畢業(yè)設(shè)計(jì)--組合鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是計(jì)算和設(shè)計(jì)組合鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)床中，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)進(jìn)給，而且可以使運(yùn)動(dòng)更平衡，加工精度更高，效率更高，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)化。鉆孔組合機(jī)床是以系列化，標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的專用機(jī)床，適于對(duì)產(chǎn)品大批大量，一面或多面同時(shí)成組多加工的高效機(jī)加工設(shè)備。液壓動(dòng)力滑臺(tái)是其重要

2、組成部件。通過本題目設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使我們?nèi)媸煜ぜ庸すに?，刀具，切削用量，組合機(jī)床，液壓動(dòng)力滑臺(tái)組成和工作原理。在此基礎(chǔ)上，完成給定參數(shù)的動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵字：組合機(jī)床；液壓傳動(dòng)系統(tǒng)；動(dòng)力滑臺(tái)</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(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)的地位1</p><p>　　1.2.1 組合機(jī)床的國內(nèi)現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3 液壓技術(shù)及其在工程機(jī)械中的應(yīng)用4&l

9、t;/p><p>　　1.4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的目的和意義5</p><p>　　1.6 本章

10、小結(jié)5</p><p>　　2 設(shè)計(jì)要求及工況分析6</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)要求6</p><p>　　2.2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析6</p><p>　　2.2.1 計(jì)算切削阻力6</p><p>　　2.2.2 計(jì)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(jì)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(jì)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(dòng)

13、機(jī)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(shè)計(jì)基礎(chǔ)23</p><p>　　6.1 液壓缸的軸向尺寸23</p><p>　　6.2 主要零

14、件強(qiáng)度校核23</p><p>　　7 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能27</p><p>　　7.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失27</p><p>　　7.2 驗(yàn)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(shè)計(jì)31</p><p>　　8.1 液壓站的選

15、擇31</p><p>　　8.2 液壓站的設(shè)計(jì)31</p><p>　　8.3 液壓控制裝置采用塊式集成設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)34</p><p>　　9.1 電氣控制回路簡(jiǎn)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(xiàn)43</b></p><p><b>　　附 錄44</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 機(jī)床

18、在國民經(jīng)濟(jì)的地位 </p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)中，人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品，日益廣泛的使用各種機(jī)器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由于機(jī)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(dá)到，特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在機(jī)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(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量的40%～60%，機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平?？梢赃@樣說，如果沒有機(jī)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(jī)床，現(xiàn)代社會(huì)目前所達(dá)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(jī)床的國內(nèi)、外現(xiàn)狀 世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國問世，30年代后組合機(jī)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(guān)鍵設(shè)備之一。</p><p>　　現(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)

21、床提出了愈來愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。</p><p>　　1.2.1 組合機(jī)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(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭，截止2005年4月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)3.9億以上，較2004

22、年同比增長(zhǎng)了10％以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資額、出口交費(fèi)等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有不同程度的增長(zhǎng)，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)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(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、工程機(jī)械、軍工業(yè)、能源、輕工業(yè)以及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO 后于世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，

23、組合機(jī)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(jī)床與加工中心的市場(chǎng)需求量上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢(shì)，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的《機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表》時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國大型重點(diǎn)企業(yè)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺(tái)，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺(tái)，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺(tái)，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺(tái)，產(chǎn)值7099萬元；而

24、2005年，截至4月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場(chǎng)在向數(shù)控、高精度制造技術(shù)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(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)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(shí)間，就先后有十

25、幾家企業(yè)實(shí)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(diǎn)國有企業(yè)也醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可擋，“民營經(jīng)濟(jì)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(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)。”組合機(jī)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>　　（3） 組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　組合機(jī)床及其自動(dòng)線時(shí)集機(jī)電與一體是綜合自動(dòng)化的較高的

26、制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)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(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。組合機(jī)床分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有

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

28、，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對(duì)落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)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?dòng)化裝置。</p&

29、gt;<p>　　1.2.2 國外組合機(jī)床現(xiàn)狀</p><p>　　80年代以來，國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)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(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：</p><p>　?。?）廣泛應(yīng)用數(shù)

30、控技術(shù)</p><p>　　國外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件，在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)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(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的，其全部動(dòng)作均為數(shù)控，包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫、動(dòng)力部件和夾具的

