畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-螺旋采樣機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

PAGE44第一章、緒論1.1課題背景螺旋采樣機(jī)廣泛應(yīng)用于火電廠、焦化廠、鋼鐵廠等入廠煤采制樣及煤礦外銷煤的采制樣。經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，還可用于鋼鐵廠、冶煉廠、焦化廠等礦石、礦粉和焦炭的采制樣。

采樣原理均為螺旋鉆取式，其采樣過(guò)程具有自我清洗功能，能避免樣品污染。雙螺旋鑲有硬質(zhì)合金刀刃的采樣鉆頭，在采樣時(shí)以鉆削的方式將大塊煤或煤矸石鉆碎，并經(jīng)螺旋葉片提升采集。與短螺旋點(diǎn)采樣配套的擺動(dòng)集樣斗，有效地解決了點(diǎn)采樣須采一點(diǎn)放一次樣的問(wèn)題，使三點(diǎn)采樣時(shí)間不大于180秒，實(shí)現(xiàn)采三點(diǎn)放一次樣的目的。破碎機(jī)采用錘式破碎的結(jié)構(gòu)形式，在破碎機(jī)入口處設(shè)有旋轉(zhuǎn)和平移刮板，能及時(shí)和有效的清理掉機(jī)壁上沾附的煤樣，該破碎機(jī)能為用戶提供粒度不大于6mm/13mm的樣料。操作系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)/半自動(dòng)/手動(dòng)三種操作方式。日常操作時(shí)，只需按下啟動(dòng)命令，整個(gè)采樣、制樣全過(guò)程能自動(dòng)完成，出現(xiàn)異常情況，自動(dòng)報(bào)警并有手動(dòng)或自動(dòng)緊急停車。操作系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)測(cè)距定位系統(tǒng)，以保證采樣點(diǎn)合乎國(guó)標(biāo)要求?？膳c編碼保密系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸車輛所裝運(yùn)煤炭的礦點(diǎn)、煤種在過(guò)磅稱重、煤樣采取、樣品制作、分析化驗(yàn)、計(jì)質(zhì)計(jì)量結(jié)算的全過(guò)程進(jìn)行保密操作，使得采制樣設(shè)備應(yīng)用更加公平、公正。 液壓傳動(dòng)的采樣機(jī)，結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化，便于大批量生產(chǎn)時(shí)采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。本設(shè)計(jì)書(shū)所述液壓系統(tǒng)是為螺旋采樣機(jī)配套設(shè)計(jì)和制造；用于提供螺旋采樣機(jī)液壓馬達(dá)的工作壓力油，液壓系統(tǒng)配置有加熱器，電磁溢流閥，電磁換向閥，雙單向節(jié)流閥，雙液控單向閥等，可對(duì)系統(tǒng)馬達(dá)工作實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，對(duì)于馬達(dá)工作速度可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并且可以實(shí)現(xiàn)保壓功能。1.2液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

1.液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。

2.液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速3傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)載而造成主件損壞：各液壓元件能同時(shí)自行潤(rùn)滑，因此使用壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動(dòng)特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。

總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。

1.3主要技術(shù)參數(shù)及要求最大要求轉(zhuǎn)矩F=7000kN排量范圍1.45L/ｒ最大轉(zhuǎn)度40r/s工作壓力不超過(guò)10MPa第二章、系統(tǒng)分析與方案設(shè)計(jì)2.1液壓系統(tǒng)組成及參數(shù)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：本液壓系統(tǒng)共有三大組成部分。一部分(參見(jiàn)裝配圖YZ1356-1)主要由油箱及其附件和過(guò)濾部件組成，二部分(參見(jiàn)裝配圖YZ1356-1)主要由一個(gè)調(diào)壓及換向閥塊部件組成；三部分(參見(jiàn)YZ1356-1)為一組油泵電機(jī)部件；整套設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，布局合理，操作方便，性能可靠，節(jié)約能源，是螺旋采樣機(jī)理想的配套液壓設(shè)備。主要元件型號(hào)及參數(shù)：1齒輪泵：CB-Fc40-1FL額定壓力：16MPａ排量：40ｍｌ/ｒ2主電動(dòng)機(jī)：Y160L-4-B5功率：11Kｗ轉(zhuǎn)速：1460ｒ/ｍｉｎ3液壓系統(tǒng)內(nèi)各發(fā)訊觸點(diǎn)：DC24V4回油濾油器：RFA-160*10-Y過(guò)濾精度：10微米5工作介質(zhì)：抗磨液壓油YB-N46工作介質(zhì)污染度等級(jí):NAS16389級(jí)6油箱容積：400L液壓系統(tǒng)工作壓力范圍：10Mpa2.2液壓系統(tǒng)的幾種控制方式液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)及控制：（參見(jiàn)液壓原理圖YZ-0-101）1.本液壓控制系統(tǒng)由一臺(tái)齒輪泵組提供壓力油源。在設(shè)備初次調(diào)試前，請(qǐng)檢查液壓系統(tǒng)的溢流閥、各節(jié)流閥的手柄，確定都處于松開(kāi)狀態(tài)，確定油箱內(nèi)已加滿液壓油；拆下電機(jī)的防護(hù)罩，按順時(shí)針?lè)较蚴謩?dòng)盤車20～30圈，排盡油泵吸油區(qū)的空氣，裝上防護(hù)罩；點(diǎn)動(dòng)主油泵電機(jī)，確定電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確。2.油泵的壓力調(diào)試：首先松開(kāi)電磁溢流閥（序號(hào)11）調(diào)壓手柄，讓電磁鐵YV1得電,YV2,YV3,失電，啟動(dòng)電機(jī)，空載運(yùn)行數(shù)分鐘確定無(wú)異常后，讓電磁鐵YV1失電，逐級(jí)調(diào)節(jié)電磁溢流閥（序號(hào)11）調(diào)壓手柄，打開(kāi)壓力表開(kāi)關(guān)（序號(hào)8），壓力表（序號(hào)9）顯示壓力值至10MPa，此時(shí)油泵聲音正常，無(wú)異常噪音，壓力值穩(wěn)定，這樣即完成油泵壓力的調(diào)節(jié)。3.油箱內(nèi)液體的溫度及控制：（參見(jiàn)原理圖YZ-0-101）當(dāng)系統(tǒng)油箱油溫低于20℃時(shí)候，需要開(kāi)啟加熱器；當(dāng)油溫高于40℃時(shí)候，停止加熱器。4.油箱內(nèi)液位控制：（參見(jiàn)原理圖YZ-0-101）油箱配備了可目測(cè)的液位計(jì)，用戶隨時(shí)可以直接的觀察油箱液位的變化，出現(xiàn)漏油或者液位降低，需要及時(shí)的補(bǔ)充液壓油液。5.油箱內(nèi)液體清潔度控制：（參見(jiàn)原理圖YZ-0-101）當(dāng)管路回油過(guò)濾器（序號(hào)4）SP1進(jìn)出口壓力差上升到0.35MPa時(shí)（顯示過(guò)濾器的濾芯已堵塞），濾油器報(bào)警裝置觸點(diǎn)閉合并發(fā)訊，啟動(dòng)聲光報(bào)警并停泵，提醒人工更換濾油器或更換和清洗濾芯。2.3系統(tǒng)控制回路原理圖的初步擬定經(jīng)過(guò)上面的的系統(tǒng)分析，初步擬定液壓系統(tǒng)控制回路如圖2.2所示圖2.1液壓系統(tǒng)控制回路圖中P為壓力油路，T為回油路，A,B為液控單向閥控制油路

