【導(dǎo)讀】為期四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，最后一項(xiàng)重要任務(wù)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。踐性和綜合性是其它教學(xué)環(huán)節(jié)所不能代替的。之能較快的適合工程實(shí)踐，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力具有十分重要的作用。用部件組成的專用機(jī)床。徑很大的橢圓短半軸曲線代替直線切削方形工件。機(jī)床工作時(shí),裝兩把車刀的車頭主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng),同時(shí)車頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。生產(chǎn)率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本。車方機(jī)床只是眾多機(jī)床類型中的一種，其設(shè)計(jì)也應(yīng)符合一般機(jī)床的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，防止環(huán)境污染，如減少噪音，防止漏油等等。誨人不倦，在此表示衷心的感謝。結(jié)構(gòu)和性能等的初步方案。總體方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的影響較大。理，以提高起剛度強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。床生產(chǎn)比較合理。

　　

【正文】 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 AL = maxD ? =65? 2? =130（ mm） 液壓系統(tǒng)概述 液壓傳動(dòng)是以有壓液體為能源介質(zhì)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械的傳動(dòng) 。液壓 傳動(dòng)與控制以液壓油或其他合成液體作為工作介質(zhì)，并采用各種允件組成所需要的 控制回路，再由若干回 路有機(jī)組合成能完成各種控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換傳 遞與 控制。 與機(jī)械傳動(dòng)， 電力傳動(dòng)等傳動(dòng)方式相比，液壓傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)： 等功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓馬達(dá)的重量只有同功率電動(dòng)機(jī)重量的 10％ — 20％，而且能夠傳遞較大的力 或轉(zhuǎn)矩 。 、反應(yīng)快、沖擊小，能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。液壓傳 動(dòng)裝置的換向頻率高，對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá) 500 次，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá) 4001000 次。這是其他傳動(dòng)控制方式無法比擬的。 ，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，而且調(diào)速性能好。其傳動(dòng)比可達(dá) 100： 1 至 20xx： 1。 、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如與電氣控制相配合，可方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。 。由于采用油 液作 為工作介質(zhì)，液壓傳動(dòng)裝置能自行潤(rùn)滑，故使用壽命較長(zhǎng)。 、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)和選用。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 由于液壓傳動(dòng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)很多，因而在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門得到了廣泛應(yīng)用。目前，其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷擴(kuò)展，從組合機(jī)床、機(jī)械手、自動(dòng)加工及裝配線到金屬及非金屬壓延、注射成型設(shè)備，從材料及構(gòu)件強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)到電液仿真試驗(yàn)平臺(tái)，從建筑、工程機(jī)械到農(nóng)業(yè)、環(huán)保設(shè)備，從能源機(jī)械調(diào)整控制到熱力與化工設(shè)備過程控制，從橡膠、皮革、造紙機(jī)械到建筑材料生產(chǎn)自動(dòng)線，從采煤機(jī)械到石油鉆探及采收設(shè)備，從航空航天器控制到船舶、火車、汽車等運(yùn)輸 設(shè)備等等，液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)已成為現(xiàn)代機(jī)械工程制造業(yè)的基本要素和工程 控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。 