专用铣床液压系统毕业设计论文

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1、. -学士学位毕业设计专用铣床液压系统设计学生*：乾久久学 号：*指导教师：颜如玉所在学院：工程学院专 业：机械设计制造及其自动化中国*2021年 6 月. 优选-. -摘要 液压系统是以电机提供动力根底，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的局部就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。关键词：液压传动、稳定性、液压系统AbstractHydrau

2、lic system is powered motor basis, the use of hydraulic pump will translate into pressure on the mechanical energy, promote the hydraulic oil. Through various control valves to change the flow of hydraulic oil, thus promoting the hydraulic cylinders made of different itinerary, the movements in diff

3、erent directions.All kinds of different equipment to plete the actions required. Hydraulic system has been in various industrial sectors and agriculture, forestry, animal husbandry and fisheries, and many other departments are more widely used, and more advanced equipment, its application on the par

4、t of the hydraulic system more. So students like us to study and personally designed a simple hydraulic system is very meaningful.Key words: hydraulic transmission, control system, hydraulic system. 优选-. -目 录摘要IAbstractII1 前言- 1 -1.1 课题背景和科学意义- 1 -1.2 国内外液压技术的开展现状- 2 -国内液压技术的开展现状- 2 -国外液压技术的开展现状- 2

5、-2 液压系统简介- 4 -2.1液压系统简介- 4 -2.2液压执行元件- 4 -液压马达的特点及分类- 4 -液压马达的性能参数- 5 -2.3液压缸- 7 -液压缸的类型和特点- 7 -2.4 液压缸的典型构造和组成- 8 -2.5液压控制阀- 10 -3 液压系统设计计算- 11 -3.1铣床切削计算- 11 -3.2惯性负载- 12 -初选油缸的工作压力- 13 -计算油缸尺寸- 14 -油缸各工况的压力、流量、功率的计算- 14 -3.3确定液压系统方案和拟订液压系统原理图- 16 -3.4选择液压元气件- 18 -3.5阀类元气件及辅助元气件的选择- 19 -3.6验算液压系统性

6、能- 20 -参考文献- 22 -致谢- 23 -. 优选-. -1 前言1.1 课题背景和科学意义液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而开展起来的一门新兴技术，1795年英国Joseph Braman(1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918后液压传动广泛应用。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间，才开场进入正规的工业生产阶段。1925 年F.Vikers创造了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件

7、工业或液压传动的逐步建立奠定了根底。20 世纪初Go.Constantimsco对能量波动传递所进展的理论及实际研究；1910年对液力传动液力联轴节、液力变矩器等方面的奉献，使这两方面领域得到了开展。第二次世界大战(1941-1945期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出，日本液压传动的开展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后，日本迅速开展液压传动，1956 年成立了液压工业会。近2030 年间，日本液压传动开展之快，居世界领先地位。 液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机

8、械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械绞车、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的开展，液压技术向更广阔的领域渗透，开展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的开展都很重视，所以采用液压传动的程度已成为衡量一

9、个国家工业水平的重要标志之一。1.2国内外液压技术的开展现状 国内液压技术的开展现状我国的液压工业开场于20世纪50年代，目前正处于迅速开展，提高的阶段。其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术，同时进展自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。90年代起更加速了对国外先进液压产品和技术的有方案引进，消化，吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量，经济效益，研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。随着工业迅猛开展逐日开展壮大，相继建立了科研机构和专业生产厂家，从事

10、液压技术研究和液压产品生产。到目前为止，液压元件的生产，已成为了我国液压元件产品的生产系列。液压技术的开展正向着高效率，高精度，高性能方向迈进。液压元件向着体积小，重量轻，微型化和集成化方向开展，液压技术，交流液压等新兴的液压技术正在开拓。又由于计算机的应用，更大大地推进了液压技术的开展，像液压系统的辅助设计，计算机仿真和优化，微机控制等工作，也都取得了显著成果。当前，液压技术在实现高压，高速，大功率，高效率，低噪音，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制，司服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微

