外圓磨床課程設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論V</b></p><p>　　1.1論文的選題背景V</p><p>　　1.2液壓傳動(dòng)的概述V</p><p>　　1.3液壓傳動(dòng)的早期運(yùn)用和未來(lái)V</p><p>　　1.4液壓傳

2、動(dòng)的應(yīng)用范圍的基本原理VI</p><p>　　1.5液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成VII</p><p>　　1.6液壓元件分類(lèi)VII</p><p>　　1.7液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)VIII</p><p>　　2外圓磨床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求IX</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)步驟IX</p><

3、;p>　　2.2明確設(shè)計(jì)要求IX</p><p><b>　　3進(jìn)行工況分析X</b></p><p>　　3.1載荷的組成和計(jì)算X</p><p>　　3.2初選系統(tǒng)工作壓力XIII</p><p>　　3.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸XIV</p><p>　　3.4計(jì)算液壓缸達(dá)

4、所需流量XVI</p><p>　　4外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)XVI</p><p>　　4.1機(jī)床液壓系統(tǒng)的功能XVI</p><p>　　4.2磨床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)換向回路的選擇XVII</p><p>　　4.3外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理XIX</p><p>　　4.4外圓磨床液壓系統(tǒng)的

5、特點(diǎn)XXIII</p><p>　　5外圓磨床液壓元件的選擇XXIII</p><p>　　5.1液壓泵的確定與所需功率的計(jì)算XXIII</p><p>　　5.2閥類(lèi)元件選擇XXV</p><p>　　5.3管道的選擇XXV</p><p>　　5.3.1油管類(lèi)型的選擇XXV</p><

6、;p>　　5.3.2油管尺寸的確定XXV</p><p>　　5.4濾油器的選擇XXVI</p><p>　　6液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算XXVII</p><p>　　6.1管路系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算XXVII</p><p>　　6.2系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算XXVII</p><p>　　7液壓油箱的設(shè)計(jì)XXVIII&l

7、t;/p><p>　　7.1液壓油箱有效容積的確定XXVIII</p><p>　　7.2液壓油箱的外形尺寸設(shè)計(jì)XXIX</p><p>　　7.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)XXIX</p><p>　　8設(shè)計(jì)液壓裝置XXXII</p><p>　　9外圓磨床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障分析及維修XXXII</p>

8、<p>　　9.1使用液壓系統(tǒng)要注意的問(wèn)題XXXII</p><p>　　9.2在液壓系統(tǒng)中安裝油管、液壓元件、液壓泵的注意事項(xiàng)XXXIII</p><p>　　9.3常見(jiàn)故障解決舉例XXXIV</p><p>　　10外圓磨床液壓系統(tǒng)的清洗XXXV</p><p>　　11結(jié)論與展望XXXVII</p>&

9、lt;p>　　11.1結(jié)論XXXVII</p><p>　　11.2不足之處及未來(lái)展望XXXVII</p><p>　　致謝XXXVIII</p><p>　　參考文獻(xiàn)XXXIX</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1論文的選題背景</p>

10、<p>　　隨著科技步伐的加快，液壓技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，液壓系統(tǒng)已成為主機(jī)設(shè)備中最關(guān)鍵的部分之一。但是，由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用和維護(hù)等方面的因素，影響了液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，了解系統(tǒng)工作原理，懂得一些設(shè)計(jì)。制造、安裝、使用和維護(hù)等方面的知識(shí)，是保證液壓系統(tǒng)能正常運(yùn)行并極大發(fā)揮液壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)的先決條件。</p><p>　　本文主要研究的是外圓磨床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需

11、要與主機(jī)的總合設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)時(shí)，從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)徽章、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　1.2液壓傳動(dòng)的概述</p><p>　　液壓傳動(dòng)是用液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式。液壓會(huì)和氣壓傳動(dòng)稱(chēng)為液體傳動(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(lái)的一

12、門(mén)新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門(mén)技術(shù)，如今，傳動(dòng)技術(shù)的高低已成為一個(gè)國(guó)這工業(yè)發(fā)慎用水平的重要標(biāo)志。</p><p>　　1.3液壓傳動(dòng)的早期運(yùn)用和未來(lái)</p><p>　　1795年英國(guó)約瑟夫.布拉曼，在倫敦用水作為工作介質(zhì)，經(jīng)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年將工作介質(zhì)水改為油，又進(jìn)一步得到改善。</p><p>　　第一次

13、世界大戰(zhàn)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世紀(jì)的20年間才開(kāi)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)初康斯坦丅.尼斯克對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究：1910年對(duì)澟傳動(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。</p><p>　　第二次世

14、界大戰(zhàn)期間，在美國(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出，日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近20多年，在1955年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng)，1956年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”,近20、30年間，日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地位。</p><p>　　另外，近幾年又出現(xiàn)了太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、濤浪模擬裝置、飛機(jī)駕駛模擬、船舶駕駛模擬器、地震再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬、高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車(chē)裝置等。均了液壓

15、技術(shù)。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展，同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試、計(jì)算機(jī)直接控制、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。</p><p>　　總之，一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，均可采用液壓技術(shù)，安排發(fā)展如此之快，應(yīng)用如此之廣，其原因就是液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點(diǎn)，歸納起來(lái)液壓動(dòng)力傳動(dòng)方式具有顯著

16、的優(yōu)點(diǎn)：其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率大：液壓傳動(dòng)裝置體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、布局奶油小生，易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，便于與電氣控制相配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化：易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)與保壓，安全可靠：元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化：液壓易與微機(jī)控制等新技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成“機(jī)－電－液－光”一體化便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。</p><p>　　1.4液壓傳動(dòng)的應(yīng)用范圍的基本原理</p><p>　　液壓傳動(dòng)有許多突

17、出的優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)該非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等：行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)等：鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等：土木水利工程用的防洪閘門(mén)及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機(jī)械、船頭門(mén)、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝裝置、飛行器仿真、

18、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。</p><p>　　液壓傳動(dòng)的基本原理；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(guò)液體壓力能的變化來(lái)傳遞能量，經(jīng)過(guò)各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件把液體壓力能轉(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)，其中的液體稱(chēng)為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類(lèi)似。</p><p&

19、gt;　　在液壓傳動(dòng)中，液壓油缸就是一個(gè)最簡(jiǎn)單而又比較完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，分析它的工作過(guò)程，可以清楚的了解液壓傳動(dòng)的基本原理。</p><p>　　1.5液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成</p><p>　　液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。</p><p>　　動(dòng)力元件它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)

20、力部分。</p><p>　　執(zhí)行元件它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，其中 ，油缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　控制元件包括壓力閥、流量閥和方向閥等，它們的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。</p><p>　　輔助元件除上述三部分發(fā)外其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件各種

