半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是半自動(dòng)液壓專用銑床的液壓設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)主要是將自己所學(xué)的知識(shí)結(jié)合輔助材料運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，初步掌握正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)的基本方法步驟,鞏固深化和擴(kuò)大所學(xué)的知識(shí),培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的工作方法和獨(dú)立工作能力，以及達(dá)到正確繪制部件總裝圖和零件工作圖等方面的基本訓(xùn)練及基本技能。整個(gè)設(shè)計(jì)主要完成了七個(gè)部分：參數(shù)的選擇、方案的制定、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及最后有關(guān)的驗(yàn)算。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛煉了自己獨(dú)立思考和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮W(xué)態(tài)度，了解了半自動(dòng)專用銑床液壓系統(tǒng)的工作原理以及它的總體結(jié)構(gòu)，同時(shí)我也明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。關(guān)鍵詞：液壓設(shè)計(jì)；半自動(dòng)；銑床；I半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)ABSTRACTThisgraduationdesignisaspecialsemi-automatichydraulicmillingmachinehydraulicdesign,thedesignismainlytousetheirlearnedknowledgecombinedwithauxiliarymaterialstodesign,preliminarytomasterthebasicmethodofthecorrectdesignideaanddesignsteps,consolidatedeepenandexpandthelearnedknowledge,cultivatetheworkmethodoftheorywithpracticeandabilitytoworkindependently,andachievethecorrectmappartsassemblyandpartsworkingdrawingandotheraspectsofbasictrainingandbasicskill.Thewholedesignmainlycompletedsevenparts:thechoiceofparameters,theconsultation,thedesignofthehydraulicsystem,andfinallytherelatedcalculation.Throughthisgraduationdesignexercisetheirownindependentthinkingandrigorouslearningattitude,understandingofthesemiautomaticspecialmillingmachinehydraulicsystemprincipleofworkaswellasitsoverallstructure,atthesametime,Ialsounderstandthatlearningisalong-termaccumulationprocess,inthefuturework,lifeshouldcontinuetostudy,workhardtoimprovetheirknowledgeandcomprehensivequalityKeywords：hydraulic ；semi-auto ；millingmachine ；II半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄摘要.............................................................IABSTRACT...........................................................II目錄................................................................11緒論..............................................................21.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義.......................................21.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況.............................................21.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求...........................................21.4設(shè)計(jì)目的.....................................................21.5設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求...............................................32設(shè)計(jì)步驟..........................................................32.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.........................................32.2確定液壓泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率及型號(hào).............................72.3確定各類控制閥...............................................82.4選取液壓油...................................................92.5確定油箱容積與結(jié)構(gòu)...........................................93液壓缸及液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................113.1確定液壓缸的結(jié)構(gòu)形式........................................113.2計(jì)算液壓缸主要零件的強(qiáng)度和鋼度..............................123.3完成液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部分零件圖。..........................123.4選擇裝配方案...............................................143.5繪制部件裝配圖.............................................154液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算...................................................154.1執(zhí)行元件輸出力或力矩及最低最高速度的校核...................154.2管路系統(tǒng)壓力損失計(jì)算.......................................154.3壓力閥調(diào)整壓力的確定.......................................164.4系統(tǒng)熱平衡計(jì)算與油箱容積的驗(yàn)算.............................16結(jié)論...............................................................18致謝...............................................................19參考文獻(xiàn)...........................................................20附錄1.............................................................21附錄2.............................................................291半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)緒論1.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義液壓進(jìn)給結(jié)構(gòu)對(duì)于普通銑床來(lái)說(shuō)是很重要的， 本課題主要研究普通銑床上的液壓進(jìn)給結(jié)構(gòu)的改造。改進(jìn)液壓進(jìn)給結(jié)構(gòu)便于銑床更好的運(yùn)作， 能提高銑床的工作效率以及經(jīng)濟(jì)效益。從藍(lán)天到水下，從軍用到民用，從重工業(yè)到輕工業(yè)，到處都有液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)的應(yīng)用。國(guó)外生產(chǎn)的 95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%的自動(dòng)生產(chǎn)線都采用了液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)。所以很有必要改進(jìn)液壓進(jìn)給結(jié)構(gòu)。1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況機(jī)械工業(yè)即機(jī)器制造工業(yè)，機(jī)械工業(yè)素有“工業(yè)的心臟”之稱。