成都航院航空制造工程系畢業(yè)設計

1、<p>　　成都航院航空制造工程系畢業(yè)設計</p><p>　　學生：姜志強 班級：112342 指導老師：袁忠</p><p><b>　　工況分析：</b></p><p><b>　　鉆床運動分析：</b></p><p>　　該機床液壓機構運動由兩部分組成，一

2、部分為鉆頭進給系統(tǒng)，液壓機工作循環(huán)為快速下行，減速下行，保壓，快速回程等幾個階段組成；另一部分為工件夾緊裝置，為勻速可調的往返運動。</p><p><b>　　動力分析：</b></p><p>　　該鉆床在進給時負載較大，但速度較慢，而在快進或者快退時，負載較小，速度較快。從節(jié)約能量，減少發(fā)熱等一系列方面考慮，泵源宜采用限壓式變量葉片泵。</p>&

3、lt;p><b>　　液壓缸負載力計算：</b></p><p>　　F=Fc+Ff+Fi+Fg+Fm+Fh</p><p>　　Fc---切削阻力，即液壓缸運動方向的工作阻力</p><p>　　Ff---摩擦阻力，液壓缸帶動的運動部件所受的摩擦力</p><p>　　Fi---慣性阻力，運動部件在啟動和制動的過

4、程中的慣性力，計算：</p><p>　　Fi=ma=G/g?v/?t</p><p>　　Fg---垂直放置或傾斜放置的移動部件，本身的重力</p><p>　　Fm---密封阻力，裝有密封裝置的零件在相對移動時的摩擦力</p><p>　　Fh----排油阻力，液壓缸回油路上的阻力</p><p>　　液壓系統(tǒng)原理

5、圖確定：</p><p><b>　　油路類型確定：</b></p><p>　　中小型機床允許采用輔助泵進行補油，且借此進行冷卻交換，所以采用閉式油路。</p><p><b>　　選擇液壓回路：</b></p><p>　　由鉆床運動分析得知，調速回路和速度換接回路是主要回路。</p>

6、;<p><b>　　調速方式選擇：</b></p><p>　　在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者調速閥。根據(jù)銑削類專用機床工作時對低速性能和速度負載特性都有要求的特點下，決定采用限壓式變量泵和調速閥組成的容積節(jié)流調速。這種調速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點，并且調速閥安裝在回油路上，具有承受負切削力的能力。</p><

7、;p><b>　　速度換接方式選擇：</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結構簡單、調節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。</p><p><b>　　夾緊回路的選擇：</b></p><p>　　用

8、二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時間可調節(jié)和當進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。</p><p>　　將所選擇的液壓回路組合，液壓系統(tǒng)原理圖如下：</p><p>　　1—過濾器 2—變量葉片泵 3—壓力表 4—三位四

9、通電磁閥</p><p>　　5—二位三通電磁閥 6—單向行程調速閥 7—減壓閥</p><p>　　8—壓力表 9—單向閥 10—二位四通電磁閥 11—壓力繼電器</p><p><b>　　12—單向節(jié)流閥</b></p><p><b>　　：</b></p><

10、p><b>　　液壓系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　液壓元件的計算與選擇：</p><p><b>　　液壓缸的設計計算：</b></p><p>　　工作壓力的確定，液壓缸工作壓力主要根據(jù)運動循環(huán)各階段的最大總負載力來確定。工作壓力的選擇有兩種方式：</p><p>　　1，根據(jù)機械

11、類型選擇；</p><p>　　2，根據(jù)切削負載選擇；</p><p>　　液壓缸主要尺寸計算：</p><p><b>　　1，缸體內徑D：</b></p><p>　　根據(jù)公式F=pA，活塞所需推力F和工作壓力p即可算出活塞應有的有效面積A。根據(jù)液壓缸的不同結構形式，計算缸體內徑D。</p><p

12、><b>　　活塞桿的直徑d：</b></p><p><b>　　液壓缸體的長度L：</b></p><p>　　L=活塞行程+活塞長度+活塞桿導向套長度+活塞桿密封長度+其他長度</p><p>　　一般液壓缸缸體長度不大于缸體內徑的20--30倍。</p><p><b>　　

