專用銑床的液壓及電控系統(tǒng)的設(shè)計與維護(hù)

柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：專用銑床的液壓及電控系統(tǒng)的設(shè)計與維護(hù)姓名學(xué)號專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)班級指導(dǎo)教師完成時間柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書機(jī)電工程系（部）機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)3班學(xué)生學(xué)號一、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：專用銑床的液壓及電控系統(tǒng)的設(shè)計與維護(hù)二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作規(guī)定進(jìn)行的日期：20xx年9月9日起至20xx年10月20日止三、畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行地點：柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院D區(qū)文華樓四、任務(wù)書的內(nèi)容：五、目的1、了解液壓系統(tǒng)設(shè)計的基本方法；2、掌握液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算方法；3、掌握選擇液壓元件的方法；4、具備根據(jù)動作要求擬訂液壓系統(tǒng)原理圖的能力；5、掌握液壓系統(tǒng)的驗算方法；6、了解液壓系統(tǒng)常見故障的產(chǎn)生原因；7、掌握液壓系統(tǒng)常見故障的排除方法；8、具備一定的液壓專業(yè)英文資料的翻譯能力；9、掌握液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計基本方法；10、了解液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)方法。第一章摘要第一節(jié)、中文摘要本次畢業(yè)設(shè)計的是半自動液壓專用銑床的液壓設(shè)計，專用銑床是根據(jù)工件加工需要，以液壓傳動為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種機(jī)床。在生產(chǎn)中液壓專用銑床有著較大實用性，可以以液壓傳動的大小產(chǎn)生不同性質(zhì)的銑床。此次設(shè)計主要是將自己所學(xué)的知識結(jié)合輔助材料運用到設(shè)計中，鞏固和深化已學(xué)知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計計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)計的內(nèi)容完整的顯示出來，還能看出所學(xué)知識是否已完全掌握了。

整個設(shè)計過程主要分成六個部分：參數(shù)的選擇、方案的制定、圖卡的編制、專用銑床的設(shè)計、液壓系統(tǒng)的設(shè)計以及最后有關(guān)的驗算。主體部分基本在圖的編制和液壓系統(tǒng)的設(shè)計兩部分中完成的。關(guān)鍵詞：專用液壓銑床，液壓傳動，回路，夾具第二節(jié)、AbstractThegraduationdesignissemi-automatichydraulicspecialmillingmachine,hydraulicdesignspecialmillingmachineisbasedonneedsofwork,basedonhydraulictransmission,matchwithafewspecialpartsofamachinetool.Duringproductionhasgreatpracticalhydraulicspecialmillingmachine,canwithhydraulicdrivesizeproducesdifferentnatureofthemillingmachine.Thisdesignismainlywithmyownknowledgewillbeappliedtodesignofauxiliarymaterials,strengtheninganddeepeningpriorknowledgeofhydraulicsystemdesigncalculation,thegeneralprocedureandmethodtodeterminethecorrectmethodofactuator,choosestandardhydrauliccomponents,canskilledusinghydraulicbasiccircuit,compositionsatisfybasicperformancerequirementsofthehydraulicsystem.Inthedesignprocessofthemainisdrawing,whichnotonlycanclearlydrawndesignedbythecompletenessofthecontentswillshowout,stillcanseewhethertheknowledgealreadycompletemastery.Thewholedesignprocessmainlydividedintosixparts:parameterselection,planformulation,thefigurecardplanning,specialmillingmachinedesign,hydraulicsystemdesignandfinalrelevantcalculating.ThemepartincludesgraphpreparationandhydraulicsystemdesignKeyWords：Specialmillingmachine,hydraulictransmission,loop,fixture目錄第一章摘要……………1第一節(jié)中文摘要…………………1第二節(jié)Abstract…………………2第二章設(shè)計的目的……………………4第三章液壓系統(tǒng)的優(yōu)點與不足…………4第四章設(shè)計內(nèi)容………………………5第五章負(fù)載分析與計算…………………6第六章液壓原理圖設(shè)計與分析…………8第一節(jié)液壓缸參數(shù)的設(shè)計………9第二節(jié)確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格……………13第三節(jié)液壓閥，液壓閥，油管和郵箱的選擇…………………14第四節(jié)液壓系統(tǒng)的驗算…………15第七章液壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)…………18第一節(jié)日常維護(hù)…………………18第二節(jié)定期維護(hù)…………………18第三節(jié)綜合維護(hù)…………………18第四節(jié)液壓系統(tǒng)常見故障及排除方法…………18第八章電控系統(tǒng)控制設(shè)計………………22第一節(jié)各電磁鐵動作順序表……………………22第二節(jié)PLC控制連接圖…………23第三節(jié)PLC控制梯形圖…………24第四節(jié)電氣控制原理圖是設(shè)計與分析…………27第九章感受與收獲………………………28第十章致謝………………28第十一章參考資料………………………29

第二章、設(shè)計的目的1、了解液壓系統(tǒng)設(shè)計的基本方法；2、掌握液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算方法；3、掌握選擇液壓元件的方法；4、具備根據(jù)動作要求擬訂液壓系統(tǒng)原理圖的能力；5、掌握液壓系統(tǒng)的驗算方法；6、了解液壓系統(tǒng)常見故障的產(chǎn)生原因；7、掌握液壓系統(tǒng)常見故障的排除方法；8、具備一定的液壓專業(yè)英文資料的翻譯能力；9、掌握液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計基本方法；10、了解液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)方法。第三章、液壓系統(tǒng)的優(yōu)點與缺點1、優(yōu)點：（1）單位功率的重量輕，統(tǒng)計資料表明，液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率只有發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的十分之一，液壓泵和液壓馬達(dá)可小至0.0025N/m，而同等功率的發(fā)電機(jī)和電動機(jī)則約為0.03N/W。至于尺寸，前者約為后者的12%-13%，就輸出而言，用泵很容易得到極高壓力的液壓油液，將此油液傳送至液壓缸后即可產(chǎn)生很大的作用力，所以液壓技術(shù)具有重量輕，體積小和出力大的突出特點，有利于機(jī)械設(shè)備及其控制系統(tǒng)的微型化、小型化、并進(jìn)行大功率作業(yè)。（2）布局靈活方便。液壓元件的布置不受嚴(yán)格的空間來限制，容易照機(jī)器的需要通過管道來實現(xiàn)，系統(tǒng)中各部分的連接，布局安裝具有很大的柔性能構(gòu)成用其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。（3）調(diào)速范圍大。通過控制閥，液壓傳動可以在運行過程中實現(xiàn)液壓執(zhí)行器大范圍的無極調(diào)速，調(diào)速的范圍可達(dá)2000.（4）工作平穩(wěn)，快速性好，油液具有彈性，可吸收沖擊，故液壓傳動傳遞運動均勻平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁換向，往復(fù)回轉(zhuǎn)運動的換向頻率，可達(dá)500次/分，往復(fù)直線運動的換向頻率高達(dá)1000次/分。（5）易于操縱控制并實現(xiàn)過載保護(hù)。