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鎮(zhèn) 江 高 專
ZHENJIANG COLLEGE
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)
鉆、鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
Drilling and boring amphibious combination machine tools hydraulic system design
系 名： 機(jī)械工程系
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電W071
學(xué)生姓名： 甘迪
學(xué) 號(hào)： 070108134
指導(dǎo)教師姓名： 戴月紅
指導(dǎo)教師職稱： 講師
二〇一二年 六月
目錄
引言 4
第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 6
1.1要求 6
1.2功能分析、需求設(shè)計(jì) 6
第二章 工況分析 7
2.1運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析 7
2.2動(dòng)力參數(shù)分析 7
第三章 計(jì)算液壓缸尺寸和所需流量 9
3.1工作壓力的確定 9
3.2計(jì)算液壓缸的尺寸 9
3.3確定液壓缸所需的流量 11
3.4夾緊缸的有效工作面積、工作壓力和流量的確定 11
第四章 液壓系統(tǒng)圖的擬定 13
4.1確定執(zhí)行元件的類型 13
4.2換向方式確定 13
4.3調(diào)速方式的選擇 13
4.4快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的控制方式的選擇 13
4.5終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制方式的選擇 13
4.6實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的供油部分設(shè)計(jì) 14
4.7夾緊回路的確定 14
第五章 選擇液壓元件 16
5.1選擇液壓泵 16
5.2選擇閥類元件 17
5.3 確定油管尺寸 17
5.4確定郵箱容量 18
第六章 計(jì)算壓力損失和壓力閥的調(diào)整值 20
6.1沿程壓力損失 20
6.2局部壓力損失 20
6.3總的壓力損失 21
結(jié)論 22
致謝 23
參考文獻(xiàn) 24
鉆、鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
專業(yè)班級(jí)：機(jī)電W071 學(xué)生姓名：甘迪
指導(dǎo)教師：戴月紅 職稱：講師
摘要 液壓傳動(dòng)是以液壓油為工作介質(zhì)，通過動(dòng)力元件將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能變?yōu)橐簤河偷膲毫δ?，再通過控制元件，然后借助執(zhí)行元件將壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓系統(tǒng)是液壓設(shè)備的重要組成部分，它與設(shè)備主體的關(guān)系密切，兩者的設(shè)計(jì)通常需要同時(shí)進(jìn)行。本次設(shè)計(jì)介紹了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，具體講解了設(shè)計(jì)的步驟，分析了液壓系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、需求分析所達(dá)到的目的，介紹總體設(shè)計(jì)方案的擬定方法、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定過程、液壓元件的選擇方法及液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算方法。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是：深入調(diào)研，充分認(rèn)識(shí)設(shè)備應(yīng)具有的功能，從而分解出液壓系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)需求；同時(shí)應(yīng)注意設(shè)備的特殊性，吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，力求設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)有質(zhì)量輕、體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 液壓傳動(dòng) 功能設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)原理圖 性能驗(yàn)算
Drilling and boring amphibious combination machine tools hydraulic system design
Abstract Hydraulic system is an important part of hydraulic equipment, It with equipment subject closely, both the design usually need to simultaneously. Introduced the design of hydraulic systems design process, explain in detail the design steps, analyzes the functional design of hydraulic system, which achieved the goal of needs analysis, introduces the overall design scheme, the proposed method, the hydraulic system diagram formulating process, hydraulic components selection method, and hydraulic system performance calculating method. Hydraulic system design principle is: the in-depth research, fully realize the equipment should have the function of the hydraulic system, thereby decomposition of detailed design demand; And should also pay attention to the particularity of equipment, draw domestic and international advanced technology, and strive to design a system has light quality, small volume, high efficiency, simple structure, etc.
