【正文】 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 。 考慮到維修，散熱和安裝空間等方面的要求。但安裝維 修不方便，散熱條件不好。其安裝方式為立式和臥式兩種。本次設(shè)計(jì)采用集中式。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方便。例如，利用機(jī)床或底座作為液壓油箱存放液壓油。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開(kāi)；缺點(diǎn)是液壓站增加了占地面積。 液壓站的結(jié)構(gòu)型式 機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。液壓油箱裝有空氣濾清器，濾油器，液面指示器和清洗孔等。而且應(yīng)將各孔道編上號(hào)，列表說(shuō)明各個(gè)孔的尺寸﹑深度以及與哪些孔相交等情況。集成塊的視圖比較復(fù)雜，視圖應(yīng)盡可能少用虛線表達(dá)。塊內(nèi)孔道縱橫交錯(cuò)，層次多，需要由多個(gè)視圖和 2～ 3 個(gè)剖視圖才能表達(dá)清楚。溢流閥的先導(dǎo)部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。水平位置孔道可分三層進(jìn)行布置。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道﹑集成塊固定螺孔相通。 設(shè)計(jì)專用集成塊時(shí)，要注意其高度應(yīng)比裝在 其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm,以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固?？椎老嗤ǖ囊簤涸M可能布置在同一水平面，或在直徑 d 的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔之間的最小壁厚 h 必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 電磁閥應(yīng)布置在集成塊的前﹑后面上，要避免電磁閥兩端的電磁鐵與其它部分進(jìn)行相碰。 3）集成塊上液壓元件的布置?？着c孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不小于壓力油孔。 2）決定通道的孔徑。 若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則 樣板可按底板提供的尺寸來(lái)制作。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對(duì)照實(shí)物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，按照輪廓線剪下來(lái)，便是液壓元件樣板。液壓泵供應(yīng)的壓力油 P 使用吸油管由供油口引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路 T 及泄漏油路 L 經(jīng)回油口引入液壓油箱冷卻沉淀。下面分別介紹其設(shè)計(jì)。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同，否則說(shuō)明液壓集成回路出了差錯(cuò)。設(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧苫芈?，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。它可安裝固定在機(jī)床或機(jī)床附屬設(shè)備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。液壓元件之間通過(guò)液壓油路板內(nèi)部的孔道連接，除正面外，其它加工面和孔道的表面 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 28 頁(yè) 粗糙度值為 ～ . 圖 51 液壓油路板 1 圖 52 液壓油路板 2 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 29 頁(yè) 圖 53 液壓油路板 3 此外液壓油路板的安裝固定也是 很重要的。液壓油路板的結(jié)構(gòu)如圖 5圖 5圖 53 所示，液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，表面粗糙度值為 ,背面連接壓力油管（ P）、回油管（ T）、泄露油管（ L）和工作油管（ A﹑ B）等。 本次設(shè)計(jì)基于安裝空間和油箱結(jié)構(gòu)的考慮采用 3 塊集成塊組成。使用近年來(lái)在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差， 互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。把一個(gè)液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進(jìn)出液壓油液通過(guò)管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 27 頁(yè) 第四章 液壓集成油路的設(shè)計(jì) 通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。一般情況下，提升過(guò)程做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮提升時(shí)的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 26 頁(yè) 在整個(gè)工作循環(huán)中，提升過(guò)程中流量最大，且發(fā)熱量最大。 上面已經(jīng)計(jì)算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為 32mm,20mm。 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： 我們選鋼管的材料為 45鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度 b? =600MPa。 管接頭聯(lián)接螺紋 M27 2。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 24 頁(yè) 2. 管道內(nèi)徑計(jì)算： vqd ? （ 1） 式中 q—— 通過(guò)管道內(nèi)的流量 sm3 v—— 管內(nèi)允許流速 sm ，見(jiàn)表： 表 ：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管 12（一般取 1m/s 以下） 液壓系統(tǒng)壓油管道 ? ，壓力高，管道短粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 ～ (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取 v=mmvqd 3 ???? ? 根據(jù)《液壓元件手冊(cè)》黎啟柏主編，表 641 查得：取 d=32mm，鋼管的外徑 D=42mm； 管接頭聯(lián)接螺紋 M42 2。管路旋入端用的連接螺紋采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋（ ZM）和普通細(xì)牙螺紋（ M）。 1. 管接頭的選用： 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條 件。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。膠管分高、低壓兩種。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。本設(shè)計(jì)中油管采用鋼管，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所須的壓力是高壓， P= ( )P MPa? ， 鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無(wú)縫管，低壓用焊接管 。 (2). 密封性能好。 1. 對(duì)液壓閥的基本要求 ： 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 22 頁(yè) (1). 