专用铣床的液压及电控系统的设计方案与维护方案本科毕业论文.doc

专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-1 柳州职业技术学院 毕业设计（论文）题目：专用铣床的液压及电控系统的设计与维护 姓名 谢明真 学号 20110103136 专业 机电一体化技术 班级 2011 机电一体化技术 3 班 指导教师 高茂涛 完成时间 2013-10-24 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-2 柳州职业技术学院毕业设计（论文）任 务 书 机电工程 系（部）机电一体化技术 专业 3 班学生 谢明真学号 20110103136 一、毕业设计（论文）题目：专用铣床的液压及电控系统的设计与维护 二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2013 年 9 月 9 日起至 2013年 10 月 20 日止 三、毕业设计（论文）进行地点：柳州职业技术学院 D 区文华楼 四、任务书的内容：五、目的五、目的 1、了解液压系统设计的基本方法；2、掌握液压系统的设计计算方法；3、掌握选择液压元件的方法；4、具备根据动作要求拟订液压系统原理图的能力；5、掌握液压系统的验算方法；6、了解液压系统常见故障的产生原因；7、掌握液压系统常见故障的排除方法；8、具备一定的液压专业英文资料的翻译能力；9、掌握液压控制系统的设计基本方法；10、了解液压系统的保养方法。专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-3 第一章第一章 摘摘 要要 第一节、中文摘要第一节、中文摘要 本次毕业设计的是半自动液压专用铣床的液压设计，专用铣床是根据工件加工需要，以液压传动为基础，配以少量专用部件组成的一种机床。在生产中液压专用铣床有着较大实用性，可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床。此次设计主要是将自己所学的知识结合辅助材料运用到设计中，巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法，正确合理的确定执行机构，选用标准液压元件，能熟练的运用液压基本回路，组成满足基本性能要求的液压系统。在设计过程中最主要的是图纸的绘制，这不仅可以清楚的将所设计的内容完整的显示出来，还能看出所学知识是否已完全掌握了。整个设计过程主要分成六个部分：参数的选择、方案的制定、图卡的编制、专用铣床的设计、液压系统的设计以及最后有关的验算。主体部分基本在图的编制和液压系统的设计两部分中完成的。关键词关键词：专用液压铣床，液压传动，回路，夹具 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-4 第二节、第二节、AbstractAbstract The graduation design is semi-automatic hydraulic special milling machine,hydraulic design special milling machine is based on needs of work,based on hydraulic transmission,match with a few special parts of a machine tool.During production has great practical hydraulic special milling machine,can with hydraulic drive size produces different nature of the milling machine.This design is mainly with my own knowledge will be applied to design of auxiliary materials,strengthening and deepening prior knowledge of hydraulic system design calculation,the general procedure and method to determine the correct method of actuator,choose standard hydraulic components,can skilled using hydraulic basic circuit,composition satisfy basic performance requirements