齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計

46頁 19000字數(shù)+論文說明書+任務書+4張CAD圖紙【詳情如下】

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外文翻譯--Komatsu先進的液壓系統(tǒng).doc

液壓泵站裝配圖.dwg

液壓系統(tǒng)原理圖.dwg

液壓集成塊.dwg

系統(tǒng)裝配圖.dwg

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齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計說明書.doc

目  錄

目  錄 1

引言： ５

1.液壓系統(tǒng)設計規(guī)劃 ５

2.齒圈整體感應淬火專機介紹 ８

3.  液壓傳動發(fā)展概況 ８

3.1液壓傳動的工作原理及組成部分 ９

3.1.1 液壓傳動的工作原理 ９

3.1.2 液壓傳動的組成部分 １０

3.1.3  液壓傳動的優(yōu)缺點 １０

4、液壓系統(tǒng)設計 １２

4.1  明確設計要求，制定基本方案 １２

4.1.1 設計要求 １２

4.1.2 制定液壓系統(tǒng)基本方案 １２

4.2  液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 １４

4.2.1 液壓介質(zhì)的選擇 １４

4.2.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 １５

4.3  液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 １６

4.3.1 選系統(tǒng)工作壓力 １６

4.3.2 液壓缸主要參數(shù)的確定 １６

4.3.3 液壓缸強度校核 １７

4.3.4 液壓缸穩(wěn)定性校核 １９

4.3.5 計算液壓缸實際所需流量 ２１

4.3.6 繪制液壓缸工況圖 ２２

4.4  液壓閥的選擇 ２２

4.4.1 液壓閥的作用 ２２

4.4.2 液壓閥的基本要求 ２３

4.4.3 液壓閥的選擇 ２３

34DF30-E10B-D ２３

5  液壓泵站及其輔助裝置 ２４

5.1  液壓泵站 ２４

5.1.1 液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標準 ２４

5.1.2 各系列液壓泵站的簡述 ２５

5.2  液壓泵 ２６

5.2.1 液壓泵的選擇 ２６

5.2.2 液壓泵裝置 ２７

5.3  電動機功率的確定 ２９

5.4   液壓管件的確定 ２９

5.4.1 油管內(nèi)徑確定 ２９

5.4.2 管接頭 ２９

5.5  濾油器的選擇 ３０

5.5.1 濾油器的作用及過濾精度 ３０

5.5.2 選用和安裝 ３０

5.6  油箱及其輔件的確定 ３１

5.6.1 油箱 ３１

5.6.2 空氣濾清器 ３３

5.6.3 油標 ３３

6  液壓缸的設計計算 ３４

6.1 液壓缸的基本參數(shù)的確定 ３４

6.2 液壓缸主要零件的結構、材料及技術要求 ３４

6.2.1 缸體 ３４

6.3  缸蓋 ３７

6.3.1 缸蓋的材料 ３７

6.4  活塞 ３７

6.4.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 ３７

6.4.2 活塞與缸體的密封 ３８

6.4.3 活塞的材料 ３８

6.4.4 活塞的技術要求 ３８

6.5  活塞桿 ３９

6.5.1 端部結構 ３９

6.5.2 端部尺寸 ３９

6.5.3 活塞桿結構 ４０

6.5.4 活塞桿材料 ４１

6.5.5 活塞桿的技術要求 ４１

6.6  活塞桿的導向、密封和防塵 ４１

6.6.1 導向套 ４１

6.6.2 桿的密封與防塵 ４２

6.7  液壓缸的緩沖裝置 ４２

6.8  液壓缸的排氣裝置 ４２

6.9  液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式 ４３

6.9.1 液壓缸進出油口的聯(lián)接 ４３

6.9.2 液壓缸的安裝方式 ４３

結    論 ４４

致    謝 ４５

摘 要：齒圈整體感應淬火專機是對大型齒輪進行齒面淬火而研制的專用機床。專機工作時，齒輪裝卸時的往復運動，高頻加熱時的上下運動以及噴水機構的運動都由液壓系統(tǒng)來完成。本文介紹了專機液壓系統(tǒng)的設計過程。

關健詞：液壓系統(tǒng)；液壓元件；負載；整體淬火

   The Design of hydraulic system in Gear Whole Quenching Engine 

                 Bed Special Plane QIAN Bin & HAN Jiang

Abstract: Gear Whole Quenching Engine Bed Special Plane is the machine designed for surface quenching of large-sized gear When it runs, the loading and unloading movement of the reciprocating gear, the up and down movement of high frequency heating and the operation of water-spraying structure are all done by hydraulic system. This thesis introduces the

designing process of this system.

Keywords: hydraulic system; hydraulic element; load; whole quenching.

引言：專業(yè)技術人員在實踐中設計的實用的液壓傳動系統(tǒng)，能較好地實現(xiàn)齒圈整體感應淬火專機的相關運動。液壓傳動系統(tǒng)的設計是整個機器設計的一部分，它的任務是根據(jù)機器的用途、特點和要求，利用液壓傳動原理，擬訂合理的液壓系統(tǒng)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)來選擇液壓元件并進行系統(tǒng)的結構設計。

1.液壓系統(tǒng)設計規(guī)劃

1.1.總體規(guī)劃、確定液壓執(zhí)行元件

液壓執(zhí)行元件的類型、數(shù)量、安裝位置及其與主機的連接關系，對主機的設計有很大的影響，所以，在考慮液壓設備的總體方案時，確定液壓執(zhí)行元件和確定主機整體結構布局是同時進行的?？紤]到本方案及具體情況，液壓元器件采用集成塊式結構，因為集成塊設計、制造比較方便，不容易出錯，而且這種設計方法是目前液壓設計的主流方法，市場上這種類型的液壓元件(如各種液壓閥)規(guī)格齊全，價格也較低。油缸選擇柱塞缸，采用螺紋聯(lián)接方式與專機主體部分安裝。液壓泵選擇定量葉片泵。

1.2.明確液壓執(zhí)行元件的載荷、速度及其變化規(guī)律

 由于主機的載荷是經(jīng)過機械傳動關系作用到液壓執(zhí)行元件上的，故需要經(jīng)過計算才能明確。進行新機型液壓系統(tǒng)設計時，其載荷往往需要由樣機實測、同類設備參數(shù)類比或通過理論分析得出。當用理論分析確定液壓執(zhí)行元件的載荷時，必須仔細考慮其所有可能負荷，如工作載荷、慣性載  荷、彈性載荷、摩擦載荷、重力載荷和背壓載荷等。

1.3.草擬液壓系統(tǒng)原理圖

1.3.1.選擇液壓回路

（a）根據(jù)液壓系統(tǒng)所完成的功能和工作機械對液壓系統(tǒng)的設計要求來設計液壓回路。由于本方案設計的機床所需工作壓力、流量、功率均不大，而且本方案執(zhí)行機構速度低、調(diào)速范圍小，對工作穩(wěn)定性要求也不是很高，所以選擇的是節(jié)流調(diào)速。

結    論

本文對具有典型代表性的液壓系統(tǒng)——25KN齒圈整體感應淬火專機液壓機液壓系統(tǒng)進行了參數(shù)計算和結構設計。在液壓油路和各液壓元件的選擇及分析，集成塊上各液壓閥的布置，以及系統(tǒng)和油缸的裝配方案的選擇、比較和確定上都做了一定的工作?，F(xiàn)將有關總結如下

1．液壓系統(tǒng)的設計計算。在整個設計中，對液壓系統(tǒng)的設計計算所占的篇幅是最大的，其中所選用的有關方案都進行了詳細地比較，以保證這些方案是最適合本液壓系統(tǒng)。

2．油箱及各主要附件的選擇均以系統(tǒng)的要求為標準。同時，還考慮到了各元件的性價比和方便購買的問題，盡量保證所選元件是被廣泛應用的。

3．選擇了以集成塊作為聯(lián)接方式來進行系統(tǒng)的裝配。這種簡單實用的聯(lián)接方式已普遍應用于各種液壓機床。

4．液壓缸的結構設計參考了其他油缸的設計思路，并在此基礎上做了很多改進。

三個月的畢業(yè)設計實踐，使得作者對大學四年所學知識進行了一次全面性的歸納和總結。在這忙碌的三個月中，通過對各種相關資料的查閱，更加牢固地掌握了所學的專業(yè)知識，更多的了解了當今科學前沿的發(fā)展情況，大大地拓寬了知識面。這次的畢業(yè)設計實在使作者受益非淺！

