專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),專用,臥式,銑床,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）者姓名：賈光裕者姓名：賈光裕 指導(dǎo)老師：李剛指導(dǎo)老師：李剛 講師講師 2007年年6作月作月16日日摘 要 隨著機(jī)械制造工業(yè)的快速發(fā)展，制造裝備的改進(jìn)顯得尤為重要，尤其是金屬切削設(shè)備的改造是提高生產(chǎn)力一項(xiàng)重要因素。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中具有降低成本、工作可靠平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，所以本文主要介紹的是液壓系統(tǒng)在機(jī)械生產(chǎn)加工方面的應(yīng)用。主要內(nèi)容 o1、緒論o2、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析o3、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)o4、擬定液壓系統(tǒng)原理圖o5、計(jì)算和選擇液壓件o6、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能o7、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 緒論o設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 在臥式銑床上設(shè)計(jì)一個(gè)夾緊進(jìn)給液壓系統(tǒng)，完成工件的先夾緊后、后進(jìn)給任務(wù)。夾緊缸快進(jìn)速度：0.05m/s夾緊缸慢進(jìn)速度：0.008mm/s最大夾緊力：40KN 進(jìn)給油缸快進(jìn)速度：0.18m/s進(jìn)給油缸慢進(jìn)速度：0.018m/s最大切削力：120KN進(jìn)給工作部件總質(zhì)量：m=250Kg 夾緊缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大250mm）進(jìn)給缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大1000mm）2、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析o運(yùn)動(dòng)分析o負(fù)載分析3、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)o1 1 初選液壓缸工作壓力初選液壓缸工作壓力o2 2 計(jì)算液壓缸主要尺寸計(jì)算液壓缸主要尺寸3.13.1初選液壓缸工作壓力初選液壓缸工作壓力 因?yàn)楣みM(jìn)時(shí)的負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載很小，所以參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初選夾緊缸的工作壓力p1=4MPa。初選進(jìn)給缸的工作壓力p1=8MPa。3.23.2計(jì)算液壓缸主要尺寸計(jì)算液壓缸主要尺寸 由公式A=F/p計(jì)算選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值 夾緊缸D1=125mm d1=90mm 進(jìn)給缸D1=150mm d1=105mm查看產(chǎn)品樣本選擇HSG型工程液壓缸根據(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，繪制出工況圖 4、擬定液壓系統(tǒng)原理圖o1 1選擇基本回路選擇基本回路o2組成液壓系統(tǒng)4 41 1選擇基本回路選擇基本回路o1 選擇調(diào)速回路選擇調(diào)速回路 o2選擇油源形式選擇油源形式 o3選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路o4選擇速度換接回路選擇速度換接回路 o5選擇進(jìn)油調(diào)壓回路選擇進(jìn)油調(diào)壓回路 42組成液壓系統(tǒng) 將上面選出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)，為了讓機(jī)床夾緊工作停止后，夾緊油缸回路中繼續(xù)保持夾緊力，圖中在夾緊缸旁添置了蓄能器。查看產(chǎn)品樣本選擇NXQ型囊式蓄能器。液壓原理圖返回5、計(jì)算和選擇液壓件o5 51 1 確定液壓泵的規(guī)格確定液壓泵的規(guī)格o5.2 5.2 確定電動(dòng)機(jī)功率確定電動(dòng)機(jī)功率o5 53 3 確定其它元件及輔件確定其它元件及輔件各元件規(guī)格型號(hào)o計(jì)算液壓泵的最大工作壓力和流量來(lái)確定選用PV2R葉片泵o計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率來(lái)確定選用Y225M-6型o計(jì)算油箱容量選取標(biāo)準(zhǔn)V=1000Lo計(jì)算得出夾緊缸油管D=14mm厚1.6mm 進(jìn)給缸油管D=34mm厚3mm閥類元件及輔件o三位四通換向閥選用4WE型o調(diào)速閥選用AXQF3和AQF3型o益流閥選用DB型o單向閥選用CRT型o壓力繼電器選用HED型o濾油器選用ZQU型o蓄能器選用NXQ型6、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能o6 61 1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 根據(jù)公式計(jì)算出總壓力損失且數(shù)值不大，再參考相關(guān)根據(jù)公式計(jì)算出總壓力損失且數(shù)值不大，再參考相關(guān)數(shù)據(jù)，則不會(huì)太影響提供液壓缸所需壓力和速度數(shù)據(jù)，則不會(huì)太影響提供液壓缸所需壓力和速度 o6 62 2驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升由公式計(jì)算出油液溫升，油溫在允許范圍內(nèi)，則油箱散由公式計(jì)算出油液溫升，油溫在允許范圍內(nèi)，則油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。7、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到安裝與維修方便，并且節(jié)省空間。采用集中配置型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)液壓裝置為液壓站。控制形式為板式液壓控制。動(dòng)力源為臥式上置結(jié)構(gòu)，泵組用支架鐘形罩臥式安裝。最后畫出相應(yīng)零件圖及裝配圖。感謝指導(dǎo)老師李剛講師的悉心指導(dǎo)！感謝指導(dǎo)老師李剛講師的悉心指導(dǎo)！感謝各位專家感謝各位專家 老師的批評(píng)指正！老師的批評(píng)指正！感謝各位同學(xué)的幫助和關(guān)心！感謝各位同學(xué)的幫助和關(guān)心！結(jié)束致謝1 選擇調(diào)速回路選擇調(diào)速回路 由速度、負(fù)載分析可知，這臺(tái)機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度先后變化，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。2選擇油源形式選擇油源形式 根據(jù)機(jī)床工作原理，確定系統(tǒng)兩個(gè)油缸可公用一個(gè)泵，最后選用雙作用葉片泵方案。3選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 考慮系統(tǒng)流量較大，系統(tǒng)中選用電液換向閥換向回路，控制進(jìn)油方向選用三位四通電液換向閥，控制液壓缸選用三位四通電液換向閥 4選擇速度換接回路選擇速度換接回路 系統(tǒng)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。為了給進(jìn)給缸發(fā)出信號(hào)，在夾緊缸旁設(shè)置一個(gè)壓力繼電器。由于最大行程可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，則需要設(shè)置一個(gè)行程開關(guān)。為了使動(dòng)作完成后系統(tǒng)能自動(dòng)為夾緊缸發(fā)出快退信息，在進(jìn)給缸旁設(shè)置一個(gè)壓力繼電器。5選擇進(jìn)油調(diào)壓回路選擇進(jìn)油調(diào)壓回路 因?yàn)閮蓚€(gè)缸利用一個(gè)雙作用葉片泵供油，根據(jù)本機(jī)床工作原理和工作參數(shù)可知兩個(gè)油缸不是同時(shí)進(jìn)行工作的，而且兩個(gè)油缸所需要的供油壓力也不同。