平面磨床的微機電液比例調(diào)速系統(tǒng)-課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　1.1平面磨床的概述及要求3</p><p>　　1.2磨床的發(fā)展及國內(nèi)外技術現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3主要研究內(nèi)容5</p><p>　　第二

2、章 確定控制方案，擬定系統(tǒng)工作原理圖6</p><p><b>　　2.1控制方案6</b></p><p><b>　　2.2原理圖6</b></p><p>　　第三章 確定動力元件參數(shù)及其他組成元件參數(shù)8</p><p>　　3.1選擇系統(tǒng)供油壓力8</p><p

3、>　　3.2求液壓缸有效面積8</p><p>　　3.3確定比例閥規(guī)格8</p><p>　　3.4選擇速度傳感器和積分放大器10</p><p>　　第四章 確定各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)11</p><p>　　4.1比例閥傳遞函數(shù)11</p><p>　　4.2液壓缸-負載傳遞函數(shù)11</p>

4、<p>　　4.3其他環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)12</p><p>　　第五章 根據(jù)系統(tǒng)精度要求確定開環(huán)增益13</p><p>　　第六章 繪制系統(tǒng)開環(huán)伯德圖，檢查系統(tǒng)穩(wěn)定性14</p><p>　　第七章 確定校正裝置參數(shù)15</p><p>　　第八章 單片微機的選用16</p><p>　　第九章

5、系統(tǒng)其他元件的計算與選型17</p><p>　　9.1液壓泵的選擇17</p><p>　　9.2電機的選擇18</p><p>　　9.3油管的選擇18</p><p>　　9.3.1直徑的計算18</p><p>　　9.3.2壁厚的計算18</p><p>　　9.4液壓缸的

6、選擇19</p><p>　　9.5油箱的選擇19 </p><p>　　9.6速度傳感器的選定23</p><p>　　第十章 結(jié)論和建議25</p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　緒論</b></p><

7、;p>　　1.1平面磨床的概述及要求</p><p>　　平面磨床是一種在工業(yè)上廣泛應用的機床,廣泛用于各種零件的磨削加工，對工件的粗糙度加工。平面磨床液壓系統(tǒng)在磨床中為工作臺的移動提供動力，保證工作臺在正常工作中的換向功能。</p><p>　　平面磨床在不斷的發(fā)展，它的加工范圍在不斷的變大，精度在不斷的提高，在工業(yè)上的應用時人們節(jié)約了大量的工作時間和勞動力，也更好的提高了人們的工

8、作效率。在現(xiàn)今社會，隨著科學的發(fā)展，平面磨床已經(jīng)與數(shù)控技術相結(jié)合，實現(xiàn)平面磨床自動化。</p><p>　　平面磨床是一種通過砂輪的高速轉(zhuǎn)動對工件進行平整度加工的一種機械設備，而隨著現(xiàn)今社會科技的發(fā)展，平面磨床機械的普及應用，鋼滾珠導軌傳動，磨削采用同步帶傳動的平面磨床已近使用越來越廣泛。平面磨床工作臺面至主軸中心最大距離 mm 490工作臺縱向?qū)к壊捎脻L動導軌，繩輪結(jié)構(gòu)牽引，輕便靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，可磨削

9、各種平面或通過砂輪修形進行復雜成形面的磨削，適宜不需機動進刀的磨削加工。平面磨床系指用磨具或磨料加工工件各種表面的機床。有時候大家提到平面磨床，人們普遍認為就是那種只能磨削平面的機床。但是隨著發(fā)展趨勢，人們的這個觀點要改變了，當今平面磨床的發(fā)展趨勢是轉(zhuǎn)向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線表面磨削加工，據(jù)不完全統(tǒng)計，平面磨床從發(fā)展上呈現(xiàn)四大變化，高速、復合、高精度、高剛性仍是金切機床的發(fā)展主調(diào)，而其液壓系統(tǒng)也要隨著機床的發(fā)展而變化。

