【正文】 教研室意見 主任意見： 。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是周衛(wèi)東老師指導(dǎo)的，從畢業(yè)設(shè)計(jì)前期資料的收集到具體的實(shí)施過程，至始至終都在周老師的精心指導(dǎo)和大力的支持幫助下完成的。 根據(jù)查表查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 180 4YM? ，其額定功率為 。 機(jī)座不帶底腳，端蓋有絕緣。外殼防護(hù)等級(jí)為 44IP 。因此，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，首先應(yīng)是在各種工作方式下選擇電動(dòng)機(jī)的容量。而且對(duì)這些參數(shù)要綜合進(jìn)行考慮。相互平行的管道應(yīng)保持一定的間隔，并用管夾固定。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整或裝拆電磁鐵。 液壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 1. 液壓裝置中各部件、元件的布置要均勻、便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且要適當(dāng)?shù)刈⒁馔庥^的整齊和美觀。它的優(yōu)點(diǎn)是大底板不用加工，安裝方便，電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度靠法蘭 盤上的止口來保證。 2. 支架式 液壓泵直接裝在支架的止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再與帶底座的電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。以防止銹蝕。液面指示器一般選用帶有溫度計(jì)的液面指示器。密封材料碎片、油漆皮和 紗纖維。泄漏油管以單獨(dú)配管為最好，盡量避免與回油管集流配管的方法。濾油器要有足夠大的容 量，避免阻力太大。本設(shè)計(jì)的管口與箱底的距離為 160mm，切口與箱壁的距離為 250mm。 5. 側(cè)板：側(cè)板厚度一般為 34mm，側(cè)板四周頂部應(yīng)該加工成高出油箱頂板 3～ 4mm，為了使液壓元件的在工作等的情況下泄漏出來的油不至于灑落在地面上或操作者的身上，同時(shí)可以防止液壓油箱的頂板在潮濕的氣候中腐蝕。頂板上的元件和部件的安裝面應(yīng)該經(jīng)過機(jī)械加工，以保證安裝精度，同時(shí)為了減少機(jī)加工工作量，安裝面應(yīng)該用形狀和尺寸適當(dāng)?shù)暮皲摪搴附?。一般采用型鋼來加工底腳。本設(shè)計(jì)中取油箱的壁厚為 6mm。但有時(shí)為了提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大，本設(shè)計(jì)中的油箱根據(jù)液壓泵與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接方式的需要以及安裝其它液壓元件需要，選擇長(zhǎng)為 ,寬為 ，高為 。 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先 P20767 鍛壓機(jī)械的油箱容積通常取為每分鐘流量的 612 倍。本設(shè)計(jì)中采用臥式聯(lián)接。 1. 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)接的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸 油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。同時(shí)供油裝置的振動(dòng)、液壓油的發(fā)熱都將對(duì)機(jī)床的工作精度產(chǎn)生不良影響，故較少采用，一般非標(biāo)設(shè)備不推薦使用。 （ 2）分散式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在機(jī)床 的各處。液壓站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，液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。 為了便于檢查和裝配集成塊，應(yīng)把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置圖繪在旁邊。 5）集成塊零件圖的繪制 集成塊 的六個(gè)面都是加工面，其中有三個(gè)面要裝液壓元件，一個(gè)側(cè)面引出管道。液壓元件泄露孔可考慮與回油孔合并。 液壓元件在水平面上的孔道若與公共孔道相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑 d范圍內(nèi)，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。把制做好的液壓元 件樣板放在集成塊各視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應(yīng)以連接板為準(zhǔn)。 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定。若沒有底板，則要注意，有的樣本提供的是元件的俯視圖，做樣板時(shí)應(yīng)把產(chǎn)品樣本中的圖翻成 180176。 （ 3）集成塊設(shè)計(jì) 集成塊的設(shè)計(jì)步驟： 1）制作液壓元件樣板。 （ 1）底板及供油塊設(shè)計(jì) 圖 8為底 板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。 2）把各個(gè)液壓?jiǎn)卧苫芈愤B接起來，組成液壓集成回路，一個(gè)完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測(cè)壓回路等單元液壓集成回路組成。油路板一般采用框架固定，要求安裝﹑維修和檢測(cè)方便。 液壓油路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓油路板一般用灰鑄鐵來制造，要求材料致密，無縮孔疏松等缺陷。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊 按設(shè)計(jì)規(guī)律裝配成一個(gè)液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短。 板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。 參閱 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) P17表 210，在本次設(shè)計(jì)中采用 O形密封圈。 參閱 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) P16表 29，在本次設(shè)計(jì)中，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為： 導(dǎo)向套與活塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)中 采用外半環(huán)連接，如下圖 6 所示： 圖 ：缸體與缸蓋的連接方式 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式的優(yōu)點(diǎn)： (1)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 (2)加工裝配方便 缺點(diǎn)： (1)外型尺寸大 (2)缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚 2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 參閱 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) P15表 28，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 2030 倍。 