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1、第 30 頁共 30 頁 液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)說明書 液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 課程題目 液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 班 級(jí) 11 機(jī)一 姓 名 黃 慶 學(xué) 號(hào) 11010109 前言 液壓傳動(dòng)是用液體作為來傳遞能量的，液壓傳動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)：易于獲得較大的力或力矩，功率重量比大，易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)

2、動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)較大范圍的無級(jí)變速，傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)快速而且無沖擊，與機(jī)械傳動(dòng)相比易于布局和操縱，易于防止過載事故，自動(dòng)潤(rùn)滑、元件壽命較長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。?液壓傳動(dòng)的基本目的就是用液壓介質(zhì)來傳遞能量，而液壓介質(zhì)的能量是由其所具有的壓力及力流量來表現(xiàn)的。而所有的基本回路的作用就是控制液壓介質(zhì)的壓力和流量，因此液壓基本回路的作用就是三個(gè)方面：控制壓力、控制流量的大小、控制流動(dòng)的方向。所以基本回路可以按照這三方面的作用而分成三大類：壓力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)，電氣傳動(dòng)為當(dāng)代三大傳動(dòng)形式，是現(xiàn)代發(fā)展起來的一門新技術(shù)?！兑簤簜鲃?dòng)》課是工科機(jī)械類專業(yè)的重點(diǎn)課

3、程之一。既有理論知識(shí)學(xué)習(xí)，又有實(shí)際技能訓(xùn)練。為此，在教學(xué)中安排一至二周的課程設(shè)計(jì)。該課程設(shè)計(jì)的目的是： 1、 綜合運(yùn)用液壓傳動(dòng)及其它先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)踐，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固，加深和發(fā)展。 2、 熟悉和掌握擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖，液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，液壓元件選擇以及液壓系統(tǒng)的計(jì)算的方法。 3、 通過課程設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的基本技能，熟悉設(shè)計(jì)資料和技術(shù)手冊(cè)，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)工作打下必要的基礎(chǔ)。 目 錄 一 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 5 1 課程設(shè)計(jì)題目 5 二 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步

4、驟 6 1 液壓系統(tǒng)的工況分析 6 2 確定系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖 8 2.1 確定系統(tǒng)方案 8 2.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 11 3 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 14 3.1 液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算 14 3.2 液壓泵的流量、壓力的計(jì)算和選擇泵的規(guī)格 17 3.3 液壓閥的選擇 19 3.4 確定管道尺寸 20 3.5 液壓油箱容積的確定 21 4 液壓系統(tǒng)驗(yàn)算及技術(shù)文件的編制 22 4.1 壓力損失驗(yàn)算和壓力閥的調(diào)整壓力 22 4.2 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 25 5 繪制工作圖，編制技術(shù)文件 27 三 設(shè)計(jì)體會(huì) 28

5、 四 參考文獻(xiàn) 30 任 務(wù) 書 設(shè)計(jì)課題： 設(shè)計(jì)一臺(tái)專用銑床液壓系統(tǒng)。要求實(shí)現(xiàn)“夾緊→快進(jìn)→工進(jìn)→快退→原位停止→松開”的自動(dòng)工作循環(huán)。夾緊力為3500N，工作缸的最大有效行程為400mm、工作行程為200mm、工作臺(tái)自重3000N，工件及液壓夾具最大重量為1000N，采用平導(dǎo)軌和V型導(dǎo)軌，水平切削力為10000N，垂直切削力為2000N，快速5m/min，進(jìn)給速度為50~800mm/min。備注：夾緊行程20mm，時(shí)間為1s，進(jìn)回油管長(zhǎng)各為1m。 1、 工況分析 首先根據(jù)已知條件，繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖，如圖1

6、-1所示。然后計(jì)算各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖。 液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型，即： F=Fw+Ff+Fa 式中，F(xiàn)w—工作負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床來說，即為活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，在本例中Fw為10000N Fa—運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載 Ff—導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦阻力，對(duì)于平導(dǎo)軌Ff可由下式求得： Ff=f（G+FRn） G—運(yùn)動(dòng)部件重力，G=3000+1000=4000N； FRn—垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，F(xiàn)Rn=1000N;