21、管接頭（擴(kuò)口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測(cè)壓接頭、管夾等及油箱等，它們同樣十分重要。</p><p>　　工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類(lèi)液壓傳動(dòng)中的液壓油或浮化液，它經(jīng)過(guò)油泵和液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　1.6液壓元件分類(lèi)</b></p><p>　　動(dòng)力元件－齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵。</

22、p><p>　　執(zhí)行元件－液壓缸:活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動(dòng)液壓缸、組合液壓缸。</p><p>　　液壓馬達(dá)－齒輪式液壓馬達(dá)、葉片液壓馬達(dá)、柱塞液壓馬達(dá)。</p><p>　　控制元件－方向控制閥：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥。</p><p>　　壓力控制閥－溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。</p><p>　　流量控制閥－

23、節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥。</p><p>　　輔助元件－蓄能器、過(guò)濾器、冷卻器、加熱器、油管、管接頭、油箱、壓力計(jì)、流量計(jì)、密封裝置等、</p><p>　　1.7液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)</p><p>　　液壓傳動(dòng)之所以能星到廣泛的應(yīng)用，是由于它具胡以下的主要優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　由于液壓傳動(dòng)是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳

24、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?。ㄊ偷谋每刹捎脗鲃?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，又加之極易布置，在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上，已基本取休了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。</p><p>　　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)單位功率的重量指標(biāo)，日前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的十分之一，液

25、壓泵和液壓馬達(dá)可小至0.0025N/W，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)則約為0.03N/W。</p><p>　　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)，可以實(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。</p><p>　　傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化的速度較穩(wěn)定，正因?yàn)榇颂攸c(diǎn) ，金屬切削機(jī)床中的磨床傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。</p><p

26、>　　液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)――借助于設(shè)置溢流閥等，同時(shí)液壓件能自行潤(rùn)滑，因些使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　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)，能很容易地實(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。</p><p>　　液壓元件已實(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。</p><p>　　但

27、液壓傳動(dòng)同樣存在缺點(diǎn) ，液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：</p><p>　　液壓系統(tǒng)中的漏洞等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平衡性和正確性，使得液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。</p><p>　　液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體粘性變化，引起運(yùn)動(dòng)特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。</p><p>　　為了減少泄漏，以及為了滿足某些性

28、能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。</p><p>　　液壓傳動(dòng)要求胡單憑的能源，不像電源那樣使用方便。</p><p>　　液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。</p><p>　　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，液壓傳動(dòng)有著廣泛的發(fā)展前景。</p><p>

29、　　2外圓磨床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求</p><p>　　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本代、低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)步驟</b><

30、;/p><p>　　液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，人致按如下步驟進(jìn)行。</p><p>　　確定液壓執(zhí)行元件的形式；</p><p>　　進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；</p><p>　　制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；</p><p><b>

31、　　選擇液壓元件；</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；</p><p>　　繪制工作圖，編制技術(shù)文件。</p><p><b>　　2.2明確設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)，在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必順把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有

32、關(guān)的方面了解清楚。</p><p>　　主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；</p><p>　　液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及被此聯(lián)鎖關(guān)系如何；</p><p>　　液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，支持速度；</p><p>　　各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；</p><p>　　對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平衡

33、性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；</p><p>　　自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求；</p><p>　　對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；</p><p>　　對(duì)效率、成本等方面的要求。</p><p><b>　　3進(jìn)行工況分析</b></p><p>　　通過(guò)工況分析，可以看出液壓

34、執(zhí)行元件在工作過(guò)程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)在畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)查的基礎(chǔ)上，主要對(duì)磨床中移動(dòng)工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。要求經(jīng)、驅(qū)動(dòng)它的液壓系統(tǒng)完成工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，大端點(diǎn)有停

35、留，停留時(shí)間在0－5S范圍，滑臺(tái)采用V形導(dǎo)軌，其導(dǎo)軌面的夾角為90度，滑臺(tái)與導(dǎo)軌的最大間隙為2MM，起動(dòng)加速和減速時(shí)間均為0.5S，液壓缸的機(jī)械效率為0.90，根據(jù)磨床標(biāo)準(zhǔn)GB/T4684-94選定本次設(shè)計(jì)的工作臺(tái)移動(dòng)式外圓磨床的最大磨削長(zhǎng)度500MM，允許的最大工件重150KG,工作臺(tái)重500KG，移動(dòng)速度0.01-2M/MIN.</p><p>　　3.1載荷的組成和計(jì)算</p><p

36、>　　液壓缸的載荷組成和計(jì)算</p><p>　　圖3.1表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。各有關(guān)參數(shù)標(biāo)注圖上，其中FW是作用在活塞桿上的外部載荷，F(xiàn)M是活塞與缸壁以及活塞桿與導(dǎo)向套之間的密封阻力。</p><p>　　作用在活塞桿上的外部載荷FW包括工作載荷FX,導(dǎo)軌的摩擦力FF和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力FS.</p><p><b>

37、;　　工作載荷FX</b></p><p>　　常見(jiàn)的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的重力、切削力、擠壓力等。對(duì)于工作臺(tái)移動(dòng)式外圓磨床的，工作載荷遠(yuǎn)小于摩擦載荷可忽略。即FX</p><p><b>　　導(dǎo)軌載荷FF</b></p><p>　　對(duì)于V型導(dǎo)軌 </p><p>　　式中G――

38、運(yùn)動(dòng)部件所受的重力（N）:</p><p>　　FN---外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力（N）；</p><p>　　U----摩擦系數(shù)。見(jiàn)表3－1；</p><p>　　a――V型導(dǎo)軌的夾角，一般為900。</p><p><b>　　表3.1摩擦系數(shù)U</b></p><p>　　取靜摩擦力系數(shù)：

39、FX＝0.2動(dòng)摩擦系數(shù)fs=0.1；</p><p>　　靜摩擦力Ffx=fs(G+FN)sin(a/2)</p><p>　　=0.2×(500×10=150×10)/sin450</p><p><b>　　=1838N</b></p><p>　　動(dòng)摩擦力Ffd=fd(G+FN)/si

40、n(a/2)</p><p>　　=0.1×(500×10=150×10)/sin450</p><p><b>　　=919N</b></p><p><b>　　慣性載荷FS</b></p><p>　　FS＝Mmax△v/△t

41、 (3.2)</p><p>　　式中Mmax――運(yùn)動(dòng)部件的最大重量：Mmax＝650kg</p><p>　　v――速度變化量（m/s）△v＝0.03m/s;</p><p>　　△t---起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（s）△t=0.5s.</p><p><b>　　即：Fa＝43N</b></p&

