【正文】 . 38 致謝 ............................................................................................................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................................... 41 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 摘要 液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)工業(yè)部門及農(nóng)林牧漁等許多部門得到愈來愈廣泛的應(yīng)用 ,而越先進(jìn)的設(shè)備 ,其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部分也 越多 ,因此 ,對于機(jī)械專業(yè)的人員來說 ,學(xué)好液壓技術(shù) ,能熟練設(shè)計(jì)簡單的液壓系統(tǒng)是基本的專業(yè)要求。 在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，先根據(jù)已有的數(shù)據(jù)，結(jié)合預(yù)期的目標(biāo)，開始進(jìn)行系統(tǒng)方案論證，再通過計(jì)算初步確定系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，而后選定液壓系 統(tǒng)所需的元件，此后進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算，最后根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果確定系統(tǒng)是否合理和可行。例如，礦井支架、石油鉆井平臺、高爐爐頂設(shè)備、鋼坯連鑄機(jī)、板帶扎機(jī)壓下系統(tǒng)、壓力機(jī)、壓力機(jī)、快鍛機(jī)等設(shè)備上液壓系統(tǒng)被廣泛得使用著。 液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn) 目前廣泛應(yīng)用的傳動方式主要有機(jī)械傳動 、電氣傳動、氣壓傳動和液壓傳動，他們各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面著重闡述液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 2) 功率重量比大，功率總量比是指其輸出功率與其重量的比值。 4) 易于實(shí)現(xiàn)較大范圍的無級調(diào)速。例如機(jī)床可以實(shí)現(xiàn) 1mm/min 以下的爬行穩(wěn)定進(jìn)給。故在高速換向頻繁的機(jī)床上采用液壓傳動可使換向沖擊大大減少。 9) 自動潤滑，元件壽命較長。 與其它傳動形式相比，液壓系統(tǒng)傳動也有其自身的缺點(diǎn)，下面簡要陳述以下液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)。由葉黏度變化則引起阻力變化，故通過的流量或泄漏量也隨溫度而變化，這就會引起工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度不穩(wěn)定。 6) 液壓元件的零件加工質(zhì)量要求較高，為了減少泄露 ，減少摩擦，所以零件的配合間隙要小，因此零件加工的質(zhì)量要求就很高，成本也提高了。開式液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，油箱是系統(tǒng)中介質(zhì)的吞吐或存儲場所，油液在油箱中散熱冷卻或沉淀雜質(zhì)，開式液壓系統(tǒng)的液壓缸或液壓馬達(dá)在制動或換向過程中，外負(fù)載慣性所產(chǎn)生的能量是不能回收的，只能消耗在制動過程中的發(fā)熱上。為補(bǔ)充系統(tǒng)的泄漏，還需設(shè)置一個(gè)輔助的小泵 c，其工作壓力由溢流閥 6 調(diào)定，應(yīng)略微武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 高于液壓馬達(dá)的背壓，而液壓泵 c的流量應(yīng)略高于系統(tǒng)的泄漏量，液壓泵 c的輸出的油經(jīng)過過濾器，單向閥 1 或 2 補(bǔ)充到系統(tǒng)的低壓邊，多余的流量經(jīng)溢流閥 6 流回油箱。在此過程中，外負(fù)載的慣性力變成主動力，拖動液壓馬達(dá) b 變成液壓泵工況，將油流輸給液壓泵 a，使液壓泵 a呈液壓馬達(dá)工況而帶動電動機(jī)加速旋轉(zhuǎn)而發(fā)電，輸給電網(wǎng)中其他負(fù)載。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第二章 系統(tǒng)方案論證 液壓泵站的論證 液壓泵的論證 液壓泵站一般由液壓泵、集成塊或閥組合、油箱以及一些液壓輔助元件組成。 液壓泵的主要技術(shù)參數(shù)包括 :壓力、排量、流量、轉(zhuǎn)速、效率等。 值得注意的是，在機(jī)械液壓系統(tǒng)中，當(dāng)壓力低于 21Mpa 時(shí)，推薦采用雙作用葉片泵。 液壓系統(tǒng)中的油箱有整體形勢 油箱、分離式油箱；開式油箱、閉式油箱；上置式油箱、下置式油箱、放置式油箱。這種油箱的優(yōu)點(diǎn)在于泵的吸由條件好，但系統(tǒng)的回油管、泄油管要承受背壓，油箱還需配置安全閥、電接點(diǎn)壓力表等以穩(wěn)定充氣壓力，所以它只在特殊場合下使用。 