4375摇臂钻床液压控制系统的设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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4375摇臂钻床液压控制系统的设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,摇臂,钻床,液压,控制系统,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
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南京理工大学紫金学院 毕业设计（论文）任务书 系 ： 机械工程系 专 业 ： 机械工程与自动化 学 生 姓 名： 时后涛 学 号： 060104252 设计 (论文 )题目 ： 摇臂钻床液压控制系统 的设计 起 迄 日 期 : 2010 年 2 月 24 日 2010 年 6 月 5 日 设计 (论文 )地点 : 南京理工大学紫金学院 指 导 教 师 : 江琴 专业 负责 人 : 发任务书日期 : 2010 年 2 月 23 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导 教师根据各课题的具体情况填写，经 学生所在专业 的负责人 审查、系领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全 号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过本次毕业设计，能使我们把先修的基础和专业基础课程中所获得的理论知识 在实际的设计工作中综合地加以应用，通过毕业设计之后能够熟练应用有关参考资料、计算图表、手册；熟悉有关的国家标准和部颁标准，为以后成为优秀的工程技术人员打下良好的基础。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 这个系统通过液压回路来实现控制卡盘的夹紧、松开及对不同的零件类型来实现正钻、反钻的控制 ,其要求如下： 1） 卡盘卡紧、松开时动作要平稳，在进行动作换向时不应有冲击； 2） 当卡盘卡紧后，液压机构应有足够的保压能力； 3） 系统中要有减压装置，该系统在工作过 程中应为恒压； 4） 钻头工作时应没有冲击，爬行等不良现象； 5） 为保证生产安全，避免忽然断电及电机损坏等突发事件的发生，系统中应有连锁保压装置。 主要设计参数： 系统工作压力： 统流量： 18L/达工作压力： 达转速范围： 150r/000r/压油缸工作压力： 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 液压系统设计图至少一份，毕业设计说明书一份。 4主要参考文献： 1 左健民 . 液压与气压传动 . 北京：机械工业出版社， 2006 2 雷天觉 . 压力工程手册 . 北京：机械工业出版社， 1990 3 章宏甲，黄宜主 . 机床液压传动 . 北京：机械工业出版社， 1987 4 丛庄远，刘震北 . 液压技术基本理论 . 哈尔滨：哈尔滨工业大学 出版社， 1989 5 林建亚，何存兴 . 液压元件 . 北京：机械工业出版社， 1988 6 左健民 . 液压传动学习指导 . 南京：河南大学出版社， 1989 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2010 年 2 月 23 日 3 月 20 日 3 月 20 日 3 月 25 日 3 月 25 日 4 月 5 日 4 月 6 日 4 月 10 日 4 月 15 日 4 月 30 日 5 月 4 日 5 月 18 日 5 月 19 日 5 月 25 日 理解课题性质、内容、指标及要求，安排进度，完成外文翻译 提出结构方案，查阅文献资料，完成开题报告 明确设计方案，确定液压执行元件的形式 进行工况分析，确定系统的主要参数； 制定基本方案，拟定液压系统原理图 选择液压元件，进行液压系统的性能验算 完成论文及答辩前的全部准备工作，参加论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 2010 年 2 月 22 日 系意见： 系领导： 2010 年 2 月 23 日 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )前期工作材料 学生姓名 : 时后涛 学 号： 060104252 系 ： 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 : 摇臂钻床液压控制系统的设计 指导教师 : 江琴 讲师 (姓 名 ) (专业技术职务 ) 材 料 目 录 序号 名 称 数量 备 注 1 毕业设计 (论文 )选题、审题表 1 2 毕业设计 (论文 )任务书 1 3 毕业设计 (论文 )开题报告含文献综述 1 4 毕业设计 (论文 )外文资料翻译含原文 1 5 毕业设计（论文）中期检查表 1 2010 年 3 月 注：毕业设计（论文）中期检查工作结束后，请将该封面与目录中各材料 合订成册 ，并统一存放在学生“ 毕业设计（论文）资料袋 ”中（打印件一律用 型）。 