圓鋸床設(shè)計(jì)說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　經(jīng)過四年的大學(xué)學(xué)習(xí)，我們對機(jī)械方面的知識有了一定的認(rèn)識和掌握，在即將告別大學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)刻很有必要對大學(xué)四年的學(xué)習(xí)有個(gè)綜合的檢驗(yàn)，而這種檢驗(yàn)不僅能考察我們對基礎(chǔ)和專業(yè)知識的掌握的牢固程度，更重要的是經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我們對對各門學(xué)科知識的交叉認(rèn)識加強(qiáng)，對設(shè)計(jì)過程有了大體的了解，對于今后我們的學(xué)習(xí)和工作有著十分重要的意義！ </

2、p><p>　　本次設(shè)計(jì)是四年中綜合性最強(qiáng)的一次設(shè)計(jì)，較以前的課程設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)超出了一門或是幾門課程的限制，要運(yùn)用到大學(xué)四年學(xué)過的幾乎所有專業(yè)課程。從利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的思想進(jìn)行分析和總體設(shè)計(jì)，到具體設(shè)計(jì)過程中的受力分析、強(qiáng)度校核、材料選取、機(jī)械運(yùn)動原理分析、零件尺寸確定，再到手工制圖和利用AutoCAD制圖每一個(gè)細(xì)節(jié)過程都反映了對專業(yè)知識的應(yīng)用。因此，這次設(shè)計(jì)尤其的重要！</p><p>　

3、　在這個(gè)設(shè)計(jì)中我將介紹圓鋸床的設(shè)計(jì)過程，圓鋸床和其他鋸床一樣在工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少，但是多為粗加工設(shè)備，主要用于各種原材料的下料，圓鋸床具有動力部分、傳動部分、執(zhí)行部分和控制部分組成，這些結(jié)構(gòu)和其他機(jī)床一樣，具有較為廣泛的代表性，因此，在設(shè)計(jì)過程中可以領(lǐng)會到其他機(jī)床設(shè)計(jì)中所面臨的問題。具有舉一反三的作用。</p><p>　　液壓部分的設(shè)計(jì)在機(jī)床設(shè)計(jì)中很是重要，也較為復(fù)雜。液壓部分的設(shè)計(jì)也要求較高的精度，在剛接到設(shè)

4、計(jì)任務(wù)的時(shí)候，自己深感能力有限，不能勝任這個(gè)任務(wù)，多虧有冷老師給予的不懈的幫助，使我能夠在已有知識上得到訓(xùn)練，在設(shè)計(jì)的過程中得到對陌生知識得禰補(bǔ)。整個(gè)設(shè)計(jì)過程我自己感覺受益匪淺。也感到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要意義！</p><p>　　本次機(jī)床的設(shè)計(jì)中涉及到的液壓部分有：鋸片得給進(jìn)機(jī)構(gòu)，加緊機(jī)構(gòu)，以及冷卻和清屑機(jī)構(gòu)等。由于這幾部分液壓設(shè)計(jì)具有很大得相同性，加上時(shí)間有限，在設(shè)計(jì)過程中我主要對鋸床得給進(jìn)機(jī)構(gòu)和加緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明

5、，對于其他部分得液壓系統(tǒng)只作簡單得介紹，對與非液壓部分，僅作簡單得提及。</p><p>　　在本次的設(shè)計(jì)中，在*老師的帶領(lǐng)下我和***同學(xué)共同完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程，我主要負(fù)責(zé)液壓部分的設(shè)計(jì)，在制圖和設(shè)計(jì)計(jì)算方面我們共同定論，一同商討。尤其是在*老師的殷切的幫助下，我們克服了經(jīng)驗(yàn)不足，知識不夠等許多不利因素。經(jīng)過*老師的講解，并且提供了我們設(shè)計(jì)所需的許多資料；對于設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)得新問題新的思路，*老師都對我們有了很大

6、影響和指導(dǎo)。讓我們感覺到我們知識和經(jīng)驗(yàn)得不足，感到在以后得工作中繼續(xù)學(xué)習(xí)得必要性。</p><p>　　最后再次由衷得感謝在四年得大學(xué)生活和學(xué)習(xí)中各位老師對我們誨人不倦的教導(dǎo)，感謝*老師在設(shè)計(jì)中給我們熱情得幫助和不懈得支持！！</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前 言……………………………………………......

7、.....................................1</p><p>　　1. 鋸床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………6</p><p>　　2. 鋸床的設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………9</p><p>　　3. 鋸床設(shè)計(jì)………………………………………………………...............18&l

8、t;/p><p>　　3.1鋸床的液壓系統(tǒng)說明…………………………………...................18</p><p>　　3.2鋸床的控制元件說明………………………………………………36</p><p>　　3.3鋸床液壓附件說明…………………………………………………40</p><p>　　3.4鋸床的維護(hù)與防護(hù)………………………

9、…………………………50</p><p>　　3.5鋸床的工作原理說明…………………………………....................55</p><p>　　4.鋸床的改進(jìn)設(shè)計(jì)………………………………….....................................57</p><p>　　5 .鋸床設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………........

10、............................60</p><p>　　參考資料…………………………………………........................................61</p><p>　　英文翻譯部分……………………………………........................................62</p><p>

11、;　　1　鋸床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　鋸床是工業(yè)加工生產(chǎn)中必不可少的一種工具。主要分為主要包括弓形鋸床、帶鋸床、圓盤鋸床和用于V管生產(chǎn)線上的飛鋸機(jī)。弓形鋸床是將弓子鋸置于機(jī)架之上，由馬達(dá)和曲柄驅(qū)動，使之做直線往復(fù)運(yùn)動來切斷工件的。此鋸床具有切削速度慢、不能精密加工、鋸帶的松緊度不易調(diào)整、且容易損壞等缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)決定了弓形鋸床不能被廣泛應(yīng)用，己逐漸被淘汰。</p><p>　

12、　帶鋸床是將薄而長的環(huán)形帶鋸條張緊在主、從動輪上，由主動輪帶動帶鋸條連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行鋸切的，它分為立式帶鋸床和臥式帶鋸床兩種類型。立式帶鋸床的鋸架垂直設(shè)置，鋸切時(shí)，工件作進(jìn)給運(yùn)動，可用于板狀，工件內(nèi)、外輪廓的加工，特別適用于模具的加工。臥式帶鋸床的鋸架橫向傾斜布置，以設(shè)在鋸架一端的軋為支點(diǎn)，沿轉(zhuǎn)動方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給，工作時(shí)，帶鋸條借助導(dǎo)向塊被扭轉(zhuǎn)一定的角度，使鋸齒垂直于工件切入。臥式帶鋸床的鋸架又可分為固定式和可轉(zhuǎn)角式兩種形式-前者鋸切剖面與被鋸

13、切件軸心線垂直，后者則可沿與被鋸切件軸心線成一條線，一面做進(jìn)給運(yùn)動，從而將工件切斷。雖然回盤鋸鋸齒較厚，切除盤較大費(fèi)材料，但由于它的切削速度很高，線速度每分鐘可達(dá)幾千米，甚至上萬米所以目前應(yīng)用比較廣泛，尤其是在冶金行業(yè)，特別是在焊管生產(chǎn)線中更是得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　飛鋸機(jī)是在線定長切割系統(tǒng)，它是冶金企業(yè)各種型材生產(chǎn)線尤其是焊管生產(chǎn)線上必不可少的重要設(shè)備，根據(jù)同步機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方式的不同大致可分為兩大

14、類:具有直線往復(fù)運(yùn)動同步機(jī)構(gòu)的飛據(jù)機(jī)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格下因賺、維修方便，但其定尺粕度低，一般只適用于低晚焊管的生產(chǎn)條件。具有回轉(zhuǎn)運(yùn)動同步機(jī)構(gòu)的飛鋸機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是在全部鋸切過程中都與鑰管的軸線垂直，回轉(zhuǎn)臺兩端有鋸切機(jī)構(gòu)，與直線往復(fù)式鋸機(jī)相比，由于沒有逆向復(fù)位，慣性小故可節(jié)省輔助時(shí)間;其缺點(diǎn)是回轉(zhuǎn)部分設(shè)變速回轉(zhuǎn)時(shí)動載荷較大。</p><p>　　國內(nèi)外鋸床的發(fā)展?fàn)顩r國外對鋸床設(shè)備的研究工作進(jìn)行的比較早，從弓形鋸床