參數(shù)及數(shù)據(jù) 根據(jù)工件加工方法的分析，可知為一次裝加，一次進(jìn)刀完成切削。因此，工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)為：快進(jìn) — 工進(jìn) — 快退 — 停止。 參數(shù)為：滑臺(tái)總重量： 5000N，切削最大阻力 883N，滑臺(tái)快進(jìn)，快退速度為，工進(jìn)速度為 12— 37mm/min， 加速（或減速）時(shí)間 ，采用的為矩形 導(dǎo)軌，取靜摩擦系數(shù) mf =，動(dòng)摩擦系數(shù) df =，滑臺(tái)快進(jìn)行程 ，工進(jìn)行程 。 確定液壓系統(tǒng)工作要求 根據(jù)加工要求，工件不動(dòng)， 主軸和刀具由液壓滑臺(tái)帶動(dòng)進(jìn)給， “快進(jìn)一工進(jìn)一 快退 — 停止”， 工作循環(huán)采用液壓傳動(dòng)方式，選用活塞桿 做執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 考慮到車削進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)功率不大，且要求低速穩(wěn)定性好， 故擬選用調(diào)速閥、定 量泵組成的節(jié)流調(diào)速方式。 為自動(dòng)實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，并保證零件的加工長(zhǎng)度 (該長(zhǎng)度并無過高 的精度AL =130mm 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 要求 )，擬采用行程開關(guān)及電磁換向閥組成行程控制順序動(dòng)作回路，實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。 圖 5— 1 車方機(jī)床外形示意圖 擬訂液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車削頭，動(dòng)作循環(huán)完全相同。 為保證快速進(jìn)退速度相等，并減小液壓泵流量規(guī)格，選用差動(dòng)連接回路。 在行程控制中，由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，采用機(jī)動(dòng)滑閥，速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，且安全可靠。 工進(jìn)終了 壓下行程開關(guān)返回?？焱说浇K點(diǎn)，壓下電氣行程開關(guān)，運(yùn)動(dòng)停止。 快進(jìn)轉(zhuǎn) 工進(jìn)后，系統(tǒng)壓力升高，遙控順序閥打開，回油經(jīng)背壓閥 回油箱，系統(tǒng)不再差動(dòng)連接。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 圖 5— 2 液壓系統(tǒng)工作原理圖 1電磁鐵 2換向閥 3液壓缸 4活塞桿 5行程開關(guān) 6換向閥 7調(diào)速閥 8單向閥 9壓力表開關(guān) 10壓力表 11液壓泵 12濾油網(wǎng) 13油箱 14溢流閥 計(jì)算和選擇液壓元件 液壓缸的計(jì)算 F 根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作情況，液壓缸受力 如圖 5— 3 所示 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 圖 5— 3 液壓缸受力示意圖 F=F工 +F慣 +F封 +F摩 +F回 式中 F工 —— 按題目給定為 5000N； F慣 —— 活塞上所受慣性力； F封 — — 密封阻力； F摩 —— 導(dǎo)軌摩擦阻力； F回 —— 回油背壓形成的阻力。 (1) F慣 的計(jì)算 按下式 計(jì) 算： F慣 ＝ Gg vt?? (N) 式中 G—— 液壓缸所要移動(dòng)的總重量，即滑臺(tái)的總重量。估算數(shù)值為 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 5000N； g—— 重力加速度， ； v? —— 速度變化量，由題知，工進(jìn)時(shí)， v? ＝ ； t? —— 啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，一般為 — ， 取 t? =。 將上式各值代入上式 F慣 ＝ Gg vt?? = 5000 ? =（ N） (2) F封 的計(jì)算 F封 ＝ P?摩 A工 （ N） 式中 P?摩 —— 克服液壓缸密封件摩擦阻力所須空載壓力 (Pa)，如該液壓缸選“ Y” 形密封 圈 ，設(shè)液壓缸工作壓力 p2MPa，由表 13— 2 查 得 P?摩 ；取 P?摩 =。 A工 — — 進(jìn)油工作腔有效面積 ( 2m )，此值同未定數(shù)值，初估為 40 2cm 。 