四軸臥式鉆孔專(zhuān)用機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

四軸臥式鉆孔專(zhuān)用機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),臥式,鉆孔,專(zhuān)用,機(jī)床,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 四軸臥式鉆孔專(zhuān)用機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) Design of Hydraulic System for the Four Axis Horizontal Drilling Machine 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要 四軸臥式鉆孔專(zhuān)用機(jī)床液壓及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要：四軸臥式鉆孔專(zhuān)用機(jī)床適合成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)，且能鉆削具有圓柱形外表面的工件。它特別適合于加工深度直徑比大于30，立式加工困難的高粗糙度的小孔徑深孔。廣泛用于閥門(mén)、法蘭、軸承座、汽車(chē)配件、工程機(jī)械配件等生產(chǎn)鉆孔加工。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)各閥之間的聯(lián)合運(yùn)作來(lái)控制液壓缸的運(yùn)動(dòng)，并且利用電氣開(kāi)關(guān)來(lái)控制液壓系統(tǒng)，最后通過(guò)所設(shè)計(jì)的液壓回路完成液壓缸在快進(jìn)、工進(jìn)、快退之間的轉(zhuǎn)換。而各閥之間的連接是通過(guò)集成塊的孔道來(lái)實(shí)現(xiàn)的，液壓泵與集成塊連接，使油液通過(guò)各集成塊里的管道最終到達(dá)液壓缸。使用集成塊可以節(jié)約閥的安裝空間，減少管件連接，從而降低由于管道接頭引起的泄漏問(wèn)題，而且集成塊價(jià)格便宜。由此可以看出集成塊的設(shè)計(jì)對(duì)于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)尤為重要。 關(guān)鍵詞：四軸臥式鉆孔機(jī)床；液壓系統(tǒng)；集成塊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要 Design of Hydraulic System for the Four Axis Horizontal Drilling Machine Abstract: Four axis horizontal drilling machine is suitable for batch production or mass production, and drilling has a cylindrical outer surface of workpieces dedicated machine. It is especially suitable for processing depth to diameter ratio greater than 30, vertical machining difficult high roughness of small diameter deep hole. Widely used in valves, flanges, bearing, auto parts, engineering machinery accessories such as production and drilling processing. In the design process, through the valve between the joint operation to control the motion of hydraulic cylinder, and the use of electrical switches to control hydraulic system, finally through the design of hydraulic circuit for hydraulic cylinder to complete in the fast forward, rewind, feed conversion between. Each valve is connected between the through integrated block channel to implement, hydraulic pump with integrated block is connected, so that the oil through the integrated block in the pipe eventually reach the hydraulic cylinder. The use of integrated block can save valve installation space, reducing