畢業(yè)設計--組合鉆床動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計主要是計算和設計組合鉆床動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)應用在機床中，可以實現(xiàn)機床自動進給，而且可以使運動更平衡，加工精度更高，效率更高，從而實現(xiàn)機床的自動化。鉆孔組合機床是以系列化，標準化的通用部件為基礎，配以少量的專用部件組成的專用機床，適于對產(chǎn)品大批大量，一面或多面同時成組多加工的高效機加工設備。液壓動力滑臺是其重要

2、組成部件。通過本題目設計訓練，使我們?nèi)媸煜ぜ庸すに?，刀具，切削用量，組合機床，液壓動力滑臺組成和工作原理。在此基礎上，完成給定參數(shù)的動力滑臺液壓系統(tǒng)設計。</p><p>　　關鍵字：組合機床；液壓傳動系統(tǒng)；動力滑臺</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design prim

3、arily for the design of hydraulic driving system of modular machine tool's power sliding feed table. Application in machine

4、60;tool hydraulic system, can realize automatic feeding machine. And can make machine motion more balance, accuracy of higher, mor

5、e efficient, enabling automation of machine tools. Bore modular machine tool is to serialization, standardization based on the gen

6、eric part, together with a small number of special components for special machines, suitable for a larg</p><p>　　Keywords: 

7、;combination machine; hydraulic systems; power sliding feed table</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABST

8、RACTII</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 機床在國民經(jīng)濟的地位1</p><p>　　1.2.1 組合機床的國內(nèi)現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.2 國外組合機床現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3 液壓技術及其在工程機械中的應用4&l

9、t;/p><p>　　1.4 液壓系統(tǒng)的設計過程4</p><p>　　1.5 本論文的主要內(nèi)容5</p><p>　　1.5.1 液壓系統(tǒng)概述5</p><p>　　1.5.2 液壓站的工作原理5</p><p>　　1.5.3 液壓站設計的目的和意義5</p><p>　　1.6 本章

10、小結(jié)5</p><p>　　2 設計要求及工況分析6</p><p>　　2.1 設計要求6</p><p>　　2.2 負載與運動分析6</p><p>　　2.2.1 計算切削阻力6</p><p>　　2.2.2 計算摩擦阻力7</p><p>　　2.3 工況分析7<

11、;/p><p>　　2.4 本章小結(jié)8</p><p>　　3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)確定9</p><p>　　3.1初選液壓缸工作壓力及方案擬定9</p><p>　　3.2計算液壓缸主要尺寸9</p><p>　　3.3 本章小結(jié)13</p><p>　　4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖14&

12、lt;/p><p>　　4.1 主體方案的確定14</p><p>　　4.2 基本回路確定14</p><p>　　4.3 液壓系統(tǒng)原理圖綜合16</p><p>　　4.4 本章小結(jié)17</p><p>　　5 計算和選擇液壓元件18</p><p>　　5.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動

13、機功率18</p><p>　　5.2 液壓缸結(jié)構(gòu)的選擇19</p><p>　　5.3 確定其它元件及輔件20</p><p>　　5.4 本章小結(jié)22</p><p>　　6 液壓缸設計基礎23</p><p>　　6.1 液壓缸的軸向尺寸23</p><p>　　6.2 主要零

14、件強度校核23</p><p>　　7 驗算液壓系統(tǒng)性能27</p><p>　　7.1 驗算系統(tǒng)壓力損失27</p><p>　　7.2 驗算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升29</p><p>　　7.3 本章小結(jié)30</p><p>　　8 液壓站設計31</p><p>　　8.1 液壓站的選

15、擇31</p><p>　　8.2 液壓站的設計31</p><p>　　8.3 液壓控制裝置采用塊式集成設計流程31</p><p>　　8.4 管路選擇、布置與連接32</p><p>　　8.5 液壓泵與電動機的連接33</p><p>　　8.6 本章小結(jié)33</p><p>

16、;　　9 電氣原理圖的設計34</p><p>　　9.1 電氣控制回路簡介34</p><p>　　9.2 繼電接觸式電氣控制34</p><p>　　9.3 本章小結(jié)39</p><p>　　10 液壓系統(tǒng)常見故障診斷與排除40</p><p><b>　　結(jié) 論41</b><

17、;/p><p><b>　　致 謝42</b></p><p><b>　　參考文獻43</b></p><p><b>　　附 錄44</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 機床

18、在國民經(jīng)濟的地位 </p><p>　　現(xiàn)代社會中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機器、儀器和工具等技術設備與裝備。為制造這些技術設備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設備等。由于機械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法來達到，特別是形狀復雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機床上經(jīng)過幾道甚至幾十道

19、切削加工工藝才能完成。因此，機床是現(xiàn)代機械制造業(yè)中最重要的加工設備。在一般機械制造廠中，機床所擔負的加工工作量，約占機械制造總工作量的40%～60%，機床的技術性能直接影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟性，進而決定著國民經(jīng)濟的發(fā)展水平?？梢赃@樣說，如果沒有機床的發(fā)展，如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機床，現(xiàn)代社會目前所達到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。圖1-1為常見組合鉆床的外觀圖。</p><p&

20、gt;<b>　　。</b></p><p>　　圖1-1 常見組合鉆床的外外觀圖</p><p>　　1.2 組合機床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 世界上第一臺組合機床于1908年在美國問世，30年代后組合機床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關鍵設備之一。</p><p>　　現(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機

21、床提出了愈來愈高的要求，而組合機床也在不斷吸取新技術成果而完善和發(fā)展。</p><p>　　1.2.1 組合機床的國內(nèi)現(xiàn)狀</p><p>　　我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存、組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截止2005年4月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達1000余臺，產(chǎn)值達3.9億以上，較2004