15、、帶鋸床到圓盤鋸床，低速到高速鋸床的發(fā)展過程中不斷更新?lián)Q代，逐步形成了一些有代表性的產(chǎn)品。如:美國艾納特標(biāo)準(zhǔn)公司制造的直線式飛鋸機(jī)、西德曼內(nèi)斯曼一米爾公司研制的曲柄連桿式飛鋸機(jī)，可在高速運(yùn)行狀態(tài)下切斷焊管，并且可對焊管的鋸切長度作無級調(diào)整:意大利因諾森蒂公司研制的帶鋸床具有結(jié)構(gòu)緊湊、重最較輕。</p><p>　　傳統(tǒng)意義上的金屬鋸切常被認(rèn)為是簡單的切斷下料工序.隨著現(xiàn)代制造工業(yè)朝著高效、高精度和經(jīng)濟(jì)性的方向發(fā)展

16、,鋸切作為金切加工的起點(diǎn),已成為零件加工過程中重要的組成環(huán)節(jié).鋸切可以節(jié)約材料、減少二次加工量和提高生產(chǎn)效率,因此鋸床特別是自動化鋸床己廣泛地應(yīng)用于鋼鐵、機(jī)械、汽車、造船、石油、礦山和航空航天等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域.鋸床的現(xiàn)狀：帶鋸床正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)弓鋸床和圓盤鋸床，開始占據(jù)主導(dǎo)地位。在歐美等發(fā)達(dá)國家，弓鋸床已基本被淘汰，而帶鋸床迅速普及，這一趨勢在德國尤為明顯。以世界頭號鋸床生產(chǎn)廠家德國貝靈格公司為例，其生產(chǎn)雙立柱帶鋸床的歷史已有20余年

17、，至今已開發(fā)出近百個(gè)型號，達(dá)到了很高的技術(shù)水平。   在材料利用率方面，帶鋸床具有明顯的優(yōu)勢，有切割速度快、尺寸精度高、材料損失小等特點(diǎn)。此外，帶鋸床適應(yīng)性廣、動力消耗低、操作簡便、易于維護(hù)并可進(jìn)行角度切割，因而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 帶鋸床中，雙立柱帶鋸床性能最優(yōu)。它采用雙導(dǎo)向柱液壓缸整體鋸架結(jié)構(gòu)，運(yùn)用平行法劇削，剛度持久，保證了鋸架工作穩(wěn)定性，提高了鋸帶壽命。  發(fā)展趨勢

18、：    隨著金屬鋸切在金切加工中的地位日益提高，鋸床的制造水平有了進(jìn)一步的提高</p><p>　　總之，鋸床的一定會隨著工業(yè)生產(chǎn)的要求不斷的發(fā)展和更新。隨著工業(yè)對加工要求的苛刻，對鋸床的生產(chǎn)和革新比將不斷的發(fā)展。</p><p><b>　　2　圓鋸床設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　鋸床根據(jù)所加

19、工的工件的材料和加工的尺寸，對機(jī)床個(gè)部分的要求也也不一樣，因此在設(shè)計(jì)鋸床的時(shí)候，要視具體情況對鋸床要有具體的要求。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求要求加工金屬材料，加工直徑小于500mm，鋸片在低于80攝氏度，下面列出了鋸床個(gè)部分要求：</p><p>　　2.1加緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　鋸床的夾具是一種能保證加工質(zhì)量和加速生產(chǎn)過程的一種工藝裝備。機(jī)床夾具是在鋸床上加工使用的一種工藝裝備，用來

20、確定工件與刀具的相對位置，將工件定位并加緊。因此鋸床夾具可以使工件定位和加緊的工藝設(shè)備。與其他機(jī)床的原理相同。</p><p>　　加緊機(jī)構(gòu)用于保證機(jī)床的部件、工件與刀具在整個(gè)加工過程中不應(yīng)由于切削力或自重的作用而產(chǎn)生位移或震動。加緊機(jī)構(gòu)通常有三部分組成：動力源、增力機(jī)構(gòu)而后加緊元件。動力源用于產(chǎn)生加緊力，可根據(jù)所需加緊力的大小，操作的方便性、快速性和自動化程度選擇。增力機(jī)構(gòu)用語改變加緊力的大小和方向，有的還能產(chǎn)

21、生自鎖的作用，以保證在加工過程中動力消失時(shí)仍能可靠的加緊。加緊元件用于承受及傳遞加緊力至被加緊部位，有壓板、壓塊、抱環(huán)、鋼帶等。</p><p>　　但是，并非所有的加緊機(jī)構(gòu)都具備誒上述的 三個(gè)部分。例如：有的加緊機(jī)構(gòu)只有動力源和加緊元件而沒有增力機(jī)構(gòu)；有的則只有動力源和增力機(jī)構(gòu)，有螺旋、偏心、斜契等元件直接與被加緊部位接觸。</p><p>　　加緊機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的基本要求： &

22、lt;/p><p>　　（1）應(yīng)具有足夠的加緊力，并有較高底加緊剛度，以保證整個(gè)加工過程不應(yīng)由于切削力和自重的左右而產(chǎn)生位移，從而保證加工精度。加緊力的大小應(yīng)能調(diào)節(jié)。</p><p>　?。?）應(yīng)具有自鎖性能，在動力源切斷后，還能卡靠的加緊，以保證安全。</p><p>　?。?）加緊時(shí)不應(yīng)使被加緊部件產(chǎn)生過大的移動，以保證定位精度。</p><p&

23、gt;　?。?）加緊時(shí)，被加緊不應(yīng)產(chǎn)生額外的移動，以保證定位精度。</p><p>　?。?）加緊機(jī)構(gòu)松開時(shí)，被加緊不見移動時(shí)的阻力應(yīng)該很小。操作方便，易于實(shí)現(xiàn)集中或遠(yuǎn)距離操縱。加緊動作應(yīng)力要求迅速，已縮短輔助時(shí)間，有時(shí)要求在在加緊或松開時(shí)能發(fā)出信號。</p><p>　　為了保證加工精度。我們設(shè)計(jì)了液壓夾具。此夾具以于控制，可按照具體情況控制加緊力大小切加緊力均勻，滿足設(shè)計(jì)要求。<

24、/p><p><b>　　液壓夾具的組成：</b></p><p>　?。?）定位部分：家具固定部分，作用使工件在夾具中處于正確位置。</p><p>　?。?）加緊部分：液壓缸。作用是保證加工過程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性。</p><p>　　（3）輔助部分：工作臺的矩形槽使活動夾具在液壓缸驅(qū)動下沿著工作臺矩形槽移動實(shí)現(xiàn)

25、工作的加緊。</p><p>　　2.2定位部分的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　定位直接由于螺釘固定在工作臺上，它的位置不動，起定位作用。定位不部分的設(shè)計(jì)關(guān)系到機(jī)床的加工精度，因此，非常重要。</p><p>　　2.3工作臺的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　小型臥式金屬圓鋸床的工作臺分為不參加與切削運(yùn)動的和參與送料的工作臺。這次設(shè)計(jì)的參與切

26、削的工作臺，主要有可移動的夾具和固定的夾具兩部分組成，不可移動的不分在道軌上移動從而達(dá)到對不同直徑的工件的加緊，可移動部分是在液壓驅(qū)動下工作的，有固定在底座1上的液壓缸驅(qū)動，夾具的設(shè)計(jì)在上面的說明中已經(jīng)介紹過，這里不做太多的介紹。液壓缸才用的是武漢油缸廠生產(chǎn)的WY02.HSGL-80/40.E- 3311-300×500型號的油缸。</p><p>　　2.4、道軌的設(shè)計(jì)要求</p>&l

