【正文】 1的液壓油經(jīng)過換向閥6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥7流經(jīng)繼電器11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸15下腔通過液控單向閥7經(jīng)過換向閥6的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因?yàn)檫@是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥7打開，使副油箱13的液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥14給液壓缸15上腔補(bǔ)油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。（2） 保壓時(shí)的油路情況：油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的時(shí)候，壓力繼電器11發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵1YA斷電，換向閥回到中位，液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵1在中位時(shí)，直接通過背壓閥直接回到油箱。（3） 回程時(shí)的油路情況：液壓缸下腔回油路為：變量泵1→換向閥6左位→液控單向閥7→液壓油箱15的下腔液壓缸上腔回油路為：液壓腔的上腔→液控單向閥14→副油箱13液壓腔的上腔→節(jié)流閥8→換向閥6左位→電磁閥5→背壓閥4→油箱油路分析： 當(dāng)保壓到一定時(shí)候，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵2YA通電，換向閥接到左位，變量泵1的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓缸的下腔，而同時(shí)液壓缸上腔的液壓油通過節(jié)流閥9（電磁鐵6YA接通），上腔油通過換向閥10接到油箱，實(shí)現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過主油路的節(jié)流閥流到換向閥6，再通過電磁閥19，背壓閥11流回油箱。實(shí)現(xiàn)釋壓。 （1） 向上頂出 當(dāng)電磁鐵4YA通電，5YA失電，三位四通換向閥6處于中位時(shí)，此時(shí)頂出缸的進(jìn)油路為：液壓泵→換向閥19左位→單向節(jié)流閥18→下液壓缸下腔頂出缸的回油路為：下液壓缸上腔→換向閥19左位→油箱 （2）停留 當(dāng)下滑塊上移動(dòng)到其活塞碰到頂蓋時(shí)，便可停留在這個(gè)位置上。 （3）向下退回 當(dāng)停留結(jié)束時(shí)，即操作員取下工件時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)，使電磁閥3YA通電（4YA斷電），閥19換為右位。壓力油進(jìn)入頂出缸上腔，其下腔回油，下滑塊下移。進(jìn)油路：液壓泵→換向閥19右位→單向節(jié)流閥17→下液壓缸上腔回油路：下液壓缸下腔換向→閥19右位→油箱 (4) 原位停止 當(dāng)下滑塊退到原位時(shí)，是在電磁鐵3YA，4YA都斷電，換向閥19處于中位時(shí)得到的。第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型3．1 確定液壓缸主要參數(shù) 按液壓機(jī)床類型初選液壓缸的工作壓力為25Mpa,根據(jù)快進(jìn)和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸?？爝M(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，并通過充液補(bǔ)油法來實(shí)現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積應(yīng)為有桿腔工作面積的6倍，即活塞桿直徑與缸筒直徑滿足的關(guān)系?？爝M(jìn)時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓,防止上壓板由于自重而自動(dòng)下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表22中，可取=1Mpa，快進(jìn)時(shí)，液壓缸是做差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計(jì)時(shí)可取,快退時(shí)，回油腔是有背壓的，這時(shí)亦按2Mpa來估算。以單活塞桿液壓缸為例來說明其計(jì)算過程。圖5：?jiǎn)位钊麠U液壓缸計(jì)算示意圖 —— 液壓缸工作腔的壓力 Pa—— 液壓缸回油腔的壓力 Pa 故：當(dāng)按GB234880將這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得：,由此求得液壓缸面積的實(shí)際有效面積為：① 工作快速空程時(shí)所需流量液壓缸的容積效率，取② 工作缸壓制時(shí)所需流量③ 工作缸回程時(shí)所需流量3．2液壓元件的選擇3． 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機(jī)類型，初定上液壓泵的工作壓力取為，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為（含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足：液壓泵的最大流量應(yīng)為：式中液壓泵的最大流量同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時(shí)的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量。系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。1．選擇液壓泵的規(guī)格由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)），柱塞式變量泵有以下的特點(diǎn)：1） 工作壓力高。因?yàn)橹c缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達(dá)到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達(dá)到的工作壓力，一般是（），最高可以達(dá)到。 2） 流量范圍較大。因?yàn)橹灰m當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變?cè)龃蟆?3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。 4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長(zhǎng)，單位功率重量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價(jià)格昂貴。根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊(cè)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，容積效率，重量71kg，容積效率達(dá)92%。2．與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定 　由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時(shí)液壓泵的供油壓力值為26Mpa，流量為已選定泵的流量值。液壓泵的總效率。柱塞泵為。 選用1000r/min的電動(dòng)機(jī)，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為：選擇電動(dòng)機(jī) 。1. 對(duì)液壓閥的基本要求：(1). 動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。