1、双面镗孔组合机床液压系统油路块与泵站总成设计摘要本次毕业设计的题目是双面镗孔组合机床液压系统、油路块与泵站总成设计，设计过程包括：设计方案分析，负载与速度分析，确定液压系统主要参数，拟定液压系统原理图，计算和选择液压元件。本设计首先介绍了液压系统的组成及工作原理，分析了液压技术的发展趋势及其优缺点，然后根据本设计的特点及要求，提出了设计方案，对设计要求及工况进行了分析，确定了液压系统的主要参数，选取了液压缸的工作压力，最后计算了液压缸的尺寸。在设计方案拟定的基础上，确定了液压系统原理图，其中包括几种基本回路，如：调速回路，夹紧回路和调压回路等。计算和选择了液压元件，如：流量阀和溢流阀的选择，油
2、管的选择，确定液压泵的规格和电动机功率，确定了油箱容积。最后进行了液压系统性能的验算，其中包括几种工况情况下压力损失的验算及泵压力的调整，整体液压系统的发热与温升验算。关键词: 液压传动 液压泵 液压缸AbstractThe subject of the graduation project is double-sided boring machine tool hydraulic system and oil blocks and pump station assembly design, including: design scheme analysis, load and velocit
3、y analysis, confirming the main parameters of the hydraulic system, draw up hydraulic system diagram, calculation and selection of hydraulic components.Firstly, this design introduced the hydraulic system structure and working principle, analyzes the development trend of the technology of hydraulic
4、and their advantages and disadvantages, then according to the characteristics and requirements of the project, this paper puts forward the design plan. In the scheme, the requirements and working conditions were analyzed to determine the main parameters of the hydraulic system, select the working pr
5、essure of the hydraulic cylinder, and finally calculate the size of the hydraulic cylinder.Programming in the design, based on the diagram to determine the hydraulic system, including several basic circuit, such as: speed loop, clamping circuit and the voltage regulator circuit and so on. Calculatio
6、n and selection of hydraulic components, such as: the choice of flow valve and pressure relief valve, tubing choice, to determine the specifications of hydraulic pump and motor power to determine the tank volume.Finally, the performances of the hydraulic system are checked, which includes several co
7、nditions to testing the pressure loss and adjusting the pump pressure , and checking the heating and temperature rise of the overall hydraulic system Keywords: hydraulic hydraulic cylinder hydraulic pump目录摘要 .IAbstract .II目录 .III第一章 绪论 .11.1 液压系统的组成及工作原理： .11.2 液压传动的工作原理及特征 .1121 力的传递 .2122 运动的传递 .3
8、1.3 液压传动的优缺点 .31.4 液压系统的发展历史及发展趋势 .41.4.1 液压系统的发展历史 .41.4.2 液压技术的发展趋势 .5第二章 设计方案 .62.1 设计方案分析 .622 设计要求 .623 工况分析 .62.4 确定液压系统主要参数 .92.4.1 初选液压缸的工作压力 .92.4.2 液压缸的主要尺寸的计算 .10第三章 液压系统原理图 .133.1 基本回路的选择 .133.1.1 调速回路 .1331.2 快速和速度换接回路 .133.1.3 卸荷回路 .173.1.4 夹紧回路 .173.1.5 调压回路 .183.2 液压系统回路 .19第四章 液压元件的
9、计算和选择 .234.1 确定液压泵的规格以及电动机功率 .234.1.1 确定液压泵的最大工作压力 .234.1.2 确定液压泵的流量 .234.1.3 电动机的选择 .244.2 阀类元件 .254.2.1 流量阀的选择 .254.2.2 .溢流阀的选择 .254.2.3 .单向阀及液控单向阀的选择 .254.2.4 换向阀的选择 .264.2.5 液压阀的配置形式 .264.3 油管的选择 .294.4 联轴器的选择 .294.4.1 选择联轴器的原则 .294.4.2 计算联轴器的计算转矩 .304.4.3 确定联轴器的型号 .304.5 油箱容积的确定 .30第五章 液压系统性能的验
10、算及泵站总成 .335.1 压力损失的验算及泵压力的调整 .335.1.1.工进时压力损失验算和小流量泵压力调整 .335.1.2.快退时压力损失验算和大流量泵卸载压力调整。 .335.2 液压系统的发热验算 .355.3 泵站总成设计 .35结论 .37致谢 .38参考文献 .39第一章 绪论1.1 液压系统的组成及工作原理：液压传动系统主要由以下五部分组成：（1）能源装置 （2 ）执行元件 （3）控制元件 （4 ）辅助元件 （5 ）工作介质能源装置主要是压站又称液压泵站，是系统的液压装置，它按驱动装置（主机）要求供油，并控制油流的方向、压力和流量，它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械
