液壓傳動課程設(shè)計(jì)——成型銑刀加工出成型面的液壓專用銑床

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課程名稱： 成型銑刀加工出成型面的液壓專用銑床 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1．概述3</b></p>

2、;<p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的目的3</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的要求3</p><p>　　1.3 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求3</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟4</p><p>　　2. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)要求及工況分析4&l

3、t;/p><p>　　2.1.1 工況分析4</p><p>　　2.1.2確定液壓系統(tǒng)方案6</p><p>　　2.2 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)7</p><p>　　2.2.1初選液壓缸工作壓力7</p><p>　　2.2.2計(jì)算液壓缸主要尺寸7</p><p>　　2.3 擬定液壓

4、系統(tǒng)原理圖9</p><p>　　2.3.1 選擇基本回路9</p><p>　　2.3.2 組成液壓系統(tǒng)11</p><p>　　2.4 計(jì)算和選擇液壓件11</p><p>　　2.4.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動機(jī)功率11</p><p>　　2.4.2 確定其它元件及輔件12</p>&

5、lt;p>　　2.5 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能14</p><p>　　2.5.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失14</p><p>　　2.5.2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升17</p><p><b>　　3．總結(jié)18</b></p><p><b>　　4.致謝18</b></p><

6、p><b>　　5.參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　1．概述</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，是在完成《液壓與氣壓傳動》課程理論教學(xué)以后所進(jìn)行的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程的學(xué)習(xí)目的在于使學(xué)生綜合運(yùn)用

7、《液壓與氣壓傳動》課程及其它先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識，進(jìn)行液壓傳動的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識緊密結(jié)合起來，從而使這些知識得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。通過設(shè)計(jì)實(shí)際訓(xùn)練，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及解決工程問題打下良好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)報(bào)告書概括性的介紹了設(shè)計(jì)過程，對設(shè)計(jì)中各部分內(nèi)容作了重點(diǎn)的說明、分析、論證和必要的計(jì)算，系統(tǒng)性整理、表達(dá)了設(shè)計(jì)過程中涉及到的專業(yè)知識和基本要求，有條理的表達(dá)了自己對本課程設(shè)計(jì)的闡述。<

8、;/p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　(1)液壓傳動課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，它不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識，也可以為以后的設(shè)計(jì)工作打好基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過程中必須嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦鉆研，一絲不茍，精益求精。</p><p>　　(2)液壓傳動課程設(shè)計(jì)應(yīng)在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。教師的指導(dǎo)作用是指明設(shè)計(jì)思路，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，解答疑難問題，按設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行

9、階段審查，學(xué)生必須發(fā)揮主觀能動性，積極思考問題，而不應(yīng)被動地依賴教師查資料、給數(shù)據(jù)、定方案。</p><p>　　(3)設(shè)計(jì)中要正確處理參考已有資料與創(chuàng)新的關(guān)系。任何設(shè)計(jì)都不能憑空想象出來，利用已有資料可以避免許多重復(fù)工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)也是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的保證。另外任何新的設(shè)計(jì)任務(wù)又總有其特定的設(shè)計(jì)要求和具體工作條件，因而不能盲目地抄襲資料，必須具體分析，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)。</p><p>

10、;　　(4)學(xué)生應(yīng)按設(shè)計(jì)進(jìn)程要求保質(zhì)保量的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　　1.3課程設(shè)計(jì)題目描述和要求</p><p>　　設(shè)計(jì)一臺用成型銑刀加工的液壓專用銑床，要求機(jī)床工作臺上一次可安裝兩只工件，并能同時(shí)加工。工件的上料、卸料由手工完成，工件的夾緊及工作臺進(jìn)給由液壓系統(tǒng)完成。機(jī)床的工作循環(huán)為：手工上料—工件自動夾緊—工作臺快進(jìn)—銑削進(jìn)給（工進(jìn)）—工作臺快退—夾具松開—手工卸料。<

