圓鋸床設計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　經(jīng)過四年的大學學習，我們對機械方面的知識有了一定的認識和掌握，在即將告別大學學習的時刻很有必要對大學四年的學習有個綜合的檢驗，而這種檢驗不僅能考察我們對基礎和專業(yè)知識的掌握的牢固程度，更重要的是經(jīng)過這次設計，我們對對各門學科知識的交叉認識加強，對設計過程有了大體的了解，對于今后我們的學習和工作有著十分重要的意義！ </

2、p><p>　　本次設計是四年中綜合性最強的一次設計，較以前的課程設計。這次設計超出了一門或是幾門課程的限制，要運用到大學四年學過的幾乎所有專業(yè)課程。從利用現(xiàn)代設計理論的思想進行分析和總體設計，到具體設計過程中的受力分析、強度校核、材料選取、機械運動原理分析、零件尺寸確定，再到手工制圖和利用AutoCAD制圖每一個細節(jié)過程都反映了對專業(yè)知識的應用。因此，這次設計尤其的重要！</p><p>　

3、　在這個設計中我將介紹圓鋸床的設計過程，圓鋸床和其他鋸床一樣在工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少，但是多為粗加工設備，主要用于各種原材料的下料，圓鋸床具有動力部分、傳動部分、執(zhí)行部分和控制部分組成，這些結(jié)構(gòu)和其他機床一樣，具有較為廣泛的代表性，因此，在設計過程中可以領會到其他機床設計中所面臨的問題。具有舉一反三的作用。</p><p>　　液壓部分的設計在機床設計中很是重要，也較為復雜。液壓部分的設計也要求較高的精度，在剛接到設

4、計任務的時候，自己深感能力有限，不能勝任這個任務，多虧有冷老師給予的不懈的幫助，使我能夠在已有知識上得到訓練，在設計的過程中得到對陌生知識得禰補。整個設計過程我自己感覺受益匪淺。也感到了畢業(yè)設計的重要意義！</p><p>　　本次機床的設計中涉及到的液壓部分有：鋸片得給進機構(gòu)，加緊機構(gòu)，以及冷卻和清屑機構(gòu)等。由于這幾部分液壓設計具有很大得相同性，加上時間有限，在設計過程中我主要對鋸床得給進機構(gòu)和加緊機構(gòu)進行說明

5、，對于其他部分得液壓系統(tǒng)只作簡單得介紹，對與非液壓部分，僅作簡單得提及。</p><p>　　在本次的設計中，在*老師的帶領下我和***同學共同完成整個設計過程，我主要負責液壓部分的設計，在制圖和設計計算方面我們共同定論，一同商討。尤其是在*老師的殷切的幫助下，我們克服了經(jīng)驗不足，知識不夠等許多不利因素。經(jīng)過*老師的講解，并且提供了我們設計所需的許多資料；對于設計過程中出現(xiàn)得新問題新的思路，*老師都對我們有了很大

6、影響和指導。讓我們感覺到我們知識和經(jīng)驗得不足，感到在以后得工作中繼續(xù)學習得必要性。</p><p>　　最后再次由衷得感謝在四年得大學生活和學習中各位老師對我們誨人不倦的教導，感謝*老師在設計中給我們熱情得幫助和不懈得支持?。?lt;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前 言……………………………………………......

7、.....................................1</p><p>　　1. 鋸床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………6</p><p>　　2. 鋸床的設計要求…………………………………………………………9</p><p>　　3. 鋸床設計………………………………………………………...............18&l

8、t;/p><p>　　3.1鋸床的液壓系統(tǒng)說明…………………………………...................18</p><p>　　3.2鋸床的控制元件說明………………………………………………36</p><p>　　3.3鋸床液壓附件說明…………………………………………………40</p><p>　　3.4鋸床的維護與防護………………………

9、…………………………50</p><p>　　3.5鋸床的工作原理說明…………………………………....................55</p><p>　　4.鋸床的改進設計………………………………….....................................57</p><p>　　5 .鋸床設計小結(jié)……………………………………........

10、............................60</p><p>　　參考資料…………………………………………........................................61</p><p>　　英文翻譯部分……………………………………........................................62</p><p>

11、;　　1　鋸床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　鋸床是工業(yè)加工生產(chǎn)中必不可少的一種工具。主要分為主要包括弓形鋸床、帶鋸床、圓盤鋸床和用于V管生產(chǎn)線上的飛鋸機。弓形鋸床是將弓子鋸置于機架之上，由馬達和曲柄驅(qū)動，使之做直線往復運動來切斷工件的。此鋸床具有切削速度慢、不能精密加工、鋸帶的松緊度不易調(diào)整、且容易損壞等缺點。這些缺點決定了弓形鋸床不能被廣泛應用，己逐漸被淘汰。</p><p>　

12、　帶鋸床是將薄而長的環(huán)形帶鋸條張緊在主、從動輪上，由主動輪帶動帶鋸條連續(xù)運轉(zhuǎn)進行鋸切的，它分為立式帶鋸床和臥式帶鋸床兩種類型。立式帶鋸床的鋸架垂直設置，鋸切時，工件作進給運動，可用于板狀，工件內(nèi)、外輪廓的加工，特別適用于模具的加工。臥式帶鋸床的鋸架橫向傾斜布置，以設在鋸架一端的軋為支點，沿轉(zhuǎn)動方向?qū)崿F(xiàn)進給，工作時，帶鋸條借助導向塊被扭轉(zhuǎn)一定的角度，使鋸齒垂直于工件切入。臥式帶鋸床的鋸架又可分為固定式和可轉(zhuǎn)角式兩種形式-前者鋸切剖面與被鋸

13、切件軸心線垂直，后者則可沿與被鋸切件軸心線成一條線，一面做進給運動，從而將工件切斷。雖然回盤鋸鋸齒較厚，切除盤較大費材料，但由于它的切削速度很高，線速度每分鐘可達幾千米，甚至上萬米所以目前應用比較廣泛，尤其是在冶金行業(yè)，特別是在焊管生產(chǎn)線中更是得到了廣泛的應用。</p><p>　　飛鋸機是在線定長切割系統(tǒng)，它是冶金企業(yè)各種型材生產(chǎn)線尤其是焊管生產(chǎn)線上必不可少的重要設備，根據(jù)同步機構(gòu)的運動方式的不同大致可分為兩大

14、類:具有直線往復運動同步機構(gòu)的飛據(jù)機。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、價格下因賺、維修方便，但其定尺粕度低，一般只適用于低晚焊管的生產(chǎn)條件。具有回轉(zhuǎn)運動同步機構(gòu)的飛鋸機。其優(yōu)點是在全部鋸切過程中都與鑰管的軸線垂直，回轉(zhuǎn)臺兩端有鋸切機構(gòu)，與直線往復式鋸機相比，由于沒有逆向復位，慣性小故可節(jié)省輔助時間;其缺點是回轉(zhuǎn)部分設變速回轉(zhuǎn)時動載荷較大。</p><p>　　國內(nèi)外鋸床的發(fā)展狀況國外對鋸床設備的研究工作進行的比較早，從弓形鋸床

