【文章內(nèi)容簡介】 葉片泵（額定壓力 pp=10MPa，額定流量為 75L/min）。 ② 確定驅(qū)動電機的功率 由系統(tǒng)可知， PL 和 QL曲線變化比較平穩(wěn)，電機所需功率按下式計算，即： Pp = pp QP / η P 16 式中 η P —— 液壓泵的總效率，查液壓手冊可以知道，該泵的效率為 80%； pp —— 液壓泵的工作壓力（ MPa）； QP —— 液壓泵的額定流量（ L/min）。 故所需電機的功率為： pp = ／ = 按電機產(chǎn)品目錄，綜合考慮選取 kw 的電動機，其型號為：Y132S22,(P=,n=2900r/min) Y 系列三相異步電動機的應(yīng)用特點是：效率高，節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，噪聲低，振動小，運行安全可靠。作為一般 用途的電動機，適用于驅(qū)動無特殊性能要求的各種機械設(shè)備，如金屬切削機床，該系列電動機的定額是以連續(xù)工作為基準的連續(xù)定額。 表 4 液壓泵的總效率 液壓泵類型 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 ～ ～ ～ 其它元件的選擇 ①選擇控制閥 選擇液壓閥應(yīng)盡量選擇標準定型產(chǎn)品。首先根據(jù)使用要求包括用途，動作方式，壓力損失數(shù)值，工作壽命和閥的生產(chǎn)條件確定閥的形式，然后根據(jù)流經(jīng)這個閥的油液的最大工作壓力和流量來確定閥的規(guī)格。 液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中的功用是通過控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng) 中的油液的流向、壓力和流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動的工作機構(gòu)獲得所需的運動方向、推力（轉(zhuǎn)矩）及運動速度（轉(zhuǎn)速）等。所設(shè)計的液壓系統(tǒng)，將來能否按照既定要求正?？煽窟\行，在很大程度上取決于其中所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。 各種液壓控制閥的規(guī)格型號，可以系統(tǒng)的最高壓力和通過閥的實際流量為依據(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)計手冊或產(chǎn)品樣本中選取。 各液壓控制閥的額定壓力和額定流量一般應(yīng)與其使用壓力和流量相接 近。對于可靠性要求較高的系統(tǒng)，閥的額定壓力應(yīng)高出其使用壓力較多。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力，并對閥的工作品質(zhì)產(chǎn)生不良影響；對于系統(tǒng)中的順序閥和減壓閥，其通過流量不應(yīng)遠小于額定流量，否則易產(chǎn)生振動或其他不穩(wěn)定現(xiàn)象。對于流量閥，應(yīng)注意其最小穩(wěn)定流量。 【 6】 17 根據(jù)上述選擇閥的原則，選擇該系統(tǒng)所需的各個閥的型號及規(guī)格如下表 5 所示 表 5 液壓閥的型號規(guī)格 序號 名稱 估計通過流量 型號 數(shù)量 生產(chǎn)廠家 1 雙單向節(jié)流閥 50 Z2FS16 6 北液 2 液壓鎖 〈 50 Z2S10 1 北液 3 三位四通電磁換向閥 〈 50 34DF3Y16B 6 上海高行 4 分流集流閥 〈 50 FJLB15H 1 北京華德 ②濾油器的選擇 選過濾器時，主要根據(jù)液壓系統(tǒng)對濾油器的性能指標的要求以及系統(tǒng)的工作壓力大小，從產(chǎn)品樣本中選取。