1. 研究目的与意义
背景：液压传动广泛应用于工程机械、塑料加工机械、船舶、航空及机床等多种领域，其中应用在数控车床上的液压系统一般采用中低压系统，液压泵站所承担的执行元件动作所需力及流量变化较小，主要负载是提供加工零件的夹紧力、顶紧力以及所装有切削用刀具的液压刀架刀盘换位、锁紧等。
意义：相比于机械传动和电气传动，液压传动有着独特的优点；有着润滑作用，可以延长元件和系统寿命；调整速度较为容易；与同功率机械传动相比有着体积小、重量轻、结构紧凑的优点；且很容易实现机械自动化。总的来说，液压传动相比于其他传动在机床上的应用更加的便捷，更加适应各类机床，有着更好的发展前景。而其向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、轻量化方向发展，是不断提高它与电传动、机械传动竞争能力的关键。
2. 课题关键问题和重难点
本课题是要求设计一种用于机床的液压泵站。液压泵站主要用于提供数控机床上的各种夹紧力及液压尾座的顶紧力。液压泵站的主要零件有：液压油箱、分油板、油箱盖板、进出油管接头、进出油管、安装螺钉、各类密封装置、支架、支座、电机垫板等。液压泵站是一种元件组合体，它用于存放和调节并输出一定流量和压力的油液，有时还包括最高压力控制装置和检测装置。液压泵站是向机床提供动力的重要部件。
本课题关键问题是液压泵站的主要零部件的设计，零部件之间的连接方式及控制部分，而控制部分主要由卡盘油缸阀组和机床尾架阀组组成。液压泵站的设计要满足以下要求：故障率低、运行平稳、噪声小，便于安装；设计合理、结构简单、便于安装生产；性能可靠，尽量延长使用寿命。整个液压控制系统由三相异步电动机带动，电机与变量叶片泵通过花键相连接，即节约空间又具有良好的使用性能。
本课题的主要难点是确定提供合适的压力情况下，选择合适容积的油箱；选择合适的污染控制装置使油液达到使用标准；选择合适的阀、叶片泵和匹配的电机确保提供正确的压力。
3. 国内外研究现状（文献综述）
泵站是液压系统的心脏,一个性能优良、设计合理 的泵站对设备的性能、寿命、使用成本、检修强度会带 来至关重要的影响。泵站的设计中,核心部分是泵、油箱、蓄能器等元件的设计计算和选型,三者的关系是相互影响的,同时 液压系统也受到外在因素诸如工作环境、温度、工作节 奏的影响,这些影响对系统产生的作用是非常大的,对 这些因素的考虑不全面或不完善往往直接影响液压系 统的工作性能。 泵的选择: 一般的设计准则和习惯是,对于高压系 统选择轴向柱塞泵,中低压系统选择叶片泵或齿轮泵。 对于定量泵和变量泵的选择却因系统而异,变量泵作 为一种可以简化系统设计和节能的液压源,目前被广 泛采用,尤其是在中高压系统的设计中。但是系统污 染会对 2 种泵产生的影响却大相径庭。
油箱的设计: 油箱容积以及尺寸的设定同样会给 系统带来重要的影响,由于油箱往往联接件又是被联 接体,有时还要承载阀台等其他部件,改动非常困难, 因此在设计时应该引起足够的重视。油箱容积的计算 除了根据泵流量进行确定外,还应充分考虑蓄能器、执行元件、管路等的储、排油量,并进行合理的液位控制, 在保证系统性能的前提下充分考虑设备维护检修的方便。往往一个液压系统的主泵选型确定以后,可以根据主泵的排量基本确定油箱的容积,除此之外还应充 分考虑现场空间、主泵、循环泵的排列安装方式等来进 一步确定油箱的尺寸。应该说一个容积充裕的油箱可 以有利于系统散热、油液消泡、杂质沉淀或上浮,对系 统的稳定运行创造有利条件。对于大型开式液压系统 来说,务必充分考虑液压执行元件和蓄能器等的储油 量。一般情况下,这些元件的储油量不应超过油箱总 容积的 30 %,最好限定在 25%以下。否则,根据用户 的使用习惯常常将油位控制在油箱高度的 1/2 ～ 2/3 左右,一旦在系统未卸压情况下补油较多时,就会出现 油液通过油箱外溢的情况,致使出现难以估料的系统 污染。另外在液压系统进行过大的检修之后,往往需 要对系统管路和更换元件、蓄能器进行充油、排气等工 作; 油箱偏小会导致补油比例过高、油箱液位偏低的状 况出现,有时候需要进行二次补油,而这种补油的危险 在于一旦系统需要再次检修时系统油液回流,会出现 油箱溢油的危险。在选用磁浮式液位计进行液位控制 时尤其应注意油箱尺寸的设计,对存在大尺寸或长行 程液压缸的系统进行工况核算,防止出现因检修、泄漏 导致系统油位报警频繁出现的现象发生。