畢業(yè)設(shè)計(jì)----小型油壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)電液一體化整合﹑系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù)方

2、便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因而使其成為現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(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(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)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(jì)算來確定液壓系統(tǒng)的參

3、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)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(dòng)力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動(dòng)作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工藝動(dòng)作的循環(huán)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng); 過載保護(hù); 機(jī)電液一體化</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章

4、 前言1</p><p>　　1.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況1</p><p>　　1.2液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用1</p><p>　　1.3 液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn)2</p><p>　　1.4液壓系統(tǒng)的基本組成3</p><p>　　第二章 小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)4</p>&l

5、t;p>　　2.1液壓壓力機(jī)的基本結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.2 工況分析5</p><p>　　2.2.1負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制5</p><p>　　2．3擬定液壓系統(tǒng)原理圖6</p><p>　　2.3.1確定供油方式6</p><p>　　2.3.2自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路的設(shè)計(jì)6</

6、p><p>　　2.3.3 釋壓回路的設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.4液壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.4.1主缸運(yùn)動(dòng)工作循環(huán)8</p><p>　　2.4.2頂出缸運(yùn)動(dòng)工作循環(huán)9</p><p>　　第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型10</p><p>　　3．1 確

7、定液壓缸主要參數(shù)10</p><p>　　3.1.1液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定10</p><p>　　3.1.2液壓缸實(shí)際所需流量計(jì)算11</p><p>　　3．2液壓元件的選擇11</p><p>　　3．2.1確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率11</p><p>　　3.2.2閥類元件及輔助元件的選

8、擇13</p><p>　　3.2.3 管道尺寸的確定14</p><p>　　3.3液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算16</p><p>　　3.3.1系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算16</p><p>　　第四章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 液壓缸主要尺寸的確定18</p><p>　　

9、4.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　第五章 液壓集成油路的設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.1液壓油路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.2液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)23</p><p>　　5.2.1液壓集成回路設(shè)計(jì)23</p><p>　　5.2.2液壓集成塊及其設(shè)計(jì)23</p&

10、gt;<p>　　第六章 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25</p><p>　　6．1 液壓站的結(jié)構(gòu)型式25</p><p>　　6．2 液壓泵的安裝方式25</p><p>　　6.3液壓油箱的設(shè)計(jì)25</p><p>　　6.3.1 液壓油箱有效容積的確定25</p><p>　　6.3.2 液壓油

11、箱的外形尺寸設(shè)計(jì)26</p><p>　　6.3.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26</p><p>　　6.4液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28</p><p>　　6.4.1 電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式28</p><p>　　6.4.2 液壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)29</p><p>　　6.4.3 電動(dòng)機(jī)的選擇29&l

12、t;/p><p>　　第七章 總結(jié)30</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)31</p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　1.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況</p><p>　　液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(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)展起來的一門新興

13、技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 第一個(gè)使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(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年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得到改善。 我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓

14、設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。</p><p>　　目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝

15、式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。</p><p>　　1.2液壓傳動(dòng)在機(jī)械行

16、業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　機(jī)床工業(yè)——磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等</p><p>　　工程機(jī)械——挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等</p><p>　　汽車工業(yè)——自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等</p><p>　　農(nóng)業(yè)機(jī)械——聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等</p><

17、;p>　　輕工機(jī)械——打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等</p><p>　　冶金機(jī)械——電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等</p><p>　　起重運(yùn)輸機(jī)械——起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)?lt;/p><p>　　礦山機(jī)械——開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等</p><p>　　建筑機(jī)械——打樁機(jī)、平地機(jī)等</p>

18、<p>　　船舶港口機(jī)械——起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等</p><p>　　鑄造機(jī)械——砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等</p><p>　　本機(jī)器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。本機(jī)器具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)。采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)及半自動(dòng)三種操作方式。本機(jī)器的工作

19、壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動(dòng)作供選擇。定壓成型之工藝動(dòng)作在壓制后具有保壓、延時(shí)、自動(dòng)回程、延時(shí)自動(dòng)退回等動(dòng)作。 本機(jī)器主機(jī)呈長方形，外形新穎美觀，動(dòng)力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動(dòng)作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工藝動(dòng)作的循環(huán)。</p><p>　　1.3 液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) </p>

