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卧式组合钻孔机床液压系统设计【6张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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卧式组合钻孔机床液压系统设计

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A0-油箱装配图.dwg

A0-液压缸装配图.dwg

A0-阀块装配图.dwg

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A1-阀块-2.dwg

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关键词：: 卧式组合钻孔机床液压系统设计全套 cad 图纸毕业论文答辩优秀优良

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摘要

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。本毕业设计（论文）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。

综上所述，完成整个设计过程需要进行一系列的工作。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

Abstract

Boring machine hydraulic system design, in addition to the host in action and meet the performance requirements of the provisions, but also must meet the small size, light weight, low cost, high efficiency, simple structure, reliable operation, convenient use and maintenance of a number of generally recognized design principles. The design of the hydraulic system is the basis of known conditions to determine the work program of hydraulic, hydraulic flow, pressure and hydraulic pumps and other components of the design. To sum up, the need to complete the entire design process to conduct a series of hard work.

Enter here Abstract In this paper, focused on the combination of dual-use horizontal boring drilling machine hydraulic system, to achieve the duty cycle is: work fast forward feed situ rapid return to stop, hydraulic technology is mechanical equipment in the fastest growing technologies.

Key words :modular machine；tool hydraulic system；pump hydraulic；cylinder

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 研究意义1

1.1.1 液压技术及其应用2

1.1.2 组合机床液压系统2

1.2 液压传动的工作原理及其组成部分3

1.2.1液压传动的工作原理3

1.2.2 液压传动的组成4

1.3 液压传动的优缺点5

1.3.1 液压传动的优点5

1.3.2 液压传动的缺点6

1.4 液压技术的国内外研究现状分析6

1.5 课题的来源及研究的目的和意义7

1.6 课题的研究内容9

第2章组合钻孔机床液压系统分析10

2.1YT4543型动力滑台液压系统分析10

2.1.1 YT4543型动力滑台液压系统图10

2.1.2 YT4543型动力滑台液压系统工作过程11

2.1.3 YT4543型动力滑台液压系统分析12

2.2 双泵动力滑台供油液压系统12

2.2.1 双泵供油动力滑台液压系统图12

2.2.2 双泵供油液压系统工作过程13

2.2.3 双泵供油液压系统分析14

2.3带蓄能器的动力滑台液压系统15

2.3.1带蓄能器的动力滑台液压系统图15

2.3.2带蓄能器的动力滑台液压系统工作过程15

2.3.3 带蓄能器的动力滑台液压系统分析17

第3章卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计18

3.1 明确系统要求18

3.2 负载与运动分析18

3.2.1 工作负载18

3.2.2 惯性负载19

3.2.3 阻力负载19

3.2.4 负载图和速度图的绘制20

3.3 液压缸主要参数的确定21

3.4 液压系统设计23