液壓系統(tǒng)操縱控制方便，易于實現(xiàn)自動控制，遠(yuǎn)距離遙控和過載保護(hù)，運轉(zhuǎn)時可以自行潤滑，有利于散熱和延長使用壽命。（6）易于自動化和機(jī)電液體一體化，液壓技術(shù)容易與電氣、電子控制技術(shù)相整合，組成機(jī)電液一體化的復(fù)雜系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化工作循環(huán)。（7）易于實現(xiàn)直線運動，用液壓實現(xiàn)直線運動比機(jī)械實現(xiàn)直線運動方便。（8）液壓系統(tǒng)設(shè)計，制造和使用維護(hù)方便，液壓元件屬于機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)件，已實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化、因此，便于液壓系統(tǒng)的設(shè)計、制造和使用維護(hù)，有利于縮短機(jī)器設(shè)備的設(shè)計制造周期并降低制造成本。2、缺點：（1）不能保證定比運動，由于液體的壓縮性和泄露等因素的影響，液壓技術(shù)不能嚴(yán)格保證定比運動。（2）傳動效率偏低。傳動過程中需經(jīng)兩次轉(zhuǎn)換，常有較多的能量損失，因此傳動效率偏低。（3）工作穩(wěn)定性易受溫度影響，液壓系統(tǒng)對溫度較為敏感，不宜在過高或過低溫度下工作，采用石油基介質(zhì)作為傳動介質(zhì)時還需注意防火問題。（4）造價較高，液壓元件制造精度要求較高以防止和減少泄露，所以造價較高。（5）故障診斷困難。液壓元件與系統(tǒng)容易因液壓油液污染等原因造成系統(tǒng)故障，且發(fā)生的故障不易診斷。第四章、設(shè)計內(nèi)容1、液壓系統(tǒng)設(shè)計要求：設(shè)計一套專用雙行程銑床的液壓系統(tǒng)。要求：工作安裝在工作臺上，工作臺往復(fù)運動有液壓系統(tǒng)實現(xiàn)。雙向銑削。工件的定位和加緊由液壓實現(xiàn)、銑刀的進(jìn)給由機(jī)械步進(jìn)裝置完成，每一行程進(jìn)刀一次。要求采用容積節(jié)流調(diào)速回路，即采用限壓式變量泵加調(diào)速閥調(diào)速，回油要求有背壓，工作臺雙向速度相等，但要求前四次速度為V01（粗加工），然后手動切換為V02。再往復(fù)運動四次（精加工）。機(jī)床的工作循環(huán)為：手工上料------按電鈕------工件自動定位夾緊------工作臺往復(fù)運動銑削工件若干次------停止銑削------夾具松開------手工卸料（泵卸載）。定位缸的負(fù)載F1200N、行程S110mm，動作時間t11S；夾緊缸的負(fù)載F22000N、行程S215mm，動作時間t21S；工進(jìn)缸的銑削負(fù)載為：F0118000N（粗加工）和F029000N（精加工）；工作臺要求速度：V01為0.6-6m/min（粗加工）和V02為0.5-5m/min（精加工）；工作臺往復(fù)運動的行程為：S3100-270mm。根據(jù)設(shè)計的需要，假設(shè)銑床的快進(jìn)和快退的最快的速度為：16m/min動摩擦力為2500N，靜摩擦力為5000N參數(shù)：F1F2S1S2T1T2F01F02V01V02S32802200812111600070000.6-60.5-5100-270第五章、負(fù)載分析與計算取液壓缸的機(jī)械效率為0.9。計算液壓缸驅(qū)動力（N）2-1根據(jù)公式2-1,計算液壓缸驅(qū)動力得定位液壓缸的驅(qū)動力為得夾緊液壓缸的驅(qū)動力為切削負(fù)載（F01/F02）：16000/7000N；工作臺液壓缸總負(fù)載2-2為工作負(fù)載，為慣性負(fù)載，為摩擦阻力負(fù)載=F01/F02=13000/6500N，不作考慮，設(shè)動摩擦為2500N，靜摩擦為5000N，F(xiàn)01粗加工的銑銷負(fù)載，F(xiàn)02粗加工的銑銷負(fù)載由公式2-1，工作臺液壓缸的工作推力快進(jìn)、快退時外負(fù)載F=2500N，啟動加速是外負(fù)載F=5000N，工作缸的外負(fù)載為表1銑床要求的工作參數(shù)動力部件快進(jìn)，快退摩擦阻力（Ｎ）動力部件切削負(fù)載（Ｎ）（Ⅰ／Ⅱ）快進(jìn)速度（m／min）（Ⅰ／Ⅱ）工進(jìn)速度（m／min）快退速度（m／min）250017778/777816(0.6~6)/(0.5~5)16根據(jù)工作的設(shè)計的需要假設(shè)快進(jìn)和快退的速度相等，同事都為16m/min表2液壓缸在各工作階段的負(fù)載值工況液壓缸負(fù)載F（N）液壓缸驅(qū)動力（N）快進(jìn)25002778Ⅰ工進(jìn)1850020556Ⅱ工進(jìn)950010556快退25002778定位280311夾緊22002444按照要求，作出系統(tǒng)的工作循環(huán)圖如下：圖1工作循環(huán)圖圖2速度循環(huán)圖根據(jù)上述計算結(jié)果各工作階段所受的外負(fù)載，并畫出負(fù)載循環(huán)圖。