立式組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告

南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告

題目立式組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

班級(jí)學(xué)號(hào)088105208

學(xué)生姓名李虎

指導(dǎo)教師柴京富

填表日期201*年3月25日

南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文

一、選題的依據(jù)及意義：

選題依據(jù)：

選擇動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課題主要是因?yàn)樵诠�業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，在

實(shí)際生產(chǎn)中探討液壓系統(tǒng)中較常見的工藝方法和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。該課題涉及的知識(shí)面較廣，設(shè)計(jì)要求也比較高，學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中可以得到很好的鍛煉，尤其是對(duì)思考能力。課題的研究內(nèi)容包括機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓機(jī)、液壓與氣壓傳功、機(jī)械制造工藝等知識(shí)，對(duì)學(xué)生在設(shè)計(jì)方面性具有規(guī)范性作用。課題要求學(xué)生在機(jī)械知識(shí)要足夠的全面和較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。課題是典型的機(jī)械液壓設(shè)計(jì)類課題，涉及機(jī)械液壓方面的知識(shí)很廣。

選題意義：

（1）綜合運(yùn)用和鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程的基本理論和專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)從事模具設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的初步能力，為實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。

（2）培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。經(jīng)過該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該能全面理解掌握液壓工藝，液壓設(shè)計(jì)等相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容；掌握液壓工藝與機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，

（3）培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度，強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)的時(shí)間觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。

（4）工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)液壓系統(tǒng)的要求越來越高，

二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：

液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

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第一個(gè)使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫布拉曼(JosephBraman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得到改善。

第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。

我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。

目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。

三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：

本論文主要闡述了組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快速前進(jìn)→工作進(jìn)給→快速退回→原位停止，

本設(shè)計(jì)主要是為機(jī)床設(shè)計(jì)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)床中，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)

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床的自動(dòng)進(jìn)給，刀具的自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。而且可以使機(jī)床的運(yùn)動(dòng)更平衡，加工精度更高，效率更高，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)化。為了達(dá)到以上效果，我們做了這個(gè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的主要涉及的內(nèi)容有機(jī)床負(fù)載的分析，運(yùn)動(dòng)特性的分析，液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)，液壓元件的選擇，液壓缸的設(shè)計(jì)等。

液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是根據(jù)主機(jī)的工作情況、主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及成本，經(jīng)濟(jì)性、供貨情況等諸多因素，進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)，從而擬定出一個(gè)各方面比較合理的、可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案來。其內(nèi)容包括：液壓回路的分析、選擇與合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、設(shè)計(jì)與分析。動(dòng)力滑臺(tái)為立式布置，動(dòng)力滑臺(tái)擬采用液壓驅(qū)動(dòng)；工件采用機(jī)械方式夾緊。課題所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是立式組合機(jī)床液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng),主要是完成系統(tǒng)原理圖和該系統(tǒng)主要零件的結(jié)構(gòu)及有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。液壓泵及疊加式液壓元件的選用，液壓缸采用雙作用液壓缸，液壓缸作為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件安裝在機(jī)床的床身上，與液壓供油裝置分開布置，避免兩者之間形成振動(dòng)干涉。

四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度

組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)應(yīng)使其工作時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，滿足工況要求，保證組合機(jī)床的可靠性和性能要求。

本課題所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床在普通車間使用，工作環(huán)境要求不高，對(duì)環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況沒有特殊的要求，液壓系統(tǒng)的安裝必須穩(wěn)定，避免對(duì)機(jī)床產(chǎn)生直接的沖擊振動(dòng)，影響機(jī)床加工精度及壽命。

本課題設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)對(duì)重量、外形尺寸、經(jīng)濟(jì)性沒有特殊的要求，但必須符合一般的普遍設(shè)計(jì)原則：重量輕、體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用維護(hù)方便。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求選擇疊加閥系列液壓元件。

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工作進(jìn)度按照任務(wù)書給的時(shí)間表來，時(shí)間表如下：

1.收集有關(guān)資料，寫出開題報(bào)告（2周）2月20日-3月04日2．熟悉相關(guān)知識(shí)（3周）3月05日-3月25日3．方案設(shè)計(jì)及主要部件圖，運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè)計(jì)（4周）3月26日-4月22日4．液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2周）4月23日-5月06日5.外文資料翻譯（不少于6000實(shí)詞）（1周）5月07日-5月13日6．撰寫畢業(yè)論文（3周）5月14日-6月03日7．準(zhǔn)備畢業(yè)答辯（2周）6月04日-6月15日

五、參考文獻(xiàn)

Ⅳ、主要參考資料：

【1】孫桓等主編.機(jī)械原理.高等教育出版社，201*【2】濮良貴等主編.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社，201*【3】余新陸.液壓機(jī).機(jī)械工業(yè)出版社，1990

【4】余新陸楊津光.液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)與控制.機(jī)械工業(yè)出版社，1989【5】ShigleyJE,UicherJJ.Theoryofmachinesandmechanisms.NewYork:McGraw-HillBookCompany,1980

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【摘要】

本論文主要闡述了組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快速前進(jìn)→工作進(jìn)給→快速退回→原位停止，液壓技術(shù)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一。特別是近年可與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合、使液壓技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。目前，已廣泛應(yīng)用在工業(yè)各領(lǐng)域。由于近年來微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓元器件制造技術(shù)的進(jìn)一步提高，使液壓技術(shù)不僅在作為一種基本的傳統(tǒng)形式上占有重要地位而且以優(yōu)良的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能成為一種重要的控制手段。

