液壓課程設(shè)計--鏜床液壓系統(tǒng)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　班級 </p><p>　　姓名 </p><p>　　學(xué)號 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前

2、言</b></p><p><b>　　鏜床液壓系統(tǒng)</b></p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的概述</b></p><p><b>　　鏜床的概述</b></p><p>　　鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計要求及工作環(huán)境</p><p>　　鏜床液壓

3、系統(tǒng)設(shè)計目的</p><p>　　鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容</p><p><b>　　工況分析</b></p><p><b>　　擬定液壓系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　確定供油方式</b></p><p><b>　　調(diào)速方式

4、的選擇</b></p><p><b>　　調(diào)速換接方式的選擇</b></p><p><b>　　夾緊回路的選擇</b></p><p><b>　　作原理圖</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件</p><p>　　液

5、壓缸主要尺寸的確定</p><p>　　確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格</p><p><b>　　液壓閥的選擇</b></p><p><b>　　確定管道尺寸</b></p><p>　　液壓油箱容積及外形尺寸的確定</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的

6、驗算</b></p><p><b>　　壓力損失的驗算</b></p><p><b>　　系統(tǒng)溫升的驗算</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　近五十年來，在工業(yè)中有兩個學(xué)科分支發(fā)展極快。其一是電子學(xué)中的計算機(jī)技術(shù)；其二是機(jī)械

7、學(xué)中的液壓控制與傳動技術(shù)。這兩門技術(shù)互相滲透和融合，是現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計、制造和使用突飛猛進(jìn)。</p><p>　　作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào)速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護(hù)﹑易于實現(xiàn)自動化和機(jī)電液一體化整合﹑系統(tǒng)設(shè)計制造和使用維護(hù)方便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢，因而使其成為現(xiàn)代機(jī)械

8、工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素。</p><p>　　液壓壓力機(jī)是壓縮成型和壓注成型的主要設(shè)備，適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本文根據(jù)小型壓力機(jī)的用途﹑特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)

9、行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)呈長方形布置，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實現(xiàn)半自動工藝動作的循環(huán)。鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計，被加工零件是缸體，機(jī)床循環(huán)時間為5分鐘，機(jī)床要完成的動作為：裝入工件，按啟動按鈕，油泵工作，定位夾緊后，右頭鏜桿快進(jìn)，工進(jìn)，同時立頭和左頭快進(jìn)，工進(jìn)、快退到原位，右頭工進(jìn)后，慢退20,快退300,夾緊松開，同時定位缸復(fù)位，卸工件，一個循環(huán)完成。各頭能單獨(dú)調(diào)

10、整，先定位，后夾緊，工件不夾緊時不能工作。本設(shè)計中共有六個油缸，分別為兩個夾緊油缸，立頭油缸、左頭油缸、右頭油缸、定位油缸各一個。</p><p>　　在鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計時，首先要明確鏜床對液壓系統(tǒng)要求，對液壓系統(tǒng)的工作進(jìn)行分析，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，并計算和合理選擇液壓元件，其目的是為了選擇液壓泵、控制閥、液壓輔件等。</p><p><b>　　一、鏜床液壓系統(tǒng)</b&g

11、t;</p><p>　?。ㄒ唬┮簤合到y(tǒng)概述　　</p><p>　　一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 </p><p>　　動力元件的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 </p><p&

12、gt;　　執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 </p><p>　　控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭

13、閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 </p><p>　　輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。 </p><p>　　液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。</p><p>　　液壓系統(tǒng)由信號控制和液壓

14、動力兩部分組成，信號控制部分用于驅(qū)動液壓動力部分中的控制閥動作。 </p><p>　　液壓動力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動機(jī)和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá)，其可按實際要求來選擇。 </p><p>　　在分析和設(shè)計實際任務(wù)時，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實際運(yùn)行

15、狀況。 空心箭頭表示信號流，而實心箭頭則表示能量流。 </p><p>　　基本液壓回路中的動作順序—控制元件（二位四通換向閥）的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。 對于執(zhí)行元件和控制元件，演示文稿都是基于相應(yīng)回路圖符號，這也為介紹回路圖符號作了準(zhǔn)備。 </p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對所有回路依次進(jìn)行編號。如果第一個執(zhí)行元件編號為0，

