【正文】 壓力/mpa~1~2~33~44~55～7通過對尺寸限制，閥、泵等元件的壓力要求限制，以及成本等因素的考慮，結(jié)合上表的標準，現(xiàn)選取系統(tǒng)工作壓力為P = 5 Mpa。 單活塞桿差動液壓缸計算示意圖根據(jù)教材《液壓與氣壓傳動》缸的設(shè)計，由圖可知式中 ——液壓缸工作壓力，初算時可取系統(tǒng)工作壓力5Mpa ——液壓缸回油背壓，——油缸內(nèi)徑——油桿外徑F ——工作循環(huán)中最大的外負載綜合考慮排液腔對活塞產(chǎn)生的背壓、活塞和活塞桿處密封及導(dǎo)套產(chǎn)生的摩擦力，以及運動件質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力等因素的影響，一般取機械效率。2）結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計缸筒壁厚的計算：為薄壁筒壁厚,p為工作壓力；p缸筒內(nèi)液體的工作壓力；為缸筒材料的許用應(yīng)力，=600Mpa抗拉強度，n為安全系數(shù)，當時一般取n=5。這里采用法蘭（使用內(nèi)六角圓柱頭螺釘）連接，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，連接可靠。螺紋處的拉應(yīng)力為： 螺紋處的剪應(yīng)力為： 合成應(yīng)力為： 式中，K——擰緊螺紋系數(shù)，不變載荷取K=~，變載荷取K=~4；F——油缸最大推力（N）；——螺紋內(nèi)徑（m）；Z——拉桿或螺栓數(shù)量；——螺紋連接的摩擦系數(shù)，=~，一般取=；——螺紋直徑(m)。4）缸底厚度計算 p－試驗壓力（Mpa） 工作壓力≤16Mpa時， p=顯然要先確定缸底油孔的直徑d，d－液壓缸油口直徑（m）D －液壓缸內(nèi)徑（m）v －液壓缸最大輸出速度（m/min）v－油口液流速度（m/s）—法蘭材料的許用應(yīng)力（pa）根據(jù)先前求得的流量，以及速度要求，代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，選取管接頭螺母為M22。5）缸頭厚度計算: H—法蘭厚度（m）,—螺釘孔分布圓直徑(m),—密封環(huán)平均直徑（m）,—法蘭材料的許用應(yīng)力（pa）= 送料油缸主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計對于擺桿油缸的結(jié)構(gòu)尺寸，同樣安以上公式進行計算，計算過程與下所示：由于經(jīng)過了減壓閥，根據(jù)表4。：主油缸只有工進鉚合和快退兩個運動過程： ： 送料油缸流量計算 送料缸上料時： 送料缸下料時: 基本方案、液壓系統(tǒng)圖確定 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)，對于本系統(tǒng)，屬于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。對于兩個油缸，進給和回退的轉(zhuǎn)換的情況，送料缸應(yīng)用三位四通電磁換向閥來實現(xiàn)，主油缸應(yīng)用三位五通電液換向閥，因為電液換向閥的精度較高，泄漏情況十分微小。由于送料油缸所需壓力比主油缸小很多，送料油缸采用減壓閥，使對送料油缸的工作強度的要求下降，降低成本和保障安全工作。本案中，設(shè)有一個電磁溢流閥，在它的非工作狀態(tài)下起溢流閥作用，調(diào)定壓力為5MPa，保護整個系統(tǒng)的工作安全起卸荷作用；工作狀態(tài)下起泄壓作用。 油路方案設(shè)計 液壓元件的選擇與專用元件設(shè)計 液壓泵的選擇1）確定液壓泵的最大工作壓力主油缸——液壓缸最大工作壓力——從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間的總管路損失。在這里取=1Mpa，即：2）確定液壓泵的流量K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，k=各油缸的最大流量如下：：對于送料油缸： 主油缸（由于回退采用差動連接，流量以進給的來算）所以: 3）選擇液壓泵的規(guī)格選用葉片泵YB40型，排量為40mL/r(),壓力：，轉(zhuǎn)速960r/min；重量為16kg。 