液壓課程設(shè)計---半自動液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.xx機(jī)電液綜合設(shè)計項目任務(wù)書3</p><p><b>　　2.摘要5</b></p><p>　　3.設(shè)計要求和概述6</p><p>　　3.1設(shè)計內(nèi)容、要求說明6</p><p>　　3

2、.2液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點：7</p><p>　　3.3.半自動組合機(jī)床液壓系統(tǒng)特點：7</p><p>　　4液壓系統(tǒng)的工況分析8</p><p>　　4.1工作缸的負(fù)載及負(fù)載循環(huán)圖8</p><p>　　4.2夾緊缸的負(fù)載10</p><p>　　5擬定液壓系統(tǒng)原理圖11</p>

3、;<p>　　5.1確定供油方式11</p><p>　　5.2調(diào)速方式的選擇11</p><p>　　5.3速度換接方式的選擇11</p><p>　　5.4夾緊回路的選擇11</p><p>　　5.5系統(tǒng)工作原理12</p><p>　　5.6電磁鐵動作順序表13</p

4、><p>　　6液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件14</p><p>　　6.1液壓缸主要尺寸的確定14</p><p>　　6.2.確定液壓缸的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格16</p><p>　　6.3.液壓閥的選擇18</p><p>　　6.4.確定管道尺寸19</p><p>

5、　　6.5.液壓油箱容積的確定20</p><p>　　7.液壓系統(tǒng)的驗算21</p><p>　　7.1.壓力損失的驗算21</p><p>　　7.2.系統(tǒng)溫升的驗算24</p><p>　　8.液壓回路的驗證 --------------------------------------------------------

6、--------------------25</p><p>　　9.液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計27</p><p>　　9.1.液壓集成回路設(shè)計27</p><p>　　9.2.液壓集成塊的設(shè)計28</p><p>　　9.3.集成塊設(shè)計步驟28</p><p>　　9.4.集成塊零件圖的繪制28<

7、;/p><p>　　10.設(shè)計總結(jié)30</p><p>　　11.參考文獻(xiàn)31</p><p><b>　　綜合設(shè)計項目任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　設(shè)計一臺用成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床，工作循環(huán)：

8、手工上料——自動夾緊——工作臺快進(jìn)——銑削進(jìn)給——工作臺快退——夾具松開——手工卸料。</p><p><b>　　主要工作內(nèi)容：</b></p><p>　　(1) 明確設(shè)計要求進(jìn)行工況分析；(2) 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)；(3) 擬定液壓系統(tǒng)原理圖及驗證設(shè)計方案；(4) 計算和選擇液壓件；(5) 驗算液壓系統(tǒng)性能；(6) 繪制工作圖及編制技術(shù)文件。</p>

9、;<p><b>　　二、設(shè)計要求與數(shù)據(jù)</b></p><p>　　工作臺液壓缸負(fù)載力（KN）：FL 夾緊液壓缸負(fù)載力（KN）：Fc </p><p>　　工作臺液壓缸移動件重力（KN）：G 夾緊液壓缸移動件重力（N）：Gc </p><p>　　工作臺快進(jìn)、

10、快退速度（m/min）：V1=V3 夾緊液壓缸行程（mm）：Lc </p><p>　　工作臺工進(jìn)速度（mm/min）：V2 夾緊液壓缸運動時間（S）：tc </p><p>　　工作臺液壓缸快進(jìn)行程（mm）：L1 導(dǎo)軌面靜摩擦系數(shù)：μs=0.2</p><p>　　工作臺液壓缸工進(jìn)行程（mm）：L2 導(dǎo)軌面動摩擦

11、系數(shù)：μd=0.1</p><p>　　工作臺啟動時間（S）：t=0.5 </p><p><b>　　數(shù)據(jù)表</b></p><p>　　三、設(shè)計應(yīng)完成的工作</p><p>　　液壓系統(tǒng)工作原理圖（A4）；零件圖（A3）；部件裝配圖（A3）；設(shè)計說明書1份。</p><p>　　注：在進(jìn)行零

12、、部件設(shè)計時，集成塊和油箱零、部件可以任選。</p><p><b>　　四、設(shè)計進(jìn)程安排</b></p><p>　　五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)</p><p>　?。?］李笑 吳冉泉主編，《液壓與氣壓傳動》，國防工業(yè)出版社，2006</p><p>　?。?］楊培元 朱福元主編，《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》，機(jī)械工業(yè)