致    謝

非常幸運，能夠在學風樸實厚重的學院度過一段對人生至關重要的學習時光，更幸運的是，能夠從師于學識淵博、熱心的師長，結識優(yōu)秀、熱心的同窗。

真心地感謝導師精心指導。導師淵博的知識，開放的思維方式，豐富的實踐經(jīng)驗，孜孜不倦的治學精神，提供的寬松的學習環(huán)境，使學生受益非淺，并將影響、鞭策和激勵學生今后的工作和學習，學生在學業(yè)上的收獲的同時，也從導師領悟到了許多為人處世的道理，感激之情，難于言表。

最后，作者誠心感謝所有關心和支持本論文的人們。

 參 考 文 獻

1． 范存德.  液壓技術手冊[M].  遼寧科學技術出版社, 2004,5 

2．  李杞儀,  趙韓.  機械原理[M].  武漢理工大學出版社, 2001,8 

3．  馮辛安,  董玉美,杜君文.  機械制造裝備設計[M].  機械工業(yè)出版  社, 2004,7 

4． 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004. 

5． 孟憲、姜琪等.機構構型與應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. 

6． 楊國太，陳玉.齒圈整體感應淬火專機研制[J].機械工程師,2007,2 

7． 章宏甲，黃誼． 液壓傳動． 北京：機械工業(yè)出版社，1998，第1版

8． 徐灝． 機械設計手冊（第5卷）． 北京：機械工業(yè)出版社，1992 ，第1版     

9． 佚名． GE系列液壓閥． 上海：上海高行液壓件長，2003

10． 鄭叔芳，吳曉琳． 機械工程測量學． 北京：科學出版社，1999，第1版

11． 成大光． 機械設計手冊． 北京：化學工業(yè)出版社，1993

12． 黎啟柏． 液壓元件手冊． 北京：冶金工業(yè)出版社，2000　

淮海工學院畢業(yè)設計（論文）任務書 題 目 齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計 學 院 機械工程學院 專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化 學生姓名 學 號： 文）應達到的目的 畢業(yè)設計是大學學習的最后一個綜合性實踐教學環(huán)節(jié)。通過設計要求學生綜合運用所學的理論、專業(yè)知識，對實際問題進行分析、研究，并完成相應的產(chǎn)品設 計。 （ 1）掌握機械產(chǎn)品設計的一般步驟和常用方法； （ 2）調(diào)查研究、中外文獻資料的查閱及綜合分析的能力； （ 3）鍛煉學生綜合所學知識和技能，獨立分析問題和解決問題的能力； （ 4）訓練學生 正確運用國家標準和技術語言闡述理論和技術問題 ， 撰寫科技論文和技術報告的能力 ； （ 5）通過計算機繪圖撰寫論文等工作，提高學生的計算機應用能力； （ 6）培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和促進創(chuàng)新能力的提高。 文）的內(nèi)容和要求〔包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等〕 齒圈整體感應淬火專機是對大型齒輪（齒輪直徑在 400上）進行齒面淬火而研制的專用機床。專機工作時，齒輪裝卸時的往復運動，高頻加熱時的上下運動以及噴水機構的運動都由液壓系統(tǒng)來完成。課題的設計需要完成齒圈整體感應淬火專機的液壓系統(tǒng)設計，包括集成塊設計和液壓泵站設計。 課題的完成需要設計液壓系統(tǒng)，并進行元件的選擇。低壓工作壓力，壓力值為2載 500N。 1、認識齒輪淬火機床能實現(xiàn)的功能和工作原理； 2、設計相應的液壓系統(tǒng)原理圖，選擇液壓元件； 3、設計集成塊零件圖、油箱的設計計算； 4、設計液壓泵站裝配圖； 5、完成零件圖的計算機繪制； 6、設計說明書一 份。 淮海工學院畢業(yè)設計（論文）選題、審題表申報課題名稱 齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計指導教師 專業(yè)技術職 務A B C D E A B C D課題性質(zhì)√ 課題來源 √大 適中 小 難 一般 易課題預計工作量 √課題預計難易程度 √課題簡介齒圈整體感應淬火專機是對大型齒輪（齒輪直徑在400mm 以上）進行齒面淬火而研制的專用機床。專機工作時，齒輪裝卸時的往復運動，高頻加熱時的上下運動以及噴水機構的運動都由液壓系統(tǒng)來完成。課題的設計需要完成齒圈整體感應淬火專機的液壓系統(tǒng)設計，包括集成塊設計和液壓泵站設計。課題的完成能夠使學生在機械結構設計和液壓系統(tǒng)設計方面得到鍛煉。設計 (論文)要 求（包括應具備的條件）1、該課題的完成需要學生了解淬火機的功能和工作原理；2、具備一定的機械結構、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)設計能力。能夠根據(jù)淬火機的功能設計出相應的機械結構和液壓系統(tǒng)；3、所設計的液壓系統(tǒng)應該具有實用性，在實現(xiàn)相應功能的基礎上，運行安全可靠；4、本課題設計所要求的場地、相關技術資料已基本具備，可以滿足課題設計的要求。系審定意見：系主任(簽名)： 年 月 日注：1. 該表作為畢業(yè)生畢業(yè)設計（論文）課題申報時專用，由選題教師填寫，經(jīng)系有關人員討論，負責人簽名后生效。2. 有關內(nèi)容的填寫見填表說明，并在表中相應欄內(nèi)打“ √”。3. 課題一旦被學生選定，此表須放在學生“畢業(yè)設計（論文）資料袋”中存檔。4. 填表說明：（1）該表的填寫只針對 1 名學生做畢業(yè)設計（論文）時選擇使用，如同一課題由 2 名及 2 名以上同學選擇，應在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標題） ，并且在“設計（論文）要求”一欄中加以體現(xiàn)；（2） “課題性質(zhì)”一欄， A.工程設計，B.理論研究，C.實驗研究，D.計算機軟件，E.綜合論文；（3） “課題來源”一欄：A.指導教師的科研課題，B. 指導教師收集的科研和生產(chǎn)實際中的課題，C.學生在科學活動和工程實踐中自立的課題， D.自擬課題；（4） “課題簡介”一欄：主要指研究設計該課題的背景介紹及目的、意義。5. “設計（論文）要求（包括應具備的條件） ”一欄：主要指本課題技術方面的要求，而“條 設計（論文）任務書題 目 齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計 學 院 機械工程學院 專業(yè)班級 學生姓名 學 號：1.畢業(yè)設計（論文）應達到的目的畢業(yè)設計是大學學習的最后一個綜合性實踐教學環(huán)節(jié)。通過設計要求學生綜合運用所學的理論、專業(yè)知識，對實際問題進行分析、研究，并完成相應的產(chǎn)品設計。（1）掌握機械產(chǎn)品設計的一般步驟和常用方法；（2）調(diào)查研究、中外文獻資料的查閱及綜合分析的能力；（3）鍛煉學生綜合所學知識和技能，獨立分析問題和解決問題的能力；（4）訓練學生正確運用國家標準和技術語言闡述理論和技術問題，撰寫科技論文和技術報告的能力；（5）通過計算機繪圖撰寫論文等工作，提高學生的計算機應用能力；（6）培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和促進創(chuàng)新能力的提高。2.畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容和要求〔包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等〕齒圈整體感應淬火專機是對大型齒輪（齒輪直徑在400mm 以上）進行齒面淬火而研制的專用機床。專機工作時，齒輪裝卸時的往復運動，高頻加熱時的上下運動以及噴水機構的運動都由液壓系統(tǒng)來完成。課題的設計需要完成齒圈整體感應淬火專機的液壓系統(tǒng)設計，包括集成塊設計和液壓泵站設計。課題的完成需要設計液壓系統(tǒng)，并進行元件的選擇。低壓工作壓力，壓力值為2MPa。負載500N。1、認識齒輪淬火機床能實現(xiàn)的功能和工作原理；2、設計相應的液壓系統(tǒng)原理圖，選擇液壓元件；3、設計集成塊零件圖、油箱的設計計算；4、設計液壓泵站裝配圖；5、完成零件圖的計算機繪制；6、設計說明書一份?；春９W院畢業(yè)設計（論文）任務書3.畢業(yè)設計（論文）的成果要求〔包括圖表、實物等硬件要求〕液壓系統(tǒng)原理圖一張，并選擇液壓元件； 液壓集成塊零件圖二張；液壓泵站裝配圖一張；外文資料翻譯一篇。至少閱讀三篇以上專業(yè)外文資料，并完成 10000 印刷符號（或譯出 3000 漢字）以上的譯文；設計說明書一份；；說明書不少于 30 頁，并附有 300 漢字左右的中文摘要及對應的外文摘要。有關撰寫的格式及標準按照《本科生畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范》執(zhí)行。4.主要參考文獻[1]成大先.機械設計手冊（3 版）.第 4 卷.北京：化學工業(yè)出版社，1999[2]王中發(fā).實用機械手冊.北京：北京理工大學出版社，1998[3]楊培元,朱福元. 液壓系統(tǒng)設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2006[4]王之櫟，王大康. 機械設計綜合課程設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1991[5]許福玲.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2002[6]周恩濤.