第三章、系統(tǒng)的計(jì)算與選型3.1柱塞馬達(dá)的計(jì)算3.1.1柱塞馬達(dá)工況及要求柱塞馬達(dá)最大輸出轉(zhuǎn)矩F=7000N液壓缸最大工作壓力馬達(dá)排量馬達(dá)轉(zhuǎn)速3.1.2液壓馬達(dá)計(jì)算q=n式中V液壓馬達(dá)排量n液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速3.1.3進(jìn)入液壓馬達(dá)最大流量的計(jì)算 進(jìn)入液壓馬達(dá)最大流量=q=58.43.1.41QJM柱塞馬達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖3.11QJM柱塞馬達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖1QJM柱塞馬達(dá)的結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。主要零件有：殼體，缸體，輸出軸，柱塞，滾輪組，配流軸等。馬達(dá)的缸體上徑向開(kāi)有Z個(gè)柱塞孔（圖中Z=8）。每個(gè)柱塞孔內(nèi)安放一個(gè)柱塞。柱塞的頂部為球面，與滾輪組一起組成柱塞組件。每個(gè)柱塞孔的底部開(kāi)有配流窗口。若變換馬達(dá)的進(jìn)排油口，則缸體將反向旋轉(zhuǎn)。除軸旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)外，若固定缸體與軸，則馬達(dá)通油后，殼體與配流軸一起旋轉(zhuǎn)，此時(shí)多作車輪馬達(dá)用。3.2控制回路的計(jì)算及選型3.2.1疊加式單向節(jié)流閥的選型疊加式單向節(jié)流閥工況及要求為：最大工作壓力10MPa；最大流量58.4L/min；穩(wěn)定工作時(shí)，疊加式單向節(jié)流閥通過(guò)改變節(jié)流口斷面大小來(lái)調(diào)節(jié)油路流量，實(shí)現(xiàn)流量控制。在反向時(shí)，油流直接通過(guò)單向閥回油。選用不同安裝位置可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口節(jié)流或出口節(jié)流。故選用Z2FS10-20B型疊加式單向節(jié)流閥，壓力至35Mpa流量至60L/min，介質(zhì)溫度范圍：-20～+70℃，介質(zhì)粘度范圍：2.8～380mm2/s。圖3.2疊加式單向節(jié)流閥該閥是疊加式設(shè)計(jì)成對(duì)節(jié)流單向閥。該閥用于限制來(lái)自一個(gè)或二個(gè)工作油口的主流量或控制流量。兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的節(jié)流單向閥在一個(gè)方向上限定流量(通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥芯)在相反方向上允許自由流動(dòng)。用于進(jìn)口節(jié)流控制時(shí)，油液從油口A流經(jīng)節(jié)流口(1)到達(dá)工作油口，節(jié)流閥芯(4.1)可借助于設(shè)定螺釘(5)進(jìn)行軸向調(diào)整，從而可以設(shè)定節(jié)流口(1)。同時(shí)，在油路A中的油液通過(guò)節(jié)流(4.1)流經(jīng)油孔(2)到達(dá)彈簧加截側(cè)，存在的壓力與彈簧力共同作用使節(jié)流閥(4.1)保持在節(jié)流位置。油液從執(zhí)行器回流推動(dòng)節(jié)流閥芯(4.2)，允許油液自由流經(jīng)閥。此時(shí)閥作為單向閥工作。

1.主流量限制

成對(duì)單向節(jié)流閥是為了改變執(zhí)行器的速度。安裝于方向閥和底板之間的(主流量限制)。

2.控制流量限制

在液控方向閥的情況下，成對(duì)節(jié)流單向閥用于液控阻尼調(diào)整，在此情況下，它被安裝于主閥和控制閥之間。Z2FS10型疊加式單向節(jié)流閥外形尺寸如下：圖3.3Z2FS10型疊加式單向節(jié)流閥3.2.2疊加式液控單向閥的選擇圖3.4疊加式液控單向閥疊加式液控單向閥它可用于關(guān)閉一個(gè)或兩個(gè)工作油口，無(wú)泄漏持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定性好。油液從A到A1或B到B1自由流通，反向則被截止。如果油流通過(guò)閥，例如從A到A1，壓力油作用在閥芯上，閥芯則向右遠(yuǎn)動(dòng)并推動(dòng)鋼球離開(kāi)閥座。單向閥被控制油打開(kāi)時(shí)，油可從B1到B流通，壓力在B1腔卸荷[1]。單向閥全部開(kāi)啟，為保證兩個(gè)主單向閥在換向中位時(shí)能可靠的關(guān)閉，閥的A,B口與回油路連接。通過(guò)疊加式液控單向閥的最大流量為58.4L/min，疊加式液控單向閥的最高工作壓力為10MPa。選擇疊加式液控單向閥型號(hào)為Z2S10-1-20B，其主要技術(shù)參數(shù)為：最高工作壓力31.5MPa；最大流量120L/min；直通式；開(kāi)啟壓力0.6MPa；控制壓力范圍0.6~31.5MPa.。3.2.3換向閥的選擇電磁換向閥的主要作用是通過(guò)切換液控單向閥控制口與控制油路或泄漏油路的通斷來(lái)控制液控單向閥的開(kāi)閉[1]。其最大工作壓力為10MPa穩(wěn)定工作時(shí)系統(tǒng)流量很小，故卸荷時(shí)流量較??；電磁溢流閥采用管式連接。由此選擇三位四通電磁換向閥型號(hào)為4WE10J31B/CG24NZ5L，其主要技術(shù)參數(shù)為：通徑10mm；工作壓力31.5MPa；額定流量60L/min；其三位四通滑閥機(jī)能如圖3.5所示圖3.5三位四通電磁換向閥A)結(jié)構(gòu)圖B）詳細(xì)圖形符號(hào)C）簡(jiǎn)化圖形符號(hào)P接進(jìn)油油路，A和B接控制油路，T接回油油路3.3電機(jī)泵組及其閥塊的計(jì)算選型3.3.1液壓泵的選擇(1)供油壓力的計(jì)算有供油壓力[2]3.1穩(wěn)定工作時(shí)，液壓馬達(dá)有最大工作力，通過(guò)伺服閥的流量很小，即伺服閥的壓降很小，考慮伺服閥、液控單向閥壓降及管路損失，取，則供油壓力為3.2(2)液壓泵工作壓力的計(jì)算考慮到泵出口過(guò)濾器、單向閥的壓降，及泵出口到電磁溢流閥閥塊管路的壓力損失，取泵出口壓力為9.8MPa?？紤]液壓泵的壓力儲(chǔ)備，可取液壓泵的工作壓力為10MPa。(3)液壓泵最大輸出流量的計(jì)算工作穩(wěn)定時(shí)，柱塞馬達(dá)達(dá)到最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度，則柱塞馬達(dá)所需要的最大流量為[3]3.3考慮到系統(tǒng)工作時(shí)需要的流量不大，選1臺(tái)電機(jī)泵組同時(shí)工作向系統(tǒng)供油，則電機(jī)泵組應(yīng)向系統(tǒng)提供的最大流量為3.4(4)液壓泵的選擇穩(wěn)定工作時(shí)要求系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定，故選擇恒壓式定量泵；在根據(jù)上面計(jì)算出來(lái)的壓力和流量選擇齒輪泵，型號(hào)為CB-FC40，其主要技術(shù)參數(shù)為：最大排量40mL；額定壓力16MPa；轉(zhuǎn)速2000r/min；恒壓定量。液壓泵的最大輸出功率為3.5取液壓泵容積效率，機(jī)械效率；則液壓泵的輸入功率3.63.3.2電動(dòng)機(jī)的選擇液壓泵所要求的輸入功率Ni=9.82kW，轉(zhuǎn)速2000r/min，據(jù)此選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)[4]為Y160M-4-B5型三相異步電動(dòng)機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：額定功率11kW；滿載時(shí)轉(zhuǎn)速1460r/min；效率93.8%。3.3.3電機(jī)泵組的驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率11×93.8%=10.23>Ni3.7故電動(dòng)機(jī)可以驅(qū)動(dòng)液壓泵。液壓泵所能提供的最大流量3.8故液壓泵能提供系統(tǒng)所需的最大流量。所以電機(jī)泵組的選擇能滿足系統(tǒng)的需求。3.3.4泵出口處電磁溢流閥的選擇定壓溢流作用：在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥開(kāi)啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進(jìn)口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動(dòng)開(kāi)啟）。安全保護(hù)作用：系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門關(guān)閉。