組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）題 目： 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 車輛工程 班 級(jí)： 08級(jí)3班 姓 名： * 學(xué) 號(hào)： 1608080329 指導(dǎo)教師： 王娟 日 期： 2011年9月13日 目 錄引言31液壓傳動(dòng)的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用31.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展?fàn)顩r 31.2液壓傳動(dòng)的應(yīng)用41.3 液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r52液壓傳動(dòng)的工作原理、組成和優(yōu)缺點(diǎn)82.1 工作原理82.2 液壓系統(tǒng)的基本組成 82.3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 93液壓工況分析103.1運(yùn)動(dòng)分析103.2負(fù)載分析104擬定液壓系統(tǒng)圖124.1液壓泵型式的選擇124.2擬定液壓回路134.3組成液壓回路和電磁鐵順序135

2、液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件選擇145.1液壓缸主要尺寸和相關(guān)設(shè)計(jì)145.2 選擇液壓泵和電機(jī) 195.3輔件元件的選擇225.4確定管道尺寸225.5確定油箱容量236液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算236.1壓力損失的驗(yàn)算236.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與升溫驗(yàn)算267注意事項(xiàng)28組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：面對(duì)我國經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來越重要。本液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重

3、量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 液壓系統(tǒng) 液壓缸引言面對(duì)我國經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來越重要。液壓控制系統(tǒng)在組合機(jī)床中有著重要作用，對(duì)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要組成部分。做好對(duì)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有利于提升組合機(jī)床的總體性能，并

4、使液壓動(dòng)力元件有效可靠的運(yùn)行。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械設(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)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文以組合機(jī)床液壓控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)組合機(jī)床驅(qū)動(dòng)動(dòng)力滑臺(tái)液壓控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并以組合鉆床驅(qū)動(dòng)動(dòng)力滑臺(tái)的液壓控制為切入點(diǎn)，對(duì)如何使組合鉆床驅(qū)動(dòng)動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)液壓控制進(jìn)行了深入研究。1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況和應(yīng)用1.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(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)

5、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。 第一個(gè)使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫·布拉曼，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,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油,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。1925 年維克斯發(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·尼斯克對(duì)

6、能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際究和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。 我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長(zhǎng)壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥

7、、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。1.2液壓傳動(dòng)的應(yīng)用1.2.1液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)以及各種傳動(dòng)和操縱裝置有多種形式。根據(jù)所用的部件和零件，可分為機(jī)械的、電氣的、氣動(dòng)的、液壓的傳動(dòng)裝置。經(jīng)常還將不同的形式組合起來運(yùn)用四位一體。由于液壓傳動(dòng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，使

8、這種新技術(shù)發(fā)展得很快。液壓傳動(dòng)應(yīng)用于金屬切削機(jī)床也不過四五十年的歷史。航空工業(yè)在1930年以后才開始采用。特別是最近二三十年以來液壓技術(shù)在各種工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。在機(jī)床上，液壓傳動(dòng)常應(yīng)用在以下的一些裝置中：1.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置磨床砂輪架和工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大部分采用液壓傳動(dòng)；車床、六角車床、自動(dòng)車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架；銑床、刨床、組合機(jī)床的工作臺(tái)等的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也都采用液壓傳動(dòng)。這些部件有的要求快速移動(dòng)，有的要求慢速移動(dòng)。有的則既要求快速移動(dòng)，也要求慢速移動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)多半要求有較大的調(diào)速范圍，要求在工作中無級(jí)調(diào)速；有的要求持續(xù)進(jìn)給，有的要求間歇進(jìn)給；有的要求在負(fù)載變化下速度恒定，有的要求有良好的換

9、向性能等等。所有這些要求都是可以用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。2.往復(fù)主體運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置龍門刨床的工作臺(tái)、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且要求換向沖擊小、換向時(shí)間短、能耗低，因此都可以采用液壓傳動(dòng)。3.仿形裝置車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來完成。其精度可達(dá)0.010.02mm。此外，磨床上的成形砂輪修正裝置亦可采用這種系統(tǒng)。4.輔助裝置機(jī)床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動(dòng)部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動(dòng)后，有利于簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高機(jī)床自動(dòng)化程度。1.2.3 靜液壓傳動(dòng)裝置的應(yīng)用靜液壓傳動(dòng)由于具