所以需要設(shè)置簡(jiǎn)單的調(diào)壓，即在進(jìn)給系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)中各設(shè)置一個(gè)溢流閥調(diào)節(jié)壓力。 大連水產(chǎn)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 2009屆 機(jī)電工程系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 題目： 專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 子題： 學(xué)生姓名： 班級(jí)： 機(jī)自07-1班 指導(dǎo)教師(簽章)： 職稱（學(xué)位）： 所在教研室： 數(shù)控技術(shù)教研室 教研室主任： 專業(yè)負(fù)責(zé)人(簽章)： 下達(dá)日期：2009 年 3月12日 完成日期：2009 年 6月24日 課題名稱 專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) 真實(shí) 題目類型 設(shè)計(jì) 題目來(lái)源 生產(chǎn) 一．課題簡(jiǎn)介: 本課題的思想主要是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的臥式銑床進(jìn)行分析和計(jì)算，設(shè)計(jì)出專用于自動(dòng)化生產(chǎn)的專用機(jī)床，根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其改良，使之達(dá)到較理想的方案。 結(jié)果表現(xiàn)形式為全部設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書。其中說(shuō)明書及50%以上的圖紙必須形成文檔。 二．報(bào)告內(nèi)容: （調(diào)研資料的準(zhǔn)備，論文或設(shè)計(jì)目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成論文或設(shè)計(jì)所具備的條件因素等。） 任務(wù)、內(nèi)容及要求（包括設(shè)計(jì)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)分析、繪圖質(zhì)量各類圖紙張數(shù)、外文翻譯及撰寫外文摘要等） 題目：在臥式銑床上設(shè)計(jì)一個(gè)夾緊進(jìn)給液壓系統(tǒng)，完成工件的先夾緊后、后進(jìn)給任務(wù)。 工作原理如下： 夾緊油缸：快進(jìn) → 慢進(jìn) → 達(dá)到夾緊力后啟動(dòng)進(jìn)給油缸工作 進(jìn)給油缸：快進(jìn) → 慢進(jìn) →工進(jìn)→ 快速退回 夾緊油缸快速退回 夾緊缸快進(jìn)速度：0.05m/s夾緊缸慢進(jìn)速度：0.008mm/s 最大夾緊力：40KN 進(jìn)給油缸快進(jìn)速度：0.18m/s進(jìn)給油缸慢進(jìn)速度：0.018m/s 最大切削力：120KN進(jìn)給工作部件總質(zhì)量：m=250Kg 夾緊缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大250mm） 進(jìn)給缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大1000mm） 主要內(nèi)容： 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 5 計(jì)算和選擇液壓件 6 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 7 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 繪制工作圖和編制技術(shù)文件（設(shè)計(jì)說(shuō)明書、液壓系統(tǒng)原理圖、集成油路裝配圖、泵站裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖、管路裝配圖、電氣線路圖等。） 要求： 1． 繪圖量：折成A0號(hào)圖紙4張其中50%以上的圖紙形成文檔。 2． 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明書字?jǐn)?shù)不少于10000字，并形成電子文檔。 3． 完成3000字以上的外文參考文獻(xiàn)翻譯，完成1500字以上的文獻(xiàn)綜述撰寫等工作。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 工作總結(jié) 工作總結(jié) 本文完成了對(duì)專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，銑床改造之后，新增了包括自動(dòng)夾緊進(jìn)給在內(nèi)的機(jī)床自動(dòng)加工功能。改造后的機(jī)床狀況明顯比改造前有了極大的改善，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，可靠性，大大降低了設(shè)備的維修費(fèi)用，增加和完善了設(shè)備的功能。提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的加工精度，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改造完全達(dá)到預(yù)期的目的。 此設(shè)備為精加工設(shè)備，它的液壓裝置設(shè)計(jì)對(duì)用戶有很重要的意義。此外，對(duì)其他的數(shù)控機(jī)床技術(shù)改造有一定的參考價(jià)值。通過(guò)本文的研究，主要得出了以下幾點(diǎn)有意義的結(jié)果： 在對(duì)原機(jī)床加工時(shí)的性能技術(shù)指標(biāo)分析之后，根據(jù)改造的具體要求，確定了可行性方案和具體的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。完成舊機(jī)床的夾具，絲杠等部件的拆除，換上了液壓執(zhí)行元件進(jìn)給裝置和液壓夾緊裝置等液壓裝置。通過(guò)PLC電路完成了對(duì)機(jī)床各部分的協(xié)調(diào)控制。 本課題“專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)”是在導(dǎo)師李剛老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的。李老師在論文的選題、內(nèi)容、科研過(guò)程和論文撰寫方面給予了作者耐心的指導(dǎo)，而且提出了許多建設(shè)性的意見和建議，使我對(duì)課題的難點(diǎn)豁然開朗。導(dǎo)師在言傳身教中體現(xiàn)出來(lái)的淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開闊的知識(shí)眼界和平易近人的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 在此，作者謹(jǐn)向三個(gè)多月來(lái)付出了辛勞汗水和心血的導(dǎo)師致以崇高的敬意和衷心的感謝。 其次，感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)以及班主任老師等，他們?cè)谡麄€(gè)論文工作期間都給予了很多關(guān)心和幫助，也正因?yàn)樗麄兊膸椭髡卟拍茼樌耐瓿闪苏麄€(gè)畢業(yè)論文。再次要感謝圖書館的所有工作人員，他們熱情的工作為我的論文資料查閱提供了極大的便利條件。 最后感謝我的同學(xué)以及朋友在我的整個(gè)畢業(yè)論文中所給與的幫助和支持，他們?cè)谡麄€(gè)論文工作期間都與本人進(jìn)行過(guò)有益的交流，提出了很多的建議和想法，使作者受益非淺。以及我的家人在我緊張、繁忙的論文工作期間在精神和生活上所給予的最大的理解和支持。 在論文完稿之際，作者真誠(chéng)的對(duì)關(guān)心、幫助、支持過(guò)作者的李剛老師,學(xué)院的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)以及親人表示最衷心的感謝，謝謝你們！ 