8轴钻组合机床液压系统设计完整版新.pdf

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1、专科学校毕业设计论文 第 1 页 共 30 页 8 轴钻组合机床液压系统设计 摘要 本文首先介绍了应用在组合机床上的液压系统的工作过程。介绍了液压技术的发展现状 和趋势。 详细了解了液压技术在我国的发展情况和被应用的状况。仔细地阐述了设计液压系 统的过程及步骤：液压系统的原理图的绘制、液压参数的计算 （其中详尽地列出了所有的计 算公式和过程） 、液压站总装图的绘制以及零件图的绘制。设计出了液压系统的原理图，并 对它作出详细的阐述，简要说明了液压的工作原理，具有高效、节能的作用。设计使液压技 术向高压、高速、大功率、高效率、低噪声和高度集成话等方向发展，有广泛的应用前景和 实际意义。 ABSTR

2、ACT The aggregate machine-tool hydraulic system design This article first introduced the application on the aggregate machine-tool hydraulic system work process. Briefed the hydraulic pressure technology development present situation and the tendency. Has understood the hydraulic pressure technology

3、 in detail in our countrys development situation and by the application condition. Carefully elaborated the design hydraulic system process and the step. Hydraulic system schematic diagram plan, Hydraulic pressure parameter computation (Has listed all formula and process exhaustively),Hydraulic pres

4、sure station final assemly drawing plan as well as detail drawing plan. 专科学校毕业设计论文 第 2 页 共 30 页 Designed the hydraulic system schematic diagram. And makes the detailed elaboration to it.Briefing hydraulic pressure principle of work. Has highly effective. Energy conservation function. The design caus

5、es the hydraulic pressure technology to the high pressure, high speed, high efficiency, high efficiency and the low noise and integrates directions and so on. Speech to develop highly has the widespread application prospect and the practical significance. 目 录 第1章绪论 4 1.1 组合机床4 1.3 液压技术4 1.4 液压技术在国外的

6、发展趋势7 1.5 液压技术在我国的发展趋势6 第 2 章 液压系统设计11 2.1 明确液压系统设计要求11 2.2 零件图的工艺分析1 1 2.3 液压系统设计步骤15 2.4 工况分析16 2.5 选择液压元辅件17 2.6 验算液压系统技术性能26 专科学校毕业设计论文 第 3 页 共 30 页 第三章液压泵站的设计29 3.1 液压泵站的介绍29 3.2 液压泵站的设计过程29 第 4章结论30 致谢辞31 参考文献32 第 1 章绪论 当今世界， 机械技术一日千里，为我们所处的时代加上了飞翔的翅膀，机械 技术的产生和飞速发展改变了整个人类的生活和思维方式，为人类文明的进程作 出了卓

7、越的贡献， 液压技术为机械行业做出了很大的贡献。随着机械行业的不断 发展，社会经济的日新月异，特别是机械制造行业，汽车行业，建筑行业，电子 行业等等， 各个企业已普遍地使用到液压系统，所以研究液压系统和使液压系统 的使用效率提高、节能环保，有重大意义。 1.1 组合机床 组合机床是一种工序集中的高效率专用机床，它由具有一定功能的通用部件 （如动力箱、滑台等）和部分专用部件（如多轴箱、夹具等）组成。具有加工范 围较广、自动化程度较高， 经济性好等优点， 故在机械制造业的成批和大量生产 中得到普遍应用。 1.2 组合机床液压传动系统 专科学校毕业设计论文 第 4 页 共 30 页 动力箱安装在滑台

8、上，动力箱上的电动机带动刀具实现运动。滑台我采用液 压驱动，完成刀具的进给运动，根据不同的加工需要可实现多种进给工作循环。 1.3 液压技术 液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、 塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成 为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的 程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95% 的工 程机械、 90% 的数控加工中心、 95% 以上的自动线都采用了液压传动技术。 液压传动相对于机械传动来说，是一门新技术。自1795 年制成第一台水压 机起，液压技术就