16、則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)識符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對應(yīng)的元件標(biāo)識符為偶數(shù)，則與執(zhí)行元件回縮相對應(yīng)的元件標(biāo)識符則為奇數(shù)。 不僅應(yīng)對液壓回路進(jìn)行編號，也應(yīng)對實際設(shè)備進(jìn)行編號，以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。 </p><p>　　DIN ISO1219-2標(biāo)準(zhǔn)定義了元件的編號組成，其包括下面四個部分：設(shè)備編號、回路編號、元件標(biāo)識符和元件編號。如果整個系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號。 </p><p>

17、;　　實際中，另一種編號方式就是對液壓系統(tǒng)中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號，此時，元件編號應(yīng)該與元件列表中編號相一致。 這種方法特別適用于復(fù)雜液壓控制系統(tǒng)，每個控制回路都與其系統(tǒng)編號相對應(yīng)。</p><p><b>　?。ǘ╃M床的概述</b></p><p>　　主要用鏜刀對工件已有的預(yù)制孔進(jìn)行鏜削的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鏜刀或工件的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它主要用于加工高精

18、度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進(jìn)行鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。螺紋及加工外圓和端面等。</p><p>　　由于制造武器的需要，在15世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了水力驅(qū)動的炮筒鏜床。1769年J.瓦特取得實用蒸汽機(jī)專利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽機(jī)的關(guān)鍵問題。1774年英國人J.威爾金森發(fā)明炮筒鏜

19、床，次年用于為瓦特蒸汽機(jī)加工汽缸體。1776年他又制造了一臺較為精確的汽缸鏜床。1880年前后，在德國開始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺的臥式鏜床。為適應(yīng)特大、特重工件的加工，20世紀(jì)30年代發(fā)展了落地鏜床。隨著銑削工作量的增加，50年代出現(xiàn)了落地鏜銑床。20世紀(jì)初，由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距誤差較小的設(shè)備，在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鏜床。為了提高鏜床的定位精度，已廣泛采用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。有些鏜床還采用數(shù)字控制系統(tǒng)實現(xiàn)坐標(biāo)定位和加工

20、過程自動化。 </p><p>　　鏜床分為臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標(biāo)鏜床等類型(見彩圖)。①臥式鏜床：應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間。②落地鏜床和落地鏜銑床：特點是工件固定在落地平臺上，適宜于加工尺寸和重量較大的工件,用于重型機(jī)械制造廠。③金剛鏜床:使用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，主要用于大批量生產(chǎn)中。④坐標(biāo)鏜床：具

21、有精密的坐標(biāo)定位裝置，適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還可用以進(jìn)行劃線、坐標(biāo)測量和刻度等工作，用于工具車間和中小批量生產(chǎn)中。其他類型的鏜床還有立式轉(zhuǎn)塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車、拖拉機(jī)修理用鏜床等。</p><p>　　1、以箱體零件同軸孔系為代表的長孔鏜削，是金屬切削加工中最重要的內(nèi)容之一。</p><p>　　盡管現(xiàn)在仍有采用鏜模、導(dǎo)套、臺式銑鏜床后立柱支承長鏜桿或人工找正工件

22、回轉(zhuǎn)180°等方法實施長孔鏜削的實例，但近些年來，一方面由于數(shù)控銑鏜床和加工中心大量使用，使各類臥式銑鏜床的坐標(biāo)定位精度和工作臺回轉(zhuǎn)分度精度有了較大提高，長孔鏜削逐漸被高效的工作臺回轉(zhuǎn)180°自定位的調(diào)頭鏜孔另一方面形床身布局之普通或數(shù)控刨臺式銑鏜床的大量生產(chǎn)和應(yīng)用，從機(jī)床結(jié)構(gòu)上使工作臺回轉(zhuǎn)180°自定位的調(diào)頭鏜孔，幾乎成為在該種機(jī)床上鏜削長孔的唯一方法。 </p><p>　　2、