Key words Functional design hydraulic system diagram performance checked
引言
制造業(yè)的歷史可追溯到幾百萬年前的舊石器時(shí)代。猿進(jìn)化成人的一個(gè)重要的標(biāo)志就是工具的。社會(huì)的制造?？梢?，工具的制造對人類的影響是極其巨大的。從某種程度上說，工具的先進(jìn)水平?jīng)Q定著生產(chǎn)力的高低發(fā)展與變革，是伴隨著勞動(dòng)工具的發(fā)展與變革。制造業(yè)是任何一個(gè)發(fā)達(dá)國家的基礎(chǔ)工業(yè)，是一個(gè)國家綜合國力的重要體現(xiàn)。而在制造業(yè)中，液壓系統(tǒng)又是制造業(yè)的基礎(chǔ)，得到了各個(gè)國家的高度重視。尤其在今天以知識(shí)為驅(qū)動(dòng)的全球化經(jīng)濟(jì)浪潮中，由于激烈的市場競爭，夾具工業(yè)的內(nèi)涵、深度和廣度都發(fā)生著深刻的變化，各種新的液壓系統(tǒng)、制造加工方法不斷出現(xiàn)，推動(dòng)著我們的社會(huì)不斷的向前發(fā)展。
液壓系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。它的技術(shù)水平在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和市場的競爭力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快?！叭胧馈睂ξ覈鴬A具工業(yè)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響，經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢日益明顯，同時(shí)世界眾多知名公司不斷進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，國內(nèi)市場的國際性進(jìn)一步顯現(xiàn)，該行業(yè)的將經(jīng)受更大的沖擊，競爭也會(huì)更加劇烈。在如此嚴(yán)峻的行業(yè)背景下，我國的技術(shù)人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國的模具水平有了較大的提高，大型、復(fù)雜、精密、高效和長壽命的液壓又上了新臺(tái)階。
液壓是每個(gè)機(jī)制制造方面目前普遍用的，它可以大批量生產(chǎn)，節(jié)省人力物資，效率相對高，操作方便，結(jié)構(gòu)合理，它的成本低廉，適合廣大人群所承受的能力。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義：
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生從學(xué)習(xí)向工作過度的綜合鍛煉，也是一次提高和再學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)從準(zhǔn)備到設(shè)計(jì)結(jié)束幾乎要花去一個(gè)學(xué)期的時(shí)間，最后要形成一整套的文檔資料。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對學(xué)生最后的綜合考核，因此，扎實(shí)認(rèn)真高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，具有重要意義！
1.通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，進(jìn)一步提高我們獨(dú)立調(diào)研能力以及專業(yè)業(yè)務(wù)素質(zhì)。并通過文獻(xiàn)查閱、現(xiàn)場收集資料等工作。鍛煉解決液壓系統(tǒng)的問題的能力。
2. 能鞏固深化擴(kuò)充我們的專業(yè)知識(shí)，并通過畢業(yè)設(shè)計(jì)中對涉及到的問題的分析研究，提出我們自己的見解和觀點(diǎn)。
3.通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，樹立良好的工作思想和細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作態(tài)度，為一個(gè)未來的工程師奠定基礎(chǔ)！
這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂液壓設(shè)計(jì)方案，完成液壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。
第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)的一部分，它的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器的用途、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)原理圖，再經(jīng)過必要的計(jì)算來確定液壓系統(tǒng)的參數(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)。
1.1要求