它是其他經(jīng)濟(jì)部門的生產(chǎn)手段，也可說(shuō)是一切經(jīng)濟(jì)部門發(fā)展的基礎(chǔ)。它的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度的重要標(biāo)志。為促進(jìn)民族地區(qū)的現(xiàn)代化，必須加速發(fā)展機(jī)械工業(yè)。它是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。普通銑床作為一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，已成為大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵型裝備，是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。普通銑床的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。普通銑床在全世界有廣泛的應(yīng)用，液壓進(jìn)給結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外銑床方面都得到了廣泛的運(yùn)用。由于液壓技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)水平的提高起到了極大的促進(jìn)和保證作用，因而再用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的標(biāo)志?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓技術(shù)將會(huì)在許多工業(yè)部門中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求由于液壓技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其發(fā)展很快，特別是經(jīng)過(guò)最近半個(gè)世紀(jì)的飛速發(fā)展，液壓技術(shù)已成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的對(duì)現(xiàn)代機(jī)械裝備技術(shù)進(jìn)步有重要影響的基礎(chǔ)技術(shù)，其應(yīng)用遍布各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。因此設(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)已變得異常重要。1.4設(shè)計(jì)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)理論知識(shí)，獨(dú)立解決機(jī)床設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到下述目的。a初步掌握正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)的基本方法步驟,鞏固深化和擴(kuò)大所學(xué)的知識(shí),培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的工作方法和獨(dú)立工作能力。b獲得機(jī)床總體設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件計(jì)算，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。繪制部件總裝圖（展開(kāi)圖，裝配圖）和零件工作圖等方面的基本訓(xùn)練及基本技能。2半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格、手冊(cè)和資料的應(yīng)用。對(duì)專用機(jī)床的夜壓系統(tǒng)初具分析能力和改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力。1.5設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.5.1機(jī)床類型及動(dòng)作循環(huán)要求：設(shè)計(jì)一臺(tái)用成型銑刀在工件上加工出成型面的夜壓專用銑床，要求機(jī)床工作臺(tái)一次可安裝兩只工件，并能同時(shí)加工。機(jī)床工作循環(huán)為：手工上料→按電鈕→自動(dòng)定位夾緊→工作臺(tái)快進(jìn)→銑削進(jìn)給→工作臺(tái)快退→夾具松開(kāi)→手工卸料。1.5.2機(jī)床對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的具體參數(shù)要求液壓系統(tǒng)參數(shù)圖液壓缸負(fù)載力移動(dòng)件（速度M/min）名稱（N）重力（N）快進(jìn)工進(jìn)快退定位液20020壓缸夾緊液400040壓缸進(jìn)給液2000150060.356壓缸工作臺(tái)采用半導(dǎo)軌，導(dǎo)軌面的靜摩擦系數(shù)f=0.2

定位夾緊缸啟動(dòng)行程（MM） 運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)間（S）間（S）10 115 1快進(jìn)工進(jìn)3000.580動(dòng)摩擦系數(shù)f=.0.1設(shè)計(jì)步驟2.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1.1分析工況及設(shè)計(jì)要求,繪制液壓系統(tǒng)草圖機(jī)床工況由題可知為:定位液壓缸 夾緊液壓缸 工作臺(tái)進(jìn)給液壓缸定位 夾 松 快進(jìn)工進(jìn)拔銷 緊 開(kāi)按設(shè)計(jì)要求希望系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,估計(jì)到系統(tǒng)的功率不會(huì)很大,且連續(xù)工作,所以決定采用單個(gè)定量泵、非卸荷式供油系統(tǒng).考慮到銑銷時(shí)可能有負(fù)的3半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)載力產(chǎn)生,故采用回油節(jié)流調(diào)速的方法 ,為了提高夾緊缸的穩(wěn)定性與可靠性 ,夾緊系統(tǒng)采用單向閥與蓄能器的保壓回路 ,并能不用減壓閥,使夾緊油源壓力與系統(tǒng)的調(diào)節(jié)一致,以減少液壓元件的數(shù)量 ,簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),定位后通過(guò)行程開(kāi)控制二位四通電磁閥通點(diǎn)工作控制夾緊缸工作 ,并采用壓力繼電器,發(fā)訊使工作臺(tái)液壓工作以簡(jiǎn)化電氣發(fā)訊與控制系統(tǒng) ,提高系統(tǒng)的可靠性.綜合上面考慮,可繪制出液壓系統(tǒng)圖（圖 2-1）4半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2-1液壓系統(tǒng)圖系統(tǒng)中采用Y行三位四通閥是為了是工作臺(tái)能在任意位置停留,并使換向平穩(wěn),二位四通閥在1DT失電時(shí),使夾緊液壓缸處于夾緊狀態(tài),其目的是為了增加安全可靠性并可以延長(zhǎng)電磁鐵的壽命。5半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1.2液壓缸的負(fù)載計(jì)算:定位液壓缸已知負(fù)載力R=200N ( 慣性力與摩擦力可以忽略不計(jì) )夾緊液壓缸已知負(fù)載力R=4000N ( 慣性力與摩擦力可以忽略不計(jì) )工作臺(tái)液壓缸有效負(fù)載力R=200N ( 已知)慣性力Rm=ma=1500/9.8/[(6/60-0)/0.5]=30.6N( 按等加速處理)摩擦力由液壓缸的密封阻力與滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的摩擦力組成 ,當(dāng)密阻力按 5%有效作用力估算時(shí),總的摩擦阻力:Rf=0.05Rw+Fc=0.05*2000+0.2*1500=4000N故負(fù)載力:R=Rw+Rm+Rf=2000+30.6+400=2430.6N2.1.3確定系統(tǒng)的工作壓力因?yàn)閵A緊液壓缸的作用很大 ,所以可以按其工作負(fù)載來(lái)選定系統(tǒng)的壓力由設(shè)計(jì)參考資料可以初定系統(tǒng)的壓力為 0.8 ～1MPa,為使液壓缸體積緊湊,可以取系統(tǒng)的壓力為 P1=1.5MPa2.1.4確定液壓缸的幾何參數(shù)定位液壓缸D=4R/P14200/3.141.51060.013m13mm考慮到液壓缸的結(jié)構(gòu)與制造的方便性 ,以及插銷的結(jié)構(gòu)尺寸等因素 ,參考下表可以取D=32mm,d=16mm表1液壓缸內(nèi)經(jīng)系列（JB2183-77）1620253240505563708090100110125140160180200220250320400500635表2按工作壓力確定活塞桿直徑缸的工作壓力≤55-7>7活塞直徑d(0,5-0.56)D(0.62-0.7)D0.7D6半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)表3活塞桿直徑系列(JB2183-77)410121416182022252832354045505563708090100110125140160180200220250280320360400450500(2)夾緊液壓缸D=4R/P144000/3.141.51060.058m58mm實(shí)取D=63mm,d=32mm(3)進(jìn)給液壓缸因采用雙出桿液壓缸,所以2D= 4R/ (P1 P2) d按工作壓力,可以選桿徑d=0.3D代入上上式得:D=4R/0.91(P1 P2)一般可取背壓P2=0.5MPa(對(duì)低壓系統(tǒng)而言),代入上式有:6D=4 2430.6/0.91 3.14 (1.5 0.5) 10 0.058m 58mm根據(jù)表1,表3取進(jìn)給液壓缸系列化的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 :D=63mm,d=20mm2.2確定液壓泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率及型號(hào)2.2.1確定液壓泵規(guī)格確定理論流量定位液壓缸最大的流量:2·L/2×10×103×Q1=A1v=πD/4t=3.14×0.032/4/1=8.046 