旋转钻机I的机电液系统设计及数控加工编程_毕业设计说明书

（论文）专用纸 旋转钻机I的机电液系统设计及数控加工编程 液压系统设计及零件数控加工自动编程 Design of electromechanical-hydraulic system and NC programming of rotary rigⅠ Design of hydraulic system and NC programming of machine part University: Major: Grade: Name: Advisor: Department: Academic Title: Date： 目录 1摘要 2ABSTRACT 3前言 5第一章 液气压传动及旋转钻机简介 51.1液气压传动的发展概况 51.2液压传动在机械行业中的应用 61.3 旋转钻机的发展及特点 81.4液压系统的基本组成 9第二章 旋转钻机的液压系统和电控原理设计 92.1旋转钻机的基本结构 92.2 工况分析 102.3拟定液压系统原理图 102.3.1确定供油方式 102.3.2方向控制回路的设计 122.4液压系统图的总体设计 122.4.1翻转工作循环 132.4.2升降缸工作循环 132.5电控系统图的总体设计 132.5.1串联电阻降压启动原理分析及特点 142.5.2三台电动机控制的原理及方法 162.5.2辅助电路 17第三章 液压系统的计算和元件选型 173.1 液压系统设计参数 173.2液压执行元件载荷力计算 183.3液压系统主要参数的计算 183.3.1初选系统工作压力 183.3.2液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 193.3.3计算液压执行元件实际工作压力 193.3.4计算液压执行元件实际所需流量 203.4液压元件的选择 203.4.1确定液压泵规格和驱动电机功率 223.4.2阀类元件及辅助元件的选择 233.4.3 管道尺寸的确定 253.5液压系统的验算 263.5.1系统温升的验算 27第四章 液压集成油路的设计 274.1液压油路板的结构设计 294.2液压集成块结构与设计 294.2.1液压集成回路设计 304.2.2液压集成块及其设计 33第五章 液压站结构设计 335.1 液压站的结构型式 335.2 液压泵的安装方式 345.3液压油箱的设计 345.3.1 液压油箱有效容积的确定 355.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 355.3.3 液压油箱的结构设计 385.4液压站的结构设计 385.4.1 电动机与液压泵的联接方式 385.4.2 液压泵结构设计的注意事项 40结论 41总结及体会 42致谢 44附录 44附录A 英文原文 53附录B 中文译文 摘要 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高、配置灵活方便、调速范围大、工作平稳且快速性好、易于控制并过载保护、易于实现自动化和机电液一体化整合、系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 旋转钻机是用切削式钻头破碎岩石的钻孔机械，也称旋转切削式钻机。在采矿工程中应用旋转钻机已有多年的历史，但多数是应用在井下煤矿且钻孔直径很小，如煤矿电钻等。本文根据旋转钻机的用途﹑特点、要求和工作环境，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来设计液压缸并选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。该液压系统呈长方形布置，动力系统采用电气控制系统和液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。可实现不同工况下的煤层钻孔要求。 关键词：旋转钻机；液压系统；电控系统；液压站 ABSTRACT As one of the modem machinery equipment transmission and control important technical means，hydraulic technology in the field of national economy has been widely used.Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized automation and electromechanical integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages in technology , which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering. Rotary drilling rig is with a cutting bit broken rock drilling machine, also known as the rotary cutting type drill.In mining engineering in the application of rotary drilling rig has many years of history, but most is used in underground coal mines and the hole diameter is very small, such as coal electric drill, etc.This paper, based on the use of rotary drilling rig, characteristics, requirements and working environment, using the basic principle of hydraulic transmission, and formulate a reasonable hydraulic system diagram, again through the calculations necessary to determine the parameters of hydraulic system, then according to these parameters to design hydraulic cylinder and hydraulic components of the specification and system structure design.Rectangular arrangement of the hydraulic system, power system USES electric control system and hydraulic system, the structure is simple, compact, and reliable.Can be realized under different working conditions of coal seam drilling requirements. Keywords: rotary rig；hydraulic system；Electric control system；hydraulic station 前言 在露天矿山生产、建筑、水利、电力、铁路工程的土石方工程施工中，开挖前需对露天挖掘场地进行穿孔爆破，以达到松动岩层，提高工作效率，降低生产成本的目的。 目前采用机械破碎岩石钻孔的方法，主要有三种类型，分别是:冲击一转动破碎岩石钻孔，是采用冲击载荷和转动钎具一定角度，并施加合理的推力来破碎岩石。适合在中硬、坚硬的岩石中钻孔，钻孔设备有潜孔钻和凿岩机等;旋转破碎岩石钻孔，是采用旋转式多刃钎具切割岩石，同时施加较大的推力破碎岩石。