of the hydraulic system.In the design process of the main is drawing,which not only can clearly drawn designed by the completeness of the contents will show out,still can see whether the knowledge already complete mastery.The whole design process mainly divided into six parts:parameter selection,plan formulation,the figure card planning,special milling machine design,hydraulic system design and final relevant calculating.Theme part includes graph preparation and hydraulic system design Key WordsKey Words：Special milling machine,hydraulic transmission,loop,fixSpecial milling machine,hydraulic transmission,loop,fixtureture 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-5 目录目录 第一章 摘要 3 第一节 中文摘要 3 第二节 Abstract 4 第二章第二章 设计的目的设计的目的 6 第三章第三章 液压系统的优点与不足液压系统的优点与不足6 第四章第四章 设计内设计内容容 7 第五章第五章 负负载分析与计算载分析与计算7 第六章第六章 液液压原理图设计与分析压原理图设计与分析10 第一节 液压缸参数的设计 11 第二节 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 14 第三节 液压阀，液压阀，油管和邮箱的选择 15 第四节 液压系统的验算 17 第七章第七章 液压系统的维护与保养液压系统的维护与保养20 第一节 日常维护 20 第二节 定期维护 20 第三节 综合维护 20 第四节 液压系统常见故障及排除方法 20 第八章第八章 电控系统控制设计电控系统控制设计23 第一节 各电磁铁动作顺序表 23 第二节 PLC 控制连接图 24 第三节 继电器-接触器控制连接图 25 第四节 PLC 控制梯形图 26 第五节 指令语句表 27 第九章第九章 感受与收获感受与收获28 第十章第十章 致谢致谢28 第十一章第十一章 参考资料参考资料29 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-6 第二章、设计的目的第二章、设计的目的 1、了解液压系统设计的基本方法；2、掌握液压系统的设计计算方法；3、掌握选择液压元件的方法；4、具备根据动作要求拟订液压系统原理图的能力；5、掌握液压系统的验算方法；6、了解液压系统常见故障的产生原因；7、掌握液压系统常见故障的排除方法；8、具备一定的液压专业英文资料的翻译能力；9、掌握液压控制系统的设计基本方法；10、了解液压系统的保养方法。第三章、液压系统的优点与缺点第三章、液压系统的优点与缺点 1、优点：（1）单位功率的重量轻，统计资料表明，液压泵和液压马达单位功率只有发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至 0.0025N/m，而同等功率的发电机和电动机则约为 0.03N/W。至于尺寸，前者约为后者的 12%-13%，就输出而言，用泵很容易得到极高压力的液压油液，将此油液传送至液压缸后即可产生很大的作用力，所以液压技术具有重量轻，体积小和出力大的突出特点，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来限制，容易照机器的需要通过管道来实现，系统中各部分的连接，布局安装具有很大的柔性能构成用其他方法难以组成的复杂系统。（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器大范围的无极调速，调速的范围可达 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，往复回转运动的换向频率，可达 500次/分，往复直线运动的换向频率高达 1000 次/分。