只有負(fù)載超過(guò)規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓力超過(guò)調(diào)定壓力）時(shí)開(kāi)啟溢流，進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高10％～20％）。溢流閥的調(diào)定壓力位10MPa；據(jù)此選擇電磁溢流閥型號(hào)為DBW10A1-50B/200-6CG24NZ5L，常閉式，其主要技術(shù)參數(shù)為：通徑10mm；最高設(shè)定壓力10MPa；最大流量200L/min；管式連接；內(nèi)控內(nèi)排。圖3.6DBW型先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)圖溢流閥旁邊接液壓泵的出口，用過(guò)來(lái)保證液壓系統(tǒng)即泵的出口壓力恒定或限制系統(tǒng)壓力的最大值。前者稱為定壓閥，主要用于定量泵的進(jìn)油和回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)；后者稱為安全閥，對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用，有時(shí)也旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，限制執(zhí)行元件的最高壓力。電磁溢流閥除完成溢流閥功能外，還可以在執(zhí)行元件不工作時(shí)使液壓泵卸載。3.3.5進(jìn)油過(guò)濾器的選擇過(guò)濾器的功用就是濾去油液中的雜質(zhì)，維護(hù)油液的清潔，防止油液的污染，保證液壓系統(tǒng)的正常工作。此處應(yīng)安裝進(jìn)油過(guò)濾器，主要作用是在油液進(jìn)入系統(tǒng)之前對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾。選擇過(guò)濾器應(yīng)該從如下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：(1)根據(jù)使用目的（用途）選擇過(guò)濾器的種類，根據(jù)安裝位置情況選擇過(guò)濾器的安裝形式。(2）過(guò)濾器應(yīng)具有足夠大的通油能力，并且壓力損失要小。(3）過(guò)濾精度應(yīng)當(dāng)滿足液壓系統(tǒng)或元件所需清潔度要求。(4）濾芯使用的濾材應(yīng)當(dāng)滿足所使用工作介質(zhì)的要求，并且有足夠的強(qiáng)度。(5）過(guò)濾器的強(qiáng)度及壓力損失是選擇時(shí)需要重點(diǎn)考慮的對(duì)象，安裝過(guò)濾器后會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成局部壓降或產(chǎn)生背壓。(6）濾芯的更換及清洗應(yīng)方便。(7）應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需要考慮選擇合適的濾芯保護(hù)附件（如帶旁通閥的定壓開(kāi)啟裝置及濾芯污染情況指示器或信號(hào)器等）。(8)結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單、緊湊、安裝形式合理。(9)價(jià)格低廉。綜合以上各因素以及設(shè)計(jì)的技術(shù)要求（系統(tǒng)清潔度為NAS16389級(jí)）而網(wǎng)式過(guò)濾器一般安裝在液壓泵吸油管端部，起保護(hù)泵的作用，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力大，阻力小，易清洗等有點(diǎn)，且系統(tǒng)對(duì)油液清潔度要求較高，此過(guò)濾器的過(guò)濾精度應(yīng)為80μm；過(guò)濾器最高工作壓力10MPa；最大流量58.4L/min。據(jù)此選擇高壓過(guò)濾器型號(hào)為WU-160×80-J，其主要技術(shù)參數(shù)為：通徑40mm；公稱流量160L/min；過(guò)濾精度80μm；板式連接；壓力損失小于0.01MPa。圖3.7吸油口過(guò)濾器示意圖A接油箱B接液壓泵3.3.6單向閥的選擇此處單向閥的主要作用是防止油液的倒流并且正向液流通過(guò)壓力損失小，反向截止時(shí)密封性能好；其最高工作壓力為10MPa；最大流量為58.4L/min。據(jù)此選擇單向閥型號(hào)為S15A12.0B/，其主要技術(shù)參數(shù)為：通徑15mm；最大工作壓力31.5MPa；開(kāi)啟壓力0.05MPa；管事連接；最大允許流量65L/min時(shí)的壓力損失約為0.05MPa。如圖示下：圖3.8單向閥單向閥有閥體，閥心和彈簧等零件組成，閥的連接形式為螺紋管式連接，閥體左端油口為進(jìn)油，右端油口為出油。當(dāng)進(jìn)口來(lái)油時(shí)，壓力油作用在閥心左端，克服右端彈簧力使閥心右移，閥心錐面離開(kāi)閥座，閥口開(kāi)啟，油液經(jīng)閥口，閥心上的徑向孔和軸向孔，從右端出口流出。若油液反向，由右端油口進(jìn)入，則壓力油與彈簧同向作用，將閥心錐面緊壓在閥座孔上，閥口關(guān)閉，油液被截止不能通過(guò)。在這里，彈簧力很小，僅起復(fù)位作用，因此正向開(kāi)啟壓力只需0.05MPa；反向截止時(shí)，因錐閥閥心與閥座孔為線密封，且密封力隨壓力增高而增大，因此密封性能良好。3.4油箱的容量的計(jì)算及其附件的選擇3.4.1油箱容量的計(jì)算系統(tǒng)最大流量為58.4L/min，液壓系統(tǒng)油箱容量通常為系統(tǒng)每分鐘最大流量的6-10倍,本系統(tǒng)中取6.8倍[3]；則油箱容量為58.4×7=397.12L3.9考慮到油箱的散熱，圓整取油箱容積為400L。矩形油箱三邊尺寸比在1：1：1至1：2：3之間[3],由此取矩形油箱的尺寸為：長(zhǎng)度a=1m高度h=0.8m寬度b=0.49m油箱的有效容積V0=0.8·V=0.8×400=320L油箱內(nèi)液面最大高度h0=0.8·h=0.8×0.8=0.64m3.4.2液位計(jì)的選擇油箱內(nèi)液面最大高度為0.64m。據(jù)此選擇液位計(jì)型號(hào)為YWZ-250TA，其主要技術(shù)參數(shù)為：工作溫度為-20至80攝氏度，液位計(jì)連接法蘭距離300mm；液位控制點(diǎn)數(shù)為3；液位控制指示器電壓24V。3.4.3空氣過(guò)濾器的選擇空氣過(guò)濾器的進(jìn)入油箱空氣的最大流量與系統(tǒng)最大流量相同，即3.10據(jù)此選擇空氣過(guò)濾器型號(hào)為QUQ2-10×1.0，其主要技術(shù)參數(shù)為：過(guò)濾精度10μm；空氣流量1m3/min。3.4.4加熱器的計(jì)算選型加熱器發(fā)熱功率計(jì)算公式[3]如式3.4所示3.11式中N為加熱器的發(fā)熱能力(W)；C為油的比熱，取C=1680J/(kg·℃)；r為油的密度，r=900kg/m3；V為油箱內(nèi)油液的體積，V=320L為油加熱后的溫升(℃)，設(shè)油溫為20℃時(shí)加熱器開(kāi)始工作，油溫超過(guò)25℃時(shí)，加熱器停止工作；即加熱后油液溫升為5℃；T為加熱時(shí)間(s)，設(shè)加熱時(shí)間為3600s。代入數(shù)據(jù)至式3.4，有3.12電加熱器的功率3.13取加熱器效率為0.8，代入電加熱器功率3.14根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇電加熱器型號(hào)為GYY2-220/1，數(shù)量1個(gè),其主要技術(shù)參數(shù)為：功率1kW；額定電壓220V。3.4.8回油過(guò)濾器的選擇回油過(guò)濾器的功能是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污染物，使工作介質(zhì)保持清潔，延長(zhǎng)元器件的使用壽命、保證液壓元件性能可靠。液壓系統(tǒng)故障的75％左右是由介質(zhì)的污染物所造成的。因此過(guò)濾器對(duì)液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可缺少的重要輔件。選擇過(guò)濾器應(yīng)該從如下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：(1)根據(jù)使用目的（用途）選擇過(guò)濾器的種類，根據(jù)安裝位置情況選擇過(guò)濾器的安裝形式。(2）過(guò)濾器應(yīng)具有足夠大的通油能力，并且壓力損失要小。(3）過(guò)濾精度應(yīng)當(dāng)滿足液壓系統(tǒng)或元件所需清潔度要求。(4）濾芯使用的濾材應(yīng)當(dāng)滿足所使用工作介質(zhì)的要求，并且有足夠的強(qiáng)度。(5）過(guò)濾器的強(qiáng)度及壓力損失是選擇時(shí)需要重點(diǎn)考慮的對(duì)象，安裝過(guò)濾器后會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成局部壓降或產(chǎn)生背壓。