15、、帶鋸床到圓盤鋸床，低速到高速鋸床的發(fā)展過程中不斷更新?lián)Q代，逐步形成了一些有代表性的產(chǎn)品。如:美國艾納特標準公司制造的直線式飛鋸機、西德曼內(nèi)斯曼一米爾公司研制的曲柄連桿式飛鋸機，可在高速運行狀態(tài)下切斷焊管，并且可對焊管的鋸切長度作無級調(diào)整:意大利因諾森蒂公司研制的帶鋸床具有結(jié)構(gòu)緊湊、重最較輕。</p><p>　　傳統(tǒng)意義上的金屬鋸切常被認為是簡單的切斷下料工序.隨著現(xiàn)代制造工業(yè)朝著高效、高精度和經(jīng)濟性的方向發(fā)展

16、,鋸切作為金切加工的起點,已成為零件加工過程中重要的組成環(huán)節(jié).鋸切可以節(jié)約材料、減少二次加工量和提高生產(chǎn)效率,因此鋸床特別是自動化鋸床己廣泛地應用于鋼鐵、機械、汽車、造船、石油、礦山和航空航天等國民經(jīng)濟各個領域.鋸床的現(xiàn)狀：帶鋸床正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)弓鋸床和圓盤鋸床，開始占據(jù)主導地位。在歐美等發(fā)達國家，弓鋸床已基本被淘汰，而帶鋸床迅速普及，這一趨勢在德國尤為明顯。以世界頭號鋸床生產(chǎn)廠家德國貝靈格公司為例，其生產(chǎn)雙立柱帶鋸床的歷史已有20余年

17、，至今已開發(fā)出近百個型號，達到了很高的技術(shù)水平。   在材料利用率方面，帶鋸床具有明顯的優(yōu)勢，有切割速度快、尺寸精度高、材料損失小等特點。此外，帶鋸床適應性廣、動力消耗低、操作簡便、易于維護并可進行角度切割，因而得到了越來越廣泛的應用。 帶鋸床中，雙立柱帶鋸床性能最優(yōu)。它采用雙導向柱液壓缸整體鋸架結(jié)構(gòu)，運用平行法劇削，剛度持久，保證了鋸架工作穩(wěn)定性，提高了鋸帶壽命。  發(fā)展趨勢

18、：    隨著金屬鋸切在金切加工中的地位日益提高，鋸床的制造水平有了進一步的提高</p><p>　　總之，鋸床的一定會隨著工業(yè)生產(chǎn)的要求不斷的發(fā)展和更新。隨著工業(yè)對加工要求的苛刻，對鋸床的生產(chǎn)和革新比將不斷的發(fā)展。</p><p><b>　　2　圓鋸床設計要求</b></p><p>　　鋸床根據(jù)所加

19、工的工件的材料和加工的尺寸，對機床個部分的要求也也不一樣，因此在設計鋸床的時候，要視具體情況對鋸床要有具體的要求。根據(jù)本設計的要求要求加工金屬材料，加工直徑小于500mm，鋸片在低于80攝氏度，下面列出了鋸床個部分要求：</p><p>　　2.1加緊機構(gòu)設計要求</p><p>　　鋸床的夾具是一種能保證加工質(zhì)量和加速生產(chǎn)過程的一種工藝裝備。機床夾具是在鋸床上加工使用的一種工藝裝備，用來

20、確定工件與刀具的相對位置，將工件定位并加緊。因此鋸床夾具可以使工件定位和加緊的工藝設備。與其他機床的原理相同。</p><p>　　加緊機構(gòu)用于保證機床的部件、工件與刀具在整個加工過程中不應由于切削力或自重的作用而產(chǎn)生位移或震動。加緊機構(gòu)通常有三部分組成：動力源、增力機構(gòu)而后加緊元件。動力源用于產(chǎn)生加緊力，可根據(jù)所需加緊力的大小，操作的方便性、快速性和自動化程度選擇。增力機構(gòu)用語改變加緊力的大小和方向，有的還能產(chǎn)

21、生自鎖的作用，以保證在加工過程中動力消失時仍能可靠的加緊。加緊元件用于承受及傳遞加緊力至被加緊部位，有壓板、壓塊、抱環(huán)、鋼帶等。</p><p>　　但是，并非所有的加緊機構(gòu)都具備誒上述的 三個部分。例如：有的加緊機構(gòu)只有動力源和加緊元件而沒有增力機構(gòu)；有的則只有動力源和增力機構(gòu)，有螺旋、偏心、斜契等元件直接與被加緊部位接觸。</p><p>　　加緊機構(gòu)在設計時應滿足的基本要求： &

22、lt;/p><p>　?。?）應具有足夠的加緊力，并有較高底加緊剛度，以保證整個加工過程不應由于切削力和自重的左右而產(chǎn)生位移，從而保證加工精度。加緊力的大小應能調(diào)節(jié)。</p><p>　?。?）應具有自鎖性能，在動力源切斷后，還能卡靠的加緊，以保證安全。</p><p>　?。?）加緊時不應使被加緊部件產(chǎn)生過大的移動，以保證定位精度。</p><p&

23、gt;　?。?）加緊時，被加緊不應產(chǎn)生額外的移動，以保證定位精度。</p><p>　?。?）加緊機構(gòu)松開時，被加緊不見移動時的阻力應該很小。操作方便，易于實現(xiàn)集中或遠距離操縱。加緊動作應力要求迅速，已縮短輔助時間，有時要求在在加緊或松開時能發(fā)出信號。</p><p>　　為了保證加工精度。我們設計了液壓夾具。此夾具以于控制，可按照具體情況控制加緊力大小切加緊力均勻，滿足設計要求。<

24、/p><p><b>　　液壓夾具的組成：</b></p><p>　?。?）定位部分：家具固定部分，作用使工件在夾具中處于正確位置。</p><p>　?。?）加緊部分：液壓缸。作用是保證加工過程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性。</p><p>　?。?）輔助部分：工作臺的矩形槽使活動夾具在液壓缸驅(qū)動下沿著工作臺矩形槽移動實現(xiàn)

25、工作的加緊。</p><p>　　2.2定位部分的設計要求</p><p>　　定位直接由于螺釘固定在工作臺上，它的位置不動，起定位作用。定位不部分的設計關(guān)系到機床的加工精度，因此，非常重要。</p><p>　　2.3工作臺的設計要求</p><p>　　小型臥式金屬圓鋸床的工作臺分為不參加與切削運動的和參與送料的工作臺。這次設計的參與切

26、削的工作臺，主要有可移動的夾具和固定的夾具兩部分組成，不可移動的不分在道軌上移動從而達到對不同直徑的工件的加緊，可移動部分是在液壓驅(qū)動下工作的，有固定在底座1上的液壓缸驅(qū)動，夾具的設計在上面的說明中已經(jīng)介紹過，這里不做太多的介紹。液壓缸才用的是武漢油缸廠生產(chǎn)的WY02.HSGL-80/40.E- 3311-300×500型號的油缸。</p><p>　　2.4、道軌的設計要求</p>&l

27、t;p>　　道軌是運動部件能沿著一定的軌跡運動（導向），并承受運動部件及工件的重量和切削力（承載）。道軌應滿足下列要求：精度高；壽命長；剛度及承載能力大；摩擦阻力小。運動平穩(wěn)；機構(gòu)簡單；便于加工、裝配、調(diào)整、維修、成本低。</p><p>　　道軌的種類分為：滑動道軌、靜壓道軌、滾動道軌。</p><p>　　本設計采用滑動道軌，滑動面接觸，剛度高；道軌磨削或刮研，可打掃高精度；減震