310 m/s=0.4824L/min夾緊液壓缸最大流量2·L/2×15×103×Q2=A1v=πD/4t=3.14×0.063/4/1=4.685310m/s=2.8L/min因?yàn)橛袃蓚€(gè)夾緊缸同時(shí)工作，所以Q2=2Q2′=2×2.8=5.6L/min進(jìn)給液壓缸最大流量Q3=A2v=π22)/4·v=3.14×22×D-d0.063-0.02)/436=0.0168m/s=1008L/min（b）確定液壓泵流量由于定位,夾緊,進(jìn)給液壓缸是分時(shí)工作的 ,所以其中液壓缸的最大流量既是7半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的最大理論流量,另外考慮到泄漏和益流閥的益流流量,可以取液壓泵流量為系統(tǒng)最大流量的1.1～1.3倍,現(xiàn)取1.2倍計(jì)算則有:Q泵=1.2Q3=1.2×16.8=20.16L/min采用低壓齒輪泵,則可選取 CB-B25為系統(tǒng)的供油泵,其額定流量為 25L/min,額定壓力為2.5Mpa,額定轉(zhuǎn)速為24.17r/s(1450r/min)確定電動(dòng)機(jī)功率及型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率N=PQ/612η=25×25/612×0.8=1.28KW按CB-B*型齒輪泵技術(shù)規(guī)格,查得驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為1.3KW,或取電動(dòng)機(jī)功率略大一點(diǎn)的交流電機(jī)現(xiàn)選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為JQ2–22–4額定功率為1.5KW,轉(zhuǎn)速為1450r/min。2.2.2確定油液的壓力定位缸油液的壓力已知F=200N D=32mmd=16mmQ=0.4824L/min求:P12 2因?yàn)镕=A1P=πD P=3.14/4×0.032 P15所以P1=2.488×10 Pa夾緊缸油液的壓力已知F=4000N D=63mmd=32mmQ=5.6L/min求:P22 2因?yàn)镕=A1P=πD P=3.14/4×0.063 P16所以P2=1.283835×10 Pa2.3確定各類控制閥系統(tǒng)工作壓力為 1.5MPa,油泵額定最高壓力為 2.5MPa,所以可以選取額定壓力大于或等于 2.5MPa的各種元件,起流量按實(shí)際情況分別選取 .目前,中低壓系統(tǒng)的液壓元件,多按6.3MPa系列的元件選取,所以可以選取.溢流閥的型號(hào)為:Y-25B工作臺(tái)液壓缸換向型號(hào)為:34D-25BY,快進(jìn)二位二通電磁閥型號(hào)Q–10B;背壓閥型號(hào)為:B-25B定位,夾緊系統(tǒng)的最大流量為2.8L/min,所以可以選取.單向閥型號(hào)為 I –10B;換向閥型號(hào) 24D-10B23D-10B;單向順序閥型號(hào)為XI-B10B.蓄能器供油量?jī)H作定位夾緊系統(tǒng)在工作臺(tái)快進(jìn) ,工進(jìn)與快退時(shí),補(bǔ)充泄漏和保持壓力之用,其補(bǔ)油量極其有限,所以可以按各種最小的規(guī)格選取，現(xiàn)取 N×8半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)Q–0.6/10–型膠囊式蓄能器，當(dāng)△P=15%時(shí)，其有效補(bǔ)油體積為△V=0.07L。濾油器可選用型號(hào)為wv-25-×180J的網(wǎng)式濾油器,過(guò)濾精度為180um壓力表可選用Y–60型量程6.3MPa的普通精度等級(jí)的量表,選用量程較高的壓力表可以避免在系統(tǒng)有壓力沖擊時(shí)經(jīng)常損壞,但量程選得過(guò)大會(huì)使觀察和調(diào)整的精度降低.管道通徑與材料:閥類一徑選定,管道的通徑基本上已經(jīng)決定,既管道的通徑同于閥類進(jìn)出油口的通徑,只有在有特殊需要時(shí)才按管內(nèi)平均要求計(jì)算管道通徑.按標(biāo)準(zhǔn):通徑25L/min流量處, 選用Φ１２通徑的管道10L/min流量處, 選用Φ８通徑的管道為便于安裝,可以采取紫銅管,擴(kuò)口接頭安裝方式.壁厚按強(qiáng)度公式有: δ≥p.d/2[σ]其中,紫銅的[δ]=250kgf/cm2為安全起見(jiàn),可取P=2.5MPa來(lái)計(jì)算:δΦ12≥2.5 ×12/2 ×25=0.6mmδΦ8≥2.5×8/2 ×25=0.4mm所以可取 12,壁厚1mm和 8,壁厚0.8mm的紫銅管，考慮到擴(kuò)口處管子的強(qiáng)度,壁厚可以略有增加，一般按常用紫銅管的規(guī)格選取即可 (對(duì)低壓系統(tǒng)而言),對(duì)高壓系統(tǒng)必須進(jìn)行計(jì)算。2.4選取液壓油該系統(tǒng)為一般金屬切削機(jī)床液壓傳動(dòng) ,所以在環(huán)境溫度為-５℃～３５℃之間時(shí),一般可選用２０號(hào)或３０號(hào)機(jī)械油。2.5確定油箱容積與結(jié)構(gòu)在開(kāi)式液壓傳動(dòng)的油路系統(tǒng)中，油箱是必不可少的。它的作用是：貯存油液、凈化油液、使油液的溫度保持在一定的范圍內(nèi)，以及減少吸油區(qū)油液中氣泡的含量。因此，進(jìn)行油箱設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮油箱的容積、油液在油箱中的冷卻和加熱、油箱內(nèi)的裝置和防噪音等問(wèn)題。2.5.1 油箱容積的確定油箱應(yīng)貯存液壓裝置所需要的液壓油， 油液得貯存量與液壓泵的流量有直接9半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)系在一般情況下，油箱的有效容積可以用經(jīng)驗(yàn)公式確定：V1=KQ式中：V1——油箱有效容積， lQ——油泵額定流量， l/minK——系數(shù)低壓系統(tǒng) K=2~4中壓系統(tǒng) K=5~7高壓系統(tǒng) K=6~12因?yàn)槭堑蛪合到y(tǒng)，油箱容積按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：油箱容積 V=(2～4)Q現(xiàn)取 V=4Q=4 25=100l油箱的有效容積確定后，還需要根據(jù)油溫升高的允許值，進(jìn)行油箱容積驗(yàn)算。（見(jiàn)后文）2.5.2油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮的是油箱的剛度，其次要考慮便于換油和清洗油箱，以及考慮油泵裝置安裝和拆卸的方便，當(dāng)然，油箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單，以利于密封和降低造價(jià)。1、油箱體油箱一般是由A3鋼板焊接而成，鋼板厚度3～6mm,大者取大值。郵箱分為固定式和移動(dòng)式兩種，前者應(yīng)用較多。油箱側(cè)壁上安裝油位指示器、電加熱器、冷卻器；油箱底面與基礎(chǔ)面的距離一般為150～200mm，油箱下部焊接底腳，其厚度為油箱側(cè)壁厚度的2～3倍。中小型油箱箱體側(cè)壁為整塊鋼板，大型油箱在與隔板垂直的一個(gè)側(cè)壁上往往開(kāi)清洗孔，以便于清洗油箱。2、油箱底部油箱底部一般為傾斜狀，以便于排油，底部最低處有排油口，要注意排油口與基礎(chǔ)面的距離一般不得小于150mm。焊接結(jié)構(gòu)油箱，箱底用A3鋼板，其厚度等于或稍大與箱體側(cè)壁鋼板的厚度。3、油箱隔板為了使吸油區(qū)與壓油區(qū)分開(kāi)，便于回油中雜質(zhì)的沉淀，油箱中往往設(shè)置隔板，隔板的安裝方式主要有兩種：回油區(qū)的油液按一定方向流動(dòng)，即有利于回油中的雜質(zhì)、氣泡的分離，又有利于散熱；回油經(jīng)隔板上方溢流至吸油區(qū)，或經(jīng)過(guò)金屬網(wǎng)進(jìn)入吸油區(qū)，更有利于雜質(zhì)及氣泡的分離。隔板的位置，一般使吸油區(qū)的容積為油箱容積的1/2～1/3，隔板的高度，約為最低油面的2/3（或油液面的3/4）。隔板的厚度等于或稍大于油箱側(cè)壁厚度。4、油箱蓋油箱蓋多用鑄鐵或鋼板兩種材質(zhì)制成。 在油箱蓋上應(yīng)考慮有下列通孔： 吸油10半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)管孔、回油管孔、通大氣孔（孔口應(yīng)有空氣濾清器或氣體過(guò)濾裝置）、測(cè)溫孔、帶有濾油網(wǎng)的注油口，以及安裝液壓集成裝置的安裝孔。目前使用的泵站系統(tǒng)，往往將液壓泵、液壓泵電機(jī)及集成塊裝置安裝在油箱蓋上，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，但產(chǎn)生噪音較大。當(dāng)箱蓋上安裝油泵和電機(jī)時(shí)，箱蓋的厚度應(yīng)是油箱側(cè)壁厚度的3～4倍。2.5.3油箱的防噪音問(wèn)題防噪音問(wèn)題是現(xiàn)代化機(jī)械裝備設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題之一。油路系統(tǒng)的噪音源，以泵站為首，因此，進(jìn)行油箱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從下列幾方面著手減輕噪音：1、箱體及箱蓋的材質(zhì)，在條件允許的情況下，用鐵板代替鋼板，以利于吸振；2、箱體與箱蓋之間增加防振橡皮墊；3、用底腳螺栓將油箱牢固的固定在基礎(chǔ)上；4、吸油區(qū)與回油區(qū)之間增設(shè)一層 60～100目的金屬網(wǎng)，以便分離回油油液中的氣泡；5、油泵排油口用橡膠軟管與閥類元件相連接；6、回油管管接頭振動(dòng)噪音較大時(shí)，改變回油管直徑或增設(shè)一條回油管，使每個(gè)回油管接頭的通路減少。2.5.4 其他注意事項(xiàng)1、吸油管端部的濾油器與油箱底面距離不得小于20mm在條件允許時(shí)，油箱蓋的吸油管孔應(yīng)比濾油器的直徑稍大，以便對(duì)濾油器進(jìn)行清洗與更換；2、吸油管、回油管都應(yīng)插入最低油面以下，管端一般斜切45°，并使斜面向著油箱側(cè)壁。管口與箱底、箱壁的距離均不得小于管徑的3倍。泄油管一般不插入油中；3、大型油箱的箱蓋應(yīng)有加強(qiáng)筋，以保證剛度；4、油箱內(nèi)部應(yīng)涂耐油防銹漆。液壓缸及液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1確定液壓缸的結(jié)構(gòu)形式液壓缸的結(jié)構(gòu)形式是指他的類型 ,安裝方法,密封形式,緩沖結(jié)構(gòu),排氣等.