根據(jù)過濾器在系統(tǒng)中的安裝位置不同，可以分為：吸油口過濾器、壓油口過濾器、回油口過濾器三種安裝方式，在此液壓系統(tǒng)中選用吸油口過濾器。在液壓泵的吸油口安裝過濾器的主要目的是，防止泵在吸油的同時將污物吸進油路，主要防止大顆粒物的進入。但是必須注意過濾器的壓 差必須滿足泵的吸油特性，過濾器的壓差過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。 【 6】 濾油器的性能指標： 1. 工作壓力 不同結(jié)構(gòu)形式的濾油器所允許的工作壓力不同，在選擇時應(yīng)考慮其最高工作壓力。本系統(tǒng)最高工作壓力為 。 2. 過濾精度 過濾精度是指油液通過濾油器時，濾芯能夠濾除的最小機械雜質(zhì)的顆粒度的公稱尺寸，系統(tǒng)的過濾精度一般按下列兩因素考慮：一是污垢顆粒應(yīng)小于運動零件滑動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 。 液壓系統(tǒng)對過濾精度的要求，隨系統(tǒng)壓力不同而不同。系統(tǒng)壓力越高，運動零部件的配合間隙越小，過濾精度要求越高，表 6給出了各種壓力下的液壓系統(tǒng)及控制元件對過濾精度的要求。 表 6 濾油器過濾精度的選擇 18 系統(tǒng) 過濾精度 元件 過濾精度 低壓系統(tǒng) ＜ 100～ 150 葉片泵（電動機） ≤ 30 p=7～ 10MPa ≤ 50 齒輪泵（電動機） ≤ 50 P=10～ 14MPa ≤ 25 柱塞泵（電動機） ≤ 20 P≥ 14MPa ≤ 10～ 15 滑閥 1/3最小間隙 電液伺服系統(tǒng) ≤ 5 流量控制閥 ≤ 25～ 30 高精 度伺服系統(tǒng) ≤ 安全閥、溢流閥、節(jié)流閥 1/7孔徑＜ 根據(jù)上表選?。簽V油器型號為 ZUH160 及 RAF160 。 油箱的選擇 1. 油箱的主要作用： 1) 貯存充足的油液，以滿足液壓系統(tǒng)正常工作的需要； 2) 散發(fā)熱量，保證油溫不超過規(guī)定值（≤ 60℃）； 3) 使油中污染物沉淀，空氣逸出。 2. 油箱的計算與選擇 油箱的容量主要依據(jù)散熱的需要來確定 ,同時還必須保證在液壓系統(tǒng)工作的整個過程中 ,無論流量如何波動 ,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 間分離出來 .對于一般的開式液壓系統(tǒng) ,其油箱的有效容量可按下列經(jīng)驗公式確定 : 對于低壓系統(tǒng) (P＜ ) V = ( 2 ～ 4 ) Q 對于中壓系統(tǒng) V = ( 5 ～ 7 ) Q 對于高壓系統(tǒng) V = ( 6 ～ 12 ) Q 式中 V —— 油箱的容積（ L） 。 Q —— 泵的額定流量 (L/min)。 各式中的系數(shù) 選擇原則是 :不連續(xù)工作時取小值 ,連續(xù)工作時取大值 。使用變量泵時取小值 ,使用定量泵時取大值 .對于本液壓系統(tǒng) ,壓力 P＞ 8Ma,故油箱的有效容積 V 為： V = 5 Q = 5 = L 19 對于本液壓系統(tǒng)，由于油箱蓋用來作為液壓泵、電機、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。油箱有效容積大時，有利于散熱，油液中的雜質(zhì)能夠充分沉淀，滲入在油液中的空氣也可以充分逸出。 ① 液位計的控制及顯示 油箱內(nèi)液位計的控制可以通過液位發(fā)訊器或液位計 進行檢測。