專(zhuān)用臥式鉆床液壓設(shè)計(jì)

隨著現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的快速發(fā)展，制造裝備的改進(jìn)顯得尤為重要，尤其是金屬切削設(shè)備的改造是提高生產(chǎn)力一項(xiàng)重要因素。專(zhuān)用臥式銑床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。銑床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來(lái)確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)專(zhuān)用銑床進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)液壓夾緊和液壓進(jìn)給，使其在生產(chǎn)過(guò)程中據(jù)有降低成本、工作可靠平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:液壓系統(tǒng)，液壓夾緊，液壓進(jìn)給TOC\o"1-5"\h\z摘要 11、 明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 32、 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 43、 負(fù)載圖和速度圖的繪制 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4、 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。\o"CurrentDocument"4.1確定液壓缸工作壓力 7\o"CurrentDocument"4.2計(jì)算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 74.3繪制液壓缸工況圖 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5、 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 95.1確定調(diào)速方式及供油形式 95.2快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接方式的選擇 105.3換向回路的選擇 10\o"CurrentDocument"5.4調(diào)壓和卸荷回路的選擇 10\o"CurrentDocument"5.5組成液壓系統(tǒng)原理圖 11\o"CurrentDocument"5.6系統(tǒng)圖的原理 126、 液壓元件的選擇 14\o"CurrentDocument"6.1確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率 14\o"CurrentDocument"6.2確定其它元件及輔件 15\o"CurrentDocument"6.3主要零件強(qiáng)度校核 17\o"CurrentDocument"7、 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 197.1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 19\o"CurrentDocument"7.2油液溫升驗(yàn)算 21\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)小結(jié) 23\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 241 明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一臺(tái)專(zhuān)用臥式鉆床的液壓系統(tǒng)，要求液壓系統(tǒng)完成“快進(jìn)一工進(jìn)一快退一停止”的工作循環(huán)。已知：最大軸向鉆削力為14000N，動(dòng)力滑臺(tái)自重為15000N，工作臺(tái)快進(jìn)行程為100mm，工進(jìn)行程為50mm，快進(jìn)、快退速度為5.5m/min，工進(jìn)速度為51—990mm/min，加、減速時(shí)間為0.1s，動(dòng)力滑臺(tái)為平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為0.2,動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1。2負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)械效率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾緊力，導(dǎo)軌摩擦力，慣性力。在對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析時(shí)，本設(shè)計(jì)實(shí)例只考慮組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)所受到的工作負(fù)載、慣性負(fù)載和機(jī)械摩擦阻力負(fù)載，其他負(fù)載可忽略。（1）阻力負(fù)載Ff阻力負(fù)載主要是工作臺(tái)的機(jī)械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動(dòng)摩擦阻力兩部分。導(dǎo)軌的正壓力等于動(dòng)力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為Ff，則靜摩擦阻力Ffs=3°°°N動(dòng)摩擦阻力上-15°"（2）慣性負(fù)載最大慣性負(fù)載取決于移動(dòng)部件的質(zhì)量和最大加速度，其中最大加速度可通過(guò)工作臺(tái)最大移動(dòng)速度和加速時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。已知啟動(dòng)換向時(shí)間為0.05s，工作臺(tái)最大移動(dòng)速度，即快進(jìn)、快退速度為5.5m/min，因此慣性負(fù)載可表示為Av15°°° 5.5F=mx=9g]?°1/6°=14°2N如果忽略切削力引起的顛覆力矩對(duì)導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機(jī)械效率門(mén)w=0.9，根據(jù)上述負(fù)載力計(jì)算結(jié)果，可得出液壓缸在各個(gè)工況下所受到的負(fù)載力和液壓缸所需推力情況，如表1所示。