為了保持油液清潔，一方面盡可能防止或減少油液污染，另一方面把已污染的油液凈化。管徑過大，會使液壓裝置的結(jié)構(gòu)過大，增加不必要的成本浪費(fèi)；管徑過小，又會使管內(nèi)流體得流速過高，不但會增加壓力損失，降低系統(tǒng)效率，而且會引起振動和噪音。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、 工作可靠，因而在很多液壓傳動機(jī)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。在壓力作用下，活塞桿或者柱塞伸出，返回行程靠重力或彈簧力來實(shí)現(xiàn)。活塞式液壓缸 有雙活塞桿式和單活塞桿式，活塞桿有實(shí)心的、也有空心的。 液壓控制部分的方案論證 液壓系統(tǒng)中的抓賭我伯是指各類液壓控制閥，其作用是通過調(diào) 節(jié)液壓系統(tǒng)中油液的流向、壓力和流量，從而使執(zhí)行元件及其驅(qū)動的工作機(jī)制獲得所需的運(yùn)動方向。 液壓閥的工作原理是利用閥芯在閥體內(nèi)的相對運(yùn)動來改變閥 口的通斷面積，從而控制壓力、流量和方向。普通單向閥的作用是使油液只能向一個(gè)方向流動，不許經(jīng)反向倒流。按照操作方式，可分為手動、機(jī)動、電磁控制、液動、電液動和氣動。它是由單向閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成的復(fù)合閥。 溢流閥的主要用途有兩點(diǎn)：一是用來保持系統(tǒng)或回路的壓力恒定；二是在系統(tǒng)中作安全閥用。 電氣控制部分的方案論證 G30 鋼管自動切斷液壓系統(tǒng)采用了 PLC 控制，控制電路得到大大簡化。 PLC 控制 由于系統(tǒng)采用了 PLC 控制，可以柔性地適應(yīng)技術(shù)條件地變更，而且能夠使電控裝置小型化， PLC 控制程序的編寫根據(jù)系統(tǒng)循環(huán)動作各個(gè)繼電器的斷開情況來決定。壓力繼電器多采用彈簧式和柱塞式。由下表電磁鐵動作順序表容易分析液壓系統(tǒng)油液流動路線。其油路為： 進(jìn)油路：油泵 2→單向閥 5→換向閥 8 的左位→缸 13 的左腔。此此同時(shí)，電磁換向閥 14 的 3YAtj jn ,其右位接入回路，使工作松開，回路為： 進(jìn)油路：泵→單向閥 5→減壓閥 7→換向閥 14 的右位→缸 15 的下腔 回油路：缸 15 的上腔→換向閥 14 的右位→油箱。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第三章 主要參數(shù)設(shè)計(jì)和元件選擇 通過前面的分析和論證，根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求，初步確定了系統(tǒng)方案和液壓系統(tǒng)圖。 設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的技術(shù)參數(shù) 鋼管最大直徑 216。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 F（ N) 圖 31 FL圖 V(mm/s) 260N 235 5130 260 L(mm) F(N) 235 L(mm) 100 0 V(mm/s) 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺 本系統(tǒng)中，由于活塞桿主要受到壓力， F=，式中 A1=π D2— 無桿腔活塞有效作用面積 (m2)； A2=π (D2d2)— 有桿腔活塞有效作用面積 (m2)； P1— 液壓 缸工作腔壓力 (Pa)； P2— 液壓缸回油腔壓力 (Pa)； D— 活塞直徑； d— 活塞桿直徑。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 2) 液壓缸主要尺寸的計(jì)算?；钊淖畲蠊ぷ餍谐虨榭爝M(jìn)與 工進(jìn)的長度之和。 從而有 吸油管內(nèi)徑 ,取圓整標(biāo)準(zhǔn)值 . 回油管內(nèi)徑 ,取圓整標(biāo)準(zhǔn)值 . 壓油管內(nèi)徑取圓整標(biāo)準(zhǔn)值 . 2. 鋼管壁厚的計(jì)算 由計(jì)算公式 , 其中由 P— 管道內(nèi)徑最高工作壓力 (pa)； d— 管道內(nèi)徑 (m)； [δ ]— 管道材料的許用應(yīng)力，； δ b— 管道材料的拉壓強(qiáng)度 (pa)； n— 安全系數(shù)，對鋼管來 說，時(shí)，取。 液壓油的選用可以根據(jù)泵的壓力和工作環(huán)境來選擇，由于該系統(tǒng)為固定液壓系統(tǒng)，壓力在 7Mpa 以下，溫度大約在 20℃ — 50℃，綜合考慮選用牌號為 LHL32 的液壓油即可，運(yùn)動粘度 =32cst。 （ 2） 沿層壓力損失的計(jì)算 ；（ ） （ 3） 局部壓力損失的計(jì)算 節(jié)流閥的壓力損失為 (— )Mpa，調(diào)速閥的壓力損失不小于 ，所以各類閥的壓力損失和為。 1. 泵工作壓力的確定 . （ ） 2. 泵流量的確定 (k 為系統(tǒng)泄漏折算系數(shù) )。下表為夾緊油路和進(jìn)給油路所用泵的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)。 1. 選擇溢流閥 溢流閥的主要功用是將多余的油量溢流回油箱，并保持系統(tǒng)的壓力基本穩(wěn)定，保證系統(tǒng)的安全。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得 QF6DY，最高壓力 20Mpa，推薦流量 10L/min,流量調(diào)節(jié)范圍為0— 10L/min。