of , 21116, 21116, of be or No In to we a of or in be to of to of or by or we a of a a a So of to of in . is to in In be or if its is in It on In or in or in of in of is In of is +86+86187 - /09/$ 2009 220 (2009) 13371342 is s). of 12. to a is in of on to of of by or to s in 2. of to of at on in is of , , a , a at as by is is by in to is in of 1, 9 2, 8 3, 7 4 5 6 he of of In is by of in to in to of of s 30to by A is to to on a is to by a of 3. to a is is of An is of of is by of of is 1338 2009) . et (Z 337 1342 1 2 3 4 5, 8, 9, 22, 23, 26 6, 10 7 11, 12, 13, 14 15, 16, 17 18, 19, 20 21 24, 25 27, 28 29, 30 2. . of to a is 4, is In 2 is of 2 3 to of of is of or So as an 4 as In of 0L, 2of 9of to 10s, 3 at 00s, in of It of n is of of be in a is be At of to of At 3392009) . et (Z 337 1342 of of m/s, of of At to of of to is It to of 1 2 3 4 of 5, 9 6, 8 of 710 11 12 13 of 14 15 16 17 of 3. of of to of of of to 2 4. of 1of 2of 5. 340 2009) . et (Z 337 1342 a is of It is to of is is of at of in s be in 10kN on of 40kN at So to of is of of 4. to of an on of of is is be to i3 in i3 It of do to is of we be in t1 at So In t2 to of of m/s, it on 0In no in In t3 At in In 0is to is in of 5. of a we a of a In we an be 1) is of of of 2) of to of in of of of by or 6. of 13412009) . et (Z 337 1342 on 1 H. J. . on of 32 (2004) 582 B. of of 4 (2007) 62 3 T. 1998. 4 Y. X. 2006. 1342 2009) . et (Z 337 1342 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系： 机械 工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 时后涛 学 号： 060104252 外文出处： 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 煤矿 锚索液压冲击载荷 系统 的设计 与实 验 摘要 : 矿 用预应力锚索在大负荷作用下的 会被破坏或拉掉，而且在装载的过程中钢 绞索与固定物间剧烈的摩擦会产生高温和摩擦火星。 没有现成的试验台可以进行冲击载荷试验 。为验证这个过程，我们首次设计出煤矿 锚索液压冲击载荷 系统。这个系统 不仅 可以 模拟锚索在充满浓醪气环境中承受不同载荷 而 脱落或断裂的工作状况，还可以被用来研究 锚索的支持与保护装置 的失败机制 ，而且可以检测由于 火花和高温情况下 引燃或引爆气体的 可能性。通过 件，我们建立 冲击载荷系统的模型并进行实验。 模拟 结果表明设计的实验系统可以获得高速度 并可 以承受大的载荷 。 因此， 这种 动态性能 可以满足 锚索冲击试验 的需要。实验同时表明实验情况与锚索 在现实中被拉掉的情况是相似的。 1. 引文 小直径的预应力锚索 通常被用来加强 锚索 本身支 护 系统， 锚索支护泛用于隧道支撑 。 在锚索 系统 中，随着 拉力 的 不断增加，如果拉力超过其承受能力， 锚索会被拉断或拉掉， 这是煤矿隧道中常见的状况。 如果锚索的载荷更大，后果将 会变得更 加 严重。运转过程中，钢 绞索 与固定物之间产生 会产生剧烈的摩擦 。这会产生高温和摩擦火星，导致煤矿中沼气的燃烧或爆炸。 锚索与锚固在大岩爆时的实效形式与静 止状态下的 失效 形式通常是不一样的 ，（实际情况下，分离层的高度通常只有 ，封闭的固定物迅速掉落的速度可 达到 3 米每秒）。现存的 冲击载荷 系统用于静止模式，但不可以模仿实际情况下锚索巨大的冲击载荷。 根据实际情况，煤矿 锚索冲击载荷系统 首次以文字形式出现。这个 冲击载荷系统可以模仿煤矿 锚索 的实际工作情况。