28、性好；機構(gòu)簡單，制造容易，維護簡便，成本低。由于刮研道軌的老送強度大，生產(chǎn)效率低所以本設計不采用刮研道軌而采用磨削道軌，磨削道軌可以達到較高的精度和表面光潔度，生產(chǎn)效率高。在加工時要采用淬硬的方法，這個方法也幾乎上是唯一的。</p><p>　　在本設計中有三個位置用到了道軌，其中兩個位置用的是滾動道軌，另一部分用的是滑動道軌。滾動道軌與滑動道軌相比具有制造精度要求不是太高，因而造價低而滑動道軌由于對滑道的粗糙度

29、要求較高，并且由于配合的嚴格要求，這就要求造價較高。</p><p>　　滾動道軌一般結(jié)構(gòu)是有滑輪和工字鋼或槽鋼組成，如圖2－1所示。本設計總一個地方用了工字鋼，另一部分用到了槽鋼。</p><p><b>　　圖2－1 滾動軌道</b></p><p>　　機床移動不見尺寸較大，作用力或重心不一定正好通過道軌面時，大都采用兩條道軌。本設計中材

30、料進給和鋸架進給都采用兩條道軌。本次設計的道軌在三個地方用到，第一個地方是滑架也就是進給機構(gòu)的移動由于對進給的平穩(wěn)性和可靠性要求比較大，采用了滑動道軌，道軌的兩端固定在兩邊的底座1、2上，這種設計要求道軌的具有很很好的剛度，不至于在受力較大時產(chǎn)生較大的撓度或是變形。在設計中其結(jié)構(gòu)簡單如下：</p><p>　　2.5張緊裝置的結(jié)構(gòu)形式設計要求</p><p>　　張緊機構(gòu)的形式大致有機械式

31、、手動式、液壓式、電動式等。為便于實現(xiàn)自動化，由于本機床對張緊的要求不是很苛刻，且要求不是很高，我們通常才用手動式。其結(jié)構(gòu)通常有三部分組成，包括：張緊座和一組配套的螺釘組成。</p><p>　　張緊部分主要作用是保證電動機帶輪和鋸片座之間有足夠大的張緊力，以保證在正常工作的時候能夠不打滑。張緊的形式出了改變兩張緊輪之間的位置外，還有改變帶的長度上下手，可以在帶上家張緊的裝置從而該邊帶的有效工作長度。下面是本設計

32、中才用的張緊設計機構(gòu)，如圖2－2所示：</p><p>　　圖2－2　張緊部分設計圖</p><p>　　2.6液壓部分和控制部分設計要求</p><p>　　液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門新興的技術(shù)。它的發(fā)展歷史雖然較短，但發(fā)展的速度卻非?？?。自從1795年制成了第一臺壓力機起，液壓技術(shù)進入了工程領域，1906年開始應用于國防戰(zhàn)備武器。</p>

33、<p>　　第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要反應快、精度高的自動控制系統(tǒng)，因而出現(xiàn)了液壓伺服控制系統(tǒng)，從20世紀60年代起，由于原子能、空間技術(shù)、大型船舶及電子技術(shù)的發(fā)展，不斷地對液壓技術(shù)提出新的要求，液壓技術(shù)開始飛速發(fā)展起來。應用領域日趨廣泛，從民用到國防，由一般的傳動到精確度很高的控制系統(tǒng)，液壓技術(shù)得到更加廣泛的發(fā)展和應用。</p><p>　　在國防工業(yè)中，海、陸、空各種戰(zhàn)備武器均采用液壓

34、傳動與控制。如飛機、火炮、艦艇、雷達、導彈及火箭等。</p><p><b>　　在民用工業(yè)中有：</b></p><p>　　(1) 機床工業(yè)：目前傳動系統(tǒng)中采用液壓傳動與控制的機床有壓鑄機、造型機、沖壓機、鍛壓機、組合機床、拉床、磨床和仿形機床；</p><p>　　(2) 冶金工業(yè)：有電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機的控制系統(tǒng)、平爐裝料、轉(zhuǎn)爐控制、高

35、爐控制、帶材跑偏及恒張力裝置等；</p><p>　　(3) 工程機械：有推土機、挖掘機、聯(lián)合采煤機、隧道掘進機、壓路機、鑿巖機及橋梁啟閉等；</p><p>　　(4) 農(nóng)業(yè)方面：有聯(lián)合收割機的控制系統(tǒng)、拖拉饑的懸掛裝置等；</p><p>　　(5) 汽車工業(yè)：有全液壓越野車、液壓自卸式汽車、液壓高空作業(yè)車、消防車(云梯車及消防照明)等；</p>

36、<p>　　(6) 輕紡工業(yè)；有塑料注射機、橡膠硫化機、造紙機、印刷機及紡織機等；</p><p>　　(7) 船舶工業(yè)：有工程船舶(全液壓挖泥船、打撈船、打樁船及采油平臺)、、氣墊船及船舶輔機(起貨饑、錨機、舵機、艙蓋啟閉及船底啟閉、船隊聯(lián)接裝置)等。</p><p>　　(8) 建材工業(yè)：水泥窯控制系統(tǒng)等。</p><p>　　另外，近幾年又出現(xiàn)的太陽

37、跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、飛機駕駛模擬、船舶駕駛模擬、地震再現(xiàn)、火箭助推發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬、高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車裝置等，均采用了液壓技術(shù)。</p><p>　　總之，一切工程領域．凡是有機械設備的場合，均可應用液壓技術(shù)來實現(xiàn)一定的功能和作用。</p><p>　　液壓傳動較其他傳動具有很多優(yōu)點。概括如下：</p><p>　　（1）能在較大的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)

38、速。調(diào)速的范圍可以達到100：1至2000：1的范圍之間；</p><p>　?。?）在同等的體積下，液壓裝置可以比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動力．由于液壓系統(tǒng)中的壓力能比電樞磁場中的磁力大出30倍一40倍。單位重量的輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、慣性小。在同等公里才的情況下，液壓馬達的重量為電動機的10％－20％間，外形之尺寸為電機的15％左右；</p><p>　?。?）易實現(xiàn)各種復

39、雜的的機械動作。如仿行車的刀架、數(shù)控機床的液壓工作臺以及自動線中的液壓系統(tǒng)；</p><p>　　（4）易于實現(xiàn)過載保護。只要設置一個安全閥便能可靠的實現(xiàn)過載保護，并且當動力源發(fā)生故障的時候，可借助儲能器實現(xiàn)應急動作，避免事故擴大。</p><p>　?。?）操作簡單省力。如果與電器相配合，易于實現(xiàn)遠距離操作和自動控制；</p><p>　　（6）液壓元件中相對運動

40、表面有油液，能自行潤滑，因此液壓元件的壽命一般很長。</p><p>　?。?）液壓元件容易實現(xiàn)通用化，標準化，系列化，便于設計，制造和推廣使用；</p><p>　　但是液壓元件液具有它的缺點：</p><p>　?。?）液壓元件是以液體傳遞為介質(zhì)傳遞能量的 ，液壓元件在傳動面之間存在這泄漏和液體流動時的壓力損失，因此傳動效率較低?？紤]刀液體的泄漏和可壓縮性及元件

