液壓與氣壓課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)某臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

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1、武漢紡織大學(xué)08級(jí)《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程設(shè)計(jì) 武漢紡織大學(xué) 液壓與氣壓課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課題名稱(chēng)：某臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 完成期限： 2011年12月11日至 2011年12月18日 院系名稱(chēng) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 指導(dǎo)老師 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)設(shè)085 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 副教授 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)0802721225 目 錄 1. 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求 2 1.1. 設(shè)計(jì)課題 2 1.2. 原始數(shù)

2、據(jù) 2 1.3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 2 1.4. 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求 2 2. 負(fù)載分析 3 3. 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 5 3.1. 確定液壓泵類(lèi)型及調(diào)速方式 5 3.2. 選用執(zhí)行元件 5 3.3. 快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接回路 5 3.4. 換向回路的選擇 5 3.5. 定位夾緊回路的選擇 5 3.6. 動(dòng)作換接的控制方式選擇 5 3.7. 組成液壓系統(tǒng)繪原理圖 5 4. 液壓系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 6 4.1. 液壓缸參數(shù)計(jì)算 6 4.1.1. 初選液壓缸的工作壓力 6 4.1.2. 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 6 4.1.3. 確定夾緊缸的內(nèi)徑和活塞直徑 8 4.1.4. 計(jì)

3、算夾緊缸的壓力和流量 8 4.1.5. 計(jì)算液壓缸各工作階段的工作壓力、流量和功率 8 4.2. 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率及型號(hào) 9 4.2.1. 計(jì)算液壓泵的壓力 9 4.2.2. 計(jì)算液壓泵的流量 10 4.2.3. 選用液壓泵規(guī)格和型號(hào) 10 5. 電動(dòng)機(jī)的選擇 10 6. 液壓元件的選擇 10 6.1. 液壓閥及過(guò)濾器的選擇 10 6.2. 油管的選擇 11 6.3. 油箱容積的確定 11 7. 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 11 7.1. 壓力缺失的驗(yàn)算及泵壓力的調(diào)整 11 7.2. 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗(yàn)算 13 個(gè)人小結(jié) 15 參考文獻(xiàn) 15

4、 1. 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求 1.1. 設(shè)計(jì)課題 設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式單面多軸鉆孔機(jī)床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，有三個(gè)液壓缸，分別完成鉆削（快進(jìn)、工進(jìn)、快退）、夾緊工件（夾緊、松開(kāi)）、工件定位（定位、拔銷(xiāo)）。其工作循環(huán)為：定位→夾緊→快進(jìn)→工進(jìn)→快退→拔銷(xiāo)松開(kāi)，如圖1- 1 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床示意圖所示。 圖1- 1 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床示意圖 1.2. 原始數(shù)據(jù) 1) 主軸數(shù)及孔徑：主軸6根，孔徑Φ14 mm； 2) 總軸向切削阻力：12400 N； 3) 運(yùn)動(dòng)部件重量： 9800 N； 4) 快進(jìn)、快退速度： 5 m/min; 5) 工進(jìn)速度：0.0

5、4~0.1 m/min 6) 行程長(zhǎng)度：320 mm； 7) 導(dǎo)軌形式及摩擦系數(shù)：平導(dǎo)軌，1.0,2.0==動(dòng)靜ff； 8) 加速、減速時(shí)間：大于0.2秒； 9) 夾緊力：5000~6000 N 10) 夾緊時(shí)間：1~2秒； 11) 夾緊液壓缸行程長(zhǎng)度：16 mm。 1.3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 1) 夾緊后在工作中如突然停電時(shí)，要保證安全可靠，當(dāng)主油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)，夾緊缸保持夾緊力； 2) 快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)要平穩(wěn)可靠； 3) 鉆削時(shí)速度平穩(wěn)，不受外載干擾，孔鉆透時(shí)不前沖。 1.4. 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求 根據(jù)原始數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，完成： 1)

