【正文】 經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選取。初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取：管路簡(jiǎn)單，管中流速不大時(shí)，取 p?? ＝ ～ ；管路復(fù)雜而且管中流速較大或者有調(diào)速元件時(shí)，取 p?? ＝ ～ 。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。 ? ?2 2 24 3 . 1 4 4 0 . 2 3 . 1 4 4 cmD d D F???? ? ? ? ? ? ??? 得 D=（ mm） 按 GB/T23481980 ,取標(biāo)準(zhǔn)值： D=50（ mm） 又 d=，得 d=25（ mm），取標(biāo)準(zhǔn)值 d=28（ mm） 則液壓缸無(wú)桿腔實(shí)際有效面積為： 21 4AD?? ??? =? ?2cm 有桿腔實(shí)際有效面積為： ? ?222 4A D d??? ? ? ??? =? ?2cm Ⅱ工位夾緊缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 Ⅱ工位夾緊缸的無(wú)桿腔作為主工作腔，則有公式： 1 1 2 2 m a x cmP A P A F ??? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 則有 ? ?2 2 24 3 . 1 4 4 0 . 2 3 . 1 4 4cmD D d F???? ? ? ? ? ? ??? 得 D=（ mm） 按 GB/T2348— 1980 ,取標(biāo)準(zhǔn)值： D=32（ mm） 又 d=， 得 d=16（ mm）， 取標(biāo)準(zhǔn)值 d=20（ mm） 則液壓缸無(wú)桿腔實(shí)際有效面積為： 21 4AD?? ??? =? ?2cm 有桿腔實(shí)際有效面積為： ? ?222 4A D d??? ? ? ??? =? ?2cm 液壓缸工作循環(huán)中各階段的各項(xiàng)參數(shù) 根據(jù)上述假定條件經(jīng)計(jì)算得到液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如下表所示： 表 28 Ⅰ工位夾緊缸工作循環(huán)個(gè)階段的壓力、流量和功率 工作階段 計(jì)算公式 負(fù)載 /N 回油腔壓力 2p /MPa 工作腔壓力 1p /MPa 輸入流量 Q 1/ minL ? 輸入功率 /w 啟動(dòng) 2112()cmF pAp A??? 21q Av? 1N pq? 490 — — — 加速 304 — — 夾緊 5245 70..96 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 反向啟動(dòng) 2211()cmF pAp A??? 12q Av? 1N pq? 490 — — — 加速 420 — — 松開(kāi) 245 表 29 Ⅱ工位夾緊缸工作循環(huán)各個(gè)階段的壓力、流量和功率 工作階段 計(jì)算公式 負(fù)載 /N 回油腔壓力 2p /MPa 工作腔壓力 1p /MPa 輸入流量 Q 1/ minL ? 輸入功率 /w 啟動(dòng) 2211()cmF pAp A??? 11q Av? 1N pq? 300 — — — 加速 532 — — 夾緊 2150 反向啟動(dòng) 2112()cmF pAp A??? 22q Av? 1N pq? 300 — — — 加速 915 — — 松開(kāi) 150 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 液壓系統(tǒng)原理圖的擬定和方案論證 油路循環(huán)方式的分析和選擇 液壓系統(tǒng)油路循環(huán)方式分為開(kāi)式和閉式兩種，他們各自的特點(diǎn)及相互比較見(jiàn)下表 表 31開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較 油液循 環(huán)方式 開(kāi)式 閉式 散熱 條件 較方便 ，但是油箱較大 較復(fù)雜，需要用輔泵來(lái)?yè)Q油冷卻 抗污 染性 較差，但可采用壓力油 箱或者油箱呼吸器來(lái)改善 較好，但是油液過(guò)濾要求較高 系統(tǒng) 效率 管路壓力損失較大，用節(jié) 流調(diào)速時(shí)效率低 管路腰里損失較小，容積調(diào)速時(shí)效率較高 限速 制動(dòng) 形式 用平衡閥進(jìn)行能耗限速， 用制動(dòng)閥進(jìn)行能耗制動(dòng)， 引起油液發(fā)熱 液壓泵由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，限速及制動(dòng) 過(guò)程中拖動(dòng)電能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量，即是再生限速和再生制動(dòng) 其他 對(duì)泵的自吸性能要求高 對(duì)主泵的自吸性能要求低 油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速 方式和散熱條件。 表 21 機(jī)床工位夾緊裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) 工況 行程 /mm 速度 1/v ms?? 時(shí)間 / 1ts? 運(yùn)動(dòng)部件重力 G/N 負(fù)載 eF /N 啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間 t? /s Ⅰ工位夾緊缸 夾緊 35 1t 2450 5000 3 松開(kāi) 2t — 1 Ⅱ工位夾緊缸 夾緊 25 3t 1500 2020 松開(kāi) 4t — 工況分析 Ⅰ工位夾緊缸的負(fù)載計(jì)算 慣性負(fù)載 夾 緊： i GF gt??? ? =2450/ =59N 松開(kāi)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 i GF gt??? ? =2450/ =175N 靜摩擦負(fù)載 ? ?fs s nF G F??? =（ 2450+0） = 490N 動(dòng)摩擦負(fù)載 ? ?fd d nF G F??? =（ 2450+0） =245N Ⅱ工位夾緊缸的負(fù)載計(jì)算 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。 液壓傳動(dòng)的 缺點(diǎn) 1） 不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 液壓傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn) 1）液壓傳動(dòng)可在運(yùn)行過(guò)程中方便地實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1000： 1。 為應(yīng)對(duì)我國(guó) 飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì) 形勢(shì)，我國(guó)液壓行業(yè)各企業(yè)加速科技創(chuàng)新，不斷提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，一批優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成功地為國(guó) 家重點(diǎn)工程和重點(diǎn)主機(jī)配套，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。