11、;/p><p>　　對液壓系統(tǒng)的具體參數(shù)要求：運(yùn)動部件總重G=23000N，切削力Fw=15000N;快進(jìn)行程l1=300mm，工進(jìn)行程l2=80mm；快進(jìn)、快退速度v1=v3=5m/min,工進(jìn)速度v2=100~600mm/min，啟動時(shí)間Δt=0.5s；夾緊力Fj=3000N,行程lj=15mm，夾緊時(shí)間Δtj=1s。工作臺導(dǎo)軌采用平導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間靜摩擦系數(shù) fs=0.2，動摩擦系數(shù)fd=0.1，要求工作臺能在任意

12、位置上停留。 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p><p>　　（1）確定執(zhí)行元件（液壓缸）的主要結(jié)構(gòu)尺寸（D、d等）</p><p>　　（2）確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；</p><p>　　（3）選擇各類元件及輔件的形式和規(guī)格，列出元件明細(xì)表；</p><p>　　（4）繪制正式

13、液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟</p><p>　　閱讀、研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件； </p><p>　　收集有關(guān)資料并進(jìn)一步熟悉課題。</p><p>　　(3)明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析；</p><p>　　(4)確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)；</p>

14、;<p>　　(5)擬定液壓系統(tǒng)原理圖；</p><p>　　(6)計(jì)算和選擇液壓件；</p><p>　　(7)驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能；</p><p>　　(8)選擇各類元件及輔件的形式和規(guī)格，列出元件明細(xì)表；</p><p>　　(9)繪制正式的液壓原理圖。</p><p>　　2. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算&l

15、t;/p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)要求及工況分析</p><p>　　2.1.1 工況分析</p><p>　　液壓系統(tǒng)的工況分析是指對液壓執(zhí)行元件進(jìn)行運(yùn)動分析和負(fù)載分析，目的是查明每個(gè)執(zhí)行元件在各自工作過程中的流量、壓力、功率的變化規(guī)律，作為擬定液壓系統(tǒng)方案，確定系統(tǒng)主要參數(shù)（壓力和流量）的依據(jù)。</p><p><b>　　負(fù)載分

16、析:</b></p><p><b>　　工作臺液壓缸</b></p><p>　　工作負(fù)載： 工作負(fù)載即為切削阻力=15000N</p><p>　　摩擦負(fù)載： 摩擦負(fù)載即為導(dǎo)軌的摩擦阻力</p><p><b>　　動摩擦負(fù)載 </b></p><p>&

17、lt;b>　　靜摩擦負(fù)載</b></p><p><b>　　慣性負(fù)載 </b></p><p><b>　　運(yùn)動時(shí)間 </b></p><p><b>　　快進(jìn) </b></p><p><b>　　工進(jìn) </b></p&

18、gt;<p><b>　　快退 </b></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1所列。</p><p>　　表1液壓缸各階段的負(fù)載和推力</p><p>　　根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負(fù)載和運(yùn)動時(shí)間，即可繪制出負(fù)載循環(huán)圖F-t和速度循環(huán)圖v-t，如圖1所示</p&g

19、t;<p>　　圖1 負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖</p><p>　　2.2.3確定液壓系統(tǒng)方案</p><p><b>　　A、回路方式的選擇</b></p><p>　　一般選用開式回路，即執(zhí)行元件的排油回油箱，油液經(jīng)過沉淀、冷卻后再進(jìn)入液壓泵的進(jìn)口。</p><p>　　由于銑床的輸出參數(shù)要求高精度控制

20、，因此應(yīng)對輸出量進(jìn)行檢測然后反饋控制液壓系統(tǒng)的壓力和流量，即構(gòu)成系統(tǒng)的大閉環(huán)控制。</p><p><b>　　B、液壓介質(zhì)的選擇</b></p><p>　　普通液壓系統(tǒng)選用礦物油型液壓油作為工作介質(zhì)，其中室內(nèi)液壓設(shè)備多選用氣輪機(jī)油和普通液壓油;室外液壓設(shè)備則應(yīng)選用抗磨液壓油或低凝液壓油。對某些熱加工設(shè)備或井下液壓系統(tǒng)，應(yīng)選用耐燃介質(zhì)，如磷酸酯液、水-乙二醇、乳化液