3.4.1 选用执行元件24

3.4.2 速度控制回路的选择24

3.4.3 选择快速运动和换向回路24

3.4.4 拟定液压系统原理图24

3.4.5 液压系统工作过程26

3.4.6 液压系统工作过程27

3.5 液压元件的选择28

3.5.1 确定液压泵的规格和电动机功率28

3.5.1.1 选择液压泵28

3.5.1.2 选择电动机28

3.5.2 选其它元件及辅助元件29

第4章组合钻孔机床液压系统结构设计32

4.1 动力滑台液压站结构图32

4.2 阀块总装结构图33

4.3 阀块结构图33

4.4 液压缸结构图35

4.4.1缸筒与缸盖的连接形式35

4.4.2缸筒材料选择35

4.4.3液压缸壁厚的确定35

4.4.4缸筒底部厚度35

4.4.5缸筒头部法兰厚度35

4.4.6缸筒与缸盖的连接计算36

4.4.7螺钉连接计算36

第5章液压缸的有限元分析38

5.1 液压缸三维模型的建立38

5.2 有限元分析基本理论38

5.2.1 有限元法的发展概况39

5.2.2 有限元分析的基本思想40

5.2.3 有限元法分析过程42

5.2.4 ADINA软件简介43

5.3 静力分析43

5.4 结果总结与分析46

第6章组合钻孔机床液压站成本估算47

6.1 元件明细47

6.2 液压站报价明细48

结论49

致谢50

参考文献51

附录152

附录255

第1章绪论

1.1 研究意义

组合机床（如图1-1所示）是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。

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内容简介：: 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）题目卧式组合钻床液压系统设计专业机械设计制造及其自动化学号 1109511128 学生许春杰指导教师姜继海答辩日期 2013.12.17 哈工大华德学院 nts 哈工大华德学院毕业设计（论文）评语姓名：许春杰学号： 1109511128 专业：机械设计制造及其自动化毕业设计（论文）题目：卧式组合钻孔机床液压系统设计工作起止日期： _2013_年 _9 月 _10_ 日起 _2013_年 _12_ 月 _20_日止指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见： _ 指导教师签字：指导教师职称：评阅人评阅意见： _ _ _ _ 评阅教师签字： _ 评阅教师职称： _ 答辩委员会评语： _ 根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会作出如下评定： nts 学生毕业设计（论文）答辩成绩评定为：对毕业设计（论文）的特殊评语： _ 答辩委员会主任（签字）：职称： _ 答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员（签字）： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 年月日 nts 哈工大华德学院毕业设计（论文）任务书姓名：许春杰院（系）：机电与汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化班号： 1095111 任务起至日期： 2013 年 9 月 10 日至 2013 年 12 月 20 日毕业设计（论文）题目：卧式组合钻孔机床液压系统设计立题的目的和意义：目前液压技术发展迅猛，在各行各业中均有大量应用，在许多机床中都有体现，组合机床是大批量生产中的主要机械加工设备，因此通过本次毕业设计，培养学生综合运用液压传动、机械设计、工程系统等课程中所学理论知识的能力；强调设计的独创性和实用性，培养和提高设计者独立分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。技术要求与主要内容：技术要求：加工对象为变速箱箱体孔，材料为铸铁（硬度 HB = 240），该钻孔机床主轴箱上有 16 根主轴，加工 14 个 13.9 的孔和两个 8.5 的孔；刀具为高速钢钻头，工件重400 千克，加工动作顺序如下动力滑台快速趋近工件 I 工进 II 工进加工结束快退原位停止。工作负载：工作切削阻力， I 工进时轴向阻力 FtI = 1400（ N）， II 工进时轴向阻力 Ft = 8000（ N）；滑台移动质量 m = 510kg；工作速度：快进 v 快 = 3.5m/min 0.06m/s； v 快退 = v 快进 I 工进 v = （ 80 100） mm/min = （ 1.33 1.67） 10-3 m/s II 工进 v = （ 30 50） mm/min = （ 5 8.33） 10-4 m/s 加减速时间： t 0.2 s。滑台移动行程：快进 S = 200mm， I 工进 SI = 100mm， II 工进 SII = 50mm 滑台导轨型式：平导轨。静摩擦系数 fs = 0.2，动摩擦系数： fd = 0.1. 工作性能要求：运动速度要平稳，滑台往复次数不大于 30 次 /分，液压缸效率 nts = 0.9 主要内容：对现有的卧式组合钻孔机床液压系统进行调研和分析，明确组合钻床液压系统的工作机理和分类，设计组合钻床液压系统中的相关部分，并对其进行总结。其中包括： 1. 分析现有液压油源的组成和工作原理； 2. 设计组合钻床液压油源系统原理图； 3. 设计组合钻床液压油源； 4. 设计液压缸的装配图； 5. 