31、運(yùn)動(dòng)，其節(jié)拍時(shí)間為58秒。</p><p><b>　?。?）發(fā)展柔性技術(shù)</b></p><p>　　80年代以來，國外對(duì)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(shí)加工裝備具有了一系列的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展，開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單位，并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線（FT

32、L）。這種結(jié)構(gòu)的變化，既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏，又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。</p><p>　?。?）發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù)</p><p>　　汽車工業(yè)的大發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)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(jī)械加工工序，而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序，以及下線后的自動(dòng)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(jià)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(dòng)化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng)線組成，三班制工作，每條線日生產(chǎn)2000件，節(jié)拍時(shí)間為40秒。全線由12臺(tái)雙面組合機(jī)床、18臺(tái)三坐標(biāo)加工單位、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)組成，可實(shí)現(xiàn)三種零件的加工。空架機(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工件。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家，進(jìn)一步提

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

35、><p>　　1.3 液壓技術(shù)及其在工程機(jī)械中的應(yīng)用</p><p>　　液壓傳動(dòng)時(shí)利用液體（液壓油）作為工作介質(zhì)傳遞能量和進(jìn)行的傳動(dòng)形式。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將動(dòng)力源的機(jī)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(dá)）把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械當(dāng)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(shè)計(jì)已經(jīng)成為前沿的液壓技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)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(qiáng)度、剛度、耐磨性得到很大程度的提高，自重減輕；同時(shí)，在設(shè)計(jì)和制造過程中普遍采用CAD、CAM技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)。液壓系統(tǒng)的工作壓力進(jìn)一步的提高。</p><p>　　傳動(dòng)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(jìn)一步的完善和電子化，利用電子技術(shù)進(jìn)行操作、監(jiān)控和保護(hù)，及采用機(jī)電液一體化技術(shù)。其中的自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍。主要包括：監(jiān)測(cè)和識(shí)別工作對(duì)象與工作條件；根據(jù)識(shí)別結(jié)果和工作目標(biāo)，自行作出決策；響應(yīng)決策，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伺服控制。這樣使工程機(jī)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(jìn)一步保障。近年來液壓技術(shù)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(shè)計(jì)方面也取得了巨大的發(fā)展，特別是在閉式系統(tǒng)應(yīng)用于行走工程機(jī)

38、械和其它機(jī)械時(shí)的效率高、無極調(diào)速和簡(jiǎn)便的操縱的優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)、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(shè)計(jì)過程</p&g

39、t;<p>　?。?）確定合適采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的原機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　?。?）擬定系統(tǒng)的液壓傳動(dòng)圖根據(jù)傳動(dòng)的工作方式，合理選擇液壓元件；然后根據(jù)各個(gè)元件的性能要求和動(dòng)作順序，列出可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的各種基本回路以及其方案圖，對(duì)其各個(gè)方面的性能進(jìn)行分析、比較，然后進(jìn)行方案的確定。帶各個(gè)系統(tǒng)的最終方案確定后，按國標(biāo)中的規(guī)定符號(hào)和《機(jī)械制圖》中的規(guī)定繪制正式的系統(tǒng)原理圖，在圖中標(biāo)注出各個(gè)液壓元件的型號(hào)

40、、規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)元件及輔助元件一覽表。（3）液壓系統(tǒng)的主要元件的設(shè)計(jì)計(jì)算和型號(hào)的選擇，包括泵的流量、出口壓力、輸出扭矩等參數(shù)的計(jì)算與選擇，液壓馬達(dá)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??；系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力的驗(yàn)算；發(fā)熱量的驗(yàn)算及是否需要采用冷卻回路；油箱容積的設(shè)計(jì)計(jì)算以及濾油器等附件的選擇。（4）液壓系統(tǒng)的總體匹配驗(yàn)算以及液壓裝置的總體布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（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(shè)計(jì)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>　?。?）能源裝置 把機(jī)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(jī)。</p><p>　?。?）執(zhí)行裝置 把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置

