搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計,搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計,搖臂,鉆床,液壓,控制系統(tǒng),設計 任務書 系： 專 業(yè)： 學 生 姓 名： 學 號： 設計(論文)題目： 搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計 起 迄 日 期: 設計(論文)地點: 指 導 教 師: 專業(yè)負責人: 發(fā)任務書日期: 2010 年 2 月 23 日  任務書填寫要求 1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、系領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學生； 2．任務書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領導審批后方可重新填寫； 4．任務書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號； 5．任務書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—2005《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。 任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 通過本次畢業(yè)設計，能使我們把先修的基礎和專業(yè)基礎課程中所獲得的理論知識在實際的設計工作中綜合地加以應用，通過畢業(yè)設計之后能夠熟練應用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊；熟悉有關(guān)的國家標準和部頒標準，為以后成為優(yōu)秀的工程技術(shù)人員打下良好的基礎。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 這個系統(tǒng)通過液壓回路來實現(xiàn)控制卡盤的夾緊、松開及對不同的零件類型來實現(xiàn)正鉆、反鉆的控制,其要求如下： 1） 卡盤卡緊、松開時動作要平穩(wěn)，在進行動作換向時不應有沖擊； 2） 當卡盤卡緊后，液壓機構(gòu)應有足夠的保壓能力； 3） 系統(tǒng)中要有減壓裝置，該系統(tǒng)在工作過程中應為恒壓； 4） 鉆頭工作時應沒有沖擊，爬行等不良現(xiàn)象； 5） 為保證生產(chǎn)安全，避免忽然斷電及電機損壞等突發(fā)事件的發(fā)生，系統(tǒng)中應有連鎖保壓裝置。 主要設計參數(shù)： 系統(tǒng)工作壓力：2.8MP~3.5MP 系統(tǒng)流量：18L/min 馬達工作壓力：1.8MP 馬達轉(zhuǎn)速范圍：150r/min~2000r/min 液壓油缸工作壓力：1.5MP 任 務 書 3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕： 從實際情況出發(fā)，有機地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結(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)。 液壓系統(tǒng)設計圖至少一份，畢業(yè)設計說明書一份。 4．主要參考文獻： [1] 左健民. 液壓與氣壓傳動. 北京：機械工業(yè)出版社，2006 [2] 雷天覺. 壓力工程手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1990 [3] 章宏甲，黃宜主. 機床液壓傳動. 北京：機械工業(yè)出版社，1987 [4] 叢莊遠，劉震北. 液壓技術(shù)基本理論. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1989 [5] 林建亞，何存興. 液壓元件. 北京：機械工業(yè)出版社，1988 [6] 左健民. 液壓傳動學習指導. 南京：河南大學出版社，1989 任 務 書 5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2010 年 2月23日 ~ 3 月 20日 3月 20 日 ~ 3 月25日 3月25日 ~ 4 月5日 4月 6 日 ~ 4 月10日 4月15日 ~ 4 月30日 5月 4 日 ~ 5 月18日 5月19日 ~ 5 月25日 理解課題性質(zhì)、內(nèi)容、指標及要求，安排進度，完成外文翻譯 提出結(jié)構(gòu)方案，查閱文獻資料，完成開題報告 明確設計方案，確定液壓執(zhí)行元件的形式 進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖 選擇液壓元件，進行液壓系統(tǒng)的性能驗算 完成論文及答辯前的全部準備工作，參加論文答辯 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 2010 年 2 月22日 系意見： 系領導： 2010 年 2 月23 日 前期工作材料 學生姓名: 學 號： 系： 專 業(yè): 設計(論文)題目: 指導教師: 講師 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務) 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設計(論文)選題、審題表 1 2 畢業(yè)設計(論文)任務書 1 3 畢業(yè)設計(論文)開題報告〔含文獻綜述〕 1 4 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 1 2010 年 3 月 注：畢業(yè)設計（論文）中期檢查工作結(jié)束后，請將該封面與目錄中各材料合訂成冊，并統(tǒng)一存放在學生“畢業(yè)設計（論文）資料袋”中（打印件一律用A4紙型）。 開題報告 學 生 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 設計(論文)題目： 指 導 教 師: 2010 年3 月19日  開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 一、引言 隨著發(fā)展腳步的加快，搖臂鉆床在機械制造業(yè)中的應用越來越廣泛。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。鉆床的主軸箱可在搖臂上移動，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)，搖臂還可沿立柱上下移動，以適應加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺上，較大的工件可直接放在機床底座或地面上[1,2]?，F(xiàn)行的搖臂鉆床多采用齒輪傳動，零件多，結(jié)構(gòu)復雜，制造周期長，變換主軸轉(zhuǎn)速和進給量不夠方便，而且不能在加工過程中變速和改變進給量[3]。為了解決這些問題，本課題主要研究了液壓傳動系統(tǒng)在搖臂鉆床中的應用，液壓傳動系統(tǒng)中將用到一系列標準的液壓元件，這樣可以簡化整機結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)無級調(diào)速，這對于我國的機床產(chǎn)業(yè)具有很大程度上的現(xiàn)實意義。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。當進行加工時，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一邊進行旋轉(zhuǎn)切削，一邊進行縱向進給，其運動形式為： 　　(1)搖臂鉆床的主運動為主軸的旋轉(zhuǎn)運動[4]； 　　(2)進給運動為主軸的縱向進給； 　　(3)輔助運動有：搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿搖臂長度方向的移動，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動[5]。 這些運動形式都可以用液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，下面主要介紹一下液壓傳動的特點。 二、液壓控制 液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以液壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機械和自動控制的學科。一個完整的液壓傳動系統(tǒng)還必須由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等幾部分組成。液壓傳動利用這些元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機組合成為具有一定控制 功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制[6,7]。 從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的[8]。液壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比有以下主要優(yōu)點： 1) 傳動平穩(wěn) 在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設置液壓緩沖裝置，故不像機械機構(gòu)因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊，使傳動十分平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁的換向[9]； 2) 質(zhì)量輕體積小 液壓傳動與機械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的1m3挖掘機在采用液壓傳動后，比采用機械傳動時的質(zhì)量減輕了1t； 3) 承載能力大 液壓傳動易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機、隧道掘進機、萬噸輪船操舵機和萬噸水壓機等； 4) 容易實現(xiàn)無級調(diào)速 在液壓傳動中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實現(xiàn)無級凋速，并且調(diào)速范圍很大，可達2000：1，很容易獲得極低的速度[10]； 5) 易于實現(xiàn)過載保護 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護措施，能夠自動防止過載，避免發(fā)生事故； 6) 液壓元件能夠自動潤滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長； 7) 容易實現(xiàn)復雜的動作 采用液壓傳動能獲得各種復雜的機械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件； 8) 簡化機構(gòu) 采用液壓傳動可大大地簡化機械結(jié)構(gòu)，從而減少了機械零部件數(shù)目； 9) 便于實現(xiàn)自動化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。