27、t;p>　　道軌是運(yùn)動部件能沿著一定的軌跡運(yùn)動（導(dǎo)向），并承受運(yùn)動部件及工件的重量和切削力（承載）。道軌應(yīng)滿足下列要求：精度高；壽命長；剛度及承載能力大；摩擦阻力小。運(yùn)動平穩(wěn)；機(jī)構(gòu)簡單；便于加工、裝配、調(diào)整、維修、成本低。</p><p>　　道軌的種類分為：滑動道軌、靜壓道軌、滾動道軌。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用滑動道軌，滑動面接觸，剛度高；道軌磨削或刮研，可打掃高精度；減震

28、性好；機(jī)構(gòu)簡單，制造容易，維護(hù)簡便，成本低。由于刮研道軌的老送強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低所以本設(shè)計(jì)不采用刮研道軌而采用磨削道軌，磨削道軌可以達(dá)到較高的精度和表面光潔度，生產(chǎn)效率高。在加工時(shí)要采用淬硬的方法，這個(gè)方法也幾乎上是唯一的。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中有三個(gè)位置用到了道軌，其中兩個(gè)位置用的是滾動道軌，另一部分用的是滑動道軌。滾動道軌與滑動道軌相比具有制造精度要求不是太高，因而造價(jià)低而滑動道軌由于對滑道的粗糙度

29、要求較高，并且由于配合的嚴(yán)格要求，這就要求造價(jià)較高。</p><p>　　滾動道軌一般結(jié)構(gòu)是有滑輪和工字鋼或槽鋼組成，如圖2－1所示。本設(shè)計(jì)總一個(gè)地方用了工字鋼，另一部分用到了槽鋼。</p><p><b>　　圖2－1 滾動軌道</b></p><p>　　機(jī)床移動不見尺寸較大，作用力或重心不一定正好通過道軌面時(shí)，大都采用兩條道軌。本設(shè)計(jì)中材

30、料進(jìn)給和鋸架進(jìn)給都采用兩條道軌。本次設(shè)計(jì)的道軌在三個(gè)地方用到，第一個(gè)地方是滑架也就是進(jìn)給機(jī)構(gòu)的移動由于對進(jìn)給的平穩(wěn)性和可靠性要求比較大，采用了滑動道軌，道軌的兩端固定在兩邊的底座1、2上，這種設(shè)計(jì)要求道軌的具有很很好的剛度，不至于在受力較大時(shí)產(chǎn)生較大的撓度或是變形。在設(shè)計(jì)中其結(jié)構(gòu)簡單如下：</p><p>　　2.5張緊裝置的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)要求</p><p>　　張緊機(jī)構(gòu)的形式大致有機(jī)械式

31、、手動式、液壓式、電動式等。為便于實(shí)現(xiàn)自動化，由于本機(jī)床對張緊的要求不是很苛刻，且要求不是很高，我們通常才用手動式。其結(jié)構(gòu)通常有三部分組成，包括：張緊座和一組配套的螺釘組成。</p><p>　　張緊部分主要作用是保證電動機(jī)帶輪和鋸片座之間有足夠大的張緊力，以保證在正常工作的時(shí)候能夠不打滑。張緊的形式出了改變兩張緊輪之間的位置外，還有改變帶的長度上下手，可以在帶上家張緊的裝置從而該邊帶的有效工作長度。下面是本設(shè)計(jì)

32、中才用的張緊設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，如圖2－2所示：</p><p>　　圖2－2　張緊部分設(shè)計(jì)圖</p><p>　　2.6液壓部分和控制部分設(shè)計(jì)要求</p><p>　　液壓傳動相對于機(jī)械傳動來說，是一門新興的技術(shù)。它的發(fā)展歷史雖然較短，但發(fā)展的速度卻非?？?。自從1795年制成了第一臺壓力機(jī)起，液壓技術(shù)進(jìn)入了工程領(lǐng)域，1906年開始應(yīng)用于國防戰(zhàn)備武器。</p>

33、<p>　　第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要反應(yīng)快、精度高的自動控制系統(tǒng)，因而出現(xiàn)了液壓伺服控制系統(tǒng)，從20世紀(jì)60年代起，由于原子能、空間技術(shù)、大型船舶及電子技術(shù)的發(fā)展，不斷地對液壓技術(shù)提出新的要求，液壓技術(shù)開始飛速發(fā)展起來。應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，從民用到國防，由一般的傳動到精確度很高的控制系統(tǒng)，液壓技術(shù)得到更加廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。</p><p>　　在國防工業(yè)中，海、陸、空各種戰(zhàn)備武器均采用液壓

34、傳動與控制。如飛機(jī)、火炮、艦艇、雷達(dá)、導(dǎo)彈及火箭等。</p><p><b>　　在民用工業(yè)中有：</b></p><p>　　(1) 機(jī)床工業(yè)：目前傳動系統(tǒng)中采用液壓傳動與控制的機(jī)床有壓鑄機(jī)、造型機(jī)、沖壓機(jī)、鍛壓機(jī)、組合機(jī)床、拉床、磨床和仿形機(jī)床；</p><p>　　(2) 冶金工業(yè)：有電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)的控制系統(tǒng)、平爐裝料、轉(zhuǎn)爐控制、高

35、爐控制、帶材跑偏及恒張力裝置等；</p><p>　　(3) 工程機(jī)械：有推土機(jī)、挖掘機(jī)、聯(lián)合采煤機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、壓路機(jī)、鑿巖機(jī)及橋梁啟閉等；</p><p>　　(4) 農(nóng)業(yè)方面：有聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉饑的懸掛裝置等；</p><p>　　(5) 汽車工業(yè)：有全液壓越野車、液壓自卸式汽車、液壓高空作業(yè)車、消防車(云梯車及消防照明)等；</p>

36、<p>　　(6) 輕紡工業(yè)；有塑料注射機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)、印刷機(jī)及紡織機(jī)等；</p><p>　　(7) 船舶工業(yè)：有工程船舶(全液壓挖泥船、打撈船、打樁船及采油平臺)、、氣墊船及船舶輔機(jī)(起貨饑、錨機(jī)、舵機(jī)、艙蓋啟閉及船底啟閉、船隊(duì)聯(lián)接裝置)等。</p><p>　　(8) 建材工業(yè)：水泥窯控制系統(tǒng)等。</p><p>　　另外，近幾年又出現(xiàn)的太陽

37、跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、飛機(jī)駕駛模擬、船舶駕駛模擬、地震再現(xiàn)、火箭助推發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬、高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車裝置等，均采用了液壓技術(shù)。</p><p>　　總之，一切工程領(lǐng)域．凡是有機(jī)械設(shè)備的場合，均可應(yīng)用液壓技術(shù)來實(shí)現(xiàn)一定的功能和作用。</p><p>　　液壓傳動較其他傳動具有很多優(yōu)點(diǎn)。概括如下：</p><p>　?。?）能在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)

38、速。調(diào)速的范圍可以達(dá)到100：1至2000：1的范圍之間；</p><p>　?。?）在同等的體積下，液壓裝置可以比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動力．由于液壓系統(tǒng)中的壓力能比電樞磁場中的磁力大出30倍一40倍。單位重量的輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、慣性小。在同等公里才的情況下，液壓馬達(dá)的重量為電動機(jī)的10％－20％間，外形之尺寸為電機(jī)的15％左右；</p><p>　?。?）易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)

39、雜的的機(jī)械動作。如仿行車的刀架、數(shù)控機(jī)床的液壓工作臺以及自動線中的液壓系統(tǒng)；</p><p>　　（4）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。只要設(shè)置一個(gè)安全閥便能可靠的實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，并且當(dāng)動力源發(fā)生故障的時(shí)候，可借助儲能器實(shí)現(xiàn)應(yīng)急動作，避免事故擴(kuò)大。</p><p>　?。?）操作簡單省力。如果與電器相配合，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作和自動控制；</p><p>　?。?）液壓元件中相對運(yùn)動