液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2007.8[7]蔡春源.機械零件設計手冊液壓傳動和氣壓傳動.東北：冶金工業(yè)出版社，1979[8]張世偉，朱福元.液壓系統(tǒng)的計算與結構設計.寧夏：人民出版社，1986.7[9]張利平.液壓氣動系統(tǒng)設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1997.6[10]大連理工大學工程畫教研室.機械制圖(第五版).北京：高等教育出版社，2003.8 [11] 錢斌，韓江.齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計[J].蕪湖職業(yè)技術學院學報， 2009，01[12] 楊國太，陳玉.齒圈整體感應淬火專機研制[J].機械工程師,2007,2淮海工學院畢業(yè)設計（論文）任務書5.畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃序號 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容1 熟悉課題內(nèi)容，搜集文獻資料。2 完成開題報告、外文資料翻譯工作。 3 設計液壓系統(tǒng)原理圖。4 繪制總裝圖和零件圖。5 設計液壓集成塊圖。確定液壓元件的主要參數(shù)，并選擇液壓元件和電器元件。6 編寫整理設計說明書。7 教師批閱，圖紙、說明書修改，整理資料。8 答辯準備及答辯。指導教師 日 期： 年 月 日系審查意見：系主任(簽名)： 年 月 日 畢業(yè)設計 (論文 )外文資料翻譯 學院 (系 )： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 學 號： 外文出處： 附 件： 指導教師評語： 此翻譯文章簡單介紹 進的液壓系統(tǒng)，并詳細介紹了先進的液壓傳動裝置，并對計算機控制的自動變速系統(tǒng)進行了詳細的描述，翻譯用詞比較準確，文筆也較為通順，為在以后工作中接觸英文資料打下了基礎。 簽名： 年 月 日 (用外文寫 ) 附件 1：外文資料翻譯譯文 進的液壓系統(tǒng) 操作舒適，生產(chǎn)能力大 人性化設計的駕駛室 —— 既寬敞又實用。寬大的有色玻璃窗給操作員極大的視線。帶扶手五擋調(diào)節(jié)座椅，短行程手搖桿，上位開啟前窗和帶杠桿的駕駛用的腳踏板，所有這些都起到有助于操作員最大限度地提高產(chǎn)量的作用。 操作噪聲低 —— 這完全是因為有先進的 壓系統(tǒng)以及封閉式發(fā)動機室和具有橡膠支墊的發(fā)動機。所有這一切都有助于降低駕駛室的噪聲。 手控操作桿 —— 使得施工設備的操作輕而易舉。安裝在扶手上的手控操作桿最大行程僅為 65的操作強度。 回轉制動裝置 —— 即使推土機停泊在坡路上也能自動防止液壓漂移。操作員不再需要在施工設備作業(yè)的過程中用手握住制動裝置。此外，回轉控制裝備還配置有封閉式滑閥，以便順利的啟動和停止。 行駛 /駕駛控制裝置 —— 腳踏板控制裝置配有可拆卸的控制桿。兩者可根據(jù)實際運用和操作員的偏愛加以選擇使用。 支墊機構 —— 在臂缸懸臂首端、鏟斗缸和底部卸料缸中，能消減液壓缸伸展和收縮引起的震動，從而增加操作的舒適性，延長部件的壽命。 燃耗最低 兩種模式選擇系統(tǒng)，挖掘效率高 —— 模式選擇開關可選定泵驅(qū)動功率的兩種模式： S（標準模 式）或（輕負荷模式）。當需要大功率挖掘時，選擇標準模式；當挖掘機用來運送輕材料或平地時，選擇輕負載模式。結果，縮短了周期時間，增加了產(chǎn)量，減少了燃耗。 三種模式選擇系統(tǒng) —— H（重負荷）、 S（標準負荷）和 L（輕負荷）三種模式可選擇提供，以便獲得最匹配的選擇。使用重負荷模式時，由于微型計算機能根據(jù)發(fā)動機的速凍準確的控制泵的排量，故發(fā)動機輸出功率被有效地轉換成液壓動力。最匹配的模式選擇功能增加了操作的效率。 自動減速系統(tǒng)（可供選擇） —— 當施工設備和駕駛控制設備處在無功狀態(tài)時，會自動降低發(fā)動機的速度。為何在等待卸料 時還要浪費燃料呢？在短時延遲后，微調(diào)控因此不會受影響，電磁閥會自動降低發(fā)動機的速度，給你節(jié)約燃料。 統(tǒng) —— 在運行過程中將液壓損失減少到最低程度。這種液壓輔助系統(tǒng)能減少三種液壓損失。 1. 減少空載損失：當控制桿處于空檔位時，負控制閥會控制不必要的油料流動，從而液壓泵排出的油量被減少到最低程度。 2. 減少精確控制的損失：當需要進行平整、起重、對中或給翻斗車裝料這樣的精確操作時，通常會浪費大量的油量，從而進一步節(jié)約燃料。 3. 減少卸荷的損失：當施工設備遇到堅硬的障礙物時，通過排放液壓油來保護設備免受 損害。在這種情況下， 統(tǒng)會檢測到此狀況，斷開閥會根據(jù)未使用的油量調(diào)節(jié)液壓泵的排油量，從而極大的減少液壓損失和噪聲。 動作流暢有力 獨立的回轉回路 —— 配合合并臂的使用，管路能保證鏟斗的動作流暢，周期時間短。這三種泵系統(tǒng)配有獨立的回轉泵，能是回轉泵和合并臂或懸臂的管路共同工作且不損失速度。這一特點在平地、修坡或其他需要頻繁的懸臂動作的場合中尤其可貴。（圖 29 說明臂獨立操作時的油流） 圓弧或水平挖掘開關（供選擇） —— 消除了復雜的控制桿動作。三檔開關使操作員能夠在圓弧挖掘和水平挖掘之間進行選擇。在水平挖掘時 ，將開關調(diào)至第三檔位并可開啟鏟斗角度補償功能，防止溢漏。 直線行駛閥 —— 自動聯(lián)鎖左右液壓管路，即使在施工設備同時運行時，也能使推土機總是直線行駛。 兩速行駛 —— 使機器在極端崎嶇的路面條件下火爬坡時具有極大的牽引力。 寬大的作業(yè)范圍和更大的車底盤保證穩(wěn)定作業(yè)和最佳的施工性能。 工范圍寬，挖掘力量大，是包括礦山、采石場等大型工地上的理想挖掘機。通過運用長履帶、寬軌距和理想的重量平衡設計，車底盤結構穩(wěn)實，使挖掘機具有極佳的穩(wěn)定性和巨大的挖掘力量。 油發(fā)動機保證燃料消耗 低 發(fā)動機總功率大，可達 808 馬力（ 604使得繁重的挖掘和裝載變得輕而易舉。采用直噴式燃油系統(tǒng)，極大的提高了燃燒效率。此外，采用了減少重量的設計原則和減少活動部件之間的摩擦的方法，進一步提高了節(jié)省燃料的效果。渦輪增壓器和后置冷卻器使得 使在高海拔的工地也能保持良好的性能。 司質(zhì)量就是標準 電子監(jiān)控系統(tǒng) —— 顯示盤不停地件事所有運行系統(tǒng)。如果萬一發(fā)生故障，操作員立刻就能知道哪個系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，從而節(jié)省因?qū)ふ覇栴}而損失的寶貴時間。另外，儀表始終檢測著運行時間、發(fā)動機水位 和油位。 最大的車底盤組件 —— 在同類產(chǎn)品中壽命更長。 型推土機使用了這種底盤。此外，履帶馬達保護罩作為標準部件用于馬達不受障礙物的損害的。 全方位超標準加固 所有鏟斗面都用 110kg/抗拉強度鋼板加固。懸臂和臂也采用箱型斷面設計的高抗拉強度鋼板。其他部位都是使用精心挑選的組件，如給主泵進油端加壓用的耐用葉片泵，耐高壓的液壓組件，使用脈沖惰性氣體鎢極保護焊接的液壓管道接縫，簡潔的液壓管路。其效果十分顯著：耐用性和可靠性遠遠高于標準。 力裝載機 明斯）發(fā)動機經(jīng)工程考驗堅固耐用 這種四沖程六缸水冷渦輪增壓直噴式發(fā)動機的設計始終最好的性能和最好的效率。在各種發(fā)動機轉速條件下，始終都能保持最高的轉矩，同時通過高效地燃料燃油 – 空氣混合氣，可產(chǎn)生 450 馬力（有效地）功率，以滿足同類裝載機的各種施工要求。配有大燃料箱（ 620，能長時間工作而無需加油。 計算機控制的自動變速系統(tǒng) 不需要令人煩惱的換擋了！一旦你用方向和速度控制桿選擇好方向和“自動”位置時，計算機控制系統(tǒng)就會自動選擇最佳的轉速（前進：二、三、四擋；后退：二、三擋），讓你 集中精力工作。 可靠的腳踏制動閘 雙路液壓驅(qū)動的全封式侵油多盤制動閘保證轉載機制動萬無一失，因此只要輕踩踏板，就能靈敏的制動四個車輪。由于使用耐磨的內(nèi)襯，故延長了制動閘盤的壽命。 堅固的車梁、懸臂和鏟斗缸托架 全箱形斷面車梁經(jīng)加固處理后能承受動力系統(tǒng)組件的重量，而鏟臂和鏟斗缸托架則用優(yōu)質(zhì)的侯鋼板制成，能承受震動和轉載時的載荷沖擊力。 檢查和維護更簡便 一按即可打開散熱器格柵 —— 為了方便清洗，散熱器格柵能從頂部完全打開，故在發(fā)生阻塞并需要及時的清洗的工地上尤其有使用價值。 發(fā)動機室開啟幅度更大 —— 發(fā)動 機側蓋開啟的幅度更大，使得從地面檢查和維護發(fā)動機和相關部件時十分容易。 雙結構空氣凈化器 —— 雙元件空氣凈化器能過濾外來的污染空氣，能給發(fā)動機提供清潔的空氣。發(fā)動機停機時積累的灰塵會自動清除。 發(fā)動機換油更簡潔 —— 發(fā)動機換油塞布置在發(fā)動機外室，便與打開，不污染工作人員。 封閉式裝載機鉸鏈銷軸 —— 所有鉸鏈銷軸全部密封封入潤滑脂，故不用經(jīng)常維護就能得到可靠的保養(yǎng)。金屬密封環(huán)會延長連接銷和襯套的使用壽命。 坐在堅固的耐用的機車里操作人員會感到舒適，以最佳的狀態(tài)工作 多擋可調(diào)的操作人員座椅 —— 115 供多種舒適的功能。帶扶手有靠背的座椅可充分調(diào)節(jié)高度、位置、傾斜度；經(jīng)精心設計，座椅的位置，視線角度，方向盤踏板和操作桿之間達到完美的平衡。座椅座套內(nèi)的填芯經(jīng)設計能進一步減小震動。 