22、年同比增長了10％以上，另外組合機床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資額、出口交費等經(jīng)濟指標有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。</p><p>　?。?） 行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化</p><p>　　組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、工程機械、軍工業(yè)、能源、輕工業(yè)以及家電行業(yè)提供專用設備，隨著我國加入WTO 后于世界機床進一步接軌，

23、組合機床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機床與加工中心的市場需求量上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機床則有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學會的《機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表》時統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機床890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機床985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；而

24、2005年，截至4月份，數(shù)控機床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精度制造技術和成套工藝裝備方面發(fā)展。 </p><p>　?。?） 行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變</p><p>　　“九五”后期，在組合機床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份改造，一家企業(yè)推出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001年至2002年，不到兩年的時間，就先后有十

25、幾家企業(yè)實行股份制改造，一些小廠幾乎全部推出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可擋，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從北歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機。”組合機床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。</p><p>　?。?） 組合機床技術裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　組合機床及其自動線時集機電與一體是綜合自動化的較高的

26、制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。組合機床分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有

27、單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺組合機床等；隨著技術的不斷進步，一種新型的組合機床—柔性組合機床越來越受人們親睞，它應用多為主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動系統(tǒng)，并能靈活適應多種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。</p><p>　　由于組合機床及其自動線是一種技術綜合性很高的高技術專用產(chǎn)品

28、，是根據(jù)用戶特殊要求而設計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術。我國組合機床及其組合機床自動線總體技術水平比發(fā)達國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b置。</p&

29、gt;<p>　　1.2.2 國外組合機床現(xiàn)狀</p><p>　　80年代以來，國外組合機床技術在滿足精度和效率要求的基礎上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機床的加工精度、多品種加工的柔性以及機床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進展，實現(xiàn)了機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能通道監(jiān)控。組合機床技術的發(fā)展趨勢是：</p><p>　　（1）廣泛應用數(shù)

30、控技術</p><p>　　國外主要的組合機床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機床通用部件，在組合機床上不僅一般動力部件應用數(shù)控技術，而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應用數(shù)控技術，從而進一步提高了組合機床的工作可靠性和加工精度。廣州標致汽車公司有法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線，就是由三臺自動換箱組合機床組成的，其全部動作均為數(shù)控，包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的

31、運動，其節(jié)拍時間為58秒。</p><p><b>　?。?）發(fā)展柔性技術</b></p><p>　　80年代以來，國外對中大批量生產(chǎn)，多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施，時加工裝備具有了一系列的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動力頭、可換主軸箱等組成的組合機床;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展，開發(fā)了二坐標、三坐標模塊化的加工單位，并以此為基礎組成了柔性加工自動線（FT

32、L）。這種結(jié)構(gòu)的變化，既可以實現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏，又可以使機床配置更加靈活多樣。</p><p>　?。?）發(fā)展綜合自動化技術</p><p>　　汽車工業(yè)的大發(fā)展，對自動化制造技術提出了許多新的要求，大批量生產(chǎn)的高效率，要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機械加工工序，而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序，以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠

33、1987年投入使用的造價9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線，就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成，三班制工作，每條線日生產(chǎn)2000件，節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面組合機床、18臺三坐標加工單位、空架機器人、線兩端的毛坯庫和三坐標測量機組成，可實現(xiàn)三種零件的加工?？占軝C器人完成工件下線的碼垛裝箱工件。隨著綜合自動化技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家，進一步提

34、高了制造系統(tǒng)的配套水平。</p><p>　?。?）進一步提高工序集中程度</p><p>　　國外為了減少機床數(shù)量，節(jié)省占地面積，對組合機床這種工序集中程度高的產(chǎn)品，繼續(xù)采取各種措施，進一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組合機床或在夾具部位設置刀庫，通過換刀加工實現(xiàn)工序集中，從而可最大限度地發(fā)揮設備的效能，獲取更好的經(jīng)濟效益。</p

35、><p>　　1.3 液壓技術及其在工程機械中的應用</p><p>　　液壓傳動時利用液體（液壓油）作為工作介質(zhì)傳遞能量和進行的傳動形式。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將動力源的機械能轉(zhuǎn)換液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件（缸和馬達）把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，從而驅(qū)動工作機構(gòu)，實現(xiàn)直線往復運動和回轉(zhuǎn)運動。液壓技術廣泛應用于工程機械當中之際，高的工

36、作效率、減小液壓元件的體積和質(zhì)量、加大輸出功率以及液壓元件的模塊化設計已經(jīng)成為前沿的液壓技術的關鍵技術所在。而這些正是液壓系統(tǒng)的比其它窗洞系統(tǒng)的優(yōu)越性之所在。在工作裝置中，廣泛的采用新材料、新結(jié)構(gòu)，是工作裝置的工作強度、剛度、耐磨性得到很大程度的提高，自重減輕；同時，在設計和制造過程中普遍采用CAD、CAM技術和優(yōu)化技術。液壓系統(tǒng)的工作壓力進一步的提高。</p><p>　　傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，乃至工作裝置的操縱

37、控制系統(tǒng)進一步的完善和電子化，利用電子技術進行操作、監(jiān)控和保護，及采用機電液一體化技術。其中的自動控制技術的應用越來越普遍。主要包括：監(jiān)測和識別工作對象與工作條件；根據(jù)識別結(jié)果和工作目標，自行作出決策；響應決策，實現(xiàn)自動伺服控制。這樣使工程機械的作業(yè)精度和作業(yè)效率得到明顯的提高，作業(yè)安全性也得到了進一步保障。近年來液壓技術在提高系統(tǒng)的工作壓力、增大系統(tǒng)的功率、加大流量以及模塊化設計方面也取得了巨大的發(fā)展，特別是在閉式系統(tǒng)應用于行走工程機