42、gt;<p>　　液壓缸的外載荷Fw,</p><p>　　起動(dòng)加速時(shí)Fw=Fg+Ffd+Fa=0+919N+43N=962N</p><p>　　穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)Fw=Fg+Ffd=0+919N=919N</p><p>　　減速制動(dòng)時(shí)Fw=Fg+Ffd-Fa=0+919N-43N=876N</p><p>　　工作載荷FW并非每階

43、段都存在，如該階段沒(méi)有工作，則FW＝0；</p><p>　　除外載荷外，作用于活塞上的載荷F還包括液壓缸密封處的摩擦阻力FM,由于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為</p><p>　　FM=(1-∩m)F (3.3)</p><p>　　式中∩m――液壓缸的機(jī)械效

44、率，取0.90</p><p>　　F=FW/∩m (3.4)</p><p>　　表3.2液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表</p><p>　　根據(jù)液壓缸各階段的載荷，繪制出執(zhí)行元件的載荷循環(huán)圖，以便進(jìn)一步選擇系統(tǒng)工作壓力和確定其他有關(guān)參數(shù)。</p><p>　　3.2初選系

45、統(tǒng)工作壓力</p><p>　　壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類(lèi)型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間，經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制，在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)漳；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高。必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定的尺寸不大受設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓

46、力要選得高一些，具體選擇可參考表3.22和表3.3.</p><p>　　表3.2按載荷選擇工作壓力</p><p>　　表3.3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　根據(jù)上表選定系統(tǒng)工作壓力1 MPa，工作載荷3KN</p><p>　　3.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　液壓缸有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)

47、見(jiàn)圖3.3，圖為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)</p><p><b>　　活塞桿受壓時(shí)</b></p><p>　　F=FW/∩N=P1A1-P2A2 (3.5)</p><p>　　式中A1=A2=兀/4（D2-d2）</p><p><b>

48、　　F=3KN</b></p><p>　　P1------液壓缸工作腔壓力(pa);p1=1MPa</p><p>　　P2------液壓缸回油腔壓力（pa），即背壓力，其值根據(jù)回路的具體情況而定，初算時(shí)可參照表3.4取值。因?yàn)榛赜吐穾д{(diào)速閥的系統(tǒng)取0.5MPas</p><p>　　D-------活塞直徑（M）；</p><p

49、>　　d-------活塞桿直徑（M）。</p><p>　　表3.4執(zhí)行元件背壓力</p><p>　　即：3KN＝1A1-0.5A2</p><p>　　A1= A2=6000mm2</p><p>　　確定活塞桿徑d與活塞直徑D的關(guān)系，令桿徑比= d/D,其比值可按表3.5選取。</p><p>　　表3.

50、5按工作壓力選取d/D</p><p>　　桿徑比先定為＝0.5</p><p>　　即：6000＝兀/4×（D2-d2）＝兀/4×3d2</p><p><b>　　d=5.mm</b></p><p><b>　　D=100mm</b></p><p>

51、;　　液壓缸直徑D和活塞桿直徑d的計(jì)算值要國(guó)標(biāo)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。</p><p>　　根據(jù)表3.6按標(biāo)準(zhǔn)取D=100mm,則d=50mm滿足活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　表3.6常用液壓內(nèi)徑D（GR/T2348-1993）/mm</p><p>　　行程與活塞桿直徑的比L/d＝500/50＝10不需要做壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。</p>&l

52、t;p>　　3.4計(jì)算液壓缸達(dá)所需流量</p><p>　　液壓缸工作時(shí)所需流量</p><p>　　Q＝AV (3.6)</p><p>　　式中A----液壓缸有效作用面積（m2）</p><p>　　v-----活塞與缸體的相對(duì)速度（m/s）.&l

53、t;/p><p>　　Q=0.006m2×0.033m/s=0.0002m3/s</p><p>　　液壓缸工作時(shí)所需流量0.0002 m3/s</p><p>　　4外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)</p><p>　　4.1機(jī)床液壓系統(tǒng)的功能</p><p>　　本機(jī)床（見(jiàn)圖4.1）可磨削外圓柱形和圓錐形工件，

54、該機(jī)床的頭架（工件）、外圓砂輪、液壓油泵和冷卻泵都由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)縱向往復(fù)移動(dòng)由液壓無(wú)極傳動(dòng)，也可手動(dòng)。</p><p>　　砂輪架的橫向進(jìn)給由手動(dòng)操縱實(shí)現(xiàn)粗進(jìn)給和細(xì)進(jìn)線兩種，還可以由液壓進(jìn)行快速移動(dòng)，為方便裝卸工件，尾架頂尖的伸縮采用液壓傳動(dòng)，在裝卸工件和測(cè)量工件時(shí)， 為縮短輔助時(shí)間，砂輪架具有快速進(jìn)退動(dòng)作，為避免慣性沖擊，控制砂輪架快速進(jìn)退的液壓缸設(shè)置有緩沖裝置，工作臺(tái)可作微量抖動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)具有必要的

55、聯(lián)鎖動(dòng)作：（1）工作臺(tái)的流動(dòng)與手動(dòng)補(bǔ)齊，以免流動(dòng)帶動(dòng)手輪旋轉(zhuǎn)引起工傷事故。（2）砂輪架快速前進(jìn)時(shí)，可保證尾架頂尖不后退，以免加工時(shí)工件脫落。（3）砂輪架快進(jìn)時(shí)，頭架帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，冷卻泵啟動(dòng)； 砂輪架快速后退時(shí)， 頭架與冷卻停轉(zhuǎn)。</p><p>　　4.2磨床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)換向回路的選擇</p><p>　　磨床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作往復(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工

56、作臺(tái)等運(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，但是對(duì)磨床等換向精度要求高的換向回路，則需特殊設(shè)計(jì)的換向閥。根據(jù)具體要求的不同，可分為時(shí)間控制制動(dòng)式投向回路和行程控制制動(dòng)式換向回路兩種。</p><p>　　圖4.2所示一種時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路。</p><p>　　圖4.2時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路</p><p>

57、;　　1－節(jié)流閥； 2－先導(dǎo)閥； 3換向閥； 4－溢流閥</p><p>　　這個(gè)回路中的主油路只換向閥3的控制，例如，先導(dǎo)閥2從圖4.2位置換到左端位置時(shí)，控制油路中的壓力經(jīng)單向閥I2通向換向閥3右端，換向閥左端的油經(jīng)節(jié)流閥J1流回油箱，換向閥閥芯向左移動(dòng)，閥芯上的右制動(dòng)錐面逐漸關(guān)小液壓缸油腔的回油通道，活塞速度逐漸減慢，并在換向閥3的閥芯移過(guò)I距離后將通道閉死，使活塞停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)節(jié)流閥J1和J2和開(kāi)口大小調(diào)定