11、机控制等开发性工作方面，日益显示出显著的成绩。我国液压行业已形成了门类齐全、有一定生产能力和技术水平、初具规模的生产科研体系。通过科技攻关和技术引进,产品水平有一定提高，生产出一些具有世界水平的产品,另外,在CAD 和CAT 技术、污染控制、故障诊断、机电一体化、海水及高水基溶液的应用、现代控制技术的应用等方面也取得可喜成果,不少已应用于生产。 我国液压工业重视同国外企业进展有效的经济和技术合作,近年来先后从国外引进了很多液压元件和液压系统等制造技术,为提高产品水平和生产能力起到了重要作用。 国外液压技术的开展现状在国外,液压工业的开展速度高于机械工业。全世界液压产品产值约200 亿美元。在美

12、、日、德等主要国家的比拟中以日本人均产值为最高,其主要原因是日本工厂设备自动化程度高和生产管理完善,此外,日本各企业外协量大,将一些零件扩散给协作厂加工,实现零件专业化。 据统计,各国液压工业产值约占机械工业产值的23 % ,而我国仅占018 %左右,充分说明我国液压技术使用率低,需努力扩大其应用领域。液压技术的应用领域越来越广泛,据分析,建筑工程机械、农机等行走机械是液压工业的主要用户;在产业机械中,机床、冶金、塑机是主要用户。由于机床、塑机、机器人等行业局部传动已被电气传动所取代,其需求量减少,建筑、工程、冶金等需要量的比重显著增加。据国外资料介绍,建筑机械和工业车辆液压使用率有增长趋势,

13、机床等产业机械的液压使用率有下降 趋势,其主要原因是由于主机电一体化水平不断提高,其电气系统价格大幅度提高等造成的。为了满足用户的需要,主机品种日益增多,产品更新速度加快,相应要求液压元件增加品种,实现多样化,因而液压件属于大批量生产的产品相对减少,大局部属于成批或小批生产。各国液压件十分重视清洗和去刺工艺,铸件进厂后都采用电化学清理、喷丸和防锈处理,工序间和组装前都进展认真清洗,主要方法有气泡高压喷射(压力510MPa) 、超声涉及气浴(三氯乙烷) 等清洗方法。国外对成批和大量生产的零件采用多种多样的去刺工艺,如热能、挤压、振动光饰、高压喷射、电解、液体喷砂、尼龙刷、切削等去刺工艺。2液压系

14、统简介2.1液压系统简介液压就是通过液压油具体根据实际情况定来传递压力的装置。一个完整的液压系统由五个局部组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。液压由于其传动力量大，易于传递及配置，在工业、民用行业应用广泛。液压系统的执行元件液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能，而获得需要的直线往复运动或回转运动。2.2液压执行元件 液压马达的特点及分类液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在构造上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在构造上也有*些差异。例如： 1.液压马

15、达一般需要正反转，所以在内部构造上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。 2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。 3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。因为当马达速度很低时，假设采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。 4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内外表，起封油作用，形成工作容积。假设将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内外表，以便马达能正常起动。5.液压泵在构造上需保证具有自吸能

16、力，而液压马达就没有这一要求。 6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。高速液压马达的根本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛米到几百牛米)，所

17、以又称为高速小转矩液压马达。 高速液压马达的根本型式是径向柱塞式，例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的构造型式。低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低(有时可达每分种几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千牛顿米到几万牛顿米)，所以又称为低速大转矩液压马达。 液压马达也可按其构造类型来分，可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。 液压马达的性能参数液压马达的性能参数很多，下面是液压马达的主要性能参数：1.排量、流量和容积效率 习惯上将马达的轴每转

18、一周，按几何尺寸计算所进入的液体容积，称为马达的排量V，有时称之为几何排量、理论排量，即不考虑泄漏损失时的排量。 液压马达的排量表示出其工作容腔的大小，它是一个重要的参数。因为液压马达在工作中输出的转矩大小是由负载转矩决定的。但是，推动同样大小的负载，工作容腔大的马达的压力要低于工作容腔小的马达的压力，所以说工作容腔的大小是液压马达工作能力的主要标志，也就是说，排量的大小是液压马达工作能力的重要标志。2.液压马达输出的理论转矩 根据排量的大小，可以计算在给定压力下液压马达所能输出的转矩的大小，也可以计算在给定的负载转矩下马达的工作压力的大小。当液压马达进、出油口之间的压力差为P，输入液压马达的

