攀枝花学院本科课程设计专用铣床的液压系统设计(论文)(编辑修改稿)

攀枝花学院本科课程设计专用铣床的液压系统设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

0 由表中数据可知所选液 压泵的型号、规格是适宜的。 由表 31可知，该系统中最大压力小于 3MPa，油管中流速取 ～ 3m/s；所以当油液在压力管中流速取 ，公式 2 qdv （ 53） 可算得与液压缸无杆腔相连的油管内径分别为： 6312 / 2 ( 1 4 .1 1 0 ) / ( 3 1 0 6 0 ) 9 .9 9d q m m           6322 / 2 ( 7 .1 4 1 0 ) / ( 3 1 0 6 0 ) 7 .1 2d q m m           这两根油管都按 GB/T8163 选项用外径 10mm、内径 8mm 的无缝钢管。 油箱的计算 油箱容积公式 pVq (54） 估算，当取  为 4时，求得其容积为： 4 6 27 .84pV q L   按 JB/79381999 规定，取标准值 V=25L 攀枝花学院学生课程设计（论文） 6 液压系统性能的验算 15 6 液压系统性能的验算 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 由于系统的油路布置尚未具体确定，整个系统的压力损失无法全面估算，故只能先按式 2()r rqppq 估算阀类元件的压力损失，待设计好管路布局图后，加上管路的沿程损失和局部损失即可。 但对于中小型液压系统，管路的压力损失甚微，可以不予考虑。 压力损失的验算应按一个工作循环中不同阶段分别进 行。 快进 滑台快进时，液压缸差动连接，由表 51和表 52可知，进油路上油液通过单向阀 3电磁换向阀 2的流量是 ，然后与有杆腔的回油汇合，以 ,从而进油路上的总压降为： 2 2 20 .2 ( 6 .9 6 / 6 3 ) 0 .5 ( 6 .9 6 / 8 0 ) 0 .2 5 ( 1 4 .1 / 6 3 ) 0 .0 19Vp M P a        (61) 此压力值不大，不会会使压力阀打开，故可保证从节流阀流出的油液全部进入液压缸。 回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀 2和单向阀 3的流量都是 ，然后与液压泵的供油合并，经行程阀 7流入无杆腔。 由此可算出快进时有杆腔压力 2p 与无杆腔压力 1p 之差。 212 2 20 .5 ( 6 .9 6 / 8 0 ) 0 .2 ( 6 .9 6 / 6 3 ) 0 .2 5 ( 1 4 .1 / 6 3 )0 .0 1 9p p pM P a        (62) 此值小于原估计值 （见表 31），所以是偏安全的。 工进 工进时，油液在油路上通过单向阀 3 和电磁换向阀 2 的流量为，在调速阀 6处的压力损失为 ；油液在回油路上通过换向阀 2 的流量是 ，在背压阀 7 处的压力损失为 ，通过顺序阀攀枝花学院学生课程设计（论文） 6 液压系统性能的验算 16 10 的流量为（ +） L/min，因此这时液压缸回油腔的压力 2p 为 : 222 [ 0. 5 ( 15 .4 / 80 ) 0. 5 0. 3 23 .2 / 63 ] 0. 55 9p M P a     （ ） (63) 可见此值小于原估计值。 故可按表 31中公式重新计算工进时液压缸进油腔压力 1p ，即： 61 2 1( 39。 ) / 3 9 7 8 5 5 9 7 8 1 5 4 1 0 ) 1 .0 6 8p F p A A M P a        6 4 4( + 0 . 1 0 1 0 ) / ( 1 0 (64) 此值与表 13中数值 相近。 溢流阀 4的调压 1pAp 应为 :21 1 1 1 .0 6 8 0 .5 ( 1 5 .4 / 8 0 ) 1 .0 8 7pAp p p M P a       (65) 快退 快退时，油液在进油路上通过单向阀 电磁换向阀 2 的流量为，油液在回油路上通过换向阀 2和单向阀 3 的流量为 因此进油路上总压降为： 221 0 .3 ( 7 .1 4 / 1 0 0 ) 0 .5 ( 7 .1 4 / 8 0 ) 0 .0 0 5Vp M P a      (66) 此值较小，液压泵驱动电机的功率是足够的。 所以快退时液压泵的最大工作压力 p 应为： 11 1 .0 6 8 + 0 .0 0 5 = 1 .0 7 3 M PapVp p p    (67) 因此大流量液压泵卸荷的顺序阀 11 的调节器压应大于。 油液温升验算 工进在整个工作循环中所占的时间比例达 % %，所以系统发热和油液温升可用工进时的情况来计算。 工进时液压缸的有效功率为 339 78 10 00 / ( 60 10 ) 0. 