41、的彈性變形，液壓系統(tǒng)不使用與對傳動要求比較嚴格的場合；</p><p>　?。?）工作油液隨著溫度的變化而變化時，會引起執(zhí)行元件的運動不平穩(wěn)，而且在低溫和高溫場合，不使用于液壓傳動；</p><p>　?。?）液壓元件的加工精度要求比較高，這就要求較高的制造成本，并且對液壓元件的維護和檢修液也要求較高的技術(shù)水平；</p><p>　　（4）對工作介質(zhì)的過濾要求比較嚴

42、格。這是因為工作介質(zhì)中的污染會直接的影響液壓元件的壽命和液壓元件的工作的可靠性；</p><p>　　總的來說液壓元件的有點大于其缺點，并且隨著科技的發(fā)展，有些缺點也會很快的得刀解決。權(quán)衡上面的得失，我們在本設計中對液壓元件的 設計要求要概括如下：</p><p>　　本機床上用到液壓的機構(gòu)有四部分分別是給進部分、給進部分、冷卻部分和鐵屑清理部分組成。工作中液壓主要用于動力的部分的是給進部

43、分和加緊部分，這兩部分對力要求比較大，因此要求較高功率的電機。在進行液壓設計時，首先要明確設計依據(jù)和要求，滿足主機所需的運動和性能。具體包括：</p><p>　?。?）主機的用途、工藝過程和總體布置以及對液壓傳動裝置的位置及空間尺寸的要求。</p><p>　?。?）主機的工作循環(huán)、各執(zhí)行元件的運動形式（移動、轉(zhuǎn)動和擺動）及其工況范圍。</p><p>　　（3）

44、執(zhí)行元件在各個工作階段的負載大小和性質(zhì)以及運動速度的變化范圍。</p><p>　?。?）主機個運動部件之間的動作順序、自動循環(huán)和互鎖關(guān)系。</p><p>　　（5）對系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性、換向定位精度、調(diào)停時間、沖出量等方面的要求；</p><p>　　（6）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境如：溫度、濕度、震動沖擊是否有腐蝕性和易燃性物質(zhì)存在等情況；</p><

45、;p>　　在知道液壓部分的設計具體要求之后應對液壓系統(tǒng)有所了解，液壓系統(tǒng)的組成和總能通常分為如表2－1及表2－2兩方面：</p><p>　　表2－1 　　　　液壓系統(tǒng)的組成部分及作用</p><p>　　表2－2　　　　　　液壓系統(tǒng)的分類 </p><p><b>　　3　鋸床設計</b></p><p>　　3

46、.1 液壓和控制部分設計</p><p>　　液壓系統(tǒng)設計是液壓機械主機設計是根據(jù)主機對液壓系統(tǒng)提出的要求和綜合運用液壓元件和液壓回路基本知識的基礎上進行的。 液壓系統(tǒng)設計應從實際出發(fā)，吸取國內(nèi)外先進的液壓技術(shù)，力求設計出結(jié)構(gòu)簡單、效率高、質(zhì)量好的液壓傳動裝置。液壓系統(tǒng)設計的步驟大體如下：</p><p>　?。?）明確設計要求；</p><p>　　（2）進行工況

47、分析與初步確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；</p><p>　?。?）擬訂液壓系統(tǒng)原理圖；</p><p>　?。?）計算和選擇液壓元件；</p><p>　?。?）估算液壓系統(tǒng)性能；</p><p>　　（6）繪制工作土和編寫技術(shù)文件。</p><p>　　3.1.1主要參數(shù)的確定（工況分析）</p><p&

48、gt;　　工況分析的目的是主機在工作過程中執(zhí)行機構(gòu)的運動速度和負載的大小及其變化規(guī)律。對與復雜的工況要繪制速度循環(huán)圖和負載循環(huán)圖；對與動作簡單的系統(tǒng)，這兩種圖可以省略，但是必須找到最大負載圖和最大速度圖。工況分析提供了主機在性能方面的明確要求。</p><p><b>　?。?）運動分析</b></p><p>　　主機的執(zhí)行元件按工藝要求的運動情況，一般用于工作循環(huán)

49、圖和速度圖分析。兩張圖確切的給出了一個完整的工作循環(huán)內(nèi)元件的運動規(guī)律。根據(jù)設計機床在加工是的運動情況分析，粗略的繪制了鋸床給進部分的的速度圖循環(huán)圖和負載循環(huán)圖如圖3－1所示：</p><p>　　圖3－1　圓鋸床的給進機構(gòu)工作負載和速度循環(huán)圖</p><p>　　上圖粗略的分析了機床給進機構(gòu)的運動狀況，下面對運動作具體的分析。</p><p><b>　　

50、（2）負載分析</b></p><p>　　執(zhí)行元件在工作循環(huán)中各階段所克服的負載，其大小和性質(zhì)用圖表示出來，即為負載循環(huán)圖，它表示負載變化規(guī)律。下面做液壓缸的負載分析：</p><p>　　做直線往復運動的液壓缸，克服的外負載力主要有：工作負載F、摩擦負載、慣性Fm。</p><p><b>　?、?工作負載F</b></p

51、><p>　　工作負載是外負載中的主要部分，不同的機械，工作負載形式也不同。金屬切削機床的工作負載是液壓缸運動方向上的切削力，在該設計中這個負載主要是給進機構(gòu)切削工件是克服的阻力，這個力的大小反映了，切削過程中機床的性能的好壞，負載力必須滿足給進機構(gòu)最小給進速度，即10mm/s。</p><p><b>　?、?摩擦負載</b></p><p>　

52、　摩擦負載包括兩部分，一是主機執(zhí)行機構(gòu)運動時克服的道軌或是支撐面上的摩擦阻力Ff`；另一個是液壓缸密封裝置摩擦阻力Ff``。具體數(shù)值可以按下式計算獲得；</p><p><b>　?。?－1）</b></p><p>　　根據(jù)圓鋸床得經(jīng)驗設計和圓鋸片的加工承受能力，我們初步定機床得切削力為447N，其中切向力為400N,徑向進給力為200N，徑向進給力就是給進油的工作

53、負載力。</p><p>　　鋸床要滿足加工直徑為500mm的要求，并且要具有上面所介紹的行程，因此，我們初步定起動行程為50mm，加速行程為80mm，減速行程為100mm。工作行程為500mm。工作部件的重量為電機重量300公斤，滑架重量438公斤，軸1重量44.5公斤，鋸片座重量11.5公斤，壓蓋重量8.8公斤和鋸片重量10公斤，張緊座重量2公斤，合計重量為814.8公斤。由于液壓缸相對于其他構(gòu)建的重量可以忽

54、略不計，所以可求的個運動階段的摩擦力：</p><p>　?。?）當液壓缸起動時：</p><p>　　此時　f ＝0.16～0.2 ，選取　f = 0.17，</p><p>　?。絝mg＝0.17 814.8 10＝1385.16N。</p><p>　　快進時　V = 20m/s ， 屬于低速行駛 ， f = 0.1～0.12 ,

55、 此處取f = 0.11；</p><p>　?。?）＝fmg＝0.11，此時　f ＝0.16～0.2 ，選取　f = 0.18快進時V = 20m/s ， 屬于低速行駛 ， f = 0.1～0.12 , 此處取　f = 0.11。</p><p>　?。絝mg＝0.11814.8 10＝896.28N。</p><p>　?。?）減速時，速度由20 mm/s減