（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，运转时可以自行润滑，有利于散热和延长使用寿命。（6）易于自动化和机电液体一体化，液压技术容易与电气、电子控制技术相整合，组成机电液一体化的复杂系统，实现自动化工作循环。（7）易于实现直线运动，用液压实现直线运动比机械实现直线运动方便。（8）液压系统设计，制造和使用维护方便，液压元件属于机械工业基础件，已实现了标准化、系列化和通用化、因此，便于液压系统的设计、制造和使用维护，有利于缩短机器设备的设计制造周期并降低制造成本。2、缺点：（1）不能保证定比运动，由于液体的压缩性和泄露等因素的影响，液压技术不能严格保证定比运动。（2）传动效率偏低。传动过程中需经两次转换，常有较多的能量损失，因此传动效率偏低。专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-7 （3）工作稳定性易受温度影响，液压系统对温度较为敏感，不宜在过高或过低温度下工作，采用石油基介质作为传动介质时还需注意防火问题。（4）造价较高，液压元件制造精度要求较高以防止和减少泄露，所以造价较高。（5）故障诊断困难。液压元件与系统容易因液压油液污染等原因造成系统故障，且发生的故障不易诊断。第四章、第四章、设计内容设计内容 1、液压系统设计要求：设计一套专用双行程铣床的液压系统。要求：工作安装在工作台上，工作台往复运动有液压系统实现。双向铣削。工件的定位和加紧由液压实现、铣刀的进给由机械步进装置完成，每一行程进刀一次。要求采用容积节流调速回路，即采用限压式变量泵加调速阀调速，回油要求有背压，工作台双向速度相等，但要求前四次速度为 V 01（粗加工），然后手动切换为 V 02。再往复运动四次（精加工）。机床的工作循环为：手工上料-按电钮-工件自动定位夹紧-工作台往复运动铣削工件若干次-停止铣削-夹具松开-手工卸料（泵卸载）。定位缸的负载 F1 200N、行程 S1 10mm，动作时间 t1 1S；夹紧缸的负载 F2 2000N、行程 S2 15mm，动作时间 t2 1S；工进缸的铣削负载为：F 01 18000N（粗加工）和 F 02 9000N（精加工）；工作台要求速度：V 01 为 0.6-6m/min（粗加工）和 V 02 为 0.5-5m/min（精加工）；工作台往复运动的行程为：S3 100-270mm。根据设计的需要，假设铣床的快进和快退的最快的速度为：16m/min 动摩擦力为 2500N，静摩擦力为 5000N 参数：参数：F1 F2 S1 S2 T1 T2 F01 F02 V01 V02 S3 280 2200 8 12 1 1 16000 7000 0.6-6 0.5-5 100-270 第五章、第五章、负载分析与计算负载分析与计算 取液压缸的机械效率m为 0.9。计算液压缸驱动力 0mF=F（N）2-1 根据公式 2-1,计算液压缸驱动力 得定位液压缸的驱动力为 2800=3110.9FN 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-8 得夹紧液压缸的驱动力为 22000=3110.9FN 切削负载（F01/F02）：16000/7000N；工作台液压缸总负载 mfaF=F+F+F 2-2 mF为工作负载，aF为惯性负载，fF为摩擦阻力负载 mF=F01/F02=13000/6500N，aF不作考虑，fF设动摩擦为 2500N，静摩擦为 5000N，F01 粗加工的铣销负载，F02 粗加工的铣销负载 由公式 2-1，工作台液压缸的工作推力 F17778/7778FmNNm 快进、快退时外负载 F=2500N，启动加速是外负载 F=5000N，工作缸的外负载为 F=F+2 5 0 0 N=1 8 5 0 0 N/9 5 0 0 Nm 表 1 铣床要求的工作参数 动力部件快进，快退摩擦阻力（）动力部件切削负载（）（）快 进 速 度1v（mmin）（）工进速度0102vv（mmin）快退速度2v（mmin）2500 17778/7778 16(0.66)/(0.55)16 根据工作的设计的需要假设快进和快退的速度相等，同事都为 16m/min 表 2 液压缸在各工作阶段的负载值 工况 液压缸负载 F（N）液压缸驱动力0mF=F（N）快进 2500 2778 工进 18500 20556 工进 9500 10556 快退 2500 2778 定位 280 311 夹紧 2200 2444 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-9 按照要求，作出系统的工作循环图如下：图图 1 1 工作循环图工作循环图 图图 2 速度循环图速度循环图 根据上述计算结果各工作阶段所受的外负载，并画出负载循环图。