pipe connection, thereby reducing the pipeline joint caused by leakage problem and integrated block, cheap price. It can be seen that the IC Design for the hydraulic system design is particularly important. Keywords: four axis horizontal drilling machine tools；hydraulic system；integrated package 目 錄 1 緒論………………………………………………………………………………1 1.1 課題研究的意義………………………………………………………………1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平………………………………………………………1 2 液壓系統(tǒng)原理圖的確定…………………………………………………………2 2.1 設(shè)計(jì)的要求與參數(shù)…………………………………………………………2 2.2 液壓系統(tǒng)基本回路……………………………………………………………2 2.3基本回路的選擇……………………………………………………………3 2.4 將各回路綜合成液壓系統(tǒng)回路………………………………………………5 2.5 液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表……………………………………………………6 3 液壓系統(tǒng)計(jì)算及液壓元件選擇…………………………………………………7 3.1 分析負(fù)載……………………………………………………………7 3.2 確定執(zhí)行元件主要參數(shù)………………………………………………………8 3.3 液壓泵的選擇……………………………………………………………10 3.4 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………………………11 3.5 液壓元件、輔助元件以及液壓油的選型……………………………………11 3.6 管道尺寸的確定………………………………………………………………13 4 液壓集成塊的設(shè)計(jì)………………………………………………………………14 4.1 Pro/e軟件簡(jiǎn)介…………………………………………………………14 4.2 集成塊1的設(shè)計(jì)……………………………………………………………14 4.3 集成塊2的設(shè)計(jì)……………………………………………………………16 5 電氣控制線路圖…………………………………………………………………18 6 油箱的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………20 6.1 油箱的功用和要求……………………………………………………20 6.2 油箱有效容積的確定……………………………………………………20 6.3 油箱外形尺寸的確定…………………………………………………21 6.4 油箱的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)…………………………………………………………21 7 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算…………………………………………………………………22 7.1 液壓系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算……………………………………………………22 7.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗(yàn)算……………………………………………………22 結(jié)論 …………………………………………………………………………………23 致謝 …………………………………………………………………………………24 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………25 1 緒論 1.1課題研究的意義 課題研究的是四軸臥式鉆孔專(zhuān)用機(jī)床的液壓系統(tǒng)。綜合應(yīng)用各種先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新思想，大范圍提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少加工成本費(fèi)，降低研發(fā)周期，使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、普遍化。它廣泛用于閥門(mén)、法蘭、軸承座、汽車(chē)配件、工程機(jī)械配件等產(chǎn)品的鉆孔加工。 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平 這幾年來(lái)需要加工一些特殊的零件，但這些零件上的孔成任意角度互相交錯(cuò)，或與加工零件的中心線成任意角度。