噪音更低 —— 通過 動機額外多余的動力、大型排氣消聲器，發(fā)動機側蓋和后護欄內(nèi)的隔音聚氨酯橡膠內(nèi)襯以及操作室地板上的消震橡膠墊，可將操作室里的噪音減少到最低程度，同時始終保持最理想的氣候條件。 便利的設施和扶手 —— 上述這一切都將確保操作人員在長時間駕駛過程中始終感到舒適，不僅如此，在操作人員伸手可及的地方還布置有很多 設施，如飲料杯架，托盤，儲藏箱等。操作人員座椅右側的扶手十分舒服，可前后滑動，上下調(diào)節(jié)，減少了懸臂和和鏟斗的繁忙操作過程中的疲勞。 操作控制便利 —— 當然，方向和換擋操作桿、油門踏板、剎車踏板、鏟斗和懸臂控制桿、手柄式方向盤以及選擇開關和按鈕，都是按照人類工程學原理設計的，操作起來得心應手。 方向和換擋控制，一桿兩用 —— 利用駕駛盤左側的一根操作桿，使在變向和換擋時一蹴而就。只需要拉動控制桿就可以選擇方向：向里拉就后退，向外推就前進，同時轉動桿就能選擇所需要的前進或后退的速度。 附件 2：外文原文 is of to a of 5mm s Pr of of it’s on a is no to a is a be on an in of in (is is in or 27). As a is H ( S ( (— is to On in to is — in on a so be a to of ? of in is by so of is to a ? of a to it In a in to of in of an of or is in or is or — A to or to to is a to on or is of at by it to It an 08 604 of of it a In to on t is a If a is is 110kg/156, 500 of as . 1. G. It a a of s wh 50 to of A 620 o s 2nd by on is so is a is to to of to To is at on is be it to is to to is to of A in a at s 15a of is is is to s is by of in a on s at at s as a of A on of s to a on to by or it to or （論文）選題、審題表 申報課題名稱 齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計 指導教師 專業(yè)技術 職 務 講師 課題性質(zhì) A B C D E 課題來源 A B C D √ √ 課題預計 工作量 大 適中 小 課題預計 難易程度 難 一般 易 √ √ 課題簡介 齒圈整體感應淬火專機是對大型齒輪（齒輪直徑在 400上）進行齒面淬火而研制的專用機床。專機工作時，齒輪裝卸時的往復運動，高頻加熱時的上下運動以及噴水機構的運動都由液壓系統(tǒng)來完成。課題的設計需要完成齒圈整體 感應淬火專機的液壓系統(tǒng)設計，包括集成塊設計和液壓泵站設計。 課題的完成能夠使學生在機械結構設計和液壓系統(tǒng)設計方面得到鍛煉。 設計 (論文 ) 要 求 （包括應具 備的條件） 1、該課題的完成需要學生了解淬火機的功能和工作原理； 2、具備一定的機械結構、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)設計能力。能夠根據(jù)淬火機的功能設計出相應的機械結構和液壓系統(tǒng)； 3、所設計的液壓系統(tǒng)應該具有實用性，在實現(xiàn)相應功能的基礎上，運行安全可靠； 4、本課題設計所要求的場地、相關技術資料已基本具備，可以滿足課題設計的要求。 系審定意見： 系主任 (簽名 )： 年 月 日 １ 畢業(yè)設計（論文） 理工類 題 目 : 齒圈整體感應淬火專機液壓系統(tǒng)設計 學 院 ： 機械工程學院 專業(yè)班級 ： 機械設計制造及其自動化 學生姓名 ： 學 號： 指導教師 ： ２ 目 錄 目 錄 ............................................................ 1 引言： ........................................................... ５ ............................................... ５ ....................................... ８ 3. 液壓傳動發(fā)展概況 ............................................. ８ .............................. ９ 壓傳動的工作原理 .................................. ９ 壓傳動的組成部分 ................................ １０ 液壓傳動的優(yōu)缺點 ..................................... １０ 4、液壓系統(tǒng)設計 ................................................ １１ 明確設計要求，制定基本方案 ............................. １１ 計要求 .......................................... １１ 定液壓系統(tǒng)基本方案 .............................. １２ 液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 ............................... １３ 壓介質(zhì)的選擇 .................................... １３ 定液壓系統(tǒng)圖 .................................... １４ 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 ................................... １５ 系統(tǒng)工作壓力 .................................... １５ 壓缸主要參數(shù)的確定 .............................. １６ 壓缸強度校核 .................................... １７ 壓缸穩(wěn)定性校核 .................................. １９ 算液壓缸實際所需流量 ............................ ２１ 制液壓缸工況圖 .................................. ２１ 液壓閥的選擇 ........................................... ２２ 壓閥的作用 ...................................... ２２ 壓閥的基本要求 .................................. ２２ 壓閥的選擇 ...................................... ２２ 34.............................................. ２３ 5 液壓泵站及其輔助裝置 ........................................ ２３ 液壓泵站 ............................................... ２４ 壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標準 ............ ２４ 系列液壓泵站的簡述 .............................. ２５ 液壓泵 ................................................. ２６ 壓泵的選擇 ...................................... ２６ 壓泵裝置 ........................................ ２７ 電動機功率的確定 ....................................... ２８ 液壓管件的確定 ........................................ ２９ 管內(nèi)徑確定 ...................................... ２９ 接頭 ............................................ ２９ 濾油器的選擇 ........................................... ３０ 油器的作用及過濾精度 ............................ ３０ ３ 用和安裝 ......................................... ３０ 油箱及其輔件的確定 ..................................... ３１ 箱 ............................................... ３１ 氣濾清器 ......................................... ３３ 標 ............................................... ３３ 6 液壓缸的設計計算 ............................................. ３４ 壓缸的基本參數(shù)的確定 .................................. ３４ 壓缸主要零件的結構、材料及技術要求 .................... ３４ 體 ............................................... ３４ 缸蓋 ................................................... ３７ 蓋的材料 ......................................... ３７ 活塞 ................................................... ３７ 塞與活塞桿的聯(lián)接型式 ............................. ３７ 塞與缸體的密封 ................................... ３８ 塞的材料 ......................................... ３８ 塞的技術要求 ..................................... ３８ 活塞桿 ................................................. ３９ 部結構 ........................................... ３９ 部尺寸 ........................................... ３９ 塞桿結構 ......................................... ４０ 塞桿材料 ......................................... ４１ 塞桿的技術要求 ................................... ４１ 活塞桿的 導向、密封和防塵 ............................... ４１ 向套 ............................................. ４１ 的密封與防塵 ..................................... ４２ 液壓缸的緩沖裝置 ....................................... ４２ 液壓缸的排氣裝置 ....................................... ４２ 液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式 ............................... ４３ 壓缸進出油口的聯(lián)接 ............................... ４３ 壓缸的安裝方式 ................................... ４３ 結 論 ........................................................ ４４ 致 謝 ........................................................ ４５ ４ 摘 要 ： 齒圈整體感應淬火專機是對大型齒輪進行齒面淬火而研制的專用機床。專機工作時，齒輪裝卸時的往復運動，高頻加熱時的上下運動以及噴水機構的運動都由液壓系統(tǒng)來完成。本文介紹了專機液壓系統(tǒng)的設計過程。 關健詞： 液壓系統(tǒng)；液壓元件；負載；整體淬火 of is of it of up of of by of ５ 引言： 專業(yè)技術人員在實踐中設計的實用的液壓傳動系統(tǒng)，能 較好地實現(xiàn)齒圈整體感應淬火專機的相關運動。液壓傳動系統(tǒng)的設計是整個機器設計的一部分，它的任務是根據(jù)機器的用途、特點和要求，利用液壓傳動原理，擬訂合理的液壓系 統(tǒng)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)來選擇液壓元件并進行系統(tǒng)的結構設計。 定液壓執(zhí)行元件 液壓執(zhí)行元件的類型、 數(shù)量、安裝位置及其與主機的連接關系，對主機的設計有很大的影響，所以，在考慮液壓設備的總體方案時，確定液壓執(zhí)行元件和確定主機整體結構布局是同時進行的?？紤]到本方案及具體情況，液壓元器件采用集成塊式結構，因為集成塊設計、制造比較方便，不容易出錯，而且這種設計方法是目前液壓設計的主流方法，市場上這種類型的液壓元件 (如各種液壓閥 )規(guī)格齊全，價格也較低。油缸選擇柱塞缸，采用螺紋聯(lián)接方式與專機主體部分安裝。液壓泵選擇定量葉片泵。 度及其變化規(guī)律 由于主機的載荷是經(jīng)過機械傳動關系作用到 液壓執(zhí)行 元件上的，故需要經(jīng)過計算才能明確。進行新機型液壓系統(tǒng)設計時，其載荷往往需要由樣機實測、同類設備參數(shù)類比或通過理論分析得出。當用理論分析確定液壓執(zhí)行元件的載荷時，必須仔細考慮其所有可能負荷，如工作載荷、慣性載 荷、彈性載荷、摩擦載荷、重力載荷和背壓載荷等。 （ a）根據(jù)液壓系統(tǒng)所完成的功能和工作機械對液壓系 統(tǒng)的設計要求來設計液壓回路。由于本方案設計的機床所需工作壓力、流量、功率均不大，而且本方案執(zhí)行機構速度低、調(diào)速范圍小，對工作穩(wěn)定性要求也不是很高 ，所以選擇的是節(jié)流調(diào)速。 ６ （ b）選擇油路的循環(huán)形式 油路的循環(huán)形式主要取決于系統(tǒng)的調(diào)速方式。由于本方案采用的是節(jié)流調(diào)速，所以選擇油路的形式是開式回路。 （ c）油源形式的選擇 在選擇油源形式時，如果條件允許，應盡可能選擇液壓泵。單泵系統(tǒng)簡單，維修方便，成本低。但由于我們需要節(jié)流調(diào)速，所以選擇定量泵。 （ d）壓力控制方式的選擇 本方案采取的是節(jié)流調(diào)速，所以可以采用溢流閥調(diào)壓回路。 液壓系統(tǒng)原理圖主要依據(jù)機床的動作而定。本專機的液壓系統(tǒng)原理圖如圖 1 所示。需要說明的是：限于 篇幅及其它原因，本液壓原理圖只畫出了部分集成塊。 系統(tǒng)工作壓力由設備類型、載荷大小、結構要求等確定。系統(tǒng)工作壓力高，其結構緊湊，重量輕，是液壓系統(tǒng)設計的發(fā)展方向，但泄漏、噪聲和可靠性等問題也會出現(xiàn)。系統(tǒng)壓力過低，則結構龐大，會對整臺機床的設計造成困難。本專機是淬火設備，工作負荷不大，速度較低，機床的液壓部分主要帶動工件的左右、上下運動，僅僅承載工件的油缸的選擇比較簡單，油缸內(nèi)徑根據(jù)負荷計算，行程根據(jù)專機的運動件的實際移動距離確定。一般的方法是，根據(jù) 理論計算的數(shù)據(jù)，再參照國家標準推薦的系列數(shù)值最終確定。至于油缸的外形，應根據(jù)機床的實際情況，選擇合適的聯(lián)接方式。根據(jù)算出的流量和系統(tǒng)工作壓力選擇液壓泵。選擇時，泵的額定流量應與計算所需流量相當，不要超過太多。但泵的額定壓力可以比系統(tǒng)工作壓力高 25%，或更高些。 而油泵的流量則應根據(jù)整個液壓系統(tǒng)最大耗油時的流量來確定。 主要元件的選擇 根據(jù)液壓系統(tǒng)的載荷、 已確定的系統(tǒng)工作壓力及系統(tǒng)最大耗油狀態(tài)，可確定油缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑及行程；液壓泵的選擇；電機的選擇。 油缸的選擇比較簡單，油缸內(nèi)徑 根據(jù)負荷計算，行程根據(jù)專機的運動件的實際移動距離確定。一般的方法是，根據(jù)理論計算的數(shù)據(jù)，再參照國家標準推薦的系列數(shù)值最 ７ 終確定。至于油缸的外形，應根據(jù)機床的實際情況，選擇合適的聯(lián)接方式。 根據(jù)算出的流量和系統(tǒng)工作壓力選擇液壓泵。選擇時，泵的額定流量應與計算所需流量相當，不要超過太多。但泵的額定壓力可以比系統(tǒng)工作壓力高 25%，或更高些。 而油泵的流量則應根據(jù)整個液壓系統(tǒng)最大耗油時的流量來確定。 工作壓力如前文所述選擇 2 計算液壓缸內(nèi)徑 d 本裝置只帶動 工件的上下、左右運動，負載較小，大概可取 500N，取系統(tǒng)最低壓力 m η 為 慮到快進、快退速度相等，取 d/上述數(shù)據(jù)代入 查表，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標準系列直徑 D=50塞缸直徑 d，按 d/D=d=36 與液壓泵匹配的電動機的選擇 首先分別算出快進與工進兩種不同工況時的功率， 取兩者較大值作為選擇電動機規(guī)格的依據(jù)。 由于在慢進時泵輸出的流量減少，泵的效率急劇減少，一般當流量在 此時取η =了使所選擇的電動機在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點時不致停轉，需進行驗算，即 ８ 淬火機床液壓系統(tǒng)理論上能較好的實現(xiàn)專機工作時運動要求，本系統(tǒng)具有結構簡單，制造成本低的特點，在設計的過程中大多使用通用件、標準件，油箱使用機床床身的空腔，減少了加工和制造成本。操作簡單，對工人的要求較低，且降低了工人的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。 3. 液壓傳動發(fā)展概況 液壓傳動相對于機械傳動來說是一門新技術，但如從 17世紀中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、 18 世紀末英國制成世界上第一臺水壓機算起，也已 有二三百年歷史了。