7、 f—導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，在例中取靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2.則求得： Ffs=0.2×5000=1000N (1-1) Ffa=0.1×5000=500N 上式中Ffs為靜摩擦阻力，F(xiàn)fa為動(dòng)摩擦阻力。 式中 g—重力加速度； △t—啟動(dòng)加速或減速制動(dòng)的時(shí)間。機(jī)床中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)△t=0.01～0.5秒； △V—△t時(shí)間內(nèi)的速度變化量； 題中 Fa= =680N 根據(jù)

8、上述各式計(jì)算出各工作階段的負(fù)載，列出各工作階段所受的外負(fù)載（見圖1-1）,并畫出（如圖1-2）所示的負(fù)載循環(huán)圖。 圖1-1 速度循環(huán)圖 圖1-2 負(fù)載循環(huán)圖 表1-1 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載 工作循環(huán) 計(jì)算公式 外負(fù)載F/（N） 啟動(dòng)、加速 F=Ffs+Fa 1500 快進(jìn) F=Ffa 500 工進(jìn) F=Ffa+Fw 10500

9、 快退 F=Ffa 500 2、確定系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖 確定液壓系統(tǒng)方案、擬定液壓系統(tǒng)圖，是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵性的一步。系統(tǒng)方案，首先應(yīng)滿足工況提出的工作要求（運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力）和性能要求。其次，擬定系統(tǒng)圖時(shí)，還應(yīng)力求效率高、發(fā)熱少、簡(jiǎn)單、可靠、壽合長(zhǎng)、造價(jià)低。 2.1 確定系統(tǒng)方案 1．確定系統(tǒng)方案 通過分析負(fù)載循環(huán)圖，可初步確定最大負(fù)載點(diǎn)，并根據(jù)工況特點(diǎn)和性能要求，用類比法選用執(zhí)行元件工作壓力。有時(shí)主機(jī)的工況難以類比時(shí)，可按負(fù)載的大小選取。在選用液壓泵時(shí)，應(yīng)注意所選用液壓泵的類型和額定壓力。由于管路有壓力損失，因此液壓泵的工作壓力應(yīng)比執(zhí)行元件的工作壓力高。

10、液壓泵的額定壓力應(yīng)比其工作壓力高25～60%，使泵具有壓力儲(chǔ)備。壓力低的系統(tǒng)，儲(chǔ)備量宜取大些，反之則取小些。初選的執(zhí)行元件工作壓力作為計(jì)算執(zhí)行元件尺寸時(shí)的參考?jí)毫ΑＨ缓?，在?yàn)算系統(tǒng)壓力時(shí)，確定液壓泵的實(shí)際工作壓力。 （1） 確定供油方式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)，快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量，減小發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量供油?，F(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。 （2） 調(diào)速方法的選擇 在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)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(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用限壓

11、式變量泵和調(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)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)，并且調(diào)速回路裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。 （3） 速度換接方式的選擇 本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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速回路。 (4) 夾緊回路的選擇 用二位四通電磁閥來控制夾緊，松開換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式，考慮到夾緊時(shí)間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的

12、大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。 （5）確定液流流向控制方式 根據(jù)系統(tǒng)中工作循環(huán)、動(dòng)作變換性能和自動(dòng)化程度的要求，按書本方向控制回路一節(jié)中選擇結(jié)構(gòu)形式、換向位數(shù)、通路數(shù)、中間滑閥機(jī)能和操作方式。 （6）確定順序動(dòng)作控制的方式 對(duì)操作不頻繁，動(dòng)作順序隨機(jī)的，如工程、建筑、起重運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)，常采用手動(dòng)多路換向閥控制。如果操縱力較大，可用手動(dòng)伺服控制。 行程和速度經(jīng)常變化時(shí)，采用伺服系統(tǒng)。 對(duì)一般功率不大，換向平穩(wěn)性要求較低，動(dòng)作順序較嚴(yán)格而變化不多的工況下，常采用以下三種控制方式： A 行程控制。靠運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)到預(yù)定位置（行程）時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，使液壓元件動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件速度方向的變化。