10、</p><p>　　平面磨床的磨削是一種生產(chǎn)效率高、砂輪磨損小、加工費用低，特別適合于加工復雜型面及溝槽的先進加工工藝。工件成型加工時，通常要求磨床工作臺的工作速度較低，面切削深度較大，因此要求工作臺的驅(qū)動裝置平穩(wěn)地進行無級調(diào)速，且在極低的工作速度下無爬行；驅(qū)動系統(tǒng)有更大的剛度以適應較大的切削阻力。</p><p>　　1.2磨床的發(fā)展及國內(nèi)外技術現(xiàn)狀</p><p&

11、gt;　　為了適應鐘表、自行車、縫紉機和槍械等零件淬硬后的加工，英國、德國和美國在1830年左右制造出使用天然磨料砂輪的磨床，這些磨床是在現(xiàn)成機床如車床、刨床等上面加裝磨頭改制而成,結(jié)構(gòu)簡單,剛度低，磨削時易生振動，操作工人要有很高的技藝才能磨出精密的工件。1876年巴黎博覽會展出的美國布朗-夏普公司制造的萬能外圓磨床,首次具有現(xiàn)代磨床的基本特征。它的工件頭架和尾座安裝在往復移動的工作臺上，箱形床身提高了機床剛度，并帶有內(nèi)圓磨削附件。1

12、883年，這家公司制成磨頭裝在立柱上、工作臺作往復移動的平面磨床。 </p><p>　　1900年前后，人造磨料的發(fā)展和液壓傳動的應用，對磨床的發(fā)展有很大的推動作用。隨著近代工業(yè)特別是汽車工業(yè)的發(fā)展,各種不同類型的磨床相繼問世。例如20世紀初,先后研制出加工氣缸體的行星內(nèi)圓磨床。曲軸磨床、凸輪軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環(huán)磨床等。自動測量裝置于1908年開始應用到磨床上。1920年前后,無

13、心磨床、雙端面磨床、軋輥磨床、導軌磨床、珩磨機和超精加工機床等相繼制成。50年代出現(xiàn)了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床。</p><p>　　60年代末出現(xiàn)了砂輪線速度達60～80米／秒的高速磨床和大切深、緩進給磨削平面磨床。70年代,采用微處理機的數(shù)字控制和適應控制在磨床上得到應用。隨著高精度、高硬度機械零件數(shù)量的增加，以及精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，磨床的性能、品種和產(chǎn)量都不斷提高和增長。</p>

14、<p>　　于2005年在美國芝加哥國際制造展覽會展示了基本代表目前國際機床發(fā)展潮流和水平的平面磨床，其體現(xiàn)了以下特點：從規(guī)格上看，以小型平磨為主，在全部平磨展品中，臺面寬200mm以下的幾乎占50%，相對小規(guī)格機床，精度容易做的很高；在國際市場上，中、小規(guī)格平磨的潛在需求很大。從控制上看，70%以上的平磨展品為數(shù)控型，由于技術水平的發(fā)展導致功能的變化，平磨已從傳統(tǒng)的平面磨向成形磨轉(zhuǎn)變，常規(guī)控制已經(jīng)難以實現(xiàn)功能的要求。從功能

15、上看，50%以上的平磨不僅僅用于水平平面加工，而且轉(zhuǎn)向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線等表面磨削加工。 </p><p>　　伴隨著平面磨床的不斷發(fā)展和變化，其液壓系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展，現(xiàn)今通過不斷的應用高科技成果，使傳統(tǒng)技術有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高，我們利用高質(zhì)量的元器件實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的改進，使其工作性能得以提高。</p><p>　　液壓技術在將機

16、械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大進展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過程的效率得到顯著提高。液壓系統(tǒng)維護已從過去簡單的故障拆修，發(fā)展到故障預測，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時，預先進行維修，清除故障隱患，避免設備惡性事故的發(fā)展。</p><p>　　要實現(xiàn)主動維護技術必須要加強液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究，當前，憑有經(jīng)驗的維修技術人員的感宮和經(jīng)驗，

17、通過看、聽、觸、測等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強專家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專家的知識,建立完整的、具有學習功能的專家知識庫，并利用計算機根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識庫中知識，用推理機中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預防措施。要進一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，對于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。</p><p>　　

18、電子技術和液壓傳動技術相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術增加了活力，擴大了應用領域。實現(xiàn)機電一體化可以提高工作可靠性，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差等缺點，充分發(fā)揮液壓傳動出力大、貫性小、響應快等優(yōu)點,其主要發(fā)展動向如下：電液伺服比例技術的應用將不斷擴大。液壓系統(tǒng)將由過去的電氣液壓on-oE系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng),為適應上述發(fā)展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應實現(xiàn)標準化