近代液壓傳動在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀中葉以后的事，至于它和微電子技術密切結合，得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制，更是近 10年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。 本世紀的 60年代后，原子能技術、空間技術、計算機技術（微電子技術）等的發(fā)展再次將液壓技術推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術，使它在國民經(jīng)濟的各方面都得到了應用。液壓傳動在某些領域內(nèi)甚至已占有壓倒性的優(yōu)勢，例如，國外今日生產(chǎn)的 95%的工程機械、90%的數(shù)控加工中心、 95%以上的自動線都采 用了液壓傳動。因此采用液壓傳動的程度現(xiàn)在已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。 當前，液壓技術在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善比例控制、數(shù)字控制等技術上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設計、計算機仿真和優(yōu)化以及微機控制等開發(fā)性工作方面，更日益顯示出顯著的成績。 我國的液壓工業(yè)開始于本世紀 50年代，其產(chǎn)品最初只用于機床和鍛壓設備，后來才用到拖拉機和工程機械上。自 1964年從國外引進一些液壓元件生產(chǎn)技術、同時進行自行 設計液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機械設備上得到了廣泛的使用。 80 年代起更加速了對西方先進液壓產(chǎn)品和技術的有計劃引進、消化、吸收和國產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟效益、人才培訓、研究開發(fā)等各個方面全方位地趕上世界水平。 ９ 壓傳動的工作原理 驅(qū)動機床工作臺的液壓系統(tǒng)，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管組成。它的工作原理：液壓泵由電動機帶動旋轉后，從油箱中吸油。 油液經(jīng)濾油器進入液壓泵，當它從泵中輸出進入壓力管后，將換向閥手柄、開停手柄方向往內(nèi)的狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸左腔，推動活塞和工作臺向右移動。這時，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。 如果將換向閥手柄方向轉換成往外的狀態(tài)下，則壓力管中的油將經(jīng)過開停閥、節(jié)流閥和換向閥進入液壓缸右腔，推動活塞和工作臺向左移動，并使液壓缸左腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油管。 工作臺的移動速度是由節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當節(jié)流閥開大時，進入液壓缸的油液增多，工作臺的移動速度增大；當節(jié)流閥關小時，工作臺的移動速度減小。 為了克服移動工作臺時所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個足夠大的推力，這個推力是由液壓缸中的油液壓力產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。輸入液壓缸的油液是通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)的，液壓泵輸出的多余的油液須經(jīng)溢流閥和回油管排回油箱，這只有在壓力支管中的油液壓力對溢流閥鋼球的作用力等于或略大于溢流閥中彈簧的預緊力時，油液才能頂開溢流閥中的鋼球流回油箱。所以，在系統(tǒng)中液壓泵出口處的油液壓力是由溢流閥決定的，它和缸中的油液壓力不一樣大。 如果將開停手柄方向轉換成往外的狀態(tài)下，壓力管中的油液將經(jīng)開 停閥和回油管排回油箱，不輸?shù)揭簤焊字腥ィ@時工作臺就停止運動。 從上面的例子中可以得到： 1） 動是以液體作為工作介質(zhì)來傳遞動力的。 2）液壓傳動用液體的壓力能來傳遞動力，它與利用液體動能的液力傳 動是不相同的。 3）壓傳動中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進行工作的， 因此液壓傳動和液壓控制常常難以截然分開。 １０ 壓傳動的組成部分 液壓傳動裝置主要由以下四部分組成： 1）能源裝置 —— 把機械能轉換成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。 2）執(zhí)行裝置 —— 把油液的液壓能轉換 成機械能的裝置。它可以是作直線運動的液壓缸，也可以是作回轉運動的液壓馬達。 3)制調(diào)節(jié)裝置 —— 對系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動方向進行控制或調(diào)節(jié)的裝置。例 如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。 4)輔助裝置 —— 上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對 保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。 液壓傳動的優(yōu)缺點 液壓傳動有以下一些優(yōu)點： 1） 在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動力，因為 液壓系統(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場中的磁力大出 30~40 倍。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結構緊湊。液壓馬達的體積和重量只有同等功率電動機的 12%左右。 2） 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應快，液壓裝置 易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實現(xiàn)往復回轉運動時可達 500次 /現(xiàn)往復直線運動時可達 1000次 / 3） 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速范圍可達 2000），它還 可以在運行的過程中進行調(diào)速。 4） 液壓傳動易于自動化，這是因為它對液體壓力、流量或流動方向易 于進行調(diào)節(jié)或控制的緣故。當將液壓控制和電氣控制 、電子控制或氣動控制結合起來使用時，整個傳動裝置能實現(xiàn)很復雜的順序動作，接受遠程控制。 5） 液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。液壓缸和液壓馬達都能長期在失速狀 態(tài)下工作而不會過熱，這是電氣傳動裝置和機械傳動裝置無法辦到的。液壓件能自行潤滑，使用壽命較長。 １１ 6） 由于液壓元件已實現(xiàn)了標準化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設計、 制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機動性。 7） 用液壓傳動來實現(xiàn)直線運動遠比用機械傳動簡單。 液壓傳動的缺點是： 1） 液壓傳動不能保證嚴格的傳動化，這是由液壓油液的可壓縮性和泄 漏等原因造成的。 2） 液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失 等），長距離傳動時更是如此。 3） 液壓傳動對油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影 響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 4） 為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價 較貴，而且對油液的污染比較敏感。 5） 液壓傳動要求有單獨的能源。 6） 液壓傳動出現(xiàn)故障時不易找出原因。 總的說來，液壓傳動的優(yōu)點是突出的，它的一些缺點有的現(xiàn)已大為改善，有的將隨著科學技術的發(fā)展而進一步得到克服。 4、液壓系統(tǒng)設計 明確設計要求，制定基本方 案 計要求 設計要求是進行每項工程設計的依據(jù)。在制定基本方案并進一步著手進行液壓系統(tǒng)各部分設計之前，必須把設計要求以及與該設計內(nèi)容有關的其他方面的情況了解清楚。 ⑴ 齒圈整體感應淬火專機液壓機主機概況： ① 液壓機公稱力 25 液壓系統(tǒng)最大工作壓力 8 骨塊行程 125 壓頭下行速度 45 mm/s １２ ⑤ 壓頭上行速度 130 mm/s ⑵ 液壓系統(tǒng)要完成以下動作循環(huán)： 定液壓系統(tǒng)基本方案 定液壓執(zhí)行元件的形式 在本設計中 ,液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉換成機械能以實現(xiàn)直線往復運動的能量轉換裝置。液壓缸結構簡單，工作可靠，在液壓系 統(tǒng)中得到了廣泛的應用。 液壓缸按其結構形式，可以分為活塞缸、柱塞缸兩類?；钊缀椭椎妮斎霝閴毫土髁?，輸出為推力和速度。 