58、之后，換向閥閥芯移過(guò)I所需的時(shí)間（使活塞制動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間）就確定不變中，因此，這種制動(dòng)方式被稱(chēng)為時(shí)間控制制動(dòng)式。時(shí)間控制制動(dòng)式的主要優(yōu)點(diǎn)是它制動(dòng)埋單可以根據(jù)主機(jī)部件運(yùn)動(dòng)速度的快慢、慣性的大小，通過(guò)節(jié)流閥J1和J2的開(kāi)口旦得到調(diào)節(jié)，以便控制換向沖擊，提高工作效率；其主要缺點(diǎn)是換向過(guò)程中的沖出量受運(yùn)動(dòng)部件的速度和其它一些因素的影響，使其換向精度不高。</p><p>　　圖4.3所示一種行程控制制動(dòng)式換向回路，這種回

59、路的結(jié)構(gòu)和工作情況與時(shí)間控制制動(dòng)式的主要差別在于這里的主油咱除了受換向閥3的控制外，還要受先導(dǎo)閥2的控制。</p><p>　　圖4.3行程控制制動(dòng)式換向回路</p><p>　　1－溢流閥； 2－先導(dǎo)閥； 3-換向閥; 4-節(jié)流閥</p><p>　　圖示位置的先導(dǎo)閥2在換向過(guò)程中向左移動(dòng)時(shí)，先導(dǎo)閥閥芯的制動(dòng)錐將液壓右腔的回油通道逐漸關(guān)小，使活賽速度逐漸減慢，對(duì)活

60、塞進(jìn)行預(yù)制動(dòng)，當(dāng)回油通道被關(guān)得很小，活塞速度變得很慢時(shí)，換向閥3的控制油路才開(kāi)始切換，換向閥閥芯向左移動(dòng)，切斷主軸路通道，使活塞停止運(yùn)動(dòng)，并立即使它在相反的方向啟動(dòng)，這里，不論運(yùn)動(dòng)部件原來(lái)的運(yùn)動(dòng)速度快慢如何，先導(dǎo)閥總是要先移動(dòng)一段固定的行程I-,將工作部件先進(jìn)行預(yù)制動(dòng)后，再由換向閥來(lái)使液壓缸換向，這種制動(dòng)方式被稱(chēng)為行程控制制動(dòng)式，行程控制制動(dòng)式換向回路的換向精度較高，沖出量較小，沖出量較??；但是由于先導(dǎo)閥的制動(dòng)行程恒定不變，制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)

61、短和換向沖擊的大小將要受到運(yùn)動(dòng)速度快慢的影響，所以，這種拘役回路宜用在工作部件運(yùn)動(dòng)速度不大但換向精度要求較高 的內(nèi)、外圓磨床等場(chǎng)合。</p><p>　　所以我這里選擇行程控制制動(dòng)換向回路作為主油路的換向回路。</p><p>　　4.3外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理</p><p>　　由外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理圖（圖4.4）可見(jiàn)，這個(gè)系統(tǒng)利用工作臺(tái)檔塊和先導(dǎo)閥撥桿可以

62、連續(xù)地實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的住復(fù)運(yùn)動(dòng)和砂輪的間隙自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其工作情況如下。</p><p><b>　　工作臺(tái)的住復(fù)運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的油路走向及調(diào)速，當(dāng)開(kāi)停閥處于“開(kāi)”位（右位）及先導(dǎo)閥和換向閥的閥芯均處右端時(shí)，液壓缸向右運(yùn)行，其油路走向?yàn)椋?lt;/p><p>　　進(jìn)油路：液壓泵→油路9→換向閥→油路13→液壓缸右腔，<

63、;/p><p>　　回油路：液壓缸左腔→油路12→換向閥→油路10→先導(dǎo)閥→油路2→開(kāi)停閥右位→節(jié)流閥→油箱。</p><p>　　當(dāng)工作臺(tái)向右運(yùn)行到預(yù)定位置時(shí)，其上的左擋塊撥動(dòng)先導(dǎo)閥操縱桿，使先導(dǎo)閥閥芯移動(dòng)到左端位置。這樣，換向閥右端腔接通控制壓力油，而左端腔與油腔連通，使閥芯處于左端位置，其控制油路走向?yàn)椋?lt;/p><p>　　進(jìn)油路：液壓泵→精密濾油器→油路1→油

64、路4→先導(dǎo)閥→油路6→單向閥12→換向閥右端腔。</p><p>　　回油路：換向閥左端腔→油路8→油路5→先導(dǎo)閥→油箱。</p><p>　　當(dāng)換向閥閥芯處于左端位置后，主油路走向?yàn)椋?lt;/p><p>　　進(jìn)油路：液壓泵→油路9→換向閥→油路12→液壓左腔。</p><p>　　回油路：液壓缸右腔→油路13→換向閥→油路7→先導(dǎo)閥→油路2→

65、開(kāi)停閥右腔→節(jié)流閥→油箱。</p><p>　　這時(shí)，液壓缸帶動(dòng)工作臺(tái)向左運(yùn)行。當(dāng)運(yùn)行到預(yù)定位置時(shí)，工作臺(tái)上右擋塊撥動(dòng)先導(dǎo)閥操縱桿，使先導(dǎo)閥閥芯又移到右端位置，則控制油路使拘役閥切換，工作臺(tái)又向右運(yùn)行。</p><p><b>　　換向過(guò)程</b></p><p>　　液壓缸換向前，先導(dǎo)閥閥芯先受到擋塊操縱而向左移動(dòng)，先導(dǎo)閥閥芯移動(dòng)過(guò)程中，其右

66、制動(dòng)錐關(guān)小主回油路，使工作臺(tái)預(yù)制動(dòng)，當(dāng)先導(dǎo)閥閥芯移動(dòng)了一個(gè)固定行程（l-）后，操縱液動(dòng)換向閥的控制油路變換中，其進(jìn)油路走向如前述，而其回油路先后變換三次，使換向閥閥芯依次產(chǎn)生第一次快跳→慢速移動(dòng)→第二次快跳。這樣，就使液壓缸的換向在預(yù)制動(dòng)后又經(jīng)歷了迅速制動(dòng)、停留和迅速反向啟動(dòng)的三個(gè)階段。具體過(guò)程如下：</p><p>　　換向閥左端腔到油箱的回油，視閥芯的位置不同，先后三條線路，第一條線路是在閥芯開(kāi)始移動(dòng)階段的回

67、油線路：</p><p>　　換向閥左端腔→油路8→油路5先導(dǎo)閥→油箱。</p><p>　　在此回油線路中無(wú)節(jié)流元件。管路通暢無(wú)阻，所以，閥芯移動(dòng)速度快，產(chǎn)生第一次快跳。第一次快跳使換向閥閥芯中部臺(tái)肩移到閥套的沉割槽處，導(dǎo)致液壓缸兩腔的油路連通（沉割槽寬度大于閥芯臺(tái)肩寬度）,工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)換向閥閥芯左端圓柱部分將油路8覆蓋后，第一次快跳

