【正文】 當(dāng) D＜ 80mm 時，取 l1=（ ～ ） D； 當(dāng) D＞ 80mm 時，取 l1=（ ～ ） d； 為保證最小導(dǎo)向長度 H，若過分增大 l1和 B都是不適 宜的，必要是可在缸蓋與活塞之間增加一隔套 K來增加 H的值。 4．缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計算。因此一般不作計算，按經(jīng)驗選取，必要時按上式進(jìn)行驗算。 （ 1）對于薄壁缸筒（ D/δ≥ 10）： δ≥ ? ?2y Dp ? （ 21） 式中： D—— 液壓缸直徑（ mm）； py—— 缸筒試驗壓力，當(dāng)液壓缸額定工作壓力 p≤ 16MPa 時。 第二部分 液壓缸主要零部件設(shè)計 液壓缸的結(jié)構(gòu)主要分為缸筒組件、活塞組件、密封組件、緩沖組件、排氣裝置及安裝方式。 P? =PpPe （ 121） 式中 P? —— 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量（ W）； Pp—— 液壓泵的輸入功率（ W）， Pp =pq/η； Pe—— 執(zhí)行元件的有效功率（ W）， P=Fv。 1p p p? ? ??? （ 120） 式中 p? —— 液壓缸工作腔的壓力。 液壓系統(tǒng)的的壓力損失包括管道內(nèi)的沿 程損失和局部損失以及閥類元件的局部損失三項。 六、 液壓系統(tǒng)的性能驗算 必要時，對液壓系統(tǒng)的壓力損失和發(fā)熱溫升要進(jìn)行驗算，如果有經(jīng)過生產(chǎn)實踐考驗的同類設(shè)備可供類比參考，或有可靠的實驗 結(jié)果，那么液壓可以不再進(jìn)行驗算。 各元件間連接管路的規(guī)格按元件接口尺寸確定。管路內(nèi)徑的選擇是以降低流動造成的壓力損失為前提的，液壓管路中流體的流動多為層流，壓力損失正比于油液在管路中的平均流速，因此根據(jù)流速確定管徑是常用的簡便方法。在條件不允許時，可適當(dāng)增大通過閥的流量，但不得超過閥的額定流量的 20%，否則會引起壓力損失過大。 （ 3） 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上計算的值，即可從產(chǎn)品樣本中選擇合適的液壓泵的型號和規(guī)格。 （ 2） 確定液壓泵的最大流量 液壓泵 的最大流量 qp 按執(zhí)行元件工況圖上的最大工作流量及系統(tǒng)中的泄漏量來確定。 五、 液壓元件的計算和選擇 所謂液壓元件的計算，是要計算該元件在工作中承受的壓力和通過的流量，以便來選擇液壓泵的規(guī)格。 四、 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)原理圖是整個液壓系統(tǒng)設(shè)計中最重要的一環(huán)，它的好壞從根本上影響整個液壓系統(tǒng)。 3． 確定液壓缸所需的最大流量 液壓缸所需的最大流量 qmax 等于液壓缸有效面積 A 和液壓缸最大移動速度vmax的乘積，即 qmax=Avmax （ 19） 如果液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A不大于計算所得的最小有效面積 Amin，則說明液壓缸不能保證最小穩(wěn)定速度，此時必須增大液壓缸內(nèi)徑，以滿足速度穩(wěn)定的要求?？焱藭r回油腔中是有背壓的，這是也可按 p2= 考慮。這種情況下的液壓缸無桿腔工作面積 A1取為有桿腔工作面積 A2的兩倍，即活塞桿直徑d 與液壓缸缸筒直徑 D 的關(guān)系是 d=。 三、 液壓缸主要參數(shù)的確定 7 1．確定工作壓力 液壓缸工作壓力可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器設(shè)備的類型來確定。 Ff=fFN （ 13） 式中： FN—— 運(yùn)動部件及外負(fù)載對支撐面的正壓力； f—— 摩擦系數(shù)，分為靜摩擦系數(shù)（ fs≤ ～ ）和動摩擦系數(shù)（ fd≤ ～）。由此圖可直接的看出在運(yùn)動過程充何時受力最大，何時受力最小等各種情況，以此作為以后的設(shè)計依據(jù)。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟一般如下： 一、明 確設(shè)計要求 在液壓系統(tǒng)的設(shè)計中，首先應(yīng)明確系統(tǒng)設(shè)計的要求。 3． 繪制每一條圖線，標(biāo)注每一個符號都有弄懂道理，獨(dú)立繪制圖樣，不得 4 拷貝他人圖紙。 6． 內(nèi)容要在個人獨(dú)立思考、分析理解的基礎(chǔ)上，自行計算說明和加工整理。 2． 分析說明要重點(diǎn)突出，觀點(diǎn)明確，論理正確，邏輯性強(qiáng)，有說服力。