目前，液壓傳動在組合機床和自動線上應用得很普遍[11,12]； 10) 便于實現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標準化和通用化。也易于設計和 組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。 液壓作為一個廣泛應用的技術(shù)，在未來更是有廣闊的前景。隨著計算機技術(shù)的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計算機控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來，這樣就能夠在更多的場合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預期的控制任務。 三、搖臂鉆床的特點以及對液壓系統(tǒng)的要求: 搖臂鉆床，適用于在中、大型零件上鉆孔、擴孔、鉸孔、锪平面及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下可以進行鏜孔。搖臂鉆床的零部件通用化程度較高，具有如下特點： 1、采用液壓預選變速機構(gòu)，可節(jié)省輔助時間； 2、主軸正反轉(zhuǎn)、停車（制動）、變速、空擋等動作，用一個手柄控制，操縱輕便[13]；　　 3、主軸箱、搖臂、內(nèi)外柱采用液壓驅(qū)動的菱形塊夾緊機構(gòu)，夾緊可靠； 4、搖臂上導軌、主軸套筒及內(nèi)外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進行淬火處理，可延長使用壽命； 5、主軸箱的移動除手動外，還能機動； 6、有完善的安全保護裝置和外柱防護及自動潤滑裝置。 根據(jù)搖臂鉆床的特點，我們對液壓系統(tǒng)提出如下幾點要求： 1、卡盤卡緊，松開時動作要求平穩(wěn)，在進行動作換向時不應有沖擊； 2、系統(tǒng)中要有減壓裝置，其作用為當卡盤接觸工件時，系統(tǒng)壓力忽然升高，為防止因壓力過大而造成加上工件的事故發(fā)生，該系統(tǒng)在工作過程中因為恒壓； 3、鉆頭工作時應沒有沖擊，爬行等不良現(xiàn)象。所以對系統(tǒng)的密封應有較高的標準[14]； 4、為保證安全生產(chǎn)，避免忽然斷電以及電機損壞等突發(fā)事件的發(fā)生，系統(tǒng)中應有連鎖保壓裝置[15]。 在了解了搖臂鉆床的工作特點以后，我們有機地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結(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)，以確保本課題的設計圓滿完成。 參 考 文 獻 [1] 方子良,宋彪. 機械制造技術(shù)基礎[M]. 南京: 南京理工大學出版社, 2003. 84-88. [2] 王華坤,范云勛.機械設計基礎[M]. 南京: 南京理工大學出版社, 2000. 1-3. [3] 余支雄,賀慶. 搖臂鉆床的嵌套修理[J]. 煤礦機械, 2004 (4): 126-125. [4] 劉光明,朱新平. 搖臂鉆床加工擋圈槽用鏜夾具[J]. 現(xiàn)代制造工程, 2004 (8): 94-94. [5] 白建華,劉英彬,黃海峰,等. 搖臂鉆床的數(shù)控化改造[J]. 機電工程, 2001,18 (1): 34-35. [6] 王積偉,章宏甲,黃誼, 等. 液壓與氣壓傳動[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2005. 1-7. [7] 侯明亮. 激光平地機液壓控制系統(tǒng)的實驗研究[J]. 液壓與氣動, 2008 (6): 24-26. [8] 張利平. 液壓傳動系統(tǒng)及設計[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2005.105-113. [9] 謝宇. Z3040搖臂鉆床的PLC控制改造[J]. 煤礦機械, 2008,29 (2)：145-146. [10] 曹春平,蔡理,張雯, 等. 機床數(shù)控技術(shù)及編程[M]. 北京: 北京理工大學出版社, 2006. 9-13. [11] 原艷紅. 搖臂鉆床的PLC電氣控制[J]. 應用技術(shù), 2007 (6): 143-144. [12] 張園,于民華,楊琦. 采用普通搖臂鉆床加工雙管板換熱器管板[J]. 化工設備與管道, 2008,45(1): 44-46. [13] 高月龍. 搖臂鉆床加裝銑刀的裝置[J]. 機械工業(yè), 2001 (9): 1-1. [14] 高建蘋. Z3080X25搖臂鉆床典型故障排除與調(diào)整[J]. 機械與電子, 2007 (34): 114-115. [15] 聶福全. 自制搖臂鉆床安全保護裝置[J]. 中國設備工程, 2006 (3): 1-1. 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 液壓系統(tǒng)的設計步驟并無嚴格的順序，各步驟間往往要相互穿插進行。以下是本課題的主要設計步驟： 1)確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2)進行工況分析，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； 6)完成搖臂鉆床液壓傳動系統(tǒng)的設計； 7) 完成畢業(yè)設計說明書一份； 8) 完成相關(guān)圖紙。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 作 者: 學 號： 系： 專 業(yè): 題 目: 搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計 講師 指導者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務) 評閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務) 2010年5月 中文摘要 本文首先介紹了液壓控制系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，然后對液壓控制系統(tǒng)在搖臂鉆床中的應用進行了研究分析，得出其基本工作原理都是通過液壓系統(tǒng)回路來實現(xiàn)控制卡盤的卡緊、松開及對不同的零件類型來實現(xiàn)正鉆、反鉆的控制，根據(jù)其工作原理畫出液壓回路圖。接著對液壓控制系統(tǒng)的主要參數(shù)和液壓執(zhí)行元件等進行了選取并且列成表格以便查閱。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，根據(jù)這些主要參數(shù)進行了一系列的計算、驗算。最后對本液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試等工作提出一些建議。 關(guān)鍵詞 液壓控制系統(tǒng) 系統(tǒng)回路 壓力 流量 外文摘要 Title the design of hydraulic control system of drilling machine Abstract This paper reports the current development status of hydraulic control system, and then analyzed the application of hydraulic control system in the radial drilling machine.I got that the basic principle of them are hydraulic system circuit to achieve control of the clamping chuck , release and the different types of components to achieve positive drill, anti-drilling control, according to their works draw hydraulic circuit diagram. The next step was selected the main parameters and hydraulic actuators of hydraulic control system to tabulated in order to checketc. The main parameter of the hydraulic system are pressure and flow rate, according to the main parameters i did a series of calculations.The last thing was made some suggestions for the setting of the hydraulic system and so on. Keywords hydraulic control system system circuit pressure flow rate 搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計的設計v答辯人：v指導老師：v1.液壓技術(shù)概況v 液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面承受的壓力比較小，而大的活塞上承受的壓力也就比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的 。