表1液壓缸總運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表（單位：N）工況計(jì)算公式負(fù)載值F/N推力f=f5m啟動(dòng)F=Ffs30003333加速F=Ffd+F29023224快進(jìn)F=Ffd15001667工進(jìn)F=Ffd+Fw1550017222快退F=Ffd15001667負(fù)載圖和速度圖的繪制根據(jù)負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知的個(gè)階段的速度，可繪制出工作循環(huán)圖如圖1（a）所示，所設(shè)計(jì)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖可根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行繪制，已知快進(jìn)和快退速度七=七=55m/min、快進(jìn)行程L1=100mm、H進(jìn)行程L2=50mm、快退行程L3=150mm，H進(jìn)速度v^=51~990mm/min。根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)繪制組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng),液壓缸負(fù)載圖（圖1）和速度圖（圖2）如下所示：圖1液壓缸F—L圖L<nn^4確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)4.1確定液壓缸工作壓力由表2和表3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為17222N時(shí)宜取2.5MP。表2按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/KN<55~1010~2020?3030?50>50工作壓力/MPa<0.8?11.5~22.5~33?44?5>5表3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類(lèi)型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床工作壓力/MPa0.8?23?52?88?1010?1820?324.2計(jì)算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)由于工作進(jìn)給速度與快速運(yùn)動(dòng)速度差別較大，且快進(jìn)、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動(dòng)連接方式。通常利用差動(dòng)液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液壓缸設(shè)計(jì)成無(wú)桿腔工作面積1是有桿腔工作面積氣兩倍的形式，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D呈d=0.707D的關(guān)系。因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積可計(jì)算為=6.89x10-3m2F 17222x10-6=6.89x10-3m2A= = 1 〃1-專(zhuān) 2.5則活塞直徑為D=(4A,...?兀=93.7mm由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系，d=0.707D,因此活塞桿直徑為d=0.707x92.3=66.3mm，根據(jù)GB/T2348—1993對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=100mm，活塞桿直徑為d=70mm。此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為：1=nD2/4=§x0.12=78.5x10-4m2A2=n^D2-d2)'4=彳x().12-0.072)=40x10-4m2根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸，參考文獻(xiàn)執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值，本系統(tǒng)的背壓值估計(jì)可在0.6?0.8MPa范圍內(nèi)選取，故暫定：工進(jìn)時(shí)〃2=0.8MPa，快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，P2=0.6MPa，回油管路壓力損失Ap=5x105Pa液壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓力。即可按參考文獻(xiàn)計(jì)算：進(jìn)一步計(jì)算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率值，如表4所示。