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無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
第一章 引言
液壓技術(shù)自18世紀(jì)末英國制成世界上第一臺水壓機(jī)算起，已有300年的歷史了，但其真正的發(fā)展只是在第二次世界大戰(zhàn)后50余年的時間內(nèi)，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速向民用工業(yè)，在機(jī)床，工程機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械，汽車等行業(yè)中逐步推廣。本世紀(jì)60年代以來，隨著原子能，空間技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并滲透到各個工業(yè)領(lǐng)域中去。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓，高速，大功率，高效，低噪音，經(jīng)久耐用，高度集成化的方向發(fā)展。
隨著科技步伐的加快，液壓技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，液壓系統(tǒng)已成為主機(jī)設(shè)備中最關(guān)鍵的部分之一。但是，由于設(shè)計、制造、安裝、使用和維護(hù)等方面的因素，影響了液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，了解系統(tǒng)工作原理，懂得一些設(shè)計、制造、安裝、使用和維護(hù)等方面的知識，是保證液壓系統(tǒng)能正常運(yùn)行并極大發(fā)揮液壓技術(shù)優(yōu)勢的先決條件。
本文主要研究的是液壓傳動系統(tǒng)，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計需要與主機(jī)的總體設(shè)計同時進(jìn)行。設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。
第二章 萬能外圓磨床
液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟與設(shè)計要求
液壓傳動系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個組成部分，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計要同主機(jī)的總體設(shè)計同時進(jìn)行。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。
2.1 設(shè)計步驟
????液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟并無嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來說，在明確設(shè)計要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。
????1）確定液壓執(zhí)行元件的形式；
????2）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；
????3）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；
????4）選擇液壓元件；
????5）液壓系統(tǒng)的性能驗算；
2.2 明確設(shè)計要求
????設(shè)計要求是進(jìn)行每項工程設(shè)計的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計之前，必須把設(shè)計要求以及與該設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。
????1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；
????2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；
????3）液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式，運(yùn)動速度；
????4）各動作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；
????5）對調(diào)速范圍、運(yùn)動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；
????6）自動化程序、操作控制方式的要求；
????7）對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；
8）對效率、成本等方面的要求。
第三章 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)
3.1 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理
由萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)圖可見,這個系統(tǒng)利用工作臺擋塊和先導(dǎo)閥撥桿可以連續(xù)地實現(xiàn)工作臺的往復(fù)運(yùn)動和砂輪架的間隙自動進(jìn)給運(yùn)動,其工作情況如下。
液壓系統(tǒng)工作原理
工作臺往復(fù)運(yùn)動
工作臺換向過程
砂輪架的快進(jìn)快退
砂輪架的周期進(jìn)給
工作臺液動手動互鎖
尾架頂尖的退出
機(jī)床的潤滑
壓力的測量
1. 工作臺往復(fù)運(yùn)動
在液壓系統(tǒng)圖的狀態(tài)下，當(dāng)開停閥處于右位時，先導(dǎo)閥都處于右端位置，工作臺向右運(yùn)動，主油路的油液流動情況為：
進(jìn)油路：液壓泵—換向閥（右位）—工作臺液壓缸右腔；
回油路：工作臺液壓缸左腔—換向閥（右位）—先導(dǎo)閥（右位）—開停閥（右位）—節(jié)流閥—油箱。
當(dāng)工作臺向右移到預(yù)定位置時，工作臺上的左擋塊撥動先導(dǎo)閥閥芯，并使它最終處于左端的位置上。這時控制油路上a2點(diǎn)接通高壓油、a1點(diǎn)接通油箱，使換向閥亦處于其左端位置上，于是主油路的油液流動變?yōu)?
進(jìn)油路：液壓泵—換向閥（左位）—工作臺液壓缸左腔；
回油路：工作臺液壓缸右腔—換向閥（左位）—先導(dǎo)閥（左位）—開停閥（右位）—節(jié)流閥—油箱。
這時，工作臺向左運(yùn)動，并在其右擋塊碰上撥桿后發(fā)生與上述情況相反的變換，使工作臺右改變方向向右運(yùn)動；如此不停的反復(fù)進(jìn)行下去，直到開停閥撥向左位時才使運(yùn)動停下來。
2. 工作臺換向過程
工作臺換向時，先導(dǎo)閥先受到擋塊的操縱而移動，接著又受到抖動缸的操縱而產(chǎn)生快跳；換向的操縱油路則先后三次變換通流情況，使其閥芯產(chǎn)生第一次快跳，慢速移動和第二次快跳。這樣就使工作臺的換向經(jīng)歷了迅速制動、停留和迅速反向啟動三個階段。當(dāng)系統(tǒng)圖中先導(dǎo)閥被撥桿推著向左移動時，它的右制動錐逐漸將通向節(jié)流閥的通道關(guān)小，使工作臺逐漸減速，實現(xiàn)預(yù)制動。當(dāng)工作臺擋塊推動先導(dǎo)閥直到先導(dǎo)閥閥芯右部環(huán)行槽使a2點(diǎn)接通高壓油，左部環(huán)行槽使a1點(diǎn)接通油箱時，控制油路被切換。這時左、右抖動缸便推動先導(dǎo)閥向左快跳，因為此時左、右抖動缸進(jìn)回油路為：
進(jìn)油路：液壓泵—精濾油器—先導(dǎo)閥（左位）—左抖動缸；
回油路：右抖動缸—先導(dǎo)閥（左位）—油箱。
由此可見，由于抖動缸的作用引起先導(dǎo)閥快跳，就使換向閥兩端的控制油路一旦切換就迅速打開，為換向閥閥芯快速移動創(chuàng)造了液流流動條件，由于閥芯右端接通高壓油，使液動換向閥閥芯開始向左移動，即
進(jìn)油路：液壓泵—精濾油器—先導(dǎo)閥（左位）—單向閥I2—換向閥閥芯右端。
而液壓換向閥閥芯左端通向油箱的油路先后有三種接通情況，開始階段的情況如系統(tǒng)圖所示，回油路線為：
回油路（變換之一）：液動換向閥閥芯左端—先導(dǎo)閥（左位）—油箱。
由于回路暢通無阻，閥芯移動速度很大，主閥芯出現(xiàn)第一次快跳，右部制動錐很快的關(guān)小主回油路的通道，使工作臺迅速制動。當(dāng)換向閥閥芯快速移動一小段距離后，它的中部臺肩移到閥體中間沉割槽處，使液壓缸兩腔油路相通，工作臺停止運(yùn)動。此后換向閥閥芯在壓力油作用下繼續(xù)左移時，直通先導(dǎo)閥的通道被切斷，回油流動路線改為：
