【正文】 究方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn) ：( 1 )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)的閉式循環(huán)系統(tǒng)。 (2)將計(jì)算機(jī)的仿真及適時(shí)控制結(jié)合起來，將模型放入“硬”件和系統(tǒng)中，借此在建造實(shí)際樣機(jī)之前，便可在軟件里修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)結(jié)果。下一個(gè)比較長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是，利用技術(shù)全面支持液壓產(chǎn) 品從概念設(shè)計(jì)、外觀設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)到零部件詳細(xì)設(shè)計(jì)的全過程，并把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助分析、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃、計(jì)算機(jī)輔助檢驗(yàn)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試和現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起，建立計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)，使液壓設(shè)計(jì)與制造技術(shù)有一個(gè) 突破性的進(jìn)展。 5 ．新材料新工藝的應(yīng)用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂料 ， 可使液壓技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)新的飛躍。為了保護(hù)環(huán)境 ， 減少漏油對(duì)環(huán)境的危害，可采用生物降解迅速的壓力流體，如菜油基和合成脂基的傳動(dòng)用介質(zhì)將得到廣泛應(yīng)用。據(jù)專家預(yù)測(cè) ， 今后 10 年大部分行走機(jī)械中使用的液壓油 (礦物油 )將會(huì)為生物降解迅速的流體所替代。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)，可減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元件小型化。如果上述提高液壓技術(shù)的方向得到充分實(shí)現(xiàn) ， 可以肯 定，液壓技術(shù)和其他傳動(dòng)方式 相比 將繼續(xù)持其有力的競(jìng)爭(zhēng)地位。 總之 ， 液壓技術(shù)具有十分廣泛的應(yīng)用面，它作為一種重要的工業(yè)自動(dòng)化基礎(chǔ)件，已與微電子技術(shù)、傳感技術(shù)緊密結(jié)合，形成并發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)、校正在內(nèi)的綜合自動(dòng)化技術(shù)，其內(nèi)涵較之傳統(tǒng)的液壓技術(shù)更加豐富而完整 。 液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用 液壓傳動(dòng)是以流體作為工作介質(zhì)對(duì)能量進(jìn)行傳動(dòng)和控制的一種傳動(dòng)形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機(jī)件控制之后來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。相對(duì)于電力拖動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)而言，液壓傳動(dòng)具有輸出力大，重量輕，慣性小，調(diào)速方便以及易于控制等優(yōu) 點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械，建筑機(jī)械和機(jī)床等設(shè)備上。由于要使用原油煉制品來作為傳動(dòng)介質(zhì)，近代液壓傳動(dòng)技術(shù)是由 19 世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動(dòng)起來的，最早實(shí)踐成功的液壓傳動(dòng)裝置是艦船上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用車床到 20 世紀(jì) 30 年代末才用上了液壓傳動(dòng)。