表4各工況下的主要參數(shù)值工況推力F/N進(jìn)油腔壓力P/MPa1回油腔壓力P/MPa2輸入流量q/L.mim輸入功率P/Kw計(jì)算公式快進(jìn)16670.950.621.180.20P=（F+AAp）；（A-A）q=（A-A=P=pq工進(jìn)172222.590.80.40?7.770.02?0.38p1=（F+p2A2A】q=AvP=pq1快退16671.590.6220.58 1 P=（F+pA）Aq=AvP=pq根據(jù)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和工況分析，所設(shè)計(jì)機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機(jī)床要解決的主要問(wèn)題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。此外，與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求一樣，該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。5.1確定調(diào)速方式及供油形式該組合機(jī)床工作時(shí)，要求低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)行性好，速度負(fù)載特性好。由工況圖可知，液壓缸快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)功率都較小，負(fù)載變化也較小，故宜采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速方式及開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)。為解決鉆孔通時(shí)滑臺(tái)突然前沖的問(wèn)題，回油路上要設(shè)置背壓閥。由表4可知，液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量?jī)蓚€(gè)階段組成，從提高系統(tǒng)效率和節(jié)省能源的角度來(lái)看，采用單個(gè)定量液壓泵作為油源顯然是不合適的，而宜采用雙泵或限壓式變量泵供油方案。雙泵共有方式因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小、壽命長(zhǎng)、成本低、故被采用。如圖3所示。圖3雙泵供油油源

5.2快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接方式的選擇由于采用差動(dòng)連接和雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路來(lái)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，即快進(jìn)時(shí)，由大小泵同時(shí)供油，液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接；快退時(shí)，由雙泵供油。由于快進(jìn)和工進(jìn)之間速度需要換接，但對(duì)換接的位置精度要求不高，所以采用行程開(kāi)關(guān)發(fā)訊控制二位二通電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的換接。5.3換向回路的選擇本系統(tǒng)會(huì)換向的平穩(wěn)性沒(méi)有嚴(yán)格的要求，所以選用電磁換向閥的換向回路。為了便于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，選用了三位五通換向閥。為提高換向的位置精度，采用死檔鐵和壓力繼電器的行程終點(diǎn)返程控制。a.換向回路b.速度換接回路a.換向回路b.速度換接回路圖4換向和速度切換回路的選擇5.4調(diào)壓和卸荷回路的選擇在雙泵供油的油源回路中，沒(méi)有溢流閥和順序閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)和大流量泵卸荷。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力有溢流閥調(diào)定；在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過(guò)液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸荷，但因其功率損失小，故不需要再?zèng)]卸荷回路。5.5組成液壓系統(tǒng)原理圖選擇基本回路后，按擬定液壓系統(tǒng)圖的幾個(gè)注意點(diǎn)，可以組成一個(gè)完整的系統(tǒng)圖。圖中為了使液壓缸快進(jìn)時(shí)實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，工進(jìn)時(shí)主油路和回油路隔離，在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)單向閥6及液控順序閥7,在液壓泵和電磁換向閥2的出口處，增設(shè)單向閥13，以免當(dāng)液壓系統(tǒng)較長(zhǎng)時(shí)間不工作時(shí)，壓力油流回油箱，形成真空。為了過(guò)載保護(hù)或行程終了利用壓力繼電器14。組合成液壓系統(tǒng)圖組合的液壓系統(tǒng)原理圖。如圖5所示。圖5液壓系統(tǒng)原理圖1-雙聯(lián)葉片泵2-三位五通電液閥3-行程閥4-調(diào)速閥5、6、10、13-單向閥7-順序閥8-背壓閥9-溢流閥11-過(guò)濾器12-壓力表開(kāi)關(guān)14-壓力繼電器要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)作，即要求實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作順序?yàn)椋嚎爝M(jìn)一工進(jìn)一快退一停止。則可得出液壓系統(tǒng)中各電磁鐵的動(dòng)作順序如表5所示。表中“+”號(hào)表示電磁鐵通電；“一”號(hào)表示電磁鐵斷電。