40、表面有油液，能自行潤滑，因此液壓元件的壽命一般很長。</p><p>　　（7）液壓元件容易實(shí)現(xiàn)通用化，標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，便于設(shè)計(jì)，制造和推廣使用；</p><p>　　但是液壓元件液具有它的缺點(diǎn)：</p><p>　　（1）液壓元件是以液體傳遞為介質(zhì)傳遞能量的 ，液壓元件在傳動面之間存在這泄漏和液體流動時(shí)的壓力損失，因此傳動效率較低。考慮刀液體的泄漏和可壓縮性及元件

41、的彈性變形，液壓系統(tǒng)不使用與對傳動要求比較嚴(yán)格的場合；</p><p>　?。?）工作油液隨著溫度的變化而變化時(shí)，會引起執(zhí)行元件的運(yùn)動不平穩(wěn)，而且在低溫和高溫場合，不使用于液壓傳動；</p><p>　?。?）液壓元件的加工精度要求比較高，這就要求較高的制造成本，并且對液壓元件的維護(hù)和檢修液也要求較高的技術(shù)水平；</p><p>　?。?）對工作介質(zhì)的過濾要求比較嚴(yán)

42、格。這是因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)中的污染會直接的影響液壓元件的壽命和液壓元件的工作的可靠性；</p><p>　　總的來說液壓元件的有點(diǎn)大于其缺點(diǎn)，并且隨著科技的發(fā)展，有些缺點(diǎn)也會很快的得刀解決。權(quán)衡上面的得失，我們在本設(shè)計(jì)中對液壓元件的 設(shè)計(jì)要求要概括如下：</p><p>　　本機(jī)床上用到液壓的機(jī)構(gòu)有四部分分別是給進(jìn)部分、給進(jìn)部分、冷卻部分和鐵屑清理部分組成。工作中液壓主要用于動力的部分的是給進(jìn)部

43、分和加緊部分，這兩部分對力要求比較大，因此要求較高功率的電機(jī)。在進(jìn)行液壓設(shè)計(jì)時(shí)，首先要明確設(shè)計(jì)依據(jù)和要求，滿足主機(jī)所需的運(yùn)動和性能。具體包括：</p><p>　?。?）主機(jī)的用途、工藝過程和總體布置以及對液壓傳動裝置的位置及空間尺寸的要求。</p><p>　?。?）主機(jī)的工作循環(huán)、各執(zhí)行元件的運(yùn)動形式（移動、轉(zhuǎn)動和擺動）及其工況范圍。</p><p>　　（3）

44、執(zhí)行元件在各個(gè)工作階段的負(fù)載大小和性質(zhì)以及運(yùn)動速度的變化范圍。</p><p>　　（4）主機(jī)個(gè)運(yùn)動部件之間的動作順序、自動循環(huán)和互鎖關(guān)系。</p><p>　?。?）對系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性、換向定位精度、調(diào)停時(shí)間、沖出量等方面的要求；</p><p>　　（6）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境如：溫度、濕度、震動沖擊是否有腐蝕性和易燃性物質(zhì)存在等情況；</p><

45、;p>　　在知道液壓部分的設(shè)計(jì)具體要求之后應(yīng)對液壓系統(tǒng)有所了解，液壓系統(tǒng)的組成和總能通常分為如表2－1及表2－2兩方面：</p><p>　　表2－1 　　　　液壓系統(tǒng)的組成部分及作用</p><p>　　表2－2　　　　　　液壓系統(tǒng)的分類 </p><p><b>　　3　鋸床設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3

46、.1 液壓和控制部分設(shè)計(jì)</p><p>　　液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是液壓機(jī)械主機(jī)設(shè)計(jì)是根據(jù)主機(jī)對液壓系統(tǒng)提出的要求和綜合運(yùn)用液壓元件和液壓回路基本知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，吸取國內(nèi)外先進(jìn)的液壓技術(shù)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、效率高、質(zhì)量好的液壓傳動裝置。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟大體如下：</p><p>　　（1）明確設(shè)計(jì)要求；</p><p>　　（2）進(jìn)行工況

47、分析與初步確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；</p><p>　?。?）擬訂液壓系統(tǒng)原理圖；</p><p>　　（4）計(jì)算和選擇液壓元件；</p><p>　?。?）估算液壓系統(tǒng)性能；</p><p>　?。?）繪制工作土和編寫技術(shù)文件。</p><p>　　3.1.1主要參數(shù)的確定（工況分析）</p><p&

48、gt;　　工況分析的目的是主機(jī)在工作過程中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度和負(fù)載的大小及其變化規(guī)律。對與復(fù)雜的工況要繪制速度循環(huán)圖和負(fù)載循環(huán)圖；對與動作簡單的系統(tǒng)，這兩種圖可以省略，但是必須找到最大負(fù)載圖和最大速度圖。工況分析提供了主機(jī)在性能方面的明確要求。</p><p><b>　?。?）運(yùn)動分析</b></p><p>　　主機(jī)的執(zhí)行元件按工藝要求的運(yùn)動情況，一般用于工作循環(huán)

49、圖和速度圖分析。兩張圖確切的給出了一個(gè)完整的工作循環(huán)內(nèi)元件的運(yùn)動規(guī)律。根據(jù)設(shè)計(jì)機(jī)床在加工是的運(yùn)動情況分析，粗略的繪制了鋸床給進(jìn)部分的的速度圖循環(huán)圖和負(fù)載循環(huán)圖如圖3－1所示：</p><p>　　圖3－1　圓鋸床的給進(jìn)機(jī)構(gòu)工作負(fù)載和速度循環(huán)圖</p><p>　　上圖粗略的分析了機(jī)床給進(jìn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀況，下面對運(yùn)動作具體的分析。</p><p><b>　　

50、（2）負(fù)載分析</b></p><p>　　執(zhí)行元件在工作循環(huán)中各階段所克服的負(fù)載，其大小和性質(zhì)用圖表示出來，即為負(fù)載循環(huán)圖，它表示負(fù)載變化規(guī)律。下面做液壓缸的負(fù)載分析：</p><p>　　做直線往復(fù)運(yùn)動的液壓缸，克服的外負(fù)載力主要有：工作負(fù)載F、摩擦負(fù)載、慣性Fm。</p><p><b>　?、?工作負(fù)載F</b></p

51、><p>　　工作負(fù)載是外負(fù)載中的主要部分，不同的機(jī)械，工作負(fù)載形式也不同。金屬切削機(jī)床的工作負(fù)載是液壓缸運(yùn)動方向上的切削力，在該設(shè)計(jì)中這個(gè)負(fù)載主要是給進(jìn)機(jī)構(gòu)切削工件是克服的阻力，這個(gè)力的大小反映了，切削過程中機(jī)床的性能的好壞，負(fù)載力必須滿足給進(jìn)機(jī)構(gòu)最小給進(jìn)速度，即10mm/s。</p><p><b>　?、?摩擦負(fù)載</b></p><p>　

52、　摩擦負(fù)載包括兩部分，一是主機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)克服的道軌或是支撐面上的摩擦阻力Ff`；另一個(gè)是液壓缸密封裝置摩擦阻力Ff``。具體數(shù)值可以按下式計(jì)算獲得；</p><p><b>　?。?－1）</b></p><p>　　根據(jù)圓鋸床得經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和圓鋸片的加工承受能力，我們初步定機(jī)床得切削力為447N，其中切向力為400N,徑向進(jìn)給力為200N，徑向進(jìn)給力就是給進(jìn)油的工作

53、負(fù)載力。</p><p>　　鋸床要滿足加工直徑為500mm的要求，并且要具有上面所介紹的行程，因此，我們初步定起動行程為50mm，加速行程為80mm，減速行程為100mm。工作行程為500mm。工作部件的重量為電機(jī)重量300公斤，滑架重量438公斤，軸1重量44.5公斤，鋸片座重量11.5公斤，壓蓋重量8.8公斤和鋸片重量10公斤，張緊座重量2公斤，合計(jì)重量為814.8公斤。由于液壓缸相對于其他構(gòu)建的重量可以忽