10、有無級(jí)變速，調(diào)速范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)恒扭或恒功率調(diào)速，容易實(shí)現(xiàn)電控等優(yōu)點(diǎn)，在工程機(jī)械中具有良好的應(yīng)用前景。但是在鏟土運(yùn)輸機(jī)械和起重機(jī)械中作為主要傳動(dòng)就用卻很少，其主要問題是在于國內(nèi)液壓元件質(zhì)量差，而國外的液壓元件價(jià)格又太高，會(huì)造成主同成本過高。90年代以來，國內(nèi)已引進(jìn)了德國林德公司靜液壓叉車，以及利勃海爾公司靜液壓推土機(jī)的裝載機(jī)，但在國內(nèi)市場(chǎng)所占份額很小。從國內(nèi)工程機(jī)械市場(chǎng)的實(shí)際出發(fā)，本文對(duì)靜液壓傳動(dòng)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用提出探討性的意見如下： （1）靜液壓傳動(dòng)叉車在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被廣泛采用，由于國內(nèi)部分倉庫、碼頭和工廠等使用部門對(duì)叉車的機(jī)動(dòng)性能（尤其是低速性能）、噪聲已經(jīng)有較高的要求，因此這些部門正在成

11、為國內(nèi)靜液壓叉車用戶。國內(nèi)叉車和液壓元件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該看到靜液壓叉車的良好前景，聯(lián)合研究開發(fā)適合我國國情的叉車靜液壓系統(tǒng)，提供能先進(jìn)，工作可靠，價(jià)格適中的產(chǎn)品。也可以采用與國際靜液壓元件制造公司聯(lián)合開發(fā)的方式，加快開發(fā)的速度。 （2）中小型多功能工程機(jī)械由于具有挖掘，裝載，叉車和起重等多功能，在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤其是城市建設(shè)的發(fā)展，中小型多功能工程機(jī)械也將在我國推廣應(yīng)用，而它們無疑將首先采用靜液壓傳動(dòng)作為其主要傳動(dòng)裝置。國內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)應(yīng)該看到中小型多功能工程機(jī)械的發(fā)前景，聯(lián)合國內(nèi)外靜液壓元件生產(chǎn)企業(yè)共同開展對(duì)它們的研究開發(fā)，以促進(jìn)中小型多功能工程機(jī)械在我國的發(fā)展。

12、 （3）在國內(nèi)大型鏟土運(yùn)輸和起重機(jī)械中，由于配套的靜液壓與電子控制元件的技術(shù)難度大，價(jià)格太高，在國內(nèi)用戶中難以接受。因此，在我國暫時(shí)不宜將靜液壓傳動(dòng)研究開發(fā)的重點(diǎn)放在與大型鏟土運(yùn)輸和起重機(jī)械配套上，而應(yīng)將重點(diǎn)放在上述兩類工程機(jī)械上。1.3 液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r1.3.1 國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展工程機(jī)械主要配套件有動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動(dòng)力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱柴油機(jī))；傳動(dòng)分機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、靜液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動(dòng)及靜液壓傳動(dòng)。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等。靜液壓傳動(dòng)有多種結(jié)構(gòu)形式，有的有傳動(dòng)軸

13、、驅(qū)動(dòng)橋，有的沒有，視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵(主要是變量泵)、馬達(dá)(變量與定量)，以及相應(yīng)的減速機(jī)等；電氣元件以前對(duì)工程機(jī)械的影響還并不大，最早的工程機(jī)械電氣系統(tǒng)，主要是起動(dòng)電路及照明電路，系統(tǒng)及元件都非常簡(jiǎn)單，起動(dòng)可以用拖起動(dòng)，白天干活不用照明，因此，這兩個(gè)電路系統(tǒng)出了故障也能勉強(qiáng)維持工作。但工程機(jī)械發(fā)展到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，可以說今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、電器元件目前也是工程機(jī)械最關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元

14、件外，還有各種傳感器，各種控制元件及微處理機(jī)等等。下面就國際上這些工程機(jī)械主要配套件的基本情況及發(fā)展趨勢(shì)談?wù)効捶?。目前國外工程機(jī)械主要配套件大多數(shù)都生產(chǎn)歷史悠久，技術(shù)成熟、供應(yīng)充足，生產(chǎn)集中度高，品牌效應(yīng)突出。配套件的發(fā)展隨主機(jī)的發(fā)展而發(fā)展，同時(shí)配套件自身的發(fā)展反過來又促進(jìn)主機(jī)的發(fā)展。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢(shì)好過主機(jī)的發(fā)展形勢(shì)。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢(shì)比較好。近些年來國外工程機(jī)械有一種發(fā)展趨勢(shì)，主機(jī)制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè)方向發(fā)展，配套件逐步由供應(yīng)商來提供。比如世界上實(shí)力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)美國的卡特彼勒(Caterpillar)、凱斯(Case)、日本的小松(Komatsu)、瑞

