【正文】 絕對不可壓縮的，因此不宜在傳動比要求嚴格的場合采用。 傳動機構(gòu)通常分為機械傳動、電氣傳動和流體傳動機構(gòu)。 由于需要進行多種工藝，液壓機具有如下的特點： （ 1） 工作臺較大，滑塊行程較長，以滿足多種 工藝的要求； （ 2） 有頂出裝置，以便于頂出工件； （ 3） 液壓機具有點動、手動和半自動等工作方式，操作方便； （ 4） 液壓機具有保壓、延時和自動回程的功能，并能進行定壓成型和定成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制； （ 5） 液壓機的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。本機器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀 50 年代，液壓元件最初應用于機床和鍛壓設(shè)備。 成 都 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 設(shè)計（論文）題目： 臥式雙面鉆、鏜專用機床液壓系統(tǒng) 系 部 名 稱： 機電工程系 專 業(yè)： 數(shù)控專業(yè) 班 級： 11421 學 生 姓 名： 高小偉 學 號： 41 指 導 教 師： 董軍輝 二 O 一 四 年 5 月 I 摘 要 液壓傳動技術(shù)是機械設(shè)備中發(fā)展最快的技術(shù)之一，特別是近年來與微電子、計算機技術(shù)結(jié)合，使液壓技術(shù)進入了一個新的發(fā)展階段，機、電、液、氣一體是當今機械設(shè)備的發(fā)展方向。 60 年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機床、工程機械、冶金、農(nóng)業(yè)機械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應用。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動作供選擇。 成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 液壓系統(tǒng)的基本組成 1）能源裝置 —— 液壓泵。流體傳動是以流體為工作介質(zhì)進行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動。 2）液壓傳動在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等，故不宜于遠距離傳動。 4）防塵、防寒、噪聲控制要求。 計算液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸 為了滿足滑臺快速進退速度相等，并減小液壓泵的流量，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積 A1與 A2贏滿足 A1=2A2，即活塞桿的直徑 d 和液壓缸的內(nèi)徑 D 的關(guān)系為 d=。兩者各有利弊，比較如下： 限壓 式變量泵 雙聯(lián)葉片泵 1 系統(tǒng)較簡單 須配有溢流閥，卸荷閥組，系統(tǒng)較復 雜 2 無溢流損失，系統(tǒng)效率高，溫升小 有溢流損失，系統(tǒng)效率低，溫升較大 3 流量突變時，定子反應滯后，液壓 沖擊大 流量突變時，液壓沖擊一般取決于溢 流閥的性能，一般沖擊較小 4 內(nèi)部徑向力不平衡，軸承負載比較大，壓力及波動噪音較大，工作平穩(wěn)性差 內(nèi)部徑向力平衡，壓力平穩(wěn)，噪音小，工作性能好 根據(jù)上表的比較，又由于左右工作滑臺在工作時要采用互不干擾回路，所以成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 選用雙聯(lián)葉片泵。系統(tǒng)中油液的流動路線為 進油路： 雙聯(lián)葉片泵 1→ 換向閥 24（右位 )→ 液壓缸 31 有桿腔。 大流量泵在快退時的工作壓力最高，其數(shù)值為 pp2=106+105= 此值為調(diào)整順序閥的調(diào)整壓力時的主要參考依據(jù)。承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 缸筒 缸筒材料一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的缸體還要求有良好的焊接性能，結(jié)合。 選用鑄鋼作為缸體材料： ? ??? 2 Dpy? = 1102 ? ?? =≈3mm 因此缸體壁厚應不小于 ，又因為該系統(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng)，所以不必對缸體最薄處壁厚強度進行校核 。 計算系統(tǒng)效率 根據(jù)公式η c=qpllqpqp?? 可算得工作階段的回油路效率 η c=221111pppp qpqpqp? =)60 2 (60106 3 363636??????????? ???= 其中，大流量泵的工作壓力 pp2就是通過順序閥的損失，因此其數(shù) 值為 pp2=106()2= 前已取雙聯(lián)液壓泵的總效率為η p=，現(xiàn)取液壓缸的總效率η cm=ηA=，則按公式η =η pη cη A 即可算得本液壓系統(tǒng)的效率 η = = 成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 足見工進時液壓系統(tǒng)效率極低，這主要是由于溢流損失和節(jié)流損失造成的。 當動力頭快退到原位是，活動擋塊壓下終點行程開關(guān)SQ1，使電磁鐵 1YA 和 2YA 都斷電，此時換向閥 24 中位，液壓缸 31 兩腔封閉，動力頭停止運動，溢流閥 10 都打開，實現(xiàn)卸荷。 壓力控制回路 在高壓泵出口并聯(lián)一溢流閥，實現(xiàn)系統(tǒng)的溢流定壓；在低壓泵出口并聯(lián)外控順序閥，實現(xiàn)系統(tǒng)高壓工作階段的卸荷。 因 A1=2A2，故活塞桿直徑為 d==125= 查表，將活塞桿直徑圓整為 d=90mm=9cm。 成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 第 3 章 液壓系統(tǒng)的性能和參數(shù)的初步確定 首先，我們對液壓系統(tǒng)進行工況分析，工況分析是分析一部機器工作過程中的具體情況，其內(nèi)容包括對負載、速度和功率的變化規(guī)律的分析或確 定這些參數(shù)的最大值，即分析負載的性質(zhì)和編制負載圖。因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動有一定的困難。 液壓傳動和液力傳動均是以液體作為工作介質(zhì)來進行能量傳遞的傳動方式。 2）執(zhí)行裝置 —— 液壓機（液壓缸、液壓馬達）。本機器主機呈長方形，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。