立式組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說是一門新技術(shù)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓泵、閥、執(zhí)行 器及輔助件等液壓元件組成。液壓傳動(dòng)原理是把液壓泵或原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤?能，然后通過控制、調(diào)節(jié)閥和液壓執(zhí)行器，把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu) 完成所需求的各種動(dòng)作。液壓傳動(dòng)技術(shù)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一，其發(fā)展速度僅次于電子技 術(shù)，特別是近年來液壓與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使液壓技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè) 新的階段。從70年代開始，電子學(xué)和計(jì)算機(jī)進(jìn)入了液壓技術(shù)領(lǐng)域，并獲得了重大的 效益。例如在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試方面，通過利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行液壓系統(tǒng)和 元件的設(shè)計(jì)計(jì)算、性能仿真、自動(dòng)繪圖以及數(shù)據(jù)的采取和處理

2、，可提高液壓產(chǎn)品的質(zhì) 量、降低成本并大大提高交貨周期。總之，液壓技術(shù)在與微電子技術(shù)緊密結(jié)合后，在 微計(jì)算機(jī)或微處理器的控制下，可以進(jìn)一步拓寬它的應(yīng)用領(lǐng)域，使得液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā) 展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各方 面都得到了應(yīng)用。本文研究?jī)?nèi)容是立式組合機(jī)床液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該文的設(shè)計(jì)過程基本上體現(xiàn)了一個(gè)典型的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。液壓傳動(dòng)在金屬切削機(jī)床行業(yè)中得到 了廣泛的應(yīng)用。如磨床、車床、銑床、鉆床以及組合機(jī)床等的進(jìn)給裝置多采用液壓傳 動(dòng)，它可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，有良好的換向性能，并易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)。 組合機(jī)床是由具有一定功能的通用部件

3、（動(dòng)力箱、滑臺(tái)、支承件、運(yùn)輸部件等）和專 用部件（夾具、多軸箱）組成的高效率專用機(jī)床。疊加閥是在60年代由美國(guó)雙A公司等較早開發(fā)的，但品種規(guī)格少，且都以小通 徑為主。疊加閥組成的液壓系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)很多，如結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、標(biāo)準(zhǔn)化等，因此， 近年來疊加閥產(chǎn)品系列不斷增多，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度 集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大進(jìn)展；在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等 技術(shù)上也有許多新成就，采用液壓傳動(dòng)的程度現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要 標(biāo)志之一。隨著機(jī)械制造行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中地位的提高，液壓技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，對(duì)其性能也

4、提出了更高的要求，決定了它在技術(shù)方面的革新已迫在眉睫。2立式組合機(jī)床液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本組合機(jī)床用于鉆、擴(kuò)、鉸等孔的加工。動(dòng)力滑臺(tái)為立式布置，動(dòng)力滑臺(tái)擬采用 液壓驅(qū)動(dòng)；工件采用機(jī)械方式夾緊。課題所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是立式組合機(jī)床液壓動(dòng)力 滑臺(tái)液壓系統(tǒng)，主要是完成系統(tǒng)原理圖和該系統(tǒng)主要零件的結(jié)構(gòu)及有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。液 壓泵及疊加式液壓元件的選用，液壓缸采用雙作用液壓缸，液壓缸作為液壓系統(tǒng)的執(zhí) 行元件安裝在機(jī)床的床身上，與液壓供油裝置分開布置，避免兩者之間形成振動(dòng)干涉。2.1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)要求動(dòng)力滑臺(tái)工作臺(tái)工作循環(huán)為：快進(jìn)工進(jìn)快退停止；平導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)

5、摩擦系數(shù)為0.1 ；液壓缸活塞的行程長(zhǎng)度最大為150mm液壓執(zhí)行元件為液壓缸，其運(yùn)動(dòng)速度大小為：快進(jìn)速度：4m/min；工作速度：0.05mm/s；加減速時(shí)間：0.2s ；軸向切削負(fù)荷為15000N運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量為200K®2.1.2 工作環(huán)境和工作條件組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)應(yīng)使其工作時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，滿足工況要求，保證組合機(jī) 床的可靠性和性能要求。本課題所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床在普通車間使用，工作環(huán)境要求不高，對(duì)環(huán)境溫度、濕 度、塵埃情況沒有特殊的要求，液壓系統(tǒng)的安裝必須穩(wěn)定，避免對(duì)機(jī)床產(chǎn)生直接的沖 擊振動(dòng)，影響機(jī)床加工精度及壽命。本課題設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)對(duì)重量、外形尺寸、經(jīng)濟(jì)性沒有特殊的要求，但必

6、須符合一般的普遍設(shè)計(jì)原則：重量輕、體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、 使用維護(hù)方便。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求選擇疊加閥系列液壓元件。2.2 液壓系統(tǒng)工況分析，確定主要參數(shù)在明確了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求后，針對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)在性能和動(dòng)作方面的特性，確定 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作壓力，以及計(jì)算液壓缸的最大行程，工作速度，回程速度等等一些具 體的系統(tǒng)主參數(shù)2.2.1 分析液壓系統(tǒng)工況工況分析是確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的基本依據(jù)，包括液壓執(zhí)行元件的動(dòng)力分析和 運(yùn)動(dòng)分析。阻力負(fù)載：F f=uFN式中：Ff-摩擦力；u-摩擦系數(shù)；F N -工作壓力慣性負(fù)載:式中：Fm-慣性力；G-活塞桿的自身重力；g-重力加速度，取9.8m

7、/s2z -快進(jìn)速度；t-快進(jìn)時(shí)間。啟動(dòng)加速階段：取液壓系統(tǒng)的機(jī)械效率m為0.91F= ( Ff + Fm)=mG Z 1 ：(fS*G+g J m2007.84/601=(0.2 X 200X 9.8+X-) X9.80.10.9=583N工進(jìn)階段：11F= ( Ff+ Fw)=:(0.2 X 200X 9.8+15000)Xm0.9=16884N式中Fw為切削負(fù)荷快進(jìn)階段：F=Ff=0.2 X 200X 9.8 X nm丄0.9=217N快退階段：F=1(Ff + G) .= (0.2 X 200X 9.8+200 X 9.8 )m丄0.9=2395N2.2.2確定液壓缸的主要參數(shù)1）初選