15、典的沃爾沃(Volvo)等世界上這些大型的工程機(jī)械主機(jī)制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，它們的配套件外配的數(shù)量也是在逐年大幅度地增長(zhǎng)，一些中小工程機(jī)械企業(yè)就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企業(yè)來提供。這樣做有幾大好處，主機(jī)企業(yè)可集中精力把自己的主機(jī)產(chǎn)品作好，減少配套件完全由主機(jī)企業(yè)自己來承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)，而配套件企業(yè)作得更強(qiáng)更大，有能力迅速提高配套件的質(zhì)量、技術(shù)水平，同時(shí)能為主機(jī)企業(yè)提供更多的新產(chǎn)品，這樣更容易促進(jìn)主機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展。國外工程機(jī)械主機(jī)企業(yè)從1988年達(dá)850億美元的銷售額以來，基本上沒有多大變化，而相反這些年來配套件從150億美元，增長(zhǎng)到1000億美元，增幅是相當(dāng)大的。因此，

16、國外工程機(jī)械配套件這些年來得到了快速發(fā)展。國外工程機(jī)械配套件生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、品種齊全，完全能滿足各種工程機(jī)械的配套需求國外許多工程機(jī)械主要配套件企業(yè)都有50年，甚至100年以上的發(fā)展歷史，企業(yè)的規(guī)模都相對(duì)較大，技術(shù)十分成熟，品種也非常齊全，幾乎應(yīng)有盡有。比如目前世界上生產(chǎn)密封件及減振器最大的企業(yè)，德國的弗羅伊登貝克(Freudenberg)公司，成立于1849年，生產(chǎn)密封件及減振器已有100多年歷史，其品種應(yīng)有盡有，從技術(shù)上、品種上完全能滿足液壓行業(yè)對(duì)密封件及密封技術(shù)的要求。同時(shí)還不斷推出新的密封材料及新的密封結(jié)構(gòu)，推動(dòng)液壓密封技術(shù)不斷向更高技術(shù)水平發(fā)展。目前世界上最大的中大型發(fā)動(dòng)機(jī)制

17、造企業(yè)，美國的康明斯(Cummins)發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司，成立于1919年，也幾乎有近100年的歷史。37.3kW(50馬力)以上的柴油機(jī)可以全方位為各種工程機(jī)械，甚至所有需要柴油機(jī)動(dòng)力的各種機(jī)械配套，在技術(shù)上可以完全滿足最苛刻的歐II、歐III排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以達(dá)到歐IV、歐V排放標(biāo)準(zhǔn)。在流體產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)，目前世界上最大的流體產(chǎn)品(主要是液壓件、密封件及液壓附件等)制造企業(yè)，美國的派克(Parket)公司，成立于1918年，也有近100年歷史，可以提供品種齊全的、高技術(shù)水平的液壓件、密封件及所有的液壓附件。目前世界上最大的用于靜液壓系統(tǒng)的變量液壓元件制造企業(yè)，德國的博士力士樂公司，已有200多年的

18、歷史，從1953年開始全面制造液壓元件，也有50年以上歷史。其最具特色的產(chǎn)品是用于靜液壓傳動(dòng)的變量系統(tǒng)液壓元件，無論是斜盤式或斜軸式，閉式(泵控)或開式(閥控)系統(tǒng)液壓元件品種都非常齊全，能為各種需要靜液壓系統(tǒng)元件的工程機(jī)械整個(gè)系統(tǒng)成套配套。還有世界上最大的傳動(dòng)部件制造企業(yè)，德國的ZF公司，成立于1915年，也有近100年歷史，能為各種工程機(jī)械提供品種齊全的傳動(dòng)部件。在電氣配套件方面，世界最大的德國西門子電氣公司，以及日本的東芝公司、川崎公司、德國的博士(Bose)公司等，都有50年以上，甚至100年以上的悠久歷史，能滿足工程機(jī)械各種高技術(shù)水平的電氣系統(tǒng)和電氣元件的要求。1.3.2 遠(yuǎn)程液壓傳

19、動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)正對(duì)人類 的生產(chǎn)生活產(chǎn)生著前所未有的影響。這些信息技術(shù)的進(jìn)步，為今后制造業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)方法與制造技術(shù)模式的改變指明了方向，為數(shù)字化設(shè)計(jì)資源與制造資源的遠(yuǎn)程共享，進(jìn)一步提高產(chǎn)品開發(fā)效率奠定了基礎(chǔ)。這一點(diǎn)已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并且有很多科研學(xué)者已經(jīng)投入到了這方面的研究。目前在液壓領(lǐng)域中，特別是中小企業(yè)在進(jìn)行液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，存在著零部件種類繁多、系統(tǒng)集成復(fù)雜、參考資料缺乏等一系列困難，而遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)可以解決這些問題。為減輕液壓設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變以及設(shè)計(jì)資源、技術(shù)資源和產(chǎn)品信息的共