定位與夾緊液壓缸均采用單出桿 ,缸體固定形式,為減少缸體與活塞體積,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),采用“Ｏ”型密封圈;由于行程很短,運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量很小,速度也不大,不必考慮緩沖結(jié)構(gòu);排氣螺塞也可以由油塞接頭來(lái)代替.工作臺(tái)液壓缸采用裝配活塞 ,雙出桿,缸體固定定形式,采用雙出桿可以使活塞桿在工作時(shí)處于受拉伸應(yīng)力狀態(tài) ,有利于提高活塞桿的穩(wěn)定性 ,并且可以減小活塞桿的直徑,活塞上才用單個(gè)“Ｏ”型密封圈,另外,由于工作材料為鑄鐵,加工時(shí)粉塵及小片狀或針狀的鐵銷較多 ,所以有加上了一個(gè)防塵圈 ,夾緊液壓缸的的11半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)防塵圈也是鑒于同樣原因安放的 .由于機(jī)床工作臺(tái)作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng) ,在運(yùn)動(dòng)方向上沒(méi)有嚴(yán)格的定位要求（這一點(diǎn)與一般鉆銷動(dòng)頭液壓缸的要求有所區(qū)別），不必采用機(jī)構(gòu)?？焱耸拢梢圆捎秒姎庑谐涕_(kāi)關(guān)預(yù)先發(fā)訊，使三位四通換向閥切至中位，工作臺(tái)停住，避免剛性沖擊；排氣也采用松開(kāi)油管進(jìn)油螺塞的方法進(jìn)行，而不設(shè)專門的放棄螺塞。3.2計(jì)算液壓缸主要零件的強(qiáng)度和鋼度定位夾緊油缸的內(nèi)油和長(zhǎng)度較小， 一般可以按厚壁筒強(qiáng)度計(jì)算公式來(lái)估計(jì)必須的厚壁，有公式：δＤ２（[]0.4PP/]-1.3Pp-１）=/當(dāng)額定壓力Pn＜6.3MPa時(shí),取[σ]鋼=σb/n=4500/6=750kgf/cm2=75MPaPp=Pn×150%=2.5×150%=3.75MPa將[σ]鋼,Pp的值及定位,夾緊液壓缸的直徑D代入計(jì)算公式可得:δ定≥3.2/2(7500.43.7510/7501.33.7510-1)＝0.072cm=0.72mmδ夾≥3.2/2(7500.43.7510/7501.33.7510-1)＝0.142cm=1.42mm工作臺(tái)液壓缸壁厚用薄壁筒計(jì)算公式來(lái)求:δ工≥PpD/2[σ]=3.75×6.3/2×75=0.158cm=1.58mm從以上計(jì)算可以看出,對(duì)與小型底壓(D＜100mm,Pn＜2.5MPa)液壓缸按強(qiáng)度條件計(jì)算出來(lái)的缸壁厚度尺寸是很小的,因此,在設(shè)計(jì)這類液壓鋼事,可以先不計(jì)算,而直接按機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的需要,主要是缸體與缸蓋的連接出的尺寸,及考慮到缸體缸度所需的基本厚度尺寸,直接設(shè)計(jì)制圖,然后進(jìn)行強(qiáng)度校核.這樣做在一般的情況下,均可滿足強(qiáng)度要求.而對(duì)于高壓的液壓缸或鑄鐵材料的缸體、缸壁的強(qiáng)度估算是必要的這樣可以避免結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖的返工和修改。對(duì)于缸蓋，活塞桿聯(lián)接件，鑒于與上相同的原因，強(qiáng)度計(jì)算一般可以放在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后的強(qiáng)度校核中進(jìn)行。3.3完成液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部分零件圖。液壓缸的活塞寬度，一般可取 b≥0.4D,同時(shí)應(yīng)該考慮密封圈安裝時(shí)的必要幾何尺寸,缸蓋應(yīng)該考慮到進(jìn)油及加工工藝要求 ,缸體連接處應(yīng)考慮必要的導(dǎo)向與支撐的結(jié)構(gòu)尺寸。小型定位， 夾緊傳動(dòng)液壓缸與傳動(dòng)液壓缸在結(jié)構(gòu)與安裝方法上不盡相同 ,總12半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)之要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、安裝方便、取材便利、強(qiáng)度足夠、要求輸出力、位移和功率,也要能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)上述液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及內(nèi)徑、 桿徑、行程等要求，液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖3-1定位液壓缸結(jié)構(gòu)圖圖3-2夾緊液壓缸結(jié)構(gòu)圖13半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-3工作臺(tái)進(jìn)給液壓缸結(jié)構(gòu)圖3.4選擇裝配方案選擇裝配方案主要指的是閥塊各部件的裝配方案。目前較多的是采用液壓集成塊組合方法。然而在某些場(chǎng)合，設(shè)計(jì)人員手頭集成塊的資料不完善或根本沒(méi)有，所需的集成塊一時(shí)亦不能買到，這時(shí)可以根據(jù)集成塊的設(shè)計(jì)原理與方法自行設(shè)計(jì)與制造。在某些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，因?yàn)樵?shù)量不多，壓力亦不很高（Pn≤6.3Mpa），采用閥板式的裝配方案也是很適用的。它具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、制造方便、安裝與維修簡(jiǎn)單、投產(chǎn)快的特點(diǎn)，對(duì)于小型機(jī)械廠的設(shè)備改造尤為適用，因此這種裝配方式至今仍有很大的實(shí)用意義。閥板組合部件設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：2的。面積過(guò)大，重量與尺寸太大，閥板的加工與安裝會(huì)產(chǎn)生困難。如果元件數(shù)量較多，可以分為幾個(gè)閥板（或閥塊）其間用管道相連，組成完整的裝配部件。②閥板一般分為兩層，后層為固定管接頭用，前層為固定液壓元件與加工連通管道用。二板的結(jié)合面與元件的安裝面應(yīng)該磨削平整，連接、緊固螺釘?shù)臄?shù)量與分布應(yīng)該根據(jù)板受到的液壓力的大小來(lái)決定，應(yīng)做到數(shù)量充分，分布合理，以保證閥板在工作時(shí)不漏油。③閥板必須有一定的厚度，以保證必要的螺孔深度。前板厚度一般在20～40mm之間，后板的厚度一般在25～35mm之間。如果二板間要安裝自制的單向閥時(shí)，厚度可以適當(dāng)增加。14半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)④板內(nèi)的通油腔道之間必須保持一定的距離。一般高、低壓通油腔道之間的密封寬度不能小于5mm。當(dāng)必須產(chǎn)生交叉通道時(shí)，可以選擇其中一根作為外接通道，由后板處接出，再用管子連接。版內(nèi)槽的深度比約在 1.2～0.8之間。⑤一般壓力表可以直接安裝在板的最高處或其他便于觀察的地方。壓力表開(kāi)關(guān)的使用較為困難，但必要時(shí)也可以安裝，此時(shí)測(cè)壓可以直接用管子連接到測(cè)壓點(diǎn)上。如果僅需測(cè)兩個(gè)點(diǎn)的壓力，可以直接用兩個(gè)壓力表，這樣反而更為方便和經(jīng)濟(jì)。⑥閥板后的管接頭安裝位置，在分布時(shí)應(yīng)考慮到接管子的方便性，接頭之間應(yīng)允許扳手放入與扳動(dòng)時(shí)必須的空間尺寸。⑦閥板必須與油箱或機(jī)架連接可靠。不許有松動(dòng)或懸吊的情況產(chǎn)生，以免產(chǎn)生振動(dòng)或損壞管子或管接頭的現(xiàn)象，使系統(tǒng)不能正常工作。3.5繪制部件裝配圖本設(shè)計(jì)主要是根據(jù)機(jī)床改造要求，對(duì)加工機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和工件的夾緊等部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要系統(tǒng)的液壓原理和各工作缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算。液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算4.1執(zhí)行元件輸出力或力矩及最低最高速度的校核現(xiàn)選工作臺(tái)液壓缸最低要求速度為例進(jìn)行校核：工作臺(tái)液壓缸有效作用面積為A2D2d23.146.322228.0cm344式中：A2-----液壓缸作用面積，mm2D-----液壓缸內(nèi)徑，mmd-----活塞桿直徑，mm由產(chǎn)品樣本查得調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量為1.17cm3/s,如不考慮二位二通電磁閥內(nèi)部的泄露流量，工作臺(tái)液壓缸運(yùn)動(dòng)的最低速度為Qmin1.17vmin0.042cm/s0.025m/minA28.0而設(shè)計(jì)要求的工作臺(tái)最低運(yùn)動(dòng)速度為0.035m/min,所以液壓缸最低運(yùn)動(dòng)速度能達(dá)到預(yù)定要求。當(dāng)此條件不能滿足時(shí)，可以改用流量規(guī)格較小的調(diào)速閥或增大液壓缸直徑重新設(shè)計(jì)計(jì)算，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。4.2管路系統(tǒng)壓力損失計(jì)算由于定位夾緊回路在夾緊后的流量幾乎為零，所以管路系統(tǒng)的壓力損失主要應(yīng)在工作臺(tái)液壓缸回路中進(jìn)行估算。為可靠起見(jiàn)，按快進(jìn)時(shí)最大流量來(lái)估算壓力損失。