【正文】 件。 近年來(lái)，由于世界能源的緊缺，各國(guó)都把液壓傳動(dòng)的節(jié)能問(wèn)題作為液壓技術(shù)發(fā)展的重要課題。最近美國(guó)威克斯公司又研制成功 用于功率匹配系統(tǒng)的 CMX閥。它們各有優(yōu)缺。液壓傳動(dòng)裝置可在極低的速度下輸出很大的力，如果采用機(jī)械傳動(dòng)裝置減速，其減速器結(jié)構(gòu)往往十分龐大； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 2）在輸出相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。因此，液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)及頻繁幻想，每分鐘的換向次數(shù)可達(dá) 500 次（左右擺動(dòng)）、1000 次（往復(fù)移動(dòng)）； 3）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是采用電液和氣液傳動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)控制； 4）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。液壓元件的排列布置也有很大的靈活性。著是由于液壓介質(zhì)的可壓縮性和不可避免的泄露等因素引起的； 2） 系統(tǒng)工作時(shí)，對(duì)溫度的變化較為敏感。 從液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 本設(shè)計(jì)是完成某機(jī)床需要對(duì)零件進(jìn)行兩工位裝夾裝置（裝夾裝置靜動(dòng)摩擦因數(shù) ?? ， ? ? ）的設(shè)計(jì)，擬采用缸筒固定的液壓缸驅(qū)動(dòng)夾緊裝置，完成工件裝夾運(yùn)動(dòng)。機(jī)床工位夾緊裝置的 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)如表 21 所列。如需要完整說(shuō)明書(shū)和 設(shè)計(jì)圖紙等 .請(qǐng)聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機(jī)械 畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！ 該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 系統(tǒng)工作壓力 1p 的確定 根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載表可以確定系統(tǒng)的最大負(fù)載數(shù)，在充分考慮系統(tǒng)所需的流量、性能等因素后，可參照表 24 或者 25 選擇系統(tǒng)的工作壓力 表 24 按負(fù)載選擇工作壓力 負(fù)載 /kN 5 510 1020 2030 3050 50 系統(tǒng)壓力 /MPa 34 45 57 表 25 按主機(jī)類(lèi)型選擇系統(tǒng)工作壓力 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 主機(jī)類(lèi)型 設(shè)計(jì)壓力 /MPa 機(jī)床 精加工機(jī)床 ～ 2 半精加工機(jī)床 3～ 5 龍門(mén)刨床 2～ 8 拉床 8～ 10 農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu) 10～ 16 液壓機(jī)、大中型挖掘機(jī)、中型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械 20～ 32 地質(zhì)機(jī)械、冶金機(jī)械、鐵道車(chē)輛維護(hù)機(jī)械、各類(lèi)液壓機(jī)具等 25～ 100 本設(shè)計(jì)根據(jù)主機(jī)類(lèi)型是數(shù)控銑床，初步選擇系統(tǒng)壓力為 4MPa。參考表 26 液壓執(zhí)行器的背壓力取 表 26 液壓執(zhí)行器的背壓力 系統(tǒng)類(lèi)型 背壓力 (MPa) 中低壓系統(tǒng) 簡(jiǎn)單系統(tǒng)和和一般輕栽節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ? 回油帶背壓閥 調(diào)整壓力一般為 ? 回油路設(shè)流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)給系統(tǒng)滿(mǎn)載工作時(shí) 設(shè)補(bǔ)油泵的閉式系統(tǒng) ? 高壓系統(tǒng) 初算是可忽略不計(jì) 液壓執(zhí)行器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì) 算 Ⅰ工 位夾緊缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)將Ⅰ工位夾緊缸的有桿腔作為主工作腔，則有公式： 1 2 2 1 m a xcmP A P A F ??? （ 2－ 1） 公式中 21 4AD?? —— 液壓缸無(wú)桿腔的有效面積 ? ?2m ； ? ?222 4A D d???