【正文】 P3：?jiǎn)蜗蜷y的壓力損失為 MPa，代入公式 ，得： 23 nnQpp Q????? ? ???= 63??????? = MPa； 查參考文獻(xiàn) [2]P2065，管接頭、 彎頭、相貫孔的局部壓力損失很小，可不計(jì)，所以，液壓系統(tǒng)的壓力損失 1 2 3p p p p? ? ? ? ? ? ?=++= MPa。 系統(tǒng)壓力損失計(jì)算 當(dāng)系統(tǒng)元、輔件規(guī)格和管道尺寸確定后．并繪出管路裝配草圖，即可進(jìn)行系統(tǒng)壓力損失△ P 的計(jì)算。 2)單活塞桿液壓缸兩腔回油的差異 活塞外伸 或 內(nèi)縮時(shí)的回油流量是不同的，內(nèi)縮時(shí)無(wú)桿腔回油流量與外伸時(shí)有桿腔的回油流量之比，等于兩腔活塞面積之比。 ? 機(jī)床在工作時(shí)， 系統(tǒng)熱量主要由泵產(chǎn)生，起產(chǎn)生的熱量有限，因此，在設(shè)計(jì)液壓站冷卻系統(tǒng)時(shí)，只在回油管上設(shè)置冷卻器，不再設(shè)計(jì)自循環(huán)冷卻系統(tǒng)。從液壓缸工作循環(huán)圖可知，各工作進(jìn)給時(shí)是中壓小流量，故可選用單泵供油回路。 3) 方向控制回路 換向回路一般都采用換向閥來(lái)?yè)Q向。 2) 調(diào)速回路 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路使用普遍，但由于執(zhí)行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越負(fù)載 (負(fù)載力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同 )的場(chǎng)合。 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 、繪制液壓系統(tǒng)原理圖 擬定液壓系統(tǒng)圖是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要步驟。該泵的參數(shù)為：排量 25mL/r， 額定壓力為 32 Mpa。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值，液壓缸按中低壓系統(tǒng)取小值，則： Pn= 25=。 計(jì)算得 負(fù)載 缸 快進(jìn)時(shí) 所需流量： Q =π D2v/4= 2247。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下，若系統(tǒng)壓力選得過低，則液壓元、輔件的尺寸和重量就增加，系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)增加；若系統(tǒng)壓力選得較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸會(huì)相應(yīng)降低，但制造精度等要求的提高。工作介質(zhì)為液壓油或 其它合成液體。 3) 控制調(diào)節(jié)元件 :它是能控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油的壓力、流量或方向，以保證執(zhí)行裝置完成預(yù)期工作的元件。 技術(shù)文件一般包括以下內(nèi)容：基本件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及外購(gòu)件匯總表，液壓系統(tǒng)安裝和調(diào)試要求，設(shè)計(jì)說(shuō)明書等。 3) 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 液壓系統(tǒng)計(jì)算的目的是確定液壓系統(tǒng)的 主要參數(shù)，以便按照這些參數(shù)合理地選擇液壓元件和設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)元件。另外，這些步驟又是相互關(guān)聯(lián)，彼此影響的，因此常需穿插交叉進(jìn)行。與世界上主要的工業(yè)國(guó)家相比，我國(guó)的液壓工業(yè)還是相當(dāng)落后的，標(biāo)準(zhǔn)化的工作有待于繼續(xù)做好，優(yōu)質(zhì)化的工作須形成聲勢(shì)，智能化的工作則剛剛在準(zhǔn)備起步，為此必須奮起直追，才能迎頭趕上。模塊化發(fā)展也是非常重要的方面，完整的模塊以及獨(dú)立的功能單元，對(duì)用戶而言，只需要簡(jiǎn)單地進(jìn)行組裝即可投入 使用，這樣不僅可以大大節(jié)約用戶的裝配時(shí)間，同時(shí)用戶也無(wú)須 過多 配備各種經(jīng)專門培訓(xùn)的技術(shù)人員。 今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷創(chuàng)新， 不斷地提高和改進(jìn)元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場(chǎng)需求，體現(xiàn)在如下一些比較重要的特征上： 1) 提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。在設(shè)計(jì)過 程中，承蒙 楊國(guó)權(quán)老師和其他同學(xué)給予的 幫助 ，謹(jǐn)表謝意。 本設(shè)計(jì)為棒材 軋機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 精軋部分， 它主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)棒線材進(jìn)行軋制。 