【正文】 式中， ——液壓缸的流量，L/min；D——液壓缸內(nèi)徑，m；V——活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度，m/min。查參考文獻(xiàn)[2]，表20211，初定系統(tǒng)壓力為25MPa。表31液壓缸外負(fù)載工況計(jì)算公式外負(fù)載kN啟動(dòng)Ffs400加速Ffd+ Fa Error! No bookmark name given.533快進(jìn)Ffd200工進(jìn)Fe+ Ffd2200反向啟動(dòng)Ffs400加速Ffd+ Fa533后退Ffd2001) 初選液壓系統(tǒng)壓力系統(tǒng)壓力選定得是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理程度。棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理：液壓泵首先向系統(tǒng)提供壓力油，推動(dòng)油缸伸出。這些元件分別起散熱貯油、蓄能、輸油、連接、過(guò)濾、測(cè)量壓力和測(cè)量流量等作用，以保證系統(tǒng)正常工作，是液壓系統(tǒng)不可缺少的組成部分o5) 工作介質(zhì):它在液壓傳功及控制今起傳遞運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力從信號(hào)的作用。這類元件主要包括各種液壓閥，如溢流閥、節(jié)流閥以及換向閥等。這類元件包括各類液壓缸和液壓馬達(dá)?？傮w步驟如下：棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)若能正常工作必須由以下五部分組成：1) 動(dòng)力元件:它是把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置，一般由電動(dòng)機(jī)和液壓泵組成，其作用是為液壓系統(tǒng)提供壓力油。正式工作圖一般包括如下內(nèi)容：液壓系統(tǒng)原理圖；液壓站總裝圖；液壓泵、液壓閥及管路的安裝總圖。具體計(jì)算步驟如下：l 計(jì)算液壓缸的主要尺寸以及所需的壓力和流量l 計(jì)算液壓泵的工作壓力、流量和傳動(dòng)功率l 選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)的類型和規(guī)格l 選擇閥類元件和輔助元件的規(guī)格4) 對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算必要時(shí)，對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力損失和發(fā)熱溫升要進(jìn)行演算，但是有經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)過(guò)的同類型設(shè)備可供類比參考，或者有可靠的試驗(yàn)結(jié)果，那么也可以不再進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)液壓系統(tǒng)中有多個(gè)執(zhí)行部件時(shí)，要注意到它們相互間的聯(lián)系和影響，有時(shí)要采用防干擾回路。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟大體如下：1) 液壓系統(tǒng)的工況分析在開(kāi)始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)機(jī)器的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，一般要考慮下面幾個(gè)問(wèn)題：l 確定該機(jī)器中哪些運(yùn)動(dòng)需要液壓傳動(dòng)來(lái)完成l 確定各運(yùn)動(dòng)的工作順序和各執(zhí)行元件的工作循環(huán)l 確定液壓系統(tǒng)的主要工作性能。當(dāng)確定采用液壓傳動(dòng)后，,這里所述的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟只是一般的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中不是一成不變的，對(duì)于較簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)程序；對(duì)于重大工程的復(fù)雜液壓系統(tǒng)，往往還需在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，或者局部地進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，反復(fù)修改，才能確定設(shè)計(jì)方案。對(duì)棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行方案論證、性能計(jì)算和結(jié)構(gòu)計(jì)算1) 棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)基本概況和研究背景介紹2) 液壓原理圖分析設(shè)計(jì)3) 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4) 繪制液壓原理圖、總裝配圖及部分零件圖。綜上所述可以看到，液壓工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用實(shí)在是很大的，它常?？梢杂脕?lái)作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。3) 和微電子結(jié)合，走向智能化。液壓系統(tǒng)由管式配置經(jīng)板式配置，箱式配置、集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置、插裝式配置，使連接的通道越來(lái)越短，這種組合件不但結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，而且使用簡(jiǎn)便，也容易維護(hù)保養(yǎng)。為了能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞盡可能大的功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化方向發(fā)展。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化等開(kāi)發(fā)性工作方面，日益顯示出顯著的成績(jī)。限于本人水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。對(duì)本人來(lái)講在設(shè)計(jì)中投入了很大的精力和熱情，以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度完成了全部的設(shè)計(jì)內(nèi)容。設(shè)計(jì)之初收集了很多關(guān)于軋機(jī)方面的資料，對(duì)其各個(gè)部件之間的相對(duì)位置以及液壓系統(tǒng)所控制的相對(duì)應(yīng)的部分做了分析，明確了設(shè)計(jì)目標(biāo)，這臺(tái)軋機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為快進(jìn)—工進(jìn)—快退，它的加工方式為同時(shí)對(duì)6條或6條以上線材進(jìn)行軋制。