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，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)過程主要分成六個(gè)部分：參數(shù)的選擇、方案的制定、圖卡的

2、編制、專用銃 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AbstractThe graduation design is semi-automatic hydraulic special milling machine, hydraulic design special milling machine is based on needs of work, based on hydraulic transmission, match with a few special parts of a mach

3、ine tool. During production has great practical hydraulic special milling machine, can with hydraulic drive size produces different nature of the milling machine. This design is mainly with my own knowledge will be applied to design of auxiliary materials, strengthening and deepening prior knowledge

4、 of hydraulic system design calculation, the general procedure and method to determine the correct method of actuator, choose standard hydraulic components, can skilled using hydraulic basic circuit, composition satisfy basic performance requirements of the hydraulic system. In the design process of

5、 the main is drawing, which not only can clearlydrawn designedby the completeness of the contents will show out, still can see whether the knowledge already complete mastery.The whole design process mainly divided into six parts: parameter selection, plan formulation, the figure card planning, speci

6、al milling machine design, hydraulic system design and final relevant calculating. Themepart includes graph preparation and hydraulic system designKey Words Special milling machine, hydraulic transmission, loop, fixture中文摘要 IAbstract II1弓I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

7、-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.

8、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)用越來越廣泛，相關(guān)數(shù)控機(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)過程中，學(xué)生可以通過掌握的數(shù)控 機(jī)床機(jī)械本體、液壓等知識(shí)設(shè)計(jì)專

9、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 題、解決問題能力；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 .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，就不必過分強(qiáng)調(diào)先

10、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

11、制正式工作圖，編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。（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，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)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

12、取。系統(tǒng)類型背壓力（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

13、回路的調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定 性、效率等問題，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)快退一一夾具松開一一手工卸料。設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)見下表。其中：工作臺(tái)液壓缸負(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

14、： 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/min : 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壓缸來木松i4開按設(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)

15、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 =4000N (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

16、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Ffs 7G川2 1500 =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 9.80.22.5 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)載和推力工況負(fù)載組成液壓缸負(fù)載F/N液壓缸推力= F/t1cm/N啟

17、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，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸(A

18、 =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)載選擇工作壓力負(fù)載/KN50工作壓力/MPa=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

19、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=7.0d/D0.50.550.620.700.7表6按速比要求確定d/DV1 / v21.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71注：v1 無桿腔進(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=. 4A =,4 94 10 m-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

20、 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2 44A2 =二(D2 d2)4二(0.112-0.82)2m4= 44.7 10“m2因?yàn)榛钊麠U總行程為320mm而活塞才f直徑為110mm l/d=320/110=2.910,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)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)

21、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)316290.63.960.84 X *0.033F0 * p2 A2 V A1 q = AV2 p= Rq快 進(jìn)啟 動(dòng)337一0.49一一422 p1= A2加 速2540.51.43一一q = A2 v3 p= 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 ,無桿腔回油，壓力為 p2。0.50.84.擬定

22、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/(0.84X10 0,其相應(yīng)的時(shí)間之比十J % = (1+L56，這表 明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作

23、，從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角 度來看，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（vv2 =

24、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)， 二,111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)壓力無法 建立的問題，

25、增設(shè)了單向閥 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2 A P=0.6MPa考慮到壓力繼電器

26、的可靠動(dòng)作要求壓差A(yù)pe=0-5MPa ,則小流量泵pp1 - Pi % 甲pe = (3.96 0.6 0.5)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，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)油不通過調(diào)速閥，故其進(jìn)油路壓力損失比前者小。現(xiàn)去進(jìn)油路上的總壓力損失為 2 AP=0.3MPa則大流量泵的最高工作壓力估算為Pp2 一 pi 一二.p =(1.43 0.3)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0.5X10 m /s,若取回路

27、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0.55 103m3 /s=33_ /mi空慮5 3到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min,工進(jìn)時(shí)的流量為0.84 10 m /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

28、液壓泵的實(shí)際輸出流量為 qp =qp1%吟(6X940X0.9/1000+33 X 940x 0.9/1000 ) L/min=(5.1+27.9)L/min=33L/min0 8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/min5.2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各閥類元件及輔件的實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選 出

29、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，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-PV2R12-6/335.1/27.9 116-2三位五通電 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70I 100B1006.30.26單向閥29.3I

30、100B1006.30.27液控順序閥28.1XY- 63B636.30.38背壓閥1B10B106.3-9溢流閥5.1Y 10B106.3-10單向閥27.9I 100B1006.30.211濾油器36.6XU-80X200806.30.0212壓力表開關(guān)-k-6B-13單向閥70I 100B1006.30.214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(

