【正文】 完成的動(dòng)作 。 4) 用礦物油作液壓介質(zhì)，油燃燒危險(xiǎn)，應(yīng)注意防止。由于液壓系統(tǒng)的油壓很高，因此液壓油容易通過密封或間隙，內(nèi)泄漏則降低容積效率，外泄漏則引起介質(zhì) 的消耗，同時(shí)又引起環(huán)境污染。 10) 易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 8) 易于防止過載事故。這是由于液壓 機(jī)構(gòu)的功率比較大，所以設(shè)備得慣性小，因此反應(yīng)速度就快。例如，用節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量時(shí)，其流量變化可以從，調(diào)速比可達(dá) 5000，其他形式的傳遞比是無可比擬的。例如，飛機(jī)上的液壓泵，每千瓦功率的重量只有 ㎏，而電動(dòng)機(jī)每千瓦的重量達(dá) — 2 ㎏，所以在要求傳遞較大的功率而又不允許有較大的體積的情況下應(yīng)采用液壓傳動(dòng)。液壓泵可以 獲得較高的壓力，目前液壓泵可達(dá)壓力 35Mpa，因此液壓缸或液壓馬達(dá)可以獲得很大的力或力矩。至于航天、軍工等廣泛采用先進(jìn)技 術(shù)的部門，液壓系統(tǒng)更是得到廣泛的應(yīng)用。； hydraulic 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 液壓系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用 液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)工業(yè)部門及農(nóng)林牧漁等許多部門得到愈來愈廣泛的應(yīng)用 ,而越先進(jìn)的設(shè)備 ,其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部分也越多 ,因此 ,對(duì)于機(jī)械專業(yè)的人員來說 ,學(xué)好液壓技術(shù) ,能熟練設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)是基本的專業(yè)要求。 G30 鋼管自動(dòng)切斷液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是利用液壓技術(shù)原理，實(shí)現(xiàn)鋼管切斷中鋸片的快進(jìn)、工進(jìn)、快退和鋼管的夾緊、松夾等工序，實(shí)現(xiàn)整個(gè)切斷過程的自動(dòng)化。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)液壓系統(tǒng)在機(jī)床中的應(yīng)用，液壓系統(tǒng)相比其他系統(tǒng)有很多的優(yōu)點(diǎn)，而且液壓技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)十分成熟，便于進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、系統(tǒng)的運(yùn)行。 在造紙、紡織 、 塑料 、 橡膠等輕工業(yè)，造紙機(jī) 、 紡織機(jī) 、 注塑機(jī) 等機(jī)械設(shè)備上都有大量使用著液壓系統(tǒng)，在礦山、石油、冶金、加工等重工業(yè)中，由于液壓系統(tǒng)能傳遞很大的能量而設(shè)備的重量相對(duì)其他傳動(dòng)方式具有較小的重量，所以，具有更廣泛的應(yīng)用。機(jī)床行業(yè)是最多使用液壓技術(shù)的行業(yè)之一，雖然目前由于電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)技術(shù)中的交流變頻技術(shù)的發(fā)展是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)奪回不少液壓驅(qū)動(dòng)的范圍，但在大功率或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，液壓系統(tǒng)還是被廣泛使用。例如，一個(gè) 30 ㎝ 直徑的液壓缸，當(dāng)壓力為 21Mpa 時(shí)，可以獲得 106的推力，因此被廣泛應(yīng)用于需要很大力或力矩的重型機(jī)械上。 3) 易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液 壓缸對(duì)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)是最容易的，而電動(dòng)機(jī)則須通過齒輪或癡齒條等機(jī)構(gòu)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)。 5) 傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，由于液壓流體的控制可以在非常小的流量時(shí)仍然很均勻，所以設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度可以很平穩(wěn)。