【正文】 放、提供、回收油液，濾除油液雜質(zhì)，給油液降溫；存儲(chǔ)、釋放液壓能或吸收液壓脈動(dòng)、沖擊；顯示系統(tǒng)壓力、油溫等。 運(yùn)動(dòng)分析 運(yùn)動(dòng)分析：就是研究工作機(jī)構(gòu)根據(jù)工藝要求應(yīng)以什么樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完成工作循環(huán)、運(yùn)動(dòng)速度的大小、加速度是恒定的還是變化的、行程大小及循環(huán)時(shí)間長短等。 要確定液壓系統(tǒng)的壓力和流量，首先必須根據(jù)各液壓執(zhí)行元件的負(fù)載循環(huán) 圖，選定系統(tǒng)工作壓力；再 根據(jù)系統(tǒng)壓力，確定液壓缸有效工作面積 A 或液壓馬達(dá)的排量 VM；最后，根據(jù)位移一時(shí)間循環(huán)圖 (或速度一時(shí)間循環(huán)圖 )確定其流量。 工作壓力過低，會(huì)增大執(zhí)行元件及整個(gè)系統(tǒng)的尺寸，使結(jié)構(gòu)變得龐大。 表 26 液壓執(zhí)行器的背壓力 Ⅰ工位液壓缸參數(shù)的確定 系統(tǒng)類型 背壓力 (MPa) 中低壓系統(tǒng) 簡單系統(tǒng)和和一般輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ? 回油帶背壓閥 調(diào)整壓力一般為 ? 回油路設(shè)流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)給系統(tǒng)滿載工作時(shí) 設(shè)補(bǔ)油泵的閉式系統(tǒng) ? 高壓系統(tǒng) 初算是可忽略不計(jì) 本設(shè)計(jì)將Ⅰ工位液 壓缸的無桿腔作為主工作腔，則有公式： 1 2 2 1 m axcmP A P A F ??? （ 2－ 1） 公式中 21 4AD?? —— 液壓缸無桿腔的有效面積 ? ?2m ； ? ?222 4A D d???—— 液壓缸有桿腔的有效面積 ? ?2m ； maxF —— 液壓缸的最大負(fù)載力 ??N ； m? —— 液壓缸的機(jī)械效率（一般取 ）本設(shè)計(jì)取 ； 1p —— 液壓缸工作腔壓力； 2p —— 系統(tǒng)的背壓，本設(shè)計(jì)取 。 則由上表查得 d=。一般來說，凡是有較大空間可以存放油箱而且不需要另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng)，要求結(jié)構(gòu)盡可能簡單的系統(tǒng)，采用節(jié)流調(diào)速或者容積節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，均宜采用開式系統(tǒng)。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。 節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 油液的凈化裝置是液壓源中 不可缺少的。 本設(shè)計(jì)采用節(jié)流調(diào)速，所以使用定量泵供油。 在合成液壓系統(tǒng)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：防止油路間可能存在的相互干擾；系統(tǒng)應(yīng)力求簡單，并將作用相同或者相近的回路合并，避免存在多余回路；系統(tǒng)要安全可靠，力求控制油路可靠；組成系統(tǒng)的元件要盡量少，并應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件；組成系統(tǒng)時(shí)還要考慮節(jié)省能源，提高效率減少發(fā)熱，防止液壓沖擊；測壓點(diǎn)分布合理等。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，本設(shè)計(jì)選擇液壓泵組、油箱組件、過濾器組件。 