液壓系統(tǒng)完成快進(jìn)—工進(jìn)—死擋鐵停留—快退—原位停止的工作循環(huán)，并完成工作的定位與夾緊。機(jī)床的快進(jìn)速度為5m/min，快退速度與快進(jìn)速度相等。工進(jìn)要求是能在20-100mm/min范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)速。最大行程為500mm,工進(jìn)行程為300mm。最大切削力為12000N運(yùn)動(dòng)部件自重為20000N。導(dǎo)軌水平放置。工件所需夾緊力不得超過6500N，最小不低于4000N。夾緊缸的行程為50mm，由松開到夾緊的時(shí)間△t1=1s，啟動(dòng)換向時(shí)間△t2=0.2s。
1.2功能分析、需求設(shè)計(jì)
1. 設(shè)備用途、操作過程、周期時(shí)間、工作特點(diǎn)、性能指標(biāo)和作業(yè)環(huán)境的要求。
2. 液壓系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)形式、執(zhí)行元件的載荷特性、行程和對速度的要求。
3 動(dòng)作的順序、控制精度、自動(dòng)化程度和連鎖要求。
4 防塵、防寒、噪爆、噪聲控制要求。
5 效率、成本、經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求等。
第二章 工況分析
2.1運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析
根據(jù)主機(jī)要求畫出動(dòng)作循環(huán)圖，如圖1所示；然后根據(jù)動(dòng)作循環(huán)圖和速度要求畫出速度v與行程s的工況圖，2（a）所示。
2.2動(dòng)力參數(shù)分析
2.2.1計(jì)算各階段的負(fù)載
①啟動(dòng)和加速階段的負(fù)載Fq
從靜止到快速的啟動(dòng)時(shí)間很短，故以加速過程進(jìn)行計(jì)算，但摩擦阻力仍按靜摩擦阻力考慮。
式中 Fj—靜摩擦阻力，計(jì)算時(shí)，其摩擦系數(shù)可取0.16～0.2；
Fg—慣性阻力，可按牛頓第二定律求出：
Fm—密封產(chǎn)生的阻力。按經(jīng)驗(yàn)可取Fm＝0.1Fq，所以
故
②快速階段的負(fù)載Fk
式中 Fdm —?jiǎng)幽Σ磷枇?，取其摩擦系?shù)為0.1；
Fm—密封阻力，取Fm＝0.1Fk，所以
故
③工進(jìn)階段的負(fù)載Fgj
式中 Fdm—?jiǎng)幽Σ磷枇?，取其摩擦系?shù)為0.1﹔
Fqx—切削力﹔
Fm—密封阻力，取Fm＝0.1Fgj，所以
故
其余制動(dòng)負(fù)載及快退負(fù)載等也可按上面類似的方法計(jì)算。
2.2.2繪制工況圖
根據(jù)上述計(jì)算得出的負(fù)載，可初步繪制出負(fù)載F與行程S的工況圖，如圖2所示。
第三章 計(jì)算液壓缸尺寸和所需流量
3.1工作壓力的確定
工作壓力可根據(jù)負(fù)載來確定?，F(xiàn)按有關(guān)要求，取工作壓力
P＝3Mpa。
3.2計(jì)算液壓缸的尺寸
3.2.1液壓缸的有效工作面積A1（如圖3所示）
圖3 液壓缸工作示意圖
液壓缸內(nèi)徑為
根據(jù)有關(guān)要求，取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm。
3.2.2活塞桿直徑
要求快進(jìn)與快退的速度相等，故用差動(dòng)連接的方式，所以取d=0.7D=56mm，再取標(biāo)準(zhǔn)值為d=55mm。
3.2.3缸徑、桿徑取標(biāo)準(zhǔn)值后的有效工作面積
無桿腔有效工作面積為
活塞桿面積為
有桿腔有效工作面積為
表4—4 液壓缸 內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80） (mm)
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
(90)
100
(110)
125
(140)
160
(180)
200
(220)
250
320
400
500
630
注：括號(hào)內(nèi)的數(shù)值為非優(yōu)先選用值。
表4—5 活塞桿直徑尺寸系列 （mm）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
136
400
3.3確定液壓缸所需的流量
快進(jìn)流量qkj為
快退流量qkt為
工進(jìn)流量為
3.4夾緊缸的有效工作面積、工作壓力和流量的確定
3.4.1確定夾緊缸的工作壓力
根據(jù)最大夾緊力，參考第四章內(nèi)容，取工作壓力Pj=1.8Mpa。
3.4.2計(jì)算夾緊缸有效面積、缸徑、桿徑
夾緊缸有效面積Aj為
夾緊缸直徑Dj為
取標(biāo)準(zhǔn)值為Dj=70mm，則夾緊缸有效面積為
活塞桿直徑dj為
夾緊缸在最小夾緊力時(shí)的工作壓力為
3.4.3計(jì)算夾緊的流量qj
第四章 液壓系統(tǒng)圖的擬定
4.1確定執(zhí)行元件的類型
1.工作缸：根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)要求，選用無桿腔面積等于兩倍有桿腔面積的差動(dòng)液壓缸。
2.夾緊缸：由于結(jié)構(gòu)上的原因并為了有較大的有效工作面積，采用單桿液壓缸。
4.2換向方式確定