回油路（變換之二）：液動換向閥閥芯左端—節(jié)流閥J—先導(dǎo)閥（左位）—油箱。
這時閥芯按節(jié)流閥J1調(diào)定的速度慢速移動。由于閥體上的沉割槽寬度大與閥芯中部臺肩的寬度，液壓缸兩腔油路在閥芯慢速移動期間繼續(xù)保持相通，使工作臺的停止持續(xù)一段時間，這就是工作臺在反向前的端點(diǎn)停留。最后，當(dāng)閥芯慢速移動到其左部環(huán)行槽和先導(dǎo)閥相連的通道接通時，回油流動路線又改變成
回油路（變換之三）：液動換向閥閥芯左端—通道b1—換向閥左部環(huán)槽—先導(dǎo)閥（左位）—油箱。
這時，回油路又暢通無阻，閥芯出現(xiàn)第二次快跳，主油路被迅速切換，工作臺迅速反向啟動，最終完成了全部換向過程。
3. 砂輪架的快進(jìn)快退運(yùn)動
砂輪架的快進(jìn)快退運(yùn)動由快動閥操縱，由快動缸來實現(xiàn)。在系統(tǒng)圖的狀態(tài)下，快動閥右位接入系統(tǒng)，砂輪架快速前進(jìn)到其最前端位置，快進(jìn)的終點(diǎn)位置是靠活塞與缸蓋的接觸來保證的，為了防止砂輪架在快速運(yùn)動終點(diǎn)處引起沖擊和提高快進(jìn)運(yùn)動的重復(fù)位置精度，快動缸的兩端設(shè)有緩沖裝置，并設(shè)有抵住砂輪架的閘缸，用以消除絲杠和螺母間的間隙。快動閥左位接入系統(tǒng)時，砂輪架快速后退帶其最后端位置。
4. 砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動
砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動由進(jìn)給閥操縱，由砂輪架進(jìn)給缸通過其活塞上的撥爪棘輪、齒輪、絲杠螺母等傳動副來實現(xiàn)。砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動可以在工件左端停留時進(jìn)行，可以在工件右端停留時進(jìn)行，也可以在工件兩端停留時進(jìn)行，，也可以不進(jìn)行進(jìn)給。這些均由選擇閥的位置決定。在圖示狀態(tài)下，選擇閥選定的是“雙向進(jìn)給”，進(jìn)給閥在操縱油路的a1和a2點(diǎn)每次相互變換壓力時，向左或向右移動一次，于是砂輪架便做一次間歇進(jìn)給。進(jìn)給量的大小由撥爪棘輪機(jī)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)給快慢及平穩(wěn)性則通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥J3、J4來保證。
5. 工作臺液動手動的互鎖
工作臺液動和手動的互鎖由互鎖缸來實現(xiàn)。當(dāng)開停閥處于圖示位置時，互鎖缸內(nèi)通入壓力油，推動活塞使齒輪z1、z2脫開，工作臺運(yùn)動時就不會帶動手輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)開停閥左位接入系統(tǒng)時，互鎖缸接通油箱，活塞在彈簧作用下移動，使z1、z2嚙合，工作臺就可以通過搖動手輪來移動，以調(diào)整工件。
6. 尾架頂尖的退出
尾架頂尖的退出是由一個腳踏式的尾架閥操縱，由尾架缸來實現(xiàn)。尾架頂尖只在砂輪架快速退出時才能后退以確保安全，因為這時系統(tǒng)中的壓力油必須在快動閥左位接入時才能通入尾架閥處。
7. 機(jī)床的潤滑
液壓泵輸出的油液有一部分經(jīng)精濾油器到達(dá)潤滑穩(wěn)定器，經(jīng)穩(wěn)定器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)及分流后，送至導(dǎo)軌、絲杠螺母、軸承等處進(jìn)行潤滑。
8. 壓力的測量
系統(tǒng)中的壓力可通過壓力表開關(guān)由壓力表測定，如：在壓力表開關(guān)處與左位時測出的是系統(tǒng)的工作壓力，而在右位時則可測出潤滑系統(tǒng)的壓力。
3.2 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)
1. 該液壓系統(tǒng)采用了活塞桿固定式雙桿液壓缸，保證了左、右兩個方向運(yùn)動速度一致，又減少了機(jī)床的占地面積。
2. 采用了結(jié)構(gòu)簡單的節(jié)流閥式調(diào)速回路，功率損失小，這對調(diào)速范圍不大，負(fù)載較小且基本恒定的磨床來說是合適的。此外，由于采用了回油節(jié)流調(diào)速回路，液壓缸回油中有背壓力，可以防止空氣滲入液壓系統(tǒng)，且有助于工作穩(wěn)定和加速工作臺的制動。
3. 系統(tǒng)采用了HYY21/3P-25T型快跳操縱箱，結(jié)構(gòu)緊湊，操縱方便，換向精度和換向平穩(wěn)性都較高。此外，這種操縱箱使工作臺能作很短距離的高頻抖動，有利于提高切入式磨削和階梯軸磨削的加工質(zhì)量。
第四章 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖
4.1制定基本方案
????（1）制定調(diào)速方案
????液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動方向和運(yùn)動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。
????方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。
????速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速。
????節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。
????容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動速度高的液壓系統(tǒng)。
????容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
????節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。
????調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。
????節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。
容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。
????（2）制定壓力控制方案
????液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。
????在有些液壓系統(tǒng)中，有時需要流量不大的高壓油，這時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。
在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。
????（3）制定順序動作方案
????主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。
另外還有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。
????（4）選擇液壓動力源
????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。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，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。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。
????為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對長時間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。
油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。
4.2 繪制液壓系統(tǒng)圖
???? 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。
????為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。
見圖4-1；
圖4-1 液壓系統(tǒng)原理圖
第五章 萬能外圓磨床
液壓元件的選擇與專用件設(shè)計
?5.1 液壓泵的選擇
????1）確定液壓泵的最大工作壓力pp
????? ??pp≥p1+Σ△p????????????????????