圖3負(fù)載循環(huán)圖第六章、液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計分析確定供油方式：根據(jù)設(shè)計背景要求，供油方式采用限壓式變量泵，變量泵選擇用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。調(diào)速方式的選擇：調(diào)速閥調(diào)速。速度換接方式的選擇采用電磁閥的快慢速換接回路，特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，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，則可改用行程閥切速的速度換接回路。夾緊回路的選擇用二位四通閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應(yīng)該用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬間下降時仍能保持夾緊力，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。圖4液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)的工作原理圖分析1、夾緊缸工作：啟動液壓泵，4YA得電，三位四通換向閥工作在左位，夾緊缸的無桿腔進(jìn)油，夾緊缸工作，夾緊缸的力的大小由單向節(jié)流閥15來控制。2、定位缸工作：4YA得電，三位四通換向閥工作在左位，定位缸的無桿腔進(jìn)油，定位缸工作，定位缸的工作壓力的大小由單向閥14來控制。3、快速運動：4YA和2YA得電，液壓缸22快速運動工進(jìn)1（往）：4YA和7YA得電，油液由調(diào)速閥18和19經(jīng)三位四通閥進(jìn)入液壓缸工進(jìn)1（復(fù)）：4YA和6YA得電，油液由調(diào)速閥18和19進(jìn)入三位四通閥的右側(cè)，進(jìn)入液壓缸。工進(jìn)2（往）：4YA和7YA得電，油液由調(diào)速閥18和19經(jīng)三位四通閥左側(cè)進(jìn)入液壓缸。工進(jìn)2（復(fù)）：4YA和6YA得電，油液由調(diào)速閥18和19進(jìn)入三位四通閥的右側(cè)進(jìn)入液壓缸?？焱耍?YA和4YA得電，液壓缸工作在左側(cè)。停止：3YA得電，夾緊缸和定位缸的有桿腔進(jìn)油，工件松開。第一節(jié)、液壓缸參數(shù)計算參考：《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》表5-6。銑床液壓系統(tǒng)的工作壓力選為5MPa。由于要求工作臺雙向移動速度相等，快進(jìn)，快退速度相等，故工作液壓缸選用單缸雙桿式。夾緊和定位缸均選單缸單桿式。（3）計算工作液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d，最大負(fù)載為20556N，取背壓為0.5Mpa，（查：《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》表5-8）。試取d/D=0.7。將數(shù)據(jù)代入式3-1得，根據(jù)液壓缸內(nèi)尺寸系列GB2348-1993，液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=110mm，按d/D=0.7，取d=77mm。（4）計算夾緊缸和定位缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d。按工作要求的夾緊力由一個夾緊缸提供，考慮到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應(yīng)低于進(jìn)給液壓缸的的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為2Mpa，回油背壓力為0.5Mpa，取液壓缸的機(jī)械效率為0.9。取d/D=0.7代入下式3-2所以得：得，按液壓缸內(nèi)尺寸系列GB2348-1993，和活塞桿直徑系列GB2348-1993，取夾緊液壓缸的D和d分別為50mm及35mm。取定位缸工作壓力為2Mpa，回油背壓力為0.5Mpa，取液壓缸的機(jī)械效率為0.9。取d/D=0.7代入式3-2，得：得，取定位液壓缸的D和d分別為16mm及12mm。按最低工進(jìn)速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，3-3A>，是由產(chǎn)品樣本查得的最小穩(wěn)定流量0.05L/min（由本產(chǎn)品查得GE系列調(diào)速閥AQF3—E10B的最小穩(wěn)定流量）。得A>，調(diào)速閥安裝在回油路上，液壓缸的有效工作面積應(yīng)選取液壓缸有桿腔的實際面積所以：A>Amin=1cm2可見滿足要求。3）計算在各工作階段液壓缸所需要的流量，，。表3液壓缸在各工作階段的壓力，流量和功率工況計算公式負(fù)載回油腔壓力（MPa)進(jìn)油腔壓力(MPa)輸入流量Q()功率P(KW)快進(jìn)25000.51.12564.0561.2Ⅰ工進(jìn)185000.55.1224.0212.05Ⅱ工進(jìn)95000.52.88200.96快退25000.51.12564.0561.2液壓缸的進(jìn)油腔壓力，輸入流量和功率用圖示分別表示如下：（其中各工作階段的運動時間為：快進(jìn)，工進(jìn)一，工進(jìn)二，快退。）