—— 液壓缸有桿腔的有效面積 ? ?2m ； maxF —— 液壓缸的最大負(fù)載力 ??N ； m? —— 液壓缸的機(jī)械效率（一般取 ）本設(shè)計(jì)取 ； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 1p —— 液壓缸工作腔壓力； 2p —— 系統(tǒng)的背壓，本設(shè)計(jì)取 。通常是由液壓缸的往返速比 ? 確定這一關(guān)系，即 ? ?1dD ????，按這一關(guān)系得到的 d 的計(jì)算公式入如下表 表 27根據(jù)往返速度比 ? 計(jì)算活塞桿直徑 d的公式 往返速度比 ? 2 活塞桿直徑 d 油缸的速比 ? ，可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。 則由上表查得 d=。一般來(lái)說(shuō)，凡是有較大空間可以存放油箱而且不需要另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng)，要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，采用節(jié)流調(diào)速或者容積節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，均宜采用開(kāi)式系統(tǒng)。 調(diào)速方案的分析和選擇 調(diào)速方案對(duì)主機(jī)的性能起到?jīng)Q定性的作用。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。 節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。 調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。 容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。 液壓動(dòng)力源的分 析與選擇 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。 油液的凈化裝置是液壓源 中不可缺少的。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 本設(shè)計(jì)采用節(jié)流調(diào)速，所以使用定量泵供油 液壓回路的分析、選擇與合成 1）選擇系統(tǒng)一般都必須設(shè)置的基本回路，包括調(diào)壓回路、向回路、卸荷回路及安全回路等。 3）合成系統(tǒng) 選定液壓基本回路之后，配以輔助性回路，如控制油路，潤(rùn)滑油路、測(cè)壓油路等，可以組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。 液壓原理圖的擬 定與設(shè)計(jì) 根據(jù)上述分析，可以擬定整個(gè)液壓系統(tǒng)的原理圖如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 1－油箱 2－空氣濾清器 3－液位計(jì) 4－吸油過(guò)濾器 5－液壓泵 6－單向閥 7－壓力表開(kāi)關(guān) 8－壓力表 9－通道體 10－疊加式溢流閥 11－疊加式減壓閥 12－疊加式雙單向節(jié)流閥 13－電磁換向閥 14－疊加式雙液控單向閥 15－壓力繼電器 16－電動(dòng)機(jī) 圖 31 液壓系統(tǒng)的原理圖 Hydraulic system diagram 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 4 液壓元件的計(jì)算和選擇 液壓元件的計(jì)算是指計(jì)算元件在工作中承受的壓 力和流量，以便選擇零件的規(guī)格和型號(hào)，此外還要計(jì)算原動(dòng)機(jī)的功率和油箱的容量。 液壓泵的確定 液壓泵的最大工作壓力： p = 1maxp ＋ p?? （ 4－ 1） 其中 1maxp —— 液壓執(zhí)行元件最大工作壓力； p?? —— 液壓泵出口大執(zhí)行元件入口之間所有的沿程壓力損失和局部壓力損失之和。 由上述選取 p?? ＝ ，然后帶入公式（ 41）計(jì)算得： p ≥ +＝ 在選擇泵的額定壓力時(shí)應(yīng)考慮到動(dòng)態(tài)過(guò)程和制造質(zhì)量等因素，要使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備?，F(xiàn)取泵的容積效率 v? ＝ ，當(dāng)選用轉(zhuǎn)速 n＝ 1400 r/min 的驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，泵的流量為： pq ＝ Vn v? ＝ 12 mL/rev 1400r/min 310? ＝ 14L/min 由前面的計(jì)算可知泵的最大功率出現(xiàn)在Ⅱ工位夾緊階段，現(xiàn)取泵的總效率為 p? ＝ ，則： pN ＝ ppppq? ＝ 10 1060 ?? ??? ?? ＝ 840W 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y90S— 4B5 型封閉 式三相異步電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)足上述要求，其轉(zhuǎn)速為 1400r/min，額定功率為 。 