38、械和其它機械時的效率高、無極調(diào)速和簡便的操縱的優(yōu)點表現(xiàn)的更為突出。由管式配置發(fā)展到板式配置、再發(fā)展到箱式配置、再到集成塊配置、直到目前的疊加式配置和插裝式配置等等，更好的滿足了占用盡可能少的空間，傳遞盡可能多的功率。液壓元件的結(jié)構(gòu)也不斷地朝著小型化、集成化模塊化的方向發(fā)展，不僅使液壓組件的結(jié)構(gòu)日趨緊湊，工作可靠性強、而且使用操縱方便，便與維修和保養(yǎng)。</p><p>　　1.4 液壓系統(tǒng)的設計過程</p&g

39、t;<p>　?。?）確定合適采用液壓傳動系統(tǒng)的原機傳動系統(tǒng)</p><p>　?。?）擬定系統(tǒng)的液壓傳動圖根據(jù)傳動的工作方式，合理選擇液壓元件；然后根據(jù)各個元件的性能要求和動作順序，列出可以實現(xiàn)動作的各種基本回路以及其方案圖，對其各個方面的性能進行分析、比較，然后進行方案的確定。帶各個系統(tǒng)的最終方案確定后，按國標中的規(guī)定符號和《機械制圖》中的規(guī)定繪制正式的系統(tǒng)原理圖，在圖中標注出各個液壓元件的型號

40、、規(guī)格和標準元件及輔助元件一覽表。（3）液壓系統(tǒng)的主要元件的設計計算和型號的選擇，包括泵的流量、出口壓力、輸出扭矩等參數(shù)的計算與選擇，液壓馬達的轉(zhuǎn)速、輸出扭矩及外形尺寸的選擇；油管的選用；液壓元件的規(guī)格選?。幌到y(tǒng)的實際工作壓力的驗算；發(fā)熱量的驗算及是否需要采用冷卻回路；油箱容積的設計計算以及濾油器等附件的選擇。（4）液壓系統(tǒng)的總體匹配驗算以及液壓裝置的總體布局和結(jié)構(gòu)設計。（5）繪制液壓系統(tǒng)工作圖，并撰寫該部分的說明書（畢業(yè)設計論文）。&

41、lt;/p><p>　　1.5 本論文的主要內(nèi)容</p><p>　　1.5.1 液壓系統(tǒng)概述</p><p>　　液壓系統(tǒng)主要有以下幾部分組成：</p><p>　　（1）能源裝置 把機械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能的裝置，一般最常見的是液壓泵或空氣壓縮機。</p><p>　　（2）執(zhí)行裝置 把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置

42、，一般指做直線運動的液壓缸、做回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達等。</p><p>　?。?）控制調(diào)節(jié)裝置 對液壓系統(tǒng)圖中流體的壓力、流量和流動方向進行控制和調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。</p><p>　　（4）輔助裝置 指除以上三種以外的其他裝置，如郵箱、過濾器、分水過濾器、油霧器、蓄能器等，它們對保證液壓系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定地工作起重大作用。</p><p>　　

43、（5）傳動介質(zhì) 傳動能量的流體，即液壓油或壓縮空氣。</p><p>　　1.5.2 液壓站的工作原理</p><p>　　電機帶動油泵旋轉(zhuǎn)，泵從油泵中吸油后打油，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，液壓油通過集成塊（或閥組合）液壓閥實現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后經(jīng)外接管路傳輸?shù)揭簤簷C械的油缸或油馬達中，從而控制了液動機方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動各種液壓機械做功。</p>

44、;<p>　　1.5.3 液壓站設計的目的和意義</p><p>　　通過液壓站的設計使我們了解各閥的作用，了解各閥的安裝位置。</p><p>　　本設計是為了：實現(xiàn)某汽車發(fā)動箱加工自動線上的一臺單面多軸鉆孔機床定位（插定位銷）→夾緊→動力滑臺快進→工進→快退→原位停止→夾具松開→拔定位銷。</p><p><b>　　1.6 本章小

45、結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)主要介紹了組合機床在當制造業(yè)的重要地位以及其國內(nèi)外的現(xiàn)況和本次論文的主要內(nèi)容。</p><p>　　2 設計要求及工況分析</p><p><b>　　2.1 設計要求</b></p><p>　　技術參數(shù)：某汽車發(fā)動機箱體加工自動線上的一臺單面多軸鉆孔機床，其臥式動力

46、滑臺（導軌為水平導軌，其靜摩擦系數(shù)，動摩擦系數(shù)）切削加工時的進給運動;工件的定位和夾緊均采用液壓方式，實線自動控制。利用液壓和電氣配合實線自動循環(huán)。要求實現(xiàn)定位(插定位銷) →夾緊→動力滑臺快進→工進→快退→原位停止→夾具松開→拔定位銷。 </p><p>　　表2-1 主要技術參數(shù)：</p><p>　　2.2 負載與運動分析</p><p>　　2.2

47、.1 計算切削阻力</p><p>　　鉆孔時，其軸向切削阻力可用以下公式計算：</p><p>　　式中： —鉆削力（N）；</p><p><b>　　D—孔徑（mm）；</b></p><p>　　S—每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）；</p><p><b>　　HB—鑄鐵布氏硬度<

48、;/b></p><p>　　選擇切削用量：鉆孔時，主軸轉(zhuǎn)速=360r/min,每轉(zhuǎn)進給量=0.147mm/r;鉆孔時，主軸轉(zhuǎn)速=550r/min,每轉(zhuǎn)進給量=0.096mm/r。則</p><p><b>　　=N</b></p><p><b>　　=30500N</b></p><p>

49、　　2.2.2 計算摩擦阻力</p><p><b>　　靜摩擦阻力：</b></p><p><b>　　動摩擦阻力: </b></p><p>　　2.2.3 計算慣性阻力：</p><p>　　2.2.4計算工進速度。工進速度可分別按加工和孔的切削用量計算，即</p><p

50、>　　2.2.5 計算快進、工進時間和L快退時間</p><p><b>　　快進： </b></p><p><b>　　工進： </b></p><p>　　快退: =1.5s</p><p>　　設液壓缸的機械效率ηcm=0.9，得出液壓缸在各工作階段的負載和推力，如表2

