【正文】 1 1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求 ： 系統(tǒng)最高壓力： 25MPa、系統(tǒng)流量范圍： 10~~30L/min 工況及控制要求： （ 1）事先執(zhí)行元件（液壓油缸）的換向、縮進停止； （ 2）采用節(jié)流閥進行調(diào)速； （ 3）實線液壓系統(tǒng)的卸載。 ： (1)確定液壓傳動方案、完成液壓傳動系統(tǒng)圖設(shè)計； （ 2）完成電動機功率確定、液壓元件選型、液壓輔助元件選型； （ 3）完成液壓泵站總圖及主要零部件圖的設(shè)計； （ 4）設(shè)計說明書及圖紙量達到課程設(shè)計大綱的要求。 2 2 二、 液壓 泵站 的設(shè)計 基本原理與 要求 液 壓傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計要同主機的總體設(shè)計同時進行。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。 設(shè)計步驟 液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟并無嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進行。一般來說，在明確設(shè)計要求之后，大致按如下步驟進行。 （ 1） 明確液壓系統(tǒng)使用要求，進行負載特性分析； （ 2） 設(shè)計液壓系統(tǒng)方案； （ 3） 計算液壓系統(tǒng)主要參數(shù)； （ 4） 繪制液壓系統(tǒng) 工作原理圖； （ 5） 選擇液壓元件； （ 6） 驗算液壓系統(tǒng)性能； （ 7）液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計； （ 8）繪制工作圖，編制文件，并提出電氣系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書。 明確設(shè)計要求 設(shè)計要求是進行每項工程設(shè)計的依據(jù)。在制定基本方案并進一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計之前，必須把設(shè)計要求以及與該設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。 1）主機的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； 2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； 3 3 3）液壓驅(qū)動機構(gòu)的運動形式，運動速度； 4）各動作機構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； 5）對調(diào)速范圍、運動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； 6）自動化程序、操作控制方式的要求； 7）對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； 8）對效率、成本等方面的要求。 三、 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 制定基本方案 （ 1）制定調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合 實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。 速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合 ——容積節(jié)流調(diào)速。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵排量來達到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng) 。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 4 4 （ 2）制定壓力控制方案 液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護作用。 在有些液壓系統(tǒng)中，有時需要流量不大的高壓油，這時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考 慮選擇卸荷回路。 在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。 設(shè)計采用在壓油路放置溢流閥來實現(xiàn)液壓回路壓力的控制。 （ 3）制定順序動作方案 由于液壓泵站是為工作機構(gòu)提供恒定壓力壓力源的裝置，我們不必關(guān)心機械裝置的動作順序，液壓泵站提供恒定的壓力源接口。 （ 4）選擇液壓動力源 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。 采用柱塞式 定量泵 ， 液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并 穩(wěn)定油源壓力的作用。 用節(jié)流閥進行調(diào)速 ，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對長時間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。 5 5 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要 求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 繪制液壓系統(tǒng)圖 整機的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。 為便于液壓系統(tǒng)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。 大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動作表 。 液壓傳動系統(tǒng)圖： 6 6 1— 液壓缸 2— 液壓鎖 3— 節(jié)流閥 4— 電磁換向閥 5— 背壓罰 6— 電磁溢流閥 7— 過濾器 8— 液壓泵 9— 空氣過濾器 10— 液面計 11— 油箱 7 7 四 .液壓元件的選型計算： 1 液壓泵的選擇 確定液壓泵的最大工作壓力 Pp Pp≥ p1+Σ△ p 式中 p1 —— 液壓缸或液壓馬達最大工作壓力； Σ△ p—— 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間總的管路損失。如對夾緊、壓制和定位等工況，在執(zhí)行元件到終點時才出現(xiàn)最高工作壓力，則Σ△ p=0；其他工況，液壓元件的規(guī)格和管路長度、直徑未確定時，可初定簡單系統(tǒng)Σ△p=(—— )MPa，復(fù)雜系統(tǒng)Σ△ p=（ —— ） MPa。此系統(tǒng)是簡單系統(tǒng)，選Σ△ p=。 P1=25MPa， 故 Pp≥ 。 為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25%～ 60%。 確定液壓泵的流量 泵的流量由系統(tǒng)正常工作時的推進油缸決定，確定液壓泵的最大流量 qp p maxq K q??? 式中 maxq? 同時動作的各執(zhí)行元件所需流量 之和的最大值 K 泄漏系數(shù)，一般取 K=~，大流量時取小值， Pp≥ K= 8 8 反之取大值，此處取 K= 已知 maxq? =30 L/min 最大流量： p maxq K q??? = 30* L/min =36 L/min 選擇液壓泵的型號 根據(jù)以上求得的 Pp 和 Qp 值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從機械設(shè)計手冊中選擇相應(yīng)的液壓泵?？梢赃x取電動機為四極電動機，同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min, 所以液壓泵的排量應(yīng)該為： V≥ Qp/n=36*1000/1500ml/r=24ml/r 通過查閱參考書系（ 1）機械設(shè)計手冊，可以選用 CY14 型斜盤式軸向柱塞泵，具體 參數(shù)如下： 型號 25MCY141B 變量形式 定量 排量（ mL/r） 25 額定壓力（ MPa） 額定轉(zhuǎn)速（ r/min） 1500 容積效率（ %） ≥ 92 重量（ kg） 27 2 液壓閥的選擇 液壓閥的選取原則： 閥的規(guī)格 的選?。?根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的 pq?36 L/min V≥ 24ml/r 所選的柱塞泵型號為：25MCY141B 9 9