表5電磁鐵的動(dòng)作順序表動(dòng)作名稱信號(hào)來(lái)源1YA2YA背壓閥8換向閥2電磁閥3快進(jìn)啟動(dòng)按鈕+-關(guān)閉左位下位工進(jìn)擋塊壓下行程閥7+-打開(kāi)左位下位停留滑塊靠壓死在擋塊處+-打開(kāi)左位上位快進(jìn)時(shí)間繼電器14發(fā)出信號(hào)-+關(guān)閉右位下位停止擋塊壓下終點(diǎn)開(kāi)關(guān)_+關(guān)閉中位下位5.6系統(tǒng)圖的原理1.快進(jìn)快進(jìn)如圖5所示，按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵通電，由泵輸出地壓力油經(jīng)單向閥10，到三位五通換向閥2的左側(cè)，這時(shí)的主油路為：進(jìn)油路：泵1-單向閥10-三位五通換向閥2-行程閥3—液壓缸右腔?；赜吐罚阂簤焊鬃笄灰蝗晃逋〒Q向閥2-單向閥10-行程閥3-液壓缸右腔。由此形成液壓缸兩腔連通，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快進(jìn)，由于快進(jìn)負(fù)載壓力小，系統(tǒng)壓力低，變量泵輸出最大流量。2.工進(jìn)快進(jìn)終了時(shí)，行程閥得電，這時(shí)的主油路為：進(jìn)油路：泵1-單向閥10-三位五通換向閥2-調(diào)速閥4一液壓缸右腔?；赜吐罚阂簤焊鬃笄灰蝗晃逋〒Q向閥2-背壓閥8-液控順序閥7-油箱。形成此時(shí)的原因是工進(jìn)時(shí)進(jìn)油壓力大，油壓把液控順序閥7、背壓閥8推開(kāi)。3.快退工進(jìn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使三位五通換向閥2的右側(cè)得電，形成換向油路，這時(shí)的主油路為：進(jìn)油路：泵1-單向閥10-三位五通換向閥2-液壓缸左腔。回油路：液壓缸右腔一行程閥3-三位五通換向閥2-單向閥13-油箱。4.停止當(dāng)滑臺(tái)退回到原位時(shí)，使三位五通換向閥右側(cè)斷電，換向閥處于中位，泵輸出的油液被三位五通換向閥堵住，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)。液壓缸左側(cè)的油液經(jīng)單向閥13回到油箱，做到卸荷的作用。6液壓元件的選擇6.1確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率本設(shè)計(jì)所使用液壓元件均為標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，因此只需確定各液壓元件的主要參數(shù)和規(guī)格，然后根據(jù)現(xiàn)有的液壓元件產(chǎn)品進(jìn)行選擇即可。（1）計(jì)算液壓泵的最大工作壓力由表4可知，液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為2.59Mpa,本系統(tǒng)采用調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，選取進(jìn)油路壓力損失為ZAP1=0.5MPa。考慮到壓力繼電器的動(dòng)作可靠要求壓差為△P=0.5MPa，故泵的最高工作壓力為：P=（2.59+0.5+0.5）MPa=3.59MPapl此壓力即為小流量泵的最高工作壓力，也即溢流閥的調(diào)整壓力。（2）計(jì)算總流量由表4可知，快進(jìn)時(shí)需要最大供油量，其值為21.18L/min。計(jì)算液壓泵的最大流量，因?yàn)閗=1.1?1.3,取回路泄漏修正系數(shù)K=1.1，則兩個(gè)泵的總流量為：q=K2q=1.1x21.18L/min=23.30Lmin最小流量在工進(jìn)時(shí)，其值為0.40L/min。為保證工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，應(yīng)考慮溢流閥有一定的最小溢流量，取其額定流量的10%，約為2.0L/min。故小流量泵的流量最小應(yīng)為2.40L/min。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣 本，最后確定選取PV2T12-6/33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33mL/r，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速n=940r/min時(shí)，該液壓泵的理論流量為36.66L/min，若取液壓泵的容積效率率門(mén)，=0.9，則雙泵供油時(shí)，液壓泵的實(shí)際輸出流量為：q=原+33)x940x0.91000〕L..min=33Lminp小流量泵單獨(dú)供油時(shí)：q1=(6x940x0.9/1000)L/min=5.08Lmin計(jì)算總流量由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，其值為0.58KW，若取泵的總效率為np=。，5，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為:P=冬=絲業(yè)x33x10一3kW=293.33W

n 60x0.75x103p根據(jù)上述功率計(jì)算數(shù)據(jù)，此系統(tǒng)選取Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率p=1.5kW，額定轉(zhuǎn)速七=940rmin。6.2確定其它元件及輔件(1)確定閥類(lèi)元件及輔件根據(jù)閥類(lèi)及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過(guò)該元件的最大實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類(lèi)元件和輔件的型號(hào)及規(guī)格見(jiàn)表6。表中序號(hào)與圖4元件標(biāo)號(hào)相同。表6液壓元件規(guī)格及型號(hào)序號(hào)元件名稱通過(guò)流量額定流量額定壓力額定壓降型號(hào)、規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵-5.08/27.9216/14-Pv2R12-6/33