设计液压缸的部分零件图； 6. 设计系统所需的阀块装配图； 7. 设计阀块的零件图；撰写毕业设计论文。进度安排：查阅资料、熟悉毕业设计（论文）内容 1 周明确设计要求、进行工况分析 1 周执行元件主要参数的确定 1 周液压系统原理图的拟定 2 周液压元件的计算和选择 1 周液压系统技术性能的验算 2 周绘制正式工作图和编制文件 3 周整理撰写毕业论文 1 周毕业答辩准备 1 周总计 13 周 nts 同组设计者及分工：独自完成指导教师签字 _ 年月日系（教研室）主任意见：系（教研室）主任签字 _ 年月日 nts nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - I - 摘要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。本毕业设计（论文）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。综上所述，完成整个设计过程需要进行一系列的工作。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 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - II - Abstract Boring machine hydraulic system design, in addition to the host in action and meet the performance requirements of the provisions, but also must meet the small size, light weight, low cost, high efficiency, simple structure, reliable operation, convenient use and maintenance of a number of generally recognized design principles. The design of the hydraulic system is the basis of known conditions to determine the work program of hydraulic, hydraulic flow, pressure and hydraulic pumps and other components of the design. To sum up, the need to complete the entire design process to conduct a series of hard work. Enter here Abstract In this paper, focused on the combination of dual-use horizontal boring drilling machine hydraulic system, to achieve the duty cycle is: work fast forward feed situ rapid return to stop, hydraulic technology is mechanical equipment in the fastest growing technologies. Key words :modular machine； tool hydraulic system； pump hydraulic； cylinder nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - III - 目录摘要 . I Abstract . II 第 1 章绪论 . 1 1.1 研究意义 . 1 1.1.1 液压技术及其应用 . 2 1.1.2 组合机床液压系统 . 2 1.2 液压传动的工作原理及其组成部分 . 3 1.2.1 液压传动的工作原理 . 3 1.2.2 液压传动的组成 . 4 1.3 液压传动的优缺点 . 5 1.3.1 液压传动的优点 . 5 1.3.2 液压传动的缺点 . 6 1.4 液压技术的国内外研究现状分析 . 6 1.5 课题的来源及研究的目的和意义 . 7 1.6 课题的研究内容 . 9 第 2 章组合钻孔机床液压系统分析 . 10 2.1 YT4543 型动力滑台液压系统分析 . 10 2.1.1 YT4543 型动力滑台液压系统图 . 10 2.1.2 YT4543 型动力滑台液压系统工作过程 . 11 2.1.3 YT4543 型动力滑台液压系统分析 . 12 2.2 双泵动力滑台供油液压系统 . 12 2.2.1 双泵供油动力滑台液压系统图 . 12 2.2.2 双泵供油液压系统工作过程 . 13 2.2.3 双泵供油液压系统分析 . 14 2.3 带蓄能器的动力滑台液压系统 . 15 2.3.1 带蓄能器的动力滑台液压系统图 . 15 2.3.2 带蓄能器的动力滑台液压系统工作过程 . 15 2.3.3 带蓄能器的动力滑台液压系统分析 . 17 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - IV - 第 3 章卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计 . 18 3.1 明确系统要求 . 18 3.2 负载与运动分析 . 18 3.2.1 工作负载 . 18 3.2.2 惯性负载 . 19 3.2.3 阻力负载 . 