适应于磨蚀性小及中硬以下的岩石中钻孔，此类钻孔设备有电钻和旋转钻机;旋转冲击破碎钻孔是施加很大的轴压，使钻头旋转滚齿传递冲击和压入力，滚齿压入岩石的作用比冲击作用大，通过旋转一冲击破碎岩石，典型设备为牙轮钻机。 根据露天开采矿岩量对用各种不同方法钻孔的数据的分析表明，大部分矿岩的坚固性系数f在16以下(f≦≤6的占23%~30%，f=6~16的占65%~70% )，即大部分矿岩处在能够合理使用冲击一转动式和牙轮式钻机的范围内。国内大型露天矿所用的钻机发展比较迅速，型号规格也比较齐全，但是在中硬以下软岩进行爆破钻孔方面，还没有一种更加适宜的钻机。水力成孔是以水作为循环介质，通过泵送高压水排出岩碴，在松软煤层中钻进时，循环水对孔壁的冲刷、浸泡等破坏作用相当严重，炮孔极易坍塌，成孔困难;风力排碴对孔壁破坏小，但钻进过程中孔口粉尘大、现场施工条件恶劣;螺旋钻进属于干式钻进，它利用螺旋钻杆排碴，与水力、风力成孔工艺相比较，螺旋钻进有以下优点:钻进过程中不需要冲洗设备，减少了孔壁破坏率，成孔率高;钻进辅助设备少，减少了劳动强度，提高钻进效率;钻进中振动小、噪音低等优点。 本课题来源于云南省小龙潭矿务局。 第一章 液气压传动及旋转钻机简介 1.1液气压传动的发展概况 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。 我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。 目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。 1.2液压传动在机械行业中的应用 机床工业——磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等 工程机械——挖掘机、装载机、推土机等 汽车工业——自卸式汽车、平板车、高空作业车等 农业机械——联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等 轻工机械——打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 冶金机械——电炉控制系统、轧钢机控制系统等 起重运输机械——起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等 矿山机械——开采机、提升机、液压支架等 建筑机械——打桩机、平地机等 船舶港口机械——起货机、锚机、舵机等 铸造机械——砂型压实机、加料机、压铸机等 本次设计的旋转钻机用于露天煤矿爆破前的钻孔施工，钻孔设计深度为12m，设计孔径为120mm。钻机钻孔时，回转机构和加压机构通过钻杆向多刃切削钻头施加作用力。钻头在轴压力作用下侵入煤层，又在回转扭矩的作用下切削破碎煤层。该钻机采用螺旋钻杆排碴方式，钻杆在孔中转动时与孔壁构成一个螺旋输送器，孔底煤碴在离心力、擦力等各种阻力作用下沿钻杆上的螺旋叶片逐步向上输送，从而使钻具不断向下移动，完成钻进过程。该钻机的液压系统呈长方形布置，动力系统采用电气控制系统和液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。可实现不同工况下的煤层钻孔要求。 1.3 旋转钻机的发展及特点 随着国内外煤炭工业的大量开发，旋转钻机的使用范围在逐步的发展和扩大。六十年代以，我国煤炭、化工等露天矿山使用的是钢绳冲击式钻机和少量陈旧的旋转钻机；六十年代初期，我国研制成功了适合于煤矿使用的ZX-150型旋转钻机；七十年代以后，更多的煤炭系统单位和矿机制造厂进行了旋转钻机的研制，试制出了多种机型，通过鉴定定型的有ZX-150A、YQ-160、KX-150型等旋转钻机。 旋转钻机适于中硬以下、磨蚀性较小的岩石中钻孔，实践证明，在岩石坚固性系数f≤6的岩石中钻孔时，与牙轮钻相比，效率高、能耗小、轴压力小、成孔质量好，而且切削式钻头制造修复方便。 钻机动力头主要有三种方式：柴油机、电动机和液压马达驱动。用柴油机作动力，可以扩大钻机的使用范围，特别有利于开发边远和缺乏电力的地区。如美国Drilteeh公司的D40K，Igersoll-Rand公司的T4型和德国Sazlgitter公司的LB6l0型就是用柴油机驱动的；电机驱动动力头转速调节不便、启动扭矩小，与电动机驱动相比液压装置在同等体积下能产生更大的动力，液压装置体积小、重量轻、结构紧凑，且液压装置工作比较平稳，易于实现快速启动、制动，能在较大范围内实现无级调速。由于液压传动的突出优点，目前在旋转钻机上得到了更广泛的应用；目前旋转钻机的技术发展不断提升，为旋转钻机的完善提供了更好的理论基础。 1、大型钻机多用履带式行走机构，小型钻机多用轮胎式，矿用钻机采用履带式的居多。轮胎式钻机用于开采分散的小矿体时更能发挥作用，履带式钻机多用于作业时间长、工作面比较固定的场所； 2、采用全液压系统：国外中、小型旋转钻机的工作机构几乎全部采用液压马达作为回转动力。加压、提升系统一般采用液压缸或液压马达，通过链条或钢丝绳传动，可以对轴压力和进给速度进行无级调节； 3、可以钻斜孔、平台可回转360度：钻机具有用于调整钻架倾角的专门装置；上、下车独特的水平调节系统的应用，可进行上下车倾斜调节，确保上车驾驶室为水平，此功能既保证了钻孔时的垂直度，又可使操作手在舒适的位置长时间工作而不会感到疲倦； 4、控制技术的智能化，；自动垂直调平、发动机的监控、钻孔深度测量及显示、车身工作状态动画显示及虚拟仪表显示、故障检测、报警及信息显示等方面逐步实现智能化控制； 5、一机多用；有些钻机可以选用不同的凿岩方式，根据岩石的不同硬度情况，选择不同的钻头。如钻软岩使用切削钻头，钻坚硬岩石使用牙轮钻头或冲击器等； 6、电子、电液技术的应用增加，采用轴压、转速自动调节系统，使钻机能在最优状况下工作。 1.4液压系统的基本组成 1）能源装置——液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。 2）执行装置——液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。 3）控制装置——液压阀。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 4）辅助装置——油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。 5）工作介质——液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。 第二章 旋转钻机的液压系统和电控原理设计 2.1旋转钻机的基本结构 旋转钻机，由履带式或轮胎式作为地盘基础车钻杆回转机构、钻架、工作装置（钻杆和钻头等组成）。液压系统的各个部件都安装在机身上，其中钻架内部安装提升缸，翻转油缸中间孔安装履带式地盘上前面，底盘尾部设有安装版，用来油缸及液压元件。 提升油缸采用活塞式双作用缸，当压力油进入油缸上腔，活塞带动钻杆向下运动，其速度慢，压力大，当压力油进入油缸下腔，活塞向上运动，其速度较快，压力较小，符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求。 这个钻架装置的翻转和停放是由翻转油缸来控制，当钻机处于工作状态时，钻架需垂直放置。翻转油缸采用活塞式单作用缸，此时，液压油进入油缸上方，活塞向下运动，带动钻架从驾驶室停放处翻转至工作位置。当液压油进入油缸下方是，活塞向上运动，带动钻架由工作位置翻转至驾驶室顶部。这样更有利于钻机的移动和转移。 2.2 工况分析 本次设计来源于云南省小龙潭矿务局。小龙潭矿务局始建于1953年，属国有大型露天煤矿，现为部级标准化矿务局、国家二级企业，是云南省重要的煤炭生产基地，区内主要可采煤层厚4.37-222.96米，为巨厚复杂结构褐煤。旋转钻机用于露天开采爆破作业前钻孔施工，钻孔孔径为120mm，最大孔深为12m，采用电动机作为动力，螺旋钻杆排碴。近年来由于用电量大幅度提高，煤炭需求量增大，导致小龙潭煤矿供不应求，需扩大开采量。应原钻机满足不了钻孔要求，且回转机构减速器润滑差，易坏，需改进。