在这个系统基础上，已经做了 锚索失效机理 的实验 并 研究了由于 锚索 被拉掉而产生的高温和摩擦引起的沼气爆炸。模仿软件 应用 在 该 模仿该系统 中 。 2. 液压冲击载荷 系统的设计 煤矿 锚索冲击载荷 系统通过两 个液压缸 及锁定单元来固定并事 先夹紧锚索 的两端，然后 两个液压缸 立即同时延伸作用在 承受载荷的锚索上 。这个系统可以模仿重物迅速掉落时 锚索 的工作情况。图 1 是所设计的 液压冲击载荷 系统。 试验系统有两个液压缸 2 和 8，两个传送加紧装置 3 和 7，中间固定 板 5，传送设备 4 和两个防爆缓冲盒子 1 和 9，如图一所示的两端。两个双 活塞液压缸 被固定在传送加紧装置和防爆缓冲盒之间，这些 液压缸 通过中间的固定装置来来固定。传送装置被焊接在左右传送加紧单元中并且通过中间固定装置固定，以便提高 传送 速度。整个系统通过水泥固定。两个 液压缸 的活塞 杆 是空的。 1,9 缓冲爆炸箱； 2,8 液压缸； 3,7 左右夹紧； 4 电缆套管； 5 中间固定板； 6 混凝土底座 图 1. 冲击载荷电缆测试系统 锚索 穿透其中一个 活塞杆 然后从另一个 活塞杆 出来。在防爆缓冲盒中， 锚索被锁定单元固定在两个液压缸 之间。左右两套防爆盒用来甩 减弱液压缸的冲击作用 。防爆盒充满沼气以便模仿 锚索 被拉掉时的工作情况。 装载系统的作用速度可以达到 3 米每秒、作用力可以达到 230此大的作用速度和作用力通过一个 液压泵 很难达到。除此之外，高作用力会很容易损坏 液压泵 。 液压 缸 静止时 一个 小 液压泵 用来 预先夹 紧 锚索。此外，动态冲击模式通过一套大容量蓄电池组被用到液压缸中。 根据实验要求，图 2 所示的 液压 系统 由插装阀 、液压动力单元、蓄电池组和 两个液压缸 等组成。 蓄电池组由四个蓄电池 组成，所需 个数由 作用速度决定。大部分情况 下，三个同时工作，另一个备用。这个系统可以实现如下四部：液压缸复位 、固定和事先加紧 锚索 、 蓄电池充电 和 加载 。 1 油箱； 2 液压泵； 3 减压阀； 4 换向阀； 5, 8, 9, 22, 23, 26活塞； 6, 10 液压机 ; 7 单向阀； 11, 12, 13, 14 蓄电池； 15, 16, 17 插装阀； 18, 19, 20 电池换向阀； 21 安全阀； 24, 25 液压缸；27, 28 液压锁； 29, 30三位四通电池换向阀 图 2. 液压系统图 3系统模拟 立仿真模型 根据上述液压系统原则和试验要求 ,图 3中建立了一个基于 在这个模拟模型中， 插装阀 12由主插装阀和极好的先导阀组成，插装阀 12发送的信号 13控制插装阀的打开和关闭。 锚索 冲击过程的负载特性比较复杂，有可能被拉断或拉出。因此仿真系统把 锚索 当作具有阻尼的弹性元 件 。如图 3所示，测试中使用了三个蓄电池。蓄电池的容量是 40升，补偿压力是 12能器的最大工作压力是 19压缸、插装阀、液压泵和其他组件的设置都是根据各自的特点来设计模拟参数的。 总的模拟时间为 210s，在 200后插装阀迅速打开，蓄能器加压将液压油通过插装阀压入液压缸的右腔来实现 冲击 。值得一提的是，蓄电池充电和 锚索 的预紧都是在 冲击 过程之前完成的。 1 液压马达； 2 液压泵； 3 压力调节阀； 4 调节压力信号； 5,9 换向阀； 6,8调节换向阀 的信号方向； 7 单向阀； 10 液压控制单向阀； 11 蓄电池组； 12 插装阀； 13 插装阀控制信号； 14 设置加载模块； 15 冲击液压缸； 16 流量传感器； 17 液压油的特征成分 图 统仿真结果 在此液压冲击装载系统中，关键是速度的变化和液压缸的压力应该符合测试要求。 图 4 显示了活塞杆速度和 冲击 模拟的仿真曲线。曲线 1 是活塞杆速度仿真曲线，从图上可以看到需要的信息。在冲压的开始阶段，活塞杆的加速时间为 加速结束时，主插装阀的阀芯完全打开和 液压缸 一起达到最大速度后一起 随着活塞杆流动，蓄能器的压力逐步减小。液压缸的流量和流速都逐渐减小。，液压缸的速度降到 0 并且随着一点小小的震动而停止。曲线 2 是活塞杆冲程仿真曲线，这表明活塞杆在冲击信号发送后 始运动。时候活塞杆的冲击行程为 些特征完全符合液压缸速度和行程的设计要求。 1 活塞杆速度曲线； 2 活塞杆冲程曲线； 图 4. 液压缸速度和行程模拟曲线 1 液压缸右腔入口压力变化曲线； 2 活 塞杆冲击力变化曲线 图 5. 液压缸右腔入口压力变化曲线和活塞杆冲击力变化曲线 图 5 画出了液压缸右腔入口压力变化曲线和活塞杆冲击力变化曲线。曲线 1 表明由于插装阀的惯性作用，冲击信号发出 液压缸入口压力才开始上升。冲击信号发出 ，压力达到峰值，从这个时候开始压力逐渐减小以达到 线 2 是活塞杆冲击力变化曲线，它类似于弧线，但是冲击力上升的幅度是缓慢的，原因在于刚开始的时候活塞杆速度太快和没有及时排出液压缸左腔的液压油。在冲击开始前，大约有 110预紧力作用在液压缸上。随着活塞杆的运动，压力最后上升到 240以液压缸的冲击力大到 能够 满足 锚索对 冲击载荷的要求 。 仿真结果表明，由蓄电池组、插装阀、液压缸组成的 锚索的液压冲击载荷 系统能实现高速度和大的冲击，并且系统的动态性能能够满足设计的要求。 4. 实验与分析 根据 锚索 液压冲击 载荷 系统，事务局依法建立了一个实验系统，并且 在它的基础上已经完成了一些实验 。 由于液压缸的冲击速度非常高而且冲击时间是太短，所以不能用正常的传感器来衡量这个速度。