6、 根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及附圖，繪制液壓系統(tǒng)原理圖，并完成系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表。 2) 在圖1- 2 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 的基礎(chǔ)上，若系統(tǒng)油源改為雙泵供油（即一個(gè)大泵和一個(gè)小泵），重新設(shè)計(jì)并繪制系統(tǒng)原理圖。 圖1- 2 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 3) 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，從而對(duì)主要液壓元件進(jìn)行選型（除液壓缸外），給出液壓元件明細(xì)表，包含元件名稱(chēng)、主要參數(shù)、型號(hào)規(guī)格，包含電機(jī)選型，液壓缸計(jì)算出缸徑、行程等主要參數(shù)。 4) 進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算（發(fā)熱驗(yàn)算、壓力損失等）。 5) 設(shè)計(jì)一個(gè)液壓閥塊（油路塊、閥塊），其上安裝至少3-4個(gè)液壓元件，可選閥塊方案： ①

7、圖1- 2 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 ，元件3、7、8、9 ② 圖1- 2 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 ，元件3、7、4、5 ③ 圖1- 2 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 ，元件8、10、11、12 ④ 圖1- 2 臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 ，元件12、13、14、15 6) 選取上述閥塊中的一種，要求繪制閥塊的二維設(shè)計(jì)工程圖，表明加工所需要的信息（材料、公差、粗糙度、技術(shù)說(shuō)明、加工工藝等）。 7) 液壓閥塊的三維建模，驗(yàn)證鉆孔符合要求。用Pro/E或者SolidWorks等軟件，繪制其三維實(shí)體圖。 2. 負(fù)載分析 負(fù)載分析中，暫不考

8、慮油腔的背壓力，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：切削力，導(dǎo)軌摩擦力和慣性力。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Ffs，動(dòng)摩擦力為Ffd，則 而慣性力 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，則液壓缸在各工作階段的總機(jī)械負(fù)載可以算出，見(jiàn)Error! Reference source not found. 液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表。 Error! Reference source not found. 液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表 運(yùn)動(dòng)階段

9、 計(jì)算公式 總機(jī)械負(fù)載 定位夾緊 5000 啟動(dòng) 2063 加速 1471 快進(jìn) 1032 工進(jìn) 14084 快退 1032 圖2-1 負(fù)載速度圖 a）負(fù)載圖 b） 速度圖 根據(jù)負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知的個(gè)階段的速度，由于行程是320cm，設(shè)定快進(jìn)時(shí)的行程L1=250mm，工進(jìn)時(shí)的行程L2=70，可繪制出負(fù)載圖（F-l）和速度圖（v-l），見(jiàn)圖2-1a、b。橫坐標(biāo)以下為液壓缸活塞前進(jìn)是的曲線，以下為液壓缸活塞退回的曲線。 3. 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 3.1. 確定液壓泵類(lèi)型及調(diào)速方式 參考同類(lèi)組合機(jī)床，由于快進(jìn)、快退和

10、工進(jìn)速度相差比較大，為了減少功率損耗，采用限壓式變量葉片泵供油、調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的開(kāi)式回路，溢流閥作定壓閥。為防止鉆孔鉆通時(shí)滑臺(tái)突然失去負(fù)載向前沖，回油路上設(shè)置背壓閥，初定背壓閥Pb=0.8Mpa 3.2. 選用執(zhí)行元件 因系統(tǒng)動(dòng)作循環(huán)要求正向快進(jìn)和工作，反向快退，且快進(jìn)、快退速度相等，因此選用單活塞桿液壓缸，快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，無(wú)桿腔面積A1等于有桿腔面積A2的兩倍。 3.3. 快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接回路 根據(jù)本設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方式和要求，采用差動(dòng)連接這種快速運(yùn)動(dòng)回路來(lái)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，速度換接要平穩(wěn)可靠，另外是專(zhuān)業(yè)設(shè)備，所以可采用行程閥的速度換接回路，若采用電磁閥的速度換接回路，

11、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也比較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。 3.4. 換向回路的選擇 本設(shè)計(jì)對(duì)換向的平穩(wěn)性沒(méi)有嚴(yán)格的要求，所以可選擇電磁閥控制的換向回路，為方便連接，選擇三位五通電磁換向閥。 3.5. 定位夾緊回路的選擇 按先定位后夾緊的要求，可選擇單向順序閥的順序動(dòng)作回路。通常夾緊缸的工作壓力低于進(jìn)給缸的工作壓力，并由同一液壓泵供油，所以在夾緊回路中設(shè)減壓閥減壓，同時(shí)還需滿(mǎn)足：夾緊時(shí)間可調(diào)，在進(jìn)給回路壓力下降時(shí)能保持夾緊力，所以要接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓，換向閥可連接成斷電夾擊方式，也可以采用帶定位的電磁換向閥，以免工作時(shí)突然斷電松開(kāi)。 3.6. 動(dòng)作換接的控制方式選擇 為

