【文章內(nèi)容簡介】 進行的。經(jīng)常性的原則如下： 1. 安裝于液壓閥塊上的液壓元件的尺寸不得相互干涉。2. 閥塊的幾何尺寸主要考慮安裝在閥塊上的各元件的外型尺寸，使各元件之間有足夠的裝配空間。換向閥上的電磁鐵、壓力閥上的先導(dǎo)閥以及壓力表等可適當延伸到閥塊安裝平面以外，這樣可減小閥塊的體積。但要注意外伸部分不要與其他零件相碰。3. 在布局時，應(yīng)考慮閥體的安裝方向是否合理，應(yīng)該使閥芯處于水平方向，防止閥芯的自重影響閥的靈敏度，特別是換向閥一定要水平布置。 4. 閥塊公共油孔的形狀和位置尺寸要根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求來確定。而確定閥塊上各元件的安裝參數(shù)則應(yīng)盡可能考慮使需要連通的孔道最好正交，使它們直接連通，減少不必要的工藝孔。 5. 由于每個元件都有兩個以上的通油孔道，這些孔道又要與其它元件的孔道以及閥塊體上的公共油孔相連通，有時直接連通是不可能的，為此必須設(shè)計必要的工藝孔。閥塊的孔道設(shè)計就是確定孔道連通時所需增加工藝孔的數(shù)量、工藝孔的類型和位置尺寸以及閥塊上孔道的孔徑和孔深。 6. 不通孔道之間的最小壁厚必須進行強度校核。 7. 要注意液壓元件在閥塊上的固定螺孔不要與油道相碰，其最小壁厚也應(yīng)進行強度校核等等。 集成塊單元回路圖實質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理的一個等效轉(zhuǎn)換，它是設(shè)計塊式集成液壓控制裝置的基礎(chǔ)，也是設(shè)計集成塊的依據(jù)。閥塊圖紙上要有相應(yīng)的原理圖，原理圖除反映油路的連通性外，還要標出所用元件的規(guī)格型號、油口的名稱及孔徑，以便液壓閥塊的設(shè)計。 設(shè)計閥塊前．首先要讀通原理圖，然后確定哪一部分油路可以集成。每個塊體上包括的元件數(shù)量應(yīng)適中。閥塊體尺寸應(yīng)考慮兩個側(cè)面所安裝的元件類型及外形尺寸，以及保證塊體內(nèi)油道孔間的最小允許壁厚的原則下，力求結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。 集成塊設(shè)計步驟 設(shè)計油路塊時，首先要適當?shù)剡M行元件分組，即確定把哪幾個閥、哪部分回路放在一塊上。如果一個油路塊上的元件過多，則塊體過大，塊里細長孔較多，塊上會出現(xiàn)沒有任何孔道的閑置空間而增加重量，給毛坯的準備和塊體的加工帶來困難。如果每塊上元件過少，塊之間管路連接增多，則發(fā)揮不了油路塊的優(yōu)越性。一般來說，每塊上的元件不要超過8個，塊的大小不要超過500mm見方。集成塊設(shè)計步驟如下：(1)制作液壓元件樣板。(2)決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道即壓力油孔P，回油孔T，泄漏孔L及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定，孔與孔之間的連接孔(即工藝孔)用螺塞在集成塊表面堵死。與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制螺紋或英制螺紋。(3)集成塊上液壓元件的布置。把制作好的液壓元件樣本放在集成塊各視圖上，進行布局。有的液壓元件需要連接板，則樣板以連接板為準。孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面或在直徑的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間的軸孔。不通孔道之間的最小壁厚必須進行強度校核。設(shè)計專用集成塊時，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm，以避免上下集成塊的元件相碰，影響集成塊緊固。(4)集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺釘與閥口通道，集成塊固定螺釘相通。