19 3.2.4 负载图和速度图的绘制 . 20 3.3 液压缸主要参数的确定 . 21 3.4 液压系统设计 . 23 3.4.1 选用执行元件 . 24 3.4.2 速度控制回路的选择 . 24 3.4.3 选择快速运动和换向回路 . 24 3.4.4 拟定液压系统原理图 . 24 3.4.5 液压系统工作过程 . 26 3.4.6 液压系统工作过程 . 27 3.5 液压元件的选择 . 28 3.5.1 确定液压泵的规格和电动机功率 . 28 3.5.1.1 选择液压泵 . 28 3.5.1.2 选择电动机 . 28 3.5.2 选其它元件及辅助元件 . 29 第 4 章组合钻孔机床液压系统结构设计 . 32 4.1 动力滑台液压站结构图 . 32 4.2 阀块总装结构图 . 33 4.3 阀块结构图 . 33 4.4 液压缸结构图 . 35 4.4.1 缸筒与缸盖的连接形式 . 35 4.4.2 缸筒材料选择 . 35 4.4.3 液压缸壁厚的确定 . 35 4.4.4 缸筒底部厚度 . 35 4.4.5 缸筒头部法兰厚度 . 35 4.4.6 缸筒与缸盖的连接计算 . 36 4.4.7 螺钉连接计算 . 36 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - V - 第 5 章液压缸的有限元分析 . 38 5.1 液压缸三维模型的建立 . 38 5.2 有限元分析基本理论 . 38 5.2.1 有限元法的发展概况 . 39 5.2.2 有限元分析的基本思想 . 40 5.2.3 有限元法分析过程 . 42 5.2.4 ADINA 软件简介 . 43 5.3 静力分析 . 43 5.4 结果总结与分析 . 46 第 6 章组合钻孔机床液压站成本估算 . 47 6.1 元件明细 . 47 6.2 液压站报价明细 . 48 结论 . 49 致谢 . 50 参考文献 . 51 附录 1 . 52 附录 2 . 55 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 1 - 第 1 章绪论 1.1 研究意义组合机床（如图 1-1 所示）是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。图 1-1 组合机床实物图组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 2 - 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。组合机床的研制和推广，是加速机械工业技术革命的有效途径之一。它是机械工业，特别是汽车、拖拉机、电动机、仪表以及军工等生产部门进行机床革新、推动生产发展的重要设备。 1.1.1 液压技术及其应用液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一，已成为工业机械、工程建设机械及国际尖端产品不可缺少的重要技术基础。是它们向自动化、高精度、高效率、高速度、小型化、轻量化方向发展的关键技术。世界工业发达国家都将液压工业列为竞争发展的行业，其发展速度远高于机械工业的发展速度。液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术。机械制造是为国民经济各部门和自身技术改造提供先进技术装备的工业部门。铸造、锻压、焊接、热处理、及切削等是机械制造工业获取毛坯、成形产品及提高零件机械性能的重要生产方法，在众多金属冷、热加工机器设备中普遍使用液压技术，其中压力机和金属切削机床是应用液压技术较早较广的领域 1。在车、铣、刨、磨、钻各类液压机床中，主要利用液压技术可在较宽范围内进行无级调速，具有良好的换向及换接性能，易于实现工作循环等优点，完成工件及刀具的夹紧、控制进给速度和驱动主轴作业，尽管现代数控机床、加工中心等先进制造设备中采用电伺服系统，但采用液压传动与控制仍然是现代金属切削机床自动化的重要途径。在锻造机、液压机、折弯机、剪切机等压力加工设备中，主要利用液压传动传递力较大、便于压力调节控制和过载保护的特点，进行下料、成形加工等作业。铸造、锻压、焊接、热处理等机器设备的生产作业环境极为恶劣，温度高、粉尘多、湿度大、有腐蚀性气体、振动噪声大。因此要求机器要有良好的适应性、可靠性和维护性。在造型机及浇铸机、焊接机、淬火机等铸造、焊接及热处理机器设备中，主要利用液压技术便于无级调速和远距离遥控作业等特点，进行造型及铸型输送与浇铸、高温零件抓取等作业，以减轻劳动者劳动强度、避免和减少热辐射和有害气体对人身的侵袭并提高生产率。 1.1.2 组合机床液压系统组合机床液压系统主要由通用滑台和辅助部分（如定位、夹紧）组成。nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 3 - 液压动力滑台是组合机床上的一种通用部件，可根据加工需要安装不同用途的主轴箱，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、铣削及攻丝等工序 2。 1.2 液压传动的工作原理及其组成部分液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等 3。 1.2.1 液压传动的工作原理液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件（液压缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。图 1-2 是组合钻床动力滑台的液压系统原理图 2。