【正文】 表 46 安全系數(shù) 管內(nèi)最高工作壓力 7 7－ 安全系數(shù) 8 6 4 由表 42 和 43 得知Ⅰ工位夾緊液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為 ，Ⅱ工位夾緊液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為 14L/min 和 ，按照表 45 的推薦值取油管內(nèi)油液的允許流速為 4m/min，按計(jì)算公式： d＝ 4q?? （ 4－ 3） 式中 q—— 通過(guò)油管的最大流量； V—— 油管中允許流速； d—— 油管內(nèi)徑。 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。Ⅱ工位夾緊液壓缸兩根油管同時(shí)選用 141（外徑 14mm，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。 將數(shù)值代入公式（ 44）得： ?Ⅰ ＝ 1mm≥ 2bpdn? = 6366 .1 1 0 8 1 0 82 4 1 2 1 0 ?? ? ? ??? ＝ ?Ⅱ ＝ 1mm≥ 2bpdn? = 10 10 82 41 2 10 ?? ??? ? ??? ＝ 所以選的管子壁厚安全。 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。 確定油箱容積 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 油箱的作用是儲(chǔ)油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質(zhì)，逸出油中的氣體。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。開(kāi)式油箱應(yīng)用較多。 油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 1）油箱應(yīng)有足夠的容積以滿足散熱 ，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。隔板高度為液面高度的2/3～ 3/4。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。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的 3 倍。吸油管可安裝 100μm 左右的網(wǎng)式或線隙式過(guò)濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過(guò)濾器。回油管口要斜切45176。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。 油箱的容積可以按照下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： V＝ pq? （ 4－ 5） 式中 V—— 油箱的有效容積 /L； pq —— 液壓泵的總額定流量 / 1minL ?? ； ? —— 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng)取 ? =2～ 4，中壓系統(tǒng) ? =5～7，高壓系統(tǒng)取 ? =10～ 12，對(duì)對(duì)于行走機(jī)械取或經(jīng)常間斷作業(yè)的設(shè)備，系數(shù)取較小值；對(duì)于安裝空間允許的固定機(jī)械，或需藉助油箱頂蓋安裝液壓泵及電動(dòng)機(jī)和液壓閥集成裝置時(shí)，系數(shù)可適當(dāng)取較大值。 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。 在油缸夾緊時(shí)，油液依次經(jīng)過(guò)單向閥，疊加式減壓閥，疊加式溢流閥，電磁換向閥，疊加式雙單向節(jié)流閥。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。 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 2 224 .6 7 4 .6 7 4 .6 7 4 .6 70 .1 0 .2 0 .1 0 .1 54 0 8 0 3 5 3 54 .6 7 1 3 .50 .1 5 0 .13 5 1 9 .6? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ????????? ＝ 由此可以看出，系統(tǒng)閥的壓力損失都小于原先的估計(jì)值，所以滿足系統(tǒng)的使用要求。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。如下所示 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 在油缸夾緊時(shí)，油液依次經(jīng)過(guò)單向閥，電磁換向閥，疊加式雙單向閥，疊加式雙單項(xiàng)節(jié)流閥。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 2 0 .2 0 .24 0 3 5 3 5 8 01 4 2 3 .0 2 8 .0 40 .1 5 0 .1 53 5 3 5 4 .8 9? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ＝ 由此看出各種閥同樣滿足使用要求。 系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升 液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械損失構(gòu)成總的能量損失，這些能量損失都將轉(zhuǎn)化為熱量，是系統(tǒng)的油溫升高，產(chǎn)生一系列不良的影響。為此，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)熱和溫升計(jì)算，以便對(duì)系統(tǒng)溫升進(jìn)行控制?？砂聪率焦浪阆到y(tǒng)的發(fā)熱能量： H＝ipN（ 1－ ? ） （ 5－ 5） 式中 H—— 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量； ipN—— 液壓泵的輸入功率。 