54、略不計(jì)，所以可求的個(gè)運(yùn)動階段的摩擦力：</p><p>　?。?）當(dāng)液壓缸起動時(shí)：</p><p>　　此時(shí)　f ＝0.16～0.2 ，選取　f = 0.17，</p><p>　　＝fmg＝0.17 814.8 10＝1385.16N。</p><p>　　快進(jìn)時(shí)　V = 20m/s ， 屬于低速行駛 ， f = 0.1～0.12 ,

55、 此處取f = 0.11；</p><p>　　（2）＝fmg＝0.11，此時(shí)　f ＝0.16～0.2 ，選取　f = 0.18快進(jìn)時(shí)V = 20m/s ， 屬于低速行駛 ， f = 0.1～0.12 , 此處取　f = 0.11。</p><p>　　＝fmg＝0.11814.8 10＝896.28N。</p><p>　?。?）減速時(shí)，速度由20 mm/s減

56、至5 mm/s ，速度更低 。因此f = 0.105 ，</p><p>　?。絝mg＝0.105814.8 10＝855.54N。</p><p>　?。?） 工進(jìn)時(shí)，f = 0.1</p><p>　?。絝mg＝0.1 814.8 10＝814.8N。</p><p>　?。?）制動時(shí)，平均說來速度比啟動時(shí)的速度更低 ，所以f = 0.1

57、9，</p><p>　?。絝mg＝0.19 814.8 10＝1548.12N。</p><p>　　（6) 反向啟動時(shí)，總的來說速度比正向啟動時(shí)還大。所以f = 0.16，</p><p>　?。絝mg＝0.16 814.8 10＝1303.68N</p><p>　　（7) 快退時(shí)v = 40mm/s, f = 0.12，</p

58、><p>　?。絝mg＝0.12 814.8 10＝977.76N。</p><p>　?。?) 制動時(shí)應(yīng)該與啟動時(shí)的摩擦負(fù)載相同，所以即為1385.16N。</p><p><b>　　③ 慣性負(fù)載</b></p><p>　　慣性負(fù)載就是運(yùn)動部件在起動或制動的過程中的慣性力。其平均值可以按下式計(jì)算：</p>

59、<p><b>　?。?－2）</b></p><p>　　（見《液壓傳動與控制技術(shù)》王裕清 韓程石主編。）</p><p>　　液壓缸起動時(shí)。速度有0 mm/s增到20 mm/s,經(jīng)過的路程為50mm，工作要求的速度為10mm因此可一求得：</p><p>　?。?）按設(shè)計(jì)要求設(shè)起動時(shí)間為20s起動慣性力為:</p>

60、<p>　?。?)工作時(shí)間的行程為500mm，速度勻速為10mm。</p><p>　　速度增加為0，故慣性力為0。</p><p>　　3.1.2確定液壓系統(tǒng)的的主要參數(shù)</p><p>　　3.1.2.1初選液壓系統(tǒng)的工作壓力</p><p><b>　　表3－1　</b></p><

61、;p>　　工作壓力的選取可按工況分析中執(zhí)行元件的最大負(fù)載值來確定；也可以根據(jù)各類工作的特點(diǎn)和要求選取。工作壓力的大小直接影響液壓元件的尺寸、型號、系統(tǒng)的重量、效率及制造安裝工藝等許多方面的問題。關(guān)系到設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)合理。由經(jīng)驗(yàn)可在下表中選取合適的壓力。</p><p>　　根據(jù)我們的設(shè)計(jì)要求和實(shí)際設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)在本設(shè)計(jì)中可以選取組合機(jī)床的壓力標(biāo)準(zhǔn)，選取5MPa。</p><p>

62、　　3.1.2.2密封圈的選擇：</p><p>　　活塞桿密封，活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏。良好的密封是液壓缸傳遞動力，正常動作的保證，根據(jù)需要密封的偶合面間有無相對運(yùn)動，可把密封分為動密封和靜密封兩大類，設(shè)置或選用密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加自動提高密封性能，除此之外，摩擦阻力要小，耐油，抗腐蝕，壽命長，制造簡單，拆裝方便，常見的密封方法有以下幾種：</p>&l

63、t;p><b>　　(1) 間隙密封</b></p><p>　　間隙密封較適用于活塞裝置，結(jié)構(gòu)簡單，摩擦力小，耐用，但對零件加工精度要求較高，難以完全消除泄漏。故只適用于低壓小流量的液壓缸。</p><p><b>　　(2) 活塞環(huán)密封</b></p><p>　　依靠裝在活塞環(huán)行槽內(nèi)的彈性金屬環(huán)。緊貼缸筒內(nèi)壁實(shí)

64、現(xiàn)密封，它的密封效果較間隙密封好，，適用的壓力范圍和溫度范圍很寬，能自動補(bǔ)償磨損和溫度變化的影響，能在高速條件下工作，摩擦力小，工作可靠，壽命長，但不能完全密封，活塞環(huán)的加工復(fù)雜，缸筒內(nèi)表面加工精度高，一般用于高壓、高速和高溫的場合。</p><p><b>　　(3) 密封圈密封</b></p><p>　　密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種，密封圈有O型,V型

65、,Y型及組合式等數(shù)種，a O形密封圈的截面為圓形，主要用于竟密封和速度較低的滑動密封，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便，價(jià)格便宜，可在的溫度范圍內(nèi)工作，但與唇行密封圈相比，其壽命較短。密封裝置的機(jī)械部分要求較高。啟動阻力較大，O形圈的使用速度范圍為。b V形密封圈，V形圈截面是V形。V形密封裝置是油壓環(huán)，V形圈和支撐環(huán)組成。當(dāng)工作壓力高于時(shí)，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果，安裝時(shí)V形圈的開口應(yīng)朝向壓力高的一側(cè)，V形圈密封性能良好，耐高壓，壽命

66、長，通過調(diào)節(jié)壓緊力，可獲得最佳密封效果，但V形密封裝置的摩擦阻力及結(jié)構(gòu)尺寸較大，主要用于活塞桿的往復(fù)運(yùn)動密封。C Y形密封圈一般用于工作壓力的場合。</p><p>　　綜上所述次液壓缸選用V形組合圈效果最好，</p><p>　　由GB10708.1－89查得用型V型密封圈。</p><p>　　所以D =190mm。</p><p>　　

67、又由于此液壓系統(tǒng)壓力較高所以需要選兩個(gè)以上的密封圈組合。</p><p>　　任何形狀的密封裝置在安裝時(shí)必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于損壞，因此安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關(guān)手冊給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。 </p><p>　　在具有塵埃和雜質(zhì)的大氣中使用密封裝置時(shí)，必定要與防塵圈并用。</p><p>　　3.1.2.3液壓缸

68、的計(jì)算</p><p>　　液壓缸的長度主要由最大行程決定。導(dǎo)向長度c在D時(shí)為：c = (0.6～1.0) D，而在D, c = (0.6～1.0) d，從制造角度考慮，一般液壓缸長度不應(yīng)超過直徑D的20 ～30倍。</p><p>　　液壓缸直徑D = 200mm。</p><p><b>　　所以 。</b></p><

69、;p>　　一個(gè)v型密封圈長60 mm。再加固定板長度30 mm，</p><p>　　柱塞底厚選為24 mm，</p><p>　　得到缸體總長　L = 50+80+100+500 =730mm，</p><p>　　再加入一定的余量取L = 800 mm，</p><p><b>　　缸筒壁厚的計(jì)算：</b>&l

70、t;/p><p>　　缸筒壁厚可給據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。但在工作壓力較高或缸徑較大時(shí)必須進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。一般在時(shí)按薄壁筒公式校核，而在時(shí)用厚壁筒公式校核。</p><p>　　D =200mm,由于此鋼筒壓力高缸徑大。所以是不可能的。用厚壁筒公式校核。</p><p>　?。?－3）　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　── 缸筒內(nèi)最高工作壓力

