【文章內(nèi)容簡介】 進 快 6 6 32 1 1 3 1 9 1 0 6 . 3 7 1 3 0 9 . 7 1 0 / m i n 7 1 . 3 / m i nQ A V m L? ? ? ? ? ? ?快 退 快 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 液壓缸尺寸和所需流量 6 6 6 31 3 1 4 1 5 1 0 0 . 0 5 1 5 7 0 . 7 5 1 0 / m in 1 . 6 / m inQ A V m L??? ? ? ? ? ? ?工 進 工 進 液壓缸回油路上有背壓 P2 ，保證速度平穩(wěn)。根據(jù)《現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊》中推薦值，取 P2=，快進時液壓缸雖做差動連接，但油管中有壓降 p ，取p =?？焱耸杏颓恢杏斜粔?，這時可取 p = 根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)，可估算液壓缸在各個工作段中的壓力、流量和功率，如下表所示： 表 2 工況 推力 F/N 回油腔壓力 2/p MPa 進油腔壓力1/p MPa 輸入流量1/ minqL? 輸入功率/PKW 計算式 快進 起動 21730 0 — — )/()( 2121 AAPAFp ???? 1 2 1()q A A V?? 1P pq? 加速 34147 ppp ??? 12MPap ?? — — 恒速 10865 工進 31152 1 2 2 1121( )/p F p A Aq AVP pq???? 快退 起動 21730 0 — — 1 2 2 2241( ) /p F p A Aq AVP p q???? 加速 34147 — — 恒速 10865 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 擬定系統(tǒng)原理圖 7 4 擬定液壓系統(tǒng)圖 液壓傳動系統(tǒng)的草圖是從液壓系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成上來具體體現(xiàn)設(shè)計任務(wù)所提出的各項要求，它 包括三項內(nèi)容：確定液壓傳動系統(tǒng)的類型、選擇液壓回路和組成液壓系統(tǒng)。確定液壓傳動系統(tǒng)的類型就是在根據(jù)課題提供的要求下，參照立式組合機床液壓系統(tǒng)的具體特點，選擇適合的系統(tǒng)類型。選擇液壓回路就是在根據(jù)課題提供的要求和液壓傳動系統(tǒng)具體運動特點，選擇適合本課題的液壓回路。組成液壓系統(tǒng)就是在確定各個液壓回路的基礎(chǔ)上，將各個液壓回路綜合在一起，根據(jù)課題的實際要求，對液壓系統(tǒng)草圖進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進，最終形成一個合理有效、符合課題設(shè)計要求的液壓傳動系統(tǒng)原理圖。 確定液壓傳動系統(tǒng)的類型 液壓傳動系統(tǒng)的類型究竟采用開 式還是采用閉式，主要取決于它的調(diào)速方式和散熱要求。一般的設(shè)計，凡具備較大空間可以存放油箱且不另設(shè)置散熱裝置的系統(tǒng)，要求盡可能簡單的系統(tǒng)，或采用節(jié)流調(diào)速或容積 節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，都宜采用開式。在開式回路中，液壓泵從油箱吸油，把壓力油輸送給執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油則直接流回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，油液能得到較好的冷卻，但油箱的尺寸大，空氣和贓物易進入回路；凡容許采用輔助泵進行補油并通過換油來達到冷卻目的的系統(tǒng)，對工作穩(wěn)定和效率有較高要求的系統(tǒng)，或采用容積調(diào)速的系統(tǒng)都宜采用閉式。在閉式回路中，液壓泵的排油管直 接與執(zhí)行元件的進油管相連，執(zhí)行元件的回油管直接與液壓泵的吸油管相連，兩者形成封閉的環(huán)狀回路。閉式回路的特點是雙向液壓泵直接控制液壓缸的換向，不需要換向閥及其控制回路，液壓元件顯著減少，液壓系統(tǒng)簡單，用油不多而且動作迅速，但閉式回路也有其缺點，就是回路的散熱條件較差，并且所用的雙向液壓泵比較復(fù)雜而且系統(tǒng)要增設(shè)補、排油裝置，成本較高，故應(yīng)用還不普遍。 本課題設(shè)計的液壓傳動系統(tǒng)類型采用開式液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單。 液壓回路的選擇 液壓機械的液壓系統(tǒng)雖然越來越復(fù)雜，但是一個復(fù)雜的液壓系統(tǒng)往往是由一些基本 回路組成的。液壓基本回路就是由有關(guān)液壓元件組成，能夠完成某一特定功能的基本回路。在本設(shè)計中選擇五種回路，分別為調(diào)壓回路、調(diào)速回路、平衡回路、換向回路和卸荷回路。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 擬定系統(tǒng)原理圖 8 調(diào)壓回路 調(diào)壓回路的功用在于調(diào)定或限制液壓源的最高工作壓力，也就是說能夠控制系統(tǒng)的工作壓力，使它不超過某一預(yù)先調(diào)定好的數(shù)值，或使工作機構(gòu)在運動過程中的各個階段具有不同的工作壓力。調(diào)壓控制回路包括連續(xù)調(diào)壓回路、多級調(diào)壓回路、恒壓控制回路等。液壓源工作壓力級的多少，壓力在調(diào)節(jié)、控制或切換方式上的差異，是這種回路出現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)方案的原因，也是 對它進行評比、選擇時要考慮的因素。該設(shè)計選擇溢流閥單級調(diào)壓回路，溢流閥開啟壓力可通過調(diào)壓彈簧調(diào)定，如果調(diào)定溢流閥調(diào)壓彈簧的頂壓縮量，便可設(shè)定供油壓力的最高值。