例如，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不超過同功率電機(jī)的 10％，故啟動(dòng)中等功率的電動(dòng)機(jī)需要 1— 2s，而同等功率的液壓機(jī)械的啟動(dòng)時(shí)間不超過 。故在液壓傳動(dòng)中可以方便地使用液壓閥來控制系統(tǒng)的壓力，從而防止過載，避免事故的發(fā)生，而且可以通過安裝在系統(tǒng)中的壓力計(jì)來了解各處的工 作情況和壓力大小，而在機(jī)械傳動(dòng)中各處的負(fù)載大小就不易觀測(cè)。各種液壓系統(tǒng)都是由液壓元件組成，因此對(duì)液壓元件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，可大大提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 2) 有的黏度隨溫度變化，引起工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。 5) 礦物油與空氣接觸會(huì)發(fā)生氧化，使油變質(zhì)。 按循環(huán)方式分類 按介質(zhì)的循環(huán)方式可分為開式液壓系統(tǒng)和閉式液壓系統(tǒng)下面簡(jiǎn)單的列舉兩個(gè)例子以作說明，如下圖所示： 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 1) 開式液壓系統(tǒng) 如圖 1— 3— 1 所示，液壓泵自油箱吸油，供給液壓缸或液壓馬達(dá)作功，而液壓缸或液壓馬達(dá)回油則流回油箱。閥 1 至 5 組成雙向安全閥 ,防止管 A、 B內(nèi)的油壓超過單向閥 3的調(diào)定值。 閉式液壓系統(tǒng)制動(dòng)過程可通過操縱泵 a的變量機(jī)構(gòu)使排量逐漸為零二實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)楸容^復(fù)雜，不做詳細(xì)介紹。它的工作原理是依靠液壓泵密封工作腔容積大小交替改變來實(shí)現(xiàn)的。 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是針對(duì)鋼管自動(dòng)切斷系統(tǒng)使用的液壓夾緊及傳動(dòng)系統(tǒng)，它的工作環(huán)境，要求動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的輸出動(dòng)力穩(wěn)定，傳動(dòng)速度可調(diào)，維護(hù)修理方便，有人性化的工作環(huán)境，在技術(shù)條件允許的情況下，應(yīng)盡量選擇噪 音污染低的液壓泵。 油箱 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 油箱在液壓系統(tǒng)中作用主要是： a) 貯存系統(tǒng)循環(huán)所需的油液； b) 釋放系統(tǒng)工作時(shí)所釋放的熱能； c) 釋放混入油液中 的氣體 雜質(zhì)。而閉式油箱則是油箱液面與大氣隔絕。一般來說，輔助元件都已標(biāo)準(zhǔn)化，可以直接選用。 液壓管道和管接頭時(shí)連接液壓元件、輸送壓力油的裝置，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)需要選擇正確的管道和管接頭。液壓缸一般用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)或擺運(yùn)動(dòng)等。單作用液壓缸只有一個(gè)工作油口。 活塞式液壓缸主要由缸筒、活塞、活塞桿、密封件等零件組成。綜合所述，此次設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)采用的執(zhí)行元件采用直線往復(fù)、雙作用單活塞桿式液壓缸。 液壓閥按用途可分為壓力閥、流量閥、方向閥；按閥的管路連接方式可分為螺紋連接、板式連接、法蘭連接；按壓力級(jí)別分為中低壓閥系列 (63 105Pa)、中高系列 (210武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 105Pa)、高壓系列 (320 105Pa)；按操縱方法可分為手動(dòng)式、機(jī)動(dòng)式、電動(dòng)式、液壓式和電液式。單向閥有著通單向閥和液控單向閥兩類。按照結(jié)構(gòu)形式，換向閥可分為滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式和錐閥式。 調(diào)速 閥是進(jìn)行了壓力補(bǔ)償節(jié)流閥。按其功能和用途可分為益流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等，它們的共同特點(diǎn)是利用閥芯上的液壓作用力與彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作。