v2.制定調(diào)速方案v 目前，大部分的鉆床機床的卡盤，鉆頭等都是由液壓來控制的。而他們的基本工作原理都是：通過液壓系統(tǒng)回路，來實現(xiàn)控制卡盤的卡緊，松開及對不同的零件類型來實現(xiàn)正鉆、反鉆的控制。而它們的工作循環(huán)大都為：快進-卡緊-保壓-鉆孔-松開v著手設計時，必須從實際情況出發(fā)，有機地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結(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)。v3.選擇液壓動力源v 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，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。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，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應的精過濾器再次過濾。v4.繪制液壓系統(tǒng)圖v 根據(jù)設計要求，可以基本擬訂本次所設計的數(shù)控機床液壓控制系統(tǒng)的原理圖及電磁鐵動作表：電磁動作表：YV1YV2YV3YV4缸進給+-缸返回-+馬達正轉(zhuǎn)+-馬達反轉(zhuǎn)-+v液壓回路圖：1 液位計;2 空氣濾清器;3 油箱;4 液壓泵電機;5 過濾器;6 單向變量液壓泵;7,13 減壓閥;8,14 壓力繼電器;9,15 三位四通換向閥;10,11,16,17 雙單向節(jié)流閥;12 液壓缸;18 雙向變量液壓馬達v 整機的液壓系統(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，避免錯誤動作發(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)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設必要的檢測元件。v5.液壓執(zhí)行元件的設計計算與選用液壓執(zhí)行元件的設計計算與選用v5.1 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)v 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，他們液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，他們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。v5.1.1 搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設計參搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設計參數(shù)數(shù) v系統(tǒng)工作壓力：2.8MPa3.5MPav系統(tǒng)流量：18L/minv馬達工作壓力：1.8MPav馬達轉(zhuǎn)速范圍：150r/min2000r/minv液壓缸工作壓力：1.5MPa v5.1.2 初步估算系統(tǒng)工作壓力 v 此鉆床液壓控制系統(tǒng)，壓力最大時是在馬達全速運轉(zhuǎn)時，此時，油壓是由液壓泵提供的，其它工況時，載荷都沒有此時大，所以系統(tǒng)的工作壓力暫定為此時的工作壓力1.8Mpa 。v而液壓系統(tǒng)的最大工作壓力應按下式計算：v P1=Ps+P 式中 P1系統(tǒng)最大工作壓力v P 液壓缸或液壓馬達最大工作壓力v由本設計系統(tǒng)求得：該系統(tǒng)的最大工作壓力取v v5.2 管道尺寸的確定管道尺寸的確定 v 液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。本設計為低壓系統(tǒng)，故選用焊接鋼管作為回路的管路。v管道內(nèi)徑及壁厚是液壓管道的兩個主要參數(shù)，計算公式如下：v v式中 qv 系統(tǒng)流量v V系統(tǒng)流速v5.3 液壓泵的選擇液壓泵的選擇 v 選擇液壓泵的主要依據(jù)是其最大工作壓力和最大流量，同時還要考慮定量或變量、轉(zhuǎn)速、容積效率等。v1)確定液壓泵的額定壓力：v v 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間總的管路損失。的準確計算要待元件選定并會出管路圖時才能進行，初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵?，流速不大的，取v2)確定液壓泵的流量v v式中 K泄露系數(shù) 一般取1.11.3，本文取K=1.2；v 系統(tǒng)最大流量v 一般比系統(tǒng)流量大2 L/min3L/min v3)選擇泵的規(guī)格 v根據(jù)以上求得的 和 值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或手冊中選擇相應的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所以選擇的泵的額定壓力一般要比最大工壓力大2060。v泵取YBX-16限壓式變量泵，排量調(diào)節(jié)為0ml/r25ml/r，額定壓力6.3Mpa，調(diào)節(jié)范圍2.0MPa 6.3MPa，轉(zhuǎn)速600r/min1500r/min，額定功率為2.6Kw，效率70。v5.4 液壓泵驅(qū)動電機的選擇液壓泵驅(qū)動電機的選擇v 液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時，其液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時，其驅(qū)動電機的功率一般可直接從產(chǎn)品樣本或技術(shù)手驅(qū)動電機的功率一般可直接從產(chǎn)品樣本或技術(shù)手冊中查得，但其數(shù)值在實際中往往偏大。因此，冊中查得，但其數(shù)值在實際中往往偏大。因此，也可以根據(jù)具體工況用下述方法計算出來。也可以根據(jù)具體工況用下述方法計算出來。v 整個系統(tǒng)中所需功率最大的工況是發(fā)生在馬整個系統(tǒng)中所需功率最大的工況是發(fā)生在馬達最大轉(zhuǎn)速的情況下。達最大轉(zhuǎn)速的情況下。v式中式中 泵的最大工作壓力泵的最大工作壓力v 泵的流量泵的流量v 泵的總效率泵的總效率v 綜上所述，由廠家樣本中查出本系統(tǒng)所選擇的電機型號為Y100L2-4 額定功率3kw 轉(zhuǎn)1420r/min。v5.5 液壓馬達的選取液壓馬達的選取 v 馬達工作壓力為1.8Mpa。選用YM-A19B，理論排量 19ml/r，額定壓力6.0Mpa，調(diào)速范圍150r/min-2000r/min，最高轉(zhuǎn)矩 10Nm-80Nm，機械效率大于90。v馬達的載荷轉(zhuǎn)矩v取馬達的機械效率0.95，則理論轉(zhuǎn)矩為v6 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算系統(tǒng)發(fā)熱量的計算 v6.1計算發(fā)熱功率計算發(fā)熱功率 v 系統(tǒng)發(fā)熱來源于系統(tǒng)內(nèi)部的能量損失，如液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失、溢流閥的溢流損失、液壓閥及管道的壓力損失等。這些能量損失轉(zhuǎn)換為熱能，使油液溫度升高。油液的溫升使粘度下降，泄漏增加，同時，使油分子裂化或聚合，產(chǎn)生樹脂狀物質(zhì)，堵塞液壓元件小孔，影響系統(tǒng)正常工作，因此必須使系統(tǒng)中油溫保持在允許范圍內(nèi)。因為液壓閥等液壓元件能量損失較少，故本文主要計算液壓泵的發(fā)熱功率。v式中：PS為液壓泵的輸入功率(W)；v 為液壓泵的總效率。v6.2 計算散熱功率計算散熱功率v 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個散熱液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因為面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因為管道的散熱面積較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)管道的散熱面積較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般略去不計，只考慮油生的熱量基本平衡，故一般略去不計，只考慮油箱散熱。箱散熱。v前面求得有效容積為前面求得有效容積為0.1 ，按，按 求求各邊之積：各邊之積：選各邊均為0.5m。式中 At 有效散熱面積v式中 散熱功率；v 散熱系數(shù)；取 ；v 溫差取 ；v油箱散熱功率滿足系統(tǒng)發(fā)熱功率的需要。結(jié) 論v 本液壓站是搖臂鉆床的控制系統(tǒng) 它通過對液壓油的壓力及流量控制來完成對鉆床夾盤的夾緊與松開，力的大小，鉆頭的轉(zhuǎn)動與停止，轉(zhuǎn)速的大小等相關(guān)控制。系統(tǒng)采用了進口節(jié)流調(diào)速回路，功率損失小，這對調(diào)速范圍不需很大，負載較小且基本恒定的鉆床來說是很合適的。此外，進口節(jié)流調(diào)速的形式在液壓缸回路中不易造成較大的背壓，工作臺運動平穩(wěn)，使質(zhì)量較小的鉆床工作時的加速制動，也有助于防止空氣的滲入。Thats all,thank you.