2單向閥28636.30.2I-53B3液控順序閥28636.30.3XY-63B4溢流閥5.1106.3Y-10B5單向閥33636.30.2I-63B6三位五通電液換向閥701006.30.335DY-100BY7單向閥701006.30.2I-100B8單向閥29.4636.30.2I-639液控順序閥<1636.30.3XY-63B10背壓閥<1636.30.3B-63B11二位二通電磁閥62.4636.30.3E22DH-6312調(diào)速閥<1106.30.3Q-10B13壓力繼電器14PF-B8L14濾油器36.7806.30.2XU-80x20015壓力表開(kāi)關(guān)K-6B*注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為940r/min時(shí)的流量。(2)確定油管在選定了液壓泵后，液壓缸在實(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以及進(jìn)入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表7所列。表7各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度和流量流量、速度快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流量/(L/min)Aq1 2_78.5x3378.5-40=67.3q=0.47?7.85取q=0.6取 1q=q=33排出流量/(L/min)Aqq=212Ai_40x67.3Aqq=212A1_0.6x40Aqq=112A2_33x78,578.5=34.378.5=0.31一40=64.8

q1) — p v=紅v=紅v pv 1v11A-A2A3A1 21233x10-3/600.6x10-3/6033x10-3/60= = =千 V78.5-40)x10-478.5x10-440x10-4=0.143=1.27x10-3=0.138運(yùn)動(dòng)速度/(L/min)由表可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)選定的液壓閥的連接尺寸確定油管尺寸，也可接管路中允許流速計(jì)算。設(shè)管道內(nèi)允許流速V=4m/s。根據(jù)表7中的數(shù)值，可算得與液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為:d1=2<取標(biāo)準(zhǔn)值20mmd1=2<取標(biāo)準(zhǔn)值20mm；7.3x10-3)(kx4x60)mm=18.9mm=2x(《4.8x10一3)(kx4x60)nd=2.,；由于本系統(tǒng)液壓缸的差動(dòng)連接快進(jìn)時(shí)，油管內(nèi)通油量最大，其實(shí)際流量為約泵額定流量m=18.5mm的兩倍，則液壓缸進(jìn)、出油管直徑d按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)經(jīng)20mm、外徑為28mm的10號(hào)冷拔鋼管。(3)油箱的設(shè)計(jì)油箱的主要用途是貯存油液，同時(shí)也起到散熱的作用，參考相關(guān)文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)資料，油箱的設(shè)計(jì)可先根據(jù)液壓泵的額定流量按照經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法計(jì)算油箱的體積，然后再根據(jù)散熱要求對(duì)油箱的容積進(jìn)行校核。油箱中能夠容納的油液容積按JB/T7938—1999標(biāo)準(zhǔn)估算，取匚=7時(shí)，求得其容積為V=。qp=7x33L歸230L6.3主要零件強(qiáng)度校核①缸筒壁厚5=4mm因?yàn)榉桨甘堑蛪合到y(tǒng)，校核公式cPDC5-尚’5<。"式中：5 缸筒壁厚(m)P——實(shí)驗(yàn)壓力P=(1.25~1.5)P,其中p是液壓缸的額定工作壓力e e 1 1

缸筒內(nèi)徑D=0.11MR]——缸筒材料的許用應(yīng)力?！盷=。b/n,qb為材料抗拉強(qiáng)度（MPa）?為安全系數(shù)，取n=5。對(duì)于P1<16MPa.材料選45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，對(duì)于低壓系統(tǒng)PD1.5x4x106x0.11…02—= =3.3mm2[q] 2x100x106因此滿足要求。②缸底厚度5=11mm對(duì)于平缸底，厚度°1有兩種情況:a.缸底有孔時(shí)：°>0.433D■—P^=0.433x103.4x"技*4 =23.069mm1 2\i甲［q］ 丫0.226x100…=103.4-80=0.226mm103.4b.缸底無(wú)孔時(shí)，用于液壓缸快進(jìn)和快退；b.缸底無(wú)孔時(shí)，用于液壓缸快進(jìn)和快退；P 15x4x106>0.433D =0.433x103.4x =10.97mm2［：［q］ 100x106其中D2=D+2°=110+2x4=118mm7 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算7.1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算及泵壓力的調(diào)整由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時(shí)，首先確定管道內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)，然后計(jì)算各種工況下的總的壓力損失。