為了便于工作臺(tái)在任意位置停止，使調(diào)整方便，所以采用三位換向閥。為了便于組成差動(dòng)連接，應(yīng)采用三位五通換向閥?？紤]本設(shè)計(jì)機(jī)器工作位置的調(diào)整方便性和采用液壓夾緊的具體情況，采用Y型機(jī)能的三位五通換向閥。
4.3調(diào)速方式的選擇
在組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)鉆、鏜類專機(jī)工作時(shí)對低速性能和速度負(fù)載都有一定要求的特點(diǎn)，采用調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)速。為了便于實(shí)現(xiàn)壓力控制，采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速。同時(shí)為了保證低速進(jìn)給時(shí)的平穩(wěn)性并避免鉆通孔終了時(shí)出現(xiàn)前沖現(xiàn)象，在回油路上設(shè)有背壓閥。
4.4快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的控制方式的選擇
為了保證轉(zhuǎn)換平穩(wěn)、可靠、精度高，采用行程控制閥。
4.5終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制方式的選擇
根據(jù)鏜削時(shí)停留和控制軸向尺寸的工藝要求，本機(jī)采用行程開關(guān)和壓力繼電器加死擋鐵控制。
4.6實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的供油部分設(shè)計(jì)
因?yàn)榭爝M(jìn)、快退和工進(jìn)的速度相差很大，為了減少功率損耗，采用雙聯(lián)泵驅(qū)動(dòng)（也可采用變量泵）。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)兩泵同時(shí)供油。
4.7夾緊回路的確定
由于夾緊回路所需壓力低于進(jìn)給系統(tǒng)壓力，所以在供油路上串聯(lián)一個(gè)減壓閥。此外為了防止主系統(tǒng)壓力下降時(shí)影響夾緊系統(tǒng)的壓力，所以在減壓閥后串接一個(gè)單向閥。
夾緊缸只有兩種工作狀態(tài)，故采用二位閥控制。這里采用二位五通帶鋼球定位的電磁換向閥。
為了實(shí)現(xiàn)夾緊后才能讓滑臺(tái)開始快進(jìn)的順序動(dòng)作，并保證進(jìn)給系統(tǒng)工作時(shí)夾緊系統(tǒng)的壓力始終不低于所需的最小夾緊壓力，故在夾緊回路上安裝一個(gè)壓力繼電器。當(dāng)壓力繼電器動(dòng)作時(shí)，滑臺(tái)進(jìn)給；當(dāng)夾緊壓力降到壓力繼電器復(fù)位值時(shí)，換向閥回到中位，進(jìn)給停止。
根據(jù)以上分析，繪出液壓系統(tǒng)原理圖
鉆、鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖
第五章 選擇液壓元件
5.1選擇液壓泵
5.1.1泵的工作壓力的確定.
泵的工作壓力可按缸的工作壓力加上管路和元件的壓力損失來確定，所以要等到系統(tǒng)壓力損失后，才能最后確定。采用調(diào)速閥調(diào)速，初算時(shí)可取?？紤]背壓，現(xiàn)取
泵的工作壓力初定為
式中: —液壓缸的工作壓力；
—系統(tǒng)的壓力損失。
5.1.2泵的流量的確定：
①快速快退時(shí)泵的流量
由于液壓缸采用差動(dòng)連接方式，而有桿腔有效面積A2大于活塞桿面積A3，故在速度相同的情況下，快退所需的流量大于快進(jìn)的流量，故按快退考慮。
快退時(shí)缸所需的流量，故快退時(shí)泵應(yīng)供油量為
式中，K為系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取,此處取1.1。
②工進(jìn)時(shí)泵的流量
工進(jìn)時(shí)缸所需的流量，故工進(jìn)時(shí)泵應(yīng)供流量為
考慮到節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中溢流閥的性能特點(diǎn)，需加上溢流閥的最小溢流量（一般取3L/min），所以
根據(jù)組合機(jī)床的具體情況，從產(chǎn)品樣本中選用YB—4/10型雙聯(lián)葉片泵。此泵在快速進(jìn)退時(shí)（低壓狀態(tài)下雙泵供油）提供的流量為
在工進(jìn)時(shí)(高壓狀態(tài)下小流量的泵供油)提供的流量為
故所選泵符合系統(tǒng)要求。
5.1.3驗(yàn)算快進(jìn)、快退的實(shí)際速度
當(dāng)泵的流量規(guī)格確定后，應(yīng)驗(yàn)算快進(jìn)、快退的實(shí)際速度，與設(shè)計(jì)要求相差太大則要重新計(jì)算。
5.2選擇閥類元件
各類閥可按通過該閥的最大流量和實(shí)際工作壓力選取。閥的調(diào)整壓力值必須在確定了管路的壓力損失和閥的壓力損失后才能確定，閥的具體選取可參考各種產(chǎn)品樣本手冊。
5.3 確定油管尺寸
5.3.1油管的確定：
可按公式：
泵的流量最大為14l/min,但在系統(tǒng)快進(jìn)時(shí)，部分油管的流量可達(dá)28 l/min，故按28 l/min計(jì)算，取v為4m/s,則
5.3.2按標(biāo)準(zhǔn)選取油管