為了能把這些零件加工出來(lái)，各個(gè)公司專(zhuān)門(mén)成立了研制多軸臥式專(zhuān)用深孔鉆床的部門(mén)，他們所研發(fā)出的機(jī)床專(zhuān)門(mén)加工曲軸上的油孔、連桿上的斜油孔、平行孔和飼料機(jī)械上料模的多個(gè)方向且大小不一的出料孔等。如：TBT公司研制的BW200-KW型深孔鉆床特別適用于加工各種中小型曲軸的油孔；而B(niǎo)W250-KW型深孔鉆床特別適用于加工大中型卡車(chē)曲軸油孔，它們均具電腦控制X、Y、Z、W四軸的聯(lián)動(dòng)。該公司根據(jù)客戶(hù)所需要的,在一條生產(chǎn)線上可以加工多種不同型號(hào)、不同大小的曲軸油孔，在2000年研發(fā)成功了第一臺(tái)柔性曲軸加工中心。它可以加工4～14缸的所有曲軸上的全部油孔。英國(guó)MOLLART公司開(kāi)發(fā)制造的專(zhuān)用深孔鉆床，六根主軸能同時(shí)加工同一工件上的不同的六個(gè)孔。即使一個(gè)工件上有很多孔，也能由機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)控制并加工出來(lái)。加工精確且效率極高。 下一階段的多軸鉆床行業(yè)要趕緊向某一方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，全面提高自身的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，尤其需要做好以下幾個(gè)方面： 第一方面是要有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，大力提高生產(chǎn)技術(shù)水平，爭(zhēng)取在核心部件的研發(fā)制造方面取得重大突破。 第二方面是要推動(dòng)多軸鉆床向工業(yè)化、信息化相融合的方向發(fā)展，企業(yè)本身能夠運(yùn)用信息技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造。 第三方面是要推動(dòng)綠色低碳發(fā)展模式，使資源利用方式向高效、清潔、安全、可持續(xù)等方面轉(zhuǎn)變。 第四方面是要加快培養(yǎng)名族品牌，國(guó)家能夠成立具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)制造多軸鉆床的公司，并積極促使大中企業(yè)融合。 2 液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 2.1設(shè)計(jì)的要求與參數(shù) 基本技術(shù)要求及設(shè)計(jì)參數(shù)：鉆孔動(dòng)力部件質(zhì)量m=1600kg,液壓缸的機(jī)械效率為0.9，鉆削力Fe=14000N,工作循環(huán)為：快進(jìn)→工進(jìn)→死擋鐵停留→快退→原位停止，行程長(zhǎng)度120mm，其中工進(jìn)長(zhǎng)度為40mm，快進(jìn)、快退速度為60mm/s，工進(jìn)速度為1.55mm/s。導(dǎo)軌為矩形，啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間為0.5s，要求快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)平穩(wěn)可靠，工作臺(tái)能在任意位置停住。 2.2液壓系統(tǒng)基本回路 表2.1 工況表 工況 負(fù)載F/N 回油腔壓力P2/Mpa 進(jìn)油腔壓力P1/Mpa 輸入油量q×10-3/m3s-1 輸出功率P/kw 計(jì)算公式 快進(jìn) （差動(dòng)） 啟動(dòng) 3556 0 0.99 — — P1=(F+A2ΔP)/(A1-A2) q=（A1-A2)v1 P2=P1+ΔP（ΔP=0.3Mpa） P=p1q 加速 1991 1.18 0.68 — — 恒速 1778 1.13 0.63 0.30162 (18.097L/min) 0.19 工進(jìn) 17333 0.6 2.42 0.0122 (0.73L/min) 0.0295 P1=(F+P2A2)/A1 q=A1v2 P=p1q 快 退 啟動(dòng) 3556 0 1.26 — — P1=(F+P2A1)/A2 q=A2v3 P=p1q 加速 1991 0.5 2.09 — — 恒速 1778 2.02 0.1696 (10.177L/min) 0.3426 在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，快進(jìn)加快退的時(shí)間t1，工進(jìn)所需的時(shí)間t2分別為 ， 因此從提高系統(tǒng)工作效率、節(jié)省能源的角度來(lái)考慮，應(yīng)采用兩個(gè)適宜的液壓泵通過(guò)兩級(jí)并聯(lián)的方式自動(dòng)供油。油路如圖2-1 圖2-1 雙聯(lián)泵的供油回路圖 2.3基本回路的選擇 由于不存在負(fù)載對(duì)系統(tǒng)做功的工況，也不存在負(fù)載制動(dòng)過(guò)程，故不需要設(shè)置平衡及制動(dòng)回路。