8、液壓缸的工作壓力根據(jù)計(jì)算得出各階段負(fù)載值的最大值，并參考同類機(jī)床，取液壓缸工作壓力為3Mpa2)計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)最大負(fù)載為工進(jìn)階段負(fù)載F=16884N求得:活塞腔工作時(shí)D=(2-1 )式中F-液壓缸的最大工作負(fù)載（N）。人P-作用在活塞上的有效壓力（Pa）,當(dāng)無背壓時(shí)，也p為系統(tǒng)工作壓力； 當(dāng)有背壓時(shí)，厶P為系統(tǒng)工作壓力與背壓之差；該設(shè)計(jì)課題系統(tǒng)背壓取為0.6 X 106MPancm -液壓缸的機(jī)械效率，一般取cm=0.95。即 D=/4 06884c“x/"_26=9.65 X 10 m' 3.14 (3 -0.6) 1060.95根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計(jì)算的值圓整

9、為標(biāo)準(zhǔn)值，查表取D=105伽。因該設(shè)計(jì)對(duì)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度比無要求時(shí)，常取d=l丄D351 _2在這里取d= D =3.33 X 10 m 查標(biāo)準(zhǔn)值取d=36mm33）確定活塞桿的最大行程本設(shè)計(jì)課題給定了活塞桿最大行程為 100+50=150mm4）計(jì)算液壓缸的流量液壓缸的流量通過工作速度和液壓缸的內(nèi)徑來確定。液壓缸的工作速度為V1=0.05 mm/s，回程速度為 M=4m/min.工進(jìn)：Q=V：D2 ( 2-2)=0.00005m/s x x 0.12=4.33 x 10-7ni/s=0.024L/min4快退：Q = ( 2-3)快進(jìn)：44門223=4 m/sx x (0.1 2-0.03

10、6 2)=0.000455m3/s=27.3L/min 604兀2Q3= V34C3 ( 2-4)4r:23= m/sx x 0.1 =0.000523m/s=31.4L/mi n604所以泵的最大流量QaX=31.4L/min.針對(duì)不同零件的具體加工要求，系統(tǒng)的流量可以通過控制元件調(diào)速閥來調(diào)節(jié)大小。2.3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖的擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的草圖是從液壓系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成上來具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任 務(wù)所提出的各項(xiàng)要求，它包括三項(xiàng)內(nèi)容：確定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的類型、選擇液壓回路和 組成液壓系統(tǒng)。確定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的類型就是在根據(jù)課題提供的要求下，參照立式組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，選擇適合的系統(tǒng)類型。

11、選擇液壓回路就是在根據(jù)課題提 供的要求和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，選擇適合本課題的液壓回路。組成液壓系統(tǒng) 就是在確定各個(gè)液壓回路的基礎(chǔ)上，將各個(gè)液壓回路綜合在一起，根據(jù)課題的實(shí)際要 求，對(duì)液壓系統(tǒng)草圖進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn)，最終形成一個(gè)合理有效、符合課題設(shè)計(jì) 要求的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖。擁有本論文的全套，含cad圖紙、PPT演示稿，需要的請(qǐng)加QQ19648712042.3.1 確定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的類型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的類型究竟采用開式還是采用閉式，主要取決于它的調(diào)速方式和散熱要求。一般的設(shè)計(jì)，凡具備較大空間可以存放油箱且不另設(shè)置散熱裝置的系統(tǒng)，要 求盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，或采用節(jié)流調(diào)速或容積 -節(jié)流調(diào)速的系

12、統(tǒng)，都宜采用開式。 在開式回路中，液壓泵從油箱吸油，把壓力油輸送給執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油則 直接流回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油液能得到較好的冷卻，但油箱的尺寸大，空氣 和贓物易進(jìn)入回路；凡容許采用輔助泵進(jìn)行補(bǔ)油并通過換油來達(dá)到冷卻目的的系統(tǒng)， 對(duì)工作穩(wěn)定和效率有較高要求的系統(tǒng)， 或采用容積調(diào)速的系統(tǒng)都宜采用閉式。 在閉式 回路中，液壓泵的排油管直接與執(zhí)行元件的進(jìn)油管相連，執(zhí)行元件的回油管直接與液壓泵的吸油管相連，兩者形成封閉的環(huán)狀回路。閉式回路的特點(diǎn)是雙向液壓泵直接控 制液壓缸的換向，不需要換向閥及其控制回路，液壓元件顯著減少，液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單， 用油不多而且動(dòng)作迅速，但閉式回路也有其缺點(diǎn)，就

13、是回路的散熱條件較差，并且所 用的雙向液壓泵比較復(fù)雜而且系統(tǒng)要增設(shè)補(bǔ)、 排油裝置，成本較高，故應(yīng)用還不普遍。本課題設(shè)計(jì)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)類型采用開式液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.3.2 液壓回路的選擇液壓機(jī)械的液壓系統(tǒng)雖然越來越復(fù)雜，但是一個(gè)復(fù)雜的液壓系統(tǒng)往往是由一些基 本回路組成的。液壓基本回路就是由有關(guān)液壓元件組成， 能夠完成某一特定功能的基 本回路。在本設(shè)計(jì)中選擇五種回路，分別為調(diào)壓回路、調(diào)速回路、平衡回路、換向回路和卸荷回路。1）調(diào)壓回路調(diào)壓回路的功用在于調(diào)定或限制液壓源的最高工作壓力，也就是說能夠控制系統(tǒng) 的工作壓力，使它不超過某一預(yù)先調(diào)定好的數(shù)值，或使工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中的各個(gè) 階段具

14、有不同的工作壓力。調(diào)壓控制回路包括連續(xù)調(diào)壓回路、多級(jí)調(diào)壓回路、恒壓控 制回路等。液壓源工作壓力級(jí)的多少，壓力在調(diào)節(jié)、控制或切換方式上的差異，是這 種回路出現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)方案的原因，也是對(duì)它進(jìn)行評(píng)比、選擇時(shí)要考慮的因素。該設(shè)計(jì) 選擇溢流閥單級(jí)調(diào)壓回路，溢流閥開啟壓力可通過調(diào)壓彈簧調(diào)定， 如果調(diào)定溢流閥調(diào) 壓彈簧的頂壓縮量，便可設(shè)定供油壓力的最高值。系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力有負(fù)載決定， 當(dāng)外負(fù)載壓力小于溢流閥調(diào)定壓力時(shí)， 溢流閥處無溢流流量，此時(shí)溢流閥起安全閥作 用。圖示2-1油路可靠，價(jià)格便宜。山圖2-1調(diào)壓回路2）調(diào)速回路調(diào)速閥調(diào)速回路由調(diào)速閥、溢流閥、液壓泵和執(zhí)行元件等組成。它通過改變調(diào)速閥的通流面積