可按標(biāo)準(zhǔn)選取內(nèi)徑d=12mm、壁厚為1mm的紫銅管。安裝方便處也可選內(nèi)徑d=12mm、外徑D=18mm的無縫鋼管。
5.4確定郵箱容量
本設(shè)計(jì)為中壓系統(tǒng)，郵箱有效容量可按泵每分內(nèi)公稱流量的倍來確定。
郵箱有效容量為
5.5液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.5.1缸體與缸蓋的連接形式：
一般連接形式有法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接。根據(jù)它們的優(yōu)缺點(diǎn)，選用法蘭連接：結(jié)構(gòu)簡單、成本低，容易加工、便于裝拆，能承受高壓。
5.5.2活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)：
一般連接形式有整體式結(jié)構(gòu)、螺紋連接、半環(huán)連接、錐銷連接。
根據(jù)各自特點(diǎn)選擇整體式結(jié)構(gòu)連接。
5.5.3活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)：
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，也可以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)。一般油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能?；钊麠U處的密封形式有O形、V形、Y形和Yx形密封圈。為了清除活塞桿處外露部分沾附的灰塵，保證油液清潔及減少磨損，在端蓋外側(cè)增加防塵圈。常用的有無骨架防塵圈和J形橡膠密封圈，也可用毛氈圈防塵。
5.5.4活塞及活塞桿處密封圈的選用：
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。根據(jù)表2-10中的密封圈及其使用參數(shù)，選擇O形圈加擋圈。
5.5.5液壓缸的緩沖裝置：
液壓缸帶動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，因運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量較大，運(yùn)動(dòng)速度較高，則在到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機(jī)械碰撞。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設(shè)置緩沖裝置。環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置：活塞端部的緩沖柱塞向端蓋方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)入圓柱形油腔時(shí)，將封閉在柱塞與端蓋間的油液從環(huán)狀間隙中擠出去，由于間隙很小，因而起節(jié)流緩沖作用。圓柱形緩沖柱塞，間隙大小不變，緩沖柱塞長度一般為10毫米左右，這種結(jié)構(gòu)制造容易，但在緩沖開始時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓力的峰值，采用圓柱形緩沖柱塞，緩沖時(shí)有明顯的漸減過程，錐的參數(shù)參照表2-11。
5.5.6液壓缸的排氣裝置：
對于運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性要求較高的機(jī)床液壓缸和大型液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置，如排氣閥等。排氣閥一般安裝在液壓缸兩端的最高處。雙作用液壓缸需裝設(shè)兩個(gè)排氣閥，當(dāng)液壓缸需要排氣時(shí)，打開相應(yīng)的排氣閥，空氣連同油液經(jīng)過錐部縫隙和小孔排出缸外，直接連續(xù)排油時(shí)（不冒氣），就將排氣閥關(guān)死。
5.5.7液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)
液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)包括液壓缸的安裝結(jié)構(gòu)、液壓缸進(jìn)出油口的連接等。
（1）液壓缸的安裝形式
根據(jù)安裝位置和工作要求不同有長螺栓安裝、腳架安裝、法蘭安裝、軸銷和耳環(huán)安裝等。
（2）液壓缸進(jìn)、出油口形式及大小的確定：
液壓缸的進(jìn)出油口，可布置在端蓋或缸體上。對于活塞桿固定的液壓缸，進(jìn)、出油口可設(shè)在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，進(jìn)出油口應(yīng)設(shè)在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。進(jìn)、出油口的形式一般選用螺孔或法蘭連接。
第六章 計(jì)算壓力損失和壓力閥的調(diào)整值