图图 3 负载循环图负载循环图 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-10 第六章、第六章、液压系统原理图设计分析液压系统原理图设计分析（1）确定供油方式：根据设计背景要求，供油方式采用限压式变量泵，变量泵选择用带压力反馈的限压式变量叶片泵。（2）调速方式的选择：调速阀调速。（3）速度换接方式的选择 采用电磁阀的快慢速换接回路，特点是结构简单、调节行程比较方便，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切速的速度换接回路。（4）夹紧回路的选择 用二位四通阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应该用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬间下降时仍能保持夹紧力，所以接入节流阀调速和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。图 4 液压系统原理图 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-11 液压系统的工作原理图分析液压系统的工作原理图分析 1、夹紧缸工作：启动液压泵，4YA 得电，三位四通换向阀工作在左位，夹紧缸的无杆腔进油，夹紧缸工作，夹紧缸的力的大小由单向节流阀 15 来控制。2、定位缸工作：4YA 得电，三位四通换向阀工作在左位，定位缸的无杆腔进油，定位缸工作，定位缸的工作压力的大小由单向阀 14 来控制。3、快速运动：4YA 和 2YA 得电，液压缸 22 快速运动 4、工进 1（往）：4YA 和 7YA 得电，油液由调速阀 18 和 19 经三位四通阀进入液压缸 5、工进 1（复）：4YA 和 6YA 得电，油液由调速阀 18 和 19 进入三位四通阀的右侧，进入液压缸。6、工进 2（往）：4YA 和 7YA 得电，油液由调速阀 18 和 19 经三位四通阀左侧进入液压缸。7、工进 2（复）：4YA 和 6YA 得电，油液由调速阀 18 和 19 进入三位四通阀的右侧进入液压缸。8、快退：1YA 和 4YA 得电，液压缸工作在左侧。9、停止：3YA 得电，夹紧缸和定位缸的有杆腔进油，工件松开。第一节、第一节、液压缸参数计算液压缸参数计算（1）参考：液压传动系统及设计表 5-6。铣床液压系统的工作压力选为 5MPa。（2）由于要求工作台双向移动速度相等，快进，快退速度相等，故工作液压缸选用单缸双杆式。夹紧和定位缸均选单缸单杆式。（3）计算工作液压缸内径 D 和活塞杆直径 d，最大负载为 20556N，取背压2P为 0.5Mpa，（查：液压传动系统及设计表 5-8）。试取 d/D=0.7。将数据代入式 214FD=()(1 0.7)PP2 3-1 得66264x280/0.9D=0.5x103.14x2x10 x 11 0.72x10，根 据 液 压 缸 内 尺 寸 系 列GB2348-1993，液压缸内径圆整为标准系列直径 D=110mm，按 d/D=0.7，取 d=77mm。（4）计算夹紧缸和定位缸内径 D 和活塞杆直径 d。按工作要求的夹紧力由一个夹紧缸提供，考虑到夹紧力的稳定，夹紧缸的工作压力应低于进给液压缸的的工作压力，现取夹紧缸的工作压力为 2Mpa，回油背压力为 0.5Mpa，取液压缸的机械效率m为 0.9。取d/D=0.7 代入下式 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-12 22114F/D=p11mpdpD 3-2 所以得：66264x2200/0.9D=0.5x103.14x2x1011 0.72x10 得-2D=4.2x10 m，按液压缸内尺寸系列 GB2348-1993，和活塞杆直径系列 GB2348-1993，取夹紧液压缸的 D 和 d 分别为 50mm 及 35mm。取定位缸工作压力为 2Mpa，回油背压力为 0.5Mpa，取液压缸的机械效率m为 0.9。取d/D=0.7 代入式 3-2，得：66264x280/0.9D=0.5x103.14x2x10 x 110.72x10 得-2D=1.5x10 m，取定位液压缸的 D 和 d 分别为 16mm 及 12mm。（5）按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，m i nm i nm i nqA=v 3-3 AminA，minq是由产品样本查得的最小稳定流量 0.05L/min（由本产品查得 GE 系列调速阀 AQF3E10B 的最小稳定流量）。