因此，在液壓傳動與控制系統(tǒng)中具有綜合性和代表性，通過本畢業(yè)設(shè) 計可以全面的應(yīng)用和鞏固所學(xué)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識，提高機(jī)械設(shè)計能力和繪圖能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)新技術(shù)、獲取信息和理論聯(lián)系實際的能力，特別是使學(xué)生在液壓傳動與控制的基本理論和應(yīng)用方面得到進(jìn)一步的提高。 4． 仿形裝置 車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來實現(xiàn)，其精度最高可達(dá) ～ 。為此，液壓傳動常在機(jī)床的如下一些裝置中使用： 1． 進(jìn)給運(yùn)動傳動裝置 這項應(yīng)用在機(jī)床上最為廣泛，磨床的砂輪架，車床、自動車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架，磨床、鉆床、銑床、刨床的工作臺或主軸箱，組合機(jī)床的動力頭或滑臺等，都可采 用液壓傳動。 1 畢業(yè)設(shè)計 設(shè)計課題：臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計 適用：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 2021 年 2 前言 液壓傳動技術(shù)是機(jī)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(jī)技術(shù)結(jié)合，使液壓技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，機(jī)、電、液、氣一體是當(dāng)今機(jī)械設(shè)備的發(fā)展方向。 液壓傳動在國民經(jīng) 濟(jì)的各個部門都得到了廣泛的應(yīng)用，但是各部門采用液壓傳動的處發(fā)點(diǎn)不盡相同：例如，工程機(jī)械、壓力機(jī)械采用液壓傳動的主要原因是取其結(jié)構(gòu)簡單、輸出力大；航空工業(yè)采用液壓傳動的主要原因是取其重量輕、體積小；機(jī)床上采用液壓傳動的主要原因則是取其在工作過程中能無級變速，易于實現(xiàn)自動化，能實現(xiàn)換向頻繁的往復(fù)運(yùn)動等優(yōu)點(diǎn)。 3． 回轉(zhuǎn)主體運(yùn)動傳動裝置 車床主軸可以采用液壓傳動來實現(xiàn)無級變速的回轉(zhuǎn)主體運(yùn)動，但是這一應(yīng)用目前還不普遍。 液壓動力滑臺是利用液壓缸將泵站提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)榛_運(yùn)動所需的機(jī)械能，來實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動并完成一定得動作循環(huán)，是一種以速度變換為主的中、低壓液壓系統(tǒng)，在高效、專用、自動化程度較高的機(jī)床中已得到廣泛的應(yīng)用。清晰，層次分明，根據(jù)充分，數(shù)據(jù)和結(jié)果準(zhǔn)確。 5． 序碼編號要層次清楚、合理。 2． 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按規(guī)定確定圖幅、比例，合理選擇和布置基本視圖和剖視、剖面圖等。 5 第一部分 液壓系統(tǒng)的設(shè)計 液壓系統(tǒng)的設(shè)計是整個機(jī)器設(shè)計的一部分，它的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器的用途、特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 2．負(fù)載分析 按設(shè)備的工藝要求，把執(zhí)行元件在各階段的負(fù)載用曲線表示出來，稱執(zhí)行元件的負(fù)載 —— 位移（時間）曲線圖（負(fù)載圖）。 由切削原理可知：高速鋼鉆頭鉆鑄鐵時的軸向切削力 Ft 與鉆頭直徑 D、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 s 和鑄鐵硬度 HB 之間的經(jīng)驗算式為： Ft =（ HB） （ 12） 根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時的主軸轉(zhuǎn)速 n 和進(jìn)給量 s 可選用下列數(shù)值： 對φ = n1=360r/min s1=對φ = 來說 n2=550r/min s1=（ 2） 摩擦阻力負(fù)載 摩擦阻力是指主機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)動時與導(dǎo)軌或支撐面間的摩擦力，其值恒為正值。 