56、至5 mm/s ，速度更低 。因此f = 0.105 ，</p><p>　?。絝mg＝0.105814.8 10＝855.54N。</p><p>　?。?） 工進時，f = 0.1</p><p>　　＝fmg＝0.1 814.8 10＝814.8N。</p><p>　　（5）制動時，平均說來速度比啟動時的速度更低 ，所以f = 0.1

57、9，</p><p>　?。絝mg＝0.19 814.8 10＝1548.12N。</p><p>　?。?) 反向啟動時，總的來說速度比正向啟動時還大。所以f = 0.16，</p><p>　　＝fmg＝0.16 814.8 10＝1303.68N</p><p>　?。?) 快退時v = 40mm/s, f = 0.12，</p

58、><p>　?。絝mg＝0.12 814.8 10＝977.76N。</p><p>　?。?) 制動時應該與啟動時的摩擦負載相同，所以即為1385.16N。</p><p><b>　　③ 慣性負載</b></p><p>　　慣性負載就是運動部件在起動或制動的過程中的慣性力。其平均值可以按下式計算：</p>

59、<p><b>　?。?－2）</b></p><p>　?。ㄒ姟兑簤簜鲃优c控制技術(shù)》王裕清 韓程石主編。）</p><p>　　液壓缸起動時。速度有0 mm/s增到20 mm/s,經(jīng)過的路程為50mm，工作要求的速度為10mm因此可一求得：</p><p>　?。?）按設計要求設起動時間為20s起動慣性力為:</p>

60、<p>　?。?)工作時間的行程為500mm，速度勻速為10mm。</p><p>　　速度增加為0，故慣性力為0。</p><p>　　3.1.2確定液壓系統(tǒng)的的主要參數(shù)</p><p>　　3.1.2.1初選液壓系統(tǒng)的工作壓力</p><p><b>　　表3－1　</b></p><

61、;p>　　工作壓力的選取可按工況分析中執(zhí)行元件的最大負載值來確定；也可以根據(jù)各類工作的特點和要求選取。工作壓力的大小直接影響液壓元件的尺寸、型號、系統(tǒng)的重量、效率及制造安裝工藝等許多方面的問題。關(guān)系到設計液壓系統(tǒng)是否經(jīng)濟合理。由經(jīng)驗可在下表中選取合適的壓力。</p><p>　　根據(jù)我們的設計要求和實際設計中的經(jīng)驗在本設計中可以選取組合機床的壓力標準，選取5MPa。</p><p>

62、　　3.1.2.2密封圈的選擇：</p><p>　　活塞桿密封，活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏。良好的密封是液壓缸傳遞動力，正常動作的保證，根據(jù)需要密封的偶合面間有無相對運動，可把密封分為動密封和靜密封兩大類，設置或選用密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加自動提高密封性能，除此之外，摩擦阻力要小，耐油，抗腐蝕，壽命長，制造簡單，拆裝方便，常見的密封方法有以下幾種：</p>&l

63、t;p><b>　　(1) 間隙密封</b></p><p>　　間隙密封較適用于活塞裝置，結(jié)構(gòu)簡單，摩擦力小，耐用，但對零件加工精度要求較高，難以完全消除泄漏。故只適用于低壓小流量的液壓缸。</p><p><b>　　(2) 活塞環(huán)密封</b></p><p>　　依靠裝在活塞環(huán)行槽內(nèi)的彈性金屬環(huán)。緊貼缸筒內(nèi)壁實

64、現(xiàn)密封，它的密封效果較間隙密封好，，適用的壓力范圍和溫度范圍很寬，能自動補償磨損和溫度變化的影響，能在高速條件下工作，摩擦力小，工作可靠，壽命長，但不能完全密封，活塞環(huán)的加工復雜，缸筒內(nèi)表面加工精度高，一般用于高壓、高速和高溫的場合。</p><p><b>　　(3) 密封圈密封</b></p><p>　　密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應用最廣泛的一種，密封圈有O型,V型

65、,Y型及組合式等數(shù)種，a O形密封圈的截面為圓形，主要用于竟密封和速度較低的滑動密封，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便，價格便宜，可在的溫度范圍內(nèi)工作，但與唇行密封圈相比，其壽命較短。密封裝置的機械部分要求較高。啟動阻力較大，O形圈的使用速度范圍為。b V形密封圈，V形圈截面是V形。V形密封裝置是油壓環(huán)，V形圈和支撐環(huán)組成。當工作壓力高于時，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果，安裝時V形圈的開口應朝向壓力高的一側(cè)，V形圈密封性能良好，耐高壓，壽命

66、長，通過調(diào)節(jié)壓緊力，可獲得最佳密封效果，但V形密封裝置的摩擦阻力及結(jié)構(gòu)尺寸較大，主要用于活塞桿的往復運動密封。C Y形密封圈一般用于工作壓力的場合。</p><p>　　綜上所述次液壓缸選用V形組合圈效果最好，</p><p>　　由GB10708.1－89查得用型V型密封圈。</p><p>　　所以D =190mm。</p><p>　　

67、又由于此液壓系統(tǒng)壓力較高所以需要選兩個以上的密封圈組合。</p><p>　　任何形狀的密封裝置在安裝時必須保證適當?shù)念A壓縮縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于損壞，因此安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關(guān)手冊給出的數(shù)據(jù)嚴格保證。 </p><p>　　在具有塵埃和雜質(zhì)的大氣中使用密封裝置時，必定要與防塵圈并用。</p><p>　　3.1.2.3液壓缸

68、的計算</p><p>　　液壓缸的長度主要由最大行程決定。導向長度c在D時為：c = (0.6～1.0) D，而在D, c = (0.6～1.0) d，從制造角度考慮，一般液壓缸長度不應超過直徑D的20 ～30倍。</p><p>　　液壓缸直徑D = 200mm。</p><p><b>　　所以 。</b></p><

69、;p>　　一個v型密封圈長60 mm。再加固定板長度30 mm，</p><p>　　柱塞底厚選為24 mm，</p><p>　　得到缸體總長　L = 50+80+100+500 =730mm，</p><p>　　再加入一定的余量取L = 800 mm，</p><p><b>　　缸筒壁厚的計算：</b>&l

70、t;/p><p>　　缸筒壁厚可給據(jù)結(jié)構(gòu)設計確定。但在工作壓力較高或缸徑較大時必須進行強度驗算。一般在時按薄壁筒公式校核，而在時用厚壁筒公式校核。</p><p>　　D =200mm,由于此鋼筒壓力高缸徑大。所以是不可能的。用厚壁筒公式校核。</p><p>　?。?－3）　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　── 缸筒內(nèi)最高工作壓力

71、，當液壓缸工作壓力p16MPa時，＝1.5p。當額定工作壓力時，＝1.25p。</p><p>　　── 缸筒材料許用應力。＝，s─ 安全系數(shù)，通常s＝５，</p><p>　　── 缸筒材料抗拉強度。此處缸筒材料為45鋼。查得＝597,</p><p><b>　　由上公式計算得:</b></p><p><b&

72、gt;　　34.52mm。</b></p><p><b>　　取35mm。</b></p><p><b>　　缸筒底部厚度計算：</b></p><p>　　缸筒底部為平面時。其厚度:</p><p>　　0.433= ＝7.14mm</p><p><