9、进入了工程领域，1906 年开始应用于国防战备武器。第二次 世界大战期间， 由于军事工业迫切需要反应快和精度高的自动控制系统，因而出 现了液压伺服系统。 20 世纪 60年代以后，由于原子能、空间技术、大型船舰及 计算机技术的发展， 不断地对液压技术提出新的要求，液压技术相应也得到了很 大发展，渗透到国民经济的各个领域中。在工程机械、 冶金、军工、农机、汽车、 轻纺、船舶、石油、航空、和机床工业中，液压技术得到普遍应用。近年来液压 技术已广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、 地震预测及各种电液伺服 系统，使液压技术的应用提高到一个崭新的高度。目前，液压技术正向高压、高 速、大功率、高效率

10、、低噪声和高度集成话等方向发展；同时，减小元件的重量 和体积，提高元件寿命，研制新的传动介质以及液压传动系统的计算机辅助设计、 计算机仿真和优化设计、微机控制等工作，也日益取得显著成果。解放前，我 国经济落后，液压工业完全是空白。解放后，我国经济获得迅速发展，液压工业 也和其它工业一样，发展很快。20 世纪 50 年代就开始生产各种通用液压元件。 当前，我国已生产出许多新型和自行设计的系列产品，如插装式锥阀、电液比例 专科学校毕业设计论文 第 5 页 共 30 页 阀、电液伺服阀、电液脉冲马达以及其它新型液压元件等。但由于过去基础薄弱， 所生产的液压元件， 在品种与质量等方面和国外先进水平相比

11、，还存在一定差距， 我国液压技术也将获得进一步发展，它在各个工业技术的发展，可以预见，液压 技术也将获得进一步发展，它在各个工业部门中的用应，也将会越来越广泛。 现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液 压传动与机械传动、 电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代 机械的设计工作中占有重要的地位。 1.4 液压技术在国外的发展趋势 近年来，国外液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基础产品在水平、 品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展。 1.5 液压技术在我国的发展趋势 近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好 成效，涌现出一

12、批各具特色的高新技术产品。 北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流 阀（拥有专利）、宁波华液公司的电液比例压力流量阀（已申请专利），均为机电 一体化的高新技术产品，并已投入批量生产，取得了较好的经济效益。 北京华德 液压集团公司的恒功率变量柱塞泵，填补了国内大排量柱塞泵的空白，适用于冶 金、锻压、矿山等大型成套设备的配套。天津特精液压股份有限公司的三种齿轮 泵，具有结构新颖、体积小、耐高压、噪声低、性能指标先进等特点。榆次液压 件有限公司的高性能组合齿轮泵，可广泛用于工程、冶金、矿山机械等领域。另 外，还有广东广液公司的高压高性能叶片泵、宁波永华公司的超高压软管总成

13、、 无锡气动技术研究所有限公司为各种自控设备配套的WPI 新型气缸系列都是很 专科学校毕业设计论文 第 6 页 共 30 页 有特色的新产品。 为应对我国加入 WTO 后的新形势， 我国液压行业各企业加速科技创新，不断 提升产品市场竞争力， 一批优质产品成功地为国家重点工程和重点主机配套，取 得较好的经济效益和社会效益。 天津市精研工程机械传动有限公司的天然气输送管道生产线液压设备是国 家西气东输工程的配套设备；慈溪博格曼密封材料公司的高温高压W型缠绕垫 片，现已成功地用于加氢裂化装置上；大连液压件厂和山西长治液压件厂的转向 叶片泵，是中、重型汽车转向系统中的关键部件，目前两个厂的年产量已达1

14、0 万台以上；青岛基珀密封公司的新型组合双向密封和大型防泥水油封是分别为一 汽解放牌 9 吨车和一拖拖拉机配套的密封件； 此外天津特精液压股份有限公司的 静液压传动装置和多路阀、 湖州生力液压件公司的多功能滑阀、威海气动元件公 司的组合调压阀的空气减压阀、贵州枫阳液压公司的液压泵站和液压换挡阀等， 都深受用户的好评。 由此可见液压传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。 它的发展决定了机电产品性能的提高。它不仅能最大限度满足机电产品实现功能 多样化的必要条件，也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证， 更是机 电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发展是