13、出版社，1998</p><p>　?。?］成大先主編，《機(jī)械設(shè)計手冊》（第四版，第四卷），化學(xué)工業(yè)出版社，2002</p><p>　?。?］雷天覺主編，《新編液壓工程手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，1998</p><p>　?。?］張利平主編，《液壓與氣壓設(shè)計手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，1997</p><p>　　發(fā)出任務(wù)書日期：2011年11月

14、28日 指導(dǎo)教師簽名：</p><p>　　計劃完成日期： 2011年11月28日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：</p><p><b>　　主管院長簽章：</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是由于它與機(jī)械傳動、電氣傳動

15、相比，液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小，傳遞運動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時速度較穩(wěn)定，液壓傳動容易實現(xiàn)自動化。本次設(shè)計主要針對半自動組合銑床液壓系統(tǒng)及其有關(guān)裝置設(shè)計，根據(jù)給定條件和需要而設(shè)計的一個液壓系統(tǒng)，對液壓傳動的基本原理進(jìn)行分析，涉及到集成塊的設(shè)計、必要的計算、分析和驗算，以及各類元件（尤其閥類元件）的選擇，系統(tǒng)的改進(jìn)方法。</p><p>　　半自動組合銑床液壓系統(tǒng)及其有關(guān)裝置設(shè)計綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計、計算機(jī)

16、制圖、液壓傳動、機(jī)械制圖、結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程，完成臥式半自動組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計、液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算、液壓系統(tǒng)的元部件的選擇、液壓集成油路的設(shè)計、液壓集成塊的設(shè)計等，并繪制了液壓系統(tǒng)的原理圖和集成塊液壓集成回路圖，利用UG繪制了壓力塊的三維立體圖和零件圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 液壓 集成塊 液壓閥 工程圖 半自動銑床</p><p><b>　　設(shè)計

17、要求和概述</b></p><p>　　設(shè)計一臺用成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床，工作循環(huán)：手工上料→自動夾緊→工作臺快進(jìn)→銑削進(jìn)給→工作臺快退→夾具松開→手工卸料。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容、要求說明</b></p><p><b>　　液壓系統(tǒng)設(shè)計</b></p>&

18、lt;p>　　根據(jù)設(shè)備的用途、特點和要求，利用液壓傳動的基本原理進(jìn)行工況分析，擬定合理、完善的液壓系統(tǒng)原理圖，需要寫出詳細(xì)的系統(tǒng)工作原理，給出電磁鐵動作順序表。再經(jīng)過必要的計算確定液壓有關(guān)參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質(zhì)、相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號（或進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計）、對系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行驗算等。</p><p><b>　　液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>

19、;　　液壓裝置包括集成塊、液壓站等，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮元件布局合理、緊湊、美觀、外連管道少，裝卸、調(diào)試方便，集成塊中的油路盡可能簡單、短、交叉少，加工容易、加工工作量盡可能少。</p><p>　　繪制工程圖、編寫設(shè)計說明書</p><p>　　繪制液壓系統(tǒng)原理圖(系統(tǒng)總油路、集成塊集成回路)、液壓裝置工程圖（集成塊結(jié)構(gòu)圖、集成塊元件裝配圖），圖紙必須按國家標(biāo)準(zhǔn)要求打印，按照老師要求上交

20、一定數(shù)量的圖紙；編寫設(shè)計說明書。</p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點：</p><p>　　液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是由于它與機(jī)械傳動、電氣傳動相比具有以下的主要優(yōu)點：</p><p>　　(1)由于液壓傳動是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸

21、效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，又加之極易布置，在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上，已基本取代了老式的機(jī)械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。</p><p>　　(2)液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如，相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動機(jī)的12%～13%。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的重量指標(biāo)，目前是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的十分之一，液壓泵和液壓馬達(dá)可小至0.0025N/W(牛/瓦),發(fā)電機(jī)和電動機(jī)則約為0.03N/W。

22、</p><p>　　(3)可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)，可以實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1∶2000，并可在液壓裝置運行的過程中進(jìn)行調(diào)速。</p><p>　　(4)傳遞運動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時速度較穩(wěn)定。正因為此特點，金屬切削機(jī)床中的磨床傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。</p><p>　　(5)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)——借助于設(shè)置溢流閥等，同