根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，可計(jì)算出液壓缸在各個(gè)階段的實(shí)際進(jìn)出流量，運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí) 間，從而為其他液壓元件的選擇及系統(tǒng)的性能計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 閥類(lèi)的選擇 選擇依據(jù) 選擇依據(jù)為：額定壓力，最大流量，動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等。選擇溢流閥時(shí)，應(yīng)按液壓泵的最大流量選取。 將數(shù)值代入公式（ 43）得 Ⅰ工位夾緊液壓缸： d無(wú) ＝ 34 1060??????? ＝ d有 ＝ 34 1060??????? ＝ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 Ⅱ工位夾緊液壓缸： d無(wú) ＝ 34 1060 ???????????? ＝ d有 ＝ 34 14 1060??????? ＝ 根據(jù) JB827－ 66，同時(shí)考慮到制作方 便，Ⅰ工位夾緊液壓缸兩根油管同時(shí)選用 101（外徑 10mm，壁厚 1mm）的 10 號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得管材的抗拉強(qiáng)度為 412MPa，由表 46 取安全系數(shù)為 8，按公式對(duì)管子的強(qiáng)度進(jìn)行校核： ?≥2bpdn? （ 4－ 4） 式中 p—— 管內(nèi)最高工作壓力； d—— 油管內(nèi)徑； n—— 安全系數(shù)； b? —— 管材抗拉強(qiáng)度； ? —— 油管壁厚。 其他油管，可直接按所連接的液壓元、輔件的接口尺寸決定其管徑的大小。其形式有開(kāi)式和閉式兩種：開(kāi)式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。 油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 1）油箱應(yīng)有足夠的容積以滿(mǎn)足散熱 ，同時(shí)其容積應(yīng)保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時(shí)不滲出，油液液面不應(yīng)超過(guò)油箱高度的 80%； 2）吸箱管和回油管的間距應(yīng)盡量大， 之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。吸油管可安裝 100μm 左右的網(wǎng)式或線(xiàn)隙式過(guò)濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過(guò)濾器。角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時(shí)也有利于散熱 ； 3） 油箱底部應(yīng)有適當(dāng)斜度，泄油口置于最低處，以便排油； 4）注油器上應(yīng)裝濾網(wǎng)； 5）油箱的箱壁應(yīng)涂耐油防銹涂料。 本設(shè)計(jì)取 ? =6，將數(shù)值代如公式（ 45）得： V＝ 614 ＝ 84 L 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 5 估算液壓系統(tǒng)性能 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無(wú)法全面的計(jì)算，故只能先估算閥類(lèi)元件的壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布置圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。所以進(jìn) 油路上的壓力損失為 vp?? ＝ ()Qp Q??實(shí)壓 降額 （ 5－ 1） ? ?2 2 2 220 .9 7 2 0 .9 7 2 0 .9 7 2 0 .9 7 20 .1 0 .2 0 .1 0 .1 54 0 8 0 3 5 3 51 .4 1 1 9 .60 .1 5 0 .13 5 1 3 .5? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ????????? = 式中 vp?? —— 總的壓力損失； P壓降 —— 各種閥的壓降； Q實(shí) —— 流經(jīng)閥的設(shè)計(jì)流量； Q額 —— 閥的額定流量。因?yàn)棰蚬の粖A緊缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是一樣的，使用對(duì)此油缸的壓力校驗(yàn)過(guò)程和 上面的計(jì)算過(guò)程是一樣的。進(jìn)油路上的壓力損失為： vp?? ＝ ()Qp Q??實(shí)壓 降額 2 2 2 2226 . 0 3 6 . 0 3 6 . 0 3 6 . 0 30 . 1 0 . 1 2 0 . 2 0 . 24 0 3 5 3 5 8 06 . 0 3 3 . 6 7 4 . 8 90 . 1 5 0 . 1 53 5 3 5 8 . 0 4? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? = 在油缸松開(kāi)時(shí)，退油路上的壓力損失為： vp?? ＝ ()Qp Q??實(shí)壓 降額 2 2 2 2221 4 1 4 1 4 1 40 .1 0 .1