同時，新元件的應用、系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計、計算機仿真和優(yōu)化、微機控制等工作，也取得了顯著成果。作為數(shù)控技 術(shù)應用專業(yè)的學生初步學會液壓系統(tǒng)的設(shè)計，熟悉分析液壓系統(tǒng)的工作原理的方法，掌握液壓元件的作用與選型及液壓系統(tǒng)的維護與修理將是十分必要的。布拉曼 (Joseph Braman,17491814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì) ,以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上 ,誕生了世界上第一臺水壓機。本機器具有獨立的動力機構(gòu)和電氣 系統(tǒng)。 液壓機工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機是一種用靜壓來加工產(chǎn)品。工作機即完成該機器之工作任務的直接工作部分，如剪床的剪刀，車床的刀架、車刀、卡盤等。 6）液壓系統(tǒng)易于實現(xiàn)過載保護，同時，因采用油液作為傳動介質(zhì)，相對運動表面鍵能自行潤滑，故元件的使用壽命長。 功能分析、需求 設(shè)計 1）設(shè)備用途、操作過程、周期時間、工作特點、性能指標和作業(yè)環(huán)境的要求。=255N V L 成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 工作負載計算 液壓缸驅(qū)動動力頭進給時的工作負載為切削力 Fe，已知 Fe=31000N 重力 因為運動部件是水平位置，故重力在水平方向的分力為零。 快進時，液壓缸的油路差動連接，進油路與回油路串通，且不能經(jīng)背壓閥流回油箱，因而在回油路中使用外控順序閥，快進時回路壓力低，外控順序閥不打開，回油路的油只有經(jīng)單向閥與進油路匯合。系統(tǒng)油液流動路線為 進油路： 雙聯(lián)葉片泵 1→ 換向閥 24（左位 )→ 調(diào)速閥 29→ 液壓缸 31 無桿腔。由表 51 查得工作循環(huán)中進、回油管道中通過最大流量 q=，由此計算得液流雷諾數(shù) Re 小于臨界雷諾數(shù) Rec=2300，故可推論出，各工況下的進回油路中的液流均為層流。油口可布置在缸筒或缸蓋上，油口孔直徑 d0應根據(jù)活塞最大運動速度 vmax和油口最高液流速度 v0確定： d0=0maxvv = ==17mm 油口連接螺紋尺寸應符合 GB/T28791993《液壓元件螺紋連接 油口形式和尺寸》參考《液壓傳動設(shè)計指南》 節(jié)的規(guī)定。所以，活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用整體活塞，整體活塞在活塞四周上開溝槽，結(jié)構(gòu)簡單 活塞與活塞桿的連接 查參考文獻活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)分整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(jié)構(gòu)，組合式結(jié)構(gòu)又分為螺紋連接、半環(huán)連接和錐銷連接。 對一般的液壓缸最小導向長度 H 應滿足以下要求： H≥ 220 DL? = 212520600? = 式中 L——— 液壓缸的 最大行程 D——— 液壓缸的內(nèi)徑 成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁 圖 71 缸體長度的確定 液壓缸的缸體內(nèi)部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體長度不大于內(nèi)徑的 20? 30 倍?！?)，油溫與環(huán)境溫度只差 Δt=25℃。此時液壓缸的輸入流量較小，泵至液壓缸間的進油路壓力損失估取 Δp=。 擬定液壓系統(tǒng)圖 在制定液壓回路方案的基礎(chǔ)上，經(jīng)整理所組成的液壓系統(tǒng)圖，以及電磁閥、行程閥的動作順序表。 根據(jù)活塞桿工作受壓，活塞桿直徑適當取大時，活塞桿直徑 d 為： mmDd ???? 查表， d 取 d=20mm。 運動分析 根據(jù)任務要求，確定本液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)為 快進→工進→死擋鐵停留→快退→原位停止卸荷，工作循環(huán)圖如下： 圖 31 工作循環(huán)圖 一個工作循環(huán)內(nèi)快進行程的時間： t1=L1/V1=40060247。 6）隨之，高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是需要解決的問題。同時，也被應用到航天航 空、海洋開發(fā)、核能工程和地震預測等各個工程技術(shù)領(lǐng)域。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機電液一體化，以充分合理利用機械和電子的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善；自動化、智能化，實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預處理功能；液壓元件集成化、標準化，以有效防止泄露和污染等四個方面。當前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度成都工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 集成化等方向發(fā)展。 關(guān)鍵詞： 液壓系統(tǒng) 液壓傳動 液壓元件 II Abstract Technology in machinery and equipment, especially in recent years bined with microelectronics, puter technology, hydraulic technology has entered a new stage of development, mechanical, electrical, hydraulic, gas integration is the development of machinery and equi Hydraulic drive technology is one of the fastest growing pment today. Has been widely referenced in the CNC machining equipment hydraulic technology. As technology students learn hydraulic numerical control system design, familiar with the working principle of the method of analysis of hydraulic systems, control and selection of hydrau