但应原钻机设计落后，现今缺失大量资料，改进难度大。只能设计一款新型钻机进行钻孔。 本次钻机改进数据由小龙潭矿务局提供，钻孔孔径：110mm，孔深;15.5m，钻杆单节长度：1.5m，钻孔装置质量：（减速电机：300kg，单节钻杆：30kg，滑道;140kg，钻架：310kg），钻杆转速：70～250r/min，钻杆空提速度：0.3m/s以上，钻孔速度：0.05m/s。 1．提升负载 提升油缸最大提升力为提升负载： F=(F轴×k)/ =[(300+10×30+140)×9.8×3] /0.9=24304N 2．翻转负载 F=(F自重×k)/ =[(300+30+450)×9.8×3] /0.9=8497.69N 其中：卡塞系数k=3; =0.9( ——液压缸的机械效率，一般取 =0.9-0.97) 3. 液压缸在各工作阶段的负载值： 表1.1： 工作循环各阶段的外负载 工况 负载组成 推力 F/ 提升 F=(F轴×k)/ 24304N 翻转 F=(F自重×k)/ 8497.69N 2.3拟定液压系统原理图 2.3.1确定供油方式 考虑到该钻机在提升过程中需要承受较大的工作压力，要求系统功率也较大，且要符合一般的慢速压制、快速回程的工艺。现采用初步选定使用变量叶片泵将液压油输入到各种油压机、液动机等液压系统中。 2.3.2方向控制回路的设计 在液压系统中，执行元件的起动、停止或改变运动方向，是利用控制进入执行元件的液流的通、段或改变来实现的，这些控制回路成为方向控制回路，包括换向回路和锁紧回路。 1）换向回路 图2-1是翻转油缸的换向回路，采用三位四通换向电磁换向阀来实现换向的回路。当阀处于中位时，华发机能使泵卸载，缸两腔油路封闭，活塞制动。 当阀右位工作时，缸大腔进油，活塞向上运动，带动钻架实现提升过程。当阀左位工作时，有杆腔进油，活塞向下运动，带动钻架实现下放。 图2-1 换向回路及锁紧回路 2）锁紧回路 锁紧回路的作用是防止液压缸封闭腔的油外泄，保证执行机构在停止位置时不发生窜动。本次是采用两个液控单向阀（液压锁）的锁紧回路，活塞可以在两个方向上实行锁紧。如图2-1。 2.4液压系统图的总体设计 图2-2 液压系统控制图 2.4.1翻转工作循环 1）翻转 按下起动按钮，电磁铁1YA通电，二位三通电磁换向阀滑阀置左位；电磁铁5YA通电，三位四通电磁换向阀滑阀置左位。这时的油路进油路为：变量泵1→换向阀8左位→换向阀9左位→已打开的液压锁10→单向节流阀11→液压缸12有杆腔。 回油路为：液压缸12无杆腔→已打开的液压锁10→换向阀9中位→油箱油路。 2）下放 电磁铁1YA通电，二位三通电磁换向阀滑阀置左位；电磁铁6YA通电，三位四通电磁换向阀滑阀置右位。这时的油路进油路为：变量泵1→换向阀8左位→换向阀9右位→已打开的液压锁10→液压缸12无杆腔。 回油路为：液压缸12无杆腔→已打开的液压锁10→换向阀9中位→油箱油路。 2.4.2升降缸工作循环 1）慢速下放 按下起动按钮，电磁铁1YA通电，二位三通电磁换向阀滑阀置右位；三位四通电磁换向阀滑阀置右位。这时的油路进油路为：变量泵1→换向阀8右位→三位四通换向阀右位→已打开的液压锁→单向节流阀→双节液压缸有杆腔。 回油路为：双节液压缸无杆腔→已打开的液压锁→三位四通中位→溢流阀→油箱油路。 2）快速提升 电磁铁1YA通电，二位三通电磁换向阀滑阀置右位；三位四通电磁换向阀滑阀置左位。这时的油路进油路为：变量泵1→换向阀右左位→三位四通换向阀左位→已打开的液压锁→双节液压缸无杆腔。 回油路为：双节液压缸无杆腔→已打开的液压锁→三位四通换向阀中位→溢流阀→油箱油路。 2.5电控系统图的总体设计 根据液压控制回路图可知，其回路中选用一个一个二位三通电磁换向阀，两个三位四通电磁阀，所以在电控回路中用到五个电磁铁。 图2-3电气控制图 2.5.1串联电阻降压启动原理分析及特点 如图3.3.1所示整个旋转钻机用到一个行走电机，一个油泵电机，一个正反转回转电机。本钻机设计采用，其开关采用空气开关，串有熔断器FU实现短路保护。为了限制较大异步电动机的起动电流对电网的影响，本控制回路采用串电阻降压延时起动的自动控制线路如图2-3。当按下启动按钮SB1，接触线圈KM1立即动作，在控制回路中串入电阻Rst降压启动，使起动电流下降：与此同时，KM1的一个动合辅助触点自锁工作，另一个接通，时间继电器KT的线圈，时间西电气开始延时，延时时间一般为5-7秒，待电动机起动后。延时结束，KT的延时闭合动合触点闭合，是接触器KM2得电，KM2的动合主触点将起动电阻Rst短接，电动机全电压工作，这时KM2的动辅助触点断开KM1线圈回路，另一个动合触点使其自锁。KM1失电后，时间继电器KT线圈也十点，也就是说，电动机在正常工作，只有KM2吸合，这样既工作可靠，而且又节约电能。 图2-4 串电阻延时启动电路 2.5.2三台电动机控制的原理及方法 1） 行走电机只需要正转，它是在旋转钻机转移工作场所时才启动的，而在钻机工作时，行走电机必须体制，所以行走电机和回转电机必须实现互锁。根据图2-4所示，当按下启动开关SB4时，行走电机KM3线圈得电，同时KM1的常开触点闭合使其自锁，行走电机正常工作。在行走电机控制回路中必须连接回转电机的常闭触点实现互锁。 2） 油泵电机也只需要单方向转动，按下SB6后，KM4线圈得电，其动合触点闭合并实现互锁。油泵电机正常工作，然后根据工作要求操作响应的电磁换向阀，假如翻转油缸工作，按下SB15首先二位三通电磁阀线圈KA15得电，其动合触点闭合实现自锁，，接着通过三位四通电磁换向阀通过按钮SB7、SB9实现翻转油缸的对钻架的水平推移，和铅垂下放。同样原理，对于会钻机构的提升，在二位三通电磁阀失电情况下，二级伸缩油缸可以工作，通过SB11、SB13实现二级伸缩油缸油缸的控制，通过线圈得电，其动合触点得电自锁，电磁阀换向实现互锁，并通过上下限位开关SQ1/SQ2实现实现自动自动断电保护。 图2-5 液压电控回路 3） 回转电机的控制涉及电机正反转控制，根据电路图2-5可知，要和行走电机实现互锁功能，即在回转控制回路中要接触行走电机的动断触点KM3,以便保障安全生产，在回转电机正反转之间也要实现互锁功能。所以在回转钻机回路中采用了联动开关SB18和SB19时，当按下按钮SB18时，KM5线圈得电，其反转电机的动合触点闭合实现自锁，电机反转，同时在其正传控制电路中，通过联动开关SB18的动断触点，其电路断开，反之原理相同。 图2-6 回转电机联动控制 2.5.2辅助电路 如图2-6所示控制回路的辅助电路，根据钻机功能特征需要连接辅助电路，但是辅助电路需要考虑，所以辅助电路需要实现变压接入电源指示灯，警报指示灯，照明灯，及警报电铃以配合钻机工作，电源指示灯可以直观看出电机是否通电，照明点灯可以方便旋转钻机在夜间工作，警报灯和警报电铃可以保证安全工作和对事故的发现。 第三章 液压系统的计算和元件选型 3.1 液压系统设计参数 旋转钻机I液压系统设计参数如下： 钻孔孔径 110mm 孔深 15.5m 钻杆单节长度 1.5m 减速电机质量 300kg 单节钻杆质量 30kg 滑道质量 140kg 钻架质量 310kg 钻杆转速 70～250r/min 钻杆空提速度 0.3m/s以上， 钻孔速度 0.05m/s。 3.2液压执行元件载荷力计算 1）升降缸的载荷力 升降缸在钻头钻孔时是轻载，其载荷主要来源孔洞对其的反作用力。此时由钻孔装置的自重带动钻杆下放，升降缸基本不提供动力。外载荷可视为0。 提升时，钻头需从钻孔中提出，此时，升降缸要提供动力，提升整个钻孔装置并克服摩擦力做功。这是达到升降缸的最大载荷力(最大载荷见工况分析中的提升载荷)。 2）翻转缸的载荷力 翻转缸是把钻孔装置有工作位置翻转至安放位置，或由安放位置翻转至工作位置。这个翻转过程中提供的动力可视为恒定。其载荷力见工况分析中的翻转载荷。 表3-1 各液压缸的载荷力 液压缸名称 工况 负载组成 推力 F/ 升降缸 提升 F=(F轴×k)/ 24304N 翻转缸 翻转 F=(F自重×k)/ 8497.69N 3.3液压系统主要参数的计算 3.3.1初选系统工作压力 按液压机床类型初选液压缸的工作压力为16Mpa,根据升降缸慢进和快退速度要求，采用单作用双节液压缸。