????式中 p1——液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力；
??? Σ△p——從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失。 Σ△p的準(zhǔn)確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進(jìn)行，初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵?、流速不大的，取Σ△p=（0.2～0.5）MPa；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)閥的，取Σ△p=（0.5～1.5）MPa。
????2）確定液壓泵的流量QP 多液壓缸或液壓馬達(dá)同時工作時，液壓泵的輸出流量應(yīng)為
QP≥K（ΣQmax）???
????式中 K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3；
????ΣQmax——同時動作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，可從（Q-t）圖上查得。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取0.5×10-4m3/s。
????系統(tǒng)使用蓄能器作輔助動力源時
????式中 K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.2；
??? ????Tt——液壓設(shè)備工作周期（s）；
??? ????Vi——每一個液壓缸或液壓馬達(dá)在工作周期中的總耗油量（m3）；
??? ?????z——液壓缸或液壓馬達(dá)的個數(shù)。
3）選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的pp和Qp值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或本手冊中選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%～60%。
????4）確定液壓泵的驅(qū)動功率 在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，即（p-t）、（Q-t）圖變化較平緩，則
????式中 pp——液壓泵的最大工作壓力（Pa）；
???? ????QP——液壓泵的流量（m3/s）；
??????? ηP——液壓泵的總效率，參考表5-1選擇。
表5-１液壓泵的總效率
液壓泵類型
齒輪泵
螺桿泵
葉片泵
柱塞泵
總效率
0.6～0.7
0.65～0.80
0.60～0.75
0.80～0.85
????
限壓式變量葉片泵的驅(qū)動功率，可按流量特性曲線拐點(diǎn)處的流量、壓力值計算。一般情況下，可取pP=0.8pPmax，QP=Qn，則
????式中 ——液壓泵的最大工作壓力（Pa）；
??????????? ——液壓泵的額定流量（m3/s）。
????在工作循環(huán)中，如果液壓泵的流量和壓力變化較大，即（Q-t），（p-t）曲線起伏變化較大，則須分別計算出各個動作階段內(nèi)所需功率，驅(qū)動功率取其平均功率
????式中 t1、t2、…tn——一個循環(huán)中每一動作階段內(nèi)所需的時間（s）；
?????????P1、P2、…Pn——一個循環(huán)中每一動作階段內(nèi)所需的功率（W）。
按平均功率選出電動機(jī)功率后，還要驗算一下每一階段內(nèi)電動機(jī)超載量是否都在允許范圍內(nèi)。電動機(jī)允許的短時間超載量一般為25%。
5.2 液壓閥的選擇
????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??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)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%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。
5.3 蓄能器的選擇
根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。
????1）液壓執(zhí)行元件短時間快速運(yùn)動，由蓄能器來補(bǔ)充供油，其有效工作容積為
????式中 A——液壓缸有效作用面積（m2）；
???? ????l——液壓缸行程（m）；
??? ?????K——油液損失系數(shù)，一般取K=1.2；
??? ????QP——液壓泵流量（m3/s）；
??? ?????t——動作時間（s）
????2）作應(yīng)急能源，其有效工作容積為：
????式中 ——要求應(yīng)急動作液壓缸總的工作容積（m3）。
有效工作容積算出后，根據(jù)有關(guān)蓄能器的相應(yīng)計算公式，求出蓄能器的容積，再根據(jù)其他性能要求，即可確定所需蓄能器。
5.4 管道尺寸的確定
????（1）管道內(nèi)徑計算
????式中? Q——通過管道內(nèi)的流量（m3/s）；
???????? υ——管內(nèi)允許流速（m/s），見表5-2:
計算出內(nèi)徑d后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。
????（2）管道壁厚δ的計算
表5-２ 允許流速推薦值
管道
推薦流速/（m/s）
液壓泵吸油管道
0.5～1.5，一般常取1以下
液壓系統(tǒng)壓油管道
3～6，壓力高，管道短，粘度小取大值
液壓系統(tǒng)回油管道
1.5～2.6
????式中 p——管道內(nèi)最高工作壓力（Pa）；
??? ?????d——管道內(nèi)徑（m）；
???????[σ]——管道材料的許用應(yīng)力（Pa），[σ]=
；
???????
σb——管道材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）；
???????n——安全系數(shù)，對鋼管來說，p＜7MPa時，取n=8；p＜17.5MPa時，取n=6；p＞17.5MPa時，取n=4。
5.5 油箱容量的確定
初始設(shè)計時，先按經(jīng)驗公式（31）確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。
????油箱容量的經(jīng)驗公式為
V=αQV??????????
????式中 QV——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；
???????? α——經(jīng)驗系數(shù)，見表5-3。
表5-3? 經(jīng)驗系數(shù)α
系統(tǒng)類型
行走機(jī)械
低壓系統(tǒng)
中壓系統(tǒng)
鍛壓機(jī)械
冶金機(jī)械
α
1～2
2～4
5～7
6～12
10
???