根據(jù)計(jì)算慢上時(shí)管道內(nèi)的油液流動(dòng)速度約為0.50m/s，通過的流量為1.5L/min，數(shù)值較小，主要壓力損失為調(diào)整閥兩端的壓降；此時(shí)功率損失最大；而在快下時(shí)滑臺(tái)及活塞組件的重量由背壓閥所平衡，系統(tǒng)工作壓力很低，所以不必驗(yàn)算。所以有快進(jìn)做依據(jù)來計(jì)算卸荷閥和溢流閥的調(diào)定壓力，由于供油流量的變化，快進(jìn)時(shí)液壓缸的速度為
6.1沿程壓力損失
首先要判別管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用N32液壓油。室溫為20℃時(shí)，動(dòng)力粘度，所以，管中為層流，則阻力損失系數(shù)，若取進(jìn)、回油管長度均為2m，油液的密度為，則其進(jìn)油路上的沿程壓力損失為
6.2局部壓力損失
局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的10％；而后者則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為和，則當(dāng)通過閥的流量為q時(shí)的閥的壓力損失式為
因?yàn)?5mm通徑的閥的額定流量為260L/min，所以通過整個(gè)閥的壓力相比14MPa很小，且可以忽略不計(jì)。
同理，快上時(shí)回油路上的流量
，
則回油路油管中的流速
。
由此可計(jì)算出（層流），,所以回油路上沿程壓力損失為:
6.3總的壓力損失
同上面的計(jì)算所得可求出
6.4壓力閥的調(diào)定值
溢流閥的調(diào)節(jié)器定壓力應(yīng)大于壓力0.3~0.6MPa，所以取溢流閥定壓力為2.3MPa
背壓閥的調(diào)定壓力以平衡滑臺(tái)自重為根據(jù)，即
, 取。
25
結(jié)論
畢業(yè)論文是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。
在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，使我對液壓系統(tǒng)有了更加全面的認(rèn)識(shí)和理解。
用戶和系統(tǒng)的交換性能都需要去不斷的完善，只有發(fā)現(xiàn)問題，才能解決問題。我在做這個(gè)設(shè)計(jì)中學(xué)會(huì)了如何發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，獨(dú)立完成任務(wù)。對一些常用軟件要一一熟悉和練習(xí)，從中得到錯(cuò)誤問題的解決，同時(shí)提高對軟件的學(xué)習(xí)。
總之，別人的幫助只是起引導(dǎo)作用，自己動(dòng)手才會(huì)徹底解決問題。由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之出，希望老師多加指教。
致謝
經(jīng)過了五個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿完成，其中有苦也有樂?？嗟氖俏腋冻隽瞬簧俚暮顾?，樂的是在付出的過程中我得到了許多，也學(xué)會(huì)了許多。因?yàn)橐粋€(gè)人的能力畢竟有限，在設(shè)計(jì)方面難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的錯(cuò)誤，但正是這些錯(cuò)誤促進(jìn)了我的進(jìn)步。在這次課程設(shè)計(jì)中，我真正體會(huì)到了知識(shí)的重要性。在設(shè)計(jì)的過程中，遇到問題我會(huì)先獨(dú)立思考，到自己不能解決的時(shí)候我就會(huì)和同學(xué)討論，實(shí)在解決不了我就會(huì)向戴老師請教，應(yīng)該說從功能的實(shí)現(xiàn)到流程圖的繪制，從元件的選擇到整個(gè)系統(tǒng)的檢查，從每一步的計(jì)算到論文的寫作，其間每一個(gè)過程都凝聚著大家對我的幫助。最后，在設(shè)計(jì)的過程中我進(jìn)一步養(yǎng)成了液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，完成一個(gè)項(xiàng)目的的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步了解了設(shè)計(jì)的步驟，進(jìn)一步加深了對《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》這門課的理解，增強(qiáng)了以后學(xué)習(xí)的興趣，為以后的工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，感謝戴老師給我們提供這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。
參考文獻(xiàn)
[1] 《液壓傳動(dòng)》 丁樹模主編 機(jī)械工業(yè)出版社
[2] 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 左健民主編 機(jī)械工業(yè)出版社
[3] 《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》 張宏友主編 大連理工大學(xué)出版社
[4] 《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊》 楊培元、朱福元主編 機(jī)械工業(yè)出版社