19、。計算機接口也應實現(xiàn)統(tǒng)一和兼容。發(fā)展和計算機直接接口的功耗為5mA以下電磁閥，以及用于脈寬調(diào)制系統(tǒng)的高頻電磁閥(小于3mS)等。液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實現(xiàn)自動測量和診斷,由于計算機的價格降低,監(jiān)控系統(tǒng),包括集中監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展。計算機仿真標準化，特別對高精度、“高級”系統(tǒng)更有此要求。由電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓泵，采用通用化控制機構(gòu)也是今后需要探討的問題，液壓產(chǎn)品機電一體化現(xiàn)狀及

20、發(fā)展。</p><p><b>　　1.3主要研究內(nèi)容</b></p><p>　　本文是關于平面磨床的微機電液比例調(diào)速系統(tǒng)的設計，本電液比例系統(tǒng)用于緩進給平面磨床工作臺的驅(qū)動，并由微型計算機實現(xiàn)對磨床驅(qū)動機構(gòu)的自動控制。</p><p>　　電液比例閥是介于開關型的液壓閥與伺服閥之間的一種液壓元件。它除了在控制精度及響應快速性方面還不如伺服閥

21、外，其他方面的性能和控制水平與伺服閥的相當，其動、靜態(tài)性能足以滿足大多數(shù)工業(yè)應用的要求，而且其抗污染性強且造價低。采用電液比例閥的液壓換向系統(tǒng)，與采用電液伺服閥的液壓換向系統(tǒng)工作原理類似，是通過微機輸入控制比例閥閥芯的開度大小，來實現(xiàn)對平面磨床工作臺的運動位移或速度的控制，而進行換向的。這種系統(tǒng)的閥芯位移是由微機輸入的控制曲線來調(diào)節(jié)的，所以能夠?qū)崿F(xiàn)適時對比例閥閥芯開度大小進行調(diào)節(jié)，能適應各種不同的工作情況。平面磨床采用該液壓換向系統(tǒng)時，

22、配合以理想控制曲線便能實現(xiàn)理想的平穩(wěn)無沖擊換向過程。</p><p>　　本次設計任務的具體設計要求是磨床工作臺的重量為12kN，工件重量5kN，最高速度400mm/s，最低速度60mm/s，系統(tǒng)頻寬2Hz，速度精度0.8mm/s。</p><p>　　平面磨床系統(tǒng)示意圖如下：) {0 A5 }$ Y) n: B</p><p>　　第二章 確定控制方案，擬定系統(tǒng)工

23、作原理圖</p><p><b>　　2.1控制方案</b></p><p>　　常用的液壓傳動換向方法如：采用行程換向閥、采用電磁換向閥、采用電液換向閥等，上述換向方法都是被動控制型換向，在工況改變的情況下，無法適應新工況對換向的要求，另外都會產(chǎn)生一定的換向沖擊。</p><p>　　于是采用電液伺服閥并實現(xiàn)閉環(huán)控制的液壓換向系統(tǒng)應運而生，但

24、因電液伺服閥結(jié)構(gòu)復雜、造價高且抗污染能力差，所以這種換向系統(tǒng)一般只適用于較高精度要求的系統(tǒng)中。</p><p>　　本設計將電液比例閥引入大型高速平面磨床的液壓換向系統(tǒng)中，電液比例閥是介于開關型的液壓閥與伺服閥之間的一種液壓元件。它除了在控制精度及響應快速性方面還不如伺服閥外，其他方面的性能和控制水平與伺服閥相當，其動、靜態(tài)性能足以滿足大多數(shù)工業(yè)應用的要求，而且其抗污染性強且造價低。采用電液比例閥的液壓換向系統(tǒng)，