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動一段距離，溢流閥的先導(dǎo)閥部分可伸出集成塊以外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。(5)集成塊零件圖的繪制集成塊內(nèi)孔道縱橫交錯，層次多，需要多個視圖及剖視圖才能表達清楚。孔系的位置精度要求較高。因此，尺寸、公差及表面粗糙度均應(yīng)標注清楚，技術(shù)要求中也應(yīng)予以說明。 設(shè)計集成塊圖本次設(shè)計首先在三維軟件solidworks中設(shè)計出實體，這樣方便觀察內(nèi)部管道是否打錯了，不用剖視圖來驗證是否不該打通的管路打通了，而且，生成實體后，可以自動生成剖視圖，非常方便。圖41和圖42給出了繪制的二維和三維圖。閥塊三維圖 43裝配體三維圖裝配圖的設(shè)計也是在三維軟件pro/e中設(shè)計出實體，即各個需要裝在集成塊上的液壓閥，測量元件，管接頭，螺塞及其組合墊圈等，然后再上一步設(shè)計出的集成塊裝配在一起即可。圖43給出了繪制的二維和三維圖。 本章小結(jié)本章是關(guān)于集成塊及其裝配的設(shè)計的，包括集成塊的簡要介紹，設(shè)計的步驟及注意事項，裝配圖的設(shè)計要點，并給出了在三維軟件solidworks中如何設(shè)計集成塊及其裝配，在本章最后，給出了二維和三維的圖。第五章 液壓泵站的設(shè)計 第五章 液壓泵站的設(shè)計液壓泵站由液壓泵及其驅(qū)動電動機、油箱及油箱附件、必要的壓力控制閥等組成。系統(tǒng)的執(zhí)行器及操作執(zhí)行器的控制閥等則裝在主機上。 泵裝置的設(shè)計 泵裝置指液壓泵及驅(qū)動泵的原動機(固定設(shè)備上的電動機和行走設(shè)備上的內(nèi)燃機)組件。泵最好由原動機經(jīng)撓性聯(lián)軸器直接驅(qū)動。如果通過齒輪傳動、鏈傳動或帶傳動間接驅(qū)動時，泵軸上所受的徑向載荷不得超過泵制造廠的規(guī)定值，否則帶動泵軸的齒輪、鏈輪或皮帶輪應(yīng)架在另外設(shè)置的軸承上。泵軸與驅(qū)動件軸之間要仔細找正，／mm，或者按泵制造廠的要求。為了防止機械振動傳給油箱 和管路，泵裝置與外界的一切連 接都該是彈性的，即泵的吸油管中裝設(shè)橡膠補償接管，出油管和泄油管中靠近泵的—段用軟管，泵與電動機組件的底座與箱頂或機架之間裝設(shè)橡膠減振器。泵的安裝姿勢，應(yīng)使殼體泄油口朝上，以保證工作時泵殼體中始終充滿油液。泵的軸伸和聯(lián)軸器等外露的旋轉(zhuǎn)部分，應(yīng)該設(shè)有可拆裝的防護罩來保證安全。泵的下方應(yīng)設(shè)置滴油盤，以免檢修時油液流到地上。驅(qū)動電機與泵之間的聯(lián)軸器，宜采用能耐受上述找正誤差的撓 性聯(lián)軸器，比如梅花形彈性聯(lián)軸器或輪胎式聯(lián)軸器。泵的安裝，或者靠泵本身的腳架臥式安裝，或者靠泵上的安裝法蘭裝在角形支架上，或者靠泵上的安裝法蘭裝在鐘形罩，鐘形罩再裝在立臥式電動機的軸端法蘭上。后一種情況靠止口保證泵與電動機之間的找正。 油箱的設(shè)計油箱在系統(tǒng)中的功能，主要是儲油與散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污染物的作用。根據(jù)系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積、形式和附件，以使油箱充分發(fā)揮作用。油箱有開式和閉式兩種。（1）開式油箱開式油箱應(yīng)用廣泛。箱內(nèi)液面與大氣相通。為防止油液被大氣污染，在油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼作注油口用。（2）閉式油箱閉式油箱一般指箱內(nèi)液面不直接與大氣相通，而將通氣孔與具有壓力的惰性氣體相接。油箱的形狀一般采用矩形，而容量大于2的油箱采用圓筒形結(jié)構(gòu)比較合理，設(shè)備重量輕。油箱的用途主要是儲油和分離油中的雜質(zhì)等，因此設(shè)計時應(yīng)考慮[21]：（1) 油箱應(yīng)設(shè)置吸油口過濾器，要有足夠的容量。