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 工作計(jì)劃 工作計(jì)劃 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)生完成全部理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)后所進(jìn)行的一次綜合訓(xùn)練，是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中最后一個(gè)主要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目的大使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識(shí)和基本技能，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)忽然科學(xué)研究等工程師的基本訓(xùn)練，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新的精神。 因此，我為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)制定了一個(gè)詳細(xì)周密的工作計(jì)劃。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成需12~15周。預(yù)期結(jié)果為機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖、集成油路裝配圖、泵站裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖、管路裝配圖、電氣線路圖等。結(jié)果表現(xiàn)形式為全部設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 1 基本要求 （1）中英文文獻(xiàn)及文獻(xiàn)綜述各一份 （2）閱讀有關(guān)材料15篇 （3）外文資料翻譯3000字以上 （4）設(shè)計(jì)說(shuō)明書10000字以上 （5）折成A0號(hào)圖紙4張，其中85%以上圖紙形成電子文檔 2設(shè)計(jì)任務(wù) 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 5 計(jì)算和選擇液壓件 6 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 7 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 繪制工作圖和編制技術(shù)文件（設(shè)計(jì)說(shuō)明書、液壓系統(tǒng)原理圖、集成油路裝配圖、泵站裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖、管路裝配圖、電氣線路圖等。） 3 工作計(jì)劃 （1）第1～2周 實(shí)習(xí)調(diào)研、檢閱資料 （2）第3～4 周 方案確定、開題報(bào)告 （3）第 5～8周 液壓系統(tǒng)功能原理設(shè)計(jì) （4）第 8～13周 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （5）第 14 周 撰寫說(shuō)明書（論文） （6）第 15 周 上交設(shè)計(jì)（論文） 大連水產(chǎn)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告表 課題名稱 專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) 真實(shí) 題目類型 設(shè)計(jì) 題目來(lái)源 生產(chǎn) 學(xué)生姓名 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 導(dǎo) 師 李剛 一．課題簡(jiǎn)介: 本課題的思想主要是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的臥式銑床進(jìn)行分析和計(jì)算，設(shè)計(jì)出專用于自動(dòng)化生產(chǎn)的專用機(jī)床，根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其改良，使之達(dá)到較理想的方案。 結(jié)果表現(xiàn)形式為全部設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書。其中說(shuō)明書及50%以上的圖紙必須形成文檔。 二．報(bào)告內(nèi)容: （調(diào)研資料的準(zhǔn)備，論文或設(shè)計(jì)目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成論文或設(shè)計(jì)所具備的條件因素等。） 具體任務(wù)、內(nèi)容及要求（包括設(shè)計(jì)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)分析、繪圖質(zhì)量各類圖紙張數(shù)、外文翻譯及撰寫外文摘要等） 題目：在臥式銑床上設(shè)計(jì)一個(gè)夾緊進(jìn)給液壓系統(tǒng)，完成工件的先夾緊后、后進(jìn)給任務(wù)。 工作原理如下： 夾緊油缸：快進(jìn) → 慢進(jìn) → 達(dá)到夾緊力后啟動(dòng)進(jìn)給油缸工作 進(jìn)給油缸：快進(jìn) → 慢進(jìn) →工進(jìn)→ 快速退回 夾緊油缸快速退回 夾緊缸快進(jìn)速度：0.05m/s夾緊缸慢進(jìn)速度：0.008mm/s 最大夾緊力：40KN 進(jìn)給油缸快進(jìn)速度：0.18m/s進(jìn)給油缸慢進(jìn)速度：0.018m/s 最大切削力：120KN進(jìn)給工作部件總質(zhì)量：m=250Kg 夾緊缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大250mm） 進(jìn)給缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大1000mm） 主要內(nèi)容： 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 5 計(jì)算和選擇液壓件 6 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 7 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 繪制工作圖和編制技術(shù)文件（設(shè)計(jì)說(shuō)明書、液壓系統(tǒng)原理圖、集成油路裝配圖、泵站裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖、管路裝配圖、電氣線路圖等。） 要求： 1． 繪圖量：折成A0號(hào)圖紙4張其中50%以上的圖紙形成文檔。 2． 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明書字?jǐn)?shù)不少于10000字，并形成電子文檔。 3． 完成3000字以上的外文參考文獻(xiàn)翻譯，完成1500字以上的文獻(xiàn)綜述撰寫等工作。 任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排： 實(shí)習(xí)調(diào)研、檢閱資料 第 1～3 周 上機(jī)運(yùn)算（繪圖） 第 10～13 周 方案確定、開題報(bào)告 第 4～5 周 撰寫說(shuō)明書（論文） 第 14 周 設(shè)計(jì)計(jì)算（實(shí)驗(yàn)） 第 6～10 周 上交設(shè)計(jì)（論文） 第 15 周 指導(dǎo)教師簽名： 2009 年 3 月 1 日 教務(wù)處制表 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國(guó)對(duì)液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為350億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各主要國(guó)家液壓工業(yè)銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%~3.5%，而我國(guó)只占1%左右，這充分說(shuō)明我國(guó)液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。液壓氣動(dòng)技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動(dòng)力，易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)；氣動(dòng)傳動(dòng)具有節(jié)能、無(wú)污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動(dòng)控制系統(tǒng)。因此，液壓氣動(dòng)技術(shù)廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門。