【正文】 ； 3. 最后樁機(jī)的油箱一般從裝上開始就很少移動。 綜合考慮以上幾個因素，選設(shè)底腳高度為 80mm，其數(shù)量為 8 個。詳細(xì)設(shè)計(jì)如下圖所示： 圖 底腳 在實(shí)際應(yīng)用中我們?yōu)榱嗽鰪?qiáng)底腳的穩(wěn)定性，通常應(yīng)加設(shè)底腳板， 板厚與底腳相同，既 δ=8mm，它的形狀為正方形，上面開孔以便于用來固定油箱。數(shù)量為 8 個，詳細(xì)情況如上圖所示： 注意： 1. 底腳應(yīng)焊接于油箱底部四個角邊位置； 2. 焊縫寬度為 8mm； 3. 底腳板側(cè)面板焊接； 8. 油箱厚及焊接寬度的校核 焊縫寬度為 δ= 8mm，其受力情況如圖所示： 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 23 圖 油箱校核 由式 P =ρ g h 得： P = 103 = 103 Pa （ 513） 則： F1 = PS1 = 103 = 103 KN F2 = PS2 （ 514） = 103 = 103 KN F3= PS3 = 103 = 103 KN （ 515） F4 = PS4 = 103 = 103 KN (516) 因?yàn)檫@個油箱的各個焊縫由于只受拉應(yīng)力而不受彎矩的作用，且有 A3 鋼 [σ] = ? ,則有： σ1=11FA ][)(108107 . 9 633????? ?M P a (517) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 24 σ2=22FA ][)(108106 . 6 333????? ?M P a (518) σ3=33FA ][) 8 (108107 . 9 633????? ?M P a (519) σ4=44FA ][)(108107 . 9 633????? ?M P a (520) 經(jīng)過上述的計(jì)算校核可知 當(dāng) 焊縫寬度選定 8mm 和板厚 δ= 8mm 滿足條件。 設(shè)計(jì)液壓機(jī)的油管 由實(shí)際工作的要求可以得知吸油管速度大小為 ν1=，當(dāng)壓油管速度大小ν2=5m/s，然而回油管它的速度大小為 ν3=2m/s。 設(shè)計(jì)確定鋼管的管徑 通常由平常工作的經(jīng)驗(yàn)可知一 般鋼管材料選用 25 號鋼，即 [σ]= 115MPa 1. 選取液壓機(jī)的吸油管速度值 ：（令 v1 = ） 泵Ⅰ的吸油管的設(shè)計(jì)： 在實(shí)際工作中大小為 500L/min,吸油管的額定允許工作壓力為 25MPa。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 25 于是管徑直徑： d min 8 4 . 21 . 5 60 10 5001130vqv113031?? mm (521) 管壁厚： σmin = mmPd 1 1 52 ][2 ????? (522) 泵Ⅱ的吸油管的設(shè)計(jì)： 在實(shí)際工作中通過吸油管的額定流量大小為 ,吸油管的額定允許工作壓力為 25MPa。 于是管徑直徑： d min 4 6 . 21 . 5 60 10 1 5 0 . 51130vqv113031?? mm (523) 管壁厚： σmin = mmPd 1152 ][2 ????? (524) 2. 液壓泵的排油管 （取 v2 = 5m/s） 泵Ⅰ的排油管的設(shè)計(jì) 在實(shí)際工作中通過排油管的額定流量大小為 103m3/s,吸油管的額定允許工作壓力為 25MPa。 于是設(shè)計(jì)管徑直徑： d min 4 3 . 257 . 3 21 1 3 0vqv1 1 3 0 2 ??mm (525) 管壁厚： σmin = mmPd 4 .71152 4 3 .225][2 ????? (526) 膠管的選擇 在實(shí)際工作中膠管按運(yùn)運(yùn)可以分為高壓和低壓兩種；膠管可以用來連接兩個相互之間可以運(yùn)動的管道部件，高壓膠是用鋼絲做成構(gòu)架的膠管，在我們的這個液壓鉆機(jī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中選擇如下膠管表 所示： 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 26 表 膠管表 油路名稱 鋼絲編織膠管層數(shù) 內(nèi)徑 mm 單只壓油缸進(jìn)油路 III 16 壓樁系統(tǒng)總油路 III 32 單只 壓油缸進(jìn)油路 III 16 壓樁系統(tǒng)總油路 III 32 行走系統(tǒng) III 16 頂升系統(tǒng) III 19 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第六章 液壓系統(tǒng)性能的演算 27 第六章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 對于液壓系統(tǒng)性能我們需要進(jìn)行驗(yàn)算的項(xiàng)目非常多，其主要包括為液壓系統(tǒng)的效率檢查和系統(tǒng)的壓力損失驗(yàn)算等。 