前者當(dāng)液位低于要求時會發(fā)出報警信號，目前應(yīng)用的有浮子式液位發(fā)信裝置。后者需要人工進行監(jiān)視，當(dāng)液位低于要求時進行人工補油。 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溫度計相配合的溫度控制器。當(dāng)溫度低于要求的最低值時，電接點溫度計通過繼電器電路通電，加熱器開始工作，當(dāng)溫度升到調(diào)定值時，加熱電路斷電，加熱器停止工作。同理，當(dāng)溫度高于要求的最高溫度值時，使冷卻器電路通電，冷卻器開始工作；當(dāng)油溫降至調(diào)定值時，冷卻器電路斷電，冷卻器停止工作。 油溫控制的范圍可以通過電接點溫度計進行調(diào)節(jié)。③箱體確定 油箱體 油箱體由 Q235 鋼板焊接而成 ,取鋼板厚度 5~8mm，箱體大者取大值，本粗軋機的油箱板厚度為 8mm。在油箱側(cè)壁上安裝油位指示器。在油箱與隔板垂直的一個壁上常常開清洗孔，以便于清洗油箱。油箱底部 油箱底部采用傾斜的方式，用焊接方法與壁板焊接而成，采用這種結(jié)構(gòu)，便于排油，底部最低處有排油口。 油箱隔板 為了使吸油區(qū)和壓油區(qū)分開，便于回油中雜質(zhì)的沉淀，油箱中設(shè)置了隔板。隔板的安裝方式主要有兩種，第一種：回油區(qū)的油液按一定方向流動，既有利于回油 中的雜質(zhì)、氣泡的分離，又有利于散熱。第二種：回油經(jīng)過隔板上方溢流至吸油區(qū)，或經(jīng)過金屬網(wǎng)進入吸油區(qū)，更有利于雜質(zhì)和氣泡的分離。在本次設(shè)計中，采用隔板的方式，主要為了將沉淀的雜質(zhì)分開。隔板的位置在油箱的中間，將吸油區(qū)和回油區(qū)分開，隔板的高度，最低為油面的 1/2。隔板的厚度等于油箱側(cè)壁厚度。 ④空氣濾清器 空氣濾清器是對空氣進行凈化的裝置，它由殼體和濾芯組成，濾芯布置在殼體內(nèi)。大氣中有各種異物，例如灰塵、砂粒等， 會對液壓系統(tǒng)的油液造成污染， 它們將加速 系統(tǒng) 的磨損，從而降低 系統(tǒng) 的使用壽命。空氣濾清器能防止出現(xiàn)這種情況 。 查參考文獻 [3]，表 668，選擇 EF680 型 空氣濾清器 。 防噪音問題是現(xiàn)代機械裝備設(shè)計中必須考慮的問題之一。油路系統(tǒng)的噪音源，以泵站為首，因此，進行油箱設(shè)計時，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元件相連接； 4)回油管管接頭振動噪音較大時，改變回油管直徑或增設(shè)一條回油管，使每個回油管接頭的通路減少。 【 6】 其它輔助元件的型號和規(guī)格的選擇 其他輔助元件的型號如下表： 表 7 輔助元件的 型號規(guī) 格 序號 名稱 型號 數(shù)量 生產(chǎn)廠家 1 液位液溫計 YWZ150T 1 溫州黎明 2 濾油器 ZHH160 1 高行 3 壓力表 Y60 1 沈陽儀表廠 4 油箱 V=400 1 按圖制作 5 回油濾油器 RFA160 1 北液 確定管道尺寸 確定油管直徑 d 根據(jù)參考書得知，油管的規(guī)格尺寸（管道內(nèi)徑和壁厚）可由下面的公式算出后，查閱有關(guān)的標準選定。 D ≥ vq/ 式中 D —— 油管內(nèi)徑； q —— 管內(nèi)流量； v —— 管中油液的流速。 油液流速參考數(shù)據(jù) 管路名稱 進油管路 壓油管路 回油管路 推薦流速 v ()m/s ()m/s ()m/s 吸油管：取流速 v=2m/s，則吸油管的直徑為： d ≥ vq/ = （ 50L/min247。 