搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),搖臂,鉆床,液壓,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 設(shè)計(jì)(論文)題目： 指 導(dǎo) 教 師: 2010 年3 月19日  開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求 1．開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專業(yè)審查后生效； 2．開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打?。┰诒鹃_(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě) 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 一、引言 隨著發(fā)展腳步的加快，搖臂鉆床在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來(lái)鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。鉆床的主軸箱可在搖臂上移動(dòng)，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)，搖臂還可沿立柱上下移動(dòng)，以適應(yīng)加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺(tái)上，較大的工件可直接放在機(jī)床底座或地面上[1,2]?，F(xiàn)行的搖臂鉆床多采用齒輪傳動(dòng)，零件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，變換主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量不夠方便，而且不能在加工過(guò)程中變速和改變進(jìn)給量[3]。為了解決這些問(wèn)題，本課題主要研究了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在搖臂鉆床中的應(yīng)用，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中將用到一系列標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件，這樣可以簡(jiǎn)化整機(jī)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，這對(duì)于我國(guó)的機(jī)床產(chǎn)業(yè)具有很大程度上的現(xiàn)實(shí)意義。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時(shí)，鉆頭一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動(dòng)形式為： 　　(1)搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[4]； 　　(2)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為主軸的縱向進(jìn)給； 　　(3)輔助運(yùn)動(dòng)有：搖臂沿外立柱垂直移動(dòng)，主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的移動(dòng)，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[5]。 這些運(yùn)動(dòng)形式都可以用液壓控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，下面主要介紹一下液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)。 二、液壓控制 液壓傳動(dòng)控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過(guò)程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動(dòng)是研究以液壓流體為能源介質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)還必須由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等幾部分組成。液壓傳動(dòng)利用這些元件來(lái)組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為具有一定控制 功能的傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制[6,7]。 從原理上來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說(shuō)，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過(guò)液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的[8]。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比有以下主要優(yōu)點(diǎn)： 1) 傳動(dòng)平穩(wěn) 在液壓傳動(dòng)裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)。油液有吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置，故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會(huì)引起振動(dòng)扣撞擊，使傳動(dòng)十分平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向[9]； 2) 質(zhì)量輕體積小 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動(dòng)作靈敏；這對(duì)液壓仿形、液壓自動(dòng)控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來(lái)說(shuō)，是特別重要的。例如我國(guó)生產(chǎn)的1m3挖掘機(jī)在采用液壓傳動(dòng)后，比采用機(jī)械傳動(dòng)時(shí)的質(zhì)量減輕了1t； 3) 承載能力大 液壓傳動(dòng)易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬(wàn)噸輪船操舵機(jī)和萬(wàn)噸水壓機(jī)等； 4) 容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 在液壓傳動(dòng)中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)凋速，并且調(diào)速范圍很大，可達(dá)2000：1，很容易獲得極低的速度[10]； 5) 易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù) 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護(hù)措施，能夠自動(dòng)防止過(guò)載，避免發(fā)生事故； 6) 液壓元件能夠自動(dòng)潤(rùn)滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動(dòng)裝置能自動(dòng)潤(rùn)滑，因此元件的使用壽命較長(zhǎng)； 7) 容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作 采用液壓傳動(dòng)能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺(tái)，可加工出不規(guī)則形狀的零件； 8) 簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu) 采用液壓傳動(dòng)可大大地簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少了機(jī)械零部件數(shù)目； 9) 便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。