12、了確保夾緊后才能進(jìn)行切削， 夾緊與進(jìn)給的順序動(dòng)作應(yīng)采用壓力繼電器控制。 當(dāng)工作進(jìn)給結(jié)束轉(zhuǎn)為快退時(shí)，由于加工零件是通孔，位置精度不高，轉(zhuǎn)換控制方式可采用行程開(kāi)關(guān)控制。 3.7. 組成液壓系統(tǒng)繪原理圖 圖3- 1臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 將上述所選定的液壓回路進(jìn)行組合，并根據(jù)要求作必要的修改補(bǔ)充，即組成圖3- 1臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 。為便于觀察調(diào)整壓力，在液壓泵的進(jìn)口處、背壓閥和液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)口處設(shè)置測(cè)壓點(diǎn)，并設(shè)置多點(diǎn)壓力表。這樣只需一個(gè)壓力表即能觀測(cè)各點(diǎn)壓力。液壓系統(tǒng)中各電磁鐵的動(dòng)作順序如表3- 1 電磁閥動(dòng)作順序表。 表3- 1 電磁閥動(dòng)作順序表

13、1Y 2Y 3Y 4Y 定位夾緊 － － － － 快進(jìn) ＋ － － － 工進(jìn) ＋ － ＋ － 快退 － ＋ ＋ － 拔銷(xiāo)松開(kāi) － － － ＋ 4. 液壓系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 4.1. 液壓缸參數(shù)計(jì)算 4.1.1. 初選液壓缸的工作壓力 所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其他工況負(fù)載都不太高，參考表4- 1 按負(fù)載選擇工作壓力表4- 2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力，根據(jù)F=14084N，初定液壓缸工作壓力為p1=30105Pa。 4.1.2. 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 本系統(tǒng)動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活

14、塞桿式差動(dòng)液壓缸（A1=2A2），快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接，工進(jìn)時(shí)為防止鉆透時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考 表4- 3 執(zhí)行元件背壓力，選此背壓為pb=0.8Mpa。 表4- 1 按負(fù)載選擇工作壓力 負(fù)載/KN <5 5-10 10-20 20-30 30-50 >50 工作壓力/Mpa <0.8-1 1.5-2 2.5-3 3-4 4-5 ≥5 表4- 2 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)械 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)

15、械 磨床 組合機(jī)床 龍門(mén)刨床 拉床 工作壓力/Mpa 0.8-2 3-5 2-8 8-10 10-18 20-32 表4- 3 執(zhí)行元件背壓力 系統(tǒng)類(lèi)型 背壓力/Mpa 簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.2-0.5 回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 0.4-0.6 回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) 0.5-1.5 有補(bǔ)油泵的閉式回路 0.8-1.5 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 1.2-3 回油路較短且直接回油 可忽略不計(jì) 由表4- 1 按負(fù)載選擇工作壓力表4- 1 按負(fù)載選擇工作壓力可知最大負(fù)載為工進(jìn)階段的負(fù)載F=14084N，按此計(jì)算A1則 液壓缸直徑

16、 由A1=2A2，可知活塞桿直徑 d=0.707D=0.7078.31=5.87cm 按GB/T2348—1993將所計(jì)算的D與d分別圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得： D=9cm，d=6.3cm。 按標(biāo)準(zhǔn)直徑算出 則液壓缸的實(shí)際計(jì)算工作壓力為： 則實(shí)際選取的工作壓力p=3Mpa滿(mǎn)足要求。 按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度。若驗(yàn)算后不能獲得最小的穩(wěn)定速度，還需要相應(yīng)加大液壓缸的直徑，直至滿(mǎn)足穩(wěn)定速度為止。查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量qmin=0.05L/min，因工進(jìn)速度為最小速度v=0.04m/min，則 本設(shè)計(jì)中A1=63.6

17、cm2>12.5cm2，滿(mǎn)足最低速度要求 4.1.3. 確定夾緊缸的內(nèi)徑和活塞直徑 根據(jù)夾緊缸的夾緊力Fp=5000N，選夾緊缸工作壓力P夾=1.5Mpa，可以認(rèn)為回油壓力為零，則夾緊缸的直徑 根據(jù)表4- 4 按工作壓力選取d/D取d/D=0.5則活塞桿直徑 按GB/T2348-1993將所計(jì)算的D與d值分別圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置，圓整后得 D夾=7cm d夾=3.6cm 表4- 4 按工作壓力選取d/D 工作壓力/Mpa ≤5.0 5.0-7.0 ≥7.0 d/D 0.5-0.55 0.62-0.70 0.7 4.1.4.