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向工作崗位之前的一次大練兵，也是提高個(gè)人能力的一次良好的機(jī)會(huì)，同時(shí)還是對(duì)我們每一個(gè)人實(shí)際水平的綜合評(píng)估，因此在設(shè)計(jì)中我們堅(jiān)持實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際的指導(dǎo)思想，以嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，這對(duì)我們今后的工作、生活都將有重要、深遠(yuǎn)的意義。32III唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1. 前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完大學(xué)全部課程及進(jìn)行完生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的，它是對(duì)我們大學(xué)三年學(xué)習(xí)的一次深入的綜合性考察，也是我們步入社會(huì)所要從事工作的提前預(yù)測(cè)，同時(shí)還是我們將在校期間所學(xué)到的理論基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去解決問(wèn)題的一次很好的鍛煉。31外文資料30參考文獻(xiàn)26242221212015131110繪制液壓系統(tǒng)原理圖755522唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)論文目 錄12355壓力和選擇泵的規(guī)格999910111215151617242424242使用與維護(hù)262729謝辭我們應(yīng)該學(xué)會(huì)思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，來(lái)提高我們認(rèn)識(shí)、分析和解決問(wèn)題的能力，從而為我們今后的學(xué)習(xí)、生活、工作中奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)為棒材軋機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)——精軋部分，它主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)棒線材進(jìn)行軋制。系統(tǒng)中主要通過(guò)節(jié)流閥來(lái)控制通過(guò)的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)所要求的功能，泵站中采用兩個(gè)泵，為開(kāi)一備一的形式，閥的形式為管路連接與疊加閥配合的方式簡(jiǎn)化了加工工藝。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，承蒙楊國(guó)權(quán)老師和其他同學(xué)給予的幫助，謹(jǐn)表謝意。 當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)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(xiàng)要求方面都取得了重大的發(fā)展，在完善比例控制，伺服控制，數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷創(chuàng)新，不斷地提高和改進(jìn)元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場(chǎng)需求，體現(xiàn)在如下一些比較重要的特征上：1) 提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。2) 高度的集成化和模塊化。模塊化發(fā)展也是非常重要的方面，完整的模塊以及獨(dú)立的功能單元，對(duì)用戶而言，只需要簡(jiǎn)單地進(jìn)行組裝即可投入使用，這樣不僅可以大大節(jié)約用戶的裝配時(shí)間，同時(shí)用戶也無(wú)須過(guò)多配備各種經(jīng)專門培訓(xùn)的技術(shù)人員。匯在一起的聯(lián)接體只要收到微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)處送來(lái)的信息，就能實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的任務(wù)。與世界上主要的工業(yè)國(guó)家相比，我國(guó)的液壓工業(yè)還是相當(dāng)落后的，標(biāo)準(zhǔn)化的工作有待于繼續(xù)做好，優(yōu)質(zhì)化的工作須形成聲勢(shì)，智能化的工作則剛剛在準(zhǔn)備起步，為此必須奮起直追，才能迎頭趕上。5) 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一臺(tái)機(jī)器究竟采用什么樣的傳動(dòng)方式，必須根據(jù)機(jī)器的工作要求，對(duì)機(jī)械、電力、液壓和氣壓等各種傳動(dòng)方案進(jìn)行全面的方案論證，正確估計(jì)應(yīng)用液壓傳動(dòng)的必要性。另外，這些步驟又是相互關(guān)聯(lián)，彼此影響的，因此常需穿插交叉進(jìn)行。例如：執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、調(diào)速范圍、 最大行程以及對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求等l 確定各執(zhí)行元件所承受的負(fù)載及其變化范圍2) 擬訂液壓系統(tǒng)原理圖擬訂液壓系統(tǒng)原理圖一般要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：l 采用何種形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)l 確定調(diào)速方案和速度換接方法l 如何完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)循環(huán)和順序動(dòng)作l 系統(tǒng)的調(diào)壓、卸荷及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的換向和安全等要求l 壓力測(cè)量點(diǎn)的合理選擇根據(jù)上述要求選擇基本回路，然后將各基本回路組合成液壓系統(tǒng)。3) 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件液壓系統(tǒng)計(jì)算的目的是確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，以便按照這些參數(shù)合理地選擇液壓元件和設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)元件。