51、-2：</p><p>　　表2-2 動力滑臺液壓缸各階段的負載和推力計算結(jié)果.</p><p><b>　　2.3 工況分析</b></p><p>　　根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負載和運動時間，即可繪制出負載循環(huán)圖F-t 和速度循環(huán)圖-t，如圖2-1和圖2-2所示。</p><p>　　圖2-1液壓缸的f-t圖<

52、;/p><p>　　圖2-2 液壓缸v-t</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)主要介紹了本次設計的主要技術參數(shù)工作情況圖的分析過程。3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)確定</p><p>　　3.1初選液壓缸工作壓力及方案擬定</p><p>　　方案設計時整個液壓系

53、統(tǒng)設計中的重要一步。它從作用原理結(jié)構(gòu)組成上體現(xiàn)了主機對液壓系統(tǒng)提出了許多要求。其主要工作包括兩項內(nèi)容：一是根據(jù)主機對液壓系統(tǒng)的各項要求，選擇液壓回路，進行方案設計；二是把選出的液壓回路有機的組成液壓系統(tǒng)。</p><p>　　3.1.1 根據(jù)要求可確定液壓缸為差動式液壓缸。</p><p>　　為了滿足工作臺快速進退速度相等，并減小液壓泵的流量，將液壓缸的無干腔作為主工作腔，并在快進時差動

54、連接，經(jīng)負載分析和計算可知液壓缸驅(qū)動的最大負載是在工進階段為31480N由參考表2-1和表2-2，初選液壓缸的工作壓力。</p><p>　　3.1.2 方案擬定</p><p>　　對設計液壓系統(tǒng)進行分析，已知設計的時汽車發(fā)動機箱體鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)，要求液壓系統(tǒng)完成工作循環(huán)是：定位（插定位銷）→夾緊→快進→快退→原位停止→松開工件；在設計過程中要注意液壓設計的注意事項：在滑臺速度變化

55、較大，當滑臺由工進轉(zhuǎn)為快退時，一減少液壓沖擊，需使用被壓閥等。</p><p>　　方案：選用單桿活塞缸來實現(xiàn)工作循環(huán)所要求的快進、工進運動，借鑒經(jīng)典的實現(xiàn)快進、快退的鏈接方式，差動連接方式，而對于有大沖擊，工作阻力不定對加工過程的影響，采用使用在回油路上街背壓閥和在進油路上用調(diào)速閥、行程閥的組合來實現(xiàn)。對于工況分段情況很大，借鑒同類機床多數(shù)采用雙泵供油以求節(jié)約能源。為減少熱變形對加工精度的影響，減少熱源選用開式

56、油箱。</p><p>　　3.2計算液壓缸主要尺寸</p><p>　　3.2.1 進給液壓缸主要尺寸</p><p>　　鑒于動力滑臺快進和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動液壓缸（A1=2A2），快進時液壓缸差動連接。工進時為防止孔鉆通時負載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應有背壓，參考表3-3選此背壓力為p2=1MPa。</p>

57、<p>　　表3-1 按負載選擇工作壓力</p><p>　　表3-2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　表3-3 執(zhí)行元件背壓力</p><p>　　表3-5 按速比要求確定d/D</p><p>　　注：1—無桿腔進油時活塞運動速度；</p><p>　　2—有桿腔進油時活塞運動速度。&l

58、t;/p><p>　　進而由表3-4可確定工進時的背壓力為Pb=0.5~1.5,我們?nèi)b=0.6MPa， =0.9根據(jù)差動缸定義有，</p><p>　　表3-4按工作壓力選取d/D</p><p>　　所以 </p><p><b>　　液壓缸內(nèi)徑</b></p><p>　　

59、由GB2348-2003圓整為D=0.11m d=0.08m.</p><p>　　根據(jù)所確定的D和d算出液壓缸無桿腔有效作用面積。</p><p>　　液壓缸有桿腔有效作用面積</p><p>　　液壓缸活塞桿有效作用面積：</p><p>　　差動連接快進時，液壓缸有干腔壓力必須大于無干腔壓力，其差值估取，并注意到啟動瞬間液壓缸尚

60、未移動，此時；另外，取快退時的回油壓力損失為0.7MPa。</p><p>　　根據(jù)計算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如表1-7所列，由此繪制的液壓缸工況圖如圖1-3所示。</p><p><b>　　工況圖計算：</b></p><p><b>　　快進時：</b></p&g

61、t;<p>　　啟動時進油腔壓力 </p><p>　　加速時進油腔壓力 </p><p>　　恒速時進油腔壓力： </p><p>　　恒速時輸入流量 ： </p><p>　　恒速時輸入功率 ： </p><p><b>　　工進時：</b></

62、p><p>　　進油腔壓力 </p><p>　　輸入流量 </p><p>　　輸入功率 </p><p><b>　　快退時：</b></p><p>　　啟動進油腔壓力 </p><p>　　加速進油腔壓力

63、 </p><p>　　恒速進油腔壓力 </p><p>　　恒速輸入流量 </p><p>　　恒速輸入功率 </p><p>　　表3-6液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值</p><p>　　注：1. Δp為液壓缸差動連接時，回油口到進油口之間的壓力損失，取Δp=0.3MPa。&l

64、t;/p><p>　　2． 快退時，液壓缸有桿腔進油，壓力為p1，無桿腔回油，壓力為。</p><p>　　圖3-1 液壓缸的工況圖</p><p>　　3.2.2 夾緊液壓缸主要尺寸</p><p>　　(1).夾緊缸的內(nèi)徑和活塞桿直徑</p><p><b>　　根據(jù) 選</b></p&g

65、t;<p><b>　　夾緊缸內(nèi)徑D為：</b></p><p>　　取D=63mm符合缸徑尺寸系列</p><p>　　根據(jù)活塞桿工作中受壓，活塞桿直徑適當取大徑</p><p>　　活塞桿直徑: d=0.5=</p><p><b>　　取d=32mm</b></p>