25、與采用電液伺服閥的液壓換向系統(tǒng)工作原理類似，是通過微機輸入控制比例閥閥芯的開度大小，來實現(xiàn)對平面磨床工作臺的運動位移或速度的控制，而進行換向的。這種系統(tǒng)的閥芯位移是由微機輸入的控制曲線來調(diào)節(jié)的，所以能夠?qū)崿F(xiàn)適時對比例閥閥芯開度大小進行調(diào)節(jié)，能適應各種不同的工作情況。平面磨床采用該液壓換向系統(tǒng)時，配合以理想控制曲線便能實現(xiàn)理想的平穩(wěn)無沖擊換向過程。</p><p><b>　　2.2原理圖</b&g

26、t;</p><p>　　平面磨床的微機電液比例調(diào)速系統(tǒng)工作原理圖如下圖所示：</p><p>　　圖2-1 速度控制系統(tǒng)工作原理圖方塊圖</p><p>　　下圖所示是液壓系統(tǒng)原理圖：</p><p>　　圖2-2 平面磨床液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　第三章 確定動力元件參數(shù)及其它組成元件參數(shù)</p

27、><p>　　3.1選擇系統(tǒng)供油壓力</p><p>　　壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設備成本。一般來說，對于固定的尺寸不

28、太受限的設備，壓力可以選低一些，行走機械重載設備壓力要選得高一些。</p><p>　　表3.1 幾類機器常用系統(tǒng)壓力</p><p>　　參考表3.1，選取此系統(tǒng)壓力=2MPa。</p><p>　　3.2求液壓缸有效面積</p><p>　　由已知數(shù)據(jù)：工作臺重量12KN，工件重量5KN，參考其他數(shù)控機床，設工作臺的摩擦系數(shù)ｕ=0.118

29、，則最大摩擦力N，最大切削力N，工作臺最大加速度。</p><p><b>　　慣性力</b></p><p><b>　　則最大負載力</b></p><p>　　工程上常用近似計算的方法確定執(zhí)行元件的主要規(guī)格尺寸和比例閥空載流量，按最大負載力確定執(zhí)行元件的規(guī)格尺寸，并限定比例閥的負載壓力，則液壓缸的有效面積為</

30、p><p>　　由液壓缸有效面積可知：液壓缸的內(nèi)徑，查機械設計手冊液壓缸內(nèi)徑尺寸系列，選擇D=80mm，則可選擇活塞桿。則液壓缸的有效面積為。</p><p>　　3.3確定比例閥規(guī)格</p><p>　　比例閥空載流量可按最大負載速度確定，并認為最大負載速度和最大負載力是同時出現(xiàn)的。則比例閥空載流量為</p><p>　　比例閥最大的壓力-流量

31、曲線應包圍所有的負載工況點，并使。比例閥的額定流量應留有一定余量，通常取該余量為負載所需流量的15%左右，在快速性高的系統(tǒng)中可取到30%。根據(jù)選定的供油壓力和計算出的比例閥空載流量，可以從比例閥樣本中選出合適的比例閥。</p><p>　　由已知的供油壓力和比例閥空載流量，查機械設計手冊選取榆次油研液壓公司EHF※G-06-250-※-50型，最小壓差1.0Mpa，頻率特性12Hz，線圈電阻10Ω，電源電壓DC2

32、4V，最大消耗功率28W，輸入信號電壓DC5V，輸入阻抗10KΩ。</p><p>　　3.4選擇速度傳感器和積分放大器</p><p>　　速度傳感器選擇感應同步器，設其在最大轉(zhuǎn)速時輸出電壓為10V，則速度傳感器增益為</p><p>　　積分放大器增益待定。</p><p><b>　　確定各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)</b>&l

33、t;/p><p>　　4.1比例閥傳遞函數(shù)</p><p>　　供油壓力時，閥的空載流量。比例閥流量增益為</p><p>　　由樣本查得比例閥固有頻率，阻尼比。于是比例閥的傳遞函數(shù)為</p><p>　　4.2液壓缸-負載傳遞函數(shù)</p><p><b>　　取總壓縮容積為</b></p>

34、;<p>　　式中，3.5是考慮無效容積的系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)所選液壓缸，負載總慣量為</p><p><b>　　液壓固有頻率為</b></p><p>　　取液壓缸泄漏系數(shù)=7。閥的流量-壓力系數(shù)應取工作范圍內(nèi)的最小值，因為</p><p>　　所以最小值發(fā)生在和均為最小值的時候。在空載最低