15、实现 生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。 现在世界各国都重视发展基础产品，我国也不例外。 我国液压产品有一定生 产能力和技术水平的生产科研体系。尤其是近十年来基础产品工业得到国家支 持，装备水平有所提高，目前已能生产品种规格齐全的产品，已能为汽车、工程 机械、农业机械、机床、塑机、冶金矿山、发电设备、石油化工、铁路、船舶、 港口、轻工、电子、医药以及国防工业提供品种基本齐全的产品。通过科研攻关 和产学研结合，在液压伺服比例系统和元件等成果已用于生产，在产品CAD和 专科学校毕业设计论文 第 7 页 共 30 页 CAT等方面已取得可喜的进展，并得到广泛应用，并且在国内建立了不

16、少独资、 合资企业， 在提高我国行业技术水平的同时，为主机提供了急需的高性能和高水 平产品，填补了国内空白。 虽然取得上述成果，但和目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差 距。包括产品趋同化、 构成不合理， 性能低、可靠性差，创新和自我开发能力弱， 自行设计水平低。 具体表现在产品水平、 产品体系与市场需求存在较大的结构性 矛盾。 中国的液压市场很大， 用户对产品的要求各异，各种高品质、高性能的液压 元件市场需求量很大。 而大部分国内企业所能提供的产品，无论在档次上还是种 类上，都还远远不能满足这些需求。因此，在众多低档产品压价竞争的同时，不 得不让出一块巨大的市场给国外产品。这表明，在市

17、场丰富多样的需求面前，国 内液压行业现有产品体系的结构性过剩与结构性短缺两个矛盾同时并存；也表明 我们在产品的多样性、 层次分布性和市场适应性等方面亟待调整和改善。企业在 产品更新、装备改造等方面的投入能力不足。目前，我国大部份气动企业缺乏对 产品及装备进行较大更新改造的能力，在高技术产品及专用生产检测装备的系统 开发和投入能力上尤为缺乏， 因而也限制了企业在高技术产品发展上取得大的突 破，对缩短与国际先进水平的差距带来影响。当然，投入资金只是个基础条件， 还必须有技术、人才等多方面的保障才行。由于国外的液压的系统的快速发展, 我国的液压技术也应不断提高，可以根据以下方向作出调整： 1. 根据

18、国内市场需求， 依靠科技进步，不断调整产品结构。例如随着国家西 部大开发战略的实施，适合西部工程建设的产品将受到市场的追捧。现在，西气 东输的序幕已经拉开， 如此大规模的管道工程建设和众多的西部开发项目，为液 动压技术提供了良好的机遇。 2. 适应国际传动技术产品工业向国际化发展趋向，对现有国内企业进行改 专科学校毕业设计论文 第 8 页 共 30 页 组、合并，使企业开发能力，装备能力、管理水平和服务水平不断提高，以保持 一定的竞争能力。 3. 不断提高企业产品的开发能力和创新能力，加强产学研结合， 充分利用高 等院校的科研开发人力资源，发展有自主产权的产品和技术。 4. 完善质保体系，不断

19、提高产品质量，尤其是产品可靠性，提高产品知名 度，创立名牌。 5. 针对产品品种发展和保证产品质量的需求，有计划地进行技术改造、设 备更新。 目前液压产品的发展方向主要是： 一、液压系统要节省能耗，提高效率； 二、用 AC电机或变频电机驱动定量泵； 三、发展机电一体化元件和系统； 四、 发展具有比例阀的耐污染和伺服阀高精度、高频响的直动型电液控制阀； 五、发展内置电子系统的电液伺服比例元件、电磁阀、液压定位油缸等； 六、重视环保，环保型产品将具竞争优势，随着人们环境意识的加强，开发 保护型液压产品，将成为今后国内液压技术的主流； 七、适应主机机电一体化的需要； 八、应用现代控制技术，提高电液压