液壓泵的計(jì)算與選擇 液壓泵的最大工作壓力： p 1maxp ＋ p?? （ 4－ 1） 其中 1maxp —— 液壓執(zhí)行元件最大工作壓力； p?? —— 液壓泵出口大執(zhí)行元件入口之間所有的沿程壓力損失和局部壓力損失之和?，F(xiàn)取泵的容積效率 v? ＝ ，當(dāng)選用轉(zhuǎn)速 n＝ 1400 r/min 的驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，泵的流量為： pq ＝ Vn v? ＝ 12 mL/rev 1400r/min 310? ＝ 14L/min 由前面的計(jì)算可知泵的最大功率出現(xiàn)在Ⅱ工位夾緊階段，現(xiàn)取泵的總效率為 p? ＝ ，則： pN ＝ ppppq? ＝ 10 1060 ?? ??? ?? ＝ 840W 選用電動(dòng)機(jī)型號： Y90S— 4B5 型封閉 式三相異步電動(dòng)機(jī)滿足上述要求，其轉(zhuǎn)速為 1400r/min，額定功率為 。 液壓控制閥的選擇 選擇依據(jù) 計(jì)算液壓元件在工作中承受 的壓力和通過的流量，以便選擇元件的規(guī)格、型號。選用閥類元件時(shí)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)形式、特性、壓力等級、連接方式、集成方式及操縱方式等。 將數(shù)值代入公式（ 43）得 Ⅰ工位夾緊液壓缸： d無 ＝ 34 1060 ??????? ＝ d有 ＝ 34 1060??????? ＝ Ⅱ工位夾緊液壓缸： d無 ＝ 34 1060 ???????????? ＝ d有 ＝ 34 14 1060 ??????? ＝ 根據(jù) JB827－ 66，同時(shí)考慮到制作方便，Ⅰ工位夾緊液壓缸兩根油管同時(shí)選用 101（外徑 10mm，壁厚 1mm）的 10 號冷拔無縫鋼管。 其他油管，可直接按所連接的液壓元、輔件的接口尺寸決定其管徑的大小。 油 箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 1）油箱應(yīng)有足夠的容積以滿足散熱，同時(shí)其容積應(yīng)保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時(shí)不滲出，油液液面不應(yīng)超過油箱高度的 80%； 2）吸箱管和回油管的間距應(yīng)盡量大， 之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。吸油管可安裝 100μm左右的網(wǎng)式或線隙式過濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器。 本設(shè)計(jì)取 ? =6，將數(shù)值代如公式（ 45）得： V＝ 614 ＝ 84 L 由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無法全面的計(jì)算，故只能先估算閥類元件的壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布置圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。因?yàn)棰蚬の粖A緊缸的運(yùn)動(dòng)過程是一樣的，使 用對此油缸的壓力校驗(yàn)過程和上面的計(jì)算過程是一樣的。 系統(tǒng)效率的計(jì)算公式為： c? ＝ 11pppqpq （ 5－ 2） 式中 1p —— 執(zhí)行元件的負(fù)載壓力； 1q —— 執(zhí)行元件的負(fù)載流量； p —— 液壓泵的供油壓力； pq —— 液壓泵的供油流量。 整個(gè)系統(tǒng)的效率很低，主要是由于溢流損失和節(jié)流損失造成的。 將數(shù)值代入公式（ 55）得： H＝ ? ? 