根据翻转缸快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。 3.3.2液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 1）确定升降缸的活塞和活塞杆直径 升降缸最大载荷时，为提升状态，其载荷力为24304N，工作在活塞杆受压状态。活塞直径 参照参考文献1，表2.2-4，取=0.5Mpa，参考文献1，表2.2-5，取=0.7， 按照参考文献2，表2-1-4，取D=50mm 按照参考文献2，表2-1-5，取d=36mm 2）确定翻转缸的活塞和活塞杆直径 翻转缸最大载荷即为工作载荷，其载荷力为8497.69N。活塞直径 参照参考文献1，表2.2-4，取=0.5Mpa，参考文献1，表2.2-5，取=0.7， 按照参考文献2，表2-1-4，取D=32mm 按照参考文献2，表2-1-5，取d=22mm 3.3.3计算液压执行元件实际工作压力 按最后确定的液压缸的结构尺寸，计算出各工况时液压执行元件实际工作压力，见表3-2。 表3-2 液压执行元件实际工作压力 执行元件 工况 载荷 背压力/Mpa 工作压力/Mpa 计算公式 升降缸 提升 24304N 0.5 12.6 翻转缸 翻转 8497.69N 0.5 10.9 3.3.4计算液压执行元件实际所需流量 按最后确定的液压缸的结构尺寸，计算出各工况时液压执行元件实际所需流量，见表3-3。 表3-2 液压执行元件实际工作压力 执行元件 工况 运动速度 结构参数 流量/(L/s) 计算公式 升降缸 钻孔 0.05 A2=0.95×10-3m2 0.048 Q=A2V 提升 0.3 A1=1.96×10-3m2 0.588 Q=A1V 翻转缸 上翻转 0.3 A1=0.80×10-3m2 0.240 Q=A1V 下翻转 0.3 A2=0.42×10-3m2 0.126 Q=A2V 3.4液压元件的选择 3.4.1确定液压泵规格和驱动电机功率 由前面液压执行元件实际工作压力可知，这个液压系统最大工作压力为12.6Mpa，考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为0.3MPa（含回油路上的压力损失折算到进油腔），则液压泵的最高工作压力为 上述计算所得的 是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力，另外考虑到一定压力贮备量，并确保泵的寿命，其正常工作压力为泵的额定压力的80%左右因此选泵的额定压力 应满足： 液压泵的最大流量应为： 式中 液压泵的最大流量 同时动作的各执行所需流量之和的最大值，如果这时的溢流阀正进行工作，尚须加溢流阀的最小溢流量 。 系统泄漏系数，一般取 ，现取 。 1．选择液压泵的规格 由于液压系统的慢近快退，流量变化大，负载压力大，功率大。所以选柱塞式变量叶片泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备（如龙门刨床、拉床、液压机），柱塞式变量泵有以下的特点： 1） 工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易，尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求，油液泄漏小，容积效率高，能达到的工作压力。 2） 流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目，流量变增大。 3） 改变柱塞的行程就能改变流量，容易制成各种变量型。 4） 柱塞油泵主要零件均受压，使材料强度得到充分利用，寿命长，单位功率重量小。但柱塞式变量泵的结构复杂。材料及加工精度要求高，加工量大，价格昂贵。 根据以上算得的 和 在查阅相关手册《液压元件手册》黎启柏主编。表1-6-8得：现选用YBP-E型变量叶片泵，排量20-125ml/r，额定压力16Mpa，额定转速100-1500r/min。 2．与液压泵匹配的电动机的选定 　由前面得知，本液压系统最大功率出现在升降缸提升阶段，这时液压泵的供油压力值为12.9Mpa，流量为0.69L/s。 液压泵的总效率。柱塞泵为 ，取 0.82。 选用1500r/min的电动机，则驱动电机功率为： 选择电动机Y160M1-2，其额定功率为11KW。 3.4.2阀类元件及辅助元件的选择 1. 对液压阀的基本要求： (1). 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。 (2). 密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大 2. 根据液压阀的工作压力和通过各个阀类的流量确定元件及辅助元件型号和规格 主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格： 表3.1：旋转钻机液压系统中控制阀和部分辅助元件的型号规格 序号 元件名称 估计通过流量 型号 规格 1 变量叶片泵 40 YBP-E 16Mpa，驱动功率11KW 2 WU网式滤油器 80 WU-100*180 42通径，压力损失 0.01MPa 3 二位三通电磁换向阀 40 23D1※-H10B-TZZ 10通径，压力31.5MPa 4 三位四通电磁换向阀 40 34D※-B10H-T※ 10通径，压力31.5MPa 5 液压锁 40 SO※—E10※ 10通径 6 单向节流阀 40 LA-H10 10通径 7 溢流阀 40 YF3-B10B 8 压力控制阀 40 GB70-85 9 压力表开关 － KFL8－30E 32Mpa，6测点 10 油箱 3.4.3 管道尺寸的确定 油管系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管，因为本设计中所须的压力是高压，P=12.9MPa ， 钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配是不能任意弯曲，常在装拆方便处用作压力管道一中、高压用无缝管，低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。 尼龙管用在低压系统；塑料管一般用在回油管用。 胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻丝或棉丝编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成本很高，因此非必要时一般不用。 1. 管接头的选用： 管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。 管接头的种类很多，液压系统中油管与管接头的常见联接方式有： 焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或O形圈进行端面密封，有时也采用紫铜垫圈。 2. 管道内径计算： （1） 式中 q——通过管道内的流量 v——管内允许流速 ，见表： 表3.2：液压系统各管道流速推荐值 油液流经的管道 推荐流速 m/s 液压泵吸油管 1-2（一般取1m/s以下） 液压系统压油管道 2.5，压力高，管道短粘度小取大值 液压系统回油管道 1.5～2.5 (1). 液压泵压油管道的内径： 取v=0.5m/s 根据《液压元件手册》黎启柏主编，表6-4-1查得：取d=32mm，钢管的外径 D=42mm； 管接头联接螺纹M42×2。 (2). 液压泵回油管道的内径： 取v=2.4m/s 根据《液压元件手册》黎启柏主编，表6-4-1查得：取d=20mm,钢管的外径 D=28mm; 管接头联接螺纹M27×2。 3. 管道壁厚 的计算 式中： p——管道内最高工作压力 Pa d——管道内径 m ——管道材料的许用应力 Pa， ——管道材料的抗拉强度 Pa n——安全系数，对钢管来说， 时，取n=8； 时， 取n=6； 时，取n=4。 