【文章內(nèi)容簡介】 油口經(jīng)由外閥體的徑向通液 孔和外端管路接口與所連接管路之間的通道；與此同步，另一閥腔的徑向通液孔溝通的必定是泵的排液工作腔，此時該閥腔的內(nèi)閥芯關(guān)閉、中間閥體封閉外閥體的徑向通液孔，即進、回液油口與泵工作腔的通路同時關(guān)閉，中間閥體內(nèi)腔的中心閥芯被工作液推動外移，開通泵的排液工作腔與外閥體外端的管路接口所連接管路之間的通路；該泵的工作液排量和流向的變換是通過其體內(nèi)變位定子零件的軸心線相對于轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)軸線的徑向位移量的變化實現(xiàn)的，即，徑向位移量增大，則排量增大，徑向位移量減小，則排量減小，徑向位移由轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)軸線的一側(cè)移動至另一側(cè)，則該泵改變 工作液流向；變位定子的徑向位移是通過徑向相對裝配于該泵的殼體上的兩只平衡液缸的活塞桿受到控制液交替往復(fù)推動實現(xiàn)的，位移量值的確定，即泵工作排量的調(diào)定是通過調(diào)整液缸蓋上的限位螺釘限定活塞復(fù)位位置來實現(xiàn)的，平衡液缸的液壓動力是由液壓系統(tǒng)中的控制回路提供的；在總體上，液壓傳動部件的整個液壓系統(tǒng)是一個開式泵控馬達容積調(diào)速及換向的液壓系統(tǒng)，由液壓動力傳動工作回路和液壓控制回路兩部分構(gòu)成；液壓動力傳動工作回路的基本構(gòu)成是，工作液自工作液容箱經(jīng)由供液管路、進液油口、組合配流閥進入液壓泵的工作腔加壓后，再經(jīng)由組合配流閥、液壓管路進入液壓馬達的工作腔，驅(qū)動馬達旋轉(zhuǎn)后，再經(jīng)由液壓管路、組合配流閥、工作液回液油口、工作液回液管路、回液過濾器過濾后返回工作液容箱，完成整個工作循環(huán)；液壓控制回路的基本構(gòu)成是，于泵的端蓋上裝配有工作液壓力繼電器、手動節(jié)流閥和二位四通電磁換向閥，端蓋的體內(nèi)設(shè)置有閥腔、裝配有梭閥芯、預(yù)制有相關(guān)通液孔道、設(shè)置有兩端和中間這三個油口構(gòu)成梭閥結(jié)構(gòu)，經(jīng)由控制管路將組合配流閥的兩只外閥體外端管路接口處分別與梭閥兩端油口接通，梭閥的中間油口經(jīng)由端蓋的體內(nèi)孔道分別與壓力繼電器的控制液接口和電磁換向閥進液口接通，該換向閥的 兩控制液油口經(jīng)由蓋體體內(nèi)孔道、控制管路分別與徑向相對裝配于泵的殼體上的兩平衡液缸的河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 油路接口接通，該換向閥的回液口經(jīng)由端蓋體內(nèi)孔道與節(jié)流閥的一端口接通，該節(jié)流閥的另一端口經(jīng)由端蓋的體內(nèi)孔道與泵的工作泄漏液容腔接通，由此構(gòu)成本系統(tǒng)的控制回路；該控制回路在工作狀態(tài)下的適時控制狀態(tài)是，分別自液壓動力傳動工作回路中與液壓馬達進、排油口相通的液壓管路引入的工作液至梭閥的兩端接口，經(jīng)梭閥調(diào)控后，由梭閥中間接口輸出壓力控制液，該控制液一路至壓力繼電器，根據(jù)該控制液的實際工作壓力相對于壓力繼電器設(shè)定的工作液壓力額定值的超、欠 狀況自動控制動力電動機的運轉(zhuǎn)或者停止；該控制液另一路至電磁換向閥，當(dāng)電磁換向閥受電控換向，則與該閥相通的兩平衡液缸中的工作液壓力狀態(tài)同時轉(zhuǎn)換，即高壓變低壓、低壓變高壓，變?yōu)楦咭簤毫ζ胶庖焊椎幕钊麠U推動泵的變位定子向變?yōu)榈鸵簤毫顟B(tài)下的平衡液缸的方向移動，直到變?yōu)榈鸵簤浩胶庖焊椎幕钊艿较尬宦葆數(shù)南拗仆Ｖ梗苿拥乃俣热Q于節(jié)流閥對變?yōu)榈蛪旱钠胶庖焊椎墓ぷ饕夯亓魇┬泄?jié)流強度的大小，當(dāng)節(jié)流強度大，則移動速度小，與之相應(yīng)的是液壓馬達的轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的過程平滑緩慢，當(dāng)節(jié)流強度小，則移動速度大，與之相應(yīng)的是液壓馬達的轉(zhuǎn)換 旋轉(zhuǎn)方向的過程相對迅速。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 第 1章 液壓傳動的發(fā)展概況和應(yīng)用 167。 液壓傳動的發(fā)展概況 液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是據(jù) 17 世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理 發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。當(dāng)今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 20 世紀 50 年代我國的液壓工業(yè)才開始，液壓元件初用于鍛壓和機床設(shè)備上。六十年代有了進一步的發(fā)展，滲透到了各個工業(yè)部門，在工程機械、冶金、機床、汽車等工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。如今的液壓系統(tǒng)技術(shù)向著高壓、高速、高 效率、高集成等方向發(fā)展。同時，新元件的應(yīng)用、計算機的仿真和優(yōu)化等工作，也取得了卓有的成效。 工程機械主要的配套件有動力元件、傳動元件、液壓元件及電器元件等。內(nèi)燃式柴油發(fā)動機是目前工程機械動力元件基本上都采用的；傳動分為機械傳動、液力機械傳動等。