【正文】 電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)， 稱為臥式液壓動(dòng)力源。采用我過(guò)疊加閥組成的集中供油系統(tǒng) 節(jié)電顯著。 總之，板式集成液壓控制裝置適合不太復(fù)雜的低壓液壓系統(tǒng)采用。 ②確定控制裝置的集成方式 。 液壓站的優(yōu)點(diǎn)是外形整齊美觀，便于安裝維護(hù)，便于采集和檢測(cè)電液信號(hào)以利于自動(dòng)化，可以隔離液壓系統(tǒng)振動(dòng)、發(fā)熱等對(duì)主機(jī)精度的影響。 （ 2） 集中配置型液壓裝置通常是將系統(tǒng)的執(zhí)行器安放在主機(jī)上，而將液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、輔助元件等安裝在主機(jī)之外，即集中設(shè)置所謂液壓站。 4m/s)1/2 = mm 回油管：取流速 v=，則回油管的直徑為： d ≥ vq/ = （ 50L/min247。空氣濾清器能防止出現(xiàn)這種情況 。 油箱隔板 為了使吸油區(qū)和壓油區(qū)分開(kāi)，便于回油中雜質(zhì)的沉淀，油箱中設(shè)置了隔板。 ② 油箱內(nèi)油溫控制 為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，必須將工作介質(zhì)的溫度控制在一定范圍內(nèi)，油箱的溫度控制采用與電接點(diǎn)溫度計(jì)相配合的溫度控制器。 2. 油箱的計(jì)算與選擇 油箱的容量主要依據(jù)散熱的需要來(lái)確定 ,同時(shí)還必須保證在液壓系統(tǒng)工作的整個(gè)過(guò)程中 ,無(wú)論流量如何波動(dòng) ,油箱中的油面都能保持一定的高度 ,使?jié)B入油液中的空氣和污染物有足夠的時(shí) 間分離出來(lái) .對(duì)于一般的開(kāi)式液壓系統(tǒng) ,其油箱的有效容量可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定 : 對(duì)于低壓系統(tǒng) (P＜ ) V = ( 2 ～ 4 ) Q 對(duì)于中壓系統(tǒng) V = ( 5 ～ 7 ) Q 對(duì)于高壓系統(tǒng) V = ( 6 ～ 12 ) Q 式中 V —— 油箱的容積（ L） 。但是必須注意過(guò)濾器的壓 差必須滿足泵的吸油特性，過(guò)濾器的壓差過(guò)大容易造成吸油困難，而出現(xiàn)氣穴，氣穴現(xiàn)象是泵的最大危害之一。 各種液壓控制閥的規(guī)格型號(hào)，可以系統(tǒng)的最高壓力和通過(guò)閥的實(shí)際流量為依據(jù)，并考慮閥的控制特性、穩(wěn)定性及油口尺寸、外形尺寸與重量、安裝連接方式、操縱方式、適應(yīng)性與維修方便性、貨源及產(chǎn)品歷史等，從相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本中選取。本系統(tǒng)只有一個(gè)執(zhí)行元件，故其流量為： Qp ≥ K (∑ Q)max 式中 Qp —— 油泵的額定流量（ L/min）； K —— 系統(tǒng)泄露系數(shù) (約取 ～ )； (∑ Q)max —— 系統(tǒng)中同時(shí)工作的執(zhí)行元件所需的最大流量之和(L/min) 在本系統(tǒng)，液壓缸工作所需的最大流量為 ，取系統(tǒng)泄露系數(shù) K=,則 泵的額定流量 Qp為： Qp ≥ = L/min 根據(jù)計(jì)算出的額定壓力及額定流量，查閱液壓手冊(cè)及產(chǎn)品樣本，選定量泵的具體型號(hào)規(guī)格為 YBN型葉片泵（額定壓力 pp=10MPa，額定流量為 75L/min）。葉片泵由于工作平穩(wěn)，流量脈動(dòng)小，因此特別適用于中壓、中速及精度要求較高的液壓系統(tǒng)中。選擇的原則是盡量選用標(biāo)準(zhǔn)元件。 圖 6 旁路節(jié)流調(diào)速 因考慮到系統(tǒng)需要在活塞桿伸出和退回過(guò)程都調(diào)速，因此需要在進(jìn)出油口都加入調(diào)速裝置，選用單向節(jié)流閥對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行單向調(diào)速。特別是回油腔，它的背壓力有時(shí)非常高。但是經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研可知，這 種調(diào)速回路在低速下的速度剛性較好；在負(fù)載變化的情況下，負(fù)載小時(shí)的速度剛性比負(fù)載大時(shí)要好。例如各類(lèi)機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置中。此閥是按固定比例自動(dòng)分配或集中兩股油流，使執(zhí)行元件雙向同步。 