文档介绍：引言
随着科学技术的迅速发展,工业生产进入以计算机、数控和液压技术为主体的发展阶段,进而迈入以网络和信息技术为核心的经济发展阶段。由于液压技术独特的优越性,使其得到了越来越广泛的应用。液压技术介于机械和电子技术之间,同时又包含了机械和电子的有关内容。所以研究液压系统的应用应有很好的应有价值和广阔的发展前景。
液压系统已经在各个工业部门及农、林、牧、渔等许多部门得到越来越广泛的应用,而且越先进的设备,其应用液压系统的部分就越多。
在造纸、纺织、塑料、橡胶等轻工行业,造纸机、纺织机、注塑机、橡胶压块机等机械设备上都大量使用着液压系统。在矿山、石油、冶金、压力加工等重工业中,由于液压系统能传递很大的能量而设备的重量相对其他传动方式来说又较小,所以有着更广泛的应用。例如矿井支架、石油钻井平台、高炉炉顶设备、钢坯连铸机、压力机、快锻机等设备上液压系统被更广泛地应用。其他在电力、建筑、水利、交通、船舶、航空、汽车等行业,液压系统也是重要的组成部分。至于航天、军工等广泛采用先进技术的部门,液压系统更是得到广泛应用。机床行业是最早使用液压技术的行业之一,目前虽然由于电机传动技术中交流变频技术的发展而使电动机驱动夺回不少液压驱动的应用范围,但在大功率驱动或往复运动的场合,液压系统还是处于不可取代的地位。
本文正是从此处入手,对数控机床的中心架和托料装置控制系统进行深入研究,并设计出专门供数控车床中心架和托料装置使用的液压站。在设计的过程当中使用了液压传动的一般规律和设计原则,最后完成设计使其满足系统的设计要求,符合设计宗旨。
第一章概述
液压技术起源
液压技术的发展是与流体力学的理论研究成果和工程材料、液压介质等相关学科的发展紧密相联的。1650年帕斯卡提出了封闭静止液体中压力传播的帕斯卡定律;1686年牛顿揭示了粘性流体的内摩擦定律;到18世纪,流体力学的两个重要方程-连续性方程和伯努力能量方程相继建立,这些理论成果为液压技术的发展奠定了理论基础。1795年英国人布拉默发明了世界上第一台水压机,是他首先利用水不仅进行了能量传递,而且传递控制信号,标志现代液压技术工程应用的开始。水压机的发明还与当时铸铁等工程材料及一些新的制造方法的出现密切姓关。1851年阿姆斯特朗发明重锤式蓄能器之后,促使液压传动的应用迅速增加,到19世纪90年代,液压传动已应用于压力机、起重机、卷扬机、包装机、实验机等许多工业部门。
由于水的润滑性差,易产生锈蚀。电力传动的兴起曾一度使水压传动应用减少。知道1905-1908年威廉斯和詹尼两位美国工程师发明了用油作介质的轴向柱塞式液压传动装置以后,液压技术这种停滞不前的情况才有所改观。加之,1910年肖研制出用油做介质的径向柱塞泵,威克斯于1936年又发明了先导式溢流阀,特别是20世纪30年代定睛橡胶等耐油密封材料的出现,使液压传动逐步取代了水压传动,并迅速发展。到了现在,随着液压技术的不断发展和完善,它已经在工农业生产的各个部门占据了主导地位。
液压传动的优缺点
1)易于获得较大的力或者力矩
液压传动是利用液体的压力来传递力或力矩的。液压泵可以获得较高的压力,目前液压泵可以达到35MPa的压力,因此液压刚可获得很大的力或者力矩。例如一个30cm直径的液压缸,压力为21MPa时,可获得1480kN的推力,因此被广泛应用于需要很大力或者力矩的重型机械上。
2) 功率重量大
功率重量比是指其输出功率于其重量的比值。功率重量比大的设备即重量和体积较小而输出较大的功率。例如飞机上的液压泵,,。所以在要求传递大功率而又不允许有较大体积的情况下应采用液压传动。
3)易于实现往复运动
液压缸对实现往复运动是最方便的,而电动机则须通过齿轮、齿条等机构把旋转运动变成直线往复运动。
4) 易于实现较大范围的无级变速
液压传动通过调节液体的流量就可以方便地实现无级变速,而且速比范围大。例如用节流阀调节流量时,,其他传动形式的速比是无法比拟的。
5)传递运动平稳
由于液压流体的控制可以在非常小的流量时仍然很均匀,所以设备的运动速度可以很平稳,例如机床可以实现1以下的无爬行稳定进给。
6) 可以实现快速而且无冲击的变速和换向
这是由于液压机构的功率重量比大,所以液压设备的惯性小,因此反应速度就快。例如液压马达的旋转惯量不超过同功率电动机的10%,故启动中等功率电动机要12s,。故在高速换向频繁的机床上(如平面磨床、龙门刨床)采用液压传动可使换向冲击大大减少。
7)与机械传动相比易于布局和操纵
液压传动部件由管道相连,故在安装