23、立柱送進(jìn)調(diào)頭鏜孔的同軸度誤差及其補(bǔ)償 </p><p>　　影響銑鏜床調(diào)頭鏜孔同軸度的主要因素與臺式銑鏜床一樣，也是工作臺回轉(zhuǎn)180°調(diào)頭的分度誤差da和為使調(diào)頭前已鏜成的半個長孔d1軸線，在調(diào)頭后再次與鏜軸軸線重合而鏜削長孔之另一半孔d2，所需工作臺橫（x）向移動Lx=2lx的定位誤差dx2。而且工作臺回轉(zhuǎn)180°前后，臺面在xy坐標(biāo)平面內(nèi)產(chǎn)生的傾角誤差df，在yz平面內(nèi)產(chǎn)生的傾角誤差dy及

24、在y向產(chǎn)生的平移誤差dy，也同樣是刨臺式銑鏜床調(diào)頭鏜孔同軸度的重要影響因素。但鏜軸軸線空間位置對調(diào)頭鏜孔同軸度的影響，通常用立柱送進(jìn)完成孔全長鏜削的刨臺式銑鏜床，與通常用工作臺縱移送進(jìn)的臺式銑鏜床有明顯的不同。 </p><p>　　3、鏜軸送進(jìn)時立柱縱向位置的合理確定 </p><p>　　當(dāng)碰到特定情況，銑鏜床必須把立柱固定在縱向床身上的一個合適位置，而用鏜軸帶著刀具伸出作為鏜孔的送進(jìn)

25、形式時，鏜軸軸線與被鏜孔名義軸線在xz平面內(nèi)的交角誤差db，在yz平面內(nèi)的交角誤差dg，與臺式銑鏜床一樣，對調(diào)頭鏜孔的同軸度都有重要的影響，并且隨著鏜軸送進(jìn)長度的增加，鏜軸自重引起之鏜桿下?lián)献冃?，也對調(diào)頭鏜孔的同軸度產(chǎn)生較大影響。與臺式銑鏜床所不同的是，刨臺式銑鏜床的鏜軸伸出鏜孔時，可縱向移動的立柱必須固置在縱床身上一個確定的位置，并且重要的是這個確定位置可以且應(yīng)該被選擇。 </p><p>　　4、鏜床上刀具位

26、置的合理確定 </p><p>　　在鏜床上采用立柱送進(jìn)調(diào)頭鏜孔時，裝夾在鏜軸之刀桿上的鏜刀，其沿Z向的合理位置，一方面要滿足刀尖回轉(zhuǎn)中心至主軸箱前端面的距離稍大于孔全長的一半（再小將不能把長孔鏜通，過大則鏜軸剛度下降）；另一方面還要滿足把刀具刀尖的回轉(zhuǎn)中心，置于鏜軸軸線與立柱縱移線的交點O上等等。</p><p>　　二、鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計要求及工作環(huán)境</p><p&

27、gt;　　鏜床液壓系統(tǒng)的動作和性能要求主要有：運(yùn)動方式、行程、速度范圍、負(fù)載條件、運(yùn)動平穩(wěn)性、精度、工作循環(huán)和動作周期、同步等等。對于工作環(huán)境而言，有環(huán)境溫度、濕度、塵埃、防火要求及安裝空間的大小等。所設(shè)計鏜床液壓系統(tǒng)不僅能滿足“定位—夾緊—快進(jìn)—工進(jìn)—快退—停止”工作循環(huán)要求，還要有較高的可靠性、良好的空間布置。為了實現(xiàn)上述工作循環(huán)，并保證零件一定的加工長度，采用行程開關(guān)及電磁換向閥實現(xiàn)順序動作。擬采用液壓缸作為執(zhí)行元件。</p

28、><p>　　本例中快進(jìn)退速度均為4.5m/min，快進(jìn)行程為200mm、一工進(jìn)行程為40mm，二工進(jìn)行程為40mm，采用平軌式和V軌式導(dǎo)軌，一工進(jìn)切削力為15000N，二工進(jìn)切削力為5000N，動力頭自重為30000N，一工進(jìn)速度為0.03m/min，二工進(jìn)速度為0.01m/min。</p><p>　　三、鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計目的</p><p>　　液壓傳動與機(jī)械傳動