但是近年來(lái)，液壓氣動(dòng)技術(shù)面臨與機(jī)械傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)，如：數(shù)控機(jī)床、中小型塑機(jī)已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動(dòng)。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。 液壓產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高科技成果，如：自控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、可靠性及新工藝新材料等，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使產(chǎn)品的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向21世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來(lái)的要求。其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)方面。 減少損耗，充分利用能量 液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過(guò)程中，總存在能量損耗。為減少能量的損失，必須解決下面幾個(gè)問(wèn)題：減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。 泄漏控制 泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的侵害兩個(gè)方面。今后，將發(fā)展無(wú)泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)管連接，研制新型密封和無(wú)泄漏管接頭，電機(jī)油泵組合裝置等。無(wú)泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。 污染控制 過(guò)去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對(duì)水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使之具有更大的耐污染能力。同時(shí)開發(fā)耐污染能力強(qiáng)的高效濾材和過(guò)濾器。研究對(duì)污染的在線測(cè)量；開發(fā)油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過(guò)濾元江及檢測(cè)裝置。 主動(dòng)維護(hù) 開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的開發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自校正，在故障發(fā)生之前進(jìn)行補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。 機(jī)電一體化 機(jī)電一體化可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、慣性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動(dòng)向如下：液壓系統(tǒng)將有過(guò)去的電液開發(fā)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)，同時(shí)對(duì)壓力、流量、位置、溫度、速度等傳感器實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更適應(yīng)機(jī)電一體化需求，發(fā)展與計(jì)算機(jī)直接接口的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油污染度等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電控液壓泵，可實(shí)現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、合理分配功率、自動(dòng)保護(hù)等；借助現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)高水平信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭(zhēng)端和維護(hù)。 液壓CAD技術(shù) 充分利用現(xiàn)有的液壓CAD設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識(shí)庫(kù)信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì)-制造-銷售-使用-設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)。將計(jì)算機(jī)防真及適時(shí)控制結(jié)合起來(lái)，在試制樣機(jī)前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。下一個(gè)目標(biāo)是，利用CAD技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見設(shè)計(jì)的全過(guò)程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)（CIMS），使液壓設(shè)計(jì)與制造技術(shù)有一個(gè)突破性的發(fā)展。 新材料、新工藝的應(yīng)用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了保護(hù)環(huán)境，研究采用生物降解迅速的壓力流體，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介質(zhì)替代礦物液壓油。鑄造工藝的發(fā)展，將促進(jìn)液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動(dòng)，減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元件小型化。 - 2 - 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要 摘 要 隨著現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的快速發(fā)展，制造裝備的改進(jìn)顯得尤為重要，尤其是金屬切削設(shè)備的改造是提高生產(chǎn)力一項(xiàng)重要因素。專用銑床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。銑床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來(lái)確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)專用銑床進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)液壓夾緊和液壓進(jìn)給，使其在生產(chǎn)過(guò)程中據(jù)有降低成本、工作可靠平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞:現(xiàn)代機(jī)械，液壓系統(tǒng)，液壓夾緊，液壓進(jìn)給 Abstract Along with the rapid development of machinery manufacturing industry, manufacturing equipment improvement is particularly important, especially metal cutting equipment is an important factor to improve productivity. Special milling hydraulic system design, besides contented in action and the main performance requirements, still must accord with small volume, light weight, low cost, high efficiency and reliable work, simple structure, convenient maintenance and use of universal