06 63op F v k w     （ 68） 由于使用变量泵，则液压泵的出油量是根据系统所需油量出油的，又在工进时所需油液为 ，同时回路中油液损失按 10%计算，则液压泵出油量为： 0 .9 0 .0 8 0 .0 7 2 / m inpqL  ，由手册查得，变量叶片泵的效率可取 ,故此时液压泵总的输出功率为： 攀枝花学院课程设计 6 液压系统性能的验算 17 3 63 . 7 1 8 1 0/ 2 . 2 5 3 1 0 / 0 . 8 0 . 1 7 560i p pP p q k w     （ 69） 由此得液压系统的发热量为 : 75 663 087i i oH p p k w     （ 610） 由于在液压系统中，油管的散热面积相对于油箱来说小的多， 可以忽略不计，故系统主要考虑油箱的热量问题。 因为液压系统采用变量泵供油，其发热量根据经验公式 3 2/iT H V C 可算得，式中 V为油箱的有效体积，由前面计算可知 V=25L,故其发热量为： 3 2 3 23/ 0 .1 0 8 7 1 0 / ( 2 5 ) 1 2 .7 1iT H V C C C     (611)该系统的温升没有超出允许范围，液压系统中不需要设置冷却器。 攀枝花学院学生课程设计（论文） 7 油箱的设计 18 7 油箱的设计 由前面计算可知，该液压系统所需油液体积为： V=，但应考虑油箱内散热条件， 由相关资料查得油箱顶面应高出油液高度 10%15%，所以油箱的内体积应为： 39。   ，并取标准容积为 25L，且选择开式油箱， 考虑到油箱的整体美观大方 ,将其设计成为带支撑脚的长方体形油箱。 所以其长、宽、高尺寸均按国家规格选取，其外形图如图 5所示。 液位计注油器清洗孔个固定孔离地间隙 图 71 油箱外形图 根据有关手册及资料初步确定其外形尺寸为如表 71所示： 表 71 油箱的轮廓参数 公称容量 B1 B2 L1 L2 H 近似油深 固定孔径 最小壁厚 30L 250mm 230mm 500mm 460mm 250mm 250mm 8mm 3mm 基于上表中数据设计油箱如下： 攀枝花学院学生课程设计（论文） 7 油箱的设计 19 壁厚、箱顶及箱顶元件的设计 由表中数据分析可采取钢板焊接而成，故取油箱的壁厚为： 3mm ，并采用将液压泵安装在油箱的上表面的方式，故上表面应比其壁要厚，同时为避免产生振动，则顶扳的厚度应为壁厚的 4倍以上，所以取： 5 5 3 1 5 mm   顶 ，并在液压泵与箱顶之间设置隔振垫。 在 箱顶设置回油管、泄油管、吸油管、通气器并附带注油口，即取下通气帽时便可以进行注油，当放回通气帽地就构成通气过滤器，其注油过滤器的滤网的网眼小于 250m ，过流量应大于 20L/min。 另外，由于要将液压泵安装在油箱的顶部，为了防止污物落入油箱内，在油箱顶部的各螺纹孔均采用盲孔形式，其具体结构见油箱的结构图。 箱壁、清洗孔、吊耳、液位计的设计 在此次设计中采用箱顶与箱壁为不可拆的连接方式，由于油箱的体积也相对不大，采用在油箱壁上开设一个清洗孔，在法兰盖板中配 以可重复使用的弹性密封件。 法兰盖板的结构尺寸根据油箱的外形尺寸按标准选取，具体尺寸见法兰盖板的零件结构图，此处不再着详细的叙述。 为了便于油箱的搬运，在油箱的四角上焊接四个圆柱形吊耳，吊耳的结构尺寸参考同类规格的油箱选取。 在油箱的箱体另一重要装置即是液位计了，通过液位计我们可以随时了解油箱中的油量，同时选择带温度计的液位计，我们还可以检测油箱中油液的温度，以保证机械系统的最佳供油。 将它设计在靠近注油孔的附近以便在注油时观察油箱内的油量。 箱底、放油塞及支架的设计 在油箱的底设置放油塞，可以方便油箱 的清洗和换油，所以将放油塞设置在油箱底倾斜的最低处。 同时，为了更好地促使油箱内的沉积物聚积到油箱的最低点，油箱的倾斜坡度应为： 1/25 1/20～。 在油箱的底部，为了便于放油和搬运方便，在底部设置支脚，支脚距地面的距离为 150mm，并设置加强筋以增加其刚度，在支脚设地脚螺钉用的固定。 攀枝花学院学生课程设计（论文） 7 油箱的设计 20 油箱内隔板及除气网的设置 为了延长油液在油箱中的逗留时间，促进油液在油箱中的环流，促使更多的油液参与系统中的循环，以更好地发挥油箱的散热、除气、沉积的作用，在油箱中的上下板上设置隔板 ，其隔板的高度为油箱内油液高度的 2/3 以上。 并在下隔板的下部开缺口，以便吸油侧的沉积物经此缺口至回油侧，经放油孔排出。 如图 8： 在油箱中为了使油液中的气泡浮出液面，并在油箱内设置除气网，其网眼的直径可用网眼直径为 的金属网制成，并倾斜 10 30～ 布置。 在油箱内回油管与吸油管分布在回油测和吸油测，管端加工成朝向箱壁的 45 斜口，以便于油液沿箱壁环流。 油管管口应在油液液面以下，其入 口应高于底面 2～ 3 倍管径，但不应小于20mm，以避免空气或沉积物的吸入或混入。 对泄油管由于其中通过的流量一般较小，为防止泄油阻力，不应插入到液面以下。 另外在油箱的表面的通孔处，要妥善密封，所以在接口上焊上高出箱顶 20mm的凸台，以免维修时箱顶的污物落入油箱。 采用 CAD 绘制油箱的装配图见图Ⅱ以及系系统原理图见图Ⅰ。 图7 2 油 箱隔板攀枝花学院本 科课程设计。