35、速度時和最小，此時</p><p><b>　　考慮摩擦力，取。則</b></p><p><b>　　由以上數(shù)據(jù)得阻尼比</b></p><p>　　液壓缸-負載的傳遞函數(shù)為</p><p>　　4.3其他環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)</p><p>　　忽略位移傳感器和積分放大器的動態(tài)特

36、性。位移傳感器的傳遞函數(shù)為</p><p>　　積分放大器傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　A/V</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)精度要求確定開環(huán)增益</p><p>　　本系統(tǒng)為恒速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，則誤差主要來自干擾和位移傳感器。該系統(tǒng)對輸入和干擾都是I型系統(tǒng)，所以對恒定干擾力和比例閥的零漂是無差的。</p

37、><p>　　已知該傳感器誤差為0.1%，由此引起的速度誤差為。設計要求速度誤差為0.8m/s，去掉傳感器產(chǎn)生的0.0004m/s誤差外，還有0.7996m/s的誤差是負載力變化引起的。設加載時間為1s，則加載速度為。等速負載力變化引起的速度誤差為</p><p>　　由此得滿足速度誤差的開環(huán)增益為</p><p>　　速度誤差與成正比，因此最大誤差發(fā)生在為最大的工作點

38、。因為，所以</p><p><b>　　開環(huán)增益為</b></p><p><b>　　取。則放大器增益</b></p><p>　　繪制系統(tǒng)開環(huán)伯德圖，檢查系統(tǒng)穩(wěn)定性</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)工作原理方塊圖圖2-1和所確的傳遞函數(shù)可畫出系統(tǒng)方塊圖，見圖6-1。</p><

39、p>　　圖6-1 速度控制系統(tǒng)方塊圖</p><p><b>　　系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為</b></p><p>　　圖6-2 速度系統(tǒng)開環(huán)伯德圖</p><p>　　根據(jù)上式可畫出系統(tǒng)開環(huán)伯德圖，見圖6-2。由圖可見，系統(tǒng)幅值裕量為-4dB,因此系統(tǒng)不穩(wěn)定，需加校正裝置。</p><p><b>　　確定校

40、正裝置參數(shù)</b></p><p>　　采用RC滯后校正網(wǎng)絡將中頻段降低10dB，則幅值裕量變成6dB，相位裕量，穿越頻率=15Hz。由20lga=10，得a=3.16，取。</p><p>　　利用尼科爾斯可畫出校正后的系統(tǒng)伯德圖，見圖7-1。雖然較設計要求高些，但因在設計中選取了最小阻尼比，實際阻尼比較此值為大，所以滿足要求。</p><p>　　圖

41、7-1 速度系統(tǒng)閉環(huán)伯德圖</p><p><b>　　靜態(tài)誤差：</b></p><p>　　伺服放大器的溫度零漂（0.5%—1%In）、伺服閥零漂和滯環(huán)（1%—2%In）、執(zhí)行元件的靈敏區(qū)（0.5%—1%In）。假定上述干擾量之和為±2%In，由此引起的誤差為</p><p><b>　　速度誤差：</b>&

42、lt;/p><p>　　總誤差 ，滿足控制精度要求。</p><p><b>　　單片微機的選用</b></p><p>　　單片微機系統(tǒng)以8098單片機為核心，圍繞系統(tǒng)測控與操作者使用兩方面展開。主要由8098主板，位移檢測電路，鍵盤顯示器電路，功率放大電路及相應的軟件等組成。圖8-1所示為系統(tǒng)的硬件框圖，軟件采用8098匯編語言編寫，用模塊化結(jié)

43、構(gòu)（主要包括初始化、位移采樣、行程控制、換向程序、數(shù)據(jù)顯示、速度采樣及PID算法等模塊）。</p><p>　　圖8-1 單片微機系統(tǒng)方框圖</p><p><b>　　技術特點：</b></p><p>　　（1）通過電液換向閥和電液比例調(diào)速閥結(jié)合，控制磨床工作臺的換向和運動速度，簡化了磨床的液壓系統(tǒng)，其加速和減速、制動過程、運動速度都由微機