71、，當(dāng)液壓缸工作壓力p16MPa時(shí)，＝1.5p。當(dāng)額定工作壓力時(shí)，＝1.25p。</p><p>　　── 缸筒材料許用應(yīng)力。＝，s─ 安全系數(shù)，通常s＝５，</p><p>　　── 缸筒材料抗拉強(qiáng)度。此處缸筒材料為45鋼。查得＝597,</p><p><b>　　由上公式計(jì)算得:</b></p><p><b&

72、gt;　　34.52mm。</b></p><p><b>　　取35mm。</b></p><p><b>　　缸筒底部厚度計(jì)算：</b></p><p>　　缸筒底部為平面時(shí)。其厚度:</p><p>　　0.433= ＝7.14mm</p><p><

73、b>　　缸底厚度取8mm。</b></p><p>　　根據(jù)液壓缸內(nèi)徑選油口尺寸，油口通徑為38 mm。油口尺寸為。</p><p>　　由于液壓缸的計(jì)算長度L>10d時(shí)不可能的，所以無需考慮對液壓缸縱向穩(wěn)定的驗(yàn)算。</p><p>　　活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核：</p><p>　　液壓缸的支撐點(diǎn)和活塞桿端點(diǎn)的最大長

74、度L>10d，液壓缸屬于短行程鋼。按住向拉伸或壓縮計(jì)算強(qiáng)度，</p><p><b>　?。?－4）</b></p><p>　　F ── 液壓缸的最大作用力；</p><p>　　D ── 活塞桿直徑；</p><p>　　── 空心活塞桿內(nèi)徑；活塞桿由空心與實(shí)心兩種，實(shí)心桿制造工藝簡單，空心桿用于直徑d與液壓缸

75、內(nèi)徑D比值較大或桿內(nèi)需裝傳感器或油管的情況，此處選空心。= 60mm;</p><p>　　── 活塞桿的拉壓應(yīng)力；</p><p>　　── 活塞桿材料的許用應(yīng)力；＝，取安全系數(shù)s =2～4。此處s =3 。</p><p>　　查得45號鋼 ＝352MPa, = = 117.33MPa。</p><p><b>　

76、　。</b></p><p><b>　　所以強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　由于液壓支撐點(diǎn)和活塞端點(diǎn)最大長度L >10d時(shí)不可能的，所以無需考慮活塞桿的穩(wěn)定性。</p><p>　　此處液壓缸靠自重下降，且下降速度不是很大，所以不需要緩沖裝置，又由于液壓缸從下向上運(yùn)動，不可能有氣體對液壓缸運(yùn)動產(chǎn)生影響，所以也不需要排

77、氣裝制。</p><p>　　3.1.2.4　行元件的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　（1）確定液壓缸的有效工作面積</p><p>　　液壓缸的工作面積A直接影響著液壓缸的推力和速度。在設(shè)計(jì)中我們設(shè)計(jì)給緊機(jī)構(gòu)和加緊機(jī)構(gòu)兩部分的負(fù)載壓力相同。首先按負(fù)載力的要求計(jì)算A值，再按最低穩(wěn)定速度要求進(jìn)行演算，由上面得計(jì)算，我們可以確定液壓缸的平均的壓力為F=24500

78、N,按計(jì)算的液壓缸的外部負(fù)載壓力為24500N ， 設(shè)液壓缸的傳動效率是60％，因此可得：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得出液壓缸的伸出柱體直徑約為102mm.</p><p>　　經(jīng)過公式計(jì)算可以滿足設(shè)計(jì)要求，故液壓缸可以確定為直徑為102mm.的。故知液壓缸的徑向壁厚為。</p>

79、<p>　?。?）液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)排量的確定（液壓泵得選擇）</p><p>　　在設(shè)計(jì)中根據(jù)平時(shí)鋸床的設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)我們選用YSF-8022的電動機(jī)，這種電動機(jī)的參數(shù)為：功率1100W，轉(zhuǎn)速為2800，效率為77％，最大扭矩為2KN，堵轉(zhuǎn)扭矩為1.8KN。根據(jù)液壓馬達(dá)的一般的效率范圍我們選定液壓馬達(dá)的效率為60％。液壓馬達(dá)工作時(shí)要驅(qū)動24500N的負(fù)載力，液壓馬達(dá)的軸的尺寸我們設(shè)為直徑為60 mm，因此，

80、我們可以計(jì)算出液壓馬達(dá)的負(fù)載扭矩為：</p><p>　　＝24500 0.6＝147000NM。</p><p>　　并能粗略的估計(jì)出液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)的排量，即：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　將上面的計(jì)算結(jié)果帶入下式驗(yàn)算：</p><p>　　符合設(shè)計(jì)要求，因此上面的

81、選用正確。</p><p>　?。?）繪制液壓執(zhí)行元件工況圖（如圖3－2）</p><p>　　執(zhí)行元件工況圖是指執(zhí)行元件在整個(gè)工作循環(huán)個(gè)階段的P、流量Q和功率N變化規(guī)律的圖形，它是指在確定了執(zhí)行元件的主要參數(shù)（A和q）后，依據(jù)負(fù)載循環(huán)圖，流量循環(huán)圖，通過計(jì)算機(jī)的出的循環(huán)中個(gè)階段的壓力、流量和功率值而繪制的。下土工況圖直觀限制了執(zhí)行元件在工作循環(huán)中壓力、流量和功率的變化規(guī)律及最大壓力、最大

82、流量和最大功率的數(shù)值，它是選擇液壓泵和液壓閥的類型、規(guī)格的依據(jù)，同時(shí)對合理選擇液壓回路，擬訂液壓系統(tǒng)都有重要作用。液壓圖反映了這幾個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，具有很重要的參考價(jià)值。</p><p>　　圖3－2　　壓力P、流量Q和功率N的圖（工況圖）</p><p>　?。?）擬訂液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　在明白了液壓系統(tǒng)的工況圖后就可以擬訂液壓系統(tǒng)的工況圖，擬訂液壓系

83、統(tǒng)的工況圖是是液壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵步驟，它直接影響著系統(tǒng)的性能，以及設(shè)計(jì)方按的經(jīng)濟(jì)合理性。擬訂過程中首先依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中突出的動作和性能要求，綜合運(yùn)用液壓系統(tǒng)的有關(guān)知識，選擇和擬訂基本回路，然后把基本回路合成為液壓系統(tǒng)。</p><p>　　基本回路的選取一定要要滿足設(shè)計(jì)的基本要求，但是滿足同一設(shè)計(jì)要求的回路不只一種方案，因此，要進(jìn)行分析對比，并參考同類液壓系統(tǒng)的成熟經(jīng)驗(yàn)，確定出合理的回路。</p>&l

84、t;p>　　（5）換向和速度換接回路</p><p>　　根據(jù)液壓系統(tǒng)中的工作循環(huán)，換向精度，換向沖擊，換向平穩(wěn)性以及自動化程度等要求，選擇換向及速度換接回路。調(diào)速回路選擇的依據(jù)主要是調(diào)速范圍、壓力、流量和功率的大小以及系統(tǒng)對溫升、工作平穩(wěn)性要求等。調(diào)速回路往往是液壓系統(tǒng)的核心，因?yàn)檎{(diào)速方式的確定見涉及到液壓泵、液壓控制閥的選擇，以及其他基本回路的選擇，同時(shí)也決定著油路的循環(huán)形式。例如：節(jié)流調(diào)速、容積-節(jié)流

85、調(diào)速一般采用開式油路；容積調(diào)速多才用閉式油路。由上面的分析我們采用溢流閥如下圖3－3：</p><p>　　圖3－3　溢流節(jié)流閥的工作原理及其只能符號</p><p><b>　　（6）壓力控制回路</b></p><p>　　壓力控制回路很多，選擇的時(shí)候要仔細(xì)的分析每個(gè)回路的特點(diǎn)和使用的場合。如在出口，進(jìn)口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中的泵源壓力控制都用衡壓