面對(duì)我國經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來越重要。

本液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計(jì)。

綜上所述，完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程需要進(jìn)行一系列艱巨的工作。設(shè)計(jì)者首先應(yīng)樹立正確的設(shè)計(jì)思想，努力掌握先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)和科學(xué)的辯證的思想方法。同時(shí)，還要堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，向有關(guān)領(lǐng)域的科技工作者和從事生產(chǎn)實(shí)踐的工作者學(xué)習(xí)，不斷發(fā)展和創(chuàng)新，才能較好地完成機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)。

關(guān)鍵詞:組合機(jī)床液壓系統(tǒng)液壓缸液壓泵換向閥

目錄

1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況和應(yīng)用...................................................................................41.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況........................................................................................41.2液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用........................................................................41.3靜液壓傳動(dòng)裝置的應(yīng)用....................................................................................52液壓傳動(dòng)的工作原理和組成...................................................................................62.1工作原理............................................................................................................62.2液壓系統(tǒng)的基本組成........................................................................................63液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)...................................................................................................73.1液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)................................................................................................73.2液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)................................................................................................74液壓系統(tǒng)工況分析...................................................................................................94.1運(yùn)動(dòng)分析............................................................................................................94.2負(fù)載分析............................................................................................................94.2.1負(fù)載計(jì)算.....................................................................................................94.2.2液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算：.................................................................94.2.3繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖，速度循環(huán)圖（見圖1）............................104.2.4確定液壓缸的工作壓力...........................................................................114.2.5確定缸筒內(nèi)徑D，活塞桿直徑d.............................................................114.2.6液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算.......................................................................114.2.7最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算。...............................................................................11

4.2.7計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、流量、功率列于表（1）...............................................................................................................................115擬定液壓系統(tǒng)圖......................................................................................................135.1液壓泵型式的選擇...........................................................................................135.2選擇液壓回路..................................................................................................135.3組成液壓系統(tǒng)...................................................................................................146液壓元件選擇.........................................................................................................166.1選擇液壓泵和電機(jī)..........................................................................................166.1.1確定液壓泵的工作壓力...........................................................................166.1.2液壓泵的流量...........................................................................................166.1.3選擇電機(jī)...................................................................................................166.2輔件元件的選擇...............................................................................................196.3確定管道尺寸..................................................................................................207液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算.............................................................................................217.1管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算...................................................................................217.1.1判斷油流類型...........................................................................................21

7.1.2沿程壓力損失∑△P1................................................................................217.1.3局部壓力損失∑△P2................................................................................217.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算..........................................................................247.2.1液壓泵的輸入功率...................................................................................247.2.2有效功率...................................................................................................247.2.3系統(tǒng)發(fā)熱功率Ph.......................................................................................247.2.4散熱面積...................................................................................................247.2.5油液溫升△t.............................................................................................248液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r.........................................................................................258.1國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展......................................................................................258.2遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展..............................................................................269注意事項(xiàng).................................................................................................................28結(jié)束語......................................................................................................................29謝辭..........................................................................................................................30文獻(xiàn)........................................................................................................................31

1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況和應(yīng)用

1.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況

液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。第一個(gè)使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫布拉曼(JosephBraman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得到改善。

第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。

我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。

目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。

1.2液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)床工業(yè)磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等

工程機(jī)械挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等

汽車工業(yè)自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等

農(nóng)業(yè)機(jī)械聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等輕工機(jī)械打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等冶金機(jī)械電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等

起重運(yùn)輸機(jī)械起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)鹊V山機(jī)械開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等建筑機(jī)械打樁機(jī)、平地機(jī)等船舶港口機(jī)械起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等鑄造機(jī)械砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等

1.3靜液壓傳動(dòng)裝置的應(yīng)用

靜液壓傳動(dòng)由于具有無級(jí)變速，調(diào)速范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)恒扭或恒功率調(diào)速，容易實(shí)現(xiàn)電控等優(yōu)點(diǎn)，在工程機(jī)械中具有良好的應(yīng)用前景。但是在鏟土運(yùn)輸機(jī)械和起重機(jī)械中作為主要傳動(dòng)就用卻很少，其主要問題是在于國內(nèi)液壓元件質(zhì)量差，而國外的液壓元件價(jià)格又太高，會(huì)造成主同成本過高。90年代以來，國內(nèi)已引進(jìn)了德國林德公司靜液壓叉車，以及利勃海爾公司靜液壓推土機(jī)的裝載機(jī)，但在國內(nèi)市場所占份額很小。從國內(nèi)工程機(jī)械市場的實(shí)際出發(fā)，本文對(duì)靜液壓傳動(dòng)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用提出探討性的意見如下：

（1）靜液壓傳動(dòng)叉車在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被廣泛采用，由于國內(nèi)部分倉庫、碼頭和工廠等使用部門對(duì)叉車的機(jī)動(dòng)性能（尤其是低速性能）、噪聲已經(jīng)有較高的要求，因此這些部門正在成為國內(nèi)靜液壓叉車用戶。國內(nèi)叉車和液壓元件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該看到靜液壓叉車的良好前景，聯(lián)合研究開發(fā)適合我國國情的叉車靜液壓系統(tǒng)，提供能先進(jìn)，工作可靠，價(jià)格適中的產(chǎn)品。也可以采用與國際靜液壓元件制造公司聯(lián)合開發(fā)的方式，加快開發(fā)的速度。