系統(tǒng)的實際工作壓力有負(fù)載決定，當(dāng)外負(fù)載壓力小于溢流閥調(diào)定壓力時，溢流閥處無溢流流量，此時溢流閥起安全閥作用。圖示 41 油路可靠，價格便宜。 圖 41 調(diào)壓回路 調(diào)速回路 調(diào)速閥調(diào)速回路由調(diào)速閥、 溢流閥、液壓泵和執(zhí)行元件等組成。它通 過改變調(diào)速閥的通流面積來控制和調(diào)節(jié)進入或流出執(zhí)行元件的流量，從而達到調(diào)速的目的。這種調(diào)速回路具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、使用維護方便、調(diào)速范圍大等優(yōu)點。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 擬定系統(tǒng)原理圖 9 用流量控制閥實現(xiàn)速度控制的回路有三種基本方式，節(jié)流調(diào)速回路分為進口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路、旁通節(jié)流調(diào)速回路等。本設(shè)計選用單向進油節(jié)流調(diào)速回路。用溢流閥和串聯(lián)在執(zhí)行元件進油路上的調(diào)速閥調(diào)節(jié)流入執(zhí)行元件的油液流量，從而控制執(zhí)行元件的速度。基本回路如圖 42 所示： 圖 42 調(diào)速回路 平衡回路 平衡回路的功用在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落。下圖是一種使用單向順序閥的平衡 回路。由圖可見，當(dāng)換向閥左位接入回路使活塞下行時，回油路上存在著一定的背壓；只要將這個背壓閥調(diào)得使液壓缸內(nèi)的背壓能支承得住活塞與之相連的工作部件，活塞就可以平穩(wěn)的下落。當(dāng)換向閥處于中位時，活塞就停止運動，不在繼續(xù)下移。這種回路在活塞向下快速運動時功率損失較大，鎖住時活塞和與之相連的工作部件會因單向順序閥和換向閥的泄漏而緩慢下落；因此它只使用于工作部件重量不大、活塞 鎖住時定位要求不高的場合。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 擬定系統(tǒng)原理圖 10 圖 43 平衡回路 往復(fù)直線運動換向回路的功用是使液壓缸和與之相連的主機運動部件在其行程終端處迅速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地變換運動方向。簡單的換向回路只須采用標(biāo)準(zhǔn)的普通換向閥。 卸荷回路 卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動電機不須頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在零壓或很低壓力下運轉(zhuǎn)，以減少功率損失，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵和電機的使用壽命。如圖 44所示。 圖 44 卸荷回路 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 擬定系統(tǒng)原理圖 11 擬定液壓傳動系統(tǒng)原理圖 一個液壓傳動系統(tǒng)都是由許多的回路組合而成，所以將上面的幾個液壓回路組合在一起 .。再根據(jù)本設(shè)計課題的實際要求采用疊加閥技術(shù)，故將所選液壓元件轉(zhuǎn)換成疊加閥系列元件，并對液壓系統(tǒng)傳動原理圖進行必要的修改和整理，擬定出完整的符合要求的液壓系統(tǒng)原理圖。 經(jīng)過修改、整理后的液壓系統(tǒng)圖如圖 45所示，它在各方面都比較合理、完善了，能夠基本達到本課題的設(shè)計要求。 圖 45 液壓系統(tǒng)原理圖 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 選擇液壓元件和確定輔助裝置 12 5 選擇液壓元件和確定輔助裝置 選擇液 壓泵 取液壓系統(tǒng)的泄漏系數(shù) K= 則液壓泵的最大流量 m a x( ) 1 . 1 1 2 6 . 6 1 3 9 . 2 6 / m i nBiQ K Q L? ? ? ? ?，即 / m inBQL? 。根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)是采用回油路節(jié)流調(diào)速，進油路壓力損失選取 55 10p Pa?? ? ? ，故液壓泵工作壓力為： 551 ( 1 5 .6 5 ) 1 0 2 0 .6 0 1 0Bp P P P a? ? ? ? ? ? ? ? ? (51) 考慮到系統(tǒng)動態(tài)壓力因素的影響，液壓泵的額定工作壓力為： 550 02 0 . 6 0 ( 1 2 5 ) 1 0 2 5 . 7 5 1 0 2 . 5 7 5Bap P a p M P a? ? ? ? ? ? (52) 根據(jù) BQ 、 Bp 和已選定的單向定量泵型式，查手冊書（二）選用 PVL3153F2RD1型定量葉片泵。該泵額定排量為 153mL/r,額定轉(zhuǎn)速 960r/min，其額定流量為 /s。 電動機的選擇 最大功率在快退階段，如果取液壓泵的效率為為 ，驅(qū)動液壓泵最大輸入功率 BP 為： 1 2. 06 0 13 9. 26 60 0. 75BB BPQP k w k w? ?? ? ?? (53) 查電工手冊選取 的電動機 YCT200－ 4B。 選擇閥類元件 各類閥可通過最大流量和實際工作壓力選擇，閥的規(guī)格如下表所示： 表 3 序號 元件名稱 估計通過流量L/min 額定流量L/min 額定壓力 MPa 額定壓降 MPa 型號、規(guī)格 1 過濾器 150 160 25 XU160X80J 2 變量葉片泵 10～ 160 — — YBP 3 溢流閥 3 140 25 — YF3Ea10B 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 選擇液壓元件和確定輔助裝置 13 4 三位五通電液換向閥 60 140 25 35DYF3YE10B 5 單向閥