液壓缸除了單個地使用外，還可以組合起來或和其它機構相結合，以實現(xiàn)特殊的功能。 根據(jù)參考文獻 [2]表 們選擇活塞缸類中的單桿活塞液壓缸，其特點及適用場合見表 2 表 2稱 特點 適用場合 單桿活塞液壓缸 有效工作面積大，雙向不對稱 往返不對稱的直線運動等 定液壓執(zhí)行元件運動控制回路 1）為了實現(xiàn)液壓缸的進和退，我們選擇電磁換向閥作為液壓系 統(tǒng)的方向控制閥。 電磁換向閥的基本工作原理是通過電磁鐵控制滑閥閥芯的不同位置，以改變油液的流動方向。當電磁鐵斷電時，滑閥由彈簧保持在中間位置或初始位置（脈沖式閥除外）。若推動故障檢查按鈕可使滑閥閥芯移動。電磁換向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是用來實現(xiàn)液壓油路的換向、順序動作及卸荷等。由于電磁鐵的推力有限，電磁換向閥應用在流量不大的液壓系統(tǒng)中。 2）為了實現(xiàn)其工進，可以選擇調(diào)速閥或節(jié)流閥作為速度控制閥。 節(jié)流閥的調(diào)節(jié)應該輕便、準確。在小流量調(diào)節(jié)時，如通流截面相對于閥心位移的變化率較小，則調(diào)節(jié)的精確性較高。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的 開口，便可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度的大小。 １３ 而調(diào)速閥的工作原理：液壓泵出口（即調(diào)速閥進口）壓力，由溢流閥調(diào)整，基本上保持恒定。調(diào)速閥出口處的壓力由活塞上的負載決定。所以當負載增大時，調(diào)速閥進出口壓差將將減小。 調(diào)速閥在液壓系統(tǒng)中的應用和節(jié)流閥相仿，它適用于執(zhí)行元件負載變化大而運動速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。 因此，在本設計中選擇調(diào)速閥作為速度控制閥。 壓源系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。在無其它輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回 油箱， 溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。在此，我們在泵的小口裝上粗濾油器。（進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應的精濾油器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設置磁過濾器或其他型式的濾油器。根據(jù)液壓設備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 壓介質(zhì)的選擇 液壓介質(zhì)應具有適宜的粘度和良好的粘溫特性；油膜強度要高，具有較好的 潤滑性能；能抗氧化，穩(wěn)定性好；腐蝕作用小，對涂料、密封材料等有良好的適應性；同時液壓介質(zhì)還應具有一定的消泡能力。 選擇液壓介質(zhì)時，除專用液壓油外，首先是介質(zhì)種類的選擇。根據(jù)液壓系統(tǒng)對介質(zhì)是否有抗燃性的要求，決定選用礦油型液壓油或抗燃型液壓液。 其次，應根據(jù)系統(tǒng)中所用液壓泵的類型選用具有合適粘度的介質(zhì)。 最后，還應考慮使用條件等因素，如環(huán)境溫度、工作壓力、執(zhí)行機構速度等。當工作溫度在 60℃以下，載荷較輕時，可選用機械油；工作溫度超過 60℃時，應選用汽輪機油或普通液壓油。若設備在很低溫度下啟動時須選用低凝液壓油 。 據(jù)參考文獻 [2]表 各普通液壓油質(zhì)量指標及應用以及本設計中齒圈整體感應淬火專機液壓機液壓系統(tǒng)的要求選用 普通液壓油，其各項質(zhì)量指標見表 2 １４ 表 2稱 普通液壓油 代號 / 原牌號 20 號 運動粘度 s (40℃ ) 28． 8~動粘度 s (50℃ ) 17~23 粘度指數(shù)≥ 90 抗氧化安定性 (酸值達2g)≥ h 1000 凝點≤ ℃ 點 (開口 )≥ ℃ 170 防銹性 (蒸鎦水 法 ) 無銹 臨界載荷≥ N 600 抗泡沫性 (93℃ )≤ 泡 50 / 消泡 0 抗磨性（四球， N 800 應用 適用于環(huán)境溫度 0~40℃的各類中高壓系統(tǒng)（適用工作壓力為 擬定液壓系統(tǒng)圖 在這種齒圈整體感應淬火專機液壓機上，實現(xiàn)了“工進 → 快退 → 停止”的動作循環(huán)（見圖 2可以進行沖剪、彎曲、翻邊、裝配、冷擠、成型等多種加工工藝。表 2- 3 示此齒圈整體感應淬火專機液壓機的動作循環(huán)表，圖 2滑塊的工作 情況如圖所示。 換 向 延 時 快 退 停 止進 給停 止圖 2 齒圈整體感應淬火專機液壓機動作循環(huán)圖 １５ 1 Y A 2 Y 箱1 Y 0葉 片 泵2 5 K N 單 柱 液 壓 機 液 壓 系 統(tǒng) 原 理 圖6 Y D F 3 - E 1 0 B - 溢 流 閥5 A X F 3 - E 1 0 順 序 閥3 A Q F 3 - E 1 0 調(diào) 速 閥4 油 缸2 3 4 D F 3 O - E 1 0 B - 換 向 閥圖 2齒圈整體感應淬火專機液壓機液壓系統(tǒng)圖 進油路 液壓泵 1 → 電磁換向閥 2（左位）→ 單向調(diào)速閥 3 → 液壓油缸4上腔 回油路 液壓油缸 4下腔 → 單向順序閥 5 → 電磁換向閥 2（右位）→ 油箱 7 表 2圈整體感應淬火專機液壓機液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)表 動作名稱 信號來源 電磁換向閥 2 的工作狀態(tài) 滑塊 工進 1 電 左位 快退 2電 右位 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料 １６ 消耗角度看也不經(jīng)濟；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設備成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限的設備，壓力可以選低一些，行走機械重載設備壓力要選得高一些。 公稱力 為 2500齒圈整體感應淬火專機液壓機屬小型液壓機類型，一般情況下，載荷不會太高，參考資料 [2]表 步確定系統(tǒng)工作壓力為 4 壓缸主要參數(shù)的確定 壓缸設計中應注意的的問題 液壓缸的設計和使用正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面，經(jīng)常碰到的是液壓缸安裝不當、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。所以，在設計液壓缸時，必須注意如下幾點： 1）盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負載，或受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。 2） 考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。 3）正確確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定們，只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮，定位件須設 置在活塞桿端，如為拉伸則設置在缸蓋端。 4) 液壓缸各部分的結構需根據(jù)推薦的結構形式和設計標準進行設計，盡可能做到 結構簡單、緊湊，加工、裝配和維修方便。 壓缸主要參數(shù)的確定 鑒于液壓系統(tǒng)的最大工作壓力 參考文獻 [1]表 5薦初定 d=液壓缸m?=此時活塞所受推力 277789025 ?? N 由式 11 （ 2 １７ 61 10427778??? A =)A(D 14? （ 2 = d= D =考文獻 [2]表 得： D =100 mm d =70 此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為： 5784 21 ? ? 4404 222 .) ??? ? 液壓缸強度校核 液壓缸的缸筒壁厚 δ 、活塞桿直 徑 d 和缸蓋處固定螺栓直徑在高壓系統(tǒng)中必須進行強度校核。 取：液壓缸材料為 45#鋼，無縫鋼管 活塞桿材料 45#鋼 厚強度校核 根據(jù)參考文獻 [2]表 21 =于本系統(tǒng)： ?D＜ 10 為厚壁 按壁筒計算： ? ?? ? ???????? ???? 131 402 D ?? ???（ 2 式中 ， D 為缸筒內(nèi)徑； 力 ,當缸的額定壓力 16 取 n ； ??? 為缸筒材料的許用應力， ? ? ? ， b? 為材料抗拉強度， n 為 １８ 安全系數(shù)，一般取 n = 5 。 所以 : 4=6 ? ? （ 2 式中 600?b? N/n = 5 則 ? ? 66 101 2 05 106 0 0 ????? n b??N/ ? ? ? ?? ? 222131 402 ...D ???????? ???? ?? ??? 510.?? ??? 故缸體壁厚強度滿足。 壓缸內(nèi)活塞桿直徑校核 活塞桿的直徑 d 按下式進行校核 ? ??? ?（ 2 式中， F 為活塞桿上的作用力 ； ??? 為活塞桿材料的許用應力 , ? ? ? 則 ： ? ? 1910600143 412777844 6 .. ?? ????? d 故活塞桿強度滿足 。 