20、自动控制系统的性能； 九、大力发展水压系统和元件，扩大其应用领域。 由此可见现阶段急需发展的关键技术包括： 1. 液压传动与控制系统的节能技术，如负荷传感技术、新型节能系统和元 件。 2. 机电一体化技术及IT 技术的应用如高精度、高频响电液、电气伺服比例 系统和元件，液粘调速器速度控制技术及数字液压、气动系统和元件，直动型电 专科学校毕业设计论文 第 9 页 共 30 页 液控制元件。 3. 液压系统及污染控制技术。 4. 无泄漏液压系统和元件。 5. 水压传动与控制技术。 6. 高速重载齿轮传动设计与制造技术。 7. 高速铁路轴承设计制造技术。 8. 高速、高精度机床主轴轴承设计与制造技术

21、。 9. 各种传动系统降噪和增寿技术。 10. 特种传动技术（谐波传动、机械无级变速等）。 11. 先进设计技术，如计算机辅助设计与试验，仿真技术。 12. 大型传动系统的故障诊断技术。 13. 现代制造技术的应用研究， 如表面处理技术，计算机辅助制造技术、润 滑技术。 总之，液压技术作为便捷和廉价的自动化技术，有着良好的发展前景。液 压产品不仅在机电、轻纺、 家电等传统领域有着很大的市场，而且在新兴的产业 如信息技术产业、生物制品业、 微纳精细加工等领域都有广阔的发展空间。脚踏 实地，放眼未来，经过行业的共同努力， 我国的液压工业一定能走进一个新天地。 第二章液压系统的设计 专科学校毕业设计

22、论文 第 10 页 共 30 页 2.1 明确液压系统设计要求 明确液压系统设计要求，明确主机的工艺、结构、工作情况及技术特性，从而 确定哪些机构需要采用液压传动，所需执行元件的形式和数量， 对执行元件的工 作范围、尺寸、重量和安装等到有何限制。 明确各执行元件的动作顺序或自动工 作循环的周期。明确主机对液压系统的性能要求及系统的工作环境。 本组合机床用于钻某机械零件上正面和背面分别四个圆柱孔，其动力滑台 为卧式布置（导轨为水平导轨，其静、动摩擦因数为1 .02 . 0 ds ） ，动力滑 台拟用液压传动； 工件采用机械方式夹紧。 动力滑台的液压执行元件为差动液压 缸。所加工的孔的粗糙度及尺寸

23、精度要求不高，故动力滑台的动作循环要求为： 快进工进快退原位停止。 本组合机床的两个动力头分别重1T，110 4 N，生产纲领为中批： 3000 件 / 月，每天工作时间为8 小时。每月工作时间为10800分钟。除去布置工作地， 休息需要的时间剩下的时间为： 10800-1080013%=9396 分钟/ 月 除去废品率 1% 所得生产一件产品所需时间： 9396（3000+3000 1% ）=3.1 分钟 故生产一件产品所需的时间不得大于3.1 分钟。 2.2 零件的工艺分析 1加工 49 深 87mm 的孔 查机械加工工艺手册得 f 表=0.225mm/r,V表=14m/min,F表=17

24、35N,表 M=5.14Nm, 表 P =0.30KW; 又 V 的修正系数可由表 10.4-10 查出:K MV =0.78,Klv=0.5 则 V 表=14 0.780.5=5.46 m/min 专科学校毕业设计论文 第 11 页 共 30 页 N= 0 V1000 d 表 = 914.3 46.51000 =193 r/min 则实际的切削速度为 :V= 1000 0n d = 1000 193914.3 =5.4m/min=0.09 m/s 轴向进给速度 Vf=N f 表=193 0.225=43 mm/min 切削力及扭矩的修正系数可由表10.4-12 查出: KMV=Kmm=1.1

25、8 故 F=1735 1.18=2047 N M=5.14 1.18=6.06 N M 故选择的钻削用量为 d0:=9 mm;f=0.225 mm/r;n=193 r/min;v=5.4 m/min; F=2047 N;M=60.6 NM;P=0.3 KW 2钻 4 13 深 6mm 的孔 查 机 械 加 工 工 艺 手 册 得 f 表 =0.4mm/r,V 表 =13m/min, 表 F=3275 N, 表 M=14.51 N m, 表 P =0.51 KW; 又 V 的修正系数可由表 10.4-10 查出:K MV =0.78,Klv=1 则 V 表=13 0.781=10.14 m/mi