design principles, some recognized. Milling hydraulic system design is mainly based on the condition, known to determine the work plan, hydraulic pump and hydraulic pressure, flow and other components of the design. Through the modification of special machine realization of hydraulic clamping and hydraulic pressure feed in the production process to reduce cost, stable and reliable, easy to achieve work overload protection, etc. Keywords modern mechanical ，hydraulic drive system， hydraulic clamping， hydraulic feeding II - - 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 2 3、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 4 3.1 初選液壓缸工作壓力 4 3.2 計(jì)算液壓缸主要尺寸 4 4、擬定液壓系統(tǒng)原理圖 7 4．1選擇基本回路 7 4．2組成液壓系統(tǒng) 9 5、計(jì)算和選擇液壓件 11 5．1．確定液壓泵的規(guī)格 11 5.2 確定電動(dòng)機(jī)功率 11 5．3 確定其它元件及輔件 12 6、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 15 6．1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 15 6．2驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 18 7、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 總結(jié) 21 致 謝 22 參考文獻(xiàn) 24 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 緒論 1 緒論 1．課題簡(jiǎn)介: 本課題的思想主要是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的臥式銑床進(jìn)行分析和計(jì)算，設(shè)計(jì)出專用于自動(dòng)化生產(chǎn)的專用機(jī)床，根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其改良，使之達(dá)到較理想的方案。 2．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 題目：在臥式銑床上設(shè)計(jì)一個(gè)夾緊進(jìn)給液壓系統(tǒng)，完成工件的先夾緊后、后進(jìn)給 任務(wù),工作原理如下： 夾緊油缸： 快進(jìn) → 慢進(jìn) → 達(dá)到夾緊力后啟動(dòng)進(jìn)給油缸工作 進(jìn)給油缸： 快進(jìn) → 慢進(jìn) → 達(dá)到進(jìn)給終點(diǎn) → 快速退回 夾緊油缸快速退回。 夾緊缸快進(jìn)速度：0.05m/s 夾緊缸慢進(jìn)速度：0.008mm/s 最大夾緊力：40KN 進(jìn)給油缸快進(jìn)速度：0.18m/s 進(jìn)給油缸慢進(jìn)速度：0.018m/s 最大切削力：120KN 進(jìn)給工作部件總質(zhì)量：m=250Kg 夾緊缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大250mm） 進(jìn)給缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)（最大1000mm） 24 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 2、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 已知最大夾緊力為40KN，則夾緊油缸工作負(fù)載，液壓缸的機(jī)械效率取則推力，由于夾緊工作工作部件總質(zhì)量很小，可以忽略。則慣性負(fù)載阻力負(fù)載。 夾緊缸快進(jìn)、快退速度：= =0.05m/s，夾緊缸慢進(jìn)速度：=8mm/s。夾緊缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)最大250mm 已知最大切削力為120KN，則進(jìn)給油缸工作負(fù)載。進(jìn)給工作部件總質(zhì)量：，取靜摩擦因數(shù)為，動(dòng)摩擦因數(shù)為；取往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間0.2s。 進(jìn)給油缸快進(jìn)、快退速度：==0.18m/s，進(jìn)給油缸慢進(jìn)速度：=0.018m/s，進(jìn)給缸行程：用行程開關(guān)調(diào)節(jié)最大1000mm。 由式 式（2—1） 式（2—1）中 —工作部件總質(zhì)量 —快進(jìn)或快退速度 —運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間 由式（2—1）求得慣性負(fù)載 再求的阻力負(fù)載 靜摩擦阻力 動(dòng)摩擦阻力 取液壓缸的機(jī)械效率取則推力 綜上所訴得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載表2—1和表2—2。 表2—1 夾緊缸各工作階段的負(fù)載F(N) 工況 負(fù)載組合 負(fù)載值 工況 負(fù)載組合 負(fù)載值 啟動(dòng) 0 工進(jìn) 40000 加速 0 快退 0 快進(jìn) 0 表2—2 進(jìn)給缸各工作階段的負(fù)載F(N) 工況 負(fù)載組合 負(fù)載值 工況 負(fù)載組合 負(fù)載值 啟動(dòng) 490 工進(jìn) 120245 加速 470 快退 245 快進(jìn) 245 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，即可分別繪制出兩油缸工作負(fù)載圖F-l和速度圖-l，如圖2-1，圖2-2所示。 夾緊缸負(fù)載圖F-l 進(jìn)給缸負(fù)載圖F-l 圖 2-1 夾緊缸速度圖-l 進(jìn)給缸速度圖-l 圖2-2 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 3、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 3.1 初選液壓缸工作壓力 根據(jù)系統(tǒng)中夾緊油缸工作最大負(fù)載為，在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載很小，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》初選液壓缸的工作壓力p1=4MPa。進(jìn)給油缸工作最大負(fù)載為，在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載較小，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》初選液壓缸的工作壓力p1=8MPa。 3.2 計(jì)算液壓缸主要尺寸 機(jī)床沒要求快退速度這里選取液壓缸快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式即液壓缸有（A1=2A2）。工進(jìn)時(shí)為防止沖擊現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》由于選用有桿腔回油路直接油缸，背壓可忽略不計(jì)，選此背壓為p2=0 MPa 。無(wú)桿腔回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)，這時(shí)參考 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可選取背壓為p2=0.5MPa 。 由式 式（3-1） 在式（3-1）中 、—分別為缸的工作壓力、回油路背壓 、—分別為缸的無(wú)桿腔工作面積、有桿腔工作面積 —缸的工作負(fù)載 —液壓缸的機(jī)械效率，取 再根據(jù)，得 ，求得 夾緊油缸無(wú)桿腔工作面積 進(jìn)給油缸無(wú)桿腔工作面積 由 得，夾緊油缸活塞直徑 進(jìn)給油缸活塞直徑 由 得，，，參考，圓整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，得夾緊缸，，進(jìn)給缸，。 