盆體沖孔機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)含6張CAD圖,沖孔,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì),cad 摘 要 沖孔機(jī)是將原材料安裝好后，在動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，沖孔模具作用在材料上，完成沖孔的一種機(jī)械設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的為盆體沖孔機(jī)液壓系統(tǒng)，其主要由液壓油箱、液壓泵、液壓電磁換向閥、調(diào)速閥、液壓缸等部分組成。 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先調(diào)查分析了沖孔機(jī)及液壓系統(tǒng)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出液壓系統(tǒng)方案；接著，設(shè)計(jì)選擇了液壓系統(tǒng)各主要元件，并對(duì)液壓系統(tǒng)性能進(jìn)行驗(yàn)算；最后，采用AutoCAD繪圖軟件繪制了液壓系統(tǒng)原理圖、油箱、閥塊等裝配圖及主要零部件圖。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；也掌握了普通液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并能熟練使用AutoCAD繪圖軟件，對(duì)今后的工作有極大意義。 關(guān)鍵詞：沖孔機(jī)，液壓系統(tǒng)，工況，油缸 Abstract The punching machine is a kind of mechanical equipment that the punching die acts on the material and completes the punching after the raw material is installed and driven by the power mechanism. The hydraulic system of the basin punching machine is designed, which is mainly composed of hydraulic oil tank, hydraulic pump, hydraulic electromagnetic reversing valve, speed regulating valve, hydraulic cylinder and other parts. In this design process, firstly, the status quo of punching machine and hydraulic system is investigated and analyzed, on this basis, the hydraulic system scheme is proposed; secondly, the main components of the hydraulic system are selected in the design, and the performance of the hydraulic system is checked; finally, the schematic diagram, oil tank, valve block and other assembly drawings of the hydraulic system and main parts are drawn by AutoCAD drawing software. Through this design, we have consolidated the professional knowledge learned by the University, such as: mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, etc.; we have also mastered the design method of general hydraulic system, and can skillfully use AutoCAD drawing software, which is of great significance for the future work. Key words: Punching Machine, Hydraulic System, Working Condition, Oil Cylinder 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1沖孔機(jī)概述 1 1.1.1簡(jiǎn)介 1 1.1.2結(jié)構(gòu)及原理 2 1.1.3沖孔機(jī)分類(lèi) 2 1.2液壓系統(tǒng)概述 2 1.2.1 液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2 1.2.2 液壓系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 3 第2章 沖孔機(jī)工況分析 4 2.1設(shè)計(jì)要求 4 2.2系統(tǒng)工況分析 4 2.2.1 運(yùn)動(dòng)分析 4 2.2.2 負(fù)載分析 5 第3章 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6 3.1確定主要參數(shù) 6 3.1.1液壓缸的工作壓力的確定 6 3.1.2 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 7 3.1.3 液壓缸工況分析 8 3.2液壓系統(tǒng)方案選型與分析 9 3.3液壓回路選擇 9 3.3.1調(diào)速方式的選擇 9 3.3.2調(diào)速與速度換接回路 10 3.3.3換向回路 10 3.3.4組成液壓系統(tǒng)原理圖 11 第4章 液壓缸的設(shè)計(jì) 13 4.1 液壓缸的主要零件確定 13 4.1.1 缸體 13 4.1.2 缸蓋 13 4.1.3 活塞 13 4.2液壓缸主要尺寸的確定 13 4.2.1 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 13 4.2.2 液壓缸工作行程的確定 14 4.2.3 缸蓋厚度的確定 15 4.2.4 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 15 4.2.5 缸體長(zhǎng)度的確定 16 4.2.6 固定螺栓得直徑 16 4.2.7 液壓缸強(qiáng)度校核 16 第5章 液壓元件的計(jì)算和選擇 19 5.1確定液壓泵和電機(jī)的規(guī)格 19 5.2 油箱的設(shè)計(jì) 19 5.2.1液壓油箱有效容積的確定 19 5.2.2液壓油箱的外形尺寸 19 5.2.