廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書

題目名稱臥式半自動組合機床液壓系統(tǒng)及其有關(guān)裝置設(shè)計學(xué)生學(xué)院機電工程學(xué)院專業(yè)班級08機電4班姓名陳創(chuàng)盛學(xué)號3108000451一、課程設(shè)計的內(nèi)容綜合應(yīng)用已學(xué)的課程，完成臥式半自動組合機床的液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計、液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算、液壓系統(tǒng)元部件的選擇、液壓基本回路的實驗驗證、液壓集成油路的設(shè)計、液壓集成塊的設(shè)計等。二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1．機床系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的自動工作循環(huán)(手工上料)→(手動啟動)→工件定位(插銷)→夾緊工件→動力頭(工作臺)快進→慢速工進→快退→停止→工件拔銷→松開工件→（手工卸料）。要求工進完了動力頭無速度前沖現(xiàn)象。工件的定位、夾緊應(yīng)保證安全可靠，加工過程中及遇意外斷電時工件不應(yīng)松脫，工件夾緊壓力、速度應(yīng)可調(diào)，工件加工過程中夾緊壓力穩(wěn)定。2．工件最大夾緊力為Fj；工件插銷定位只要求到位，負載力小可不予計算。3．動力頭快進、快退速度v1；工進速度為v2可調(diào)，加工過程中速度穩(wěn)定；快進行程為L1，工進行程為L2；工件定位、夾緊行程為L3，夾緊時間t=1s。4．運動部件總重力為G，最大切削進給力（軸向）為Ft；5．動力頭能在任意位置停止，其加速或減速時間為△t；；工作臺采用水平放置的平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為fs，動摩擦系數(shù)為fd。設(shè)計參數(shù)表序號Fj(N)Ft(N)G(N)v1(m/min)v2(mm/min)L1(mm)L2(mm)L3(mm)△t(s)fsfd57000350006000520-5001906030三、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作(一)液壓系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)設(shè)備的用途、特點和要求，利用液壓傳動的基本原理進行工況分析，擬定合理、完善的液壓系統(tǒng)原理圖，需要寫出詳細的系統(tǒng)工作原理，給出電磁鐵動作順序表。再經(jīng)過必要的計算確定液壓有關(guān)參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質(zhì)、相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號（或進行結(jié)構(gòu)設(shè)計）、對系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)進行驗算等。（二）系統(tǒng)基本回路的實驗驗證以小組為單位設(shè)計實驗驗證回路，經(jīng)老師確認后，由該組成員共同去液壓實驗室在實驗臺上進行實驗驗證。該部分說明書的撰寫格式可參考液壓課程實驗報告，實驗過程要拍一定數(shù)量的照片。（三）液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計由指導(dǎo)老師選出其中一個小組成員的設(shè)計方案和數(shù)據(jù)，由該組成員共同完成該方案液壓系統(tǒng)的集成塊組的結(jié)構(gòu)設(shè)計，盡量做到每個小組成員負責(zé)其中的一個集成塊的設(shè)計。集成塊之間必須考慮到相互之間的連通關(guān)系，是一個完整的液壓系統(tǒng)的集成塊。（四）繪制工程圖、編寫設(shè)計說明書1.繪制液壓系統(tǒng)原理圖，括系統(tǒng)總油路圖（A3，參見圖1-3）和集成塊液壓集成回路圖（A4,參見圖3-4)。2.集成塊的零件圖（A3或更大，參見圖3-8）。須按GB要求打印或用鉛筆繪制。3.編寫設(shè)計說明書（2萬字左右），排版、結(jié)構(gòu)等須規(guī)范。四、課程設(shè)計進程安排序號設(shè)計各階段內(nèi)容地點起止日期1分析工況和動作要求，完成系統(tǒng)方案設(shè)計和設(shè)計計算，元部件選擇。宿舍12.5~12.112完成指定方案的實驗驗證；完成指定方案的液壓系統(tǒng)集成油路的設(shè)計和集成塊機構(gòu)設(shè)計的分配，開始進行集成塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計宿舍12.12~12.163完成集成塊的設(shè)計和設(shè)計說明書的撰寫。宿舍12.17~12.214答辯工2-60512.22~12.23五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻[1]李笑，吳冉泉.液壓與氣壓傳動[M].