20、<p>　　液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，自19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成

21、化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面。</p><p>　　作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機(jī)型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動(dòng)方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能

22、可靠而且設(shè)計(jì)的周期也比較短。</p><p>　　近年來在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對(duì)更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動(dòng)作速度快、易于集成的特點(diǎn)，從70年代初期開始出現(xiàn)，至今已得到了很快的發(fā)展。我國從1970年開始對(duì)這種閥進(jìn)行研究和生產(chǎn)，

23、并已將其廣泛的應(yīng)用于冶金、鍛壓等設(shè)備上，顯示了很大的優(yōu)越性。</p><p>　　液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機(jī)是一種用靜壓來加工產(chǎn)品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。</p><p>　　由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下的特點(diǎn)：</p>

24、<p>　　工作臺(tái)較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求；</p><p>　　有頂出裝置，以便于頂出工件；</p><p>　　液壓機(jī)具有點(diǎn)動(dòng)、手動(dòng)和半自動(dòng)等工作方式，操作方便；</p><p>　　液壓機(jī)具有保壓、延時(shí)和自動(dòng)回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定程成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制；</p><p>

25、　　液壓機(jī)的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。</p><p>　　1.4液壓系統(tǒng)的基本組成 </p><p>　　1）能源裝置——液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。</p><p>　　2）執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。</p>

26、<p>　　3）控制裝置——液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、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

27、。</p><p>　　4）輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。</p><p>　　5）工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。</p><p>　　第二章 小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1小型壓力機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

28、</p><p>　　小型壓力機(jī)機(jī)身屬于四立柱機(jī)身。機(jī)身由上橫梁、下橫梁和四根立柱組成。液壓機(jī)的各個(gè)部件都安裝在機(jī)身上，其中上橫梁的中間孔安裝工作缸，下橫梁的中間孔安裝頂出缸，工作臺(tái)面上開有開有T型槽，用來安裝模具?；顒?dòng)橫梁的四個(gè)角上的孔套裝在四立柱上，上方和工作缸活塞相連接，由其帶動(dòng)橫梁上下運(yùn)動(dòng)。機(jī)身在液壓機(jī)工作中承受全部的工作載荷。</p><p>　　工作缸采用活塞式雙作用缸，當(dāng)壓力

29、油進(jìn)入工作缸上腔，活塞帶動(dòng)橫梁向下運(yùn)動(dòng)，其速度慢，壓力大，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸下腔，活塞向上運(yùn)動(dòng)，其速度較快，壓力較小，符合一般的慢速壓制、快速回程的工藝要求。</p><p>　　活動(dòng)橫梁是立柱式液壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件，位于液壓機(jī)機(jī)身的中間，中間圓孔和上橫梁的工作活塞桿連接，四角孔在工作活塞的帶動(dòng)下，靠立柱導(dǎo)向作上下運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)橫梁的底面也開有T型槽，用來安裝模具。</p><p>　　在機(jī)身下部

30、設(shè)有頂出缸，通過頂桿可以將成型后的塑件頂出。</p><p>　　液壓機(jī)的動(dòng)力部分是高壓泵，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，向液壓機(jī)的工作缸和頂出缸提供高壓液體。</p><p><b>　　2.2 工況分析</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)，根據(jù)浙江省瑞安市一家客戶的要求，根據(jù)客戶提供的工況條件，立式安裝的主液壓缸活塞桿帶動(dòng)滑塊及動(dòng)橫

31、梁在立柱上滑行時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量為500Kg。</p><p>　　1．工作負(fù)載 工件的壓制抗力即為工作負(fù)載：</p><p>　　2. 摩擦負(fù)載 靜摩擦阻力： </p><p>　　動(dòng)摩擦阻力： </p><p>　　3. 慣性負(fù)載

32、 </p><p>　　自重： </p><p>　　4. 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值：</p><p>　　其中： ——液壓缸的機(jī)械效率，一般取=0.9-0.97。</p><p>　　表1.1： 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載</p><p>　　2.2.1負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制</

33、p><p>　　負(fù)載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖2所示：</p><p>　　2．3擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.3.1確定供油方式</p><p>　　考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)需要承受較大的工作壓力，系統(tǒng)功率也較大，現(xiàn)采用軸向柱塞泵63SCY14－1B，具有將32MPa壓力的純凈液壓油輸入到各種油壓機(jī)、液動(dòng)機(jī)等液