21、等。由于本課程是在室內(nèi)進(jìn)行加工，所以應(yīng)選用氣輪機(jī)油和普通液壓油</p><p>　　待介質(zhì)選定后，在設(shè)計(jì)和選用液壓元件時(shí)應(yīng)考慮它們與所選介質(zhì)的相容性和耐腐蝕性。</p><p>　　C、分析液壓系統(tǒng)工況初定系統(tǒng)壓力范圍</p><p>　　對液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件整個(gè)工作循環(huán)的速度、負(fù)載變化規(guī)律(如負(fù)載速度譜)進(jìn)行分析，確定各執(zhí)行元件的最大負(fù)載，最低和最高運(yùn)動速度，工作

22、行程及最大行程，列表備用。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的壓力即泵的出口壓力與液壓設(shè)備的工作環(huán)境、負(fù)載精度要求等有關(guān)，常用的液壓系統(tǒng)的壓力推薦值可參閱有關(guān)手冊。</p><p><b>　　D、執(zhí)行元件的選擇</b></p><p>　　(1)用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，選用液壓馬達(dá)。若轉(zhuǎn)速高于500 r/min,可直接選用高速液壓馬達(dá)，如齒輪馬達(dá)

23、、雙作用葉片馬 達(dá)和軸向柱塞馬達(dá),其中軸向柱塞馬達(dá)又分為定量馬達(dá)和變量馬達(dá)。若轉(zhuǎn)速低于500 r/min，可選用低速液壓馬達(dá)或高速液壓馬達(dá)等機(jī)械減速裝置。</p><p>　　(2)要求機(jī)床工作臺上一次可安裝兩只工件，并能同時(shí)加工，因此選用雙向工作進(jìn)給，且雙向輸出的力、速度相等，應(yīng)選用雙伸縮桿活塞缸</p><p><b>　　E、液壓泵類型選擇</b></p&

24、gt;<p>　　考慮到流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且可雙泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵</p><p>　　(2)液壓系統(tǒng)有多個(gè)執(zhí)行元件，各工作循環(huán)所需的流量相差很大，應(yīng)選用多泵供油實(shí)現(xiàn)分級調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　F、調(diào)速方式的選擇</b></p><p>　　定量泵節(jié)流調(diào)速回路，因

25、調(diào)節(jié)方式簡單，一次性投資少，在中小型液壓設(shè)備特別是機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。節(jié)流調(diào)速回路中的進(jìn)、回油路調(diào)速為恒定系統(tǒng)，系統(tǒng)的剛性較好;旁油路調(diào)速為變壓系統(tǒng)，系統(tǒng)剛性較差。用調(diào)速閥或旁通調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路可提高系統(tǒng)的速度剛性，但會增加少量的功率損失。</p><p><b>　　G、調(diào)壓方式的選擇</b></p><p>　　溢流閥裝在液壓泵出口處用來保證系統(tǒng)壓力恒定，在

26、其他場合則為安全閥，限制系統(tǒng)的最高壓力。一般選普通溢流閥。</p><p><b>　　H、換向回路的選擇</b></p><p>　　對于小流量的液壓系統(tǒng)，一般采用電磁換向閥直接換向。</p><p>　　2.2 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)</p><p>　　2.2.1初選液壓缸工作壓力</p><p&

27、gt;　　所設(shè)計(jì)的動力滑臺在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載都不太高，參考表2和表3，初選液壓缸的工作壓力p1=4MPa </p><p>　　表2 按負(fù)載選擇工作壓力</p><p>　　表3 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　2.2.2計(jì)算液壓缸主要尺寸</p><p>　　液壓缸在工作過程中各階段的負(fù)載為：</p>

28、;<p>　　油缸的機(jī)械效率ηcm，有各運(yùn)動件摩擦損失造成，通?？扇?.9~0.95。</p><p>　　啟動階段 Ft= ffG/ηcm=0.223000/0.9=5111.11N</p><p>　　加速階段Ft={fdG+ }/cm={0.123000+ }/0.9=2689N</p><p>　　快進(jìn)、快退階段 Ft= Ft= fdG/