18、計(jì)算夾緊缸的壓力和流量 進(jìn)油腔壓力p1 P1=F夾/A夾=5000/（3.14/4*72） 流量Q Q=v夾A夾=16/2*3.14/4*6.32 4.1.5. 計(jì)算液壓缸各工作階段的工作壓力、流量和功率 根據(jù)液壓缸的負(fù)載圖和速度圖以及液壓缸的有效面積，可以算出液壓工作過(guò)程各階段的壓力、流量、功率，在計(jì)算工進(jìn)時(shí)背壓按Pb=8105Pa代入，快退時(shí)背壓按Pb=5105Pa代入計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果列入表4-5中 表4- 5液壓缸所需要的實(shí)際流量、壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù)載F 進(jìn)油壓力pj 回油壓力pb

19、 所需流量 輸入功率P N Pa Pa L/min kW 定位夾緊 5000 13105 0 1.85 0.040 差動(dòng)快進(jìn) 1032 8.5105 13.5105 15.6 0.221 工進(jìn) 14084 26.2105 8105 0.32 0.014 快退 1032 13105 5105 16.2 0.351 注：1.差動(dòng)連接時(shí)，液壓缸的回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失，而。 2.快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為 pj，無(wú)桿腔回油，壓力為pb 4.2. 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率

20、及型號(hào) 4.2.1. 計(jì)算液壓泵的壓力 由表3-5可知工進(jìn)階段液壓缸的工作壓缸工作壓力最大，若取進(jìn)油路總壓力損失，壓力繼電器可靠動(dòng)作需要壓力差為0.5Mpa，則液壓泵最高工作壓力可按課本式（8-5）算出 因此泵的額定壓力可取 表4- 6進(jìn)油路壓力損失經(jīng)驗(yàn)值 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況 總壓力損失△p/Mpa 一般節(jié)流調(diào)速及管路簡(jiǎn)單的系統(tǒng) 0.2-0.5 進(jìn)油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng) 0.5-1.5 4.2.2. 計(jì)算液壓泵的流量 由表4- 5液壓缸所需要的實(shí)際流量、壓力和功率可知，工進(jìn)時(shí)所需流量最小是0.32L/min，設(shè)溢流閥最小流量為2.5L/min，則泵的流量應(yīng)為：

21、 快進(jìn)快退時(shí)液壓缸所需的最大流量是16.2L/min，則泵的總流量為： 4.2.3. 選用液壓泵規(guī)格和型號(hào) 根據(jù)上面計(jì)算的壓力和流量，查閱相關(guān)手冊(cè)，選用YBX-25型限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：排量 O～25ml/r，額定壓力 6.3MPa，額定轉(zhuǎn)速600-1500r/min 1，驅(qū)動(dòng)功率 4KW,容積效率0.8-0.95(此處選0.9)，總效率n=0.7～0.85（此處選0.8）. 5. 電動(dòng)機(jī)的選擇 由表4- 5液壓缸所需要的實(shí)際流量、壓力和功率可知，液壓缸最大輸入功率在快退階段，可按此階段估算電動(dòng)機(jī)功率。由于表中壓力值不包括有泵到液壓缸這段管路的壓力損失，在快退時(shí)

22、這段管路的壓力損失若取△P=6105，液壓泵總效率η=0.8，則電機(jī)功率P為： 查閱電動(dòng)機(jī)樣本，選用Y90S-4電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.1KW，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。 因該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵是時(shí)，泵的實(shí)際最大輸出流量為2514000.8/1000=28 L/min>19.44L/min，所以滿(mǎn)足要求。 6. 液壓元件的選擇 6.1. 液壓閥及過(guò)濾器的選擇 根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過(guò)該閥的最大流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格。本設(shè)計(jì)中所有閥的額定壓力都為63105Pa，額定流量根據(jù)各閥通過(guò)的流量，確定為10L/min，25L/min和63L/min三種規(guī)格，