42、，一般指做直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸、做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)等。</p><p>　　（3）控制調(diào)節(jié)裝置 對(duì)液壓系統(tǒng)圖中流體的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)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>　?。?）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(duì)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(dòng)介質(zhì) 傳動(dòng)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(jī)帶動(dòng)油泵旋轉(zhuǎn)，泵從油泵中吸油后打油，將機(jī)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(shí)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(jī)械的油缸或油馬達(dá)中，從而控制了液動(dòng)機(jī)方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動(dòng)各種液壓機(jī)械做功。</p>

44、;<p>　　1.5.3 液壓站設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　通過液壓站的設(shè)計(jì)使我們了解各閥的作用，了解各閥的安裝位置。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是為了：實(shí)現(xiàn)某汽車發(fā)動(dòng)箱加工自動(dòng)線上的一臺(tái)單面多軸鉆孔機(jī)床定位（插定位銷）→夾緊→動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)→工進(jìn)→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(jī)床在當(dāng)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(shè)計(jì)要求及工況分析</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　技術(shù)參數(shù)：某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)箱體加工自動(dòng)線上的一臺(tái)單面多軸鉆孔機(jī)床，其臥式動(dòng)力

46、滑臺(tái)（導(dǎo)軌為水平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)，動(dòng)摩擦系數(shù)）切削加工時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng);工件的定位和夾緊均采用液壓方式，實(shí)線自動(dòng)控制。利用液壓和電氣配合實(shí)線自動(dòng)循環(huán)。要求實(shí)現(xiàn)定位(插定位銷) →夾緊→動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)→工進(jìn)→快退→原位停止→夾具松開→拔定位銷。 </p><p>　　表2-1 主要技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　2.2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　2.2

47、.1 計(jì)算切削阻力</p><p>　　鉆孔時(shí)，其軸向切削阻力可用以下公式計(jì)算：</p><p>　　式中： —鉆削力（N）；</p><p><b>　　D—孔徑（mm）；</b></p><p>　　S—每轉(zhuǎn)進(jìn)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(shí)，主軸轉(zhuǎn)速=360r/min,每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.147mm/r;鉆孔時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速=550r/min,每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.096mm/r。則</p><p><b>　　=N</b></p><p><b>　　=30500N</b></p><p>

49、　　2.2.2 計(jì)算摩擦阻力</p><p><b>　　靜摩擦阻力：</b></p><p><b>　　動(dòng)摩擦阻力: </b></p><p>　　2.2.3 計(jì)算慣性阻力：</p><p>　　2.2.4計(jì)算工進(jìn)速度。工進(jìn)速度可分別按加工和孔的切削用量計(jì)算，即</p><p

50、>　　2.2.5 計(jì)算快進(jìn)、工進(jìn)時(shí)間和L快退時(shí)間</p><p><b>　　快進(jìn)： </b></p><p><b>　　工進(jìn)： </b></p><p>　　快退: =1.5s</p><p>　　設(shè)液壓缸的機(jī)械效率ηcm=0.9，得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力，如表2

51、-2：</p><p>　　表2-2 動(dòng)力滑臺(tái)液壓缸各階段的負(fù)載和推力計(jì)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(fù)載和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，即可繪制出負(fù)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(shè)計(jì)的主要技術(shù)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(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)液壓系

53、統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)提出了許多要求。其主要工作包括兩項(xiàng)內(nèi)容：一是根據(jù)主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的各項(xiàng)要求，選擇液壓回路，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)；二是把選出的液壓回路有機(jī)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(dòng)式液壓缸。</p><p>　　為了滿足工作臺(tái)快速進(jìn)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(jìn)時(shí)差動(dòng)

54、連接，經(jīng)負(fù)載分析和計(jì)算可知液壓缸驅(qū)動(dòng)的最大負(fù)載是在工進(jìn)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(duì)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，已知設(shè)計(jì)的時(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)箱體鉆孔組合機(jī)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(jìn)→快退→原位停止→松開工件；在設(shè)計(jì)過程中要注意液壓設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)：在滑臺(tái)速度變化

55、較大，當(dāng)滑臺(tái)由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時(shí)，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(shí)現(xiàn)工作循環(huán)所要求的快進(jìn)、工進(jìn)運(yùn)動(dòng)，借鑒經(jīng)典的實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、快退的鏈接方式，差動(dòng)連接方式，而對(duì)于有大沖擊，工作阻力不定對(duì)加工過程的影響，采用使用在回油路上街背壓閥和在進(jìn)油路上用調(diào)速閥、行程閥的組合來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于工況分段情況很大，借鑒同類機(jī)床多數(shù)采用雙泵供油以求節(jié)約能源。為減少熱變形對(duì)加工精度的影響，減少熱源選用開式