但必須有快速運(yùn)動(dòng)回路、換向回路、速度換接回路以及調(diào)壓、卸荷等回路。 2.3.1確定換向方式 為了使液壓缸在任意位置穩(wěn)定的停止，液壓缸差動(dòng)連接采用中間泄壓式的三位五通電磁換向閥。（如下圖2-2） 圖2-2 液壓缸換向回路圖 2.3.2選擇工作進(jìn)給油路 為了實(shí)現(xiàn)工進(jìn)時(shí)液壓缸回油腔油液能經(jīng)換向閥的左位流回油箱，快進(jìn)時(shí)液壓缸回油腔油液能經(jīng)換向閥左位流入油腔以及防止高壓油液倒流。在回油路上設(shè)置一只液控順序閥和一只單向閥。（如下圖2-3） 圖2-3 工作進(jìn)給油路圖 2.3.3確定快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)方案 為了使快進(jìn)能快速且平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換為工進(jìn)，采用了二位二通電磁換向閥（如圖2-4） 圖2-4 快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)回路圖 2.3.4選擇調(diào)壓和卸荷回路 油路中有溢流閥，它能調(diào)定系統(tǒng)的工作壓力，因此調(diào)壓?jiǎn)栴}已經(jīng)在油路中得到解決，沒(méi)有必要重新設(shè)計(jì)調(diào)壓回路。 在圖2-1所示的雙聯(lián)液壓泵自動(dòng)供油的油路中設(shè)有卸荷閥，當(dāng)滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓、大流量液壓泵都可以經(jīng)此閥卸荷。由于工進(jìn)的過(guò)程在整個(gè)循環(huán)周期中占了很多時(shí)間，且高壓、小流量液壓泵的功率較小，所以就不需要在油路中設(shè)計(jì)卸荷回路。 2.4將各回路綜合成液壓系統(tǒng)回路 將以上選出的各種液壓回路組合畫(huà)在一起，就可得到一張如圖2-5所示的液壓系統(tǒng)原理圖。 圖2-5 系統(tǒng)原理圖 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　　　第 6 頁(yè) 共25 頁(yè)　　　　　 2.5液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表 表2-2動(dòng)作順序表 電磁鐵 液壓缸 1Y 2Y 3Y 4Y 快進(jìn) + - —- SB1 工進(jìn) + + SQ3 快退 - + - SQ4 停止 - - - SQ1 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　第 13 頁(yè) 共25 頁(yè)　　　　 3 液壓系統(tǒng)計(jì)算及液壓元件選擇 3.1 分析負(fù)載 3.1.1外負(fù)載 由已知可得鉆削力Fg=14000N 3.1.2慣性負(fù)載 機(jī)床工作部件總質(zhì)量m=1600kg ，導(dǎo)軌為矩形，啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間為t=0.5s 快進(jìn)、快退速度為60mm/s。 3.1.3阻力負(fù)載 取摩擦系數(shù) 靜摩擦阻力為 動(dòng)摩擦阻力為 表3-1 液壓缸在各工作階段的負(fù)載 （已知 ηw=0.9） 工況 計(jì)算公式 外負(fù)載（F1) 工作負(fù)載F=F1/ηw 啟動(dòng) F1=Ffs 3200 3556 加速 F1=Ffd+Fm 1792 1991 快進(jìn) F1=Ffd 1600 1778 工進(jìn) F1=Ffd+Fg 15600 17333 反向啟動(dòng) F1=Ffs 3200 3556 反向加速 F1=Ffd+Fm 1792 1991 后退 F1=Ffd 1600 1778 已知快進(jìn)、快退的速度 、為60mm/s,工進(jìn)速度為1.55mm/s，工進(jìn)長(zhǎng)度40mm 行程120mm。 根據(jù)負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪出負(fù)載圖（F-l）和速度圖（v-l），見(jiàn)圖3-1、3-2?？v坐標(biāo)正數(shù)部分為液壓缸活塞桿前進(jìn)時(shí)的曲線：分為快進(jìn)和工進(jìn)，負(fù)數(shù)部分為液壓缸活塞桿快退時(shí)的曲線。 