【正文】 工作穩(wěn)定和效率有較高的系統(tǒng)，或采用容積調(diào)速的系統(tǒng)都宜采用閉式。一般的設(shè)計，凡具備較大的空間可以存 放油箱且不另設(shè)置熱裝置的系統(tǒng)，要求盡可能簡單的系統(tǒng)，或采用節(jié)流調(diào)速或容積 節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，都宜采用開式。組成液壓系統(tǒng)就是在確定各個液壓回路的基礎(chǔ)上，將各個液壓回路綜合在一起，根據(jù)課題的實際要求，對液壓系統(tǒng)草圖進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進，最終形成一個合理有效、符合課題設(shè)計要求的液壓傳動系統(tǒng)原理圖。確定液壓傳動系統(tǒng)的類 型就是根據(jù)課題提供的要求下，參照立式組合機床液壓系統(tǒng)的具體特點，選擇適合的系統(tǒng)類型。液壓缸的工作 速度為V1=,回程速度為 V2= ① 工作快速空程時所需流量 111cvAVQ ?? 沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 5 cv?? 液壓缸的容積效率，取 ? ? 31 10 60 1506( )m 10 LQ ? ? ???? ② 工作缸壓制時所需流量 3122 30 . 0 8 0 3 0 . 0 1 1 0 6 0 5 0 . 1 8 7 5 ( )m i n0 . 9 6 1 0cvAV LQ ? ? ? ?? ? ?? ③ 工作缸回程時所需流量 3232 30 . 0 1 8 8 4 0 . 0 6 1 0 6 0 7 0 . 6 5 ( )m i n0 . 9 6 1 0cvAV LQ ? ? ? ?? ? ?? 針 對同零件的具體加工要求，系統(tǒng)的流量可以通過控制元件調(diào)速閥來調(diào)節(jié)大小。 η cm液壓缸的機械效率，一般取η cm=. 活塞腔工作時 D=cmpFη△? 4 即 D= 因該設(shè)計對活塞往復(fù)運動的速度比無要求時 , 在這里取 . 55 0 . 2 9 0 4 0 . 2 6 566d D m? ? ? ? ? 根據(jù)液壓缸內(nèi) 外 徑系列將所計算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，查表取 D=320mm. d=280mm 3)確定活塞桿的最大行程 本設(shè)計課題給定了活塞桿最大行程為 250mm。 2)計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 最大負(fù)載為工進階段負(fù)載 F=，求得： 活塞腔工作時 D=cmpFη△? 4 式中 F液壓缸的最大工作負(fù)載（ N） ?？爝M時采用差動連接，并通過充液補油法來實現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積 1A 應(yīng)為有桿腔工作面積 2A 的 6 倍，即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 滿足56dD? 的關(guān)系。 運動 部件 質(zhì)量為 500kg,加 減 速 時間 1．工作 負(fù)載 工件的壓制抗力即為工作負(fù)載： 361 5 0 1 0 9 .8 1 .4 7 1 0tFN? ? ? ? ? 2. 摩擦負(fù)載 靜摩擦阻力： 0 .2 5 0 0 9 .8 9 8 0fsFN? ? ? ? 動摩擦阻力： 0 .1 5 0 0 9 .8 4 9 0fd ? ? ? ? 3. 慣性負(fù)載 0 .3( ) 5 0 0 7 5 00 .2n vF m Nt?? ? ? ?? 60 .5 1 0 0 .0 2 4 1 2 0 0 0bFN? ? ? ? 自重： 4900G mg N?? 4. 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值 ： 其中： ? ? m? —— 液壓缸的機械效率，一般取 m? =。 分析液 壓系統(tǒng) 工 況 [3] 工 況 分析是確定液 壓系統(tǒng) 主要 參數(shù) 的 基本依據(jù)，包括液 壓執(zhí) 行 組 件的 動 力分析和 運動分析。根據(jù) 設(shè)計 任 務(wù)書 要求 選擇 疊加 閥 系列液 壓組 件。 液壓傳動系統(tǒng)的技術(shù)要求 液壓機工作循環(huán)為：快進 —— 工進 —— 快退 —— 停止； 1） 滑塊最大行程： 200mm； 2） 滑塊行程速度：空程： 40mm/s，工作： 20— 22mm/s，回程為 50mm/s； 3） 滑塊下平面至工作臺面最大距離為 400mm，工作臺 440 380mm； 4） 采用疊加 閥 液 壓組 件； 工作 環(huán) 境和工作 條 件 本 課題 所 設(shè)計 液 壓 機在普 通車間 使用，工作 環(huán) 境要求不高， 對環(huán)境溫 度、 濕 度、 塵 埃情 況沒 有特殊的要求，液 壓 系 統(tǒng) 的安 裝必須穩(wěn) 定，避 免對 機床 產(chǎn) 生直接的 沖擊 振 動 ，影 響機 床加工精度及 壽命 。