【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。所設計的液壓系統(tǒng)，將來能否按照既定要求正常可靠運行，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、適應性與維修方便性、貨源及產(chǎn)品歷史等，從相關設計手冊或產(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 不同結構形式的濾油器所允許的工作壓力不同，在選擇時應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。前者當液位低于要求時會發(fā)出報警信號，目前應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，采用這種結構，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?？諝鉃V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構類型，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，所以對分散型結構不予說明。 【 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在主機的適當位置上，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。所以此種結構類型主要適宜結構安裝 空間受限的移動式機械設備采用。 （ 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合型液壓站兩種結構類型。 22 執(zhí)行器及其操縱控制閥等散裝在主機各適當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當。 （ 3） 復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、粉塵污染的機械設備，有時還需為安放液壓站建立專門的隔離房間或地下室