圖5進(jìn)油腔的壓力圖圖6輸入流量圖圖7功率圖第二節(jié)、確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格1）泵的工作壓力的確定。由于油管有一定的壓降，所以泵的工作壓力為3-4（公式《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》）式中:P1——P-t圖中的最高工作壓力Pa——系統(tǒng)進(jìn)油路上的總壓力損失取為0.5Mpa，（初算是，簡單系統(tǒng)可取0.2-0.5MPa，復(fù)雜的系統(tǒng)可取0.5-1.5MPa，這里取0.5MPa）故=5.12+0.5=5.62Mpa。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)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力儲備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力。選取1.25=1.25x5.62=7.025Mpa。泵的流量確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為，為泄漏系數(shù)，一般取為1.1~1.3，現(xiàn)取為=1.1。（《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》參見圖5-10）=64.056x1.1=70.5L/min。3）選擇液壓泵的規(guī)格。根據(jù)以上計算的=7.025MPa和=70.5MPa3）查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，按照需求選用YBX-D50（V3）限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量50ml/min，泵的額定壓力為10Mpa，最高的壓力10MPa，，最流量為72.5L/min，驅(qū)動功率10kW，容積效率：88%，總效率。（查閱：/epslab/resource/yeya/4/4_3/4_3_3/4_3_3_3.htm）4）與液壓泵匹配的電動機(jī)的選定。泵的機(jī)械效率為，電機(jī)的工況條件下，取機(jī)械效率為。電機(jī)所需功率為3-5快退和快進(jìn)時，進(jìn)油腔壓力為1.125Mpa，其中=0.5MPa是進(jìn)油路壓力損失，=0.5MPa是壓力繼電器可靠動作需要的壓力差，，推出，；Ⅰ工進(jìn)時，電機(jī)所需功率，根據(jù)公式3-5，其中=0.5MPa是調(diào)速閥所需最小壓力，=0.5MPa是壓力繼電器可靠動作需要的壓力差，，得，；由以上計算可知，最大功率出現(xiàn)在Ⅰ工進(jìn)階段，Pmax=4663W，則電動機(jī)的功率應(yīng)為Np>4663W。據(jù)此查樣本選用Y2-132M-4三相異步電動機(jī)，電動機(jī)額定功率為5.5KW，額定轉(zhuǎn)速為。效率為85.5%，額定轉(zhuǎn)矩為2.2N.m第三節(jié)、液壓閥，過濾器，油管及油箱的選擇1)液壓閥及過濾器的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的最大流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格，列表如下：編號元件名稱估計通過流量(L/min)元件型號規(guī)格1XU線隙式濾油器702.5MPa2油箱——420L3冷卻器———4三相異步電動機(jī)—Y132S-45.5Kw5變量葉片油泵70YBX-D50（V3）10MPa6溢流閥7.04YF-L20B5-70MPa7指針式壓力計—Y-10010MPa8減壓閥—JF-L10G7MPa9單向閥7.04S-10A010L/min10背壓閥B-63B0.5MPa11三位四通換向閥34D-63B7MPa12三位四通換向閥34D-63B7MPa13蓄能器—HXQ-C16DHXQ-C16D14單向順序閥4.48X2F-L10E3MPa15單向順序閥2.56X2F-L10E3MPa16液壓缸4.4820x1820x1417液壓缸2.5650x2850x3618調(diào)速閥64.056Q-H2032MPa19調(diào)速閥64.056Q-H2032MPa20兩位二通換向閥22D-63B7MPa21三位四通換向閥34D-63B7MPa22液壓缸64.056100x70100x7023指針式壓力計—Y-10010MPa24指針式壓力計—Y-10010MPa25指針式壓力計—Y-10010MPa26指針式壓力計—Y-10010MPa27指針式壓力計—Y-10010MPa28指針式壓力計—Y-10010MPa2)油管的選擇根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。