66、<p>　　(2).計算夾緊缸的壓力和流量</p><p><b>　　進油腔壓力為</b></p><p><b>　　輸入流量Q為</b></p><p>　　由于定位缸的負載少，行程短，原始數(shù)據(jù)中又未給出具體的定位力，所以定位缸的內(nèi)徑和活塞桿直徑，取夾緊缸直徑的0.8倍，壓力和流量計算從略結(jié) 論<

67、/p><p>　　結(jié)論是一篇論文的收束部分，是以研究成果為前提，經(jīng)過嚴密的邏輯推理和論證所得出的最后結(jié)論。在結(jié)論中應明確指出論文研究的成果或觀點，對其應用前景和社會，經(jīng)濟價值等加以預測和評價，并指出今后進一步在本研究方向進行研究工作的展望與設想.結(jié)論應寫得簡明扼要，精練完整，邏輯嚴謹，措施得當，表達準確，有條理性。</p><p>　　論文主要工作完成如下：</p><p&

68、gt;　?。?）結(jié)論是一篇論文的收束部分，是以研究成果為前提，經(jīng)過嚴密的邏輯推理和論證所得出的最后結(jié)論。在結(jié)論中應明確指出論文研究的成果或觀點，對其應用前景和社會，經(jīng)濟價值等加以預測和評價，并指出今后進一步在本研究方向進行研究工作的展望與設想.結(jié)論應寫得簡明扼要，精練完整，邏輯嚴謹，措施得當，表達準確，有條理性。</p><p>　?。?）結(jié)論是一篇論文的收束部分，是以研究成果為前提，經(jīng)過嚴密的邏輯推理和論證所得

69、出的最后結(jié)論。在結(jié)論中應明確指出論文研究的成果或觀點，對其應用前景和社會，經(jīng)濟價值等加以預測和評價，并指出今后進一步在本研究方向進行研究工作的展望與設想.結(jié)論應寫得簡明扼要，精練完整，邏輯嚴謹，措施得當，表達準確，有條理性。 </p><p><b>　　3.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)主要介紹了各個液壓缸的技術參數(shù)和確定過程。4 擬定

70、液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　4.1 主體方案的確定</p><p>　　由表3-2可知，本系統(tǒng)屬于速度變化不大的小功率固定作業(yè)系統(tǒng)，因而首先考慮性能穩(wěn)定的雙定量泵供油，差動缸差動快進和高速閥進口節(jié)流高速的開式系統(tǒng)方案。這樣，既滿足液壓缸工進的高壓小流量要求，既考慮了節(jié)能問題，又兼顧了工作可靠性問題。 </p><p>　　4.2 基本回路確定</p&g

71、t;<p>　　根據(jù)設計題目驗算結(jié)果確定回路基本形式。</p><p>　　4.2.1 供油回路 </p><p>　　按主題方案，因為快進、快退、工進的速度相差很大，為了減少功率損耗，采用雙聯(lián)泵，工進時中壓小流量泵供油，并控制液控卸荷閥，使低壓大流量泵卸荷；快進時，兩臺泵同時供油，此時兩天泵的流量全部進入液壓缸。供油回路采用雙定量泵供油回路，見圖</p>&

72、lt;p><b>　　4-1。</b></p><p>　　圖4-1 雙定量泵供油回路圖</p><p>　　4.2.2 選擇調(diào)速回路 </p><p>　　由圖4-2可知，這臺機床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺運動速度低，工作負載為阻力負載且工作中變化小，故可選用進口節(jié)流調(diào)速回路。為防止孔鉆通時負載突然消失引起運動部件前沖，在回油路上加背

73、壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。</p><p><b>　?。?）調(diào)速方式選擇</b></p><p>　　由于機床液壓系統(tǒng)調(diào)速是關鍵問題，因此首選調(diào)速回路。由工況圖可知：所設計的液壓系統(tǒng)功率較小，工作負載為阻力負載變化小，故采用進口節(jié)流調(diào)速回路。為防止鉆通時負載消失造成的前沖現(xiàn)象，回油路上要設置背壓閥。</p><p&g

74、t;　?。?）快速回路和速度換接方式的選擇</p><p>　　本系統(tǒng)已選定差動鏈接回路。由于快進轉(zhuǎn)工進時，速度變化大，故選用行程閥來實現(xiàn)速度平穩(wěn)換接。而工進轉(zhuǎn)快退則利用壓力繼電器來實現(xiàn)，其調(diào)整壓力要大于液壓缸的最大工作壓力。</p><p>　　除考慮上述主要回路外，還需要考慮換向問題?？紤]到快退運動時，無桿腔回油量較大，故宜選用電液換向閥，但隨著液壓技術的發(fā)展，也可以用大流量電磁換向閥

75、來代替電液換向閥，但隨著液壓技術的發(fā)展，也可以用大流量電磁換向閥來代替電液換向閥。</p><p>　　圖4-2 進油口節(jié)流調(diào)速回路</p><p>　　4.2.3 選擇速度換接回路 </p><p>　　由于本系統(tǒng)滑臺由快進轉(zhuǎn)為工進 時，速度變化大（v1/v2=0.1/(0.8×10-3）=125)</p><p>　　為減少速度

76、換接時的液壓沖擊，選用行程閥制的換接回路，如圖4-3。</p><p>　　圖4-3 行程閥換接回路</p><p>　　4.2.4 選擇快速運動和換向回路 </p><p>　　本系統(tǒng)已選定液壓缸差動連接和雙泵供油兩種快速運動回路實現(xiàn)快速運動。考慮到從工進轉(zhuǎn)快退時回油路流量較大，故選用換向時間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實現(xiàn)液壓缸差動連接，