34、壓系統(tǒng)中，以生產(chǎn)巨大的工作動(dòng)力，該柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便。</p><p>　　2.3.2自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路的設(shè)計(jì)</p><p>　　保壓回路的功用是使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況下能保持穩(wěn)定不變的壓力?？紤]到設(shè)計(jì)要求，保壓時(shí)間要達(dá)到5s，壓力穩(wěn)定性好。選用液控單向閥保壓回路，則保壓時(shí)間較長，壓力穩(wěn)定性高，選用M型三位四通換向閥，利用其中位滑閥

35、機(jī)能，使液壓缸兩腔封閉，系統(tǒng)不卸荷。設(shè)計(jì)了自動(dòng)補(bǔ)油回路，且保壓時(shí)間由電氣元件時(shí)間繼電器控制。此回路完全適合于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機(jī)等。</p><p>　　自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：按下起動(dòng)按紐，電磁鐵1YA通電，電磁換向閥6右位接入系統(tǒng)，油液一部分壓力油通過節(jié)流調(diào)速閥8進(jìn)入主缸上腔；另一部分油液將液控單向閥7打開，使主缸下腔回油，主缸活塞帶動(dòng)上滑塊快速下行，主缸上腔壓力降低，其頂部充液箱的油

36、經(jīng)液控單向閥14向主缸上腔補(bǔ)油。當(dāng)主缸活塞帶動(dòng)上滑塊接觸到被壓制工件時(shí)，主缸上腔壓力升高，液控單向閥14關(guān)閉，充液箱不再向主缸上腔供油，且液壓泵流量自動(dòng)減少，滑塊下移速度降低，慢速加壓工作。當(dāng)主缸上腔油壓升高到壓力繼電器11的動(dòng)作壓力時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁閥1YA斷電，換向閥6切換成中位；這時(shí)液壓泵卸荷，液壓缸由換向閥M型中位機(jī)能保壓。同時(shí)壓力繼電器還向時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使時(shí)間繼電器開始延時(shí)。保壓時(shí)間由時(shí)間繼電器在0-24mi

37、n調(diào)節(jié)。</p><p>　　2.3.3 釋壓回路的設(shè)計(jì)</p><p>　　釋壓回路的功用在于使高壓大容量液壓缸中儲(chǔ)存的能量緩緩的釋放，以免它突然釋放時(shí)產(chǎn)生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大于25mm、壓力高于7Mpa時(shí)，其油腔在排油前就先須釋壓。</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理：當(dāng)保壓延時(shí)結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使電

38、磁閥6YA通電，二位二通電磁換向閥10處于下位，從而使主缸上腔壓力油液通過節(jié)流閥9，電磁閥10，與油箱連通，從而使主缸上腔油卸壓，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。</p><p>　　當(dāng)此腔壓力降至壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，換向閥6切換至左位，液控單向閥7打開，使液壓缸上腔的油通過三位四通電磁閥6，二位二通電磁閥5，和順序閥4排到液壓缸頂部的充液箱13中去，此時(shí)主缸快速退回。使用這種釋壓回路無法在釋壓前完全保壓，釋壓前有保壓

39、要求時(shí)的換向閥也可用Y型，并且配有其它的元件。</p><p>　　機(jī)器在工作的時(shí)候，如果出現(xiàn)機(jī)器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時(shí)候，輸出的壓力油隨著工作的時(shí)間而增大，而無法使液壓油到達(dá)液壓缸中，為了保護(hù)液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個(gè)直動(dòng)式溢流閥1，起安全閥的作用，當(dāng)泵的壓力達(dá)到溢流閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，溢流閥打開，液壓油流回油箱，起到安全保護(hù)作用。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時(shí)也可以

40、增加液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性，提高加工零件的精度。 </p><p>　　2.4液壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.4.1主缸運(yùn)動(dòng)工作循環(huán) </p><p>　?。?） 快速下行。按下起動(dòng)按鈕，電磁鐵1YA通電。這時(shí)的油路進(jìn)油路為：</p><p>　　變量泵1→換向閥6右位→節(jié)流閥8→壓力繼電器11和 液壓缸15上腔 </p&g