（2）中小型多功能工程機(jī)械由于具有挖掘，裝載，叉車和起重等多功能，在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤其是城市建設(shè)的發(fā)展，中小型多功能工程機(jī)械也將在我國推廣應(yīng)用，而它們無疑將首先采用靜液壓傳動(dòng)作為其主要傳動(dòng)裝置。國內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)應(yīng)該看到中小型多功能工程機(jī)械的發(fā)前景，聯(lián)合國內(nèi)外靜液壓元件生產(chǎn)企業(yè)共同開展對(duì)它們的研究開發(fā)，以促進(jìn)中小型多功能工程機(jī)械在我國的發(fā)展。

（3）在國內(nèi)大型鏟土運(yùn)輸和起重機(jī)械中，由于配套的靜液壓與電子控制元件的技術(shù)難度大，價(jià)格太高，在國內(nèi)用戶中難以接受。因此，在我國暫時(shí)不宜將靜液壓傳動(dòng)研究開發(fā)的重點(diǎn)放在與大型鏟土運(yùn)輸和起重機(jī)械配套上，而應(yīng)將重點(diǎn)放在上述兩類工程機(jī)械上。

2液壓傳動(dòng)的工作原理和組成

液壓傳動(dòng)是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)是由油箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭等組成。

2.1工作原理

1)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油，油液被加壓后,從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)活塞而使工作臺(tái)左右移動(dòng)。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。

2)工作臺(tái)的移動(dòng)速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減少。由此可見，速度是由油量決定的。

2.2液壓系統(tǒng)的基本組成

1）能源裝置液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。

2）執(zhí)行裝置液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。

3）控制裝置液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

4）輔助裝置油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。

5）工作介質(zhì)液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。

3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

1）在相同的體積下，液壓執(zhí)行裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動(dòng)力。在同等功率的情況下，液壓執(zhí)行裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。

2）液壓執(zhí)行裝置的工作比較平穩(wěn)。由于液壓執(zhí)行裝置重量輕、慣性小、反應(yīng)快，所以易于實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)和頻繁地?fù)Q向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)到每分鐘500次，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘1000次。

3）液壓傳動(dòng)可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（調(diào)速比可達(dá)1：201*），并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。

4）液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因?yàn)樗�是�?duì)液體的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便。當(dāng)液壓控制和電氣控制或氣動(dòng)控制結(jié)合使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。

5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，所以液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。

3.2液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)

1)液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間不可避免地要有泄漏，同時(shí)，液體又不是絕對(duì)不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場合采用，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的內(nèi)傳動(dòng)鏈系統(tǒng)。

2）液壓傳動(dòng)在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等，故不宜于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。

3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，油溫變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動(dòng)有一定的困難。

4）為了減少泄露，液壓元件的制造精度要求高，因此，液壓元件的制造成本高，而且對(duì)油液的污染比較敏感。

5）液壓系統(tǒng)故障的診斷比較困難，因此對(duì)維修人員提出了更高的要求，既要系統(tǒng)地掌握液壓傳動(dòng)的理論知識(shí)，又要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

6）隨著高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是要解決的問題。

總而言之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)將得到克服，液壓傳動(dòng)將日益完善，液壓技術(shù)與電子技術(shù)及其它傳動(dòng)方式

的結(jié)合更是前途無量。

4液壓系統(tǒng)工況分析

4.1運(yùn)動(dòng)分析

繪制動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖

4.2負(fù)載分析

4.2.1負(fù)載計(jì)算

（1）工作負(fù)載

工作負(fù)載為已知FL=28000`N

（2）摩擦阻力負(fù)載

已知采用平導(dǎo)軌，且靜摩擦因數(shù)uj=0.1,動(dòng)摩擦因數(shù)ud=0.2,則：

靜摩擦阻力Fuj=0.1×9810N=981N動(dòng)摩擦阻力Fud=0.2×9810N=1962N

（3）慣性負(fù)載動(dòng)力滑臺(tái)起動(dòng)加速，反向起動(dòng)加速和快退減速制動(dòng)的加速度的絕對(duì)值相等，既△u=0.2m/s，△t=0.05s，故慣性阻力為：

Fa=ma=G△u/g△t=（9810×0.2）÷（9.8×0.05）=4004N

（4）由于動(dòng)力滑臺(tái)為臥式放置，所以不考慮重力負(fù)載。

（5）關(guān)于液壓缸內(nèi)部密封裝置摩擦阻力Fm的影響，計(jì)入液壓缸的機(jī)械效率中。

（6）背壓負(fù)載初算時(shí)暫不考慮

4.2.2液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算：

（1）啟動(dòng)時(shí)F1=Fuj/ηcm=1962/0.9=2180N

（2）加速時(shí)F2=（Fud+Fa）/ηcm=（981+4004）/0.9=5538N（3）快進(jìn)時(shí)F3=Fud/ηcm=981/0.9N=1090N

（4）工進(jìn)時(shí)F4=(Fq+Fud)/ηcm=(28000+981)/0.9N=32201N

（5）快退時(shí)F5=Fud/ηcm=981/0.9N=1090N

4.2.3繪制動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖，速度循環(huán)圖（見圖1）

圖1

4.2.4確定液壓缸的工作壓力

參考課本資料,初選液壓缸工作壓力p1=40×106Pa4.2.5確定缸筒內(nèi)徑D，活塞桿直徑d

A=Fmax／pη=7276

D=4A47276106mm96mm3.14

按GB/T23481993，取D=100mmd=0.71D=71mm

按GB/T23481993，取d=70mm

4.2.6液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算

無桿腔面積A1=πD2/4=3.14×1002/4mm2=7850mm2

有桿腔面積A2=π（D2－d2）/4=3.14×（1002－702）/4mm2=4004mm2活塞桿面積A3=πD2/4=3.14×702/4mm2=3846mm2