根据上述的参数可以得到： 我们选钢管的材料为45#钢，由此可得材料的抗拉强度 =600MPa; (1). 液压泵压油管道的壁厚 (2). 液压泵回油管道的壁厚 ，所以所选管道适用。 3.5液压系统的验算 上面已经计算出该液压系统中进，回油管的内径分别为32mm,20mm。 但是由于系统的具体管路布置和长度尚未确定，所以压力损失无法验算。 3.5.1系统温升的验算 在整个工作循环中，提升过程中流量最大，且发热量最大。为了简化计算，主要考虑提升时的发热量。一般情况下，提升过程做功的功率损失大引起发热量较大，所以只考虑提升时的发热量，然后取其值进行分析。 当V=0.3m/s时 即 此时泵的效率为0.9，泵的出口压力为12.6MP，则有 即P输出=7.3KW 此时的功率损失为： 假定系统的散热状况一般，取 ， 油箱的散热面积A为 系统的温升为 根据《机械设计手册》成大先P20-767：油箱中温度一般推荐30-50 所以验算表明系统的温升在许可范围内。 第四章 液压集成油路的设计 通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。管式元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，占用空间也越大，维修、保养和拆装越困难。因此，管式元件一般用于结构简单的系统。 板式元件固定在板件上，分为液压油路板连接、集成块连接和叠加阀连接。把一个液压回路中各元件合理地布置在一块液压油路板上，这与管式连接比较，除了进出液压油液通过管道外，各液压元件用螺钉规则地固定在一块液压阀板上，元件之间由液压油路板上的孔道勾通。板式元件的液压系统安装 、调试和维修方便，压力损失小，外形美观。但是，其结构标准化程度差， 互换性不好，结构不够紧凑，制造加工困难，使用受到限制。此外，还可以把液压元件分别固定在几块集成块上，再把各集成块按设计规律装配成一个液压集成回路，这种方式与油路板比较，标准化、系列化程度高，互换性能好，维修、拆装方便，元件更换容易；集成块可进行专业化生产，其质量好、性能可靠而且设计生产周期短。使用近年来在液压油路板和集成块基础上发展起来的新型液压元件叠加阀组成回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件，由叠加阀直接叠加而成。其结构更为紧凑，体积更小，重量更轻，无管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。 本次设计基于安装空间和油箱结构的考虑采用3块集成块组成。 4.1液压油路板的结构设计 液压油路板一般用灰铸铁来制造，要求材料致密，无缩孔疏松等缺陷。液压油路板的结构如图5-1、图5-1、图5-3所示，液压油路板正面用螺钉固定液压元件，表面粗糙度值为Ra0.8um,背面连接压力油管（P）、回油管（T）、泄露油管（L）和工作油管（A﹑B）等。油管与液压油路板通过管接头用米制细牙螺纹或英制管螺纹连接。液压元件之间通过液压油路板内部的孔道连接，除正面外，其它加工面和孔道的表面粗糙度值为Ra6.3～12.5um. 图5-1 液压油路板1 图5-2 液压油路板2 图5-3 液压油路板3 此外液压油路板的安装固定也是很重要的。油路板一般采用框架固定（考虑液压站空间此次油路板采用螺钉联接）要求安装﹑维修和检测方便。它可安装固定在机床或机床附属设备上，但比较方便的是安装在液压站上。 4.2液压集成块结构与设计 4.2.1液压集成回路设计 1）把液压回路划分为若干单元回路，每个单元回路一般由三个液压元件组成，采用通用的压力油路P和回油路T，这样的单元回路称液压单元集成回路。设计液压单元集成回路时，优先选用通用液压单元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。 2）把各个液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，一个完整的液压集成回路由底板、供油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路、顶盖及测压回路等单元液压集成回路组成。液压集成回路设计完成后，要和液压回路进行比较，分析工作原理是否相同，否则说明液压集成回路出了差错。 4.2.2液压集成块及其设计 旋转钻机液压站由油箱顶板﹑3个液压集成块组成，液压集成块之间的油路由管道相连，集成块由四个螺钉将其紧固在液压油箱上，液压泵通过泵支撑座与油箱顶板连接，组成液压站（见第五章），液压元件分别固定在各集成块上，组成一个完整的液压系统。下面分别介绍其设计。 （1）油箱顶板及供油块设计 图5-4为油箱顶板、供油口及回油口，其作用是连接集成块组、液压泵的供油和整个液压系统的回油。液压泵供应的压力油P使用吸油管由供油口引入各集成块，液压系统回油路T及泄漏油路L经回油口引入液压油箱冷却沉淀。 图5-3 油箱顶板及液压集成块安装位置设计图 （2）集成块设计 集成块的设计步骤： 1）制作液压元件样板。根据产品样本，对照实物绘制液压元件顶视图轮廓尺寸，虚线绘出液压元件底面各油口位置的尺寸，按照轮廓线剪下来，便是液压元件样板。若产品样本与实物有出入，则以实物为准。 若产品样本中的液压元件配有底板，则样板可按底板提供的尺寸来制作。若没有底板，则要注意，有的样本提供的是元件的俯视图，做样板时应把产品样本中的图翻成180°。 2）决定通道的孔径。集成块上的公用通道，即压力油孔P﹑回油孔T﹑泄露孔L(有时不用)及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不小于压力油孔。 直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定。孔与孔之间的连接孔（即工艺孔）用螺塞在集成块表面堵死。与液压油管连接的液压油孔可采用米制细牙螺纹或英制管螺纹。 3）集成块上液压元件的布置。把制做好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，则样板应以连接板为准。 电磁阀应布置在集成块的前﹑后面上，要避免电磁阀两端的电磁铁与其它部分进行相碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径d的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔之间的最小壁厚h必须进行强度校核。 液压元件在水平面上的孔道若与公共孔道相通，则应尽可能地布置在同一垂直位置或在直径d范围内，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应互相垂直，不然也要钻中间孔道。 设计专用集成块时，要注意其高度应比装在其上的液压元件的最大横向尺寸大2mm,以避免上下集成块上的液压元件相碰，影响集成块紧固。 4）集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道﹑集成块固定螺孔相通。液压元件泄露孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下左右移动一段距离。溢流阀的先导部分可伸出集成块外，有的元件如单向阀，可以横向布置。 5）集成块零件图的绘制 集成块的六个面都是加工面，其中有三个面要装液压元件，一个侧面引出管道。块内孔道纵横交错，层次多，需要由多个视图和2～3个剖视图才能表达清楚。孔系的位置精度要求较高，因此尺寸﹑公差及表面粗糙度应标注清楚，技术要求也应予说明。集成块的视图比较复杂，视图应尽可能少用虚线表达。 为了便于检查和装配集成块，应把单向集成回路图和集成块上液压元件布置图绘在旁边。而且应将各孔道编上号，列表说明各个孔的尺寸﹑深度以及与哪些孔相交等情况。 第五章 液压站结构设计 液压站是由液压油箱，液压泵装置及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有空气滤清器，滤油器，液面指示器和清洗孔等。