minv0.5/minm得 A21cm，调速阀安装在回油路上，液压缸的有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积 222224A=x 11077=48.44cm4Dd 所以：AAmin=1cm2 可见满足要求。3）计算在各工作阶段液压缸所需要的流量 22223.14q(D-d)v(10.7)16064.056L/min44快进快进 22223.14q(D-d)v(10.7)26064.056L/min44快退快退 2222ImaxImax3.14q(D-d)v(10.7)6024.021L/min44工进工进专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-13 2222maxmax3.14q(D-d)v(10.7)5020L/min44工进工进，223.140.12 60qD v0.4=0.9L/min441夹紧夹紧，223.140.08 60qD v0.16=0.09L/min441定位定位。表 3 液压缸在各工作阶段的压力，流量和功率 工况 计算公式 负载()F N 回油腔压力2p（MPa)进油腔压力1p(MPa)输入流量Q(/minL)功率 P(KW)快进 212pppF Ap 1,QAv PpQ 2500 0.5 1.125 64.056 1.2 工进 212bpppF Ap1,QAv PpQ 18500 0.5 5.12 24.021 2.05 工进 212bpppF Ap 1,QAv PpQ 9500 0.5 2.88 20 0.96 快退 212pppF Ap 1,QAv PpQ 2500 0.5 1.125 64.056 1.2 液压缸的进油腔压力，输入流量和功率用图示分别表示如下：（其中各工作阶段的运动时间为：快进1t，工进一2t，工进二3t，快退4t。）图 5 进油腔的压力图 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-14 图 6 输入流量图 图 7 功率图 第二节、第二节、确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 1）泵的工作压力的确定。由于油管有一定的压降，所以泵的工作压力为 p1ppp 3-4（公式液压传动系统及设计）式中:P1P-t 图中的最高工作压力 Pa p系统进油路上的总压力损失 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-15 p取为 0.5Mpa，（初算是，简单系统可取 0.2-0.5MPa，复杂的系统可取 0.5-1.5MPa，这里取 0.5MPa）故pp=5.12+0.5=5.62Mpa。pp是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力npp(1.25 1.6)p。选取 1.25pp=1.25x5.62=7.025Mpa。2）泵的流量确定。液压泵的最大流量应为pLmaxqKq，LK为泄漏系数，一般取为1.11.3，现取为LK=1.1。（液压传动系统及设计参见图 5-10）pq=64.056x1.1=70.5L/min。3）选择液压泵的规格。根据以上计算的pp=7.025MPa 和pq=70.5MPa3）查阅机械设计手册，按照需求选用 YBX-D50（V3）限压式变量叶片泵，该泵的基本参数为：每转排量 50ml/min，泵的额定压力为 10Mpa，最高的压力 10MPa，最流量为 72.5L/min，驱 动 功 率10kW，容 积 效 率：88%，总 效 率10.72。（查 阅：http:/ 3-5 快退和快进时，进油腔压力为 1.125Mpa，其中1p=0.5MPa 是进油路压力损失，2p=0.5MPa是压力继电器可靠动作需要的压力差，11112111212()pp Qppp QP36(1.1250.50.5)x1.0676x10X10=4473W0.7x0.75，推 出，14473PW；工进时，电机所需功率，根据公式 3-5，其中1p=0.5MPa 是调速阀所需最小压力，2p=0.5MPa是压力继电器可靠动作需要的压力差，3333224.021 10/60/0.4 10/Qmsms，得，24663PW；专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-16 由以上计算可知，最大功率出现在工进阶段，Pmax=4663W，则电动机的功率应为Np4663W。据此查样本选用 Y2-132M-4 三相异步电动机，电动机额定功率为 5.5KW，额定转速为1400/minr。