15、來控制和調(diào)節(jié)進(jìn)入或流出執(zhí)行元件的流量，從而達(dá)到調(diào)速的目的。這種調(diào)速回路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、使用維護(hù)方便、調(diào)速范圍大等優(yōu)點(diǎn)。用流量控制閥實(shí)現(xiàn)速度控制的回路有三種基本方式，節(jié)流調(diào)速回路分為進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路、旁通節(jié)流調(diào)速回路等。本設(shè)計(jì)選用單向進(jìn)油節(jié)流調(diào)速 回路。用溢流閥和串聯(lián)在執(zhí)行元件進(jìn)油路上的調(diào)速閥調(diào)節(jié)流入執(zhí)行元件的油液流量， 從而控制執(zhí)行元件的速度。基本回路如圖 2-2所示：圖2-2調(diào)速回路3）平衡回路平衡回路的功用在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落。下圖是一種使用單向順序閥的平衡回路。由圖可見，當(dāng)換向閥左位接 入回路使活塞下行時(shí)，回

16、油路上存在著一定的背壓；只要將這個(gè)背壓閥調(diào)得使液壓缸 內(nèi)的背壓能支承得住活塞與之相連的工作部件， 活塞就可以平穩(wěn)的下落。當(dāng)換向閥處 于中位時(shí)，活塞就停止運(yùn)動(dòng)，不在繼續(xù)下移。這種回路在活塞向下快速運(yùn)動(dòng)時(shí)功率損 失較大，鎖住時(shí)活塞和與之相連的工作部件會(huì)因單向順序閥和換向閥的泄漏而緩慢下 落；因此它只使用于工作部件重量不大、活塞鎖住時(shí)定位要求不高的場(chǎng)合。圖2-3平衡回路4）換向回路往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)換向回路的功用是使液壓缸和與之相連的主機(jī)運(yùn)動(dòng)部件在其行程 終端處迅速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地變換運(yùn)動(dòng)方向。簡(jiǎn)單的換向回路只須采用標(biāo)準(zhǔn)的普通換向 閥。5）卸荷回路卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)不須頻繁啟閉的情況下，使液壓

17、泵在零壓或很 低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少功率損失，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)液壓泵和電機(jī)的使用壽命。圖2-4 卸荷回路擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖一個(gè)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都是由許多的回路組合而成， 所以將上面的幾個(gè)液壓回路組合 在一起.。再根據(jù)本設(shè)計(jì)課題的實(shí)際要求采用疊加閥技術(shù)，故將所選液壓元件轉(zhuǎn)換成疊加閥系列元件，并對(duì)液壓系統(tǒng)傳動(dòng)原理圖進(jìn)行必要的修改和整理，擬定出完整的符合要求的液壓系統(tǒng)原理圖。經(jīng)過修改、整理后的液壓系統(tǒng)圖如圖2-5所示，它在各方面都比較合理、完善了, 能夠基本達(dá)到本課題的設(shè)計(jì)要求。圖2-5液壓系統(tǒng)原理圖2.4 液壓元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)要求和設(shè)計(jì)方案，選擇合適的液壓元件，對(duì)液壓系統(tǒng)有很大的影響，所以對(duì)液壓

18、元件應(yīng)合理的選擇。2.4.1 確定液壓油泵液壓泵是系統(tǒng)的能源裝置，它給系統(tǒng)提供壓力油，在液壓系統(tǒng)中起心臟作用， 液壓泵的選擇是否恰當(dāng)，直接影響系統(tǒng)的工作性能。1) 確定液壓泵的最大工作壓力 Pp.Pp> Pi+E P (2-5)式中：Pi液壓缸的最大工作壓力 MPa;ea p 從液壓泵出口到液壓缸的入口之間總的管路損失?？梢园磳?shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)選取，管路簡(jiǎn)單，流速不大的取EA P=(0.20.5 ) MPa管路 復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的取EA P= (0.51.5 MPa )；結(jié)合系統(tǒng)圖選取EA P=0.8MPa所以，Pp> 3+0.8=3.8 MPa ;2) 確定液壓泵的流量液壓缸的輸出流量

19、為QP> k( EQ ma? m3/s, (2-6)式中：k系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取k=1.11.3;EQ max同時(shí)動(dòng)作的液壓缸的最大總流量，對(duì)于在工作過程用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥最小溢流量，一般取 0.5xio-4m/s.所以Q =1.2 x( 31.4L/min+0.5 x 10-4ni/s )=1.2 x 34.4 L/min=41.28 L/mi n;3）選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)的規(guī)格根據(jù)以上求得的PP和Q值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵形式，從手冊(cè)中查得相應(yīng) 的液壓泵，不同類型和規(guī)格的液壓泵，其額定工作壓力也不同。選擇液壓泵的額 定工作壓力時(shí)，選取的額定壓力要比最大工作壓力大25%左右

20、，以便留出適當(dāng)?shù)膲毫?chǔ)備。電動(dòng)機(jī)的選擇要與泵相配合，以滿足泵的要求，根據(jù)壓力和流量的不 同選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)要求該系統(tǒng)工作效率高，發(fā)熱少，能耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，因此該設(shè)計(jì)選擇 YE型變量葉片泵（型號(hào)為 YBX-朋N）,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手 冊(cè)單行本液壓傳動(dòng)中查得。同時(shí)由產(chǎn)品樣本查的此泵驅(qū)動(dòng)功率為3.5KW此值完全能滿足系統(tǒng)需要。選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)為丫132M 4型，其額定功率為7.5KW，轉(zhuǎn)速為 1440r/min。242 疊加閥簡(jiǎn)介及選擇1）概述疊加閥是在板式閥集成化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件，但它在配置形式上和板式閥、插裝閥截然不同。疊加閥是安裝在板式換向閥和底板之間，由有關(guān)的壓力、 流量

21、和單向控制閥組成的一個(gè)集成化控制回路。每個(gè)疊加閥除了具有液壓閥功能外， 還起油路通道的作用。因此，由疊加閥組成的液壓系統(tǒng)，閥與閥之間不需要另外的連 接體，而是以疊加閥閥體作為連接體，直接疊合再用螺栓結(jié)合而成。疊加閥與一般閥在工作原理上基本相同，但在具體結(jié)構(gòu)和連接方式上有其特點(diǎn)， 因而它自成體系。每個(gè)疊加閥既起到控制元件功能作用，又起油路通道的作用。每種 規(guī)格通徑的疊加閥主油路的位置和數(shù)量都與相應(yīng)通徑主換向閥相同。因此， 同一通徑 系列的疊加閥都可以疊加起來組成不同的系統(tǒng)。通常一個(gè)液壓系統(tǒng)可以疊成一疊或多疊。在每疊中，液壓系統(tǒng)的主換向閥安置在最上面；與執(zhí)行部件連接用的底板塊放在 最下面；疊加閥均