將數(shù)值代入公式（ 55）得： H＝ ? ? 10 14 10 60 1 ? ? ? ? ＝ 1264w 表 51 各種機(jī)械允許油溫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 液壓設(shè)備類型 正常工作溫度 /C 最高允許溫度 /C 數(shù)控機(jī)床 30～ 50 55～ 70 一般機(jī)床 30～ 55 55～ 70 機(jī)車車輛 40～ 60 70～ 80 船舶 30～ 60 80～ 90 冶金機(jī)械、液壓機(jī) 407～ 0 60～ 90 工程機(jī)械、礦山機(jī)械 50～ 80 70～ 90 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬?duì)較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般濾去不計(jì)。當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，其散熱量 0H 可按下式計(jì)算： 0H ＝ KA?? （ 5－ 6） 式中 K—— 散熱系數(shù)（ /W mC ），計(jì)算時(shí)可選用推薦值：通風(fēng)很差 K＝ 8；通風(fēng)良好 K＝ 14－ 20；風(fēng)扇冷卻時(shí)， K＝ 20－ 25；用循環(huán)水冷卻時(shí)， K＝ 110－ 175； A—— 油箱散熱面積； ?? —— 系統(tǒng)溫升。 當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 H 等于其散發(fā)出去的熱量時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡，此時(shí)： ?? ＝ H/KA 當(dāng)六面體油箱長(zhǎng)、寬、高比例為 1： 1： 1－ 1： 2： 3 且液面高度是油箱高度的 倍時(shí)，其散熱面積的近似計(jì)算公式為： A= 3 2V 所以可以導(dǎo)出： ?? ＝3 H V （ 5－ 7）式中 V—— 油箱的有效容量。 取散熱系數(shù) K=15，將數(shù)值代入公式（ 57）得： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 ?? ＝? ?2312641 5 0 .0 6 5 8 4?? ＝ 此溫升超過(guò)了許用范圍， ?? ＝ 30C － 50 C ，增大油箱面積，取 V＝ 814＝ 112L，并且取系數(shù) K=20Wm C ，重新帶入數(shù)值計(jì)算得： ?? ＝3 2126420 112?? ＝ 所以滿足了許用溫升要求。至此，系統(tǒng)校核完畢，從整個(gè)過(guò)程來(lái)看，此設(shè)計(jì)滿足使用需求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 6 結(jié)論 在本次關(guān)于數(shù)控銑床兩工位夾緊裝置液壓系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我通過(guò)查閱現(xiàn)有資料，應(yīng)用液壓傳動(dòng)的一般原理及液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行了液壓系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)、執(zhí)行元件的選擇、閥類元件的選型、集成塊設(shè)計(jì)、密封及液壓油的選擇等工作。通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的性能計(jì)算和校核使系統(tǒng)符合最初設(shè)計(jì)，能夠完成設(shè)計(jì)要求。 并在滿足原有要求的情況下實(shí)現(xiàn)重量輕、體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便等的要求。 在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng) 中，由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平的不足，關(guān)于設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及校核等方面都會(huì)有不完善之處。在今后的工作學(xué)習(xí)中我會(huì)更加詳盡的學(xué)習(xí)，提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性和效率。使之更加完善，符合實(shí)際工程機(jī)械的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 致謝 本設(shè)計(jì)是在李實(shí)老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。在這期間老師給我提供了不少參考資料，在我設(shè)計(jì)遇到困難而無(wú)法繼續(xù)做下去時(shí)老師給我耐心講解，并且一講就是幾個(gè)小時(shí)。老師廣博的專業(yè)學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及執(zhí)著的事業(yè)追求使我受益匪淺，他嚴(yán)緊的科學(xué)作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象。 在李老師艱辛教導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)這短 短幾個(gè)月時(shí)間，我不僅學(xué)到了豐富的專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)和技巧，更重要的是使我學(xué)到了科學(xué)研究的方法和態(tài)度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 參考文獻(xiàn) [1] 張利平 .液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1997. 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