北京：國防工業(yè)出版社,2006年03月[2]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,2003。[3]雷天覺等.液壓工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990。[4]博世力士樂公司.博世力士樂工業(yè)液壓產(chǎn)品樣本[M].[5]任建勛，韓尚勇，申華楠等.液壓傳動計算與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1982[6]周士昌主編.機械設(shè)計手冊5?第43篇?液壓傳動與控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000[7]章宏甲，周邦俊.金屬切削機床液壓傳動[M].江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1985發(fā)出任務(wù)書日期：2011年11月30日指導(dǎo)教師簽名：預(yù)計完成日期：2011年12月23專業(yè)負責(zé)人簽章：主管院長簽章：目錄前言…………11.液壓系統(tǒng)的工況分析……………………21.1設(shè)計內(nèi)容……………21.2設(shè)計參數(shù)……………21.3設(shè)計要求說明………21.4工況分析……………32擬訂液壓系統(tǒng)原理圖……………………62.1初定液壓系統(tǒng)………62.2確定液壓系統(tǒng)……………………72.3電磁鐵動作順序表……………………83液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件………83.1液壓缸主要尺寸的確定……………83.2確定液壓缸的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格………103.3確定其它元件及輔件………………133.4液壓油箱容積的確定………………154液壓系統(tǒng)的驗算………154.1壓力損失的驗算……………………154.2系統(tǒng)溫升的驗算……………………185系統(tǒng)方案的驗證…………196液壓集成塊（壓力塊）的設(shè)計…………216.1液壓集成回路設(shè)計……………………216.2液壓集成塊的設(shè)計……………………226.3集成塊設(shè)計步驟……………………24設(shè)計總結(jié)……………………26參考文獻………………………27前言液壓系統(tǒng)的設(shè)計是整個機器設(shè)計的一部分，它的任務(wù)是根據(jù)機器的用途、特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)原理圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、效率高、經(jīng)濟性好、使用維修方便的液壓系統(tǒng)。本次液壓系統(tǒng)設(shè)計步驟大體如下：1．液壓系統(tǒng)的工況分析在開始設(shè)計液壓系統(tǒng)時，首先要對機器的工作情況進行詳細的分析，一般要考慮下面幾個問題。1）確定該機器中哪些運動需要液壓傳動來完成。2）確定各運動的工作順序和各執(zhí)行元件的工作循環(huán)。3）確定液壓系統(tǒng)的主要工作性能。4）確定各執(zhí)行元件所承受的負載及其變化范圍。2．?dāng)M定液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)原理圖一般要考慮以下幾個問題。1）采用何種形式的執(zhí)行機構(gòu)。2）確定調(diào)速方案和速度換接方法。3）如何完成執(zhí)行機構(gòu)的自動循環(huán)和順序動作。4）系統(tǒng)的調(diào)壓、卸荷及執(zhí)行機構(gòu)的換向和安全互鎖等要求。5）壓力測量點的合理選擇。根據(jù)上述要求選擇基本回路，然后將各基本回路組合成液壓系統(tǒng)。3．液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件液壓系統(tǒng)計算的目的是確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，以便按照這些參數(shù)合理選擇液壓元件和設(shè)計非標(biāo)準元件。具體計算步驟如下：1）計算液壓缸的主要尺寸以及所需的壓力和流量。2）計算液壓泵的工作壓力、流量和傳動功率。3）選擇液壓泵和電動機的類型和規(guī)格。4）選擇閥類元件和輔助元件的規(guī)格。4．對液壓系統(tǒng)進行驗算對液壓系統(tǒng)的壓力損失和發(fā)熱溫升進行驗算。5．結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制零部件工作圖對液壓集成塊結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，畫出各個集成塊的工程圖。6．編寫液壓設(shè)計說明書由此，可以說本次液壓設(shè)計項目是一項全面設(shè)計訓(xùn)練，它不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識，也可以為以后的后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計及解決工程問題工作打好基礎(chǔ)。