油液流過時(shí)壓力損失小。(2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件及輔助元件型號(hào)和規(guī)格主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥的實(shí)際流量，其他還需考慮閥的動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格： 表2：YB32150液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號(hào)規(guī)格序號(hào)元件名稱估計(jì)通過流量型號(hào)規(guī)格1斜盤式柱塞泵63SCY14－1B32Mpa，2WU網(wǎng)式濾油器160WU160*18040通徑，3直動(dòng)式溢流閥120DBT1/315G2410通徑，32Mpa，板式聯(lián)接4背壓閥80YF310B10通徑，21Mpa，板式聯(lián)接5二位二通手動(dòng)電磁閥8022EF3E10B6三位四通電磁閥10034DOB10HT10通徑，7液控單向閥80YAF3E610B32通徑，32MPa8節(jié)流閥80QFF3E10B10通徑，16MPa9節(jié)流閥80QFF3E10B10通徑，16MPa10二位二通電磁閥3022EF3BE10B6通徑，壓力20 MPa11壓力繼電器－DP163B8通徑， MPa12壓力表開關(guān)－KFL8－30E32Mpa，6測(cè)點(diǎn)13油箱14液控單向閥YAF3E610B32通徑，32MPa15上液壓缸16下液壓缸17單向節(jié)流閥48ALF3－E10B10通徑，16MPa18單向單向閥48ALF3－E10B10通徑，16MPa19三位四通電磁換向閥2534DOB10HT20減壓閥40JF310B 管道尺寸的確定油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。本設(shè)計(jì)中油管采用鋼管，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所須的壓力是高壓，P= ， 鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接頭來實(shí)現(xiàn)彎曲。尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。膠管用做聯(lián)接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本很高，因此非必要時(shí)一般不用。1. 管接頭的選用：管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有：焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋（ZM）和普通細(xì)牙螺紋（M）。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細(xì)牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或O形圈進(jìn)行端面密封，有時(shí)也采用紫銅墊圈。液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分都出現(xiàn)在它管系中的接頭上，為此對(duì)管材的選用，接頭形式的確定（包括接頭設(shè)計(jì)、墊圈、密封、箍套、防漏涂料的選用等），管系的設(shè)計(jì)（包括彎管設(shè)計(jì)、管道支承點(diǎn)和支承形式的選取等）以及管道的安裝（包括正確的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、清洗、組裝等）都要考慮清楚，以免影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的使用質(zhì)量。國(guó)外對(duì)管子的材質(zhì)、接頭形式和連接方法上的研究工作從不間斷，最近出現(xiàn)一種用特殊的鎳鈦合金制造的管接頭，它能使低溫下受力后發(fā)生的變形在升溫時(shí)消除——即把管接頭放入液氮中用芯棒擴(kuò)大其內(nèi)徑，然后取出來迅速套裝在管端上，便可使它在常溫下得到牢固、緊密的結(jié)合。這種“熱縮”式的連接已經(jīng)在航空和其它一些加工行業(yè)中得到了應(yīng)用，它能保證在40~55Mpa的工作壓力下不出現(xiàn)泄漏。本設(shè)計(jì)根據(jù)需要，選擇卡套式管接頭。要求采用冷拔無縫鋼管。2. 管道內(nèi)徑計(jì)算： （1）式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 v——管內(nèi)允許流速 ，見表：表3：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管～液壓系統(tǒng)壓油管道3～6，壓力高，管道短粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道～ (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取v=4m/s 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm。 管接頭聯(lián)接螺紋M272。(2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑：取v=根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm。 管接頭聯(lián)接螺紋M332。3. 管道壁厚的計(jì)算 式中： p——管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d——管道內(nèi)徑 m——管道材料的許用應(yīng)力 Pa，——管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pan——安全系數(shù)，對(duì)鋼管來說，時(shí)，取n=8；時(shí)，取n=6； 時(shí)，取n=4。根據(jù)上述的參數(shù)可以得到：我們選鋼管的材料為45鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度=600MPa。 (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 (2). 液壓泵回油管道的壁厚 所以所選管道適用。上面已經(jīng)計(jì)算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為32mm,42mm。但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長(zhǎng)度尚未確定，所以壓力損失無法驗(yàn)算。在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，且發(fā)熱量最大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)時(shí)做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。當(dāng)V=10mm/s時(shí)，即v=600mm/min即 ，泵的出口壓力為26MP，則有即此時(shí)的功率損失為：假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，油箱的散熱面積A為系統(tǒng)的溫升為根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20767：油箱中溫度一般推薦3050所以驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。第四章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓缸主要尺寸的確定1) 液壓缸壁厚和外經(jīng)的計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可