56、油箱。</p><p>　　3.2計(jì)算液壓缸主要尺寸</p><p>　　3.2.1 進(jìn)給液壓缸主要尺寸</p><p>　　鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸（A1=2A2），快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接。工進(jìn)時(shí)為防止孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考表3-3選此背壓力為p2=1MPa。</p>

57、<p>　　表3-1 按負(fù)載選擇工作壓力</p><p>　　表3-2 各種機(jī)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(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度；</p><p>　　2—有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。&l

58、t;/p><p>　　進(jìn)而由表3-4可確定工進(jìn)時(shí)的背壓力為Pb=0.5~1.5,我們?nèi)b=0.6MPa， =0.9根據(jù)差動(dòng)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(dòng)連接快進(jìn)時(shí)，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(dòng)瞬間液壓缸尚

60、未移動(dòng)，此時(shí)；另外，取快退時(shí)的回油壓力損失為0.7MPa。</p><p>　　根據(jù)計(jì)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(jì)算：</b></p><p><b>　　快進(jìn)時(shí)：</b></p&g

61、t;<p>　　啟動(dòng)時(shí)進(jìn)油腔壓力 </p><p>　　加速時(shí)進(jìn)油腔壓力 </p><p>　　恒速時(shí)進(jìn)油腔壓力： </p><p>　　恒速時(shí)輸入流量 ： </p><p>　　恒速時(shí)輸入功率 ： </p><p><b>　　工進(jìn)時(shí)：</b></

62、p><p>　　進(jìn)油腔壓力 </p><p>　　輸入流量 </p><p>　　輸入功率 </p><p><b>　　快退時(shí)：</b></p><p>　　啟動(dòng)進(jìn)油腔壓力 </p><p>　　加速進(jìn)油腔壓力

63、 </p><p>　　恒速進(jìn)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(dòng)連接時(shí)，回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失，取Δp=0.3MPa。&l

64、t;/p><p>　　2． 快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)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(dāng)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(jì)算夾緊缸的壓力和流量</p><p><b>　　進(jìn)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(fù)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(jì)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(yán)密的邏輯推理和論證所得出的最后結(jié)論。在結(jié)論中應(yīng)明確指出論文研究的成果或觀點(diǎn)，對(duì)其應(yīng)用前景和社會(huì)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值等加以預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，并指出今后進(jìn)一步在本研究方向進(jìn)行研究工作的展望與設(shè)想.結(jié)論應(yīng)寫得簡(jiǎn)明扼要，精練完整，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，措施得當(dāng)，表達(dá)準(zhǔn)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(yán)密的邏輯推理和論證所得出的最后結(jié)論。在結(jié)論中應(yīng)明確指出論文研究的成果或觀點(diǎn)，對(duì)其應(yīng)用前景和社會(huì)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值等加以預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，并指出今后進(jìn)一步在本研究方向進(jìn)行研究工作的展望與設(shè)想.結(jié)論應(yīng)寫得簡(jiǎn)明扼要，精練完整，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，措施得當(dāng)，表達(dá)準(zhǔn)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(yán)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(yīng)明確指出論文研究的成果或觀點(diǎn)，對(duì)其應(yīng)用前景和社會(huì)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值等加以預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，并指出今后進(jìn)一步在本研究方向進(jìn)行研究工作的展望與設(shè)想.結(jié)論應(yīng)寫得簡(jiǎn)明扼要，精練完整，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，措施得當(dāng)，表達(dá)準(zhǔn)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(gè)液壓缸的技術(shù)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(dòng)缸差動(dòng)快進(jìn)和高速閥進(jìn)口節(jié)流高速的開式系統(tǒng)方案。這樣，既滿足液壓缸工進(jìn)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(shè)計(jì)題目驗(yàn)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?yàn)榭爝M(jìn)、快退、工進(jìn)的速度相差很大，為了減少功率損耗，采用雙聯(lián)泵，工進(jìn)時(shí)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(jìn)時(shí)，兩臺(tái)泵同時(shí)供油，此時(shí)兩天泵的流量全部進(jìn)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(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。為防止孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失引起運(yùn)動(dòng)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(jī)床液壓系統(tǒng)調(diào)速是關(guān)鍵問題，因此首選調(diào)速回路。由工況圖可知：所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)功率較小，工作負(fù)載為阻力負(fù)載變化小，故采用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。為防止鉆通時(shí)負(fù)載消失造成的前沖現(xiàn)象，回油路上要設(shè)置背壓閥。</p><p&g