1、液壓系統(tǒng)的工況分析1.1設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一臺成型銑刀在加工件上加工成型面的液壓專用銑床，工作循環(huán)：手工上料——自動夾緊——工作臺快進——銑削進給——工作臺快退——夾具松開——手工卸料。1.2設(shè)計參數(shù)工作臺液壓缸負載力（KN）：FL=35KN；夾緊液壓缸負載力（KN）：Fc=7.0KN；工作臺液壓缸移動件重力（KN）：G=6KN；工作臺快進、快退速度（m/min）：V1=V3=5.0m/min；工作臺工進速度（mm/min）：V2=20~500mm/min；工作臺液壓缸快進行程：L1=190mm；工作臺液壓缸工進行程：L2=60mm；夾緊液壓缸行程（mm）：L3=30mm；夾緊液壓缸運動時間（S）：tc=1S；導(dǎo)軌面靜摩擦系數(shù)：μs=0.18；導(dǎo)軌面動摩擦系數(shù)：μd=0.1；1.3設(shè)計要求說明1.3.1液壓系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)設(shè)備的用途、特點和要求，利用液壓傳動的基本原理進行工況分析，擬定合理、完善的液壓系統(tǒng)原理圖，需要寫出詳細的系統(tǒng)工作原理，給出電磁鐵動作順序表。再經(jīng)過必要的計算確定液壓有關(guān)參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質(zhì)、相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號（或進行結(jié)構(gòu)設(shè)計）、對系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)進行驗算等。1.3.2液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓裝置包括集成塊、液壓站等，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮元件布局合理、緊湊、美觀、外連管道少，裝卸、調(diào)試方便，集成塊中的油路盡可能簡單、短、交叉少，加工容易、加工工作量盡可能少。1.3.3繪制工程圖、編寫設(shè)計說明書繪制液壓系統(tǒng)原理圖1份（A4）；集成塊集成油路圖1份（A4，同組相同)；集成塊零件圖1份（A3，同組不同）；編寫設(shè)計說明書（包含的實驗驗證內(nèi)容同組相同）。1.4工況分析工作機構(gòu)作直線往復(fù)運動時，液壓缸必須克服的外負載為(2-1)式中FL——工作負載(N)，在本設(shè)計中FL=35KN；Ff——摩擦負載(N)；Fi——運動部件速度變化時的慣性負載(N)。（1）工作負載工作負載與機器的工作性質(zhì)有關(guān)，有恒值負載與變值負載。工作負載又可分為阻力負載和超越負載，阻止液壓缸運動的負載稱為阻力負載，又稱正值負載；助長液壓缸運動的負載稱為超越負載，也稱負值負載。（2）摩擦負載摩擦負載是指液壓缸驅(qū)動工作機構(gòu)工作時所要克服的機械摩擦阻力。對于機床來說，即導(dǎo)軌的摩擦阻力。啟動時為靜摩擦阻力，可按下式計算：(2-2)啟動后變?yōu)閯幽Σ磷枇Γ砂聪率接嬎悖?2-3)式中G——運動部件所受重力(N)；Fn——外負載作用于導(dǎo)軌的正壓力(N)；Ffs、Ffd——靜、動摩擦阻力(N)；μs、μd——靜、動摩擦系數(shù)。(3)慣性負載慣性負載即運動部件在啟動和制動過程中的慣性力，其平均慣性力可按下式計算：(2-4)式中——重力加速度，=9.81m/s2；Δ——速度變化量（m/s）；Δt——啟動或制動時間（s）。一般機械可取Δt=0.1~0.5s，對輕載低速運動部件取小值，對重載高速運動部件取大值。行走機械可取Δ/Δt=0.1~0.5m/s2。本設(shè)計中取Δt=0.15s，Δ=4.5m/min。在本設(shè)計中：（4）運動時間：快進：工進：快退：設(shè)液壓缸的機械效率，則液壓缸推力：根據(jù)上述計算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負載（見表1），并畫出圖2所示負載循環(huán)圖。表1工作循環(huán)各階段的外負載工況負載組成液壓缸負載F/N液壓缸推力1.11F/N啟動10801200加速9401044快進600667工進3560039556反向啟動10801200加速9401044快退600667圖1速度循環(huán)圖圖2負載循環(huán)圖2、擬訂液壓系統(tǒng)原理圖2.1初定液壓系統(tǒng)2.1.1確定供油方式考慮到該機床在工作進給時負載較大，速度較低。而在快進、快退時負載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油。現(xiàn)采用雙聯(lián)葉片泵。2.1.2調(diào)速方式的選擇在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機床工作時對低速性能和速度負載特性都有一定要求的特點，決定采用雙聯(lián)葉片泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛好的特點，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受切削力的能力。