第 II 頁 共Ⅱ頁 目 次 1 緒論 1 1.1 液壓技術(shù)的應用 1 1.2 我國液壓傳動技術(shù)的歷史進展與趨勢 1 1.3 液壓傳動系統(tǒng)的優(yōu)缺點 3 1.3.1 優(yōu)點 3 1.3.2 缺點 4 2 液壓系統(tǒng)方案設計 6 2.1 制定調(diào)速方案 6 2.2 制定壓力控制方案 7 2.3 制定順序動作方案 7 2.4 選擇液壓動力源 7 2.5 繪制液壓系統(tǒng)圖 8 3 液壓執(zhí)行元件的設計計算與選用 10 3.1 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 10 3.1.1 搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設計參數(shù) 10 3.1.2 初步估算系統(tǒng)工作壓力 10 3.1.3 系統(tǒng)工作流量的選擇 10 3.2 管道尺寸的確定 10 3.2.1 油管類型的選擇 10 3.2.2 油管尺寸的確定 11 3.3 各類閥的選擇 11 3.3.1 換向閥的選取 12 3.3.2 單向閥的選擇 12 3.3.3 減壓閥的選擇 12 3.3.4 壓力繼電器的選擇 12 3.4 液壓泵的選擇 13 3.5 液壓泵驅(qū)動電機的選擇 14 3.6 液壓馬達的選取 14 3.7 確定油箱的有效容積 14 3.8 液壓缸的載荷力計算 15 4 系統(tǒng)性能驗算 16 4.1 沿程壓力損失 16 4.2 局部壓力損失 16 5 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算 18 5.1 計算發(fā)熱功率 18 5.2 計算散熱功率 18 6 液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維護 20 6.1.1 液壓元件質(zhì)量檢查 20 6.1.2 液壓輔件質(zhì)量檢查 20 6.1.3 管子和接頭質(zhì)量檢查 21 6.2 液壓管道的安裝要求 22 6.3 液壓件安裝要求 24 6.3.1 泵的安裝 24 6.3.2 集成塊的安裝 25 6.4 液壓系統(tǒng)清洗 25 6.5 調(diào)試 26 6.6 保養(yǎng) 26 結(jié) 論 28 致 謝 29 參 考 文 獻 30 第 31 頁 共 31 頁 1 緒論 1.1 液壓技術(shù)的應用 液壓技術(shù)與現(xiàn)代社會中人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究活動產(chǎn)生著日益密切的關(guān)系，已成為現(xiàn)代機械設備和裝置中的基本技術(shù)構(gòu)成、現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素和工業(yè)及國防自動化的重要手段，并在國民經(jīng)濟各行業(yè)以及幾乎所有技術(shù)領域中日益廣泛應用，應用液壓技術(shù)的程度已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志[1,2]。液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機械和自動控制的學科?，F(xiàn)代機械一般多是機械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系結(jié)合的一個綜合體。液壓傳動與機械傳動、電氣傳動并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動系統(tǒng)的設計在現(xiàn)代機械的設計工作中占有重要的地位[3]。 從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面承受的壓力比較小，而大的活塞上承受的壓力也就比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的[4]。 圖1-1 液壓傳動基本原理 1.2 我國液壓傳動技術(shù)的歷史進展與趨勢 我國的液壓技術(shù)是隨著新中國的建立、發(fā)展而發(fā)展起來的，從1952年上海機床廠試制出我國第一臺液壓元件（齒輪泵）起，迄今，大致經(jīng)歷了創(chuàng)業(yè)奠基、體系建立、成長發(fā)展、引進提高等幾個發(fā)展階段[5]。 20世紀50年代初期，我國沒有專門的液壓元件制造廠，上海、天津、沈陽、長沙等地機床廠的液壓車間自產(chǎn)自用仿前蘇聯(lián)的頸項柱塞泵、葉片泵、組合機床用液壓操縱版、磨床操縱箱及液壓刨床等元件。此期間的液壓產(chǎn)品多為管式連接，結(jié)構(gòu)差，性能基本上是國際上20世紀40年代的水平[6,7]。進入20世紀60年代，液壓技術(shù)的應用從機床行業(yè)逐步推廣到農(nóng)業(yè)機械和工業(yè)機械等領域，為了解決仿蘇產(chǎn)品品種單調(diào)、結(jié)構(gòu)笨重和性能落后的問題，并滿足日益增長的主機行業(yè)的需要，我國的液壓工業(yè)從仿制開始走向自行開發(fā)設計的道路。1965年，為適應液壓機械從低壓向高壓方向的發(fā)展，成立了榆次液壓件廠，并引進了日本油研公司公稱壓力為21MPa的中高壓系列液壓閥及其全部制造加工和實驗設備。同時引進30萬美元的液壓元件國外樣機，組織測繪仿制[8,9]。1966年，北京機床研究所研制成功了噴嘴擋板式電液伺服閥并用于電火花機床。1967年濟南鑄鍛機械研究所完成了32MPa的CY14-1型軸向柱塞泵的系列設計。直至1968年我國液壓元件產(chǎn)量已接近20萬件。至此我國已基本形成一個獨立的液壓元件制造工業(yè)體系。20世紀70年代，在高壓液壓閥品種規(guī)格逐漸增多的情況下，為了實現(xiàn)標準化、系列化和通用化，擴大品種，提高質(zhì)量，追趕國際先進水平。1973年，有關(guān)科研單位、高等院校、液壓閥專業(yè)制造廠等10多個單位參加，組成液壓閥聯(lián)合設計組，在分析對比國內(nèi)外同類液壓閥產(chǎn)品的設計、結(jié)構(gòu)、性能、工藝特點及國內(nèi)液壓閥生產(chǎn)現(xiàn)狀基礎上，完成了我國公稱壓力32MPa高壓閥新系列圖紙的設計。可以說，整個70年代是我國液壓元件品種發(fā)展最多的時期之一。進入20世紀80年代后，在國家改革開放的方針的指引下，隨著機械工業(yè)的發(fā)展，基礎件滯后于主機的矛盾日益突出，并引起有關(guān)政府部門的重視。為此，原一機部于1982年組建了通用基礎件工業(yè)局，將原分散在機床、農(nóng)業(yè)機械、工程機械等行業(yè)歸口的液壓專業(yè)廠，統(tǒng)一劃歸通用基礎件工業(yè)局管理，從此我國的液壓工業(yè)進入了快速發(fā)展時期，先后引進了40余項國外先進液壓技術(shù)[10]。 經(jīng)過半個世紀的努力，我國液壓行業(yè)已形成了門類比較齊全，有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的工業(yè)體系。目前我國的液壓產(chǎn)品有1200個品種、1000多個規(guī)格，已基本能適應各類主機產(chǎn)品的一般需求?，F(xiàn)在，我國的液壓元件制造業(yè)已能為包括金屬材料工程、機床與汽車工業(yè)、電力與煤炭行業(yè)、石油天然氣探采與化工裝備、礦山及冶金機械、鐵路與公路運輸、建材建筑、工程機械及農(nóng)林牧機械、家電五金、輕工紡織、航空與河海工程、計量質(zhì)檢與特種設備、國防及武器裝備、公共設施與環(huán)保等行業(yè)在內(nèi)的多種部門提供較為齊全的液壓元件產(chǎn)品[11]。 21世紀是信息化、網(wǎng)絡化、知識化和全球化的世紀，信息技術(shù)、生命科學、生物技術(shù)和納米技術(shù)等新科技的日益進展將對液壓傳動與控制技術(shù)的研究、設計觀念及方法、對包括液壓閥在內(nèi)的各類液壓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝、對其應用領域以及企業(yè)的經(jīng)營管理模式產(chǎn)生深刻影響并帶來革命性變化。在社會和工程需求的強力推動及機械與電氣傳動及控制的挑戰(zhàn)下，液壓傳動與控制技術(shù)將依托機械制造、材料工程、微電子及計算機、數(shù)學及力學、控制科學，不斷發(fā)揮自身優(yōu)勢，滿足顧客需求，變的更為綠色化、機械電子一體化、模塊化、智能化和網(wǎng)絡化，將自身推進到新的水平?？梢灶A見，液壓技術(shù)也將獲得進一步發(fā)展，它在各個工業(yè)部門中的用應，也將會越來越廣泛[12,13]。 1.3 液壓傳動系統(tǒng)的優(yōu)缺點 液壓傳動中所需要的元件主要有動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動使得液體進行運動。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 　　除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個器件，我們就能夠建設出一個液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構(gòu)成的相應的控制回路。根據(jù)不同的控制目標，我們能夠設計不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 液壓傳動的應用性是很強的，比如裝卸堆碼機液壓系統(tǒng)，它作為一種倉儲機械，在現(xiàn)代化的倉庫里利用它實現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機械化工作。也可以應用在萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實踐中。這些系統(tǒng)的特點是功率比較大，生產(chǎn)的效率比較高，平穩(wěn)性比較好[14]。 1.3.1 優(yōu)點 1) 傳動平穩(wěn) 在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設置液壓緩沖裝置，故不像機械機構(gòu)因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊，使傳動十分平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁的換向；因此它廣泛地應用在要求傳動平穩(wěn)的機械上，例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動。 2) 質(zhì)量輕體積小 液壓傳動與機械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的1m3挖掘機在采用液壓傳動后，比采用機械傳動時的質(zhì)量減輕了1t。 3) 承載能力大 液壓傳動易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機、隧道掘進機、萬噸輪船操舵機和萬噸水壓機等。 4) 容易實現(xiàn)無級調(diào)速 在液壓傳動中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實現(xiàn)無級凋速，并且調(diào)速范圍很大，可達2000：1，很容易獲得極低的速度。 