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 5.3閥類(lèi)元件和輔助元件的選擇 20 5.4其它元件的選擇 21 5.4.1過(guò)濾器的選擇 21 5.4.2 壓力表及壓力表開(kāi)關(guān)的選擇 21 5.4.3 液位計(jì)的選擇 22 5.4.4油管的選擇 22 第6章 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 24 6.1 壓力損失的驗(yàn)算 24 6.2發(fā)熱溫升的驗(yàn)算 26 總 結(jié) 28 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 30 第1章 緒 論 1.1沖孔機(jī)概述 1.1.1簡(jiǎn)介 沖孔機(jī)是將原材料安裝好后，在動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，沖孔模具作用在材料上，完成沖孔的一種機(jī)械設(shè)備。沖孔機(jī)可以進(jìn)行薄片加工，沖壓，模壓，壓紋等強(qiáng)迫金屬進(jìn)入模具的作業(yè)。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，平板沖孔機(jī)作為現(xiàn)代加工各類(lèi)平板孔的關(guān)鍵設(shè)備，利用新型成型技術(shù)加工孔，精度高、定位準(zhǔn)和生產(chǎn)周期短，取代了傳統(tǒng)的設(shè)備。 隨著高新技術(shù)的發(fā)展，沖孔機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，從最初的國(guó)防領(lǐng)域、航天領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展到了機(jī)械、醫(yī)療等領(lǐng)域；根據(jù)所加工的材料形狀，把沖孔機(jī)分為平板沖孔機(jī)、圓管沖孔機(jī)、方管沖孔機(jī)和U型鋼沖孔機(jī)等；根據(jù)不同行業(yè)、不同零件及其厚度的需要，設(shè)計(jì)了輕巧型的、專(zhuān)業(yè)用的、票據(jù)用的和工廠(chǎng)用的沖孔機(jī)，如企事業(yè)單位的全自動(dòng)專(zhuān)業(yè)沖孔機(jī)、個(gè)人經(jīng)濟(jì)型訂書(shū)機(jī)等；現(xiàn)在為了適應(yīng)時(shí)代潮流，適應(yīng)市場(chǎng)需要，沖孔機(jī)正在朝著美觀(guān)、高效的方向發(fā)展。 [1] 由于沖孔機(jī)從研發(fā)到今天只有不到二十年的時(shí)間，在國(guó)內(nèi)的發(fā)展更是只有十幾年，所有目前還有很多不完善的地方，更沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以目前光是名稱(chēng)就有十幾種。 一般準(zhǔn)確的叫法稱(chēng)為沖孔機(jī)，又叫CCD沖孔機(jī)，很多人叫做打靶機(jī)，日本、臺(tái)灣、廣東一帶稱(chēng)為穿孔機(jī)、穿眼機(jī)或者點(diǎn)眼機(jī)，還有很多人稱(chēng)為射孔機(jī)、沖靶機(jī)等，其實(shí)都是指的同一種產(chǎn)品。沖孔機(jī)按照自動(dòng)化程度可分為手動(dòng)沖孔機(jī)、自動(dòng)定位/對(duì)位沖孔機(jī)、全自動(dòng)沖孔機(jī)、超級(jí)全自動(dòng)沖孔機(jī)等。按照加工對(duì)象的不同可分為軟板沖孔機(jī)和薄膜開(kāi)關(guān)沖孔機(jī)。 由于沖孔機(jī)的廣泛應(yīng)用，雖然同是生產(chǎn)沖孔機(jī)，但是各生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品也各有不同的專(zhuān)注方向，如西安飛爾達(dá)自動(dòng)化設(shè)備公司所生產(chǎn)的沖孔機(jī)主要是為生產(chǎn)電路板、線(xiàn)路板、印刷板、菲林板和薄膜開(kāi)關(guān)的企業(yè)使用，還有些企業(yè)生產(chǎn)的沖孔機(jī)主要為鞋類(lèi)或者印刷類(lèi)企業(yè)沖孔而用等等。 沖床的價(jià)格一般只需要幾千塊錢(qián)，而沖孔機(jī)的價(jià)格目前在兩萬(wàn)塊錢(qián)左右，超級(jí)自動(dòng)沖孔機(jī)的價(jià)格在十幾萬(wàn)塊左右。影響沖孔機(jī)價(jià)格的主要因素是沖孔精度，精度每提高1絲（0.01毫米）價(jià)格都會(huì)幾何倍增加。 目前世界上沖孔機(jī)的定位誤差（精度）在0.015mm以下，德國(guó)和日本在這方面處于領(lǐng)先地位，但是目前國(guó)內(nèi)也有廠(chǎng)家達(dá)到了這個(gè)水平。 目前的沖孔機(jī)每分鐘大約能沖4000個(gè)孔，根據(jù)自動(dòng)化程度的高低會(huì)有較大差別。 1.1.2結(jié)構(gòu)及原理 （1）結(jié)構(gòu) 沖孔機(jī)一般由以下兩部分組成： ① 工作部分（上下模，機(jī)具）； ② 動(dòng)力部分（液壓泵或手動(dòng)）。 若是液壓沖孔機(jī)則還包含工作油缸，氣動(dòng)沖孔機(jī)包含氣缸。 （2）工作原理 沖孔機(jī)的工作原理是將原材料安裝在工作機(jī)具平臺(tái)上后，在動(dòng)力機(jī)構(gòu)（手動(dòng)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)）的驅(qū)動(dòng)下，沖孔模具作用在材料上，從而完成沖孔作業(yè)。 1.1.3沖孔機(jī)分類(lèi) （1）數(shù)控沖孔機(jī) 適用于皮革、牛羊皮、人造皮革、塑料、PU、EVA、PVC，各種布類(lèi)、紙類(lèi)、皮飾品、鞋面、飾片、窗簾、汽車(chē)皮椅等的沖孔加工，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)配件（透氣坐墊）、箱包手袋、文具、鞋、透氣材料、廣告紙品等行業(yè)。 （2）機(jī)械式?jīng)_孔機(jī) 主要適用于海綿、皮革、紙板，無(wú)紡布等大面積沖孔加工。 （3）氣動(dòng)沖孔機(jī) 氣動(dòng)沖孔機(jī)又稱(chēng)氣動(dòng)打孔機(jī)、膠袋打孔器，是輔助于制袋機(jī)的一種氣動(dòng)打孔模具。由制袋機(jī)電腦給出信號(hào)傳輸?shù)诫姶砰y再工作的氣動(dòng)模具。其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于冷沖模具，主要用于塑料袋、紙品的打孔。該設(shè)備于上世紀(jì)90年代初從臺(tái)灣傳入大陸。 技術(shù)核定：氣動(dòng)打孔機(jī)產(chǎn)品模座均采用精密鑄造合金材料制作，沖壓動(dòng)力選用高精度氣缸，沖頭則選用進(jìn)口模具鋼（ASP-60）結(jié)構(gòu)合乎沖壓之需要，外形美觀(guān)，動(dòng)作頻率高，耐磨性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，最高頻次可達(dá)320次。 （4）液壓沖孔機(jī) 液壓沖孔機(jī)適于L、H平板鋼、銅排與鋁排沖孔機(jī)。 底處設(shè)計(jì)有平座，平穩(wěn)不易晃倒。 單孔式回油，模具采用高碳鎢合金鋼不易破損。 特別是CH-60、CH-70分體式液壓沖孔機(jī)，專(zhuān)門(mén)用于角鐵、扁鐵、銅板等金屬板材打孔，特別適用于電力，建筑等行業(yè)在野外工地操作。 1.2液壓系統(tǒng)概述 1.2.1 液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介 一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、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(kāi)關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測(cè)壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)等。 