[5] 《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南》 張利平主編 化學(xué)工業(yè)出版社
[6]《液壓與氣壓傳動(dòng)》 游有朋主編 科學(xué)出版社
鎮(zhèn) 江 高 專
ZHENJIANG COLLEGE
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書
題 目∶ 鉆、鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系 名： 機(jī)械工程系
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電W071
學(xué)生姓名： 甘迪
學(xué) 號(hào)： 070108134
指導(dǎo)教師姓名： 戴月紅
指導(dǎo)教師職稱： 講師
二○一二年 二 月 十五 日
課題名稱
鉆、鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
同組學(xué)生姓名
無
設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容：
設(shè)計(jì)一套液壓系統(tǒng)，能完成快進(jìn)-工進(jìn)-死擋鐵停留-快退-原位停止的工作循環(huán)，并完成工件的定位與夾緊。機(jī)床的快進(jìn)速度為5m/min，快退速度與快進(jìn)速度相等。工進(jìn)要求是：能在20～100mm/min范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)速。最大行程為500mm，工進(jìn)行程為300mm。最大切削力為12000N。運(yùn)動(dòng)部件自重為20000N。導(dǎo)軌水平放置。工件所需夾緊力不得超過6500N，最小不低于4000N。夾緊缸的行程為50mm，由松開到夾緊的時(shí)間△t1=1s，啟動(dòng)換向時(shí)間△t2=0. 2s。
符合以下要求，方可參加答辯：
(1)液壓系統(tǒng)原理圖及速度循環(huán)圖、負(fù)載循環(huán)圖、電磁閥動(dòng)作循序表 一張A1
(2) 液壓缸裝配圖 一張A1
(3)液壓缸主要零件的零件圖 五張A3
(4) 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，字?jǐn)?shù)不少于5000字 一份
(5)以上資料打印稿和電子版（圖紙用AutoCAD2004版本存盤、說明書及任務(wù)書用Word2003存盤）各一份
參考文獻(xiàn)：
1． 《液壓傳動(dòng)》 丁樹模主編 機(jī)械工業(yè)出版社
2． 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 左健民主編 機(jī)械工業(yè)出版社
3． 《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》 張宏友主編 大連理工大學(xué)出版社
4． 《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊》 楊培元、朱福元主編 機(jī)械工業(yè)出版社
5． 《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南》 張利平主編 化學(xué)工業(yè)出版社
6． 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 游有鵬主編 科學(xué)出版社
進(jìn) 度 計(jì) 劃 表
序號(hào)
起止 日期
計(jì)劃完成內(nèi)容
實(shí)際完成情況
檢 查 日 期
檢查人簽名
1
2.15-2.28
了解設(shè)計(jì)內(nèi)容, 了解必要的設(shè)計(jì)步驟和方法，確定總體方案。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
2
3.1-3.15
完成設(shè)計(jì)核心內(nèi)容的計(jì)算，初定系統(tǒng)原理圖和油缸的形式。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
3
3.16-3.31
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿。 （包括設(shè)計(jì)說明書的輸入及編輯等）
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
4
4.1-4.15
設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)上繪制所有圖紙。（包括系統(tǒng)原理圖，液壓缸裝配圖及主要零件圖）
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
5
4.16-4.30
設(shè)計(jì)說明書及圖紙第一次修改補(bǔ)充。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
6
5.1-5.31
設(shè)計(jì)說明書及圖紙第二次修改補(bǔ)充。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
7
6.1-6.19
完善并打印提交全部資料。(含電子版)