74、t;　　（2）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(dòng)鏈接回路。由于快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，速度變化大，故選用行程閥來實(shí)現(xiàn)速度平穩(wěn)換接。而工進(jìn)轉(zhuǎn)快退則利用壓力繼電器來實(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)，無桿腔回油量較大，故宜選用電液換向閥，但隨著液壓技術(shù)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(shù)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(jìn)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(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn) 時(shí)，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(shí)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(yùn)動(dòng)和換向回路 </p><p>　　本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)?？紤]到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)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(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)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(dòng)，換向和液壓缸差動(dòng)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(dòng)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(duì)兩缸進(jìn)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(dòng)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(tái)工進(jìn)時(shí)進(jìn)、回油路串通使系統(tǒng)壓力無法建立的問題，增設(shè)了單向閥10。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，圖中添置了一個(gè)單向閥8?？紤]到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔（通孔與不通孔）加工，對(duì)位置定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個(gè)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(dòng)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(gè)回路的設(shè)計(jì)確定過程。5 計(jì)算和選擇液壓元件</p><p>　　5.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　5.1.1 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力</p>

81、;<p>　　小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工作壓力為p1=3.96MPa速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失∑?p=0.8MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)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(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，由表7可見，快退時(shí)液壓缸的工作壓力為p1=1.86MPa時(shí)大。

82、考慮到快退時(shí)進(jìn)油不通過調(diào)速閥，故其進(jìn)油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進(jìn)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(jì)算液壓泵的流量</p><p>　　由表2-6可知，液壓缸快進(jìn)時(shí)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(yīng)滿足液壓缸快進(jìn)時(shí)的流量要求，并考慮系統(tǒng)泄漏量，

83、則兩個(gè)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(jìn)時(shí)的流量為8.3-5 m3/s =0.5L/min，則小流量泵的流量最少應(yīng)為。</p><p>　　5.1.3 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱手冊(cè)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(shí)，雙聯(lián)泵同時(shí)供

84、油流量為；而。</p><p>　　由表2-6得知，液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，若取液壓泵總效率ηp=0.8，這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)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(jī)，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(jiǎn)單、工作可靠、應(yīng)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(yīng)具有足夠的強(qiáng)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(dòng)和保證密封效果，減少磨損。</p><p>　?。?）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(jìn)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(shè)計(jì)的進(jìn)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、>　　（2） 缸筒的材料</b></p><p>　　液壓缸缸筒一般要求具有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)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(jìn)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(shè)計(jì)的液壓缸時(shí)機(jī)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(yùn)動(dòng)；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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的好壞，對(duì)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(shè)計(jì)采用密封圈密封。</p><p>　　5.2.4 緩沖裝置</p><p>　　當(dāng)液壓缸帶動(dòng)質(zhì)量較大的移動(dòng)部件，以較快的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，慣性較大。在行程終端時(shí)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(shè)有緩沖裝置。其工作原理是使活塞在接近缸蓋時(shí)

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(yùn)動(dòng)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(zhǎng)期停止使用后會(huì)滲入空氣，油液中也可能混有空氣，在這種狀態(tài)下運(yùn)行，工作部件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性較差，因此，一般的液壓系統(tǒng)在開始工作前應(yīng)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(gè)排氣塞，開機(jī)時(shí)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(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)時(shí)的流量0.5L/min。</p><p>　　表5-1液壓元件規(guī)格及型號(hào)</p><p>　　注：此為電動(dòng)機(jī)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(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以及進(jìn)入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表4-2各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量。</p><p>　　表5-2各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)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(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)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(jì)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(hào)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(yàn)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(duì)液壓元件的選用及計(jì)算進(jìn)行闡述，從而確定液壓元件。</p><p><b>　　6 液壓缸設(shè)計(jì)基礎(chǔ)</b></p

