【正文】 — — 夾緊 11q Av? 1N pq? 2150 反向啟動(dòng) 2112()cmF pAp A??? 22q Av? 1N pq? 300 — — — 加速 915 — — 松開(kāi) 150 擬定系統(tǒng)原理圖是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中比較重要的一步，它是從工作原理和結(jié)構(gòu)組成上來(lái)具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中的各項(xiàng)要求，不需精確計(jì)算和選擇元件規(guī)格，只需選擇功能合適的元件，原理合理的基本回路組合成系統(tǒng)。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用 節(jié) 流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。 表 32 各種調(diào)速方式的性能比較 主要 性能 節(jié)流調(diào)速 容積調(diào)速回路 容積節(jié)流調(diào)速回路 簡(jiǎn)式節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 帶壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 變量泵 定量馬達(dá) 流量適應(yīng) 功率適應(yīng) 進(jìn)油節(jié)流及回油節(jié)流 旁路節(jié)流 調(diào)速閥在進(jìn)油路 調(diào)速閥在旁油路及溢流節(jié)流調(diào)速回路 負(fù)載 速度剛度 差 很 差 好 較好 好 特性 承載能力 好 較差 好 較好 好 調(diào)速范圍 大 小 大 較大 大 功率特性 效率 低 較低 低 較低 最高 較高 高 發(fā)熱 大 較大 大 較大 最小 較小 小 成本 低 較低 高 最高 適用范圍 小功率 輕載或者低速的中 低壓系統(tǒng)及工程機(jī)械非經(jīng)常性調(diào)速的場(chǎng)合 大功率高速中高壓系統(tǒng) 負(fù)載變化小，速度剛度要大的中小功率，中壓系統(tǒng) 負(fù)載變化大速度剛度較大的中高壓系統(tǒng) 考慮到系統(tǒng)本身的性能要求和一些使用要求以及負(fù)載特性，本設(shè)計(jì)決定采用節(jié)流調(diào)速。一般泵的入口要裝有粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。 液壓原理圖 的擬定與設(shè)計(jì) 根據(jù)上述分析，可以擬定整個(gè)液壓系統(tǒng)的原理圖如下： 圖 31 液壓系統(tǒng)的原理圖 1－油箱 2－空氣濾清器 3－液位計(jì) 4－吸油過(guò)濾器 5－液壓泵 6－單向閥 7－壓力表開(kāi)關(guān) 8－壓力表 9－通道體 10－疊加式溢流閥 11－疊加式減壓閥 12－疊加式雙單向節(jié)流閥 13－電磁換向閥 14－疊加式雙液控單向閥 15－壓力繼電器 16－電動(dòng)機(jī) 液壓元件的計(jì)算是指計(jì)算元件在工作中承受的壓力和流量，以便選擇零件的規(guī)格和型號(hào)，此外還要計(jì)算原動(dòng)機(jī)的功率和油箱的容量。初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單，管中流速不大時(shí)，取 p?? ＝ ～ ；管路復(fù)雜而且管中流速較大或者有調(diào)速元件時(shí)，取 p?? ＝ ～ 。計(jì)算原動(dòng)機(jī)的功率和液壓油箱的容量。Ⅱ工位夾緊液壓缸兩根油管同時(shí)選用 141（外徑 14mm，壁厚 1mm）的 10 號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管。隔板高度為液面高度的2/3～ 3/4。 液壓缸的壓力損失驗(yàn)算 在油缸夾緊時(shí)，油液依次經(jīng)過(guò)單向閥，疊加式減壓閥，疊加式溢流閥，電磁換向閥 ，疊加式雙單向節(jié)流閥。 Ⅰ工位液壓缸夾緊時(shí)，將數(shù)值代如公式（ 52）得： c? ＝ 10 1060 14 10 / 60? ?? ????? ? ?? ? ? ? ＝ Ⅱ工位液壓缸夾緊時(shí)，將數(shù)值代入公式（ 52）得： c? ＝ 10 1060 14 10 / 60? ?? ? ?? ? ? ? ＝ 系統(tǒng)在一個(gè)完整的循環(huán)周期內(nèi)的平均回路效率可按下式計(jì)算： c? ＝ icitT??? （ 5－ 3） 式中 c? —— 一個(gè)周期的平均回路效率； ic?