某立式組合機(jī)床的動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)【說明書+CAD】
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附件1:外文資料翻譯譯文
1 液壓傳動概述
1.1 液壓傳動的發(fā)展概況
1.1.1 壓傳動的定義
一部完整的機(jī)器是由原動機(jī)部分、傳動機(jī)構(gòu)、控制部分及工作機(jī)部分組成。原動機(jī)有幾種類型,例如電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。工作機(jī)即完成該機(jī)器的工作任務(wù)的直接工作部分,如剪床的剪刀,車床的刀架、車刀、卡盤等。由于原動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速比是被限制的,為了覆蓋工作機(jī)較大范圍的工作力和工作速度的變化,以及操作性能的要求,在原動機(jī)和工作機(jī)之間設(shè)置了傳動機(jī)構(gòu),其作用是把原動機(jī)輸出功率經(jīng)過變換后傳遞給工作機(jī)。
傳動機(jī)構(gòu)通常分為電氣傳動、機(jī)械傳動和流體傳動三類機(jī)構(gòu)。流體傳動是通過液壓、流體或氣體來進(jìn)行能量傳遞和控制的。但需要認(rèn)識到實(shí)際上只有兩種液壓系統(tǒng):液力傳動和液壓傳動(包括液力和氣體)。
液壓傳動和液力傳動均是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳達(dá)方式。液力傳動則主要是利用液體的動能來傳遞能量;而液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能量。由于液壓傳動有許多突出的優(yōu)點(diǎn),因此,它被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)的每個分支。一些典型的運(yùn)用像機(jī)械工程、建筑、海洋開發(fā)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)和航天航空
1.1.2 液壓傳動的發(fā)展概況
到18世紀(jì)中葉的工業(yè)革命,電能已經(jīng)不能支持工業(yè)機(jī)器的傳動需求。18世紀(jì)末液壓傳動被用于驅(qū)動液力設(shè)備,例如起重機(jī)、壓力機(jī)、絞車、壓榨機(jī)、液力千斤頂、修剪機(jī)械、和支承機(jī)械。在這些系統(tǒng)中,是一種由蒸汽機(jī)驅(qū)動液力的水泵,這種泵是通過壓力將水通過管道傳到工業(yè)機(jī)械來驅(qū)動各種機(jī)器的。這些早期的液力系統(tǒng)有著許多的不足,例如設(shè)計(jì)問題,由于設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展為藝術(shù)而多過了科學(xué)。然而,直到19世紀(jì)電力成為新的有優(yōu)勢的技術(shù)。這樣的結(jié)果液壓傳動并沒有起到推動的作用。電力傳動不久被發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)距離傳遞上有良好的效果。在19世紀(jì)最后的10年里液壓傳動技術(shù)只有小小的發(fā)展。近代,1906年液壓傳動開始被重視,是當(dāng)時用液力系統(tǒng)代替了電力系統(tǒng)來控制和調(diào)節(jié)一艘來自美國弗吉尼亞洲軍艦上的武器。由于這次的運(yùn)用,液力系統(tǒng)用油取代了水。這個在流體領(lǐng)域的改變和后來設(shè)計(jì)問題的解答成為液壓傳動誕生前的重大的里程碑。由于軍事上的需求,直到第二次世界大戰(zhàn)液壓傳動一直在運(yùn)用,并且發(fā)展速度很快。在第二次世界大戰(zhàn)期間和第二次世界大戰(zhàn)之后,航天航空工業(yè)的發(fā)展推動了液壓傳動技術(shù)的發(fā)展。隨著第二次世界大戰(zhàn)造成的經(jīng)濟(jì)體系的擴(kuò)展,液壓傳動并沒有得到很好的運(yùn)用?,F(xiàn)今,液壓傳動被廣泛的運(yùn)用于工業(yè)的每個分支。一些典型的運(yùn)用例如汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、導(dǎo)彈、輪船和機(jī)械工具。單獨(dú)拿汽車來說,液壓傳動在液壓制動裝置、自動傳送裝置、動力轉(zhuǎn)向裝置、動力剎車、空氣調(diào)節(jié)器、潤滑、水冷卻劑和汽油泵系統(tǒng)都被利用道。這個改革運(yùn)用到現(xiàn)代技術(shù)中,例如,電液封閉環(huán)系統(tǒng)、單片機(jī)和改進(jìn)構(gòu)成建筑物的材料將繼續(xù)體現(xiàn)液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢。
1.2 液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成
1.2.1 液壓傳動系統(tǒng)的工作原理