4.2.7最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算

最低穩(wěn)定速度為工進(jìn)時(shí)u=50mm/min，工進(jìn)采用無桿腔進(jìn)油，單向行程

調(diào)速閥調(diào)速，查得最小穩(wěn)定流量qmin=0.1L/minA1≥qmin/umin=0.1/50=0.002m2=201*mm2滿足最低穩(wěn)定速度要求。

4.2.7計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、流量、功率列于表（1）

表（1）液壓缸壓力、流量、功率計(jì)算工況差動(dòng)快進(jìn)啟動(dòng)加速恒速工進(jìn)啟動(dòng)快退加速恒速工況差動(dòng)快進(jìn)啟動(dòng)加速恒速工進(jìn)啟動(dòng)快退加速恒速計(jì)算公式速度m/s有效面積m2負(fù)載N壓力MPa流量L/min功率KWp=F/A3p=(F+p=(F+q=q=q=P=pqp2A2)P=pqp2A1)P=pqu3A3u1A1u2A2/A1/A2u2=0.1u1=3×10-4~5×10-3u3=0.1A1=7850×10-6A2=4004×10-6A3=3846×10-6326630001633327443266300016330.850.780.424.41.41.10.99230.3924.00.161.7550.40取背壓力p2=0.4MP取背壓力p2=0.3MP

5擬定液壓系統(tǒng)圖

5.1液壓泵型式的選擇

由工況圖可知，系統(tǒng)循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量兩個(gè)階段組成，而且是順序進(jìn)行的。從提高系統(tǒng)效率考慮，選用限壓式變量葉片或雙聯(lián)葉片泵教適宜。將兩者進(jìn)行比較（見表2）故采用雙聯(lián)葉片泵較好。表2雙聯(lián)葉片泵限壓式變量葉片泵1．流量突變時(shí)，液壓沖擊取決于溢1．流量突變時(shí)，定子反應(yīng)滯后，液流閥的性能，一般沖擊較小壓沖擊大2內(nèi)部徑向力平衡，壓力平衡，噪聲2．內(nèi)部徑向力不平衡，軸承較大，小，工作性能較好。壓力波動(dòng)及噪聲較大，工作平衡性差3．須配有溢流閥、卸載閥組，系統(tǒng)3．系統(tǒng)較簡單較復(fù)雜4．有溢流損失，系統(tǒng)效率較低，溫4．無溢流損失，系統(tǒng)效率較高，溫升較高升較低

5.2選擇液壓回路

(1)選擇油源形式從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比qmax/qmin=0.5/(0.84×10-2)60；其相應(yīng)的時(shí)間之比(t1+t3)/t2=(1+1.5)/56.8=0.044。這表明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，選用單定量泵油源顯然是不合理的，為此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源。考慮到前者流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案，如圖2a所示。

(2)選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)�？紤]到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位五通電液換向閥，如圖2b所示。

(3)選擇速度換接回路由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大

（1/2=0.1/(0.88×10)114），為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥

-3

控制的換接回路，如圖2c所示。

(4)選擇調(diào)壓和卸荷回路在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。

圖2選擇的基本回路

5.3組成液壓系統(tǒng)

將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如圖3所示。在圖3中，為了解決滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)進(jìn)、回油路串通使系統(tǒng)壓力無法建立的問題，增設(shè)了單向閥6。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，圖中添置了一個(gè)單向閥13�？紤]到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔（通孔與不通孔）加工，對(duì)位置定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器14。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，它發(fā)出快退信號(hào)，操縱電液換向閥換向。

3整理后的液壓系統(tǒng)原理圖圖

6液壓元件選擇

6.1選擇液壓泵和電機(jī)

6.1.1確定液壓泵的工作壓力

由前面可知，液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為4.4MPa，本系統(tǒng)采用調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，選取進(jìn)油管道壓力損失為0.6MPa。

由于采用壓力繼電器，溢流閥的調(diào)整壓力一般應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大0.5MPa，故泵的最高壓力為

Pp1=（4.4+0.6+0.5）MPa=5.5MPa

這是小流量泵的最高工作壓力（穩(wěn)態(tài)），即溢流閥的調(diào)整工作壓力。液壓泵的公稱工作壓力Pr為

Pr=1.25Pp1=1.25×5.5MPa=6.7MPa

大流量泵只在快速時(shí)向液壓缸輸油，由壓力圖可知，液壓缸快退時(shí)的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，這時(shí)壓力油不通過調(diào)速閥，進(jìn)油路比較簡單，但流經(jīng)管道和閥的油流量較大。取進(jìn)油路壓力損失為0.5MPa，故快退時(shí)泵的工作壓力為Pp2=（0.99+0.5）MPa=1.49MPa

這是大流量泵的最高工作壓力，此值是液控順序閥7和8調(diào)整的參考數(shù)據(jù)。

6.1.2液壓泵的流量

由流量圖4（b）可知，在快進(jìn)時(shí)，最大流量值為23L／min,

取K=1.1，則可計(jì)算泵的最大流量

qvp≥K(∑qv)max

qvp=1.1×23L／min=25.3L／min

在工進(jìn)時(shí)，最小流量值為0.39L／min.為保證工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)壓力較穩(wěn)定，應(yīng)考慮溢流閥有一定的最小溢流量，取最小溢流量為1L／min（約0.017×10-3m3／s）故