这项实验是由日本的网络接入公司完成的，实验中使用了 速运动分析系统。 括高速数字存储晶体摄影和新 维空间的分析软件。 它可以连续拍摄高速运动的对象，并分析研究图像的运动规律、 运动轨迹与瞬时速度等。图 6 是 锚索被拉出 的速度曲线。从曲线中我们可以看出冲击的整个过程可以分为以下四个步骤： 刻液压缸启动，蓄能器累积液压油等到冲击开始的时候释放来加速液压缸。 刻开始锚索连续运动 。 由于 锚索 的预紧力和夹紧摩擦，当液压油缸的速度达到 3m/s，这个状态保持 10s。在这个过程中没有出现火花，不能引爆 充满防爆盒的瓦斯。 刻 锚索 达到极限载荷而被拉出。在这个时候 锚索 与 锚固 之间发生强烈的摩擦并发生火花迸射。当废料溅射时，他们迅速在高温空气中被氧化，并且温度 持续 增加。在 刻，活塞杆自由向前推动并逐渐减慢， 50停止。实验结果表明，所设计的系统能够满足 锚索对 冲击力和速度的要求。 图 5. 结论 本文介绍的原理、新型结构和液压冲击载荷系统首次 用 于锚索中 。借助 们设立了一个冲击加载系统仿真模型，并进行了性能的仿真。此外，我们还建立了实验系统，并进行了一些研究实验 。得出以下结论： 1) 液压 冲击载荷 系统对于矿用 锚索 的冲击是由蓄电池 、 插装阀 、 液压缸 、 可实现高冲击载荷组成。仿真结果表明，该实验系统可以实现高速和高负荷的冲击，其动态性能可满足 锚索对 负载系统测试的要求。 2) 实验结果表明，实验时 锚索 被拉出且产生火花的条件与在矿里相似。 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )开题报 告 学 生 姓 名 ： 时后涛 学 号： 060104252 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 摇臂钻床液压控制系统的设计 指 导 教 师 : 江琴 2010 年 3 月 19 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及 所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2007 年 3 月 15 日”或“ 2007 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 一、 引言 随着发展脚步的加快，摇臂钻床在机械制造业中的应用越来越广泛。 摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。 钻床的 主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转 ， 摇臂还可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度的工件。较 小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上 1,2。 现行的摇臂钻床多采用齿轮传动，零件多，结构复杂，制造周期长，变换主轴转速和进给量不够方便，而且不能在加工过程中变速和改变进给量 3。 为 了 解决这些问题，本 课题 主要研究了液压传动系统在摇臂钻床中的应用 ， 液压传动系统中将用到一系列标准的液压元件，这样可以简化整机结 构，实现无级调速，这对于我国的机床产业具有很大程度上的现实意义。 摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。当进行加工时，由特殊的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。钻削加 工时，钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进给，其运动形式为： (1)摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动 4； (2)进给运动为主轴的纵向进给； (3)辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动 5。 这些运动形式都可以用液压控制系统来实现，下面主要介绍一下液压传动的特点。 二、 液压控制 液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。液 压传动是研究以 液 压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。 一个完整的液压传动系统还必须由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件 等 几部分组成。 液压传动利用这 些 元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为 具有 一定控制 功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制 6,7。 从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递， 可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的 8。 