因為電動機允許在短時間超載一般為25%。 油管尺寸的確定1）主油缸進油管內(nèi)徑：v——管內(nèi)允許流速－管道內(nèi)流量,即吸油管取v=，壁厚為2mm壓油管3～6取v=4m/s。d＝同理選取回油管的外徑為34mm,壁厚為2mm2）管道壁厚δ 油管材料采用20號鋼（20號冷拔無縫鋼管） 管道材料的抗拉強度 n為安全系數(shù)(對鋼管來說,p7Mpa時,取n=8。為防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不超過液壓油箱高度的80%。 五 液壓系統(tǒng)的性能驗算泵的最大工作壓力：所選的額定壓力一般要比最大工作壓力大20％～60％。管長2m，Q＝。實際流速：， 雷諾數(shù)明顯為層流。通過查手冊得出各液壓元件的額定流量，額定壓力損失，算出實際流量，代入公式算出局部壓力損失為： （1）液壓泵的功率損失： 代入數(shù)據(jù)求得： （2）執(zhí)行元件的功率損失： 代入數(shù)據(jù)求得： （3）溢流閥的功率損失 即可以算出總的發(fā)熱功率為： 其中，——油箱的散熱系數(shù)，－12； ——管路的散熱系數(shù)，取8 －13 ——分別為油箱、管道的散熱面積，?。剑?代入公式算得：明顯油液溫升并沒有超出標準控制范圍內(nèi)。為提高冷卻效率，可將液壓油箱的容量予以適當?shù)脑龃?，以滿足設(shè)計要求，其中油箱底腳設(shè)計高為200mm。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓控制裝置則包括組成液壓系統(tǒng)的各種閥類元件及其連接體。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開。本液壓系統(tǒng)采用鋼板焊接的分離式液壓油箱，用厚度為4mm的鋼板焊接，頂蓋加厚并用螺釘通過焊在箱體上的角鋼加以固定。 郵箱示意圖(2)隔板的設(shè)置 在油箱中設(shè)置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動，分離回油帶進來的氣泡與雜質(zhì)，利于散熱和沉淀。油箱底面設(shè)置有傾斜度，并在最低處設(shè)置放油塞。 郵箱隔板放置示意圖(3)吸油管和回油管的設(shè)置 泵的吸油管與系統(tǒng)的回油管之間距離盡可能遠，并且都應(yīng)在最低油面之下。本設(shè)計中過濾器距油箱底面為60mm。回油管口加工成45度斜口形狀，以增大通流截面，并面向箱壁，以利于散熱和沉淀雜質(zhì)。 (4)空氣濾清器與液位計的設(shè)置 空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，兼作加油口用。（從液壓系統(tǒng)設(shè)計手冊，表668）選用QUQ1型，其基本參數(shù)為空氣過濾精度40，空氣流量為1。(5)放油口與清洗窗的設(shè)置油箱底面做成傾斜，在最低處設(shè)放油口，平時用螺塞堵住，換油時將其打開放走污油。 在設(shè)計過程中采用O型橡膠密封圈。管式元件通過油管來實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。把一個液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。綜合考慮現(xiàn)采用板式結(jié)構(gòu)，又考慮系統(tǒng)液壓元件的數(shù)量不多，系統(tǒng)不會太復(fù)雜，集成塊連接和疊加閥連接不需用到，故采用的液壓油路板結(jié)構(gòu)。（2）與液壓油路板上主液壓油路相通的液壓元件，其相應(yīng)油口應(yīng)盡量沿同一坐標軸線布置，以減少加工孔道。（4）液壓元件之間的距離應(yīng)大于5mm，換向閥上的電磁鐵、壓力閥的先導(dǎo)閥以及壓力表等可適當伸到液壓油路板的輪廓線外，以減小油路板尺寸。