小流量泵應(yīng)取1.39L／min

根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，選用公稱流量分別為18L／min、12L／min；公稱壓力為70MPa壓力的雙聯(lián)葉片泵。

6.1.3選擇電機(jī)

由功率圖4（c）可知，最大功率出現(xiàn)在快退階段，其數(shù)值按下式計(jì)算Pp=Pp2（qv1+qv2）／ηp=1.35×106（0.2+0.3）×10-3／0.75=993W式中qv1大泵流量，qv1=18L／min（約0.3×10-3m3／s）qv2小泵流量，qv2=12L／min（約0.2×10-3m3／s）

ηp液壓泵總效率，取ηp=0.75。圖4

(a)

（b）

(c)

根據(jù)快退階段所需功率993W及雙聯(lián)葉片泵要求的轉(zhuǎn)速，選用功率為1.1KWJ52－6型的異步電機(jī)。

6.2輔件元件的選擇

根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實(shí)際流量，選擇各種液壓元件和輔助元件的規(guī)格。

表2液壓元件及型號(hào)序號(hào)12通過的最元件名稱大流量q/L/min雙聯(lián)葉片泵三位五通電液換向閥行程閥調(diào)速閥單向閥單向閥液控順序閥背壓閥溢流閥單向閥濾油器壓力表開關(guān)單向閥壓力繼電器70規(guī)格型號(hào)PV2R12-6/3335DY100BY22C100BHQ6BI100BI100BXY-63BB10BY10BI100BXU80×200K6BI100BPFB8L額定流量額定壓力額定壓降qn/L/minPn/MPaPn/MPa5.1/27.9*161006.30.33456789101112131462.36.3確定管道尺寸

由于本系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，油管內(nèi)通油量較大，其實(shí)際流量qv≈24L／min(0.5×10-3m3／s),取允許流速u=0.5m／s,則主壓力油管d用下式計(jì)算

3d=4qv1.13qv1.130.510m11.3103m

vv5圓整化，取d=12mm。

油管壁厚一般不需計(jì)算，根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳動(dòng)手冊(cè)的有關(guān)表格得管的壁厚δ。

選用14mm×12mm冷拔無縫鋼管。

其它油管按元件連接口尺寸決定尺寸，測壓管選用4mm×3mm紫銅管或鋁管。管接頭選用卡套式管接頭，其規(guī)格按油管通徑選取。

4、確定油箱容量中壓系統(tǒng)油箱的容量，一般取液壓泵公稱流量qv的5～7倍

V=7qv=7×30L=210L

7液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算

7.1管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算

由于有同類型液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考，故一般不必驗(yàn)算壓力損失值。下面以工進(jìn)時(shí)的管路壓力損失為例計(jì)算如下：

已知：進(jìn)油管、回油管長約為l=1.5m，油管內(nèi)徑d=1.2×10-3m，通過流量qv=0.39L／min（0.0065×10-3m3／s），選用L－HM32全損耗系統(tǒng)用油，考慮最低溫度為15℃，v=1.52／s。

7.1.1判斷油流類型

利用下式計(jì)算出雷諾數(shù)

Re=1.273qv×104／dv=1.273×0.0065×10×10／1.2×10/1.5≈66qpvpnqn

2其中的pn由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值查表可列出�；�臺(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下：

1．快進(jìn)

滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10、電液換向閥2，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥3進(jìn)入無桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失分別為

62.3103pli0.547810q0.54781060106MPa0.05688MPa

88p0.1pζili0.10.05688MPa0.005688MPa

22227.93362.30.30.3MPa0.1647MPapvi0.2100100100

ppppiliζi8vi0.056880.0056880.1647MPa0.2273MPa

在回油路上，壓力損失分別為

29.3103plo0.547810q0.54781060106MPa0.02675MPa8pζo0.1plo0.10.02675MPa0.002675MPa

22229.329.362.30.20.3MPa0.1594MPapvo0.3100100100

pppoloζopvo0.026750.0026750.1594MPa0.1888MPa

將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的

44.7p0.22730.1888MPa0.316MPa95壓力損失

2．工進(jìn)

滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥2、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5MPa。在回油路上，油液通過電液換向閥2、背壓閥8和大流量泵的卸荷油液一起經(jīng)液控順序閥7返回油箱，在背壓閥8處的壓力損失為0.6MPa。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為

20.50.5MPa0.5MPapipvi0.3100

此值略小于估計(jì)值。

在回油路上總的壓力損失為

220.240.2427.90.60.3MPa0.66MPapopvo0.363100

該值即為液壓缸的回油腔壓力p2=0.66MPa，可見此值與初算時(shí)參考表4選取的背壓值基本相符。

按表7的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為

F0p2A2349420.6610644.7104p1MPa3.99MPa46A1951010此略高于表7數(shù)值。

考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差pe=0.5MPa，則小流量泵的工作壓力為

pp1p1pipe3.990.50.54.99MPa

此值與估算值基本相符，是調(diào)整溢流閥10的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。

3．快退

滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10、電液換向閥2進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥5、電液換向閥2和單向閥13返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為