目前，液壓傳動(dòng)在組合機(jī)床和自動(dòng)線上應(yīng)用得很普遍[11,12]； 10) 便于實(shí)現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。也易于設(shè)計(jì)和 組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。 液壓作為一個(gè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在未來(lái)更是有廣闊的前景。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，這樣就能夠在更多的場(chǎng)合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。 三、搖臂鉆床的特點(diǎn)以及對(duì)液壓系統(tǒng)的要求: 搖臂鉆床，適用于在中、大型零件上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪平面及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下可以進(jìn)行鏜孔。搖臂鉆床的零部件通用化程度較高，具有如下特點(diǎn)： 1、采用液壓預(yù)選變速機(jī)構(gòu)，可節(jié)省輔助時(shí)間； 2、主軸正反轉(zhuǎn)、停車（制動(dòng)）、變速、空擋等動(dòng)作，用一個(gè)手柄控制，操縱輕便[13]；　　 3、主軸箱、搖臂、內(nèi)外柱采用液壓驅(qū)動(dòng)的菱形塊夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊可靠； 4、搖臂上導(dǎo)軌、主軸套筒及內(nèi)外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進(jìn)行淬火處理，可延長(zhǎng)使用壽命； 5、主軸箱的移動(dòng)除手動(dòng)外，還能機(jī)動(dòng)； 6、有完善的安全保護(hù)裝置和外柱防護(hù)及自動(dòng)潤(rùn)滑裝置。 根據(jù)搖臂鉆床的特點(diǎn)，我們對(duì)液壓系統(tǒng)提出如下幾點(diǎn)要求： 1、卡盤卡緊，松開(kāi)時(shí)動(dòng)作要求平穩(wěn)，在進(jìn)行動(dòng)作換向時(shí)不應(yīng)有沖擊； 2、系統(tǒng)中要有減壓裝置，其作用為當(dāng)卡盤接觸工件時(shí)，系統(tǒng)壓力忽然升高，為防止因壓力過(guò)大而造成加上工件的事故發(fā)生，該系統(tǒng)在工作過(guò)程中因?yàn)楹銐海? 3、鉆頭工作時(shí)應(yīng)沒(méi)有沖擊，爬行等不良現(xiàn)象。所以對(duì)系統(tǒng)的密封應(yīng)有較高的標(biāo)準(zhǔn)[14]； 4、為保證安全生產(chǎn)，避免忽然斷電以及電機(jī)損壞等突發(fā)事件的發(fā)生，系統(tǒng)中應(yīng)有連鎖保壓裝置[15]。 在了解了搖臂鉆床的工作特點(diǎn)以后，我們有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，以確保本課題的設(shè)計(jì)圓滿完成。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 方子良,宋彪. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 南京: 南京理工大學(xué)出版社, 2003. 84-88. [2] 王華坤,范云勛.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 南京: 南京理工大學(xué)出版社, 2000. 1-3. [3] 余支雄,賀慶. 搖臂鉆床的嵌套修理[J]. 煤礦機(jī)械, 2004 (4): 126-125. [4] 劉光明,朱新平. 搖臂鉆床加工擋圈槽用鏜夾具[J]. 現(xiàn)代制造工程, 2004 (8): 94-94. [5] 白建華,劉英彬,黃海峰,等. 搖臂鉆床的數(shù)控化改造[J]. 機(jī)電工程, 2001,18 (1): 34-35. [6] 王積偉,章宏甲,黃誼, 等. 液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005. 1-7. [7] 侯明亮. 激光平地機(jī)液壓控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 液壓與氣動(dòng), 2008 (6): 24-26. [8] 張利平. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.105-113. [9] 謝宇. Z3040搖臂鉆床的PLC控制改造[J]. 煤礦機(jī)械, 2008,29 (2)：145-146. [10] 曹春平,蔡理,張?chǎng)? 等. 機(jī)床數(shù)控技術(shù)及編程[M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 2006. 9-13. [11] 原艷紅. 搖臂鉆床的PLC電氣控制[J]. 應(yīng)用技術(shù), 2007 (6): 143-144. [12] 張園,于民華,楊琦. 采用普通搖臂鉆床加工雙管板換熱器管板[J]. 化工設(shè)備與管道, 2008,45(1): 44-46. [13] 高月龍. 搖臂鉆床加裝銑刀的裝置[J]. 機(jī)械工業(yè), 2001 (9): 1-1. [14] 高建蘋. Z3080X25搖臂鉆床典型故障排除與調(diào)整[J]. 機(jī)械與電子, 2007 (34): 114-115. [15] 聶福全. 自制搖臂鉆床安全保護(hù)裝置[J]. 中國(guó)設(shè)備工程, 2006 (3): 1-1. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）： 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。以下是本課題的主要設(shè)計(jì)步驟： 1)確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2)進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3)制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； 4)選擇液壓元件； 5)液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； 6)完成搖臂鉆床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 7) 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份； 8) 完成相關(guān)圖紙。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)： 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日