20、享，本文提出了建立基于Web的遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新模式?；赪eb的遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用BS(瀏覽器服務(wù)器)模式的體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端上存放了所有與設(shè)計(jì)計(jì)算相關(guān)的應(yīng)用程序，以及用戶信息數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫與專家知識(shí)數(shù)據(jù)庫等。用戶在使用該設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，只要客戶端具備上網(wǎng)功能(即安裝了IE瀏覽器并接通網(wǎng)絡(luò))即可訪問使用。這樣的體系結(jié)構(gòu)具有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：克服了傳統(tǒng)單機(jī)版應(yīng)用程序只能單機(jī)操作的局限性，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與技術(shù)資源的跨區(qū)域、跨平臺(tái)共享，使設(shè)計(jì)人員的工作變得簡(jiǎn)單方便，提高了工作效率?？蛻舳藛?dòng)IE瀏覽器進(jìn)入系統(tǒng)初始界面，這里提供了關(guān)于遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的介紹。如果用戶想提交設(shè)計(jì)任務(wù)，則可以

21、注冊(cè)并填入相關(guān)信息，然后登錄進(jìn)入操作頁面。首先，用戶要選擇一種工作模式：過程全自動(dòng)化智能處理模式或人機(jī)交互模式。這兩種模式的主要區(qū)別在于：用戶選擇前者時(shí)，只要在一開始提交設(shè)計(jì)的任務(wù)要求、基本參數(shù)以及設(shè)計(jì)計(jì)算過程中需要用到的一些參數(shù)即可，其余的工作都由系統(tǒng)自動(dòng)完成，直到最后生成設(shè)計(jì)方案供用戶審核；而后者，就是指系統(tǒng)在分析、計(jì)算過程中每次需要選擇參數(shù)或方案的時(shí)候，都要詢問用戶的意見，由用戶來做出選擇。如果提供的眾多參數(shù)或方案中沒有用戶滿意的，或用戶自己有特殊要求，可以自行指定。因此，該工作模式適合于高級(jí)用戶或有特殊要求的用戶使用。用戶便可按照所選工作模式的流程來完成設(shè)計(jì)工作。 液壓傳動(dòng)在其他機(jī)械工

22、業(yè)部門的應(yīng)用情況如下： （1）工程機(jī)械：挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等 （2）起重運(yùn)輸機(jī)械：汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機(jī)械、皮帶運(yùn)輸機(jī)等 （3）礦山機(jī)械：鑿巖機(jī)、開掘機(jī)、開采機(jī)、破碎機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等 （4）建筑機(jī)械：打樁機(jī)、液壓千斤頂、平地機(jī)等 （5）農(nóng)業(yè)機(jī)械：聯(lián)合收割機(jī)、拖拉機(jī)、農(nóng)具懸掛系統(tǒng)等 （6）冶金機(jī)械：電爐爐頂及電極升降機(jī)、軋鋼機(jī)、壓力機(jī)等 （7）輕工機(jī)械：打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等 （8）汽車工業(yè)：自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車、汽車中的轉(zhuǎn)向器、減振器等2液壓傳動(dòng)的工作原理、組成和優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式

23、。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)是由油箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭等組成。2.1工作原理（1)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油，油液被加壓后,從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)活塞而使工作臺(tái)左右移動(dòng)。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。（2)工作臺(tái)的移動(dòng)速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開

24、大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減少。由此可見，速度是由油量決定的。2.2液壓系統(tǒng)的基本組成（1）能源裝置液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。（2）執(zhí)行裝置液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。（3）控制裝置液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電

25、器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。（4）輔助裝置油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。（5）工作介質(zhì)液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。2.3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)2.3.1液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)（1）在相同的體積下，液壓執(zhí)行裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動(dòng)力。在同等功率的情況下，液壓執(zhí)行裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。（2）液壓執(zhí)行裝置的工作比

26、較平穩(wěn)。由于液壓執(zhí)行裝置重量輕、慣性小、反應(yīng)快，所以易于實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)和頻繁地?fù)Q向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)到每分鐘500次，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘1000次。 （3）液壓傳動(dòng)可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（調(diào)速比可達(dá)1：2000），并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。（4）液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因?yàn)樗菍?duì)液體的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便。當(dāng)液壓控制和電氣控制或氣動(dòng)控制結(jié)合使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。（5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓件能自行潤(rùn)滑，因此使用壽命長(zhǎng)。（6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，所以液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、