68、結(jié)束，其后，左端腔的回油只能經(jīng)節(jié)流閥J1至油路5，這樣，閥芯按節(jié)流閥J1調(diào)定的速度慢速移動(dòng)，由于閥套沉割槽寬度大于閥芯中部臺(tái)肩寬度，使得閥芯在慢速移動(dòng)期間液壓缸兩腔油路繼續(xù)互通，工作臺(tái)停止?fàn)顟B(tài)持續(xù)一段時(shí)間，這就是工作臺(tái)反向前的端點(diǎn)停留，停留埋單由節(jié)流閥調(diào)定，調(diào)節(jié)范圍為0～5s。</p><p>　　當(dāng)換向閥閥芯移到左部環(huán)槽將通道11與8連通時(shí)，閥芯左端腔的回油管道又變?yōu)橥〞碂o(wú)阻，閥芯產(chǎn)生第二次快跳，這樣，主油路被

69、切換，工作臺(tái)迅速反向啟動(dòng)向左運(yùn)行，至此換向過(guò)程結(jié)束。</p><p>　　砂輪架的快速進(jìn)退運(yùn)動(dòng)</p><p>　　砂輪架上絲杠螺母機(jī)構(gòu)的絲械與液壓缸（快動(dòng)缸）活塞桿連接在一起，它的快進(jìn)和快退由該快動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)手動(dòng)換向閥（快動(dòng)閥）操縱，當(dāng)快動(dòng)閥右位接入系統(tǒng)時(shí)，快動(dòng)缸右腔進(jìn)壓力油，左受權(quán)接油箱，砂輪回快進(jìn)，反之，快動(dòng)閥左位接入系統(tǒng)時(shí)，砂輪架快退。砂輪架快進(jìn)和快退的終點(diǎn)位置，靠快動(dòng)缸活塞與缸

70、蓋的機(jī)械接觸來(lái)保證，為了防止砂輪架快速進(jìn)退到終點(diǎn)處引起沖擊，在快動(dòng)缸兩端設(shè)有緩沖裝置，并設(shè)有柱塞缸（閘缸）抵信砂輪架，用以消除絲杠螺母間的間隙，保證其重復(fù)位置誤差不大于0.005mm。</p><p>　　砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)</p><p>　　砂輪架的周期進(jìn)給是在工作臺(tái)住復(fù)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)停留時(shí)自動(dòng)進(jìn)行的，它由進(jìn)給閥操縱，經(jīng)進(jìn)給缸柱塞上的棘爪撥動(dòng)棘輪，再通過(guò)齒輪、螺母絲杠等傳動(dòng)副帶動(dòng)砂輪實(shí)現(xiàn)

71、的，當(dāng)進(jìn)給缸右腔進(jìn)壓力油時(shí)為進(jìn)給一次，通油箱時(shí)為空程度復(fù)位，這個(gè)間歇式周期性進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可在工作左端停留（工作臺(tái)向右運(yùn)行到終點(diǎn)）時(shí)進(jìn)行，也可在工件右端停留時(shí)進(jìn)行，又可在兩端停留時(shí)進(jìn)行，也可以不進(jìn)行。圖4.4中選擇閥的位置是“雙向進(jìn)給”。當(dāng)工作臺(tái)向右動(dòng)行到終點(diǎn)時(shí)，由于先導(dǎo)閥已將控制油路切換，其油路走向?yàn)椋?lt;/p><p>　　進(jìn)油路：液壓泵→精密濾油器→油路1→油路4→先導(dǎo)閥→油路6選擇閥→進(jìn)給閥C1口→油路d→進(jìn)給缸

72、右腔。</p><p>　　這樣，進(jìn)給缸柱塞向左移動(dòng)，砂輪架產(chǎn)生一次進(jìn)給，與些同時(shí)，控制壓力油經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入進(jìn)給閥左端腔，而進(jìn)給閥右端腔液壓油經(jīng)單向閥L4、油路3、先導(dǎo)閥左部環(huán)槽與油箱連通。于是進(jìn)給閥閥芯移到右端，將C1口關(guān)閉、C2口打開(kāi)，這樣，進(jìn)給缸右端腔經(jīng)油路d、進(jìn)給閥C2口、選擇閥、油路3、先導(dǎo)閥左端環(huán)槽與油箱連通，結(jié)果進(jìn)給缸柱塞在其左端彈簧作用下移到右端，為下一次進(jìn)給作好準(zhǔn)備，進(jìn)給量的大小由棘輪棘爪機(jī)構(gòu)調(diào)整

73、，進(jìn)給快慢通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥決定，當(dāng)工作臺(tái)向右運(yùn)行、砂輪架在工件右端進(jìn)給時(shí)的過(guò)程與上述相同國(guó)。</p><p>　　工作臺(tái)液動(dòng)與手動(dòng)的互鎖</p><p>　　為了調(diào)整工作臺(tái)的需要，工作臺(tái)住復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)有手動(dòng)機(jī)構(gòu)。手動(dòng)是由手輪經(jīng)齒輪、齒條等傳動(dòng)副實(shí)現(xiàn)的，如果液動(dòng)與手動(dòng)驅(qū)動(dòng)沒(méi)有互鎖機(jī)構(gòu)，當(dāng)工作臺(tái)在液壓驅(qū)動(dòng)下住復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，手動(dòng)用的手輪也會(huì)被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，容易傷人。因此，要采取措施保證這兩種運(yùn)動(dòng)的互鎖。這個(gè)互

74、鎖動(dòng)作是由互鎖缸實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)開(kāi)停閥處于開(kāi)位（右位接入系統(tǒng)）時(shí)，互鎖通入壓力油，推動(dòng)活塞使齒輪Z1和Z2脫開(kāi)，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)不會(huì)帶動(dòng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)開(kāi)停閃處于停位（左端接入系統(tǒng)）時(shí)，互鎖缸接通油箱，活塞在彈簧作用下移動(dòng)，使齒輪Z1與Z2嚙合，手動(dòng)傳動(dòng)鏈被接通，另外，當(dāng)開(kāi)停閥處于停位時(shí) ，液壓缸兩腔通過(guò)開(kāi)停閥互通而處于浮動(dòng)狀態(tài)。這樣，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可以使工作臺(tái)移動(dòng)。</p><p><b>　　尾座頂尖的退回</b