15半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)即以Q3=16.8l/min來(lái)考慮(如用泵的額定流量 Q=25l/min來(lái)考慮也可以)總的壓力損失為：p p沿 P局式中： p沿——為管路中沿程阻力損失之和；p局——為管路中得局部阻力損失與各閥類元件的阻力損失之和 （其中閥類元件在額定流量下的壓力損失可由產(chǎn)品品說(shuō)明書(shū)中查得）。一般計(jì)算求得的 p值與系統(tǒng)調(diào)整壓力 pn相比，在簡(jiǎn)單的低壓金屬切削機(jī)床（非高速運(yùn)動(dòng)機(jī)械） 液壓系統(tǒng)中，其值是不會(huì)很大的。一般按經(jīng)驗(yàn)可以為0.1~0.3）pn。4.3壓力閥調(diào)整壓力的確定可取py 1.1pn 1.11.5 1.65MPa由于系統(tǒng)壓力在初步設(shè)計(jì)時(shí)一般取在泵的額定壓力的50%~70%之間，目的是為了延長(zhǎng)泵的壽命，減小噪音，所以泵源總有一定的壓力能力儲(chǔ)備，系統(tǒng)的調(diào)整壓力可以在試車階段進(jìn)一步調(diào)節(jié)。順序閥的控制壓力可以選擇在先動(dòng)液壓港最大起動(dòng)壓力值的150%~200%處；而必須比系統(tǒng)調(diào)整壓力低。在本例中，順序閥的控制壓力可調(diào)在0.6~0.7MPa之間，可以在試車時(shí)調(diào)定。壓力繼電器發(fā)訊時(shí)的壓力可以調(diào)整在系統(tǒng)額定壓力值的附近，但必須比額定壓力值小一些，這樣才能發(fā)出訊號(hào)來(lái)。在本例中壓力繼電器的發(fā)訊壓力可調(diào)在1.4~1.5MPa之間。4.4系統(tǒng)熱平衡計(jì)算與油箱容積的驗(yàn)算系統(tǒng)的發(fā)熱量可以由功能守恒、 平均有效功率的概念出發(fā)簡(jiǎn)捷求得。 在本設(shè)計(jì)中因?yàn)槎ㄎ?、夾緊液壓缸消耗的功率很小， 所以可以略去不計(jì)。對(duì)于工作臺(tái)液壓缸的每一工作階段輸出的功率及工作階段時(shí)間可以列表如下，如表 4-1所示。16半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作循環(huán)時(shí)間：T t快進(jìn) t工進(jìn) t快退 t裝拆 3.25 137 4.05 20 164.3s發(fā)熱率表4-1 工作臺(tái)液壓缸的輸出功率和工作階段時(shí)間工作階段快進(jìn)工進(jìn)快退裝拆工件停留時(shí)間時(shí)間功率3.25s137s4.05s20s名稱0.079kw0.0014kw0.0079kw0液壓缸輸出功率液壓泵輸出功率0.087kw0.84kw0.087kw0.085kw系統(tǒng)總效率0.90.00170.90860nNi1it1HTi18600.087(10.9)3.250.8410.00171370.08710.94.050.85(10)20164.3692kCa/h散熱量HOKAT按油箱設(shè)計(jì)資料，在通風(fēng)良好的條件下取K15KCal/m2hC。油箱散熱面積約為A0.0653V20.065310021.4m2。取溫升極限T35C,代入H2計(jì)算式可得：H0151.435735KCal/hH所以油箱容量符合要求。17半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)論經(jīng)過(guò)近六個(gè)月的緊張的工作和設(shè)計(jì)，終于已全部結(jié)束，這次設(shè)計(jì)是我們基礎(chǔ)理論知識(shí)，專業(yè)理論知識(shí)等知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，也為我們以后走上崗位實(shí)習(xí)奠定一定的理論基礎(chǔ)。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，深深體會(huì)到了做任何事情都必須有耐心，細(xì)致。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，許多的計(jì)算，查表，繪圖及工藝參數(shù)的確定使我了解了對(duì)臥式雙面多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)的工作原理，對(duì)液壓缸設(shè)計(jì)的基本步驟有了更全面的了解，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了獨(dú)立的思考，學(xué)會(huì)了假設(shè)法，學(xué)會(huì)了精益求精，尋求最好的設(shè)計(jì)方案，從實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)的聯(lián)系實(shí)際的使用要求，由于自己的知識(shí)水平有限，有些問(wèn)題考慮比較片面，但經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的耐心的指導(dǎo)，我又再一次的豁然開(kāi)朗，通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)的，一絲不茍的良好習(xí)慣。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我的工作作風(fēng)，團(tuán)隊(duì)精神等方面得到了一次難得的鍛煉。18半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)致謝在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師，感謝他對(duì)我們的悉心指導(dǎo)，同時(shí)感謝學(xué)校對(duì)我們的教育和培養(yǎng)，感謝我的指導(dǎo)老師，感謝他在我設(shè)計(jì)期間給予的種種指導(dǎo)；感謝我的班主任，在我學(xué)習(xí)與生活中給與的幫助；感謝我的所有老師，感謝他們?cè)谖覍W(xué)習(xí)中給與的教導(dǎo)；感謝我的學(xué)校，感謝他提供的各種圖書(shū)資料；感謝我的工作單位，感謝他提供的工作設(shè)計(jì)環(huán)境。畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，人生道路又將開(kāi)始新的里程，告別學(xué)校的生活，踏上工作的崗位，但我會(huì)依舊懷念這段生活，懷念這次與眾不同的畢業(yè)設(shè)計(jì)，雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計(jì)或者實(shí)習(xí)，但是沒(méi)有一次像這樣的課程設(shè)計(jì)能與此次相比，設(shè)計(jì)限定了時(shí)間長(zhǎng)，而且是一人一個(gè)課題要求更為嚴(yán)格，任務(wù)更加繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計(jì)要求的獨(dú)立性更加高。要我們充分利用在校期間所學(xué)的課程的專業(yè)知識(shí)理解、掌握和實(shí)際運(yùn)用的靈活度。在對(duì)設(shè)計(jì)的態(tài)度上的態(tài)度上是認(rèn)真的積極的。從開(kāi)始選題到最終完成的那一剎那，心中有中如釋重負(fù)的感覺(jué)，想想只有經(jīng)過(guò)自己雙手做出來(lái)的，才是最有價(jià)值的，一份耕耘、一份可謂我最大的收獲！謝謝所有幫助過(guò)我的你們，感謝你們的指導(dǎo)和教誨。我將帶著你們的教誨走向新的路程。最后，向給過(guò)我?guī)椭乃腥酥轮x！19半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[1] 汪大鵬 何曉敏等。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)動(dòng)力滑臺(tái)雙泵供油液壓系 統(tǒng)新回路。2001，（03）張俊俊。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)恒功率微機(jī)控制系統(tǒng)。機(jī)床與液壓報(bào)。2007，（02）朱育權(quán)王麗君等。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)壓力干涉現(xiàn)象分析與設(shè)計(jì)。機(jī)床與液壓報(bào)。2008，（04）鄒玉杰。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)爬行故障診斷與維修。機(jī)床與液壓報(bào)。2009，（04）[5] 朱育全。立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 液壓與氣動(dòng)報(bào)。2005，（10）吳何畏，王衛(wèi)兵。鉆孔半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓傳動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)與自動(dòng)化加工技術(shù)刊。2006，（08）[7] 常建娥，楊宇。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 機(jī)械研究與應(yīng)用報(bào)。2008，（04）鄧加尊，何國(guó)金。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)宇電氣系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。2005，（04）[9]陳少艾。HY32B型液壓滑臺(tái)電液伺服控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。液壓與氣動(dòng)報(bào)。2007，毛平淮，侯波?；诓逖b閥的鉆，鏜半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)。液壓與氣動(dòng)報(bào)。2005，劉波。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓CAD系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。2005，柳青。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓滑臺(tái)系統(tǒng)能耗分析。湖南工業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)。2009，（09）[13]鄭鈞宜。