26、n N= 0 V1000 d 表 = 314.3 14.101000 =248 r/min 则实际的切削速度为 :V= 1000 0n d = 1000 2481314.3 =10 m/min 轴向进给速度 V f =N f 表 =248 0.4=99 mm/min 切削力及扭矩的修正系数可由表10.4-12 查出: KMV=Kmm=1.18 故 F=3275 1.18=3865 N 专科学校毕业设计论文 第 12 页 共 30 页 M=14.51 1.18=17 NM 故选择的钻削用量为 d 0:=13 mm;f=0.4 mm/r;n=248 r/min;v=10 m/min; F=3865

27、 N;M=17 NM 3、钻 414 深 5mm 的孔 查机械加工工艺手册得f 表 =0.4mm/r,V 表 =16m/min, F 表 =2865N, 表 M=20.60Nm, 表 P =0.77KW; 又 V 的修正系数可由表 10.4-10 查出:K MV =0.78,Klv=1 则 V 表=16 0.78 1=12.48 m/min N= 0 V1000 d 表 = 1414.3 48.121000 =284 r/min 则实际的切削速度为 :V= 1000 0n d = 1000 2841414.3 =11 m/min 轴向进给速度 V f =N f 表 =284 0.4=99 mm

28、/min 切削力及扭矩的修正系数可由表10.4-12 查出: KMV=Kmm=1.18 故 F=2865 1.18=3381 N M=20.60 1.18=24 NM 故选择的钻削用量为 d 0:=14 mm;f=0.4 mm/r;n=284 r/min;v=11 m/min; F=3381 N;M=24 NM 4、钻 422 深 14 的孔 查机械加工工艺手 册得f 表 =0.5mm/r,V 表 =16m/min, 表 F =4895N, 表 M=48.26Nm, 表 P =1.27KW; 又 V 的修正系数可由表 10.4-10 查出:K MV =0.78,K lv=1 专科学校毕业设计论

29、文 第 13 页 共 30 页 则 V 表 =16 0.781=12.48 m/min N= 0 V1000 d 表 = 2214.3 48.121000 =181 r/min 则实际的切削速度为 :V= 1000 0n d = 1000 1812214.3 =13 m/min 轴向进给速度 V f =N f 表 =181 0.5=90.5 mm/min 切削力及扭矩的修正系数可由表10.4-12 查出: KMV=Kmm=1.18 故 F=4895 1.18=5776 N M=48.26 1.18=57 NM 故选择的钻削用量为 d 0=22 mm;f=0.5 mm/r;n=181 r/min

30、;v=13 m/min; F=5776 N;M=57 NM 5、钻 423 倒角深 1 的孔 查机械加工工艺手 册得f 表 =0.5mm/r,V 表 =16m/min, 表 F =5885N, 表 M=69.55Nm, 表 P =1.50KW; 又 V 的修正系数可由表 10.4-10 查出:K MV =0.78,K lv=1 则 V 表 =16 0.781=12.48 m/min N= 0 V1000 d 表 = 2314.3 48.121000 =173 r/min 则实际的切削速度为 :V= 1000 0n d = 1000 1732314.3 =12 m/min 轴向进给速度 V f

31、=N f 表 =173 0.5=86.5 mm/min 切削力及扭矩的修正系数可由表10.4-12 查出: KMV=Kmm=1.18 故 专科学校毕业设计论文 第 14 页 共 30 页 F=5885 1.18=6944 N M=69.55 1.18=82 NM 故选择的钻削用量为 d 0=23 mm;f=0.5 mm/r;n=173 r/min;v=12 m/min; F=6944 N;M=82 NM 由上计算可知：钻正面的孔时，最大切削力F=3865 N 钻背面的孔时 , 最大切削力 F=6944 N 故所选用的液压缸要满足最大的切削力要求, 设正面的液压缸为缸一, 背面的 液压缸为缸二。