29、、電氣傳動為當(dāng)代三大傳動形式，是現(xiàn)代發(fā)展起來的一門新技術(shù)，《液壓傳動》是工科機(jī)械類專業(yè)的重點課程之一，既有理論知識學(xué)習(xí)，又有實際技能訓(xùn)練，為此，在教學(xué)中安排一至二周的課程設(shè)計，該課程的設(shè)計目的是：</p><p>　　綜合運(yùn)用液壓傳動及其他先修課的理論知識和物產(chǎn)實際知識，進(jìn)行液壓傳動設(shè)計實踐，從而使這些知識得到進(jìn)一步的鞏固加深和發(fā)展</p><p>　　熟悉和掌握擬定液壓傳動系統(tǒng)圖，液壓缸

30、結(jié)構(gòu)設(shè)計，液壓元件選擇以及液壓系統(tǒng)的計算方法</p><p>　　通過課程設(shè)計，提高設(shè)計、計算和繪圖的基本技能，熟悉設(shè)計資料和設(shè)計手冊，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，為之后畢業(yè)設(shè)計及設(shè)計工作打下必要的基礎(chǔ)</p><p>　　鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容</p><p><b>　　1工況分析</b></p><p>　　根

31、據(jù)已知條件，繪制出運(yùn)動部件的速度循環(huán)圖如圖所示，然后根據(jù)各階段的外負(fù)載繪制負(fù)載圖。</p><p>　　液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型 即：F=Fw+Ff+Fa</p><p>　　式中：Fw——工作負(fù)載，活塞運(yùn)動的切削力，一工進(jìn)時，F(xiàn)w1=15000N，二工進(jìn)時，F(xiàn)w2=5000N。</p><p>　　Fa——運(yùn)動部件速度變化時的慣性負(fù)載。</p>

32、<p>　　Ff——導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動時為靜摩擦阻力，啟動后為動摩擦阻力</p><p>　　對于V型導(dǎo)軌Ff1可由下式求得</p><p><b>　　Ff1= </b></p><p>　　對于對于平導(dǎo)軌Ff可由下式求得</p><p><b>　　Ff2= </b><

33、/p><p>　　G——運(yùn)動部件重力，G=15000N</p><p>　　Frn——垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，此例中Frn=0</p><p>　　F——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取靜摩擦系數(shù)為0.2，動摩擦系數(shù)為0.1</p><p><b>　　求得Ffs=</b></p><p><b>　　Ffa

34、=</b></p><p>　　上式中Ffs為靜摩擦阻力，F(xiàn)fa為動摩擦阻力。</p><p><b>　　Fa=﹙﹚×( ﹚</b></p><p>　　式中，g——重力加速度，取9.8N/kg</p><p>　　t——加速或減速時間，取△t=0.05s</p><p>

35、　　v——△t時間內(nèi)的速度變化量</p><p><b>　　求題中</b></p><p>　　Fa=15000*4.5/(9.8*0.05*60)=2295.9N</p><p>　　根據(jù)上述計算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負(fù)載，并畫出負(fù)載循環(huán)</p><p>　　工作循環(huán) 外負(fù)載F（N）<

36、;/p><p>　　啟動、加速 F=Ffs+Fa=9538N</p><p>　　快進(jìn) F= Ffa=3621N</p><p>　　一工進(jìn) F= Ffa+ Fw1=18621N</p><p>　　二工進(jìn) F= Ffa+ Fw2=8621N<

37、;/p><p>　　快退 F= Ffa=3621N</p><p>　　原位停止 F=0N</p><p>　　2、擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　?。?）確定供油方式</b></p><p>　　考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時負(fù)載較大，速度

38、較低，而在快進(jìn)、快退時負(fù)載較小，速度較高，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)選用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。</p><p>　　（2）調(diào)速方式的選擇</p><p>　　根據(jù)鏜床工作時對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱小和速度剛性好的特點，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)載切削力的能力。</p

39、><p>　?。?）速度換接方式的選擇</p><p>　　本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢換接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差，若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。</p><p>　?。?）夾緊回路的選擇</p><p>　　用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免

40、工作時突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調(diào)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時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。在該回路中裝保壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。</p><p>　?。?）組成系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　電磁鐵動作順序表</b></p><p>　　快進(jìn) 啟動機(jī)床，完成夾緊工