動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。柱塞泵為 ~ ，取 p?? 。 2．與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定 由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在升降缸提升階段，這時(shí)液壓泵的供油壓力值為 ，流量為 。 根據(jù)以上算得的 pq 和 pP 在查閱相關(guān)手冊(cè)《液壓元件手冊(cè)》黎啟柏主編。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。 2） 流量范圍較大。柱塞變量泵適用于負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)），柱塞式變量泵有以下的特點(diǎn)： 1） 工作壓力高。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 21 頁(yè) sLLqqKq Lp /)()( max ????????? ?? 1．選擇液壓泵的規(guī)格 由于液壓系統(tǒng)的慢近快退，流量變化大，負(fù)載壓力大，功 率大。 表 32 液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 20 頁(yè) 執(zhí)行元件 工況 運(yùn)動(dòng)速度 結(jié)構(gòu)參數(shù) 流量 /(L/s) 計(jì)算公式 升降缸 鉆孔 A2= 103m2 Q=A2V 提升 A1= 103m2 Q=A1V 翻轉(zhuǎn)缸 上翻轉(zhuǎn) A1= 103m2 Q=A1V 下翻轉(zhuǎn) A2= 103m2 Q=A2V 由前面液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力可知，這個(gè)液壓系統(tǒng)最大工作壓力為，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為 （含回油路上的壓力損失折算到進(jìn) 油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 Mpapp p △1 ????? 上述計(jì)算所得的 pP 是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過(guò)渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過(guò)靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右因此選泵的額定壓力 nP 應(yīng)滿足： Mpapp pn ??? 液壓泵的最大流量應(yīng)為： max()pLq K q? ? 式中 pq? 液壓泵的最大流量 max()q ?? 同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時(shí)的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 2~3 minL 。活塞直徑 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 19 頁(yè) 參照參考文獻(xiàn) 1，表 ，取 =，參考文獻(xiàn) 1，表 ，取 =， 按照參考文獻(xiàn) 2，表 214，取 D=32mm 按照參考文獻(xiàn) 2，表 215，取 d=22mm 按最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算出各工況時(shí)液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力，見(jiàn)表 32。 D和活塞桿直徑 d的確定 1）確定升降缸的活塞和活塞桿直徑 升降缸最大載荷時(shí)，為提升狀態(tài)，其載荷力為 24304N，工作在活塞桿受壓狀態(tài)。 表 31 各液壓缸的載荷力 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 18 頁(yè) 液壓缸名稱 工況 負(fù)載組成 推力 F/m? 升降缸 提升 F=(F 軸 k)/ m? 24304N 翻轉(zhuǎn)缸 翻轉(zhuǎn) F=(F 自重 k)/ m? 按液壓機(jī)床類型初選 液壓缸的工作壓力為 16Mpa,根據(jù)升降缸慢進(jìn)和快退速度要求，采用單作用雙節(jié)液壓缸。這個(gè)翻轉(zhuǎn)過(guò)程中提供的動(dòng)力可視為恒定。這是達(dá)到升降缸的最大載荷力 (最大載荷見(jiàn)工況分析中的提升載荷 )。外載荷可視為 0。 1）升降缸的載荷力 升降缸在鉆頭鉆孔時(shí)是輕載，其載荷主要來(lái)源孔洞對(duì)其的反作用力。 圖 26 回轉(zhuǎn)電機(jī)聯(lián)動(dòng)控制 如圖 26 所示控制回路的輔助電路，根據(jù)鉆機(jī)功能特征需要連接輔助電路，但是輔助電路需要考慮，所以輔助電路需要實(shí)現(xiàn)變壓接入電源指示燈，警報(bào)指示燈，照明燈，及警報(bào)電鈴以配合鉆機(jī)工作，電源指示燈可以直觀看出電機(jī)是否通電，照明點(diǎn)燈可以方便旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)在夜間工作，警報(bào)燈和警報(bào)電鈴可以保證安全工作和對(duì)事故的發(fā)現(xiàn)。 圖 25 液壓電控回路 3） 回轉(zhuǎn)電機(jī)的控制涉及電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，根據(jù)電路圖 25 可知，要和行走電機(jī) 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 16 頁(yè) 實(shí)現(xiàn)互鎖功能，即在回轉(zhuǎn)控制回路中要接觸行走電機(jī)的動(dòng)斷觸點(diǎn) KM3,以便保障安全生產(chǎn)，在回轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)之間也要實(shí)現(xiàn)互鎖功能。油泵電機(jī)正常工作，然后根據(jù)工作要求操作響應(yīng)的電磁換向閥，假如翻轉(zhuǎn)油缸工作，按下 SB15 首先二位三通電磁閥線圈 KA15 得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，接著通過(guò)三位四通電磁換向閥通過(guò)按鈕 SB SB9 實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)油缸的對(duì)鉆架的水平推移，和鉛垂下放。在行走電機(jī)控制回路中必須連接回轉(zhuǎn)電機(jī)的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互鎖。 圖 24 串電阻延時(shí)啟動(dòng)電路 1） 行走電機(jī)只需要正轉(zhuǎn)，它是在旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)轉(zhuǎn)移工作場(chǎng)所時(shí)才啟動(dòng)的，而在鉆機(jī)工作時(shí)，行走電機(jī)必須體制，所以行走電機(jī)和回轉(zhuǎn)電機(jī)必須實(shí)現(xiàn) 互鎖。延時(shí)結(jié)束， KT 的延時(shí)閉合動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，是接觸器 KM2 得電， KM2 的動(dòng)合主觸點(diǎn)將起動(dòng)電阻 Rst 短接，電動(dòng)機(jī)全電壓工作，這時(shí) KM2 的動(dòng)輔助觸點(diǎn)斷開(kāi) KM1 線圈回路，另一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)使其自鎖。為了限制較大異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響，本控制回路采用串電阻降壓延時(shí)起動(dòng)的自動(dòng)控制線路如圖 23。 圖 23電氣控制圖 如圖 所示整個(gè)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)用到一個(gè)行走電機(jī)，一個(gè)油泵電機(jī)，一個(gè)正反轉(zhuǎn)回 設(shè)計(jì)（論文）專用紙