13、 B 壓力控制。利用油路本身壓力的變化控制閥門啟閉，實(shí)現(xiàn)各工作部件依次順序動(dòng)作。如利用壓力變化的順序?qū)崿F(xiàn)多缸順序動(dòng)作、快進(jìn)給工進(jìn)、低壓轉(zhuǎn)增壓，或到達(dá)一定力后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷、互鎖、安全防護(hù)等動(dòng)作。為了防止壓力波引起壓力控制元件誤動(dòng)作，調(diào)整壓力應(yīng)比所需動(dòng)作的壓力高0.5～0.7 MPa。 C 時(shí)間控制。在動(dòng)作轉(zhuǎn)換中需要間隔一定時(shí)間時(shí)，常采用電氣時(shí)間繼電器或延時(shí)閥的轉(zhuǎn)換，控制時(shí)間的間隔。如液壓機(jī)、壓鑄機(jī)、塑料注射機(jī)中保壓或冷卻一定時(shí)間后，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的轉(zhuǎn)換。 有時(shí)，為了主機(jī)的某一動(dòng)作更為可靠（如機(jī)床，為了定位和夾緊可靠，要求定位行程開關(guān)發(fā)信，而且夾緊后壓力繼電器也發(fā)信，才允許轉(zhuǎn)換動(dòng)作），可采用行程和

14、壓力聯(lián)合控制的方式。 此外，還可采用其它物理量的變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的轉(zhuǎn)換。如壓鑄機(jī)中、加熱到規(guī)定溫度后，通過溫度傳感器發(fā)信，轉(zhuǎn)換下一個(gè)順序動(dòng)作。有的通過電磁感應(yīng)、光電感應(yīng)等發(fā)信，轉(zhuǎn)換下一個(gè)順序動(dòng)作。 2.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 確定液壓系統(tǒng)方案后，可選擇和設(shè)計(jì)液壓基本回路，并配置輔助性回路或元件（如濾油器及其回路、壓力表及其測(cè)壓點(diǎn)布置、控制油路或潤(rùn)滑油路等），即可組成液壓系統(tǒng)圖。 在擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： (1) 避免回路之間相互干擾 同一泵源驅(qū)動(dòng)多個(gè)執(zhí)行元件要求同時(shí)動(dòng)作時(shí)，由于負(fù)載不同會(huì)使執(zhí)行元件先后動(dòng)作，或者保壓油路上，由于其它執(zhí)行元件的負(fù)載變化，使油路壓力下降。

15、上述引起速度或壓力干擾的現(xiàn)象必須加以解決。 對(duì)速度的同步精度要求不高的場(chǎng)合，可在各進(jìn)油路上串接節(jié)流閥；速度同步稍有要求時(shí)用調(diào)速閥。對(duì)同步精度有較高要求時(shí)，用流量比例閥或分流-集流閥。 出現(xiàn)壓力干擾，可采用蓄能器與單向閥，使與其它動(dòng)作的油路隔開。如果時(shí)間短，可選用泄漏量較小的換向閥，并用單向閥隔斷。 對(duì)于某一執(zhí)行元件必須保持一定壓力，然后允許其它執(zhí)行元件動(dòng)作的回路，可采用順序閥，使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)落下。 對(duì)于兩個(gè)以上需快進(jìn)與工進(jìn)的執(zhí)行元件，為了防止快進(jìn)對(duì)工進(jìn)的干擾，可采用在高壓小流量泵與各換向閥之間都串接一個(gè)調(diào)速閥，在低壓大流量泵與各換向閥之間都串接一個(gè)單向閥，因此當(dāng)一個(gè)或幾個(gè)執(zhí)行元件快

