本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告書題 目 臥式單面鉆鏜兩用 機床液壓系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專業(yè)班級 指導(dǎo)老師 2016 年 3 月 25 日設(shè)計題目 臥式單面鉆鏜兩用組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計一.課題目的、意義及相關(guān)研究動態(tài):與發(fā)達(dá)國家相比,我國的液壓產(chǎn)品盡管產(chǎn)值產(chǎn)量不低,但高端產(chǎn)品幾乎由國外發(fā)達(dá)國家占據(jù)。我國工程機械行業(yè)是液壓元件的大用戶,但工程機械中的高壓大流量柱塞泵和馬達(dá)主要依靠進口,由于國外企業(yè)配額制度優(yōu)先歐美等原因,液壓元件的交貨期最長達(dá)一年半,如此交貨期嚴(yán)重制約我國工程機械的發(fā)展。還有許多國外高端的液壓元件屬于軍事、航空航天等安全領(lǐng)域我國無法獲得。與發(fā)達(dá)國家相比,我國液壓行業(yè)存在閥體和泵體鑄造能力差、元器件材質(zhì)性能差、加工精度和穩(wěn)定性差、熱處理工藝差等問題,我國液壓行業(yè)在技術(shù)上與國外先進國家的差距甚遠(yuǎn),而且這一差距有增大的趨勢。因此我們應(yīng)該有危機感,通過技術(shù)創(chuàng)新趕超德國、美國、日本等液壓先進國家。研究液壓行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的目的就是根據(jù)我國液壓行業(yè)的自身特點,應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新理論和原理,尋求我國液壓行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新策略和措施,從而推動我國液壓行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展,設(shè)計和制造出高端液壓元件、液壓附件和液壓系統(tǒng),更好地為主機服務(wù),從而實現(xiàn)從液壓大國到液壓強國的轉(zhuǎn)變由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果,如自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、磨擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料,使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展,也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此,走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破,應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進和擴展,不斷擴大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。綜合國內(nèi)外專家的意見,其主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個方面:1.減少能耗,充分利用能量液壓技術(shù)在將機械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面,已取得很大進展,但一直存在能量損耗,主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用,則將使能量轉(zhuǎn)換過程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失,必須解決下面幾個問題:2.主動維護液壓系統(tǒng)維護已從過去簡單的故障拆修,發(fā)展到故障預(yù)測,即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時,預(yù)先進行維修,清除故障隱患,避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。要實現(xiàn)主動維護技術(shù)必須要加強液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究,當(dāng)前,憑有經(jīng)驗的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗,通過看、聽、觸、測等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展,必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化,加強專家系統(tǒng)的研究,要總結(jié)專家的知識,建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫,并利用計算機根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識庫中知識,用推理機中存在的推理方法,推算出引出故障的原因,提高維修方案和預(yù)防措施。