—— 各工作階段的液壓回路效率； it —— 各個(gè)工作階段的持續(xù)時(shí)間； T—— 一個(gè)完整循環(huán)的時(shí)間。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬?duì)較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般濾去不計(jì)。非上置式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的為旁置式（圖 63）；泵組置于油箱下面時(shí)為下置式（圖 64）。 按泵組流量特性分為定量型和變量型；按泵組驅(qū)動(dòng)方式分為電動(dòng)型、機(jī)動(dòng)型和手動(dòng)型。按照液壓控制裝置是否安裝在液壓泵站上，此種液壓站又可進(jìn)一步分為整體式液壓站和分離式液壓站。 集成塊設(shè)計(jì) 1）塊體結(jié)構(gòu) 集成塊的材料一般為鑄鐵或鍛鋼，低壓固定設(shè)備可用鑄鐵，高壓強(qiáng)振場(chǎng)合要用鍛鋼。 L孔，各液壓閥的泄漏油，統(tǒng)一通過(guò)公用泄漏油孔流回油箱。因此，提高油液的清潔性，實(shí)現(xiàn)污染控制，能大幅度降低設(shè)備故障的發(fā)生。 液壓油氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和碳渣，會(huì)腐蝕機(jī)件，并使元件表面的污物分散到油液中去而難以清除，還降低過(guò)濾網(wǎng)附著污物的能力，常常使節(jié)流小孔堵塞。從其他單位購(gòu)買(mǎi)的元件如閥門(mén)、高壓連 接軟管、液壓缸等以及液壓油要進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。 液壓系統(tǒng)的泄漏 液壓系統(tǒng)中的工作液體，是在液壓元件（包括管道）的容腔內(nèi)流動(dòng)或暫存的，循環(huán)的工作液體理應(yīng)限于在規(guī)定的容腔內(nèi)，然而由于壓力、間隙等種種原因，有 部分液體超過(guò)容腔邊界流出，液體的“越界流出”現(xiàn)象稱為泄漏。工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造過(guò)程中造成的缺陷；液壓系統(tǒng)要定期對(duì)其進(jìn)行管接頭檢測(cè)；液壓系統(tǒng)在工作中會(huì)產(chǎn)生高溫，高溫會(huì)對(duì)橡膠密封和液壓油的品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。 密封件的安裝 為使密封可靠、壽命長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)密封槽時(shí)，要有適當(dāng)?shù)膲嚎s率，不能過(guò)大也不能過(guò)小，過(guò)大則壓縮應(yīng)力增加，摩擦力增大，加快密封磨損，亦易產(chǎn)生扭曲破壞，壽命縮短，有時(shí)造成裝配困難；過(guò)小，則密封性不好，易泄漏。液壓系統(tǒng)中常用的管接頭有擴(kuò)口式、卡套式和焊接式三類。就密封而言，其中比較有說(shuō)服力、并經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得以證實(shí)的，是 等人研究并提出的“泵汲”效應(yīng)模型理論。 1） 過(guò)度磨損 過(guò)度磨損是密封件損壞的主要表現(xiàn)之一。 4） 系統(tǒng)中的空氣引起密封的損壞 液體中的氣泡經(jīng)過(guò)密封唇邊時(shí)，氣泡被壓縮為原來(lái)尺寸的幾分之一。隨著油液溫度的增高，其密封壽命將急劇下降，溫度每增加 10℃，密封壽命將縮短約 1/3。因此，分析液壓傳動(dòng)密封的失效，采取有效的對(duì)策控制泄漏，促進(jìn)液壓傳動(dòng)技術(shù)在實(shí)際工作中發(fā)揮更大的作用有著重要意義。機(jī)械噪聲包括轉(zhuǎn)子不平衡引起的低頻噪聲，軸承有缺陷和安裝不合適而引起的高頻噪聲以及電動(dòng)機(jī)支架與電動(dòng)機(jī)之間共振所引起的噪聲。