23、所有元件的規(guī)格想好列于表6- 1 液壓元件明細(xì)表中。過(guò)濾器按液壓泵額定流量的兩倍選取吸油用線隙式過(guò)濾器，表中序號(hào)與原理圖中的序號(hào)一致。 表6- 1 液壓元件明細(xì)表 序號(hào) 元件名稱(chēng) 最大通過(guò)流量 L/min 型號(hào) 1 變量葉片泵 25 YBX-25 2 過(guò)濾器 50 XU-B50-100 3 三位五通電磁閥 50 35D1-63BY 4 單向閥 50 I-63B 5 調(diào)速閥 0.50 Q-10B 6 行程閥 50 DCG-2B2-02G-50/100 7 單向閥 25 I-63B 8 液控順序閥 <0.5 XY-25

24、B 9 背壓閥 0.25 B-10B 10 減壓閥 25 J-63B 11 單向閥 25 I-63B 12 二位四通電磁閥 25 24E2-63B 13 單向順序閥 25 XI-B63B 14 單向節(jié)流閥 25 LI-25B 15 壓力繼電器 DP1-63B 16、17、18 液壓缸 19 電動(dòng)機(jī) Y90S-4 20 溢流閥 25

25、Y-63B 6.2. 油管的選擇 根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出得最大流量來(lái)計(jì)算，由于系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接快進(jìn)快退時(shí)，油管內(nèi)通油量最大，其實(shí)際流量為泵的額定流量的兩倍達(dá)32L/min，則液壓缸的進(jìn)、出油管直徑d按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為15mm，外徑為19mm的10號(hào)冷拔鋼管。 6.3. 油箱容積的確定 中壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的5—7倍，本設(shè)計(jì)取7倍，故油箱容積為 V=（725）L=175L 7. 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 7.1. 壓力缺失的驗(yàn)算及泵壓力的調(diào)整 由于定位、夾緊回路在夾緊

26、后的流量幾乎為零，所以管路系統(tǒng)的壓力損失主要應(yīng)在工作臺(tái)液壓缸回路中進(jìn)行計(jì)算。 7.1.1. 工進(jìn)時(shí)的壓力缺失驗(yàn)算和小流量泵壓力的調(diào)整 工進(jìn)時(shí)管路中的流量?jī)H為0.32L/min，因此流速很小，所以沿程壓力損失和局部壓力損失都非常小，可以忽略不計(jì)。這時(shí)進(jìn)油路上僅考慮調(diào)速閥和背壓閥的壓力損失，一般取調(diào)速閥的壓力損失△p1=5105Pa，背壓閥的壓力損失△p2=8105，則工進(jìn)時(shí)總的壓力損失為： Pp=26.2105+5105+8105 Pa=39.2105 即泵的調(diào)定壓力應(yīng)按此壓力調(diào)整。 7.1.2. 快退時(shí)的壓力損失驗(yàn)算 因快退時(shí)，液壓缸無(wú)桿腔的回油量是進(jìn)油量的兩倍，其壓力損失比快

27、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，以\便確定泵的卸載壓力。 已知：快退時(shí)進(jìn)油管和回油管長(zhǎng)度均為l=1.8m，油管直徑d=1510-3m，通過(guò)的流量為進(jìn)油路 回油路 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)油的運(yùn)動(dòng)粘度=1.5st=1.5cm2/s，油的密度，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。 確定油流的流動(dòng)狀態(tài) 式中 v—平均流速（m/s） d—油管內(nèi)徑（m） —油的運(yùn)動(dòng)粘度（cm2/s） q—通過(guò)的流量（m3/s） 則進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為 回油路中液流的

28、雷諾數(shù)為 由上可知，進(jìn)回油路中的流動(dòng)都是層流。 沿程壓力損失 沿程壓力損失，由文獻(xiàn)【1】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)油路流速的兩倍即v=4.72m/s，則壓力損失為 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(lèi)元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過(guò)各閥的局部壓力損失按文獻(xiàn)【1】（1-39）計(jì)算，結(jié)果列于表7- 1閥類(lèi)元件局部壓力損失中。 表7- 1閥類(lèi)元件局部壓力損失 元件名稱(chēng) 額定流量 實(shí)際通過(guò)的流量 額定壓力損失 實(shí)際壓力損失 單向閥4 63 50 2 1.26