半自動(dòng)液壓專用銑床液壓系統(tǒng)液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái) PC控制。2001,(04)余英良.機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004,[13] 吳百海等.Reserch on the Acquisition and Dynamic Test for Road-excitedVbriationSignals( 第二屆國(guó)際機(jī)械動(dòng)力及工程會(huì)議論文集 ).1992李文忠.數(shù)控機(jī)床原理及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2002.MennesmannRexro.Proportional.High-responseandServo-valves.ElectricComponentsandSystems.MennesmannRexroGmbh.RE29003/03.4OptimaldesignofStewartplatformsbasedonexpandingthecontrolbandwidthwhileconsideringthehydraulicsystemdesign2008（4）Developmentofamanagementinformationsystemasknowledgebasemodelformachiningprocesscharacterization200620半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)附錄1海底液壓裝置控制系統(tǒng)發(fā)明者:詹姆斯.布魯格曼;胡本特.埃爾金，金伍德;馬克.梅里特,來(lái)自德克薩斯州（美國(guó)）代理: 瓦勒構(gòu).夏福爾, 休斯頓，德克薩斯州（美國(guó)）專利號(hào)：US6192680B1專利授權(quán)日期：2001-02-2744圖110—海底液壓控制系統(tǒng) 12，14—液壓流儲(chǔ)存器 13，15—密封箱16，20—活塞18，22—絕緣裝置24，26—液壓流28，38，42，44，46，50，54，55，56，60，62—液壓流管道30，72—液壓泵31—蓄電池32，48—減壓閥36，40，70—單向閥34—二位二通電磁換向閥56，58—二位三通電磁換向閥80—電子控制系統(tǒng)74—水下電機(jī)21半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2摘要：海底液壓控制系統(tǒng) 10是通過(guò)液壓流來(lái)控制水下作業(yè)裝置， 它通常是會(huì)有一個(gè)開(kāi)啟端口和一個(gè)閉合端口的防噴器，海底液壓控制系統(tǒng)包括一個(gè)儲(chǔ)存定量的液壓流的液體儲(chǔ)存器12和一個(gè)將海水與經(jīng)過(guò)加壓后和靜水壓頭相同壓力的液壓流分離的液體分隔器16。液壓流供應(yīng)管道42連接著液體儲(chǔ)存器和水下作業(yè)裝置，液體排出管道44連接著水下作業(yè)裝置和液壓流儲(chǔ)存器14。排放管道38從液體儲(chǔ)存器一直延伸到作業(yè)系統(tǒng)外表面。深海液壓泵定期的從液體儲(chǔ)存器中抽出液體到水中。這樣的一種發(fā)明的方法給水下作業(yè)裝置提供了一個(gè)可靠的驅(qū)動(dòng)作業(yè)并且適合在超過(guò)六千英尺的深海下控制水下作業(yè)裝置。關(guān)鍵詞：海底液壓控制系統(tǒng);水下液壓源;液體儲(chǔ)存器;水下作業(yè)裝置;靜水壓頭海底液壓控制系統(tǒng)發(fā)明涉及領(lǐng)域這個(gè)發(fā)明是與水下作業(yè)裝置有關(guān)的液壓控制系統(tǒng)。更確切的說(shuō)，該發(fā)明是在六千英尺或者更深的深海下控制水下作業(yè)裝置的液壓控制系統(tǒng)。 該液壓控制系統(tǒng)能夠?yàn)樗伦鳂I(yè)裝置提供開(kāi)啟端口啟動(dòng)壓力或閉合端口的閉合壓力。發(fā)明背景22半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)那些從事在碳?xì)浠衔锟碧叫袠I(yè)的人們意識(shí)到在離岸深海礦井中發(fā)現(xiàn)碳?xì)浠衔锏谋壤谏仙男┰谖挥陔x海面六千英尺或者是更深的深海礦井。海底防噴器(BOPS)和相關(guān)的控制設(shè)備依靠的是一個(gè)液壓源來(lái)驅(qū)動(dòng)水下作業(yè)裝置。因?yàn)楹芏噙@種設(shè)備都必須在兩個(gè)方向上動(dòng)作，所以這種設(shè)備由液壓流提供啟動(dòng)或者閉合裝置的壓力來(lái)控制操作。在緊急情況下，用液壓控制系統(tǒng)來(lái)操作設(shè)備是很重要的，特別是在設(shè)備需要開(kāi)啟或閉合動(dòng)作的緊急情況下。當(dāng)水下作業(yè)裝置處于相對(duì)淺水區(qū)2000或3000英尺深的海水下，運(yùn)作水下作業(yè)裝置的可靠動(dòng)力源通常是由一組蓄電池來(lái)提供，這些蓄電池通常是用氮?dú)馓崆俺潆?。每個(gè)蓄電池是一個(gè)密封的容器，里面充滿加壓封裝的氮?dú)?，這樣的一組蓄電池里的液體相互流通為運(yùn)作水下作業(yè)裝置提供能量源。一旦加壓的液流被從系統(tǒng)表面的其他動(dòng)力源抽進(jìn)蓄電池之后，氮?dú)饩统蔀榭捎玫膭?dòng)力源運(yùn)作水下作業(yè)裝置。一旦水下蓄電池開(kāi)始啟用，額外的液壓流就通過(guò)細(xì)軟管和相對(duì)較窄的管道流動(dòng)，為水下作業(yè)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力源。當(dāng)像上面討論的蓄電池系統(tǒng)在陸地合一下相對(duì)較淺的海域使用中有很好的功用，但是在深于6000英尺的深海下，使用這樣的蓄電池就會(huì)遇到很大的問(wèn)題。氮?dú)獾某潆婋妷簤毫Ρ仨氃黾拥侥軌蚩朔o水壓頭的壓力影響。和其他氣體一樣，氮?dú)庠谝蚋叨仍黾悠渌軌毫σ苍黾拥那闆r下擴(kuò)散能力減弱。另外，在一萬(wàn)海里或者更深的的水下作業(yè)裝置的內(nèi)部就會(huì)溫度降低，在低溫和高壓下氮?dú)獾獨(dú)廒呌陲柡?，所以氮?dú)鈱⑹U(kuò)散性和對(duì)設(shè)備的作用壓力。其結(jié)果就是，大量的蓄電池就被用在一萬(wàn)英尺的深海處提供較強(qiáng)的液流給海底防噴器，盡管在海面或者淺海海底防噴器可能是用較少的蓄電池來(lái)供能。在深海，儲(chǔ)存在蓄電池里的液壓能源再加上來(lái)自周圍海水的靜水壓頭的壓力值可能在幾千個(gè)大氣壓。例如，在一萬(wàn)英尺的深海下，儲(chǔ)存的壓力可能是5000個(gè)大氣壓，加上4450個(gè)大氣壓的靜水壓頭的壓力值，總共是9450個(gè)大氣壓。在這樣的高壓下，蓄電池里的氮?dú)饩蜁?huì)變得很低效，因?yàn)榈獨(dú)獾牧鲃?dòng)性變得很差。由于運(yùn)作設(shè)備的的液壓流的容量的要求，所需的蓄電池?cái)?shù)量就會(huì)顯著增加。大量的蓄電池就需要更多的液壓流來(lái)運(yùn)作水下作業(yè)裝置，同時(shí)也意味著總共所需的碳?xì)浠衔锏臄?shù)量的增加。本文所闡述的發(fā)明可以彌補(bǔ)之前的一些發(fā)明的缺點(diǎn)，本文也會(huì)揭露一種經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的水下作業(yè)裝置的深海液壓裝置控制系統(tǒng)。23半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)明綜述一個(gè)靠液體壓力來(lái)時(shí)水下作業(yè)裝置運(yùn)作的系統(tǒng)時(shí)使用這個(gè)系統(tǒng)周圍海水提供的靜水壓頭來(lái)操作的。深海液體儲(chǔ)存器是用來(lái)儲(chǔ)存一定量的液壓流，其儲(chǔ)存的液壓流有可能高于80加侖。活塞或者其他一個(gè)靠液壓壓力來(lái)使水下井口裝置運(yùn)作的系統(tǒng)是使用這個(gè)系統(tǒng)周圍的海水提供的靜水壓頭來(lái)操作的。深海液壓液體流存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)一定數(shù)量的液壓液流，其存儲(chǔ)的液壓流有可能高于80加侖?；钊蛘咂渌囊后w分隔器將存儲(chǔ)器里的液壓流和海水分離開(kāi)來(lái)，同時(shí)給液體加壓為了抵消因深度增加而給通常應(yīng)用于6000英尺以下的液體分隔器帶來(lái)的壓力增加值。液壓流供應(yīng)管道連接著液體存儲(chǔ)器和整個(gè)水下作業(yè)裝置的第一個(gè)以及第二個(gè)液體供應(yīng)口。液壓流儲(chǔ)存器是用來(lái)儲(chǔ)存從設(shè)備中流入的液壓流， 液體排出口聯(lián)結(jié)著設(shè)備和液壓流儲(chǔ)存器。排放管道從液壓流儲(chǔ)存器一直延伸到系統(tǒng)的外表面 ,作為一個(gè)暫時(shí)的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)從裝置中排出的沒(méi)有通過(guò)靜水壓頭加壓的液壓流。深海液壓泵從液壓流儲(chǔ)存器中抽出液流。從更恰當(dāng)?shù)囊饬x上講，液壓流是一個(gè)以水為基礎(chǔ)的液體流，而深海液壓泵把液壓流儲(chǔ)存器中的液體直接抽到海水中。深海液壓裝置電子控制系統(tǒng)將會(huì)用來(lái)有選擇性的控制液壓流從儲(chǔ)存器中流向第一和第二液體供應(yīng)口。深海裝置調(diào)節(jié)器將會(huì)被用來(lái)沿著液體供應(yīng)管道調(diào)節(jié)從貯存器中流向水下作業(yè)裝置的液壓流的壓力。液體供應(yīng)管道將從裝置外表面一直延伸到液體儲(chǔ)存器中，它為液體儲(chǔ)存器提供液壓流的供應(yīng)與補(bǔ)給。根據(jù)此發(fā)明方法，一定數(shù)量的液壓流被儲(chǔ)存在液體儲(chǔ)存器中，而這部分的液壓流和海水分開(kāi)了，并且會(huì)被自動(dòng)加壓以抵消海水的靜水壓頭的壓力。液體儲(chǔ)存器和裝置的第一和第二個(gè)液體輸入口相連，一旦驅(qū)動(dòng)裝置，液壓流就會(huì)被輸送到液體儲(chǔ)存器中。排放管道是用來(lái)把液流從儲(chǔ)存器中排放到海水中。而在儲(chǔ)存器中的液體會(huì)被定期的抽出，這些液體會(huì)被的直接抽到水中是因?yàn)橐簤毫魇且运疄橹鳎诰o急情況下，被海水的靜水壓頭加過(guò)壓的液壓流存儲(chǔ)裝置的能源，可以驅(qū)動(dòng)包含輸送管道和剪切錘等水下作業(yè)裝置。