液壓系統(tǒng)由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。 1.2.2 液壓系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱(chēng)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(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，1795年英國(guó)約瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,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年將工作介質(zhì)水改為油，又進(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(kāi)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(G?Constantimsco)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。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國(guó)沖孔機(jī)中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出,日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng),1956 年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近20~30 年間，日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地位。 第2章 沖孔機(jī)工況分析 2.1設(shè)計(jì)要求 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)選定沖孔機(jī)的原始數(shù)據(jù)及技術(shù)要求如下： （1）工作臺(tái)動(dòng)作順序：快進(jìn)（沖頭快速下降）→工進(jìn)（沖切）→快退（沖頭快速返回）→復(fù)位停止 （2）快進(jìn)行程：60mm；工進(jìn)行程：5mm；快退行程：65mm （3）快進(jìn)快退速度：40mm/s；工進(jìn)速度：25mm/s （4）最大沖切力為20KN，運(yùn)動(dòng)部件總重量為4900N （5）啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間：0.2s （6）系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，各參數(shù)必須達(dá)到部頒標(biāo)準(zhǔn)要求。 2.2系統(tǒng)工況分析 2.2.1 運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該沖孔機(jī)的工作循環(huán)為：“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”的自動(dòng)工作循環(huán)，且各工部速度如下： 快進(jìn)、快退速度為：V快進(jìn)=V快退=40mm/s；工進(jìn)速度為：V工進(jìn)=25mm/s 繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖如圖2-1所示。 圖2-1 速度循環(huán)圖 2.2.2 負(fù)載分析 液壓缸所受外載荷F包括三種類(lèi)型，分別為工作負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載、慣性負(fù)載即： F = Fw+ Ff+ Fa 1）工作負(fù)載Fw 對(duì)于沖孔機(jī)來(lái)說(shuō)，即為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的力為，在本設(shè)計(jì)中工進(jìn)工作負(fù)載即為沖切力與重力差值，即： Fw=20KN+4900N=24.9KN 2）摩擦阻力負(fù)載Ff 啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力，對(duì)于垂直布置的油缸來(lái)說(shuō)，摩擦力可忽略，因此： Ff =0 3）運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載Fa Fa = 式中g(shù)——重力加速度； ——加速或減速時(shí)間，本設(shè)計(jì)中要求=0.2s； ——時(shí)間內(nèi)的速度變化量。 故： Fa1 = ×N =100N Fa2 = ×N =37.5N Fa3 = ×N =62.5N 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負(fù)載（見(jiàn)表2-1）。 表2-1工作循環(huán)各階段的外負(fù)載 序 工作循環(huán) 外負(fù)載F(N) 1 啟動(dòng)、加速 F = G-Fa1 4800 2 快進(jìn) F = G 4900 3 工進(jìn) F = Fw 24900 4 快退啟動(dòng)加速 F = Fa3-G 4837.5 5 快退 F = -G -4900 第3章 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3.1確定主要參數(shù) 3.1.1液壓缸的工作壓力的確定 執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)主機(jī)的類(lèi)型了確定（見(jiàn)表3-1）。 表3-1 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 設(shè)備 類(lèi)型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型 工程機(jī)械 液壓機(jī)、重型 機(jī)械等 磨床 組合 沖孔機(jī) 龍門(mén) 刨床 拉床 工作壓力 0.8~2.0 3~5 2~8 8~10 10~16 20~32 所設(shè)計(jì)的沖孔機(jī)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，其值為24.9KN，其它工況時(shí)的負(fù)載都相對(duì)較低，參考表3-1按照按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)選擇工作壓力的方法，初選液壓缸的工作壓力。 在沖孔加工時(shí)，為了防止孔被銑通時(shí)負(fù)載突然消失而產(chǎn)生的銑頭前沖，液壓缸回油腔應(yīng)有一定的背壓，查液壓工程手冊(cè)（回油路帶背壓閥<0.51.5>）取背壓為。 