86、系統(tǒng)控制回路；容積調(diào)速系統(tǒng)中，為了防止過載采用限壓控制回路；當(dāng)用一個(gè)泵源提供兩個(gè)以上的工作壓力并且壓力相差很大的時(shí)候，可采用減壓控制回路；對于需要多級壓力控制的系統(tǒng)，可以采用溢流閥遙控口通過換向閥和遠(yuǎn)程的調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)控制。對于垂直布置的液壓缸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用由防止運(yùn)動部件幾句下落的平衡回路等，總之，根據(jù)上面的分析我們采用多級減壓控制回路如圖3－4：</p><p>　　圖3－4　減壓系統(tǒng)工作原理及其符號圖示</p

87、><p><b>　?。?）多缸回路</b></p><p>　　幾個(gè)液壓缸之間的動作關(guān)系是多缸回路著重考慮的問題，如同步動作和順序動作，需要通過某些元件或信號進(jìn)行控制。同步動作常用的控制方式有容積控制，流量控制，司服控制等；順序控制通常用的控制方式有行程控制，時(shí)間控制，壓力控制，電信號控制等。</p><p><b>　　（8）蓄能器回

88、路</b></p><p>　　控制回路蓄能器是利用液壓控制中的保壓，消除壓力脈動，吸收壓力沖擊及作為段時(shí)間大量供油的應(yīng)急動作油源等腰根據(jù)壓力系統(tǒng)性能要求合理選擇。</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)的合成</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)是液壓基本回路的組合，當(dāng)依據(jù)系統(tǒng)的要求確定基本回路之后，配上其他功能的輔助回路，如鎖緊

89、，平衡，潤滑，測壓回路等，即可合成液壓系統(tǒng) ，系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)：</p><p>　　①　力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，將作用相同或詳盡的元件進(jìn)行合并。</p><p>　?、凇∠到y(tǒng)必須安全可靠，如用一個(gè)液壓泵供應(yīng)給兩個(gè)以上執(zhí)行元件工作的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)防止相互干擾；某些部件運(yùn)動要求互鎖，則系統(tǒng)應(yīng)有互鎖回路以防止誤操作而引發(fā)錯(cuò)誤而造成事故；系統(tǒng)中合理配置慮油器是長期可靠工作的保證等。</p>

90、<p>　　③　盡量提高系統(tǒng)的效率，減少發(fā)熱量。如在一個(gè)工作循環(huán)總需要流量差別較大的系統(tǒng)，可以采用蓄能器回路或雙泵供油回路；功率較大的系統(tǒng)應(yīng)選用容積調(diào)速等。</p><p>　?、堋”M量避免采用標(biāo)準(zhǔn)通用元件，減少自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)件；</p><p>　?、荨∠到y(tǒng)應(yīng)經(jīng)濟(jì)而且合理，工作平穩(wěn)，沖擊小。</p><p>　　3.1.3初步確定液壓系統(tǒng)得原理圖&l

91、t;/p><p>　　3.1.3.1 確定液壓系統(tǒng)方案</p><p>　　確定液壓系統(tǒng)的首要問題是確定油液的循環(huán)方式，即采用開式還是閉式液壓系統(tǒng)。若是開始系統(tǒng)又具有多個(gè)執(zhí)行元件，則接著要確定油路的組合方式；決定調(diào)速方案及所采用的基本回路。</p><p>　　3.1.3.2液壓油循環(huán)方式</p><p>　　系統(tǒng)油液的循環(huán)方式分為開式和閉式兩種

92、。開式系統(tǒng)散熱較方便，但油箱較大；抗污染性較差，但開式可采用壓力油箱或油箱呼吸器來改善；管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速時(shí)效率低；用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用制動閥進(jìn)行能耗制動，引起油液發(fā)熱；適用于功率較小的機(jī)構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的機(jī)構(gòu)（如鏟車、高空作業(yè)車、液壓汽車起重機(jī)、裝載機(jī)及挖掘機(jī)等）以及固定式機(jī)械上。閉式系統(tǒng)散熱較復(fù)雜，須用輔泵換油冷卻；抗污染性較好，但油液過慮要求較高；管路壓力損失較小，容積調(diào)速時(shí)，效率較高；液壓泵由電機(jī)拖動時(shí)，限速及制動過

93、程中拖動電機(jī)能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量，既是再生限速（可省去平衡閥）及再生制動；對主泵的自吸性能要求低；適用于液壓泵由電機(jī)驅(qū)動的下述機(jī)構(gòu)：外負(fù)載慣性大且換向頻繁的機(jī)構(gòu)（如一些起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)及龍門刨床，拉床和精密平面磨床等的工作平臺等）；重力下降機(jī)構(gòu)（如不平衡類型的起升、動臂擺動機(jī)構(gòu)等）；外負(fù)載較大的重力下降機(jī)構(gòu)（如平衡類起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)）；要求特別緊湊的移動式機(jī)械（如液壓汽車平板車、拖拉機(jī)及礦車等的運(yùn)動機(jī)構(gòu)）。</p>

94、;<p>　　比較開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)各自的特點(diǎn)，液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)油液方式采用開式。</p><p>　　3.1.3.3調(diào)速方案</p><p>　　調(diào)速方法可分為節(jié)流調(diào)速、容積式有級及無級調(diào)速、容積節(jié)流聯(lián)合調(diào)速三種。</p><p><b>　?。?）節(jié)流調(diào)速回路</b></p><p>　　節(jié)流調(diào)速回路簡

95、單，但效率低，只適用于2～5KW的小功率系統(tǒng)或工程機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)非經(jīng)常性的調(diào)速場合。三種簡式節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，旁路節(jié)流調(diào)速回路的效率稍高，但剛性最差。有壓力閥補(bǔ)償?shù)墓?jié)流調(diào)速回路剛性最大，效率以調(diào)速閥裝在旁路的節(jié)流調(diào)速回路及溢流節(jié)流調(diào)速回路稍高。增加節(jié)流端的液壓缸的油壓作用面積，對液壓馬達(dá)，則選用排量大的，這可以有效地提高簡式節(jié)流調(diào)速回路的剛度。其他如采用薄壁小孔型的節(jié)流閥；控制油溫，用粘濕性能好的油液及排除系統(tǒng)中的空氣等都可提高簡式節(jié)流

96、調(diào)速回路的剛度。</p><p>　?。?）容積式調(diào)速回路</p><p>　　液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩Tm及功率Pm皆是由安全閥限定 的最大值或是在恒定下的值。由表可知變量泵－定量馬達(dá)回路的調(diào)速范圍較大，效率較高，常用于船用甲板起重機(jī)的調(diào)速。又由于其最大轉(zhuǎn)矩為一常數(shù)，故也常用于外負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化不大時(shí)，例如磨床、高射炮的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。但該調(diào)速回路在馬達(dá)低轉(zhuǎn)速時(shí)原動機(jī)的功率低，故挖掘機(jī)中常用恒功率變量

97、泵。</p><p>　　變量泵－變量馬達(dá)回路的調(diào)速范圍最大，但變量機(jī)構(gòu)及其調(diào)解方法復(fù)雜，故甲板起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)及大、中型挖掘機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)等常用變量泵－有級變量馬達(dá)調(diào)速回路。</p><p>　　為提高容積式調(diào)速回路的剛度，必須提高液壓馬達(dá)的排量；提高泵及馬達(dá)的制造質(zhì)量；排除回路中的空氣；控制油溫及用粘濕性能好的油液等。</p><p>　　容積式有級變量調(diào)速回路的

98、調(diào)解機(jī)構(gòu)簡單，為一換向閥。</p><p>　　（3） 容積式節(jié)流調(diào)速回路</p><p>　　容積節(jié)流調(diào)速回路分為流量適應(yīng)回路及功率適應(yīng)回路等。這兩種回路中流量閥兩端的壓差都不隨外負(fù)載而變化。故其控制的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度都不隨外負(fù)載的變化而變化，即這些回路的剛度大。 </p><p>　　3.1.3.4基本回路的確定</p><p>　