41、t;<p><b>　　回油路為： </b></p><p>　　液壓缸下腔15→已打開的液控單向閥7→換向閥6右位→電磁閥5→背壓閥4→油箱油路分析：變量泵1的液壓油經(jīng)過換向閥6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥7流經(jīng)繼電器11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸15下腔通過液控單向閥7經(jīng)過換向閥6的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因?yàn)檫@

42、是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥7打開，使副油箱13的液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥14給液壓缸15上腔補(bǔ)油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p>　?。?） 保壓時(shí)的油路情況：</p><p>　　油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的時(shí)候，壓力繼電器11發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵1YA斷電，換向閥回到中

43、位，液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵1在中位時(shí)，直接通過背壓閥直接回到油箱。</p><p>　?。?） 回程時(shí)的油路情況：</p><p>　　液壓缸下腔回油路為：</p><p>　　變量泵1→換向閥6左位→液控單向閥7→液壓油箱15的下腔</p><p>　　液壓缸上腔回油路為：</p><p>　　液壓腔的上腔→液控單向

44、閥14→副油箱13</p><p>　　液壓腔的上腔→節(jié)流閥8→換向閥6左位→電磁閥5→背壓閥4→油箱</p><p>　　油路分析： 當(dāng)保壓到一定時(shí)候，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵2YA通電，換向閥接到左位，變量泵1的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓缸的下腔，而同時(shí)液壓缸上腔的液壓油通過節(jié)流閥9（電磁鐵6YA接通），上腔油通過換向閥10接到油箱，實(shí)現(xiàn)釋壓，另外一部分油通

45、過主油路的節(jié)流閥流到換向閥6，再通過電磁閥19，背壓閥11流回油箱。實(shí)現(xiàn)釋壓。</p><p>　　2.4.2頂出缸運(yùn)動(dòng)工作循環(huán)</p><p>　　（1） 向上頂出 當(dāng)電磁鐵4YA通電，5YA失電，三位四通換向閥6處于中位時(shí)，此時(shí)頂出缸的進(jìn)油路為：</p><p>　　液壓泵→換向閥19左位→單向節(jié)流閥18→下液壓缸下腔</p><p>

46、<b>　　頂出缸的回油路為：</b></p><p>　　下液壓缸上腔→換向閥19左位→油箱</p><p>　?。?）停留 當(dāng)下滑塊上移動(dòng)到其活塞碰到頂蓋時(shí)，便可停留在這個(gè)位置上。</p><p>　?。?）向下退回 當(dāng)停留結(jié)束時(shí)，即操作員取下工件時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)，使電磁閥3YA通電（4YA斷電），閥19換為右位。壓力油進(jìn)入頂出缸上腔，其下

47、腔回油，下滑塊下移。進(jìn)油路：</p><p>　　液壓泵→換向閥19右位→單向節(jié)流閥17→下液壓缸上腔</p><p><b>　　回油路：</b></p><p>　　下液壓缸下腔換向→閥19右位→油箱</p><p>　　(4) 原位停止 當(dāng)下滑塊退到原位時(shí)，是在電磁鐵3YA，4YA都斷電，換向閥19處于中位時(shí)得到

48、的。</p><p>　　第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型</p><p>　　3．1 確定液壓缸主要參數(shù)</p><p>　　按液壓機(jī)床類型初選液壓缸的工作壓力為25Mpa,根據(jù)快進(jìn)和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸?？爝M(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，并通過充液補(bǔ)油法來實(shí)現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積應(yīng)為有桿腔工作面積的6倍，即活塞桿直徑與缸筒直徑滿足的關(guān)系。<

49、/p><p>　　快進(jìn)時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓,防止上壓板由于自重而自動(dòng)下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2-2中，可取=1Mpa，快進(jìn)時(shí)，液壓缸是做差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計(jì)時(shí)可取,快退時(shí)，回油腔是有背壓的，這時(shí)亦按2Mpa來估算。</p><p>　　3.1.1液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定</p><p>　　以單

50、活塞桿液壓缸為例來說明其計(jì)算過程。</p><p>　　—— 液壓缸工作腔的壓力 Pa</p><p>　　—— 液壓缸回油腔的壓力 Pa </p><p><b>　　故：</b></p><p>　　當(dāng)按GB2348-80將這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得：,</p><p>　　由此求得液壓缸