22、安放在換向閥與底板塊之間，其順序按液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作要求而定。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的疊加閥通徑有巾6、巾10、巾16、巾20和巾32五個(gè)系列，公稱壓力系 列為10、20和31.5Mpa,其中以20Mpa的產(chǎn)品產(chǎn)量較大，我國(guó)生產(chǎn)的疊加閥連接尺寸 符合ISO4401國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)企業(yè)有大連組合機(jī)床研究所、江蘇海門液壓件廠、河北 保定液壓件廠和浙江象山液壓件廠等。2）疊加閥組成的液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：a. 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、集成化程度高；b. 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面積??；c. 設(shè)計(jì)、加工、裝配周期短；d. 液壓系統(tǒng)改變而需增減元件時(shí)，重新組裝方便迅速；e. 元件之間是無管連接，消除了因油管、管接頭等引起的漏油

23、、振動(dòng)和噪聲；f. 配置形式靈活、使用安全可靠、外觀整齊美觀、維修保養(yǎng)容易；g. 采用我國(guó)疊加閥組成的集中供油系統(tǒng)節(jié)電效果顯著。3）疊加閥的選用用油管和管接件將液壓元件連接起來，是過去應(yīng)用最廣泛的一種連接形式。這種連接形式需要的油管和管接頭數(shù)量較多，裝拆困難，占用空間大，空氣容易進(jìn)入，目 前已經(jīng)很少采用。隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，目前多數(shù)采用無管連接。其中一種方法就是將液壓閥元件安裝在通用的底板上， 在板內(nèi)鉆孔作為回路的通油孔。通油板壽命 長(zhǎng)，泄露少，不易出故障，維修方便，但要鉆孔深，液阻損失較大，占用面積也較大， 追加兀件較困難；另一種方法是將液壓閥兀件疊加起來安裝在底板上，在液壓閥和底板內(nèi)鉆

24、孔作為回路的通油孔，稱為液壓疊加閥回路。其通路不用管連接，目前已經(jīng)趨 于標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過閥類元件和輔助元件的實(shí)際流量，結(jié)合本課 題設(shè)計(jì)要求，選出液壓元件的具體型號(hào)和規(guī)格，見表2-1表2-1元件的型號(hào)及規(guī)格序號(hào)名稱通過流量型號(hào)規(guī)格1溢流閥40L/minYF-B102電動(dòng)單向 調(diào)速閥40L/minLF-B10C3壓力表開關(guān)4K-F10D-120Mpa4電磁換向閥60L/min34BO-10B16Mpa5單向順序閥40L/minXA-Fa10D-B20Mpa243 管件的選擇及計(jì)算1) 管路、管接頭的選擇管件包括管道和管接頭。液壓系統(tǒng)中元件與元件之間的連接，液壓能量的輸送是 借助

25、于硬管、軟管、油路塊及連接板中的流道來實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中采用精密無縫 鋼管(GB/T3639-1983),因其能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好；卡套 式管接頭適用于油、氣及一般腐蝕性介質(zhì)的管路系統(tǒng)。這種管接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良 好、重量輕、體積小、使用方便、不用焊接，是液壓系統(tǒng)中較為理想的管路連接件。 因此鋼管的接頭采用卡套式錐螺紋直通管接頭按(GB/T3734.1-1983 )選取，這些鋼管均要求在退火狀態(tài)下使用，管道連接采用 55。非密封管螺紋，液壓元件及其連接 板油口主要使用米制螺紋中的普通細(xì)牙螺紋( M和米制錐螺紋(ZM。細(xì)牙螺紋的密 封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但需采用組合墊圈

26、或0型密封圈進(jìn)行端面密封。2) 確定油管的內(nèi)徑油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大；但也不能選得過小，以 免是管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失加大或產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，影響正常工作。在強(qiáng) 度保證的情況下，管壁可盡量選的薄些。薄璧易于彎曲，規(guī)格較多，裝接較易，采用 它可減少管系接頭數(shù)目，有利于解決系統(tǒng)的泄漏問題。液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分 出現(xiàn)在管系中的接頭上，為此對(duì)接頭形式的確定，管系的設(shè)計(jì)及管道的安裝應(yīng)具體考 慮。d=管道的內(nèi)徑(2-7)式中：q-通過管道的流量；m/sV-管內(nèi)允許流速；m/s表2-2允許流速的推薦值液體流經(jīng)的管道推薦速度m/s液壓泵吸油管道0.5-1.5 ，一般常取

27、1 m/s液壓系統(tǒng)壓油管道3-6，壓力高，管道短，粘性小，取最大值液壓系統(tǒng)回油管道1.5-2.6所以:液壓泵吸油管道：di= 4 31.4/60 10=0.027m3.14"液壓系統(tǒng)壓油管道：d2= 4 31.4/60 10=0.011mV 3.14x6液壓系統(tǒng)回油管道：d3= 4 31.4/60 10' =0.018m13.14U52.5 液壓缸的設(shè)計(jì)液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量 轉(zhuǎn)換裝置。液壓缸在液壓系統(tǒng)中的作用是將液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，使機(jī)械實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于360°的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠， 在液壓

28、系統(tǒng)中得到 了廣泛的應(yīng)用。液壓缸常用類型隨著液壓技術(shù)的飛速發(fā)展和普遍應(yīng)用，液壓缸的類型也逐漸繁多。液壓缸可分為 推力液壓缸和擺動(dòng)液壓缸，推力液壓缸又可以分為活塞缸、柱塞缸兩類，活塞缸和柱 塞缸的輸入為壓力和流量，輸出為推力和速度。本設(shè)計(jì)課題為組合機(jī)床液壓機(jī)，專門 傳遞推力，屬于中壓缸。柱塞缸只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)要靠外力。通常 成對(duì)反向布置使用，這種液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸， 運(yùn)動(dòng)時(shí)由缸蓋上的導(dǎo)向套來 導(dǎo)向，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且動(dòng)作不夠靈敏，不能滿足本設(shè)計(jì)的要求；雙作用單活塞桿 液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造便宜，容易操作，安裝面積小，可以滿足力和運(yùn)動(dòng)的要求。綜 上所述，液壓缸選用單作用活塞缸

29、。雙作用單活塞桿液壓缸的活塞、活塞桿和導(dǎo)向套 上都裝有密封圈，因而液壓缸被分隔為兩個(gè)互不相通的油管，當(dāng)活塞腔通入高壓油而活塞桿腔回油時(shí)可實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)程，當(dāng)從反方向進(jìn)油和回油時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速回程。液壓缸主要零部件設(shè)計(jì)通用液壓缸用途廣泛，適用于機(jī)床、車輛、重型機(jī)械、自動(dòng)控制等機(jī)械的液壓傳 動(dòng)。已有國(guó)標(biāo)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其安裝尺寸。 液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒、 缸蓋、 活塞、活塞桿、密封裝置、導(dǎo)向裝置和緩沖裝置等。在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)要求結(jié)合實(shí) 際設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理，并能實(shí)現(xiàn)工作要求的液壓缸。1）缸筒的設(shè)計(jì)a. 缸筒結(jié)構(gòu)和材料通常根據(jù)缸筒與端蓋的連接型式選用，而連接型式又取決于額定工作壓力、用途 和使