圖3-1 負(fù)載圖 圖3-2 速度圖 3.2 確定執(zhí)行元件主要參數(shù) 由表3-1可知機(jī)床最大負(fù)載 查表3-2、表3-3、表3-4得液壓系統(tǒng)取工作壓力，d=0.707D，（D為缸筒內(nèi)徑d為活塞桿外徑，A1為無(wú)桿腔的有效面積，A2為有桿腔的有效面積） 查表3-5得到液壓缸回油路的背壓值 表3-2 不同負(fù)載作用下液壓缸的工作壓力 表3-3 常用液壓設(shè)備工作壓力 表3-4 按活塞桿受力情況選取活塞桿的直徑 表3-5液壓系統(tǒng)中一般情況下的背壓值 國(guó)標(biāo)的液壓缸內(nèi)徑系列有：8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140）（160）（180）（110）200 250 320 400 500 630 國(guó)標(biāo)的活塞桿外徑系列有：4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 25 28 32 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 d=0.707D=0.0707m 圓整D=100mm d=80mm 這樣可以求出液壓缸進(jìn)油腔和回油腔的有效面積分別為 經(jīng)計(jì)算，活塞桿和液壓缸均符合要求。 3.3液壓泵的選擇 液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大壓力為2.42Mpa，如果進(jìn)油路上的壓力損失為0.5Mpa，為使壓力繼電器能正常工作，取其調(diào)整壓力略高出系統(tǒng)最大工作壓力0.5Mpa，則小油量液壓泵的最大工作壓力應(yīng)為 大流量液壓泵只有在快進(jìn)、快退時(shí)才向液壓缸輸油，由表3-1可知，快退時(shí)液壓缸的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5Mpa，則大流量液壓泵的最高工作壓力為 由表2-1可知，兩個(gè)液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為18.0972L/min，因系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，取泄漏系數(shù)KL=1.1,則兩個(gè)液壓泵的實(shí)際流量應(yīng)為 由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為2.5L/min，而工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為0.73L/min，由小流量液壓泵單獨(dú)供油，所以小液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為3.23L/min。 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取YB-4/20型雙葉片液壓泵其小液壓泵和大液壓泵的排量分別為4ml/r和20ml/r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=960r/min時(shí)該液壓泵的理論流量為23.04L/min，若取液壓泵的容積效率，則液壓泵的實(shí)際輸出流量為 =[(4+20)×960×0.81/1000]L/min=18.7L/min 3.4 電動(dòng)機(jī)的選擇 由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，取小泵的出口壓力損失P1=4.5×105Pa,取大泵出口到小泵出口壓力損失P2=1.5×105Pa，于是計(jì)算出小泵出口壓力為2.39MPa（小泵總效率），大泵出口壓力為2.54MPa（大泵的總效率），則液壓泵的電動(dòng)機(jī)所需功率為 根據(jù)此數(shù)據(jù)值查閱電機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y100L1-4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率Pn=2.2KW，額定轉(zhuǎn)速nn=1430r/min。 3.5 液壓元件、輔助元件以及液壓油的選型 3.5.1 液壓元件、輔助元件選型 選型如下表 表3-6 液壓元件明細(xì)欄 3.5.2 液壓油選型 根據(jù)實(shí)際需要選用L-HL32型液壓油（油的密度為920kg/m3） 3.6 管道尺寸的確定 根據(jù)選定液壓閥的油口尺寸確定各種管道尺寸。液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、輸出的最大流量值計(jì)算。由于所選液壓泵的液壓值在不同工作階段的進(jìn)、出流量與原定數(shù)值不同，所以需要重新計(jì)算。如表3-7所示 表3-7 各工作階段流量表 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 輸入流量L/min q1=(A1qp)/(A1-A2)=(78.54×18.7)/50.27 =29.2 q1=0.73 q1=qp=18.7 輸出流量L/min q2=(A2q1)/A1=(28.27×29.2)/78.54=10.51 q2=(A2q1)/A1=(28.27×0.73)/78.54=0.26 q2=(A1q1)/A2=(18.7×78.54)/28.27 =51.59 由上表可以看出，液壓缸在各個(gè)工作階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合要求。 根據(jù)表3-7中數(shù)值，并按一般情況取油液在壓油管內(nèi)的流速v=3m/s，按式算得，與液壓缸無(wú)桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為 mm mm 這兩根油管都按國(guó)標(biāo)選用內(nèi)徑φ18mm、外徑φ20mm的冷拔無(wú)縫鋼管。 