99、　液壓系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)下列方法來確定基本回路：</p><p>　?。?）根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選用基本回路</p><p>　　液壓執(zhí)行元件存在負(fù)載，即存在外負(fù)載對系統(tǒng)做功的情況（又稱重力下降系統(tǒng)）時(shí)，必須設(shè)置平衡回路，以防止負(fù)載超速運(yùn)動。在外負(fù)載慣性較大的系統(tǒng)中，為防止負(fù)載制動過程中產(chǎn)生液壓沖擊，則必須設(shè)置制動回路，還需附設(shè)其他設(shè)備回路，要求負(fù)載在制動時(shí)的前沖量特別小的系統(tǒng)，還要附設(shè)行程末端的減速回路

100、；對那些負(fù)載慣性特別大的系統(tǒng)，還需附設(shè)行程末端由變量泵減速的回路及補(bǔ)油回路。</p><p>　?。?）一般油路系統(tǒng)都必須設(shè)置的基本回路</p><p>　　一般系統(tǒng)都必須設(shè)置換向回路，安全回路及卸荷回路等。</p><p>　?。?）根據(jù)特殊要求設(shè)置基本回路</p><p>　　有些系統(tǒng)還要設(shè)置同步回路、順序回路、調(diào)速回路、增速回路、減速回

101、路、增壓回路、緩沖回路、鎖緊回路、用手動比例減壓閥的遙控回路等。對壓力機(jī)而言，泄壓回路是不可缺少的。對閉式系統(tǒng)而言，必須有補(bǔ)油冷卻回路。</p><p>　　對比以上三種調(diào)速方法，液壓機(jī)的壓力系統(tǒng)中選用節(jié)流調(diào)速回路。</p><p>　　基本回路除了一般系統(tǒng)都必須設(shè)置的換向回路、安全回路及卸荷回路外，為了保證三液壓缸動作同步，須要設(shè)置同步回路；為使速度可調(diào)，應(yīng)設(shè)置調(diào)速回路。</p&g

102、t;<p>　　3.1.3.5擬定液壓系統(tǒng)草圖</p><p>　　前面已初步地確定了液壓系統(tǒng)的方案，繪制了液壓執(zhí)行元件液壓缸的工況圖，并通過對工況的分析，對初選的調(diào)速回路和基本回路進(jìn)行了修正。由此，就可把上述回路組合成一個(gè)液壓系統(tǒng)。在組合時(shí)，要去掉重復(fù)多余的元件，并考慮到連鎖和防止干擾等問題，如一個(gè)系統(tǒng)采用多個(gè)液壓泵時(shí)，各泵出口都應(yīng)設(shè)置單向閥。為了便于調(diào)試、維修及監(jiān)控，則在系統(tǒng)的適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置檢測

103、點(diǎn)等。</p><p>　　油液的凈化，是保證系統(tǒng)能可靠工作的關(guān)鍵。因此，液壓系統(tǒng)中都應(yīng)設(shè)置一般的網(wǎng)式濾油器或磁性濾油器，對要求特別高的系統(tǒng)，還需設(shè)置旁路凈化系統(tǒng)。對可靠性要求特別高的系統(tǒng)，需設(shè)置備用元件或備用回路。有些液壓系統(tǒng)，還需要設(shè)置冷卻、加熱裝置等。應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化元件，這可縮短制造周期，便于互換和維修。</p><p>　　防止液壓沖擊 由于工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度的變換（起動、

104、變速、制動），動作負(fù)載突然消失以及沖擊性負(fù)載等原因，往往會產(chǎn)生液壓沖擊，影響系統(tǒng)的正常工作。這需要采取相應(yīng)的防止措施。對液壓缸到達(dá)行程終點(diǎn)因慣性引起的沖擊，可在液壓缸端部設(shè)置緩沖裝置或采用行程節(jié)流閥回路；對負(fù)載突然發(fā)生變化（如工作負(fù)載突然消失）時(shí)產(chǎn)生的沖擊，可在回路上加背壓閥。如為沖擊性負(fù)載，可在執(zhí)行元件的進(jìn)出口處設(shè)置動作敏捷的超載安全閥；為防止由于換向閥換向過快而引起的沖擊，可采用換向速度可調(diào)的電液換向閥等。對于大型液壓機(jī)械等，由于困

105、在液壓缸內(nèi)的大量高壓油突然釋壓而引起的沖擊，可采用節(jié)流閥以及帶泄壓閥的液控單向閥等元件，來控制高壓油逐漸卸壓的辦法，來防止沖擊。</p><p>　　確保系統(tǒng)安全可靠 液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的不安全因素是多種多樣的。例如異常的負(fù)載、停電、外部環(huán)境條件的急劇變化、操作人員的誤操作等，都必須有相應(yīng)的安全回路或措施，確保人身和設(shè)備安全。例如，為了防止工作部件的漂移、下滑、超速等，應(yīng)由鎖緊、平衡、限速等回路；為了防止由于操作者的

106、誤操作，或由于液壓元件失靈而產(chǎn)生誤動作，應(yīng)由誤動作防止回路等。</p><p>　　根據(jù)以上選擇的液壓基本回路，合成為油壓機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖。如圖3－5所示：</p><p>　　圖3－5　液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　3.1.4壓元件的計(jì)算和選擇</p><p>　　壓力和流量是液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)來計(jì)算和選擇液壓元件、輔件

107、和原動機(jī)的規(guī)格。系統(tǒng)壓力選定后，液壓缸的速度、主要尺寸或馬達(dá)的排量即可確定，接著就可根據(jù)液壓缸的速度或液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速確定其流量。</p><p>　　3.1.4.1初選液壓系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　工作壓力的選取可以按照工況分析中執(zhí)行元件的最大負(fù)載值來確定；也可以</p><p>　　根據(jù)各類機(jī)械工作特點(diǎn)和要求來選取。工作壓力的大小直接影響液壓元件的尺寸，型

108、號、系統(tǒng)的重量、效率及制造安裝工藝等，關(guān)系到設(shè)計(jì)出的液壓系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)合理。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下，若系統(tǒng)壓力選的過低，則液壓元件、輔件的尺寸和重量就增加，系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)增加；若系統(tǒng)壓力選得較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸和造價(jià)會相應(yīng)降低。然而若系統(tǒng)壓力選得過高，由于對制造液壓元件、輔件的材質(zhì)、密封、制造精度等要求的提高，反而會增大液壓設(shè)備的尺寸，重量和造價(jià)，其系統(tǒng)效率和使用壽命也會相應(yīng)下降。因此不能一味 追求高壓。就目前的技術(shù)和 材質(zhì)情

109、況，一般認(rèn)為選取壓力為3 MPa左右最為經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　查手冊表，按液壓機(jī)的工作特點(diǎn)選定p =3MP</p><p>　　3.1.4.2執(zhí)行元件主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定尺寸</p><p>　　本系統(tǒng)的執(zhí)行元件是柱塞是液壓缸。由于液壓缸移動的距離不是很長，對也吐出較長得液壓缸也能滿足使用，同時(shí)也是為了滿足液壓缸的工作得穩(wěn)定性，我們盡量避免使用多級液壓缸；在本設(shè)

110、計(jì)中我們選用單級液壓缸作為給進(jìn)機(jī)構(gòu)得動力源；液壓缸是液壓傳動系統(tǒng)中一種執(zhí)行元件，它可以將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行元件的機(jī)械能輸出。其機(jī)械能的運(yùn)動輸出形式為直線往返運(yùn)動。有些特殊的液壓缸其運(yùn)動輸出形式也可以使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線往返于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的復(fù)合運(yùn)動。</p><p>　　3.2液壓控制元件設(shè)計(jì)說明</p><p>　　3.2.1 液壓控制閥的選擇</p><p>　　控制閥的規(guī)

111、格是根據(jù)液壓系統(tǒng)最高工作壓力和通過該閥的流量進(jìn)行選擇的。必要時(shí)，最大流量允許超過該閥公稱流量的20%，否則會引起發(fā)熱、噪音、壓力損失等的增大和閥性能的下降。選擇控制閥需要注意的問題有：</p><p>　?。?）確定通過閥的實(shí)際流量</p><p>　　此時(shí)需要注意通過管路的流量與油路串、并聯(lián)的關(guān)系：油路串聯(lián)時(shí)，</p><p>　　系統(tǒng)的流量即為油路中各處所通過的