【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 11濾油器XU—802008012壓力表開關(guān)—K—6B———13單向閥70I—100B10014壓力繼電器—PF—B8L—14— 注：以上元件除液壓泵、濾油器外，均為板式連接。 確定管道尺寸 由于本系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，油管內(nèi)通油量較大，其實(shí)際流量 qv ≈24 L／min(103m3／s),取允許流速u=／s,則主壓力油管d用下式計(jì)算 d=圓整化，取d=12mm。 油管壁厚一般不需計(jì)算，根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳動(dòng)手冊(cè)的有關(guān)表格得管的壁厚δ。 選用14mm12mm冷拔無縫鋼管。其它油管按元件連接口尺寸決定尺寸，測(cè)壓管選用4mm3mm紫銅管或鋁管。管接頭選用卡套式管接頭，其規(guī)格按油管通徑選取。確定油箱容量 中壓系統(tǒng)油箱的容量，一般取液壓泵公稱流量的5～7倍 V=7 =730L=210L7 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 由于有同類型液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考，故一般不必驗(yàn)算壓力損失值。下面以工進(jìn)時(shí)的管路壓力損失為例計(jì)算如下：已知：進(jìn)油管、回油管長(zhǎng)約為l=，油管內(nèi)徑d=103m，通過流量 = L／min（103m3／s），選用L－HM32全損耗系統(tǒng)用油，考慮最低溫度為15℃，v=㎝2／s。 判斷油流類型 利用下式計(jì)算出雷諾數(shù) Re=104／=103104／103/≈662000為層流。 沿程壓力損失∑△P1 利用公式分別算出進(jìn)、回油壓力損失，然后相加即得到總的沿程損失。 進(jìn)油路上△P1=／d4=1012103／124Pa=105Pa 回油路上，其流量qv= L／min（103m3／s）（差動(dòng)液壓缸A1≈2A2）,壓力損失為△P1=／d4=1012103／124Pa=105Pa由于是差動(dòng)液壓缸，且A1≈2A2，故回油路的損失只有一半折合到進(jìn)油腔，所以工進(jìn)時(shí)總的沿程損失為 ∑△P1=（+）105Pa=105Pa 局部壓力損失∑△P2 在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失?pζ常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算各工況下的閥類元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計(jì)算其中的Dpn由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值查表可列出。滑臺(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下：1．快進(jìn)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥電液換向閥2，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥3進(jìn)入無桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失分別為在回油路上，壓力損失分別為將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失2．工進(jìn)滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無桿腔。在回油路上，油液通過電液換向閥背壓閥8和大流量泵的卸荷油液一起經(jīng)液控順序閥7返回油箱。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為此值略小于估計(jì)值。在回油路上總的壓力損失為該值即為液壓缸的回油腔壓力p2=，可見此值與初算時(shí)參考表4選取的背壓值基本相符。按表7的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為此略高于表7數(shù)值?？紤]到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Dpe=，則小流量泵的工作壓力為此值與估算值基本相符，是調(diào)整溢流閥10的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。3．快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥電液換向閥2進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥電液換向閥2和單向閥13返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上總的壓力損失為此值與表7的數(shù)值基本相符，故不必重算。大流量泵的工作壓力為此值是調(diào)整液控順序閥7的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算 本機(jī)床的工作時(shí)間主要是工進(jìn)工況，為簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱，故按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。 液壓泵的輸入功率 工進(jìn)時(shí)小流量泵的壓力Pp1=54105Pa，流量qvp1=12L／min (103m3／s)小流量泵的功率為 P1= Pp1qvp1／ηp=54102／=1440W式中 ηp——液壓泵的總效率。工進(jìn)時(shí)大流量泵卸荷，順序閥的壓力損失△P=105Pa，即大流量泵的工作壓力Pp2=105Pa，流量qvp2=18L／min (103m3／s)大流量泵的功率P2為 P2= Pp2qvp2／ηp=102／=60W故雙聯(lián)泵的合計(jì)輸出功率Pi為 Pi= P1+ P2=1440+60W=2040W 有效功率 工進(jìn)時(shí)，液壓缸的負(fù)載F=32744N，取工進(jìn)速度v=103m／s輸出功率P0為 P0=Fv=32744=27W 系統(tǒng)發(fā)熱功率Ph 系統(tǒng)總的發(fā)熱功率Ph為 Ph= P i－P0=2013W 散熱面積 油箱容積V=210L，油箱近似散熱面積A為 A= 油液溫升△t 假定采用風(fēng)冷，取油箱的傳熱系數(shù)K t =23W／(㎡.