41、作后，三位四通換向閥3左邊得電，二位二通換向閥6左邊得電，二位二通換向閥8右邊得電，差動連接實現(xiàn)差動快進(jìn) 1-3-6-7-8</p><p>　　一工進(jìn) 三位四通換向閥3左邊得電，二位二通換向閥6右端接入，二位三通換向閥8左邊接入，以調(diào)速閥4進(jìn)行一工進(jìn)調(diào)速 1-3-4-13-6-7-8-3-油箱</p><p>　　二工進(jìn) 三位四通換向閥3左邊得電，二位三通換向閥6右端

42、接入二位三通換向閥8左邊接入，電磁閥13左端得電，以調(diào)速閥5進(jìn)行二工進(jìn)調(diào)速 1-3-4-5-6-7-8-3-油箱</p><p>　　快退 三位四通換向閥3右邊得電，二位二通換向閥6左邊得電，二位三通換向閥8左邊得電，實現(xiàn)快退 1-3-8-7-6-3-油箱</p><p>　　3、液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件</p><p>　?。?）液壓缸主要尺

43、寸的確定</p><p>　　1）工作壓力P的確定，根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型來初步確定，參閱表2-1，取液壓缸工作壓力為4MP</p><p>　　2）計算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d</p><p><b>　　由圖可知：</b></p><p>　　式中： P1——液壓缸的工作壓力，取P1=4MPa</p&

44、gt;<p>　　P2——液壓缸回油腔有壓力，P2=0</p><p>　　d/D——活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，按機(jī)床類型選取d/D=0.7</p><p>　　F——工作循環(huán)中最大外負(fù)載，有負(fù)載圖可知F=18621N</p><p>　　Ffc——液壓缸密封處摩擦力</p><p>　　ηcm——液壓缸的機(jī)械效率，取ηcm=

45、0.95</p><p>　　代入數(shù)據(jù) </p><p><b>　　D²=</b></p><p><b>　　解得 D≈7.9</b></p><p>　　將液壓缸內(nèi)徑圓整到標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=80mm，活塞桿直徑d，按d/D=0.7及活塞桿直徑系列取d=5

46、6mm.</p><p>　　對選定的液壓缸內(nèi)徑，外徑進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗算，需保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積A，外徑大于最小穩(wěn)定速度的最小有效面積Amin</p><p>　　即 A>Amin</p><p>　　Amin=qmin/vmin</p><p>　　式中 qmin——由產(chǎn)品樣本查得GE系列調(diào)速閥AQF3-E10

47、B的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min</p><p>　　Vmin——液壓缸的最低速度，Vmin=1cm/min</p><p><b>　　Amin——</b></p><p><b>　　A ——</b></p><p><b>　　∴滿足要求</b></p>

48、<p>　　∴綜上 D=80mm d=56mm</p><p>　　3)計算在各工作階段液壓缸所需的流量</p><p>　　（2）確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格。</p><p>　　1）泵的工作壓力的確定.</p><p>　　式中，Pp——液壓泵最大工作壓力</p><p>　　P1——

49、執(zhí)行元件最大工作壓力</p><p>　　——進(jìn)油管中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.2-0.5Mpa</p><p>　　復(fù)雜系統(tǒng)取0.5-1.5MPa，本題取0.5MPa</p><p>　　∴Pp= P1+ =（4+0.5）Mpa=4.5 Mpa</p><p>　　上述計算所得的Pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過濾階段

50、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貯備量，并確保泵的壽命，選泵的額定壓力Pn應(yīng)滿足Pn應(yīng)滿足Pn≥(1.25~1.6)Pa。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。</p><p>　　題中 Pn=1.25Pp=4.4Mpa。</p><p><b>　　2）泵的流量的確定</b></p><p>　　液壓泵的最大流量應(yīng)為&l

51、t;/p><p>　　式中， qp——液壓泵的最大流量</p><p>　　——同時動作的各執(zhí)行元件所需的流量之和的最大值，加溢流 </p><p>　　閥的最小流量2——3L/min</p><p>　　Kl——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取Kl=1.2</p><p>　　3）選擇液壓泵的規(guī)格。</p&g

52、t;<p>　　根據(jù)以上算得的Pp和qp再查閱手冊，選用YBX-16限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量q0=16ml/r,泵的額定壓力Pn=6.3Mpa，電動機(jī)轉(zhuǎn)速nH=1000r/min,容積效率y0=0.85，總效率y=0.7。</p><p><b>　　4）電動機(jī)的選定。</b></p><p>　　首先分別計算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況