16、進(jìn)時(shí)，其余執(zhí)行元件可繼續(xù)工進(jìn)。也可采用快進(jìn)與工進(jìn)由低壓大流量泵與高壓小流量泵分別供油。 (2) 防止液壓沖擊 液壓系統(tǒng)中由于工作部件運(yùn)動(dòng)速度變換、工作負(fù)載突變，常會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，影響系統(tǒng)的正常工作，故必須采取預(yù)防措施，其辦法見表1-3。 表1-3 (3) 力求控制油路可靠 除高壓大流量系統(tǒng)采用單獨(dú)低壓油泵供控制油路外，一般在主油路上直接引出控制油路。此時(shí)，引出的控制油應(yīng)滿足液動(dòng)閥的最低控制壓力。當(dāng)油泵卸荷時(shí)，為保證液動(dòng)閥能換向，在回油路上安裝背壓閥，或在進(jìn)油路上安裝順序閥。但應(yīng)注意，高壓系統(tǒng)中，采用高壓順序閥，當(dāng)高壓下

17、開啟時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，由于彈簧疲勞、滑閥“卡緊”而不能復(fù)位，易產(chǎn)生誤動(dòng)作。同樣，電液換向閥由于控制壓力較高，在停留時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，也存在不能復(fù)位的問題。因此采用面序閥維持開啟壓力，引出的控制油，經(jīng)減壓閥和安全閥限壓后，獲得較穩(wěn)定的低壓控制油源。但在高壓下工作的可靠性比單獨(dú)低壓泵供油要差些。 (4) 力求系統(tǒng)簡(jiǎn)單 在組合基本回路時(shí)，力求元件少。如當(dāng)二個(gè)油缸不同時(shí)工作而工作速度相同時(shí)，可采用公用閥的回路，即在回油路上并聯(lián)節(jié)流閥下二位二通閥。應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)元件，品種規(guī)格要少。只在不得已時(shí)，才自行設(shè)計(jì)元件。在連接油管時(shí)，盡量要短，接頭數(shù)量要少。 經(jīng)修改、整理后的液壓系統(tǒng)圖如圖1-4所示： 3

18、、液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 （1） 液壓缸主要尺寸的確定 ?工作壓力p的確定 通過負(fù)載循環(huán)圖，初步確定了執(zhí)行元件的最大外負(fù)載和系統(tǒng)的工作壓力后，根據(jù)選擇的執(zhí)行元件的類型、密封件的型式和回路的組合情況，計(jì)算執(zhí)行元件的主要尺寸。參考主機(jī)液壓執(zhí)行器常用的設(shè)計(jì)壓力表（表2-1、表2-2）可知，專用銑床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為10500N時(shí)宜選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力P=3Mpa。 表2-1 按主機(jī)類型選擇執(zhí)行元件工作壓力 主機(jī)類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu) 液壓機(jī) 中、大型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床

19、拉床 工作壓力p/MPa 2 3～5 8 8～10 10～16 20～32 表2-2 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力 負(fù)載F/KN <5 5～10 10～20 20～30 30～50 >50 工作壓力p/MPa <0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 >5～7 表2-3執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值 系 統(tǒng) 類 型 背 壓 p2(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

20、～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 比中低壓系統(tǒng)高50%～100% 高壓系統(tǒng)>16～32Mpa 如鍛壓機(jī)械等 初算時(shí)背壓可忽略不計(jì) ?計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d 由負(fù)載圖知最大負(fù)載F為10500N，按表2-3可取P2為0.5MPa，并取液壓缸機(jī)械效率ηcm=0.95，考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取d/D為0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式（2-3）可得 D==0.072m=7.2cm 根據(jù)表2-4，將液壓缸內(nèi)

21、徑圓整為D=80mm；活塞桿直徑d，按d/D=0.7及表2-5活塞桿直徑系列取d=56mm 表2-4 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80） 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 表2-5 活塞桿直徑系列（GB2348-80） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45

22、 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 按工作要求夾緊力由兩個(gè)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)低于進(jìn)給液壓缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為2.5mpa，回油脊壓力為零，ηcm=0.95，則按式（2-3）可得 D==0.0306m 按表2-4，2-5液壓缸和活塞缸的尺系列，取夾緊液壓缸的D和d分別為32mm和22mm。 按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，由式（2-4）可得 A>q