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 4 - 91 1死挡铁停留34561 2P 2P 3快进一工进二工进快退原位P 1P 2P 3P 11272 Y A1 Y A4 Y A3 Y A81 01-过滤器； 2-限压式变量泵； 3， 6-单向阀； 4-背压阀； 5-顺序阀； 7-电液磁换向阀； 8， 10-单向调速阀； 9， 11-电磁阀； 12-压力继电器 1-2 组合钻床动力滑台液压传动系统原理图 1.2.2 液压传动的组成液压传动系统主要由下列 5 部分组成：（ 1）动力元件，即液压泵，其职能是将原动机的机械能转换为液体的压力动能（表现为压力、流量），其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源 5。（ 2）执行元件，指液压缸或液压马达，其职能是将液压能转换为机械能而对外做功，液压缸可驱动工作机构实现往复直线运动（或摆动），液压马达可完成回转运动。（ 3）控制调节元件，指各种阀利用这些元件可以控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向等，以保证执行元件能按照人们预期的要求进行工作。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 5 - （ 4）辅助元件，包括油箱、过滤器、管路及接头、冷却器、压力表等。它们的作用是提供必要的条件使系统正常工作并便于监测控制。（ 5）工作介质，即传动液体，通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的，另外液压油还可以对液压元件中相互运动的零件起润滑作用。 1.3 液压传动的优缺点 1.3.1 液压传动的优点（ 1）传动平稳在液压传动装置中，由于液压油液的压缩量非常小，在通常压力下可以认为不可压缩，依靠油液的连续流动进行传动。油液有吸振能力，在油路中还可以设置液压缓冲装置，因此不像机械机构因加工和装配误差会引起振动扣撞击，使传动十分平稳，便于实现频繁的换向；因此它广泛地应用在要求传动平稳的机械上，例如磨床几乎全都采用了液压传动。（ 2）质量轻 /体积小液压传动与机械、电力等传动方式相比，在输出同样功率的条件下，体积和质量可以减少很多，因此惯性小、动作灵敏；这对液压仿形、液压自动控制和要求减轻质量的机器来说，是特别重要的。例如我国生产的 1m3 挖掘机在采用液压传动后，比采用机械传动时的质量减轻了 1t5。（ 3）承载能力大液压传动易于获得很大的力和转矩，因此广泛用于压制机、隧道掘进机、万吨轮船操舵机和万吨水压机等。（ 4）容易实现无级调速在液压传动中，调节液体的流量就可实现无级凋速，并且凋速范围很大，可达 2000:1，很容易获得极低的速度。（ 5）易于实现过载保护液压系统中采取了很多安全保护措施，能够自动防止过载，避免发生事故。（ 6）液压元件能够自动润滑由于采用液压油作为工作介质，使液压传动装置能自动润滑，因此元件的使用寿命较长。（ 7）容易实现复杂的动作 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 6 - 采用液压传动能获得各种复杂的机械动作，如仿形车床的液压仿形刀架、数控铣床的液压工作台，可加工出不规则形状的零件。（ 8）简化机构采用液压传动可大大地简化机械结构，从而减少了机械零部件数目。（ 9）便于实现自动化液压系统中，液体的压力、流量和方向是非常容易控制的，再加上电气装置的配合，很容易实现复杂的自动工作循环。目前，液压传动在组合机床和自动线上应用得很普遍。 1.3.2 液压传动的缺点（ 1）液压元件制造精度要求高由于元件的技术要求高和装配比较困难，使用维护比较格。（ 2）实现定比传动困难液压传动是以液压油液为工作介质，在相对运动表面间不可避免的要有泄漏，同时油液也不是绝对不可压缩的。因此不宜应用在在传动比要求严格的场合，例如螺纹和齿轮加工机床的传动系统。（ 3）液压油液受温度的影响由于液压油的粘度随温度的改变而改变，故不宜在高温或低温的环境下工作。（ 4）不适宜远距离输送动力由于采用油管传输压力油，压力损失较大，故不宜远距离输送动力。（ 5）油液中混入空气易影响工作性能油液中混入空气后，容易引起爬行、振动和噪声，使系统的工作性能受到影响。（ 6）油液容易污染油液污染后，会影响系统工作的可靠性。（ 7）发生故障不易检查和排除。 1.4 液压技术的国内外研究现状分析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，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，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。第一个使用液压原理的是 1795 年英国约瑟夫布拉曼（ Joseph Braman，1749-1814），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，nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 7 - 诞生了世界上第一台水压机。 1905 年他又将工作介质由水改为油，使其性能得到了进一步的到改善 6。在流体产品领域内，目前世界上最大的流体产品（主要是液压件、密封件及液压附件等）制造企业，美国的派克（ Parket）公司，成立于 1918 年，也有近 100 年历史，可以提供品种齐全的、高技术水平的液压件、密封件及所有的液压附件。