MPa=0.02675MPa60'：po=、,0.1.：pl"0.10.02675MPa=0.002675MPa29.3229.3262.32、pv。=0.3()0.2()0.3()MPa=0.1596MPa100

36、100100工Apo=EAplo+EAp%+£Apvo=(0.02675+0.002675+0.1594)MPa=0.1888MPa將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，使得出差動(dòng)連接運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失44.7、p40.22730.1888MPa=0.316MPa956.1.2 工進(jìn)滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)電液換向閥2、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5MP3在回油路上，油液通過(guò)電液換向閥2、背壓閥8和大流量泵的卸荷油液一起經(jīng)液控順序閥7返回油箱，在背壓閥8處的壓力損失為0.6MPa,若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為一

37、.一.02420242792R=pvo=0.3(-)20.6-0.3()2MPa=0.66MPa100100該值即為液壓缸的回油腔壓力p2=0.66MPa,可見(jiàn)此值與初算時(shí)參考表4選取的背壓基本相符。按表7的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力-4-MPa =3.99MPaA195 104 106op2A1316290.6610644.710此略高于表7數(shù)值考略到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差A(yù)pe=0.5MPa,則小流量泵的工作壓力為ppi=pi八川.：pe=3.990.50.5=4.99MPa此值與估算值基本相符，是調(diào)整溢流閥10的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。6.1.3 快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液

38、通過(guò)單向閥10、電液換向閥2進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過(guò)單向閥5、電液換向閥2和單向閥13返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為27.92332“：pi=，.：pvi=0.2()20.3()2MPa=0.048MPa100100此值遠(yuǎn)小于估算值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上總的壓力損失為一一702702702、.甲。三：,，皿。=0.2()20.3()20.2()2MPa=0.343MPa100100100此值與表7的數(shù)值基本相符，故不必重算。大流量泵的工作壓力為pp2=p1八pi=1.430.048=1.48MPa此值是調(diào)整液控順序閥7在調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。6.

39、2驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占96%所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫開(kāi)可按工進(jìn)工況來(lái)計(jì)算。在工進(jìn)時(shí)，大流量泵經(jīng)液控順序閥7卸荷，其出口壓力即為油液通過(guò)液控順序閥的壓力損失qo27.9op2=p=：pn(X)2=0.3()2=0.0588MPaqn63液壓系統(tǒng)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率Pr 二Ppiqpi - Pp2qp2a 5 110"« 27 9 104.99 1060.0588 106600.860W =564.4W液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率工pe=Fv2=314480.8810W=27.7W由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為H=Pr-Pe=(56

40、4.4-27.7)W=536.7W按式AT=比計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即KA：TH0.065K3 v2635.70.065 15 3 2202= 15°C其中傳熱系數(shù)K=15W/(m2°C)。設(shè)環(huán)境溫度T2=25°C,則熱平衡溫度為T(mén)1=T2：T=2515_T1=55°C油溫在允許范圍內(nèi)，郵箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。結(jié)論隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力