液压或气动技术的发展趋势2,国内外最新的液压或气动自动化设备3.在工业中的应用
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气动技术是以压缩空气为介质来传动和控制机械的一门专业技术。由于它具有节能、无污染、高效、低成本、安全可靠、结构简单等优点，广泛应用于各种机械和生产线上。过去汽车、拖拉机等生产线上的气动系统及其元件，都由各厂自行设计、制造和维修。
气动技术应用面的扩大是气动工业发展的标志。气动元件的应用主要为两个方面：维修和配套。过去国产气动元件的销售要用于维修，近几年，直接为主要配套的销售份额逐年增加。国产气动元件的应用，从价值数千万元的冶金设备到只有1~2百元的椅子。铁道扳岔、机车轮轨润滑、列车的煞车、街道清扫、特种车间内的起吊设备、军事指挥车等都用上了专门开发的国产气动元件。这说明气动技术已“渗透”到各行各业，并且正在日益扩大。
我国的气动工业虽然达到了一定规模与技术水平，但是与国际先进水平相比，差距甚大。我国气动产品产值只占世界总产值的1.3%，仅为美国的1/21，日本的1/15，德国的1/8。这与10多亿人口的大国很不相称。从品种上看，日本一家公司有6500个品种，我国只有它的1/5。产品性能和质量水平的差距也很大。
由于气动技术越来越多地应用于各行业的自动装配和自动加工小件、特殊物品的设备上，原有传统的气动元件性能正在不断提高，同时陆续开发出适应市场要求的新产品，使气动元件的品种日益增加，其发展趋势主要有以下几个方面：
体积更小，重量更轻，功耗更低.在电子元件、药品等制造行业中，由于被加工件体积很小，势必限制了气动元件的尺寸，小型化、轻型化是气动元件的第一个发展方向。国外已开发了仅大姆指大小、有效截面积为0.2mm2的超小型电磁阀。能开发出外形尺寸小而流量较大的元件更为理想。为此，相同外形尺寸的阀，流量已提高2~3.3倍。有一种系列的小型电磁阀，其阀体宽仅10mm，有效面积可达5mm2;宽15mm,有效面积达10mm2等。
国外电磁阀的功耗已达0.5W，还将进一步降低，以适应与微电子相结合。
气源处理组合件，国内外大多采用了积木式的砌块结构，不仅尺寸紧凑，而且结合、维修都很方便。
执行元件的定位精度提高，刚度增加，活塞杆不回转，使用更方便.为了提高气缸的定位精度，附带制动机构和伺服系统的气缸应用越来越普遍。带伺服系统的气缸，即使供气压力和所负的载荷变化，仍可获得±0.1mm的定位精度。
在国际展览会上，各种异型截面缸筒和活塞杆的气缸甚多，这类气缸由于活塞杆不会回转，应用在主机上时，无须附加导向装置即可保持一定精度。此外还开发了不少带各种导向机构的气缸和气缸滑动组件，例如具有两根导向杆的气缸、双活塞杆双缸筒气缸等。
气缸筒外形已不限于圆形、而是方形、米字形或其它形状，在型材上开了导向槽、传感器和开关的安装槽等，让用户安装使用更方便。
多功能化，复合化.为了方便用户，适应市场的需要开发了各种由多只气动元件组合并配有控制装置的小型气动系统。如用于移动小件物品的组件，是将带导向器的两只气缸分别按X轴和Z轴组合而成。该组件可搬动3kg重物，配有电磁阀、程控器，结构紧凑，占有空间小，行程可调整。又如一种上、下料模块，有七种不同功能的模块形式，能完成精密装配线上的上、下料作业，可按作业内容将不同模块任意组合。还有一种机械手是由外形小并能改变摆动角度的摆动气缸与夹头的组合件，夹头部位有若干种夹头可选配。
与电子技术结合，大量使用传感器，气动元件智能化.带开关的气缸国内已普遍使用，开关体积将更小，性能更高，可嵌入气缸缸体；有些还带双色显示，可显示出位置误差，使系统更可靠。用传感器代替流量计、压力表、能自动控制压缩空气的流量、压力，可以节能并保证使用装置正常运行。气动伺服定位系统已有产品进入市场。该系统采用三位五通气动伺服阀，将预定的定位目标与位置传感器的检测数据进行比较，实施负反馈控制。气缸最大速度达2m/s、行程300mm时，系统定位精度±0.1mm。日本试制成功一种新型智能电磁阀，这种阀配带有传感器的逻辑回路，是气动元件与光电子技术结合的产物。它能直接接受传感器的信号，当信号满足指定条件时，不必通过外部控制器，即可自行完成动作，达到控制目的。它已经应用在物体的传送带上，能识别搬运物体的大小，使大件直接下送，小件分流。
更高的安全性和可靠性.从近几年的气动技术国际标准可知，标准不仅提出了互换性要求，并且强调了安全性。管接头、气源处理外壳等耐压试验的压力提高到使用压力的4~5倍，耐压时间增加到5~15m