10 14 10 60 1 ? ? ? ? ＝ 1264w 表 51 各種機(jī)械允許油溫 液壓設(shè)備類型 正常工作溫度 / C 最高允許溫度 /C 數(shù)控機(jī)床 30～ 50 55～ 70 一般機(jī)床 30～ 55 55～ 70 機(jī)車車輛 40～ 60 70～ 80 船舶 30～ 60 80～ 90 冶金機(jī)械、液壓機(jī) 407～ 0 60～ 90 工程機(jī)械、礦山機(jī)械 50～ 80 70～ 90 液壓系統(tǒng)中 產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。 取散熱系數(shù) K=15，將數(shù)值代入公式（ 57）得： ?? ＝? ?2312641 5 0 .0 6 5 8 4?? 液壓動(dòng)力源（即液壓泵站）是多種元、附件組合而成的整體。泵組置于油箱上的上置式液壓泵站中，采用立式電動(dòng) 機(jī)并將液壓泵置于油箱之內(nèi)時(shí)，稱為立式（圖 61）；采用臥式電動(dòng)機(jī)時(shí)稱為臥式（圖 62）。上置式液壓動(dòng)力源站地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動(dòng)力源，噪聲低且便于收集漏油。而立式安裝的動(dòng)力源則可避免這種情況的發(fā)生。 液壓站按控制裝置位置和液壓站功能分為動(dòng)力型和復(fù)合型。復(fù)合型液壓站不僅具有向執(zhí)行器提供液壓動(dòng)力的功能，同時(shí)還兼具控制調(diào)節(jié)功能。 液壓控制閥的塊式集成 疊加式液壓閥簡稱疊加閥，是近十年內(nèi)在板式閥集成化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件。因此，同一通徑系列的疊加閥可按需要組合疊加起來組成不同的系統(tǒng)。 比較簡單的液壓系統(tǒng)，其閥件較少，可安裝在同一個(gè)集成塊上。 T孔，各單元回路的回油均通到公用回油孔 T，流回到油箱。 各通油孔的內(nèi)徑要滿足允許流速的要求，具體參照管徑的大小確定孔徑，與閥直接相通的孔徑應(yīng)等于所裝閥的油孔通徑。 液壓系統(tǒng)的故障是多種多樣的，這些故障有的是有某一液壓元件失靈而引起的；有的是系統(tǒng)中多個(gè)液壓元件的綜合性因素造成的；有的是因?yàn)橐?壓油被污染造成的；有的是機(jī)械、電器以及外界的因素引起的，但液壓系統(tǒng)的故障有 75%以上與液壓油的污染有關(guān)。周 圍環(huán)境中的污染物，例如空氣、塵埃、水滴等通過一切可能的侵入點(diǎn)，如外露的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)所造成的液壓油液污染；還如維修過程中不注意清潔，將環(huán)境周圍的污染物帶入，以粗代細(xì)，甚至不用過濾器，過濾器幾年不清洗、濾網(wǎng)不經(jīng)常清洗、換油或補(bǔ)油時(shí)不注意油的過濾、臟的油桶未經(jīng)過嚴(yán)格的清洗就拿來用，從而把污染物帶入。當(dāng)通過泵、缸、閥各液壓元件時(shí)，會(huì)加劇各摩擦副的磨損，產(chǎn)生出新的污染顆粒，造成惡性循環(huán)，大大降低元件的使用壽命，嚴(yán)重地威脅著液壓系統(tǒng)的正常工作。 液壓系統(tǒng)污染的危害 液壓系統(tǒng)油液污染后，極易造成液壓系統(tǒng)的失效，從失效的形式上可分為三種：突發(fā)性失效，間歇性失效，退化性失效。除外購的液壓元件以及一些軟管外，應(yīng)將關(guān)內(nèi)外壁的堿性溶液經(jīng)過脫脂處理后的管子酸洗前用凈化壓力水沖去和洗去油污。一定要確認(rèn)所有被密封的面經(jīng)過完善的清洗才能夠被利用。這些內(nèi)容要進(jìn) 一步加強(qiáng)，如果設(shè)備被長期擱置，要加強(qiáng)對生銹的防護(hù)。外泄漏是指少量液體從元件內(nèi)部向外泄漏。 2 泄漏原因分析 現(xiàn)在液壓用油的管理存在一定的問題，其使用不當(dāng)會(huì)造成油源的浪費(fèi)，不利于節(jié)約成本，另外也不利于根治環(huán)境污染，因此，要加強(qiáng)泄漏問題的防治，這樣做的原因主要是：一旦固體顆粒對工 程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染了，那么工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的密封件就會(huì)被嚴(yán)重?fù)p傷。 