27、制造和使用都比較方便。2.3.2液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)（1）液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間不可避免地要有泄漏，同時(shí)，液體又不是絕對(duì)不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場(chǎng)合采用，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的內(nèi)傳動(dòng)鏈系統(tǒng)。（2）液壓傳動(dòng)在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等，故不宜于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。（3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，油溫變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動(dòng)有一定的困難。（4）為了減少泄露，液壓元件的制造精度要求高，因此，液壓元件的制造成本高，而且對(duì)油液的污染比較敏感。（5）液壓系統(tǒng)故障的診斷比較困難，因此對(duì)維修人員提出了更高的要求，既要系統(tǒng)

28、地掌握液壓傳動(dòng)的理論知識(shí)，又要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（6）隨著高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是要解決的問題。總而言之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)將得到克服，液壓傳動(dòng)將日益完善，液壓技術(shù)與電子技術(shù)及其它傳動(dòng)方式的結(jié)合更是前途無量。3液壓工況分析3.1運(yùn)動(dòng)分析 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)快退工作臺(tái)松開。根據(jù)分析完成速度循環(huán)圖31，然后計(jì)算各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖32。3.2負(fù)載分析液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型，即 （31）式中 為工作負(fù)載； 為摩擦阻力負(fù)載； 慣性負(fù)載。3.2.1負(fù)載計(jì)算（1） 工作負(fù)載

29、 工作負(fù)載為已知 FL=18000N（2）摩擦阻力負(fù)載 已知采用平導(dǎo)軌，且靜摩擦因數(shù)uj=0.2,動(dòng)摩擦因數(shù)ud=0.1,則： 靜摩擦阻力 Fuj=0.2×25000N=5000N 動(dòng)摩擦阻力 Fud=0.1×25000N=2500N (32)（3）慣性負(fù)載 Fa=G/g × u/t=25000/9.8×5/0.05×60=4230N （33） 式中 g重力加速度； t 加速或減速時(shí)間，一般取0.010.5s； ut時(shí)間內(nèi)的速度變化量。3.2.2工作各循環(huán)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Fuj+Fa9230工進(jìn)FL

30、Fud20500快進(jìn)Fud2500快退Fud25003.2.3繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖，速度循環(huán)圖 圖31速度循環(huán)圖 圖32各階段的外負(fù)載圖4擬定液壓系統(tǒng)圖 4.1液壓泵型式的選擇 由工況圖可知，系統(tǒng)循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量?jī)蓚€(gè)階段組成，而且是順序進(jìn)行的。從提高系統(tǒng)效率考慮，選用限壓式變量葉片或雙聯(lián)葉片泵教適宜。將兩者進(jìn)行比較（見表41）故采用雙聯(lián)葉片泵較好。表41雙聯(lián)葉片泵限壓式變量葉片泵1流量突變時(shí)，液壓沖擊取決于溢流閥的性能，一般沖擊較小1流量突變時(shí)，定子反應(yīng)滯后，液壓沖擊大2內(nèi)部徑向力平衡，壓力平衡，噪聲小，工作性能較好。2內(nèi)部徑向力不平衡，軸承較大，壓力波動(dòng)及噪聲較大，工作平衡

31、性差3須配有溢流閥、卸載閥組，系統(tǒng)較復(fù)雜3系統(tǒng)較簡(jiǎn)單4有溢流損失，系統(tǒng)效率較低，溫升較高4無溢流損失，系統(tǒng)效率較高，溫升較低4.2 擬定液壓回路（1）選擇油源形式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給式負(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)流閥或者調(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)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)

32、，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）選擇速度換接回路 本系統(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(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控制夾緊、松開換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然斷電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式。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)速和單向閥保壓。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。4.3組成液壓系統(tǒng)和電磁鐵動(dòng)作順序?qū)⑸厦孢x出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改

33、和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如圖41所示?？紤]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11。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。 圖41液壓系統(tǒng)回路圖1濾油器；2液壓泵；3壓力開關(guān)表；4三位四通換向閥；5二位三通換向閥；6單向調(diào)速閥；7減壓閥；8壓力表開關(guān)；9單向閥；10二位四通換向閥；11壓力繼電器；12單向節(jié)流閥;13夾緊缸；14溢流閥表42電磁鐵動(dòng)作順序表1YA2YA3YA4YA夾緊-+快進(jìn)+-工進(jìn)+-快退-+-原位停止-5液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件選擇5.1液壓缸主要尺寸和相關(guān)設(shè)計(jì)5.1.1確