51、面積的實(shí)際有效面積為：</p><p>　　3.1.2液壓缸實(shí)際所需流量計(jì)算</p><p>　　① 工作快速空程時(shí)所需流量</p><p>　　液壓缸的容積效率，取</p><p>　　② 工作缸壓制時(shí)所需流量</p><p>　?、?工作缸回程時(shí)所需流量</p><p>　　3．2液壓

52、元件的選擇</p><p>　　3．2.1確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 </p><p>　　由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機(jī)類型，初定上液壓泵的工作壓力取為，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為（含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔），則液壓泵的最高工作壓力為</p><p>　　上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超

53、過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足：</p><p>　　液壓泵的最大流量應(yīng)為：</p><p>　　式中液壓泵的最大流量</p><p>　　同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時(shí)的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量。</p><p>　　系

54、統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。</p><p>　　1．選擇液壓泵的規(guī)格</p><p>　　由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)），柱塞式變量泵有以下的特點(diǎn)：</p><p>　　1） 工作壓力高。因?yàn)橹c缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達(dá)到很高的要求，油液

55、泄漏小，容積效率高，能達(dá)到的工作壓力，一般是（），最高可以達(dá)到。</p><p>　　2） 流量范圍較大。因?yàn)橹灰m當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變?cè)龃蟆?lt;/p><p>　　3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。</p><p>　　4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加

56、工精度要求高，加工量大，價(jià)格昂貴。</p><p>　　根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊(cè)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，驅(qū)動(dòng)功率59.2KN，容積效率，重量71kg，容積效率達(dá)92%。</p><p>　　2．與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定</p><p>　　由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率

57、出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時(shí)液壓泵的供油壓力值為26Mpa，流量為已選定泵的流量值。液壓泵的總效率。柱塞泵為，取0.82。 </p><p>　　選用1000r/min的電動(dòng)機(jī)，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為：</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī) ，其額定功率為18.5KW。</p><p>　　3.2.2閥類元件及輔助元件的選擇</p><p>　　1.

58、 對(duì)液壓閥的基本要求：</p><p>　　(1). 動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。油液流過時(shí)壓力損失小。</p><p>　　(2). 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>　　2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件及輔助元件型號(hào)和規(guī)格</p><p>　　主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工

59、作的最大工作壓力和通過該閥的實(shí)際流量，其他還需考慮閥的動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格： </p><p>　　表3.1：小型壓力機(jī)液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號(hào)規(guī)格</p><p>　　3.2.3 管道尺寸的確定</p><p>　　油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠

60、管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。本設(shè)計(jì)中油管采用鋼管，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所須的壓力是高壓，P=31.25MPa ， 鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接頭來實(shí)現(xiàn)彎曲。</p><p>　　尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。</p><p>　　

61、膠管用做聯(lián)接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本很高，因此非必要時(shí)一般不用。</p><p>　　1. 管接頭的選用：</p><p>　　管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、

62、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。</p><p>　　管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有：</p><p>　　焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋采用國際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋（ZM）和普通細(xì)牙螺紋（M）。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓

63、系統(tǒng)；細(xì)牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或O形圈進(jìn)行端面密封，有時(shí)也采用紫銅墊圈。</p><p>　　2. 管道內(nèi)徑計(jì)算：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 </p><p>　　v——管內(nèi)允許流速 ，見表：</p>

64、<p>　　表3.2：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值</p><p>　　(1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： </p><p><b>　　取v=4m/s</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm; </p><p>　　管接頭聯(lián)接螺紋M27

65、×2。</p><p>　　(2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑：</p><p><b>　　取v=2.4m/s</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm; </p><p>　　管接頭聯(lián)接螺紋M33×2。</p>

66、<p>　　3. 管道壁厚的計(jì)算</p><p>　　式中： p——管道內(nèi)最高工作壓力 Pa </p><p>　　d——管道內(nèi)徑 m</p><p>　　——管道材料的許用應(yīng)力 Pa，</p><p>　　——管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pa</p><p>　　n——安全系數(shù)，對(duì)鋼管來說，時(shí)，取n

