【正文】 2— 導(dǎo)向管； 13— 缸蓋；14— 密封圈； 15— 防塵圈； 16— 活塞桿； 17— 定位螺釘； 18— 耳環(huán) 選擇液壓泵和電機(jī) 確定液壓泵的工作壓力 考慮到正常工作中，進(jìn)油管路中 有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為： Pp=P1+∑Δ P （ 5— 6） 式中 Pp—— 液壓泵最大工作壓力； P1—— 執(zhí)行元件最大工作壓力； ∑Δ P—— 進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)系統(tǒng)可以取 ~，復(fù)雜系統(tǒng)取 ~，本次設(shè)計(jì)取 。 液壓缸其他部位尺寸的確定 導(dǎo)向長度 H≥ L/2+D/2（ L 為液壓缸最大行程），則 H的長度為 H≥（ 400/2+100/2）mm=300mm。 活塞桿端部的負(fù)載連接點(diǎn)與與液壓缸支撐之間的距離為 LB ，如果： LB ≤ 10d（顯然這個(gè)是成立的），就用下式計(jì)算活塞桿強(qiáng)度： )(102 6 mFndsc?? ?? （ 5— 5） 式中 F—— 因?yàn)橐簤焊椎淖畲笸屏Γ? s? —— 材料的屈服強(qiáng)度 。 （ 3）、因?yàn)槭沁\(yùn)行在低載荷情況下，所以省去了表面處理。 （ 2）、安裝活塞的軸頸和外圓的同軸度公差不大于 ，保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿和導(dǎo)向的卡滯現(xiàn)象。 活塞桿的設(shè)計(jì) 活塞桿桿體的選擇 此次設(shè)計(jì)選用的是實(shí)心桿件，形式如下圖： 圖 5— 2 活塞桿示意圖 活塞桿與活塞的連接形式 此次設(shè)計(jì)采用的是鎖緊螺母型連接。 活塞的 配合因?yàn)槭褂昧私M合形式的密封器件，所以要求不高。 這種組合的特別之處就是允許活塞外園和缸筒內(nèi)壁有較大間隙，因?yàn)榻M合式密封的密封圈能防止擠入間隙內(nèi)，降低了活塞與缸筒的加工要求。其圖形如下： 176。 活塞設(shè)計(jì) 活塞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 活塞分為整體式和組合式，組合式制作和使用比較復(fù)雜，所以在此選用整體式活塞。 缸筒壁厚可以使用下式進(jìn)行計(jì)算： 當(dāng) ?D? 時(shí)， )(][2max mDP ?? ? （ 5— 4） 式中， maxP — 最高允許壓力（ MPa） 。 缸筒壁厚的計(jì)算和加工要求 由于本系統(tǒng)為中低壓系統(tǒng)，故無需校核?，F(xiàn)在利用屈服強(qiáng)度來引申出：缸筒材料的許用應(yīng)力 [? ]=? s/n=360/5=72MP。 缸筒材料的選取 及強(qiáng)度給定 部分材料的機(jī)械性能如下（表 5— 1）： 表 5— 1 缸筒常用無縫鋼管材料機(jī)械性能 材料 b? ≥ /MPa s? ≥ /MPa ? ≥ % 20 420 250 25 30 500 300 18 35 540 320 17 45 610 360 14 15MnVn 750 500 26 27SiMn 1000 850 12 30CrMo 950 800 12 35CrMo 1000 850 12 本次設(shè)計(jì)選取 45 號(hào) 鋼。 密封裝置選用 選用 O 型密封圈，聚氨酯（ PU）和聚四氟乙烯（ PTFE）材料聯(lián)合使用，達(dá)到良好的密封效果。 液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算 無桿腔面積 A1=π D2/4= 1002/4 mm2=7850mm2 有桿腔面積 A2=π（ D2－ d2） /4=（ 1002－ 702） /4 mm2=4004 mm2 活塞桿面積 A3=π D2/4= 702/4 mm2=3846 mm2 最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算 最低穩(wěn)定速度為工進(jìn)時(shí) u=100mm/min，工進(jìn)采用無桿腔進(jìn)油，單向行程調(diào)速閥調(diào)速，查得最小穩(wěn)定流量 qmin= A1≥ qmin/umin= 可見上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到多需低速。 D=? ??????? ????????25 302 0 5 0 04m= 102m （ 5— 1） 根據(jù)資料 【 1】 ，將液壓缸的內(nèi)徑選取為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑 D=100mm；活塞桿直徑系列取d=70mm。 圖 4— 1 液壓系統(tǒng)回路圖 1— 濾油器； 2— 液壓泵； 3— 壓力開關(guān)表； 4— 三位四通換向閥； 5— 二位三通換向閥； 6— 單向調(diào)速閥； 7— 減壓閥； 8— 壓力表開關(guān)； 9— 單向閥； 10— 二位四通換向閥； 11—壓力繼電器； 12— 單向節(jié)流閥 ?？紤]到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔（通孔與不通孔）加工，對(duì)位置定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器 11。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。 （ 4）夾緊回路的選擇 用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然斷電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。 （ 2） 調(diào)速方式的選擇 在中小型專用機(jī)床的 液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者調(diào)速閥。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油。 2．內(nèi)部徑向力不平衡，軸承較大，壓力波動(dòng)及噪聲較大，工作平衡性差 3．須配有溢流閥、卸載閥組，系統(tǒng)較復(fù)雜 3．系統(tǒng)較簡(jiǎn)單 4．有溢流損失，系統(tǒng)效率較低，溫升較高 4．無溢流損失，系統(tǒng)效率較高，溫升較低 擬定液壓回路 （ 1）選擇油源形式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給式負(fù)載較大，速度較低。將兩者進(jìn)行比較（見表 4— 1）故采用雙聯(lián)葉片泵較好。 工作各循環(huán)的外負(fù)載 工作循環(huán) 外負(fù)載 F（ N） 工作循環(huán) 外負(fù)載 F（ N） 啟動(dòng)、加速 Fuj+Fa 9230 工進(jìn) FL— Fud 20500 快進(jìn) Fud 2500 快退 Fud 2500 繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖， 速度循環(huán)圖 圖 3— 1 速度循環(huán)圖 圖 3— 2 各階段的外負(fù)載圖 4 擬定液壓系統(tǒng)圖 液壓泵型式的選擇 由工況圖可知，系統(tǒng)循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量?jī)蓚€(gè)階段組成，而且是順序進(jìn)行的。 負(fù)載分析 液壓缸所受外負(fù)載 F包括三種類型，即 auL FFFF ??? （ 3— 1） 式中 LF —— 為工作負(fù)載； uF —— 為摩擦阻力負(fù)載； aF —— 慣性負(fù)載。 3 液壓工況分析 運(yùn)動(dòng)分析 系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊→工作臺(tái)快進(jìn)→工作臺(tái)工進(jìn)→工作臺(tái)快退→工作臺(tái)松開。 （ 6）隨著高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是要解決的問題。 （ 4）為了減少泄露，液壓元件的制造精度要求高，因此，液壓元件的制造成本高，而且對(duì)油液的污染比較敏感。 （ 3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，油溫變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) （ 1）液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間不可避免地要有泄漏，同時(shí)，液體又不是絕對(duì)不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場(chǎng)合采用，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的內(nèi)傳動(dòng)鏈系統(tǒng)。 （ 5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。 （ 4）液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因?yàn)樗菍?duì)液體的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)到每分鐘 500 次，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘 1000 次。 （ 2）液壓執(zhí)行裝置的工作比較平穩(wěn)。在同等功率的情況下，液壓執(zhí)行裝置的體積小、重量輕 、結(jié)構(gòu)緊湊。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。 （ 4）輔助裝置 —— 油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等 .通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。壓力控制閥又分為益流閥 (安全閥 )、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包 括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方 向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。 （ 3）控制裝置 —— 液壓閥。 （ 2）執(zhí)行裝置 —— 液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。 液壓系統(tǒng)的基本組成 （ 1）能源裝置 —— 液壓泵。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減少。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。 工作原理 （ 1)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油，油液被加壓后 ,從泵的輸出口輸入管路。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件 (缸或馬達(dá) )把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。用戶便可按照所選工作模式的流程 來完成設(shè)計(jì)工作。如果提供的眾多參數(shù)或方案中沒有用戶滿意的，或用戶自己有特 殊要求，可以自行指定。首先，用戶要選擇一種工作模式：過程全自動(dòng)化智能處理模式或人機(jī)交互模式。客戶端啟動(dòng) IE 瀏覽器進(jìn)入系統(tǒng)初始界面，這里提供了關(guān)于遠(yuǎn) 程液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的介紹。用戶在使用該設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，只要客戶端具備上網(wǎng)功能 (即安裝了 IE 瀏覽器并接通網(wǎng)絡(luò) )即可訪問使用。為減輕液壓設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變以及設(shè)計(jì)資源、技術(shù)資源和產(chǎn)品信息的共享，本文提出了建立基于 Web的遠(yuǎn)程液 壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新模式。這一點(diǎn)已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并且有很多科研學(xué)者已經(jīng)投入到了這方面的研究。 遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展 在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)正對(duì)人類 的生產(chǎn)生活產(chǎn)生著前所未有的影響 。還有世界上最大的傳動(dòng)部件制造企業(yè)，德國的 ZF 公司，成立于 1915 年，也有近 100 年歷史，能為各種工程機(jī)械提供品種齊全的傳動(dòng)部件。目前世界上最大的用于靜液壓系統(tǒng)的變量液壓元件制造企業(yè)，德國的博士――力士樂公司，已有 200 多年的歷史，從 1953 年開始全面制造液壓元件，也有 50年以上歷史。 (50 馬力 )以上的柴油機(jī)可以全方位為各種工程機(jī)械，甚至所有需要柴油機(jī)動(dòng)力的各種機(jī)械配套，在技術(shù)上可以完全滿足最苛刻的歐 II、歐 III 排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以達(dá)到歐 IV、歐 V排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)還不斷推出新的密封材料及新的密封結(jié)構(gòu)，推動(dòng)液壓密封技術(shù)不斷向更高技術(shù)水平發(fā)展。國外工程機(jī)械配套件生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、品種齊全，完全能滿足各種工程機(jī)械的配套需求國外許多工程機(jī)械主要配套件企業(yè)都有 50 年，甚至 100 年以上的發(fā)展歷史，企業(yè)的規(guī)模都相對(duì)較大，技術(shù)十分成熟，品種也非常齊全，幾乎應(yīng)有盡有。國外工程機(jī)械主機(jī)企業(yè)從 1988 年達(dá) 850 億美元 的銷售額以來，基本上沒有多大變化，而相反這些年來配套件從 150 億美元，增長到 1000 億美元，增幅是相當(dāng)大的。比如世界上實(shí)力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)美國的卡特彼勒(Caterpillar)、凱斯 (Case)、日本的 小松 (Komatsu)、瑞典的沃爾沃 (Volvo)等世界上這些大型的工程機(jī)械主機(jī)制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，它們的配套件外配的數(shù)量也是在逐年大幅度地增長，一些中小工程機(jī)械企業(yè)就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企業(yè)來提供。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢(shì)比較好。配套件的發(fā)展隨主機(jī)的發(fā)展而發(fā)展，同時(shí)配套件自身的發(fā)展反過來又促進(jìn)主機(jī)的發(fā)展。下面就國際上這