由于系統(tǒng)在液壓缸工進(jìn)速度最快時，流量最大，實際最大流量約為：，則泵的流量為額定流量70，連接液壓缸的進(jìn)出油路油管的直徑選擇公稱通徑為20mm。所以，按產(chǎn)品樣本標(biāo)準(zhǔn)JB827-66，JB/Z95-67，選用公稱通徑為20mm的管件。3)油箱容積的選擇中壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的5~7倍，《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》表4-1.這里取6倍，即，其中為液壓泵每分鐘排出壓力油的體積。得，V=420L。第四節(jié)、液壓系統(tǒng)的驗算(1)系統(tǒng)壓力損失驗算由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未清楚，整個回路的壓力損失無法估算，僅只有閥類元件對壓力損失所造成的影響可以看得出來，供調(diào)定壓力值時參考。由于快進(jìn)時的油液流量比快退時的流量大，所以其壓力損失也就比快退時的大。因此必須計算快進(jìn)時進(jìn)油路與回油路的壓力損失。假定液壓系統(tǒng)選用L-HL32號液壓油，考慮最低工作溫度為15℃，由手冊查出此時油的運動粘度《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》，油的密度，《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》【表2-1】液壓元件采用集成塊式的配置形式，Q取64.056，即。判定雷諾數(shù)：3-6V：管道內(nèi)的平均流速m/sd：圓管的內(nèi)徑mV：流體的運動粘度=此處d取20mm，即，代入數(shù)據(jù)，得，則進(jìn)油回路中的流動為層流。沿程壓力損失：選取進(jìn)油管長度為，則進(jìn)油路上的流體速度為：3-7壓力損失為3-8局部壓力損失：由于采用集成塊式配置的液壓裝置，所以只考慮進(jìn)油路上的閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失按式3-9計算，結(jié)果列表如下：表5各閥局部壓力損失編號元件名稱額定流量（）實際流量（）額定壓力損失（MPa）實際壓力損失（MPa）11三位四通換向閥8064.0560.40.25644812三位四通換向閥800007562520兩位兩通換向閥80200.40.02521三位四通換向閥80240.40.036若集成塊進(jìn)油路的壓力損失，由于油路一次最多經(jīng)過三個換向閥，故進(jìn)油路的總壓力損失為：3-10也就是說，初選的進(jìn)油管壓力損失略大于實際油路壓力損失。這說明液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)以及元件的參數(shù)選擇是基本合理的，滿足要求。(2)系統(tǒng)發(fā)熱及溫升驗算《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》系統(tǒng)溫升的驗算在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時間最長，為了簡化計算，主要考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量，一般情況下，工進(jìn)速度大時發(fā)熱量大，由于限壓式變量泵在流量不同時，效率相差極大，所以計算最大、最小時的發(fā)熱量，然后加以比較，取數(shù)值大者進(jìn)行分析。【1】在v01=0.6m/min（工進(jìn)粗加工）時，低速此時泵的效率為0.1，泵的出口油壓力為10MPa，則有此時的功率損失為：【2】在v01=6m/min（工進(jìn)粗加工）時，高速此時泵的效率為0.72，泵的出口油壓力為10MPa，則有此時的功率損失為：【3】在v01=0.5m/min（工進(jìn)精加工）時，低速此時泵的效率為0.1，泵的出口油壓力為10MPa，則有此時的功率損失為：【4】在v01=5m/min（工進(jìn)精加工）時，高速此時泵的效率為0.72，泵的出口油壓力為10MPa，則有此時的功率損失為：【5】所以由以上工作階段分析可以知道，在v01=6m/min（工進(jìn)粗加工高速）時，功率損失為10.12KW，發(fā)熱量最大。假設(shè)油箱三個邊長的比例在1：1：1到1：2：3范圍內(nèi)，且油面高度為油箱高度的80%,，假定通風(fēng)良好，取油箱散熱系數(shù)，則利用式3-15可得油液溫升為：。設(shè)環(huán)境溫度為，則熱平衡溫度為：3-16。所以油箱散熱需要加裝專用冷卻器。再驗算，取，則利用式3-15，可得油液溫升為：。設(shè)環(huán)境溫度為，則熱平衡溫度為：。。所以加裝冷卻器后油箱工作溫度沒有超過最高允許油溫，散熱可以滿足要求。第七章、液壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)第一節(jié)、日常檢查：日常檢查是減少液壓系統(tǒng)故障最重要的環(huán)節(jié)，主要是操作者在使用中經(jīng)常通過目視、耳聽、手觸等簡單方法，在液壓泵起動前后和停止運轉(zhuǎn)前檢查油量、油溫、油質(zhì)、壓力、泄漏、噪聲、振動等情況。