29、ηcm=0.123000/0.9=2555.56N</p><p>　　工進(jìn)階段　Ft= （fdG+ ）/ηcm=（0.123000+15000）/0.9=19222N</p><p><b>　　制動階段 </b></p><p>　　Ft={fdG-}/cm={0.123000- }/0.9=2533.94N</p>

30、<p>　　表4 液壓缸各階段的速度和負(fù)載</p><p>　　由表4看出，最大負(fù)載為工進(jìn)階段的負(fù)載F=22555.56N，則可計(jì)算出液壓缸的內(nèi)徑尺寸為：</p><p>　　D===8.1612-2m</p><p>　　表5 執(zhí)行元件背壓力</p><p>　　表6 按工作壓力選取d/D</p><p>

31、　　表7 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)動速度；</p><p>　　2—有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動速度。</p><p><b>　　查設(shè)計(jì)手冊，</b></p><p>　　按液壓缸內(nèi)徑系列將以上計(jì)算值圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，D=100mm。</p><p>　　為了實(shí)

32、現(xiàn)液壓缸快進(jìn)和快退速度相等，參考表6表7，得d=0.707D，所以：</p><p>　　d=0.707100=70.7mm</p><p>　　圓整成標(biāo)準(zhǔn)系列活塞桿直徑，d=70mm 。</p><p>　　由D=100mm,d=70mm，可計(jì)算出液壓缸無桿腔有效作用面積 </p><p>　　Ac1=D2=78.510-4，有桿腔有效作

33、用面積Ac2=（D2-d2）=40.510-4。</p><p>　　1、活塞桿穩(wěn)定性校核</p><p><b>　　A)夾緊缸</b></p><p>　　由于夾緊缸的活塞桿直徑是利用穩(wěn)定性校核來計(jì)算的，所以不需要進(jìn)行校核。 </p><p><b>　　B)工作臺缸</b></p&

34、gt;<p>　　因?yàn)榛钊麠U的總行程為380mm，活塞桿的直徑是100mm，所以L/d=3.8<10，所以滿足穩(wěn)定性要求。</p><p>　　2、液壓缸各運(yùn)動階段的壓力，流量和功率</p><p>　　表8 液壓缸在各階段的壓力、流量和功率</p><p>　　注：1．差動系統(tǒng)連接時(shí)，液壓缸的回油路口到進(jìn)油口之間的壓力損失,△p＝0.5MPa,

35、</p><p>　　2.快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為；無桿腔回油，壓力為。</p><p>　　2.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.3.1 選擇基本回路</p><p>　　(1) 選擇調(diào)速回路。這臺機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺運(yùn)動速度低，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

36、消失引起運(yùn)動部件前沖，在回油路上加背壓閥。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>　　(2) 選擇油源形式從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比qmax/qmin=0.172/(0.0202×)=85。其相應(yīng)的時(shí)間之比(t1+t3)/t2=(0.06+0.076)/0.8=0.17。

37、這表明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，選用單定量泵油源顯然是不合理的，為此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源?？紤]到前者流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案，如圖2a所示。</p><p>　　(3) 選擇快速運(yùn)動和換向回路。本系統(tǒng)已選定液壓缸差動連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動

38、?？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)液壓缸差動連接，所以選用三位五通電液換向閥，如圖2b所示。</p><p>　　(4) 選擇速度換接回路。由于本系統(tǒng)滑臺由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大，為了減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路，如圖2c所示。</p><p>　　(5) 選擇調(diào)壓和卸荷回路。在雙泵供油的油源

39、形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。要求工作臺能在任意位置上停留，即滑臺工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無需另設(shè)調(diào)壓回路。即在滑臺工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺停止時(shí)雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路，就能在任意位置停留。圖2 選擇的基本回路</p><p>　　2.3.2 組成液壓系統(tǒng)</p><p>　　將上面選出