在本次設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)用溢流閥起過載保護(hù)作用，在夾緊回路中用減壓閥得到恒定壓力。電動(dòng)機(jī)在系統(tǒng)中的工作時(shí)間較長(zhǎng)，不經(jīng)常啟停，可設(shè)置成簡(jiǎn)單的停止開關(guān)控制，主液控回路的控制則由主要由 PLC 完成。當(dāng)被控制壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電器微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，從而發(fā)出斷電的電信號(hào)來控制系統(tǒng)的有關(guān)動(dòng)作。二們?nèi)姶艙Q向閥用于實(shí)現(xiàn)液壓缸 13 的爬行，在調(diào)速閥之前設(shè)置一支精濾器。由于快進(jìn)時(shí)滑臺(tái)負(fù)載較小，工作壓力不高，變理泵 2 以最大流量輸入，此時(shí)進(jìn)給缸以差動(dòng)連接。 快退 當(dāng)工作臺(tái)到達(dá)預(yù)定位置，切斷鋼管后，工作臺(tái)碰觸行程開關(guān) 2XK 并發(fā)出訊號(hào)，使電磁換向閥 7 的 2YA 失電，其右位接入回路，其此時(shí)的油路： 進(jìn)油路：油泵 2→單向閥 4→電磁換向閥 7 的右位→單向閥 9→電磁換向閥 11 的右位→缸 12 的右位 回油路：缸 12 的左位→電磁換向閥 7 的右位→油箱 夾緊裝置松開 當(dāng)鋸片退回 來原來位置，碰觸 3XK 時(shí)，發(fā)現(xiàn)永嘉與使電磁換向閥的 2YA 失電，此時(shí)油路中斷，停止運(yùn)動(dòng)。 快時(shí)時(shí)采用關(guān)動(dòng)迦接，并使液壓缸的大小腔面積比為 2,充分利用回油流量對(duì)無腔的補(bǔ)油作用，不便可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)快退速度相等，而且可使泵的總流量減少一半，減小泵的流量規(guī)格，降低能耗，減少成本，提高效率 。通過對(duì)執(zhí)行元件的受力分析和計(jì)算可以確定液壓缸的尺寸和液壓系統(tǒng)的其它重要性能參數(shù)。 Fa= N= 3. 導(dǎo)軌摩擦載荷 對(duì)于平導(dǎo)軌，機(jī)床工作部件對(duì)動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌的法向力 FN=1300N,取 fs=,fd=,則 靜摩擦阻力 Ffs= 1300N=260N 動(dòng)摩擦阻力 Ffd= 1300N=130N 4. 液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各個(gè)階段的總負(fù)載力 表 31 負(fù)載表 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 循環(huán)動(dòng)作 計(jì)算公式 液壓缸總負(fù)載力（ N） 啟動(dòng) Ffs 260 加速 Ffd+Fa 快進(jìn) Ffd 130 工進(jìn) Ffd+Fg 5130 反響啟動(dòng) Ffs 260 快退 Ffd 130 停止 FfdFfa 5. 鋸片工進(jìn)速度和快進(jìn)、工進(jìn)、快退時(shí)間 表 32 速度時(shí)間表 工進(jìn)速度 快進(jìn)速度 50mm/s 快進(jìn)時(shí)間 t1=s=2s 工進(jìn)時(shí)間 t2=s= 快退時(shí)間 t2=s= 6. 繪制液壓缸 FL和 VL 圖 綜合上述計(jì)算結(jié)果，以行程為橫坐標(biāo)，分別以受力和速度為縱坐標(biāo)繪制 FL和 VL武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖。根據(jù)表 3— 3，當(dāng)回油調(diào)速系統(tǒng)工作時(shí)采用調(diào)速閥，此時(shí)選用回油調(diào)速壓力為 P2=。 c) 計(jì)算缸筒壁厚 缸筒底部為平面時(shí)，其厚度 δ 1 可以按照四周嵌住的圓盤強(qiáng)度近似計(jì)算，其計(jì)算公式為 ,取 . d) 活塞桿及缸筒的長(zhǎng)度計(jì)算 缸筒及活塞桿的長(zhǎng)度與活塞的工作行程有關(guān)。 計(jì)算系統(tǒng)的性能參數(shù) 1. 油管內(nèi)徑的計(jì)算 管道內(nèi)徑的計(jì)算公式 , （ ） 式中 Q— 通過管道內(nèi)的流量； v— 管內(nèi)允許速度 ,見表 3— 4 表 3— 4 允許流速推薦值 管道 推薦流速 / 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 液壓泵吸油管道 — ，一般取 1以下 液壓泵壓油管道 3— 6，壓力高、管道短、粘度小，取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 — 對(duì)于吸油管路??；對(duì)于回油管路取；對(duì)于壓油管路取。液壓油的選用需要考慮很多的因素，其中，粘度時(shí)最重要的因素，它對(duì)液壓油的壓力損失、發(fā)熱、泄漏和系 統(tǒng)的效率都有直接的影響。