53、時的功率，取兩者較大值作為選擇電動機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在慢進(jìn)時泵輸出的流量減小，泵的功率急劇下降，一般當(dāng)流量在0.2-1L/min范圍內(nèi)時可取η=0.03-0.14，同時還應(yīng)注意解，為了使選擇的電動機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率時不致停轉(zhuǎn)，需進(jìn)行驗算，即</p><p>　　式中 Pn——所選電動機(jī)的額定功率</p><p>　　——限壓式變量泵的限定壓力</p>

54、<p>　　——壓力為 時，泵的輸出流量</p><p>　　首先計算出快進(jìn)時的功率，快進(jìn)時的外負(fù)載為36HH，快進(jìn)路的壓力損失定為0.5MPa，解可求得</p><p>　　快進(jìn)時所需的電動機(jī)功率為</p><p>　　一工進(jìn)時所需的電動機(jī)功率為</p><p>　　二工進(jìn)時所需的電動機(jī)功率為</p><p&

55、gt;　　根據(jù)導(dǎo)冊查得選用YBB-4型電機(jī)</p><p><b>　　液壓閥的選擇。</b></p><p>　　本系統(tǒng)可采用力士樂系列，根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格，如下表所示</p><p>　　(4）確定管道尺寸。</p><p>　　油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口

56、尺寸而定，也可接管路允許的流速計算。</p><p>　　本系統(tǒng)主油路流量可取22L/min，壓油箱的允許流速去v=4m/s，則內(nèi)徑d為：</p><p>　　若系統(tǒng)總油路流量安快退時取q=11.5L/min，則可算得油管內(nèi)徑d為78mm。</p><p>　　綜合以上因素，取油管內(nèi)徑為9mm。吸油管同樣按上式計算，現(xiàn)參照YBX-16變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內(nèi)

57、徑d為25mm。</p><p>　　液壓油箱容積的確定。</p><p>　　液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮，液壓油箱的參數(shù)各呈V可概略的確定為</p><p>　　在低壓系統(tǒng)中（ ）可取</p><p>　　在中壓系統(tǒng)中（ ）可取</p><p>　

58、　在中高壓式高壓大功率系統(tǒng)中（ ）可取</p><p>　　式中 V——液壓油箱有效容量</p><p><b>　　——液壓泵額定流量</b></p><p>　　注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會因重力作用而流回液壓油箱，為了防止液壓油從郵箱中溢出，郵箱中的液壓油徑不能太高，一般不能超過液壓油箱高度的80%。<

59、;/p><p>　　本例中的液壓系統(tǒng)P=4.5MPa，因此屬于中壓系統(tǒng)，液壓油箱有效容量按泵的流量的5-7倍來確定，現(xiàn)選用容量為100L的油箱。</p><p>　　液壓缸的有效容積確定后，需要設(shè)計液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比為1：1：1-1：2：3，為提高冷卻效率，在安裝位置不變限制時，可將液壓箱的容量予以增大。若設(shè)計的液壓油箱能滿足下表中尺寸的要求時可選擇一種。</p>&

60、lt;p>　　液壓油箱的結(jié)構(gòu)簡圖：</p><p>　　綜上，液壓油箱型號取BEX-100</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的驗算</b></p><p>　　已知該系統(tǒng)中進(jìn)、回油管的內(nèi)徑均為9mm，各級管道的長度分別為：AB=0.3m，AcI=AGI=1.7m，AD=1.7m，DE=2m。選用L-HL32液壓油，油的最低溫度為15℃

61、，查得15℃時該液壓油的運(yùn)動粘度v=150cst=1.5cm²/s，油的密度ρ=920/m³。</p><p><b>　　壓力損失的驗算</b></p><p>　　1）工作進(jìn)給時進(jìn)油路的壓力損失</p><p>　　運(yùn)動部件工作時進(jìn)給的最大速度為0.03m/min，進(jìn)給時的最大流量為0.15L</p>&l

62、t;p>　　/min時液壓油在管內(nèi)的流速v1為</p><p>　　v1=q/（πd²/4）=4x151/(3.14x0.9²)cm/min=238cm/min=4cm/s</p><p>　　管道流動雷諾數(shù)Re1=v1d/v=2.4</p><p>　　Re1<2300,可見油液在管道內(nèi)的流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)</p>