?在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。
第六章 磨床中上料機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算
本章對磨床中上料機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算。要求驅(qū)動它的液壓傳動系統(tǒng)完成快速上升—慢速上升—停留—快速下降的工作循環(huán)。其垂直上升工件的重力為5000N，滑臺的重量為1000N，快速上升行程350mm，速度要求≥45mm/s；慢速上升行程為100mm，其最小速度為8mm/s；快速下降行程為450mm，速度要求≥55mm/s，滑臺采用V形導(dǎo)軌，其導(dǎo)軌面的夾角為90度，滑臺與導(dǎo)軌的最大間隙為2mm，起動加速和減速時間均為0.5s，液壓缸的機(jī)械效率為0.91。
6.1 負(fù)載分析
1. 工作負(fù)載
FL=FG=（5000+1000）N=6000N
2. 摩擦負(fù)載
Ff=fFn/sin（∝/2）
由于工件為垂直起升，所以垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu)尺寸求得Fn=120N，取fs=0.2，fd=0.1則有
靜摩擦負(fù)載 Ffs=（0.2*120/sin45）=33.94N
動摩擦負(fù)載 Ffd=（0.1*120/sin45）=16.97N
3. 慣性負(fù)載
加速 Fa1=（G/g）*（△v/△t）=（6000/9.81）*（0.045/0.5）=55.05N
減速 Fa2=（G/g）*（△v/△t）=（6000/9.81）*（0.045-0.008）/0.5=45.26N
制動 Fa3=（G/g）*（△v/△t）=（6000/9.81）*（0.008/0.5）=9.79N
反向加速 Fa4=（G/g）*（△v/△t）=（6000/9.81）*（0.055/0.5）=67.28N
反向制動 Fa5=Fa4=67.82N
根據(jù)以上計算。考慮到液壓缸垂直安放，其重量較大，為防止因自重而自行下滑，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置平衡回路。因此在對快速向下運(yùn)動的負(fù)載分析時，就不考慮滑臺的重量。
6.2 液壓缸主要參數(shù)的確定
1. 初選液壓缸的工作壓力
根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載不大，按類型屬機(jī)床類，所以初選液壓缸的工作壓力為2.0Mpa。
2. 計算液壓缸的尺寸
A=F/P=6672.55/2000000m
=33.36/10000m
D= 4A/ = (4*33.36)/(10000*3.14159)m
=6.52/100m
按標(biāo)準(zhǔn)?。篋=63mm。
根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿的直徑：
D/（D-d）=55/45
d=26.86mm
按標(biāo)準(zhǔn)取d=25mm。
則液壓缸的有效面積為：
無桿腔面積 A1= D/4=（ /4）*6.3cm =31.17cm
有桿腔面積 A2= （D –d ）/4= （6.3 –2.5 ）/4cm =26.26cm
3. 活塞桿穩(wěn)定性校核
因為活塞桿總行程為450mm，而活塞桿直徑為25mm，l/d=450/25=18>10，需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核，由材料力學(xué)中的有關(guān)公式，根據(jù)該液壓缸一端支承一打鉸接取末端系數(shù)∮2=2，活塞桿材料用普通碳鋼則：材料強(qiáng)度試驗值f=4.9*10 Pa，系數(shù) =1/5000，柔性系數(shù)∮1=85，Rk= J/A=d/4=6.25，因為l/Rk=72<∮1 ∮2=85 2=120，所以有其臨界載荷Fk
Fk=197413.15N
當(dāng)取安全系數(shù)為4時，F(xiàn)k/nk=49353.29N>6672.55N
所以，滿足穩(wěn)定性條件。
6.3 擬訂液壓系統(tǒng)圖
液壓系統(tǒng)圖的擬訂，主要考慮以下幾個方面的問題：
1. 供油方式
該系統(tǒng)在快上和快下時做需流量較大，且比較接近。在慢上時所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用單個定量泵的供油方式顯然是不合適的，宜選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。
2. 調(diào)速回路
該系統(tǒng)在慢速時速度需要調(diào)節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺運(yùn)動速度低，工作負(fù)載變化小，所以采用調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào)速回路。
3. 速度換接回路
由于快上和慢上之間速度需要換接，但對換接的位置要求不高，所以采用由行程開關(guān)發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實現(xiàn)速度的換接。
4. 平衡及鎖緊
為防止在上端停留時重物下落和在停留期間內(nèi)保持重物的位置，特在液壓缸的下腔進(jìn)油路上設(shè)置了液控單向閥；另一方面，為了克服滑臺自重在快下過程中的影響，設(shè)置了一單向背壓閥。
本液壓系統(tǒng)的換向采用三位四通Y型中位機(jī)能的電磁換向閥。
6.4 液壓元件的選擇
1. 確定液壓泵的型號及電動機(jī)功率
液壓缸在整個工作循環(huán)中最大工作壓力為1.93Mpa，由于該系統(tǒng)比較簡單，所以取其壓力損失∑△p=0.4Mpa，所以液壓泵的工作壓力為
Pp=P+∑△p=（1.93+0.4）Mpa=2.33Mpa
兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油時，若回路中的泄露按10%計算，則兩個泵的總流量應(yīng)為qp=1.1*8.67L/min=9.537L/min，由于溢流閥最小穩(wěn)定流量為3L/min，而工進(jìn)時液壓缸所需要流量為1.5L/min，所以，高壓泵的輸出流量不得少于4.5L/min。
根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，選用YB1-6.3/6.3型的雙聯(lián)葉片泵，其額定壓力為6.3Mpa，容積效率 =0.85，總效率 =0.75，所以驅(qū)動該泵的電動機(jī)的功率可由泵的工作壓力和輸出流量qp=2*6.3*910*0.85*10 L/min求出
Pp=（p *q ）/ =504.83W
查電機(jī)產(chǎn)品目錄，擬選用電動機(jī)的型號為Y90S-6，功率為750W，額定轉(zhuǎn)速為910r/min。
2. 選擇閥類元件及輔助元件
根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格如表6-1和表6-2所示。
表6-1 液壓元件型號及規(guī)格（GE系列）
序 號
名 稱
通過流量
型號及規(guī)格
1
濾油器
11.47
XLX-06-80
2
雙聯(lián)葉片泵
9.75
YB1-6.3/6.3
3
單向閥
4.875
AF3-Ea10B
4
外控順序閥
4.875
XF3-10B
5
溢流閥
3.375
YF3-10B
6
三位四通電磁換向閥
9.75
34EF3Y-E10B
7
單向順序閥
11.57
AXF3-10B
8
液控單向閥
11.57
YAF3-Ea10B
9
二位二通電磁換向閥
8.21
22EF3-E10B
10
單向調(diào)速閥
9.75
AQF3-E10B
11
壓力表
Y-100T
12
壓力表開關(guān)
KF3-E3B
13
電動機(jī)
Y90S-6
表6-2 液壓元件及規(guī)格（疊加閥系列）
序號
名稱
通過流量
型號及規(guī)格
1
濾油器
11.47
XLX-06-80
2
雙聯(lián)葉片泵
9.75
YB1-6.3/6.3
3
底板塊
9.75
EDKA-10
4
壓力表開關(guān)
4K-F10D-1
5
外控順序閥
4.875
XY-F10D-P/O（P1）—1
6
溢流閥
3.375
Y1-F10D-P1/O-1
7
單向閥
4.875
A-F10D-P/PP1
8
電動單向調(diào)速閥
9.75
QAE-F6/10D-AU
9
單向順序閥
11.57
XA-Fa10D-B
10
液控單向閥
11.57
AY-F10D-B（A）
11
三位四通電磁換向閥
9.75
34EY-H10BT
12
壓力表
Y-100T
13
電動機(jī)
Y90S-6
油管：油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路中允許流速計算。在本例中，出油口采用內(nèi)徑為8mm，外徑為10mm的紫銅管。
油箱：油箱容積根據(jù)液壓泵的流量計算，取其體積V=（5~7）qp，即V=70L。
6.5 液壓系統(tǒng)的性能驗算
1. 壓力損失及調(diào)定壓力的確定
根據(jù)計算慢上時管道內(nèi)的油液流動速度約為0.50m/s，通過的流量為1.5L/min，數(shù)值較小，主要壓力損失為調(diào)速閥兩端的壓降；此時功率損失最大；而在快下時滑臺及活塞組件的重量由背壓閥所平衡，系統(tǒng)工作壓力很低，所以不必驗算，因而必須以快進(jìn)為依據(jù)來計算卸荷閥和溢流閥的調(diào)定壓力，由于供油流量的變化，其快上時液壓缸的速度為
v1=qp/A1=0.052m/s=52mm/s
此時油液在進(jìn)油管中的流速為v=qp/A=3.23m/s。
2. 局部壓力損失
局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的10%；而后者則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為qn和△pn，，則當(dāng)通過閥的流量為q時的閥的壓力損失為△pv為
△pv=△pn（q/qn）
因為GE系列10mm通徑的閥的額定流量為63L/min，疊加閥10mm通徑系列的額定流量為40L/min，而在本例中通過每一個閥的最大流量僅為9.75L/min，所以通過整個閥的壓力損失很小，可以忽略不計。
同理，快上時回油路上的流量q =（q *A ）/A =8.21L/min，則回油路油管中的流速v=2.72m/s。由此可計算出Re=vd/v=217.6， =75/Re=0.345，所以回油路上的沿程壓力損失為0.287MPa。
（1） 總的壓力損失
由上面的結(jié)果可求出
∑△p=△p1+（A2/A1）*△p2=0.637MPa
原設(shè)∑△p=0.4MPa，這與計算結(jié)果略有差異，應(yīng)用計算出的結(jié)果來確定系統(tǒng)中壓力閥的調(diào)定值。
（2） 壓力閥的調(diào)定值
雙聯(lián)泵系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿足快進(jìn)的要求，保證雙泵同時向系統(tǒng)供油，因而卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)略大于快進(jìn)時泵的供油壓力
Pp=F/A1+∑△p=（1.93+0.637）MPa=2.567MPa
所以卸荷閥的調(diào)定壓力應(yīng)取2.6MPa為宜。
溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)大于卸荷閥調(diào)定壓力0.3~0.5MPa，所以取溢流閥調(diào)定壓力為3MPa。
背壓閥的調(diào)定壓力以平衡滑臺自重為依據(jù)，即
P背=0.32MPa，取p背=0.4MPa。
3. 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升