查看產(chǎn)品樣本選擇HSG型工程液壓缸。 由，求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為 夾緊缸兩腔的實(shí)際有效面積為， 進(jìn)給缸兩腔的實(shí)際有效面積為， 經(jīng)檢驗(yàn)，參考表3-1，活塞桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性均符合要求。 表3-1按工作壓力選取d/D 工作壓力/MPa ≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0 d/D 0.5~0.55 0.62~0.70 0.7 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3—2和表3—3所列，系統(tǒng)主要為進(jìn)給缸供油，由此繪制進(jìn)給缸工況圖如圖3-1所示 表3—2夾緊缸在各階段的壓力、流量和功率值 夾緊缸工況 推力 F0/N 回油腔壓力 p2/MPa 進(jìn)油腔壓力 p1/MPa 輸入流量 q×10-3/m3/s 輸入功率 P/KW 計(jì)算公式 快進(jìn) 0 0 0 0.320 0 夾緊 44444 0 3.613 0.0984 0.356 快退 0 0.5 0 0.295 0 表3—3進(jìn)給缸在各階段的壓力、流量和功率值 進(jìn)給缸工況 推力 F0/N 回油腔壓力 p2/MPa 進(jìn)油腔壓力 p1/MPa 輸入流量 q×10-3/m3/s 輸入功率 P/KW 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 544.44 0 0.063 1.5588 0.0405 加速 522.22 0.060 恒速 222.22 0.026 工進(jìn) 133606 0 7.57 0.3179 2.4065 快退 啟動(dòng) 544.44 0.5 1.04 1.62 1.630 加速 422.22 1.028 恒速 222.22 1.006 注： 快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為p1，無(wú)桿腔回油，壓力為p2。 進(jìn)給缸工況圖 圖3-1 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 4、擬定液壓系統(tǒng)原理圖 4．1選擇基本回路 4．1．1 選擇調(diào)速回路 由圖2可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率與運(yùn)動(dòng)速度，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。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)。 4．1．2選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作中兩個(gè)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。夾緊系統(tǒng)中最大流量與最小流量之比，而在進(jìn)給系統(tǒng)中最大流量與最小流量之比，在工作前可根據(jù)加工需要夾緊和進(jìn)給最大行程可以隨時(shí)調(diào)節(jié)。根據(jù)該機(jī)床工作原理，則系統(tǒng)兩個(gè)油缸可公用一個(gè)泵，為此可選用限壓式變量泵或葉片泵作為油源。且兩者都能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，從要求壓力較高、系統(tǒng)效率、經(jīng)濟(jì)適用的角度來(lái)看，最后確定選用雙作用葉片泵方案。 4．1．3選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 考慮系統(tǒng)流量較大，系統(tǒng)中選用電液換向閥換向回路，控制進(jìn)油方向選用三位四通電液換向閥，控制液壓缸選用三位四通電液換向閥，如圖4-1所示。 圖4-1 4．1．4選擇速度換接回路 系統(tǒng)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。為了給進(jìn)給缸快退發(fā)出信號(hào)，由于最大行程可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，則需要設(shè)置一個(gè)行程開關(guān)。為了便于進(jìn)給缸動(dòng)作完成后系統(tǒng)能自動(dòng)為夾緊缸發(fā)出快退信息，在進(jìn)給缸旁設(shè)置一個(gè)壓力繼電器。如圖4-2所示。 圖4-2 4．1．5選擇進(jìn)油調(diào)壓回路 在雙缸利用一個(gè)雙作用葉片泵供油，根據(jù)本機(jī)床工作原理和工作參數(shù)可知兩個(gè)油缸不是同時(shí)進(jìn)行工作且兩個(gè)油缸所需要的供油壓力不同。需要設(shè)置簡(jiǎn)單的調(diào)壓，即在進(jìn)給系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)中各設(shè)置一個(gè)溢流閥調(diào)節(jié)壓力。如圖4-3所示。 圖4-3 4．2組成液壓系統(tǒng) 將上面選出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，如下圖4-4所示，系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)如表4-1。在圖中，為了避免機(jī)床夾緊工作停止后，夾緊油缸回路中無(wú)法保持夾緊力，圖中在夾緊缸旁添置了蓄能器。查看產(chǎn)品樣本選擇NXQ型囊式蓄能器。 圖4-4 表4-1系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表 運(yùn)動(dòng)名稱 信號(hào)來(lái)源 電磁鐵工作狀態(tài) 液壓元件工作狀態(tài) 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 閥2 閥3a 閥3b 閥4 閥7 夾緊缸快進(jìn) 起動(dòng)按鈕 + - + - + - - 左位 左位 左位 右位 右位 夾緊過(guò)程 壓下行程開關(guān)10a + - + - + - - 左位 進(jìn)給缸快進(jìn) 壓力繼電器15a - + + - + - - 右位 進(jìn)給缸工進(jìn) 壓下行程開關(guān)10b - + + - + - + 左位 進(jìn)給缸快退 壓下行程開關(guān)10c - + - + + - - 右位 右位 夾緊缸快退 壓力繼電器15b + - - + - + - 左位 右位 右位 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 計(jì)算和選擇液壓件 5、計(jì)算和選擇液壓件 5．1．確定液壓泵的規(guī)格 5．1．1計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 由表3—2和表3—3可知，進(jìn)給缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工作壓力為p1=7.57MPa，如在調(diào)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=0.6MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Dpe=0.5MPa 。 由式 式（5-1） 在式（5-1）中 —最高工作壓力 —最大工作壓力 —總壓力損失 —?jiǎng)幼饕髩翰? 則泵的最高工作壓力估算為 5．1．2 計(jì)算液壓泵的流量 由表3—2和表3—3可知，油源向進(jìn)給缸輸入的最大流量為1.62×10-3 m3/s ，若取回路泄漏系數(shù)K=1.1。 由式 式（5-2） 式（5-2）中 —缸最大的流量，—回路泄漏系數(shù) ，—輸入的最大流量。 則泵提供油缸最大的流量為 考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，則泵的總流量根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取型葉片泵(JMI5膜片聯(lián)軸器)，排量為。若取液壓泵的容積效率為，則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速時(shí)，液壓泵的實(shí)際輸出流量為 5.2 確定電動(dòng)機(jī)功率 由表2—1和表2—2可知，進(jìn)給油缸工進(jìn)時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵最大工作壓力為8.67MPa，若取液壓泵總效率ηp=0.8， 由式 式（5-3） 式（5-3）中—電動(dòng)機(jī)功率， —工作壓力，—工作流量 ，—液壓泵總效率。 