液壓系統(tǒng)的壓力驗(yàn)算 在系統(tǒng)中本身的壓力損失是與回路的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系的，通過查閱產(chǎn)品的樣本可以得知，系統(tǒng)中需要用到的相關(guān) 液壓元件的基本參數(shù)見表 表 液壓元件在額定流量下的損失 元件 壓力損失 35D63BY I25B XY25B I63B 22C63B Q25B △ pvn (105Pa) 4 2 3 2 2 5 液壓缸的進(jìn)、出油口的管道尺寸大小按預(yù)先選定，即 d=50mm，而進(jìn)、回油管它們的長度暫時(shí)先按均長為 2m 進(jìn)行估算，而所用油液本身具有的運(yùn)動粘度：V=10。對于沿程壓力損失的驗(yàn)算我們應(yīng)該采取一個完整的工作循環(huán)當(dāng)中不相同的階段去分別進(jìn)行演算。 進(jìn)油路的沿程損失： 流量 ：在進(jìn)油路管道上有一段較長距離為 103 m/ s 故按此比值進(jìn)行計(jì)算。 流態(tài)：由雷諾所判斷可知： Re ??? dr4Qrvd π 43100 . 3 20 . 0 1 83 . 1 4 100 . 6 74=1482﹤ 2320 (61) 故流態(tài)為層流 △ P 進(jìn)沿 PA554 100 . 410d8 0 0 r Q L ?? （ 62） 系統(tǒng)的溫升驗(yàn)算 由于系統(tǒng)中的損失 所失所造成的液壓系統(tǒng)發(fā)熱，其所發(fā)出的熱量散發(fā)到空氣沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第六章 液壓系統(tǒng)性能的演算 28 當(dāng)中去，主要散熱面是油箱，在設(shè)計(jì)時(shí)通常要考慮這些因素，計(jì)算溫升時(shí)我們只需要考慮油箱的散熱問題。 計(jì)算如下： η 泵 = 0. 26440＋0053101029 100. 00 531029N＋△η QP 3535泵??? 泵泵 （ 63） （變量泵隨壓力增加泄漏增加，功率損失也增加） 泵P =29105Pa 時(shí) △ N≈ N 泵入 =0 . 2 6 100 . 0 0 5 31029η QP35泵?泵泵 =≈ （ 64） H 發(fā)熱 =N 泵入 （ 1η 系統(tǒng) ） =N泵入（ 1η 泵 *η 回落 *η 缸 ） =（ ） = 這個液壓系統(tǒng)油箱池尺寸比例為 1： 1： 1～ 1： 2： 3 之間，工作的地方通風(fēng)良好 故取散熱系數(shù)： C 7 =16103（ KW／ m 2 .℃ ）油液溫升 △ T 可用下式計(jì)算（ A= 3 2V ） △ T=G *V0 . 0 6 5H10A*CH 3 237 發(fā)熱發(fā)熱 ?=℃ （ 65） 一般液壓機(jī)床取 △ T≤30℃而 ℃ ≤30℃ 所以系統(tǒng)溫升演算合格。 從計(jì)算來看，油液溫升值比規(guī)定值小很多。這說明選用限壓式變量泵（沒 有溢流損失） 。和容積較大的油箱，溫升是沒有問題的，這種情況一般可不進(jìn)行 溫升驗(yàn)算。 液壓系統(tǒng)的效率的檢查 由于共進(jìn)的時(shí)間占據(jù)整個工作循環(huán)所需時(shí)間長度的比例較大， 因此我們可用計(jì)算得到的理論回路工進(jìn)時(shí)的效率來當(dāng)成整個液壓系統(tǒng)的工作效率。該回路的總工作效率應(yīng)為： 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第六章 液壓系統(tǒng)性能的演算 29 η= ??P vQP /ηvV*Fw輸入功率輸出功率 =BPBAPA Q*Fw ηP （ 66） VFw— 它們依次是系統(tǒng)工進(jìn)時(shí)的速度與外負(fù)載，詳見負(fù)載圖、速度圖 QB 、 QA— 它們分別是雙聯(lián)泵的 B 泵與 A 泵的額定流量， QA=10L/min，QB=12L/min PpA— 溢流閥調(diào)整壓力， PpA=42 106Pa PpB— B 泵的卸荷壓力， PpB=（ 12/25） 23105=105Pa 這樣系統(tǒng)效率應(yīng)為： η=] /6 01012100 . 