40、的液壓基本回路組合在一起，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3所示。在圖3中，為了解決滑臺工進(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6。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)，影響滑臺運(yùn)動的平穩(wěn)性，圖中添置了一個(gè)單向閥13?？紤]到這臺機(jī)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(shè)了一個(gè)壓力繼電器14。當(dāng)滑臺碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，它發(fā)出快退信號，操縱電液換

41、向閥換向。</p><p>　　2.4 計(jì)算和選擇液壓件</p><p>　　2.4.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動機(jī)功率</p><p>　　(1) 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，由表8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=2.87MPa，如在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)

42、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>　　0.8MPa+0.5MPa=1.3MPa</p><p>　　大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，由表8可見，快退時(shí)液壓缸的工作壓力為p1=1.26MPa，比快進(jìn)時(shí)大。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

43、壓力損失∑?p=0.3MPa，則大流量泵的最高工作壓力估算為</p><p>　　1.26MPa+0.3MPa=1.56MPa</p><p>　　(2) 計(jì)算液壓泵的流量</p><p>　　由表8可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為0.172×10-3 m3/s ，若取回路泄漏系數(shù)K=1.1，則兩個(gè)泵的總流量為</p><p>　

44、　0.189× m3/s=11.34L/min</p><p>　　考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，工進(jìn)時(shí)的流量為0.84×1 m3/s =0.5L/min，則小流量泵的流量最少應(yīng)為3.5L/min。</p><p>　　(3) 確定液壓泵的規(guī)格和電動機(jī)功率</p><p>　　根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損

45、失，最后確定選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分別為6mL/r和33mL/r，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min時(shí)，其理論流量分別為5.6 L/min和31L/min，若取液壓泵容積效率ηv=0.9，則液壓泵的實(shí)際輸出流量為</p><p>　　14.693L/min</p><p>　　由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，若取液壓泵總效率ηp=0.8，這時(shí)液

46、壓泵的驅(qū)動電動機(jī)功率為</p><p>　　1.56××14.693/60×0.8×=0.477KW</p><p>　　根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y100L—6型電動機(jī)，其額定功率為0.5KW，額定轉(zhuǎn)速為940r/min。</p><p>　　2.4.2 確定其它元件及輔件</p><p>

47、;　　(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9所列。其中，溢流閥9按小流量泵的額定流量選取，調(diào)速閥4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9液壓元件規(guī)格及型號</p><p>　　

48、*注：此為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為940r/min時(shí)的流量。</p><p><b>　　2) 確定油管</b></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)動階段的運(yùn)動速度、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9所列</p><p>　　表10各工況實(shí)際運(yùn)動速度、時(shí)間和流量</p>

49、<p>　　表11允許流速推薦值</p><p>　　由表10可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動速度符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　根據(jù)表10數(shù)值，按表11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><b>　　=17.87mm</b></p><p

50、><b>　　=19.3mm</b></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><b>　　(3) 確定油箱</b></p><p>　　油箱的容量按V=aqpn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

51、統(tǒng)，α=6～12。現(xiàn)取α=6，得</p><p>　　6×(5.6+31)L=220L</p><p>　　2.5 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能</p><p>　　2.5.1 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)，首先確定管道內(nèi)液體的流動狀態(tài)，然后計(jì)算各種工況下總的壓力損失?，F(xiàn)取進(jìn)、

52、回油管道長為l=2m，油液的運(yùn)動粘度取1´10-4m2/s，油液的密度取r=0.9174´103kg/m3。</p><p><b>　　(1)判斷流動狀態(tài)</b></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)，油液流動的雷諾數(shù)</p><p>

53、　　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狀態(tài)全為層流。</p><p>　　(2)計(jì)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(shí)代入沿程壓力損失計(jì)算公式，并將已

54、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(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Dpn由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值由表8和表9列出。滑臺

55、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>　　滑臺快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動連接。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10、電液換向閥2，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥3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，壓力損失分別為</p>