32、则 缸一的 MAX F=(2047+3381) 4=21712 N 缸二的 MAX F=(5776+6944) 4=50880 N 2.3 液压系统设计步骤 第一、工况分析，确定液压系统主要参数的基本依据，包括液压执行元件 的动力分析（负载循环图）和运动分析（运动循环图）。 第二、确定主要参数，编制液压执行元件工况图，其参数包括压力、流量 和功率。 第三、拟定液压系统图，主要包括两项内容：一是通过分析对比选择合适 的液压回路；二是把选出的液压回路拼搭组合成完整的液压系统。 第四、选择和设计液压元件，在满足性能要求的前提下，应尽量选用现有 的标准液压元件。 第五、验算液压系统技术性能，作也评价和

33、判断。验算内容一般包括：系 统压力损失，系统效率，系统发热与温升，液压冲击等。 第六、设计电气控制系统 第七、确定液压装置的结构形式和元件配置方式，包括动力源，控制，调 专科学校毕业设计论文 第 15 页 共 30 页 节装置等，分为集中配置和分散配置两种结构形式。 第八、绘制正式工作图，编制技术文件。正式工件图包括液压系统原理图， 各种装配图（管路装配图、非通用泵站装配图、电气控制系统图）和各 种非标准液压元、辅件装配图和零件图等。 第九、液压系统的安装调试 2.4 工况分析 动力头一液压缸外负载见表1-1, 其中: 静摩擦负载 :2000100002.0 nsfs FFN 动摩擦负载 :1

34、000100001. 0 ndfd FFN 表 1-1 动力头一液压缸外负载 工况公式外负载 (N) 启动 nsF2000 加速 g F F n nd 1012 快进 ndF1000 工进 nde FF 22712 加速 g F F n nd 1012 快退 nsF1000 动力头二液压缸外负载见表1-2, 其中: 静摩擦负载 :2000100002. 0 nsfs FFN 动摩擦负载 :1000100001 .0 ndfd FFN 表 1-2 动力头二液压缸外负载 工况公式外负载 (N) 专科学校毕业设计论文 第 16 页 共 30 页 启动 nsF2000 加速 g F F n nd 10

35、12 快进 ndF1000 工进 nde FF 51880 加速 g F F n nd 1012 快退nsF1000 2.5 确定主要参数 组合机床属于半精加工机床，故选机床工作压力 1 P =4M a P 。为使滑台快速进 退速度相等，并减小液压源流量，交液压缸的无杆腔作为主工作腔，并使其快进 时差动连接。 无杆腔有效面积 2 A 与有杆腔有效面积 2 A 间有 2 A =2 2 A 的关系（即液 压缸内径 D和活塞杆直径 d 的关系为： D= 2 d） 为防止滑台进给结束时发生前冲，液压缸需保持一定背压， 暂取背压 2 P =1，故可 以确定液压缸的面积。 1、缸一的确定 （需钻9，13，

36、 14 的孔） ，设定 1 P =4M a P ，暂取背压 2 P =1 M a P cm=0.9 无杆腔的面积 1 A = ) 2 ( 2 1 P P F cm e 式中 动力头重1T=10000N=f 动摩擦负载 fd F=fd=10000 0.1=1000N e F= fd F+F=1000+21712=22712 N 1 A=100.67 4 10 2 m 专科学校毕业设计论文 第 17 页 共 30 页 由此可算出液压缸的内径为:D= 1 1 4A = 14. 3 1067.1004 4 =0.073m 查 GB2348-80标准, 取标准直径 D为 100mm 1 A =2 1 A

37、 2 A , 故活塞杆直径为d=D/2=63 查 GB2348-80标准, 取标准直径 D为 80mm 则液压缸实际有效面积为 : 1 A= 4 2 D = 4 100 2 =7850 2 cm 2 A= 2 2222 26.28 4 )80100( 4 )( cm dD 活塞杆面积A= 1 A- 2 A= 2 5024cm 2 、缸二的确定（22 和23 的倒角孔），设定 1 P =4M a P ，暂取背压 2 P =1 M a P cm=0.9 无杆腔的面积 1 A = ) 2 ( 2 1 P P F cm e 式中 动力头重1T=10000N=f 动摩擦负载 fd F=fd=10000