液壓系統(tǒng)泄漏的控制 為控制液壓系統(tǒng)的泄漏，必須從檢測、正確選用 和使用密封件等入手。任何一種材料往往不能全面滿足上述這些要求， 使用時(shí)應(yīng)根據(jù)工作條件、要求來選擇。特別注意的是必須保證密封唇口部端面垂直于軸的中心線，否則產(chǎn)生的偏移會(huì)造成唇口單邊的局部磨損，不 能形成泵汲。因此要選擇結(jié)構(gòu)合適的管接頭。如系統(tǒng)不要求有快速切換，則應(yīng)選擇濕式電磁閥，因它壽命長，沖擊小，推桿處無動(dòng)密封，消除了推桿部位引起的泄漏 。 液壓系統(tǒng)的密封機(jī)理 迄今為止，對密封機(jī)理的探索和解釋存在著許多學(xué)派。從密封機(jī)理可知，密封件過盈量是保證密封性能的一個(gè)重要指標(biāo)。液壓傳動(dòng)中密封失效形式主要有四類：過度磨損、擠出現(xiàn)象、變形和系統(tǒng)中的空氣所引起的損壞。 2） 擠出現(xiàn)象 當(dāng)密封件工作在高于推薦的工作壓力時(shí)，密封根部的加強(qiáng)部分由于受力而被磨損掉。安裝時(shí)，如果過分地壓入和張緊，就會(huì)使密封件發(fā)生塑性變形，過盈量發(fā)生變化，從而影響密封性能，這也是液壓傳動(dòng)中泄漏常見故障之一。液壓系統(tǒng)壓力越高越易泄漏。油溫過高，潤滑油膜變薄，摩擦力加大，磨損加劇，密封材料老化增快，使之變硬變脆，并可能很快導(dǎo)致泄漏。③工作介質(zhì)的清潔度。 液壓系統(tǒng)中泄漏形式多樣，原因也有多種，但大部分是由密封失效引起的。由于液壓系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲本身不可避免，而且近幾年，隨著液壓技術(shù)向高速、高壓和大功率方向的發(fā)展，液壓系統(tǒng)的噪聲也日趨嚴(yán)重，并且成為妨礙液壓技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的因素，因此研究和分析液壓噪聲和振動(dòng)的機(jī)理，從而減少與降低振動(dòng)和噪聲，并改善液壓系統(tǒng)的性能，有著積極而深遠(yuǎn)的意義。 ② 電動(dòng)機(jī)噪聲 電動(dòng)機(jī)噪聲主要是指機(jī)械噪聲、通風(fēng)噪聲和電磁噪聲。因此在安裝時(shí)，兩者應(yīng)保持在最小范圍內(nèi)。在液壓泵的吸油和壓油循環(huán)中，產(chǎn)生周期性的壓力和流量變化，形成壓力脈動(dòng)，從而引 起液壓振動(dòng)，并經(jīng)出口向整個(gè)系統(tǒng)傳播。為防止空氣混 入 因此，降低液壓系統(tǒng)噪聲的措施，減少噪聲，必須對噪聲源進(jìn)行實(shí)際調(diào)查，測量分析液壓系統(tǒng)的聲壓級，進(jìn)行頻率分析，從而掌握噪聲源的大小及頻率特性，采取相應(yīng)辦法： 1）使用低噪聲電機(jī)，并使用彈性聯(lián)軸器，以減少該環(huán)節(jié)引起的振動(dòng)和噪聲； 2）液壓泵和液壓閥的安裝面上應(yīng)設(shè)置防振膠墊； 3）盡量用液壓集成塊代替管道，以減少振動(dòng)； 4）用蓄能器和橡膠軟管減少由壓力脈動(dòng)引起的振動(dòng)，蓄能器能吸收 10 Hz 以下的噪聲，而高頻噪聲，用液壓軟管則十分有效；5）用帶有吸聲材料的隔聲罩，將液壓泵罩上也能有效地降低噪聲； 6）系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置放氣裝 置。 2) 潤滑性能好 液壓機(jī)械設(shè)備中，除液壓元件外，還有一些相對運(yùn)動(dòng)的零件，也需要潤滑，因此，液壓油應(yīng)具有良好的潤滑性和很高的油膜強(qiáng)度。這種化學(xué)反應(yīng)是隨溫度升高而加快的，所以一般液壓油的工作溫度限制在 65℃以下。水解變質(zhì)后的油液黏度降低，腐蝕性增加