67、=8；時(shí)，</p><p>　　取n=6； 時(shí)，取n=4。</p><p>　　根據(jù)上述的參數(shù)可以得到：</p><p>　　我們選鋼管的材料為45#鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度=600MPa; </p><p>　　(1). 液壓泵壓油管道的壁厚</p><p>　　(2). 液壓泵回油管道的壁厚</p>

68、;<p><b>　　所以所選管道適用。</b></p><p>　　3.3液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算</p><p>　　上面已經(jīng)計(jì)算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為32mm,42mm。</p><p>　　但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗(yàn)算。</p><p>　　3.3.1系統(tǒng)溫升的

69、驗(yàn)算</p><p>　　在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長，且發(fā)熱量最大。為了簡化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)時(shí)做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。</p><p>　　當(dāng)V=10mm/s時(shí)，即v=600mm/min</p><p><b>　　即 </b></p>

70、;<p>　　此時(shí)泵的效率為0.9，泵的出口壓力為26MP，則有</p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　此時(shí)的功率損失為：</b></p><p>　　假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，</p><p><b>　　油箱的散熱面積A為</b>

71、;</p><p><b>　　系統(tǒng)的溫升為</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-767：油箱中溫度一般推薦30-50</p><p>　　所以驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。</p><p>　　第四章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 液壓缸主要尺寸的

72、確定</p><p>　　液壓缸壁厚和外經(jīng)的計(jì)算</p><p>　　液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。</p><p>　　液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。</p><p>　　液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓

73、筒。工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 </p><p>　　設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程</p><p>　　式中 ——液壓缸壁厚(m)；</p><p>　　D——液壓缸內(nèi)徑(m)；</p><p>　　——試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.25-1.5)倍；</p>

74、<p>　　——缸筒材料的許用應(yīng)力。無縫鋼管：。</p><p><b>　　==22.9</b></p><p>　　則在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。</p><p>

75、;　　液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為</p><p>　　液壓缸工作行程的確定</p><p>　　液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)>>P12表2-6中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　液壓缸工作行程選 </p><p><b>

76、　　缸蓋厚度的確定</b></p><p>　　一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。</p><p><b>　　無孔時(shí) </b></p><p><b>　　有孔時(shí) </b></p><p>　　式中 t——缸蓋有效厚度(m)；&l

77、t;/p><p>　　——缸蓋止口內(nèi)徑(m)；</p><p>　　——缸蓋孔的直徑(m)。</p><p><b>　　液壓缸：</b></p><p><b>　　無孔時(shí) </b></p><p><b>　　取 t=65mm</b></p&g

78、t;<p><b>　　有孔時(shí)</b></p><p>　　取 t’=50mm</p><p>　　3)最小導(dǎo)向長度的確定</p><p>　　當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長度（如下圖2所示）。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)

79、計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。</p><p>　　對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求：</p><p>　　設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程</p><p>　　式中 L——液壓缸的最大行程；</p><p>　　D——液壓缸的內(nèi)徑。</p><p>　　活塞的寬度B一般取B=(0.6-10)D；缸蓋滑動(dòng)支承面

80、的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定；</p><p>　　當(dāng)D<80mm時(shí)，取；</p><p>　　當(dāng)D>80mm時(shí)，取。</p><p>　　為保證最小導(dǎo)向長度H，若過分增大和B都是不適宜的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。隔套的長度C由需要的最小導(dǎo)向長度H決定，即</p><p><b>　　滑臺(tái)液壓缸

81、：</b></p><p><b>　　最小導(dǎo)向長度：</b></p><p>　　取 H=200mm</p><p>　　活塞寬度：B=0.6D=192mm</p><p>　　缸蓋滑動(dòng)支承面長度：</p><p>　　隔套長度： 所以無隔套。</p><p

82、>　　液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20-30倍。</p><p><b>　　液壓缸：</b></p><p><b>　　缸體內(nèi)部長度</b></p><p>　　當(dāng)液壓缸支承長度LB(10-15)d時(shí)，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)

83、定性并進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。</p><p>　　4.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。</p><p>　　設(shè)

84、 計(jì) 計(jì) 算 過 程</p><p>　　缸體與缸蓋的連接形式</p><p>　　缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中采用外半環(huán)連接，如下圖6所示：</p><p>　　缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式的優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)較簡單</b