目前世界上最大的用于静液压系统的变量液压元件制造企业，德国的博士力士乐公司，已有 200 多年的历史，从 1953 年开始全面制造液压元件，也有 50 年以上历史。其最具特色的产品是用于静液压传动的变量系统液压元件，无论是斜盘式或斜轴式，闭式（泵控）或开式（阀控）系统液压元件品种都非常齐全，能为各种需要静液压系统元件的工程机械整个系统成套配套。还有世界上最大的传动部件制造企业，德国的 ZF 公司，成立于 1915 年，也有近 100 年历史，能为各种工程机械提供品种齐全的传动部件。在电气配套件方面，世界最大的德国西门子电气公司，以及日本的东芝公司、川崎公司、德国的博士（ Bose）公司等，都有 50 年以上，甚至 100年以上的悠久历史，能满足工程机械各种高技术水平的电气系统和电气元件的要求。第一次世界大战（ 1914-1918）后液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后 ,发展更为迅速。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（ F. Vikers）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（ G. Constantimsco）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展。我国的液压工业开始于 20 世纪 50 年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。 60 年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 8 - 合理调整产品结构，对一些性能差，而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。近些年来国外工程机械有一种发展趋势，主机制造企业逐步向组装企业方向发展，配套件逐步由供应商来提供。比如世界上实力最强的主机制造企业美国的卡特彼勒（ Caterpillar）、凯斯（ Case）、日本的小松（ Komatsu）、瑞典的沃尔沃（ Volvo）等世界上这些大型的工程机械主机制造企业，其配套件的配套能力也是非常强的，它们的配套件外配的数量也是在逐年大幅度地增长，一些中小工程机械企业就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企业来提供。这样做有几大好处，主机企业可集中精力把自己的主机产品作好，减少配套件完全由主机企业自己来承担的风险，而配套件企业作得更强更大，有能力迅速提高配套件的质量、技术水平，同时能为主机企业提供更多的新产品，这样更容易促进主机产品的发展。国外工程机械主机企业从 1988 年达850 亿美元的销售额以来，基本上没有多大变化，而相反这些年来配套件从150 亿美元，增长到 1000 亿美元，增幅是相当大的。因此，国外工程机械配套件这些年来得到了快速发展。国外工程机械配套件生产历史悠久、技术成熟、品种齐全，完全能满足各种工程机械的配套需求国外许多工程机械主要配套件企业都有 50 年，甚至 100 年以上的发展历史，企业的规模都相对较大，技术十分成熟，品种也非常齐全，几乎应有尽有。比如目前世界上生产密封件及减振器最大的企业，德国的弗罗伊登贝（ Freudenberg）公司，成立于 1849年，生产密封件及减振器已有 100 多年历史，其品种应有尽有，从技术上、品种上完全能满足液压行业对密封件及密封技术的要求。同时还不断推出新的密封材料及新的密封结构，推动液压密封技术不断向更高技术水平发展。目前世界上最大的中大型发动机制造企业，美国的康明斯（ Cummins）发动机制造公司，成立于 1919 年，也几乎有近 100 年的历史。 37.3kW（ 50 马力）以上的柴油机可以全方位为各种工程机械，甚至所有需要柴油机动力的各种机械配套，在技术上可以完全满足最苛刻的欧 II、欧 III 排放标准，甚至可以达到欧 IV、欧 V 排放标准 8。在科学技术迅猛发展的今天，计算机技术、网络技术、通信技术等现代化信息技术正对人类的生产生活产生着前所未有的影响。这些信息技术的进步，为今后制造业的发展，设计方法与制造技术模式的改变指明了方向，为数字化设计资源与制造资源的远程共享，进一步提高产品开发效率奠定了基础。这一点已经引起了学术界的广泛关注，并且有很多科研学者已经投入到nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 9 - 了这方面的研究。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，存在着零部件种类繁多、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。为减轻液压设计人员的工作负担，实现现代化设计模式的转变以及设计资源、技术资源和产品信息的共享。 1.5 课题的来源及研究的目的和意义课题来源于哈尔滨通用液压机械制造有限公司。研究的目的：通过本次毕业设计主要学习掌握综合运用液压传动、机械设计、工程系统等课程中所学理论知识的能力；着重突出液压系统设计的独立性和实用性，培养和提高独立分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。研究的意义：组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。这种机床既有专用机床的结构简单、生产率和自动程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要。