31、qp1 +qp2)q1 _A +495父(5.1+27.9)=L / min95 -44.7=62.3L/minq1 = 0.5L / minq1 =qp1 +qp2= (5.1+27.9)L/min= 33L/minA2q2 =q1 A44.7=62.3 x L/min 95= 29.3L/minA2q2 =q1 A44.7= 0.5 mL / min95= 0.24L/minA2q2 = q1 A A95=33Ml/ min44.7=70L / minqp1 + qp2v1 一A1 -A2(5.1 +27.9):103一4 m/ s60 M (95 -44.7)父10= 0.109m/sq

32、V3 =一A20.5父10工-m/s60M95父10= 0.8810J3m/sv -9a33父10,m/s60x44.7x10= 0.123m/s100 父103t1 s0.109= 0.92s50M10 工 t2 _3 s0.88父10=56.8s150X10t2 -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 =檔 計(jì)算得與液壓二 v缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)

33、徑分別為d =J4q二卜62/10110二mm = 18.2mm，二 v，60 3.14 4d =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，其中民為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),低壓系統(tǒng)民=24;中壓系統(tǒng)民=57;高壓系統(tǒng) a=612?，F(xiàn)取 a =6,得V =o（qpn=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

34、力損失?，F(xiàn)取進(jìn)回油管長l=2m,油液的運(yùn)動(dòng)粘度取 v=lxl0m2/s,油液的密度取 P = 0.9174 M 103kg/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父10且, _743也,為v 二dv 60 二 20 10 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 d2I 2入

35、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 d 2q =0.5478 108qq =2342 3.14 (20 10 )42 二 d44 75 ?vl4 75 0.9174 103 1 10 2可見，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，管道的局部壓力損失如巴常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算-p = 0.1 p1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Pv = Apn(-q-)2 ,其中的Apn由產(chǎn)品樣qn本查出。qn和q數(shù)值由表8和表9列出。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)，液壓缸通過電液換向閥

36、差動(dòng)連接，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10、電液換向閥2,然后與液壓缸有桿腔的回油回合通過行程閥3進(jìn)入無桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失分別為88 62.3 10、.Ri =0.5478 10 q =0.5478 10 10 MPa =0.05688MPa60、.：p i - 0.1.：pn =0.1 0.05688MPa =0.005688MPa27.9 233 262.3 2. ：pvi =0.2 ()0.3 ()0.3 ()MPa =0.1647MPa100100100pi =Z Apli + Aps + Apvi =(0.05688+0.005688+ 0.1647)MPa = 0.2273M

37、Pa 在回路上，壓力損失分別為3一88 29.3 106、.：plo =0.5478 10 q =0.5478 10 10 MPa = 0.02675MPa60：po =、, 0.1.：pl0.1 0.02675MPa =0.002675MPa29.3 229.3 262.3 2、 pv。=0.3 ()0.2 ()0.3 ()MPa = 0.1596MPa100100100工 Apo =E Aplo+E Ap%+ 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、

38、p 40.2273 0.1888 MPa =0.316MPa956.1.2 工進(jìn)滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥2、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無桿腔，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. 一.0 24 20 24 27 9 2R = pvo =0.3 (- )2 0.6 - 0.3 ()2MPa = 0.66MPa100100該值即為液壓缸的回油腔壓力p2=0.66MPa,可見此值與初算時(shí)參考

39、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 106o p2A 131629 0.66 106 44.7 10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 Ape=0.5MPa ,則小流量泵的工作壓力為ppi = pi 八 川.：pe =3.99 0.5 0.5 =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，油液通過單向閥 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

40、27.9 233 2“：pi =，.：pvi =0.2 ()2 0.3 ()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 一70 270 270 2、.甲。三：,，皿。=0.2 ()2 0.3 ()2 0.2 ()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 =1.43 0.048 =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)。6.2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)熱與溫開可按工進(jìn)工況

41、來計(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液控順序閥的壓力損失q o27.9 op2 =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 - Pp2qp2 5 1104 27 9 104.99 1060.0588 106600.860一W =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 =31448 0.88 10 W =27.7W由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為H = Pr - Pe =(564.4 -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= 15C其中傳熱系數(shù)K =15W/(m2 C)。設(shè)環(huán)境溫度T2 =25C ,則熱平衡溫度為T1 =T2：T =25 15 _T1 =55C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，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完 成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通 過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)