效率为 85.5%，额定转矩为 2.2N.m 第三节、第三节、液压阀，过滤器，油管及油箱的选择液压阀，过滤器，油管及油箱的选择 1)液压阀及过滤器的选择 根据液压系统的最高工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的最大流量，可选出这些元件的型号及规格，列表如下：编号 元件名称 估计通过流量(L/min)元件型号 规格 1 XU 线隙式滤油器 70 XU-B200 100 2.5MPa 2 油箱 420L 3 冷却器 4 三相异步电动机 Y132S-4 5.5Kw 5 变量叶片油泵 70 YBX-D50（V3）10MPa 6 溢流阀 7.04 YF-L20B 5-70MPa 7 指针式压力计 Y-100 10MPa 8 减压阀 JF-L10G 7MPa 9 单向阀 7.04 S-10A0 10L/min 10 背压阀 40 B-63B 0.5MPa 11 三位四通换向阀 80 34D-63B 7MPa 12 三位四通换向阀 80 34D-63B 7MPa 13 蓄能器 HXQ-C16D HXQ-C16D 14 单向顺序阀 4.48 X2F-L10E 3MPa 15 单向顺序阀 2.56 X2F-L10E 3MPa 16 液压缸 4.48 20 x18 20 x14 17 液压缸 2.56 50 x28 50 x36 18 调速阀 64.056 Q-H20 32MPa 19 调速阀 64.056 Q-H20 32MPa 20 两位二通换向阀 80 22D-63B 7MPa 21 三位四通换向阀 80 34D-63B 7MPa 22 液压缸 64.056 100 x70 100 x70 23 指针式压力计 Y-100 10MPa 24 指针式压力计 Y-100 10MPa 25 指针式压力计 Y-100 10MPa 26 指针式压力计 Y-100 10MPa 27 指针式压力计 Y-100 10MPa 28 指针式压力计 Y-100 10MPa 2)油管的选择 根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定管道尺寸。由于系统在液压缸工进速度最快时，流量最大，实际最大流量约为：max64.056/minQL，则泵的流量为额定流量专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-17 70/minL，连接液压缸的进出油路油管的直径选择公称通径为 20mm。所以，按产品样本标准 JB827-66，JB/Z95-67，选用公称通径为 20mm 的管件。3)油箱容积的选择 中压系统的油箱容积一般取液压泵额定流量的 57 倍，液压系统设计简明手册表 4-1.这里取 6 倍，即6rVQ，其中rQ为液压泵每分钟排出压力油的体积。得，V=420L。第四节、第四节、液压系统的验算液压系统的验算(1)系统压力损失验算 由于系统的具体管路布置尚未清楚，整个回路的压力损失无法估算，仅只有阀类元件对压力损失所造成的影响可以看得出来，供调定压力值时参考。由于快进时的油液流量比快退时的流量大，所以其压力损失也就比快退时的大。因此必须计算快进时进油路与回油路的压力损失。假定液压系统选用 L-HL32 号液压油，考虑最低工作温度为 15，由手册查出此时油的运动粘度21501.5stcm s液压系统设计简明手册，油的密度3900Kg m，液压传动系统及设计【表 2-1】液压元件采用集成块式的配置形式，Q 取 64.056/minL，即30.0010676Qm s。判定雷诺数eR：evdR 3-6 V：管道内的平均流速 m/s d：圆管的内径 m V：流体的运动粘度 2m/s 441.27321010evdQRd=41.2732x0.0010676101.5xd 此处 d取 20mm，即0.020dm，代入数据，得4532300eR，则进油回路中的流动为层流。沿程压力损失p：选取进油管长度为1.5lm，则进油路上的流体速度为：220.00106760.00106763.56/3.14x0.023.14x0.0244vm s（）（）3-7 压力损失为 226464x1.5x900 x 1.5=10728.5 Pa=0.1 MPa2453x0.02x2elvpR d（）3-8 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-18 局部压力损失：由于采用集成块式配置的液压装置，所以只考虑进油路上的阀类元件和集成块内油路的压力损失。