小于圓形光滑管道臨界雷諾數(shù) Re(2021— 23000)，故可斷定流動(dòng)狀態(tài)為層流。依著這三個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行工作壓力、最大流量和所需電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算。 . 為滿足回油路中流量和壓力的變化的要求，進(jìn)給油路中采用限壓式變量泵，型號(hào)為YBx25。 根據(jù)液壓傳動(dòng)原理圖， 選擇所需的溢流閥、背壓閥、換向閥、單向閥、節(jié)流閥、繼電器。 選取單向閥的型號(hào)為 DFYL10H，最高使用壓力為 21Mpa，公稱通徑為 10mm. 3. 調(diào)速閥的選擇 調(diào)速閥 是利用其自身結(jié)構(gòu)前面的減壓閥保證后面節(jié)流閥的前后壓差不隨負(fù)載變化而變化，其流量恒定不變，能保證運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定。 5. 繼電器的選用 壓力繼電器用于電液系 統(tǒng)中它能把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。 常用濾油器按其濾芯形式可分為：網(wǎng)式、線隙式、燒結(jié)式、磁性式等多種。 本系統(tǒng)選擇 KFL8/12E 型壓力表開關(guān)，通徑 8mm,壓力 350Mpa，壓力表接頭 D為 M12 。（ ） 對(duì)于本系統(tǒng)時(shí)，由于使用的是雙聯(lián)泵，電動(dòng)機(jī)的功率包含兩部分，即進(jìn)給油路和夾緊油路。 1. 沿層壓力損失的計(jì)算 ；（ ） 2. 局部壓力損失的計(jì)算 節(jié)流閥的壓力損失為 (— )Mpa，調(diào)速閥的壓力損失不小于 ，所以各類閥的壓力損失和為。 (??p為調(diào)速閥在工進(jìn)時(shí)的壓力損失 )。 分散配置型液壓裝置是將液壓系統(tǒng)的液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、執(zhí)行元件、液壓控制閥和輔助元件按照機(jī)器的布局、工作特點(diǎn)和操控要求分散安裝在主機(jī)的適當(dāng)位置上，液壓系統(tǒng)各組成元件通過管道逐一連接起來。液壓站的優(yōu)點(diǎn)是外形整齊美觀，便于安裝維護(hù)，便于采集和檢測(cè)電信號(hào)以利于自動(dòng)化，可以隔離液壓系統(tǒng)震動(dòng)、發(fā)熱等對(duì)主機(jī)精度的影響。 液壓泵站的類型及其組件的選擇 液壓泵站類型的選擇 液壓泵站是液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，根據(jù)電動(dòng)機(jī)安裝方式不同，分為立式和武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 臥式兩種。非上置式液壓泵組置于油箱 液面以下，有效地改善了液壓泵的吸入性能，且裝置高度低，便于維護(hù)，適用于功率較大的液壓系統(tǒng)。機(jī)組型液壓泵站適用于中等規(guī)模的液壓系統(tǒng)，中央型液壓泵站適用于大型液壓系統(tǒng)。閥類元件的配置形式目前廣泛采用集成化配置，有三種形式：板式配置、集成塊式集成配置和疊加閥式集成配置。 綜合考慮優(yōu)缺點(diǎn)和本次設(shè)計(jì)的情況，選用集成塊式集成配置作為閥類元件的配置形式。 油箱體一般用 — 4mm 的鋼板焊接而成，也可鑄造。為了在工作中能夠觀查到油箱的最高油面和允許的最低油面，當(dāng)需要安裝熱交換器、冷卻器、儲(chǔ)能器等裝置時(shí)，應(yīng)充分考慮其安裝位置，油箱壁應(yīng)該涂上耐油防銹涂料。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 油箱清潔蓋和油箱清洗蓋的選擇 油箱清潔蓋是內(nèi)嵌密封圈來密閉進(jìn)油管路或回油管路，以避免污染物進(jìn)入油箱；油箱清潔蓋則是清洗油箱時(shí)工作窗口，保證人手及其工具能夠從清潔蓋窗口進(jìn)入。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 總結(jié) 將 近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回眸這段時(shí)間和經(jīng)歷，讓我感慨萬千，其中有苦亦有甜，畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于檢測(cè)我們大學(xué)四年所學(xué)的主要知識(shí)，因?yàn)樵谄綍r(shí)，所學(xué)的知識(shí)都是零碎的、很多時(shí)候沒經(jīng)過系統(tǒng)的整理，各學(xué)科之間的聯(lián)系沒得到充分的認(rèn)識(shí)。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，能夠順利進(jìn)行，得益于學(xué)校老師