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　第 15 頁(yè) 共 25 頁(yè) 4 液壓集成塊的設(shè)計(jì) 4.1Pro/E軟件簡(jiǎn)介 Pro/Engineer是一套從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)一體化的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)基于產(chǎn)品特征的參數(shù)化實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫(kù)。 各種設(shè)計(jì)軟件的區(qū)別： (1) Pro/E是偏重設(shè)計(jì)的軟件，而且偏重產(chǎn)品設(shè)計(jì)。優(yōu)點(diǎn)是全參數(shù)化設(shè)計(jì)，方便設(shè)計(jì)修改。當(dāng)然它也有很多的其它的功能模塊，效果也不錯(cuò)，但從它的市場(chǎng)占有率來(lái)看，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工業(yè)設(shè)計(jì)方面使用的人更多。 (2) MASTERCAM嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不能算設(shè)計(jì)軟件，只能說(shuō)是一個(gè)CAM加工軟件，在數(shù)控機(jī)床加工方面的功能比較全面。主要用來(lái)給各類(lèi)數(shù)控機(jī)床（包括加工中心、數(shù)控車(chē)床、線切割、數(shù)控雕刻機(jī)等）編寫(xiě)加工程式。 (3) Solidworks更簡(jiǎn)單，更易于學(xué)習(xí)，操作上更加人性化。尤其是在出圖要轉(zhuǎn)化成CAD格式的時(shí)候，Solidworks更方便。個(gè)人認(rèn)為如果是普通的開(kāi)發(fā)和簡(jiǎn)單產(chǎn)品設(shè)計(jì)，用Solidworks足夠！ 4.2集成塊1的設(shè)計(jì) 如圖4-1所示，集成塊1上放置主油路的閥體 圖4-1集成塊1的油路圖 集成塊1的實(shí)體圖4-2和管道圖4-3如下圖所示 圖4-2 集成塊1實(shí)體圖 圖4-3 集成塊1孔道位置圖 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　　 第 17 頁(yè) 共 25 頁(yè) 　　　　　　　 4.3集成塊2的設(shè)計(jì) 在集成塊2上所要布置的液壓元件如圖4-4所示。 圖4-4集成塊2油路圖 集成塊2的設(shè)計(jì)與集成塊1的設(shè)計(jì)相同，但要注意的是，集成塊2的油路P，T口必須要與集成塊1的P，T口相匹配，這里就不多作介紹了，集成塊2的實(shí)體圖如圖4-5所示，孔道位置圖如圖4-6所示 圖4-5 集成2實(shí)體圖 圖4-6 集成塊2孔道位置圖 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　　　　　 第 19 頁(yè) 共 25 頁(yè) 　　　　　　　　 5 電氣控制線路圖 液壓缸的自動(dòng)工作循環(huán)是由控制線路控制液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，圖5-1是一次工作進(jìn)給電氣控制線路圖。這種線路的自動(dòng)工作循環(huán)是：液壓缸快進(jìn)，工進(jìn)，快速退回到原位。其工作過(guò)程如下： 圖5-1 液壓缸完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電器控制線路圖 1)液壓缸原位停止 液壓缸可作前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵1Y、2Y、3Y都斷電時(shí)，三位五通電磁換向閥處于中間位置，液壓缸停止不動(dòng)。液壓缸在原位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ1，由擋鐵壓動(dòng)，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)。 2)液壓缸快進(jìn) 把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA放在“l(fā)”位置。按動(dòng)按鈕SB1，KA1得電動(dòng)作，并自鎖，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合使電磁鐵1Y通電。1Y通電使三位五通電磁換向閥推向右端，液壓缸向前運(yùn)動(dòng)。