29、 三位五通電磁閥3 63 25/50 4 0.63/2.52 注：快退時(shí)通過(guò)三位五通閥的兩邊流量不同，壓力損失也不同。 若取集成塊進(jìn)油路的壓力損失，回油路壓力損失為 ，則進(jìn)油路和回油路總的壓力損失為 查表4- 5液壓缸所需要的實(shí)際流量、壓力和功率知快退時(shí)液壓缸負(fù)載F=1032N；則快退時(shí)液壓缸的工作壓力為 快退時(shí)泵的工作壓力為 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(shuō)明液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)、元件的參數(shù)是合理的，滿(mǎn)足要求。 7.2. 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗(yàn)算 在整個(gè)工作循環(huán)中，工件階段所占用的時(shí)間最長(zhǎng)，所以系統(tǒng)的

30、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。 當(dāng)v=0.04m/min時(shí) =A1υ=63.610-40.04 =2.5410-4m3/min=0.254 L/min 此時(shí)泵的效率為0.1，取泵的出口壓力損失為10 105，則有 此時(shí)的功率損失為 當(dāng)v=0.1m/min時(shí) =0.64L/min 總效率η=0.7 則 可見(jiàn)在工進(jìn)速度較低時(shí)，功率損失為527.5W，發(fā)熱量最大，即為系統(tǒng)的發(fā)熱功率 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 已知油箱的容積V=140L=14010-3m3，則按文獻(xiàn)【1】式（8-12）油箱近似散熱面積A為 假定通風(fēng)良好

31、，取油箱散熱系數(shù)，則按文獻(xiàn)【1】式（8-11）可得油液溫升為 設(shè)環(huán)境溫度，則熱平面溫度為 所以油箱散熱可達(dá)要求。 個(gè)人小結(jié) 經(jīng)過(guò)將一周的時(shí)間，基本完成了本次的課程設(shè)計(jì)----- 某臥式單面多軸鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 。論文行文至此，已基本完成。 本設(shè)計(jì)研究主要完成了如下工作： 對(duì)臥式單面多軸鉆孔機(jī)床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析計(jì)算，包括負(fù)載分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、相關(guān)參數(shù)計(jì)算、元件選擇并驗(yàn)算了系統(tǒng)性能。 由于時(shí)間倉(cāng)促，及本人理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)局限，該設(shè)計(jì)難免存在許多的不足之處，有待于改進(jìn)和完善。 本設(shè)計(jì)的一些不足與缺陷如下： 1) 模仿課本相關(guān)例題進(jìn)行設(shè)計(jì)，

32、雖基本完成某臥式單面多空鉆孔機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，但設(shè)計(jì)缺乏自我創(chuàng)新，這表明理論的缺乏，分析實(shí)際問(wèn)題能力不足。 2) 對(duì)相關(guān)參數(shù)如系統(tǒng)沿程壓力及局部壓力損失等，忽略不計(jì)。使得設(shè)計(jì)只是大體完成了學(xué)習(xí)，而沒(méi)有能夠真正從專(zhuān)業(yè)人員角度考慮。 總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，有幾點(diǎn)體會(huì)： 1) 要深入學(xué)習(xí)proe、 ANSYS等專(zhuān)業(yè)繪圖分析軟件，這樣可以輔助設(shè)計(jì)，大大提高效率。 2) 要準(zhǔn)備充分，在系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)階段要做的盡可能詳細(xì)、全面，以免在后階段返工，浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力。 在這次的課程設(shè)計(jì)即將完成之際，我非常感謝本組成員及我的指導(dǎo)老師——肖志權(quán)老師，從講授課程到本次設(shè)計(jì)的完成，肖老師始終給予我們細(xì)致耐心地指導(dǎo)和鼓勵(lì)，才讓我們的設(shè)計(jì)順利完成。肖老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度、踏實(shí)的工作作風(fēng)深深地感染和激勵(lì)著我。在此我要向我的指導(dǎo)老師表達(dá)我最真摯的感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 許福玲、陳堯明. 液壓與氣壓傳動(dòng)（第三版）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008 [3] 鄧星鐘. 機(jī)電傳動(dòng)控制 （第四版） [M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.10 [4] 楊嘯、倪建成、張東寧. 液壓閥塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn) [J].維普資訊（鍛壓機(jī)械）l999.2:33-35 15