課題所設(shè)計的液壓系統(tǒng)是 150T 四柱液壓機液壓系統(tǒng)，主要是完成系統(tǒng)原理圖和該系統(tǒng)主要零件的結(jié)構(gòu)及有關(guān)設(shè)計計算。 由于實踐經(jīng)驗的欠缺和知識的局限性，設(shè)計中存在不少缺點和錯誤之處，敬請評閱老師批評指正。 當(dāng)前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大進展；在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有很多新成就，采用液壓傳動的程度現(xiàn)已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 疊加閥是在 60 年代由美國雙 A 公司等較早開發(fā)的，但品種規(guī)格少，且都以小通經(jīng)為主。組合機床是由具有一定功能的通用部件（動力箱、滑臺、支承件、運輸部件等）和專用部件（夾具、多軸箱）組成的高效率專用機床。液壓傳動在金屬切削機床行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用?？傊?，液壓技術(shù)在與微電子技術(shù)緊密結(jié)合后，在微電腦或微處理器的控制下，可以進一步拓寬它的應(yīng)用領(lǐng)域，使得液壓傳動技術(shù)發(fā)展成為包括傳動、控制、 檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，使它在國民經(jīng)濟的各個方面都得到了應(yīng)用。從 70 年代開始，電子學(xué)和計算機進入液壓技術(shù)領(lǐng)域，并獲得了重大的效益。液壓傳動原理是把液壓泵或原動機的機械能變?yōu)橐簤耗?，然后通過控制、液壓閥和液壓執(zhí)行器，把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，以驅(qū)動工作機構(gòu)完成所需的各種動作。該技術(shù)采用液體作為工作介質(zhì)，通過動力組件將機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，在通過管道、控制組件，借助執(zhí)行組件將壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動負(fù)載實現(xiàn)運動，完成所需動作。沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 1 1 緒論 本設(shè)計的內(nèi)容是 150T 四柱液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計。液壓技術(shù)是機械設(shè)備中廣泛采用的技術(shù)方式。 液壓傳動相對于機械傳動來說是一門新技術(shù)，液壓傳動系統(tǒng)有液壓泵、閥、執(zhí)行器及輔助件等液壓組件組成。 液壓傳動技術(shù)是機械設(shè) 備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一，其發(fā)展速度僅次于電子技術(shù)，特別是近年來液壓與微電子、計算機技術(shù)相結(jié)合，使液壓技術(shù)的發(fā)展進入了一個新的階段。例如在產(chǎn)品設(shè)計、制造和測試方面，通過利用計算機輔助設(shè)計進行液壓系統(tǒng)和組件的設(shè)計計算、性能仿真、自動繪圖以及資料的采取和處理，可提高液壓產(chǎn)品的質(zhì)量、降低成本并大大提高交貨周期。 本文研究內(nèi)容是 150T 四柱液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計，整個設(shè)計過程基本上體現(xiàn)了一個典型的液壓系統(tǒng)的設(shè)計思路。例如磨床、車床、銑床、鉆床以及組合機床等的進給裝置多采用液壓傳動，它可以在較大范圍內(nèi)進行無級調(diào)速，有良好的換向性能，并易實現(xiàn)自動工作循環(huán)。組合機床加工范圍廣、自動化程度高，在機 械制造業(yè)的成批和大量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。疊加閥組成的液壓系統(tǒng)優(yōu)點很多，如結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、標(biāo)準(zhǔn)化等，因此，近年來疊加閥產(chǎn)品系列不斷增多，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴大。隨著機械制造行業(yè)在國民經(jīng)濟中地位的提高，液 壓技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，對其性能也提出了更高的要求，決定了它在技術(shù)方面的革新已迫在眉睫。 沈陽化工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 2 2 150T 四柱液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求 本系統(tǒng)設(shè)計為立式布置，擬采用液壓驅(qū)動；工件采用機械方式夾緊。