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大，反應(yīng)快，動(dòng)作準(zhǔn)的液壓傳動(dòng)和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 6 后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷制訂和完善，各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)格化，系列化而在機(jī)械 制造，工程機(jī)械，材料科學(xué)，控制技術(shù)，農(nóng)業(yè)機(jī)械，汽車制造等行業(yè)中推廣開來。由于軍事及建設(shè)需要的刺激，液壓技術(shù)日益成熟。 20 世紀(jì) 60 年代后，原子能技術(shù)，空間技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)，控制，檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面都得到了應(yīng)用。如工程機(jī)械，數(shù)控加工中心，冶金自動(dòng)線等。液壓傳動(dòng)在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性優(yōu)勢(shì)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)： (1)在相同功率下，液壓執(zhí)行元件體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓傳動(dòng)一般使用的壓力在 7Mpa 左右，也可高達(dá) 50Mpa。而液壓裝置的體積比同樣輸出壓力的電機(jī)及機(jī)械傳動(dòng)裝置的體積小得多。 (2)液壓傳動(dòng)的各個(gè)元件，可根據(jù)需要方便，靈活地來布置。 (3)液壓。 (4)易于自動(dòng)化。液壓設(shè)備配上電磁閥，電氣元件，可編程控制器和計(jì)算機(jī)等，可裝配成各式自動(dòng)化機(jī)械。 (5)速度調(diào)整容易。液壓裝置速度調(diào)整非常簡(jiǎn)單，只要調(diào)整流量控制閥即可輕易且可實(shí)行無級(jí)調(diào)速。 (6)不會(huì)有過載的危險(xiǎn)。液壓系統(tǒng)中裝有溢流閥，當(dāng)壓力超過設(shè)定壓力時(shí)，閥門開啟，液壓經(jīng)由溢流閥流回油箱，此時(shí)液壓油不處在密閉狀態(tài)，故系統(tǒng)壓力永遠(yuǎn)無法超過設(shè)定壓力。 今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展 保持同步，液壓技術(shù)必須不斷發(fā)展，不斷提高和改進(jìn)元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場(chǎng)需求。這是液壓技術(shù)的創(chuàng)新特征，液壓技術(shù)的不斷發(fā)展體現(xiàn)在如下一些比較重要的特征上：一， 提高元件性能，創(chuàng)制新元件，體積不斷縮小。為了能在盡可能小的空間里傳遞盡可能大功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化發(fā)展。市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種新型的被稱為“肌腱”的執(zhí)行元件。它的形狀像一根兩端有接頭的軟管，把它接入系統(tǒng)使用時(shí)，它的徑向和軸向都會(huì)發(fā)生伸縮，軸向的伸縮量可達(dá)其總長(zhǎng)的 15%30%。在相同條件下，它的作用力是普通汽缸的 10 倍。這種元件抗 污染，運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)生抖動(dòng)，在有些場(chǎng)合還可用它的徑向膨脹去夾持工件等，是一種極有應(yīng)用前景的元件，而微型元件也得到發(fā)展，如活塞直徑小到 的汽缸， 10mm 寬的氣閥以及相關(guān)的輔助元件已成為系列化產(chǎn)品。由于這些元件能在 壓力下工作，所以可被方便地集成到標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中。新小型閥，在流量相同時(shí)，它的體積僅是過去的 7%。這些小，微型的元件已被應(yīng)用于精密機(jī)械加工，電子工業(yè)，制藥工業(yè)，食品加工和包裝技術(shù)等場(chǎng)合。二， 高度的組合化，集成化和模塊化。液壓系統(tǒng)由管式培配置經(jīng)板式配置，箱式配置，集成塊式配置發(fā) 展到疊加式配置，插裝式配置，使連接的通道越來越短。也出現(xiàn)了一些組合集成件，如把液壓泵和壓力閥作成一體，把壓力閥插裝在液壓泵的殼體內(nèi)，把液壓缸和換向閥作成一體，只需接一條高壓管與液壓泵相連，一條回油管與油箱相連，就可以構(gòu)成一個(gè)液壓系統(tǒng)。這種組合件不但結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，而且簡(jiǎn)便，也容易維護(hù)保養(yǎng)。三， 與微電子結(jié)合，走向智能化。液壓技術(shù)從本世紀(jì) 70 年代中期起就開始和微電子工業(yè)接觸，并相互結(jié)合。