液力機械傳動時現(xiàn)在最普遍使用的。液壓元件主要有泵、缸、密封件和液壓附件等。 當(dāng)前，我國的液壓件也已從低壓到高壓形成系列。我國機械工業(yè)引進并吸收新技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行研究，獲得了符合國際標(biāo)準(zhǔn)的液壓產(chǎn)品。并進一步的優(yōu)化自己的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，得到性能更好符合國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品 。 國 外 的工程機械主要配套件的特點是生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、 生產(chǎn)集中度高、品牌效應(yīng)突出。主機和配套件是互相影響、互相促進的。當(dāng)下，國外工程機械配套件的發(fā)展形勢較好。 最近，這些年國外的工程機械有一種趨勢，就是：主機的制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè)方向發(fā)展，配套件由供應(yīng)商提供。美國的凱斯、卡特彼勒，瑞典的沃爾沃等是世界上實力最強的主機制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強的，數(shù)量上也是逐年大幅的增長，配套件主由零部件制造企業(yè)來提供。 在科技大爆炸的今天，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了前 所未有的影響。這也為今后制造業(yè)的發(fā)展，設(shè)計方法與制造技術(shù)模式的改變指明了方向，為數(shù)字化的設(shè)計資源與制造資源的遠程共享，提高產(chǎn)品效率奠定了基礎(chǔ)。目前，在液壓領(lǐng)域中，特別是中小河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 11 企業(yè)在進行液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計時，存在零部件種類繁多、系統(tǒng)集成復(fù)雜、參考資料缺乏等一系列困難，而遠程設(shè)計服務(wù)可以解決這些問題。 167。 液壓傳動的特點及在機械行業(yè)中的應(yīng)用 液壓傳動的優(yōu)點： （ 1）單位功率的重量輕，即在相同功率輸出的條件下，體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、動態(tài)特性好。 （ 2）可實現(xiàn)較大范圍的無級調(diào)速。 （ 3）工作平穩(wěn)、沖擊小 、能快速的啟動、制動和頻繁換向。 （ 4）獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩容易。 （ 5）操作方便，調(diào)節(jié)簡單，易于實現(xiàn)自動化。 （ 6）易于實現(xiàn)過載保護，安全性好。 （ 7）液壓元件以實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于液壓系統(tǒng)的設(shè)計、制造和使用 。 液壓系統(tǒng)的缺點 ： （ 1）液壓系統(tǒng)中存在著泄漏、油液的可壓縮性等，這些都影響運動的傳遞的準(zhǔn)確性，不宜用于對傳動比要求精確地場合。 （ 2）液壓油對溫度敏感，因此它的性能會隨溫度的變化而改變。因此，不宜用于問短變化范圍大的場合。 （ 3）工作過程中存在多的能量損失，液壓傳動的效率不高，不宜 用于遠距離傳送。 （ 4）液壓元件的制造精度要求較高，制造成本大，故液壓系統(tǒng)的故障較難診斷排除。 3 液壓系統(tǒng)在機械行業(yè)中的應(yīng)用 ： 工程機械 —— 裝載機、推土機 、抽油機 等 。 汽車工業(yè) —— 平板車、高空作業(yè)等 。 機床工業(yè) —— 車床銑、床刨、床磨等 。 冶金機械 —— 軋鋼機控制系統(tǒng)、電爐控制系統(tǒng)等 。 起重運輸機械 —— 起重機、裝卸機械等 。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 鑄造機械 —— 加料機、壓鑄機等 。 第 2章 液壓傳動的工作原理和組成 液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)來傳遞動力（能量）的，它又分為液壓傳動和液力傳動兩種形式。液壓傳動中心戶要是以液體壓力 能來進行傳遞動力的，液力傳動主要是以液體動能來傳遞動力。液壓系統(tǒng)是利用液壓泵將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能， g 經(jīng)各種控制閥、管路和液壓執(zhí)行元件將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成為機械能，來驅(qū)動工作機構(gòu)，實現(xiàn)直線往復(fù)運動和會回轉(zhuǎn)運動。油箱液壓泵溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸及連接這些元件的油管、接頭等組成了驅(qū)動機床工作臺的液壓系統(tǒng)。 167。 工作原理 液油在電動機驅(qū)動液壓泵的作用下經(jīng)濾油器從油箱中被吸出，加油后的液油由泵的進油口輸入管路。再經(jīng)開停閥節(jié)流閥換向閥進入液壓缸，推動活塞而使工作臺左右移動。