11、下。将液压站与主机上的执行机构（油缸和油马达）用油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作、工作循环。液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。1.2 液压传动的工作原理及特征液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。液压传动是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理大概就是：在密闭环境中，向液体施加一个力，这个液体会向各个方向传递这个力！力的大小不变！ 液压传动就是利用这个物理性质，向一个物体施加一个力，利用帕斯卡原理使这个力变大！从而起到举起重物的效果！现以图 1-1 所示液压千斤顶来简述液压传动的工作原理。图 1-1 液压千斤顶工作原理图1
12、-小液压缸 2-排油单向阀 3-吸油单向阀 4-油箱5-截止阀 6-大液压缸由液压千斤顶的原理可知，小液压缸 1 与单向阀 2、3 一起完成吸油与排油，将杠杆的机械能转换为油液的压力能输出，称为（手动）液压泵。大液压缸 6 将油液的压力能转换为机械能输出，抬起重物，称为（举升）液压缸。在这里大、小液压缸组成最简单的液压系统，实现了力和运动的传递。121 力的传递设液压缸活塞面积为 A2，作用在活塞上的负载力为 F2。该力在液压缸中所产生的液体压力为 P2=F2/A2。根据帕斯卡原理，“ 在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传递到液体各点”，液压泵的排油压力 P1 应等于液压缸中的液
13、体压力，即 P1=P2=P,液压泵的排油压力又称为系统压力。为了克服负载力使液压缸活塞运动，作用在液压泵活塞上的作用力 F1 应为F1=P1A1=P2A1=PA1 (1-1)式中 A1-液压泵活塞面积。在 A1,A2 一定时，负载力 F2 越大，系统中的压力 P 也越高，所需的作用力 F1也越大，即系统压力与外负载密切相关。这是液压传动工作原理的第一个特征：液压传动中工作压力取决于负载。122 运动的传递如果不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、管路的变形，液压泵排出的液体体积必然等于进入液压缸的液体体积。设液压泵活塞位移为 S1,液压缸活塞位移为S2，则有S1A1=S2A2 (1-2)上式两边同
14、时除以运动时间 t，得q1=v1A1=v2A2=q2 (1-3)式中 v1、v2-液压泵活塞和液压缸活塞的平均运动速度；q1、q2-液压泵输出的平均流量和液压缸输出的平均流量。由上述可见，液压传动是靠密闭工作容积变化相等的原则实现运动（速度和位移）传递的。调节进入液压缸的流量 q，即可调节活塞的运动速度 v，这是液压传动工作原理的第二个特征：活塞的运动速度只取决于输入流量的大小，而与外负载无关。从上面的讨论还可以看出，与外负载力相对应的流体参数是流体压力，与运动速度相对应的流体参数是流体流量。因此，压力和流量是液压传动中两个最基本的参数。1.3 液压传动的优缺点与机械传动和电力拖动系统相比，液
15、压传动与控制技术具有以下优点：1）单位功率的重量轻，有利于机械设备及其控制系统的微型化、小型化，并进行大功率作业。2）布局灵活方便。液压元件的布置不受严格的空间位置限制，容易按照机器的需要通过管道实现系统中的各部分的链接，布局安装具有很大的柔性，能够成用其他方法难以组成的系统。3）调速范围大。通过控制阀，液压传动可以在运行过程中实现液压执行期大范围的无级调速，调速范围可达 2000.4）工作平稳、快速性好。油液具有弹性，可吸收冲击，故液压传动传递运动均匀平稳；易于实现快速启动、制动和频繁换向。5）易于操纵控制并实现过载保护。液压系统操纵控制方便，易于实现自动控制、远距离遥控和过载保护；运转时可
16、自行润滑，有利于散热和延长使用寿命。6）易于实现自动化和机电液一体化。液压技术容易与电气、电子控制技术相结合，组成机电液一体化的复杂系统，实现自动工作循环。7）易于实现直线运动。8) 液压系统的设计、制造和使用维护方便。液压元件属于机械工业基础件，已实现标准化、系列化和通用化。液压传动的缺点：1）传动过程中，能量需经两次转换，传动效率偏低。2）由于传动介质的可压缩性和泄漏等因素的影响，不能严格保证定比传动。3） 液压传动性能对温度比较敏感，不能在高温下工作，采用石油基液压油作传动介质时还需要注意防火问题。4）液压元件制造精度高，系统工作过程中发生故障不易诊断。总的来说液压传动的优点是主要的，其
17、缺点将随科学技术的发展会不断得到克服。例如，将液压传动与气压传动、电力传动机械传动合理地联合使用，构成气液、电液（气） 、机液（气）等联合传动，以进一步发挥各自的优点，相互补充，弥补某些不足之处。1.4 液压系统的发展历史及发展趋势1.4.1 液压系统的发展历史液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795 年英国约瑟夫布拉曼，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。第一次世界大战后液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速
18、。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯发明了压力平衡式叶片泵 ,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动 (液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战期间,在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“ 液压工业会”。近 2030 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。1
19、.4.2 液压技术的发展趋势由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：1减少能耗 ,充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得
20、到显著提高。2主动维护液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究。另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。3机电一体化电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。液压行业的发展趋势：液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。