73、b>　　缸底厚度取8mm。</b></p><p>　　根據(jù)液壓缸內(nèi)徑選油口尺寸，油口通徑為38 mm。油口尺寸為。</p><p>　　由于液壓缸的計算長度L>10d時不可能的，所以無需考慮對液壓缸縱向穩(wěn)定的驗算。</p><p>　　活塞桿的強度和穩(wěn)定性校核：</p><p>　　液壓缸的支撐點和活塞桿端點的最大長

74、度L>10d，液壓缸屬于短行程鋼。按住向拉伸或壓縮計算強度，</p><p><b>　　（3－4）</b></p><p>　　F ── 液壓缸的最大作用力；</p><p>　　D ── 活塞桿直徑；</p><p>　　── 空心活塞桿內(nèi)徑；活塞桿由空心與實心兩種，實心桿制造工藝簡單，空心桿用于直徑d與液壓缸

75、內(nèi)徑D比值較大或桿內(nèi)需裝傳感器或油管的情況，此處選空心。= 60mm;</p><p>　　── 活塞桿的拉壓應力；</p><p>　　── 活塞桿材料的許用應力；＝，取安全系數(shù)s =2～4。此處s =3 。</p><p>　　查得45號鋼 ＝352MPa, = = 117.33MPa。</p><p><b>　

76、　。</b></p><p><b>　　所以強度足夠。</b></p><p>　　由于液壓支撐點和活塞端點最大長度L >10d時不可能的，所以無需考慮活塞桿的穩(wěn)定性。</p><p>　　此處液壓缸靠自重下降，且下降速度不是很大，所以不需要緩沖裝置，又由于液壓缸從下向上運動，不可能有氣體對液壓缸運動產(chǎn)生影響，所以也不需要排

77、氣裝制。</p><p>　　3.1.2.4　行元件的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　?。?）確定液壓缸的有效工作面積</p><p>　　液壓缸的工作面積A直接影響著液壓缸的推力和速度。在設計中我們設計給緊機構(gòu)和加緊機構(gòu)兩部分的負載壓力相同。首先按負載力的要求計算A值，再按最低穩(wěn)定速度要求進行演算，由上面得計算，我們可以確定液壓缸的平均的壓力為F=24500

78、N,按計算的液壓缸的外部負載壓力為24500N ， 設液壓缸的傳動效率是60％，因此可得：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果可以得出液壓缸的伸出柱體直徑約為102mm.</p><p>　　經(jīng)過公式計算可以滿足設計要求，故液壓缸可以確定為直徑為102mm.的。故知液壓缸的徑向壁厚為。</p>

79、<p>　?。?）液壓馬達每轉(zhuǎn)排量的確定（液壓泵得選擇）</p><p>　　在設計中根據(jù)平時鋸床的設計的經(jīng)驗我們選用YSF-8022的電動機，這種電動機的參數(shù)為：功率1100W，轉(zhuǎn)速為2800，效率為77％，最大扭矩為2KN，堵轉(zhuǎn)扭矩為1.8KN。根據(jù)液壓馬達的一般的效率范圍我們選定液壓馬達的效率為60％。液壓馬達工作時要驅(qū)動24500N的負載力，液壓馬達的軸的尺寸我們設為直徑為60 mm，因此，

80、我們可以計算出液壓馬達的負載扭矩為：</p><p>　?。?4500 0.6＝147000NM。</p><p>　　并能粗略的估計出液壓馬達每轉(zhuǎn)的排量，即：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　將上面的計算結(jié)果帶入下式驗算：</p><p>　　符合設計要求，因此上面的

81、選用正確。</p><p>　?。?）繪制液壓執(zhí)行元件工況圖（如圖3－2）</p><p>　　執(zhí)行元件工況圖是指執(zhí)行元件在整個工作循環(huán)個階段的P、流量Q和功率N變化規(guī)律的圖形，它是指在確定了執(zhí)行元件的主要參數(shù)（A和q）后，依據(jù)負載循環(huán)圖，流量循環(huán)圖，通過計算機的出的循環(huán)中個階段的壓力、流量和功率值而繪制的。下土工況圖直觀限制了執(zhí)行元件在工作循環(huán)中壓力、流量和功率的變化規(guī)律及最大壓力、最大

82、流量和最大功率的數(shù)值，它是選擇液壓泵和液壓閥的類型、規(guī)格的依據(jù)，同時對合理選擇液壓回路，擬訂液壓系統(tǒng)都有重要作用。液壓圖反映了這幾個參數(shù)之間的關(guān)系，具有很重要的參考價值。</p><p>　　圖3－2　　壓力P、流量Q和功率N的圖（工況圖）</p><p>　?。?）擬訂液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　在明白了液壓系統(tǒng)的工況圖后就可以擬訂液壓系統(tǒng)的工況圖，擬訂液壓系

83、統(tǒng)的工況圖是是液壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵步驟，它直接影響著系統(tǒng)的性能，以及設計方按的經(jīng)濟合理性。擬訂過程中首先依據(jù)設計任務中突出的動作和性能要求，綜合運用液壓系統(tǒng)的有關(guān)知識，選擇和擬訂基本回路，然后把基本回路合成為液壓系統(tǒng)。</p><p>　　基本回路的選取一定要要滿足設計的基本要求，但是滿足同一設計要求的回路不只一種方案，因此，要進行分析對比，并參考同類液壓系統(tǒng)的成熟經(jīng)驗，確定出合理的回路。</p>&l

84、t;p>　?。?）換向和速度換接回路</p><p>　　根據(jù)液壓系統(tǒng)中的工作循環(huán)，換向精度，換向沖擊，換向平穩(wěn)性以及自動化程度等要求，選擇換向及速度換接回路。調(diào)速回路選擇的依據(jù)主要是調(diào)速范圍、壓力、流量和功率的大小以及系統(tǒng)對溫升、工作平穩(wěn)性要求等。調(diào)速回路往往是液壓系統(tǒng)的核心，因為調(diào)速方式的確定見涉及到液壓泵、液壓控制閥的選擇，以及其他基本回路的選擇，同時也決定著油路的循環(huán)形式。例如：節(jié)流調(diào)速、容積-節(jié)流

85、調(diào)速一般采用開式油路；容積調(diào)速多才用閉式油路。由上面的分析我們采用溢流閥如下圖3－3：</p><p>　　圖3－3　溢流節(jié)流閥的工作原理及其只能符號</p><p><b>　?。?）壓力控制回路</b></p><p>　　壓力控制回路很多，選擇的時候要仔細的分析每個回路的特點和使用的場合。如在出口，進口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中的泵源壓力控制都用衡壓

86、系統(tǒng)控制回路；容積調(diào)速系統(tǒng)中，為了防止過載采用限壓控制回路；當用一個泵源提供兩個以上的工作壓力并且壓力相差很大的時候，可采用減壓控制回路；對于需要多級壓力控制的系統(tǒng)，可以采用溢流閥遙控口通過換向閥和遠程的調(diào)壓閥實現(xiàn)控制。對于垂直布置的液壓缸驅(qū)動機構(gòu)，用由防止運動部件幾句下落的平衡回路等，總之，根據(jù)上面的分析我們采用多級減壓控制回路如圖3－4：</p><p>　　圖3－4　減壓系統(tǒng)工作原理及其符號圖示</p

87、><p><b>　?。?）多缸回路</b></p><p>　　幾個液壓缸之間的動作關(guān)系是多缸回路著重考慮的問題，如同步動作和順序動作，需要通過某些元件或信號進行控制。同步動作常用的控制方式有容積控制，流量控制，司服控制等；順序控制通常用的控制方式有行程控制，時間控制，壓力控制，電信號控制等。</p><p><b>　?。?）蓄能器回