5) 易于實現(xiàn)過載保護 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護措施，能夠自動防止過載，避免發(fā)生事故。 6) 液壓元件能夠自動潤滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長。 7) 容易實現(xiàn)復雜的動作 采用液壓傳動能獲得各種復雜的機械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件。 8) 簡化機構(gòu) 采用液壓傳動可大大地簡化機械結(jié)構(gòu)，從而減少了機械零部件數(shù)目。 9) 便于實現(xiàn)自動化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。目前，液壓傳動在組合機床和自動線上應用得很普遍[15,16]。 10) 便于實現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標準化和通用化．也易于設計和組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。 1.3.2 缺點 1) 液壓元件制造精度要求高 由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難，使用維護比較嚴格。 2) 實現(xiàn)定比傳動困難 液壓傳動是以液壓油為工作介質(zhì)，在相對運動表面間不可避免的要有泄漏，同時油液也不是絕對不可壓縮的。因此不宜應用在在傳動比要求嚴格的場合，例如螺紋和齒輪加工機床的傳動系統(tǒng)。 3) 油液受溫度的影響 由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。 4) 不適宜遠距離輸送動力 由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠距離輸送動力。 5) 油液中混入空氣易影響工作性能 油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 6) 油液容易污染 油液污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性。 7) 發(fā)生故障不易檢查和排除。 2 液壓系統(tǒng)方案設計 液壓系統(tǒng)是機械伺服裝置中的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。即使在機電類元件獲得長足進步的今天，液壓系統(tǒng)仍以其高功率、重量比、響應快、低速特性好等特點而在不少系統(tǒng)當中扮演舉足輕重的角色。在現(xiàn)代電子和控制技術(shù)推動下涌現(xiàn)出了一些原理新穎，物美價廉的液壓元器件，給這一傳統(tǒng)的技術(shù)帶來了新的生機。液壓傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分，液壓傳動系統(tǒng)的設計要同主機的總體設計同時進行。著手設計時，必須從實際情況出發(fā)，有機地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結(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 制定調(diào)速方案 目前，大部分的鉆床機床的卡盤，鉆頭等都是由液壓來控制的。而他們的基本工作原理都是：通過液壓系統(tǒng)回路，來實現(xiàn)控制卡盤的卡緊，松開及對不同的零件類型來實現(xiàn)正鉆、反鉆的控制。而它們的工作循環(huán)大都為： 快進卡緊保壓鉆孔松開 其中快進和卡緊并不是通過高低壓的換向來控制，而是通過負載的增加來實現(xiàn)的，而保壓過程是通過換向閥來實現(xiàn)的，而它是保證卡緊力在突然斷電等事故發(fā)生時保護設備和人員安全的必要設備。 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。節(jié)流調(diào)速又分別有進油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進油節(jié)流啟動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負載荷的場合，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。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達的排量來達到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運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。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)比較復雜。 2.2 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。 2.3 制定順序動作方案 在液壓系統(tǒng)中，如果一個油源供給液壓執(zhí)行器壓力油時，這些執(zhí)行器會因壓力和流量的彼此影響而在動作上相互牽制。因此，必須使用一些特殊的回路才能實現(xiàn)預定的動作要求。 順序動作回路的功用是使液壓系統(tǒng)中的多個執(zhí)行器嚴格地按規(guī)定的順序動作。按控制方式可分為壓力控制、行程控制和時間控制三類。壓力控制回路是用油路中壓力的差別自動控制多個執(zhí)行元件先后動作的回路。行程控制順序動作回路是在液壓缸移動一段規(guī)定行程后，由機械機構(gòu)或電器元件作用，改變液流方向，使另一液壓缸移動的回路。時間順序動作回路是采用延時閥、時間繼電器等延時元件，使多個液壓缸按時間先后完成動作的回路。 對于順序動作要求嚴格的多執(zhí)行器液壓系統(tǒng)，采用行程控制回路實現(xiàn)順序動作更為合適。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。 2.4 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，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施[17]。 2.5 繪制液壓系統(tǒng)圖 根據(jù)上述分析，可以基本擬訂本次所設計的數(shù)控機床液壓控制系統(tǒng)的原理圖及電磁鐵動作表： 1 液位計; 2 空氣濾清器; 3 油箱; 4 液壓泵電機; 5 過濾器; 6 單向變量液壓泵; 7,13 減壓閥; 8,14 壓力繼電器; 9,15 三位四通換向閥; 10,11,16,17 雙單向節(jié)流閥; 12 液壓缸; 18 雙向變量液壓馬達 圖2-1 液壓原理圖 表2-1 電磁鐵動作 YV1 YV2 YV3 YV4 缸進給 + - 缸返回 - + 馬達正轉(zhuǎn) + - 馬達反轉(zhuǎn) - + 整機的液壓系統(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，避免錯誤動作發(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)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標準件，在圖中要按國家標準規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設計的非標準元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 系統(tǒng)圖中應注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動作表。 3 液壓執(zhí)行元件的設計計算與選用 3.1 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)就是壓力和流量，他們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 3.1.1 搖臂鉆床控制控制液壓系統(tǒng)的主要設計參數(shù) 系統(tǒng)工作壓力：2.8MPa—3.5MPa 系統(tǒng)流量：18L/min 馬達工作壓力：1.8MPa 馬達轉(zhuǎn)速范圍：150r/min—2000r/min 液壓缸工作壓力：1.5MPa 3.1.2 初步估算系統(tǒng)工作壓力 此鉆床液壓控制系統(tǒng)，壓力最大時是在馬達全速運轉(zhuǎn)時，此時，油壓是由液壓泵提供的，其它工況時，載荷都沒有此時大，所以系統(tǒng)的工作壓力暫定為此時的工作壓力1.8Mpa。 而液壓系統(tǒng)的最大工作壓力應按下式計算： P1 = Ps +?P （3-1） 式中 P1－系統(tǒng)最大工作壓力 －液壓缸或液壓馬達最大工作壓力 －從液壓泵到液壓馬達或液壓缸之間總的管路損失，可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：管路簡單，流速不大的取。也可選取高于0.5Mpa的壓力，由于本系統(tǒng)流速較低，所以取為0.5MPa。 由本設計系統(tǒng)求得：該系統(tǒng)的最大工作壓力取。 3.1.3 系統(tǒng)工作流量的選擇 由于在工況中已經(jīng)給出系統(tǒng)的最大流量所以在這里就不對系統(tǒng)的最大流量進行計算。用工況中給出的系統(tǒng)最大流量： 。 3.2 管道尺寸的確定 3.2.1 油管類型的選擇 液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。 (1)鋼管：中高壓系統(tǒng)選用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊接鋼管，鋼管價格低，性能好，使用廣泛。 (2)銅管：紫銅管工作壓力在6.5MPa～10MPa以下，易變曲，便于裝配；黃銅管承受壓力較高，達25MPa，不如紫銅管易彎曲。銅管價格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。 (3)軟管：用于兩個相對運動件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物；低壓橡膠軟管中夾有棉線或麻線編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承壓能力為2.5MPa～8MPa，多用于低壓管道。