除此之外，液壓缸的受力還有活塞和活塞桿處的密封裝置的摩擦阻力，其計算方法和密封裝置的類型、液壓缸的制造質(zhì)量和工作壓力有關(guān)，由于詳細(xì)計算比較麻煩，為了簡化計算，一般將其考慮在液壓缸的機(jī)械效率中，初步設(shè)計時可取η m=～ ，另外，還有背 壓力，可在最后計算時確定。 表一 按負(fù)載選擇系統(tǒng)工作壓力 負(fù)載 /KN ＜ 5 5～ 10 10～ 20 20～ 30 30～ 50 ＞ 50 系統(tǒng)壓力/MPa ＜ 0． 8～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 ＞ 5～ 7 表二 按主機(jī)類型選擇系統(tǒng)工作壓力 設(shè)備類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車工業(yè)、小型工程機(jī)械及輔助機(jī)械 工程機(jī)械 重型機(jī)械 鍛壓機(jī)械 液壓支架 船用機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 牛頭刨床 插床 齒輪加工機(jī)床 車床 銑床 鏜床 機(jī)床 拉床 龍門刨床 壓力 /MPa ＜ ＜ ～ ＜ 10 10～ 16 16～ 32 14～ 25 2．確定液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞 桿直徑 d 鑒于動力滑臺要完成的動作循環(huán)是快進(jìn) —— 工進(jìn) —— 快退，且要求快進(jìn)和快退的速度相等，這里的液壓缸需選用單杠式的，并在快進(jìn)時作差動連接。 快進(jìn)時液壓缸作差動連接，油管中有壓力損失，有桿腔的壓力應(yīng)略大于無桿腔，但其差值較小，可先按 考慮。 9 Amin=qmin/vmin （ 18） 式中 qmin—— 流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定流量閥的產(chǎn)品樣本中查得； vmin—— 液壓缸的最低速度，由設(shè)計要求給定。 （ 2）工況圖的作用 從工況圖上可以直觀的、方便的找出最大工作壓力、最大流量和最大功率，根據(jù)這些參數(shù)即可選擇液壓泵及其驅(qū)動電動機(jī)，同時是系統(tǒng)中所有液壓元件的選擇的依據(jù)，對擬定液壓基本回路也具有指導(dǎo)意義。 初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖后，應(yīng)檢查其動作循環(huán)，并制定系統(tǒng)工作循環(huán)表（電磁鐵動作順序表）。 考慮到正常工作時，進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為： pp≥ p1+∑△ p1 （ 110） 式中： pp—— 液壓泵最大工作壓力 p1—— 執(zhí)行元件最大工作壓力 ∑△ p1—— 進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時一般有節(jié)流調(diào)速和管路簡 11 單的系統(tǒng)取 =～ ，有調(diào)速閥和管路較復(fù)雜的系統(tǒng)取 =～ MPa。 KL—— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 =～ 。即所選用的閥類元件的額定壓力和額定流量要大于系統(tǒng)的最高工作壓力及實際通過閥的最大流量。 12 3． 確定管路尺寸 液壓缸進(jìn)、出油管的 管徑應(yīng)按輸入、輸出的最大流量計算，由于液壓泵具體選定之后，液壓缸在各個階段的進(jìn)、出流量以與原定數(shù)值不同，所以要重新計算。 油管管壁一般不需計算，根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳動手冊確定。為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將油箱的容量予以增大。 液壓泵應(yīng)用一定的壓力儲備量，如果計算出的系統(tǒng)調(diào)整壓力大于液壓泵的額定壓力的 75%，則應(yīng)該重新選擇元件規(guī)格和管道尺寸，以減小壓力損失，或者另選額定壓力較高的液壓泵。因此，某一工作階段液壓系統(tǒng)的總的壓力損失為 2121p p p???? ? ? ? ? ? ? ?????? （ 116） 式中 1p?? —— 系統(tǒng)進(jìn)油路的總壓力損失； 1 1 1 1p p p p? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 117） 1p??? —— 進(jìn)油路總的沿程壓力損失 1p??? —