液压与气动技术发展趋势 ----社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 ----由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面： 1．减少能耗,充分利用能量 ----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题： ①减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 ②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。 ③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。 ④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。 ⑤改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。 ⑥为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 2．主动维护 ----液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 ----要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 ----另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 3．机电一体化 ----电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下： (1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压on-oE系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展,压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。 (2)发展和计算机直接接口的功耗为5mA以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀(小于3mS)等。 (3)液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断,由于计算机的价格降低,监控系统,包括集中监控和自动调节系统将得到发展。 (4)计算机仿真标准化，特别对高精度、“高级”系统更有此要求。 (5)由电子直接控制元件将得到广泛采用，如电子直接控制液压泵，采用通用化控制机构也是今后需要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。 液压行业： ----液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。 ----液力偶合器向高速大功率和集成化的液力传动装置发展，开发水介质调速型液力偶合器和向汽车应用领域发展，开发液力减速器，提高产品可靠性和平均无故障工作时间；液力变矩器要开发大功率的产品，提高零部件的制造工艺技术，提高可靠性，推广计算机辅助技术，开发液力变矩器与动力换档变速箱配套使用技术；液粘调速离合器应提高产品质量，形成批量，向大功率和高转速方向发展。 气动行业： ----产品向体积小、重量轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展；元件性能向高速、高频、高响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展，普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、新材料。 （1）采用的液压元件高压化，连续工作压力达到40Mpa，瞬间最高压力达到48Mpa； （2）调节和控制方式多样化； （3）进一步改善调节性能，提高动力传动系统的效率； （4）发展与机械、液力、电力传动组合的复合式调节传动装置； （5）发展具有节能、储能功能的高效系统； （6）进一步降低噪声； （7）应用液压螺纹插装阀技术，紧凑结构、减少漏油。
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第1章 概述
1.1 关于汽车起重机
工程起重机是各种工程建设广泛运用的重要起重设备，是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备，在工业和民用建筑中作为主要施工机械而得到广泛运用。它对减轻劳动强度、节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。目前我国是世界上使用工程起重机最大的国家之一。
近年来，随着工程建设规模的扩大，起重安装工程量越来越大，吊装能力、作业半径和机动性能的更高要求促使起重机发展迅速，具有先进水平的塔式起重机和汽车起重机已成为机械化施工的主力。
