【正文】 ? 22 液壓系統(tǒng)的效率 ??????????????????????? 22 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升驗(yàn)算 ?????????????????????? 23 總結(jié) ??????????????????????????????? 24 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????? 26 致 謝 ?????????????????????????????????? 27 題目五： 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)攀枝花學(xué)院 本科課程 設(shè)計(jì)（論文） 目錄 6 試設(shè)計(jì)立式組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)。 1 方案的確定 整體性分析 要求此液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是： 工作快進(jìn) 工作臺(tái)工進(jìn) 工作臺(tái)快退 工作臺(tái)原位停止 工件松開 液壓泵卸荷。所以整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求定位精度高，換向速度快。在行程方面，應(yīng)該比要求的工作行程大點(diǎn)，包括工作行程、 最大行程和夾緊缸行程，主要是考慮到在安全方面和實(shí)際運(yùn)用中。而且在液壓系統(tǒng)能滿足要求的前提下，使液壓系統(tǒng)的成本較低。 方案二 液壓系統(tǒng)中工作臺(tái)的執(zhí)行元件為單桿 活塞缸，工件的夾緊也采用單桿活塞缸；工作臺(tái)采用調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速，也采用行程閥實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)從快進(jìn)到工進(jìn)的轉(zhuǎn)換，工進(jìn)時(shí)，為了避免前沖現(xiàn)象，在回路上串接個(gè)背壓閥；夾緊缸上串接個(gè)蓄能器和單向閥，避免工件在加工過(guò)程中松動(dòng)；工作臺(tái)的進(jìn)、退換向采用電液換向閥，工作臺(tái)快進(jìn)時(shí)，采用差動(dòng)連接；夾緊缸的夾緊與放松攀枝花學(xué)院 本科課程 設(shè)計(jì)（論文） 目錄 7 用電磁閥控制。電液換向閥的信號(hào)傳遞快，配合液壓動(dòng)力的輸出力大、慣性小、反映快的優(yōu)點(diǎn)使控制靈活、精度高、快速性好。 2 工況分析 攀枝花學(xué)院本科 課程 設(shè)計(jì)（論文） 工況分析 8 運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析 首先根據(jù)主機(jī)要求畫出動(dòng)作循環(huán)圖（圖一）。 慣性負(fù)載： mF =tVgG ???= ?? = （參考機(jī)床的工作臺(tái)加速時(shí)間，取 t? =） 阻力負(fù)載：靜摩擦阻力 NF fs 2 4 0 7 01 2 0 3 5 ??? 動(dòng)摩擦阻力 NF fd 1 2 0 3 51 2 0 3 5 ??? （滑動(dòng)導(dǎo)軌：鑄鐵對(duì)鑄鐵 — 啟動(dòng)低速時(shí) ~ ? ,v） 表 1 液壓缸在各個(gè)工作階段的負(fù)載值其中 m? = 攀枝花學(xué)院本科 課程 設(shè)計(jì)（論文） 工況分析 9 工況 負(fù)載組成 負(fù)載值（ N） 推力 /mF?（ N） 夾緊 — — 25789 快 進(jìn) 起動(dòng) fsFF? 24070 26744 加速 fd mF F F?? 37824 42027 快進(jìn) fdFF? 12035 13372 工 進(jìn) 工進(jìn) fd tF F F?? 38487 42763 快退 fdFF? 12035 13372 負(fù)載圖和速度圖的繪制 負(fù) 載圖 按上 面的 數(shù)值 繪制 ，如 圖 2 所 示 。 3 液壓缸尺寸和 所需流量 3 液壓缸尺寸和所需流量 攀枝花學(xué)院本科 課程 設(shè)計(jì)（論文） 液壓缸尺寸和所需流量 10 液壓缸尺寸計(jì)算 工作壓力的確定 ： 工作壓力可根據(jù)負(fù)載和主機(jī)類型確定，由（書）表 11— 3 得出： 4 ap MP? 計(jì)算液壓缸尺寸 ： 由于立式組合機(jī)床工作臺(tái)快進(jìn)和快退速度相同，因此選用單桿活塞式液壓缸，并使 122AA? ,快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，因管路中有壓力損失，快進(jìn)時(shí)回油路壓力損失取 55 10p? ? ? Pa，快退時(shí)回油路壓力損失 亦取 55 10p? ? ? Pa。 根據(jù) 1 1 2 2 0p A p A F??,可求出液壓缸大腔面積 1A 為 )( 25621 01 mPP FA ???????? )( 1 mAD ???? ? (32) 根據(jù) GB234880 圓整成就近的標(biāo)準(zhǔn)值，得 D=220mm，液壓缸活塞桿直徑mmDd ??? ，根據(jù) GB234880就近圓整成標(biāo)準(zhǔn)值 d=160mm。確定液壓 傳動(dòng)系統(tǒng)的類型就是在根據(jù)課題提供的要求下，參照立式組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，選擇適合的系統(tǒng)類型。組成液壓系統(tǒng)就是在確定各個(gè)液壓回路的基礎(chǔ)上，將各個(gè)液壓回路綜合在一起，根據(jù)課題的實(shí)際要求，對(duì)液壓系統(tǒng)草圖進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn)，最終形成一個(gè)合理有效、符合課題設(shè)計(jì)要求的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖。一般的設(shè)計(jì)，凡具備較大空 間可以存放油箱且不另設(shè)置散熱裝置的系統(tǒng)，要求盡可能簡(jiǎn)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。開式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油液能得到較好的冷卻，但油箱的尺寸大，空氣和贓物易進(jìn)入回路；凡容許采用輔助泵進(jìn)行補(bǔ)油并通過(guò)換油來(lái)達(dá)到冷卻目的的系統(tǒng)，對(duì)工作穩(wěn)定和效率有較高要求的系統(tǒng)，或采用容積調(diào)速的系統(tǒng)都宜采用閉式。閉式回路的特點(diǎn)是雙向液壓泵直接控制液壓缸的換向，不需要換向閥及其控制回路，液壓元件顯著減少，液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單，用油不多而且動(dòng)作迅速，但閉式回路也有其缺點(diǎn)，就是回路的散熱條件較差，并且所用的雙向液壓泵比較復(fù)雜而且系統(tǒng)要增設(shè)補(bǔ)、排油裝置，成本較高，故應(yīng)用還不普遍。 液壓回路的選擇 液壓機(jī)械的液壓系統(tǒng)雖然越來(lái)越復(fù)雜，但是一個(gè)復(fù)雜的液壓系統(tǒng)往往是由一些基本回路組成的。在本設(shè)計(jì)中選擇五種回路，分別為調(diào)壓回路、調(diào)速回路、平衡回路、換向回路和卸荷回路。調(diào)壓控制回路包括連續(xù)調(diào)壓回路、多級(jí)調(diào)壓回路、恒壓控制回路等。該設(shè)計(jì)選擇溢流閥單級(jí)調(diào)壓回路，溢流閥開啟壓 力可通過(guò)調(diào)壓彈簧調(diào)定，如果調(diào)定溢流閥調(diào)壓彈簧的頂壓縮量，便可設(shè)定供油壓力的最高值。圖示 41 油路可靠，價(jià)格便宜。它通過(guò)改變調(diào)速閥的通流面積來(lái)控制和調(diào)節(jié)進(jìn)入或流出執(zhí)行元件的流量，從而達(dá)到調(diào)速的目 的。 用流量控制閥實(shí)現(xiàn)速度控制的回路有三種基本方式，節(jié)流調(diào)速回路分為進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路、旁通節(jié)流調(diào)速回路等。用溢流閥和串聯(lián)在執(zhí)行元件進(jìn)油路上的調(diào)速閥調(diào)節(jié)流入執(zhí)行元件的油液流量，從而控制執(zhí)行元件的速度。下圖是一種使用單向順序閥的平衡 回路。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，活塞就停止運(yùn)動(dòng)，不在繼續(xù)下移。 攀枝花學(xué)院本科 課程 設(shè)計(jì)（論文） 擬定液壓系統(tǒng)圖 15 圖 43 平衡回路 換向回路 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)換向回路的功用是使液壓缸和與之相連的主機(jī)運(yùn)動(dòng)部件在其行程終端處迅速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地變換運(yùn)動(dòng)方向。 卸荷回路 卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)不須頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在零壓或很低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少功率損失，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)液壓泵和電機(jī)的使用壽命。 圖 44 卸荷回路 攀枝花學(xué)院本科 課程 設(shè)計(jì)（論文） 擬定液壓系統(tǒng)圖 16 擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖 一個(gè)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都是由許多的回路組合而成，所以將上面的幾個(gè)液壓回路組合在一起 .。 經(jīng)過(guò)修改、整理后的液壓系統(tǒng)圖如圖 45所示，它在各方面都比較合理、完善了，能夠基本達(dá)到本課題的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)是采用回油路節(jié)流調(diào)速，進(jìn)油路壓力損失選取55 10p Pa?? ? ? ，故液壓泵工作壓力為： PaPPp B 551 )( ????????? (51)考 慮 到 系 統(tǒng) 動(dòng) 態(tài) 壓 力 因 素 的 影 響 ， 液 壓 泵 的 額 定 工 作 壓 力 為 ： M P apPap aB 3 0 )251( 5500 ?????? (52) 根據(jù) BQ 、 Bp 和已選定的單向定量泵型式，查手冊(cè)書（二）選用 PVL3153F2RD1型定量葉片泵。 電動(dòng)機(jī)的選擇 最大功率在快退階段，如果取液壓泵的效率為為 ，驅(qū)動(dòng)液壓泵最大輸入功率 BP 為： kwkwQPPBBB ????? ? (53) 查電工手冊(cè)選取 的電動(dòng)機(jī) YCT200－ 4B。本課題設(shè)計(jì)的油箱為分離式油箱，單獨(dú)設(shè)計(jì)，與主機(jī)分開，減少油箱的發(fā)熱和液壓系統(tǒng)振動(dòng)對(duì)主機(jī)工作精度的影響。對(duì)于行走機(jī)械，冷卻效果比較好的設(shè)備，油箱的容量可選擇小些；對(duì)于固定設(shè)備，空間、面積不受限制的設(shè)備，則應(yīng)采用較大的容量。液壓油箱有效容積 V的確定，其主要依據(jù)就是保證泵有足夠的流量。 中壓系統(tǒng)中，油箱有效容積可按泵每分鐘內(nèi)公稱流量的 5～ 7 倍來(lái)確定，即油箱的容積 V=（ 5～ 7） 5 13 9. 26 69 6. 3BQL? ? ? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得油箱的標(biāo)準(zhǔn)值為 800L。 液位計(jì)注油器