為保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H，若過分增大 1l 和 B 都是不適宜的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套 K來增加 H的值。3 2 2 . 9 3 1 00 . 4 3 3 0 . 3 1 1 0 4 9 . 61 0 0 2 7 0t m m m? ?? ? ? ?? 取 t’ =50mm 3)最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離 H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度（如下圖 2 所示）。 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng) 1D 為 mmDD 39035232021 ?????? ? 2) 液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參閱 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) P12表 26 中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 ? ??? 2 Dpy? 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程 式中 ? —— 液壓缸壁厚 (m)； D—— 液壓缸內(nèi)徑 (m)； yp —— 試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力 的 ()倍 ? ?aMP ； ??? —— 缸筒材料的許用應(yīng)力。 液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。 6 0 0 M Pa[ ] 1 5 0 M Pa4? ?? (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 633 1 . 2 5 1 0 2 0 1 0 2 . 12 [ ] 2 1 5 0pd m m mM P a? ??? ? ?? ? ?? (2). 液壓泵回油管道的壁厚 633 1 . 2 5 1 0 2 5 1 0 2 . 62 [ ] 2 1 5 0pd m m mM P a? ??? ? ?? ? ?? 所以所選管道適用。 (2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑 ： 取 v= 4Qdmv?? 34 4 7 0 . 6 5 1 0 256 0 3 . 1 4 2 . 4Qd m m mv????? ? ??? 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）。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。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。 (2). 密封性能好。柱塞泵為 ~ ，取 p?? 。材料及加工精度要求高，加工量大，價(jià)格昂貴。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?。所以選軸向柱塞變量泵。 11 1 2 2 1 1 2()6m AF A P A P A P P? ? ? ? ? 1P —— 液壓缸工作腔的壓力 Pa 2P —— 液壓缸回油腔的壓力 Pa 故： 3 221 2 61() 1 5 0 1 0 9 .80 .0 6 6 22() ( 2 5 ) 0 .9 1 06 6mFA m mPP? ??? ? ?? ? ? ? 1( 4 ) 0 .2 9 0 4ADm???? 55 0 . 2 9 0 4 0 . 2 6 566d D m? ? ? ? ? 當(dāng)按 GB234880 將這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得： 320D mm? , 280d mm? 由此求得液壓缸面積的實(shí)際有效面積為： 22 21 0 . 3 2 0 . 0 8 0 344DAm?? ?? ? ? 2 2 2 2 22 ( ) ( 0 . 3 2 0 . 2 8 ) 0 . 0 1 8 8 444Dd??? ? ? ?? ? ? 液壓缸實(shí)際所需流量計(jì)算 ① 工作快速空程時(shí)所需流量 111cvAVQ ?? 圖 ：?jiǎn)位钊麠U液壓缸計(jì)算示意圖 cv?? 液壓缸的容積效率，取 ? ? 31 30 .0 8 0 3 0 .3 1 0 6 0 1 5 0 6 ( )m in0 .9 6 1 0 LQ ? ? ???? ② 工作缸壓制時(shí)所需流量 3122 30 . 0 8 0 3 0 . 0 1 1 0 6 0 5 0 . 1 8 7 5 ( )m in0 . 9 6 1 0cvAV LQ ? ? ? ?? ? ?? ③ 工作缸回程時(shí)所需流量 3232 30 . 0 1 8 8 4 0 . 0 6 1 0 6 0 7 0 . 6 5 ( )m in0 . 9 6 1 0cvAV LQ ? ? ? ?? ? ?? 3． 2 液壓元件的選擇 3． 確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 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25MPa ，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為 1MPa （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 611 ( 2 5 1 ) 1 0 2 6pP P P M P a? ? ? ? ? ? ? 上述計(jì)算所得的 pP 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 nP 應(yīng)滿足： / 26 / 31 .25npP P M pa? ? ? 液壓泵的最大流量應(yīng)為： max()pLq K q? ? 式中 pq? 液壓泵的最大流量 max()q ?? 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 2~3 minL 。 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。 頂出缸運(yùn)動(dòng)工作循環(huán) （ 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。 （ 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。使液壓缸的上腔加壓。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時(shí)也可以增加液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性，提高加工零件的精度。其工作原理：當(dāng)保壓延時(shí)結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁閥 6YA 通電，二位二通電磁換向閥 10 處于下位，從而使主缸上腔壓力油液通過節(jié)流閥 9，電磁閥 10，與油箱連通，從而使主缸上腔油卸壓，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào) 節(jié)。保壓時(shí)間由時(shí)間繼電器在 024min 調(diào)節(jié)。 自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：按下起動(dòng)按紐，電磁鐵 1YA 通電，電磁換向閥 6 右位接入系統(tǒng)，油液一部分壓力油通過節(jié)流調(diào)速 閥 8進(jìn)入主缸上腔；另一部分油液將液控單向閥 7打開，使主缸下腔回油，主缸活塞帶動(dòng)上滑塊快速下行，主缸上腔壓力降低，其頂部充液箱的油經(jīng)液控單向閥 14 向主缸上腔補(bǔ)油?？紤]到設(shè)計(jì)要求，保壓時(shí)間要達(dá)到 5s，壓力穩(wěn)定性好。