5) 繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件設(shè)計(jì)的最后一步是要整理出全部圖紙和技術(shù)文件。技術(shù)文件一般包括以下內(nèi)容：基本件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及外購(gòu)件匯總表，液壓系統(tǒng)安裝和調(diào)試要求，設(shè)計(jì)說(shuō)明書等。2) 執(zhí)行元件:它是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，其作用是在壓力油的推動(dòng)下輸出力和速度(直線運(yùn)動(dòng))，或力矩和轉(zhuǎn)速(回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))。3) 控制調(diào)節(jié)元件:它是能控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油的壓力、流量或方向，以保證執(zhí)行裝置完成預(yù)期工作的元件。4) 輔助元件:輔助元件是指油箱、蓄能器、油管、管接頭、濾油器、壓力在以及流量計(jì)等。工作介質(zhì)為液壓油或其它合成液體。當(dāng)壓力升至工作壓力時(shí)，壓力繼電器發(fā)訊使液壓泵電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此刻系統(tǒng)處于保壓狀態(tài)，即由蓄能器和液控單向閥構(gòu)成的保壓回路使油缸保持工作壓力，從而通過(guò)液壓缸推動(dòng)軋機(jī)工作。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下，若系統(tǒng)壓力選得過(guò)低，則液壓元、輔件的尺寸和重量就增加，系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)增加；若系統(tǒng)壓力選得較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸會(huì)相應(yīng)降低，但制造精度等要求的提高。2) 液壓缸主要尺寸查參考文獻(xiàn)[3]，P14，單活塞桿液壓缸無(wú)桿腔為工作腔時(shí)，計(jì)算公式為： =F++Ffc （公式1）式中， p1——液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力，Pp=25MPa； P2——液壓缸回油背壓力(系統(tǒng)壓力過(guò)大背壓可忽略不計(jì))，MPa；d／D——活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比； F——液壓缸最大負(fù)載。計(jì)算得負(fù)載缸快進(jìn)時(shí)所需流量：=πD2v/4=2247。負(fù)載缸工進(jìn)時(shí)所需流量：Q=負(fù)載缸快退時(shí)所需流量：Q=15L/min計(jì)算得各執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需最大流量列表如下表33液壓缸最大流量液壓缸所需最大流量（L/min）負(fù)載缸1壓力和選擇泵的規(guī)格液壓泵在壓裝的工作過(guò)程中向液壓缸供油（每次只對(duì)一組液壓缸供油），選流量最大的液壓缸對(duì)泵進(jìn)行計(jì)算。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值，液壓缸按中低壓系統(tǒng)取小值，則：Pn=25=。 Q=15L/min=18L/min。該泵的參數(shù)為：排量25mL/r，額定壓力為32 Mpa。查參考文獻(xiàn)[2]，P156，表2059確定各個(gè)參數(shù)：ηp=，ψ=，25PCY141B型恒壓變量式軸向柱塞泵的輸出流量為25mL/r，額定壓力PS =32 MPa，得： P= = 所需電動(dòng)機(jī)功率為P=。、繪制液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)圖是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要步驟。 1) 調(diào)壓回路壓力調(diào)定回路是最基本的調(diào)壓回路。2) 調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路使用普遍，但由于執(zhí)行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越負(fù)載(負(fù)載力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同)的場(chǎng)合。對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高時(shí)，可采用節(jié)流閥；對(duì)速度穩(wěn)定性要求較高時(shí)，應(yīng)采用調(diào)速閥。3) 方向控制回路換向回路一般都采用換向閥來(lái)?yè)Q向。這臺(tái)軋機(jī)很適宜選用節(jié)流調(diào)速方式。從液壓缸工作循環(huán)圖可知，各工作進(jìn)給時(shí)是中壓小流量，故可選用單泵供油回路。各個(gè)回路如下圖所示1) 工進(jìn)快進(jìn)回路2) 液壓站液壓站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在液壓站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，遵循在滿足系統(tǒng)工作要求的前提下，盡量簡(jiǎn)化系統(tǒng)原理的原則。l 機(jī)床在工作時(shí)，系統(tǒng)熱量主要由泵產(chǎn)生，起產(chǎn)生的熱量有限，因此，在設(shè)計(jì)液壓站冷卻系統(tǒng)時(shí)，只在回油管上設(shè)置冷卻器，不再設(shè)計(jì)自循環(huán)冷卻系統(tǒng)。如下圖所示。2)單活塞桿液壓缸兩腔回油的差異 活塞外伸或內(nèi)縮時(shí)的回油流量是不同的，內(nèi)縮時(shí)無(wú)桿腔回油流量與外伸時(shí)有桿腔的回油流量之比，等于兩腔活塞面積之比。根據(jù)系統(tǒng)的要求，選擇液壓元件，具體詳見(jiàn)原理圖和裝配圖。當(dāng)系統(tǒng)元、輔件規(guī)格和管道尺寸確定后．并繪出管路裝配草圖，即可進(jìn)行系統(tǒng)壓力損失△P的計(jì)算。 查參考文獻(xiàn)[2]，P2065，系統(tǒng)中最長(zhǎng)的管路，內(nèi)徑d=，長(zhǎng)=2 m，通過(guò)流量Q=36m3/s，工作介質(zhì)為20號(hào)機(jī)油，工作壓力下的粘度γ=20106m2/s,密度ρ=900Kg/m3。 查參考文獻(xiàn)[2]，閥類元件的局部損失△P3： MPa，得： = = MPa； 查參考文獻(xiàn)[2]P2065，管接頭、彎頭、相貫孔的局部壓力損失很小，可不計(jì)，所以，液壓系統(tǒng)的壓力損失=++= MPa。液壓系統(tǒng)效率η是系統(tǒng)的輸出功率(即執(zhí)行元件的輸出功率)N0與其輸入功率(即液壓泵的輸入功率)NP之比，查參考文獻(xiàn)[3] P39，得系統(tǒng)計(jì)算公式： 式中 —— 液壓泵的總效