為避免阻力較大，一般設(shè)計濾油器過濾能力應(yīng)為油泵吸入量的兩倍以上。（2） 油箱側(cè)壁應(yīng)設(shè)置與壁等高的液位指示器；注油口也應(yīng)該有過濾網(wǎng)；油箱上也應(yīng)該裝溫度計。（3） 吸油管及回油管應(yīng)盡量分離開，吸油管離油箱距離大于等于2D（D管徑）。距離油箱邊不小于3D。回油管插入最低油面之下，以防止回油時帶入空氣，距箱底大于等于2d（d管徑），油的排口面向箱壁，管端開口斜切。（4） 吸油口側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開，使油液按一定方向流動，分離回油帶來的氣泡和雜質(zhì)。隔板高度不低于油面到箱底的3/4。（5） 為了防銹防凝水，應(yīng)用較好的耐油材料。油箱底部應(yīng)做成適當?shù)男倍?，并設(shè)置放油塞和平孔或入口，便于清洗換油。在油箱的結(jié)構(gòu)上要考慮拆卸安裝的方便。（6） 對于高壓大流量的柱塞泵，其自吸性一般較差，需增設(shè)低壓大流量的鼓油泵為之供油。（7） 為了防止吸空，提高油泵的轉(zhuǎn)速，可設(shè)計沖壓油箱特別對于吸入性差的泵而不用輔助泵的情況。 油箱結(jié)構(gòu)要求為了防止液壓油被污染，液壓油箱應(yīng)做成完全密封的。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意以下幾點：（1) 不要將配油管簡單的插入油箱，這樣空氣、雜質(zhì)和水分等便不會從其他周圍的間隙侵入。同時應(yīng)避免液壓泵及馬達直接插裝再液壓油箱頂蓋上。（2) 在接合面上需襯入密封填充材料、密封膠和液態(tài)密封膠，以保證可靠的氣密性。（3) 為保證液壓油箱通大氣并凈化抽吸空氣，必須配備空氣濾清器?？諝鉃V清器常設(shè)計成既能過濾空氣又能加油的結(jié)構(gòu)。（4) 頂蓋及清洗孔在液壓油箱頂蓋上裝泵、馬達、閥組、空氣濾清器時，必須十分牢固。液壓油箱同它們的結(jié)合面要平整光滑，將密封填料、耐油橡膠密封墊圈以及液態(tài)密封膠襯入其間，以防雜質(zhì)、水和空氣侵入，也防止漏油。同時，不允許由閥塊和管道泄漏在油箱蓋上的液壓油流回油箱。油箱上的清洗孔，應(yīng)最大限度的易于清掃液壓油箱內(nèi)的各個角落和取出箱內(nèi)的元件。為了便于排放污油，液壓油箱底部做成斜式箱底，并將放油塞安裝在最低處。（5) 液壓油箱內(nèi)的液面高度應(yīng)便于觀察，應(yīng)在油箱的側(cè)面安裝液位指示計，指示最高、最低液位。可選帶溫度計的液位液溫計。（6) 起吊裝置為便于拆裝、移動，液壓油箱上設(shè)置吊環(huán)螺釘、吊耳環(huán)或吊鉤。（7) 液壓油箱的防銹為防止液壓油箱內(nèi)部生銹應(yīng)在油箱內(nèi)壁涂耐油防銹涂料。 油箱容積計算油箱的有效容量一般為泵每分鐘流量的3—7倍。對于行走機械，冷卻效果比較好的設(shè)備，—；對于固定設(shè)備，空間面積不受限制的設(shè)備，則應(yīng)采用較大的容量。如冶金機械液壓系統(tǒng)的油箱容量通常取為每分鐘流量的7—10倍，鍛壓機械的油箱容量通常取為每分鐘流量的6—12倍。油箱中的油液溫度一般推薦30℃—50℃，最高不應(yīng)超過65℃，最低不低于15℃。對于工具機及其它固定裝置，工作溫度允許在40—55℃。行走機械，工作溫度允許達65℃。在特殊情況下可達80℃。對于高壓系統(tǒng)，為了減少漏油，最好不超過50℃[22]。油箱容量的經(jīng)驗公式為式中 ——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（） ——經(jīng)驗系數(shù)，見表51表 51系統(tǒng)類型行走機械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓機械冶金機械a1~22~45~76~1210本系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，取，則按液壓泵站的油箱公稱容量系列(JB/T79381999)，本系統(tǒng)取油箱容量為315L。