通过各阀的局部压力损失按式 2()ssqppq 3-9 计算，结果列表如下：表 5 各阀局部压力损失 编号 元件名称 额定流量sq（/minL）实际流量q（/minL）额定压力损失sp（MPa）实际压力损失p（MPa）11 三位四通换向阀 80 64.056 0.4 0.256448 12 三位四通换向阀 80 1.1 0.4 0.000075625 20 两位两通换向阀 80 20 0.4 0.025 21 三位四通换向阀 80 24 0.4 0.036 若集成块进油路的压力损失0.03jpMPa，由于油路一次最多经过三个换向阀，故进油路的总压力损失为：(0.1 0.3720.03)0.502jppppMpaMpa 3-10 也就是说，初选的进油管压力损失略大于实际油路压力损失。这说明液压系统的油路结构以及元件的参数选择是基本合理的，满足要求。(2)系统发热及温升验算液压系统设计简明手册系统温升的验算 在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，为了简化计算，主要考虑工进时的发热量，一般情况下，工进速度大时发热量大，由于限压式变量泵在流量不同时，效率相差极大，所以计算最大、最小时的发热量，然后加以比较，取数值大者进行分析。【1】在 v01=0.6m/min（工进粗加工）时，低速 22344q=D v=x0.11x0.6=0.0056991m/min=5.7L/min（）此时泵的效率为 0.1，泵的出口油压力为 10MPa，则有 1 0 x 5.76 0 x 0.1P=9.5KW输入 30.660P=Fv=0.21Kw=20556xx10输出 此时的功率损失为：P=PP=9.50.2 1=9.2 9 K w输入输出【2】在 v01=6m/min（工进粗加工）时，高速 22344q=D v=x0.11x6=0.056991m/min=57L/min（）专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-19 此时泵的效率为 0.72，泵的出口油压力为 10MPa，则有 1 0 x 5 76 0 x 0.7 2P=13.2KW输入 3660P=Fv=2.1Kw=20556xx10输出 此时的功率损失为：P=PP=1 3.22.1=1 1.1K w输入输出【3】在 v01=0.5m/min（工进精加工）时，低速 22344q=D v=x0.11x0.5=0.004751m/min=4.75L/min（）此时泵的效率为 0.1，泵的出口油压力为 10MPa，则有 1 0 x 4.7 56 0 x 0.1P=7.92KW输入 30.560P=Fv=0.088Kw=10556xx10输出 此时的功率损失为：P=PP=7.9 20.0 8 8=7.8 3 2 K w输入输出【4】在 v01=5m/min（工进精加工）时，高速 22344q=D v=x0.11x5=0.0475m/min=47.5L/min（）此时泵的效率为 0.72，泵的出口油压力为 10MPa，则有 1 0 x 4 7.56 0 x 0.7 2P=11KW输入 3560P=Fv=0.88Kw=10556xx10输出 此时的功率损失为：P=PP=1 10.8 8=1 0.1 2 K w输入输出【5】所以由以上工作阶段分析可以知道，在 v01=6m/min（工进粗加工高速）时，功率损失为 10.12KW，发热量最大。假设油箱三个边长的比例在 1：1：1 到 1：2：3 范围内，且油面高度为油箱高度的 80%,332230.065 V=0.065 420=3.65mA，假定通风良好，取油箱散热系数3215 10/()TCKw mC，则利用式310.1215x10 x3.65P=185TTCC A 3-15 可得油液温升为：185TC。设环境温度为220TC，则热平衡温度为：1218520=205TTTCCC 3-16 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-20 155 70TC。所以油箱散热需要加装专用冷却器。再验算，取32150 10/()TCKwmC，则利用式 3-15，可得油液温升为：18.5TC。设环境温度为220TC，则热平衡温度为：1238.5TTTC。11 55 70TTC。所以加装冷却器后油箱工作温度没有超过最高允许油温，散热可以满足要求。第七章、液压系统的维护与保养第七章、液压系统的维护与保养 第一节、第一节、日常检查日常检查：日常检查是减少液压系统故障最重要的环节，主要是操作者在使用中经常通过目视、耳听、手触等简单方法，在液压泵起动前后和停止运转前检查油量、油温、油质、压力、泄漏、噪声、振动等情况。出现不正常现象应停机检查原因，及时排除异常现象。第二节、第二节、定期保养定期保养：为保证液压系统正常工作，提高各液压元件的寿命与可靠性，必须进行定期检查保养，发现潜在故障及时修复或排除。