同時(shí) 液壓回路的管道和閥類將液壓泵的壓力反射，在回路中產(chǎn)生波動(dòng)，使泵產(chǎn)生共振，發(fā)出噪聲；另一方面，液壓系統(tǒng)中 (指開(kāi)式回路 )溶解了大約 5%的空氣。 3) 穩(wěn)定性要好 即對(duì)熱、氧化、水解和剪切都有良好的穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng) 。油液在很高的壓力下流過(guò)很小的縫隙或孔時(shí)，由于機(jī)械剪切作用使油的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，黏度減小。油液遇水發(fā)生分解變質(zhì)的程度稱為水解穩(wěn)定性。 液壓油的主要性能 液壓系統(tǒng)對(duì)所用油液的要求主要有以下幾點(diǎn)： 1） 黏度適宜和黏溫特性好 適宜的黏度和良好的黏溫特性對(duì)液壓系統(tǒng)是十分重要的。 液壓泵的流體噪聲 液壓泵的流體噪聲主要是由泵的壓力、流量的周期性變化以及氣穴現(xiàn)象引起的。 ① 回轉(zhuǎn)體的不平衡 在液壓系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)、液壓泵 和液壓馬達(dá)都以高速回轉(zhuǎn)，如果它們的轉(zhuǎn)動(dòng)部件不平衡，就會(huì)產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動(dòng)，因而產(chǎn)生噪聲，這種振動(dòng)傳到油箱和管路時(shí)，發(fā)出很大的聲響，為了控制這種噪聲，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行精密的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，并注意盡量避開(kāi)共振區(qū)。由于密封件上橡膠與不同油液的親和性不同，因而會(huì)出現(xiàn)橡膠的膨脹或收縮，一般來(lái)說(shuō)，工作介質(zhì)粘度越低，越易泄漏，越高越不易泄漏。壓力作用下接觸寬度的增加，使摩擦 力矩增加，也使磨損加劇、溫升提高，泄漏增加，進(jìn)而影響密封的使用壽命。 3） 變形 密封件變形一般是由于安裝不當(dāng)而造成的。密封件的損壞主要是由被污染的液體、不合格的溝槽或有毛病的密封表面及使用不當(dāng)所引起的。⑤保持油液的清潔，定期更換油液。②液壓系統(tǒng)中應(yīng)盡量減少管接頭，據(jù)統(tǒng)計(jì)有 30%~40%的泄漏在管接頭處。密封件的材料一般應(yīng)具備下列要求：抵抗工作介質(zhì)侵蝕的能力強(qiáng)，長(zhǎng)期工作體積和硬度變化??；彈性和壓縮復(fù)原性好，永久變形?。徊牧厦舾行院?，不滲漏；具備適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度；具有能與密封面貼含的柔軟性和彈性；耐低溫和高溫性能好，高溫下不分解不軟化，低溫下不硬化；既不腐蝕，也不粘在金屬表面上；耐臭氧性和耐 老化性好，經(jīng)久耐用；加工制造方便，價(jià)格低。泄漏得不到控制，將會(huì)造成：系統(tǒng)壓力調(diào)不高；執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度不穩(wěn)定；系統(tǒng)發(fā)熱；元件容積效率低；能量、油液浪費(fèi)；造成控制失靈；引起火災(zāi)等。 經(jīng)過(guò)相關(guān)的酸性改善和沖洗，應(yīng)該改善裝配。 液壓系統(tǒng)在制造階段的污染控制。這些顆粒污物類似于研磨金屬加工面使用的研磨劑，液壓系統(tǒng)中的污染顆粒隨著液壓油的流動(dòng)而遍布整個(gè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)屬于中低壓系統(tǒng)，δ不得小于 5mm。 P孔，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)壓后進(jìn)入公用壓力油孔 P，作為供給各單元回路壓力油的公用油源。每一種通徑系列的疊加閥，其主油路通道和螺釘孔的大小 、位置、數(shù)量都與相應(yīng)通徑的板式換向閥相同。 