44、精確控制。</p><p>　　（2）該電液比例調(diào)速系統(tǒng)利用了液壓系統(tǒng)剛度大、功率重量比高、響應快的特點，又將電液比例微機控制技術應用到系統(tǒng)上，自動化程序及控制精度高；能量利用合理，減少了系統(tǒng)發(fā)熱對機床熱變形和加工精度的影響。</p><p>　　系統(tǒng)其他元件的計算與選型</p><p><b>　　9.1液壓泵的選擇</b></p>

45、;<p>　　進入液壓缸的最大流量為：</p><p>　　取泵的容積效率為90%，則泵的流量為133.33L/min，取136.3L/min。系統(tǒng)工作壓力為2Mpa，所以選的液壓泵型號為YBX-A*M，有表中數(shù)據(jù)知泵最高轉(zhuǎn)速為2000r/min。相關參數(shù)如下：</p><p><b>　　9.2電機的選擇</b></p><p>

46、;　　按液壓泵的使用情況，計算其驅(qū)動功率P</p><p>　　式中 ——液壓泵額定壓力</p><p>　　——液壓泵的額定流量</p><p>　　——液壓泵的總效率,</p><p><b>　　——轉(zhuǎn)換系數(shù)：</b></p><p>　　——液壓泵實際使用的最大工作壓力</p>

47、<p>　　所以選取Y2-90S-2型三相異步電動機，具體參數(shù)如下表</p><p><b>　　表9.2電機參數(shù)表</b></p><p><b>　　9.3油管的計算</b></p><p>　　9.3.1 直徑的計算</p><p>　　油管內(nèi)徑主要由油液的速度確定，直徑小、流速

48、高、壓力損失大，甚至產(chǎn)生噪聲；直徑大，占用空間大，機器重量增加，因此要合理選用管內(nèi)徑。</p><p>　　式中 Q——液體流量</p><p>　　v——按推薦值選，取</p><p>　　9.3.2 壁厚的計算</p><p>　　受拉伸接薄壁筒公式計算壁厚</p><p>　　式中 ——工作壓力</p

49、><p>　　——許用應力，鋼管：</p><p>　　——抗拉強度，選用45＃鋼，所以</p><p>　　——安全系數(shù)，此處，</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　所以選擇鋼管外徑為：d=22mm；此時壁厚為：3.5mm；管接頭連接螺紋為：M221.5mm。</p&

50、gt;<p><b>　　9.4液壓缸的選擇</b></p><p>　　在第三章中已經(jīng)確定液壓缸的內(nèi)徑D=80mm。選擇雙活塞桿SD基本型：</p><p><b>　　9.5油箱的選擇</b></p><p>　　油箱有效容量一般為泵每分鐘流量的3-7倍。對于固定設備，空間、面積不受限制的設備，應采用較大

51、的容量。如冶金機械液壓系統(tǒng)的油箱容量通常取為每分鐘流量的7-10倍，鍛壓機械的油箱容量通常取為每分鐘流量的6-12倍。</p><p>　　油箱容量大小可以從散熱角度設計，油箱中油液的溫度一般推薦30-50，最高不應超過75，歸于工具及其他固定裝置，工作溫度可允許在40-55，對于行走機械，最高溫度允許到75，在特殊情況下允許達到85，對于高壓系統(tǒng)，為減少泄漏工作溫度不應超過50，建議當油溫超過65時，就應該采用

52、冷卻裝置對油液進行冷卻。</p><p>　　油箱容量計算經(jīng)驗公式：</p><p>　　式中：V-油箱有效容積（L）；</p><p>　　-液壓泵的總額定流量（L/min）；</p><p>　　-與系統(tǒng)壓力有關的經(jīng)驗系數(shù)：低壓系統(tǒng)，中壓系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)。</p><p>　　由前面計算結(jié)果知，；系統(tǒng)屬于低壓系統(tǒng)，取

53、；則油箱的有效容積為</p><p>　　由機械設計手冊查得，液壓泵站的油箱公稱容量系列（JB/T7938-1995），見表5：</p><p>　　選取液壓油箱的容量。</p><p>　　以下從散熱角度設計計算油箱的容積：</p><p><b>　　發(fā)熱計算：</b></p><p>　　液