34、定液壓缸的工作壓力 參考資料【1】,初選液壓缸工作壓力p1=3MPa 【1】楊培元、朱福元 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社.19945.1.2計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D，活塞桿直徑d 由負(fù)載圖可以知道最大負(fù)載為20500N，根據(jù)資料【1】可以取P2為0.5MPa，為0.95，考慮到快進(jìn)和快退速度相等，取d/D為0.7。 D=m=9.9×10-2m （51） 根據(jù)資料【1】，將液壓缸的內(nèi)徑選取為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=100mm；活塞桿直徑系列取d=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2.5MP

35、a，回油背壓力為0，為0.95，則可得到 （52） 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)液壓缸和活塞桿尺系列，取夾緊缸的D和d分別為100mm和70mm。5.1.3液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算 無桿腔面積 A1=×D2/4=3.14×1002/4 mm2=7850mm2 有桿腔面積 A2=（D2d2）/4=3.14×（1002702）/4 mm2=4004 mm2 活塞桿面積 A3=×D2/4=3.14×702/4 mm2=3846 mm25.1.4最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算 最低穩(wěn)定速度為工進(jìn)時(shí)u=100mm/min，工進(jìn)采用無桿腔進(jìn)油，單向行程調(diào)速閥調(diào)速，

36、查得最小穩(wěn)定流量qmin=0.05L/min A1qmin/umin=0.05/100m2=500mm2 可見上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到多需低速。5.1.5計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流量 （53）5.1.6緩沖機(jī)構(gòu)的選用一般承壓在10MP以上應(yīng)當(dāng)選用緩沖機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中，工作壓力為3MP，因此緩沖機(jī)構(gòu)從略。5.1.7密封裝置選用選用O型密封圈，聚氨酯（PU）和聚四氟乙烯（PTFE）材料聯(lián)合使用，達(dá)到良好的密封效果。5.1.8工作介質(zhì)的選用因?yàn)楣ぷ髟诔叵?，所以選用普通的是油型液壓油即可。5.1.9缸筒材料的選取及強(qiáng)度給定部分材料的機(jī)械性能如下（表51）：表51缸筒常用無縫鋼管材料機(jī)械性能

37、材料/MPa/MPa%204202502530500300183554032017456103601415MnVn7505002627SiMn10008501230CrMo9508001235CrMo100085012本次設(shè)計(jì)選取45號(hào)鋼。從表中可以得到：缸筒材料的屈服強(qiáng)度s=360MP；缸筒材料的抗拉強(qiáng)度b =610MP;現(xiàn)在利用屈服強(qiáng)度來引申出：缸筒材料的許用應(yīng)力=s/n=360/5=72MP。其中n=5是選取的安全系數(shù)。5.1.10缸筒壁厚的計(jì)算和加工要求由于本系統(tǒng)為中低壓系統(tǒng)，故無需校核。缸筒內(nèi)徑D采用H7級(jí)配合，表面粗糙度 為0.16，需要進(jìn)行研磨；熱處理：調(diào)制，HB 240；缸筒內(nèi)

38、徑D的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差之半；剛通直線度不大于0.03mm；油口的孔口及排氣口必須有倒角，不能有飛邊、毛刺；在缸內(nèi)表面鍍鉻，外表面刷防腐油漆。缸筒壁厚可以使用下式進(jìn)行計(jì)算：當(dāng)時(shí)， （54）式中，最高允許壓力（MPa）; 缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）根據(jù)缸徑查手冊(cè)預(yù)取=3,此時(shí)/D=3/100=0.030.08,滿足使用薄壁缸筒計(jì)算式的要求，下面利用上式來計(jì)算：最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)P=3MP，所以：Pmax =4.5MP，許用應(yīng)力在選取材料的時(shí)候給出：=s /n=360/5=72MP，則可以得到壁厚：=3.13mm，為保證安全，取壁厚為5mm。5.1.