77、所以選用三位五通電液換向閥，如圖4-4所示。</p><p>　　4.2.5 方向控制回路</p><p>　　為了滿足液壓缸停止，啟動，換向和液壓缸差動控制，圖4-3給出了利用三位五通電液換向閥為主的方向控制回路。圖中的單向閥建立了電液換向閥所需的控制壓力。</p><p>　　4.2.6 選擇定位夾緊回路 </p><p>　　此回路采

78、用順序閥控制的順序動作回路，圖4-4所示。</p><p>　　這種回路采用了單向自控順序閥對兩缸進給和退回雙向順序控制，起到先定位，夾夾緊再松開，后拔定位銷原位停止的功能。緊再松開，后拔定位銷原位停止的功能。</p><p>　　圖4-4 順序動作回路</p><p>　　4.3 液壓系統(tǒng)原理圖綜合</p><p>　　將上面選出的液壓基本

79、回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如圖4-5所示。在圖3-5中，為了解決滑臺工進時進、回油路串通使系統(tǒng)壓力無法建立的問題，增設了單向閥10。為了避免機床停止工作時回路中的油液流回油箱，導致空氣進入系統(tǒng)，影響滑臺運動的平穩(wěn)性，圖中添置了一個單向閥8?？紤]到這臺機床用于鉆孔（通孔與不通孔）加工，對位置定位精度要求較高，圖中增設了一個壓力繼電器15。液壓系統(tǒng)圖見附錄1。</p><p>

80、　　表4-1 電磁鐵動作表</p><p><b>　　4.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)主要闡述了液壓系統(tǒng)的確定過程以及各個回路的設計確定過程。5 計算和選擇液壓元件</p><p>　　5.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率</p><p>　　5.1.1 計算液壓泵的最大工作壓力</p>

81、;<p>　　小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進時工作壓力最大，最大工作壓力為p1=3.96MPa速閥進口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進油路上的總壓力損失∑?p=0.8MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差pe=0.5MPa，則小流量泵的最高工作壓力估算為</p><p>　　大流量泵只在快進和快退時向液壓缸供油，由表7可見，快退時液壓缸的工作壓力為p1=1.86MPa時大。

82、考慮到快退時進油不通過調(diào)速閥，故其進油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進油路上的總壓力損失∑?p=0.4Pa，則大流量泵的最高工作壓力估算為</p><p>　　5.1.2 計算液壓泵的流量</p><p>　　由表2-6可知，液壓缸快進時所需最大流量為0.5024×10-3 m3/s ，若取回路泄漏系數(shù)K=1.1，因此，選擇雙聯(lián)泵的總流量應滿足液壓缸快進時的流量要求，并考慮系統(tǒng)泄漏量，

83、則兩個泵的總流量為</p><p>　　考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為2/min，工進時的流量為8.3-5 m3/s =0.5L/min，則小流量泵的流量最少應為。</p><p>　　5.1.3 確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率</p><p>　　根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱手冊可知，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取YB2.5/30,速為，容積效率時，雙聯(lián)泵同時供

84、油流量為；而。</p><p>　　由表2-6得知，液壓缸在快退時輸入功率最大，若取液壓泵總效率ηp=0.8，這時液壓泵的驅(qū)動電動機功率為</p><p>　　根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y800l-2機，其額定功率為0.75kw,轉(zhuǎn)速為2800r/min。</p><p>　　5.2 液壓缸結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　液壓缸結(jié)

85、構(gòu)簡單、工作可靠、應用廣泛，其結(jié)構(gòu)基本可分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置以及排氣裝置等組成。</p><p>　　5.2.1 缸體和缸蓋組件</p><p>　　缸體是液壓缸的主體，它要承受很大的液壓力，因此應具有足夠的強度和剛度。缸體材料普遍采用冷拔或熱軋無縫鋼管，較厚壁毛坯仍用鑄件或鍛件，其內(nèi)孔一般采用鏜削、鉸孔、滾壓等精密加工工藝制造，內(nèi)孔表面加工公差和粗糙度要求較高，以使

86、活塞及其密封件能力滑動和保證密封效果，減少磨損。</p><p>　　（1）確定缸筒與缸蓋的連接方式</p><p>　　缸體和缸蓋的連接方式可根據(jù)缸筒和缸蓋的材料、工作壓力、用途及使用環(huán)境進行選擇。兩者的連接方式有焊接、螺紋連接、法蘭連接、拉桿連接、半環(huán)連接、鋼絲鏈接本次設計的進給液壓缸選用拉桿連接，夾緊液壓缸和定位液壓缸選用法蘭連接。</p><p><b

87、>　?。?） 缸筒的材料</b></p><p>　　液壓缸缸筒一般要求具有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的缸筒還要求有良好的焊接性能。材料可根據(jù)液壓缸的參數(shù)、用途和毛坯的來源進行選擇，缸筒選用材料有20、35、45鋼25CrMoAl、鋁合金ZL105等。缸筒的毛坯一般選用退火的冷拔或熱軋無縫鋼管。由于本次設計的液壓缸時機床液壓缸選用45缸為缸筒材料。</p><p>　　

88、5.2.2 活塞組件</p><p>　　活塞組件由活塞與活塞桿組成主要是傳遞液壓力和運動；它們之間的連接方式有多種：焊接，卡簧、螺母等連接方式，本次設計為了拆卸方便采用螺母連接。</p><p>　　5.2.3 密封組件</p><p>　　液壓缸中的密封，是指活塞、活塞桿和端蓋等處的密封，它是以防止液壓系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏和防止外界雜物侵入的。密封設計的好壞，對液

89、壓缸的性能有著重要的影響，常見的密封形式有間隙密封、活塞環(huán)密封、密封圈密封等，本次設計采用密封圈密封。</p><p>　　5.2.4 緩沖裝置</p><p>　　當液壓缸帶動質(zhì)量較大的移動部件，以較快的速度運動時，慣性較大。在行程終端時如果活塞與缸蓋直接發(fā)生撞擊，將造成沖擊和噪聲以致引起事故或影響工作精度。為此在大型、高速或高精度的液壓缸中常設有緩沖裝置。其工作原理是使活塞在接近缸蓋時