這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為 根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y225M—6型電動(dòng)機(jī)(JMI5膜片聯(lián)軸器)，其額定功率為30KW，額定轉(zhuǎn)速為980r/min。 5．3 確定其它元件及輔件 5．3．1 確定閥類元件及輔件 根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過(guò)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5—1所列。 5．3．2確定油管 各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，由于液壓缸在實(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5—2所列。由表5—2可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)表5—2數(shù)值，系統(tǒng)中當(dāng)油液在壓力管中流速取由式計(jì)算得各液壓缸系統(tǒng)中相連的油管內(nèi)徑分別為 由于兩根管道內(nèi)徑差別大，則不統(tǒng)一選取。查閱產(chǎn)品樣本，選出夾緊缸系統(tǒng)中選用外徑、厚度1.6mm的鋼管，進(jìn)給缸系統(tǒng)中選用外徑、厚度3mm的無(wú)縫鋼管。 5．3．3確定油箱 根據(jù)機(jī)床工作原理夾緊缸和進(jìn)給缸不會(huì)同時(shí)工作，由于進(jìn)給缸工作流量最大，則計(jì)算進(jìn)給缸的油量。油箱的容量按式估算，其中為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系統(tǒng)，=2～4；中壓系統(tǒng)，=5～7；高壓系統(tǒng)，=6～12。 由式 式（5-4） 式（5-4）中 —油箱的容量 —經(jīng)驗(yàn)系數(shù) —最大工作流量 現(xiàn)取，得 按規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)值。 表5—1液壓元件規(guī)格及型號(hào) 序號(hào) 元件名稱 估計(jì)通過(guò)的最大流量q/L/min 規(guī)格 型號(hào) 額定流量qn/L/min 額定壓力Pn/MPa 額定壓降?Pn/MPa 1 雙作用葉片泵 120 119.95 14 0.5 2 三位四通電液換向閥 120 160 25 0.5 3 a 三位四通電液換向閥 250 300 25 0.5 b 三位四通電液換向閥 45 160 4 行程閥 20 0.07~50 16 <0.5 5 調(diào)速閥 6 0.5 6 單向閥 10 0.2 7 二位二通電磁換向閥 120 （派克） 10000/60 0.2~12 0.5 8 調(diào)速閥 20 50 16 0.5 9 單向閥 60 125 25 0.35 10 行程開關(guān) — 11 溢流閥 19.9 250 10 0.5 12 溢流閥 119.95 250 10 0.5 13 濾油器 120 160 32 0.35 14 單向閥 120 125 25 0.35 15 壓力繼電器 — — 10 — 16 液控單向閥 10 40 25 0.35 17 蓄能器 — NXQ－L25/10 — 10 — 表5—2各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量 參 數(shù) 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 夾緊缸 輸入流量 排除流量 運(yùn)動(dòng)速度 進(jìn)給缸 輸入流量 排除流量 運(yùn)動(dòng)速度 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 6、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 6．1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無(wú)法全面估算，所以只能估算閥類元件壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布局圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。但對(duì)于中小型液壓系統(tǒng)，管路壓力損失可以不考慮。壓力損失的驗(yàn)算應(yīng)按一個(gè)工作中不同階段分別進(jìn)行。 6.1.1 夾緊缸系統(tǒng)的驗(yàn)算 1）快進(jìn) 快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過(guò)電液換向閥連接。在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥14、通過(guò)電液換向閥2、再通過(guò)電液換向閥3b、通過(guò)行程閥4的流量都為，然后進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔。由式 式（6-1） 式（6-1）中—總壓力總損失，—元件壓力損失，—實(shí)際通過(guò)流量，—額定通過(guò)最大流量。 在進(jìn)油路上，由式（6-1）得壓力總損失為 此值不大，不會(huì)影響提供液壓缸所需壓力。 在回油路上，無(wú)桿腔中油液通過(guò)電液換向閥3b流量為，流入回油箱。在回油路上，由式（6-1）得壓力損失為 此值不大，不會(huì)影響提供液壓缸系統(tǒng)。 2）夾緊 夾緊過(guò)程，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥14、通過(guò)電液換向閥2、再通過(guò)電液換向閥3b的流量都為、調(diào)速閥5進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5MPa,這時(shí)在回油路上，油液通過(guò)電液換向閥3b返回油箱。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上由式（6-1）得總的壓力損失為 在回油路上由式（6-1）得壓力總損失為 該值微略大于液壓缸的回油腔壓力p2=0MPa，可見此值與初算時(shí)選取的背壓值基本相符。 按表3—2的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為 此值與表3—2數(shù)值很接近。考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Dpe=0.5MPa，為保證夾緊力，故將蓄能器保壓大小略高于液壓缸所需壓力取略高0.1MPa。故由式（5-1）溢流閥11的調(diào)壓應(yīng)為 此值是調(diào)整溢流閥11的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。 3）快退 滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥14、電液換向閥2、電液換向閥3b的流量都為，然后進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過(guò)單向閥6、液控單向閥16和電液換向閥3b流量都為，返回油箱。在進(jìn)油路上由式（6-1）得總的壓力損失為 此值較小，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。 在回油路上由式（6-1）得總的壓力損失為 該值小于表3—2液壓缸的回油腔壓力p2=0.5MPa，但由于機(jī)床夾緊缸系統(tǒng)中沖擊很小，再參考表5—2中的速度數(shù)據(jù)則不會(huì)影響系統(tǒng)安全。 6．1．2 進(jìn)給缸系統(tǒng)的驗(yàn)算 1）快進(jìn) 快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過(guò)電液換向閥連接。在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥14、通過(guò)電液換向閥2、再通過(guò)電液換向閥3a、通過(guò)二位二通電磁換向閥7的流量都為，然后進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔。在進(jìn)油路上，壓力總損失為 此值不大，再參考表5—2中的速度數(shù)據(jù)，不會(huì)太影響提供液壓缸所需壓力和速度。 在回油路上，無(wú)腔桿中油液通過(guò)通過(guò)單向閥3a流量為，流入回油箱。在回油路上，壓力損失為。