2227.9330.3MPa0.048MPapipvi0.2100100

此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。

在回油路上總的壓力損失為

2227070700.30.2MPa0.343MPapopvo0.2100100100

此值與表7的數(shù)值基本相符，故不必重算。

大流量泵的工作壓力為

pp2p1pi1.430.0481.48MPa

此值是調(diào)整液控順序閥7的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。

7.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算

本機(jī)床的工作時(shí)間主要是工進(jìn)工況，為簡化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱，故按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。

7.2.1液壓泵的輸入功率

工進(jìn)時(shí)小流量泵的壓力Pp1=54×105Pa，流量

qvp1=12L／min(0.2×10-3m3／s)小流量泵的功率為

P1=Pp1qvp1／ηp=54×0.2×102／0.75W=1440W式中ηp液壓泵的總效率。

工進(jìn)時(shí)大流量泵卸荷，順序閥的壓力損失△P=1.5×105Pa，即大流量泵的工作壓力Pp2=1.5×105Pa，流量qvp2=18L／min(0.3×10-3m3／s)大流量泵的功率P2為

P2=Pp2qvp2／ηp=1.5×0.3×102／0.75W=60W故雙聯(lián)泵的合計(jì)輸出功率Pi為Pi=P1+P2=1440+60W=2040W

7.2.2有效功率

工進(jìn)時(shí)，液壓缸的負(fù)載F=32744N，取工進(jìn)速度v=0.00083×10-m／s

3

輸出功率P0為

P0=Fv=32744×0.00083W=27W

7.2.3系統(tǒng)發(fā)熱功率Ph

系統(tǒng)總的發(fā)熱功率Ph為

Ph=Pi－P0=201*W

7.2.4散熱面積

油箱容積V=210L，油箱近似散熱面積A為A=0.0653V20.06531052m22.296m2

7.2.5油液溫升△t

假定采用風(fēng)冷，取油箱的傳熱系數(shù)Kt=23W／(.℃),可得油液溫升為

△t=Ph／∑KtA=1198／（23×2.296）℃=22.7℃

設(shè)夏天的室溫為30℃，則油溫為（30+22.7）℃=52.7℃，沒有超過最高允許油溫（50～65℃）。

8液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r

8.1國外液壓系統(tǒng)的發(fā)展

工程機(jī)械主要配套件有動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動(dòng)力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(簡稱柴油機(jī))；傳動(dòng)分機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、靜液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動(dòng)及靜液壓傳動(dòng)。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等。靜液壓傳動(dòng)有多種結(jié)構(gòu)形式，有的有傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋，有的沒有，視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵(主要是變量泵)、馬達(dá)(變量與定量)，以及相應(yīng)的減速機(jī)等；電氣元件以前對(duì)工程機(jī)械的影響還并不大，最早的工程機(jī)械電氣系統(tǒng)，主要是起動(dòng)電路及照明電路，系統(tǒng)及元件都非常簡單，起動(dòng)可以用拖起動(dòng)，白天干活不用照明，因此，這兩個(gè)電路系統(tǒng)出了故障也能勉強(qiáng)維持工作。但工程機(jī)械發(fā)展到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，可以說今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、電器元件目前也是工程機(jī)械最關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元件外，還有各種傳感器，各種控制元件及微處理機(jī)等等。下面就國際上這些工程機(jī)械主要配套件的基本情況及發(fā)展趨勢談?wù)効捶ā?/p>

目前國外工程機(jī)械主要配套件大多數(shù)都生產(chǎn)歷史悠久，技術(shù)成熟、供應(yīng)充足，生產(chǎn)集中度高，品牌效應(yīng)突出。配套件的發(fā)展隨主機(jī)的發(fā)展而發(fā)展，同時(shí)配套件自身的發(fā)展反過來又促進(jìn)主機(jī)的發(fā)展。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢好過主機(jī)的發(fā)展形勢。目前國外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢比較好。

近些年來國外工程機(jī)械有一種發(fā)展趨勢，主機(jī)制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè)方向發(fā)展，配套件逐步由供應(yīng)商來提供。比如世界上實(shí)力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)美國的卡特彼勒(Caterpillar)、凱斯(Case)、日本的小松(Komatsu)、瑞典的沃爾沃(Volvo)等世界上這些大型的工程機(jī)械主機(jī)制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，它們的配套件外配的數(shù)量也是在逐年大幅度地增長，一些中小工程機(jī)械企業(yè)就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企業(yè)來提供。這樣做有幾大好處，主機(jī)企業(yè)可集中精力把自己的主機(jī)產(chǎn)品作好，減少配套件完全由主機(jī)企業(yè)自己來承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)，而配套件企業(yè)作得更強(qiáng)更大，有能力迅速提高配套件的質(zhì)量、技術(shù)水平，同時(shí)能為主機(jī)企業(yè)提供更多的新產(chǎn)品，這樣更容易促進(jìn)主機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展。國外工程機(jī)械主機(jī)企業(yè)從1988年達(dá)850億美元的銷售額以來，基本上沒有多大變化，而相反這些年來配套件從150億美元，增長到1000億美元，增幅是相當(dāng)大的。因此，國外工程機(jī)械配套件這些年來得到了快速發(fā)展。