54、壓泵功率損失H1：</p><p>　　式中：P—液壓泵的輸入功率，</p><p>　　—液壓泵的總效率，這里取0.9</p><p>　　—液壓泵實際出口壓力，Pa</p><p>　　—液壓泵的實際流量，m3/s</p><p><b>　　所以 </b></p><

55、p><b>　　單向閥的功率損失：</b></p><p>　　式中：p—單向閥的壓力降，Pa</p><p>　　q—經(jīng)過單向閥的流量，m3/s</p><p><b>　　所以： </b></p><p>　　電液比例閥的功率損失：</p><p>　　由于電液比

56、例閥節(jié)流口的開口隨著輸入電信號的大小變化而變化，所以，比例閥的壓力損失也在變化，根據(jù)第三章里面比例閥的信息表可查得該比例閥的最大功率損耗28W。</p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　　管路及其他損失：</b></p><p>　　此項功率損失，包括很多復雜因素，由于其值較小，加上管路散

57、熱的關系，一般可取全部能量的0.03-0.05倍</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　系統(tǒng)的功率損失，即系統(tǒng)的發(fā)熱功率：</p><p><b>　　散熱計算：</b></p><p>　　系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，這里忽略了管路表面的散熱。</p>&

58、lt;p>　　式中：K——油箱散熱系數(shù)，取K=15W/()</p><p><b>　　A——油箱散熱面積</b></p><p>　　——油溫與環(huán)境溫度之差，取=35</p><p>　　前面初步求得油箱的有效容積為0.25，按求得油箱各邊之積： ，取h為0.3125m，a、b分別為1m。根據(jù)公式求得油箱散熱面積為：A=1.8h（a+b

59、）+1.5ab=2.625</p><p>　　由此可見，油箱的散熱遠遠滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設冷卻器。</p><p><b>　　冷卻器的選?。?lt;/b></p><p><b>　　冷卻面積為： </b></p><p>　　式中：K——傳熱系數(shù)，用管式冷卻器時，取K=

60、116W/()</p><p><b>　　——平均溫升，</b></p><p>　　取油進入冷卻器的溫度=60，油流出冷卻器的溫度=50，冷卻水入口溫度=25，冷卻水出口溫度=30。</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　所需冷卻器的散熱面積為：</p>&

61、lt;p>　　考慮到冷卻器長期使用時，設備腐蝕和油垢，水垢對傳熱的影響，冷卻面積應比計算值大30%，實際選用冷卻器散熱面積為：</p><p>　　經(jīng)《機械設計手冊》查得，選定型號：2LQFW-A1.2F</p><p>　　樣本和參數(shù)如圖9-3、9-4</p><p>　　圖9-3 2LQFW-A1.2F冷卻器</p><p>　　圖

62、9-42LQFW-A1.2F冷卻器參數(shù)</p><p><b>　　油箱容積計算：</b></p><p>　　由以上可知，環(huán)境溫度為T0時，最高允許溫度為Ty的油箱的最小散熱面積Amin為 ：</p><p>　　這里，油箱尺寸的長、寬、高之比為（1:1:1）~（1:2:3）之間，油面高度達到油箱高度的0.8，油箱靠自然冷卻使系統(tǒng)在允許溫度T

63、y以下，則油箱散熱面積為：</p><p>　　式中：V—油箱的有效體積，m3</p><p>　　當時，令，得油箱自然散熱的最小體積：</p><p>　　式中：T—由機械設計手冊規(guī)定的溫度范圍取T=65℃=338K</p><p>　　T0—取室溫24℃=297K 。</p><p>　　9.6速度傳感器的選定&l

64、t;/p><p><b>　　型號：JX61G</b></p><p>　　樣本和相關技術參數(shù)如圖9-5和9-6</p><p><b>　　9-5速度傳感器</b></p><p>　　9-6速度傳感器參數(shù)</p><p>　　JX61G低頻振動傳感器是將機械結(jié)構(gòu)固有頻率較高的

65、地震式振動速度傳感器經(jīng)過一套低頻擴展校正電路，使其輸出特性的固有頻率降為原來的1/20～1/40，能達到0.5Hz或更低。JX61G低頻振動傳感器既保持了JX60振動速度傳感器的一些特點：如抗振、耐沖擊、高穩(wěn)定度，又具有良好的低頻輸出特性，而且內(nèi)部帶有積分環(huán)節(jié)，可直接輸出振動位移信號，即振幅信號。</p><p><b>　　結(jié)論和建議</b></p><p>　　