圖1.1為磨床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖。液壓泵4在電動機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn),油液由油箱1經(jīng)過過濾器2倍吸入液壓泵,由液壓泵輸入的壓力油通過手動換向閥11、節(jié)流閥13、換向閥15進(jìn)入液壓缸18的作腔,推動活塞17和工作臺19向右移動,液壓缸18右腔的油液經(jīng)換向閥15排回油箱。如果將換向閥15轉(zhuǎn)換成如圖1.1(b)所示的狀態(tài),則壓力油進(jìn)入液壓缸18的右腔,推動活塞17和工作臺19向左移動,液壓缸18左腔的油液經(jīng)換向閥15排回油箱。工作臺19的移動速度由節(jié)流閥13來調(diào)節(jié)。當(dāng)節(jié)流閥開大時,進(jìn)入液壓缸18的油液增多,工作臺的移動速度增大;當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時,工作臺的移動速度減小。液壓泵4輸出的壓力油除了進(jìn)入節(jié)流閥13以外,其余的打開溢流閥7流回油箱。如果將手動換向閥9轉(zhuǎn)換成如圖1.1(c)所示的狀態(tài),液壓泵輸出的油液經(jīng)手動換向閥9流回油箱,這時工作臺停止運(yùn)動,液壓系統(tǒng)處于缷荷狀態(tài)。
圖1.1 磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)工作原理
1—油箱;2—過濾器;3、12、14—回油管;4—液壓泵;5—彈簧;6—鋼球;7—溢流閥;8、10—壓力油臂;9—手動換向閥;11、16—換向手柄;13—節(jié)流閥;15—換向閥;17—活塞;18—液壓缸;19—工作臺
1.2.2 液壓傳動系統(tǒng)的組成
一個完整的液壓傳動系統(tǒng)由以下幾部分組成:
(1) 液壓泵(動力元件):是將原動機(jī)所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的元件其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油,液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟。
(2) 執(zhí)行元件:把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)的元件。執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達(dá)。
(3) 控制元件:包括壓力、方向、流量控制閥,是對系統(tǒng)中油液壓力、流量、方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的元件。如換向閥15即屬控制元件。
(4) 輔助元件:上述三個組成部分以外的其它元件,如管道、管接頭、油箱、濾油器等為輔助元件。
1.2.3 液壓系統(tǒng)的圖形符號
適合的工藝出版物和圖冊提供的圖形便于有利于系統(tǒng)操作的理解和一些故障的排除。
一個圖形可以以圖示的方法來表達(dá)出裝配圖的中各種各樣的零件圖和顯示出系統(tǒng)的操作方法和工作原理。要理解懂得操作液壓傳動系統(tǒng),讀懂圖形是必須要具有的基本能力。同樣,要理解一個系統(tǒng)的圖形,那么圖形里的各種符號的含義也必須要理解。
在實(shí)際工作中,除少數(shù)特殊情況外,一般都采用國標(biāo)GB/T786.1—93所規(guī)定的液壓圖形符號來繪制,如圖1.2所示。圖形符號表示元件的功能,而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù);反映各元件在油路連接上的相互關(guān)系,不反映其空間安裝位置;只反映靜止位置或初始位置的工作狀態(tài),不反映其過渡過程。它們可以畫成任何尺寸。除非復(fù)合的電路符號來表示多樣的電路操作,其他每一個被畫出來的符號標(biāo)示的都是每一個組成部分的正常工作狀態(tài)或中間狀態(tài)。
圖1.2 用圖形符號表示的磨床工作臺液壓系統(tǒng)圖
1—油箱;2—過濾器;3—液壓泵;4—溢流閥;5—手動換向閥;6—節(jié)流閥;7—換向閥;8—活塞;9—液壓缸
1.3 液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)
1.3.1 液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)
液壓傳動系統(tǒng)為使用者提供許多的好處,包括:
(1) 高馬力,低質(zhì)量比。液壓執(zhí)行元件體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。
(2) 靈活、控制精確、可逆性,可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速、大負(fù)載和遠(yuǎn)程自動控制。
(3) 部分旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動可以精確的定位,還可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。
(4) 動力的連接在運(yùn)動學(xué)上是不切實(shí)際的,令人滿意的動力傳輸?shù)姆椒ㄊ抢眠h(yuǎn)程控制。
(5) 一般采用礦物油為工作介質(zhì),相對運(yùn)動面可自行潤滑,使用壽命長。
(6) 簡單、安全、搞適應(yīng)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
(7) 標(biāo)準(zhǔn)化。液壓傳動工業(yè)已經(jīng)為液壓產(chǎn)品和動力產(chǎn)品制定了標(biāo)準(zhǔn),便于設(shè)計(jì)、制造和使用。
1.3.2 液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)
(1)油液污染能夠損壞液壓系統(tǒng)的操作。
(2)流體流動存在著泄漏。
(3)易燃的液壓油液容易導(dǎo)致火災(zāi)。
(4)如果沒有按照正確的方法使用,液壓系統(tǒng)的管道會發(fā)生爆炸,而且高速噴出的油液和飛出的金屬片都很有可能對人造成傷害。
(5)液勢必需要進(jìn)行過處理的。
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