23、時液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。</p><p>　　(6)液壓傳動容易實現(xiàn)自動化——借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易地實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。</p><p>　　(7)液壓元件已實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。</p><p>　　半自動組合機(jī)床液壓系統(tǒng)特點：</p>

24、<p>　　1.采用了限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路，保證了穩(wěn)定的低速運動，有較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍。</p><p>　　2.采用了限壓式變量泵和液壓缸的差動連接實現(xiàn)快進(jìn)，能量利用合理。</p><p>　　3.采用了三位四通M型中位機(jī)能的電液換向閥換向，提高了換向平穩(wěn)性，減少了能量損失。</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的

25、工況分析</b></p><p>　　工作缸的負(fù)載及負(fù)載循環(huán)圖</p><p>　　根據(jù)已知條件，繪制運動部件的速度循環(huán)圖，如圖所示。</p><p><b>　　速度循環(huán)圖</b></p><p>　　計算各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖。</p><p>　　工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運動時，液

26、壓缸必須克服的外負(fù)載為</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中 FL——工作負(fù)載 (N)；</p><p>　　Ff——摩擦負(fù)載 (N)；</p><p>　　Fi——慣性負(fù)載 (N)。</p><p>　?。?）工作負(fù)載：工作負(fù)載與機(jī)器的工作性質(zhì)有關(guān)，有恒值負(fù)

27、載與變值負(fù)載。工作負(fù)載又可分為阻力負(fù)載和超越負(fù)載，阻止液壓缸運動的負(fù)載稱為阻力負(fù)載，又稱正值負(fù)載；助長液壓缸運動的負(fù)載稱為超越負(fù)載，也稱負(fù)值負(fù)載。</p><p>　　(2) 摩擦負(fù)載：摩擦負(fù)載是指液壓缸驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)工作時所要克服的機(jī)械摩擦阻力。對于機(jī)床來說，即導(dǎo)軌的摩擦阻力。啟動時為靜摩擦阻力，可按下式計算：</p><p><b>　　(4-2)</b></

28、p><p>　　啟動后變?yōu)閯幽Σ磷枇?，可按下式計算?lt;/p><p><b>　　(4-3)</b></p><p>　　式中 G——運動部件所受重力 (N)；</p><p>　　Fn——外負(fù)載作用于導(dǎo)軌的正壓力 (N)；</p><p>　　Ffs 、Ffd——靜、動摩擦阻力 (N)；</

29、p><p>　　μs 、μd——靜、動摩擦系數(shù)。</p><p>　　(3) 慣性負(fù)載 慣性負(fù)載即運動部件在啟動和制動過程中的慣性力，其平均慣性力可按下式計算：</p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　式中 g——重力加速度，g=9.8m/s2；</p><p>　　Δ

30、——速度變化量（m/s）；</p><p>　　Δt——啟動或制動時間（s）。</p><p>　　一般機(jī)械可取Δt=0.01~0.5s，對輕載低速運動部件取小值，對重載高速運動部件取大值，本設(shè)計中取Δt=0.5s。</p><p><b>　　在本設(shè)計中</b></p><p>　　工作負(fù)載：FL=27.5KN<

31、/p><p>　　摩擦負(fù)載及慣性負(fù)載：</p><p><b>　?。?）運動時間：</b></p><p><b>　　快進(jìn)： </b></p><p><b>　　工進(jìn)： </b></p><p><b>　　快退： </b><

32、;/p><p>　　設(shè)液壓缸的機(jī)械效率，則液壓缸推力： </p><p>　　根據(jù)上述計算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負(fù)載：</p><p>　　并畫出如圖所示負(fù)載循環(huán)圖：</p><p><b>　　夾緊缸的負(fù)載</b></p><p><b>　　工進(jìn)速度：</b></

33、p><p><b>　　靜摩擦力：</b></p><p><b>　　動摩擦力： </b></p><p><b>　　工進(jìn)時液壓缸推力：</b></p><p><b>　　擬定液壓系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b&g

34、t;　　確定供油方式</b></p><p>　　考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)、快退時負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油?，F(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。</p><p><b>　　調(diào)速方式的選擇</b></p><p>　　在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)

35、給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機(jī)床工作時對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛好的特點，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。</p><p>　　速度換接方式的選擇 </p><p>　　本系統(tǒng)用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也