℃),可得油液溫升為△ t= Ph／∑K t A=1198／（23）℃=℃ 設(shè)夏天的室溫為30℃，則油溫為（30+）℃=℃，沒有超過最高允許油溫（50～65℃）。8 液壓系統(tǒng)最新發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外液壓系統(tǒng)的發(fā)展工程機(jī)械主要配套件有動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動(dòng)力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱柴油機(jī))；傳動(dòng)分機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、靜液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動(dòng)及靜液壓傳動(dòng)。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等。靜液壓傳動(dòng)有多種結(jié)構(gòu)形式，有的有傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋，有的沒有，視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵(主要是變量泵)、馬達(dá)(變量與定量)，以及相應(yīng)的減速機(jī)等；電氣元件以前對(duì)工程機(jī)械的影響還并不大，最早的工程機(jī)械電氣系統(tǒng)，主要是起動(dòng)電路及照明電路，系統(tǒng)及元件都非常簡(jiǎn)單，起動(dòng)可以用拖起動(dòng)，白天干活不用照明，因此，這兩個(gè)電路系統(tǒng)出了故障也能勉強(qiáng)維持工作。但工程機(jī)械發(fā)展到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，可以說今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、電器元件目前也是工程機(jī)械最關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元件外，還有各種傳感器，各種控制元件及微處理機(jī)等等。下面就國(guó)際上這些工程機(jī)械主要配套件的基本情況及發(fā)展趨勢(shì)談?wù)効捶?。目前?guó)外工程機(jī)械主要配套件大多數(shù)都生產(chǎn)歷史悠久，技術(shù)成熟、供應(yīng)充足，生產(chǎn)集中度高，品牌效應(yīng)突出。配套件的發(fā)展隨主機(jī)的發(fā)展而發(fā)展，同時(shí)配套件自身的發(fā)展反過來又促進(jìn)主機(jī)的發(fā)展。目前國(guó)外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢(shì)好過主機(jī)的發(fā)展形勢(shì)。目前國(guó)外工程機(jī)械配套件的發(fā)展形勢(shì)比較好。近些年來國(guó)外工程機(jī)械有一種發(fā)展趨勢(shì)，主機(jī)制造企業(yè)逐步向組裝企業(yè)方向發(fā)展，配套件逐步由供應(yīng)商來提供。比如世界上實(shí)力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)美國(guó)的卡特彼勒(Caterpillar)、凱斯(Case)、日本的小松(Komatsu)、瑞典的沃爾沃(Volvo)等世界上這些大型的工程機(jī)械主機(jī)制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，它們的配套件外配的數(shù)量也是在逐年大幅度地增長(zhǎng)，一些中小工程機(jī)械企業(yè)就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企業(yè)來提供。這樣做有幾大好處，主機(jī)企業(yè)可集中精力把自己的主機(jī)產(chǎn)品作好，減少配套件完全由主機(jī)企業(yè)自己來承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)，而配套件企業(yè)作得更強(qiáng)更大，有能力迅速提高配套件的質(zhì)量、技術(shù)水平，同時(shí)能為主機(jī)企業(yè)提供更多的新產(chǎn)品，這樣更容易促進(jìn)主機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展。國(guó)外工程機(jī)械主機(jī)企業(yè)從1988年達(dá)850億美元的銷售額以來，基本上沒有多大變化，而相反這些年來配套件從150億美元，增長(zhǎng)到1000億美元，增幅是相當(dāng)大的。因此，國(guó)外工程機(jī)械配套件這些年來得到了快速發(fā)展。國(guó)外工程機(jī)械配套件生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、 品種齊全，完全能滿足各種工程機(jī)械的配套需求國(guó)外許多工程機(jī)械主要配套件企業(yè)都有50年，甚至100年以上的發(fā)展歷史，企業(yè)的規(guī)模都相對(duì)較大，技術(shù)十分成熟，品種也非常齊全，幾乎應(yīng)有盡有。比如目前世界上生產(chǎn)密封件及減振器最大的企業(yè)，德國(guó)的弗羅伊登貝克(Freudenberg)公司，成立于1849年，生產(chǎn)密封件及減振器已有100多年歷史，其品種應(yīng)有盡有，從技術(shù)上、品種上完全能滿足液壓行業(yè)對(duì)密封件及密封技術(shù)的要求。同時(shí)還不斷推出新的密封材料及新的密封結(jié)構(gòu)，推動(dòng)液壓密封技術(shù)不斷向更高技術(shù)水平發(fā)展。目前世界上最大的中大型發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)，美國(guó)的康明斯(Cummins)發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司，成立于1919年，也幾乎有近100年的歷史。(50馬力)以上的柴油機(jī)可以全方位為各種工程機(jī)械，甚至所有需要柴油機(jī)動(dòng)力的各種機(jī)械配套，在技術(shù)上可以完全滿足最苛刻的歐II、歐III排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以達(dá)到歐IV、歐V排放標(biāo)準(zhǔn)。