29 謝辭 25 、使用與維護(hù) 24 24 17 16 15 15 12 11 系統(tǒng)壓力損失計(jì)算 10 9 繪制液壓系統(tǒng)圖 9 選擇液壓回路 9 液壓基本回路 9 1 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) I 畢業(yè)設(shè)計(jì) 棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) II 目 錄 2 5 5 確定液壓缸負(fù)載 7 與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定 10 將基本回路組成系統(tǒng)原理圖 21 21 24 繪制裝配圖 30 參考文獻(xiàn) 32 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1. 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完大學(xué)全部課程及進(jìn)行完生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的，它是對(duì)我們大學(xué)三年學(xué)習(xí)的一次深入的綜合性考察，也是我們步入社會(huì)所要 從事工作的提前預(yù)測(cè)，同時(shí)還是我們將在校期間所學(xué)到的理論基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去解決問題的一次很好的鍛煉。設(shè)計(jì)之初收集了很多關(guān)于軋機(jī)方面的資料，對(duì)其各個(gè)部件之間的相對(duì)位置以及液壓系統(tǒng)所控制的相對(duì)應(yīng)的部分做了分析，明確了設(shè)計(jì)目標(biāo)，這臺(tái)軋機(jī)的運(yùn)動(dòng)過程為快進(jìn) —工進(jìn) —快退，它的加工方式為同時(shí)對(duì) 6 條或 6 條以上線材進(jìn)行軋制。限于本人水平 有限 ，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。為了能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞盡可能大的功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化方向發(fā)展。 3) 和微電子結(jié)合，走向智能化。 本 課題主要研 究?jī)?nèi) 容 對(duì)棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行方案論證、性能計(jì)算和結(jié)構(gòu)計(jì)算 1) 棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng) 基本概況和研究背景介紹 2) 液壓原理圖分析設(shè)計(jì) 3) 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4) 繪制液壓原理圖、總裝配 圖及部分零件圖。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟大體如下： 1) 液壓系統(tǒng)的工況分析 在開始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)機(jī)器的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，一般要考慮下面幾個(gè)問題： ? 確定該機(jī)器中哪些運(yùn)動(dòng)需要液壓傳動(dòng)來(lái)完成 ? 確定各運(yùn)動(dòng)的工作順序和各執(zhí)行元件的工作循環(huán) ? 確定液壓系統(tǒng)的主要工作性能。具體計(jì)算步驟如下： ? 計(jì)算液壓缸的主要尺寸以及所需的壓力和流量 ? 計(jì)算液壓泵的工作壓力、流量和傳動(dòng)功率 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 ? 選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)的類型和規(guī)格 ? 選擇閥類元件和輔助元件的規(guī)格 4) 對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算 必要時(shí)，對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力損失和發(fā)熱溫升要進(jìn)行演算，但是有經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)過的同類型設(shè)備可供類比參考，或者有可靠的試驗(yàn)結(jié)果，那么也可以不再進(jìn)行驗(yàn)算。 總體步驟如下： 圖 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 液壓系統(tǒng)的組成 棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng) 若能正常工作必須由以下五部分組成： 1) 動(dòng)力 元件 :它是把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置，一般由電動(dòng)機(jī)和液壓 泵 組成，其作用是為液壓系統(tǒng)提供壓力油。這類元件主要包括各種液壓閥，如溢流閥、節(jié)流閥以及換向閥等。 工作原理 棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng) 的工作 原理：液壓泵首先向系統(tǒng)提供壓力油，推動(dòng)油缸伸出。