36、較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。</p><p><b>　　夾緊回路的選擇</b></p><p>　　用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電松開，應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)節(jié)和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓

37、閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。</p><p>　　最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組合成如圖3所示的液壓系統(tǒng)原理圖。</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　第一步，啟動液壓泵，夾緊缸的無桿腔進(jìn)油，

38、夾緊缸工作，夾緊工件。夾緊力的大小由單向節(jié)流閥12調(diào)定。</p><p>　　第二步，夾緊工件后壓力繼電器11發(fā)出信號使1YA得電，換向閥4工作在左位，工進(jìn)缸差動連接，動力頭（工作臺）快進(jìn)。</p><p>　　第三步，工作臺碰到行程開關(guān)1SQ，使3YA得電，工進(jìn)缸無桿腔進(jìn)油，工作臺慢速工進(jìn)，形成容積回油節(jié)流調(diào)速回路，速度由單向調(diào)速閥6調(diào)定。</p><p>　　第

39、四步，工作臺碰到行程開關(guān)3SQ，使2YA得電，1YA失電，換向閥4工作在右位，工進(jìn)缸有桿腔進(jìn)油，工作臺快退。</p><p>　　第五步，工作臺快退到原位后，碰到2SQ，發(fā)出信號使1YA和2YA失電，工作臺停止。</p><p>　　第六步，同時， 4YA得電，夾緊缸有桿腔進(jìn)油，松開工件。</p><p>　　第七步，松開工件后，碰到行程開關(guān)4SQ，4YA失電，夾緊

40、缸停止工作，油路關(guān)閉，停止工作，完成一個工作周期。</p><p><b>　　電磁鐵動作順序表</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件</p><p>　　液壓缸主要尺寸的確定</p><p><b>　　工作壓力P的確定</b></p><p>　　工作

41、壓力P可以根據(jù)負(fù)載大小以及機(jī)器的類型來初步確定，</p><p>　　表 按負(fù)載選擇工作壓力 </p><p>　　表 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　可知，取液壓缸的工作壓力為P1=4MPa。</p><p>　　又由下表確定背壓力：</p><p>　　取P2=0.6MPa。</p>

42、<p>　　計算液壓缸內(nèi)徑圓D和活塞直徑d</p><p>　　由負(fù)載圖知道最大負(fù)載F為29300N，由</p><p>　　表 按速比要求確定d/D</p><p>　　注：1—無桿腔進(jìn)油時活塞運動速度；</p><p>　　2—有桿腔進(jìn)油時活塞運動速度。</p><p>　　，又知 P2為0.6MPa，機(jī)

43、械效率ηcm為0.95，考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取d/D=0.7。有</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　查表可知，將液壓缸內(nèi)徑圓取整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=125mm，桿直徑d，按d/D=0.7，活塞桿直徑系列取d=90mm。</p>&

44、lt;p>　　按工作要求夾緊力由夾緊缸提供，考慮到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應(yīng)該低于工進(jìn)夾緊缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為3.5MPa，回油背壓為零，ηcm為0.95，可知，</p><p>　　可知，查液壓缸和活塞的尺寸系列，取夾緊液壓缸的D和d分別為100mm和70mm。</p><p>　　按最低工進(jìn)速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度：</p><p&g

45、t;<b>　　（6-2）</b></p><p>　　式中， 是由產(chǎn)品樣本查得GE系列調(diào)速閥AQF3-E10B的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min。</p><p>　　本設(shè)計中調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流有效工作面積應(yīng)該選取液壓缸有桿腔的實際面積，即</p><p><b>　?。?.7cm2</b></p

46、><p>　　可見上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。</p><p>　　計算在各工作階段液壓缸所需的流量</p><p>　　由 （6-3）</p><p><b>　　得：</b></p><p>　　確定液壓缸的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格</p>

47、<p><b>　　泵的工作壓力的確定</b></p><p>　　考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中 ， —泵的最大工作壓力；</p><p>　　---執(zhí)行元件最大工作壓力；<

48、/p><p>　　---進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.2—0.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5—1.5，本設(shè)計中取0.5MPa</p><p>　　=（4+0.5）MPa=4.5MPa</p><p>　　上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的進(jìn)度階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力儲存量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力P

49、n應(yīng)該滿足Pn(1.25-1.6) 。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本設(shè)計中Pn=1.3×=5.85 MPa。</p><p>　　泵的流量確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中， --液壓泵的最大流量；</p><p>　　---同時動作的各