19、流量为q，液压马达输出的理论转矩为Tt，角速度为，如果不计损失，液压马达输入的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率，3.液压马达的启动机械效率m 液压马达的启动机械效率是指液压马达由静止状态起动时，马达实际输出的转矩T0与它在同一工作压差时的理论转矩Tt之比。即：m0=T/Tt 4.液压马达的转速 液压马达的转速取决于供液的流量和液压马达本身的排量V，可用下式计算：nt=qi/V 式中：nt为理论转速(r/min)。 由于液压马达内部有泄漏，并不是所有进入马达的液体都推动液压马达做功，一小局部因泄漏损失掉了。所以液压马达的实际转速要比理论转速低一些。 n=ntv 式中：n为液压马达的实

20、际转速(r/min)；v为液压马达的容积效率(%)。5.最低稳定转速 最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速。所谓爬行现象，就是当液压马达工作转速过低时，往往保持不了均匀的速度，进入时动时停的不稳定状态。 液压马达在低速时产生爬行现象的原因是：(1)摩擦力的大小不稳定。 通常的摩擦力是随速度增大而增加的，而对静止和低速区域工作的马达内部的摩擦阻力，当工作速度增大时非但不增加，反而减少，形成了所谓负特性的阻力。另一方面，液压马达和负载是由液压油被压缩后压力升高而被推动的。只有等到弹簧压缩到其推力大于静摩擦力时才开场运动。一旦物体开场运动，阻力突然减小，物体突然加速跃动，其

21、结果又使弹簧的压缩量减少，推力减小，物体依靠惯性前移一段路程后停顿下来，直到弹簧的移动又使弹簧压缩，推力增加，物体就再一次跃动为止，对液压马达来说，这就是爬行现象。 (2)泄漏量大小不稳定。 液压马达的泄漏量不是每个瞬间都一样，它也随转子转动的相位角度变化作周期性波动。由于低速时进入马达的流量小，泄漏所占的比重就增大，泄漏量的不稳定就会明显地影响到参与马达工作的流量数值，从而造成转速的波动。当马达在低速运转时，其转动局部及所带的负载表现出的惯性较小，上述影响比拟明显，因而出现爬行现象。实际工作中，一般都期望最低稳定转速越小越好。6.最高使用转速液压马达的最高使用转速主要受使用寿命和机械效率的限

22、制，转速提高后，各运动副的磨损加剧，使用寿命降低，转速高则液压马达需要输入的流量就大，因此各过流局部的流速相应增大，压力损失也随之增加，从而使机械效率降低。 对*些液压马达，转速的提高还受到背压的限制。例如曲轴连杆式液压马达，转速提高时，回油背压必须显著增大才能保证连杆不会撞击曲轴外表，从而防止了撞击现象。随着转速的提高，回油腔所需的背压值也应随之提高。但过分的提高背压，会使液压马达的效率明显下降。为了使马达的效率不致过低，马达的转速不应太高。7.调速范围液压马达的调速范围用最高使用转速和最低稳定转速之比表示，即：i=nma*/nmin 2.3液压缸液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元

23、件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。 液压缸的类型和特点下面分别介绍几种常用的液压缸。 1.活塞式液压缸 活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。(1)双杆式活塞缸。活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。根据安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。 双杆活塞缸在工作时，设计成一个活塞杆是受拉的，而另一个活塞杆不受力，因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。 (2)单杆式活塞缸。活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍

24、。 (3)差动油缸。单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为差动连接。2.柱塞缸 3.其他液压缸 (1)增压液压缸。增压液压缸又称增压器，它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。它有单作用和双作用两种型式，显然增压能力是在降低有效能量的根底上得到的，也就是说增压缸仅仅是增大输出的压力，并不能增大输出的能量。 单作用增压缸在柱塞运动到终点时，不能再输出高压液体，需要将活塞退回到左端位置，再向右行时才又输出高压液体，为了抑制这一缺点，可采用双作用增压缸，由两个高压端连续向系统供油。(2)伸缩缸。(3)齿轮缸。它由两个柱塞缸和一套齿条传动装置组成，2.4 液压缸的典型构造和组成