另外,還應(yīng)開發(fā)液壓系統(tǒng)自補償系統(tǒng),包括自調(diào)整、自潤滑、自校正,在故障發(fā)生之前,進市補償,這是液壓行業(yè)努力的方向。3.機電一體化電子技術(shù)和液壓傳動技術(shù)相結(jié)合,使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力,擴大了應(yīng)用領(lǐng)域。實現(xiàn)機電一體化可以提高工作可靠性,實現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化,改變液壓系統(tǒng)效率低,漏油、維修性差等缺點。二.本課題任務(wù)1)對臥式單面鉆鏜兩用組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計;2)液壓缸的設(shè)計。課題的主要內(nèi)容、創(chuàng)新之處:主要參數(shù):臥式單面鉆鏜兩用組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計,完成工件的加進——工作臺快進——工作臺工進——工作臺快退——工件松開。機床的快進速度為 6m/s,機床快進速度與快退速度一樣。工進要求是:速度在 80~~1200mm/s,最大行程為 50mm,其中工進行程為 200mm,最大切削力為 20000N,遠(yuǎn)動部件自重24000N,采用平面導(dǎo)軌,夾緊缸的行程為 25mm,夾緊力為 28000N,夾緊時間為1s 的液壓系統(tǒng)。 主要內(nèi)容:1.方向控制閥換向閥:利用閥芯和閥體間的相對運動,來變換油液流動的方向,以實現(xiàn)工作機構(gòu)的直線往復(fù)或正反轉(zhuǎn),也可利用換向閥來接通或關(guān)閉油路,在此,液壓系統(tǒng)中換向閥的使用較多,以下對每個換向閥的作用有詳細(xì)說明:(1)常開式行程閥 3:該閥是控制由變量泵出來的油液是否會流入工件夾緊回路。當(dāng)工件夾緊后,行程閥上位工作, 由變量泵出來的油液不會流入工件夾緊回去;當(dāng)工件加工完成后,需要松開工件時,此閥下位工作,油液將流入工件夾緊回路。(2)兩位四通電磁換向閥 5:該閥是控制工件夾緊和松開時油液的去向。當(dāng)工件處于夾緊狀態(tài)時,此閥右位工作,油液進入液壓缸 9 下腔,實現(xiàn)工件夾緊;當(dāng)工件加工完成需要松開時,此閥左位工作,油液進入液壓缸 9 上腔,與此同時,液壓缸下腔的油液經(jīng)過此閥左位流入油箱,從而實現(xiàn)工件松開。(3)常閉行程閥 6:該閥是控制液壓缸 9 下腔(即工件松開)是否流回油箱。當(dāng)工件加工完成后需要松開的時候,此閥下位工作,液壓缸 9 下腔的油液經(jīng)過此閥下位流入油箱。(4)三圍四通電磁換向閥 14:該閥是控制工作臺的動向。當(dāng)工作臺工進時,此閥左位工作,油液經(jīng)過此閥左位流入液壓缸 10 左腔,實現(xiàn)工作臺工進;當(dāng)工作臺快退時,此閥右位工作,油液經(jīng)過此閥右位流入液壓缸 10 右腔,此時,液壓缸 10 左腔油液經(jīng)過此閥流入油箱,實現(xiàn)工作臺快退。(5)二位三通電磁換向閥 11:該閥是控制工作臺是否快進(即是否實現(xiàn)差動連接)。當(dāng)此閥右位工作時,液壓缸 10 右腔的油經(jīng)過此閥右位流入液壓缸 10左腔,與此同時,液壓泵出來的油流入液壓缸 10 左腔,形成差動連接,實現(xiàn)了工作臺的快進。(6)常閉式行程閥 12:該閥控制液壓缸 10 右腔的油是否流入油箱。此閥處于右位時,液壓缸 10 右腔的油經(jīng)過此閥右位流入油箱。2.流量控制閥調(diào)速閥: 由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成。它在節(jié)流閥節(jié)流原理的基礎(chǔ)上,又在閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)上增設(shè)了一套壓力補償裝置,改善節(jié)流后壓力損失大的現(xiàn)象,使節(jié)流后流體的壓力基本上等同于節(jié)流前的壓力,同時減少流體的發(fā)熱。(1)調(diào)速閥 7、13:此閥通過改變閥芯的位置從而改變其橫截面積,改變油液的流速。保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.