90、，增大液壓缸的回油阻力，使緩沖油腔內(nèi)產(chǎn)生足夠的緩沖壓力，降低活塞的運動速度，避免活塞撞擊缸蓋。</p><p>　　5.2.5 排氣裝置</p><p>　　液壓缸長期停止使用后會滲入空氣，油液中也可能混有空氣，在這種狀態(tài)下運行，工作部件運動的平穩(wěn)性較差，因此，一般的液壓系統(tǒng)在開始工作前應該使系統(tǒng)中的空氣排出，為此可在液壓缸的最高部位安裝排氣裝置。該裝置通常有兩種形式，一種是在缸的最高部位

91、安裝一個排氣塞，開機時先擰開排氣塞，使活塞全程空載往返數(shù)次，缸內(nèi)空氣即可通過排氣塞錐部環(huán)形縫和小孔排出，然后擰緊排氣塞。另外一種方法是在缸的最高部位開排氣孔，再用管道連接至排氣閥，本次設計采用排氣閥排氣。</p><p>　　5.3 確定其它元件及輔件</p><p>　　5.3.1 確定閥類元件及輔件</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔

92、件的實際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表4-1所列。其中，溢流閥4按小流量泵的額定流量選取，調(diào)速閥13選用Q—6B型，其最小穩(wěn)定流量為0.03 L/min，小于本系統(tǒng)工進時的流量0.5L/min。</p><p>　　表5-1液壓元件規(guī)格及型號</p><p>　　注：此為電動機額定轉(zhuǎn)速為2800r/min。</p><p>　　5.3.2 確定油管

93、</p><p>　　在選定了液壓泵后，液壓缸在實際快進、工進和快退運動階段的運動速度、時間以及進入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計算的結(jié)果如表4-2各工況實際運動速度、時間和流量。</p><p>　　表5-2各工況實際運動速度、時間和流量</p><p>　　表5-3允許流速推薦值</p><p>　　由表5-2可以看出，液壓缸

94、在各階段的實際運動速度符合設計要求。</p><p>　　根據(jù)表5-2數(shù)值，按表10推薦的管道內(nèi)允許速度取=4 m/s，由式計算得與液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為</p><p>　　為了統(tǒng)一規(guī)格，按產(chǎn)品樣本選取所有管子均為內(nèi)徑20mm、外徑28mm的10號冷拔鋼管。</p><p>　　5.3.3 確定油箱</p><p>　　油

95、箱的容量按式估算，其中α為經(jīng)驗系數(shù)，低壓系統(tǒng)，α=2～4；中壓系統(tǒng)，α=5～7；高壓系統(tǒng)，α=6～12?，F(xiàn)取α=6，得</p><p><b>　　5.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)主要針對液壓元件的選用及計算進行闡述，從而確定液壓元件。</p><p><b>　　6 液壓缸設計基礎</b></p

96、><p>　　6.1 液壓缸的軸向尺寸</p><p>　　液壓缸軸向長度取決于負載運行的有效長度（活塞在缸筒內(nèi)能夠移動的極限距離）、導向套長度、活塞寬度、缸底、缸蓋聯(lián)結(jié)形式及其固定安裝形式。圖示出了液壓缸各主要零件軸向尺寸之間的關系?；钊麑挾取；钊行谐倘Q于主機運動機構(gòu)的最大行程，。導向套滑動面長度C的取值：當，。導向長度，</p><p><b>　　

97、缸筒長度。</b></p><p>　　6.2 主要零件強度校核</p><p>　　6.2.1 缸筒壁厚δ=4㎜</p><p>　　因為方案是低壓系統(tǒng)，校核公式,</p><p>　　式中： -缸筒壁厚（）；</p><p><b>　　-實驗壓力；</b></p>

98、<p>　　,其中是液壓缸的額定工作壓力；</p><p><b>　　D-缸筒內(nèi)徑；</b></p><p>　　· -缸筒材料的許用應力。</p><p><b>　??；</b></p><p>　　為材料抗拉強度（MPa）；</p><p>

99、;　　n為安全系數(shù)，取n=5。</p><p>　　對于P1<16MPa.材料選45號調(diào)質(zhì)鋼，對于低壓系統(tǒng)</p><p><b>　　因此滿足要求。</b></p><p>　　6.2.2 缸底厚度δ1=12mm</p><p>　　對于平缸底，厚度 有兩種算法</p><p>　　(1

100、).缸底無孔時：</p><p>　?。?.433×110＝11.38mm</p><p>　　(2).缸底有孔時，用于液壓缸快進和快退；</p><p><b>　?。?5.46mm</b></p><p><b>　　6.2.3 桿徑d</b></p><p>

101、　　· ,式中F是桿承受的負載（N）F=31480N</p><p>　　是桿材料的許用應力，=1.6</p><p><b>　　.</b></p><p>　?。?.064m=64mm</p><p>　　取D=63mm符合缸徑尺寸系列</p><p>　　根據(jù)活塞桿工作中受壓

102、力，活塞桿直徑適當取大些：</p><p>　　活塞桿直徑d=0.5D=34.5mm</p><p>　　6.2.4 缸蓋和缸筒聯(lián)接螺栓的底徑d1</p><p>　　式中 K------擰緊系數(shù)，一般取K=1.25~1.5；</p><p>　　F-------缸筒承受的最大負載（N）；</p><p>　　z--

103、-----螺栓個數(shù)；</p><p>　　----螺栓材料的許用應力， ，</p><p>　　為螺栓材料的屈服點（MPa），安全系數(shù)n=1.2~2.5 </p><p>　　6.2.5 液壓缸穩(wěn)定性計算</p><p>　　液壓缸承受的負載F超過某臨界值時將會失去穩(wěn)定性。穩(wěn)定性可用下式校核：</p><p>　　式