38、0.1=1000N e F= fd F+F=1000+50880=51880 N 1 A=164.7 4 10 2 m 由此可算出液压缸的内径为:D= 1 1 4A = 14.3 107 .1644 4 =0.157m 查 GB2348-80标准, 取标准直径 D为 160mm 1 A =2 2 A , 故活塞杆直径为 d=D/2 =110 mm 查 GB2348-80标准, 取标准直径 D为 110mm 则液压缸实际有效面积为 : 专科学校毕业设计论文 第 18 页 共 30 页 1 A= 4 2 D = 4 160 2 =96.200 2 cm 2 A= 2 2222 98.105 4 )

39、110160( 4 )( cm dD 活塞杆面积A= 1 A- 2 A= 2 98.94cm 动力头一的液压缸在各阶段内的压力和流量和功率表 快 进 负载 F(N) 回油腔 压力 1 P(MPa) 工作腔压 力 2 P ( MPa) 输入流量 Q(L/Min) 输入功率 N(Kw) 启 动 A PA F P m 2 1 1 AVQ QPN 1 2000 044 加 速 1021 1 079 恒 速 1000 1 078 46 00624 工 进 2 21 1 A PA F P m22712 1 358 038 0021 启 动 2 21 1 A PA F P m 32V AQ QPN 1 20

40、00 078 加 速 1021 1 317 恒 速 1000 1 317 73 038 专科学校毕业设计论文 第 19 页 共 30 页 动力头二的液压缸在各阶段内的压力和流量和功率表 快 进 负载 F(N) 回油腔 压力 1 P (MPa) 工作腔压 力 2 P ( MPa) 输入流量 Q(L/Min) 输入功 率 N(Kw) 启 动 A PA F P m 2 1 1 AVQ QPN 1 2000 023 加 速 1021 1 023 恒 速 1000 1 123 87 018 工 进 2 21 1 A PA F P m51880 1 340 07 004 启 动 2 21 1 A PA F

41、 P m 32V AQ QPN 1 2000 021 加 速 1021 1 2 恒 速 1000 1 2 92 08 根据算出的各个液压缸在工作循环中各阶段内的压力、流量和功率值， 绘出液压 系统的工况图（见图） 2.5 选择液压元、辅件 液压缸最大工作压力出现在工进阶段，这时输入流量较小, 且进油路中元件较 少, 故泵至缸间的进油路压力损失估取为P=1 M a P , 根据式算得液压泵的最高工作 专科学校毕业设计论文 第 20 页 共 30 页 压力 p P 为: p P a MPPP98.7198.6 1 液压泵的最大供油量 p Q 按液压缸的最大输入量（ 13.3L/Min ）来估算，根

42、据式 p Q max QK取 K=1.1，则 p Q MinL /3 .131.1=14.63 L/Min 因为本液压系统中带有蓄能器，蓄能器在液压系统中的主要功能是蓄能、 缓冲、吸收脉动、减振和保压等功用。 蓄能作用是一方面储存由泵输出的压力油； 一方面对间歇负荷排放液压油。因而实现减小泵的装机功率，使泵组小型化，并 达到节能的目的。 缓冲作用是吸收系统中的流体的冲击力，因为当阀的快速开闭 和负荷的激烈变化，对管路会产生冲击压力，从而产生噪声，甚至使机器损坏， 蓄能器能起到缓冲的目的，使机器平稳地工作。蓄能器能够吸收泵的压力脉动， 使液压管路不受到峰值压力、 振动和噪声的影响。 减振作用是吸

43、收车身等负载产 生的振动，起到减振弹簧的作用。从这里可以得知缓冲、 吸收脉动和减振的作用 是不同的。缓冲是减缓阀关闭时的冲击；吸收脉动吸收泵所发生的压力脉动；减 振是吸收来自机器的振动。 蓄能器还用于保压回路中的保压作用。因为闭锁回路 中的液体，随着温度变化而膨胀或缩小，它的压力也会随之上升或下降。另外， 在保压回路中，叶有单向阀等锁定液压油，但也会有微量漏损。因此，蓄能器在 保压回路中就会起到调剂作用。 为了不使回路因温度变化而产生故障， 机器损坏； 又不使机器因漏损而失压，起到良好的保压作用。此外，蓄能器还可以用作紧急 动力源等。当液压泵产生故障时，使执行元件继续完成必要的动作。蓄能器的性