25、液压缸的组成 从上面所述的液压缸典型构造中可以看到，液压缸的构造根本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个局部，分述如下。 (1)缸筒和缸盖。一般来说，缸筒和缸盖的构造形式和其使用的材料有关。工作压力p10MPa时，使用铸铁；p20MPa时，使用无缝钢管；p20MPa时，使用铸钢或锻钢。(2)活塞与活塞杆。可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体，这是最简单的形式。但当行程较长时，这种整体式活塞组件的加工较费事，所以常把活塞与活塞杆分开制造，然后再连接成一体。(3)密封装置。 液压缸中常见的密封装置如以下列图。所示为间隙密封，它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。为

26、了提高这种装置的密封能力，常在活塞的外表上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。它的构造简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。图1所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高，装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间的密封。图1-2，图1-10所示为密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。

27、它构造简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。 对于活塞杆外伸局部来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一端。图1液压缸的根本构造(4)缓冲装置。 液压缸一般都设置缓冲装置，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，则必须设置缓冲装置。 缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的局部油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动

28、，逐渐减慢运动速度，到达防止活塞和缸盖相互撞击的目的。 2.5液压控制阀液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状一样的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些根本共同之点的。例如：1在构造上，所有的阀都有阀体、阀芯转阀或滑阀和驱使阀芯动作的元、部件如弹簧、电磁铁组成。 2在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关

29、系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不一样而已。3液压系统设计计算3.1铣床切削计算由公式 可得 其中表示每分钟进给速度，n表示铣刀的转速 由设计依据可知 n=300r/min工进速度=601000mm/min，故我们取=300mm/min。对于单位切削力P，由以下的常用金属材料的单位切削力表1可得，我们选P=2000。表1 常用金属材料的单位切削力表类别材料牌号单位切削力P钢易切钢Y40Mn1700构造钢45200040Cr不锈钢1Cr17Ni92500铸铁灰铸铁HT2001140铸造合金铸造锡青铜ZcuSn5Pb5Zn5700铸造铝合金ZALSn7Mg720对于铣削背吃刀量,我们选

30、用硬质合金铣刀，查铣工计算手册可得，取=1.5mm。根据以上的公式 可得：因为3000=3185N，所以选取的适宜阻力负载静摩擦力：Ffj=G1+G2fj其中 Ffj静摩擦力N G1、G2工作台及工件的重量N fj静摩擦系数由设计依据可得：Ffj=G1+G2fj=(4000+1800)*0.2=1160N动摩擦力Ffd=G1+G2fd 其中 Ffd动摩擦力 fd动摩擦系数同理可得： Ffd=G1+G2fd=(4000+1800)*0.1=580N3.2惯性负载机床工作部件的总质量m=G1+G2/g=5800/9.81=592kg惯性力Fm=ma=N其中：a执行元件加速度 m/sut执行元件末速

31、度 m/s u0执行元件初速度m/st执行元件加速时间s因此，执行元件在各动作阶段中负载计算如下表2所示：表2 执行元件在各动作阶段中负载工况油缸负载N负载值N启动F=Ffj1160加速F=Ffd+Fm1073快进F=Ffd580工进F=Ffd+Fc3580快退F=Ffd580 对于速度而言，设计依据中已经有了明确的说明，所以按照设计依据绘制如以下列图2：铣床机床液压缸负载图图2铣床液压缸速度图初选油缸的工作压力 由上可以知道，铣床的最大负载F=3580N，根据下表3可得：表3 按负载选择液压执行元件的工作压力载荷/kN50工作压力Mpa=57由表3可选系统的工作压力P1=2Mpa。由设计要求