75、></p><p>　　工作臺(tái)上尾座內(nèi)的頂尖起夾持工件的作用。頂尖伸出由彈簧實(shí)現(xiàn)，退回由尾架缸實(shí)現(xiàn)，通過(guò)腳踏式尾國(guó)呆閥操縱，頂尖只在砂輪架快速退離工件后才能退回，以確保安全，故系統(tǒng)中的壓力油從進(jìn)入快動(dòng)缸小腔的油路上引向尾架閥。</p><p><b>　　抖動(dòng)缸的功用</b></p><p>　　抖動(dòng)缸6的功用有兩個(gè)，第一是幫助先導(dǎo)閥1實(shí)

76、現(xiàn)換向過(guò)程中的快跳;第二是當(dāng)工作臺(tái)需要作頻繁短距離換向時(shí)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的抖動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)砂輪 作切入磨削或磨削短圓槽時(shí)， 為提高磨削表面質(zhì)量和磨削效率，需工作臺(tái)頻繁短距離換向—抖動(dòng)。這時(shí)將換向擋鐵調(diào)得很近或夾住換向杠桿，當(dāng)工作臺(tái)左或向右移動(dòng)時(shí) ，擋鐵帶杠桿使先導(dǎo)閥閥芯向右或向左移動(dòng)一個(gè)很小的距離，使先導(dǎo)閥1的控制進(jìn)油路和回油路僅有一個(gè)很不上的開(kāi)口，通過(guò)些很小開(kāi)口的壓力油不可能使換向閥閥芯快速移動(dòng)，這時(shí)，

77、困為抖動(dòng)缸柱塞直徑很小，所通過(guò)的壓力油足以使抖動(dòng)缸快速移動(dòng)，抖動(dòng)缸的快速移動(dòng)推動(dòng)杠帶先導(dǎo)閥快速移動(dòng)（換向），迅速打開(kāi)控制油路的進(jìn)，回油口，使換向閥也迅速換向，從而使工作臺(tái)作短距離頻繁住復(fù)換向—抖動(dòng)。</p><p><b>　　機(jī)床的潤(rùn)滑</b></p><p>　　液壓泵輸出的油液有一部分經(jīng)精濾油器到達(dá)潤(rùn)滑穩(wěn)定器，經(jīng)穩(wěn)定器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)及分流后，送至導(dǎo)軌、絲杠螺母、軸

78、承等處進(jìn)行潤(rùn)滑。</p><p><b>　　壓力的測(cè)量</b></p><p>　　系統(tǒng)中的壓力可通過(guò)壓力表開(kāi)關(guān)由壓力表測(cè)定，如：在壓力表開(kāi)關(guān)處與左位時(shí)測(cè)出的是系統(tǒng)的工作壓力，而在右位時(shí)則可測(cè)出潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力。</p><p>　　4.4外圓磨床液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)</p><p>　　由于機(jī)床加工工藝的要求，外圓磨床液壓系

79、統(tǒng)是機(jī)床液壓系統(tǒng)中要求較高、較復(fù)雜的一種，其主要特點(diǎn)是：</p><p>　　采用了活塞桿固定式的雙桿液壓缸，為了保證左、右兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)速度的一致，又減小了機(jī)床的占地面積。</p><p>　　采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜而壓力損失又小的簡(jiǎn)單節(jié)流閥式調(diào)速回路，它對(duì)調(diào)速范圍不大、負(fù)載很小且又基本上恒定的磨削加工來(lái)說(shuō)是完全合適的。</p><p>　　采用了出口節(jié)流式調(diào)速回

80、路，液壓缸回油腔中有背壓力，可以防止空氣滲入液壓系統(tǒng)，并使質(zhì)量較大的磨床工作臺(tái)加速制動(dòng)，至于停車(chē)后再起動(dòng)時(shí)的工作臺(tái)“前沖”現(xiàn)象，則可由緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)停閥來(lái)改善。</p><p>　　采用了把先導(dǎo)閥、換向閥和開(kāi)停閥做在一個(gè)共同閥體內(nèi)的液壓操縱箱式結(jié)構(gòu)，它能顯著的縮小液壓元件的總體積、縮短閥間通道長(zhǎng)度、減少油管及管接頭的數(shù)目，并改善液壓系統(tǒng)的工作性能 ，此處，操縱也較方便。</p><p>　　采

81、取了能使先導(dǎo)閥快跳，能使換向閥實(shí)現(xiàn)一次快跳、慢速移動(dòng)、二次快跳的油路結(jié)構(gòu)，從而使工作臺(tái)有可能獲得很高的換向精度。</p><p>　　設(shè)置了抖動(dòng)缸，使工作臺(tái)能做很短距離的高頻抖動(dòng)，有利于保證切入式磨削和階梯軸（孔）磨削的加工質(zhì)量。</p><p>　　5外圓磨床液壓元件的選擇</p><p>　　5.1液壓泵的確定與所需功率的計(jì)算</p><p&

82、gt;　?。?）確定液壓泵的最大工作壓力，液壓泵所需工作壓力的確定，主要根據(jù)液壓缸在工作循環(huán)各階段所需最大壓力P1，再加上油泵的出油口到缸進(jìn)油口處總的壓力損失，</p><p><b>　　即</b></p><p>　　PB=P1+ (5.1)</p><p>　　包括油液經(jīng)流量閥

83、和其他元件的局部壓力損失、管路沿程損失等，可根據(jù)同類(lèi)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，一般管路簡(jiǎn)單的節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)為（2～5）×105Pa,用調(diào)速閥及管復(fù)雜的系統(tǒng)為（5～15）×105Pa, 這里由于復(fù)雜定為0.5 MPa,即</p><p>　　PB=1+0.5=1.5 MPa</p><p>　?。?）確定液壓泵的流量qB。泵的流量qB根據(jù)執(zhí)行元件動(dòng)作循環(huán)所需最大流量qmax和系統(tǒng)的泄

84、漏確定。</p><p>　　多液壓缸同時(shí)動(dòng)作時(shí)，液壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸所需的最大流量，并應(yīng)考慮的泄漏和液壓泵磨損后容積效率的下降，即</p><p>　　qB≧K（）max (5.2)</p><p>　　式中：K為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取1.2，</p><p

85、>　　（）max為同時(shí)動(dòng)作的液壓缸的最大總流量（m3/s）。</p><p>　　根據(jù)工況分析最大流量為0.0002 m3/s</p><p>　　即qB≧0.00024m3/s</p><p>　　選擇液壓泵的規(guī)格：根據(jù)上面所計(jì)算的最大壓力pB和流量qB,查液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇與pB和流量qB和qB相當(dāng)?shù)囊簤罕玫囊?guī)格型號(hào)。</p><p