104、中 nc---------- 穩(wěn)定性安全系數(shù) ，-4，取nc=3;</p><p>　　由于缸筒固定活塞動，，由桿材料知硬鋼，因此 </p><p>　　式中： l-------------安裝長度（m）；</p><p>　　Rc-----------活塞桿橫截面的最小回轉(zhuǎn)半徑（m）； </p><p>　　-----------材

105、料柔性系數(shù)，取=115；</p><p>　　-----------液壓缸支承末端系數(shù)，取=；</p><p>　　E------------活塞桿材料的彈性模量，可取E=； J-------------活塞桿橫截面慣性矩，對于實心桿；</p><p><b>　　對于空心桿； </b></p><p>　　式中：

106、 D為桿的外徑；</p><p><b>　　d為桿的內(nèi)徑；</b></p><p>　　------------材料強度決定的試驗值，=</p><p>　　A-------------活塞桿橫截面積；</p><p>　　-------------系數(shù)，取=；</p><p>　　因此滿足穩(wěn)

107、定性要求。</p><p>　　6.2.6 液壓缸緩沖壓力</p><p>　　液壓缸設置緩沖壓力裝置時要計算緩緩從壓力，當值超過缸筒、缸底強度計算的時，則以取代。在緩沖時，緩沖腔的機械能力為，活塞運動的機械能為。活塞在機械能守恒中運行至終點。</p><p>　　式中：

108、 </p><p>　　通過驗算，液壓缸強度和穩(wěn)定性足以滿足要求。</p><p>　　7 驗算液壓系統(tǒng)性能</p><p>　　7.1 驗算系統(tǒng)壓力損失</p><p>　　由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時，首先確

109、定管道內(nèi)液體的流動狀態(tài)，然后計算各種工況下總的壓力損失?，F(xiàn)取進、回油管道長為l=2m，油液的運動粘度取=110-4m2/s，油液的密度取=0.9174103kg/m3。</p><p>　　7.1.1 判斷流動狀態(tài)</p><p>　　在快進、工進和快退三種工況下，進、回油管路中所通過的流量以快退時回油流量q2=70L/min為最大，此時，油液流動的雷諾數(shù)</p><p

110、>　　也為最大。因為最大的雷諾數(shù)小于臨界雷諾數(shù)（2000），故可推出：各工況下的進、回油路中的油液的流動狀態(tài)全為層流。</p><p>　　7.1.2 計算系統(tǒng)壓力損失</p><p>　　將層流流動狀態(tài)沿程阻力系數(shù)</p><p><b>　　和油液在管道內(nèi)流速</b></p><p>　　同時代入沿程壓力損失計

111、算公式，并將已知數(shù)據(jù)代入后，得</p><p>　　可見，沿程壓力損失的大小與流量成正比，這是由層流流動所決定的。</p><p>　　在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失?pζ常按下式作經(jīng)驗計算 </p><p>　　各工況下的閥類元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計算</p><p>　　其中的pn由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值由

112、表8和表9列出?；_在快進、工進和快退工況下的壓力損失計算如下：</p><p><b>　　(1) 快進</b></p><p>　　滑臺快進時，液壓缸通過電液換向閥差動連接。在進油路上，油液通過單向閥8、電液換向閥11，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥14進入無桿腔。在進油路上，壓力損失分別為</p><p>　　在回油路上，壓力損失

113、分別為</p><p>　　將回油路上的壓力損失折算到進油路上去，便得出差動快速運動時的總的壓力損失</p><p><b>　　(2) 工進</b></p><p>　　滑臺工進時，在進油路上，油液通過電液換向閥11、調(diào)速閥13進入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥13處的壓力損失為0.5MPa。在回油路上，油液通過電液換向閥11、背壓閥7和大流量泵的卸

114、荷油液一起經(jīng)液控順序閥6返回油箱，在背壓閥7處的壓力損失為0.5MPa。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進油路上總的壓力損失為</p><p><b>　　此值略小于估計值。</b></p><p>　　在回油路上總的壓力損失為</p><p>　　該值即為液壓缸的回油腔壓力p2=0.6MPa，可見此值與初算時參考表4選取的背壓值基

115、本相符。</p><p>　　按表2-6的公式重新計算液壓缸的工作壓力為</p><p>　　P1=(F0+p2A2)/A1=(29010+0.6×106×44.7×10-4)/94.99×10-4×106</p><p><b>　　=3.21MPa</b></p><p&

116、gt;　　此略低于表3-6數(shù)值。</p><p>　　考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差pe=0.5MPa，則小流量泵的工作壓力為</p><p>　　此值與估算值基本相符，是調(diào)整溢流閥10的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。</p><p><b>　?。?） 快退</b></p><p>　　滑臺快退時，在進油路上，油液通過單

117、向閥4、電液換向閥11進入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥12、電液換向閥11和單向閥10返回油箱。在進油路上總的壓力損失為</p><p>　　此值遠小于估計值，因此液壓泵的驅(qū)動電動機的功率是足夠的。</p><p>　　在回油路上總的壓力損失為</p><p>　　此值與表7的數(shù)值基本相符，故不必重算。</p><p>　　大流量

118、泵的工作壓力為</p><p>　　此值是調(diào)整液控順序閥6的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。</p><p>　　7.2 驗算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升</p><p>　　由于工進在整個工作循環(huán)中占96%，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進工況來計算。在工進時，大流量泵經(jīng)液控順序閥7卸荷，其出口壓力即為油液通過液控順序閥的壓力損失：</p><p>　　液壓系統(tǒng)的總

119、輸入功率即為液壓泵的輸入功率：</p><p>　　工進時液壓缸輸出的有效功率：</p><p>　　由此可計算出系統(tǒng)的功率損失為：</p><p><b>　　油箱散熱面積A為</b></p><p>　　取油箱的散熱系數(shù) </p><p>