23、min/vmin=50/4.5=11.11cm2 式中qmin是由產(chǎn)品樣品查的GE系列調(diào)速閥AQF3-E10B的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min 本例中調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效面積應(yīng)取液壓缸有桿腔的實(shí)際面積，即 25.64cm2 可見上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。 ?計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流量： q快進(jìn)= q工進(jìn)= q快退= （2） 液壓泵的流量、壓力的計(jì)算和選擇泵的規(guī)格 ?泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進(jìn)油管路一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為pp=p1+ 式中 pp-液壓泵最大工作壓力；

24、 p1-執(zhí)行元件最大工作壓力； -進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取0.2～0.5Mpa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5～1.5Mpa，本題中取0.5Mpa。 pp=p1+=3+0.5=3.5Mpa 上述計(jì)算所得的pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力pn（1.25～1.6）pp。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。本題中取pn=1.25 pp=4.4Mpa。 ?泵的流量確定 液壓泵的最大流量應(yīng)為qp KL（）max 式中 qp-液壓泵的最大流

25、量； （）max-同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值； KL-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=1.1～1.3，現(xiàn)取KL=1.2。 qp=KL（）max=1.212.82=15.38L/min ?選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上算得的pp和qp再查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選YBX-16限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量ｑ0=16mL/r，泵的額定壓力pn=6.3Mpa，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nH=960r/min，容積效率ηV=0.85，總效率η=0.7。 ④與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定 首先分別算出快進(jìn)和工進(jìn)兩種不同工況時(shí)的功率，取

26、兩者較大值作為選擇電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在慢進(jìn)時(shí)泵輸出的流量減小，泵的效率急劇降低，一般當(dāng)流量在0.2～1L/min范圍內(nèi)時(shí)，可取η=0.03～0.14。同時(shí)還應(yīng)注意到，為了使所選擇的電動(dòng)機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點(diǎn)時(shí)不致停轉(zhuǎn)，需進(jìn)行驗(yàn)算，即 式中 pn-所選電動(dòng)機(jī)額定功率； pB-限壓是變量葉片泵的限定壓力； qp-壓力為pB時(shí)，泵的輸出流量。 首先計(jì)算快進(jìn)時(shí)的功率，快進(jìn)時(shí)的外負(fù)載為2000N，進(jìn)油路的壓力損失定為0.3Mpa，所以 快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為 工進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為 查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，選用Y90S-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為0

27、.75KW，額定轉(zhuǎn)速為910r/min。 （3） 液壓閥的選擇 液壓閥的規(guī)格主要是根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過該閥的最大實(shí)際流量從產(chǎn)品樣本中選取的。一般要求所選閥的額定壓力要大于系統(tǒng)的最高工作壓力，選閥的額定流量要大于通過該閥的最大實(shí)際流量。如果通過閥的流量超過所選閥的額定流量的20%，將會(huì)引起過大的壓力損失、發(fā)熱、噪聲及閥的性能下降。具體的講，選擇壓力閥時(shí)應(yīng)考慮調(diào)壓范圍、流量變化范圍及此范圍內(nèi)的壓力平穩(wěn)性等；選擇流量閥時(shí)主要應(yīng)考慮流量調(diào)節(jié)范圍、最小穩(wěn)定流量、閥的最高工作壓力、閥的最小壓差、閥對(duì)壓差和溫度變化的補(bǔ)償作用、工作介質(zhì)的清潔度要求等；在選擇方向控制閥時(shí)，除了考慮壓力、流量外，

28、還應(yīng)考慮其中位機(jī)能、換向頻率、閥口的壓力損失和內(nèi)泄漏大小等。此外，在選擇閥時(shí)還應(yīng)注意結(jié)構(gòu)形式、壓力等級(jí)、連接方式、集成方式及操縱方式等。 根據(jù)液壓閥在液壓系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最高流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格，選定的液壓元件如表1-9所示。 表1-9 液壓元件明細(xì)表 序號(hào) 元 件 名 稱 最大通過流量/ 型號(hào) 1 單向節(jié)流閥 0.965 ALF-E10B 2 三位四通電磁換向閥 5.03 34EF30-E10B 3 單向調(diào)速閥 5.03 AQF3-E10B 4 液壓泵 15.38 YBX-16 5