2m/s） 1/2 21 = 23 mm 壓油管：取流速 v=4m/s，則壓油管的直徑為： d ≥ vq/ = (50L/min 247。 4m/s)1/2 = mm 回油管：取流速 v=，則回油管的直徑為： d ≥ vq/ = （ 50L/min247。 2m/s） 1/2 = 23 mm 圓整為標準直徑后，選取吸油管內(nèi)徑 25mm，壓油管內(nèi)徑 18mm，回油管內(nèi)徑 25mm。 液壓站的設(shè)計 液壓裝置按其總體配置分為分散配置型和集中配置型兩種主要結(jié)構(gòu)類型，而集中配置型即為通常所說的液壓站。因為本課題要研究的是液壓站，所以對分散型結(jié)構(gòu)不予說明。 【 5】 （ 1） 分散配置型液壓裝 置是將液壓系統(tǒng)的液壓泵及其驅(qū)動電機、執(zhí)行器、液壓控制閥和輔助元件按照機器的布局、工作特性和操縱要求等分散安設(shè)在主機的適當(dāng)位置上，液壓系統(tǒng)各組成元件通過管道逐一連接起來。例如有的金屬加工機床采用此種配置時，可將機床的機身、立柱或底座等支撐件的空腔部分兼作液壓油箱，安放動力源，而把液壓控制閥等元件安設(shè)在機身上操作者便于接近和操縱調(diào)節(jié)的位置。 分散配置型液壓裝置的優(yōu)點是節(jié)省安裝空間和占地面積；缺點是元件布置零亂，安裝維護較復(fù)雜，動力源的振動、發(fā)熱還會對機床類主機的精度產(chǎn)生不利影響。所以此種結(jié)構(gòu)類型主要適宜結(jié)構(gòu)安裝 空間受限的移動式機械設(shè)備采用。 （ 2） 集中配置型液壓裝置通常是將系統(tǒng)的執(zhí)行器安放在主機上，而將液壓泵及其驅(qū)動電機、輔助元件等安裝在主機之外，即集中設(shè)置所謂液壓站。 按照操作執(zhí)行器的液壓控制裝置（液壓控制閥及其安裝油路板或油路塊等連接體的統(tǒng)稱）的安放位置及液壓站的功能，又可進一步將液壓站分為動力型液壓站和復(fù)合型液壓站兩種結(jié)構(gòu)類型。 22 執(zhí)行器及其操縱控制閥等散裝在主機各適當(dāng)位置上的動力型液壓站，其形態(tài)較為簡單，它主要由液壓泵及其驅(qū)動電機、油箱及其附件、少數(shù)必要的壓力控制閥等組成，因此經(jīng)常稱之為液壓泵站。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各處的控制閥來擔(dān)當(dāng)。 （ 3） 復(fù)合型液壓站是將系統(tǒng)中液壓泵及其驅(qū)動電機、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之外，系統(tǒng)的執(zhí)行器仍然安裝在主機上。復(fù)合型液壓站不僅具有向執(zhí)行器提供液壓動力的功能，同時還兼具控制調(diào)節(jié)功能。按照液壓控制裝置是否安裝在液壓泵站上，此種液壓站又可進一步分為整體式液壓站和分離式液壓站兩類。整體式液壓站是將液壓控制裝置及蓄能器等均安裝在液壓泵上，而分離式液壓站則是將液壓泵及其驅(qū)動電機和油箱及其附件、 液壓控制裝置和蓄能器等分裝成液壓泵站、液壓閥站（一組或多組）和蓄能器器站等幾部分（根據(jù)液壓閥站的安放位置又有閥架式、機身式和執(zhí)行器搭載式三種），各部分之間按照液壓系統(tǒng)原理圖中確定的油路關(guān)系通過管路進行連接。 液壓站的優(yōu)點是外形整齊美觀，便于安裝維護，便于采集和檢測電液信號以利于自動化，可以隔離液壓系統(tǒng)振動、發(fā)熱等對主機精度的影響。缺點是占地面積大，特別是對有強烈熱源和煙霧、粉塵污染的機械設(shè)備，有時還需為安放液壓站建立專門的隔離房間或地下室