13、液壓缸的流量計算：</b></p><p><b>　　液壓缸的最大流量為</b></p><p>　　Qmax=A × Vmax</p><p>　　即液壓缸有效面積與液壓缸最大速度的乘積</p><p><b>　　液壓缸的最小流量為</b></p><

14、p>　　Qmin=A×Vmin</p><p>　　即液壓缸的有效面積與最小速度的乘積</p><p>　　液壓缸的最小流量，應等于或大于流量閥或者變量泵的最小穩(wěn)定流量。</p><p>　　液壓泵的確定與計算：</p><p>　　確定液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　液壓泵的工作壓力主要根據(jù)

15、液壓缸在工作循環(huán)各階段所需最大壓力p1，再加上壓力損失∑△p，即</p><p><b>　　Pb=p1+∑△p</b></p><p>　　∑△p包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部壓力損失和管路沿程損失等，用調速閥及管路復雜的系統(tǒng)∑△p為0.5—1，5MPa.</p><p>　　上述計算所得的pb是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡

16、階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力pn應滿足pn≥(1.25～1.6) pb。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。</p><p>　　確定液壓泵的流量qb</p><p>　　泵的流量根據(jù)執(zhí)行元件動作循環(huán)所需最大流量和系統(tǒng)的泄露確定。</p><p>　　多液壓缸同時動作時，流量要大于同時動作的幾個液壓

17、缸所需最大流量，</p><p>　　K—系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取1.1~1.3,大流量取小值，小流量取大值；</p><p>　　(∑q)min同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量2～3L／min；</p><p><b>　　選擇液壓泵的規(guī)格</b></p><p>

18、;　　根據(jù)上面所計算的最大壓力和流量，查液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇相當?shù)囊簤罕玫男吞枴?lt;/p><p>　?、艽_定驅動液壓泵的功率</p><p>　　在工作循環(huán)中，泵的壓力與流量有顯著變化時，分別計算出工作循環(huán)的各個階段所需驅動功率，然后求其平均值。</p><p>　　最后，按照上訴功率和泵的轉速，可以從產(chǎn)品樣本中選取標準電動機進行驗算，使電動機發(fā)出最大功率時，其超

19、載量在允許范圍內。</p><p><b>　　閥類元件選擇：</b></p><p>　　依據(jù)額定壓力、最大流量、動作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命進行選擇。</p><p>　　盡量選用標準定型產(chǎn)品；閥類元件的規(guī)格主要根據(jù)流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選?。灰话氵x擇控制閥的額定流量應比實際系統(tǒng)管路通過的流量大一些

20、，必要時，允許通過閥的最大流量超過額定流量的20％.</p><p><b>　　液壓輔件的選擇：</b></p><p>　　濾油器的選用——濾油器的主要作用是保持工作介質--液壓油的清潔，是系統(tǒng)不可缺少的輔助元件，選用濾油器時，主要依據(jù)在系統(tǒng)中所處位置即被過濾元件對工作介質的過濾精度、工作壓力、過流能力及其他性能要求來進行選擇。需注意以下幾點：</p>

21、<p>　　過濾器的精度要滿足被過濾元件和系統(tǒng)對工作介質清潔度的要求。</p><p>　　過濾器的過流能力應大于或等于實際通過流量的2倍；</p><p>　　過濾器的耐壓能力要大于其安裝位置的系統(tǒng)壓力；</p><p>　　在選用時要注意其應用場合，一般按照產(chǎn)品樣本上的說明來進行選擇。</p><p>　　液壓輔件——油箱的

22、選用</p><p>　　在液壓系統(tǒng)中，油箱的主要作用是儲油和散熱，在保證供給液壓系統(tǒng)足夠的油液的同時，還要將液壓系統(tǒng)中由功率損失產(chǎn)生的熱量散失掉。油箱還起到沉淀液壓油雜質，分離液壓油中的氣泡，凈化油液的作用。在一般中、低壓系統(tǒng)中，油箱的容量可按下列經(jīng)驗進行：對于低壓系統(tǒng)，油箱容量V等于2~4倍液壓泵的容量；對于中壓系統(tǒng)，油箱容量等于5~7倍液壓泵的容量；對于高壓系統(tǒng)，油箱的容量等于6~12倍液壓泵的容量。<