39、12活塞設(shè)計(jì)1、活塞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)活塞分為整體式和組合式，組合式制作和使用比較復(fù)雜，所以在此選用整體式活塞。此整體式活塞中，密封環(huán)和導(dǎo)向套是分槽安裝的。其圖形如下：圖51活塞示意圖2、活塞的密封選用O型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料組合使用，可以顯著提高密封性能：（1）、降低摩擦阻力，無爬行現(xiàn)象；（2）、具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封性，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)；（3）、安裝溝槽簡(jiǎn)單，拆裝簡(jiǎn)便。這種組合的特別之處就是允許活塞外園和缸筒內(nèi)壁有較大間隙，因?yàn)榻M合式密封的密封圈能防止擠入間隙內(nèi)，降低了活塞與缸筒的加工要求。3、活塞的材料選用高強(qiáng)度球墨鑄鐵QT600-34、活塞的尺寸及加工公差選擇活塞厚度為活塞桿直徑

40、的1倍，因?yàn)榛钊麠U直徑是70mm（這個(gè)在后面的活塞桿設(shè)計(jì)中會(huì)給出解釋），所以活塞的厚度為70mm?；钊呐浜弦?yàn)槭褂昧私M合形式的密封器件，所以要求不高。活塞外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半。5.1.13活塞桿的設(shè)計(jì)1、活塞桿桿體的選擇此次設(shè)計(jì)選用的是實(shí)心桿件，形式如下圖： 圖52活塞桿示意圖2、活塞桿與活塞的連接形式此次設(shè)計(jì)采用的是鎖緊螺母型連接。3、活塞桿材料和技術(shù)要求（1）、因?yàn)闆]有特殊要求，所以選用45號(hào)鋼作為活塞桿的材料，本次設(shè)計(jì)中活塞桿只承受壓應(yīng)力，所以不用調(diào)制處理，但進(jìn)行淬火處理是必要的，淬火深度可以在0.51mm左右。（2）、安裝活

41、塞的軸頸和外圓的同軸度公差不大于0.01mm，保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿和導(dǎo)向的卡滯現(xiàn)象。保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。（3）、因?yàn)槭沁\(yùn)行在低載荷情況下，所以省去了表面處理。4、活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算由于本系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)，故不需要強(qiáng)度校核?；钊麠U端部的負(fù)載連接點(diǎn)與與液壓缸支撐之間的距離為L(zhǎng)B ，如果：LB 10d（顯然這個(gè)是成立的），就用下式計(jì)算活塞桿強(qiáng)度： （55）式中 F因?yàn)橐簤焊椎淖畲笸屏Γ?材料的屈服強(qiáng)度;安全系數(shù)，一般取=24 d活塞桿直徑（m）實(shí)際上式中的/n 就是材料的許用應(yīng)力，之前已經(jīng)給出了45號(hào)鋼的許用應(yīng)力為：=/n=360/5=72MP，最大推力F=205

42、00N，于是根據(jù)式23.328得到活塞桿的直徑：d19mm，可知強(qiáng)度符合要求。5.1.14液壓缸其他部位尺寸的確定導(dǎo)向長(zhǎng)度HL/2+D/2（L為液壓缸最大行程），則H的長(zhǎng)度為H（400/2+100/2）mm=300mm;活塞寬度B=（0.61.0）D,取B=D，則B=100mm；導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A=(0.61.0)D，取A=D=100mm。 圖53單活塞桿液壓缸1缸底；2彈簧擋圈；3套環(huán)；4卡環(huán)；5活塞；6O型密封圈；7支撐環(huán)；8擋圈；9Y型密封圈；10缸筒；11管接頭；12導(dǎo)向管；13缸蓋；14密封圈；15防塵圈；16活塞桿；17定位螺釘；18耳環(huán)5.2 選擇液壓泵和電機(jī)5.2.1 確定液壓

43、泵的工作壓力 考慮到正常工作中，進(jìn)油管路中有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為： Pp=P1+P （56）式中 Pp液壓泵最大工作壓力； P1執(zhí)行元件最大工作壓力； P進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)系統(tǒng)可以取0.20.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.51.5MPa，本次設(shè)計(jì)取0.5MPa。 Pp=P1+P=（3+0.5）MPa=3.5MPa上述計(jì)算的Pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(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貯備量，并確保泵的壽命，因此選擇泵的額定壓力Pr，應(yīng)滿足Pp（1.251.6）Pp。低壓系統(tǒng)取最小值，高壓系統(tǒng)取最大值。本設(shè)計(jì)中，Pr=1.25Pp=4.

44、4MPa。5.2.2 液壓泵的流量由前面的流量計(jì)算可知，在快進(jìn)時(shí)，最大流量值為19.2Lmin, 液壓泵的最大流量應(yīng)為qpKL（q）max （57） 式中 qp液壓泵的最大流量； （q）max同時(shí)動(dòng)作的各元件所需流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥正在進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量23L/min； KL系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取KL=1.11.3,現(xiàn)在取KL=1.2 qpKL（q）max =1.2×20L/min=24L/min在工進(jìn)時(shí)，最小流量值為9.42 Lmin.為保證工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)壓力較穩(wěn)定，應(yīng)考慮溢流閥有一定的最小溢流量，取最小溢流量為1 Lmin（約0.017×10-3m