查 參考文獻(xiàn) [2]，表 20211，初定系統(tǒng)壓力為 25MPa。 4 60=15L/min。 2) 泵的流量確定 液壓泵的最大流量由文獻(xiàn) [1] P5 得： Q≥ LK (∑ maxq ) 式中 Q—— 液壓泵的最大流量， L/min； ∑ maxq —— 同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值， L/min； LK —— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 LK =~，現(xiàn)取 LK =。 與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定 選擇電動(dòng)機(jī)的公式依據(jù)查參考文獻(xiàn) [2] P52（公式 2023）進(jìn)行驗(yàn)算，即： P=60sppQ?? 式中 P—— 所選電動(dòng)機(jī)額定功率， KW； PS—— 泵的額定壓力， MPa； Q—— 泵的額定流量， L/min； ψ —— 轉(zhuǎn)換系數(shù)； η p—— 液壓泵的總效率。這一步要做的主要工作：一是選擇基本回路，二是把選出的回路組成液壓系統(tǒng)。閥應(yīng)安裝在液壓執(zhí)行元件的進(jìn)油路上，多用于輕載、低速場(chǎng)合。換向閥的控制方式和中位機(jī)能依據(jù)主機(jī)需要及系統(tǒng)組成的合理性等因素來(lái) 選擇 ， 當(dāng)換向閥 左邊 工作時(shí)，液壓缸活塞向右方向的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)換向閥 左邊不工作時(shí)， 向左方向則可以運(yùn)動(dòng) 。該系統(tǒng)的泵剛開始工作時(shí)，系統(tǒng)是空轉(zhuǎn)運(yùn)行的，可以在主油路上接溢流閥，采用電磁換向閥進(jìn)行空載與負(fù)載工作之間的轉(zhuǎn)換。 繪制液壓系統(tǒng)圖 將基本回路組成系統(tǒng)原理圖 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 將各個(gè)回路圖合成，整個(gè) 軋機(jī)的 液壓系統(tǒng)圖就初步繪制了，再檢查并加以補(bǔ)充完善，便可以繪制出正式的液壓系統(tǒng)原理圖。 3)控制閥的使用壓力、流量，不要超過其額定值 ，如控制閥的使用壓力 、流量超過了其額定值，就易引起液壓卡緊 或卡死 ，對(duì)控制閥 及系統(tǒng) 工作 質(zhì)量 產(chǎn)生的不良影響。它包括管路的沿程壓力損失1p?、局部壓力損失2p?及閥類元件的局部損失△ P3，查參考文獻(xiàn) [3]， P38，公式： 1 2 3p p p p? ? ? ? ? ? ? 21 2lvdp ??? ? ? 22 2vp ??? ? ? 23 nnQpp Q????? ? ??? 式中 l —— 管道長(zhǎng)度； d —— 管道內(nèi)徑； v —— 液流平均速度； ? —— 液壓油密度； ? ， ? —— 局部阻力和沿程阻力系數(shù)； nQ —— 閥的額定流量； Q —— 通過閥的實(shí)際流量； nP? —— 閥的額定壓力損失。 計(jì)算出的液壓系統(tǒng)的壓力損失與選系統(tǒng)工作壓力時(shí)選定的壓力損失很接近，故無(wú)須更正系統(tǒng)參數(shù)。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其它們之間的聯(lián)軸器等。散裝在主機(jī)各適當(dāng)位置上的動(dòng)力型液壓站，其形態(tài)較為簡(jiǎn)單，它主要由液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、油箱及附件、少數(shù)控制原器件等組成，因此經(jīng)常稱之為液壓站。 這種型式將 軋機(jī) 按壓系統(tǒng)的供油裝置 ,控制調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立于機(jī)床之外，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓站。 缺點(diǎn)是元件布置零亂，安裝維護(hù)復(fù)雜 。 3） 復(fù)合型液壓站不僅具有向執(zhí)行器提供液壓動(dòng)力的功能，同時(shí)還兼具控制調(diào)節(jié)功能。 在本次設(shè)計(jì)中，為了節(jié)省占地面積，力圖做到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，采用分散式 。 1) 油箱容積的驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械損失構(gòu)成總的能量損失，這些能量損失轉(zhuǎn)化為熱量，使系統(tǒng)油溫升高，由此產(chǎn)生一系列不良影響。 ? 系統(tǒng)總的發(fā)熱公率 系統(tǒng)總的 發(fā)熱公率 H是估算得來(lái)的，查參考文獻(xiàn) [1]， P46， 得系統(tǒng)總的發(fā)熱公率 H 估算公式： 0 ()H N N KW?? 式中， N—— 液壓泵輸入功率（ KW）； 0N —— 執(zhí)行元件的有效功率（ KW）； 若一個(gè)工作循環(huán)中有幾種工況，則應(yīng)求出其總平均有效功率，系統(tǒng)總的發(fā)熱公率： H=N（ 1η） 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 式中 η —— 系統(tǒng)總效率。 ? 散熱功率 及溫升 油路系統(tǒng)的散熱 ,主要靠油箱表面散熱 ,油箱的散熱功率 0H 可以用下式進(jìn)行估算： 0H =KA T? (KW) 式中 , K—— 油箱的散熱系數(shù)（ KW/ 2m? ℃）；