2.1.3速度換接方式的選擇本系統(tǒng)用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。2.1.4夾緊回路的選擇用三位四通電磁閥來控制夾緊、松開換先動作時，為了避免工作時突然失電松開，應(yīng)采用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)節(jié)和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組合成圖3所示的液壓系統(tǒng)原理圖。圖3液壓系統(tǒng)原理圖2.2確定液壓系統(tǒng)2.1.1液壓系統(tǒng)的工作過程第一步：手動擰緊溢流閥后，夾緊缸右腔自動進油，夾緊缸工作，工件夾緊，夾緊力由單向節(jié)流閥12調(diào)定；第二步：夾緊工件后，單向閥10進行保壓使工件保持被夾緊狀態(tài)；同時壓力繼電器13發(fā)出信號使2YA得電，快進動作開始，工進缸左腔進油；第三步：快進過程中，工作臺壓下行程閥，動作由快進轉(zhuǎn)換為工進，工進速度由單向調(diào)速閥6調(diào)節(jié)；第四步：工作臺碰到行程開關(guān)1SQ時，2YA失電，3YA得電，動作由工進轉(zhuǎn)換為快退；第五步：工作臺碰到行程開關(guān)2SQ，使3YA失電，1YA得電，工作臺停止，夾緊缸退回，松開工件；第六步：夾緊缸復(fù)位松開溢流閥4，系統(tǒng)卸荷，停機。系統(tǒng)停止后手動拿走工件。2.3電磁鐵動作順序表1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA插銷--+夾緊-++快進-++--+-工進-++--++快退-++-+--拔銷+松開+3、液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件本章主要內(nèi)容：經(jīng)過計算確定液壓有關(guān)參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質(zhì)、相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號（進行結(jié)構(gòu)設(shè)計）、對系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)進行驗算等。3.1液壓缸主要尺寸的確定3.1.1工作壓力P的確定工作壓力P可以根據(jù)負載大小以及機器的類型來初步確定，參考《機電液壓綜合設(shè)計項目》指導(dǎo)書P4表2，初選液壓缸的工作壓力為P1=4MPa。表2液壓設(shè)備常用的工作壓力3.1.2計算液壓缸內(nèi)徑圓D和活塞直徑d鑒于銑刀V1=V3，選單活塞桿式差動液壓缸（A1=A2）?？爝M時液壓缸差動連接，加工時為防銑削完時負載突然消失，發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的加油腔應(yīng)有背壓，選此背壓P2=0.5MPa。表3執(zhí)行元件背壓的估計值則有：A1＝F/[ηcm/(P1-P2/2)]=35600/[0.9*(4-0.5/2)*]=105.48×10-4則活塞直徑D=4×A1π=QUOTE4×116.46×10-4π查表圓整后取標(biāo)準數(shù)值D＝125mm，由得d=90mm。由此求得液壓缸兩腔的實際有用面積為按工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度由A>qminvmin=0.05×10調(diào)速閥安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應(yīng)該選取液壓缸有桿腔的實際面積，即A故液壓缸能達到所需低速。圖4單活塞桿液壓缸計算示意圖按工作要求，夾緊力由兩個夾緊缸提供，考慮到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應(yīng)該低于液壓缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為3MPa，回油背壓為零，ηcm為0.95，則：vc=lc/夾緊力FA'1=F'η則，夾緊缸活塞直徑D'=4×A圓整后取標(biāo)準數(shù)值D'＝40mm，由得d'由此得到夾緊缸兩腔的實際有用面積為:AA3.1.3計算在各工作階段液壓缸所需的流量3.2定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格3.2.1泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為+?pc式中，—泵的最大工作壓力；執(zhí)行元件最大工作壓力；進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.2—0.