復(fù)合型液壓站是將系統(tǒng)中液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、油箱及其附件、液壓控制裝置及其他輔助元件等均安裝在主機(jī)之外，系統(tǒng)的執(zhí)行器仍然安裝在主機(jī)上。當(dāng)采用臥式動(dòng)力源時(shí)，由于液壓泵置于油箱之上，必須注意各類液壓泵的吸油高度，以防液壓泵進(jìn)油口產(chǎn)生過(guò)大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。 液壓泵站的結(jié)構(gòu)形式 液壓泵站上泵組的布置方式分成上置式和非上置式。可按下式估算系統(tǒng)的發(fā)熱能量： H＝ipN（ 1－ ?） （ 5－ 5） 式中 H—— 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量； ipN—— 液壓泵的輸入功率。 估算系統(tǒng)效率 由表 42和 43 可以看出，本液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中，液壓缸夾緊是主要的工作過(guò)程，所以系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升等可一概用夾緊時(shí)的數(shù)值計(jì)算。 油箱的容積可以按照下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： V＝ pq? （ 4－ 5） 式中 V—— 油箱的有效容積 /L； pq —— 液壓泵的總額定流量 / 1minL ?? ； ? —— 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng)取 ? =2～ 4，中壓系統(tǒng) ? =5～7，高壓系統(tǒng)取 ? =10～ 12，對(duì)對(duì)于行走機(jī)械取或經(jīng)常間斷作業(yè)的設(shè)備，系數(shù)取較小值；對(duì)于安裝空間允許的固定機(jī)械，或需藉助油箱頂蓋安裝液壓泵及電動(dòng)機(jī)和液壓閥集成裝置時(shí)，系數(shù)可適當(dāng)取較大值。開(kāi)式油箱應(yīng)用較多。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，應(yīng) 考慮其最小穩(wěn)定流量滿足機(jī)器低速性能的要求； 3)一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)，允許通過(guò)閥的最大流量超過(guò)其額定流量的 20%； 根據(jù)以上要求，現(xiàn)選定各類閥和組將的型號(hào)如表 44 所示： 表 44 各種液壓元件的類型選擇 序號(hào) 名稱 通過(guò)流量 /L 額定流量/ 1minL ? 額定壓力 /MPa 額定壓降 /MPa 型號(hào)規(guī)格 1 吸油過(guò)濾器 14 20 — — MF02 2 單向閥 14 40 25 CIT03A1 3 壓力繼電器 — — 25 — MJCS02BHH 4 壓力表 — — 0～ 10 — W21/2100A1 5 壓力表開(kāi)關(guān) 14 21 10 — GCT02 6 疊加式溢流閥 14 35 25 MRF02PK120 7 疊加式減壓閥 14 35 25 MPR02PK102 8 疊加式單向閥 14 35 21 MPC02W0530 9 二位四通換向閥 80 25 D5023N2D2 10 疊加式單向節(jié)流閥 35 21 MTC02WKI20 11 二位四通換向閥 14 80 25 D5023N2D2 12 疊加式單向節(jié)流閥 14 35 21 MTC02WKI20 13 空氣濾清器 — — — — AB1162 14 液位計(jì) — — — — LS3” 液壓附件的計(jì)算和選擇 確定管件的尺寸 表 45 油管中的允許流速 油液流經(jīng)油管 吸油管 高壓管 回油管 短管及局部收縮處 允許速度（ m/s） － 2． 5－ 5 － 5－ 7 表 46 安全系數(shù) 管內(nèi)最高工作壓力 7 7－ 安全系數(shù) 8 6 4 由表 42 和 43 得知Ⅰ工位夾緊液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為 ，Ⅱ工位夾緊液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為 14L/min 和 ，按照表 45 的推薦值取油管內(nèi)油液的允許流速為 4m/min，按