相对于其他起重机，汽车起重机不仅具有移动方便，操作灵活，易于实现不同位置的吊装等优点，而且对其进行驱动和控制的液压系统易于实现改进设计。随着液压传动技术的不断发展，汽车起重机已经成为各起重机生产厂家主要发展对象。
1.2 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点
1.2.1优点
1. 在起重机的结构和技术性能上的优点：
来自汽车发动机的动力经油泵转换到工作机构，其间可以获得很大的传动比，省去了机械传动所需的复杂而笨重的传动装置。不但使结构紧凑，而且使整机重量大大的减轻，增加了整机的起重性能。同时还很方便的把旋转运动变为平移运动，易于实现起重机的变幅和自动伸缩。各机构使用管路联结，能够得到紧凑合理的速度，改善了发动机的技术特性。便于实现自动操作，改善了司机的劳动强度和条件。由于元件操纵可以微动，所以作业比较平稳，从而改善了起重机的安装精度，提高了作业质量。
采用液压传动，在主要机构中没有剧烈的干摩擦副，减少了润滑部位，从而减少了维修和技术准备时间。
2．在经济上的优点
...... 目录：摘要 I
ABSTRACT II
第1章 概述 １
1.1 关于汽车起重机 １
1.2 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点 １
1.2.1优点 １
1.2.2 缺点 ２
1.3 液压系统的类型 ２
1.4 汽车起重机液压系统功能、组成和工作特点 ２
1.5 汽车起重机液压系统的运用现状和发展趋势 ４
1.6 本课题来源、任务要求和整机性能参数 ５
1.7 本课题主要研究工作 ７
第2章 液压系统元件选择 ８
2.1 典型工况分析及对系统要求 ８
2.1.1伸缩机构的作业情况 ８
2.1.2副臂的作业情况 ８
2.1.3三个以上机构的组合作业情况 ８
2.1.4典型工况的确定 ８
2.1.5 系统要求 ９
2.2 液压系统类型选择 １０
2.2.1 本机液压系统分析 １０
2.2.2 各机构动力组合、分配及控制 １１
2.3 各种执行元件的选择 １２
第3章 各液压回路组成原理和性能分析 １４
3.1主副卷扬回路 １４
3.1.1性能要求 １４
3.1.2主要元件 １５
3.1.3主要回路 １５
3.1.4功能实现和工作原理 １５
3.2回转回路 １７
3.2.1 性能要求 １８
3.2.2主要元件 １８
3.2.3主要回路 １８
3.2.4功能实现和工作原理 １８
3.3 伸缩回路 １９
3.3.1性能要求 １９
3.3.2主要元件 １９
3.3.3主要回路 ２０
3.3.4功能实现和工作原理 ２０
3.4变幅回路 ２１
3.4.1性能要求 ２１
3.4.2主要元件 ２１
3.4.3主要回路 ２２
3.4.4功能实现和工作原理 ２２
3.5支腿回路 ２３
3.5.1性能要求 ２３
3.5.2主要元件 ２３
3.5.3主要回路 ２３
3.5.4功能实现和工作原理 ２４
第4章 液压系统设计计算 ２５
4.1 液压系统工作参数和各机构主要参数 ２５
4.1.1 工作机构主要参数 ２５
4.1.2 液压系统参数 ２６
4.2 液压元件选择计算 ２７
4.2.1 液压马达和液压泵的选择计算 ２７
4.2.2 液压阀的选择 ３７
4.2.3 液压辅助元件选择 ４０
第5章 系统各回路性能计算 ４４
5.1 系统各回路功率计算 ４４
5.1.1 各回路功率选取 ４４
5.1.2 管路系统容积效率及压力效率计算 ４４
5.2 系统各回路性能的验算 ４５
5.2.1 起升回路 ４５
5.2.2 回转回路 ５０
5.2.3 伸缩回路 ５１
5.2.4 变幅回路 ５３
5.2.5 支腿回路 ５４
5.3液压系统的发热验算 ５５
5.3.1 工作循环周期T ５５
5.3.2 油泵损失所产生的热能H ５６
5.3.4 马达产生的热量 ５７
5.3.5 油箱散热量 ５８
第6章 起重机液压系统电液比例控制专题研究 ５９
6.1 电液比例控制原理和特点 ５９
6.2 起重机部件电液比例控制 ６０
6.3 电液比例对各回路的控制 ６３
6.4 电液比例对起重机液压系统的影响及发展趋势 ６６
第7章 总结 ６８
7.1 设计总结 ６８
7.2 工作展望 ６８
致谢 ６９
参考文献 ７０
附录1 QY40液压汽车起重机液压系统原理图 ７１
附录2 QY40液压汽车起重机液压系统电磁铁动作顺序表 ７２
附录3 QY40液压汽车起重机液压系统元件明细表 ７３
任务书 ７４
文献综述 ７６
开题报告 ８７
翻译 ９０ 参考资料：[1] 编写组编•起重机设计手册•［S］•机械工业出版社•1980
[2] 刘新德主编•袖珍液压设计手册•［S］•机械工业出版社•2004