此值不大，再參考表5—2中的速度數(shù)據(jù)，不會(huì)太影響提供液壓缸所需壓力和速度。 2）工進(jìn) 夾緊過(guò)程，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥14、通過(guò)電液換向閥2、再通過(guò)電液換向閥3a的流量都為是、調(diào)速閥8進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，在調(diào)速閥8處的壓力損失為0.5MPa。在回油路上，油液通過(guò)電液換向閥3a返回油箱。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 此值略大于估計(jì)值0.5MPa但基本相符。 在回油路上總的壓力損失為：，該值微略大于液壓缸的回油腔壓力p2=0MPa，可見此值與初算時(shí)選取的背壓值基本相符。 按表3—3的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為 此值與表3—3數(shù)值很接近。 考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Dpe=0.5MPa，故溢流閥12的調(diào)壓應(yīng)為。此值是調(diào)整溢流閥12的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。 3）快退 滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥14、電液換向閥2、電液換向閥3a的流量都為，然后進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過(guò)單向閥9和電液換向閥3a流量都為，返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為 此值較小，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。 在回油路上總的壓力損失為 該值小于表3—3液壓缸的回油腔壓力p2=0.5MPa，但由于機(jī)床夾緊缸系統(tǒng)中沖 擊很小，則不會(huì)影響系統(tǒng)安全。 6．2驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 系統(tǒng)工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占90%以上，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來(lái)計(jì)算。根據(jù)機(jī)床工作原理夾緊缸和進(jìn)給缸不會(huì)同時(shí)工作，則分別計(jì)算。 由式 式（6-2） 式（6-2）中 —輸出功率，—工作負(fù)載，—工作速度 對(duì)于夾緊缸工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的有效功率即系統(tǒng)的輸出功率由式（6-2）得 在工進(jìn)時(shí)，系統(tǒng)流量通過(guò)溢流閥11來(lái)控制，由式（5-3）得泵的總輸出功率為 由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為 按式計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即 設(shè)環(huán)境溫T2=25°C，則油液溫升近似值 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。 對(duì)于進(jìn)給缸工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的有效功率即系統(tǒng)的輸出功率由式（6-2）得 在工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)流量通過(guò)溢流閥12來(lái)控制，由式（5-3）泵的總輸出功率為 由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為 按式計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即 設(shè)環(huán)境溫T2=25°C，則油液溫升近似值 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。 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到安裝與維修方便，并且節(jié)省空間。采用集中配置型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)液壓裝置為液壓站?？刂菩问綖榘迨揭簤嚎刂?。動(dòng)力源為臥式上置結(jié)構(gòu)，泵組用支架鐘形罩臥式安裝。最后畫出相應(yīng)零件圖及裝配圖。 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 總結(jié) 總結(jié) 本文完成了對(duì)專用臥式銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，銑床改造之后，新增了包括自動(dòng)夾緊進(jìn)給在內(nèi)的機(jī)床自動(dòng)加工功能。改造后的機(jī)床狀況明顯比改造前有了極大的改善，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，可靠性，大大降低了設(shè)備的維修費(fèi)用，增加和完善了設(shè)備的功能。提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的加工精度，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改造完全達(dá)到預(yù)期的目的。 此設(shè)備為精加工設(shè)備，它的液壓裝置設(shè)計(jì)對(duì)用戶有很重要的意義。此外，對(duì)其他的數(shù)控機(jī)床技術(shù)改造有一定的參考價(jià)值。通過(guò)本文的研究，主要得出了以下幾點(diǎn)有意義的結(jié)果： 在對(duì)原機(jī)床加工時(shí)的性能技術(shù)指標(biāo)分析之后，根據(jù)改造的具體要求，確定了可行性方案和具體的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。完成舊機(jī)床的夾具，絲杠等部件的拆除，換上了液壓執(zhí)行元件進(jìn)給裝置和液壓夾緊裝置等液壓裝置。通過(guò)PLC電路完成了對(duì)機(jī)床各部分的協(xié)調(diào)控制。 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 致謝 致 謝 感謝李剛老師，在本次課程設(shè)計(jì)期間給予我的幫助和指導(dǎo)。由于時(shí)間和水平有限，本設(shè)計(jì)難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，望指導(dǎo)老師批評(píng)指正。 大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) 1 王積偉，黃誼，章宏甲．液壓傳動(dòng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2006 2 張利平．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)．化學(xué)工業(yè)出版社，2005 3 雷天覺．新編液壓工程手冊(cè)．北京理工大學(xué)出版社，1998 4 路甬祥．液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，2002 5 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．化學(xué)工業(yè)出版社，2002 6 王春行．液壓控制系統(tǒng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2002 7 李狀云．液壓元件與系統(tǒng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2002 8 左健民．液壓與氣壓傳動(dòng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2007 9 隋明陽(yáng)．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．機(jī)械工業(yè)出版社, 2005 2 10 戴曙等. 金屬切削機(jī)床. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 1995