出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象應(yīng)停機(jī)檢查原因，及時排除異?，F(xiàn)象。第二節(jié)、定期保養(yǎng)：為保證液壓系統(tǒng)正常工作，提高各液壓元件的壽命與可靠性，必須進(jìn)行定期檢查保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)潛在故障及時修復(fù)或排除。定期保養(yǎng)的主要內(nèi)容有調(diào)查日常檢查中發(fā)現(xiàn)而又未及時排除的異常現(xiàn)象和潛在的故障預(yù)兆，查明其原因并給予排除；對規(guī)定必須定期檢查的基礎(chǔ)部件，應(yīng)認(rèn)真檢修、保養(yǎng)；檢查油量加油補(bǔ)油，清洗油箱等。定期保養(yǎng)的時間一般與過濾器檢修時間相同（清理或更換濾芯），約為三個月左右。第三節(jié)、綜合維護(hù)：綜合維護(hù)大約每一年一次，其主要內(nèi)容是檢查液壓裝置的各元件和部件，判斷其性能和壽命，進(jìn)行分解檢修或更換元件，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行清洗和換油。冬季室內(nèi)油溫未達(dá)到15℃時，不準(zhǔn)開始順序動作，夏季油溫高于60℃時，要注意系統(tǒng)的工作情況，并通知維修人員進(jìn)行處理。第四節(jié)、液壓系統(tǒng)常見故障及排除方法一、液壓系統(tǒng)常見故障及排除方法故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因排除方法噪聲和振動1、空氣侵入液壓系統(tǒng)1、檢查排除2、齒輪泵齒形精度低2、兩齒對研達(dá)到精度要求3、葉片泵葉片卡死或配合不良3、修復(fù)或配換有關(guān)零件4、柱賽泵柱賽移動不靈活，液壓泵內(nèi)零件損壞，軸向，徑向間隙過大，輸油量不足，壓力波動。困油現(xiàn)象4.修復(fù)有關(guān)零件5、溢流閥動作失靈，液壓油臟物堵塞阻尼小孔彈簧變形、卡死、損壞5、清洗換油，疏通阻尼孔檢查更換彈簧6、閥座損壞，配合間隙不合適6、檢查主閥芯是否卡死、修研閥座7、液壓泵和電動機(jī)安裝不同心7、重新安裝連軸節(jié)，保證同心度8、油管互相碰擊8、檢查排除系統(tǒng)壓力不足或無壓力1、液壓泵轉(zhuǎn)向錯誤1、糾正轉(zhuǎn)向2、轉(zhuǎn)速過低，膠帶打滑、連軸器有故障運動件磨損，間隙過大，泄漏嚴(yán)重2、排除故障修復(fù)或更換3、溢溜閥在開口位置被卡住，無法建立壓力，阻尼孔堵塞3、修研，使閥在體內(nèi)移動靈活清洗阻尼通道4、閥中鋼球與閥座密封不嚴(yán)壓力調(diào)整錯誤更換鋼球或研配閥座重新調(diào)整5、液壓缸因間隙過大或密封圈損壞使高低壓腔互通5、修配活塞或更換密封圈6、壓力油路上某些閥由于污物或其他原因使閥在開口處上卡住而卸荷6、尋找故障部位，清洗或研修，使滑閥在閥體中移動靈活7、壓力油路上泄漏7、擰緊各接合處，排除泄漏系統(tǒng)爬行1、空氣侵入液壓系統(tǒng)，油面過低吸油不暢1、加足液壓油至油標(biāo)線上2、吸油口處濾油器被堵塞形成局部真空，回油管在油面上拆卸清洗，更換臟油，將回油管插入液壓油中3、接頭密封不嚴(yán)3、擰緊接頭螺紋嚴(yán)防空氣侵入4、摩擦阻力變化，導(dǎo)軌精度不好，局部阻力變化，接觸不良，油膜不易形成4、修復(fù)導(dǎo)軌至精度要求5、潤滑情況不良，潤滑油粘度太小5、選用適當(dāng)粘度的潤滑油6、液壓缸中心線與導(dǎo)軌不平行，活塞與活塞桿不同心等，產(chǎn)生不均勻的摩擦力6、相應(yīng)重裝，校直、修復(fù)、更換、配置7、滑板的鑲條或壓板調(diào)整太緊以及鑲條彎曲等7、重新調(diào)整和修復(fù)刮鑲條，使運動部件移動無阻滯現(xiàn)象8、回油無背壓8、回油增加背油二、液壓元件常見故障及排除方法1、液壓泵故障原因排除方法泵不出油傳動泵的電機(jī)轉(zhuǎn)向錯誤將電機(jī)反向油箱內(nèi)的液面太低加入適量的液壓油吸油管或過濾器堵塞清洗過濾器及吸油管、去除雜物從吸油管吸入空氣檢查何處漏氣、并修理油泵轉(zhuǎn)速太低提高轉(zhuǎn)速油液粘度太高使用推薦的液壓油如果是葉片泵，葉片是否正常檢查葉片泵油溫太低，油液粘度太高啟用加熱器，提高油溫至合適溫度泵不升壓因上述原因油泵不出油按上述方法進(jìn)行處理溢流閥額定壓力太低調(diào)整溢流閥的壓力溢流閥閥座被雜物卡死清除溢流閥閥座上的雜物系統(tǒng)中油泄漏對系統(tǒng)進(jìn)行順次試驗檢查系統(tǒng)中的油自由流同油箱或正在向執(zhí)行元件中充油檢蓄能器站中的P2口處球閥是否關(guān)閉，是否蓄能器能正在充油端蓋未能擰緊緊固螺釘泵站系統(tǒng)中的單向閥卡閥或損壞斷開油源，拆下并清洗單向閥或更換單向閥漏油油的粘度太低檢查并更換液壓油密封圈損壞檢查并更換密封圈動作不良起動時或寒冷時動作不良油液粘度太高，更換合適的液壓太緊溫度上升，速度下降泵的壓力低，閥、缸內(nèi)泄大并檢查速度控制的節(jié)流分路跳動油量不足，混入空氣，密封圈壓的太緊，并排除之速度低時速度不穩(wěn)節(jié)流閥開度