30、用環(huán)境等因素。缸筒的材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒還 要求有良好的焊接性能。該設(shè)計(jì)液壓缸筒采用45號(hào)鋼，缸筒和缸蓋之間連接用螺栓連接，雖然外形尺寸較大，重量大，但結(jié)構(gòu)通用性好，缸體加工容易，裝卸方便，能 充分滿足設(shè)計(jì)要求。b. 對(duì)缸筒的要求：缸筒要有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生 永久變形；缸筒要有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎 曲；缸筒內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸 公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以滿足活塞密封件的密封性；需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或管接頭后不至于

31、產(chǎn)生裂紋或過大的變形。c. 缸筒的強(qiáng)度校驗(yàn)在前一節(jié)中我們已經(jīng)確定了缸筒的外徑和內(nèi)徑，分別為120mn和105mm現(xiàn)在我 們來校驗(yàn)它的強(qiáng)度額定工作壓力Pn應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全即:、s(D2i _D2 )D2iMpa(2-8)式中：Pn-液壓缸額定壓力D-缸外徑D缸內(nèi)徑S s =340MPaS s-材料的極限應(yīng)力2 2所以 P n < 0.35 X 120X 340120=36.4Mpa本設(shè)計(jì)課題給定的Pn為3.8Mpa,所以缸筒工作安全。d. 液壓缸固定螺栓直徑校核ds> 5.2kF ( 2-9)式中：Z-固定螺栓數(shù)，取Z=6(均布)；F-液壓缸負(fù)載；k-螺紋擰緊系數(shù)k=

32、1.12-1.5 ，這里取1.2 ;(T - (T s/(1.2 2.5),(T s為材料的屈服極限因?yàn)椋篫取得較小的值時(shí)，螺栓的直徑將會(huì)變大，從而加大安裝空間，可能會(huì)發(fā) 生安裝是干涉的情況；如果Z值取得太大，則勢(shì)必加大調(diào)整時(shí)的難度，經(jīng)過綜合考慮， 這里取Z=10。5.2一1.2一16884所以：ds.=3.97mm1 3.14 勺0 江340"。61.3在該設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)值為12mm根據(jù)實(shí)際情況，選取普通圓柱螺栓。由機(jī)械設(shè) 計(jì)指導(dǎo)查的該螺栓的規(guī)格為 M12 80。e. 缸筒制造加工要求熱處理：調(diào)質(zhì)，硬度為 HB>241285。缸體內(nèi)表面鍍鉻，厚度為 30-40 Jm, 鍍后需

33、進(jìn)行研磨。缸筒內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10、11級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)該按照 8級(jí)精度選取。缸筒端面對(duì)內(nèi)徑的垂直度公差值可按照7級(jí)精度選取。2) 缸蓋的設(shè)計(jì)缸蓋分為左缸蓋和右缸蓋。缸蓋的材料為鑄鐵a. 缸蓋的尺寸的確定缸蓋的尺寸是由導(dǎo)向套、缸筒、活塞桿及固定裝置的尺寸來確定。其法蘭的尺寸 由安裝條件確定。缸蓋與缸筒的內(nèi)壁的接觸面為其定位基準(zhǔn)。缸蓋與缸體的內(nèi)壁接觸處采用了 O型密封圈進(jìn)行密封。為了保證缸蓋與缸筒兩者軸線的同軸度，其裝配面要 經(jīng)過磨削加工，且要保證柱面軸線與法蘭面的加工表面有一定的垂直度要求。左缸蓋 的進(jìn)油口安置在上方，而右缸蓋的出油口安排在側(cè)面，為了防止漏油，采用直角油管接

34、出，詳見下面的圖。b. 缸蓋的技術(shù)要求9、10或者11級(jí)精度選取缸蓋的內(nèi)孔和外圓的圓柱度公差值，應(yīng)該按照 缸蓋的零件圖具體如下：圖2-8左端蓋圖2-9右端蓋3）活塞的設(shè)計(jì)由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng), 既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率, 而且容易損壞缸筒和活塞的滑動(dòng)配合表面；配合過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄漏，降低 容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。a.活塞結(jié)構(gòu)型式與材料根據(jù)密封裝置型式來選用活塞結(jié)構(gòu)型式。液壓缸的內(nèi)徑和其受力大小來決定?；?塞材料用耐磨鑄鐵，活塞與缸筒之間的密封圈用0型密封圈，0型密封圈耐高壓

35、，耐 磨性好，低溫性能好。b.活塞尺寸及加工公差活塞的寬度一般為活塞外徑的 0.61.0倍?；钊耐鈴綉?yīng)略小于缸筒的內(nèi)徑， 活塞與缸筒之間是用密封圈來連接的，因?yàn)楦淄驳膬?nèi)徑為105伽，則取活塞的外徑為105伽，其內(nèi)孔的大小是根據(jù)與之相配合的活塞桿的直徑來確定的?；钊鈴降呐浜?一般采用f9，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于 0.02mm端面與軸線的垂直度公差不 大于0.04mm/100mm外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差一半，Ra視結(jié)構(gòu)型式不同而各異?；钊麠U的直徑的確定見下一節(jié)。根據(jù)密封圈的大小來確定槽的深度和寬度。密封圈的選定根據(jù)液壓工程手冊(cè)來選?；钊牧慵D如圖2-10所示：圖2-10

36、活塞4）活塞桿的設(shè)計(jì)a.活塞桿的結(jié)構(gòu)與材料活塞桿的材料選用45號(hào)鋼，實(shí)心結(jié)構(gòu)同時(shí)對(duì)活塞桿進(jìn)行淬火，淬火深度為0.5 1mm其兩個(gè)端部均采用螺紋連接，當(dāng)活塞桿的端部為螺紋連接時(shí)，其尺寸可依據(jù) GB2350-80液壓缸、氣缸活塞桿螺紋尺寸系列查表求得。b.活塞桿尺寸的確定前面已經(jīng)求得活塞桿的最大直徑為105mm根據(jù)類比可知符合穩(wěn)定性要求，活塞 桿的總長(zhǎng)要根據(jù)油缸的行程來確定， 本課題的油缸行程為150伽，再綜合其它方面的 要求，我選取活塞桿的總長(zhǎng)為435伽。c. 活塞桿的技術(shù)要求：活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229-285HB,必要時(shí)，再經(jīng)高頻淬火， 硬度達(dá)到HRC45-55活塞桿上的螺