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[4] 德国曼勒斯曼公司编写•曼勒斯曼公司液压元件手册•［S］
[5] 朱才新主编•液压传动与控制•［M］•重庆大学出版社•1998
[6] 许福玲 陈尧明编•液压与气压传动•［M］•机械工业出版社•2001
[7] 周士昌主编•液压系统设计图册•［M］•机械工业出版社•2003
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[9] 赵显新编•工程机械液压传动装置原理与检修•［M］•辽宁科学技术出版社
[10] 雷天觉主编•液压工程手册•［S］•机械工业出版社•1990 简单介绍：QY40型汽车起重机液压系统的设计是该型起重机设计过程中最关键的一步。本文根据液压系统的技术指标对该系统进行整体方案设计，对其功能和工作原理进行分析，初步确定了系统各回路的基本结构及主要元件，按照所给机构性能参数和液压性能参数进行元件的选择计算，通过对系统性能的验算和发热校核，以满足该起重机所要达到的要求。
本文还针对当前汽车起重机所采用的一项先进技术——电液比例控制技术，从原理、控制部件、回路控制、控制措施以及对汽车起重机的影响等进行专题研究。由此对电液比例控制技术在汽车起重机中的运用给以充分的肯定，对汽车起重机的发展前景有了很大的希望。
题 目 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统
摘要
组合机床以其独特的优点在机械设计中占有比较重要的地位；它以通用部件为基础，根据工件加工需要，配以少量专用部件组成的一种机床。它具有低成本、高效率的特点。
本次论文主要以单面多轴钻孔组合机床为研究对象，根据主机的用途，主要结构及其工作循环确定液压执行元件的运动方式、工作范围，并确定液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。根据这些工况确定液压执行元件的主要参数，再依据液压设计的基本原理，确定系统类型、泵的选择和选择液压回路，将所选的基本回路组合起来，再检查系统在工作中还存在的问题进行修改和整理，最后拟出合理的液压系统原理图。根据验算液压系统性能，即回路压力损失验算和发热温升验算，并概括液压系统可能出现的故障和分析。
关键词：组合机床、液压系统、性能、回路压力损失、发热温升、系统故障分析与诊断
目 录
第一章、设计要求及工况分析.............................................5
1.1设计要求........................................................5
1.2负载运动分析....................................................5
1.2.1工作负载…………………………………………………………………5
1.2.2摩擦负载..................................................5
1.2.3各负载……………………………………………………………………5
1.2.4运动时间…………………………………………………………………5
第二章、确定液压系统主要参数………………………………………………………7
2.1初选液压缸工作压力……………………………………………………………7
2.2计算液压缸主要尺寸……………………………………………………………7
第三章、确定液压系统原理图...........................................11
3.1选择基本回路…………………………………………………………………11
3.2组成液压系统…………………………………………………………………12
第四章、计算和选择液压件..............................................13
4.1确定液压缸的规格和电动机功率……………………………………………13
4.1.1计算液压泵的最大工作压力…………………………………………13
4.1.2计算液压泵的流量及电动机功率……………………………………13
4.2确定其它元件…………………………………………………………………14
4.2.1确定阀类元件及辅件…………………………………………………14
4.2.2确定油管………………………………………………………………14
4.2.3确定油箱………………………………………………………………15
第五章、液压缸设计基础…………………………………………………………….16
5.1液压缸的轴向尺寸……………………………………………………………16
5.2主要零件强度校核……………………………………………………………16
5.2.1缸筒厚度4mm……………………………………………………………16