29、 單向閥 0.965 AF3-EA10B 6 液控順序閥 12.3 XF3-E10B 7 壓力繼電器 0.965 DP-63B 8 減壓閥 0.965 JF3-10B 9 壓力表開關(guān) AF3-Ea10B 10 二位四通電磁換向閥 0.965 24EF3-E10B 11 壓力繼電器 12.3 DP1-63B 12 濾油器 15.38 XU-B32×1000 （4）確定管道尺寸 一般先按通過油管的最大流量和管內(nèi)允許的流速來選擇油管的內(nèi)徑。也可按流量、流速、管道尺尺寸計(jì)算圖直接查出油管尺寸，

30、然后按工作壓力來確定油管的壁厚或外徑。 油管內(nèi)徑d，由下式求得 mm 式中 q—通過油管的最大流量（L/min）； v—油管內(nèi)允許流速（m/s）。對(duì)吸油管道取1～2m/s，對(duì)壓油管道取2.5～5m/s。 本題中系統(tǒng)主油路流量按快進(jìn)時(shí)取q=38.2L/min，壓油管的允許流速取v=4m/s,則內(nèi)徑d為 mm 若系統(tǒng)主油路流量按快退時(shí)取q=12.82L/min,則可算得油管內(nèi)徑d=8.2mm。 綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為14mm。吸油管同樣可按上式計(jì)算（q=24L/min、v=1.5m/s），參照YBX-16變量泵吸油口連

31、接尺寸，取吸油管內(nèi)徑d為25mm。 （5）液壓油箱容積的確定 油箱的主要作用是儲(chǔ)油和散熱，因此必須有足夠的散熱面積和儲(chǔ)油量。整個(gè)液壓系統(tǒng)的能量損失，包括壓力損失、流量損失和機(jī)械損失，均轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高，使油氧化變質(zhì)，影響系統(tǒng)正常工作，故對(duì)油溫有一定允許范圍。要保證這一點(diǎn)，最主要的是合理擬定液壓系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的效率，減少系統(tǒng)的發(fā)熱。其次要保證油箱有一定的散熱面積，也就是保證油箱有一定的容量。 油箱的有效容量可按下列經(jīng)驗(yàn)公式概略確定： 在低壓系統(tǒng)中 V=(2～4)qp 在中壓系統(tǒng)中 V=(5～7) qp 在中高壓、高壓大功率系統(tǒng)中（如鍛壓冶金機(jī)械） V=(6～12) q

32、p 式中 qp—液壓泵額定流量（L/min）。 所以現(xiàn)選用容器為V=160L的油箱 按上式概略確定的油箱容積，一般情況下能保證正常工作。但在功率較大而連續(xù)工作的工況下，需按發(fā)熱量驗(yàn)算后確定。 油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1) 結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮清洗、換油方便。油箱頂部要有加油孔，底面應(yīng)有傾斜度，放油孔開在最低處 . 2) 吸油管及回油管應(yīng)隔開，中間加隔板，以使回油中夾雜的氣泡和臟物行到沉淀，不至直接進(jìn)入吸油管。隔板高度不低于油面到箱底高度的3/4，而油面高度是油箱高度的0.8； 3) 吸油管離箱底距離H≥2D，距箱壁大于3D（D為吸油管外徑）；回油管需插入油面以下，距箱底h

