【正文】 并對液壓系統(tǒng)的液壓原理、操作進行了說明，其中主要是對液壓缸進行分析計算，并繪畫相關(guān)的 CAD 二維圖紙，實現(xiàn)設(shè)計零件的可制造性與工藝性。參照了機械設(shè)計手冊上的計算公式，根據(jù)計算所得的結(jié)果來選取各種液壓元件。其中結(jié)合了需方需要的技術(shù)要求，根據(jù)計算來確定發(fā)動機、油箱容積、油泵的型號及各種液壓元件的選擇。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機的結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。在各種機械設(shè)備上，液壓系統(tǒng)得到了廣泛的使用。雖然不是很復(fù)雜，但通過這一設(shè)計實踐，我感到自己在這方面仍存在許多不足之處。其具體規(guī)格型號和名稱見表 。(5) 膠管應(yīng)避免與機械上的尖角部分想接觸和摩擦，以免管子損壞。(3) 膠管安裝是應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為便于安裝，可沿管長涂以色紋，以便檢查。膠管在使用及設(shè)計中應(yīng)主要下列事項：(1) 膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應(yīng)小于 320，膠管與管接頭聯(lián)接處應(yīng)留有一段直的部分，此段長不應(yīng)小于管外徑的兩倍。通過以下公式算出管道內(nèi)徑：? 4vqd??() 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）21T式中 T－液體流量vq－流速?其設(shè)定值與計算數(shù)值如表 所示表 計算數(shù)值管路名稱 通過流量(L/min) 允許流速(m/min) 管道內(nèi)徑(m) 實際取值(m)大泵吸油管 2 小泵吸油胳 15 大泵排油管 2 4 小泵排油管 4 查《機械設(shè)計手冊》得：Φ10Φ21Φ454 膠管的選擇根據(jù)工作壓力和按公式得管子的內(nèi)徑選擇膠管的尺寸規(guī)格。原理圖如圖 所示日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）20圖 其他液壓元件的選擇 蓄能器的選擇根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定類型和主要參數(shù)。一般按照系統(tǒng)的工作需要來確定液壓閥的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)系統(tǒng)的操縱需要和電氣系統(tǒng)的配置能力進行選擇。安裝方式 的選擇要根據(jù)液壓閥的規(guī)格大小，以及系統(tǒng)的簡繁及布置特點來確定。對液壓閥流量的選擇，可以按照產(chǎn)品標(biāo)明的公稱流量為依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品有關(guān)流量曲線來確定。系統(tǒng)的工作壓力，執(zhí)行機構(gòu)的動作順序，工作部件的運動速度、方向，以及變換頻率，輸出力和力矩等。查《機械設(shè)計手冊》發(fā)動機參數(shù)表得：發(fā)動機機型號 YANMAR 功率 轉(zhuǎn)速 2200r/min 液壓閥的選擇選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。根據(jù)機械設(shè)計手冊，可查閱得：此液壓泵可采用 NB3G20F 雙237聯(lián)柱塞泵，主泵由 2 個柱塞式串聯(lián)變量柱塞泵組成。 分析比較動臂機構(gòu)系統(tǒng)圖與整機系統(tǒng)圖，可以總結(jié)出：動臂機構(gòu)系統(tǒng)可以作為一個單獨的液壓系統(tǒng)，并可以進行半自動化控制，其液壓元件選擇的合理與否直接影響著機電一體化液壓系統(tǒng)的快速控制能力。對于自行設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。機電一體化挖掘機的控制系統(tǒng)是半自動的，所設(shè)計的液壓系統(tǒng)是建立在 WY100 型挖掘機液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上，改進工作裝置的自動化控制，保證工作負(fù)載合理，防止在過量的情況下導(dǎo)致小挖掘機破壞。該液壓系統(tǒng)采用定量泵，效率較低、發(fā)熱量大，為了防止液壓系統(tǒng)過大的溫升，在回油路中設(shè)置強制風(fēng)冷式散熱器，將油溫控制在 80℃以下。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可通過檢查泄漏油路濾油器，判定是否屬于液壓馬達(dá)磨損引起的故障。(2) 泄油回路 將多路換向閥和液壓馬達(dá)的泄漏油液用油管集中起來，通過五通接頭和濾油器流回油箱。SWE50H 型單斗液壓挖掘機除了主油路外，還有如下低壓油路 ：]9[(1) 排灌油路 將背壓油路中的低壓油，經(jīng)節(jié)流降壓后供給液壓馬達(dá)殼體內(nèi)部，使其保持一定的循環(huán)油量，及時沖洗磨損產(chǎn)物。為了防止動臂、斗桿、鏟斗等因自重而超速降落，其回路中均設(shè)有單向節(jié)流閥。限速閥的液控口作用著由梭閥提供的 A、B兩油泵的最大壓力，當(dāng)挖掘機下坡行走出現(xiàn)超速情況時，油泵出口壓力降低，限速閥自動對回油進行節(jié)流，防止溜坡現(xiàn)象，保證挖掘機行駛安全。油泵 B 輸出的壓力油進入第二組多路換向閥，驅(qū)動動臂油缸、斗桿油缸，并經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動左行走馬達(dá) 8 和推土板油缸 6。油泵 A 輸?shù)膲毫M入第一組多路換向閥，驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達(dá)、鏟斗油缸、輔助油缸，并經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動右行走馬達(dá) 7。所用的油泵 1 為雙聯(lián)泵，分為 A、B 兩泵。正確選用液壓油品種，確保液壓系統(tǒng)長期平穩(wěn)、安全運行，是保證連續(xù)生產(chǎn)、節(jié)省材料消耗和提高經(jīng)濟效益的有效措施。