【文章內(nèi)容簡介】 注釋：1——電動機(jī)2——過濾器3——柱塞變量泵4——調(diào)壓閥5——溢流閥6——換向閥7——壓力表開關(guān)8——壓力表9——支撐閥10——液壓缸11——油箱流量原理圖說明：電動機(jī)1帶動柱塞變量泵3向主油路供油，可以通過溢流閥5和調(diào)壓閥4對液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓，使壓力表8的值到系統(tǒng)需要的壓力，利用換向閥6進(jìn)行換向。如果處于中間位置，系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)；如果左端通電，液壓缸將下降運動，完成工藝中的快進(jìn)和工進(jìn)兩種工藝；如果右端通電，液壓缸將上升動作，完成工藝中的快退。第7章 液壓元件和液壓油的選擇 液壓泵的選擇液壓泵是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換元件。在設(shè)計液壓傳動中，液壓泵作為動力元件向液壓系統(tǒng)提供液壓能。液壓泵工作的基礎(chǔ)條件是：1. 必須具備一個密封油腔，而且密閉油腔的容積在運轉(zhuǎn)過程中應(yīng)不斷變化。2. 泵的吸油是靠彈簧克服摩擦力的阻力、推力推動活塞下移而實現(xiàn)的，這樣的泵具有自吸能力。液壓泵的最大工作壓力，由下式確定：≥+ （7—1）式中 ——液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力（MPa）——由液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)進(jìn)口之間的管路沿程阻力損失和局部阻力損失之和。這些阻力損失只有在液壓元件選定后，并繪出管路布置圖才能計算。在初算時按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵危魉俨淮蟮娜?—；管路復(fù)雜，流速較大的取=—1MPa。該系統(tǒng)取=由公式（5—11）得：=+=21MPa；；當(dāng)多液壓缸（或馬達(dá)）同時動作時，液壓泵的流量要大于同時動作的幾個液壓缸（或馬達(dá)）所需的最大流量。并應(yīng)考慮到系統(tǒng)的漏損和液壓泵磨損后容積效率的下降。即有下式計算液壓泵的流量公式：≥（∑） （m/s） （7—2）式中 ——系統(tǒng)泄漏系數(shù)?！?。大流量取小值，小流量取大值。該系統(tǒng)取=（∑）——同時動作的液壓缸（或馬達(dá)）的最大流量（m/s）；可以從Q—t圖上查得。對于工作過程始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，在確定流量時，尚需加上溢流閥的最小流量，10 m/s由Q—t圖得到液壓缸所需最大流量∑156L/min；由公式（7—2）得：≥156=172L/min；此液壓系統(tǒng)采用液壓變 轉(zhuǎn)速為1500r/min；排量公式：=/1500 （7—3）由公式（7—3）得：=172/1500=；按已算出的最大工作壓力和流量，得出液壓泵的額定壓力=（1+25%）=。查閱文獻(xiàn)[9]，選則液壓泵的型號為SCY14—1B；排量160ml/r；轉(zhuǎn)速1500r；額定壓力32MP；額定流量得：1601500/1000=240L/min，這里選250 L/min；由于本機(jī)器采用閉合式液壓系統(tǒng)，壓力損失很小，可以忽略不記。這一點可以在后邊的系統(tǒng)驗算中得到準(zhǔn)確的驗證。所以液壓泵的輸出功率用下式計算：= （7—4）式中 ——液壓泵的輸出功率（kw）——液壓缸壓力（MPa）——液壓泵的流量（m/s）一、液壓缸處于啟動時由160SCY141B型號液壓泵的壓力、流量曲線圖可得：=,所以由公式（7—4），得：=（） =（10/）=（w）二、液壓缸壓力達(dá)到最大值時（即到達(dá)系統(tǒng)最高壓力時）由160SCY141B型號液壓泵的壓力、流量曲線圖可得：=,所以由公式（7—4），得：=321010=三、液壓缸處于快退時由160SCY141B型號液壓泵的壓力、流量曲線圖可得:= m3/s,所以由公式（7—4），得：=1010=因此，選出液壓泵的最大輸出功率=。 電動機(jī)的選擇 電動機(jī)分交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩種，如無特殊說明時，一般選擇交流。選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形成應(yīng)根據(jù)電源種類（交流或直流），工作條件（環(huán)境、溫度、空間、位置等，載荷的大小和性質(zhì)的變化，過載情況等），啟動性能和啟動、制動正反轉(zhuǎn)的頻率程度等條件來選擇。Y系列三相籠式異步電動機(jī)是一般用途的的全封閉式鼠籠三相異步電動機(jī)。由于結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，因此本設(shè)計選用此電動機(jī)。根據(jù)所求得到的液壓泵的功率，對電動機(jī)進(jìn)行選擇，根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]本設(shè)計可選電動機(jī)Y160M—4，其額定功率為11kw，轉(zhuǎn)速為1460r/min。 控制閥的選擇選擇控制閥應(yīng)按額定壓力、最大流量、動作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命來選擇。