液压站装置包括不同类型的液压泵，驱动电机及其它们之间的联轴器等，液压控制装置是指组成液压系统的各阀类元件及其联接体。 5.1 液压站的结构型式 机床液压站的结构型式有分散式和集中式两种类型。 （1）集中式 这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置独立于机床之外，单独设置一个液压站。这种结构的优点是安装维修方便，液压装置的振动、发热都与机床隔开；缺点是液压站增加了占地面积。 （2）分散式 这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置分散在机床的各处。例如，利用机床或底座作为液压油箱存放液压油。把控制调节装置放在便于操作的地方。这种结构的优点是结构紧凑，泄漏油回收，节省占地面积，但安装维修方便。同时供油装置的振动、液压油的发热都将对机床的工作精度产生不良影响，故较少采用，一般非标设备不推荐使用。本次设计采用集中式。 5.2 液压泵的安装方式 液压站装置包括不同类型的液压泵、驱动电动机及其联轴器等。其安装方式为立式和卧式两种。 1. 立式安装 将液压泵和与之相联接的油管放在液压油箱内，这种结构型式紧凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证，吸油条件好，漏油可直接回液压油箱，并节省占地面积。但安装维修不方便，散热条件不好。 2. 卧式安装 液压泵及管道都安装在液压油箱外面，安装维修方便，散热条件好，但有时电动机与液压泵的同轴度不易保证。 考虑到维修，散热和安装空间等方面的要求。本设计中采用卧式联接。 5.3液压油箱的设计 液压油箱的作用是贮存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液，并对回油进行冷却，分离出所含的杂质和气泡。 5.3.1 液压油箱有效容积的确定 液压油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。液压油箱的有效容量 可概略地确定为： 系统类型 低压系统（ ） 中压系统（ ） 中高压或大功率系统（ ） 2～4 5～7 6～12 根据实际设计需要，选择的P=16Mpa，所以此系统属于中高压系统 ，所以取： 式中 V－液压油箱有效容量； Qp－液压泵额定流量。 参照《液压气压系统设计手册》张利平主编，表5-15，锻压机械的油箱容积通常取为每分钟流量的6-12倍。 取 应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高度的80%。 所以，实际油箱的体积为： 5.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 液压油箱的有效面积确定后，需设计液压油箱的外形尺寸，一般设计尺寸比（长：宽：高）为1：1：1～1：2：3。但有时为了提高冷却效率，在安装位置不受限制时，可将液压油箱的容量予以增大，本设计中的油箱根据液压泵与电动机的联接方式的需要以及安装其它液压元件需要，选择长为1.2m，宽为0.68m，高为0.8m。 5.3.3 液压油箱的结构设计 一般的开式油箱是用钢板焊接而成的，大型的油箱则是用型钢作为骨架的，再在外表焊接钢板。油箱的形状一般是正方形或长方形，为了便于清洗油箱内壁及箱内滤油器，油箱盖板一般都是可拆装的。设计油箱时应考虑的几点要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是3～4mm；容量大的油箱一般取4～6mm。本设计中取油箱的壁厚为6mm。对于大容量的油箱，为了清洗方便，也可以在油箱侧壁开较大的窗口，并用侧盖板紧密封闭。 2. 底板与底脚：底板应比侧板稍厚一些，但为了便于材料的选取和焊接，本次底板和底脚采用同样的钢板。底板应有适当倾斜以便排净存油和清洗，液压油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。油箱的底部应装设底脚，底脚高度一般为150～200mm，本设计中底脚高度选取150mm，以利于通风散热及排出箱内油液。一般采用型钢来加工底脚。 图5-5所示为一般液压油箱底面的构造的五种情况，我们根据具体设计和生产的需要来确定液压油箱底面的构造，根据本设计的需要，选了（e）型构造。但为了便于焊接和维修，油箱底部设计成朝回油腔方向单向倾斜。 图5-5 液压油箱地面五种构造 3. 顶板：顶板一般取得厚一些，为6～10mm，因为本设计把泵、阀和电动机安装在油箱顶部上时，顶板厚度选最大值10mm。顶板上的元件和部件的安装面应该经过机械加工，以保证安装精度，同时为了减少机加工工作量，安装面应该用形状和尺寸适当的厚钢板焊接。并把吸油口和回油口设计在油箱顶板上，回油管及吸油管为了防止出现吸空和回油冲击油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管应布置在油箱最低液面50～100mm以下，管口与箱底距离不应小于2倍的管径，防止吸入沉淀物。管口应切成 ，切口面向箱壁，与箱壁之距离为3倍管径。回油管的出口绝对不允许放在液面以上。本设计的管口与箱底的距离为300mm，切口与箱壁的距离为120mm。 4. 隔板：油箱内一般设有隔板，隔板的作用是使回油区与泵的吸油区隔开，增大油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀。隔板的安装型式有多种，隔板一般沿油箱的纵向布置，其高度一般为最低液面高度的2/3～3/4。本次设计隔板宽度为6mm，高度为375mm。有时隔板可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过；在中部开有较大的窗口并配上适当面积的滤网，对油液进行粗滤。 5. 侧板：侧板厚度一般为3-4mm，侧板四周顶部应该加工成高出油箱顶板3～4mm，为了使液压元件的在工作等的情况下泄漏出来的油不至于洒落在地面上或操作者的身上，同时可以防止液压油箱的顶板在潮湿的气候中腐蚀。由于本次设计的是大容量油箱，为了清洗方便，油箱侧壁开较大的窗口，并用侧盖板紧密封闭。 6. 回油集管的考虑：单独设置回油管当然是理想的，但不得已时则应使用回油集管。对溢流阀、顺序阀等，应注意合理设计回油集管，不要人为地施以背压。 7. 吸油管： 吸油管前一般应该设置滤油器，其精度为100～200目的网式或线式隙式滤油器。滤油器要有足够大的容量，避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离应不小于20mm。吸油管应插入液压油面以下，防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面，致使油中混入气泡。 8. 泄油油管的配置： 管子直径和长度要适当，管口应该在液面之上，以避免产生背压。泄漏油管以单独配管为最好，尽量避免与回油管集流配管的方法。 9. 过滤网的配置：过滤网可以设计成液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤。过滤网通常使用50～100目左右的金属网。 10. 滤油器： 滤油器的作用及过滤精度 液压系统中的液压油经常混有杂质，如空气中的尘埃、氧化皮、铁屑、金属粉末。密封材料碎片、油漆皮和 纱纤维。这些杂质是造成液压元件故障的额重要原因，它们会造成油泵、油马达及阀类元件内运动件和密封件的磨损和划伤，阀芯卡死，小孔堵塞等故障，影响液压系统的可靠性和使用寿命。近年来对液压油的污染控制已经开始引起人们的极大重视。 为了便于随时检查和观察箱内液体液位的情况，应该在油箱壁板的侧面安装液面指示器，指示最高、最低油位。液面指示器一般选用带有温度计的液面指示器。 油箱顶板需要装设空气滤清器，对进入油箱的空气进行过滤，防止大气中的杂质污染液压油。空气滤清器的过滤能力一般为油泵流量的两倍，其过滤精度应与液压系统中最细的滤油器的精度相同。 油箱内部应刷浅色的耐油油漆。以防止锈蚀。 