液压传动与机械传动、电气传动相比有以下主要优点 ： 1) 传动平稳 在液压传动装置中，由于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，故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 9； 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 1掘机在采用液压传动后，比采用机械传动时的质量减轻了 1t； 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 调速范围很大，可达 2000： 1，很容易获得极低的速度 10； 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 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 11,12； 10) 便于实现 “ 三化 ” 液压元件易于实现系列 化 、 标准化和通用化 。 也易于设计和 组织专业性大批量生产，从而可提高生产率、提高产品质量 、 降低成本 。 液压作为一个广泛应用的技术，在未来更是有广阔的前景。随着计算机 技术 的深入发展，液压控制系统可以和智能控制的技术 、 计算机控制的技术等技术结合起来，这样就能够 在 更多的场合中发挥作用 ， 也可以更加精巧的 、 更加灵活地完成预期的控制任务 。 三 、摇臂钻床 的特点以及 对液压系统的要求 : 摇臂钻床，适用于在中、大型零件上钻孔、扩孔、铰孔 、锪平面及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下可以进行镗孔。 摇臂钻床的零部 件通用化程度较高，具有如下特点： 1、 采用液压预选变速机构，可节省辅助时间 ； 2、 主轴正反转、停车（制动）、变速、空挡等动作，用一个手柄控制，操纵轻便 13； 3、 主轴箱、摇臂、内外柱采用液压驱动的菱形块夹紧机构，夹紧可靠 ； 4、 摇臂上导轨、主轴套筒及内外柱回转滚道等处均进行淬火处理，可延长使用寿命 ； 5、 主轴箱的移动除手动外，还能机动 ； 6、 有完善的安全保护装置和外柱防护及自动润滑装置。 根据摇臂钻床的特点，我们对液压系统提出如下几点要求： 1、 卡盘卡紧，松开时动作要求平稳，在进行 动作 换向 时不应有冲击； 2、 系统中要有减压装置，其作用为当卡盘接触工件时，系统压力忽然升高，为防止因压力过大而造成加上工件的事故发生，该系统在工作过程中因为恒压 ； 3、 钻头工作时应没有冲击，爬行等不良现象。所以对系统的密封应有较高的标准 14； 4、 为保证安全生产，避免忽然断电以及电机损坏等突发事件的发生，系统中应有连锁保压装置 15。 在 了解了摇臂钻床的工作特点以后， 我们 有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统 ， 以 确保 本课题 的设计圆满完成。 参 考 文 献 1 方子良 ,宋彪 . 机械制造技术基础 M. 南京 : 南京理工大学出版社 , 2003. 842 王华坤 ,范云勋 M. 南京 : 南京理工大学出版社 , 2000. 13 余支雄 ,贺庆 . 摇臂钻床的嵌套修理 J. 煤矿机械 , 2004 (4): 1264 刘光明 ,朱新平 . 摇臂钻床加工挡圈槽用镗夹具 J. 现代制造工程 , 2004 (8): 945 白建华 ,刘英彬 ,黄海峰 ,等 . 摇臂钻床的数 控化改造 J. 机电工程 , 2001,18 (1): 346 王积伟 ,章宏甲 ,黄谊 , 等 . 液压与气压传动 M. 北京 : 机械工业出版社 , 2005. 1 7 侯明亮 . 激光平地机液压控制系统的实验研究 J. 液压与气动 , 2008 (6): 24 8 张利平 . 液压传动系统及设计 M. 北京 : 化学工业出版社 , 9 谢宇 . J. 煤矿机械 , 2008,29 (2)： 14510 曹春平 ,蔡理 ,张雯 , 等 . 机床数控技术及编程 M. 北京 : 北京理工大学出版社 , 2006. 911 原艳红 . 摇臂钻床的 气控制 J. 应用技术 , 2007 (6): 14312 张园 ,于民华 ,杨琦 . 采用普通摇臂钻床加工双管板换热器管板 J. 化工设备与管道 , 2008,45(1): 4413 高月龙 . 摇臂钻床加装铣刀的装置 J. 机械工业 , 2001 (9): 114 高建苹 . 臂钻床典型故障排除与调整 J. 机械与电子 , 2007 (34): 11415 聂福全 . 自制摇臂钻床安全保护装置 J. 中国设备工程 , 2006 (3): 1 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。以下是本课题的主要设计步骤 ： 1)确定液压执行元件的形式； 2)进行工况分析，确定系统的主要参数； 3)制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4)选择液压元件； 5)液 压系统的性能验算； 6)完成 摇臂钻床液压传动系统的设计 ； 7) 完成毕业设计说明书一份； 8) 完成相关图纸 。