85、></p><p><b>　　加工裝配方便</b></p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p><b>　　外型尺寸大</b></p><p>　　缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)</p><p>　

86、　參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)>>P15表2-8，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。如下圖7所示：</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)簡單，在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，</p><p>　　必須用鎖緊裝置。應(yīng)用較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸。</p><p>　　

87、活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)</p><p>　　(1)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的

88、油壓將唇邊張開，以提高密封性能。</p><p>　　參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)>>P16表2-9，在本次設(shè)計(jì)中，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為：</p><p>　　導(dǎo)向套與活塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。</p><p>　　蓋與桿的密封常采用Y形、V形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。</p&g

89、t;<p>　　防塵方式常用J形或三角形防塵裝置活塞及活塞桿處密封圈的選用</p><p>　　活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。</p><p>　　參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)>>P17表2-10，在本次設(shè)計(jì)中采用O形密封圈。</p><p>　　第五

90、章 液壓集成油路的設(shè)計(jì)</p><p>　　通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。</p><p>　　板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個(gè)液壓回路中各元件合理地布置在

91、一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進(jìn)出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝 、調(diào)試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差， </p><p>　　互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計(jì)規(guī)律裝配成一個(gè)液壓集成回路，這種方式與油路

92、板比較，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用系統(tǒng)由集成塊組成，由

93、于本液壓系統(tǒng)的壓力比較大，所以調(diào)壓閥選擇DB/DBW型直動(dòng)溢流閥，而換向閥等以及其他的閥采用廣州機(jī)床研究所的GE系列閥。</p><p>　　5.1液壓油路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　液壓油路板一般用灰鑄鐵來制造，要求材料致密，無縮孔疏松等缺陷。液壓油路板的結(jié)構(gòu)如圖8所示，液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，表面粗糙度值為Ra0.8um,背面連接壓力油管（P）、回油管（T）、泄露油管（

94、L）和工作油管（A﹑B）等。油管與液壓油路板通過管接頭用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過液壓油路板內(nèi)部的孔道連接，除正面外，其它加工面和孔道的表面粗糙度值為Ra6.3～12.5um.</p><p>　　此外液壓油路板的安裝固定也是很重要的。油路板一般采用框架固定，要求安裝﹑維修和檢測(cè)方便。它可安裝固定在機(jī)床或機(jī)床附屬設(shè)備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。</p><p>　

95、　5.2液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1液壓集成回路設(shè)計(jì)</p><p>　　1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計(jì)液壓單元集成回路時(shí)，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。</p><p>　　2）把各個(gè)液壓單元集成

96、回路連接起來，組成液壓集成回路，一個(gè)完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測(cè)壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理</p><p>　　是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯(cuò)。</p><p>　　5.2.2液壓集成塊及其設(shè)計(jì)</p><p>　　YB32-150型液壓壓力機(jī)由底

97、板﹑換向集成塊﹑釋壓集成塊﹑頂蓋組成，由緊固螺栓把它們連接起來，再由四個(gè)螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油箱與底板連接，組成液壓站（見第六章），液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。下面分別介紹其設(shè)計(jì)。</p><p>　　（1）底板及供油塊設(shè)計(jì)</p><p>　　圖8為底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄

98、漏油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。</p><p><b>　　（2）頂蓋設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　圖9是頂蓋。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。</p><p><b>　?。?）集成塊

99、設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　集成塊的設(shè)計(jì)步驟：</b></p><p>　　1）制作液壓元件樣板。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對(duì)照實(shí)物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，按照輪廓線剪下來，便是液壓元件樣板。若產(chǎn)品樣本與實(shí)物有出入，則以實(shí)物為準(zhǔn)。</p><p>　　若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板

100、可按底板提供的尺寸來制作。若沒有底板，則要注意，有的樣本提供的是元件的俯視圖，做樣板時(shí)應(yīng)把產(chǎn)品樣本中的圖翻成180°。</p><p>　　2）決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔P﹑回油孔T﹑泄露孔L(有時(shí)不用)及四個(gè)安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不小于壓力油孔。</p><p>　　直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定?？着c孔之間的連接

101、孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。</p><p>　　與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋。</p><p>　　3）集成塊上液壓元件的布置。把制做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應(yīng)以連接板為準(zhǔn)。</p><p>　　電磁閥應(yīng)布置在集成塊的前﹑后面上，要避免電磁閥兩端的電磁鐵與其它部分進(jìn)行相碰。液壓元