86、>　　上面所計(jì)算的最大壓力pB是系統(tǒng)靜態(tài)壓力，系統(tǒng)工作過(guò)程中存在著過(guò)渡過(guò)程的動(dòng)態(tài)壓力，而動(dòng)態(tài)壓力往往比靜態(tài)壓力高得多，所以泵的額定壓力pB應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大25℅～60℅，使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，若系統(tǒng)屬于高壓范圍，壓力儲(chǔ)備取小值；若系統(tǒng)屬于中低奪范圍，壓力儲(chǔ)備取大值。</p><p>　　液壓泵的規(guī)格型號(hào)選定為：YB1-16；額定壓力6.3 MPa；額定轉(zhuǎn)速960r/min；驅(qū)動(dòng)功率2.2KW；容積效率

87、2.2KW；容積效率0.9；總效率0.8。</p><p>　　確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率。</p><p>　　當(dāng)液壓泵的壓力和流量比較穩(wěn)定時(shí) ，所需功率為：</p><p>　　P=pBqB/103 (5.3)</p><p>　　式中：pB為液壓泵的最大工作壓力（N/m2）；qB為液壓

88、泵的流量（m3/s）；為液壓泵的總效率。</p><p>　　按上述功率和泵的轉(zhuǎn)速，可以從產(chǎn)品樣本中選取標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，查表選用型號(hào)為Y90s-6的電動(dòng)機(jī)，額定功率0.75kw。滿載轉(zhuǎn)速910r/min，滿足使用要求。</p><p><b>　　5.2閥類(lèi)元件選擇</b></p><p>　　對(duì)液壓閥的基本要求：</p><p

89、>　　動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小，油液流過(guò)時(shí)壓力損失小。</p><p>　　密封性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。</p><p>　　根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類(lèi)元件及輔助元件型號(hào)和規(guī)格。根據(jù)各液壓元件在工作中的最高壓力和最大流量，可以選定各元件的規(guī)格型號(hào)。為統(tǒng)一起見(jiàn)，所有閥額定壓力都選6.3MPa,額定流量則根據(jù)各元件的最大流量選定。&

90、lt;/p><p><b>　　5.3管道的選擇</b></p><p>　　5.3.1油管類(lèi)型的選擇</p><p>　　液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管有足夠的通流截面和承壓能力，同時(shí)，應(yīng)盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。</p><p><b>　　常用的管道有：</b></p

91、><p>　　鋼管：中高壓系統(tǒng)選用無(wú)縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊接鋼管，鋼管價(jià)格低，性能好 ，使用廣泛。</p><p>　　銅管：紫銅管工作壓力在6.5～10 Mpa以下，易變曲，便于裝配：黃銅管承受壓力較高，達(dá)25Mpa，不如紫銅管易彎曲。銅管價(jià)格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應(yīng)盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。</p><p>　　軟管：用于兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的

92、連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物；低壓橡膠管中夾有棉線或麻線編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承壓能力為2.5～8 Mpa，多用于低壓管道，因軟管彈性變形大，容易引起運(yùn)動(dòng)部件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調(diào)速閥之間。</p><p>　　這里我們選擇鋼管和軟管。</p><p>　　5.3.2油管尺寸的確定</p><p>　?。?）油管內(nèi)徑d按下式計(jì)算：</

93、p><p>　　d≥√4q/πv =1.13×103√q/v (5.4)</p><p>　　式中：q為通過(guò)油管的最大流量（m3/s）；v為管道內(nèi)允許的流速（m/s）。一般吸油管取0.5～5（m/s）；壓力油管取2.5～5（m/s）；回油管取1.5～2.6（m/s）。</p><p>　　為了計(jì)算方便（取V=3m/s）&l

94、t;/p><p>　　d≥√4q/πv =1.13×103√0.0002/3=9.2mm</p><p>　　查樣本，選用內(nèi)徑10mm，外徑14mm的10號(hào)冷撥鋼管，壁厚為2mm，取10號(hào)鋼的許用應(yīng)力[]=50MPa，以溢流閥的調(diào)整壓力作為油管的工作壓力，</p><p><b>　　則強(qiáng)度為</b></p><p&

95、gt;　　≥Pmaxd/2[]=1.5×10/2×50=0.15＜2</p><p>　　式中：Pmax為管內(nèi)最大工作壓力; []為油管材料的許用應(yīng)力。故強(qiáng)度夠。</p><p><b>　　5.4濾油器的選擇</b></p><p>　　選擇濾油器的依據(jù)有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　承載能力：按

96、系統(tǒng)管路工作壓力確定。</p><p>　　過(guò)濾精度：按被保護(hù)元件的精度要求確定，選擇時(shí)可參閱表5.4。</p><p>　　通流能力：按通過(guò)最大流量確定。</p><p>　　阻力壓降：應(yīng)滿足過(guò)濾材料強(qiáng)度與系數(shù)要求。</p><p>　　表5.4濾油器過(guò)濾精度的選擇</p><p>　　本液壓系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)，選滑閥就

97、行了。</p><p><b>　　6液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算</b></p><p>　　為了判斷液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要對(duì)系統(tǒng)的壓力損失、發(fā)熱溫升、效率和系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性等進(jìn)行驗(yàn)算。由于液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算較復(fù)雜，只能采用一些簡(jiǎn)化公式近似地驗(yàn)算某些性能指標(biāo)，如果設(shè)計(jì)中有經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的同類(lèi)型系統(tǒng)供參考或有較可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以采用時(shí)，可以不進(jìn)行驗(yàn)算。</p><

98、p>　　6.1管路系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算</p><p>　　當(dāng)液壓元件規(guī)格型號(hào)和管道尺寸確定之后，就可以較準(zhǔn)確的計(jì)算系統(tǒng)的壓力損失，壓力損失包括：油液流經(jīng)管道的沿程壓力損失PL，局部壓力損失PC和流經(jīng)閥類(lèi)元件的壓力損失PV，即：</p><p>　　P=PL+PC+PV （6.1）</p><p>　　計(jì)算沿程壓力損失時(shí)

99、，可按下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p>　　PL=4.3V·q·L×106/d4(Pa) (6.2)</p><p>　　式中：q為通過(guò)管道的流量（m3/s）；L為管道長(zhǎng)度（m）；d為管道內(nèi)徑（mm）；為油液的運(yùn)動(dòng)粘度（m2）.</p><p>　　局部壓力損失可按下式估算：</p><p&

100、gt;　　PC=（0.05～0.15）PL（6.3）</p><p>　　閥類(lèi)元件的PV值可按下式近似計(jì)算：</p><p>　　PV=Pn(qvqvn)2(Pa) (6.4)</p><p>　　式中：qvn為閥的額定流量（m3/s）；qv為通過(guò)閥的實(shí)際流量（m3/s）；Pn為閥的額定壓力損失(Pa)。</p>

