1、1 毕 业 论 文 液压系统的设计 院 系： XX 机电工程系 专 业： 机械制造及自动化 姓 名： XXX 学 号： 08XXXX22 指导老师： XXX 2010 年 月 日 4 毕业设计（论文）任务书 题目 液压系统的设计 主要研究 目标 (或研 究内容 ) 液压系 统的设计 课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等） 任务：该系统的工作循环要求为：快进 工进 快退 停止。已知：最大切削力 Fw=12 000，运动部件自重 Fg=10 000；工作台快进、快退速度相等，v1=0.1m/s；工作进给速度范围为 3 10-4 5 10-4m/s；快进的行程为L1=4
2、00mm；工作行程长度为 L2=10mm。导轨为平导轨，其静摩擦系数为 fs=0.2，动摩擦系数为 fd=0.1，往复运动的加速、减速时间 t=0.2s。该系统采用液压与电气配合，实现自动工作循环 控制。 设计进度安排 毕业设计工作进度计划： 1. 2010 年 9 月 7 日接受任务 2. 2010 年 11 月 2 日上交初稿 指 导 教 师签 字： 教研室主任 签 字： 年 月 日 摘要 5 主要阐述了组合机床动力滑台液压系统，能实现的工作循环是：快速前进 工作进给 快速退回 原位停止，液压技术是机械设备中发展速度最快的技术之一。特别是近年可与微电子、计算机技术相结合、使液压技术进入了一
3、个新的发展阶段，液压元器件制造技术的进一步提高，使液压技术不仅在作为一种 基本的传统形式上占有重要地位而且以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段。 面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为制造工业重要设备的各类机加工工艺装备也有了许多新的变化，尤其是孔加工，其在今天的液压系统的地位越来越重要。 本液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小、重量轻、成本低、效率高、机构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普通设计原则。液压系统的设计主要是根据已知的条件 ，来确定液压
4、工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它元件的设计。 完成整个设计过程需要进行一系列艰巨的工作。设计者首先应树立正确的设计思想，努力掌握先进的科学技术知识和科学的辩证的思想方法。同时，还要坚持理论联系实际，并在实践中不断总结和积累设计经验，向有关领域的科技工作者和从事生产实践的工作者学习，不断发展和创新，才能较好地完成机械设计任务。 关键词 ：组合机床 液压系统 液压缸 液压泵换向阀 目 录 6 任务书 摘要 第 1 章 液压传动的发展概况和应用 . 错误 !未定义书签。 1.1 液压传动的发展概况 . 错误 !未定义书签。 1.2 液压传动的特点及在机械行业中的应用 . 错误 !未定义书签。
5、第 2 章 液压传动的工作原理和组成 . 错误 !未定义书签。 2.1 工作原理 . 错误 !未定义书签。 2.2 液压系统的基本组成 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 液压系统工况分析 . 错误 !未定义书签。 3.1 运动分析、负载分析、负载计算 . 错误 !未定义书签。 3.2 液压缸的确定 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 拟定液压系统图 . 错误 !未定义书签。 4.1 选择液压泵型式和液压回路 . 错误 !未定义书签。 4.2 选择液压回路和液压系统的合成 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 液压元件的选择 . 错误 !未定义书签。 5.1 选择液压泵和电机 . 错误 !
6、未定义书签。 5.2 辅助元件的选择 . 错误 !未定义书签。 5.3 确定管道尺寸 . 错误 !未定义书签。 5.4 确定油 箱容积 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 液压系统的性能验 . 错误 !未定义书签。 6.1 管路系统压力损失验算 . 错误 !未定义书签。 6.2 液压系统的发热与温升验算 . 错误 !未定义书签。 注意事项 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附表 . 错误 !未定义书签。 1 第 1 液压传动的发展概况和应用 1.1 液压传动的发展概况 液压传动和气压传动称为流体传动，是据 17 世纪帕斯卡提出的液体
7、静压力传动原理发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。当今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 20 世纪 50 年代我国的液压工业才开始，液压元件初用于锻压和机床设备上。六十年代有了进一步的发展，渗透到了各个工业部门，在工程机械、冶金、机床、汽车等工业中得到广泛 的应用。如今的液压系统技术向着高压、高速、高效率、高集成等方向发展。同时，新元件的应用、计算机的仿真和优化等工作，也取得了卓有的成效。 工程机械主要的配套件有动力元件、传动元件、液压元件及电器元件等。内燃式柴油发动机是目前工程机械动力元件基本上都采用的；传动分为机械传动、液力机械传动等。液