液壓泵及疊加式液壓組件的選用，液壓缸采用雙作用液壓缸，液壓缸作為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行組件安裝在機床 的床身上，與液壓供油裝置分開布置，避開兩者之間形成振動干涉。 本 課題設(shè)計 的液 壓系統(tǒng)對重 量、外形尺寸、 經(jīng)濟性沒 有特殊要求，但必 須 符合一般的普 遍設(shè)計原則 ：重量 輕 、體 積 小、成本低、效率高、 結(jié) 構(gòu) 簡單 、工作可靠、使用 維護 方便。 液 壓系統(tǒng) 工 況 分析，確定主要 參數(shù) 在明確了液 壓系統(tǒng) 的 設(shè)計 要求后， 針對設(shè)計 系 統(tǒng) 在性能和 動 作方面的特性，確定 設(shè)計系 統(tǒng) 的工作 壓力 ，以及 計 算液 壓 缸的最大行程，工作速度，回程速度等等一些具體的系 統(tǒng)主參數(shù) 。 阻力 負(fù)載 ： Fr= nuF 式中： Fr— — 摩擦力； U—— 摩擦系 數(shù) ； Fn—— 工作 壓力 慣 性 負(fù)載 ： Fm= ?????? ???????? tvgG 式中： Fm— — 慣 性力； G— — 活塞桿的自身重力； 沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 3 g— — 重力加速度，取 △ v— — 快 進 速度； △ t— — 快 進時間 。 工況 負(fù)載組成 推力 F/m? 啟動 8080b fsF F F G N? ? ? ? 加速 8340b fd mF F F F G N? ? ? ? ? 快進 7590b fdF F F G N? ? ? ? 工進 1477590fd t bF F F F G N? ? ? ? ? 快退 5390fd bF G F F N? ? ? ? ： 負(fù)載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖： 確定液壓缸的主要參數(shù) [5] 1）初選液壓缸的工作壓力 根據(jù) 計算得出各階段負(fù)載值的最大值，并參考同類機床，取液 2)計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 最大負(fù)載為工進階段負(fù)載 F=111547N，求得： 活塞腔工作時 D=cmpFη△? 4 （ 21） 沈陽化工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 4 確定液壓缸的主要參數(shù) [5] 1）初選液壓缸的工作壓力 按液壓機床類型初選液壓缸的工作壓力為 25Mpa,根據(jù)快進和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸。 快進時，液壓缸回油路上必須具有背壓 2p ,防止上壓板由于自重而自動下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》表 22 中，可取 2p =1Mpa，快進時，液壓缸是做差動連接，但由于油管中有壓降 p? 存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計時可取 1p MPa?? ,快退時，回油腔是有背壓的，這時 2p 亦按 2Mpa 來估算。 △ p作用在活塞上的有效壓力（ pa），當(dāng)無背壓時，△ p 為系統(tǒng)工作壓力；當(dāng)有背壓時，△ p 為系統(tǒng)工作壓力與背壓之差；該設(shè)計課題系統(tǒng)初選背壓取為 106Mpa。 4)計算液壓缸的流量 液壓缸的流量通過工作速度和液壓缸的內(nèi)徑來確定。 沈陽化工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 6 3 液壓傳動系統(tǒng)原理的擬定 液壓傳動系統(tǒng)的草圖是從液壓系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成上來具體體現(xiàn)設(shè)計任務(wù)所提出的各項要求，它包括三項內(nèi)容：確定液壓系統(tǒng)傳動系統(tǒng)的類型、選擇液壓回路和組成液壓系統(tǒng)。選擇液壓回路就是在根據(jù)課題提供的要求和液壓傳動系統(tǒng)具體運動特點，選擇適合本課題的液壓回路。 確定液壓傳動系統(tǒng)的類型 [6] 液壓傳動系統(tǒng)的類型究竟采用開式還是采用閉式，主要取決于它的調(diào)速方式和散熱要求。在開式回路中，液壓泵從油箱吸油，把壓力油輸入送給執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油則直接流回油箱。在閉式回路中，液壓泵的排油管直接與執(zhí)行元件的進油管相通，執(zhí)行元件的回油管直接與液壓泵的吸油管，兩者形成封閉的環(huán)狀回路。 本課題設(shè)計的液壓傳動系統(tǒng)類型采用開式液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單。液壓基本回路就是由有關(guān)液壓元件組成，能夠完成某一特定功能的基本回路。 1）調(diào)壓回路 調(diào)壓回路的功用在于調(diào)定或限制液壓源的最高工作壓力，也就是說能夠控制系統(tǒng)的工作壓力，使它不超過某一預(yù)先調(diào)定