50、執(zhí)行元件所需要流量之和的最大值。如果這時溢流閥正在進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量2—3L/min；</p><p>　　---系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取KL=1.1—1.3，現(xiàn)取KL=1.1。</p><p>　　==1.2×28.6L/min=34.32L/min</p><p><b>　　選擇液壓泵的規(guī)格</b></p>

51、;<p>　　根據(jù)以上算得的Pp和qp，查閱《手冊》P81，選用YBX-25限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為： </p><p>　　與液壓泵匹配的電動機(jī)的選定</p><p>　　首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況時的功率，取兩者較大值作為選擇電動機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在工進(jìn)時泵輸出的流量減小，泵的效率急劇降低，一般當(dāng)流量在0.2-1L/min范圍內(nèi)時，可取=0.03—0.1

52、4。同時還應(yīng)注意到，為了使所選擇的電動機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點時不至停轉(zhuǎn)，需進(jìn)行驗算，即</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中， Pn--所選電動機(jī)額定功率；</p><p>　　--限壓式變量泵的限定壓力</p><p>　　---壓力為時，泵的輸出流量。</p>

53、;<p>　　首先計算快進(jìn)時的功率，快進(jìn)時的外負(fù)載為1800N，進(jìn)油路的壓力損失定為0.5MPa，由式（1-4）得： </p><p>　　快進(jìn)時所需電動機(jī)功率為：</p><p>　　工進(jìn)時所需電動機(jī)功率P為：</p><p>　　查得，選用Y802- 4型電動機(jī)，其額定功率為0.75kW，額定轉(zhuǎn)速為1390 r/min。</p>&l

54、t;p>　　由相關(guān)資料可知 YBX-25 的流量壓力特性曲線。再由已知的快進(jìn)時流量為 34.32L/min，工進(jìn)時的流量為1.1L/min，壓力為4.5MPa，作出泵的實際工作時的流量壓力特性曲線，如圖所示：</p><p><b>　　液壓泵特性曲線</b></p><p>　　由相關(guān)資料可知該曲線拐點處的流量為34L/min，壓力為2.4MPa，該工作點對應(yīng)

55、的功率為</p><p>　　≥2×0.75=1.5KW</p><p>　　不滿足式（6-6），故另選型號為Y90S-4的電機(jī)，其額定功率為1.1KW，滿載轉(zhuǎn)速1400r/min，滿足上述要求，在拐點處能正常工作。</p><p><b>　　液壓閥的選擇</b></p><p>　　本液壓系統(tǒng)可采用力士樂系

56、統(tǒng)或GE系列的閥。本設(shè)計方案中均選用GE系列閥。根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。選定的液壓元件如表所示。</p><p><b>　　液壓元件明細(xì)表</b></p><p><b>　　確定管道尺寸</b></p><p>　　油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路

57、允許流速進(jìn)行計算。本系統(tǒng)主油路流量為差動時流量q=26.6×(125/90)2=55.06L/min，壓油管的允許流速取v=4m/s，則內(nèi)徑d為</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　若系統(tǒng)主油路流量按快退時取q=28.6L/min，則可算得油管內(nèi)徑d=12.3mm。</p><p>　　綜合諸因素，現(xiàn)取

58、油管的內(nèi)徑d為14mm。吸油管同樣可按上式計算（q=34.32L/min、v=0.9m/s），可知，參照YBX-25變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑d為30mm。</p><p><b>　　液壓油箱容積的確定</b></p><p>　　本設(shè)計為中壓液壓系統(tǒng)，由《手冊》P55可知，液壓油箱有效容量按泵的流量的5-7倍來確定，現(xiàn)選用型號為BEX-160油箱，容量為1

59、60L。</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的驗算</b></p><p>　　已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油路的內(nèi)徑為18mm，各段油管的長度分別為：AB=0.3m，AC=1.7m，AD=1.7m，DE=2m。選用L-HL32液壓油，考慮油的最低溫度為15℃，查得15℃時該液壓油的運動粘度v=150cst=1.5/s，油的密度ρ=920kg/。</p>&

60、lt;p><b>　　壓力損失的驗算</b></p><p>　　工作進(jìn)給時，進(jìn)油路壓力損失</p><p>　　運動部件工進(jìn)時速度為75mm/min，進(jìn)給時的最大流量為0.92L/min，則液壓油在管內(nèi)流速V1為</p><p>　　由文獻(xiàn)[2，18]可知，管道流動雷諾數(shù)Re1為</p><p><b>