8、力机械传动时现在最普遍使用的。液压元件主要有泵、缸、密封件和液压附件等。 当前，我国的液压件也已从低压到高压形成系列。我国机械工业引进并吸收新技术的基础上，进行研究，获得了符合国际标准的液压产品。并进一步的优化自己的产 业结构，得到性能更好符合国际标准的产品。国外的工程机械主要配套件的特点是生产历史悠久、技术成熟、生产集中度高、品牌效应突出。主机和配套件是互相影响、互相促进的。当下，国外工程机械配套件的发展形势较好。 最近，这些年国外的工程机械有一种趋势，就是：主机的制造企业逐步向组装企业方向发展，配套件由供应商提供。美国的凯斯、卡特彼勒，瑞典的沃尔沃等是世界上实力最强的主机制造企业，其配套件
9、的配套能力也是非常强的，数量上也是逐年大幅的增长，配套件主由零部件制造企业来提供。 在科技大爆炸的今天，计算机技术、网络技术、通 信技术等现代信息技术对人类的生产生活产生了前所未有的影响。这也为今后制造业的发展，设计方法与制造技术模式的改变指2 明了方向，为数字化的设计资源与制造资源的远程共享，提高产品效率奠定了基础。目前，在液压领域中，特别是中小企业在进行液压传动系统的设计时，存在零部件种类繁多、系统集成复杂、参考资料缺乏等一系列困难，而远程设计服务可以解决这些问题。 1.2 液压传动的特点及在机械行业中的应用 1、液压传动的优点： （ 1）单位功率的重量轻，即在相同功率输出的条件下，体积小
10、、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好。 （ 2） 可实现较大范围的无级调速。 （ 3）工作平稳、冲击小、能快速的启动、制动和频繁换向。 （ 4）获得很大的力和转矩容易。 （ 5）操作方便，调节简单，易于实现自动化。 （ 6）易于实现过载保护，安全性好。 （ 7）液压元件以实现了标准化、系列化和通用化，便于液压系统的设计、制造和使用 。 2、液压系统的缺点： （ 1）液压系统中存在着泄漏、油液的可压缩性等，这些都影响运动的传递的准确性，不宜用于对传动比要求精确地场合。 （ 2）液压油对温度敏感，因此它的性能会随温度的变化而改变。因此，不宜用于问短变化范围大的场合。 （ 3）工 作过程中存在多的
11、能量损失，液压传动的效率不高，不宜用于远距离传送。 （ 4）液压元件的制造精度要求较高，制造成本大，故液压系统的故障较难诊断排除。 3 液压系统在机械行业中的应用： 工程机械 装载机、推土机等。 汽车工业 平板车、高空作业等。 机床工业 车床铣、床刨、床磨等。 冶金机械 轧钢机控制系统、电炉控制系统等。 起重运输机械 起重机、装卸机械等。 铸造机械 加料机、压铸机等。 3 第 2 章 液压传动的工作原理和组成 液压传动是以液体为工作介质来传递动力（能量）的，它又分为液压传 动和液力传动两种形式。液压传动中心户要是以液体压力能来进行传递动力的，液力传动主要是以液体动能来传递动力。液压系统是利用液
12、压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能， g 经各种控制阀、管路和液压执行元件将液体的压力能转换成为机械能，来驱动工作机构，实现直线往复运动和会回转运动。油箱液压泵溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸及连接这些元件的油管、接头等组成了驱动机床工作台的液压系统。 2.1 工作原理 液油在电动机驱动液压泵的作用下经滤油器从油箱中被吸出，加油后的液油由泵的进油口输入管路。再经开停阀节流阀换向阀进入液压 缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。 节流阀用来调节工作台的移动速度。调大节流阀，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度就增大；调小节流阀，进入液压缸的油量就减少，工作台
13、的移动速度减少。故速度是由油量决定的， 液压系统的原理图见图 2。 2.2 液压系统的基本组成 （ 1）动力元件：液压缸 将原动机输入的机械能转换为压力能，向系统提供压力介质。 （ 2）执行元件：液压缸 直线运动，输出力、位移；液压马达 回转运动，输出转矩 转速。执行元件是将介质的压力能转换为机械能的能量 输出装置。 （ 3）控制元件：压力、方向、流量控制的元件。用来控制液压系统所需的压力、流量、4 方向和工作性能，以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 （ 4）辅助元件：油箱、管路、压力表等。它们对保证液压系统可靠和稳定工作具有非常重要的作用。 （ 5）工作介质：液压油。是传递能量的介质。
14、5 第 3 章 液压系统工况分析 3.1 运动分析、负载分析、负载计算 绘制动力滑台的工作循环图，如图 1-1（ a）所示。 （ a） 6 图表 1 (b) (c) 快进 ssvLt 41.0 4.0111 工进 ssvLt 250 0 0 4.0 01.0222 快退 ssv ttt 1.41.0 41.01 213 3.2 液压缸的确定 3.2.1 液压缸工作负载的计算 （ 1）工作负载： NFw 12000 （ 2）摩擦阻力： 静摩擦阻力 NNFuj 2 0 0 01 0 0 0 02.0 动摩擦阻力 NNF ui 1 0 0 01 0 0 0 01.0 （ 3）惯性阻力动力滑台起动加速
15、，反向起动加速和快退 减速制动的加速度的绝对值相等，即 v=0.1m/s， t=0.2m/s,故惯性阻力为： NtgvGmaF a 5 0 0)2.010()1.01 0 0 0 0(/ 根据以上的计算，可得到液压缸各阶段的各各动作负载，见表 1 所示，并绘制负载循环图，如图 1-c 所示。 表 1 液压缸各阶段工作负载计算 工况 计算公式 液压缸负载 /N 液压缸推力 F/N 起动 FfgF2 000 2 222 加速 F Ffd Fg1 500 1 667 快进 FfdF1 000 1 111 工进 F= Fw +Ffd13 000 14 444 反向起动 F =Ffg2 000 2 222 加速 F =Ffd+Fa 1 500 1 667 快退 F =Ffd1 000 1 111 制动 F =Ffd Fa 500 556