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5—1.5，本設(shè)計中取0.5MPa?pc表4液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值工況推力F0/N回油腔壓力p2/MPa進油腔壓力p1/MPa輸入流量q×10-3/m3/s輸入功率P/KW計算公式快進啟動1200————加速1044p1+Δp0.64——恒速667p1+Δp0.640.530.34工進395560.53.442.1×10-20.072快退啟動1200—__——加速10440.51.23——恒速6690.45注：1.Δp為液壓缸差動連接時，回油口到進油口之間的壓力損失，取Δp=0.5MPa。2．快退時，液壓缸有桿腔進油，壓力為p1，無桿腔回油，壓力為p2。小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油，由表4可知，液壓缸在工進時工作壓力最大，最大工作壓力為p1=3.44MPa，如在調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進油路上的總壓力損失∑?p=0.6MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差?pe=0.5MPa，則小流量泵的最高工作壓力估算為大流量泵只在快進和快退時向液壓缸供油，由表4可見，快退時液壓缸的工作壓力為p1=1.23MPa，比快進時大。考慮到快退時進油不通過調(diào)速閥，故其進油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進油路上的總壓力損失∑?p=0.3MPa，則大流量泵的最高工作壓力估算為3.2.2由表4可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為0.65×10-3m3/sqp≥K考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，工進時的流量為0.021×10-5m3/s=1.26L/min3.2.3確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取PV2R12-6/46型雙聯(lián)葉片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分別為6mL/r和46mL/r，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min時，其理論流量分別為5.6L/min和43.2L/min，若取液壓泵容積效率ηv=0.9，則液壓泵的實際輸出流量為由于液壓缸在快退時輸入功率最大，若取液壓泵總效率ηp根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y100L—6型電動機，其額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)速為940r/min。表5電動機的選擇附表3.3確定其它元件及輔件(1)確定閥類元件及輔件根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表6所列。表6液壓元件明細表序號元件名稱型號額定流量（L/min）額定壓力（N）1濾油器XU-J40×10040-2液壓泵PV2R12-6/415.0/34.7163順序閥KF3-E3B636.34溢流閥YF3-E10L630.5-6.35減壓閥JF3-10B630.5-6.36三位四通換向閥34EF30-E6B2516三位四通換向閥34EF30-E10B60167調(diào)速閥AQF3-E10B5016/207二位四通換向閥24EF30-E10B60169壓力繼電器DP-20B-0.1-1壓力繼電器DP-40B-0.3-410單向閥AF3-E10B4016/2012單向節(jié)流閥ALF3-E6B2516/2013壓力表KF3-E1B-16(2)確定油道在選定了液壓泵后，液壓缸在實際快進、工進和快退運動階段的運動速度、時間以及進入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計算的結(jié)果如表7所列。表7各工況實際運動速度、時間和流量快進工進快退表8允許流速推薦值管道推薦流速/(m/s)吸油管道0.5～1.5，一般取1以下壓油管道3～6，壓力高，管道短，粘度小取大值回油管道1.5～3由表7可以看出，液壓缸在各階段的實際運動速度符合設(shè)計要求。根據(jù)表7數(shù)值，按表8推薦的管道內(nèi)允許速度取=4m/s，由式計算得與液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為為了統(tǒng)一規(guī)格，按產(chǎn)品樣本選取所有油道均為直徑16mm。3.4液壓油箱容積的確定本設(shè)計為中壓液壓系統(tǒng)，液壓油箱有效容量按泵的流量的5-7倍來確定。參考下表9，確定本液壓系統(tǒng)選用容量為250L的BEX-250油箱。表9液壓油箱的選擇附表4、液壓系統(tǒng)的驗算4.1壓力損失的驗算已知該液壓系統(tǒng)中進、回油路的內(nèi)徑為16mm，假設(shè)集成塊各段油管的總長度為2m。選用L-HL32液壓油，考慮油的最低溫度為15℃，查得15℃時該液壓油的運動粘度v=150cst=1.5×10-4m2/s，油的密度4.1.1工作進給時，進給油路壓力損失運動部件工進時最大速度為0.5m/min，進給時的最大流量為1.26L/min，則液壓油在管內(nèi)流速v1為v1===627cm/min=10.46cm/s管道流動雷諾數(shù)Re1為：Re1==11.2Re1＜2300，可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)λ1=75Re1=7511.2=6.7。