33、≥2d（d為回油管外徑），油管切口角為45。，切口面向箱壁。 4、液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 為了判斷液壓系統(tǒng)工作性能的好壞，和正確調(diào)整系統(tǒng)的工作壓力，常需驗(yàn)算管路的壓力損失、發(fā)熱后的溫升。對(duì)動(dòng)態(tài)特性有要求的系統(tǒng)，還需驗(yàn)算液壓沖擊或換向性能。 （1） 壓力損失驗(yàn)算和壓力閥的調(diào)整壓力 由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未清楚，整個(gè)回路的壓力損失無法估算，僅只有閥類元件對(duì)壓力損失所造成的影響可以看得出來，供調(diào)定壓力值時(shí)參考。因快退時(shí)，液壓缸無缸腔的回油量是進(jìn)油量的2倍，其壓力損失比快進(jìn)時(shí)要大，因此必須計(jì)算快退時(shí)的進(jìn)油路與回油路的壓力損失。假定液壓系統(tǒng)選用N32號(hào)液壓油，考慮最低工作溫度為15℃，由手冊(cè)查出此時(shí)

34、油的運(yùn)動(dòng)粘度 ，油的密度。 已知：快退時(shí)進(jìn)油管和回油管長(zhǎng)度均為，油管直徑d=14mm，通過的流量為進(jìn)油路q1=40L/min，回油路q2=80L/min。 確定油的流動(dòng)狀態(tài)，按式經(jīng)單位換算為： 式中 則進(jìn)油路中流量的雷諾數(shù)為 回油路中液流的雷諾數(shù)為 由上可知，進(jìn)回油路中的流動(dòng)都是層流。 （1） 沿程壓力損失，由式（1-37）可算出進(jìn)油路和回油路的壓力損失。在進(jìn)油路上，流速 則壓力損失為 在回油路上，流速為進(jìn)油路上的兩倍，即v=8.66m/s，則壓力損失為 （2） 局部壓力損失 由于采用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過

35、各閥的局部壓力損失按式計(jì)算，結(jié)果列于表1-10中。 表1-10 閥內(nèi)元件局部壓力損失 元件名稱 額定流量 實(shí)際通過的流量 額定壓力損失 實(shí)際壓力損失 單向閥2 45 40 0.2 0.128 三位五通電磁閥3 83 40/80 0.4 0.04/0.161 單向行程調(diào)速閥4 83 80 0.4 0.161 注：快退時(shí)進(jìn)過三位五通閥的兩油道流量不同，壓力損失也不同。 若取集成塊進(jìn)油路的壓力損失pa，回油路壓力損失pa，則進(jìn)油路和回油路總的壓力損失為： 查表1-1知快退時(shí)液壓缸負(fù)載F=2000N；則快退時(shí)液壓缸的工作壓力為 按式（8-5）可算

36、出快退時(shí)泵的工作壓力為pa 從以上驗(yàn)算結(jié)果可以看出，各種工況下的實(shí)際壓力損失都小于初選的壓力損失值，而且比較接近，說明液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)、元件的參數(shù)是合理的，滿足要求。 （2）系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)工作時(shí)，各種能量損失最終都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使油溫升高。油溫升高?huì)使油液粘度下降，泄漏增加；油液通過節(jié)流元件時(shí)的節(jié)流特性發(fā)生變化，造成系統(tǒng)性能的變化；油溫上升，還會(huì)加速油液氧化變質(zhì)。因此系統(tǒng)必須將油溫控制在允許的范圍內(nèi)。 當(dāng)v=5cm/min時(shí)， q= 此時(shí)泵的效率為0.1，泵的出口壓力為1.04mpa，則有 此時(shí)的功率損失為

37、 =—=0.1004-0.0088=0.0916 當(dāng)v=100cm/min時(shí)，q=5.03L/min，總效率為0.7 則 =—=0.287-0.140=0.15 可見在工進(jìn)速度低時(shí)，功率損失為0.15kw，發(fā)熱量最大 假設(shè)系統(tǒng)的散熱狀況一般，取,油箱的散熱面積A為 系統(tǒng)的溫升為 驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi) 5、 繪制工作圖，編制技術(shù)文件 選定液壓元件，經(jīng)必要的驗(yàn)算后，按工況分析和工作性能的要求，反復(fù)修