96、><p>　　6.1 液壓缸的軸向尺寸</p><p>　　液壓缸軸向長(zhǎng)度取決于負(fù)載運(yùn)行的有效長(zhǎng)度（活塞在缸筒內(nèi)能夠移動(dòng)的極限距離）、導(dǎo)向套長(zhǎng)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(guān)系?；钊麑挾取；钊行谐倘Q于主機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最大行程，。導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度C的取值：當(dāng)，。導(dǎo)向長(zhǎng)度，</p><p><b>　　

97、缸筒長(zhǎng)度。</b></p><p>　　6.2 主要零件強(qiáng)度校核</p><p>　　6.2.1 缸筒壁厚δ=4㎜</p><p>　　因?yàn)榉桨甘堑蛪合到y(tǒng)，校核公式,</p><p>　　式中： -缸筒壁厚（）；</p><p><b>　　-實(shí)驗(yàn)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(yīng)力。</p><p><b>　　；</b></p><p>　　為材料抗拉強(qiáng)度（MPa）；</p><p>

99、;　　n為安全系數(shù)，取n=5。</p><p>　　對(duì)于P1<16MPa.材料選45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，對(duì)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(duì)于平缸底，厚度 有兩種算法</p><p>　　(1

100、).缸底無孔時(shí)：</p><p>　?。?.433×110＝11.38mm</p><p>　　(2).缸底有孔時(shí)，用于液壓缸快進(jìn)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(fù)載（N）F=31480N</p><p>　　是桿材料的許用應(yīng)力，=1.6</p><p><b>　　.</b></p><p>　　＝0.064m=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(dāng)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(fù)載（N）；</p><p>　　z--

103、-----螺栓個(gè)數(shù)；</p><p>　　----螺栓材料的許用應(yīng)力， ，</p><p>　　為螺栓材料的屈服點(diǎn)（MPa），安全系數(shù)n=1.2~2.5 </p><p>　　6.2.5 液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算</p><p>　　液壓缸承受的負(fù)載F超過某臨界值時(shí)將會(huì)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(dòng)，，由桿材料知硬鋼，因此 </p><p>　　式中： l-------------安裝長(zhǎng)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(duì)于實(shí)心桿；</p><p><b>　　對(duì)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(qiáng)度決定的試驗(yàn)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(shè)置緩沖壓力裝置時(shí)要計(jì)算緩緩從壓力，當(dāng)值超過缸筒、缸底強(qiáng)度計(jì)算的時(shí)，則以取代。在緩沖時(shí)，緩沖腔的機(jī)械能力為，活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能為?；钊跈C(jī)械能守恒中運(yùn)行至終點(diǎn)。</p><p>　　式中：

108、 </p><p>　　通過驗(yàn)算，液壓缸強(qiáng)度和穩(wěn)定性足以滿足要求。</p><p>　　7 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能</p><p>　　7.1 驗(yàn)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(shí)，首先確

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

110、>　　也為最大。因?yàn)樽畲蟮睦字Z數(shù)小于臨界雷諾數(shù)（2000），故可推出：各工況下的進(jìn)、回油路中的油液的流動(dòng)狀態(tài)全為層流。</p><p>　　7.1.2 計(jì)算系統(tǒng)壓力損失</p><p>　　將層流流動(dòng)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(shí)代入沿程壓力損失計(jì)

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(dòng)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(yàn)計(jì)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(jì)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。滑臺(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下：</p><p><b>　　(1) 快進(jìn)</b></p><p>　　滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)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(jìn)入無桿腔。在進(jìn)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(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失</p><p><b>　　(2) 工進(jìn)</b></p><p>　　滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥11、調(diào)速閥13進(jìn)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(jìn)油路上總的壓力損失為</p><p><b>　　此值略小于估計(jì)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(shí)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(jì)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(dòng)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(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單

117、向閥4、電液換向閥11進(jìn)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(jìn)油路上總的壓力損失為</p><p>　　此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)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(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升</p><p>　　由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占96%，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來計(jì)算。在工進(jìn)時(shí)，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(jìn)時(shí)液壓缸輸出的有效功率：</p><p>　　由此可計(jì)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>