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 選取 PFL8HS 型，壓力 32Mpa，通徑 8mm，調(diào)定范圍 — 8Mpa，重量 ，微動開關(guān)型號 KWX,交流 220V， 1A。本系統(tǒng)濾油器 1選擇 XU10X*T,其通徑為 12mm,流量 10L/min；濾油器 10選擇 XU6X*T，通徑 10mm,流量 6L/min。 4. 油箱的設(shè)計(jì) 油箱的作用是保證供給系統(tǒng)充分的油液，同時(shí)具有沉淀油液中的污染物、逸出油液中的空氣和散熱等作用。 對于進(jìn)給油路，由于采 用的是限壓式變量泵，從而有 選用 Y132M4型號的電動機(jī)，功率為 4KW,轉(zhuǎn)速為 1440r/min. 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 第四章 液壓性能的驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)的參數(shù)有許多是由估計(jì)或經(jīng)驗(yàn)確定的，其設(shè)計(jì)水平需通過性能的驗(yàn)算來評判。 從而 有系統(tǒng)的總工作壓力為 ：驗(yàn)算合格 液壓系統(tǒng)溫升驗(yàn)算 液流經(jīng)液壓泵、液壓執(zhí)行元件、溢流閥或其他閥及管道的功率損失都將轉(zhuǎn)化為熱量，使工作介質(zhì)溫度升高，系統(tǒng)的散熱主要通過油箱表面和管道表面。 則系統(tǒng)用于發(fā)熱的功率為 系統(tǒng)的散熱主要是通過油箱實(shí)現(xiàn)的，此處只考慮油箱的散熱情況，取散熱系數(shù) . 油箱的散熱面積，那么系統(tǒng)的溫升有 通常而言，室內(nèi)液壓系統(tǒng)的溫升不能超過 30℃，本系統(tǒng)理論上符合要求，可以正常工作而不需要冷卻設(shè)備。分散配置型液壓裝置的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省安裝空間和占地面積，缺點(diǎn)是布置凌亂、安裝維護(hù)復(fù)雜、動力源的震動、發(fā)熱還會對主機(jī)產(chǎn)生影響。缺點(diǎn)是占地面積大，特別是對于有強(qiáng)烈熱源和煙霧粉塵污染的機(jī)械設(shè)備，有時(shí)還需為安放液壓站建立專門的隔離房間或地下室。上置式液壓泵站的結(jié)構(gòu)緊湊、占地較小，被廣泛應(yīng)用于中小功率的液壓系統(tǒng)中。 除此之外還有柜式液壓站，其外形整齊美觀，不易受環(huán)境污染，但是維修不太方便，散熱條件不太好，且一般需要冷卻裝備設(shè)置，通常應(yīng)用于中小型功率系統(tǒng)。 在本次液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)是一個(gè)小功率的液壓系統(tǒng)，綜合以上個(gè)中液壓泵站的特點(diǎn)，選用臥式單機(jī)型的液壓站。 其 中，根據(jù)液壓系統(tǒng)各種基本回路做成通用化得集成塊，用他們拼搭出所需的液壓系統(tǒng)。 聯(lián)軸器的選擇 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 CC 型彈性聯(lián)軸器由優(yōu)質(zhì)精密鑄造件和組合式耐油橡膠圈組成，橡膠圈內(nèi)藏有剛性管芯，具有柔性和剛性并存的良好傳遞性能、減震性好、可靠性高 、經(jīng)久耐用、安裝時(shí)操作方便、易于對中。油箱內(nèi)裝有隔板，將泵吸油管與泵的回油管及系統(tǒng)的回油管隔開，側(cè)板上裝有油位計(jì)、注油口，油箱蓋板上裝有空氣過濾器，泵和電機(jī)的的安裝版固定在油箱蓋上，油箱底部裝有排放油污用的排油口。 空氣過濾器和液壓溫度計(jì)的選用 空氣過濾器的作用是為了清除空氣中的油污、水分和粉塵。根據(jù)需要還可以在清潔蓋上安裝注油口或液面計(jì) 等。要想能夠順利地完成本次設(shè)計(jì)，必須全面地復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識，包括機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓原理和材料力學(xué)等，因?yàn)橐淮纬晒Φ脑O(shè)計(jì)是集多個(gè)知識點(diǎn)于一體的 靈活應(yīng)用。 曾幾何時(shí)，說起論文，尤其是實(shí)踐應(yīng)用性較強(qiáng)的論文，總是覺得要有淵博的知識、豐富的經(jīng)驗(yàn)才能做出，而我等閱歷不足、資歷甚淺者要想寫出一篇論文，無異于蚍蜉撼樹。無論是得到了同學(xué)或老師的點(diǎn)撥，還是給予其他同學(xué)力所能及的幫助都使同學(xué)們感受到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的快樂，也加深了同學(xué)們之間的友誼?！缎戮幰簤汗こ淌謨浴?。北京：冶金工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社， 2021； [4] 何存興 、張鐵華等。哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1997； [7] 明仁雄，王會雄等，《液壓與氣壓傳動》?！?液壓控制系統(tǒng)》 。 北京，機(jī)械工業(yè)出版社， 2021； [14] 駱簡文、雷寶蓀、張衛(wèi)等，《液壓傳動與控制》 。JJ， 《 Hydraulic Cartridge Valve Technol