在迄今 30 多年時(shí)間內(nèi)，結(jié)合層次不斷提高，由簡(jiǎn)單拼裝，分散混合到總體組合，出現(xiàn)了多種形式的獨(dú)立產(chǎn)品如數(shù)字液壓泵，數(shù)字閥，數(shù) 字液壓缸等，其中的高級(jí)形式已發(fā)展到把編了程的芯片和液壓控制元件，液壓執(zhí)行元件或能源裝置，檢測(cè)反饋裝置，數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，集成電路等匯成一體，這華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 7 種匯在一起的聯(lián)結(jié)體只要一收到微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)處送來的信息，就能實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的任務(wù)。 液壓技術(shù)的智能化階段雖然開始不久，但是從它的星星點(diǎn)點(diǎn)實(shí)踐成功的事例來看，成果已非常誘人。例如，折臂式小汽車裝卸器能把小汽車吊起來，拖入集裝箱內(nèi)，按最緊湊的排列位置堆放好，最多時(shí)能裝入 8 輛。裝卸器內(nèi)裝有微型計(jì)算機(jī)，它能按預(yù)定程序操縱 8 個(gè)液壓缸，在傳感器的配合下協(xié)調(diào)連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，完成 堆裝任務(wù)。卸車時(shí)的操作按相反的順序協(xié)調(diào)動(dòng)作，以使受訓(xùn)練的波音民航噴氣客機(jī)駕駛員不用上天就可以經(jīng)歷 6個(gè)自由度的顛簸搖擺，座椅振動(dòng)，著陸彈跳等項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)感覺，并能對(duì)駕駛員的操作作出擬真的響應(yīng)?？傊簤杭夹g(shù)在與微電子技術(shù)緊密結(jié)合后，在微型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)的控制下，可以進(jìn)一步拓寬它的應(yīng)用領(lǐng)域，形形式式機(jī)器人和智能元件的使用不過是它最常見的例子而已。 本文主要研究?jī)?nèi)容 某臥式雙面銑削組合機(jī)床用于加工鑄鐵變速箱箱體的兩個(gè)端面，試設(shè)計(jì)該機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)。 機(jī)床的動(dòng)作循環(huán)為夾緊缸夾緊 ? 工作臺(tái)快速接近工件 ? 工作臺(tái)進(jìn)給 ? 工作臺(tái)后退? 夾緊缸松開 ? 原位停止。要求夾緊力可調(diào)并保壓，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且進(jìn)給速度可調(diào)。 已知參數(shù)如下：夾緊缸：夾緊力 800N， 快進(jìn)行程 30mm、快退行程 30mm，快退的速度 4000 minmm 。工作臺(tái) ：重量 4000N，軸向最大工作負(fù)載為 120xxN，快進(jìn)行程 100mm，速度 3500 minmm ，工進(jìn) 200mm，速度 80~300 minmm ，快退 300mm，速度 6000 minmm ，加減速時(shí)間 ，工作臺(tái)為平導(dǎo)軌，靜、動(dòng)摩擦系數(shù)分別為 ， . 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)原理及組成 以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量 傳遞和控制的傳動(dòng)形式稱為液壓傳動(dòng)，與利用液體動(dòng)能的液力傳動(dòng)不同的是它以液體的壓力能來傳遞動(dòng)力，是根據(jù) 17 世紀(jì)帕斯卡提出液體靜壓力傳動(dòng)原理來實(shí)現(xiàn)的。 液壓系統(tǒng)一般是由以下 5 個(gè)部分組成： 動(dòng)力源 —— 用來將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，輸出有一定壓力的油液，最常見的形式就是液壓泵。 執(zhí)行器 —— 用來將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，來驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)負(fù)載工作，可實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)、連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)等。有液壓缸、液壓馬達(dá)等。 控制調(diào)節(jié)裝置 —— 控制液壓系統(tǒng)油液壓力、流量和方向，以保證執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)完成預(yù)期動(dòng)作。有各 種液壓閥。 