6 9＋101010[ 4 2 ] /6 01 . 2～0 . 0 2[ 1 4 0 0 3535 ）（= （ ～ ） % （ 67） 由此可以得知，定量泵系統(tǒng)在低速時(shí)它的工作效率是非常低的。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士 學(xué)位論文 致謝 30 第七章 液壓鉆機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PLC 的特點(diǎn)及應(yīng)用 隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步 PLC 軟件及其應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展，而 PLC 的功能得到了很大的提高， PLC 主要有以下特點(diǎn)： ： PLC 具有高度的可靠性，這主要是來自于本身硬件、軟件具有非常強(qiáng)的抗干擾措施以及 PLC 本身所獨(dú)有的周期循環(huán)掃描方式。 I/O 接口模塊 ： PLC 可以根據(jù)現(xiàn)場不同的工業(yè)信號，有相應(yīng)的 I/O 模塊與設(shè)備及其器件連接。另外出于操作性的要求，本身還具備多種人機(jī)對話的接口，并還有通訊聯(lián)網(wǎng)的接口。 ：為了適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要，大部分的 PLC 均采用了模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行組合。 ： PLC 編程基本上采用梯形圖，它對于使用者來說沒有太大的難度，因此一般 很容易上手。 :PLC 控制系統(tǒng)不需要專門的機(jī)房，它本身可以直接在工業(yè)場合應(yīng)用，各個模塊均有操作說明，與模塊化知識，當(dāng)工作時(shí)發(fā)生問題用戶可以根據(jù)狀況找到問題同時(shí)進(jìn)行更換模塊，節(jié)約用戶的 寶貴時(shí)間。 正是基于 PLC 的強(qiáng)大功能，使之被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，如機(jī)械、化工、石油等重要部門。 全液壓鉆機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 在液壓鉆機(jī)的實(shí)際工作中由于考慮到實(shí)際情況下的應(yīng)用，所以在鉆機(jī)工作中采用分級逐段近給的方法。這樣經(jīng)過多次的加工使其達(dá)到預(yù)計(jì)的工作情況。 在圖 中， SQ A 為原來的行 程開關(guān)，而 SQ B 為工進(jìn)行程開關(guān)， SQC 是終點(diǎn)行程開關(guān)。 在運(yùn)行開始后，液壓電動機(jī)及其其它的機(jī)構(gòu)開始運(yùn)行工作，液壓泵推動液壓沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士 學(xué)位論文 致謝 31 缸進(jìn)行工作 SQ1 輸入信號，電機(jī)啟動并且實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給運(yùn)動。與 B 處壓下 SQ2，并改為動力工進(jìn)采用分段進(jìn)。當(dāng)觸碰到 SQ3 的擋頭時(shí)機(jī)器進(jìn)給結(jié)束。 圖 工作示意圖 液壓鉆機(jī)的控制電路與 PLC 型號選定 液壓鉆機(jī)的控制電路設(shè)計(jì) PLC 與工業(yè)的聯(lián)系是建立在模塊上的。它具有許多 I/O 模塊，其基本包括開關(guān)輸入模塊、模擬量輸入模塊。根據(jù)工作的要求我們需要確定所需的 I/O 點(diǎn)數(shù) 時(shí)，我們需要增加一定備用量，通常我們選取為 10%20%。對于用一個系統(tǒng)我們采用的控制方法的不同，所需要用的 I/O 點(diǎn)數(shù)也是有所不同的 表 輸入輸出分配地址 輸入 輸出 名稱 PLC對應(yīng)輸入端口 說明 輸出端口 中間繼電器 PLC 對應(yīng)輸出端 CGQ