由于3Y未通電，除了接通工進(jìn)油路外，還通過(guò)兩位兩通電磁換向閥將液壓缸小腔內(nèi)的回油排入大腔，加大了油的流量，所以液壓缸作快速向前進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 3)液壓缸工進(jìn) 在液壓缸快進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)擋鐵壓動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ3時(shí)，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使KA2得電動(dòng)作，KA2的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)使3Y得電，使液壓缸自動(dòng)換為工進(jìn)狀態(tài)。KA2的動(dòng)合觸頭接通自鎖電路(即當(dāng)擋鐵離開(kāi)SQ3時(shí)，SQ3觸點(diǎn)恢復(fù)分?jǐn)鄷r(shí)，KA2仍保持動(dòng)作)。 4)液壓缸快退 當(dāng)液壓缸工作進(jìn)給到終點(diǎn)后，擋鐵壓動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ4，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使KA3得電動(dòng)作，并自鎖。KA3動(dòng)作結(jié)果，其動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，使1Y，、3Y斷電，液壓缸停止工進(jìn)。其動(dòng)合觸點(diǎn)KA3閉合，使2Y得電，兩位兩通電磁換向閥左移，液壓缸快速退回。液壓缸退回原位后，SQ1被壓動(dòng)，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KA3斷電，因此2Y也斷電，動(dòng)力頭停止。 5)液壓缸“點(diǎn)動(dòng)調(diào)整” 將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA放在“2”位置時(shí)，按動(dòng)按鈕SB1，也可接通KA1，使電磁鐵1Y通電，動(dòng)力頭可向前快進(jìn)。但由于KA1，不能自鎖，因此放松SB1后，液壓缸立即停止，故液壓缸可點(diǎn)動(dòng)向前調(diào)整。 當(dāng)液壓缸還在原位(SQ1原態(tài))，需要快退時(shí)，可按動(dòng)按鈕SB2，使KA3得電動(dòng)作，2Y得電，液壓缸作快退運(yùn)動(dòng)，直到退回原位，SQ1被壓下，KA3斷電，液壓缸停止。 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　　　　　　第 21 頁(yè) 共25 頁(yè) 　　　　　　　 6 油箱的設(shè)計(jì) 6.1油箱的功用和要求 液壓油箱的作用是貯存液壓油,將液壓油中的雜質(zhì)和空氣分隔，同時(shí)還起到散熱的作用。 油箱的容量應(yīng)滿足以下要求：具有足夠大的儲(chǔ)存量，以滿足液壓系統(tǒng)對(duì)油量的要求。同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，油面應(yīng)保持一定的高度，當(dāng)系統(tǒng)停止工作或檢修時(shí)，應(yīng)容納下返回的油液。 液壓油箱在不同的工作條件下，有很多影響散熱的條件。油箱的散熱能力是決定油箱容量和結(jié)構(gòu)的主要因素。油箱中的熱量是經(jīng)過(guò)油與油、油與金屬、金屬與空氣的接觸而傳導(dǎo)到低溫的大氣中去的。在散熱過(guò)程中油與油之間的導(dǎo)熱性最差，是散熱的主要矛盾。不能單純依靠增大油箱容積來(lái)提高散熱效果。為了加快散熱速度，應(yīng)使油箱中的油液不斷流動(dòng)，使熱油與箱壁充分接觸。 6.2油箱有效容積的確定 通?？紤]在壓力范圍內(nèi)，油箱的大概容積V可以這樣確定： 在低壓的系統(tǒng)中(即)可?。? 在中壓的系統(tǒng)中(即可取： 在中高壓或者高壓大功率的系統(tǒng)中(即可?。? 式中 V——液壓油箱的有效容積 ——液壓泵額定的流量 郵箱容積按式V=ξqp估算，取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)ξ=7，故其容積為 V=ξ=7×23.4L=163.8L 按JB/T7398－1999規(guī)定，區(qū)最靠近的標(biāo)準(zhǔn)值V=170L 6.3油箱外形尺寸的確定 液壓油箱的容積確定之后，需要確定液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為1:1:1︿1:2:3。為了提高冷卻的效率，在安裝位置不會(huì)受到限制的情況下，可將液壓油箱的容量增大。這里選取油箱長(zhǎng)、寬、高分別為1000、650、700，腳高150 。 6.4油箱的分類(lèi)和結(jié)構(gòu) 按油箱內(nèi)液面是否與大氣相通可分為開(kāi)式油箱和閉式油箱，按是否與整機(jī)合為一體可分為整體式和分離式。 