【文章內(nèi)容簡介】 8 圖 13 見 圖 13， 在液壓缸的進油路，液控單向閥出油路上連接一個電接點壓力表，設(shè)置電接點壓力表的上限、下限值，當(dāng)液壓缸的壓力達到限值時，利用電接點壓力發(fā)出的電信號來實現(xiàn)切換四通三位電磁換向閥，以實現(xiàn)自動保壓。 為實現(xiàn)壓頭的往返速度相等，需要有差動回路，在液壓缸的進、出油口及液壓缸出油口與換向閥之間分別連接兩一個二位二通電磁閥。液壓缸快速下 降時差動連接，快速上升時切斷差動連接。見圖 14。 2020屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 14 為防止壓頭在下降過程中由于自重而出現(xiàn)速度 失控現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回油路上設(shè)置一個內(nèi)控單向順序閥， 形成平衡回路，見圖 15。 圖 15 xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 10 此外在泵的出口并聯(lián)一個溢流閥，用于系統(tǒng)的安全保護；泵出口并聯(lián)一個壓力表及其開關(guān)，以實現(xiàn)測壓； 在液壓泵的出口串聯(lián)設(shè)置一個單向閥，以防止液壓油倒灌，見圖 16。 圖 16 由于液壓缸的直徑大于 250mm、壓力大于 7MPa，其油腔在排油前就先泄壓，因此必須有泄壓回路。本系統(tǒng)采用蓄能器以實現(xiàn)降噪泄壓，其回路如圖 17 所示?；芈肥状喂ぷ鲿r，利用液控單向閥保壓，泄壓時電磁鐵通電使換向閥切換至上位，液壓缸無桿腔與蓄能器突然連接，其保壓期間積聚的液體壓縮勢能大部分被蓄能器吸收，以降低泄壓時產(chǎn)生的巨大噪聲，液壓缸下行時電磁鐵通電切換至下位，液壓源向無桿腔充液時同時蓄能器向液壓缸釋放回收的液壓能，以實現(xiàn)節(jié)能作用。 2020屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 17 綜上，將各回路合并整理，檢查以后繪制的液壓機液壓系統(tǒng)原理圖如圖 18 所示 圖 18 xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 12 1油箱； 2過濾器； 3液壓泵； 4單向閥； 5溢流閥； 6壓力表及其開關(guān)； 7三位四通電液換向閥； 8液控單向閥； 9平衡閥； 10二位二通電磁換向閥； 11電接點壓力表； 12液壓缸； 13蓄能器 系統(tǒng)圖中個電磁閥的動作順序見表 15。 表 15 執(zhí)行其動作 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 啟動 + + + 快速下行 + + 慢速加壓 + + 保壓 _ 快速回程 + + + 停止 _ 自動補油保壓時，電接點壓力表控制的電磁閥動作順序見表 16。 表 16 電接點壓力表 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 壓力達到上限值時 壓力達到下限值時 + 2020屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 第 2 章 液壓元件參數(shù)計算與選擇 確定液壓缸的主要參數(shù) 初選液壓缸的工作壓力 根據(jù)第 1 章 節(jié)的內(nèi)容，已知液壓缸的最大工作負載為 2020000N，液壓缸工作壓力為 ，為高壓液壓系統(tǒng)。 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 根據(jù)第 1 章 節(jié)的內(nèi)容，可知液壓缸內(nèi)徑 D=360mm，活塞桿外徑 d=250mm，液壓缸無桿腔有效面積為 21 cmA ? ，有桿腔有效面積為 22 cmA ? 。 確定液壓缸的工作壓力、流量和功率 快速下降階段，見表 13，表 14，液壓缸工作壓力、流量和功率可知分別為： 5400Pa、 。 慢速加壓階段，見表 13，表 14。 初壓階段：液壓缸工作壓力、流量和功率分別為 、 、 5494W。 終壓階段：液壓缸工作壓力、流量和功率分別為 、 、最大功率7947W。 快速上升階段， 見表 13，表 14。 液壓缸工作壓力、流量和功率分別為 、 、 2136W。 液壓泵及其驅(qū)動電動機的選擇 由表 13 可知，液壓缸的工作壓力出現(xiàn)在終壓后即保壓階段開始時，MPap ? 。此時缸的輸入流量極小，且不考慮各種損失，故液壓缸至泵間的進油路壓力損失取值 MPap ?? 。算得泵的最高工作壓力 Pp 為： MPapP ? 所需的液壓泵 的最大供油量 Pq 按液壓缸的最大輸入流量（ ）進行估算。xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 14 取泄漏系數(shù) K=，則： m in/ in/ LLq p ??? 根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選限壓式變量液壓泵的轉(zhuǎn)速為 n=1500r/min，暫取容積效率 ?v? ，則可算得泵的排量參考值為： rmln qV v vg / 5 00 0 001 0 00 ????? ? 根據(jù)以上計算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的 250YCY14— 1B壓力補償斜盤式軸向柱塞泵，其額定壓力 MPapn 32? ，排量 V=250ml/r，額定轉(zhuǎn)速 n=1500r/min，容積效率 ?v? 。其額定流量為： m in/ LVnq vP ????? ? min/ L 符合系統(tǒng)對流量的要求。 