雙向鎖的鎖緊回路：當(dāng)換向閥左位接入時(shí)，壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液 壓缸左腔，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回油可經(jīng)右邊液控單向閥回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)油腔的流量 Q1 = V2 A1 = cm2 = 式中 A1 —— 液壓缸進(jìn)油腔（無(wú)桿腔）的面積（ cm2）； V2 —— 活塞桿移動(dòng)速度（ m/min）； Q1 —— 液壓缸進(jìn)油腔的流量（ L/min）。 ②計(jì)算出液壓缸的內(nèi)徑 D 通過(guò)調(diào)查可知系統(tǒng)在取工作壓力為 8MPa 時(shí)，系統(tǒng) P2 被壓可按 （回油路帶背壓閥的回路中背壓為 ）估算。 本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)要求動(dòng)作可靠，且為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)采用活塞缸。 圖 2 雙桿活塞缸 柱塞缸 柱塞缸是單作用缸，結(jié)構(gòu)如圖 23 所示，回程依靠自重或外力，常傾斜或豎直安裝。形式如下： 活塞缸 ① 單桿活塞缸 單桿活塞缸是活塞的一端帶有活塞桿的液壓缸。而液壓執(zhí)行元件的工況圖是選擇系統(tǒng)液壓元件和基本回路的依據(jù)。匯在一起的聯(lián)接體只要一收到微處理機(jī)或者微型計(jì)算機(jī)處送來(lái)的信息，就能實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的任務(wù)。 當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲，經(jīng)久耐用，高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的發(fā)展，在完善比例控制，伺服控制，數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。繼集成塊式、疊加閥式、插裝閥式之后，近幾年又出現(xiàn)了將控制元件附加在動(dòng)力元件上的一體化復(fù)合液壓裝置。中國(guó)的浙江大學(xué)和華中科技大學(xué)也在該方面進(jìn)行了研究。 傳統(tǒng)的鋼坯修磨機(jī)是由一種設(shè)有由窩輪、窩桿等組成的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可使砂輪與鋼坯縱向運(yùn)動(dòng)的夾角在 4590度間變換的長(zhǎng)臂回轉(zhuǎn)式的鋼坯修磨機(jī)?？捎玫姆椒ê芏?，例如： ，但是會(huì)對(duì)人造成危害，而且效率低，如傳統(tǒng)的砂輪打磨。 鋼坯修復(fù)機(jī)的部分操作通過(guò)液壓控制，使得鋼坯自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，且具有實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度抵，環(huán)境污染小，鋼坯修整質(zhì)量、精度高的優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代煉鋼行業(yè)鋼坯修復(fù)的理想設(shè)備。因而采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志，世界上各先進(jìn)國(guó)家都對(duì)液壓技術(shù)的發(fā)展給予了 2 高度重視。 （ 3）以環(huán)境保護(hù)、安全和滿足可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的綠色開(kāi)發(fā)研究。為了能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞盡可能大的功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化方向發(fā)展。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟大體如下： 1)液壓系統(tǒng)的工況分析 2)擬訂液壓系統(tǒng)原理圖 3) 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 4)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算 5)繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件 設(shè)計(jì)的最后一步是要整理出全部圖紙和技術(shù)文件。 