定期保养的主要内容有调查日常检查中发现而又未及时排除的异常现象和潜在的故障预兆，查明其原因并给予排除；对规定必须定期检查的基础部件，应认真检修、保养；检查油量加油补油，清洗油箱等。定期保养的时间一般与过滤器检修时间相同（清理或更换滤芯），约为三个月左右。第三节、第三节、综合维护综合维护：综合维护大约每一年一次，其主要内容是检查液压装置的各元件和部件，判断其性能和寿命，进行分解检修或更换元件，对液压系统进行清洗和换油。冬季室内油温未达到 15时，不准开始顺序动作，夏季油温高于 60时，要注意系统的工作情况，并通知维修人员进行处理。第四节、液压系统常见故障及排除方法第四节、液压系统常见故障及排除方法 一、液压系统常见故障及排除方法一、液压系统常见故障及排除方法 故障现象故障现象 产产 生生 原原 因因 排排 除除 方方 法法 噪声和振动噪声和振动 1、空气侵入液压系统 1、检查排除 2、齿轮泵齿形精度低 2、两齿对研达到精度要求 3、叶片泵叶片卡死或配合不良 3、修复或配换有关零件 4、柱赛泵柱赛移动不灵活，液压泵内零件损坏，轴向，径向间隙过大，输油量不足，压力波动。困油现象 4.修复有关零件 5、溢流阀动作失灵，液压油脏物堵塞阻尼小孔弹簧变形、卡死、损坏 5、清洗换油，疏通阻尼孔检查更换弹簧 6、阀座损坏，配合间隙不合适 6、检查主阀芯是否卡死、修研阀座 7、液压泵和电动机安装不同心 7、重新安装连轴节，保证同心度 8、油管互相碰击 8、检查排除 系统压力不系统压力不足或无压力足或无压力 1、液压泵转向错误 1、纠正转向 2、转速过低，胶带打滑、连轴器有故障运动件磨损，间隙过大，泄漏严重 2、排除故障修复或更换 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-21 3、溢溜阀在开口位置被卡住，无法建立压力，阻尼孔堵塞 3、修研，使阀在体内移动灵活清洗阻尼通道 4、阀中钢球与阀座密封不严压力调整错误 更换钢球或研配阀座重新调整 5、液压缸因间隙过大或密封圈损坏使高低压腔互通 5、修配活塞或更换密封圈 6、压力油路上某些阀由于污物或其他原因使阀在开口处上卡住而卸荷 6、寻找故障部位，清洗或研修，使滑阀在阀体中移动灵活 7、压力油路上泄漏 7、拧紧各接合处，排除泄漏 系统爬行系统爬行 1、空气侵入液压系统，油面过低吸油不畅 1、加足液压油至油标线上 2、吸油口处滤油器被堵塞形成局部真空，回油管在油面上 拆卸清洗，更换脏油，将回油管插入液压油中 3、接头密封不严 3、拧紧接头螺纹严防空气侵入 4、摩擦阻力变化，导轨精度不好，局部阻力变化，接触不良，油膜不易形成 4、修复导轨至精度要求 5、润滑情况不良，润滑油粘度太小 5、选用适当粘度的润滑油 6、液压缸中心线与导轨不平行，活塞与活塞杆不同心等，产生不均匀的摩擦力 6、相应重装，校直、修复、更换、配置 7、滑板的镶条或压板调整太紧以及镶条弯曲等 7、重新调整和修复刮镶条，使运动部件移动无阻滞现象 8、回油无背压 8、回油增加背油 二、液压元件常见故障及排除方法二、液压元件常见故障及排除方法 1、液压泵、液压泵 故障故障 原因原因 排除方法排除方法 泵泵 不不 出出 油油 传动泵的电机转向错误 将电机反向 油箱内的液面太低 加入适量的液压油 吸油管或过滤器堵塞 清洗过滤器及吸油管、去除杂物 从吸油管吸入空气 检查何处漏气、并修理 油泵转速太低 提高转速 油液粘度太高 使用推荐的液压油 如果是叶片泵，叶片是否正常 检查叶片泵 油温太低，油液粘度太高 启用加热器，提高油温至合适温度 泵泵 不不 升升 压压 因上述原因油泵不出油 按上述方法进行处理 溢流阀额定压力太低 调整溢流阀的压力 溢流阀阀座被杂物卡死 清除溢流阀阀座上的杂物 系统中油泄漏 对系统进行顺次试验检查 专用铣床的液压及电控系统的设计与维护-22 系统中的油自由流同油箱或正在向执行元件中充油 检蓄能器站中的 P2 口处球阀是否关闭，是否蓄能器能正在充油 端盖未能拧紧 紧固螺钉 泵站系统中的单向阀卡阀或损坏 断开油源，拆下并清洗单向阀或更换单向阀 漏漏 油油 油的粘度太低 检查并更换液压油 密封圈损坏 检查并更换密封圈 动动 作作 不不 良良 起动时或寒冷时动作不良 油液粘度太高，更换合适的液压太紧 温度上升，速度下降 泵的压力低，阀、缸内泄大并检查速度控制的节流 分路 跳动 油量不足，混入空气，密封圈压的太紧，并排除之 速度低时速度不稳 节流阀开度太小，节流口损伤，排除或更换液压油 泵泵 有有 噪噪 音音 吸油管部分堵塞 消除杂物使其通畅 吸油管吸入空气 认真检查，堵漏 泵的端盖螺钉太松 拧紧螺钉使噪音停止 配油盘有杂物堵塞 借助说明书拆卸并消除脏物 油中有气泡 检查回油管出口是否没入油中，加长回油管 油的粘度太高 选出合适的液压油 油油 泵泵 起起 动动 频频 繁繁 内部