66、通過這段時間的課程設計，我明白了許多專業(yè)方面的知識，同時，我的心智也得到了極大的鍛煉。最重要的一點就是不論我們面對的問題有多么難，我們只有動手去做才回有進展，如果只在一邊思考而不去動手實踐，再簡單的問題都不會有結(jié)果。</p><p>　　我所做的題目是平面磨床的微機電液比例調(diào)速系統(tǒng)設計，在本門課講座前，我就去圖書館電子閱覽室查閱和下載了關于平面磨床方面的20多篇論文，讓后我用了一下午時間，大概瀏覽了一遍這些論文，

67、總體來說，對平面磨床有了一個客觀和理性的認識。讓后，我從這些論文中挑選了10篇跟設計方面有很大關系和對設計有直接關系的。在講座前的一段時間，我在上課之余就認真研讀一下這幾篇論文，基本了解了我要做的主要工作。之后，我以自己找的論文模型為底版，在此基礎在加入自己的理解完成了講座的內(nèi)容。</p><p>　　在講座結(jié)束后，我們都進入了自己題目的設計任務，在設計過程中，我感受最深的就是所有的東西都模棱兩可，好多課程的東西

68、都感覺知道一點，以前學過，但是涉及到很具體的計算問題就不會了，所有學的東西都忘了。甚至感覺從大一到大四都是邊學邊忘的感覺。自己認真的想了想還是認為自己當初學的還是不夠扎實，其次，什么東西都是在不斷的應用和練習中熟悉，只要很長時間不去用他就會忘的一干二凈。這讓我想起一句話：學而時習之。任何知識在學習以后都要不間斷的去溫習，在以后的日子里只要有可能就去練習它，運用它，這樣它才會逐漸的變?yōu)樽约旱囊徊糠?，儲存在自己的身體中，在自己需要的時候就會

69、不斷的去挖掘它。</p><p>　　本次設計有很多關于控制工程方面的東西要用到，當初這門課就學的模模糊糊，感覺很吃力，現(xiàn)在經(jīng)過這么長時間的遺忘，對這方面更是生疏，以至于在剛開始有種無處下手的感覺。但是，不論怎么樣，在看了課本上的計算過程，還是漸漸的有了一點方向。</p><p>　　我相信，不論遇到任何難題，只要我們有勇氣去面對，只要我們敢于面對，任何問題都會有一個結(jié)果，不論取得的成果有

70、多少，只要我努力去做，我相信一定會有收獲。</p><p><b>　　對本課程的建議：</b></p><p>　　本門課程比較抽象，學習過程中會涉及大量的高等數(shù)學和控制工程等相關課程的知識，所以，如果可能在上課的同時讓同學們現(xiàn)場接觸一些液壓伺服系統(tǒng)，親身體驗以后會加深理解。</p><p><b>　　參考文獻</b>

71、</p><p>　　[1] 王春行，液壓控制系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[2] 嚴金坤，液壓元件，上海交通大學出版社，1989.</p><p>　　[3] 何存興，液壓元件，機械工業(yè)出版社，1982.</p><p>　　[4] 王積偉，章宏甲，黃誼，液壓傳動，機械工業(yè)出版社，2009.</p>&

72、lt;p>　　[5] 官忠范，液壓傳動系統(tǒng)第三版，機械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[6] 濮良貴，機械設計，高等教育出版社，2006.</p><p>　　[7] 張利平，現(xiàn)代液壓技術應用220例.北京：化學工業(yè)出版社，2004.8.</p><p>　　[8] 關紅艷，楊尚平，李珺，鄭博文，趙光波.平面磨床換向沖擊機理及控制研究[A].機床與

73、液壓，2008，36（4）：276-278.</p><p>　　[9] 王文斌，機械設計手冊第三版第四卷，機械工業(yè)出版社，2004.8.</p><p>　　[10] 楊宗德，解決M7120A型平面磨床工作臺的換向沖擊[B].機械研究與應用，2003.</p><p>　　[11] 數(shù)字化手冊委員會，機械設計手冊新編軟件版，化學工業(yè)出版社，2008.</p&