繼電器:在工件夾緊過程中當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力升高到一定數(shù)值時,發(fā)出電信號,控制工作臺這條液壓回路中的三位四通換向閥和兩位三通換向閥,從而使工件夾緊后實現(xiàn)工作臺快——工進——快退及加工完成后工件的松開,實現(xiàn)順序動作或起安全保護作用。4.單向變量液壓泵:液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件,其作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓系統(tǒng)中的油泵,它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件,是泵的一種。5.油箱:(1)貯存供系統(tǒng)循環(huán)所需的油液。(2)散發(fā)系統(tǒng)工作時所產(chǎn)生的熱量。(3)釋放混在油液中的氣體。(4)為系統(tǒng)中元件的安裝提供位置。(5)油箱應(yīng)該及時除去油液中沉淀的污物,在油箱中的油液必須使符合液壓系統(tǒng)清潔度要求的油液。 6.濾油器:對液壓油進行過濾,控制油的潔凈程度。研究方法、設(shè)計方案:1.研究方法液壓系統(tǒng)的是設(shè)計步驟:1.分析液壓系統(tǒng)的工況2.確定液壓泵原理圖3.液壓系統(tǒng)的設(shè)計和選擇液壓元件4.對液壓系統(tǒng)進行驗算5.繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件2.設(shè)計方案圖 1 臥式單面鉆鏜兩用組合機床液壓系統(tǒng)原理圖1.濾油器 2.液壓泵 3.行程閥4.液壓表開關(guān) 5.電磁換向閥 6.電磁換向閥7.調(diào)速閥 8.壓力繼電器 9.液壓缸10.液壓缸 11.電磁換向閥 12.調(diào)速閥13.行程閥 14.電磁換向閥1.工件夾緊按下啟動按鈕,變量泵 2 啟動,此時系統(tǒng)中所有電磁鐵均處于失電狀態(tài),工件處于夾緊中,到壓力繼電器 5 調(diào)電壓力,壓力繼電器 5 發(fā)出信號,行程閥3 換位。在工件加工完成后,繼電器發(fā)出信號,使電磁鐵 1YA 通電,工件松開。此時,液壓系統(tǒng)中油液流動情況為:進油路:變量泵 2——行程閥 3(下位)——二位四通電磁換向閥 5(右位)——調(diào)速閥 7——缸 9(下腔)2.工作臺快進工件夾緊后,到壓力繼電器 5 調(diào)電壓力,壓力繼電器 5 發(fā)出信號,使 2YA和 4YA 同時得電,右邊回路壓力升高,液壓缸 10 右端通過二位三通電磁換向閥右端和液壓缸 10 左端,實現(xiàn)差動連接,實現(xiàn)液壓缸 10 快速運動,此時,液壓系統(tǒng)中油液流動情況為:進油路:變量泵 2——三位四通電磁換向閥 5(右位)——液壓缸 10(左腔)與此同時,液壓缸 10(右腔)——二位三通電磁換向閥 11(右位)——液壓缸10(左腔)3.工作臺工進工作臺快進到預(yù)留位置,觸動 1QS,使 4YA 得電,液壓缸 10 右端通過二位三通電磁換向閥右端直接到液壓缸 14 的左腔。此時,液壓系統(tǒng)中油液流動情況為:進油路:變量泵 2——三位四通電磁換向閥 14(左端)——液壓缸 14(左腔) 。4.工作臺快退工作臺工進到終點時,觸動 3QS,使 2YA 得電,行程閥 13 右位工作,切斷液壓缸 10 左端進油回路,油液進入液壓缸 10 右端,此時,液壓系統(tǒng)中油液流動情況為:進油路:變量泵 2——三位四通電磁換向閥 14(右端)——行程閥 13(右位)——二位三通電磁換向閥 11(左端)——液壓缸 14(右腔) ?;赜吐罚阂簤焊?14(左腔)——三位四通電磁換向閥 14(右端)——油箱。5.工件松開工作臺快退到終點時,觸動 2QS,使 4YA 得電,行程閥 6 下位工作,缸 9下腔油液經(jīng)過二位四通電磁換向閥回到郵箱,實現(xiàn)工件松開此時,液壓系統(tǒng)中油液流動情況為:回油路:缸 9(下腔)——二位二通電磁換向閥 6(下位)——二位四通電磁換向閥 5(左位)——郵箱。完成期限和預(yù)期進度:(1)畢業(yè)設(shè)計課題調(diào)研階段:(第 1~2 周):課題調(diào)研及文獻(xiàn)檢索、完成英文翻譯。(2)畢業(yè)設(shè)計開題報告階段:(第 3~4 周):完成開題報告。(3)畢業(yè)設(shè)計主要工作階段:(第 5~12 周):①完成系統(tǒng)的總體規(guī)劃。 (第 5~6 周)②繪制其液壓系統(tǒng)設(shè)計圖紙一套、液壓缸的設(shè)計(包括零件圖和裝配圖)。并畫出原理圖。 (第 7~10 周)③完成設(shè)計說明書的撰寫工作。 (第 11~12 周)(4)畢業(yè)設(shè)計答辯階段:(第 13~15 周)主要參考資料:[1]A.Broader,A.M.Frieze,E.Shamir,and E.Upfa,Hydraulic Cutter Suction Dreger, in Random Structures & 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