38、改初步擬訂的液壓系統(tǒng)圖，便可繪制正式的液壓系統(tǒng)圖。圖中： 1) 標(biāo)題欄中應(yīng)表明液壓元件、輔助元件的規(guī)格、型號(hào)和調(diào)整值。 2) 在各執(zhí)行元件的上方標(biāo)出工作循環(huán)示意圖。對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，按各執(zhí)行元件的動(dòng)作程序繪制動(dòng)作周期表，應(yīng)以主機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)畫出液壓系統(tǒng)圖。 3) 應(yīng)繪出電氣行程開/關(guān)布置圖，并附電磁鐵、壓力斷電器等動(dòng)作程序狀態(tài)表。然后，繪制液壓系統(tǒng)的管路布置示意圖，泵源裝配圖（包括油箱、油泵機(jī)架）、閥安裝總體結(jié)構(gòu)（包括通油板或集成塊）和電氣線路圖。 最后，編寫液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算書和液壓系統(tǒng)工作原理、操作、使用說明書，其中包括液壓系統(tǒng)圖。 三 設(shè)計(jì)體

39、會(huì) 這次液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，是我們第一次較全面的液壓知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過這次練習(xí)，使得我們對(duì)液壓基礎(chǔ)知識(shí)有了一個(gè)較為系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用，將原來看來比較抽象的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了具體化，初步掊養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用相關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展了有關(guān)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。 通過制訂設(shè)計(jì)方案，合理選擇各液壓零件類型，正確計(jì)算零件的工作能力，以及針對(duì)課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題查閱資料，大大擴(kuò)展了我們的知識(shí)面，培養(yǎng)了我們?cè)诒緦W(xué)科方面的興趣及實(shí)際動(dòng)手能力，對(duì)將來我們?cè)诖朔矫娴陌l(fā)展起了一個(gè)重要的作用。本次課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)

40、知識(shí)運(yùn)用的一次嘗試，是我們?cè)谝簤褐R(shí)學(xué)習(xí)方面的一次有意義的實(shí)踐。 通過這次銑床的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多液壓傳動(dòng)的實(shí)際中知識(shí)。也體會(huì)到了設(shè)計(jì)一個(gè)液壓系統(tǒng)的艱難，以及在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的問題。這對(duì)我在以后的工作和學(xué)習(xí)中有很大的幫助。通過這段時(shí)間的設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，越做到后面，越發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)的局限性，認(rèn)識(shí)到自己的很多不足，自己知識(shí)的很多盲點(diǎn)和漏洞，知識(shí)和實(shí)踐的差距，所以說通過這次設(shè)計(jì)我深刻的認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。 在這個(gè)過程中，遇到了一些困難，在課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題主要現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)掌握的不牢固，似懂非懂，但到了該使用的時(shí)候卻

41、不能夠輕松自由的使用，甚至有些就直接想不起來了。另一方面是對(duì)于課外的知識(shí)了解的太少，在這次課程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)上面有很多東西是自己不熟悉的，還有一些是自己根本就沒有聽說過的。在計(jì)算過程中，對(duì)很多公式不是很理解，計(jì)算出數(shù)據(jù)后在圓整方面缺乏經(jīng)驗(yàn)。主要問題是液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)很困難，對(duì)液壓系統(tǒng)的原理還不是很熟練。繪液壓系統(tǒng)原理圖時(shí)，有很多液壓元件的畫法存在小的問題。對(duì)于一些公式的運(yùn)用不是非常熟練。。該次液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了綜合運(yùn)用《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程及其它先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，將理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)緊密結(jié)合起來，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。通

42、過設(shè)計(jì)實(shí)際訓(xùn)練，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及解決工程問題打下良好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)涉及了液壓傳動(dòng)的大部分知識(shí)還有就是CAD作圖和word文檔的處理。也使我們很好的將課本上的知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來，收獲頗多，特別是收集資料和信息的能力，這也是我們大學(xué)期間一次難得機(jī)會(huì)，總之是獲益匪淺。 參考文獻(xiàn)： [1] 《液壓傳動(dòng)》 丁樹模主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 左健友主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》 張宏友主編 大連理工大學(xué)出版社 [4] 《液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)》（第二版）馬振福主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 成大先主編?化學(xué)工業(yè)出版社 [6] 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 游有鵬主編 科學(xué)出版社