37、紋，一般應(yīng)該按照6級(jí)精度加工，如載荷較小，機(jī) 械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按照7級(jí)或者8級(jí)精度制造?；钊麠U的外圓粗糙度 Ra值一般 為0.10.3m。太光滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤(rùn)滑，因此該設(shè)計(jì)選取 為0.16m。為了提高耐磨性和防銹性，活塞桿表面需進(jìn)行鍍鉻處理，鍍層厚度為 0.030.05伽，并進(jìn)行拋光或磨削加工。活塞桿的零件圖及具體形狀如圖2-11所示圖2-11活塞桿5）密封裝置的設(shè)計(jì)a. 活塞與缸筒之間的密封活塞與缸筒之間的密封圈用耐高壓，耐磨性好，低溫性能好的O型密封圈,0型密封圈對(duì)于作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞密封效果好。b. 其他密圭寸裝置端蓋和缸筒之間屬于靜密封，用石棉密封， 其他的密封都

38、采用了不同安裝型號(hào)的O型密圭寸圈進(jìn)行密圭寸。6）導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰 塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)形式有軸套式和端蓋式兩種，本設(shè)計(jì)米用軸套式。a. 導(dǎo)向套的材料及尺寸的確定導(dǎo)向套長(zhǎng)度過短，將使缸因配合間隙引起的初始撓度增大。影響液壓缸的工作性能 和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計(jì)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng) 滿足:20 2式中：S-為液壓缸的最大行程，S=150mm;D-為液壓缸筒內(nèi)徑，D=105 mm;H-為導(dǎo)向套最小導(dǎo)

39、向長(zhǎng)度； 所以，H_ 150+= 7.5+50=57.5 m,d/3，兩段中線間距離2d/3。最終20 2設(shè)計(jì)中導(dǎo)向套采用兩個(gè)導(dǎo)向段，每段寬度為根據(jù)設(shè)計(jì)要求的需要，選擇導(dǎo)向套的長(zhǎng)度為75 m。金屬導(dǎo)向套一般采用磨損系數(shù)小、 耐磨性好的青銅材料制作。因此，這里采用了錫青銅這種材料。b. 導(dǎo)向套的加工要求導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合多為 H8/f7 ;內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合為H9/f9 ;外圓與內(nèi)孔的同軸度公差不大于 0.03 m,圓度和圓柱度公差不大于直徑公差的一半， 內(nèi)孔有環(huán)形槽裝防塵圈，導(dǎo)向套與端蓋內(nèi)側(cè)接觸處采用 O型密封圈密封；導(dǎo)向套的表 面粗糙度R為0.631.25 Jm。導(dǎo)向套的零件圖如

40、2-12圖所示：圖2-12導(dǎo)向套7) 緩沖裝置的設(shè)計(jì)緩沖裝置的工作原理是使缸筒低壓腔內(nèi)油液通過節(jié)流把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。緩沖裝置可以防止和減少液壓缸活塞及活塞桿等運(yùn)動(dòng)部 件在運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)缸底或端蓋的沖擊，在它們的行程終端實(shí)現(xiàn)速度的遞減，直至為零。變 節(jié)流型緩沖裝置在緩沖過程中通流面積隨緩沖過程的變化而變化，緩沖腔內(nèi)的緩沖壓力保持均勻或按一定的規(guī)律變化， 能取得滿意的緩沖效果，該設(shè)計(jì)采用變節(jié)流型緩沖 裝置的錐形的型式2.6 油箱的設(shè)計(jì)2.6.1 油箱的容量設(shè)計(jì)油箱的作用主要是儲(chǔ)備油，此外，因?yàn)橛拖溆幸欢ǖ谋砻娣e，能夠散發(fā)油液工作 時(shí)產(chǎn)生的熱量；同時(shí)還具有沉淀油液中的污物，

41、使?jié)B入油液中的空氣逸出，分離水分 的作用；有時(shí)它還兼作液壓元件和閥塊的安裝臺(tái)等功能。本課題設(shè)計(jì)的油箱為分離式 油箱，單獨(dú)設(shè)計(jì)，與主機(jī)分開，減少油箱的發(fā)熱和液壓系統(tǒng)振動(dòng)對(duì)主機(jī)工作精度的影 響。油箱的有效容積及尺寸的確定油箱有效容量一般為泵每分鐘流量的 37倍。對(duì)于行走機(jī)械，冷卻效果比較好的設(shè) 備，油箱的容量可選擇小些；對(duì)于固定設(shè)備，空間、面積不受限制的設(shè)備，則應(yīng)采用 較大的容量。油箱中油液溫度一般推薦3050C。液壓油箱有效容積V的確定，其主 要依據(jù)就是保證泵有足夠的流量。又因?yàn)樵O(shè)備停止后，設(shè)備中的那部分油液會(huì)因?yàn)橹?力作用而流回油箱，為防止液壓油液從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一 般

42、不應(yīng)超過液壓油箱高度的80%計(jì)算公式：V=a QV （ 2-10）式中：V-油箱的有效容積（mi） a -經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見表2-3Qp-液壓泵的流量（m/min ）表2-3經(jīng)驗(yàn)系數(shù)a系數(shù)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓機(jī)械冶金機(jī)械a12245761210知： Q p =3.14 x 10-2 m3/min取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)口= 6所以：V= a Q-2=6X 3.14 x 10=1.884 x 10-1 m3因此圓整后油箱的有效容積選取 V= 250L，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本液壓傳動(dòng)中查得油箱的外形尺寸長(zhǎng)、寬、高分別為 1010、620、670mm分離式油箱一般用2.5 4mn鋼板焊成。箱壁愈薄，散熱愈快

43、，大尺寸油箱要增加焊角板、筋條，以增加剛性。 油箱頂蓋要稍微加厚些。因此在這里油箱壁厚選取5mm,箱底厚度應(yīng)大于箱壁的厚度， 選取10mm， 箱蓋厚度為10mm262 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)油箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)能使油箱實(shí)現(xiàn)存油、散熱和分離污物及防止污染的作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1）開式油箱液面應(yīng)和大氣連通。為防止空氣中的污物進(jìn)入油箱，油箱上部的通氣孔 上必須配置空氣過濾器。一般通氣孔兼作注油孔用。2）在液壓泵的吸油管路上，必須安裝網(wǎng)式過濾器，以清除較大的顆粒雜質(zhì)，保護(hù)液 壓泵。過濾器的安裝方式應(yīng)能便于取出過濾器。3）液壓泵的吸入油管和回油管的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些，管口都應(yīng)插入最低液面以下，以免發(fā)生吸空和

