【正文】 rP 整個工作循環(huán)中泵的平均輸入功率 ； cP 系統(tǒng)的輸出有效功率。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要計算通過控制閥的局部壓力損失。 又在管路中呈紊流流動狀態(tài)， 所以 其沿程阻力系數(shù)為： ?? 求得沿程壓力損失為： 221 ???? ?????? ??MPa 式中 ： ? 油的密度。 油在管路中的實際流速為 ： 2vd4qv ?? （ 213） 式中 ： vq — 快速時通過油管流量 ； d— 管內(nèi)徑 。 2）液壓系統(tǒng)的壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失 1p? ，管路的局部壓力損失 2p? 和閥類元件的局部損失3p? 。 將所得數(shù)據(jù)代入式 211得： 1）油箱容量的確定 可按液壓泵流量和系統(tǒng)壓力確定油箱容量 v 表 25 各種系統(tǒng)類型的經(jīng)驗參數(shù) 系統(tǒng)類型 低壓系統(tǒng)（ MPa? ） 中壓系統(tǒng)（ MPa? ） 中高壓或大功率系統(tǒng)（ MPa? ） ? 2～ 4 5～ 7 6～ 12 pqV ?? （ 212）式中 ： ? 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)， 可由表 25取為 3； pq 液壓泵的額定流量，為 。 表 24 液壓元件型號及規(guī)格 序 號 名 稱 通過流量 型號及規(guī)格 1 吸油過濾器 WU16? 180 2 葉片泵 1 16YB? 3 電磁換向閥 34EYH10BT 4 電控溢流閥 BGM03 5 單向閥 DFB10K 6 疊加式減壓閥 MRP0130 7 疊加式夜控單向閥 DGMDC2YP 8 疊加式節(jié)流閥 DGMFN2XAB 9 冷卻器 FT20 10 液位液溫計 CYW150 11 空氣過濾器 QUQ3 12 電動機 Y160L8 13 壓力表開關(guān) KFL8/20E 14 耐震壓力表 YN100 15 測壓接頭 PT00 2A 16 測壓軟管 HEP1H23P1 1）管道內(nèi)徑的計算 （ 210） 式中 ： q— 通過管道的流量 ； V— 管內(nèi)允許流速 。 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 根據(jù)上述所算， 由張利平《液壓氣動技術(shù)速查手冊》 [3]表 Y160L8，功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為 750r/min。 將以上數(shù)據(jù)代入式 29得： 63vppq 6 . 3 1 0 6 0 . 5 1 0 8 . 4 7 w0 . 7 5 6 0PPPk? ?? ? ?? ? ??。 3）選擇泵的規(guī)格 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，選用 。 2）確定液壓泵的流量 ?? vmaxvp qq K （ 28） 式中： K— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取 K=； ?vmaxq 同時動作的液壓缸的最大總流量 。 而其中 ：1 42 1 7 6 5 .1 5 1 .7 80 .9 1 1 3 4 .3 0 1 0FP A ?? ? ???Mpa； 又因管路簡單，流速不大， 故由《機械設(shè)計手冊 》 [10]取 得： ??P =。 為便于液壓系統(tǒng)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。 本液壓系統(tǒng)的換向采用三位四通 Y型中位機能的電磁換向閥。 3） 速度換接回路 由于快上和慢上之間速度需要換接，但對換接的位置要求不高，所以采用由行程開關(guān)發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實現(xiàn)速度的換接。在慢上時所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，宜選用 限壓 式定量葉片泵作為油源。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。當某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。工程機械的操縱機構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。 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。 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設(shè)計 10 在有些液壓系統(tǒng)中，有時需要流量不大的高壓油，這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 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。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。 節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。進油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流 常用于有負載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須 用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合 —— 容積節(jié)流調(diào)速。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。 將已知數(shù)據(jù)代入式 26可得： 快速上升時 1 2 1q v / sAL? ? ? ?； 慢 速上升時 2 2 2q v 72 / s? ? ? ?； 快速下降時 3 1 3q v / s? ? ? ?。 