63、;<p>　　λ1=75/Re1=31.25</p><p>　　∴進(jìn)油管道BC的沿程壓力損失ΔPH為</p><p>　　ΔPH=λ（l/d）（ρv²/2）=31.25x（1.7+0.3）/（0.009）x（920）</p><p>　　查得換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失ΔP1-2=0.05MPa，調(diào)速閥2FRM5-20/6的壓力

64、損失ΔP1-3=0.5MPa</p><p>　　忽略油液通過管道接頭，油路扳等處的局部壓力，則進(jìn)油路總壓力損失ΔP1為：</p><p>　　ΔP1=ΔP1-1+ΔP1-2+ΔP1-3=0.05MPa+0.05MPa+0.5MPa=0.555MPa</p><p>　　工作進(jìn)給時回油路的壓力損失</p><p>　　由于選用單活塞桿液壓缸，

65、且液壓缸有桿腔的工作面積為無桿腔的工作面積的0.51，約為二分之一，所以管道的流量約為進(jìn)油管道的二分之一時</p><p>　　v2=v1/2=2cm/s</p><p>　　Re2=v2d/v=2x0.9/1.5=1.2</p><p>　　回油管路的沿程壓力損失ΔP2-1為：</p><p><b>　　ΔP2-1=λ</

66、b></p><p>　　查產(chǎn)品樣品知換向閥3WE6A50/AG24的壓力損失ΔP1-2=0.025MPa，換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失ΔP2-3=0.025MPa</p><p>　　忽略各處的局部壓力損失時回油路的壓力損失ΔP2為</p><p><b>　　ΔP2</b></p><p>　　變量

67、泵出口處的壓力Pp</p><p><b>　　Pp</b></p><p><b>　　快進(jìn)時的壓力損失</b></p><p>　　快進(jìn)時液壓缸為差動連接，ACI段管路的沿程壓力損失ΔP1-1為：</p><p>　　同樣可求管道AB段及AD段的沿程壓力損失ΔP2-2和ΔP1-3</p&g

68、t;<p>　　查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：</p><p>　　4EW6E50/AG24的壓力損失 ΔP2-1=</p><p>　　3EW6A50/AG24的壓力損失 ΔP2-2=</p><p>　　在差動連接中，泵的出口壓力為Pp為</p><p><b>　　Pp=</b>&l

69、t;/p><p><b>　　系統(tǒng)升溫的驗算</b></p><p>　　在整個工作循環(huán)中，二工進(jìn)所占的時間最長，為了簡化計算，主要考慮二工進(jìn)時的發(fā)熱量，一般情況下，工進(jìn)速度大時發(fā)熱量較大，由于限壓式變量泵在流量不同時，效率相差極大，所以分別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。</p><p>　　當(dāng)v=0.01m/min時&

70、lt;/p><p>　　此時泵的效率為0.1 泵的出口壓力為4.48MPa時有</p><p><b>　　此時的功率損失為</b></p><p><b>　　ΔP=</b></p><p>　　當(dāng)v=0.03m/min</p><p><b>　　q=</b

71、></p><p>　　此時泵的效率為0.1</p><p>　　假設(shè)系統(tǒng)的散熱狀況一般，取k= 郵箱的散熱面積A為</p><p><b>　　A=</b></p><p><b>　　系統(tǒng)升溫為</b></p><p><b>

72、;　　Δt=</b></p><p>　　驗算表明系統(tǒng)的升溫在許可范圍內(nèi)。</p><p><b>　　小結(jié)：</b></p><p>　　1.鞏固和深化已學(xué)知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計計算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力和綜合分析問題、解決問題能力； </p><p>　　2.正確合理地確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)

73、準(zhǔn)液壓元件；能熟練地運(yùn)用液壓基本回路、組合成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)； </p><p>　　3.熟悉并會運(yùn)用有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計手冊和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。對學(xué)生在計算、制圖、運(yùn)用設(shè)計資料以及經(jīng)驗估算、考慮技術(shù)決策、CAD技術(shù)等方面的基本技能進(jìn)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p

74、>　　《液壓工程手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《液壓傳動第二版》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《機(jī)床液壓傳動》 哈爾濱工