表3-3 執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值 系 統(tǒng) 類(lèi) 型 背壓p1 （MPa） 中、低壓系統(tǒng)0~8MPa 簡(jiǎn)單的系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.2~0.5 回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng) 0.5~0.8 回油路帶背壓閥 0.5~1.5 采用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路 0.8~1.5 中高壓系統(tǒng)＞8~16MPa 同上 比中低壓系高50%~100% 高壓系統(tǒng)＞16~32MPa 如鍛壓機(jī)等 初算可忽略 3.1.2 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 液壓缸無(wú)桿腔面積為: 活塞桿直徑可以由值算出，由計(jì)算所得的D與d的值分別按表3-4和表3-5圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。 表3-4 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 (GB2348--1980) (mm) 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 630 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用值 表3-5 活塞桿直徑系列 (GB2348--1980) (mm) 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 由GB/T2348-1980查得標(biāo)準(zhǔn)值為D=40mm，d=25mm。由此計(jì)算出液壓缸的實(shí)際有效面積為: 3.1.3 液壓缸工況分析 油缸各工況的壓力、流量、功率的計(jì)算如下： （1）計(jì)算各工作階段液壓缸所需的流量 （2）計(jì)算各工作階段液壓缸壓力 由于管路中有壓力損失，取此項(xiàng)損失為△P= P2- P1=1MPa，同時(shí)假定快退時(shí)回油壓力損失為1MPa。 （3）計(jì)算各工作階段系統(tǒng)輸入功率 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出液壓缸在一個(gè)工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率，如表3-6所示。 表3-6液壓缸在不同階段所需壓力、流量和功率 工作階段 系統(tǒng)負(fù)載/N 回油腔壓力/MPa 工作腔壓力/MPa 輸入流量q/L/min 輸入功率P/KW 快速前進(jìn) 4900 0 4.33 3.01 13.03 工作進(jìn)給 24900 1 22.03 1.88 41.42 快速退回 4900 0 7.12 1.84 13.11 注：取液壓缸機(jī)械效率 3.2液壓系統(tǒng)方案選型與分析 沖孔機(jī)的主要部件是沖孔機(jī)。沖孔機(jī)其中的液壓滑臺(tái)是利用液壓缸將泵站所提供的液壓能轉(zhuǎn)變成滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)所需的機(jī)械能。它的液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)功率一般屬于中小功率，速度變化范圍大，附在變化也大。為了保證加工元件的表面質(zhì)量，要求液壓系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性要好，所以選擇以速度變換為主的液壓系統(tǒng)作為沖孔機(jī)的液壓系統(tǒng)。 根據(jù)工況分析，所設(shè)計(jì)沖孔機(jī)對(duì)調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該沖孔機(jī)要解決的主要問(wèn)題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該沖孔機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。 3.3液壓回路選擇 3.3.1調(diào)速方式的選擇 由于沖孔機(jī)液壓系統(tǒng)調(diào)速是關(guān)鍵問(wèn)題，因此首選調(diào)速回路。有工況圖可知：所設(shè)計(jì)的沖孔機(jī)液壓系統(tǒng)功率小，為了防止孔被鉆通時(shí)負(fù)載突然消失而產(chǎn)生的鉆頭前沖，液壓缸回油腔應(yīng)有一定的背壓，故可采用回油路調(diào)速閥調(diào)速回路。 3.3.2調(diào)速與速度換接回路 這臺(tái)沖孔機(jī)的液壓滑臺(tái)工作進(jìn)給速度低，傳遞功率也較小，很適宜選用節(jié)流調(diào)速方式，由于鉆孔時(shí)切削力變化小，而且是正負(fù)載，同時(shí)為了保證切削過(guò)程速度穩(wěn)定，采用調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速，為了增加液壓缸運(yùn)行的穩(wěn)定性，在回油路設(shè)置背壓閥，分析液壓缸的V-L曲線(xiàn)可知，滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，速度變化較大，選用行程閥換接速度，以減小壓力沖擊。 圖3-2調(diào)速與速度換接回路 整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中，液壓缸要求交替提供快行程的低壓大流量和慢行程的高壓小流量油液。最大流量與最小流量之比約為24。而該液壓系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中88%的時(shí)間處于小流量工進(jìn)狀態(tài)，從降低成本的角度出發(fā)，不宜選用雙聯(lián)泵，只需用單個(gè)定量泵就可以?，F(xiàn)確定定量泵方案如圖3-3所示。 圖3-3 泵供油油源 3.3.3換向回路 滑臺(tái)在由停止轉(zhuǎn)快進(jìn)，工進(jìn)完畢轉(zhuǎn)快退等換向中，速度變化不大，采用有電磁換向閥即可，電磁換向閥宜采用三位四通閥，為了保證沖孔機(jī)調(diào)整時(shí)可停在任意位置上，現(xiàn)采用中位機(jī)能O型。 為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用行程開(kāi)關(guān)做終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制。 圖3-4換向回路 3.3.4組成液壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)上面選定的基本回路，在綜合考慮設(shè)計(jì)要求，便可組成完整的液壓系統(tǒng)原理圖，如圖3-5所示。 圖3-5 沖孔機(jī)液壓系統(tǒng)圖 該液壓系統(tǒng)由1-液壓油箱箱體、2-過(guò)濾器、3-液壓泵、4-調(diào)壓閥、5-單向閥、6-三位四通電磁換向閥、7-單向閥、8-調(diào)速閥、9-液壓缸，其電磁鐵得電狀態(tài)如下表3-1所示。 表3-1 電磁鐵得電狀態(tài) 第4章 液壓缸的設(shè)計(jì) 4.1 液壓缸的主要零件確定 4.1.1 缸體 由于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，也具有良好的塑性和韌性，其屈服度比鋼高。