液壓油箱的油箱容積確定后，需要設(shè)計油箱的外形尺寸，一般比例為1：1：1—1：2：3。為了提高冷卻率在安裝位置不受限制時，可將液壓油箱的容量適當增大。根據(jù)上述計算，設(shè)計本液壓泵站泵站油箱尺寸為：長：1212mm；寬：662mm；高：667mm。按液壓泵站的油箱公稱容量系列(JB/T79381999)，本系統(tǒng)取油箱容量為500L。 管路的設(shè)計 管路是液壓系統(tǒng)中液壓元件之間傳送液體的各種管道的總稱。管接頭用于管道之間的連接，以及管道與液壓元件之間的連接。為保證液壓系統(tǒng)工作可靠，管路與管接頭應(yīng)有足夠的強度，良好的密封，壓力損失要小，拆裝方便。 管路內(nèi)徑管路內(nèi)徑的大小取決于管路的種類及管內(nèi)流速的大小。在流量一定的情況下，內(nèi)徑小則流速高，壓力損失大，容易產(chǎn)生噪聲；內(nèi)徑大則難于安裝，所占空間大，重量大。管路內(nèi)徑一般由下式確定： 式中 ——液體流量（）； ——流速（）。由流體力學(xué)知道，提高流速會使壓力損失增大，減小流速勢必增加管道內(nèi)徑及附件的體積和重量，同時流速與液壓沖擊密切相關(guān)，流速增大，則沖擊壓力增大。另外，管內(nèi)液流速度與元件、回路的正常工作也有密切關(guān)系，如液壓泵吸油管路上的壓力降即流速就不能太大，否則會造成泵的氣穴現(xiàn)象，回油壓力損失過大，會造成高的背壓，影響元件的正常工作性能。因此在設(shè)計系統(tǒng)管路時要限制流速。系統(tǒng)管路的推薦流速值：吸油管路取 V≤—1m/s；壓油管路取V≤—5m/s；回油管路取V≤—3m/s。取吸油管路油液流速為2 m/s，壓油管路流速為6 m/s，回油管路為2 m/s。 管接頭的選擇本系統(tǒng)中無縫鋼管管道之間的連接以及管道與液壓元件之間的連接擬定選用焊接式管接頭。焊接式管接頭利用焊接式管子進行密封，結(jié)構(gòu)先進，性能良好，重量輕，體積小，使用方便，廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中。，要求管子尺寸精度高，需要冷拔鋼管。適用于油、氣及一般腐蝕性介質(zhì)的管路系統(tǒng)。 管路布置管子應(yīng)有彎，兩個固定元件中間的一段直管子是不可取的，因為熱變形會引起漏油或損壞。如果一個液壓系統(tǒng)由幾個獨立的部分(如泵站、閥架、蓄能器架之類)組成，則置每部分內(nèi)部的管路引到該部分的一個側(cè)面隔墻板或塊上結(jié)束(圖4—28)，對外連接的各油口或接頭應(yīng)有與回路圖上一致的標記，各油口之間要留出足夠的間距以便能單獨裝拆每根外部接管。管路布置要橫平豎直，整齊美觀。管路不能妨礙液壓元件和設(shè)備部件的調(diào)整、修理和更換，不能妨礙設(shè)備的運行，不能妨礙人員通道、維修區(qū)、操作者活動區(qū)的暢通。管路要能單獨拆除而不打擾其他管路或元件。管路的布置、支撐和防護要把管路被損壞的可能性減至最小。管路應(yīng)有充分的支撐，對于直管段，外徑小于20的管子的支撐間距應(yīng)不大于1M，外徑在20~40之間者不大于2M，外徑大于40者不大于3M。彎管的兩端及接軟管的硬管端也應(yīng)設(shè)支撐。支撐處用卡箍或管夾將管路固定，并襯以適當?shù)臏p振材料。部件之間的管路，最好采用明管以便于檢修。釆用敷設(shè)在地溝堅的暗管時，地溝要有足夠的尺寸。管路在溝壁垂直排列時，地溝橫向空隙在單壁布管時至少為800mm，在雙壁布管時至少為1200mm。管路在溝底水平排列寸，地溝深度不應(yīng)超過400mm。管路與法蘭之間應(yīng)采用對焊，焊縫要焊透，然后把內(nèi)表面打磨干凈。如用插焊，則內(nèi)面角焊縫也要滿焊，與油液接觸處無法清理的縫隙；內(nèi)表面無法打磨處不得有焊縫。管路上要留出測壓口、取樣口、放氣口，并妥為保護。 泵站的繪制根據(jù)油箱的計算，設(shè)計出合適的油箱。根據(jù)管路的計算，選擇合適的無縫鋼管和管接頭。再把選好的液壓輔件裝配到油箱上，最后與泵連接，完成泵站的裝配圖繪制。泵站的三維立體圖如圖51所示；主視圖如圖52所示； 圖51三維立體