(6）濾芯的更換及清洗應(yīng)方便。(7）應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需要考慮選擇合適的濾芯保護(hù)附件（如帶旁通閥的定壓開(kāi)啟裝置及濾芯污染情況指示器或信號(hào)器等）。(8)結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單、緊湊、安裝形式合理。(9)價(jià)格低廉?；赜瓦^(guò)濾器的通過(guò)流量為56L/min，回油過(guò)濾器安裝在油箱附近的地面上。據(jù)此選擇微型回油過(guò)濾器，型號(hào)為RFA-16010-Y，其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱流量160L/min；額定壓力1.6MPa；過(guò)濾精度10μm；螺紋連接；帶CYB-1型發(fā)信號(hào)器。3.5液壓工作介質(zhì)的選擇本設(shè)計(jì)中液壓介質(zhì)工作環(huán)境惡劣，屬于高溫高壓的應(yīng)用場(chǎng)合，所以應(yīng)選擇耐磨性較好的液壓油。選擇N46號(hào)耐磨型液壓油，牌號(hào)為L(zhǎng)-HM32，其主要技術(shù)參數(shù)為：密度850-960kg/m3；運(yùn)動(dòng)粘度28.8-35.2mm2/s；比熱容1.68CkJ/(kg·℃)。3.6管路的計(jì)算3.6.1管路內(nèi)徑的計(jì)算公式管子內(nèi)徑[3]計(jì)算公式為3.15上式中為通過(guò)管路的流量，L/minv為流體在管路的流速，m3/s3.6.2液壓泵吸油管路的計(jì)算液壓泵最大輸出流量為58.4L/min；吸油管路流速一般小于1~2m/s，此處??；則液壓泵吸油管路內(nèi)徑3.16圓整取鋼管公稱通徑為34mm,吸油管路油液壓力很小，可取鋼管外徑為42mm，即鋼管壁厚為4m[3]。3.6.3系統(tǒng)壓油管路的計(jì)算用過(guò)壓油管路流量為58.4L/min；壓油管路流速，系統(tǒng)壓力不高，故壓油管流速可取較小值，取3m/s；則壓油管路內(nèi)徑3.17壓油管路油液壓力較大，管子壁厚要較大，圓整取鋼管公稱[3]通徑為22mm外徑為26mm,則壁厚為3mm。3.6.4回油管路的計(jì)算通過(guò)回油管路的流量為58.4L/min；回油管路流速，取；則回油管路內(nèi)徑3.18圓整取鋼管內(nèi)徑[3]為28mm，外徑為34mm，壁厚為3mm。3.6.5泵出口軟管的計(jì)算軟管內(nèi)油液流量為58.4L/min；軟管內(nèi)油液為高壓油，取油液在軟管內(nèi)的流速為3m/s；則軟管內(nèi)徑為3.19取膠管內(nèi)徑[3]為22mm，膠管外徑為26mm，鋼絲層數(shù)為1層，最小曲率半徑為190mm。3.6.6其它管路的內(nèi)徑壁厚計(jì)算用上述相同的方法可計(jì)算出液壓系統(tǒng)其它管路的內(nèi)、外徑[3]，如表3.1所示管路名稱管路內(nèi)徑/mm管路外徑/mm管路壁厚/mm系統(tǒng)泄漏管路14182最小曲率半徑為100mm表3.1管路的內(nèi)、外徑及其壁厚3.7其它液壓輔助元件的選擇3.7.1壓力表的選擇系統(tǒng)中壓力表主要安裝在閥架上，起顯示系統(tǒng)壓力的作用，壓力表的安裝應(yīng)便于工作人員的觀察。選擇壓力表型號(hào)為YN-60，其主要技術(shù)參數(shù)為：壓力表直徑60mm；測(cè)量范圍0-40MPa。3.7.2壓力表開(kāi)關(guān)的選擇壓力表開(kāi)關(guān)是小型的截止閥或節(jié)流閥，用來(lái)切斷壓力表和油路的連接或調(diào)節(jié)開(kāi)口度大小。它是有阻尼作用可減輕壓力表急劇跳動(dòng)，防止損壞，也可當(dāng)作一般小流量的截止閥或節(jié)流閥使用。選擇壓力表開(kāi)關(guān)型號(hào)為KF-L8/M14E，其主要技術(shù)參數(shù)為：進(jìn)油接口螺紋M14×1.5；壓力表接螺紋M14×1.5；壓力等級(jí)35MPa；通徑8mm。、液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算4.1液壓系統(tǒng)壓力損失壓力損失[2]包括管路的沿程損失△p1，管路的局部壓力損失△p2和閥類元件的局部損失△p3，總的壓力損失為△p=△p1+△p2+△p34.1式中l(wèi)管道的長(zhǎng)度（m）；d管道內(nèi)徑（m）；v液流平均速度（m/s）；ρ液壓油密度（kg/m3）;λ沿程阻力系數(shù)；ζ局部阻力系數(shù)。λ、ζ的具體值能過(guò)查文獻(xiàn)[2]中第2章計(jì)算得出。4.2式中qvN閥的額定流量（m3/s）;Qv通過(guò)閥的實(shí)際流量（m3/s）；△pn閥的額定壓力損失（Pa）。4.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算4.2.1計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高[5]。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式：（1）液壓泵的功率損失4.3式中Ti工作循環(huán)周期(s)；z投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù)；Pri液壓泵的輸入功率(W)；ηPi--各臺(tái)液壓泵的總效率；ti第i臺(tái)泵工作時(shí)間(s)。（2）液壓執(zhí)行元件的功率損失4.4式中M液壓執(zhí)行元件的數(shù)量；Prj液壓執(zhí)行元件的輸入功率（W）；ηj液壓執(zhí)行元件的效率；tj第j個(gè)執(zhí)行元件工作時(shí)間（s）。(3)溢流閥的功率損失4.5式中py溢流閥的調(diào)整壓力（Pa）；qvy經(jīng)溢流閥流回油箱的流量（m3/s）。（4）油液流經(jīng)閥或管路的功率損失4.6式中△p通過(guò)閥或管路的壓力損失（Pa）；qv通過(guò)閥或管路的流量（m3/s）。由以上各種損失構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率：液壓系統(tǒng)的散執(zhí)功率液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)外接管較長(zhǎng)，而且用式計(jì)算發(fā)熱功率時(shí)，也應(yīng)考慮管路表面散熱。4.8式中K1油箱散熱系數(shù)，見(jiàn)表4.1；K2管路散熱系數(shù)，見(jiàn)表4.2；A1、A2分別為油箱、管路的散熱面積（m2）；△T油溫與環(huán)境的溫度之差（oC）。表4.1油箱散熱系數(shù)K1冷卻條件K1通風(fēng)條件很差8～9通見(jiàn)條件良好15～17用風(fēng)扇冷卻23循環(huán)水強(qiáng)制冷卻110～170表4.2油箱散熱系數(shù)K2風(fēng)速/m．s-1K20.010.050.1086512514105694023若系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則，油溫不再升高，此時(shí)，最大溫差4.9環(huán)境溫度為T0,則油溫T=T0+△T。4.2.3根據(jù)散熱要求計(jì)算油箱容量初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求校核。油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為4.10式中qv液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)表4.3。表4.3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a1～22～45～76～1210根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初步確定油箱容積的情況下，驗(yàn)算其散熱面積是否滿足要求。當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)熱量求出之后，可根據(jù)散熱的要求確定油箱的容量。由可得油箱的散熱面積為4.11如不考慮管路的散熱，上式可簡(jiǎn)化為4.12油箱主要設(shè)計(jì)參數(shù)如圖4.1所示。一般油面的高度為油箱高h(yuǎn)的0.8倍，與油直接接觸的表面算全散熱面，與油不直接接觸的表面算半散熱面，圖示油箱的有效容積和散熱面積分別為4.13第五章、液壓系統(tǒng)安裝及調(diào)試5.1液壓系統(tǒng)安裝該系統(tǒng)直接安裝于主機(jī)設(shè)備上面，不需要鋼管的焊接連接，采用的是用高壓膠管直接和液壓馬達(dá)連接，用拖鏈進(jìn)行保護(hù)，防止膠管在今后使用過(guò)程中出現(xiàn)摩擦損壞。