已知：系統(tǒng)采用N32液壓油，室溫為20°C時(shí)，v=1.0x10-4m2/s，油液密度P=890kg/m3。設(shè)進(jìn)、回油管的長(zhǎng)度均為2m。（1）判斷流動(dòng)狀態(tài)在快進(jìn)、工進(jìn)、快退、三種工況下，進(jìn)、回油管路中所通過(guò)的流量以快退時(shí)回油流量q2=70L/min為最大，此時(shí)油液流動(dòng)具有最大雷諾數(shù)，為：=714.4<2000八vd4q4x67.3x10-3Re=——= = =714.4<2000v ndv 60x兀x1x10-4由此可推斷，各工況下的進(jìn)、回油路中的油液的流動(dòng)狀態(tài)均為層流。（2）計(jì)算系統(tǒng)壓力損失層流流動(dòng)狀態(tài)下沿程壓力損失的表達(dá)式為：A.Zpv275/pv2150pvlq150x890x1x10-4x2△p人r=由===*0x10-3）q=5.314x107qe由于管道結(jié)構(gòu)尚未確定，管道的局部壓力損失按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即：△Pg=0.4Ap入閥類(lèi)元件的局部壓力損失按式（8-15）計(jì)算，即:其中，Apn由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值由表6和表7列出。利用上面公式，滑臺(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下:1）快進(jìn)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過(guò)電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥2和5、電液換向閥6,然后與液壓缸有桿腔的回油匯合后通過(guò)電磁換向閥11進(jìn)入無(wú)桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失計(jì)算為：

EAp5.312X107q=5.314x107x67.3*10一3x10一6=0.0596MPa為 60EAp=0.1Ap=0.1x0.0596=0.00596MPa人Ap =vi0.2xf當(dāng)2〔63)+0.2Ap =vi0.2xf當(dāng)2〔63)+0.2x1100J+0.3x+0.3x=0.496MPaAp=EiAp人i+E+EAp.=0.562MPa在回油路上，壓力損失分別為:EAp=5.312x107q=5.314x107x'牝x10"x10一6=0.03038MPa萬(wàn) 60E%=°」%=°」x0.02603=0.003038MPaAp =voAp =vo0.3x+0.2x=0.0946MPaEApo=Eap/Eap%+Eap疽0.130MPa將回油中上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得到快進(jìn)運(yùn)動(dòng)的總的壓力損失:EAp=EAp+^2EAp=0.562+4°x0.0946=0.61MPai氣o 78.5由快進(jìn)工況下壓力損失計(jì)算過(guò)程可以看出，在總的壓力損失中，閥類(lèi)元件的局部壓力損失所占份額較大，而沿程壓力損失和管道局部壓力損失則較小。2）工進(jìn)工進(jìn)時(shí)管路中流速很小，所以沿程壓力損失和局部壓力損失夠非常小，可以忽略不計(jì)。這時(shí)進(jìn)油路僅需考慮調(diào)速閥的壓力損失Ap廣0.5Mpa，小流量泵的調(diào)整壓力應(yīng)等于工進(jìn)時(shí)液壓缸的工作壓力p［加上進(jìn)油路壓差A(yù)p1注Ap，并考慮壓力繼電器的動(dòng)作需要，則：Ap1=p1+Ap1+Ap=1.15+0.5+0.5=2.15MPa此即溢流閥4調(diào)定壓力。3）快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥2、單向閥5、電液換向閥6進(jìn)人液壓缸有

桿腔。在回油路上，油液通過(guò)電磁換向閥11、電液換向閥6和單向閥7返回油箱。忽略沿程壓力損失和管道局部壓力損失，則進(jìn)油路上總的壓力損失為:22f27一92、

+0.3x =0.05457MPa回油路上總的壓力損失為:"=Eapv。2"=Eapv。2x0.3xf維［1100)2 f64.8、+0.2x一MPa=0.336MPa此值略小于估計(jì)值，故不必重算。則大流量泵的工作壓力為:p=p+EAp.=(此值略小于估計(jì)值，故不必重算。則大流量泵的工作壓力為:p=p+EAp.=(0.42+0.05457)MPa=0.47457MPa此值是調(diào)整液控順序閥3調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。7.2油液溫升驗(yàn)算在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占用的時(shí)間最長(zhǎng)，所以系統(tǒng)的發(fā)熱主要是工進(jìn)階段造成的，故按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。工進(jìn)時(shí)，大流量泵經(jīng)液控順序閥3卸荷，其中出口壓力即為油液通過(guò)液控順序閥的壓力損失。p=Ap=Ap=Ap=0.3xf冬］I63J2=0.0589MPa液壓系統(tǒng)的總的輸人功率即為液壓泵的輸人功率:P=人九+p”％2i 門(mén)P0.75x602.15x106x5.08x10-3+0.0589x106x27.92x10一3=0.75x60液壓系統(tǒng)輸出有效功率即為液壓缸輸出有效功率:P=Fv2=9032.67x(0.001~0.017)x10-3=(9.032~153.6)x10-3W液壓系統(tǒng)總效率為:279.