5.4液压站的结构设计 5.4.1 电动机与液压泵的联接方式 电动机与液压泵的联接方式分为法兰式、支架式和支架法兰式。 1. 法兰式 液压泵安装在法兰上，法兰再与带法兰盘的电动机联接，电动机与液压泵依靠法兰盘上的止口来保证同轴度。这种结构装拆很方便。 2. 支架式 液压泵直接装在支架的止口里，然后依靠支架的底面与底板相连，再与带底座的电动机相联。这种结构对于保证同轴度比较困难（电动机与液压泵的同轴度 ）。为了防止安装误差产生的振动，常用带有弹性的联轴器。 3. 法兰支架式 电动机与液压泵先以法兰联接，法兰再与支架联接，最后支架再装在底板上。它的优点是大底板不用加工，安装方便，电动机与液压泵的同轴度靠法兰盘上的止口来保证。 本设计采用支架式联接。同时考虑本设计中的电动机与液压泵的联接在安装时产生同轴度误差带来的不良影响，常用带有弹性的联轴器。为了增加电动机与液压泵的联接刚性，避免产生共振，本设计把液压泵和电动机先装在刚性较好的底板上使其成为一体，然后底板加垫再装到液压油箱盖上。 5.4.2 液压泵结构设计的注意事项 1. 液压装置中各部件、元件的布置要均匀、便于装配、调整、维修和使用，并且要适当地注意外观的整齐和美观。 2. 考虑液压油箱的大小与刚度，液压泵与电动机装在液压油箱的盖子上或装在液压油箱之外。 3. 在阀类元件的布置中，行程阀的安放位置必须靠近运动部件。手动换向阀的位置必须靠近操作部位。换向阀之间应留有一定的轴向距离，以便进行手动调整或装拆电磁铁。压力表及其开关应布置在便于观察和调整的地方。 4. 压泵与机床相联的管道一般都先集中接到机床的中间接头上，然后再分别通向不同部件 的各个执行机构中去，这样做有利于搬运、装拆和维修。 5. 硬管应贴地或沿着机床外形壁面敷设。相互平行的管道应保持一定的间隔，并用管夹固定。随工作部件运动的管道可采用软管、伸缩管或弹性管。软管安装时应避免发生扭转，影响使用寿命。 结论 本设计为主要对旋转钻机的液压系统进行设计及计算，实现在旋转钻机钻架装置的提升下方以及翻转动动作。在设计过程中主要解决了以下问题： （1）认识了解了液气压传动系统和旋转钻机行业的现状，对课题中所选择的旋转钻机有一定了解，分析了在旋转钻机使用液压系统的优势所在，经过设计比较，完成的了既定要求，并尽量使设计更为可行。 （2）根据设计题目要求和相关参数，合理的完成了旋转钻机液压系统的设计，油箱外形及内部结构，液压集成油板、液压站结构等设计工作，所设计液压系统能满足钻架装置的各类工作，并能实现力量大，控制简便等优点。 本设计利用三维设计软件solid edge V20对整个进行三维造型设计，接着利用软件自带的管路设计完成液压系统的管路布置及安装，最后并组装成液压站。 本次设计研究了液压系统设计的基本方法和流程，但很多细节并没有进行深入地研究，只是简单的进行造型设计，未能深入地研究其细节部分。 总结及体会 作为这次项目组一员的我，在此项目中学到的不仅是知识，更重要的是学到团队精神，那是来自收获的自信，一个团队要有统一的目标、意见、和优秀的技术，才能有效地完成我们前进中遇到的困难。当我走出校门，首要面临便是角色转换的问题。从学生转化为社会人士，在自己的思想上，必须认识到二者的社会角色之间存在着较大的差异。学生时代只是单纯的学习知识，而社会实践则意味着继续学习，并将知识应用于实践，因此当社会人面临更多地被他人所选择时。诸如此类各种的差异就会出现。仅仅在自我意识的层面上认识到这一点还是远远不够的，我们必须在实际的工作和生活中潜心体会，并不断地努力去进行这种角色的转换。 设计过程是毕业设计的一个实质阶段，我对自己提出了很高要求。希望自己可以做的很好，并给出相当满意的成果，不辜负老师对我的期望；我们在不断地设计实践中才发现，急于求成不会出好结果，可能还会适得其反。我觉得，对于毕业设计的任务不能单方面地依靠他人完成，或者找现成的改动一下，这样的学生不仅会少学很多知识，而且还会增加学生投机取巧的放纵心理；这样的毕业设计，肯定没有好的效果。 整个过程中，从需求分析到设计、技术，我都力求化和文档化，努力让自己新学的知识运用到本次设计中，尽量保证整个液压系统的进度和质量，顺利完成这次的毕业设计，为自己的大学生涯画上一个完美的句号。在老师以及自己的不断努力下，不怕麻烦，不怕重复的进行这个毕业设计，我会感觉到自己的知识在一点一滴地积累，不知不觉中增加。虽然很多错误被克服了，但难免还有很多不足之处，希望各位老师和同学给予指正与建议。我相信，只要肯钻研，只要挤时间，一切自己想要的知识都可以掌握。 谢辞 首先，我要感谢我的老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，给了起到了指明灯的作用；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次毕业设计就不会如此的顺利进行。 此次毕业设计历时四个月，是我大学学习中遇到过的时段最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。用老师的一句话概括就是这次毕业设计相当如是把以前的小课程设计综合在一起的过程，只要把握住每个小课设的精华、环环紧扣、增强逻辑，那么这次的任务也就不难了。我此次的任务是做一个项目的招标文件。虽说老师说的话让此次的毕业设计看起来不是那么的可怕，但是当我真的开始着手时，还的确是困难重重。 俗话说的好，“磨刀不误砍柴工”，当每次遇到不懂得问题时，我都会第一时间记在本子上面，然后等答疑的时候问老师，老师对于我提出来的问题都一一解答，从来都不会因为我的问题稍过简单加以责备，而是一再的告诫我做设计该注意的地方，从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，他们真正起到了“传道授业解惑疑”的作用，让人油然而生的敬佩。除了敬佩老师们的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 最后我还要感谢学校四年来对我的栽培。 参考文献 [1]黎启柏等.液压元件手册.1版.北京：冶金工业出版社 机械工业出版社，1999.12 [2]袁子荣主编.液气压传动与控制.第2版.重庆：重庆大学出版社，2010.10 [3]王昆等.机械设计/机械设计基础课程设计.高等教育出版社，1995.9 [4]张利平等. 液压气动系统设计手册.北京：机械工业出版社，1997.6 [5]杨培元等.液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，1994 [6]周士昌.液压系统设计图集.北京：机械工业出版社，2003.7 [7]成大先等.机械设计手册.4版.北京：化学工业出版社，2002.1 [8]《机械设计手册》联合编写组.机械设计手册.2版.北京：化学工业出版社，1987.12 [9]西北工业大学机械原理及机械零件教研室.机械设计.第8版.北京：高等教育出版社，2006.5 [10]西北工业大学机械原理及机械零件教研室.机械原理.第7版.北京：高等教育出版社，2006.5 [11]秦曾煌等.电工学电工技术. 第7版.北京：高等教育出版社，2009.5 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[22]王锡光编. 钻井机械. 北京市: 石油工业出版社，1990年7月 [23]林谦六 .KX-150型旋转转机在我国露天矿山的应用[J].吉林重型机械厂 [24]Hindhede I，Uffe .Machine Design Fundamentals：A Practical Approach. New York：Wiley，1983. [25] Ayling L J， Nelfgen J M. Seabed located drilling rig [J] . Hart's E&P，2003，76 (7)：1一8. [26]Artymiuk，Zachariasen J. New combined drilling， workover and snubbing rig concept[J] . Drilling Oil Gas，2006，23 (1). 