45、3s）故小流量泵應(yīng)取10.42Lmin。5.2.3選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值再查閱相關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用YBX16限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量qv=16mL/r，泵的額定壓力為Po=6.3MPa，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，容積效率r=0.85，總效率=0.7。5.2.4選擇電機(jī) 首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況時(shí)的功率，取兩者較大值者作為選擇電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在慢進(jìn)時(shí)泵輸出的流量減小，泵的效率急劇降低，一般 流量在 0.21L/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)不致停轉(zhuǎn)，需進(jìn)行驗(yàn)算，即 P

46、r×qp/2Po （58） 式中 Po所選電動(dòng)機(jī)的額定功率； Pr限壓式變量泵的限定壓力； qp壓力為Pr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2500N，進(jìn)油路的壓力損失定為0.3MPa。由式（53）可以得到 快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為 工進(jìn)時(shí)所需的電動(dòng)機(jī)功率為 查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，選用Y90S4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.1kW，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。 根據(jù)產(chǎn)品樣本可以查的YBX16的流量壓力曲線。再由已知的快進(jìn)流量為24L/min，工進(jìn)時(shí)的流量為11L/min，壓力為3.5MPa，作出泵的實(shí)際工作時(shí)的流量壓力特性曲線如圖54所示，查的該曲線拐點(diǎn)處得流量為2

47、4L/min，壓力為2.8MPa，該工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為 所選電動(dòng)機(jī)滿足要求，拐點(diǎn)處 可以正常工作。圖54 YBX16 液壓泵特性曲線1額定流量、壓力下的特性曲線；2實(shí)際工作時(shí)的特性曲線5.3輔件元件的選擇 根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實(shí)際流量，選擇各種液壓元件和輔助元件的規(guī)格。 表5-2液壓元件明細(xì)表序號(hào)元件名稱通過流量（L/min)型號(hào)1濾油器24XUB32×1002液壓泵24YBX163壓力表開關(guān)KH64三位四通換向閥204WE8E50/OAG245二位三通換向閥203WE6A50/OAG246單向調(diào)速閥202FRM520/67減壓閥9.43FC10DP18壓力表開關(guān)4KF10

48、D19單向閥9.4AF10DD10二位四通換向閥9.424DEF3BE10BB11壓力繼電器9.4DP163B12單向節(jié)流閥9.4LAF10DB15.4 確定管道尺寸 由于本系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，油管內(nèi)通油量較大，差動(dòng)時(shí)流量q=40L/min，油壓管的允許流速取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=20L/min,則可以算的油管內(nèi)徑d=10.3mm。 綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為12mm。吸油管可按上式計(jì)算（q=24L/min，v=1.5m/s)，現(xiàn)參照YBX16變量油泵口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑d為25mm。油管壁厚一般不需計(jì)算，根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳動(dòng)手冊(cè)的有關(guān)表

49、格得管的壁厚。選用14mm×12mm冷拔無縫鋼管。其它油管按元件連接口尺寸決定尺寸，測(cè)壓管選用4mm×3mm紫銅管或鋁管。管接頭選用卡套式管接頭，其規(guī)格按油管通徑選取。5.5確定油箱容量本設(shè)計(jì)為中壓系統(tǒng)，則油箱的容量一般取液壓泵公稱流量的57倍，現(xiàn)選用容量為160L的油箱。 6液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算6.1壓力損失的驗(yàn)算 已知：進(jìn)油管、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=1.7m,AD=1.7m,DE=2m?？紤]最低溫度為15，油管內(nèi)徑d=1.2×10-3m，查得該溫度時(shí)油的運(yùn)動(dòng)粘度為v=1.52s，油的密度=920kg/m36.1.1

50、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1.2m/min，進(jìn)給時(shí)的最大流量為9.42L/min，則液壓在管內(nèi)流速 管道流動(dòng)雷諾數(shù)為 Re1<2300，可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù) 進(jìn)油管道BC的沿程壓力損失P1-1為 查得換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失 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 6.1.2工作進(jìn)給時(shí)回油路的壓力損失 由于選用單活塞桿液壓缸，且液壓缸的有桿腔的工作面積為無桿腔面積的二分之一，則回油管道的流量為進(jìn)油管道的二分之一，則 回油管道的沿程壓力損失為： 查產(chǎn)品樣本知換向閥3WE6A50/AG24的壓力損失，換向閥4WE6E60/AG24的壓力損失，調(diào)速閥2FRM5-20/6的壓力損失。 回油路總的壓力損失為： 變泵出口處的壓力為6.1.3快進(jìn)時(shí)的