根據(jù)以上的計算可知，在快上時電動機(jī)的輸入功率為Pp= / =563.33W；慢上時的電動機(jī)的輸入功率為Pp1= / =325W；而快上時其有用功率為P1=313.63W；慢上時的有效功率為48.25W；所以慢上時的功率損失為276.75W略大于快上時的功率損失249.7W，現(xiàn)以較大的值來校核其熱平衡，求出發(fā)熱溫升。
設(shè)油箱的三個邊長在1：1：1~1：2：3范圍內(nèi)，則散熱面積為A=0.065 V =1.104m ，假設(shè)通風(fēng)良好，取h=15/1000Kw/（m * C），所以油液的溫升為
△ t=H/hA=16.71 C
室溫為20 C，熱平衡溫度為36.71 C<65 C，沒有超出允許范圍。
第七章 外圓磨床的故障分析及維修
7.1 外圓磨床的故障分析
1．磨削時，工件表面產(chǎn)生螺旋線 砂輪主軸中心線對工作臺移動的平行度超差。
工作臺導(dǎo)軌潤滑油浮力過大，使工作臺在運(yùn)動中擺動。
修整砂輪時冷卻不夠，金剛鉆發(fā)熱膨脹，使砂輪工作面修不平。
工作臺低速時有爬行現(xiàn)象和不穩(wěn)定，使修整砂輪表面不均勻。
砂輪法蘭內(nèi)錐面與主軸外錐面接觸不好。
砂輪主軸中心對工作臺移動的平行度一定要保證，特別是上母線精度。
當(dāng)磨削時出現(xiàn)單邊火花，要進(jìn)行排隊也可將砂輪工作面修理工正成微量鼓形，修去砂輪的兩角。
將百分表測量架吸在機(jī)床上，表頭觸及工作臺面，啟動液壓系統(tǒng)。
要保持砂輪工作面的平整。修整砂輪時要有充分的冷卻液。
檢查砂輪法蘭內(nèi)錐面是否有毛刺，半用涂色法檢查錐孔與錐面的接觸是否良好。
2．磨削時，工件表面產(chǎn)生多角形波 砂輪主軸與軸瓦間隙過大。
尾架套筒與尾架孔的間隙過大，底面接觸不良。
頭架主軸裝配不良，軸承間隙不合理。
工作中心孔與頭、尾架二項尖接觸不良。
砂輪靜平衡不好，或砂輪切削刃變鈍。
檢查主軸與軸瓦的接觸面積，并重新高速主軸與軸瓦的間隙。
修復(fù)尾架套筒與尾架休的間隙，底面接觸不好應(yīng)修。
檢查頭架主軸精度，若超差應(yīng)重新裝配，并檢查其他部件是否擦邊。
檢查工件的中心孔與頂尖接觸面。
新裝的砂輪必須進(jìn)行二次靜平衡以消除由于砂輪不平衡廁引起的振動。
3． 磨削時，工件內(nèi)錐孔的母線不直 內(nèi)圓磨具與頭架中心線的等高超差。
磨削內(nèi)錐孔的外錐面時，裝上卡盤和工件后，由于卡盤和工件的重量，導(dǎo)致頭架部工件的中心線與內(nèi)圓磨具主軸中心線等高精度超差。
按要求檢查和修復(fù)內(nèi)圓磨具支架孔中心線與頭架主軸中心線的不等高度。
先在卡盤上裝一只工件，并把工件內(nèi)孔光磨，再將校表桿用平行夾緊固在內(nèi)圓磨具的磨桿上，表頭觸及工件的內(nèi)孔表面，旋轉(zhuǎn)磨桿360度，并高速主軸軸承的間隙，使之達(dá)到要求。
4．磨削時，工件精度達(dá)不到精度 頭架主軸錐孔中心線對工作臺移動方向的平行度，對工件
精度有一定的影響此誤差大，使工件在水平面內(nèi)彎曲，經(jīng)磨削受力后，對工件精度影響大。
砂輪主軸中心線對工作臺移動方向的平行度誤差大，上母線超差。
頭架和尾架的中心連線對工作臺移動方向的平行度超差。
工作的中心孔與頭尾架二頂尖的接觸不良，影響工件圓度。
按要求保證頭架主軸中心線對工作臺移動方向的平行度。
按要求保證吵輪主軸中心線對工作臺移動方向的平行度。
做這項精度時，頭尾架靠得越近越好。
任何磨加工工件都應(yīng)研磨中心孔，使工件與頭尾架中心保持同一直線。
5．工件表面粗糙度大，有拉毛，劃傷痕跡 砂輪主軸與軸瓦因磨損間隙增大，使砂輪主軸剛性減弱。
砂輪因磨削時間較長而變鈍及砂孔被堵塞。
振源的影響
修正砂輪時工作臺爬行，使砂輪工作面不平整。
砂輪材質(zhì)的選擇不當(dāng)。
按機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)測量并調(diào)查砂輪主軸與軸瓦間的間隙。
經(jīng)常修整砂輪表面，對冷卻液定期更換，并清除冷卻管雜物。
對新裝的砂輪及電動機(jī)必須進(jìn)行靜平衡和動平衡。
要削除工作臺在行程中的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
根據(jù)工件的材料性質(zhì)來選擇砂輪。
6．砂輪架主軸“抱軸” 主軸與軸瓦的間隙太小。
主軸的前、后軸承不同心。
主軸潤滑油中的雜物嵌入主軸與軸瓦之間。
軸瓦的方向裝反。
主軸與軸承的間隙一定要好。
在檢查和裝配砂輪時，應(yīng)用定心工藝套來保證主軸中心與體殼二孔中心的同心度。
潤滑油必須保持清潔。
軸瓦上的箭頭方向必須與主軸的旋轉(zhuǎn)方向一致。
7．砂輪架快速行程重復(fù)定位有誤差 橫進(jìn)給機(jī)構(gòu)絲杠前端的機(jī)械定位螺釘未調(diào)整好。
橫進(jìn)給絲杠前端與定位螺釘接觸處有毛刺或臟物。
將砂輪架底座前端的定位螺伢旋出，以最大的行程快速行進(jìn)砂輪架，午分表座固定在工作臺上，表觸及砂輪架，得出某一讀數(shù)。
旋出定位螺釘，對之進(jìn)行調(diào)整。旋入時一定要做好清潔工作。
8．進(jìn)刀刻度不準(zhǔn) 輔助壓力油油壓低，使閘缸作用降低。
前罩上定位爪孔與銷軸間隙大，造成定位時位置變化。
前罩殼與床身無定位銷釘。
底座上齒輪套與絲杠接觸之導(dǎo)向孔的間隙大，轉(zhuǎn)動手輪時，絲杠有擺動。
適當(dāng)提高輔助壓力油的油壓。
重配爪銷。
固緊罩殼的螺釘。
若齒輪套與絲杠的導(dǎo)向部分間隙過大，則應(yīng)更換。
9．內(nèi)圓磨具軸承燒環(huán)及加工精度差 軸承預(yù)加負(fù)荷不對，或內(nèi)外隔圈尺寸不對。
潤滑不良，使軸承溫升增高。
軸承的精度較低，影響工作的精度。
皮帶拉得過緊。
裝配不當(dāng)。
在軸承預(yù)加負(fù)荷5KG的前提下，測量軸承內(nèi)外圈厚度差，內(nèi)隔圈厚度等于一對軸承預(yù)加負(fù)荷的計算厚度。
裝配磨具時，每只軸承加潤滑脂1.5KG即可。