23、;/p><p>　　液壓輔件——連接件的選用</p><p>　　在液壓系統(tǒng)中，連接件主要包括油管和管接頭。連接件選擇是否合適，對液壓系統(tǒng)能否正常工作及能量損失大小有很重要的影響。在選擇連接件時，一般從連接件的強度和允許流速兩個方面來進行選擇。</p><p>　　在選擇管接頭時，要保證其具有足夠的通流能力和較小的壓力損失，同時還要使管接頭具有裝卸維修方便、連接牢固、密

24、封可靠、結構緊湊、體積小及重量輕的特點。</p><p>　　液壓輔件——密封件的選用和設計</p><p>　　在液壓系統(tǒng)中，密封件的主要作用是防止工作介質的泄漏及外界灰塵和異物等污染物侵入液壓系統(tǒng)。對應液壓系統(tǒng)來說，工作介質的泄漏會使系統(tǒng)調壓不高、效率下降及污染外界外界環(huán)境；外界污染物的入侵會造成對液壓系統(tǒng)的污染，從而導致系統(tǒng)工作發(fā)生故障。所以，在液壓系統(tǒng)設計過程中，必須正確設計和合理

25、選用密封裝置和密封元件，提高液壓系統(tǒng)的工作性能和使用壽命。</p><p>　　影響密封性能的主要因素</p><p>　　密封裝置和密封件密封性能；</p><p>　　密封裝置的結構和形式；</p><p>　　密封部位的表面加工質量與密封間隙的大?。?lt;/p><p>　　密封件與結合面的裝配質量和偏心程度；<

26、;/p><p>　　液壓系統(tǒng)工作介質的種類、特性和黏度；</p><p>　　液壓系統(tǒng)的工作溫度和工作壓力；</p><p>　　密封接合面的相對運動速度</p><p>　　密封裝置的基本設計要求</p><p>　　密封裝置的密封性能良好，并能隨工作壓力的增大自動提高其密封性能；</p><p>

27、;　　密封裝置選用的密封件性能穩(wěn)定，使用壽命長；</p><p>　　密封裝置的動、靜摩擦系數(shù)要小而穩(wěn)定，且耐磨；</p><p>　　密封裝置的工藝性好，維修方便、價格低廉。</p><p><b>　　密封裝置的設計要點</b></p><p>　　明確密封裝置的使用條件和工作要求，如負載情況、壓力高低、速度大小及其

28、變化范圍、使用溫度、環(huán)境條件及對密封性能的具體要求等；</p><p>　　根據(jù)密封裝置的使用條件和工作要求，正確選用或設計密封結構并合理選用密封件；</p><p>　　根據(jù)工作介質的種類，合理選用密封材料；</p><p>　　對于在塵埃嚴重的環(huán)境中使用的密封裝置，還應選用或設計與主密封相適應的防塵裝置；</p><p>　　所設計的密封

29、裝置應盡可能符合國家有關標準規(guī)定并選用標準密封件。</p><p><b>　　液壓元件明細表</b></p><p><b>　　管道選擇：</b></p><p><b>　　油管類型選擇：</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)中，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同

30、時，應盡量縮短管路，避免急轉彎和截面突變。</p><p><b>　　油管尺寸的確定</b></p><p>　　油管內徑d按下式計算</p><p>　　d=√4q/vπ=1.13×1000√q/v</p><p>　　q—通過油管的最大流量</p><p>　　V—管道內允許的流速

31、。一般吸油管0.5~5m/s,壓力油管取2.5~5m/s;回油管取1.5~2m/s。</p><p>　　油管壁厚＆按下式計算</p><p>　?。Α輕×d/2[σ]</p><p>　　p—管內最大工作壓力；</p><p>　　根據(jù)計算出的數(shù)據(jù)，查手冊選取標準規(guī)格油管。</p><p><b>