壓缸蓋固定螺栓直徑計算 液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計算： ? ???? ? F.d s 25?（ 2 式中， F 為液壓缸負載； K 為螺紋擰緊系數(shù)； K=取 K= ? ? 18 0236 02 ??? s?? ： ? ? 119101804143 27778312525 6 .. .F.d s ???? ???? ??１９ 取 0 液壓缸穩(wěn)定性校核 活塞桿受軸向壓縮負載時，它所承受的力 F 不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負載 免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。 值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝方式等因素 有關?；钊麠U穩(wěn)定性的校核依下式進行： （ 2 式中， 般取 2 ~ 4，這里取 4。 當活塞桿的細長比 1 ??時 222l ???（ 2 當活塞桿的細長比 1 ??時，且 21 ??= 20 ~ 120 時，則 2221 ??????????（ 2 式中， l 為安裝長度，其值與安裝方式有關，見表 2活塞桿橫截面最小回轉半徑， ；1?為柔性系數(shù)，其值見表 2?為由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見表 2E 為活塞桿材料的彈性模量，對鋼取 E=1011N/J 為活塞桿橫截面慣性矩； A 為活塞桿橫截面積， f 為由材料強度決定的實驗值， ? 為系數(shù)，具體數(shù)值均見表 2 表 2液壓缸支承方式和末端系數(shù) ψ2的值 支承方式 支承說明 末端系數(shù) ψ2 1/4 1 2 ２０ 4 表 2 f、 a、 ψ1的值 材料 f × 108 N/ ψ1 鑄鐵 600180 鍛鐵 001110 軟鋼 500190 硬鋼 00185 由此，根據(jù)實際設計的可得： ;901 ??;412 ??81043 ?? N/ 25001?????? ??（ 2 而 l＞ 125 取 l=1750?＜ 45219021 ????? 則活塞桿穩(wěn)定性按式： 221 ???????????進行校核。 代入數(shù)據(jù)： ２１ 610974 ?? N 66 102 4 314 10974 ???? . 而 1? （ 2 式中， 78.5 8× 106× 10 104 N 顯然 ， 以，活塞桿穩(wěn)定性滿足。 算液壓缸實際所需流量 根據(jù)最終確定的液壓缸的結構尺寸及其運動速度或轉速，計算出液壓缸實際所需流量，見表 2 表 2 – 6 液壓缸實際所需流量 工況 活塞下行 (工進 ) 活塞上行 (快退 ) 運動速度 10m/s ? = = 13 結構參數(shù) 101 = 2 = 流量 10m3/s 算公式 Q = A? 制液壓缸工況圖 工 進 換 向 延 時 快 退 停 止 5 35 . 2 1 ２２ 圖 2液壓閥的選擇 壓閥的作用 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動方向或調(diào)節(jié)其壓力和流量的，因此它可以分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。一個形狀相同的閥，可以因為作用機制的不同，而具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流通道的更換控制著油液的流動方向。這就是說，盡管液壓閥存在著各種各樣不同的類型，它們之間還是保持著一些基本共同之點。例如： 1）在結構上，所有的閥都由閥體、閥心（座閥或滑閥）和驅(qū)使閥心動作的元、部 件（如彈簧、電磁鐵）組成。 2）在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進、出口間的壓差以及流過閥的流量之間的關系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 壓閥的基本要求 液壓系統(tǒng)中所用的液壓閥，應滿足如下要求： 1）動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。 2）油液流過時壓力損失小。 3）密封性能好。 4）結構緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大。 壓閥的選擇 1）閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量 選?。贿x擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行機構最低穩(wěn)定速度的要求。 控制閥的流量一般要選得比實際通過的流量大一些，必要時也允許有 20% ２３ 以內(nèi)的短時間過流量。 2）閥的型式，按安裝和操作方式選擇。 本系統(tǒng)工作壓力在 4以液壓閥均選用中壓閥。所選閥的規(guī)格型號見表 2 表 225圈整體感應淬火專機液壓機液壓閥名細表 名稱 選用規(guī)格 單向調(diào)速閥 磁溢流閥 磁換向閥 34向順序閥 液壓泵站及其輔助裝置 在本設計中，我們將采用集成塊的聯(lián)接方式來進行液壓系統(tǒng)的裝配。其集成塊單元回路圖見圖 3 ２４ 9 Y - 1 0 0壓 力 表8 K 3 表 開 關3 A Q F 3 - E 1 0 調(diào) 速 閥5 A X F 3 - E 1 0 順 序 閥 缸1 Y A 2 Y 4 D F 3 O - E 1 0 B - 換 向 閥6 Y D F 3 - E 1 0 B - 溢 流 閥1 Y 0葉 片 泵工 進 快 退+ 停 止 名 稱7 油 箱圖 3成塊單元回路圖 液壓泵站 壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標準 壓泵站的概述 目前我國生產(chǎn)液壓泵站的廠家很多，液壓泵站的種類也繁多，但多數(shù)廠家根據(jù)用戶的具體要求設計和制造，尚未完全系列化、標準化?，F(xiàn)在只有液壓泵站的油箱公稱容量系列有國家標準。 壓泵站 油箱公稱容量系列（ 876— 81） 表 3箱容量 876L 4 0 25 40 63 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 3150 4000 5000 6300 ２５ 系列液壓泵站的簡述 詳細資料見參考文獻 [2]37篇第 10 章。 Z 系列液壓泵站 箱容量有 25~6300L 等 18種規(guī)格。選用各種不同的泵，得到各種不同流量、壓力的規(guī)格。外形結構上有上 置式（有立式及臥式）和非上置式。 海高行液壓件廠、長沙液壓件廠、南京液壓件三廠等。 液壓柜規(guī)格性能為油箱容量 250~350L，壓力 量有 40、 63和 100L/ 海液壓件一廠生產(chǎn)。 液壓站 液壓泵站，油箱容量 100L，壓力 量 16L/州液壓件廠生產(chǎn)。 液壓柜 液壓柜油箱容量 160L，壓力 量有 12、 25L/由北京椿樹機械廠生產(chǎn)。 液壓站 液壓泵站油箱容量有 100L 與 160L 兩種，壓力為 5量為20~63L/定量泵與變量泵兩種型式，成都液壓元件一廠生產(chǎn)。 H 型液壓站 20~2000L，壓力為 14 量在 10~250L/沈陽重型機器廠生產(chǎn) 。 E 型液壓泵站 400L，壓力 7 量 s，上海冶金設計院設計。 重型液壓站 上海 重型機器廠液壓站油箱容量 1200L 與 22001200L 2200L 的為 5 量均為 320L/ ２６ 液壓泵 壓泵的選擇 液壓泵是一種能量轉換裝置，它把驅(qū)動電機的機械能轉換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。 液壓泵的工作壓力是指泵實際工作時的壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗標準規(guī)定的連續(xù)運轉的最高壓力，超過此值就是過載。液壓泵的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定轉速和額定壓力下 由泵輸出的流量。 （ 1）液壓泵工作壓力的確定 ?????? ?? 1 （ 3 于本系統(tǒng)： 4411 ??? ?? 是泵到液壓缸間總的管路損失。由系統(tǒng)圖可見，從泵到液壓缸之間串接有一個單向調(diào)節(jié)器速閥和一個電磁換向閥，取 ??? = 壓泵工作壓力為： 5 2) 液壓泵流量的確定 ? ?m ?? ? （ 3 由工況圖看出，系統(tǒng)最大流量發(fā)生在快退工況， 410215 ??? .Q m3/s，泄漏系數(shù) K = 求得液壓泵流量 : 410316 ??? m2/s () 選用 雙聯(lián)葉片泵。 雙聯(lián)葉片泵是在一個泵體內(nèi)安裝兩個雙作用葉片 泵，用同一個傳動軸驅(qū)動。安裝大小不同的單泵，可以得到兩種大小不同的流量，以適應液壓系統(tǒng)各種不同速度的要求。雙作用葉片泵的工作原理是泵由轉子、定子、葉片、配油盤和端蓋等件所組成。定子的內(nèi)表雙作用葉片泵的工作原理：面是由兩段長半徑圓 ２７ 弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線八個組成，且定子和轉子是同心的。葉片在轉子的槽內(nèi)可靈活滑動，在轉子轉動時的離心力以及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉子間便形成了一個個密封的工作腔。在轉子順時針方向旋轉的情況下，