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 南京理工大学 紫金学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 时后涛 学 号： 060104252 系 ： 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 题 目 : 摇臂钻床液压控制系统的设计 指导者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 评阅者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2010 年 5 月江琴 讲师 毕业设计说明书（论文）中文摘要 本文首先 介绍了 液压控制系统的国内外发展现状，然后对液压控制系统在摇臂钻床中的应用进行了研究分析，得出其基本工作原理都是通过液压系统回路来实现控制卡盘的卡紧、松开及对不同的零件类型来实现正钻、反钻的控制，根据其工作原理画出液压回路图。接着对液压控制系统的主要参数和液压执行元件等进行了选取并且列成表格以便查阅。液压系统的主要参数就是压力和流量，根据这些主要参数进行了一系列的计算、验算。最后对本液压系统的安装调试等工作提出一些建议。 关键词 液压控制 系统 系统回路 压力 流量 毕业设计说明书（论文）外文摘要 of of of of in of to of of to to of to in to of to i a of of so 摇臂钻床液压控制系统的设计 答辩人：时后涛 指导老师：江琴 液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面承受的压力比较小，而大的活塞上承受的压力也就比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的 。 目前，大部分的钻床机床的卡盘，钻头等都是由液压来控制的。而他们的基本工作原理都是：通过液压系统回路，来实现控制卡盘的卡紧，松开及对不同的零件类型来实现正钻、反钻的控制。而它们的工作循环大都为： 快进 - 卡紧 - 保压 - 钻孔 - 松开 着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。 根据设计要求，可以基本拟订本次所设计的数控机床液压控制系统的原理图及电磁铁动作表： 电磁动作表： 进给 + - 缸返回 - + 马达正转 + - 马达反转 - + 液压回路图： 1 液位计 ; 2 空气滤清器 ; 3 油箱 ; 4 液压泵电机 ; 5 过滤器 ; 6 单向变量液压泵 ; 7,13 减压阀 ; 8,14 压力继电器 ; 9,15 三位四通换向阀 ; 10,11,16,17 双单向节流阀 ; 12 液压缸 ; 18 双向变量液压马达 整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免错误动作发生。要尽量减少能量损失环节。提高系统的工作效率。为便于液压系统的维护和监测，在系统中的主要路段要装设必要的检测元件 。 定液压系统的主要参数 液压系统的主要参数就是压力和流量，他们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 臂钻床控制控制液压系统的主要设计参数 系统工作压力： 系统流量： 18L/马达工作压力： 马达转速范围： 150r/2000r/液压缸工作压力： 步估算系统工作压力 此钻床液压控制系统，压力最大时是在马达全速运转时，此时，油压是由液压泵提供的，其它工况时，载荷都没有此时大，所以系统的工作压力暂定为此时的工作压力 。 而液压系统的最大工作压力应按下式计算： P 式中 统最大工作压力 P 液压缸或液压马达最大工作压力 由本设计系统求得：该系统的最大工作压力取 M p 1道尺寸的确定 液压系统中使用的油管分硬管和软管，选择的油管应有足够的通流截面和承压能力，同时，应尽量缩短管路，避免急转弯和截面突变。 本设计为低压系统，故选用焊接钢管作为回路的管路。 管道内径及壁厚是液压管道的两个主要参数，计算公式如下： 式中 系统流量 V系统流速 压泵的选择 选择液压泵的主要依据是其最大工作压力和最大流量，同时还要考虑定量或变量、转速、容积效率等。 1) 确定液压泵的额定压力： 从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。 的准确计算要待元件选定并会出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取：管路简单，流速不大的，取 M p +PP 1p PPM p a) 2) 确定液压泵的流量 式中 K泄露系数 一般取 文取K= 系统最大流量 一般比系统流量大 2 L/3L/(Kq m a m m 8(Q(K=q m a 3) 选择泵的规格 根据以上求得的 和 值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所以选择的泵的额定压力一般要比最大工压力大 20 60。 泵取 量调节为 0ml/r25ml/r，额定压力 节范围 速 600r/500r/定功率为 率 70。 压泵驱动电机的选择 液压泵在额定压力和额定流量下工作时，其驱动电机的功率一般可直接从产品样
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