進油管道BC的沿程壓力損失Δp1-1=查得換向閥34EF30-E10B的壓力損失Δp1-2=0.05×Pa忽略油液通過管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進油路總壓力損失Δp1為Δp1==（0.00421+0.05）×106Pa=0.05421×1064.1.2工作進給時回路的壓力損失由于選用單活塞桿液壓缸，則回油管道流速為：v2=v1×A2Re2=v2dνλ1=75Re1=回油管道的沿程壓力損失為?p=查產(chǎn)品樣本知換向閥23EF3B-E10B的壓力損失Δp2-2=0.025×10Pa，換向閥34EF30-E10B的壓力損失Δp2-3=0.025×10Pa，調(diào)速閥AQF3-E10B的壓力損失Δp2-4=0.5×10Pa?；赜吐房倝毫p失Δp2為Δp2=+++=（0.02027+0.025+0.025+0.5）×10Pa=1.02MPa4.1.3變量泵出口的壓力PpPp==3.92MPa4.1.4快進時的壓力損失快進時液壓缸為差動連接，自匯流點A至液壓缸進油口C之間的管路AC中，流量為液壓泵出口流量的兩倍即86.4L/min，AC段管路的沿程損失Δp1-1為v1==cm/s=716.6cm/sRe1===764.4λ1===0.098Δp1-1==0.098Pa=Pa同樣可求管道AB段及AD段的沿程壓力損失Δp1-2和Δp1-3為V2==cm/s=358.3cm/sRe2===382.2λ2===0.196Δp1-2=0.196Pa=PaΔp1-3=0.196Pa=Pa查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：4EW6E50/AG24的壓力損失Δp2-1=0.17×Pa3EW6A50/AG24的壓力損失Δp2-2=0.17×Pa據(jù)分析在差動連接中，泵的出口壓力Pp為Pp=Δp1-1+Δp1-2+Δp1-3+Δp2-1+Δp2-2+=Pa=0.829Pa快退時壓力損失驗算從略。上述驗算表明，原設(shè)計符合要求。4.2系統(tǒng)溫升的驗算由于工進在整個工作循環(huán)中占96%，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進工況來計算。在工進時，大流量泵經(jīng)液控順序閥7卸荷，其出口壓力即為油液通過液控順序閥的壓力損失液壓系統(tǒng)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率由此可計算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為按式計算工進時系統(tǒng)中的油液溫升，即C其中傳熱系數(shù)K=15W/（m2·C）。設(shè)環(huán)境溫T2=25C，則熱平衡溫度為C油溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。5、系統(tǒng)方案的驗證隨著液壓機械自動化程度的不斷提高，所用液壓元件的數(shù)量急劇增加，因而小型化、集成化就成為液壓傳動技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展以及與液壓技術(shù)緊密結(jié)合，出現(xiàn)了電液比例控制閥、電液比例控制泵和馬達、數(shù)字閥等機電一體化器件，使液壓技術(shù)向著高度集成化和柔性化的方向發(fā)展。近年來，在新型密封和無泄漏管件的開發(fā)、液壓元件和系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計等方面取得了重要的進展。在這些基礎(chǔ)上，本設(shè)計結(jié)合了先進的液壓元件，更加優(yōu)化地實現(xiàn)了設(shè)計所規(guī)定的機器動作。下面是本設(shè)計實驗驗證的內(nèi)容：實驗?zāi)康模候炞C半自動液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計方案的正確性。實驗內(nèi)容和要求：按設(shè)計方案原理圖連接油路，觀察油路是否通暢，機械運動是否與預(yù)期一致，分析方案的正確性和合理性。實驗所用器件：變量泵、壓力表、減壓閥、電磁換向閥、節(jié)流閥、調(diào)速閥、液壓缸等器件。實驗過程：按照設(shè)計要求，組裝實驗回路，確認液壓元件后用軟管和接頭在液壓實驗裝置上連成實驗油路。實驗原理圖和方案實驗油路圖如圖5：圖5液壓系統(tǒng)原理圖圖6方案實驗油路圖圖7小組成員合照實驗結(jié)果：通過手動控制電磁閥的開關(guān)，實現(xiàn)了兩液壓缸的運動。實驗結(jié)論：該設(shè)計方案是正確的，通過順序控制電磁閥的開關(guān)必能實現(xiàn)兩液壓缸的順序動作，以實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的工序動作。6、液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計