以一个炼钢 精炼液压系统为例,该系统主泵流量为 111 L/min ,油 箱容积 1000 L,40 L 蓄能器 9 只。液压缸:Υ 140 2750 ,3 只;Υ 203/90 600, 2 只;Υ 180/ Υ 80 45 ,3 只。系统工作压力 10 MPa,蓄能器充氮压力 7 ～ 8 MPa。原油箱设计为矩形,尺寸为 1 . 5 0. 93 0. 74 m3 ,油箱高度 930 mm,液位发信计高液位、较低液位、 低液位信号设置距箱盖分别为 80 mm、350 mm、450 mm。该泵站工作制度为 2 台主泵 1 用 1 备。从主泵 流量和油箱容积匹配上,该系统油箱为主泵总流量的 4. 5 倍,不存在问题。但是在日常设备维护和工作中 频繁出现油位低位报警,检修时经常出现高位溢油等 问题。通过对系统工况的详细计算发现,系统所有执 行元件、蓄能器、管路卸压,单作用升降液压缸全部降 至低位后,系统回油量为 290. 9 L,而油箱设计的高液 位至低液位点的区间储油量为 209. 3 L,一旦平时液 位高于低液位点 80 mm( 88 L) ,在系统检修时即会出 现油箱溢油。在这个基准点上系统的泄漏一旦超过 88 L 系统又会出现低液位报警。实际上,88 L 以内的 油量控制在日常设备维护作业中是很难控制的,这给 该系统的维护工作带来了很多不便。由于选用了内置 式磁浮式液位计,用户无法进行液位设定调整,只能对 液位计进行重新选型或换型。
循环过滤、冷却系统的合理选型和布置对于控制液压系统清洁度和温升至关重要。作为循环系统,应尽可能将系统回油及时 进行循环过滤,以及时控制油箱的清洁度。对循环系统的吸油、回油管路合理布置,避免在油箱单侧或局部 集中布置,防止出现油液局部循环,导致油箱内温度场 分部不均匀。液压油在油箱内的局部流动会限制循环 冷却系统的功能,并进而产生温度检测元件信号的不 准确。因此循环系统的吸油口应能够方便的将系统回 油、泵溢流油液吸入。高温油液的局部滞留可以使油 箱内部的局部产生数十度温差,不利于保持系统长期 稳定运行和油液性能恒定。循环滤芯的性能会直接对 系统清洁度产生影响,主要包括了滤芯的过滤精度、材 质、纳污性能、使用寿命等。滤芯的过滤比 βx 决定了 过滤精度,而纳污容量和压差特性将影响滤芯的使用 寿命。而在系统清洁度相对稳定的情况下,上述因素 和滤芯的标称流量综合将决定滤芯的使用寿命和更换 周期。因此,在选择过滤器时要全面考虑流量因素,尤 其是系统回油过滤器。一方面回油过滤器本身的实际 流量不是恒定的,同时在一些季节温差较大的地区液 压油本身的黏度会有较大的变化,如果仅仅按照标称 流量选择会导致在冬季运行设备时出现堵塞信号的发 生,实际上并没有出现堵塞甚至是新滤芯。因此,回油滤芯应在核算流量的基础上按照 1. 5 倍以上的流量选 择。对于不采用单独循环冷却而利用主泵(一般是定 量泵)卸载或系统回油冷却的泵站,其回油滤芯成为控 制系统清洁度的最重要的元件,应在流量、纳污能力上 预留充分的冗余,并采用双筒过滤器以便于设备维护。
4. 研究方案
本课题研究的主要目的是设计出一种机床的液压泵站，主要是为了机床的尾架和卡盘提供顶紧力的动力。为了完成本课题的设计，在设计之前需做好准备工作，查阅相关资料，了解国内外机床液压泵站的发展现状和基本类型。查看液压泵站相关的图纸，了解各组成部分的作用及特点。其次是提出设计方案，研究方案的可行性，选择合适的元件并确定合理的布局方式。主要计算是根据所需提供的动力来计算选择合适类型的泵和相匹配功率的电机。
本课题研究所要达到目标是为机床尾架和卡盘提供动力，在符合要求的情况下选择合适的泵、电机、阀等元件来实现这一目的，并且结构简单、操作方便、性能可靠。这次的毕业设计旨在学习新的知识并巩固复习自己的专业知识，加强自己的绘图熟练度，提高自己的专业设计技能，在设计前首先熟悉总体的功能和每一部分的功能，善于观察和发现不足之处，找出可以改善解决不足的具体方案，设计过程中可参考一些国内外的文献资料，优化其结构设计，完成对液压泵站课题的设计。
5. 工作计划
毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。
第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至毕业设计管理系统。同时熟悉课题要求。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