因軟管彈性變形大，容易引起運動部件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調(diào)速閥之間。 本設計為低壓系統(tǒng)，故選用焊接鋼管作為回路的管路。 3.2.2 油管尺寸的確定 管道內(nèi)徑及壁厚是液壓管道的兩個主要參數(shù)，計算公式如下： （3-2） 式中 －系統(tǒng)流量 V－系統(tǒng)流速 表3-1 流速推薦值 管道 推薦流速（m/s） 液壓泵吸油管路 0.5－1.5 液壓系統(tǒng)壓油管路 3－6 液壓系統(tǒng)回油管路 1.5－2.6 由上式及相關(guān)資料可求得下表： 表3-2 各油管內(nèi)外徑實取值 管路名稱 流量 流速 內(nèi)徑 實取 外徑 吸油管 18L/min 1m/s 19.52mm 20mm 26.9mm 壓油管 18L/min 5m/s 8.74mm 10mm 17.2mm 回油管 18L/min 2.5m/s 12.34mm 15mm 21.3mm 3.3 各類閥的選擇 根據(jù)本系統(tǒng)的設計技術(shù)要求，選擇一個有電磁換向閥，疊加式雙單向節(jié)流閥，疊加式壓力計電器，疊加式減壓閥組成液壓回路。實現(xiàn)卡盤的卡緊，松開和退回，鉆頭的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)等動作。閥的規(guī)格根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和工作年限來通過樣本的選取決定。 3.3.1 換向閥的選取 一般來說，流量在190L/min以上的適宜用二通插裝閥；190L/min以下時可采用滑閥式換向閥。70L/min以下時通常用電磁換向閥?？刂崎y的流量一般要選得比實際通過的流量大一些，必要時也可以有20％以內(nèi)的短時間過流量。 根據(jù)以上要求，本系統(tǒng)選擇的換向閥為電磁換向閥，具體的型號和尺寸由相關(guān)廠家的樣本中查得。 其中電磁換向閥的產(chǎn)品型號為：4WE6E6X/EG24NZ5L/B10。 3.3.2 單向閥的選擇 應選擇開啟壓力小的單向閥，開啟壓力較大的單向閥可作為背壓閥使用。所以，本系統(tǒng)選擇疊加式雙單向節(jié)流閥，具體型號和尺寸可由相關(guān)廠家樣本中查得。其中疊加式雙單向節(jié)流閥的型號為：Z2FS6-3-L4X/2Q。 3.3.3 減壓閥的選擇 減壓閥根據(jù)不同的需要，可將液壓系統(tǒng)區(qū)分成不同的壓力油路，例如控制機構(gòu)的控制油路或其他輔助油路，以使不同的執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生不同的工作壓力；減壓閥也可用作穩(wěn)定油路工作壓力的調(diào)節(jié)裝置，使油路不受壓力源壓力變化及其他閥門工作時引起壓力波動的影響。 根據(jù)以上要求，本系統(tǒng)選擇的減壓閥為疊加式P口減壓閥，具體型號和尺寸可由相關(guān)廠家樣本中查得。 本系統(tǒng)中的疊加式減壓閥型號為：ZDR6DP3-30/2.5YM。 3.3.4 壓力繼電器的選擇 壓力繼電器是利用液體壓力信號來啟動或關(guān)閉電器觸點的液壓電器轉(zhuǎn)換元件。它在油液壓力達到其設定壓力時，發(fā)出電信號，控制電器元件動作，實現(xiàn)泵的加載和卸荷。其設定值通常是比系統(tǒng)正常工作壓力高出約0.5Mpa，所以本系統(tǒng)的壓力繼電器預先調(diào)定壓力為4.3Mpa。 根據(jù)以上要求，本系統(tǒng)選擇的壓力繼電器為疊加式壓力繼電器，具體型號和尺寸可由相關(guān)廠家樣本中查得。 疊加式壓力繼電器的型號為：HED40H10/5Z14/2。 表3-3 系統(tǒng)中所用到的元件現(xiàn)總結(jié) 序號 名稱 數(shù)量 規(guī)格 1 減壓閥 2 ZDR6DP3-30/2.5YM 2 壓力繼電器 2 HED4OH10/5Z14/2 3 雙單向節(jié)流閥 2 Z2FS6-3-L4X/2Q 4 電磁換向閥 2 4WE6E6X/EG24NZ5L/B10 5 WU型網(wǎng)式過濾器 1 WU-40180 6 空氣濾清器 1 QUQ1-200.4 7 液位計 1 YWZ-80T 3.4 液壓泵的選擇 選擇液壓泵的主要依據(jù)是其最大工作壓力和最大流量，同時還要考慮定量或變量、轉(zhuǎn)速、容積效率等。 1) 確定液壓泵的額定壓力： （3-3） －從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間總的管路損失。的準確計算要待元件選定并會出管路圖時才能進行，初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：管路簡單，流速不大的，取。 2) 確定液壓泵的流量： （3-4） 式中 K－泄露系數(shù) 一般取1.1～1.3，本文取K=1.2； －系統(tǒng)最大流量 一般比系統(tǒng)流量大2 L/min～3L/min 3) 選擇泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的和值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或手冊中選擇相應的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所以選擇的泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大。 泵取YBX-16限壓式變量泵，排量調(diào)節(jié)為0ml/r～25ml/r，額定壓力6.3Mpa，調(diào)節(jié)范圍，轉(zhuǎn)速，額定功率為2.6Kw，效率。 3.5 液壓泵驅(qū)動電機的選擇 液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時，其驅(qū)動電機的功率一般可直接從產(chǎn)品樣本或技術(shù)手冊中查得，但其數(shù)值在實際中往往偏大。因此，也可以根據(jù)具體工況用下述方法計算出來。 整個系統(tǒng)中所需功率最大的工況是發(fā)生在馬達最大轉(zhuǎn)速的情況下。 （3-5） 式中 －泵的最大工作壓力 －泵的流量 －泵的總效率 綜上所述，由廠家樣本中查出本系統(tǒng)所選擇的電機型號為Y100L2-4 額定功率3kw 轉(zhuǎn)速1420r/min。 3.6 液壓馬達的選取 馬達工作壓力為1.8Mpa。選用YM-A19B，理論排量 19ml/r，額定壓力6.0Mpa，調(diào)速范圍150r/min-2000r/min，最高轉(zhuǎn)矩 10Nm-80Nm，機械效率大于。 馬達的載荷轉(zhuǎn)矩 （3-6） 取馬達的機械效率0.95，則理論轉(zhuǎn)矩為 （3-7） 3.7 確定油箱的有效容積 常見的油箱類型有整體式油箱、兩用油箱和獨立油箱三種，而獨立油箱應用最為廣泛，常用于各類工業(yè)生產(chǎn)設備，通常做成矩形的，也有圓柱形的或油罐系形的。容量是油箱的主要參數(shù)，通常按液壓泵的額定流量估算確定。 （3-8） 式中 －泵每分鐘排出的容積； －與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)：低壓系統(tǒng)，中壓系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)。本設計為低壓系統(tǒng)，故取； 取V=100L 3.8 液壓缸的載荷力計算 液壓缸是一類只用最為廣泛的執(zhí)行器，結(jié)構(gòu)類型多樣，下面介紹一下雙作用單活塞干液壓缸的載荷力的計算方法。 液壓缸尺寸（由系統(tǒng)給出） D=50mm,d=28mm 行程為35mm （3-9） 式中 d－油缸內(nèi)經(jīng)； P－油缸壓力； 進給時 (3-10) 返回時 （3-11） 表3-3 液壓油缸的載荷力 名稱 工況 活塞上的載荷力 卡緊油缸 進給 2.94KN 返回 2.03KN 4 系統(tǒng)性能驗算 本系統(tǒng)比較簡單，執(zhí)行元件較少并且動作簡單。管路損失很小，故主要驗算各元件的壓力損失對系統(tǒng)造成的影響。 4.1 沿程壓力損失 主要是壓油管的壓力損失，管長0.5m，內(nèi)徑0.01m，流量18L/min 選用L-HL 礦物油型液壓油，正常運轉(zhuǎn)時的運動粘度V=35.2，油液的密度。 油在管中實際的流速為 （4-1） （4-2） 油在管路中呈亂流流動狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為： （4-3） （4-4） 4.2 局部壓力損失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失，以及通過控制閥的局部壓力損失，其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要計算通過控制閥的局部壓力損失。 參看系統(tǒng)原理圖可知從泵口到執(zhí)行元件要經(jīng)過減壓閥，節(jié)流閥，換向閥各閥的性能如下表5-1所示： 表4-1 各閥額定壓力損失 名稱 額定流量 額定壓力損失 減壓閥 30L/min 0.21Mpa 節(jié)流閥 80L/min 0.315Mpa 換向閥 80L/min 0.35Mpa 所以通過各閥的局部壓力損失之和為： （4-5） 由以上計算結(jié)果可求得此系統(tǒng)總的壓力損失為： 泵的出口壓力距泵的額定壓力有一定的壓力裕度，所以泵的選取是合適的。 5 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算 5.1 計算發(fā)熱功率 系統(tǒng)發(fā)熱來源于系統(tǒng)內(nèi)部的能量損失，如液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失、溢流閥的溢流損失、液壓閥及管道的壓力損失等。這些能量損失轉(zhuǎn)換為熱能，使油液溫度升高。油液的溫升使粘度下降，泄漏增加，同時，使油分子裂化或聚合，產(chǎn)生樹脂狀物質(zhì)，堵塞液壓元件小孔，影響系統(tǒng)正常工作，因此必須使系統(tǒng)中油溫保持在允許范圍內(nèi)。因為液壓閥等液壓元件能量損失較少，故本文主要計算液壓泵的發(fā)熱功率。 (5-1) 式中：PS為液壓泵的輸入功率(W)； η為液壓泵的總效率； 5.2 計算散熱功率 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因為管道的散熱面積較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般略去不計，只考慮油箱散熱。