立式安裝將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可以直接回液壓油箱，另外，液壓泵置于油箱內(nèi)，噪音低，并節(jié)省站地面積。臥式安裝，電動機與液壓泵的同軸度不易保證，同時要考慮液壓泵的吸油高度，吸油管與泵的聯(lián)接處密封要求嚴格。 方案對比項目立式安裝臥式安裝液壓泵工作條件液壓泵浸在油中，工作條件好一般對液壓泵安裝要求泵與電動機有同軸度要求泵與電動機有同軸度要求慮液壓泵的吸油高度吸油管與泵的聯(lián)接處密封要求嚴格綜合考慮對比，現(xiàn)采用立式安裝。（1）電動機的類型選擇由于液壓泵通常在空載下啟動，故對電動機的起動轉(zhuǎn)矩沒有過高要求，負荷變化比較平穩(wěn)，起動次數(shù)不多，因此采用Y系列籠型異步電動機。電動機與液壓泵之間采用聯(lián)軸器連接，電動機的轉(zhuǎn)速在液壓泵的最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。其參數(shù)為：，同步轉(zhuǎn)速960r/min，滿載轉(zhuǎn)速960r/min,滿載電流7A，滿載效率81%。現(xiàn)采用梅花型彈性聯(lián)軸器（HTLA4）其結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，有緩沖減振性能，安全可靠，耐磨，對加工精度要求不高，使用范圍廣。其基本參數(shù)如下：半聯(lián)軸器與電動機軸及齒輪泵的配合采用H7/k6，在實際安裝時，,軸線的傾角不大于40’。這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。 電動機與液壓泵的聯(lián)接示意圖1—電動機 2—底板 3—墊板 4—油箱蓋 5—法蘭盤 6—齒輪泵七 總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計是本人第一次有系統(tǒng)地獨立地設(shè)計一個題目，因此得到了極大的鍛煉和提高。同時對所學(xué)知識得到綜合的運用，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算、液壓站的設(shè)計及其裝配圖的繪制等工作中，積累了設(shè)計的方法和經(jīng)驗。 本次畢業(yè)設(shè)計也為自己今后從事設(shè)計工作打下了良好的基礎(chǔ)。在這段時間的不斷磨練下，我學(xué)到了很多東西，彌補了以前的不足，如零件圖與裝配圖的最佳表達、各形位公差與粗糙度的選取等等。從課題的調(diào)研、參觀軸承廠到提出機床總體結(jié)構(gòu)方案，再進行不斷的比較、討論與改進，在這個過程中，我深刻體會到，作為一個從事工程的人員，不僅僅要具有專業(yè)技能，還有要寬廣的專業(yè)視野，要有嚴密的思維和孜孜不倦的工作精神！在本次設(shè)計中，由于時間有限和和工程經(jīng)驗的不足，有些問題的解決可能也不盡完美。八 致謝九 參考文獻[1]楊培元，朱福元，液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,[2]周士昌，液壓系統(tǒng)設(shè)計[M]，北京:機械工業(yè)出版社,[3]齊占慶，機床電氣自動控制[M]，北京:機械工業(yè)出版社,[4]姜繼海，宋錦春，高常識[M]，北京: 高等教育出版社，—184232[5][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，—5116[6]濮良貴，[M].北京：高等教育出版社，[7]馮辛安，黃玉美，[M].北京：機械工業(yè)出版社，[8]劉朝陽，彭福蔭，[M].北京：高等教育出版社，456459，[9][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，—5116，[10]瘳念釗,古瑩菴,莫雨松,楊碩根,[M].北京:中國計量出版社,.[11][M].北京:機械工業(yè)出版社,.[12][J].機械工人,1999(4):1314.[13][J].有色礦冶,2002(6):4346.[14]張琳,[J].軸承,2000(4):4245.[15]華金良,唐素麗,[J].軸承,1994(7):26.45