【正文】 液壓機的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功 率損失小、動作速度快、易于集成的特點，從 70 年代初期開始出現(xiàn)，至今已得到了很快的發(fā)展。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。該機并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實現(xiàn)半自動工藝動作的循環(huán)。本機器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。 目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。 我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50 年代，液壓元件最初應(yīng)用于機床和鍛壓設(shè)備。我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50 年代，液壓元件最初應(yīng)用于機床和鍛壓設(shè)備。采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 第二次世界大戰(zhàn)前后，成功地將液壓傳動裝置用于艦艇炮塔轉(zhuǎn)向器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用機床到本世紀(jì) 30 年代才用上了液壓傳動。 本論文主要闡述了主要闡述了臥式雙面鉆、鏜專用機床液壓系統(tǒng)，能實現(xiàn)的工作循環(huán)是：機床工作循環(huán)定位→夾緊→快進→工進→死擋鐵停留→快退→松開→拔銷→原位停止。 成 都 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 設(shè)計（論文）題目： 臥式雙面鉆、鏜專用機床液壓系統(tǒng) 系 部 名 稱： 機電工程系 專 業(yè)： 數(shù)控專業(yè) 班 級： 11421 學(xué) 生 姓 名： 高小偉 學(xué) 號： 41 指 導(dǎo) 教 師： 董軍輝 二 O 一 四 年 5 月 I 摘 要 液壓傳動技術(shù)是機械設(shè)備中發(fā)展最快的技術(shù)之一，特別是近年來與微電子、計算機技術(shù)結(jié)合，使液壓技術(shù)進入了一個新的發(fā)展階段，機、電、液、氣一體是當(dāng)今機械設(shè)備的發(fā)展方向。液壓系統(tǒng)的設(shè)計包括系統(tǒng)工況分析，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，液壓元件的計算和選擇以及液壓系統(tǒng)的性能驗算、液壓缸主要零部件的設(shè)計及其結(jié)構(gòu)設(shè)計。第二次世界大戰(zhàn)期間，在兵器上采用了功率大、反應(yīng)快、動作準(zhǔn)的液壓傳動和控制裝置，它大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術(shù)的發(fā)展。 第一個使用液壓原理的是 1795 年英國約瑟夫 60 年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機床、工程機械、冶金、農(nóng)業(yè)機械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。 60 年代獲得較大發(fā)展，已 滲透到各個工業(yè)部門，在機床、工程機械、冶金、農(nóng)業(yè)機械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。我國機械工業(yè)在認真消化、推廣國外引進的先進液壓技術(shù)的同時，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強產(chǎn) 品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動作供選擇。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 液壓機的發(fā)展及工藝特點 液壓機是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，自 19 世紀(jì)問世以 來發(fā)展很快，液壓機在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)外液壓機都趨向于集成化、封閉式設(shè)計，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。我國從 1970 年開始對這種閥進行研究和生產(chǎn)，并已將其廣泛的應(yīng)用于冶金、鍛壓等設(shè)備上，顯示了很大的優(yōu)越性。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 液壓系統(tǒng)的基本組成 1）能源裝置 —— 液壓泵。 3）控制裝置 —— 液壓閥。 4）輔助裝置 —— 油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開 關(guān)等 .通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實現(xiàn)各種工作循環(huán)。原動機包括電動機、內(nèi)燃機等。流體傳動是以流體為工作介質(zhì)進行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動。由于液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此，它被廣泛地應(yīng)用于機械制造、工程建筑、石油化工、交通運輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。 2）液壓傳動能方便地實現(xiàn)無級調(diào)速，并且調(diào)速范圍大。 5）液壓傳動易獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，可以使傳動結(jié)構(gòu)簡單。 2）液壓傳動在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等，故不宜于遠距離傳動。 5）液壓系統(tǒng)故障的診斷比較困難，因此對維修人員提出更 高的要求，即需要系統(tǒng)的掌握液壓傳動的理論知識，液壓具有一定的實踐經(jīng)驗。 要求 設(shè)計一臺雙面鉆、鏜專用機床的液壓系統(tǒng)。要求速度換接平穩(wěn)，運行安全可靠；可實現(xiàn)手動和半自動控制。 4）防塵、防寒、噪聲控制要求。而各個階段都具有不同的速度，已知各階段的負載和速度，即可求出各階段功率的變化規(guī)律。5500= 畫出一個工作循環(huán)中的速度循環(huán)圖如下： 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 圖 32 速度循環(huán)圖 液壓缸的負載分析 動力滑臺液壓缸在快進、快退階段，啟動 時的外負載是導(dǎo)軌的靜摩擦阻力和液壓缸的靜密封摩擦阻力，加速時的外負載是導(dǎo)軌的動摩擦阻力、液壓缸的動摩擦阻力和慣性力，恒速時的外負載是導(dǎo)軌動摩擦阻力和液壓缸動密封摩擦阻力；在工進階段，外負載是工作負載即切削力、導(dǎo)軌動摩擦阻力和液壓缸動密封摩擦阻力。247。 