因此，球墨鑄鐵制造承受靜載荷的構(gòu)件比鑄鋼節(jié)省材料，重量也輕。所以本設(shè)計(jì)的液壓缸采用Q235。鑄件需進(jìn)行正火消除內(nèi)應(yīng)力處理。 4.1.2 缸蓋 本液壓缸采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套，缸蓋選用HT200鑄鐵，導(dǎo)向套選用鑄鐵HT200，以使導(dǎo)向套更加耐用。 4.1.3 活塞 液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵，鋼及鋁合金等。本設(shè)計(jì)液壓缸活塞材料選用45號(hào)鋼，需要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。 4.2液壓缸主要尺寸的確定 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類(lèi)型來(lái)確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。所以設(shè)計(jì)時(shí)，可用類(lèi)比法來(lái)確定。 液壓缸的工作壓力MPa，缸筒內(nèi)徑 D=40mm，活塞桿外徑d=25mm。 4.2.1 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值D/≥10的圓筒稱(chēng)為薄壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般采用無(wú)縫鋼管，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒壁厚公式計(jì)算 ≥ 式中 ——液壓缸壁厚（m）。 D——液壓缸內(nèi)徑（m）。 ——試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.25~1.5）倍（MPa）。額定壓力≤16Mpa,取=1.5 MPa。 ——缸筒材料的許用應(yīng)力。 = ，其中為材料抗拉剛度，n為安全系數(shù)，一般取n = 5。的值為：鍛鋼： = 110~120 MPa；鑄鋼： = 100~110 MPa；無(wú)縫鋼管： = 110~110 MPa；高強(qiáng)度鑄鐵： = 60MPa；灰鑄鐵： = 25MPa。 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使得液壓缸的剛度往往不夠，如在切削加工過(guò)程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過(guò)程卡死或者漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式公式進(jìn)行校核。 對(duì)于D/＜10時(shí)，應(yīng)該按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算。 對(duì)于脆性材料以及塑性材料 ≥ 式中的符號(hào)意思與前面相同。 液壓缸壁厚算出后，即可以求出缸體的外徑為 ≥ + 式中值應(yīng)該按無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，或者按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 在設(shè)計(jì)中，取試驗(yàn)壓力為最大工作壓力的1.25倍，即 = 1.25×25MPa =31.25MPa。而缸筒材料許用應(yīng)力取為= 100 MPa。 應(yīng)用公式 ≥ 得， ≥ 下面確定缸體的外徑，缸體的外徑 ≥ +=40+2×31.25mm = 102.5mm。在液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得選取標(biāo)準(zhǔn)值 = 105mm。在根據(jù)內(nèi)徑D和外徑重新計(jì)算壁厚， = = mm = 32.5mm。 4.2.2 液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可以根據(jù)執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定，并且參照表4-1中的系列尺寸來(lái)選取標(biāo)準(zhǔn)值。 表4-1液壓缸活塞行程參數(shù)系列 （mm） Ⅰ 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 Ⅱ 40 63 90 110 140 180 220 280 360 450 550 700 900 1100 1400 1800 2200 2800 3900 Ⅲ 240 260 300 340 380 420 480 530 600 650 750 850 950 1050 1200 1300 1500 1700 1900 2100 2400 2600 3000 3800 注：液壓缸活塞行程參數(shù)依Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ次序優(yōu)先選用。 由已知條件知道最大工作行程為65mm,參考上表系列Ⅰ，取液壓缸工作行程為80mm。 4.2.3 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效的厚度t按強(qiáng)度要求可以用下面兩式進(jìn)行進(jìn)似計(jì)算。 無(wú)孔時(shí)： 有孔時(shí)： 式中 ——缸蓋有效厚度（m）。 ——缸蓋止口內(nèi)徑（m）。 ——缸蓋孔的直徑（m）。 在此次設(shè)計(jì)中，利用上式計(jì)算可取t=40mm 4.2.4 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 對(duì)于一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿(mǎn)足以下要求 式中 ——液壓缸的最大行程。 ——液壓缸的內(nèi)徑。 為了保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，如果過(guò)分增大和B都是不適宜的，必要時(shí)可以在缸蓋和活塞之間增加一個(gè)隔套K來(lái)增加H的值。隔套的長(zhǎng)度C由需要的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H決定，即 在此設(shè)計(jì)中，液壓缸的最大行程為80mm，液壓缸的內(nèi)徑為40mm，所以應(yīng)用公式的 =mm =24mm。 活塞的寬度B一般取得B =（0.6~1.0）D；缸蓋滑動(dòng)支撐面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定。 當(dāng)D＜80mm時(shí)，??； 當(dāng)D＞80mm時(shí)，取。 活塞的寬度B = （0.6~1.0）D =24~40mm，取30mm 4.2.5 缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)該大于內(nèi)徑的20~30倍。缸體長(zhǎng)度L =30+80mm=110mm。 4.2.6 固定螺栓得直徑 液壓缸固定螺栓直徑按照下式計(jì)算 式中 F——液壓缸最大負(fù)載。 Z——固定螺栓個(gè)數(shù)。 