【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差?？紤]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。 液壓動(dòng)力源的分析與選擇液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。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。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。本設(shè)計(jì)采用節(jié)流調(diào)速，所以使用定量泵供油 液壓回路的分析、選擇與合成 1）選擇系統(tǒng)一般都必須設(shè)置的基本回路，包括調(diào)壓回路、向回路、卸荷回路及安全回路等。 2）根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載特性和特殊要求選擇基本回路，在本系統(tǒng)中考慮到安全的要求，設(shè)置了背壓回路，同時(shí)由于是兩個(gè)執(zhí)行元件先后動(dòng)作，且沒(méi)有順序聯(lián)動(dòng)關(guān)系，所以設(shè)置了互不干擾回路。 3）合成系統(tǒng) 選定液壓基本回路之后，配以輔助性回路，如控制油路，潤(rùn)滑油路、測(cè)壓油路等，可以組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。 在合成液壓系統(tǒng)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：防止油路間可能存在的相互干擾；系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，并將作用相同或者相近的回路合并，避免存在多余回路；系統(tǒng)要安全可靠，力求控制油路可靠；組成系統(tǒng)的元件要盡量少，并應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件；組成系統(tǒng)時(shí)還要考慮節(jié)省能源，提高效率減少發(fā)熱，防止液壓沖擊；測(cè)壓點(diǎn)分布合理等。 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：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）111－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)圖 31 液壓系統(tǒng)的原理圖 Hydraulic system diagram畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）124 液壓元件的計(jì)算和選擇液壓元件的計(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。選擇元件時(shí)應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件。 液壓泵的確定液壓泵的最大工作壓力： = ＋ （4－1）p1maxp??其中 ——液壓執(zhí)行元件最大工作壓力；1maxp ——液壓泵出口大執(zhí)行元件入口之間所有的沿程壓力損失和局部壓力??損失之和。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 ＝ ～；管路復(fù)雜而且管中流速較大或者有p調(diào)速元件時(shí)，取 ＝ ～。??由上述選取 ＝，然后帶入公式（41）計(jì)算得：??≥+＝在選擇泵的額定壓力時(shí)應(yīng)考慮到動(dòng)態(tài)過(guò)程和制造質(zhì)量等因素，要使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。一般泵的額定工作壓力應(yīng)比上述最大工作壓力高20％－60％，所有最后算得的液壓泵的額定壓力應(yīng)為： （1+）＝表 41 液壓泵的總效率液壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵總效率 ～ ～ ～ ～液壓泵的流量 按下式計(jì)算pq ＝K （4－2）pmax)q??式中 K——考慮系統(tǒng)泄漏和溢流閥保持最小溢流量的系數(shù)，一般取K＝～，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13——同時(shí)工作的執(zhí)行元件的最大總流量（ 3=）max)q?? ?本設(shè)計(jì)取泄漏系數(shù)為 ，所以： ＝ ＝由液壓元件產(chǎn)品樣本查得 CBNE312 齒輪泵滿足上述估算得到的壓力和流量要求：該泵的額定壓力為 16MPa，公稱排量 V＝12 mL/rev，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min。現(xiàn)取泵的容積效率 ＝，當(dāng)選用轉(zhuǎn)速 n＝1400 r/min 的驅(qū)動(dòng)電機(jī)v?時(shí)，泵的流量為： ＝Vnpqv ＝12 mL/rev1400r/min 310? ＝14L/min由前面的計(jì)算可知泵的最大功率出現(xiàn)在Ⅱ工位夾緊階段，現(xiàn)取泵的總效率為 ＝，則： ＝p?pNpq? ＝???? ＝840W選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y90S—4B5 型封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)滿足上述要求，其轉(zhuǎn)速為 1400r/min，額定功率為 。電動(dòng)機(jī)與泵之間采用連軸器聯(lián)結(jié)。根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，可計(jì)算出液壓缸在各個(gè)階段的實(shí)際進(jìn)出流量，運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間，從而為其他液壓元件的選擇及系統(tǒng)的性能計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。計(jì)算結(jié)果如下表所示：表 42Ⅰ工位夾緊缸的實(shí)際工況流量/ 1minL?A工作階段無(wú)桿腔 有桿腔速度/ 1ms?A時(shí)間 /s夾緊＝q出 12進(jìn) = ?＝＝1v2q進(jìn) 1LtV?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14 ==???????= =?? =3松開(kāi)=q進(jìn) 3P = 14 ==q出 進(jìn) 21A = ＝＝2v1q進(jìn) =?????? =12LtV? =?? ＝1表 43Ⅱ工位夾緊缸的實(shí)際工況流量/ 1minL?A工作階段無(wú)桿腔 有桿腔速度/ 1ms?A時(shí)間 /s夾緊 ＝ ＝q出 21進(jìn) = ? =＝1vq進(jìn)=??????