計算液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸 為了滿足滑臺快速進退速度相等，并減小液壓泵的流量，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積 A1與 A2贏滿足 A1=2A2，即活塞桿的直徑 d 和液壓缸的內(nèi)徑 D 的關(guān)系為 d=。 確定夾緊缸的內(nèi)徑和活塞桿徑 根據(jù)夾緊缸的夾緊力夾 F 夾 =1200N，選夾緊缸工作壓力夾 P= 可以認為回油壓力為零，夾緊缸的機械效率η =1 mF 12021πP4 6 ????? 夾夾 查表，取 D=40mm。 ????? ? 4100 － － － 加速 1685 － － 恒速 1430 414 工進 qpPvAqAApFp cm1211221。同時考慮到工進 → 快退時回油流量較大 ，液壓缸采用差動連接，為保證換向平穩(wěn)，電液動換向閥宜采用三位五通閥，為了保證機床調(diào)整時可停止在任意位置上，現(xiàn)采用中位機能 O 型。兩者各有利弊，比較如下： 限壓 式變量泵 雙聯(lián)葉片泵 1 系統(tǒng)較簡單 須配有溢流閥，卸荷閥組，系統(tǒng)較復(fù) 雜 2 無溢流損失，系統(tǒng)效率高，溫升小 有溢流損失，系統(tǒng)效率低，溫升較大 3 流量突變時，定子反應(yīng)滯后，液壓 沖擊大 流量突變時，液壓沖擊一般取決于溢 流閥的性能，一般沖擊較小 4 內(nèi)部徑向力不平衡，軸承負載比較大，壓力及波動噪音較大，工作平穩(wěn)性差 內(nèi)部徑向力平衡，壓力平穩(wěn)，噪音小，工作性能好 根據(jù)上表的比較，又由于左右工作滑臺在工作時要采用互不干擾回路，所以成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 選用雙聯(lián)葉片泵。 輔助回路 在液壓泵進口設(shè) 置一過濾器以保證吸入液壓泵的油液清潔；出口設(shè)一壓力表及開關(guān)，以便各壓力控制元件的調(diào)壓和觀測。此時液壓缸 31 為差動連接，動力頭快進。此時系統(tǒng)壓力升高，順序閥 25 打開，溢流閥 9打開，以便與調(diào)速閥 29 的開口相適應(yīng)。系統(tǒng)中油液的流動路線為 進油路： 雙聯(lián)葉片泵 1→ 換向閥 24（右位 )→ 液壓缸 31 有桿腔。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 第 5 章 各液壓元件的計算和選擇 液壓泵及其驅(qū)動電機計算與選定 液壓泵的工作壓力的計算 由液壓缸工況圖 36 或表 35 可以查得液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在工進階段，即 p1=。倒推算得小泵和大泵額定流量分別為 qp1=V1nηv=960= qp2=V2nηv=100960= 雙泵流量 qp 為 qp=qp1+qp2=+=與系統(tǒng)所需流量相符合。 油箱容量 油箱容量按式 V=αqp 計算，本系統(tǒng)屬于中壓系統(tǒng) α=6，得油箱容量為 V=αqp=6=551L≈560L 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 第 6 章 液壓系統(tǒng)性能的驗算 回油路 中的壓力損失 管道直徑 d=20mm，進、回油管道長度均取為ι =2m；液壓油選用 LHM100，油液運動粘度ν =1 104m2/s，油液密度 ρ=103kg/m3。 大流量泵在快退時的工作壓力最高，其數(shù)值為 pp2=106+105= 此值為調(diào)整順序閥的調(diào)整壓力時的主要參考依據(jù)。 按公式 A=(a+b） h+ 算得油箱的散熱功率為 A=(+)+=（ m2） 油箱的散熱功率為 Pho=KAΔt 取油箱散熱系數(shù) K=15W/(m參考《液壓傳動設(shè)計指南》表 22 和表 23，預(yù)選液壓缸的設(shè)計壓力 p1=4MPa。 液壓缸油口尺寸的確定 液壓缸的油口包括油口孔和連接螺紋。承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支撐面中點的距離 H稱為最小導(dǎo)向長度（如圖 71），如果最小導(dǎo)向長度過小將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計時必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。 缸筒與缸蓋的連 接形式 缸筒與缸蓋的連接形式有多種，如法蘭連接、外半環(huán)連接、內(nèi)半環(huán)連接、外螺紋連接、拉桿連接、焊接、鋼絲連接等。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁 活塞的結(jié)構(gòu)形式 活塞的結(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和組合活塞，根 據(jù)密封裝置形式來選用活塞結(jié)構(gòu)形式，查參考文獻活塞及活塞桿的密封圈使用參數(shù)，該系統(tǒng)液壓缸中可采用 O形圈密封。 缸筒 缸筒材料一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的缸體還要求有良好的焊接性能，結(jié)合。該系統(tǒng)中采用螺紋連接，該連接方式結(jié)構(gòu)簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置，多在組合機床上與工程機械的液壓缸上使用。 活塞 活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此它于缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，即不能過緊，也不能間隙過大。 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓缸主要尺寸確定以后，就進行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 選用鑄鋼作為缸體材料： ? ??? 2 Dpy? = 1102 ? ?? =≈3mm 因此缸體壁厚應(yīng)不小于 ，又因為該系統(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng)，所以不必對缸體最薄處壁厚強度進行校核 。取 d0=18mm 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)參數(shù) 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。為了簡化工藝及降低成本，所確定的液壓缸行程應(yīng)盡量采用變準(zhǔn)系列值，參考《液壓傳動設(shè)計指南》 節(jié)表71表 716 和表 717。算得 Pho=15 25=（ W）＞ Ph= 可見油箱散熱能夠滿足液壓系統(tǒng)的散熱要求，不需加其他冷卻裝置。 計算系統(tǒng)效率 根據(jù)公式η c=qpllqpqp?? 可算得工作階段的回油路效率 η c=221111pppp qpqpqp? =)60 2 (60106 3 363636??????????? ???= 其中，大流量泵的工作壓力 pp2就是通過順序閥的損失，因此其數(shù) 值為 pp2=106()2= 前已取雙聯(lián)液壓泵的總效率為η p=，現(xiàn)取液壓缸的總效率η cm=ηA=，則按公式η =η pη cη A 即可算得本液壓系統(tǒng)的效率 η = = 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 足見工進時液壓系統(tǒng)效率極低，這主要是由于溢流損失和節(jié)流損失造成的。