液壓缸的速度分析 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研得知，此液壓系統(tǒng)的液壓缸速度在 ，具體數(shù)值沒(méi)有要求，但是要保證鋼坯運(yùn)行過(guò)程平穩(wěn)，液壓缸鎖緊使系統(tǒng)沖擊小，因此取活塞桿伸出時(shí)速度為 ,活塞桿退回時(shí)速度為 ?；钊麠U外伸時(shí)，油缸產(chǎn)生的推力大 ，速度?。欢钊麠U作差動(dòng)連接時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。因此柱塞必須有足夠的剛度，直徑比較大，且只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，特別適應(yīng)在行程比較長(zhǎng)的場(chǎng)合。 【 12】 確定液壓缸的尺寸 ①初選液壓缸工作壓力 液壓缸的推力 F 是由液壓缸的工作壓力 p 和活塞的有效工作面積 A 來(lái)確定的，而活塞的運(yùn)動(dòng)速度 v 由輸 入缸的流量 Q 和活塞的有效工作面積 A 確定的， 即 F=A p v=Q／ A 式中 F —— 缸（或活塞）的推力（ N）； p —— 進(jìn)油腔的工作壓力（ MPa）； A —— 活塞的有效工作面積（ m2）； Q —— 輸入液壓缸的流量（ L/min）； V —— 缸（或活塞）的運(yùn)動(dòng)速度（ m/min）。 ④液壓缸輔件設(shè)計(jì) 液壓缸缸蓋設(shè)計(jì) 液壓缸的缸蓋可以選用 3 45 鍛鋼或 ZG3 ZG45 鑄鋼或 HT200、 HT350 鑄鐵等材料。這一步要做的主要工作：一是選擇基本回路，二是把選出的回路組成液壓系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)需要在上升過(guò)程中將鋼坯固定，因此需要設(shè)置鎖緊回路，且采用上述雙向鎖的鎖緊回路。因此，液壓回路的選擇工作必須從選擇調(diào)速回路（包括決定油路的循環(huán)形式和油源結(jié) 構(gòu)形式）開(kāi)始。如下圖所示 該回路的優(yōu)點(diǎn)是：油缸回油腔和回油管路中的壓力較低。 出口節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性與進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路是完全相同的。 圖 5 出口節(jié)流調(diào)速 12 3) 旁路節(jié)流調(diào)速回路 旁路節(jié)流調(diào)速回路是將節(jié)流閥安裝在與液壓缸并聯(lián)的旁支油路上，如下圖所示。 在擬定液壓系統(tǒng)時(shí)，注意了以下幾方面向題： 1)防止回路間可能存在的相互干擾。表 3 列出了上述幾種泵的主要性能及優(yōu)缺點(diǎn)。 【 6】 表 3 油泵性能及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表 性能及優(yōu)缺點(diǎn) 外嚙合齒輪泵 雙作用葉片泵 限壓式變量葉片泵 軸向柱塞泵 壓力范圍 7～ 20 ～ 21 ～ ～ 40 流量范圍 ～ 550 4～ 210 25～ 63 10～ 250 流量調(diào)節(jié) 不能 不能 能 能 容積效率 ～ ～ ～ ～ 總效率 ～ ～ ～ ～ 輸出流量脈沖 很大 很小 一般 1～ 5% 對(duì)油污染敏感度 小 中 中 大 噪聲 大 小 較大 大 功率重量比 中 中 小 大 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 稍復(fù)雜 較復(fù)雜 復(fù)雜 價(jià)格 便宜 較貴 較貴 昂 貴 維護(hù)修理 容易 較難 較難 困難 油液粘度 5～40℃ 17～ 40 31～ 40 17～ 29 25～ 44 40～80℃ 63～ 88 37～ 54 25～ 44 40～ 98 本次設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)屬于中低壓系統(tǒng)，精度要求較高，綜合考慮上述幾種泵的優(yōu)缺點(diǎn)，選取葉片泵。作為一般 用途的電動(dòng)機(jī)，適用于驅(qū)動(dòng)無(wú)特殊性能要求的各種機(jī)械設(shè)備，如金屬切削機(jī)床，該系列電動(dòng)機(jī)的定額是以連續(xù)工作為基準(zhǔn)的連續(xù)定額。如果額定壓力和額定流量小于使用壓力和流量，則易引起液壓卡緊和液動(dòng)力，并對(duì)閥的工作品質(zhì)產(chǎn)生不良影響；對(duì)于系統(tǒng)中的順序閥和減壓閥，其通過(guò)流量不應(yīng)遠(yuǎn)小于額定流量，否則易產(chǎn)生振動(dòng)或其他不穩(wěn)定現(xiàn)象。 2. 