由于液壓傳動具有元件體積小、重量輕、傳動平穩(wěn)、工作可靠、操作方便、易于實現(xiàn)無級變速等優(yōu)點，因此在許多工業(yè)部門的傳動系統(tǒng)被采用。因此，正確選用液壓油是確保液壓系統(tǒng)正常和長期工作的前提。它的功能是：有效地傳遞能量、潤滑部件和作為一種散熱介質(zhì)。但閉式系統(tǒng)較開式系統(tǒng)相對復(fù)雜，并且由于閉式系統(tǒng)本身沒有油箱，油液的散熱和過濾條件較開式系統(tǒng)差。開式系統(tǒng)利用油箱可以散熱、沉淀雜質(zhì)的特點，并且油液循環(huán)大，敝熱條件好，結(jié)構(gòu)簡單，因此為大多數(shù)工程機械所采用。 確定回路方式本液壓系統(tǒng)采用開式回路。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。對長時間所需日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）16流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。在回轉(zhuǎn)過程中，能自動識別和避開障礙物，達(dá)到原定的卸料位置。本設(shè)計主要采用手動控制，另根據(jù)壓力控制 CLSS 系統(tǒng)可進行自動操作，在計算機的直接操縱下自動完成給定的挖掘任務(wù)，并具有一定得局部自主能力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。另外還有時間控制、壓力控制等。加工機械的各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。(3) 指定順序動作方案 主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。 在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。在液壓系統(tǒng)中，需要流量不大的高壓油時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。(2) 制定壓力控制方案 ]8[液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速又分別有進油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。4 液壓系統(tǒng)原理圖的制定 制定基本方案(1) 制定調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。.[]n Mpa???????? 活塞桿柔度校核計算活塞桿細(xì)比計算如下： λ= ≤[λ] 24dL?()此處：L 為折算長度，導(dǎo)向套中心至吊頭尺寸，約 630mm，活塞桿直徑d=63mm，[λ]活塞桿許用細(xì)長比，按規(guī)定拉力桿此處[λ]≤100。 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 缸筒壁厚的計算對于低壓系統(tǒng)或 ≥16 時，液壓缸缸筒厚度一般按薄壁筒計算，公式如下：/D? ()2[]yP???式中 －液壓缸缸筒厚度 －試驗壓力(Mpa)，當(dāng)工作壓力 P≤16 Mpa 時， =，當(dāng)工作壓y yP力 ≥P≥ 16 Mpa 時， =，當(dāng)工作壓力 P≤ 時， =,y y這里應(yīng)取 = =。根據(jù)公式 (3)122FAP???= ()2cm故有 D= =，d== ()4/?機床主機類型 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機械小型工程機械工程機械輔助機構(gòu) 液壓機中、大挖掘機重型機械起重運輸機構(gòu)工作壓力p/Mpa ≤2 3～5 ≤8 8～10 10～16 20～32日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）12當(dāng)按 GB/T2348－1993 將這些直徑圓整理成就近標(biāo)準(zhǔn)值時得：D=80mm , d =63mm，由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為 ()22/??222()/???? 液壓缸行程的確定液壓缸行程主要依據(jù)機構(gòu)的運動要求而定。此時液壓缸無桿腔工作面積 應(yīng)為有桿腔工作面積 的兩倍。本設(shè)計主要對動臂缸進行相關(guān)設(shè)計。如利用壓力傳感器可實現(xiàn)過載情況下的路徑自主校正；利用超階級聲波測距傳感器能實現(xiàn) 回轉(zhuǎn)過程中的自動避障。傳感器處于液壓挖掘機與監(jiān)測系統(tǒng)的接口位置，是一個能量變換器，它直接從液壓挖掘機中提取被除數(shù)檢測的工況特征參數(shù)，感受狀態(tài)的變化并轉(zhuǎn)換成便于測量的物理量。A/D 轉(zhuǎn)換及光電隔離模塊的功能是將所有的被檢測轉(zhuǎn)變成為單片機所接受的數(shù)字量，具體包括開關(guān)量、轉(zhuǎn)換信號的整形、模擬量的 A/D轉(zhuǎn)換和輸入輸出信號的光電隔離等。面板控制模塊是整個系統(tǒng)的入機接口，它包括鍵盤、聲光報警電路和點陣式液晶顯示器。工況在線監(jiān)測系統(tǒng)包括單片主處理器模塊、面板控制系統(tǒng)、模擬信號調(diào)理模塊、A/D 轉(zhuǎn)換及光電隔離模塊、電源模塊及傳感器等部分。通過電子調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)發(fā)動機油門和液壓泵的排量，使供給功率與負(fù)載需要功率相匹配。 機電一體化液壓挖掘機工作技術(shù)要求采用了柴油機液壓泵復(fù)合控制。所以，在布置動臂油缸時，應(yīng)綜合考慮動臂的結(jié)構(gòu)、工作裝置的作業(yè)尺寸及動臂舉升力和挖掘力等因素。為了增大后傾方案的挖掘深度，有的挖掘?qū)㈤L動臂 CEF 改成 CE1F1（圖） ，并配以長斗桿，在最大深度處挖掘時，采用鏟斗挖掘而不是斗桿挖掘，這樣得到的最大挖掘深度為 h1h2。然后，后傾方案動臂下鉸點 C 與動臂油缸下鉸點D 的距離 CD 比前傾方案的大，則動臂在上下兩極限位置時，動臂油缸的作用力臂也就比較大。此外，在后傾方案中，動臂 EF 部分往往比前傾方案的長，因此動臂所受彎矩也比較大。油缸后