通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。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)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。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。

板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接，集成塊連接和疊加閥連接。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上，元件之間幅液壓油路板上的孔道勾通，。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝，高度和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準化程度差，互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計規(guī)律裝配成一個液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標(biāo)準化，毓化程度高，互換性能好，維修，拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好，性能可靠而且設(shè)計生產(chǎn)周期短。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件，幅疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管，接頭引起的泄漏，振動和噪聲。本設(shè)計系統(tǒng)由集成塊組成，液壓閥采用廣州機訂研究所的GE系列閥。

6.1液壓集成回路設(shè)計

1、把液壓回路劃分為若干個單元回路，每個單元回路一般由三個液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計液壓單元集成回路時，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計工作量，提高通用性。

2、把各液壓單元集成回路連接起來，如圖6.1所示，即為該半自動液壓專用銑床液壓系統(tǒng)的集成回路。一個完整的液壓集成回路由底板，供油回路，壓力控制回路，方向回路，調(diào)整回路，頂蓋及測壓回路等單元集成回路組成。圖8液壓系統(tǒng)的集成回路6.2液壓集成塊的設(shè)計

圖6.2是組合機床液壓集成塊裝配總圖，它由底板，方向調(diào)速塊，壓力塊，夾緊塊及頂蓋組成，由4個堅固螺栓把它們連接起來，再由四個螺釘將其堅固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個完整的液壓系統(tǒng)。下面分別介紹其設(shè)計。圖9組合機床液壓集成塊裝配總圖6.2.1底板及供油塊設(shè)計

底板與供油塊的作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄漏油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。

6.2.2頂蓋及側(cè)壓塊設(shè)計

頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。設(shè)計頂蓋時，要充分利用頂蓋的有效空間，也可把測壓回路，卸荷回路等布置在頂蓋上。

6.2.3集成塊設(shè)計

若液壓單元集成塊回路中液壓元件較多或者不好安排時，可以采用過渡板把閥與集成塊連接起來。如：集成塊某側(cè)面要固定兩個液壓元件有困難，如果采用過渡板則會使問題比較容易解決，使用過渡板時，應(yīng)注意，過渡板不能與上下集成塊上的元件相碰，避免影響集成塊的安裝，過渡板的高度應(yīng)比集成塊小2mm。過渡板一般安裝在集成塊的正面，過渡板一般安裝在集成塊的正面，過渡板厚度為35~40mm，在不影響其它部件工作的條件下，其長度可稍大于集成塊尺寸。過渡板上孔道的設(shè)計與集成塊相同。可采用先將其用螺釘與集成塊連好，再將閥裝在其上的方法安裝。6.3集成塊設(shè)計步驟6.3.1制做液壓元件樣板制作液壓元件樣板。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對照實物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，依照輪廓線剪下來，便于工作是液壓元件樣板。若產(chǎn)品樣本與實物有出入，則以實物為準。若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板可按底板所提供的尺寸來制做。若沒有底板，則要注意，有的樣本中提供的是元件的府視圖，做樣板時應(yīng)把產(chǎn)品樣本中的圖翻轉(zhuǎn)180°。

6.3.2決定通道的孔徑集成塊上的公用通道，即壓力油孔P，回油孔T，泄漏孔L及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定?？着c孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。與液壓油管連接的液壓沒孔可采用米制細牙螺紋或英制管螺紋。本設(shè)計中采用的是米制細牙螺紋。

6.3.3集成塊上液壓元件的布置把做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應(yīng)以連接板為準。

電滋閥應(yīng)布置在集成塊的前，后布，要避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其它部分相碰。液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為好。孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面，或在直徑D的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚H必須進行強度校核。

液壓元件在水平面上的孔道若與公共油孔相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位軒或在直徑D范圍，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。設(shè)計專用集成塊時，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm，以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。

6.3.4集成塊上液壓元件布置程序電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道，集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄漏孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下移動一段距離。溢流閥的先導(dǎo)閥部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。圖10組合機床液壓集成塊三維立體圖圖11組合機床液壓集成塊管道分布三維立體圖設(shè)計總結(jié)這次的液壓系統(tǒng)課程設(shè)計，是我們第一次比較全面的液壓知識的綜合運用。通過三個星期的課程設(shè)計，使我們對液壓基礎(chǔ)知識有了一個較為系統(tǒng)全面的認識，加深了對所學(xué)知識的理解和運用。將原來看來比較抽象的內(nèi)容實現(xiàn)了具體化，初步培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練了綜合運用相關(guān)課程的理論。結(jié)合生產(chǎn)實際分析和解決問題的能力，鞏固、加深和拓展了有關(guān)液壓方面的知識。在這次課程設(shè)計當(dāng)中，我們小組成員分工合作，每個人都很好得完成了各自的任務(wù)。這次經(jīng)歷定會使我不斷進取，學(xué)到更多知識，真正掌握本領(lǐng)，為以后的工作和繼續(xù)深造打下扎實的基礎(chǔ)。此次課程設(shè)計的順利完成要感謝老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助！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，2006[2]李笑，吳冉泉.液壓與氣壓傳動[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.1[3]張利平.液壓與氣壓設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007[4]馮開平，左宗義.畫法幾何與機械制圖[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2004[5]林怡青，謝宋良，王文濤.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：清華大學(xué)出版社，2008.11[6]周士昌，機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2001基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)\t"