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
8
6.20-6.23
作好答辯前的準(zhǔn)備工作。
1、提前完成 （ ）
2、按時(shí)完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評語及評分（指導(dǎo)教師專用）
學(xué)生姓名
甘迪
專業(yè)班級(jí)
機(jī)電W071
總 分
評 分 內(nèi) 容
評 分 等 級(jí)
好
較好
一般
差
應(yīng)用文獻(xiàn)資料和調(diào)研能力
分析與解決問題的能力（包括計(jì)算方法、數(shù)據(jù)處理等）
計(jì)算機(jī)能力（包括編程、數(shù)據(jù)、圖形及文字處理）
論文質(zhì)量（論點(diǎn)、論據(jù)、實(shí)驗(yàn)分析、推理、深度等）
設(shè)計(jì)質(zhì)量（方案、技術(shù)路線、設(shè)計(jì)水平、圖面質(zhì)量等）
工作量、工作態(tài)度
技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力（包括技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性的分析評價(jià)）
創(chuàng)新 （包括創(chuàng)新意識(shí)、獨(dú)特見解）
寫作的規(guī)范性
指導(dǎo)教師評語：
該同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)態(tài)度（端正、較好、尚可、較差），（能、基本能、不能）遵守畢業(yè)設(shè)計(jì)紀(jì)律和相關(guān)規(guī)定，（設(shè)計(jì)工作量（多、飽滿、較輕、不足），（完成、基本完成、沒用完成）相關(guān)的畢業(yè)實(shí)習(xí)和調(diào)研任務(wù)，（能較好地、尚能、不能）處理好畢業(yè)設(shè)計(jì)與工作實(shí)習(xí)的關(guān)系。
該同學(xué)（獨(dú)立、基本獨(dú)立、根據(jù)參考、不能獨(dú)立）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的任務(wù)。設(shè)計(jì)方案（正確、基本正確、尚正確、不夠正確），結(jié)構(gòu)（合理、較合理、尚合理、不夠合理）；圖面質(zhì)量（好、較好、一般、較差）；說明書的寫作（規(guī)范、較規(guī)范、尚規(guī)范、不夠規(guī)范），計(jì)算能力（好、較好、一般、尚可、較差）。
本設(shè)計(jì)已達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格）。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：各評語在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評語及評分（主審教師專用）
學(xué)生姓名
甘迪
專業(yè)班級(jí)
機(jī)電W071
總 分
評 分 內(nèi) 容
評 分 等 級(jí)
好
較好
一般
差
總體設(shè)計(jì)方案
零部件設(shè)計(jì)方案
圖
紙
質(zhì)
量
和
有
關(guān)
技
術(shù)
標(biāo)
準(zhǔn)
視 圖
圖紙幅面
標(biāo)注
技術(shù)條件
標(biāo)題欄
明細(xì)欄
圖號(hào)
說
明
書
質(zhì)
量
格式的規(guī)范性
內(nèi)容的完整性
分析的正確性
深 度
創(chuàng) 新
其它（資料袋、裝訂要求等）
備注：
主審教師簽字：
注：各評語在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評語及評分（答辯小組專用）
學(xué)生姓名
甘迪
專業(yè)班級(jí)
機(jī)電W071
總 分
評 分 內(nèi) 容
評 分 等 級(jí)
好
較好
一般
差
學(xué)生陳述清楚、精練、正確、邏輯性強(qiáng)
論文質(zhì)量（論點(diǎn)、論據(jù)、實(shí)驗(yàn)分析、推理、深度、創(chuàng)新等）
設(shè)計(jì)質(zhì)量（方案、技術(shù)路線、設(shè)計(jì)水平、圖面質(zhì)量、創(chuàng)新等）
問題：
1、
2、
3、
答辯小組意見：
該同學(xué)設(shè)計(jì)方案（正確、基本正確、尚正確、不夠正確），結(jié)構(gòu)（合理、較合理、尚合理、不夠合理）；圖面質(zhì)量（好、較好、一般、較差）；說明書寫作（規(guī)范、較規(guī)范、尚規(guī)范、不夠規(guī)范）。在答辯中的陳述(清楚、較清楚、尚清楚、不夠清楚) ，對所提問題的回答（正確、基本正確、尚正確、不夠正確）， 對基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的基本掌握（好、較好、一般、尚好、較差），（已達(dá)到、未達(dá)到）畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。
答辯小組成員：
答辯小組組長 年 月 日
最 終 評 定 成 績
注：各評語在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
5