5.2.2缸底厚度11mm…………………………………………………………16
5.2.3杆径d……………………………………………………………………17
5.2.4缸盖和缸筒连接螺栓的底径d…………………………………………17
5.2.5液压缸稳定性计算…………………………………………………….17
5.2.6液压缸缓冲压力……………………………………………………….18
第六章、验算液压系统性能……………………………………………………………19
6.1验算系统压力………………………………………………………………….18
6.1.1判断流动状态………………………………………………………….19
6.1.2计算系统压力损失…………………………………………………….19
6.2验算系统发热与温升.............................................21
第七章、典型液压元件的故障分析与诊断……………………………………………23
7.1液压泵常见的故障分析与诊断………………………………………………23
7.2液压缸常见的故障分析与诊断………………………………………………28
结论…………………………………………………………………………………….32
参考文献……………………………………………………………………………….33
致谢…………………………………………………………………………………….34
结论
本篇论文主要根据论文要求进行目录分析、参数计算、原理图绘画、故障分析。主要目的是提高即将毕业的学生分析问题，并自己解决问题的综合能力。
完成本本篇论文是学生在学完<<液压技术与应用>>、《机械设计》、CAD软件等课程后进行一个综合实践独立完成论文要求的过程，完成本篇论文首先要了解本篇论文题目的要求，通过分析目的要求，逐步逐层的解决问题以求达到论文设计要求。论文设计关键要进行目录编排即要有个轮廓，一个规划。在参数计算的过程中，我们要根据题目提供的数据进行分析，利用有关论文提供的参数按要求全部计算出来，以求真实性、理论性；数据分析、计算即提高我们的计算能力，又提高我们的思维能力；而原理图绘画，主要是通过我们学过的CAD软件来完成，这样一来让我们再次学习并掌握软件绘画技巧。故障分析则是要求我们了解并掌握论文设计内容可能出现的问题，只有掌握液压系统可能出现的故障，才能到时候及时的处理液压系统出现的故障问题；这就做到了分析问题解决问题的能力，实现了理论指导实践，实践反馈并证明理论的可靠性。虽然完成整篇论文时间长，且复杂，但通过一定的时间去努力，还是顺利的完成了，从中让我明白做任何事，坚持不懈、集思广益很关键，只有在学习中、努力中、进步中自己才是充实的，才是快乐的。
参考文献
（1） 雷天觉. 新编液压工程手册. 北京：北京理工大学出版社，1998.
（2） 中国机械工程学会中国机械设计大典编委会.李壮云主编.中国机械设计大典第5卷机械控制系统设计.南昌：江西科学技术出版社，2002.
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（13） 李壮云，葛宜远.液压元件与系统.北京：机械工业出版社，2000.
（14） H.E.梅里特著，陈燕庆译.液压控制系统.北京：科学出版社，1976.
致谢
通过近四个月的时间终于将本篇论文写好，在这篇论文的过程中遇到了各种各样的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下写好的。本论文在编写过程中，得到了指导老师的辅导，非常感谢老师不厌其烦的进行论文的修改和改进。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多有关液压系统素材，还在论文的撰写和排版的过程中提供热情的帮助和良好的意见。
此外，还通过跟不少写本篇论文的同学相互交流写作思路和一起收集有关本篇论文资料等，从中领悟到了一些道理。他们不但帮我如何运用所提供的参数进行合理计算，还为我反复修改了论文提纲和论文草稿，他们给我提供了许多简便性计算方法以及从一些实际工作中得到的经验、技巧等，是他们让我明确写作的要点、方向，也是他们在学习和工作中给予莫大的帮助，帮助我顺利的完成本次论文，在此我由衷的感谢他们热情的帮助！同时也衷心祝愿母校蓬勃发展！
此致
敬礼
评 语
指导老师（签字）
答辩小组意见
答辩委员会
负 责 人（签字）
成绩 院系（盖章）
20 年 月 日
提供以下数据 仅供参考！
G+FL1=5200+17000=22200N 在额定工作压力16Mpa的前提下选用油缸缸径50mm,
推力：31425N，拉力21563N。 行程180mm，因此油缸型号为LY-JA50HX180。
用两个电磁换向阀控制一个油缸，其中一个换向阀下面叠加一个节流阀，用于调速，作为压制阶段。另一个作为快进。