61、;　?。?-1）</b></p><p>　　則 </p><p>　　知Re1＜2300，可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)λ1=75/Re1=75/5.6=13.39。直管沿程壓力損失為</p><p><b>　?。?-2）</b></p>&l

62、t;p>　　則，進(jìn)油管道BC的沿程壓力損失ΔP1-1為</p><p>　　換向閥34EF30-E10B的壓力損失=0.05×Pa</p><p>　　忽略油液通過管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進(jìn)油路總壓力損失Δp1為:</p><p>　　工作進(jìn)給時回油路的壓力損失</p><p>　　由于選用單活塞桿液壓缸，且液壓有

63、杠腔的工作面積為無杠腔的工作面積的二分之一，則回油管道的流量為進(jìn)油管道的二分之一，則</p><p>　　V2=v1/2=3cm/s</p><p>　　λ2=75/Re2=75/2.8=26.8</p><p>　　回油管道的沿程壓力損失為ΔP2-1為：</p><p>　　查得換向閥23EF3B-E10B的壓力損失=0.025×

64、10Pa，</p><p>　　換向閥34EF30-E10B的壓力損失=0.025×10Pa，</p><p>　　調(diào)壓閥AQF3-E10B的壓力損失： =0.5×10Pa。</p><p>　　回油路總壓力損失Δp2為：</p><p>　　變量泵出口的壓力Pp</p><p><b>

65、　　快進(jìn)時的壓力損失</b></p><p>　　快進(jìn)時液壓缸為差動連接，自匯流點A至液壓缸進(jìn)油口C之間的管路AC中，流量為液壓泵出口流量的兩倍即55L/min，AC段管路的沿程損失Δp1-1為</p><p>　　同樣可求管道AB段及AD段的沿程壓力損失Δp1-2和Δp1-3為</p><p>　　由文獻(xiàn)[1]可知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：</

66、p><p>　　34EF30-E10B的壓力損失ΔP2-1=0.17Pa，23EF3B-E6B的壓力損失ΔP2-2=0.17Pa</p><p>　　據(jù)分析：在差動連接中，泵的出口壓力為：</p><p>　　快退時壓力損失驗算從略。上述驗算表明，無需修改原設(shè)計。</p><p><b>　　系統(tǒng)溫升的驗算</b></

67、p><p>　　在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時間最長，為了簡化計算，主要考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量。</p><p>　　當(dāng)v=75mm/min時</p><p>　　此時泵的效率為0.1，泵的出口壓力為2.83MPa，則</p><p><b>　　此時的功率損失為</b></p><p>　　假定系統(tǒng)

68、的散熱狀況一般，取K=10×kW/（·℃），油箱的散熱面積A為</p><p><b>　　系統(tǒng)的溫升為</b></p><p>　　對一般機(jī)床，△t=55～70℃，驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。</p><p><b>　　8、液壓回路的驗證</b></p><p>　　經(jīng)過

69、實驗室實際回路的鏈接和測試，該回路可以正常工作。</p><p>　　液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計</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)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

70、板件上，分為液壓油路板連接，集成塊連接和疊加閥連接。把一個液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，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，元件之間幅液壓油路板上的孔道勾通，。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝，高度和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差，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)計規(guī)律

71、裝配成一個液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標(biāo)準(zhǔn)化，通用程度高，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特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件，幅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，振動和噪聲。</p><p>

72、　　本設(shè)計系統(tǒng)由集成塊組成，液壓閥采用廣州機(jī)械研究所的GE系列閥。</p><p>　　9.1液壓集成回路設(shè)計</p><p>　　1、把液壓回路劃分為若干個單元回路，每個單元回路一般由三個液壓元件組成，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)計液壓單元集成回路時，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計工作量，提高通用性。</p><

73、p>　　2、把各液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，如圖所示，即為該臥式半自動組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的集成回路。一個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，速度調(diào)節(jié)回路，頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。</p><p>　　9.2液壓集成塊的設(shè)計</p><p>　　圖6-2是組合機(jī)床液壓集成塊裝配總圖，它由底板及供油塊1，方向調(diào)速塊2，壓力塊3，夾緊塊4