不計任何損失，液壓泵的最大理論功率即為液壓缸工作時所需的最大功率，見表14 可知： KWPP ? 查手冊，選用規(guī)格相近的 Y160M— 4 型封閉式三相異步電動機電機，其額定功率為 11KW，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 1460r/min。 按所選電動機轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵的最大實際排量為： m in/ LnVq t ????? min/ L 滿足使用要求。 液壓控制閥的選擇 根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖， 計算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量 ,參見文獻 [5]，表 823威格士系列液壓閥。選擇的液壓閥如下表 21。 2020屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 表 21 元件 名稱 技術(shù)規(guī)格 公稱壓力 /MPa 通徑 ? /mm 流量 /（ L/min） 單向閥 25 50 約 900 溢流閥 25 50 約 900 三位四通電液換向閥 25 50 約 900 液控單向閥 25 50 約 900 平衡閥 25 50 約 900 二位三通電磁換向閥 25 50 約 900 選擇壓力表 參見文獻 [5]，表 838，選擇的壓力表技術(shù)規(guī)格如下表 22 所示。 表 22 系列名稱 型號 測量范圍 /MPa Y 系列壓力表 YN 型耐振壓力表 0～ 60 YX 型耐振電接點壓力表 0～ 60 選擇輔助元件 油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路允許流速進行計算。 管道內(nèi)徑及壁厚液壓管道的兩個主要參數(shù)，計算公式如下。 ??qd 4? bpdn?? 2? 式中 q— 通過油管的最大流量， 3m ； ? — 油管中允許流速，（取值見表 23）， m/s； xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 16 d— 油管內(nèi)徑， m； ? — 油管厚度， m； P— 管內(nèi)最高工作壓力， MPa； b? — 管材抗拉強度， MPa； n— 安全系數(shù)（取值見表 24）。 表 23 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 允許流速 ～ ～ 5 ～ 5～ 7 表 24 安全系數(shù) 管內(nèi)最高工作壓力 /MPa 7～ 安全系數(shù) 8 6 4 ①對高壓油管取內(nèi)徑 d=50mm，則： 0 0 5 0 8 6 2 ????? 符合油管中的允許流速。 管材為 45 鋼，其 壁厚為 : m0 0 9 0 02 ?? ???? 取壁厚 ? =10mm。 ②對 吸油管取內(nèi)徑 d=80mm，則： sm / 0 0 5 0 8 6 2 ????? 符合油管中的允許流速。 管材為 45 鋼，其管內(nèi)壓力幾乎為零，取其 壁厚 ? =5mm。 ③ 對回油管取內(nèi)徑 d=60mm，則： sm / 0 0 5 0 8 6 2 ????? 符合油管中的允許流速。 管材為 45 鋼，其管內(nèi)壓力 最大時為 ，接近于零，取其壁厚 ? =5mm。 2020屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 蓄能器及過濾器的選擇 參見文獻 [5],表 829 蓄能器及其技術(shù)規(guī)格。選用的蓄能器技術(shù)規(guī)格如下表 25： 表 25 類型 壓力 /MPa 容積 /L 工作壓力 耐壓 HXQ 型活塞式蓄能器 17 1～ 39 參見文獻 [5],表 830 油液過濾器的典型產(chǎn)品及其技術(shù)規(guī)格。選擇的過濾器規(guī)格如下表26。 表 26 類型 額定壓力 /MPa 流量 /(L/min) 過濾精度 / m? NXJ箱內(nèi)吸油過濾器 （原始壓力損失） 25～ 1000 80～ 180 液壓系統(tǒng)驗算 前述液壓系統(tǒng)的初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)情況下進行的。當(dāng)系統(tǒng)原理圖、組成原件及連接管路等設(shè)計完成以后，針對實際情況對設(shè)計進行各項性能分析計算。其目的在于對系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量做出評價和評判，若出現(xiàn)問題，則應(yīng)對液壓系統(tǒng)某些不合理的設(shè)計進行修正或重新調(diào)整，或重新采取必要的措施。性能驗算內(nèi)容一般包括壓力損失、效率、發(fā)熱和升溫、液壓沖擊等，對于重要的系統(tǒng)，還應(yīng)對其動態(tài)性能進行驗算或 計算機仿真。計算時只采用一些簡化的公式以求得概略的結(jié)果。 由于系統(tǒng)不考慮各種損失，且液壓系統(tǒng)比較簡單，因此不必進行液壓系統(tǒng)性能驗算。 xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 18 第 3 章 液壓油缸的設(shè)計 引言 液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。在雙作用式液壓缸中，壓力油可供入液壓缸的兩腔，使缸實現(xiàn)雙向運動。由于該系統(tǒng)自身的特點，液壓缸采用雙作用式活塞式液壓缸。 缸筒和缸蓋組件 確定液壓缸油口尺寸 液壓缸 的油口包括油口