其中液压系统是组合机床必不可少的部分，由于液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置，而且重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快，还可自动实现过载保护。 1.6 课题的研究内容对现有的卧式组合钻孔机床液压系统进行调研和分析，明确组合钻床液压系统的工作机理和分类，设计组合钻床液压系统中的相关部分，并对其进行总结。其中包括：（ 1）分析现有组合钻床的组成和工作原理；（ 2）设计组合钻床液压油源系统原理图；（ 3）设计组合钻床液压油源；（ 4）设计液压缸的装配图；（ 5）设计液压缸的部分零件图；（ 6）设计系统所需的阀块装配图；（ 7）设计阀块的零件图；（ 8）撰写毕业设计论文。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 10 - 第 2 章组合钻孔机床液压系统分析 2.1 YT4543 型动力滑台液压系统分析 2.1.1 YT4543 型动力滑台液压系统图图 2-1 为 YT4543 型动力滑台液压系统图，下面以实现二次工作进给的自动循环为例，说明其工作原理 3。 81 2死挡铁停留34561 3P 2P 3快进一工进二工进快退原位P 1P 2P 3P 11272 Y A1 Y A3 Y A1 01 191-过滤器； 2-限压式变量泵； 3， 6， 10-单向阀； 4-背压阀； 5-顺序阀； 7-电液磁换向阀； 8,9-调速阀； 11-下行程阀； 12-电磁阀； 13-压力继电器图 2-1 YT4543 型动力滑台液压系统图 2.1.2 YT4543 型动力滑台液压系统工作过程 1快进 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 11 - 按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电，电磁换向阀 7 的先导阀左位，液动换向阀在控制压力油作用下将作为接入系统。进油路油箱过滤器 1 泵 2 单向阀 3 阀 7 阀 11 液压缸左腔回油路液压缸右腔阀 7 单向阀 6 阀 11 液压缸左腔 2第一次工进当滑台快进到预定位置时，压下行程阀 11，切断快进通道，这时压力油经调速阀 8、电磁阀 12 进入液压缸左腔。由于液压泵供油压力高，顺序阀 5已被打开。进油路油箱 -过滤器 1 泵 2 单向阀 3 阀 7 调速阀 8 阀 12 液压缸左腔回油路液压缸右腔阀 7 顺序阀 5 背压阀 4 油箱 3第二次工进一工进结束时，挡块压下行程阀开关使电磁铁 3YA 通电，这时压力油经调速阀 8 和 9 进入液压缸的左腔液压缸右腔的回油路线与一工进时相同。此时，变量泵输出的流量自动与二工进调速阀 9 的开口相适应。 4死挡铁停留当滑台以二工进速度进行碰到死档铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时液压缸左腔压力升高，使压力继电器 13 动作，发出电信号给时间继电器。停留时间由时间电器调定。 5快退停留结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁 1YA、 3YA 断电， 2YA 通电，电液磁换向阀 7 的先导阀右位工作，液动换向阀在控制压力油作用下将右位接入系统。进油路泵 2 单向阀 3 阀 7 液压缸右腔回油路液压缸左腔阀 10 阀 7 油箱 6原位停止当滑快退到原位时，挡块压下终点行程开关，使电磁铁 2YA 断电，电磁先导阀和液动换向阀都处于中位液压缸两腔油路封闭，滑台停止运动。这时nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 12 - 泵输出的油液经阀 3 和阀 7 进入油箱，泵在低压卸荷。 2.1.3 YT4543 型动力滑台液压系统分析（ 1）采用容积节流调速回路，无溢流功率损失，系统效率较高，且能保证稳定的低速运动，较好的速度刚性和较大的调速范围。（ 2）限压式变量泵加上差动连接的快速回路，即解决了快慢速度相差悬殊的难题，又使能量利用经济合理。（ 3）采用行程阀实现快慢速换接，使动作的可靠性、转换精度和平稳性都较高。一工进和二工进之间的转换，由于通过调速阀 8 的流量很小，采用电磁阀式换接已能保证所需的转换精度。（ 4）限压式变量泵本身就能按预先调定的压力限制其最大工作压力，故在采用限压式变量泵的系统中，一般不需要另外设置安全阀。（ 5）采用换向阀式低压卸荷回路，可以减少能量损耗，结构也比较简单。（ 6）采用三位五通电液换向阀，具有换向性能好，滑台可在任意位置停止，快进时构成差动连接等优点。 2.2 双泵动力滑台供油液压系统 2.2.1 双泵供油动力滑台液压系统图图 2-2 为双泵供油动力滑台液压系统图，下面以实现一次工作进给的自动循环为例，说明其工作原理。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 13 - 1-双联叶片泵； 2-溢流阀； 3， 4， 8-单向阀； 5-三位五通电磁换向阀； 6-压力继电器； 7-单向行程调速阀； 9-背压阀； 10-外控顺序阀； 11-压力表； 12-压力表开关； 13-压力继电器图 2-2 双泵供油液压系统图 2.2.2 双泵供油液压系统工作过程 1快进快进如图 2-2 所示，按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电，由泵 1 输出地压力油经三位五通

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