44、 能要求是响应快，容量可制成大小不等的产品、压力高、不会漏气、可作多种 用途等。其中气囊式具备上述各种优点，故近来多采用气囊式蓄能器， 它在液压 系统中得到普遍的应用。本次液压系统的设计也采用的是气囊式蓄能器。 蓄能用蓄能器容量的计算公式： 专科学校毕业设计论文 第 21 页 共 30 页 蓄能时多变指数； 输出时多变指数； 绝对压力）；最大工作压力（ ；工作压力比 ；输出系数 ；蓄能器总效率 绝对压力）；最小充气压力（ ；的充气压力，蓄能时为 ；充气压力比， ；输出量 ； 式中 m n MPP PPa m a n a F MPp pp p p ee w Fe V V a a w 3 2 0

45、0 0 0 21 2 1 1 1 23 1 1 1 F 95.0 9080 (L)V 蓄能器容量 (L)V 所以，L Fe V V w 19 77.0 63.14 9.095.09.0 63.14 1 查表蓄能器型号为： NXQ H F 5.31 20 1 2 1 从而可以查表选项出液压泵的型号为： YB1-10416 由产品样本查出该泵的调压范围为27 M a P ，转速 n=1000r/min时的流量为 25L/min ，其容许的转速范围为n=（6001800）r/min ，当选用 n=1430r/min 的 驱动电动机时，泵的最大流量为15.34 L/min ，同时由产品样本查得此泵的驱

46、动 功率为 2.86KW ， 经验此值完全能满足系统需要。 选用驱动电动机型号： Y100L2-4， 其额定功率为 3KW ，转速 1430r/min 。 根据上面选择的液压泵规格及系统工作情况，可算出液压缸在各工作阶段的实际 进进、出流量，运动速度和持续时间如表所示，从而为选择其它液压元件及性能 专科学校毕业设计论文 第 22 页 共 30 页 计算打下基础。 液压缸动力头一在各工作阶段的实际进出流量、运动速度和持续时间 工 作 阶 段 流量 （L/Min ） 速度(m/s) 时间(s) 无杆腔有杆腔 快 进 A AQ Q p1 进 86.22 24.50 63.145 .78 1 2 A

47、A QQ 进出 23.8 7850 2826 86.22 A Q V p 1 29.0 24.50 63.14 1 T =72.1 1 1 V L 工 进 38.0 进 Q 1 2 A A QQ 进出 14.0 7850 2826 38.0 000807.0 1 1 A Q V 进 9 .123 000807.0 1.0 2 2 2 V L T 快 退 2 1 A A QQ出出 64.40 26.28 5.7863.14 63.14 p QQ进 086.0 2 1 A Q V 进 9 .6 086.0 6.0 3 3 3 V L T 液压缸动力头二在各工作阶段的实际进出流量、运动速度和持续时间

48、 工 作 流量 （L/Min ） 速度(m/s) 时间(s) 专科学校毕业设计论文 第 23 页 共 30 页 阶 段 无杆腔有杆腔 快 进 A AQ Q p1 进 95.30 98.90 63.1496.200 1 2 A A QQ 进出 4.16 96.200 98.105 95.30 A Q V p 1 15.0 98.94 63.14 1 T =4 1 1 V L 工 进 7. 0 进 Q 1 2 A A QQ 进出 317.0 96.200 98.105 7.0 000581.0 1 1 A Q V 进 1 .86 000581.0 05.0 2 2 2 V L T 快 退 2 1 A A QQ 出出 79.27 98.105 96.20063.14 63.14 p QQ进 023. 0 2 1 A Q V 进 24 023.0 55. 0 3 3 3 V L T 液压系统中液压控制阀和辅助元件的型号、规格表 序号 元件名 称 通过流 量 V Q （L/min ） 额定流 量