74、，頂蓋及測壓塊5，螺釘6組成，由4個堅固螺栓7把它們連接起來，再由四個螺釘6將其堅固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個完整的液壓系統(tǒng)。下面分別介紹其設(shè)計。</p><p>　　組合機(jī)床液壓集成塊裝配總圖</p><p>　　9.3方向調(diào)速塊設(shè)計</p><p>　　難點在于孔道太多，集成塊內(nèi)油路太過復(fù)雜，需要不

75、斷地進(jìn)行調(diào)節(jié)、磨合各個零件的位置。</p><p>　　9.4.集成塊設(shè)計步驟</p><p>　　1、 制做液壓元件樣板</p><p>　　要制作液壓元件樣板。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對照實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，依照輪廓線剪下來，便于制作液壓元件樣板。若產(chǎn)品樣本與實物有出入，則以實物為準(zhǔn)。若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板

76、可按底板所提供的尺寸來制做。若沒有底板，則要注意，有的樣本中提供的是元件的府視圖，做樣板時應(yīng)把產(chǎn)品樣本中的圖翻轉(zhuǎn)180°。</p><p>　　2、 決定通道的孔徑</p><p>　　集成塊上的公用通道，即壓力油孔P，回油孔T，泄漏孔L及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。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孔之間的連接孔（即

77、工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。與液壓油管連接的液壓沒孔可采用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋。本設(shè)計中采用的是米制細(xì)牙螺紋。</p><p>　　3、 集成塊上液壓元件的布置</p><p>　　把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>　　電滋閥應(yīng)布置在集成塊的前、后面，要避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與

78、其它部分相碰。液壓元件的布置應(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，不通孔道之間的最小壁厚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油孔相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑D范圍，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。設(shè)計專用集成塊時，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的

79、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</p><p>　　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。液壓元件泄漏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，液壓元件可以上下移動一

80、段距離。溢流閥的先導(dǎo)閥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>　　9.5.集成塊零件圖的繪制</p><p>　　集成塊的六個面都是加工面，其中有三個側(cè)面要裝液壓元件，一個側(cè)面引管道，塊內(nèi)孔道縱橫交錯，層次多，需要多個視圖和2~3個剖面圖才能表達(dá)清楚?？紫档奈恢镁纫筝^高。因此尺寸，公差及表面粗糙度均應(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

81、應(yīng)盡可能少用虛線表達(dá)。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簡圖放在旁邊。而且應(yīng)將各孔道編上號，列表說明各個孔的尺寸，深度以及與哪些孔相交等情況。</p><p><b>　　10．設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)設(shè)計是理論學(xué)習(xí)《液壓傳動》之后進(jìn)行的一次具有實踐性質(zhì)的設(shè)計內(nèi)容，我們這一次對臥式半自動組合機(jī)床液壓系統(tǒng)及其有關(guān)裝置

82、進(jìn)行了設(shè)計，不但加深了我對之前的理論知識的理解，也使我對液壓的在實際應(yīng)用，尤其是其設(shè)計過程有了一定的認(rèn)識，學(xué)習(xí)了液壓系統(tǒng)設(shè)計的基本思路，如何分析工況，設(shè)計回路，選擇液壓元件，液壓系統(tǒng)的驗算以及集成油路的設(shè)計。這些內(nèi)容很多借助autoCAD等設(shè)計軟件，讓我對這些以前使用過且最近很少用到的專業(yè)類軟件有了一個溫習(xí)的過程，在使用中不斷學(xué)習(xí)新的應(yīng)用。</p><p>　　液壓課程設(shè)計是我們所學(xué)知識的一個綜合應(yīng)用，提高我們將

83、所學(xué)技能融合應(yīng)用的認(rèn)識和能力。液壓課程設(shè)計是一個設(shè)計的過程，也是一個學(xué)習(xí)的過程，使學(xué)生的能力得到提高，而至于設(shè)計結(jié)果肯定還是漏洞百出的，真正的理論還需在實踐中才能檢驗出來，希望自己走上工作崗位之后找到其用武之地。</p><p><b>　　11.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊培元，朱福元. 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

84、</p><p>　　[2] 李笑，吳冉泉. 液壓與氣壓傳動. 北京：國防工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[3] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn). 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計. 北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　[4] 周士昌，機(jī)械設(shè)計手冊(第五卷:第43篇). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2001</p><p>　　[5]