32、可知，导轨要求快进、快退的速度相等，故液压缸选用单活塞杆式的，快进时采用差动连接，且液压缸活塞杆直径d0.7D。快进和工进的速度换接用三位四通电磁阀来实现。铣床液压系统的功率不大，为使系统构造简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路，所以回油路上具有背压P2，取背压P2=0.5Mpa。计算油缸尺寸可根据油缸的构造及连接方式计算油缸的面积、油缸直径D及活塞杆直径d计算出后应按标准予以圆整，然后再计算油缸的面积：此时由工进时的负载值按计算公式计算液压缸面积：在将这些直径按照国标圆整成标准值得：D=0.06m, d=0.04m由此就求得

33、液压缸两腔的实际有效面积为油缸各工况的压力、流量、功率的计算1工进时油缸需要的流量Q工进 Q 工进= A1U工进=A1工进时油压作用的面积U工进工进时油缸的速度 mm/min2快进时油缸需要的流量Q快进差动连接时:Q快进=(A1-A2) U快进=A1、A2分别表示油缸活塞腔、活塞杆截面积 mU快进油缸快进时的速度mm/min3快退时油缸需要的流量Q快退, Q快退= A2U快退= U快退油缸退回时的速度, mm/min4工进时油缸的压力P2为工进时回油腔的背压,上面已经选取为0.5Mpa。5快进时油缸压力这里：F分别表示快速启动、加速、快速时油缸的推力，P分别表示快速启动、加速、快速时油缸的压力

34、。表示管路中压力损失大小，这里我们取值为0.3Mpa。6快退时油缸压力F分别表示快速启动、加速、快速时油缸的推力，P分别表示快速启动、加速、快速时油缸的压力。P2的值为0.5MPa油缸工作循环中各阶段的压力、流量、功率实际值如表4所示：表4 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值工况负载F/N回油腔压力进油腔压力输入流量q/输入功率P/kW快进(差动)启动116000.96加速10731.26快进5800.860.00630.09工进85800.51.600.00080.021快退启动116000.77加速10730.51.61快退5801.280.00780.166由以上所计算的数据我们绘

35、制出工况图如下所示：图3 液压缸工况图3.3确定液压系统方案和拟订液压系统原理图(一)确定油源及调速方式由以上的计算可以知道，铣床液压系统的功率不大，工作负载的变化情况很小，因此，为使系统构造简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采用回油路调速阀节流调速方式，并选用开式循环。从工况图中我们可以清楚的看出，在液压系统的工作循环中，液压缸要求油源提供的流量变化并不是很大，因此工进和快进的过程中，所需流量差异较小。故我们选用定量单液压泵供油。二选择根本回路1.选择换向回路及速度换接方式由设计依据可以知道，设计过程中不考虑工件夹紧这一工序，并且从快进到工进时，输入液压缸的流

36、量从6.3L/min降到0.8L/min，速度变化不是很大，所以采用电磁换向阀来实现速度的换接。压力继电器发讯，由电磁换向阀实现工作台的自动启动和换向。同时为了实现工作台能在任意位置停顿，泵不卸载，故电磁阀必须选择O型机能的三位四通阀，如以下列图所示：图4 O型三位四通阀由于要求工作台快进与快退速度相等，故快进时采用差动连接来实现快速运动回路，且要求液压缸活塞杆直径d0.7D。三选择调压回路设计过程中，在油源中采用溢流阀来调定系统的工作压力，因此调压问题根本上已经在油源中解决，无须在另外设置调压系统。这里的溢流阀同时还能起到平安阀的作用。组合成液压系统图如下：图5 液压系统图将上面所选的液压根

37、本回路组合在一起，便可得到以下的液压系统原理图。同时电磁铁的动作顺序表如下：表5液压专用铣床电磁铁动作顺序表工序1Y2Y3Y4Y5YYJ工作缸快进+-+-+工作缸工进+-+工作缸快退-+-+3.4选择液压元气件液压泵的选择由以上的设计可以得到，液压缸在整个工作过程中的最大压力是1.61Mpa，如取进油路上的压力损失为0.4Mpa，则此时液压泵的最大工作压力是=1.61+0.4=2.01Mpa。由以上的计算可得，液压泵提供的最大流量是7.8L/min,因为系统较为简单，取泄漏系数，则两个液压泵的实际流量应为：由于溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min，而工进时输入到液压缸的流量是3.8L/min，