過(guò)濾精度 過(guò)濾精度是指油液通過(guò)濾油器時(shí)，濾芯能夠?yàn)V除的最小機(jī)械雜質(zhì)的顆粒度的公稱尺寸，系統(tǒng)的過(guò)濾精度一般按下列兩因素考慮：一是污垢顆粒應(yīng)小于運(yùn)動(dòng)零件滑動(dòng)面的配合間隙或油膜厚度，以免引起劃傷和磨損；二是污垢顆粒應(yīng)小于系統(tǒng)中節(jié)流小孔的最小截面積，以免堵塞小孔 。使用變量泵時(shí)取小值 ,使用定量泵時(shí)取大值 .對(duì)于本液壓系統(tǒng) ,壓力 P＞ 8Ma,故油箱的有效容積 V 為： V = 5 Q = 5 = L 19 對(duì)于本液壓系統(tǒng)，由于油箱蓋用來(lái)作為液壓泵、電機(jī)、液壓閥等元件的安裝底版，故要求體積足夠大，油箱的有效容積選為 400L。 油溫控制的范圍可以通過(guò)電接點(diǎn)溫度計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在本次設(shè)計(jì)中，采用隔板的方式，主要為了將沉淀的雜質(zhì)分開(kāi)。油路系統(tǒng)的噪音源，以泵站為首，因此，進(jìn)行油箱設(shè)計(jì)時(shí)，從下列幾方面減輕噪音： 1)油箱與箱蓋間增加防振橡皮墊： 20 2)用地腳螺栓將油箱牢固固定在基礎(chǔ)上； 3)油泵排油口用橡膠軟管與閥類(lèi)元件相連接； 4)回油管管接頭振動(dòng)噪音較大時(shí)，改變回油管直徑或增設(shè)一條回油管，使每個(gè)回油管接頭的通路減少。因?yàn)楸菊n題要研究的是液壓站，所以對(duì)分散型結(jié)構(gòu)不予說(shuō)明。其 主要功能是為液壓執(zhí)行器提供一定壓力 和流量的油液，而系統(tǒng)的控制主要由散裝在主機(jī)各處的控制閥來(lái)?yè)?dān)當(dāng)。 ①液壓泵的安裝方式 液壓泵裝置包括不同類(lèi)型的液壓泵．驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其聯(lián)軸器等。對(duì)于較復(fù)雜的系統(tǒng)，則需將系統(tǒng)分解成若干個(gè)回路，用幾個(gè)油路板來(lái)安裝標(biāo)準(zhǔn)板式液壓元件 ，各個(gè)油路板之間通過(guò)管道來(lái)連接。 25 塊式集成的主要缺點(diǎn)是集成塊的孔系設(shè)計(jì)和加工容易出錯(cuò)，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。 ③動(dòng)力源裝置確定 液壓動(dòng)力源一般由液壓泵組、油箱組件、控溫組件和過(guò)濾器組件等相對(duì)獨(dú)立的部分組成。綜合考慮本設(shè)計(jì)決定采用臥式液壓動(dòng)力源布置。全系統(tǒng)清洗是指對(duì)液壓裝置的整個(gè)回路進(jìn)行清洗，在清洗前應(yīng)將系統(tǒng)恢復(fù)到實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。從而使設(shè)計(jì)周期縮短，成本降低。她的強(qiáng)烈的事業(yè)心和高度的責(zé)任感將激勵(lì)我在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷努力進(jìn)取 另外，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們?cè)诩磳㈦x校的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更深層次的理解，同時(shí)也從設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多以前沒(méi)有學(xué)到的東西。剛開(kāi)始清洗時(shí)，因雜質(zhì)較多，可采用 80 目濾網(wǎng)，清洗后期改用 150 目以上的濾網(wǎng)； 清洗時(shí)間 一般為（ 4860）小時(shí)，要根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度、過(guò)濾精度要求和 27 污染程度等因素決定； 清洗后要將回路內(nèi)的清洗油排除干凈。 【 14】 將以上內(nèi)容綜合可得液壓系統(tǒng)裝配圖為： 圖 10 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 系統(tǒng)主要技術(shù)性能含壓力損失計(jì)算、發(fā)熱與溫升計(jì)算及液壓沖擊計(jì)算等。本設(shè)計(jì)采用上置式液壓動(dòng)力源設(shè)計(jì)。使用疊加閥系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，元件規(guī)格統(tǒng)一，外行整齊美觀，維修保養(yǎng)容易。特別是當(dāng)需要更改回路或追加元件時(shí)，油路板就要重新設(shè)計(jì)加工，而其中的差錯(cuò)可能會(huì)使整塊油路板報(bào)廢。 24