k——螺紋擰緊系數(shù)，k = 1.121.5。 根據(jù)上式求得 = = 10.3mm 4.2.7 液壓缸強(qiáng)度校核 1）缸筒壁厚校核： 。 。 前面已經(jīng)通過(guò)計(jì)算得：D = 40mm, = 32.5mm。則有＜10，所以為厚壁缸。 = 32.5mm≥ = = 21.12mm， 可見(jiàn)缸筒壁厚滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 2）活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算： 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的軸向力F不能超過(guò)使它穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載，以免發(fā)生縱向彎曲，從而破壞液壓缸的正常工作。的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面的形狀、直徑和長(zhǎng)度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。活塞桿的穩(wěn)定性的校核依照下式（穩(wěn)定條件）進(jìn)行 式中 ——安全系數(shù)，一般取=24。 當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比＞時(shí) = 當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比≤時(shí)，且 = 20120時(shí)，則 = 式中 ——安裝長(zhǎng)度，其值與安裝方式有關(guān)。 ——活塞桿截面最小回轉(zhuǎn)半徑， = 。 ——柔性系數(shù)。 ——由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)。 E——活塞桿材料的彈性模量，對(duì)剛?cè) = 。 J——活塞桿橫截面慣性矩，A為活塞桿橫截面積。 f——由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值。 根據(jù)驗(yàn)算，液壓缸滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。 第5章 液壓元件的計(jì)算和選擇 5.1確定液壓泵和電機(jī)的規(guī)格 由工況圖可知，整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中液壓缸的最大工作壓力為22.03MPa。選取油路總壓力損失為1MPa。則泵的最大工作壓力為： 其次確定液壓泵的最大供油量，由工況圖可知，液壓缸所需的最大流量為3.01L/min，若取系統(tǒng)泄漏系數(shù)K=1.05，則泵的流量為 最后根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品樣本，確定選擇YB-40型葉片泵，當(dāng)液壓泵轉(zhuǎn)速為n=960r/min時(shí)，液壓泵的輸出流量為4L/min。 驅(qū)動(dòng)液壓泵所需電動(dòng)機(jī)功率為 根據(jù)此數(shù)據(jù)查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇Y280L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。 5.2 油箱的設(shè)計(jì) 液壓油箱的作用是貯存液壓油，分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣，同時(shí)還起到散熱的作用。 5.2.1液壓油箱有效容積的確定 液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來(lái)考慮。液壓油箱的有效容量v可概略的確定為： 已知該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)（p=0.6MP）?。? V=(5～7)=15.8L～22.12L 取V=25L 式中，V —液壓油箱的有效容積 —液壓泵的額定流量 5.2.2液壓油箱的外形尺寸 液壓油箱的有效容積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸為（長(zhǎng)：寬：高）1：1：1～1：2：3，為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大。 5.2.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在一般設(shè)計(jì)中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱，很少采用沖孔機(jī)床身底座作為液壓油箱。因此，在此設(shè)計(jì)中采用了焊接的方式獲得油箱。 5.3閥類(lèi)元件和輔助元件的選擇 圖2-6液壓系統(tǒng)原理圖中包括調(diào)速閥、換向閥、單項(xiàng)閥等閥類(lèi)元件以及濾油器、空氣濾清器等輔助元件。 根據(jù)上述流量及壓力計(jì)算結(jié)果，對(duì)圖2-6初步擬定的液壓系統(tǒng)原理圖中各種閥類(lèi)元件及輔助元件進(jìn)行選擇。其中調(diào)速閥的選擇應(yīng)考慮使調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)小于液壓缸工進(jìn)所需流量。圖2-6中溢流閥、單向閥、調(diào)速閥和電磁換向閥的選擇可根據(jù)調(diào)定壓力和流經(jīng)閥的額定流量來(lái)選擇閥的型式和規(guī)格，其中溢流閥的作用是調(diào)定工作進(jìn)給過(guò)程中液壓泵的供油壓力，因此該閥應(yīng)選擇電磁式溢流閥。連接在液壓泵出口處的單向閥用于保護(hù)液壓泵。調(diào)速閥的作用是控制回油路流量，進(jìn)而控制工進(jìn)速度。兩位兩通電磁換向閥的作用是快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)和工進(jìn)轉(zhuǎn)快退。三位四通電磁換向閥的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)中快進(jìn)、工進(jìn)和快退之間的轉(zhuǎn)換。還有最后本設(shè)計(jì)所選擇方案如表5-1所示，表中給出了各種液壓閥的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)。 表5-1 閥類(lèi)元件的選擇 序號(hào) 元件名稱(chēng) 通過(guò)的最大流量 L/min 規(guī)格 型號(hào) 額定流量L/min 額定壓力/MPa 額定壓降/MPa 1 葉片泵 — YB1-25 4 25 — 2 三位四通電磁換向閥 50 34D0-B10H-T* 25 25 0.3 3 兩位兩通電磁換向閥 30.08 22D-25 25 25 0.3 4 調(diào)速閥 1 Q-10B 10 25 0.5 5 單向閥 71.83 I-63B 63 25 0.2 6 兩位三通電磁換向閥 30.08 24D-25 25 25 0.3 7 溢流閥 3.5 Y-63B 63 25 — 8 空氣濾清器 — QUQ2 — — — 9 濾油器 — WU-65×80-J — — — 注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)液壓泵輸出的實(shí)際流量。 