國外工程機(jī)械配套件生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、品種齊全，完全能滿足各種工程機(jī)械的配套需求國外許多工程機(jī)械主要配套件企業(yè)都有50年，甚至100年以上的發(fā)展歷史，企業(yè)的規(guī)模都相對(duì)較大，技術(shù)十分成熟，品種也非常齊全，幾乎應(yīng)有盡有。比如目前世界上生產(chǎn)密封件及減振器最大的企業(yè)，德國的弗羅伊登貝克(Freudenberg)公司，成立于1849年，生產(chǎn)密封件及減振器已有100多年歷史，其品種應(yīng)有盡有，從技術(shù)上、品種上完全能滿足液壓行業(yè)對(duì)密封件及密封技術(shù)的要求。同時(shí)還不斷推出新的密封材料及新的密封結(jié)構(gòu)，推動(dòng)液壓密封技術(shù)不斷向更高技術(shù)水平發(fā)展。目前世界上最大的中大型發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)，美國的康明斯(Cummins)發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司，成立于1919年，也幾乎有近100年的歷史。37.3kW(50馬力)以上的柴油機(jī)可以全方位為各種工程機(jī)械，甚至所有需要柴油機(jī)動(dòng)力的各種機(jī)械配套，在技術(shù)上可以完全滿足最苛刻的歐II、歐III排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以達(dá)到歐IV、歐V排放標(biāo)準(zhǔn)。

在流體產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)，目前世界上最大的流體產(chǎn)品(主要是液壓件、密封件及液壓附件等)制造企業(yè)，美國的派克(Parket)公司，成立于1918年，也有近100年歷史，可以提供品種齊全的、高技術(shù)水平的液壓件、密封件及所有的液壓附件。目前世界上最大的用于靜液壓系統(tǒng)的變量液壓元件制造企業(yè)，德國的博士——力士樂公司，已有200多年的歷史，從1953年開始全面制造液壓元件，也有50年以上歷史。其最具特色的產(chǎn)品是用于靜液壓傳動(dòng)的變量系統(tǒng)液壓元件，無論是斜盤式或斜軸式，閉式(泵控)或開式(閥控)系統(tǒng)液壓元件品種都非常齊全，能為各種需要靜液壓系統(tǒng)元件的工程機(jī)械整個(gè)系統(tǒng)成套配套。還有世界上最大的傳動(dòng)部件制造企業(yè)，德國的ZF公司，成立于1915年，也有近100年歷史，能為各種工程機(jī)械提供品種齊全的傳動(dòng)部件。在電氣配套件方面，世界最大的德國西門子電氣公司，以及日本的東芝公司、川崎公司、德國的博士(Bose)公司等，都有50年以上，甚至100年以上的悠久歷史，能滿足工程機(jī)械各種高技術(shù)水平的電氣系統(tǒng)和電氣元件的要求。

8.2遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)正對(duì)人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生著前所未有的影響。這些信息技術(shù)的進(jìn)步，為今后制造業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)方法與制造技術(shù)模式的改變指明了方向，為數(shù)字化設(shè)計(jì)資源與制造資源的遠(yuǎn)程共享，進(jìn)一步提高產(chǎn)品開發(fā)效率奠定了基礎(chǔ)。這一點(diǎn)已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并且有很多科研學(xué)者已經(jīng)投入到了這方面的研究。目前在液壓領(lǐng)域中，特別是中小企業(yè)在進(jìn)行液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，存在著零部件種類繁多、系統(tǒng)集成復(fù)雜、參考資料缺乏等一系列困難，而遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)可以解決這些問題。為減輕液壓設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)

模式的轉(zhuǎn)變以及設(shè)計(jì)資源、技術(shù)資源和產(chǎn)品信息的共享，本文提出了建立基于Web的遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新模式�；�于Web的遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用B／S(瀏覽器／服務(wù)器)模式的體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端上存放了所有與設(shè)計(jì)計(jì)算相關(guān)的應(yīng)用程序，以及用戶信息數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫與專家知識(shí)數(shù)據(jù)庫等。用戶在使用該設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，只要客戶端具備上網(wǎng)功能(即安裝了IE瀏覽器并接通網(wǎng)絡(luò))即可訪問使用。這樣的體系結(jié)構(gòu)具有它獨(dú)特的優(yōu)勢：克服了傳統(tǒng)單機(jī)版應(yīng)用程序只能單機(jī)操作的局限性，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與技術(shù)資源的跨區(qū)域、跨平臺(tái)共享，使設(shè)計(jì)人員的工作變得簡單方便，提高了工作效率。客戶端啟動(dòng)IE瀏覽器進(jìn)入系統(tǒng)初始界面，這里提供了關(guān)于遠(yuǎn)程液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的介紹。如果用戶想提交設(shè)計(jì)任務(wù)，則可以注冊(cè)并填人相關(guān)信息，然后登錄進(jìn)入操作頁面。首先，用戶要選擇一種工作模式：過程全自動(dòng)化智能處理模式或人機(jī)交互模式。這兩種模式的主要區(qū)別在于：用戶選擇前者時(shí)，只要在一開始提交設(shè)計(jì)的任務(wù)要求、基本參數(shù)以及設(shè)計(jì)計(jì)算過程中需要用到的一些參數(shù)即可，其余的工作都由系統(tǒng)自動(dòng)完成，直到最后生成設(shè)計(jì)方案供用戶審核；而后者，就是指系統(tǒng)在分析、計(jì)算過程中每次需要選擇參數(shù)或方案的時(shí)候，都要詢問用戶的意見，由用戶來做出選擇。如果提供的眾多參數(shù)或方案中沒有用戶滿意的，或用戶自己有特殊要求，可以自行指定。因此，該工作模式適合于高級(jí)用戶或有特殊要求的用戶使用。用戶便可按照所選工作模式的流程來完成設(shè)計(jì)工作。

9注意事項(xiàng)