前面求得有效容積為0.1，按求各邊之積： （5-2） 圖 5-1 油箱示意圖 選各邊均為0.5m。 式中 －有效散熱面積 （5-3） 式中 散熱功率； －散熱系數(shù)；??； －溫差??； 油箱散熱功率滿足系統(tǒng)發(fā)熱功率的需要。 6 液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維護 6.1 安裝前的技術(shù)準備工作 1) 技術(shù)資料的準備與熟悉 液壓系統(tǒng)原理圖、電氣原理圖、管道布置圖、液壓元件、輔件、管件清單和有關(guān)元件樣本等，這些資料都應準備齊全，以便對具體內(nèi)容和技術(shù)要求逐項熟悉和研究。 2) 物資準備 按照液壓系統(tǒng)圖和液壓件清單，核對液壓件的數(shù)量，確認所有液壓元件的質(zhì)量狀況。嚴格檢查壓力表的質(zhì)量，查明壓力表交驗日期，對檢驗時間過長的壓力表要重新進行校驗，確保準確。 3) 質(zhì)量檢查 液壓元件在運輸或庫存過程中極易被污染和銹蝕，庫存時間過長會使液壓元件中的密封件老化而喪失密封性，有些液壓元件由于加工及裝配質(zhì)量不良使性能不可用，所以必須對元件進行嚴格的質(zhì)量檢查[18,19]。 6.1.1 液壓元件質(zhì)量檢查 1) 各類液壓元件型號必須與元件清單一致 2) 要查明液壓元件保管時間是否過長，或保管環(huán)境不合要求，應注意液壓元件內(nèi)部密封件老化程度，必要時要進行拆洗、更換、并進行性能測試。 3) 每個液壓元件上的調(diào)整螺釘、調(diào)節(jié)手輪、鎖緊螺母等都要完整無損。 4) 液壓元件所附帶的密封件表面質(zhì)量應符合要求、否則應予更換。 5) 板式連接元件連接平面不準有缺陷。安裝密封件的溝槽尺寸加工精度要符合有關(guān)標準。 6) 管式連接元件的連接螺紋口不準有破損和活扣現(xiàn)象。 7) 板式閥安裝底板的連接平面不準有凹凸不平缺陷，連接螺紋不準有破損和活扣現(xiàn)象。 8) 將通油口堵塞取下，檢查元件內(nèi)部是否清潔。 9) 檢查電磁閥中的電磁鐵芯及外表質(zhì)量，若有異常不準使用。 10) 各液壓元件上的附件必須齊全[20]。 6.1.2 液壓輔件質(zhì)量檢查 1) 油箱要達到規(guī)定的質(zhì)量要求。油箱上附件必須齊全。箱內(nèi)部不準有銹蝕，裝油前油箱內(nèi)部一定要清洗干凈。 2) 濾油器型號規(guī)格與設計要求必須一致，確認濾芯精度等級，濾芯不得有缺陷，連接螺口不準有破損，所帶附件必須齊全。 3) 各種密封件外觀質(zhì)量要符合要求，并查明所領密封件保管期限。有異?；虮９芷谙捱^長的密封件不準使用。 4) 蓄能器質(zhì)量要符合要求，所帶附件要齊全。查明保管期限，對存放過長的蓄能器要嚴格檢查質(zhì)量，不符合技術(shù)指標和使用要求的蓄能器不準使用。 5) 空氣濾清器用于過濾空氣中的粉塵，通氣阻力不能太大，保證箱內(nèi)壓力為大氣壓。所以空氣濾清器要有足夠大的通過空氣的能力[21,22]。 6.1.3 管子和接頭質(zhì)量檢查、管接頭壓力等級應符合設計要求 1) 管子的材料、通徑、壁厚和接頭的型號規(guī)格及加工質(zhì)量都要符合設計要求。 2) 所用管子不準有缺陷。有下列異常，不準使用： a 管子內(nèi)、外壁表面已腐蝕或有顯著變色。 b 管子表面?zhèn)诹押凵疃葹楣茏颖诤竦?0%以上。 c 管子壁內(nèi)有小孔。 d 管子表面凹入程度達到管子直徑的10%以上。 3) 使用彎曲的管子時，有下列異常不準使用： a 管子彎曲部位內(nèi)、外壁表面曲線不規(guī)則或有鋸齒形。 b 管子彎曲部位其橢圓度大于10%以上。 c 扁平彎曲部位的最小外徑為原管子外徑的70%以下。 4) 所用接頭不準有缺陷。若有下列異常，不準使用： a 接頭體或螺母的螺紋有傷痕、毛刺或斷扣等現(xiàn)象。 b 接頭體各結(jié)合面加工精度未達到技術(shù)要求。 c 接頭體與螺母配合不良，有松動或卡澀現(xiàn)象。 d 安裝密封圈的溝槽尺寸和加工精度未達到規(guī)定的技術(shù)要求。 5) 軟管和接頭有下列缺陷的不準使用： a 軟管表面有傷皮或老化現(xiàn)象。 b 接頭體有銹蝕現(xiàn)象。 c 螺紋有傷痕、毛刺、斷扣和配合有松動、卡澀現(xiàn)象。 6) 法蘭件有下列缺陷不準使用： a 法蘭密封面有氣孔、裂縫、毛刺、徑向溝槽。 b 法蘭密封溝槽尺寸、加工精度不符合設計要求。 c 法蘭上的密封金屬墊片不準有各種缺陷。材料硬度應低于法蘭硬度[23]。 6.2 液壓管道的安裝要求 液壓管道安裝是液壓設備安裝的一項主要工程。管道安裝質(zhì)量的好壞是關(guān)系到液壓系統(tǒng)工作性能是否正常的關(guān)鍵之一。 1) 布管設計和配管時都應先根據(jù)液壓原理圖，對所需連接的組件、液壓元件、管接頭、法蘭作一個通盤的考慮。 2) 管道的敷設排列和走向應整齊一致，層次分明。盡量采用水平或垂直布管，水平管道的不平行度應≤2/1000；垂直管道的不垂直度應≤2/400。用水平儀檢測。 3) 平行或交叉的管系之間，應有10mm以上的空隙。 4) 管道的配置必須使管道、液壓閥和其它元件裝卸、維修方便。系統(tǒng)中任何一段管道或元件應盡量能自由拆裝而不影響其它元件。 5) 配管時必須使管道有一定的剛性和抗振能力。適當配置管道支架和管夾。彎曲的管子應在起彎點附近設支架或管夾。管道不得與支架或管夾直接焊接。 6) 管道的重量不應由閥、泵及其它液壓元件和輔件承受；也不應由管道支承較重的元件重量。 7) 較長的管道必須考慮有效措施以防止溫度變化使管子伸縮而引起的應力。 8) 使用的管道材質(zhì)必須有明確的原始依據(jù)材料，對于材質(zhì)不明的管子不允許使用。 9) 液壓系統(tǒng)管子直徑在50mm以下的可用砂輪切割機切割。直徑50mm以上的管子一般應采用機械加工方法切割。如用氣割，則必須用機械加工方法車去因氣割形成的組織變化部分，同時可車出焊接坡口。除回油管外，壓力由管道不允許用滾輪式擠壓切割器切割。管子切割表面必須平整，去除毛刺、氧化皮、熔渣等。切口表面與管子軸線應垂直。 10) 一條管路由多段管段與配套件組成時應依次逐段接管，完成一段，組裝后，再配置其后一段，以避免一次焊完產(chǎn)生累積誤差。 11) 為了減少局部壓力損失，管道各段應避免斷面的局部急劇擴大或縮小以及急劇彎曲。 12) 與管接頭或法蘭連接的管子必須是一段直管，即這段管子的軸心線應與管接頭、法蘭的軸心平行、重合。此直線段長度要大于或等于2倍管徑。 13) 外徑小于30mm的管子可采用冷彎法。管子外徑在30～50mm時可采用冷彎或熱彎法。管子外徑大于50mm時，一般采用熱彎法。 14) 焊接液壓管道的焊工應持有有效的高壓管道焊接合格證。 15) 焊接工藝的選擇：乙炔氣焊主要用于一般碳鋼管壁厚度小于等于2mm的管子。電弧焊主要用于碳鋼管壁厚大于2mm的管子。管子的焊接最好用氬弧焊。對壁厚大于5mm的管子應采用氬弧焊打底，電弧焊填充。必要的場合應采用管孔內(nèi)充保護氣體方法焊接。 16) 焊條、焊劑應與所焊管材相匹配，其牌號必須有明確的依據(jù)資料，有產(chǎn)品合格證，且在有效使用期內(nèi)。焊條、焊劑在使用前應按其產(chǎn)品說明書規(guī)定烘干，并在使用過程中保持干燥，在當天使用。焊條藥皮應無脫落和顯著裂紋。 17) 液壓管道焊接都應采用對接焊。焊接前應將坡口及其附近寬10～20mm處表面臟物、油跡、水份和銹斑等清除干凈。 18) 管道與法蘭的焊接應采用對接焊法蘭，不可采用插入式法蘭。 19) 管道與管接頭的焊接應采用對接焊，不可采用插入式的形式。 20) 管道與管道的焊接應采用對接焊，不允許用插入式的焊接形式。 21) 液壓管道采用對接焊時，焊縫內(nèi)壁必須比管道高出0.3～0.5mm。不允許出現(xiàn)凹入內(nèi)壁的現(xiàn)象。在焊完后，再用銼或手提砂輪把內(nèi)壁中高出的焊縫修平。去除焊渣、毛刺，達到光潔程度。 22) 對接焊焊縫的截面應與管子中心線垂直。 23) 焊縫截面不允許在轉(zhuǎn)角處，也應避免在管道的兩個彎管之間。 24) 在焊接配管時，必須先按安裝位置點焊定位，再拆下來焊接，焊后再組裝上整形。 25) 在焊接全過程中，應防止風、雨、雪的侵襲。管道焊接后，對壁厚小于等于5mm的焊縫，應在室溫下自然冷卻，不得用強風或淋水強迫冷卻。 26) 焊縫應焊透，外表應均勻平整。壓力管道的焊縫應抽樣探傷檢查。 27) 管道配管焊接以后，所有管道都應按所處位置預安裝一次。將各液壓元件、閥塊、閥架、泵站連接起來。各接口應自然貼和、對中，不能強扭連接。當松開管接頭或法蘭螺釘時，相對結(jié)合面中心線不許有較大的錯位、離縫或蹺角。如發(fā)生此種情況可用火烤整形消除。 28) 可以在全部配管完畢后將管夾與機架焊牢，也可以按需求交叉進行。 29) 管道在配管、焊接、預安裝后，再次拆開進行酸洗磷化處理。經(jīng)酸洗磷化后的管道，向管道內(nèi)通入熱空氣進行快速干燥。干燥后，如在幾日就復裝成系統(tǒng)、管內(nèi)通入液壓油，一般可不作防銹處理，但應妥善保管。如須長期擱置，需要涂防銹涂料，則必須在磷化處理48小時后才能涂裝。應注意，防銹涂料必須能與以后管道清洗時的清洗液或使用的液壓油相容。 30) 管道在酸洗、磷化、干燥后再次安裝起來以前，需對每一根管道內(nèi)壁先進行一次預清洗。預清洗完畢后應盡早復裝成系統(tǒng)，進行系統(tǒng)的整體循環(huán)凈化處理，直至達到系統(tǒng)設計要求的清潔度等級。 31) 軟管的應用只限于以下場合： a 設備可動元件之間 b 便于替換件的更換處 c 抑制機械振動或噪聲的傳遞處 32) 軟管的安裝一定要注意不要使軟管和接頭造成附加的受力、扭曲、急劇彎曲、磨擦等不良工況。 33) 軟管在裝入系統(tǒng)前，也應將內(nèi)腔及接頭清洗干凈。 6.3 液壓件安裝要求 6.3.1 泵的安裝 1) 在安裝時，油泵、電動機、支架、底座各元件相互結(jié)合面上必須無銹、無凸出斑點和油漆層。在這些結(jié)合面上應涂一薄層防銹油。 2) 安裝液壓泵、支架和電動機時，泵與電動機兩軸之間的同軸度允差，平行度允差應符合規(guī)定，或者不大于泵與電動機之間聯(lián)軸器制造商推薦的同軸度、平行度要求。 3) 直角支架安裝時，泵支架的支口中心高，允許比電動機的中心高略高0～0.8mm，這樣在安裝時，調(diào)整泵與電動機的同軸度時，可只墊高電動機的底面。允許在電動機與底座的接觸面之間墊入圖樣未規(guī)定的金屬墊片（墊片數(shù)量不得超過3個，總厚度不大于0.8mm）。一旦調(diào)整好后，電動機一般不再拆動。必要時只拆動泵支架，而泵支架應有定位銷定位。 4) 調(diào)整完畢后，在泵支架與底板之間鉆、鉸定位銷孔。再裝入聯(lián)軸器的彈性耦合件。