5.4其它元件的選擇 5.4.1過(guò)濾器的選擇 在液壓系統(tǒng)中，由于工作油液中的雜質(zhì)（包括從系統(tǒng)外部進(jìn)入的臟物顆粒和系統(tǒng)中液壓元件的磨損微粒）進(jìn)入液壓系統(tǒng)，容易引起液壓元件工作表面的損壞，而使液壓元件的壽命大大縮短，為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，提高液壓元件的正常壽命進(jìn)入液壓系統(tǒng)中的工作液體必須經(jīng)濾油器過(guò)濾。本系統(tǒng)選用線(xiàn)隙式濾油器。 濾油器的結(jié)構(gòu)大同小異，主要有濾芯和殼體，油液從濾芯外部流入，穿過(guò)濾芯從內(nèi)部流出，濾芯起過(guò)濾作用。按濾芯的過(guò)濾機(jī)理，可分為表面型濾油器、深度型濾油器和磁性過(guò)濾器。 按照過(guò)濾器的流量至少是液壓泵總流量的兩倍的原則，取過(guò)濾器的流量為泵流量的2.5倍。由于所設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)為普通的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)油液的過(guò)濾精度要求不高，故有 因此系統(tǒng)選取通用型WU系列網(wǎng)式吸油過(guò)濾器，參數(shù)如表5-2所示。 （1）濾油器安裝 本系統(tǒng)濾油器安裝在油泵的吸油管上。這種安裝能直接防止大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入液壓泵內(nèi)，保證了液壓系統(tǒng)中所有設(shè)備不受雜質(zhì)的影響，但增長(zhǎng)了油泵的吸油阻力，而且當(dāng)濾油器堵塞時(shí)，使油泵工作條件惡化。為了避免油泵的損壞，通常在油泵的吸入口安裝過(guò)濾精度低的線(xiàn)隙式過(guò)濾器。 （2）排油孔螺塞 為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污，在箱座底部油池低處設(shè)有排油孔，平時(shí)排油孔用螺塞及封油墊封住。排油孔螺塞材料一般用Q235，封油墊材料可用石棉橡膠紙，排油孔螺塞的直徑可按箱座壁厚的3～4倍選取，M=24X1.5。 表5-2 通用型WU系列網(wǎng)式吸油中過(guò)濾器參數(shù) 型號(hào) 通徑 mm 公稱(chēng)流量 過(guò)濾精度 尺寸 M（d） H D WU—6580-J 32 125 63 120 — 5.4.2 壓力表及壓力表開(kāi)關(guān)的選擇 液壓泵的出口、安裝壓力控制元件處、與主油路壓力不同的支路及控制油路、蓄能器的進(jìn)油口等處，均應(yīng)設(shè)置測(cè)壓點(diǎn)，以便用壓力表對(duì)壓力調(diào)節(jié)或系統(tǒng)工作中的壓力數(shù)值及其變化情況進(jìn)行觀(guān)測(cè)。 壓力表測(cè)量范圍應(yīng)大于系統(tǒng)的工作壓力的上線(xiàn)，即壓力表量程約為系統(tǒng)最高壓力的1.5倍左右。在本次設(shè)計(jì)中，經(jīng)計(jì)算壓力表量程約為MPa。根據(jù)使用要求，選用K-1型的壓力表開(kāi)關(guān)，壓力表的精度等級(jí)選2.5級(jí)。 系統(tǒng)常用的壓力表形式為一般彈簧管壓力表，即選用電接點(diǎn)式壓力表，以便在觀(guān)測(cè)系統(tǒng)壓力的同時(shí)，在系統(tǒng)壓力變化時(shí)通過(guò)微動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)設(shè)的高壓和低壓觸點(diǎn)發(fā)信，控制電動(dòng)機(jī)或電磁閥等元件的動(dòng)作。壓力表應(yīng)安裝在調(diào)整系統(tǒng)壓力時(shí)能直 接觀(guān)察到的部位，壓力表接入壓力管道時(shí)，應(yīng)通過(guò)阻尼小孔以及壓力表開(kāi)關(guān)，以防止系統(tǒng)壓力突變或壓力脈動(dòng)而使壓力表?yè)p壞。 5.4.3 液位計(jì)的選擇 油箱的側(cè)壁為了便于觀(guān)察，應(yīng)安裝能目視的透明液位計(jì)，以便注油時(shí)觀(guān)察液面。液位計(jì)通常帶有溫度計(jì)且刻有上、下液面限位線(xiàn)。液位計(jì)的下刻線(xiàn)至少應(yīng)比 吸油過(guò)濾器或吸油管口上緣高出75mm，以防吸入空氣。液位計(jì)的上刻線(xiàn)對(duì)應(yīng)著油液的容量。液位計(jì)與油箱的連接處油密封措施。對(duì)于油溫有嚴(yán)格要求的液壓裝置，可采用傳感式液位溫度計(jì)，其溫度計(jì)是利用靈敏度較高的雙金屬片的熱脹冷縮原理來(lái)測(cè)油溫的。在本次設(shè)計(jì)中，液位計(jì)選取YWZ-80型。 5.4.4油管的選擇 油管的內(nèi)徑可按照所連接元件的接口尺寸確定，也可以按照管路中允許的流速來(lái)計(jì)算。本例中，由表5-3推薦取油液在壓油管的流速v=3m/s,按式4.1算得液壓缸無(wú)桿強(qiáng)及有桿腔相連的油管的內(nèi)徑為 （5.1） 式中 q—通過(guò)油管的流量； v—推薦管道中油液的流速，可按表5-3數(shù)值選取。取d=15mm。 取d=15mm。 最后，參照計(jì)算由選定的液壓元件連接油口尺寸確定油管內(nèi)經(jīng)。 表5-3 液壓油流經(jīng)不同元件時(shí)的推薦流速 液壓泵的吸油管路 d=15～25mm 0.6～1.2 d>32mm 1.5 壓油管路 d=15～50mm 3.0 d>50mm 4.0 流經(jīng)控制閥等短管路 6.0 溢流閥 15 安全閥 30 第6章 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 6.1 壓力損失的驗(yàn)算 1）工作進(jìn)給時(shí)的進(jìn)油路壓力損失。運(yùn)動(dòng)部件工作進(jìn)給時(shí)的最大速度為40mm/s。進(jìn)給時(shí)的最大流量為3.16L/min。則液壓油在管內(nèi)流速v1為 v1 = = cm/min =8330cm/min = 139 cm/min 管道流動(dòng)雷諾數(shù)為 = = = 111 ＜2300，可見(jiàn)油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù) = = = 0.68 進(jìn)油管道BC的沿程壓力損失為 = = Pa 查閱換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失 = Pa。忽略油液通過(guò)管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進(jìn)油路總壓力損失為 = + = Pa = Pa 2）工作進(jìn)結(jié)時(shí)的回油路壓力損失。由于選用單活塞桿液壓缸，并且液壓缸有桿腔的工作面積為無(wú)桿腔的工作面積的二分之一，則回油管道的流量為進(jìn)油管道的二分之一，則 = = 69.5cm/s = = = 55.5 = = = 1.39 回油管道的沿程壓力損失為 = = Pa = Pa 查產(chǎn)品樣本知換向閥3WE6A50/ OAG24的壓力損失 = 0.025×Pa，換向閥4WE6E50/OAG24的壓力損失 = 0.025×Pa，調(diào)速閥2FRM5-20/6的壓力損失為 = 0.5×Pa。 