=1LtV? =3250.?? =松開(kāi)=q進(jìn) 進(jìn) 12A =14 ＝=q出 p =14＝2vqA進(jìn) =???? =2LtV? =?? ＝上表中 ——油缸的工作腔面積；1A ——油缸回油腔面積；2 ——進(jìn)油缸流量；q進(jìn) ——出油缸流量；出畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15 ——油缸的運(yùn)動(dòng)速度；12,v ——油缸的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。t 閥類的選擇 選擇依據(jù)選擇依據(jù)為：額定壓力，最大流量，動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等。 選擇閥類元件應(yīng)注意的問(wèn)題1)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，除非不得已時(shí)才自行設(shè)計(jì)專用件；2)閥類元件的規(guī)格主要根據(jù)流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選取。選擇溢流閥時(shí)，應(yīng)按液壓泵的最大流量選取。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?A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 — — MF022 單向閥 14 40 25 CIT03A13 壓力繼電器 — — 25 — MJCS02BHH4 壓力表 — — 0～10 — W21/2100A15 壓力表開(kāi)關(guān) 14 21 10 — GCT026 疊加式溢流閥 14 35 25 MRF02PK1207 疊加式減壓閥 14 35 25 MPR02PK1028 疊加式單向閥 14 35 21 MPC02W05309 二位四通換向閥 80 25 D5023N2D210疊加式單向節(jié)流閥 35 21 MTC02WKI20畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1611 二位四通換向閥 14 80 25 D5023N2D212疊加式單向節(jié)流閥14 35 21 MTC02WKI2013 空氣濾清器 — — — — AB116214 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，按計(jì)算公式： d＝ 4q??（4－3）式中 q——通過(guò)油管的最大流量； V——油管中允許流速； d——油管內(nèi)徑。將數(shù)值代入公式（43）得Ⅰ工位夾緊液壓缸： ＝d無(wú)???? ＝畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17 ＝d有???? ＝Ⅱ工位夾緊液壓缸：＝d無(wú)34106???????? ＝ ＝d有34106???? ＝根據(jù) JB827－ 66，同時(shí)考慮到制作方便， Ⅰ工位夾緊液壓缸兩根油管同時(shí)選用 101（外徑 10mm，壁厚 1mm）的 10 號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管。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。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得管材的抗拉強(qiáng)度為 412MPa，由表 46 取安全系數(shù)為 8，按公式對(duì)管子的強(qiáng)度進(jìn)行校核： ≥ ?2bpdn?（4－4）式中 p——管內(nèi)最高工作壓力； d——油管內(nèi)徑； n——安全系數(shù)；——管材抗拉強(qiáng)度；b?——油管壁厚。?將數(shù)值代入公式（44）得：＝1mm≥ =?Ⅰ 2bpdn??? ＝畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18＝1mm≥ =?Ⅱ 2bpdn?????? ＝所以選的管子壁厚安全。其他油管，可直接按所連接的液壓元、輔件的接口尺寸決定其管徑的大小。 確定油箱容積油箱的作用是儲(chǔ)油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質(zhì)，逸出油中的氣體。其形式有開(kāi)式和閉式兩種：開(kāi)式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。開(kāi)式油箱應(yīng)用較多。油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）油箱應(yīng)有足夠的容積以滿足散熱，同時(shí)其容積應(yīng)保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時(shí)不滲出，油液液面不應(yīng)超過(guò)油箱高度的 80%；2）吸箱管和回油管的間距應(yīng)盡量大，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的2/3～3/4。吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的 3 倍。吸油管可安裝 100μm 左右的網(wǎng)式或線隙式過(guò)濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過(guò)濾器。回油管口要斜切45176。角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時(shí)也有利于散熱；3）油箱底部應(yīng)有適當(dāng)斜度，泄油口置于最低處，以便排油；4）注油器上應(yīng)裝濾網(wǎng)；5）油箱的箱壁應(yīng)涂耐油防銹涂料。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；——液壓泵的總額定流量 / ；pq1minL?? ——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)? ?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19=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。本設(shè)計(jì)取 =6，將數(shù)值代如公式（45）得：? V＝614 ＝84 L畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）205 估算液壓系統(tǒng)性能 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無(wú)法全面的計(jì)算，故只能先估算閥類元件的壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布置圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。在