太小，節(jié)流口損傷，排除或更換液壓油泵有噪音吸油管部分堵塞消除雜物使其通暢吸油管吸入空氣認(rèn)真檢查，堵漏泵的端蓋螺釘太松擰緊螺釘使噪音停止配油盤有雜物堵塞借助說明書拆卸并消除臟物油中有氣泡檢查回油管出口是否沒入油中，加長回油管油的粘度太高選出合適的液壓油油泵起動頻繁內(nèi)部泄漏過大檢查閥、缸的泄漏情況工作壓力太高檢查壓力表及溢流閥靈敏度散熱不良檢查油路是否短路，冷卻器通油善是否政黨卸荷回路動作不良檢查電氣回路、電磁閥、先導(dǎo)回路、卸截閥回路是否正常蓄能器皮囊損壞檢查并更換蓄能器皮囊蓄能器充氣壓力太高檢查并施壓力至規(guī)定值油泵反轉(zhuǎn)油泵出口的單向閥卡閥或損壞清洗或更換單向閥2、換向閥故障原因排除方法操作閥不能動作閥被堵塞拆開清洗閥體變形重新安裝，使螺釘壓緊力均勻彈簧折斷（有中位的閥）更換彈簧操作壓力不夠（電液閥）操作壓力必須大于0.35MPa，中間位置卸荷式，請在回油路設(shè)置單向閥以產(chǎn)生備壓二、液壓元件常見故障及排除方法1、液壓泵故障原因排除方法電磁閥線圈燒壞電磁鐵損壞更換電磁鐵電壓太低調(diào)整電壓在額定電壓的10%以內(nèi)換向壓力超過規(guī)定降低壓力換向流量超過規(guī)定換通徑大的閥回油孔有備壓檢查備壓是否在規(guī)定范圍之內(nèi)粉塵阻滯閥運動拆卸清洗長時間卡閥清洗電磁閥并更換電磁鐵3、單向閥故障原因排除方法發(fā)生異常聲音油流量超過允許值加大閥的通徑和別的閥發(fā)生共振改變彈簧的強(qiáng)弱在卸壓單向閥中沒有卸壓裝置安裝卸壓裝置4、溢流閥故障原因排除方法壓力太高或太低彈簧太軟或調(diào)節(jié)不當(dāng)更換彈簧或重新調(diào)節(jié)壓力表不準(zhǔn)檢查壓力表是否正確錐閥與錐閥座接觸不良修理或更換主動閥動作不良檢查主閥小孔是否堵塞錐閥座與錐閥座損傷或有臟物清洗或更換閥座壓力表跳動或聲音異常主閥動作不良清洗或更換閥座錐閥異常磨損換錐閥在出口油路上有空氣放出空氣流量超過允許值換大通徑閥和其它閥產(chǎn)生共振改變閥的調(diào)定壓力回油不合適排除回油阻力壓力不穩(wěn)定主閥動作不良清洗或更換閥座錐閥座不穩(wěn)定調(diào)換，檢查液壓油臟否及系統(tǒng)是否漏氣錐閥異常磨損換錐閥第八章、電控系統(tǒng)的設(shè)計（采用PLC控制方式）第一節(jié)、各電磁鐵動作順序表其中表中的符號含義：+：電磁鐵動作-：電磁鐵不動作表6各電磁鐵動作順序表工作階段1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA定位、夾緊---+---快進(jìn)-+-+---Ⅰ工進(jìn)往---+--+Ⅰ工進(jìn)復(fù)---+-+-往復(fù)4次Ⅱ工進(jìn)往---++-+Ⅱ工進(jìn)復(fù)+--+++-往復(fù)4次快退+--+---松開夾具--+----第二節(jié)、PLC控制連接圖圖8PLC外部接線控制電路由于在我們設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，主要設(shè)計的是專用銑床的液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，同時，還有對液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的維護(hù)，現(xiàn)在，當(dāng)我的設(shè)計用到了PLC來控制了之后，而PLC的輸出電壓，和輸入電壓又分為幾種，有220V的，同時，也有24V的，在這里，因為我用過的是24V的天工樓的PLC，而沒有用過220V的PLC，所以，我在這里我選用的是24V的PLC，所以我設(shè)計我的PLC的輸出電壓時24V，而外部的連接的繼電器則是用額定電壓為127V的繼電器來控制。（因為我的設(shè)計的要求是專用液壓銑床的液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的設(shè)計與維護(hù)，所以對于外部的接線圖，繼電器的選用，和布局圖等我就不做重點來設(shè)計。）、PLC控制梯形圖解析：I0.0急停、停止按鈕SB1I0.1啟動按鈕SB2I0.2過載保護(hù)熱繼電器I0.3行程開關(guān)1SQI0.4行程開關(guān)2SQI0.5行程開關(guān)3SQQ0.1中間繼電器Q0.34YA得電定位與夾緊Q0.42YA得電快進(jìn)Q0.5工進(jìn)1Q0.66YA得電逆銑Q0.75YA得電Q1.07YA得電2工進(jìn)Q1.16YA得電逆銑Q1.21YA得電Q1.38YA得電松開定位、夾緊圖10PLC控制梯形圖第四節(jié)、電氣控制原理圖分析與設(shè)計電氣控制原理分析：當(dāng)按下SB2時，繼電器KM1得電，并自鎖，此時，4YA得電，液壓缸此時進(jìn)行的動作是定位與夾緊，當(dāng)時間一到的時候KT1自動吸合，此時KM1線圈得電，2YA得電，工進(jìn)缸快進(jìn)。當(dāng)碰到1SQ時，KM3吸合，同時7YA得電，此時，進(jìn)入工進(jìn)1，當(dāng)碰到2SQ時，KM4線圈得電，6YA得電，工進(jìn)缸開始進(jìn)入工進(jìn)1的逆銑，時間繼電器KT2線圈得電，開始計時，調(diào)定當(dāng)碰到1