回油路總壓力損失為 =+++=（0.05+0.025+0.025+0.5）×Pa =0.6×Pa 3）變量泵出口處的壓力 = + =3.2×Pa 4）快進(jìn)時(shí)的壓力損失?？爝M(jìn)時(shí)液壓缸為差動(dòng)連接，自匯流點(diǎn)A至液壓缸進(jìn)油口C之間的管路AC中，流量為液壓泵出口流量的兩倍即40 L/min，管路AC中的沿程壓力損失為 = = cm/s = 590cm/s = = = 472 = = = 0.159 = = Pa = Pa 同意可以求得管道AB段以及AD段的沿程壓力損失和分別為 = = cm/s = 295cm/s = = = 236 = = = 0.32 = Pa = Pa = Pa = Pa 查閱產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為： 4WE6E50/OAG24的壓力損失為 = Pa 3WE6A50/OAG24的壓力損失為 = Pa 據(jù)分析在差動(dòng)連接中，泵的出口壓力為 = +++ ++ = Pa = 1.93×Pa 上述驗(yàn)算表明，不需要修改原設(shè)計(jì)。 6.2發(fā)熱溫升的驗(yàn)算 當(dāng)v = 10cm/min時(shí) = = = 0.785L/min 此時(shí)泵的效率為0.1，泵的出口壓力為3.2MPa，則有 = kw = 0.42 kw = Fv = kw = 0.034kw 此時(shí)的功率損失為 = - = （0.718-0.41kw = 0.31kw 可見(jiàn)在工進(jìn)速度低時(shí)，功率損失為0.386kw，發(fā)熱量最大。 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取K =kw/(.℃),油箱的散熱面積A為 A = 0.065 = 0.065 = 1.92 系統(tǒng)的溫升為 = = ℃ = 20.1℃ 對(duì)于一般機(jī)械允許溫升25~30℃，數(shù)控沖孔機(jī)油液溫升應(yīng)該小于25℃，工程機(jī)械等允許的溫升為35~40℃。驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)，不必采取其他的冷卻措施。 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，時(shí)至今日，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文終于完成了，現(xiàn)在回想起來(lái)做整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程經(jīng)歷，著實(shí)有些感慨，也頗有心得，其中的苦與甜只有自己經(jīng)歷過(guò)才知道，當(dāng)然這也是對(duì)大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的一種考驗(yàn)。在這幾個(gè)月的實(shí)習(xí)中，使我對(duì)一些鍛壓設(shè)備，鍛壓工序等有了一定的了解。對(duì)它們的設(shè)計(jì)、制造、安裝多能夠有一定的認(rèn)識(shí)。 平時(shí)我們都學(xué)習(xí)課本上的理論知識(shí)，沒(méi)有看到或接觸到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及制造。故在此實(shí)習(xí)中把平時(shí)學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)多結(jié)合到實(shí)際應(yīng)用中，充分做到了教核和實(shí)踐相結(jié)合。在兩者的結(jié)合下，使我又學(xué)到了很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)。 我設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是盆體沖孔機(jī)液壓系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)習(xí)，我明白了設(shè)計(jì)不單是憑空捏造出來(lái)的，而是在大量數(shù)據(jù)，資料，精力是基礎(chǔ)之上的，綜合了設(shè)計(jì)者的思想，并通過(guò)理論經(jīng)驗(yàn)公式，校核和實(shí)踐檢驗(yàn)是不是可行，每一個(gè)步驟都要仔細(xì)檢查運(yùn)算和有關(guān)的數(shù)據(jù)，綜合協(xié)調(diào)個(gè)部分的關(guān)系，從而的出最佳的結(jié)論，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們明白了設(shè)計(jì)的一般步驟方法，這最我們即將走向工作崗位是很有益的。實(shí)際設(shè)計(jì)中難免有一些不足和失誤的地方，望各位老師和同學(xué)給予指正以便以后進(jìn)一步提高。 致 謝 時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)。完成這篇論文花了三個(gè)月的時(shí)間。在完成論文的過(guò)程中，我驚喜地發(fā)現(xiàn)，在學(xué)習(xí)大量的文獻(xiàn)和書(shū)籍的過(guò)程中，我對(duì)機(jī)械方面的知識(shí)有了更深的了解，也體會(huì)到了學(xué)習(xí)的快樂(lè)和完成工作時(shí)的成就感。另一方面，在論文寫(xiě)作中，我也遇到了很多困難，意識(shí)到學(xué)術(shù)創(chuàng)作的不易。我要感謝我的導(dǎo)師，他給我提供了文章總體結(jié)構(gòu)思路解析。從選題、確定提綱、完成初稿到修改論文，老師給了我無(wú)私的幫助和支持。在此，我謹(jǐn)向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。 在大學(xué)生活即將結(jié)束的這幾年里，我結(jié)交了很多熱誠(chéng)的朋友，認(rèn)真的輔導(dǎo)員。畢業(yè)設(shè)計(jì)圖案的順利完成，也離不開(kāi)他們的熱情幫助和導(dǎo)師的精心指導(dǎo)。借此機(jī)會(huì)，向所有幫助我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。 論文完成的這個(gè)時(shí)刻，學(xué)生在此謹(jǐn)向敬愛(ài)的老師表示感謝、敬意和祝福，希望老師工作順利、身體健康、合家歡樂(lè)。除此之外，我還得到了許多其他人得幫助，真的謝謝這些善良、可愛(ài)的人，希望這些人幸福、幸運(yùn)。感謝所有人！謝謝他們，愿他們快樂(lè)！ 參考文獻(xiàn) [1]雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè).北京：北京理工大學(xué)出版社，1998 [2]馬永輝等.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.北京：中國(guó)鐵道出版社，1985 [3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第4卷）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 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