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和 回油管排回油箱。 節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)工作臺的移動速度。調(diào)大節(jié)流閥，進入液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度就增大；調(diào)小節(jié)流閥，進入液壓缸的油量就減少，工作臺的移動速度減少。故速度是由油量決定的 ， 液壓系統(tǒng)的原理圖見圖 2。 167。 液壓系統(tǒng)的基本組成 （ 1）動力元件：液壓缸 —— 將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為壓力能，向系統(tǒng)提供壓力介質(zhì)。 （ 2）執(zhí)行元件：液壓缸 —— 直線運動，輸出力、位移；液壓馬達 —— 回轉(zhuǎn)運動，輸出轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速。執(zhí)行元件是將介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的能量輸出裝置。 （ 3）控制元件：壓力、方向、流量控制的元件。用來控 制液壓系統(tǒng)所需的壓力、流量、方向和工作性能，以保證執(zhí)行元件實現(xiàn)各種不同的工作要求。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 13 （ 4）輔助元件：油箱、管路、壓力表等。它們對保證液壓系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定工作具有非常重要的作用。 （ 5）工作介質(zhì)：液壓油。是傳遞能量的介質(zhì)。 第 3章 液壓系統(tǒng)工況分析 167。 運動分析、負載分析、負載計算 繪制動力滑臺的工作循環(huán)圖 ，如圖 11（ a） 所示。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 14 （ a） 圖表 1 (b) (c) 快進 ssvLt 4 ??? 工進 ssvLt 25 ??? 快退 ?? ssv ttt 213 ???? 167。 液壓缸的確定 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 167。 液壓缸工作負載的計算 （ 1）工作負載： NF w 12022? （ 2）摩擦阻力： 靜摩擦阻力 NNFuj ??? 動摩擦阻力 NNF ui 1 0 0 01 0 0 0 ??? （ 3）慣性阻力動力滑臺起動加速，反向起動加速和快退減速制動的加速度的絕對值相等，即△ v=，△ t=,故慣性阻力為： NtgvGmaF a 500)()(/ ????????? 根據(jù)以上的計算，可得到液壓缸各階段的各各動作負載，見表 1 所示，并繪制負載循環(huán) 圖， 如圖 1c 所示。 表 1 液壓缸各階段工作負載計算 工況 計算公式 液壓缸負載 /N 液壓缸推力 F/N 起動 FfgF? 2 000 2 222 加速 ?F Ffd＋ Fg 1 500 1 667 快進 FfdF? 1 000 1 111 工進 F= Fw + Ffd 13 000 14 444 反向起動 F = Ffg 2 000 2 222 加速 F = Ffd + Fa 1 500 1 667 快退 F = Ffd 1 000 1 111 制動 F = Ffd－ Fa 500 556 注：液壓缸的機械效率取 ?m= 167。 確定缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑 參見課本資料，初選液壓缸的工作壓力為 p1=25 105 Pa。 液壓缸的面積由 A=計算，按機床要求選用 A1=2A2 的差動連接液壓缸，液壓缸回油腔的被壓取 MpaPb ? ，并初步選定快進、快退時回油壓力損失Mpap ? 。 cmPF bA 2m a x ?? 液壓缸的內(nèi)徑為： cmcmD A ???? ? 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑 D=95mm，為實現(xiàn)快進與快退速度相等，采用液壓缸差動連接，則 d=，即 d=? 95=，圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d=71mm。 液壓缸實際有效面積計算 無桿腔面積 mmDA 221 7 0 8 0 04/ ?? 有桿腔面積 mmdA 222 3 1 3 0 04/ ?? 167。 計算液壓缸在工作循環(huán)中各個階段的壓力、流量和功率的實際值 結(jié)果見表 3 所示。 表 3 液壓缸各工況所需壓力、流量和功率 工況 負載F/N 回油腔壓力 p2 (△ p2)/ (105 Pa) 進油腔壓力p1/(105 Pa) 輸入流量q/(L/min) 輸入功率 P/kW 計算公式 快進 啟動 2 222 02??p ___ ___ p1=(F+ △ p2 A2)/(A1 A2) q=(A1 A2)v1 P=p1 q 103 加速 1 667 72??p ___ 快速 1 111 72??p 工進 14 444 6?pb p1=(F+p2 A2)/ A1 q= A1v2 P= p1q 103 快退 啟動 2 222 02??p ___ ___ p1=(F+p2 A1)/ A1 q= A2v2 P=p1q 103 加速 1 667 72??p ___ ___ 快退 1 111 72??p 制動 556 72??p ___ ___ 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 17 第 4章 擬定液壓系統(tǒng)圖 16