為使用海水的靜水壓頭來(lái)為液壓流提供能源的此類裝置提供靠給液體流加壓來(lái)操作水下作業(yè)裝置的液壓能源是此類發(fā)明的目標(biāo)之一。其另一個(gè)目標(biāo)就是設(shè)計(jì)出一個(gè)深海液壓裝置，此裝置使用液壓儲(chǔ)存器和從儲(chǔ)存器一直延伸到裝置外表面海水中的排放管道。 當(dāng)控制系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)作，液壓流24半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)就會(huì)因?yàn)楹Ｋ膲毫楸粔旱剿伦鳂I(yè)裝置中，再?gòu)乃伦鳂I(yè)裝置中被送到儲(chǔ)存器中，當(dāng)儲(chǔ)存器中被注滿液壓流之后，深海液壓泵就會(huì)把液壓流又重新抽到海水中。液壓流就會(huì)沿著從裝置表面到儲(chǔ)水槽的供應(yīng)管道被重新輸送到儲(chǔ)存器中。此發(fā)明的第一個(gè)特征是該控制系統(tǒng)被用在深海六千英尺甚至更深的海中。此深海液壓裝置控制系統(tǒng)在深海中其并沒(méi)有受靜水壓頭的影響，與此相反靜水壓頭卻被用作為液壓流提供能量。另一個(gè)相關(guān)的是此控制系統(tǒng)并沒(méi)有受深海下六千英尺低溫的影響。其第二個(gè)特征是液壓流對(duì)水下作業(yè)裝置的壓力可以很容易的被調(diào)節(jié)器控制。電子控制系統(tǒng)被用來(lái)控制液流從儲(chǔ)存器到水下作業(yè)裝置和從水下作業(yè)裝置到液壓流儲(chǔ)存器的各種壓力閥。其第三個(gè)特征是海水的靜水壓頭可以被用來(lái)運(yùn)作水下作業(yè)裝置。其第四個(gè)特征是從液壓流儲(chǔ)存器被抽出的液體可能會(huì)被輸入到儲(chǔ)存器中，這樣就可以避免占用液壓流供應(yīng)管道。此深海液壓裝置控制系統(tǒng)可以被同時(shí)用來(lái)為打開(kāi)和閉合的，位于深海六千英尺甚至更深的水下作業(yè)裝置提供液流壓力是此發(fā)明最顯著的優(yōu)勢(shì)。并且與之前的設(shè)備相比其消耗又顯著減少。其另一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)就是此深海液壓裝置控制系統(tǒng)又可以很容易的被重現(xiàn)設(shè)計(jì)，因而不僅僅是液壓流，海水都可以被用來(lái)為水下作業(yè)裝置提供液壓，這樣可以很大程度的減少儲(chǔ)水槽和從海水表面到儲(chǔ)水槽的供應(yīng)管道。其第三優(yōu)勢(shì)是此深海液壓裝置控制系統(tǒng)可以很可靠地用的來(lái)運(yùn)作水下作業(yè)裝置，甚至在用控制系統(tǒng)到裝置外表面的流送管沒(méi)有連接好的緊急情況下。以上和其他更多的此發(fā)明的目標(biāo)，特征和優(yōu)勢(shì)將會(huì)在以下的細(xì)節(jié)說(shuō)明中變得更加清晰明顯，對(duì)于附圖中的數(shù)字將會(huì)有詳細(xì)的解釋說(shuō)明。對(duì)于附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是根據(jù)此發(fā)明而畫(huà)的水下作業(yè)裝置的簡(jiǎn)草圖。圖2是對(duì)于在圖1中出現(xiàn)的在水下作業(yè)裝置被驅(qū)動(dòng)閉合的情況下的控制系統(tǒng)局部簡(jiǎn)圖。附圖的詳細(xì)說(shuō)明25半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖1是一個(gè)深海液壓裝置控制系統(tǒng)根據(jù)此發(fā)明為了運(yùn)作水下作業(yè)裝置的一個(gè)具體情況的簡(jiǎn)圖。在以下討論的具體模型中，假設(shè)水下作業(yè)裝置是一個(gè)被置于深海一萬(wàn)英尺的一個(gè)海底防噴器。此發(fā)明中的控制系統(tǒng)將會(huì)被用來(lái)操作不同類型的水下作業(yè)裝置，包括輸送管道和剪切錘，環(huán)形海底防噴器，水棧上的各種閥,淺水升降器 和通斷器。正如圖1中所示，水下作業(yè)裝置模型被簡(jiǎn)單的展示為一個(gè)可移動(dòng)的活塞P在一個(gè)凹箱H中。凹箱包括了一個(gè)閉合的端口CP線和一個(gè)開(kāi)啟的端口OP線.支桿R從凹箱中伸出連接著活塞。根據(jù)發(fā)明，閉合端口中的液壓流把活塞由圖1中所示的位置一直推到圖2中所示的右邊位置，這樣把支桿R置于一個(gè)閉合的狀態(tài)。打開(kāi)端口中的被加壓的液體流把活塞由圖2中所示的位置一直推會(huì)到圖1中所示的左邊位置，這樣把支桿R置于一個(gè)打開(kāi)的狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)10包含液體儲(chǔ)存器12和液壓流儲(chǔ)存器14。如圖1中所示的應(yīng)用情況，首先假設(shè)的液體儲(chǔ)存器12和液壓流儲(chǔ)存器14都處于相同的一萬(wàn)英尺的深度。液體儲(chǔ)存器12包含可以在在凹箱里活動(dòng)的活塞或者其他的液體分隔器。常規(guī)絕緣裝置18為移動(dòng)的活塞和凹箱的內(nèi)側(cè)提供不間斷的密封絕緣接合。如圖1所示，凹箱的上端是打開(kāi)的，因此活塞16受海水的靜水壓頭作用，該靜水壓頭在一萬(wàn)英尺的深度下大概是4450個(gè)大氣壓?；钊?6將在液體儲(chǔ)存器中的液流和海水隔開(kāi)，同時(shí)將靜水壓頭的壓力轉(zhuǎn)化為為液體流的壓力。液壓流將在水下作業(yè)裝置被驅(qū)動(dòng)后先后兩次通過(guò)液體供應(yīng)管道 28 供應(yīng)到液體儲(chǔ)存器12中。普通的液壓泵將會(huì)在海水表面使用高于 4450個(gè)大氣壓強(qiáng)的壓力通過(guò)體供應(yīng)管道 28 把液體抽到液體儲(chǔ)存器 12中。如圖中 31所示安裝在裝置外表面的蓄電池，能夠不斷為液體儲(chǔ)存器 12的液流提供供應(yīng)與補(bǔ)給。沿著供應(yīng)管道28的液體壓力將會(huì)被減壓閥 32降低。圖1中所示的二位二通電磁換向閥34是在關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)被一種來(lái)自MUX電控系統(tǒng)的電控信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，控制閥將按順序切換到打開(kāi)狀態(tài)，為儲(chǔ)存器12提供高壓液壓流。在二位二通電磁換向閥34和儲(chǔ)存器12之間安裝的普通的單向閥 36是為了確保液壓流一旦充滿儲(chǔ)存器12，將不會(huì)經(jīng)供應(yīng)管道 28流到裝置外表面。密封箱 13必須把海水與液壓流 24密封好，盡管當(dāng)密封箱內(nèi)部的液體與外面液體的壓力相同時(shí)管道 38在正常情況下與外界不會(huì)有很大的壓力差。另一方面，包括密封箱15的水下液壓儲(chǔ)存器 14必須能夠承受海水靜壓頭和26半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)儲(chǔ)存器14內(nèi)壓力較低的液壓流的壓力差。如圖1所示，密封箱15是完全密封的，因此壓力不會(huì)等于水下液壓流的壓力。一條排放管道38從液體儲(chǔ)存器14延伸到裝置外表面，單向閥40是為確保液壓流沿著排放管道38從液體儲(chǔ)器14流向裝置外面。在裝置外表面的排放管道38與大氣相連，因此，液體儲(chǔ)存器14上端的壓力大致是0個(gè)大氣壓。另外一種液體分隔器，如活塞 20就是用來(lái)將密封箱 15底部的液壓流26與密封箱15上部的空氣隔開(kāi)。密封裝置 22在保證活塞在密封箱15內(nèi)壁來(lái)回移動(dòng)的密封良好。在另一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，活塞 20可能用不到。壓力在4450個(gè)大氣壓的液壓流24沿著連接著液體儲(chǔ)存器 12于水下作業(yè)裝置的液體供應(yīng)管道42不間斷的向系統(tǒng)供應(yīng)。在4450個(gè)大氣壓的這種液壓流將會(huì)流進(jìn)選擇控制減壓閥48，然后，液體儲(chǔ)存器14的深度將上升到高于液體儲(chǔ)存器12的高度之上，這樣流經(jīng)管道46的流體靜壓頭的液壓流將通過(guò)減壓閥48。但是，如圖1所示的應(yīng)用系統(tǒng)中，管道46和減壓閥48之間是0個(gè)大氣壓，因此，流體流出的時(shí)候壓力相同，而且壓力將保持在任意一個(gè)定值到靜水壓頭的壓力值4450個(gè)大氣壓之間。該高壓液壓流也被輸送到管道50和二位三通電磁換向閥56，然后經(jīng)管道54到水下作業(yè)裝置關(guān)閉端口CP線。如此高的壓力從而驅(qū)動(dòng)活塞P運(yùn)動(dòng)到圖1所示的位置，使液體通過(guò)開(kāi)啟端口OP線，沿著管道55，通過(guò)二位三通電磁換向閥58，經(jīng)過(guò)換向閥58，再經(jīng)管道60，最后經(jīng)輸送管道輸送到液體儲(chǔ)存器14中。當(dāng)上述設(shè)計(jì)的系統(tǒng)用來(lái)控制水下作業(yè)裝置時(shí)，電子控制系統(tǒng) 80，如來(lái)自瓦勒構(gòu).夏福爾公司的MUX控制系統(tǒng)，將會(huì)用來(lái)驅(qū)動(dòng)換向閥 56置于如圖1所示的打開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)使換向閥 58置如圖1所示的排液狀態(tài)。對(duì)于圖2，一旦液壓控制系統(tǒng)使水下作業(yè)裝置處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)， 液體儲(chǔ)存器12的液體容量將會(huì)很快下降，同時(shí)液體儲(chǔ)存器14中的液體容量將會(huì)很快上升。也就是說(shuō)，直到活塞20通過(guò)排放管道完全與大氣接觸時(shí)，液體儲(chǔ)存器14中的液體將不在加壓。一旦液壓控制系統(tǒng)被驅(qū)動(dòng)置如圖2所示的位置時(shí)，電子控制系統(tǒng)80將會(huì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)74帶動(dòng)液壓泵72運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就會(huì)從液體儲(chǔ)存器14中抽取液流，被抽取的液流再經(jīng)過(guò)單向閥70。因?yàn)橐毫骶哂兴粯拥牧鲃?dòng)性，液流就會(huì)被液壓泵直接抽入海水中。