應(yīng)按機(jī)床說明書中的規(guī)定，選用軸承的等級，即不低于D級。
應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)皮帶。
裝配時應(yīng)嚴(yán)格清先軸承，切勿用壓縮空氣吹轉(zhuǎn)軸承。
7.2 外圓磨床的維修
機(jī)床液壓系統(tǒng)在運(yùn)行中常有故障發(fā)生，如：噪聲、爬行、泄漏、油溫過高、換向沖擊大、壓力提不高、運(yùn)動速度低于規(guī)定值等現(xiàn)象，從故障原因現(xiàn)場分析看，一般是某些液壓元件失靈和液壓系統(tǒng)中各液壓元件綜合因素造成，另外機(jī)械、電器、以及外界因素也會引起液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。由于液壓機(jī)床種類繁多，故障現(xiàn)象千變?nèi)f化，只有掌握切合實際的檢修方法，積累檢修經(jīng)驗和教訓(xùn)，才能不斷地提高檢修技能，在具體的現(xiàn)場修理過程中，筆者根據(jù)多年的教學(xué)和實踐總結(jié)出對機(jī)床液壓系統(tǒng)故障采用看、聽、測、查的四字修理方法，可達(dá)到迅速準(zhǔn)確的檢出故障和排除故障的目的。
看。即通過視覺察看故障，察看故障現(xiàn)象正確與否直接影響修理工藝的制定，如M1432A萬能外圓磨床出現(xiàn)工作臺爬行故障，在察看這種不正常狀態(tài)時，一看該機(jī)床的技術(shù)檔案所記錄的修理資料和操作者、修理工對故障現(xiàn)象的反映，為分析故障作資料準(zhǔn)備，這是故障檢修的第一步；二看爬行故障出現(xiàn)是否在低速運(yùn)行時較多，因低速運(yùn)行時導(dǎo)軌潤滑油膜變薄(甚至形不成油膜)，油楔作用降低，部分油膜被破壞，使工作臺與床身導(dǎo)軌摩擦面的摩擦阻力發(fā)生變化，其現(xiàn)象在輕微時，用眼看不到，用手摸工作臺則有感覺，嚴(yán)重爬行則可見到工作臺大距離的竄動；三看空氣是否侵入液壓系統(tǒng)，其現(xiàn)象是空氣侵入不多則液壓油中會有針狀氣泡，逐漸油液會變成乳白色，空氣多則油箱表面會浮有許多氣泡，壓力表波動值大；四看液壓系統(tǒng)中各管路閥體的緊固螺釘螺母是否有松動，密封墊是否損壞而出現(xiàn)液壓油泄漏，或者工作臺導(dǎo)軌接觸面缺乏潤滑油而產(chǎn)生干摩擦或半干摩擦，增加了運(yùn)動阻力而會產(chǎn)生工作臺爬行故障。
聽。監(jiān)聽是機(jī)床修理的一項重要手段，一般機(jī)床在運(yùn)行中都有正常的運(yùn)行聲，如果出現(xiàn)運(yùn)行聲增大，產(chǎn)生噪聲、振動聲或沖擊聲則為故障，如：M7120A型臥軸矩臺平面磨床，液壓動力源大部分使用齒輪油泵工作，而這種泵的結(jié)構(gòu)本身壓力脈動較大，易產(chǎn)生噪聲，特別是油泵吸入空氣后或溢流閥、單向閥、電磁閥出現(xiàn)的彈簧鋼球與閥座不密封、滑閥與閥體間隙磨損過大、閥內(nèi)有污物、滑閥拉毛等嚴(yán)重現(xiàn)象，油泵則會發(fā)生“吱嗡”、“吱嗡”十分刺耳的噪聲，因此液壓機(jī)床故障在運(yùn)行中可以通過監(jiān)聽手段查出。
測，即測量。在檢查液壓系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)狀況時，需要測量系統(tǒng)的主壓力和輔助油壓力是否達(dá)到設(shè)計規(guī)定值，如M7130臥軸矩臺平面磨床調(diào)節(jié)溢流閥主系統(tǒng)壓力應(yīng)達(dá)到1～2MPa，潤滑油壓力達(dá)到0.2～0.3MPa，以保證油路系統(tǒng)在運(yùn)行中負(fù)荷穩(wěn)定。液壓系統(tǒng)的測量工作，包括工作臺最高移動速度的測量，各電動機(jī)額定速度的測量，液壓元件閥體孔、閥芯磨損后間隙的測量，磨頭主軸旋轉(zhuǎn)精度的測量，床身導(dǎo)軌幾何精度的測量及液壓油缸對工作臺導(dǎo)軌的垂直平面、水平平面的定位精度測量，根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)為依據(jù)對液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行分析研究而定出修理工藝和方法。
查，即檢查。液壓系統(tǒng)故障的檢查可依照液壓機(jī)床工作原理圖分主壓力油系統(tǒng)和輔助壓力系統(tǒng)劃出故障樹分析圖，逐段分區(qū)域進(jìn)行細(xì)心、準(zhǔn)確、全面的檢查，如果機(jī)修人員經(jīng)驗豐富，也可根據(jù)故障現(xiàn)象在系統(tǒng)中分幾個檢查點(diǎn)，查找故障，如M1432A型萬能外圓磨床，運(yùn)行時出現(xiàn)工作臺左行終了不能換向的故障，則可在該系統(tǒng)工作臺換向過程的制動階段、停留階段和啟動階段的三個階段，分為三個檢查點(diǎn)進(jìn)行檢查。
(1)制動階段工作狀況故障檢查：工作臺換向時制動分兩步，即先導(dǎo)閥的預(yù)制動和換向閥的終制動是否有故障，從液壓系統(tǒng)運(yùn)行圖來看，當(dāng)工作臺左行至接近終點(diǎn)位置時，其撞塊碰上換向桿，撥動先導(dǎo)閥開始向右移動，在移動過程中，先導(dǎo)閥上的制動錐將液壓回油通路逐漸關(guān)小(是否能關(guān)小)，使主回油路受到節(jié)流，工作臺速度減慢，實現(xiàn)預(yù)制動。由于先導(dǎo)閥的移動，控制換向閥的油路被切換，使控制油路來的壓力油進(jìn)入換向閥左端油腔，推動換向閥向右移動(閥芯是否能向右移動)，由于此時回油路直通油池，所以換向閥閥芯迅速地從左端原位快跳到中間位置(換向閥的第一次快跳)，壓力油同時進(jìn)入工作臺液壓缸左右腔，兩腔壓力平衡，工作臺應(yīng)迅速停止實現(xiàn)終制動，否則就有故障應(yīng)檢查排除。
(2)停留階段工作狀況故障檢查，換向閥第一次快跳結(jié)束后，換向閥繼續(xù)右移(是否右移)工作臺液壓缸左、右腔應(yīng)一直互通壓力油，使工作停止不動。