高壓膠管正式使用前，需要用高壓氣或者液壓油把高壓膠管吹干凈和清洗干凈，確保高壓膠管在正式使用前的清潔度不低于規(guī)定值。正式安裝時(shí)，各管口要求擦拭干凈，不準(zhǔn)有砂粒、焊渣等污物進(jìn)入管道內(nèi)。拖鏈的安裝需要配焊，在焊接時(shí)候特別注意不要將焊渣掉入油口和高壓膠管里面；拖鏈安裝必須成直線安裝，不得扭曲安裝。安裝完成后，用慢速動(dòng)作試驗(yàn)拖鏈的安裝情況，不合適是情況需要及時(shí)調(diào)整，直到動(dòng)作正常，沒(méi)有異常聲音和扭曲現(xiàn)象方可以投入生產(chǎn)。5.2調(diào)試前準(zhǔn)備工作通過(guò)注空氣過(guò)濾器口往油箱中加入規(guī)定牌號(hào)的液壓油液，將油液加至液面高度達(dá)液位上限位置。按照液壓原理圖，將各液壓元件的手柄打到正確的啟、閉位置上，鎖定。5.3調(diào)試運(yùn)行首次啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，注意保證電機(jī)正確的旋轉(zhuǎn)方向；啟動(dòng)油泵電機(jī)，待油泵空運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘之后，方可將系統(tǒng)壓力逐步調(diào)節(jié)至設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)壓力油液輸出正常后，調(diào)節(jié)雙單向節(jié)流閥，調(diào)節(jié)好馬達(dá)的速度的控制。系統(tǒng)液壓調(diào)試正常后，接入電器控制進(jìn)行半自動(dòng)化調(diào)試，自動(dòng)化控制，接入中央控制進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)試，進(jìn)一步測(cè)試各報(bào)警是否正常。中央控制自動(dòng)化調(diào)試完全成功后，交給生產(chǎn)線試生產(chǎn)，試生產(chǎn)正常后。5.4液壓系統(tǒng)的用液及對(duì)污染的控制液壓所用油液對(duì)液壓系統(tǒng)能否正常使用具有十分重要的意義，除系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理、元件制造的質(zhì)量和維護(hù)使用等條件外，油液的適用性和油液清潔度是一個(gè)十分重要的因素。液壓油液作為液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)，除了傳替能量外，還有潤(rùn)滑液壓元件運(yùn)動(dòng)副以及保護(hù)金屬不被銹蝕等作用。液壓油液污染的主要原因是多方面的，從量值角度可用如下公式表示：M=Mo+Mi+Ms-MqM--系統(tǒng)中所含有的污染總量Mo--系統(tǒng)中原含有的污染量Mi--系統(tǒng)中被侵入的污染量Ms--系統(tǒng)中新生的污染量Mq--過(guò)濾,去除舊的污染量液壓油液污染嚴(yán)重時(shí)，液壓系統(tǒng)工作性能惡化，容易產(chǎn)生故障、元件加速磨損、壽命縮短、甚至造成設(shè)備和操作的重大事故。、液壓系統(tǒng)的維護(hù)及注意事項(xiàng)液壓系統(tǒng)應(yīng)加入規(guī)定牌號(hào)的液壓油液，不得將不同牌號(hào)的液壓油液混合使用。應(yīng)保證液壓系統(tǒng)內(nèi)所使用的液壓油液的污染度等級(jí)不低于規(guī)定的污染度等級(jí)要求；系統(tǒng)第一次投入運(yùn)行三個(gè)月后，應(yīng)將液壓油液過(guò)濾一次或更換，并清洗油箱；以后，一般每一年換一次油液；油液每三個(gè)月應(yīng)化驗(yàn)一次，對(duì)于已經(jīng)變質(zhì)老化或被嚴(yán)重污染的液壓油液應(yīng)及時(shí)更換。要經(jīng)常檢查儀表及其它元件功能是否正常，如要維修更換，請(qǐng)注意型號(hào)和說(shuō)明書(shū)要求。每班檢查一次油箱內(nèi)的液面高度，如異常應(yīng)檢查各元件和管線滲漏點(diǎn)；如果發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)，在不影響使用的情況下作好標(biāo)記，停機(jī)時(shí)進(jìn)行處理，如滲漏嚴(yán)重，應(yīng)立即停機(jī)處理。要保持液壓系統(tǒng)周圍環(huán)境的清潔，要求周圍環(huán)境的相對(duì)濕度不大于85%，且無(wú)雨雪侵蝕。液壓系統(tǒng)要定期檢修，過(guò)濾或更換液壓油液，定期更換濾油器濾芯清洗油箱[3]。第七章、日常維護(hù)要求7.1操作保養(yǎng)規(guī)程操作者必須熟練掌握液壓系統(tǒng)原理，熟悉生產(chǎn)工藝規(guī)程和安全操作規(guī)程，了解系統(tǒng)主要元件特別是各種閥與泵的結(jié)構(gòu)、作用。經(jīng)常監(jiān)視，注意系統(tǒng)工作狀況，觀察系統(tǒng)工作壓力，工作速度，電壓、電表讀數(shù)，并且按時(shí)作好記錄；每天觀察檢查油箱液位，并作好記錄。未經(jīng)主管部門同意，操作者不得對(duì)各液壓元件私自拆動(dòng)。液壓設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，操作者不得擅自離開(kāi)崗位，應(yīng)報(bào)告主管部門，等待維修人員，維修人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)協(xié)助配合進(jìn)行修理。保持液壓設(shè)備及周圍環(huán)境的清潔，防止塵埃、棉絨、污物等進(jìn)入油箱及系統(tǒng)。7.2日常維護(hù)按設(shè)計(jì)規(guī)定和工作要求，合理地調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的工作壓力，當(dāng)溢流閥、節(jié)流閥等調(diào)節(jié)到所要求的數(shù)值后，應(yīng)將調(diào)節(jié)桿螺母鎖定，防止松動(dòng)，經(jīng)常檢查緊固件連接接頭，防止松動(dòng)。工作溫度一般適宜在55°C之下，最高不能超過(guò)60°C，發(fā)現(xiàn)油液溫度突然升高，應(yīng)立即檢查原因并予以排除。當(dāng)原有系統(tǒng)某部位發(fā)生故障時(shí)，要及時(shí)分析原因并處理好。7.3檢修程序當(dāng)設(shè)備需要檢修時(shí)，首先必須根據(jù)原理圖關(guān)閉或打開(kāi)相應(yīng)的元件。相應(yīng)的元件關(guān)閉或打開(kāi)后，方可撤換損壞的液壓元件。工作完成后應(yīng)按原理圖將相應(yīng)的元件恢復(fù)到原來(lái)的位置[6]?？偨Y(jié)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)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在此要感謝我的指導(dǎo)老師朱石沙對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。當(dāng)然，由于知識(shí)的缺乏和能力的不足，這次所設(shè)計(jì)的螺旋采樣機(jī)液壓系統(tǒng)不可避免的出現(xiàn)很多錯(cuò)誤和尚缺乏仔細(xì)考慮的地方，比如說(shuō)省去了冷卻系統(tǒng)，在一定的程度上影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作等等。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。參考文獻(xiàn)許福玲，陳曉明，液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版第4卷)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第4卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994唐介，電機(jī)與拖動(dòng)[M].北京：高等教育出版社，2008邵俊鵬，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)禁忌[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008楊培元，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，2000致謝短暫的四年大學(xué)生活很快就要結(jié)束了，當(dāng)自己臨近畢業(yè)時(shí)，我又留戀已經(jīng)流逝的四年學(xué)生生涯。