根據(jù)使用要求，油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）吸油管和回油管距離應(yīng)盡量偏遠(yuǎn)，吸油側(cè)和回油側(cè)最好用隔板隔開(kāi)，以增大油箱內(nèi)油液循環(huán)的距離，這樣有利于油液的冷卻和放出油液中的氣泡，并使雜質(zhì)沉淀在回油管一側(cè)。隔板的高度約為最低油面高度的2/3。吸油管與油箱底面的距離應(yīng)不小于管徑的2倍，與油箱邊的距離應(yīng)不小于管徑的3倍，以使回油、吸油暢通。回油管口必須浸入最低油面下，以避免回油將空氣帶入油液中?；赜凸芘c油箱的底面的距離也不應(yīng)小于管徑的2倍。管端切成45度，以增大排油口面積。安裝時(shí)排油口應(yīng)面向箱壁，提高散熱能力。 （2）油箱上的蓋板及油管進(jìn)口、出口要加密封圈，注油口應(yīng)有濾油網(wǎng)，能分離出油液中的空氣和雜質(zhì)。密封的油箱應(yīng)有通氣孔，以使在通常情況下油箱內(nèi)的壓力保持為大氣壓，液壓泵才能正常吸油 （3）油箱應(yīng)便于維修和清洗。為了便于放油，油箱的底面要有適當(dāng)斜度，并設(shè)置放油塞。在油箱側(cè)壁易見(jiàn)處設(shè)置油位指示器，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置溫度計(jì)，以免油溫升高引起不必要的麻煩。 （4）油箱內(nèi)壁需用耐油涂料涂漆，用以防銹和防凝水。 （5）便于油箱中的元件和附件的安裝與更換。 （6）便于裝油和排油。 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　　　　第 22 頁(yè) 共25 頁(yè) 7 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 7.1壓力損失的驗(yàn)算（略） 7.2系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中所占時(shí)間比例達(dá)到90%以上，為了便于計(jì)算，系統(tǒng)發(fā)熱可按工進(jìn)計(jì)算。 當(dāng)V=9.3cm/min時(shí)， 此時(shí)泵的工作效率為0.3，泵的出口壓力為3.2MPa。則有 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取K=10-2kW/（cm2·℃），油箱的散熱面積A為 系統(tǒng)的溫升為 驗(yàn)算表明此溫升值沒(méi)有超出范圍，故該系統(tǒng)不必設(shè)置冷卻器。 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　　　　第 24 頁(yè) 共 25 頁(yè) 結(jié) 論 經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的努力，我終于把自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)弄完了。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)液壓系統(tǒng)各元件的分布和液壓系統(tǒng)的原理有了更深入的理解。從一開(kāi)始的計(jì)算到選型，再到油路的確定，最后到設(shè)計(jì)。雖然這些步驟看起來(lái)簡(jiǎn)單，但是做起來(lái)確實(shí)很難，需要用到很多原來(lái)的知識(shí)，這樣就使得大學(xué)四年的所學(xué)知識(shí)得到回顧。你只要花心思和時(shí)間去做，肯定能順利完成。 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不豐富，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)有諸多問(wèn)題，如老師發(fā)現(xiàn)了，請(qǐng)及時(shí)提出并幫助更正。 致 謝 此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是陳季萍老師指導(dǎo)的，沒(méi)有老師的細(xì)心指導(dǎo)，我肯定無(wú)法按時(shí)完成任務(wù)。對(duì)我印象最深的就是陳老師的不厭其煩，由于我的問(wèn)題比較多，所以不論是正常時(shí)間還是放假，只要老師沒(méi)有上課，我有問(wèn)題打電話給她，她肯定會(huì)接，并且?guī)臀医鉀Q問(wèn)題。還有就是順便感謝一下以前教過(guò)我的其他老師，這次的設(shè)計(jì)用到了許多以前的知識(shí)，所以必須感謝你們！最后感謝和我一起討論、一起畫(huà)圖、一起問(wèn)問(wèn)題的同學(xué)，謝謝你們的陪伴，讓我在這段時(shí)間里，除了感受設(shè)計(jì)帶來(lái)的煩惱，還能體驗(yàn)到同學(xué)之間互幫互助的友情。衷心的感謝所有的人！ 淮海工學(xué)院二〇一二屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 　　　　　　第 25 頁(yè) 共 25頁(yè) 參 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