(3)啟動階段工作狀況故障檢查，換向閥繼續(xù)右移時，右腔回油經(jīng)換向閥芯沉割槽、先導(dǎo)閥流回油池，換向閥應(yīng)作第二次快跳，直到右端終點(diǎn)位置(是否有壓力油推動換向閥芯移動到右端終點(diǎn))，此時換向閥應(yīng)迅速切換主壓力油路，工作臺作啟動反向，否則就存在故障，應(yīng)在此故障點(diǎn)進(jìn)行分析檢查修理。
實踐證明，機(jī)床液壓系統(tǒng)故障點(diǎn)難發(fā)現(xiàn)，易排除，但只要按照上述看、聽、測、查四字方法進(jìn)行，修理工作并不難。值得注意的是：液壓系統(tǒng)故障現(xiàn)象錯綜復(fù)雜，執(zhí)行四字方法要靈活運(yùn)用，某些情況下要將看、聽、測、查四字有機(jī)地結(jié)合實施，就能使修理工作效率達(dá)到事半功倍而圓滿的結(jié)束修理任務(wù)
第八章 總結(jié)
本文主要研究的是萬能外圓磨床液壓傳動系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計需要與主機(jī)的總體設(shè)計同時進(jìn)行。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。
第九章 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)
時間過得真快，轉(zhuǎn)眼間兩個月的畢業(yè)論文設(shè)計就要結(jié)束了。由于基礎(chǔ)薄弱，設(shè)計起來很困難，剛拿到課題時找資料是第一大難關(guān)，那時腦子里一片紊亂，無從下手，記得當(dāng)時在圖書館呆了幾個下午，挑了好多的書，但總是無法把那些片段串聯(lián)成一個方案，后來通過俞老師和同學(xué)們的幫忙，漸漸有了頭緒，確定了方案，正式著手設(shè)計。設(shè)計時只有拿著書本慢慢學(xué)，參考書本，經(jīng)過兩個月的摸索和學(xué)習(xí)，把原本不清楚的東西都學(xué)會了，在這期間走過彎路，不知所措，經(jīng)過指導(dǎo)老師俞老師細(xì)心的講解加上自己的努力，同學(xué)的幫助，終于完成了設(shè)計。
這次畢業(yè)設(shè)計對我以前學(xué)過的理論知識起到了很好的回顧作用，以前在校學(xué)習(xí)時不夠清楚如何應(yīng)用所學(xué)知識，對所學(xué)的課程不能很好的融會貫通。以前我們每學(xué)期都會有一些各個科目的課程設(shè)計，但那樣的設(shè)計都會在老師的不斷提醒下完成，這次的畢業(yè)設(shè)計就有所不同，它需要自己去查找資料，自己拿出方案，找出設(shè)計的突破口，經(jīng)過一個月左右的努力，這次設(shè)計才有了一個明確的思路。
在設(shè)計中遇到很多困難卻令我難忘，特別在用AUTO CAD制圖在繪制液壓原理圖時，由于對AUTO CAD軟件應(yīng)用不熟練，還得邊翻書自學(xué)邊畫圖，畫一張簡單的圖往往要花上幾天的時間，還要將畫好的原理圖復(fù)制到WORD中，進(jìn)行排版。雖然麻煩，但這次課程設(shè)計使我對AUTO CAD軟件有了進(jìn)一步的了解，并能較為熟練的應(yīng)用它。
通過本次設(shè)計，我對液壓方面的知識有了更深一步的了解，也進(jìn)一步掌握了各類液壓元件的功能以及經(jīng)常會出現(xiàn)的故障。為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
我們即將步入社會，我們面臨的將會是更多的困難和挑戰(zhàn)，只要我們努力學(xué)習(xí)，勇于實踐，勤學(xué)好問，就會懂得以前不明白或不十分明白的道理，就會很快地成長和成熟起來，我也相信，憑著我自強(qiáng)不息，勇于拼搏的精神，定能很快 適應(yīng)這個多變的社會，充分發(fā)揮長處，朝我的方向不斷前進(jìn)，前進(jìn)，再前進(jìn)！
總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我的創(chuàng)新思維的能力，自學(xué)的能力，學(xué)以致用的能力都得到提高為，這為我以后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。
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第十章 致 謝
將近兩個月的畢業(yè)論文階段結(jié)束了，這次畢業(yè)課程設(shè)計使我受益匪淺，為以后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。在此，感謝學(xué)院為我們精心安排的畢業(yè)課程設(shè)計和良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我們能更快更好地完成畢業(yè)設(shè)計。在這段時間里，我得到了許多老師和朋友的關(guān)心和幫助。
首先，我要對我的指導(dǎo)老師俞云強(qiáng)表示最誠摯的謝意，在整個做畢業(yè)論文期間，俞老師無微不至的關(guān)心我的學(xué)習(xí)和生活，課題遇到困難時更是關(guān)注著課題的進(jìn)程。俞老師高深的學(xué)術(shù)造詣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和勤勉的工作精神以及他平易近人的態(tài)度使我受益終身。
同時也要感謝我的班主任曾文萱老師，在課題的進(jìn)行階段給我提出了許多有創(chuàng)新的觀點(diǎn)。
在我做畢業(yè)論文期間我的同學(xué)給予了我很大的幫助，在我遇到困難的時候，總是不斷給我提出許多有價值的意見，并且經(jīng)常鼓勵我。
最后感謝在我的課題進(jìn)行中給予我?guī)椭乃械呐笥褌儯?
呂 鵬
二零零八年四月
參考文獻(xiàn)
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