數(shù)控銑床的液壓系統(tǒng)，外形新穎美觀，動(dòng)力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、動(dòng)作靈敏可靠。北京機(jī)床所的直動(dòng)式電液伺服閥、杭州精工液壓機(jī)電公司的低噪聲比例溢流閥（擁有專利）、寧波華液公司的電液比例壓力流量閥（已申請(qǐng)專利），均為機(jī)電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，并已投入批量生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 近年來(lái)，由于世界能源的緊缺，各國(guó)都把液壓傳動(dòng)的節(jié)能問(wèn)題作為液壓技術(shù)發(fā)展的重要課題。因此，液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)及頻繁幻想，每分鐘的換向次數(shù)可達(dá) 500 次（左右擺動(dòng)）、1000 次（往復(fù)移動(dòng)）； 3）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是采用電液和氣液傳動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)控制； 4）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 從液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。參考表 26 液壓執(zhí)行器的背壓力取 表 26 液壓執(zhí)行器的背壓力 系統(tǒng)類型 背壓力 (MPa) 中低壓系統(tǒng) 簡(jiǎn)單系統(tǒng)和和一般輕栽節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ? 回油帶背壓閥 調(diào)整壓力一般為 ? 回油路設(shè)流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)給系統(tǒng)滿載工作時(shí) 設(shè)補(bǔ)油泵的閉式系統(tǒng) ? 高壓系統(tǒng) 初算是可忽略不計(jì) 液壓執(zhí)行器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì) 算 Ⅰ工 位夾緊缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)將Ⅰ工位夾緊缸的有桿腔作為主工作腔，則有公式： 1 2 2 1 m a xcmP A P A F ??? （ 2－ 1） 公式中 21 4AD?? —— 液壓缸無(wú)桿腔的有效面積 ? ?2m ； ? ?222 4A D d???—— 液壓缸有桿腔的有效面積 ? ?2m ； maxF —— 液壓缸的最大負(fù)載力 ??N ； m? —— 液壓缸的機(jī)械效率（一般取 ）本設(shè)計(jì)取 ； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 1p —— 液壓缸工作腔壓力； 2p —— 系統(tǒng)的背壓，本設(shè)計(jì)取 。 調(diào)速方案的分析和選擇 調(diào)速方案對(duì)主機(jī)的性能起到?jīng)Q定性的作用。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。 容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。 3）合成系統(tǒng) 選定液壓基本回路之后，配以輔助性回路，如控制油路，潤(rùn)滑油路、測(cè)壓油路等，可以組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。現(xiàn)取泵的容積效率 v? ＝ ，當(dāng)選用轉(zhuǎn)速 n＝ 1400 r/min 的驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，泵的流量為： pq ＝ Vn v? ＝ 12 mL/rev 1400r/min 310? ＝ 14L/min 由前面的計(jì)算可知泵的最大功率出現(xiàn)在Ⅱ工位夾緊階段，現(xiàn)取泵的總效率為 p? ＝ ，則： pN ＝ ppppq? ＝ 10 1060 ?? ??? ?? ＝ 840W 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y90S— 4B5 型封閉 式三相異步電動(dòng)機(jī)滿足上述要求，其轉(zhuǎn)速為 1400r/min，額定功率為 。 將數(shù)值代入公式（ 43）得 Ⅰ工位夾緊液壓缸： d無(wú) ＝ 34 1060??????? ＝ d有 ＝ 34 1060??????? ＝ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 Ⅱ工位夾緊液壓缸： d無(wú) ＝ 34 1060 ???????????? ＝ d有 ＝ 34 14 1060??????? ＝ 根據(jù) JB827－ 66，同時(shí)考慮到制作方 便，Ⅰ工位夾緊液壓缸兩根油管同時(shí)選用 101（外徑 10mm，壁厚 1mm）的 10 號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管。 油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 1）油箱應(yīng)有足夠的容積以滿足散熱 ，同時(shí)其容積應(yīng)保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時(shí)不滲出，油液液面不應(yīng)超過(guò)油箱高度的 80%； 2）吸箱管和回油管的間距應(yīng)盡量大， 之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。 本設(shè)計(jì)取 ? =6，將數(shù)值代如公式（ 45）得： V＝ 614 ＝ 84 L 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 5 估算液壓系統(tǒng)性能 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無(wú)法全面的計(jì)算，故只能先估算閥類元件的壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布置圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。為此，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)熱和溫升計(jì)算，以便對(duì)系統(tǒng)溫升進(jìn)行控制。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 6 結(jié)論 在本次關(guān)于數(shù)控銑床兩工位夾緊裝置液壓系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我通過(guò)查閱現(xiàn)有資料，應(yīng)用液壓傳動(dòng)的一般原理及液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行了液壓系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)、執(zhí)行元件的選擇、閥類元件的選型、集成塊設(shè)計(jì)、密封及液