1. 應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，一般不使用自行設(shè)計專用的控制閥。 2. 一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實際通過的流量大一些。必要時允許通過閥的最大流量超過其額定流量的20%。3. 應(yīng)注意差動液壓缸由于面積差形成不同回油量對控制閥正常工作的影響。方向控制閥主要有手動換向閥，機(jī)動換向閥，電磁換向閥等幾種形式。由前面所分析，本課題設(shè)計的機(jī)器所用的換向閥為手動換向閥。手動換向閥是利用手動桿來操控的方向控制閥。該閥根據(jù)定位方式的不同，有彈簧復(fù)位式和鋼球定位式兩種結(jié)構(gòu)。對手動控制閥的操作是通過桿機(jī)構(gòu)在遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)的。由于以上分析可得選用三位四通手動換向閥。液壓機(jī)在不同工作狀態(tài)下要求換向閥處于中位。主要參數(shù)如下：閥芯的最大位移量是36mm，取中間為中位，那么6＜＜6時閥芯處于中位，當(dāng)＞6時，閥芯處于閥體左端，換向閥處于左端，液壓缸下降運動，完成快進(jìn)和工進(jìn)工藝。當(dāng)＜6時，閥芯處于閥體右端，換向閥處于右端，液壓缸上升運動，完成快退工藝。即閥芯的左右位置為177。18mm。由于本液壓系統(tǒng)中要的是三個位置的換向閥，在這里簡單介紹下三位四通換向閥的功能。1. 三位四通換向閥處于中位，各油口封閉，該液壓泵處于卸荷狀態(tài)。2. 三位四通換向閥處于左端，油口P與A之間相連，B與O之間相連，液壓缸下降動作，完成快進(jìn)和工進(jìn)兩種工藝。3. 三位四通換向閥處于右端，油口P與B之間相連，A與O之間相連，液壓缸上升動作，完成快退工藝。如圖7—1。圖7—1 三位四通手動換向閥參考同類機(jī)械的選擇，查閱參考文獻(xiàn)[9]，選擇換向閥的型號為：4S—H。 管道（導(dǎo)管）的選擇 選擇管道的主要內(nèi)容是根據(jù)壓力損失，發(fā)熱量和液壓沖擊，合理確定管道內(nèi)徑、壁厚和材料。在液壓傳動中常用的管子有鋼管、鐵管、膠管、尼龍管和塑料管等，該設(shè)計管道選擇45號無縫鋼管。 管道內(nèi)徑的確定由流體力學(xué)可知，當(dāng)通過管道的油液流量Q一定時，管道內(nèi)徑?jīng)Q定管道截面的油液平均流速v；即：≥1130 （7—5）式中 ——液體最大流量 m/s ——管道內(nèi)液流平均流速m/s； 慣用流速：對吸油管≤1—2m/s（一般取1m/s以下）；對于壓油管≤3—6m/s；對于回流管≤—當(dāng)對吸油管道時，吸油管平均流速在此取=；由公式（7—5）得：d=1130=41mm根據(jù)文獻(xiàn)[4]—12取=50mm；當(dāng)對壓油管道時，吸油管平均流速在此取=4m/s；由公式（7—5）得：=1130=29mm根據(jù)文獻(xiàn)[4]—12取=32mm；當(dāng)對回油管道時，吸油管平均流速在此取=2m/s；油管平均流量在此取=/2；由公式（7—5）得：=1130=29mm根據(jù)文獻(xiàn)[4]—12取=32mm； 管道壁厚的計算管壁厚度計算公式： ≥/2[]= （7—6）式中 ——管道壁厚（m） ——管道承受的最高工作壓力（MPa） ——管道內(nèi)徑（m） []——管道材料的抗拉許用應(yīng)力（MPa） ——材料的抗拉強(qiáng)度（MPa），在此取=600MPa ——安全系數(shù)，它需要考慮管道徑向尺寸的誤差與形變，管道內(nèi)徑的壓力脈動，液壓沖擊，管道的材料質(zhì)量及工作壓力的周期變化等不安全因素。故一般規(guī)定=4—8。液壓震動，壓力沖擊大取大值；液壓震動，壓力沖擊小取小值。本設(shè)計取=4。 []=/ （7—7） =600/4=150MPa；當(dāng)對吸油管時由公式（7—6）得：=（2150）（2150）=計算出值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列值，查文獻(xiàn)[4]—12得=。外徑管=50+2=63mm。查閱文獻(xiàn)[4]得管=63mm。當(dāng)對壓油管時由公式（7—6）得：=（2132）（2150）=計算出的值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列值，查文獻(xiàn)[4]—12得=5mm。外徑管=32+25=42vmm 。查閱文獻(xiàn)[4]得管=42mm。當(dāng)對回油管時由公式（7—6）得 ：=（32）（2150）=計算出的值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列值，查文獻(xiàn)[4]—12得=5mm。外徑管=32+25=42mm 。查閱文獻(xiàn)[4]得管=42mm。 確定油箱的容量油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油外，還起著散熱分離油液中的氣泡，沉淀雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計等。油箱的設(shè)計要點： 1. 油箱必須有足夠大的容積。2. 吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。3. 吸油管和回