本設(shè)計(jì)是在朱石沙老師悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下，畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和修改完成的。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，淵博的學(xué)識(shí)，謙遜的為人，豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，高瞻遠(yuǎn)矚、敏銳的科學(xué)眼光，將是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的楷模；老師樂(lè)觀、正直、樸實(shí)的生活態(tài)度，令我深深敬佩。老師的諄諄教誨，將使我終生受益，在此，謹(jǐn)致以衷心的感謝和崇高的敬意。朱石沙老師給了我很大幫助和啟示，使我學(xué)到更多的知識(shí)，從而順利的完成畢業(yè)論文，在此一并表示衷心的感謝。祝愿朱石沙老師身體健康，工作順利，事業(yè)上取得更大成功。我還要深深感謝我的家人和同學(xué)，是他們給予了我精神上的鼓勵(lì)，使我得以順利完成學(xué)業(yè)，真誠(chéng)地感謝所有在我四年讀書(shū)期間幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友，祝大家一生平安！

宋燁

2010年6月附錄Ⅰ主要元件匯總表序號(hào)代號(hào)名稱及規(guī)格材料數(shù)量備注01YWZ-250TA液位液溫計(jì)成品1溫州遠(yuǎn)東02QUQ2-10*1.0空氣濾清器成品1溫州遠(yuǎn)東03RFA-160*10-Y回油過(guò)濾器DC:24V成品1溫州遠(yuǎn)東04Y160M-4-B5電動(dòng)機(jī)（11KW，1460/rpm）成品1長(zhǎng)沙電機(jī)05CB-Fc40-1FL齒輪泵q=40ml/r成品1榆次液壓06NL5YA42*112/YA20*52聯(lián)軸器成品1江陰07KF-L8/14E壓力表開(kāi)關(guān)成品1溫州遠(yuǎn)東08YN-60壓力表0-16MPa成品1無(wú)錫雪湖09S15A12.0B/單向閥DN15成品1北京華德10DBW10A1-50B/200-6CG24NZ5L電磁溢流閥DN10成品1北京華德114WE10J31B/CG24NZ5L電磁換向閥DN10成品1北京華德12Z2S10-1-20B/疊加式液控單向閥成品1北京華德13Z2FS10-20B/疊加式單向節(jié)流閥成品1北京華德14WU-160*80-J吸油過(guò)濾器成品1溫州遠(yuǎn)東15GYY2-220/1電加熱器1KW220V成品1上海電熱器16A3/A3-19*III-3500高壓膠管(彎頭同側(cè))成品2邵陽(yáng)液壓17TL95-3200mm(彎曲半徑：250)鋼鋁拖鏈（內(nèi)寬170/高70/2*φ50靠左,1*φ40靠右)成品1滄州恒益機(jī)床附件18A3/A3-13*I-3500高壓膠管(彎頭同側(cè))成品1邵陽(yáng)液壓191QJM32-1.6柱塞馬達(dá)成品1寧波甬源附錄Ⅱ易損件匯總表序號(hào)代號(hào)名稱及規(guī)格材料數(shù)量備注01JB982-77組合墊48組件102GB1235-86O形川24*2.4G橡膠I-4103JB982-77組合墊27組件104GB3452.1-92O形川26.5*3.55G橡膠I-4105JB982-77組合墊22組件106GB1235-86O形川24*2.4G橡膠I-4107JB982-77組合墊33組件208JB982-77組合墊22組件109JB982-77組合墊14組件110JB982-77組合墊27組件311JB982-77組合墊33組件112JB982-77組合墊22組件213JB982-77組合墊18組件1附錄外文翻譯美s.卡爾帕基安(Seropekalpakjian)s.r施密德(StevenR.Schmid)著摘自:《制造工程與技術(shù)（機(jī)加工）》（英文版）《ManufacturingEngineeringandTechnology—Machining》機(jī)械工業(yè)出版社2004年3月第1版可機(jī)加工性一種材料的可機(jī)加工性通常以四種因素的方式定義：分的表面光潔性和表面完整性。2、刀具的壽命。3、切削力和功率的需求。4、切屑控制。以這種方式，好的可機(jī)加工性指的是好的表面光潔性和完整性，長(zhǎng)的刀具壽命，低的切削力和功率需求。關(guān)于切屑控制，細(xì)長(zhǎng)的卷曲切屑，如果沒(méi)有被切割成小片，以在切屑區(qū)變的混亂，纏在一起的方式能夠嚴(yán)重的介入剪切工序。因?yàn)榧羟泄ば虻膹?fù)雜屬性，所以很難建立定量地釋義材料的可機(jī)加工性的關(guān)系。在制造廠里，刀具壽命和表面粗糙度通常被認(rèn)為是可機(jī)加工性中最重要的因素。盡管已不再大量的被使用，近乎準(zhǔn)確的機(jī)加工率在以下的例子中能夠被看到。1鋼的可機(jī)加工性因?yàn)殇撌亲钪匾墓こ滩牧现唬ㄕ绲?章所示），所以他們的可機(jī)加工性已經(jīng)被廣泛地研究過(guò)。通過(guò)宗教鉛和硫磺，鋼的可機(jī)加工性已經(jīng)大大地提高了。從而得到了所謂的易切削鋼。二次硫化鋼和二次磷化鋼硫在鋼中形成硫化錳夾雜物（第二相粒子），這些夾雜物在第一剪切區(qū)引起應(yīng)力。其結(jié)果是使切屑容易斷開(kāi)而變小，從而改善了可加工性。這些夾雜物的大小、形狀、分布和集中程度顯著的影響可加工性?；瘜W(xué)元素如碲和硒，其化學(xué)性質(zhì)與硫類似，在二次硫化鋼中起夾雜物改性作用。鋼中的磷有兩個(gè)主要的影響。它加強(qiáng)鐵素體，增加硬度。越硬的鋼，形成更好的切屑形成和表面光潔性。需要注意的是軟鋼不適合用于有積屑瘤形成和很差的表面光潔性的機(jī)器。第二個(gè)影響是增加的硬度引起短切屑而不是不斷的細(xì)長(zhǎng)的切屑的形成，因此提高可加工性。含鉛的鋼鋼中高含量的鉛在硫化錳夾雜物尖端析出。在非二次硫化鋼中，鉛呈細(xì)小而分散的顆粒。鉛在鐵、銅、鋁和它們的合金中是不能溶解的。因?yàn)樗牡涂辜魪?qiáng)度。因此，鉛充當(dāng)固體潤(rùn)滑劑并且在切削時(shí)，被涂在刀具和切屑的接口處。這一特性已經(jīng)被在機(jī)加工鉛鋼時(shí)，在切屑的刀具面表面有高濃度的鉛的存在所證實(shí)。當(dāng)溫度足夠高時(shí)—例如，在高的切削速度和進(jìn)刀速度下—鉛在刀具前直接熔化，并且充當(dāng)液體潤(rùn)滑劑。除了這個(gè)作用，鉛降低第一剪切區(qū)中的剪應(yīng)力，減小切削力和功率消耗。鉛能用于各種鋼號(hào)，例如10XX，11XX，12XX，41XX等等。鉛鋼被第二和第三數(shù)碼中的字母L所識(shí)別（例如，10L45）。（需要注意的是在不銹鋼中，字母L的相同用法指的是低碳，提高它們的耐蝕性的條件）。然而，因?yàn)殂U是有名的毒素和污染物，因此在鋼的使用中存在著嚴(yán)重的環(huán)境隱患（在鋼產(chǎn)品中每年大約有4500噸的鉛消耗）。結(jié)果，對(duì)于估算鋼中含鉛量的使用存在一個(gè)持續(xù)的趨勢(shì)。鉍和錫現(xiàn)正作為鋼中的鉛最可能的替代物而被人們所研究。脫氧鈣鋼一個(gè)重要的發(fā)展是脫氧鈣鋼，在脫氧鈣鋼中矽酸鈣鹽中的氧化物片的形成。這些片狀，依次減小第二剪切區(qū)中的力量，降低刀具和切屑接口處的摩擦和磨損。溫度也相應(yīng)地降低。結(jié)果，這些鋼產(chǎn)生更小的月牙洼磨損，特別是在高切削速度時(shí)更是如此。不銹鋼奧氏體鋼通常很難機(jī)加工。振動(dòng)能成為一個(gè)問(wèn)題，需要有高硬度的機(jī)床。然而，鐵素體不銹鋼有很好的可機(jī)加工性。馬氏體鋼易磨蝕，易于形成積屑瘤，并且要求刀具材料有高的熱硬度和耐月牙洼磨損性。經(jīng)沉淀硬化的不銹鋼強(qiáng)度高、磨蝕性強(qiáng)，因此要求刀具材料硬而耐磨。鋼中其它元素在可機(jī)加工性方面的影響鋼中鋁和矽的存在總是有害的，因?yàn)檫@些元素結(jié)合氧會(huì)生成氧化鋁和矽酸鹽，而氧化鋁和矽酸鹽硬且具有磨蝕性。這些化合物增加刀具磨損，降低可機(jī)加工性。因此生產(chǎn)和使用凈化鋼非常必要。根據(jù)它們的構(gòu)成，碳和錳鋼在鋼的可機(jī)加工性方面有不同的影響。低碳素鋼（少于0.15%的碳）通過(guò)形成一個(gè)積屑瘤能生成很差的表面光潔性。盡管鑄鋼的可機(jī)加工性和鍛鋼的大致相同，但鑄鋼具有更大的磨蝕性。刀具和模具鋼很難用于機(jī)加工，他們通常再煅燒后再機(jī)加工。大多數(shù)鋼的可機(jī)加工性在冷加工后都有所提高，冷加工能使材料變硬并且減少積屑瘤的形成。其它合金元素，例如鎳、鉻、鉗和釩，能提高鋼的特性，減小可機(jī)加工性。硼的影響可以忽視。氣態(tài)元素比如氫和氮在鋼的特性方面能有特別的有害影響。氧已經(jīng)被證明了在硫化錳夾雜物的縱橫比方面有很強(qiáng)的影響。越高的含氧量，就產(chǎn)生越低的縱橫比和越高的可機(jī)加工性。