102、件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為好?？椎老嗤ǖ囊簤涸M可能布置在同一水平面，或在直徑d的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔之間的最小壁厚h必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　液壓元件在水平面上的孔道若與公共孔道相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑d范圍內(nèi)，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。</p><p>　　設(shè)計(jì)專用集成塊時(shí)，

103、要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm,以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。</p><p>　　4）集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道﹑集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄露孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進(jìn)行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動(dòng)一段距離。溢流閥的先

104、導(dǎo)部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。</p><p>　　5）集成塊零件圖的繪制</p><p>　　集成塊的六個(gè)面都是加工面，其中有三個(gè)面要裝液壓元件，一個(gè)側(cè)面引出管道。塊內(nèi)孔道縱橫交錯(cuò)，層次多，需要由多個(gè)視圖和2～3個(gè)剖視圖才能表達(dá)清楚?？紫档奈恢镁纫筝^高，因此尺寸﹑公差及表面粗糙度應(yīng)標(biāo)注清楚，技術(shù)要求也應(yīng)予說明。集成塊的視圖比較復(fù)雜，視圖應(yīng)盡可能少用虛線表達(dá)。&

105、lt;/p><p>　　為了便于檢查和裝配集成塊，應(yīng)把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置圖繪在旁邊。而且應(yīng)將各孔道編上號(hào)，列表說明各個(gè)孔的尺寸﹑深度以及與哪些孔相交等情況。</p><p>　　第六章 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　液壓站是由液壓油箱，液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器，濾油器，液面指示器和清洗孔等。液壓站裝置包括不

106、同類型的液壓泵，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其它們之間的聯(lián)軸器等，液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。</p><p>　　6．1 液壓站的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。</p><p>　　（1）集中式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立于機(jī)床之外，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓

107、裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開；缺點(diǎn)是液壓站增加了占地面積。</p><p>　　（2）分散式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在機(jī)床的各處。例如，利用機(jī)床或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調(diào)節(jié)裝置放在便于操作的地方。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方便。同時(shí)供油裝置的振動(dòng)、液壓油的發(fā)熱都將對(duì)機(jī)床的工作精度產(chǎn)生不良影響，故較少采用，一般非標(biāo)設(shè)備不推薦使用。本次設(shè)計(jì)

108、采用集中式。</p><p>　　6．2 液壓泵的安裝方式</p><p>　　液壓站裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式為立式和臥式兩種。</p><p>　　1. 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)接的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。但安裝維修不

109、方便，散熱條件不好。</p><p>　　2. 臥式安裝 液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度不易保證。</p><p>　　考慮到維修，散熱等方面的要求。本設(shè)計(jì)中采用臥式聯(lián)接。</p><p>　　6.3液壓油箱的設(shè)計(jì) </p><p>　　液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)

110、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>　　6.3.1 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。液壓油箱的有效容量可概略地確定為：</p><p>　　根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，選擇的，所以此系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)，所以?。?

111、 </p><p>　　式中 －液壓油箱有效容量；</p><p><b>　?。簤罕妙~定流量。</b></p><p>　　參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-767鍛壓機(jī)械的油箱容積通常取為每分鐘流量的6-12倍。<

112、/p><p>　　即： </p><p>　　取 </p><p>　　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)超過液壓油箱高度的80%。</p><p>　　所以，實(shí)際油箱的體積為：</p

113、><p>　　6.3.2 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)液壓油箱的外形尺寸，一般設(shè)計(jì)尺寸比（長：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，選擇長為1.5m,寬為1.1m，高為1.0m。</p>

114、<p>　　6.3.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　一般的開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的，再在外表焊接鋼板。油箱的形狀一般是正方形或長方形，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)考慮的幾點(diǎn)要求：</p><p>　　1. 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

115、6mm。對(duì)于大容量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。</p><p>　　2. 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。一般采用型鋼來加工底腳。本設(shè)計(jì)中用的是槽鋼加工的。</p><p&g

116、t;　　圖10所示為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)的需要來確定液壓油箱底面的構(gòu)造，根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，選了（c）型構(gòu)造。</p><p>　　3. 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?