32、;　　油箱的設計：</b></p><p>　　使用閉式油箱，油箱容量計算</p><p><b>　　V=K∑q</b></p><p>　　K—系數(shù)，低壓取2~4，中高壓取5~7.</p><p>　　∑q—同一油箱供油的各液壓泵流量總和。</p><p>　　液壓系統(tǒng)技術性能驗算

33、</p><p>　　1、系統(tǒng)壓力損失計算</p><p>　　畫出管路裝備草圖之后，即可計算管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，管路總的壓力損失為二者之和。</p><p>　　對于某工作階段，液壓系統(tǒng)回路總的壓力損失為</p><p>　　∑?p=∑?p1+A2/A1∑?p2</p><p>　　∑?p1—系統(tǒng)進油路

34、總壓力損失；</p><p>　　A1—液壓缸進油腔有效工作面積；</p><p>　　A2—液壓缸回油腔有效工作面積；</p><p>　　系統(tǒng)進油路總壓力損失為</p><p>　　∑?p1=?p1T+?p`1T+∑?p1v</p><p>　　?p`1T——進油路局部壓力損失；</p><p&

35、gt;　　?p1v——進油路上閥類元件的壓力損失。</p><p>　　進油路沿程壓力損失為</p><p><b>　　?p1T=×104</b></p><p><b>　　q——通過的流量；</b></p><p><b>　　l——管長；</b></p&

36、gt;<p><b>　　d——管徑；</b></p><p>　　V——液壓油的運動黏度。</p><p>　　進油路上的局部壓力損失?p`1T的估算公式</p><p>　　?p`1T=(0.05~0.15)?p1T</p><p>　　閥類元件的局部壓力損失?p1v的計算公式</p>&

37、lt;p>　　?p1v=?pn()2</p><p>　　qn——通過閥的額定流量（可從閥的樣本中查得）</p><p>　　?pn___閥的額定壓力損失（可從閥的樣本中查得）</p><p>　　qv___通過閥的實際流量。</p><p>　　系統(tǒng)回油路總壓力損失為</p><p>　　∑?p2=?p2T+?

38、p`2T+∑?p2v</p><p>　　式中?p2T——回油路上的沿程損失；</p><p>　　?p`2T——回油路上局部壓力損失；</p><p>　　?p2v——回油路上閥類元件的壓力損失；</p><p>　　對于液壓系統(tǒng)來說，設計其供油壓力即泵的出口壓力pp時應為</p><p><b>　　Pp

39、>p1+∑?p</b></p><p>　　式中p1___液壓缸的進口壓力。</p><p><b>　　系統(tǒng)泄漏的驗算</b></p><p>　　液壓回路中的泄漏分為內泄和外泄兩種。外泄漏是由于液壓元件間連接部分密封不良引起的，可通過改進或更換密封件來解決，在計算中不予考慮。內泄漏是元件配合表面間的泄漏，與配合間隙、封油長

40、度、運動件直徑、兩端壓降、油液黏度、加工質量等多種因素有關，在產(chǎn)品樣本上可以查到它的最大允許值，但在實際中它是一個變量，一般按回路泄漏折算系數(shù)k(k=1.1~1.3)來估算比較方便。</p><p><b>　　系統(tǒng)發(fā)熱溫升驗算</b></p><p>　　在液壓系統(tǒng)中，所有能量損失都將轉化為熱量，導致系統(tǒng)的溫度升高，從而對系統(tǒng)工作產(chǎn)生一些不利影響。液壓系統(tǒng)的發(fā)熱主要

41、來自液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失、管道壓力損失以及溢流閥的溢油損失等。管道系統(tǒng)的發(fā)熱較少，當與其自身的散熱基本上達到平衡時，可以忽略不計。</p><p><b>　　復雜</b></p><p>　　2.2 減壓閥工作原理及壓力值的形成</p><p>　　油流路線：圖3(先導型減壓閥)油從進油口P1入→減壓閥口f→小孔a→小孔 b→小孔 c→