同時(shí)，也是比較重要的是，液流將會(huì)重新補(bǔ)給到液體儲(chǔ)存器27半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)12中，這樣，大量的液壓流就會(huì)重新驅(qū)動(dòng)水下作業(yè)裝置。同樣，液壓泵30是用來(lái)供應(yīng)液壓流的。通過(guò)管道28到液體儲(chǔ)存器12中去?；钊?6上升，這樣按照設(shè)定量的液壓流重新被儲(chǔ)存在液體儲(chǔ)存器12中，而當(dāng)活塞20運(yùn)動(dòng)到最低位時(shí)，液壓泵72將不再繼續(xù)工作。這樣導(dǎo)致大量的液流被系統(tǒng)10再次的從水下作業(yè)裝置抽進(jìn)液體儲(chǔ)存器14中去。發(fā)明的另外一種系統(tǒng)是從液壓泵72抽出的液體直接輸送到液體儲(chǔ)存器12中活塞16的下面部分，而不是直接將液流排入海水中。這種設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)工作之后，為儲(chǔ)存器12又提供一種供應(yīng)液流的所需來(lái)源。當(dāng)液流從儲(chǔ)存器14中被抽出去時(shí)，液壓泵在設(shè)計(jì)上要大于靜壓頭的壓力，使活塞上升，因此，需要一條液流供應(yīng)管道連接著儲(chǔ)存器12來(lái)供應(yīng)液壓流，但是，這樣從裝置外面將會(huì)造成液流的泄漏。在液壓控制系統(tǒng)10工作期間，MUX系統(tǒng)80就會(huì)按照設(shè)計(jì)的那樣，驅(qū)動(dòng)換向閥58置流通狀態(tài)，然后液壓閥置排液狀態(tài)，如圖2所示。液壓流就會(huì)經(jīng)過(guò)減壓閥48，再經(jīng)管道55流到開(kāi)啟端口OP線，然后使活塞P退回到如圖1所示的開(kāi)啟位置。在水下作業(yè)裝置啟動(dòng)期間，液流被排放到關(guān)閉端口 CP線，經(jīng)換向閥56，通過(guò)管道60和62，再經(jīng)輸送管道 44，最后流進(jìn)液體儲(chǔ)存器 14中去。儲(chǔ)存器14中的液流被抽出，來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓泵72工作，同時(shí)，按照上面討論的，抽出來(lái)的液壓流通過(guò)連接儲(chǔ)存器12和液壓泵輸出端的供應(yīng)管道供應(yīng)給儲(chǔ)存器12。28半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)附錄2外 文 來(lái) 源 于 James D.Brugman ， Spring and HubertL.Elkins,Kongwood .SUBSEAHYDRAULICONTROLSYSTEM[P].US，US6192680B1，2001-02-27。United States Patent Brugmanetal.SUBSEAHYDRAULICCONTROLSYSTEMInventors: James D.Brugman ,Spring;HubertL.Elkins,Kongwood;MarkA,Merit,Spring,allofTX （US）Assignee: VarcoShaffer,Inc., Houston,TX （US）PatentNo.: US6192680B1DateofPatent:2001-02-27ABSTRACT:Asubseahydrauliccontrolsystem10supplieshydraulicfluidtooperatesubseaequipmentSE,whichinexemplaryapplicationmaybeablowoutpreventerhavinganopeningportandaclosingport.Ahydrauliccontrolsystemincludesafluidstoragevessel12forstoringaselectedquantityofhydraulicfluid,andaseparationmember16separatingsubseawaterfromhydraulicfluidwhilepressurizingthehydraulicfluidinresponsetothehydraulicheadofthewater.Afluidsupplyline42interconnectsthefluidstoragevesselandthesubseaequipment,andafluidexhaustline44interconnectsthesubseaequipmentwithasubseahydraulicfluidreservoirvessel14.Aventline38extendsfromthefluidreservoirvesseltothesurface.Asubseapumpperiodicallyexhaustsfluidfromthefluidstoragevesseltothewater.Themethodoftheinventionprovidesreliableactuationofsubseaequipment,andisparticularlywellsuitedforoperatingsubseaequipmentindeepwateratdepthinexcessof6,000feet.Keyword：subseahydrauliccontrolsystem;hydraulicpowersource;fluidstoragevessel;subseaequipment;hydraulicheadofthewater29半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)FIG.1SUBSEA HYDRAULICCONTROLSYSTEMFIELDOFTHEINVENTIONThe present invention relates to ahydraulic control system foroperatingsubseaequipment.30半自動(dòng)化液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)Moreparticularly,thisinventionrelatestoahydrauliccontrolsystemforoperatingsubseaequipmentatrelativelydeepwaterdepthsof6,000feetormore.Thehydrauliccontrolsystemiscapableofsupplyingeitheranopeningpressureoraclosingpressuretothesubseaequipment.BACKGROUNDOFTHEINVENTIONThoseskilledinthehydrocarbonrecovryindustryrecognizethatanincreasingpercentageofhydrocarbonsarebeingrecoveredfromoffshorewells,includingwellswhereinthesubseawellheadislocatedinverydeepwaterof6,000feetormorebelowtheoceansurface.Subseablowoutpreventers(BOPs)andrelatedproductioncontrolequipmentrelyuponasourceofpressurizedfluidtoactuatethesubseaequipment.Muchofthisequipmentmustbeactuatableinatleasttwodirectionsandthusisoperatedbysupplyingahydraulicfluidpressuretoeither“open”or“close”theequipment.Areliablehydrauliccontrolsystemtooperatetheequipmentisparticularlyimportantinemergencyapplicationswhereintheequipmentmustbeautuatedtoeithertheclosedortheopenedpositioninanemergency.Whensubseaequipmentispositionedinrelativelyshallowwateroftwothousandorthreethousandfeet,areliablepressuresourcetooperatethesubseaequipmentcommonlyisprovidedbyabankofaccumulatorbottles(accumulators),whichareconventionallyprechargedwithnitrogen.Eachaccumulatoristhusasealedcontainerwhichhousespressurizednitrogen,andabankofsuchaccumulatorsmaybefluidinterconnectedtoprovidethepowersourceforoperatingthesubseaequipment.Thenitrogenthusactsasanavailablespringforcetooperatethesubseaequipmentoncehydraulicfluidunderpressureispumpedintotheaccumulatorsfromanexternalsourceatthesurface.Oncethesubseaaccumulatorareactivated,additionalhydraulicfluidisconventionallytransmittedfromthesurfacetothesubseaaccumulatorsthroughhoseambilicalsorrelativelysmallconduitfilllines.Whiletheaccumulatorsystemasdiscussedaboveperformswellonlandoperations,significantproblemsareencounteredusingthisaccumulatorsystematwaterdepthsofmorethan6,000feet.Thenitrogenprechargepressuremustbeincreasedtoovercometheeffectsofthecontrolsystem.Nitrogen,likeothergases,hasareducedexpansionasthepressuretowhichitissubjectedgetshigher.Moreover,subseaequipmentat10,000feetormoreisinherentlycool,andthecombinationofthecooledandhighpress