啟動(dòng)時(shí) F封 ＝ P?摩 A工 =? 610 ? =800（ N） 運(yùn)動(dòng)時(shí) F封 ＝ P?摩 A工 50%=? 610 ? ? 50%=400（ N） (3) F摩 的計(jì)算 該機(jī)床導(dǎo)軌材料選用鑄鐵，結(jié)構(gòu)受力情況如圖 5— 4，那么鑄鐵件之間的摩擦力為 ： F慣 = F封 =800N F封 =400N 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 圖 5— 4 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)受力示意圖 F摩 =（ G+ zF ） ? 式中 G—— 移動(dòng)的總重量， 5000N； zF —— 切削力在導(dǎo)軌垂直方向的分力，按切削原理，一般為 ： xF ：yF ： zF ＝ 1： ： 。則 zF =883? =（ N）； ? —— 摩擦因數(shù)，查表 131（《 液壓傳動(dòng)與控制》 曹玉平 閻 祥安 主編 天津大學(xué)出版社 20xx） 選 ? =； 各值帶入上式 F摩 =（ G+ zF ） ? =（ 5000+） ? =（ N） (4) F回 的計(jì)算 回油背壓形成的阻力按下式計(jì)算 F回 =P出 A2 式中 P出 —— 回油背壓，一般為 — ，取 P出 =； zF = F摩 =552N 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 A2 —— 有桿腔 活塞面積，考慮兩邊差動(dòng)比為 2，已初估 A1 =40 2cm ，A2 =20 2cm ； 各值 代入上式 F回 =P出 A2 =? =600(N) 分析液壓缸各工作階段受力情況，得知在工進(jìn)階段受力最大，作用在活塞上的總機(jī)械載荷為 F=F工 +F慣 +F封 +F摩 +F回 =++400++600 =(N) 按表 13— 3（《 液壓傳動(dòng)與控制》 曹玉平 閻 祥安 主編 天津大學(xué)出版社 20xx） 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定系統(tǒng)工作壓力 ， 工作壓力取 為 P工 =20MPa。 液壓缸工作控有效工作面積 A1 = FP工= 10?=( 2cm ) 活塞直徑 D= 14A? = 4 ?? =(cm) 因差動(dòng)比為 1： 2，所以活塞桿直徑 d＝ ＝ ? 33=(mm) 取標(biāo)推直徑 D=40mm， d＝ 25mm，則工作壓 力 P工 =2??=(MPa) 今取 P工 =. A1 =40 2cm A2 =20 2cm F回 =600N F= 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 由于兩個(gè)切削頭工作時(shí)需做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在確定液壓缸活塞面積 A1 之后，還必須按最低進(jìn)給速度驗(yàn)算液壓缸尺寸。設(shè)液壓缸有效工作面積為 A1 ，則 A1 ? minminqv minq —— 流 量閥最小穩(wěn)定流量，取調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量 20ML/min。 minv —— 活塞最低進(jìn)給速度，取 20mm/min。 A1 —— — 液壓缸有效工作面積。 根據(jù)上面計(jì)算值，得 A1 =4? 2D =4? ? 24 =( 2cm ) 又 minminqv = 20/2 = 10 ( 2cm ) 所以 A1 minminqv 說明液壓缸尺寸滿足活塞最小穩(wěn)定速度要求。 液壓泵的選擇 1．確定液壓泵的實(shí)際工作壓力 Bp Bp =p工 + p?總 式中 p工 —— 。 p?總 —— p?沿 程 + p?局 部 之和，對(duì)于回油路采用調(diào)速閥 的系統(tǒng)， p?總 可估為（ — ） MPa，取 。 P工 = 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 因此，可確定論壓泵的實(shí)際工作壓力為 Bp =p工 + p?總 =+=(MPa) qB =Kqmax 式中 K —— 泄露因數(shù)，取 ； qmax —— — 兩切削頭快進(jìn)時(shí)所需最大流量之和 。 qmax 的計(jì)算如下： qmax =2179。 A差 動(dòng) v快 =2179。 ( )179。 30=(L/min) 帶入上式得： qB =Kqmax =179。 =(L/min) 按壓力為 ，流量為 ，選擇 1YB 4 液壓泵。 3．確定液壓泵電機(jī)的功率 該系統(tǒng)選用變量泵，故 應(yīng)分別計(jì)算快速空載所需功率與最大工進(jìn)時(shí)所需功率。 (1)最大工進(jìn)時(shí)所需功率 p工 ＝ 2179。 max60Bpq?工 式中 maxq工 —— 一個(gè)液壓缸最大工進(jìn)速度下所需流量 ； Bp —— 液壓泵實(shí)際工作壓力， ； ?—— 液壓泵總效率，取 ? ＝ 。 maxq工 的計(jì)算如下： Bp =a qmax = L/min qB = L/min 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 47 maxq工 ＝4? 2D maxv工 = 4?179。 179。 =(L/min) 代入上式得 p工 ＝ 2179。 max60Bpq?工 = (W) (2)空