1）使用者應(yīng)明白液壓系統(tǒng)的工作原理，熟悉各種操作和調(diào)整手柄的位置及旋向等。

2）開車前應(yīng)檢查系統(tǒng)上各調(diào)整手柄、手輪是否被無關(guān)人員動(dòng)過，電氣開關(guān)和行程開關(guān)的位置是否正常，主機(jī)上工具的安裝是否正確和牢固等，再對(duì)導(dǎo)軌和活塞桿的外露部分進(jìn)行擦拭，而后才可開車。

3）開車時(shí)，首先啟動(dòng)控制油路的液壓泵，無專用的控制油路液壓泵時(shí)，可直接啟動(dòng)主液壓泵。

4）液壓油要定期檢查更換，對(duì)于新投入使用的液壓設(shè)備，使用3個(gè)月左右即應(yīng)清洗油箱，更換新油。以后每隔半年至1年進(jìn)行清洗和換油一次。5）工作中應(yīng)隨時(shí)注意油液，正常工作時(shí)，油箱中油液溫度應(yīng)不超過60℃。油溫過高應(yīng)設(shè)法冷卻，并使用粘度較高的液壓油。溫度過低時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，或在運(yùn)轉(zhuǎn)前進(jìn)行間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，使油溫逐步升高后，再進(jìn)入正式工作運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。6）檢查油面，保證系統(tǒng)有足夠的油量。

7）有排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行排氣，無排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)多次，使之自然排出氣體。

8）油箱應(yīng)加蓋密封，油箱上面的通氣孔處應(yīng)設(shè)置空氣過濾器，防止污物和水分的侵入。加油時(shí)應(yīng)進(jìn)行過濾，使油液清潔。

9）系統(tǒng)中應(yīng)根據(jù)需要配置粗、精過濾器，對(duì)過濾器應(yīng)經(jīng)常地檢查、清洗和更換。

10）對(duì)壓力控制元件的調(diào)整，一般首先調(diào)整系統(tǒng)壓力控制閥----溢流閥，從壓力為零時(shí)開調(diào)，逐步提高壓力，使之達(dá)到規(guī)定壓力值；然后依次調(diào)整各回路的壓力控制閥。主油路液壓泵的安全溢流閥的調(diào)整壓力一般要大于執(zhí)行元件所需工作壓力的10%--25%。快速運(yùn)動(dòng)液壓泵的壓力閥，其調(diào)整壓力一般大于所需壓力10%--20%。如果用卸荷壓力供給控制油路和潤滑油路時(shí)，壓力應(yīng)保持在0.3--0.6MPa范圍內(nèi)。壓力繼電器的調(diào)整壓力一般應(yīng)低于供油壓力0.3--0.5MPa。

11）流量控制閥要從小流量調(diào)到大流量，并且應(yīng)逐步調(diào)整。同步運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的流量控制閥應(yīng)同時(shí)調(diào)整，要保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

結(jié)束語

完成情況：經(jīng)過1個(gè)月緊張有序的工作，以完成組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的

設(shè)計(jì)。

所得收獲：這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)在學(xué)校三年間的所有知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，對(duì)各個(gè)科目有了更深刻的認(rèn)識(shí)，還通過各種渠道對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一定的擴(kuò)展和深入，還學(xué)到了很多以前不知道的東西，才知道以前的自己對(duì)課本上的內(nèi)容只是知其然不知其所以然，并不知道如何把自己所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用起來，通過這次的設(shè)計(jì)我才了解到所學(xué)知識(shí)是多么的重要，以前只是茫然的在學(xué)，現(xiàn)在感覺好像找到了目標(biāo)一樣，相信這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)我以后的工作和生活有很大的影響的，以后我會(huì)更加努力的，學(xué)習(xí)更多的知識(shí)來武裝自己！

謝辭

經(jīng)過緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我如愿地，較圓滿地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。從中得到了以前許多注意的問題。

本次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們對(duì)設(shè)計(jì)工程的設(shè)計(jì)能力，學(xué)習(xí)和掌握課件的基本制作方法和步驟，并給我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，通過本次設(shè)計(jì)，我們把以前在課本中學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)在此次設(shè)計(jì)中加以綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，并懂得，這樣才不至于在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)太多錯(cuò)誤。

經(jīng)過一個(gè)月的緊張有序的工作，完成了課程設(shè)計(jì)，其中我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過程中遇到很多難題，但是經(jīng)過劉老師的認(rèn)真講解，使我對(duì)其加深了認(rèn)識(shí)。

最后，真誠的感謝輔導(dǎo)老師對(duì)我們的指導(dǎo)和幫助。由于我們對(duì)所學(xué)知識(shí)不夠徹底，而且時(shí)間較短，又缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)書中難免會(huì)存在疏漏和欠缺之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正，以便在以后的工作和學(xué)習(xí)中不犯類似的錯(cuò)誤。

文獻(xiàn)

[1]：李新德主編.《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》.北京.中國商業(yè)出版社.201*[2]：袁承訓(xùn)主編.《液壓與氣壓傳動(dòng)》.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.201*[3]：張福臣主編.《液壓與氣壓傳動(dòng)》.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.201*[4]：陳桂芳主編.《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》.北京.北京理工大學(xué)出版社.201*[5]：周文森主編.《簡明電工手冊(cè)》.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1994[6]：張群生主編.[7]：中國液氣壓網(wǎng)

.北京.

機(jī)械工業(yè)出版社.201*《液壓與氣壓傳動(dòng)》

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