【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)速一般采用開式循環(huán)形式。其優(yōu)點(diǎn)是沒有溢流損失和節(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 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 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)方式分為開式和閉式兩種，他們各自的特點(diǎn)及相互比較見下表 表 31開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較 油液循 環(huán)方式 開式 閉式 散熱 條件 較方便 ，但是油箱較大 較復(fù)雜，需要用輔泵來換油冷卻 抗污 染性 較差，但可采用壓力油 箱或者油箱呼吸器來改善 較好，但是油液過濾要求較高 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 2t — 1 Ⅱ工位夾緊缸 夾緊 25 3t 1500 2020 松開 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： 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)行過程中方便地實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(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，由于世界能源的緊缺，各國(guó)都把液壓傳動(dòng)的節(jié)能問題作為液壓技術(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)過載保護(hù)。 從液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)來看，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)?，F(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 ＝ 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 ＝ 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