將上述所得數(shù)據(jù)代入式 24得： 液壓缸的有效面積為： 無桿腔面積 ： 2 2 21 0 .1 2 5 1 2 2 .7 2 c m44AD??? ? ? ?； 有桿腔面積 : 2 2 2 2 22 d 0 . 1 2 5 0 . 0 9 5 9 . 1 0 c m44AD??? ? ? ? ? ?（ ） （ ）。 由《機械設(shè)計手冊》 [10]表 ： d ? , 則 ： d 0 .7 1 8 8 .7 m mD?? 。 （ 24） 液壓缸在受壓狀態(tài)下 : 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設(shè)計 8 1221 P APFA ?? （ 25） 當液壓缸反向制動時 ，將已知數(shù)據(jù)代入式 25得： 6195 10 100 0FA P? ? ??? 2mm ； 4 4 1 4 . 3 6 1 3 5 m m1000AD ???? ? ?。 計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 1）計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 圖 a為液壓缸活塞桿工作在受拉狀態(tài) ； 圖 b為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài) 。 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設(shè)計 6 4）液壓缸的外載荷 wF 加速時 11 1 8 0 0 0 3 6 0 0 1 6 5 .1 5 2 1 7 6 5 .1 5w g f aF F F F N? ? ? ? ? ? ?； 減速時 22 1 8 0 0 0 1 8 0 0 1 3 5 .7 8 1 9 6 6 4 .2 2w g f aF F F F N? ? ? ? ? ? ?； 制動時 32 18 00 0 18 00 29 .3 7 19 77 0. 63w g f aF F F F N? ? ? ? ? ? ?； 反向加速時 41 3 6 0 0 2 0 1 .8 4 3 8 0 1 .8 4w f aF F F N? ? ? ? ?； 反向制動時 5 1 8 0 0 0 1 8 0 0 2 0 1 .8 4 1 9 5 9 8 .1 6w g f aF F F F N? ? ? ? ? ? ?。 0sin45Nf uFF ? （ 21） 將已知數(shù)據(jù)代入式（ 21）得： 靜摩擦負荷 11 0 3600sin 4 5Nf uFFN??； 動摩擦負荷 22 0 1800sin 4 5Nf uF??。 2）摩擦載荷 由于工件為垂直起升，所以垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu) 尺寸，求得9000 2NFN? 。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。同時，介紹了 M1432A 型 萬能外圓磨床的 工作原理及這種液壓系統(tǒng) 所具有的特點。此操縱箱屬行程制動換向回路，具有較高的換向位置精度和換向平穩(wěn)性。 (3)本系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用了將開停閥、先導(dǎo)閥、換向閥、節(jié)流閥、抖動缸等組合一體的操縱箱。其主要特點是： (1)系統(tǒng)采用節(jié)流 閥回油節(jié)流調(diào)速回路，功率損失較小。抖動缸的快速移動推動杠帶先導(dǎo)閥快速移動 (換向 )，迅速打開控制油路的進、回油口，使換向閥也迅速換向，從而使工作臺作短距離頻繁往復(fù)換向 — 抖動。這時將換向擋鐵調(diào)得很近或夾住換向杠桿，當工作臺向左或向右移動時，擋鐵帶杠 桿使先導(dǎo)閥閥芯向右或向左移動一個很小的距離，使先導(dǎo)閥 1的控制進油路和回油路僅有一個很小的開口。第一是幫助先導(dǎo)閥 1實現(xiàn)換向過程中的快跳；第二是當工作臺需要作頻繁短距離換向時實現(xiàn)工作臺的抖動。當快動閥 12 處于右位 (砂輪架處于前端位置 )時，油路 L 為低壓 (回油箱 )，這時誤踏尾架閥 11也無壓力油進入尾架缸 14，頂尖也就不會推出。為操作方便，采用腳踏式二位三通閥 11(尾架閥 )來操縱，由尾架缸 15 來實現(xiàn)。調(diào)節(jié)進給閥兩端的節(jié)流閥 J J4就可調(diào)節(jié)壓力脈沖的時期長短，從而調(diào)節(jié)進給量的大小。若將選擇閥轉(zhuǎn)到其他位置，如右端進給，則工作臺只有在換向到右端才進給一次，其進給過程不再贅述。在進給閥活塞繼續(xù)右移時堵住 c1而打通 c2，這時進給缸右端→ d→進給閥→ c2→選擇閥→ a1→先導(dǎo)閥 a1′ →油箱，進給缸在彈簧力的作用下再次復(fù)位。進給缸 10→ d→進給閥 9→ c1→選擇閥 8→ a2→先導(dǎo)閥 1→油箱，進給缸柱塞在彈 簧力的作用下復(fù)位。選擇閥 8根據(jù)加工需要可以使砂輪架在工件左端或右端時進給，也可在工件兩端都進給 (雙向進給 )，也可以不進給，共四個位置可供選擇。當翻下內(nèi)圓磨具進行內(nèi)孔磨削時，內(nèi)圓磨具壓另一行程開關(guān)，使聯(lián)鎖電磁鐵通電吸合 ，將快動閥鎖住在左位 (砂輪架在退的位置 )，以防止誤動作，保證安全。 手動換向閥 12(快動閥 )的下面裝有一個自動啟、閉頭架電動機和冷卻電動機的行程開關(guān)和一個與內(nèi)圓磨具聯(lián)鎖的電磁鐵 (圖上均未畫出 )。在圖 所示位置時，快動閥右位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)快動閥 12 右位進入快動缸 14 右腔，砂輪架快進到前端位置，快進終點是靠活塞與缸體端蓋相接觸 來保證其重復(fù)定位精度；當快動缸左位接入系統(tǒng)時，砂輪架快速后退到最后端位置。 當開停閥 3處于左位時，互鎖缸 4 通油箱，活塞在彈簧力的作用下帶著齒輪 Z2 移動，Z2與 Z1嚙合，工作臺就可用手搖機構(gòu)搖動。 工作臺液動與手動的互鎖 工作臺液動與手動的互鎖是由互鎖缸 4來完成的。 回油路：液壓缸 22 右腔→換向閥