56、<p>　　將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動快速運(yùn)動時(shí)的總的壓力損失</p><p><b>　　2．工進(jìn)</b></p><p>　　滑臺工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥2、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5MPa。在回油路上，油液通過電液換向閥2、背壓閥8和大流量泵的卸荷油液一起經(jīng)液控順序閥7返回油箱，在背

57、壓閥8處的壓力損失為0.6MPa。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>　　0.500007MPa</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=0.66MPa，可見此

58、值與初算時(shí)參考表4選取的背壓值基本相符。</p><p>　　按表7的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為</p><p><b>　　此略高于表7數(shù)值。</b></p><p>　　考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差Dpe=0.5MPa，則小流量泵的工作壓力為</p><p><b>　　=4.99MPa</

59、b></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>　　3．快退</b></p><p>　　滑臺快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10、電液換向閥2進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥5、電液換向閥2和單向閥13返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為</p>

60、<p><b>　　0.048MPa</b></p><p>　　此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動電動機(jī)的功率是足夠的。</p><p>　　在回油路上總的壓力損失為</p><p><b>　　0.303MPa</b></p><p>　　大流量泵的工作壓力為</p>

61、<p>　　此值是調(diào)整液控順序閥7的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.5.2 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)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率<

62、;/p><p>　　液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率</p><p>　　由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為</p><p>　　按式計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即</p><p><b>　　°C</b></p><p>　　其中傳熱系數(shù)K=15 W/（m2·°

63、C）。</p><p>　　設(shè)環(huán)境溫T2=25°C，則熱平衡溫度為</p><p><b>　　°C </b></p><p>　　油溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。</p><p><b>　　3．總結(jié) </b></p><p>　

64、　此次課程設(shè)計(jì),讓我受益非淺,不僅培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的邏輯思維能力,更重要的是學(xué)會了熟悉運(yùn)用液壓傳動的基本理論實(shí)際知識解決實(shí)際需求。通過這次液壓專用銑床的課程設(shè)計(jì),讓我從分析系統(tǒng)工況、執(zhí)行元件工作壓力的確定、回路的選擇以及液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算有了一個(gè)清晰的認(rèn)識和了解，通過整個(gè)過程中對各種知識綜合整理和不斷補(bǔ)充，又有了更高層次的理解和發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　通過對液壓專用銑床的課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的編

65、寫,進(jìn)一步培養(yǎng)了我們分析、總結(jié)和表達(dá)的能力,鞏固、深化了在設(shè)計(jì)中所獲得的知識,讓我們更加貼近于生產(chǎn)實(shí)際,讓我們更加清晰的看到了理論與實(shí)際在設(shè)計(jì)中的差別,通過設(shè)計(jì)使我們能夠綜合、靈活、有條理地應(yīng)用液壓傳動方面的知識,充分表達(dá)自己對工藝的理解和發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　此外，通過這次設(shè)計(jì)還得出一個(gè)結(jié)論“知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！”有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時(shí)

66、候才是真的學(xué)會了。</p><p><b>　　4.致謝</b></p><p>　　首先很感謝學(xué)校安排的本次課程設(shè)計(jì)，給我們的這次實(shí)踐、鍛煉、提升我們自學(xué)能力、動手能力的機(jī)會。經(jīng)過一個(gè)周的思路整理、查資料、整理材料、寫作設(shè)計(jì)報(bào)告書，今天終于可以順利的完成本設(shè)計(jì)。此次課程的順利完成很感謝貴州大學(xué)何玲老師的悉心的指導(dǎo)。在此次調(diào)查設(shè)計(jì)說明書的寫作過程中，通過查資料和搜集有

67、關(guān)的文獻(xiàn)，提升了我的自學(xué)能力和動手能力，在設(shè)計(jì)過程中也學(xué)到了很多機(jī)械制造加工方面的知識，對我以后走上工作崗位將會有很大幫助。在此課程設(shè)計(jì)完成之際，我謹(jǐn)向辛苦教導(dǎo)我的老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。</p><p><b>　　5.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 主編：王世輝 重慶大學(xué)出版社 2005年。</