88、路</b></p><p>　　控制回路蓄能器是利用液壓控制中的保壓，消除壓力脈動，吸收壓力沖擊及作為段時間大量供油的應急動作油源等腰根據(jù)壓力系統(tǒng)性能要求合理選擇。</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)的合成</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)是液壓基本回路的組合，當依據(jù)系統(tǒng)的要求確定基本回路之后，配上其他功能的輔助回路，如鎖緊

89、，平衡，潤滑，測壓回路等，即可合成液壓系統(tǒng) ，系統(tǒng)時應注意幾點：</p><p>　?、佟×η笙到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，將作用相同或詳盡的元件進行合并。</p><p>　　②　系統(tǒng)必須安全可靠，如用一個液壓泵供應給兩個以上執(zhí)行元件工作的時候，應當防止相互干擾；某些部件運動要求互鎖，則系統(tǒng)應有互鎖回路以防止誤操作而引發(fā)錯誤而造成事故；系統(tǒng)中合理配置慮油器是長期可靠工作的保證等。</p>

90、<p>　　③　盡量提高系統(tǒng)的效率，減少發(fā)熱量。如在一個工作循環(huán)總需要流量差別較大的系統(tǒng)，可以采用蓄能器回路或雙泵供油回路；功率較大的系統(tǒng)應選用容積調(diào)速等。</p><p>　?、堋”M量避免采用標準通用元件，減少自行設計的非標準件；</p><p>　　⑤　系統(tǒng)應經(jīng)濟而且合理，工作平穩(wěn)，沖擊小。</p><p>　　3.1.3初步確定液壓系統(tǒng)得原理圖&l

91、t;/p><p>　　3.1.3.1 確定液壓系統(tǒng)方案</p><p>　　確定液壓系統(tǒng)的首要問題是確定油液的循環(huán)方式，即采用開式還是閉式液壓系統(tǒng)。若是開始系統(tǒng)又具有多個執(zhí)行元件，則接著要確定油路的組合方式；決定調(diào)速方案及所采用的基本回路。</p><p>　　3.1.3.2液壓油循環(huán)方式</p><p>　　系統(tǒng)油液的循環(huán)方式分為開式和閉式兩種

92、。開式系統(tǒng)散熱較方便，但油箱較大；抗污染性較差，但開式可采用壓力油箱或油箱呼吸器來改善；管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速時效率低；用平衡閥進行能耗限速，用制動閥進行能耗制動，引起油液發(fā)熱；適用于功率較小的機構(gòu)，內(nèi)燃機驅(qū)動的機構(gòu)（如鏟車、高空作業(yè)車、液壓汽車起重機、裝載機及挖掘機等）以及固定式機械上。閉式系統(tǒng)散熱較復雜，須用輔泵換油冷卻；抗污染性較好，但油液過慮要求較高；管路壓力損失較小，容積調(diào)速時，效率較高；液壓泵由電機拖動時，限速及制動過

93、程中拖動電機能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量，既是再生限速（可省去平衡閥）及再生制動；對主泵的自吸性能要求低；適用于液壓泵由電機驅(qū)動的下述機構(gòu)：外負載慣性大且換向頻繁的機構(gòu)（如一些起重機的旋轉(zhuǎn)、運行機構(gòu)及龍門刨床，拉床和精密平面磨床等的工作平臺等）；重力下降機構(gòu)（如不平衡類型的起升、動臂擺動機構(gòu)等）；外負載較大的重力下降機構(gòu)（如平衡類起重機的變幅機構(gòu)）；要求特別緊湊的移動式機械（如液壓汽車平板車、拖拉機及礦車等的運動機構(gòu)）。</p>

94、;<p>　　比較開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)各自的特點，液壓機的液壓系統(tǒng)油液方式采用開式。</p><p>　　3.1.3.3調(diào)速方案</p><p>　　調(diào)速方法可分為節(jié)流調(diào)速、容積式有級及無級調(diào)速、容積節(jié)流聯(lián)合調(diào)速三種。</p><p><b>　　（1）節(jié)流調(diào)速回路</b></p><p>　　節(jié)流調(diào)速回路簡

95、單，但效率低，只適用于2～5KW的小功率系統(tǒng)或工程機械液壓傳動系統(tǒng)非經(jīng)常性的調(diào)速場合。三種簡式節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，旁路節(jié)流調(diào)速回路的效率稍高，但剛性最差。有壓力閥補償?shù)墓?jié)流調(diào)速回路剛性最大，效率以調(diào)速閥裝在旁路的節(jié)流調(diào)速回路及溢流節(jié)流調(diào)速回路稍高。增加節(jié)流端的液壓缸的油壓作用面積，對液壓馬達，則選用排量大的，這可以有效地提高簡式節(jié)流調(diào)速回路的剛度。其他如采用薄壁小孔型的節(jié)流閥；控制油溫，用粘濕性能好的油液及排除系統(tǒng)中的空氣等都可提高簡式節(jié)流

96、調(diào)速回路的剛度。</p><p>　?。?）容積式調(diào)速回路</p><p>　　液壓馬達輸出的轉(zhuǎn)矩Tm及功率Pm皆是由安全閥限定 的最大值或是在恒定下的值。由表可知變量泵－定量馬達回路的調(diào)速范圍較大，效率較高，常用于船用甲板起重機的調(diào)速。又由于其最大轉(zhuǎn)矩為一常數(shù)，故也常用于外負載轉(zhuǎn)矩變化不大時，例如磨床、高射炮的回轉(zhuǎn)機構(gòu)等。但該調(diào)速回路在馬達低轉(zhuǎn)速時原動機的功率低，故挖掘機中常用恒功率變量

97、泵。</p><p>　　變量泵－變量馬達回路的調(diào)速范圍最大，但變量機構(gòu)及其調(diào)解方法復雜，故甲板起重機的起升機構(gòu)及大、中型挖掘機的運行機構(gòu)等常用變量泵－有級變量馬達調(diào)速回路。</p><p>　　為提高容積式調(diào)速回路的剛度，必須提高液壓馬達的排量；提高泵及馬達的制造質(zhì)量；排除回路中的空氣；控制油溫及用粘濕性能好的油液等。</p><p>　　容積式有級變量調(diào)速回路的

98、調(diào)解機構(gòu)簡單，為一換向閥。</p><p>　　（3） 容積式節(jié)流調(diào)速回路</p><p>　　容積節(jié)流調(diào)速回路分為流量適應回路及功率適應回路等。這兩種回路中流量閥兩端的壓差都不隨外負載而變化。故其控制的液壓執(zhí)行機構(gòu)的運動速度都不隨外負載的變化而變化，即這些回路的剛度大。 </p><p>　　3.1.3.4基本回路的確定</p><p>　

99、　液壓系統(tǒng)應根據(jù)下列方法來確定基本回路：</p><p>　?。?）根據(jù)負載性質(zhì)選用基本回路</p><p>　　液壓執(zhí)行元件存在負載，即存在外負載對系統(tǒng)做功的情況（又稱重力下降系統(tǒng)）時，必須設置平衡回路，以防止負載超速運動。在外負載慣性較大的系統(tǒng)中，為防止負載制動過程中產(chǎn)生液壓沖擊，則必須設置制動回路，還需附設其他設備回路，要求負載在制動時的前沖量特別小的系統(tǒng)，還要附設行程末端的減速回路