101、<p>　　計(jì)算系統(tǒng)壓力損失的目的，是為了正確確定系統(tǒng)的調(diào)整壓力和分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞。</p><p>　　但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長(zhǎng)度尚未確定，所以壓力損失無(wú)法驗(yàn)算。</p><p>　　6.2系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算</p><p>　　熱平衡驗(yàn)算由于在整個(gè)工作過(guò)程中工進(jìn)時(shí)間占到了總周期的99%，只此時(shí)效率很低，故發(fā)熱主要是工進(jìn)階段造成的，按工進(jìn)狀態(tài)驗(yàn)算

102、系統(tǒng)的熱平衡。</p><p>　　根據(jù)工進(jìn)時(shí)液壓泵的輸入功率500W，液壓缸的輸出功率FV=30W，工進(jìn)時(shí)的總發(fā)熱率為</p><p>　　H=（500-30）W=470W</p><p>　　選定油箱的容積為60L,油箱的近似散熱面積為</p><p>　　A=0.065׳√602 m2=1 m2</p>

103、;<p>　　假定通風(fēng)良好，取油箱散熱系數(shù)為K=15W/(m2·°C)</p><p>　　由式得T=H/KA=470/(15×1)=31°C</p><p>　　設(shè)環(huán)境溫度為20°C，則熱平衡溫度為</p><p>　　T1=（20+31）=51°C</p><p>

104、　　因?yàn)門(mén)1＜[T2],故熱平衡滿足要求。</p><p><b>　　7液壓油箱的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍的清潔油液，并對(duì)回油進(jìn)行冷卻，分離出所含的雜質(zhì)和氣泡。</p><p>　　7.1液壓油箱有效容積的確定</p><p>　　液壓油箱在不同的工作條

105、件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來(lái)考慮，液壓油箱的有效容量V可概略地確定為：</p><p>　　V= QVm3 (7.1)</p><p>　　表7.1機(jī)床液壓選擇表</p><p>　　根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，選擇的P=1.5MPa，所以此系統(tǒng)屬于低壓系統(tǒng)P≤2.5MPa，所以?。?4</p>

106、<p>　　式中V-液壓油箱有效容量；</p><p>　　QV-液壓泵額定流量。</p><p>　　即： V=4×15×960ml/min</p><p>　　取 V=60L/min</p><p>

107、;　　應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會(huì)因重力作用而流回液壓油箱，為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過(guò)液壓油箱高度的80%。</p><p>　　所以，實(shí)際油箱的體積為：V1=V/0.8=60/0.8=75L/min</p><p>　　7.2液壓油箱的外形尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　液壓油箱的有效面積確定后 ，需設(shè)計(jì)液壓

108、油箱的外形尺寸，一般設(shè)計(jì)尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為1：1:1～1：2：3。但有時(shí)為了提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大，本設(shè)計(jì)中的油箱根據(jù)液壓泵與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接方式的需要以及安裝其它液壓元件需要，選擇長(zhǎng)為1m，寬為0.75m，高為1.0m.</p><p>　　7.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　一般的開(kāi)式油箱是用鋼板焊接而成的，大型的油箱則是用型鋼作為骨架

109、的，再在外表焊接鋼板。油箱的形狀一般是正方形，為了便于清洗油箱內(nèi)壁及箱內(nèi)濾油器，油箱蓋板一般都是可拆裝的，設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考濾的幾點(diǎn)要求：</p><p>　　壁板：壁板厚度一般是3～4mm；容量大的油箱一般取4～6mm，本設(shè)計(jì)中取油箱的壁厚為3mm。對(duì)于油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開(kāi)較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。</p><p>　　底板與底腳：底板應(yīng)比側(cè)板稍厚一些，底板應(yīng)有適當(dāng)傾

110、斜以便排凈存油和清洗，液壓油箱底部應(yīng)做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處，油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳，底腳高度一般為150～200mm,以利于通風(fēng)散熱及排出箱內(nèi)油液。一般采用型鋼來(lái)加工底腳。本設(shè)計(jì)中用的是槽鋼加工的。</p><p>　　圖7.3液壓油底部的構(gòu)造的幾種情況</p><p>　　圖7.3這是一般液壓油箱底面的構(gòu)造的五種情況，我們根據(jù)具體設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的需要來(lái)確定液壓油箱底面的構(gòu)造，根

111、據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，選了（c）型構(gòu)造。</p><p>　　頂板：頂板一般取得厚一些，為6～10mm，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)把泵、閥和電動(dòng)機(jī)安裝在油箱頂部上時(shí)，頂板厚度選最大值10mm.頂板上的元件和部件的安裝面應(yīng)該經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，以保證安裝精度，同時(shí)為了減少機(jī)加工工作量，安裝面應(yīng)該用形狀和尺寸適當(dāng)?shù)暮皲摪搴附印?lt;/p><p>　　隔板：油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開(kāi)，增大油液循

112、環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀，隔板的安裝形式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的2/3～3/4。有時(shí)隔板可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過(guò)；在中部開(kāi)有較大的窗口并配上適當(dāng)面積的濾網(wǎng)，對(duì)油液進(jìn)行粗濾。</p><p>　　側(cè)板：側(cè)板厚度一般為3～4mm，側(cè)板四周頂部應(yīng)該加工成高出油箱頂板3～4mm，為了使液壓元件的在工作等的情況下泄漏出來(lái)的油不

113、至于灑落在地面上或操作者身上，同時(shí)可以防止液壓油箱的頂板在潮濕的氣候中腐蝕。</p><p>　　回油管及吸油管為了防止出現(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沬，油泵的吸油管和回油管應(yīng)布置在油箱最低液面50～100mm以下，管口與箱底距離不應(yīng)小于2倍管徑，防止吸入沉淀物，管口應(yīng)切成45°，切口面向箱壁，與箱壁之距離為3倍管徑，回油管的出口絕對(duì)不允許放在液面以上，本設(shè)計(jì)的管口與箱底的距離為160mm，切口與箱壁的距

114、離為250mm。</p><p>　　(6)回油集管的考慮：?jiǎn)为?dú)設(shè)置回油當(dāng)然是理想的，但不得已時(shí)則應(yīng)使用回油集管。對(duì)溢流閥、順序閥等，應(yīng)注意合理設(shè)計(jì)回油集管，不要人為地施以背壓。</p><p>　?。?）吸油管：吸油管前一般應(yīng)該設(shè)置濾油器，其精度為100～200日的網(wǎng)式或線式隙式濾油器。濾油器要有足夠大的容量，避免阻力太大。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，

115、防止吸油時(shí)卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動(dòng)油面，致使油中混入氣泡。</p><p>　　（8）泄油油管的配置：管子直徑和長(zhǎng)度要適當(dāng)，管口應(yīng)該在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨(dú)配管為最好，盡量避免與回油管集流配管的方法。</p><p>　?。?）過(guò)濾網(wǎng)的配置：過(guò)濾網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開(kāi)，這樣液壓油可以經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾，過(guò)濾網(wǎng)通常使用50～100日左右