選擇各種元素以改善可加工性，我們應(yīng)該考慮到這些元素對(duì)已加工零件在使用中的性能和強(qiáng)度的不利影響。例如，當(dāng)溫度升高時(shí)，鋁會(huì)使鋼變脆（液體—金屬脆化，熱脆化，見(jiàn)1.4.3節(jié)），盡管其在室溫下對(duì)力學(xué)性能沒(méi)有影響。因?yàn)榱蚧F的構(gòu)成，硫能嚴(yán)重的減少鋼的熱加工性，除非有足夠的錳來(lái)防止這種結(jié)構(gòu)的形成。在室溫下，二次磷化鋼的機(jī)械性能依賴于變形的硫化錳夾雜物的定位（各向異性）。二次磷化鋼具有更小的延展性，被單獨(dú)生成來(lái)提高機(jī)加工性。2其它不同金屬的機(jī)加工性盡管越軟的品種易于生成積屑瘤，但鋁通常很容易被機(jī)加工，導(dǎo)致了很差的表面光潔性。高的切削速度，高的前角和高的后角都被推薦了。有高含量的矽的鍛鋁合金鑄鋁合金也許具有磨蝕性，它們要求更硬的刀具材料。尺寸公差控制也許在機(jī)加工鋁時(shí)會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗信蛎浀母邔?dǎo)熱系數(shù)和相對(duì)低的彈性模數(shù)。鈹和鑄鐵相同。因?yàn)樗吣ノg性和毒性，盡管它要求在可控人工環(huán)境下進(jìn)行機(jī)加工。灰鑄鐵普遍地可加工，但也有磨蝕性。鑄造無(wú)中的游離碳化物降低它們的可機(jī)加工性，引起刀具切屑或裂口。它需要具有強(qiáng)韌性的工具。具有堅(jiān)硬的刀具材料的球墨鑄鐵和韌性鐵是可加工的。鈷基合金有磨蝕性且高度加工硬化的。它們要求尖的且具有耐蝕性的刀具材料并且有低的走刀和速度。盡管鑄銅合金很容易機(jī)加工，但因?yàn)殄戙~的積屑瘤形成因而鍛銅很難機(jī)加工。黃銅很容易機(jī)加工，特別是有添加的鉛更容易。青銅比黃銅更難機(jī)加工。鎂很容易機(jī)加工，鎂既有很好的表面光潔性和長(zhǎng)久的刀具壽命。然而，因?yàn)楦叩难趸俣群突鸱N的危險(xiǎn)（這種元素易燃），因此我們應(yīng)該特別小心使用它。鉗易拉長(zhǎng)且加工硬化，因此它生成很差的表面光潔性。尖的刀具是很必要的。鎳基合金加工硬化，具有磨蝕性，且在高溫下非常堅(jiān)硬。它的可機(jī)加工性和不銹鋼相同。鉭非常的加工硬化，具有可延性且柔軟。它生成很差的表面光潔性且刀具磨損非常大。鈦和它的合金導(dǎo)熱性(的確，是所有金屬中最低的)，因此引起明顯的溫度升高和積屑瘤。它們是難機(jī)加工的。鎢易脆，堅(jiān)硬，且具有磨蝕性，因此盡管它的性能在高溫下能大大提高，但它的機(jī)加工性仍很低。鋯有很好的機(jī)加工性。然而，因?yàn)橛斜ê突鸱N的危險(xiǎn)性，它要求有一個(gè)冷卻性質(zhì)好的切削液。3各種材料的機(jī)加工性石墨具有磨蝕性。它要求硬的、尖的，具有耐蝕性的刀具。塑性塑料通常有低的導(dǎo)熱性，低的彈性模數(shù)和低的軟化溫度。因此，機(jī)加工熱塑性塑料要求有正前角的刀具（以此降低切削力），還要求有大的后角，小的切削和走刀深的，相對(duì)高的速度和工件的正確支承。刀具應(yīng)該很尖。切削區(qū)的外部冷卻也許很必要，以此來(lái)防止切屑變的有黏性且粘在刀具上。有了空氣流，汽霧或水溶性油，通常就能實(shí)現(xiàn)冷卻。在機(jī)加工時(shí)，殘余應(yīng)力也許能生成并發(fā)展。為了解除這些力，已機(jī)加工的部分要在（）的溫度范圍內(nèi)冷卻一段時(shí)間，然而慢慢地?zé)o變化地冷卻到室溫。熱固性塑料易脆，并且在切削時(shí)對(duì)熱梯度很敏感。它的機(jī)加工性和熱塑性塑料的相同。因?yàn)槔w維的存在，加強(qiáng)塑料具有磨蝕性，且很難機(jī)加工。纖維的撕裂、拉出和邊界分層是非常嚴(yán)重的問(wèn)題。它們能導(dǎo)致構(gòu)成要素的承載能力大大下降。而且，這些材料的機(jī)加工要求對(duì)加工殘片仔細(xì)切除，以此來(lái)避免接觸和吸進(jìn)纖維。隨著納米陶瓷（見(jiàn)8.2.5節(jié)）的發(fā)展和適當(dāng)?shù)膮?shù)處理的選擇，例如塑性切削（見(jiàn)22.4.2節(jié)），陶瓷器的可機(jī)加工性已大大地提高了。金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料很能機(jī)加工，它們依賴于單獨(dú)的成分的特性，比如說(shuō)增強(qiáng)纖維或金屬須和基體材料。4熱輔助加工在室溫下很難機(jī)加工的金屬和合金在高溫下能更容易地機(jī)加工。在熱輔助加工時(shí)（高溫切削），熱源—一個(gè)火把，感應(yīng)線圈，高能束流（例如雷射或電子束），或等離子弧—被集中在切削刀具前的一塊區(qū)域內(nèi)。好處是：（a）低的切削力。（b）增加的刀具壽命。（c）便宜的切削刀具材料的使用。（d）更高的材料切除率。（e）減少振動(dòng)。也許很難在工件內(nèi)加熱和保持一個(gè)不變的溫度分布。而且，工件的最初微觀結(jié)構(gòu)也許被高溫影響，且這種影響是相當(dāng)有害的。盡管實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行中，以此來(lái)機(jī)加工陶瓷器如氮化矽，但高溫切削仍大多數(shù)應(yīng)用在高強(qiáng)度金屬和高溫度合金的車削中。小結(jié)通常，零件的可機(jī)加工性能是根據(jù)以下因素來(lái)定義的：表面粗糙度，刀具的壽命，切削力和功率的需求以及切屑的控制。材料的可機(jī)加工性能不僅取決于起內(nèi)在特性和微觀結(jié)構(gòu)，而且也依賴于工藝參數(shù)的適當(dāng)選擇與控制。譯文MACHINABILITYThemachinabilityofamaterialusuallydefinedintermsoffourfactors:Surfacefinishandintegrityofthemachinedpart;Toollifeobtained;Forceandpowerrequirements;Chipcontrol.Thus,goodmachinabilitygoodsurfacefinishandintegrity,longtoollife,andlowforceAndpowerrequirements.Asforchipcontrol,longandthin(stringy)curedchips,ifnotbrokenup,canseverelyinterferewiththecuttingoperationbybecomingentangledinthecuttingzone.Becauseofthecomplexnatureofcuttingoperations,itisdifficulttoestablishrelationshipsthatquantitativelydefinethemachinabilityofamaterial.Inmanufacturingplants,toollifeandsurfaceroughnessaregenerallyconsideredtobethemostimportantfactorsinmachinability.Althoughnotusedmuchanymore,approximatemachinabilityratingsareavailableintheexamplebelow.1MachinabilityOfSteelsBecausesteelsareamongthemostimportantengineeringmaterials(asnotedinChapter5),theirmachinabilityhasbeenstudiedextensively.Themachinabilityofsteelshasbeenmainlyimprovedbyaddingleadandsulfurtoobtainso-calledfree-machiningsteels.ResulfurizedandRephosphorizedsteels.Sulfurinsteelsformsmanganesesulfideinclusions(second-phaseparticles),whichactasstressraisersintheprimaryshearzone.Asaresult,thechipsproducedbreakupeasilyandaresmall;thisimprovesmachinability.Thesize,shape,distribution,andconcentrationoftheseinclusionssignificantlyinfluencemachinability.Elementssuchastelluriumandselenium,whicharebothchemicallysimilartosulfur,actasinclusionmodifiersinresulfurizedsteels.Phosphorusinsteelshastwomajoreffects.Itstrengthenstheferrite,causingincreasedhardness.Hardersteelsresultinbetterchipformationandsurfacefinish.Notethatsoftsteelscanbedifficulttomachine,withbuilt-upedgeformationandpoorsurfacefinish.Thesecondeffectisthatincreasedhardnesscausestheformationofshortchipsinsteadofcontinuousstringyones,therebyimprovingmachinability.LeadedSteels.Ahighpercentageofleadinsteelssolidifiesatthetipofmanganesesulfideinclusions.Innon-resulfurizedgradesofsteel,leadtakestheformofdispersedfineparticles.Leadisinsolubleiniron,copper,andaluminumandtheiralloys.Becauseofitslowshearstrength,therefore,leadactsasasolidlubricant(Section32.11)andissmearedoverthetool-chipinterfaceduringcutting.Thisbehaviorhasbeenverifiedbythepresenceofhighconcentrationsofleadonthetool-sidefaceofchipswhenmachiningleadedsteels.Whenthetemperatureissufficientlyhigh-forinstance,athighcuttingspeedsandfeeds(Section20.6)—theleadmeltsdirectlyinfrontofthetool,actingasaliquidlubricant.Inadditiontothiseffect,leadlowerstheshearstressintheprimaryshearzone,reducingcuttingforcesandpowerconsumption.Leadcanbeusedineverygradeofsteel,suchas10xx,11xx,12xx,41xx,etc.LeadedsteelsareidentifiedbytheletterLbetweenthesecondandthirdnumerals(forexample,10L45).(Notethatinstainlesssteels,similaruseoftheletterLmeans“l(fā)owcarbon,”aconditionthatimprovestheircorrosionresistance.)However,becauseleadisawell-knowntoxinandapollutant,thereareseriousenvironmentalconcernsaboutitsuseinsteels(estimatedat4500tonsofleadconsumptioneveryyearintheproductionofsteels).Consequently,thereisacontinuingtrendtowardeliminatingtheuseofleadinsteels(lead-freesteels).Bismuthandtinarenowbeinginvestigatedaspossiblesubstitutesforleadinsteels.Calcium-DeoxidizedSteels.Animportantdevelopmentiscalcium-deoxidizedsteels,inwhichoxideflakesofcalciumsilicates(CaSo)areformed.Theseflakes,inturn,reducethestrengthofthesecondaryshearzone,decreasingtool-chipinterfaceandwear.Temperatureiscorrespondinglyreduced.Consequently,thesesteelsproducelesscraterwear,especiallyathighcuttingspeeds.StainlessSteels.Austenitic(300series)steelsaregenerallydifficulttomachine.Chattercanbesproblem,necessitatingmachinetoolswithhighstiffness.However,ferriticstainlesssteels(also300series)havegoodmachinability.Martensitic(400series)steelsareabrasive,tendtoformabuilt-upedge,andrequiretoolmaterialswithhighhothardnessandcrater-wearresistance.Precipitation-hardeningstainlesssteelsarestrongandabrasive,requiringhardandabrasion-resistanttoolmaterials.TheEffectsofOtherElementsinSteelsonMachinability.Thepresenceofaluminumandsiliconinsteelsisalwaysharmfulbecausetheseelementscombinewithoxygentoformaluminumoxideandsilicates,whicharehardandabrasive.Thesecompoundsincreasetoolwearandreducemachinability.Itisessentialtoproduceandusecleansteels.Carbonandmanganesehavevariouseffectsonthemachinabilityofsteels,dependingontheircomposition.Plainlow-carbonsteels(lessthan0.15%C)canproducepoorsurfacefinishbyformingabuilt-upedge.Caststeelsaremoreabrasive,althoughtheirmachinabilityissimilartothatofwroughtsteels.Toolanddiesteelsareverydifficulttomachineandusuallyrequireannealingpriortomachining.Machinabilityofmoststeelsisimprovedbycoldworking,whichhardensthematerialandreducesthetendencyforbuilt-upedgeformation.Otheralloyingelements,suchasnickel,chromium,molybdenum,andvanadium,whichimprovethepropertiesofsteels,generallyreducemachinability.Theeffectofboronisnegligible.Gaseouselementssuchashydrogenandnitrogencanhaveparticularlydetrimentaleffectsonthepropertiesofsteel.Oxygenhasbeenshowntohaveastrongeffectontheaspectratioofthemanganesesulfideinclusions;thehighertheoxygencontent,thelowertheaspectratioandthehigherthemachinability.Inselectingvariouselementstoimprovemachinability,weshouldconsiderthepossibledetrimentaleffectsoftheseelementsonthepropertiesandstrengthofthemachinedpartinservice.Atelevatedtemperatures,forexample,leadcausesembrittlementofsteels(liquid-metalembrittlement,hotshortness;seeSection1.4.3),althoughatroomtemperatureithasnoeffectonmechanicalproperties.Sulfurcanseverelyreducethehotworkabilityofsteels,becauseoftheformationofironsulfide,unlesssufficientmanganeseispresenttopreventsuchformation.Atroomtemperature,themechanicalpropertiesofresulfurizedsteels