100、；對那些負載慣性特別大的系統(tǒng)，還需附設行程末端由變量泵減速的回路及補油回路。</p><p>　?。?）一般油路系統(tǒng)都必須設置的基本回路</p><p>　　一般系統(tǒng)都必須設置換向回路，安全回路及卸荷回路等。</p><p>　?。?）根據(jù)特殊要求設置基本回路</p><p>　　有些系統(tǒng)還要設置同步回路、順序回路、調(diào)速回路、增速回路、減速回

101、路、增壓回路、緩沖回路、鎖緊回路、用手動比例減壓閥的遙控回路等。對壓力機而言，泄壓回路是不可缺少的。對閉式系統(tǒng)而言，必須有補油冷卻回路。</p><p>　　對比以上三種調(diào)速方法，液壓機的壓力系統(tǒng)中選用節(jié)流調(diào)速回路。</p><p>　　基本回路除了一般系統(tǒng)都必須設置的換向回路、安全回路及卸荷回路外，為了保證三液壓缸動作同步，須要設置同步回路；為使速度可調(diào)，應設置調(diào)速回路。</p&g

102、t;<p>　　3.1.3.5擬定液壓系統(tǒng)草圖</p><p>　　前面已初步地確定了液壓系統(tǒng)的方案，繪制了液壓執(zhí)行元件液壓缸的工況圖，并通過對工況的分析，對初選的調(diào)速回路和基本回路進行了修正。由此，就可把上述回路組合成一個液壓系統(tǒng)。在組合時，要去掉重復多余的元件，并考慮到連鎖和防止干擾等問題，如一個系統(tǒng)采用多個液壓泵時，各泵出口都應設置單向閥。為了便于調(diào)試、維修及監(jiān)控，則在系統(tǒng)的適當部位應設置檢測

103、點等。</p><p>　　油液的凈化，是保證系統(tǒng)能可靠工作的關(guān)鍵。因此，液壓系統(tǒng)中都應設置一般的網(wǎng)式濾油器或磁性濾油器，對要求特別高的系統(tǒng)，還需設置旁路凈化系統(tǒng)。對可靠性要求特別高的系統(tǒng)，需設置備用元件或備用回路。有些液壓系統(tǒng)，還需要設置冷卻、加熱裝置等。應盡量采用標準化、通用化元件，這可縮短制造周期，便于互換和維修。</p><p>　　防止液壓沖擊 由于工作機構(gòu)運動速度的變換（起動、

104、變速、制動），動作負載突然消失以及沖擊性負載等原因，往往會產(chǎn)生液壓沖擊，影響系統(tǒng)的正常工作。這需要采取相應的防止措施。對液壓缸到達行程終點因慣性引起的沖擊，可在液壓缸端部設置緩沖裝置或采用行程節(jié)流閥回路；對負載突然發(fā)生變化（如工作負載突然消失）時產(chǎn)生的沖擊，可在回路上加背壓閥。如為沖擊性負載，可在執(zhí)行元件的進出口處設置動作敏捷的超載安全閥；為防止由于換向閥換向過快而引起的沖擊，可采用換向速度可調(diào)的電液換向閥等。對于大型液壓機械等，由于困

105、在液壓缸內(nèi)的大量高壓油突然釋壓而引起的沖擊，可采用節(jié)流閥以及帶泄壓閥的液控單向閥等元件，來控制高壓油逐漸卸壓的辦法，來防止沖擊。</p><p>　　確保系統(tǒng)安全可靠 液壓系統(tǒng)運行中的不安全因素是多種多樣的。例如異常的負載、停電、外部環(huán)境條件的急劇變化、操作人員的誤操作等，都必須有相應的安全回路或措施，確保人身和設備安全。例如，為了防止工作部件的漂移、下滑、超速等，應由鎖緊、平衡、限速等回路；為了防止由于操作者的

106、誤操作，或由于液壓元件失靈而產(chǎn)生誤動作，應由誤動作防止回路等。</p><p>　　根據(jù)以上選擇的液壓基本回路，合成為油壓機的液壓系統(tǒng)原理圖。如圖3－5所示：</p><p>　　圖3－5　液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　3.1.4壓元件的計算和選擇</p><p>　　壓力和流量是液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。根據(jù)這兩個參數(shù)來計算和選擇液壓元件、輔件

107、和原動機的規(guī)格。系統(tǒng)壓力選定后，液壓缸的速度、主要尺寸或馬達的排量即可確定，接著就可根據(jù)液壓缸的速度或液壓馬達的轉(zhuǎn)速確定其流量。</p><p>　　3.1.4.1初選液壓系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　工作壓力的選取可以按照工況分析中執(zhí)行元件的最大負載值來確定；也可以</p><p>　　根據(jù)各類機械工作特點和要求來選取。工作壓力的大小直接影響液壓元件的尺寸，型

108、號、系統(tǒng)的重量、效率及制造安裝工藝等，關(guān)系到設計出的液壓系統(tǒng)是否經(jīng)濟合理。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下，若系統(tǒng)壓力選的過低，則液壓元件、輔件的尺寸和重量就增加，系統(tǒng)造價也相應增加；若系統(tǒng)壓力選得較高，則液壓設備的重量、尺寸和造價會相應降低。然而若系統(tǒng)壓力選得過高，由于對制造液壓元件、輔件的材質(zhì)、密封、制造精度等要求的提高，反而會增大液壓設備的尺寸，重量和造價，其系統(tǒng)效率和使用壽命也會相應下降。因此不能一味 追求高壓。就目前的技術(shù)和 材質(zhì)情

109、況，一般認為選取壓力為3 MPa左右最為經(jīng)濟。</p><p>　　查手冊表，按液壓機的工作特點選定p =3MP</p><p>　　3.1.4.2執(zhí)行元件主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定尺寸</p><p>　　本系統(tǒng)的執(zhí)行元件是柱塞是液壓缸。由于液壓缸移動的距離不是很長，對也吐出較長得液壓缸也能滿足使用，同時也是為了滿足液壓缸的工作得穩(wěn)定性，我們盡量避免使用多級液壓缸；在本設

110、計中我們選用單級液壓缸作為給進機構(gòu)得動力源；液壓缸是液壓傳動系統(tǒng)中一種執(zhí)行元件，它可以將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行元件的機械能輸出。其機械能的運動輸出形式為直線往返運動。有些特殊的液壓缸其運動輸出形式也可以使旋轉(zhuǎn)運動和直線往返于旋轉(zhuǎn)運動的復合運動。</p><p>　　3.2液壓控制元件設計說明</p><p>　　3.2.1 液壓控制閥的選擇</p><p>　　控制閥的規(guī)

111、格是根據(jù)液壓系統(tǒng)最高工作壓力和通過該閥的流量進行選擇的。必要時，最大流量允許超過該閥公稱流量的20%，否則會引起發(fā)熱、噪音、壓力損失等的增大和閥性能的下降。選擇控制閥需要注意的問題有：</p><p>　　（1）確定通過閥的實際流量</p><p>　　此時需要注意通過管路的流量與油路串、并聯(lián)的關(guān)系：油路串聯(lián)時，</p><p>　　系統(tǒng)的流量即為油路中各處所通過的