附录 附录A 英文原文 附录B 中文译文 汽车、电力能源界国际研讨会上关于旋转钻机桅杆机构动态特性的研究 Tao JIANG，Yiping YOU，Guangyan XUE，Anlin WANG 机械工程学院，同济大学，上海，201804，中国 摘要： 为了综合表达旋转钻机桅杆机构固有的动态特性，提高关键零部件的平顺性及提升过程中相关的液压系统。首先,，基于牛顿欧拉方法建立一个动态的桅杆机构模型，然后以功率键合图法建立一个桅杆机构的液压系统模型，通过改变桅杆在举升过程中的安装位置来分析和比较桅杆的动态特性，设计者可以得到一组最优的安装位置参数。集成建模方法有望成为一个设计旋转钻机桅杆系统的理论基础。 2010年由爱思唯尔出版社出版。并由汽车界，电力能源工程界的专家们认真负责进行选集 关键词：旋转钻机；桅杆机构；动态特性；功率键合图法 1．介绍 旋转钻机是一种适合于打钻建筑地基基础孔洞的建筑机械，它被广泛应用于桩、隔墙、地基和其他基础设施建设。桅杆机构在工作装置旋转钻机里是一个非常重要的组件，桅杆机构的动态性能对旋转钻机的性能指标有非常大的影响，例如动力头的最大输出转矩、关键点的受力和桅杆气缸的压力。 目前为止，对旋转钻机桅杆机构的研究主要侧重于组件的强度、桅杆链接框架系统的机械运动性能和旋转钻的稳定性机,几乎没有对集成建模和桅杆机构的旋转钻机模拟的研究。 研究对象是根据桅杆机构在提升过程中动力学关系和应力分析进行的研究中旋转钻机的某一类型。通过改变安装位置的桅杆机构，即使用牛顿欧拉法建立了动态数学模型，我们提出了集成建模的方法去分析桅杆机构在起重过程中的动态特性的影响变化，并可以建立反映出桅杆液压系统动态特性的机构功率曲线。然后我们可以表达出铰链点力和气缸活塞杆应力定量分析的影响程度，得到一组最优安装位置参数,，桅杆机构的动态性能也得到了明显改善。 命名 R2 安全阀的流体阻力 R4液压油管的液体电阻 R8，R10电磁阀的流体阻力 Rf油缸的粘性系数 C6液压油管的液体电容 C10来自于无杆腔液压缸中电磁阀的总体液体电容 C18来自于电磁阀中无杆腔液压缸的总体液体电容 A1 无杆腔液压缸 A2 杆腔液压缸 I15 液压缸活塞杆的质量 Sf 泵的理论流量 Se液压缸的外部负载 Sb 回油油压 2．桅杆机构的动态旋转建模 旋转钻机的桅杆机构是由三角形连接架，液压缸的桅杆组成，桅杆见图1。在升降过程中，提升臂、连杆、三脚架和液压缸的提升臂不运动，桅杆在液压缸的作用下绕铰点F旋转。桅杆中间状态I作为起重过程中的分析对象。 桅杆机构的运动分析图以图形方式表示在图2，F点和G点之间的连接线作为x轴，一个笛卡尔坐标系统建立后，水平线和x轴角度即为夹角，向量方程描述如下： 导数方程可以通过如下的矢量方程（1）进行描述： 图1.旋转钻机的支撑系统 图2. 桅杆机构的运动分析图表 根据（1）和（2），桅杆液压缸速度和加速度方程可描述如下： ω2和ε2分别代表桅杆得角速度和角加速度，ω3和ε3分别代表桅杆液压缸速度和加速度，γ2和γ3分别桅杆液压缸活塞杆的速度和加速度。 刚体FE围绕穿过F点的固定轴线转动。其运动学微分方程表示如下： J是刚体FE围绕穿过F点的固定轴线转动的转动惯量，γc2是桅杆质量中心C2和旋转站中心F点之间的距离 3．旋转钻机桅杆机构的液压控制系统 3.1桅杆机构的液压控制系统模型是基于功率键合图法[8 - 10] 旋转钻机桅杆机构的液压系统曲线图如图3所示，在升降过程中，液压缸提升臂不工作，电磁阀控制桅杆气缸的运动 图3旋转钻机桅杆机构的液压系统 图4旋转钻机桅杆机构液压系统的功率键合图 根据桅杆和桅杆气缸的动态关系，为了分析由桅杆气缸的安装位置对桅杆气缸和铰链点所产生的影响，我们需要在提升过程中的角加速度-时间曲线，然后建立基于如图4的功率键合图的桅杆机构液压控制系统模型。 为了简化液压系统的数学模型，泵在建模过程中可以看作是一个恒流源。根据实际情况，我们可以忽略泵漏，管道分布效应和缸漏。因为液压油管的长度必须考虑流体电容和流体阻力，但我们应该考虑流体阻力并忽略流体电容在回油过程。 根据图4中每个的电力搭配关系，我们可以得到状态方程（6）。 3.2桅杆机构的液压系统框图模型 系统图基于键合图和流量变数计算方程式建立的，其描述见图5。在键合图模型中我们忽略了恒流泵的影响，ωm代表引擎的恒定速度，Sf控制流的恒定流速，输出信号是桅杆的角加速度ε2。 图5旋转钻机桅杆机构的液压系统框图 3.3总体动力学和液压系统的桅杆机构的模型 根据牛顿欧拉公式推导出的上述方程式（6）的桅杆机构动态方程,就可以在仿真软件平台建立一个动力学仿真模型，我们就可以综合结合桅杆机构液压系统控制系统框图来表述桅杆机构的动态特性 4．计算实例分析 4.1计算实例 以某一型号旋转钻机为研究对象，其主要的机械参数如表格1。旋转钻机桅杆上的液压缸在桅杆起重过程起着非常重要的作用，为了提高桅杆机构的性能的，因此我们应该为液压缸r2设计一个合理的安装位置，即铰链点E和铰链F之间的距离。 根据计算对象（即旋转钻机桅缸气缸）的结构特点，就可以相继选出不同的安装位置r2，如r2= 3.7米、3.9米、4.1米、4.2米、4.3米、4.5米、4.7米，安装位置是在Matlab/Simulink环境下计算的，并且其仿真时间是45秒。 图6显示桅杆缸活塞杆的整个受力过程，图7显示铰链点F约束力改变过程，图8和图9反映压力无杆腔与有杆腔时桅杆气缸的压力变化过程。从图6 至图9我们可以任意改变桅杆气缸的安装位置对桅杆机构动态特性的影响。 表1.某些类型旋转钻机桅杆机构的主要参数 参数名称。 符号/单位。 数值 F 和G铰链点之间的距离 r1 /mm 1431 桅杆的质心向量 rc2/ mm 3735 桅杆的惯量 J/ kg ⋅m2 1.1×1010 桅杆的质量 m/ kg 2.64×104 桅杆的气缸直径 D/ mm 180 桅杆的活塞杆直径 d /mm 125 桅杆汽缸 L /mm 2080 桅杆汽缸的最小长度 Lmin/ mm 2970 EF和 C2F之间的角度 θ1/rad 0.2355 EF 和FG之间的角度 α2/rad 0.5+2.01 三脚架和水平面的夹角 β/rad 0.33 图6. 桅杆缸活塞杆在不同的安装位置的受力过程 图7. 铰链点F在不同的安装位置约束力的变化过程 图8. 无杆腔桅杆汽缸在不同安装位置的受力 图9. 有杆腔桅杆汽缸在不同安装位置的受力 4.2结果分析和讨论 通过分析仿真结果,可以得出以下结论： (1)在桅杆的整个起重过程(即桅杆EF和三脚架FG之间的角度从30到110)， 当液压缸安装位置的变化从4.1米到4.3米时活塞杆的压力变得最小。相比其他的安装位置，桅杆缸活塞杆的垂直载荷的比较小。与此同时,考虑到三个四通电磁阀打开时液压冲击生成的影响，我们也可以看到压力变化平稳的同时，波动峰值在5%以内，如图6所示。 (2)在桅杆起重过程开始时，铰链点F的约束力平稳的波动，并且压力冲击更小，如图7所示。 (3)相比其他的安装位置，当桅杆液压缸安装位置γ2从4.1米到4.3米变化时，无杆腔液压缸与有杆腔的压力冲击在桅杆起重过程开始时是较小的，并且对活塞杆的压力影响不大。液压缸由于过量的压力影响的弯曲变形问题，已经在一定程度上得以改善。参看图8和图9。 总之，桅杆液压缸的安装位置对液压缸活塞杆的受力和铰链点的约束力有很大的影响。相比其他安装位置,当安装位置γ2在4.1米至4.3米之间变化时，活塞杆应力较小，可有效地减少压力冲击，避免液压缸纵向弯曲变形的风险。应该指出，用于本文的集成建模方法也可以应用到其他类型的旋转钻机。 5．结论 旋转钻机桅杆机构仿真模型建立是使用集成建模方法，然后我们可以表述为：改变桅杆柱的安装位置会影响桅杆系统旋转钻机设备的稳定性，分析结果表明桅杆缸合理的安装位置是桅杆系统设计中一个关键的因素之一，在桅杆机构设计。集成建模方法还为各种类型的旋转钻机结构设计提供了一定的理论指导。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 （1） （2） （3） （4） （5） （6） 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