然后用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器，此時，電動機、泵和聯(lián)軸器都應能輕松、平滑地轉(zhuǎn)動，無異常聲響。 6.3.2 集成塊的安裝 1) 閥塊所有各油流通道內(nèi)，尤其是孔與孔貫穿交會處，都必須仔細去凈毛刺，用探燈伸入到孔中仔細清除、檢查。閥塊外周及各周棱邊必須倒角去毛刺。加工完畢的閥塊與液壓閥、管接頭、法蘭相貼合的平面上不得留有傷痕，也不得留有劃線的痕跡。 2) 閥塊加工完畢后必須用防銹清洗液反復加壓清洗。各孔流道，尤其是對盲孔應特別注意洗凈。清洗槽應分粗洗和精洗。清洗后的閥塊，如暫不裝配，應立即將各孔口蓋住，可用大幅的膠紙封在孔口上。 3) 往閥塊上安裝液壓閥時，要核對它們的型號、規(guī)格。各閥都必須有產(chǎn)品合格證，并確認其清潔度合格。 4) 核對所有密封件的規(guī)格、型號、材質(zhì)及出廠日期（應在使用期內(nèi)）。 5) 裝配前再一次檢查閥塊上所有的孔道是否與設計圖一致、正確。 6) 檢查所用的連接螺栓的材質(zhì)及強度是否達到設計要求以及液壓件生產(chǎn)廠規(guī)定的要求。閥塊上各液壓閥的連接螺栓都必須用測力扳手擰緊。擰緊力矩應符合液壓閥制造廠的規(guī)定。 7) 凡有定位銷的液壓閥，必須裝上定位銷。 8) 閥塊上應訂上金屬制的小標牌，標明各液壓閥在設計圖上的序號，各回路名稱，各外接口的作用。 9) 閥塊裝配完畢后，在裝到閥架或液壓系統(tǒng)上之前，應將閥塊單獨先進行耐壓試驗和功能試驗。 6.4 液壓系統(tǒng)清洗 液壓系統(tǒng)安裝完畢后，在試車前必須對管道、流道等進行循環(huán)清洗。使系統(tǒng)清潔度達到設計要求： 1) 清洗液要選用低粘度的專用清洗油，或本系統(tǒng)同牌號的液壓油。 2) 清洗工作以主管道系統(tǒng)為主。清洗前將溢流閥壓力調(diào)到0.3～0.5MPa，對其它液壓閥的排油回路要在閥的入口處臨時切斷，將主管路連接臨時管路，并使換向閥換向到某一位置，使油路循環(huán)。 3) 在主回路的回油管處臨時接一個回油過濾器。濾油器的過濾精度，一般液壓系統(tǒng)的不同清洗循環(huán)階段，分別使用30m、20m、10m的濾芯；伺服系統(tǒng)用20m、10m、5m濾芯，分階段分次清洗。清洗后液壓系統(tǒng)必須達到凈化標準，不達凈化標準的系統(tǒng)不準運行。 4) 復雜的液壓系統(tǒng)可以按工作區(qū)域分別對各個區(qū)域進行清洗。 5) 清洗后，將清洗油排盡，確認清洗油排盡后，才算清洗完畢。 6) 確認液壓系統(tǒng)凈化達到標準后，將臨時管路拆掉，恢復系統(tǒng)，按要求加油。 6.5 調(diào)試 1) 確認液壓系統(tǒng)凈化符合標準后，向油箱加入規(guī)定的介質(zhì)。加入介質(zhì)時一定要過濾，濾芯的精度要符合要求，并要經(jīng)過檢測確認。 2) 檢查液壓系統(tǒng)各部，確認安裝合理無誤。 3) 向油箱灌油，當油液充滿液壓泵后，用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸節(jié)，直至泵的出油口出油并不見氣泡時為止。有泄油口的泵，要向泵殼體中灌滿油。 4) 放松并調(diào)整液壓閥的調(diào)節(jié)螺釘，使調(diào)節(jié)壓力值能維持空轉(zhuǎn)即可。調(diào)整好執(zhí)行機構(gòu)的極限位置，并維持在無負載狀態(tài)。如有必要，伺服閥、比例閥、蓄能器、壓力傳感器等重要元件應臨時與循環(huán)回路脫離。節(jié)流閥、調(diào)速閥、減壓閥等應調(diào)到最大開度。 5) 接通電源、點動液壓泵電機，檢查電源連線是否正確。延長啟動時間，檢查空運轉(zhuǎn)有無異常。按說明書規(guī)定的空運轉(zhuǎn)時間進行試運轉(zhuǎn)。此時要隨時了解濾油器的濾芯堵塞情況，并注意隨時更換堵塞的濾芯。 6) 在空運轉(zhuǎn)正常的前提下，進行加載試驗，即壓力調(diào)試。加載可以利用執(zhí)行機構(gòu)移到終點位置，也可用節(jié)流閥加載，使系統(tǒng)建立起壓力。壓力升高要逐級進行，每一級為1MPa，并穩(wěn)壓5分鐘左右。最高試驗調(diào)整壓力應按設計要求的系統(tǒng)額定壓力或按實際工作對象所需的壓力進行調(diào)節(jié)。 7) 壓力試驗過程中出現(xiàn)的故障應及時排除。排除故障必須在泄壓后進行。若焊縫需要重焊，必須將該件拆下，除凈油污后方可焊接。 8) 調(diào)試過程應詳細記錄，整理后納入設備檔案。 9) 注意：不準在執(zhí)行元件運動狀態(tài)下調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力；調(diào)壓前應先檢查壓力表，無壓力表的系統(tǒng)不準調(diào)壓；壓力調(diào)節(jié)后應將調(diào)節(jié)螺釘鎖住，防止松動。 6.6 保養(yǎng) 1) 按設計規(guī)定和工作要求，合理調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的工作壓力與工作速度。壓力閥、調(diào)速閥調(diào)到所要求的數(shù)值時，應將調(diào)節(jié)螺釘緊固，防止松動。 2) 液壓系統(tǒng)生產(chǎn)運行過程中，要注意油質(zhì)的變化狀況，要定期取樣化驗，若發(fā)現(xiàn)油質(zhì)不符合要求，要進行凈化處理或更換新油液。 3) 液壓系統(tǒng)油液工作溫度不得過高。 4) 為保證電磁閥正常工作，應保持電壓穩(wěn)定，其波動值不應超過額定電壓的5%～10%。 5) 電氣柜、電氣盒、操作臺和指令控制箱等應有蓋子或門，不得敞開使用。 6) 當系統(tǒng)某部位產(chǎn)生異常時，要及時分析原因進行處理，不要勉強運轉(zhuǎn)。 7) 定期檢查冷卻器和加熱器工作性能。 8) 經(jīng)常觀察蓄能器工作性能，若發(fā)現(xiàn)氣壓不足或油氣混合，要及時充氣和修理。 9) 高壓軟管、密封件要定期更換。 10) 主要液壓元件定期進行性能測定，實行定期更換維修制。 11) 定期檢查潤滑管路是否完好，潤滑元件是否可用，潤滑油脂量是否達標。 12) 檢查所有液壓閥、液壓缸、管件是否有泄漏。 13) 檢查液壓泵或馬達運轉(zhuǎn)是否有異常噪聲。 14) 檢查液壓缸運動全行程是否正常平穩(wěn)。 15) 檢查系統(tǒng)中各測壓點壓力是否在允許范圍內(nèi)，壓力是否穩(wěn)定。 16) 檢查系統(tǒng)各部位有無高頻振動。 17) 檢查換向閥工作是否靈敏。 18) 檢查各限位裝置是否變動。 結(jié) 論 本液壓站是搖臂鉆床的控制系統(tǒng) 它通過對液壓油的壓力及流量控制來完成對鉆床夾盤的夾緊與松開，力的大小，鉆頭的轉(zhuǎn)動與停止，轉(zhuǎn)速的大小等相關(guān)控制。 1) 系統(tǒng)采用了液壓缸來完成對夾盤的夾緊和松開的動作，保證了慢進快退的性能要求，并使得系統(tǒng)占地空間小。 2) 系統(tǒng)采用了電磁換向閥來實現(xiàn)換向動作，結(jié)構(gòu)緊湊，操縱方便，換向精度和換向平穩(wěn)性都較高。 3) 系統(tǒng)設置了壓力繼電器，使系統(tǒng)工作時有著一定的保護和自動調(diào)節(jié)作用，有利于系統(tǒng)長時間的工作。 4) 系統(tǒng)采用了進口節(jié)流調(diào)速回路，功率損失小，這對調(diào)速范圍不需很大，負載較小且基本恒定的鉆床來說是很合適的。此外，進口節(jié)流調(diào)速的形式在液壓缸回路中不易造成較大的背壓，工作臺運動平穩(wěn)，使質(zhì)量較小的鉆床工作時的加速制動，也有助于防止空氣的滲入。 本系統(tǒng)的壓力及流量都比較小，所以對系統(tǒng)的控制較靈敏，不容易出現(xiàn)大的泄露。并且它的散熱是通過油箱來完成不但節(jié)省空間而且節(jié)省資金。它相對于以前的液壓控制系統(tǒng)來說更具有空間小、能耗低、無污染、無噪音等特點，與電器相配合使得操縱、控制簡單、方便、省力，是搖臂鉆床理想的控制元件 致 謝 感謝我的導師江琴老師，她嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。江老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖接觸較少，卻給以終生受益無窮之道。對江老師的感激之情是無法用言語表達的。另外感謝陳安民老師、方子良老師等對我的課程指導。有了他們的細心指導，才使我的論文得以順利完成，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。 感謝我的輔導員楊鳴老師，多虧她及時得給我們提供必要的信息，有了楊老師提供的信息，我可以及時得趕上論文進度，并且在大學四年里，楊老師給我們的學習和生活方面都提供了很大的幫助，在這里請允許我代表全體的機械系同學向楊鳴老師奉上真誠的敬意。 感謝我的室友們，我們一起從校園來到這個遙遠而又陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 參 考 文 獻 [1] 陳嘉上.2006版實用液壓氣動技術(shù)手冊.北京:中國知識出版社 2006. [2] 王華坤,范云勛.機械設計基礎[M]. 南京: 南京理工大學出版社, 2000. 1-3. [3] 成大先.機械設計手冊.北京:化學工業(yè)出版社，2002. [4] 張利平. 液壓傳動系統(tǒng)及設計[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社. 2005. 105-113 [5] 王積偉,章宏甲,黃誼, 等. 液壓與氣壓傳動[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2005. 1-7. [6] 原艷紅. 搖臂鉆床的PLC電氣控制[J]. 應用技術(shù), 2007 (6): 143-144. [7] 張園,于民華,楊琦. 采用普通搖臂鉆床加工雙管板換熱器管板[J]. 化工設備與管道, 2008,45(1): 44-46. [8] 方子良,宋彪. 機械制造技術(shù)基礎[M]. 南京: 南京理工大學出版社, 2003. 84-88. [9] 張偉.液壓設備設計生產(chǎn)技術(shù)改進與故障診斷監(jiān)測及國內(nèi)外標準規(guī)范實用手冊[M].北京:北方工業(yè)出版社，2006. [10] 高月龍. 搖臂鉆床加裝銑刀的裝置[J]. 機械工業(yè), 2001 (9): 1-1. [11] 聶福全. 自制搖臂鉆床安全保護裝置[J]. 中國設備工程, 2006 (3): 1-1. [12] 周世