38、由流量液压泵单独供油，所以液压泵的流量规格最少应为6.8L/min。根据以上的压力和流量的数值查阅机械设计手册，最后选用YB1-6.3型单叶片液压泵，其排量大小为6.3ml/r,当液压泵的转速为1450r/min时，该液压泵的理论流量为9.14L/min。取液压泵的容积效率为，则液压泵的实际流量大小为：由于由以上的计算过程中，我们知道了液压缸在快退时的输入功率最大，此时液压泵的工作压力是1.28+0.4进油路上的压力损失=1.68Mpa，流量为6.8L/min，查表可得，取液压泵的总效率，则液压泵驱动电机所需的功率为根据以上的数据查机械设计手册选用Y801型电动机，其额定功率为0.55kW，额

39、定转速为1200r/min。3.5阀类元气件及辅助元气件的选择 根据阀类及辅助元气件所在油路的最大工作压力和通过的最大实际流量，可选择这些器件的型号和规格如下表：表6 元气件的型号及规格序号元件名称额定流量L/min额定压力(Mpa)质量(kg)型号1单叶片泵9.26.35.5YB1-6.32三位四通电磁阀256.334D-25BOP3二位三通电磁阀256.323D-25B4单向调速阀0.05最小3.2QI-10B5溢流阀201.7Y-10B6压力继电器0.7DP1-63B7滤油器162.50.18*U-B16*1008开关阀256.322D-25B确定油管直径由于液压泵在选定之后液压缸在各个

40、工作阶段的进、出流量已与原来的数值不同，所以要重新计算，计算如下表6所示：表6液压缸的进出、流量快进工进快退输入流量L/min输出流量(L/min)运动速度(m/min)由上表中的数值，按照书中推荐的油液在压油管的流速u=3m/s可得，液压缸有杆腔和无杆腔相连的油管内径分别为：两根油管按YB23164选用外径为13mm，壁厚为1.2mm的冷拔无缝钢管。油箱的设计对油箱容积我们进展估算，取经历数据，故其容积为：取靠其最近的标准值V=50L3.6验算液压系统性能工进在整个工作循环中所占的时间比例是很长的，所以系统发热和油液温升可按工进时的工况来计算。工进时液压缸的有效功率是由以上的计算可知，液压泵

41、在工进时的工作压力为p=1.6+0.4( 进油路上的压力损失)=2Mpa,流量为6.8L/min,所以液压泵的输入功率为：所以可得，液压系统的发热功率为：油箱的散热面积为：查表可得油箱的散热系数，则可得油液的温升为： 查表知，此温升值没有超出允许范围，故液压系统不需要设置冷却器、7.工作图图6 液压系统原理图参考文献1 *市职业技术教育课程改革与教材建立委员会组编.液气压传动M.：机械工业，2001.92 章宏甲.液压与气压传动M.第2版.：机械工业，2001.3 许福玲. 液压与气压传动M.*：华中科技大学，2001.4 *世伟.液压传动系统的计算与构造设计.*人民.1987.5 中央电大液

42、压传动辅导教材编写小组.液压传动辅导教材.中央电大.6 *德泉,陈思夫.机械制造装备及其设计.*：*大学，2003：240-24 7 吴宗泽.机械零件设计手册M.：机械工业，2003：288-317，575-6418 席伟光.杨光,李波.机械设计课程设计M.：高等教育，20039 李清新.电工技术M.机械工业200010 *继承.电子技术根底M.科学，199811 Maris,etal.Analysis of plunge griding operations Annals of CIRP VOL.1979.12 Bhattacharyyask,Grindabibity study of CB

43、N wheels proc of 19th MTDR CONF.1778.致 谢毕业设计是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进展科学研究根本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的根底。本次设计能够顺利完成，首先我要感谢我的母校*八一农垦大学，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里茁壮成长；其次我要感谢工程学院的教师们，他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理；尤其要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的赵军教师，每有问题，教师总是耐心的解答，使我能够充满热情的投入到毕业设计中去；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自兄弟姐妹的情谊；最后还要感谢相关资料的编著者和给予我们支持的社会各界人士，感谢您们为我们提供一个良好的环境，使本次设计圆满完成。. 优选-. -. 优选-