輔助裝置 —— 用來存放、提供、回收油液，濾除油液雜質(zhì)，給油液降溫；存儲(chǔ)、釋放華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 8 液壓能或吸收液壓脈動(dòng)、沖擊；顯示系統(tǒng)壓力、油溫等。有郵箱、管件、過濾器、熱交換器、蓄能器、各種指示儀表等。 液壓工作介質(zhì) —— 傳遞能量的介質(zhì)，同時(shí)起著潤(rùn)滑、冷卻等作用。有各種液壓油。 雙組 合銑 面 床 液壓系統(tǒng) 主功能結(jié)構(gòu) 如圖 所示為雙面組合銑床主機(jī)結(jié)構(gòu)布局示意圖 圖 1， 3底座； 2中間底座； 4， 16縱向底座； 5縱向滑臺(tái)； 6立柱； 7立置滑座； 8立置滑臺(tái)；9， 13洗削頭； 10加緊液壓缸； 11夾緊機(jī)構(gòu)支架； 12壓板； 14縱向滑臺(tái)； 15橫向滑座（兼做縱向滑臺(tái)） 該銑床的主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 所示，它采用了立，臥復(fù)合式雙面雙主軸洗削頭跨兩個(gè)工位的大主軸箱配置方案。穿越本機(jī)床及自動(dòng)線中其他各機(jī)床中間底座的運(yùn)輸帶完成工件的自動(dòng)拔銷，向前和定位；門式夾緊機(jī)構(gòu)安裝在中間底座 2 上方，由兩個(gè)同規(guī)格液壓缸 10 分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓板 12 完成工件 1 和工件 2 的夾緊，松開。銑床左面的雙面洗削頭 9 由立置動(dòng)力滑臺(tái) 8 驅(qū)動(dòng)，完成洗削加工時(shí)的垂直進(jìn)給和復(fù)位動(dòng)作，立柱 6 安裝在臥式縱向動(dòng)力滑臺(tái)上，故滑臺(tái) 5 用以驅(qū)動(dòng)立柱與滑臺(tái) 8 完成洗削前后 的空程快速進(jìn)退動(dòng)作。機(jī)床右面的兩個(gè)滑臺(tái)均臥式配置，橫向動(dòng)力滑臺(tái) 14 驅(qū)動(dòng)雙軸洗削頭 13 完成洗削加工時(shí)的橫向進(jìn)給和復(fù)位動(dòng)作，縱向動(dòng)力滑臺(tái) 15兼作滑臺(tái) 14 的滑座，來驅(qū)動(dòng)滑臺(tái) 14 完成洗削前后的空程快速進(jìn)退動(dòng)作?？涨涣⒅?6 裝有鑄鐵塊平衡錘，用以平衡立置滑臺(tái) 8 及洗削頭 9 的自重。滑臺(tái) 5 及滑臺(tái) 15 快速前進(jìn)采用可調(diào)限位擋塊限位，以防止沖程。除洗削頭的旋轉(zhuǎn)切削動(dòng)力是由電動(dòng)機(jī)提供外，夾具及各動(dòng)力滑臺(tái)的動(dòng)力均由液壓系統(tǒng)提供。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 9 負(fù)載分析 負(fù)載分析中 ，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)械效率中加以考慮。 因工作部件是臥式放置，重力的的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：切削力，導(dǎo)軌摩擦力和慣性力。導(dǎo)軌的正壓力等于動(dòng)力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為 Ffs，動(dòng)摩擦力為 Ffd則 工作負(fù)載 Fft =120xxN G=4000N g=10 2sm t? = v? =3500300=3200 minmm = sm 慣性負(fù)載 Fm=tvgG ??*= ? = 靜U = 動(dòng)U = 阻力負(fù)載 靜摩擦 Ffs =? 4000=800N 動(dòng)摩擦 Ffd=? 4000=400N 如果忽略切削力引起的顛覆力矩對(duì) 導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機(jī)械效率 ?? ，則液壓缸在各工作階段的總機(jī)械負(fù)載可以算出，見表 表 液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表 工況 負(fù)載組成 負(fù)載值F/N 推力mF?/ 起動(dòng) fsFF? 800 加速 )( mfd FFF ?? 563N 快進(jìn) fdFF? 400 工進(jìn) fdl FFF ?? 12400 快退 fdFF? 400 根據(jù)負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪制出負(fù)載圖（ Fl）和速度圖（ F2） 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 10 圖 液壓缸主要參數(shù)的確定 表 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力 負(fù)載 F /N 5000 5000～ 10000 10000～ 20xx0 20xx0～ 30000 30000～ 50000 50000 壓力 p/MPa ～ 1 ～ 2 ～ 3