44、回油沖濺產(chǎn)生氣泡， 管口制成45。斜角，以增大吸油及回油截面，使 油液流動(dòng)速度變化不致過大，斜口應(yīng)面向箱壁。兩管件之間要用隔板隔開，并使油液 循環(huán)，將油液中的氣泡和雜質(zhì)分離和沉淀。為了充分發(fā)揮隔板的作用，要設(shè)計(jì)兩塊隔 板，上面一塊隔板隔氣泡，下面一塊隔板隔雜質(zhì)。管端與箱底、箱壁間距離均不宜小 于管徑的3倍；粗濾油器距箱底不應(yīng)小于20mm4）為了防止油液污染，油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。選擇合理的密封 方式進(jìn)行有效密封。為了易于散熱和便于對(duì)油箱進(jìn)行搬移及維護(hù)保養(yǎng)，按GB3766-83規(guī)定，箱底離地至少在150mm以上。箱底應(yīng)適當(dāng)傾斜，在最低部位處設(shè)置堵塞或放油 塞，以便排放污油。在油箱蓋上

45、焊接四個(gè)吊鉤，油箱上焊兩個(gè)提手，以便于油箱的搬 移。為了防止油箱內(nèi)部生銹，應(yīng)在油箱內(nèi)壁涂上耐油防銹的涂料。油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后應(yīng)布置好箱蓋上電機(jī)、泵、疊加閥的位置，疊加閥應(yīng)放在一端，這樣不僅有利于回油，而且有利于給液壓缸供油，電機(jī)和泵的位置的確定要考慮為其 他輔助元件留下合理的空間。其次，布置其他輔助元件的位置，為保證箱蓋的強(qiáng)度， 要加厚箱蓋的尺寸，確定采用10mm厚的箱蓋鋼板。263 輔助元件的選擇1）過濾器的選擇過濾器的功用是在于過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，使進(jìn)到系統(tǒng)中去的油液的污染度降低，保證系統(tǒng)的正常工作。過濾器按過濾方式分，有表面型過過濾器、深度型過 濾器和中間型過濾器三種。選擇過濾器的基本

46、要求：a. 過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)的要求；b. 具有足夠大的過濾能力，壓力損失?。籧. 濾芯及外殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不致因油壓而損壞；d. 有良好的抗腐蝕性，不會(huì)對(duì)油液造成化學(xué)的或機(jī)械的污染；e. 清洗維護(hù)方便，更換濾芯容易；f. 在規(guī)定的工作溫度下，能保持性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性；g. 結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單、緊湊、價(jià)格低廉。根據(jù)上述要求和本課題的要求，選擇濾油器型號(hào) ：XU-50X 2002）空氣濾清器的選擇一般應(yīng)在油箱蓋上設(shè)置空氣過濾器，它包括空氣過濾器和注油過濾網(wǎng)。選擇：QUQ技術(shù)參數(shù)：空氣阻力0.02Mpa,加油網(wǎng)孔0.5mm3）選擇壓力表選擇：Y-100T4）選擇液位計(jì)一般在油箱側(cè)壁上設(shè)置液位

47、計(jì)，以指示液面位置。液位計(jì)應(yīng)設(shè)置在加油時(shí)容易看 到的地方。這里選擇：YWZ1502.7 液壓傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.7.1 液壓裝置的總體布置液壓裝置的總體布置可分為兩種，即分散式和集中式。1）集中式布置集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調(diào)節(jié)裝置置于主機(jī)之外，構(gòu)成獨(dú)立的液 壓站。優(yōu)點(diǎn)：裝配、維修方便，從根本上消除了動(dòng)力源的振動(dòng)和油溫對(duì)主機(jī)的影響。缺點(diǎn)：?jiǎn)为?dú)設(shè)置液壓站，占地面積大。2）分散式布置分散式布置是將液壓系統(tǒng)的液壓泵、控制調(diào)節(jié)裝置等分別布置在設(shè)備的適當(dāng) 位置上。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，泄漏的油液容易回收。缺點(diǎn)：安裝維護(hù)較復(fù)雜，動(dòng)力源的振動(dòng)及油溫對(duì)主機(jī)的精度有影響。本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)選

48、用的各液壓元件有較高的要求，且零件的使用壽命有限， 從而需要裝配、維修方便；同時(shí)考慮到機(jī)床床身的體積較大，裝配時(shí)不易拆卸，所以 將液壓傳動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置與安裝，使其振動(dòng)與機(jī)床振動(dòng)隔開，從而不會(huì)形成共振，影 響系統(tǒng)的性能。綜合上述分析，本課題的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)選用集中式較好。2.7.2 液壓元件的配置方式機(jī)床液壓系統(tǒng)中液壓元件的配置方式主要有三種：控制板式、液壓站式和集成化 式。1）控制板式控制板式又稱操縱箱式。這種配置方式的特點(diǎn)是將液壓元件集中地配置于一個(gè)（或幾個(gè)）箱體上，并在箱體上鉆孔，作為連接管路。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、 管路少、占地面積?。蝗秉c(diǎn)是箱體上鉆孔很多，容易出廢品，而且系統(tǒng)出

49、現(xiàn)故障后， 不易排除，元件損壞后更換也不夠方便。為了避免這些缺點(diǎn)，可以采用由標(biāo)準(zhǔn)元件組 成的控制板。2）液壓站式標(biāo)準(zhǔn)化的液壓元件及其底板用螺釘固定在垂直的立板上，底板之間用管路連接。 這種方式的優(yōu)點(diǎn)是靈活性大，可以根據(jù)工作需要組成最合理的系統(tǒng)，裝配、維修也比 較方便。同時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)化元件對(duì)提高元件的生產(chǎn)率、降低元件的成本、保證元件的質(zhì)量都有很大的意義。所以這種方式目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較廣。 這種方式的缺點(diǎn)是需要單獨(dú)的油箱，占地面積大，同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)較復(fù)雜、管路較多時(shí), 油管的連接不夠方便。3）集成化式近年來，液壓元件配置的集成化方式在國(guó)內(nèi)外已有較多的應(yīng)用。集成化式的特點(diǎn)是采用標(biāo)準(zhǔn)化的或通用化的液壓元

50、件，通過一定的連接形式將這 些元件組合在一起，以實(shí)現(xiàn)一定的控制、調(diào)節(jié)作用。集成化主要有以下幾種型式：箱體式一一所示為箱體式集成化配置形式。這種型式的特點(diǎn)是根據(jù)一定的工作需 要，設(shè)計(jì)專用（或通用）的箱體，將標(biāo)準(zhǔn)元件固定在箱體上，各元件之間的油路的連 接是通過在箱體上鉆孔實(shí)現(xiàn)的。組合塊式一一所示為組合塊式集成化配置形式。這種型式的特點(diǎn)是采用通用化的 集成塊，在集成塊上實(shí)現(xiàn)壓力油路、回油路、控制油路和泄油路等的連接。這種型式 一般用于由基本回路所組成的液壓系統(tǒng)。疊加式一一所示為疊加式集成化配置形式。這種型式的特點(diǎn)是采用標(biāo)準(zhǔn)化的液壓 元件或零件，通過螺釘將閥體連接起來，組成一個(gè)比較完整的回路或系統(tǒng)。集

51、成化式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：a. 采用標(biāo)準(zhǔn)化的元件，便于制造，性能可靠；b. 通過在閥體內(nèi)鉆的孔來實(shí)現(xiàn)油路的連接，節(jié)省了大量的油管和管接頭，并為裝 配和拆卸提供了很大的方便；c. 結(jié)構(gòu)緊湊，體積?。籨. 管路短，壓力損失??；e. 可以根據(jù)工作需要配置于最方便的位置；f. 避免了外界干擾（如振動(dòng)）對(duì)液壓系統(tǒng)工作的影響。由于上述優(yōu)點(diǎn)，集成化式在液壓傳動(dòng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，許多國(guó)家已經(jīng) 設(shè)計(jì)了通用化部件，并形成了系列。2.8 液壓系統(tǒng)的安裝、配管2.8.1 系統(tǒng)安裝前注意事項(xiàng)1）便于馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)執(zhí)行工作。2）安裝場(chǎng)所宜在灰塵少，通風(fēng)條件好，受其他機(jī)器工作影響小的地方。3）對(duì)系統(tǒng)外部的各個(gè)零部件、油箱

52、、油管和過濾器等安置于最佳散熱位置。4）過濾器、蓄能器等需經(jīng)常維護(hù)、檢修的元件，需安裝在易于維修的位置。2.8.2 系統(tǒng)安裝時(shí)注意事項(xiàng)1）清潔度a. 軟管、油管、接頭在安裝前總不太干凈，因而在安裝之前要清洗。b. 盡量避免油變質(zhì)，也就是說，過濾器必須清潔，尤其是活塞桿，軸和軸的密封。2）配管a. 配管時(shí)需注意管道的熱脹冷縮、管接頭處的漏油與空氣吸入。管道支架的間隔 一般為2mb. 橡膠軟管要保持合理的彎曲半徑，不容許與其它機(jī)械及管道接觸，否則會(huì)在短 時(shí)間內(nèi)損壞。c. 管子或軟管損壞的要立即更換，硬管選用無縫鋼管。d. 鋼管與金屬管接頭在安裝前必須絕對(duì)清潔、 不得有污垢、銹皮、焊渣和切屑等。 可

53、以用鋼絲刷、洗管器清理或酸洗。酸洗前的管子要進(jìn)行脫脂處理，酸洗之后要徹底 漂洗。e. 如果導(dǎo)管要存放一段時(shí)間，應(yīng)該堵住管口以防止異物進(jìn)入。但不得用破布或其 他東西堵住管口。3）加油a. 油桶要臥式存放，并盡可能在室內(nèi)或棚內(nèi)存放。b. 只準(zhǔn)用清潔的容器、軟管等從油桶向油箱輸送油液。4）沖洗a. 沖洗之前應(yīng)取下精密的系統(tǒng)元件，而在其位置上安裝短接件或空心件。b. 沖洗流量應(yīng)為系統(tǒng)預(yù)期流量的22.5倍。c. 不能用系統(tǒng)泵作為沖洗泵，同時(shí)沖洗油箱以避免污染物滯留在系統(tǒng)油箱中。d. 用盡可能大的流速進(jìn)行沖洗，以便清除管接頭處的污染物，沖洗壓力一般為1 3Mpa清洗結(jié)束后要清除管道和油箱壁上附著的清洗液e

54、. 在系統(tǒng)進(jìn)行清洗時(shí)，在排油回路中設(shè)置過濾器，以檢測(cè)清洗的效果，直至基本 上不再有污染物排出時(shí)，清洗結(jié)束。f. 清洗油應(yīng)采用與工作液體相同性質(zhì)的油液， 加入加強(qiáng)溶解力及防腐蝕等的添加 劑。2.9 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)技術(shù)性能一般的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都需對(duì)液壓系統(tǒng)的性能進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算的項(xiàng)目很多，常見 的有回路壓力損失驗(yàn)算和油液溫升驗(yàn)算。回路壓力損失驗(yàn)算壓力損失包括管道內(nèi)的沿程壓力損失和局部壓力損失以及閥類元件處的局部損 失三項(xiàng)。液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力損失有兩種：一種是液體在等徑直管中流動(dòng)時(shí)因摩 擦而產(chǎn)生的壓力損失，稱為沿程壓力損失；另一種是由于管道的截面突然變化，液流 方向改變或其他形式的液流阻力（如控制閥

55、閥口）而引起的壓力損失，成為局部壓力 損失。閥類元件處的局部損失只是系統(tǒng)壓力損失一小部分。總之，這些損失對(duì)于整個(gè) 液壓系統(tǒng)而言，其總量是很小的，所以不需要進(jìn)行仔細(xì)的驗(yàn)算，它對(duì)系統(tǒng)的正常工作 不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。2.9.2 油液溫升驗(yàn)算發(fā)熱溫升驗(yàn)算是用熱平衡原理對(duì)油液的溫升值進(jìn)行估計(jì)。單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入液壓系統(tǒng)的熱量 巴（以KW計(jì)）是液壓泵輸入功率和液壓執(zhí)行元件有效功率 P。之差。熱量大 都通過油箱來散發(fā)出去，不考慮系統(tǒng)其他部分的散熱效能，則油液溫升的估算公式可 以根據(jù)不同的條件從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)中找出來。根據(jù)手冊(cè)的要求，油箱的三個(gè)邊的尺寸比例在1： 1： 1到1： 2： 3之間，油面高度是油箱高度的80%且油箱的通風(fēng)情況 良好，油液溫升 T （以C計(jì)）的計(jì)算式可以用單位時(shí)間內(nèi)輸入的熱量Hi和油箱的有效容積V （以L計(jì)）近似的表示成T 二-L 心0Vv2液壓執(zhí)行元件的有效功率：Po = Pi q116.9 103 4310 60=0.0012KW由于整個(gè)系統(tǒng)的工作是間斷的。雖然在工作階段