【文章內(nèi)容簡介】 B92B 理論排量 ，額定壓力 7MPA ，輸出流量，驅(qū)動功率 ，最高轉(zhuǎn)速 2021n/min 最低轉(zhuǎn)速 600r/min 額定轉(zhuǎn)速1000r/min， 計算葉片泵所需要的功率： 取葉片泵的容積效率為 ，則總效率為 ??? = 1 油箱 2 空氣過濾器 3 液壓泵 4 三位四通換向閥 5 順序閥 6 液壓缸 7 壓力繼電器 8 調(diào)速閥 9 單向閥 10 可調(diào)節(jié)流閥 11 液壓馬達 12 溢流閥 風(fēng)機外罩清洗裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計及仿真 12 所以可以計算出驅(qū)動該泵所需要的功率為： P= ?/pq =?81/= （ 25） 電機的型號選擇： Y25M4 額定功率 711kw 轉(zhuǎn)速 7401350r/min 液壓元件選擇 1）選擇控制閥： 選擇三位四通電磁閥： 因為整個系統(tǒng)的工作壓力不高，流量一般，系統(tǒng)頻繁換向，同事為了盡量減少閥的使用數(shù)量，所以直接用電 磁閥切換液流的方向。 查《機械設(shè)計手冊》，選用 4WE10ME16BB 額定流量為 100L/min，工作壓力 2）確定油箱及其附件 為簡便，降低成本，同事該系統(tǒng)對液壓油清潔的程度要求不是很高，所以采用開式油箱，箱內(nèi)液體和大氣相通，為防止油液被污染，油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼做注油口用。 3) 選擇空氣濾清器： 選用 PAF 型空氣濾清器，因為該型空氣過濾和加油過濾及進排氣單向閥一體結(jié)構(gòu)，既簡單又利于油的凈化。本系統(tǒng)采用 型空氣過濾器，因為系統(tǒng)對液壓油精度要求不高，過濾精度為 20 微米。所以選擇該型空氣濾清器。 確定油箱容量： 油箱的有效容量一般是泵的每分鐘流量的 37倍，取油箱容量是泵每分鐘流量的 4倍，所以初步確定油箱的容量為： V=4?81=324L 查《機械設(shè)計手冊》，選擇油箱型號： AB40010250AN13ES 4)選擇溢流閥： 因為溢流閥是確定系統(tǒng)最高壓力，所以溢流閥 的調(diào)整壓力為： P=?= 取 查《機械設(shè)計手冊》，溢流閥的型號選擇： BT0332 最大調(diào)整壓力 25MPA，最大流量 100L/min 5）選擇平衡閥： 平衡閥的調(diào)整壓力應(yīng)該能承受刷頭的重量，所以，調(diào)整壓力為： P=G/A2=?102MPA 查《機械設(shè)計手冊》，平衡閥的型號選擇： FD16PA10/B00 6）選擇調(diào)速閥 2FRM 型調(diào)速閥是二通流量控制閥，有減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)組成，由于減壓閥對節(jié)流閥進行了壓力補償，所以調(diào)速閥的流量不受負載變化的影響，保持穩(wěn)定，同事節(jié)流窗口設(shè)計成薄刃狀，流量受溫度變化很小，調(diào)速閥與單向閥并聯(lián)時，油流能反響回流。查《機安徽工 程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 械設(shè)計手冊》，選擇型號： 2FRM16100，工作壓力 ，開啟壓力 ，流量100L/min。 7）節(jié)流閥 返回時，液壓缸所需要的流量為 ，壓力為， 查《機械設(shè)計手冊》，選擇的調(diào)速閥的型號為： SRCT0650，通徑 20mm 額定流量 85L/min 最小穩(wěn)定流量 ，最高工作壓力 25MPA。 8）選擇單向閥： C 型單向閥在所設(shè)定的開啟壓力下使用，可控制油液單方向流動，完全阻止油液的反方向流動，查《機械設(shè)計手冊》選擇閥的型號： CIT060450 該閥是直通管式單向閥，通徑 20mm，開啟壓力 ，最高使用壓力 25MPA，額定流量 85L/min 9）選擇順序閥： 該閥利用油路本身壓力來控制液壓缸或馬達的先后動作順序，以實現(xiàn)油路 系統(tǒng)的自動控制，改變控制油和泄露油的連接方式，該閥還可作為卸荷閥和背壓閥使用。查《機械設(shè)計手冊》，選擇的順序閥型號為： DZ1013021M 最高調(diào)定壓力 21MPA，流量約為150L/min。 10）選擇壓力繼電器： 壓力繼電器是將某一定值的液體壓力型號轉(zhuǎn)為電氣信號的元件， HED2 型壓力繼電器為單點彈簧管式結(jié)構(gòu)，彈簧管在壓力油作用下產(chǎn)生形變，通過杠桿壓下微動開關(guān)，發(fā)出電信號，一實現(xiàn)回路的自動程序控制和安全保護。查《機械設(shè)計手冊》，選用型號： 額定壓力 ， 最高工作壓力 7MPA，切換頻率 30 次 /min 11）選擇濾油器： 查《機械設(shè)計手冊》，選擇 XU100?200B，該型號過濾器流量為 100L/min，額定壓力 ，過濾精度 200um，初始壓降 12）選擇管道： 系統(tǒng)上一般的管道的通徑按所連接的元件的通徑來選取，先只計算系統(tǒng)泵出口處的管子。 因為在金屬管路內(nèi)油液流速的推薦值為： smv / ?? 取管內(nèi)許用流速為 5m/s，管子的內(nèi)徑為： vQd /? =14mm，所以，取 d=20 （ 26） 確定管子壁厚： 公式 ?? 2/pd? （ 27) 鋼管的材料選為 20鋼，所以 ? b值為 420MPA， ? p=? b/8= 所以 ?? 2/pd? = 所以壁厚取 2mm 風(fēng)機外罩清洗裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計及仿真 14 13）選擇液壓馬達 ： 液壓馬達要求的轉(zhuǎn)速為 1000/ 系統(tǒng)壓力為 4MPA，查《機械設(shè)計手冊》，所以選擇液壓馬達型號為 YMA19B,理論排量為 額定壓力 ，輸出轉(zhuǎn)矩 液壓系統(tǒng)性能驗算 液壓系統(tǒng)壓力損失計算 快進 工進 快退 流入液壓缸流量 Q1=V1(A1A2） = 84 Q1= Q1=q= 流出液壓缸流量 Q2=Q1A2/A1= Q2=Q1A2/A1= Q2=Q1A2/A1= 速度 V=q/(A1A2)= V=q/A1= V=q1/A2= 時間 T= T= 表 2 3液壓缸實際快進，快退階段的運動速度，時間及流量 進回油路的管道直徑按所選元件的通徑確定為 d= 20mm ,長度定為 l= 2 ,油液的運動粘度去 ? = 101? 4m2/s，油液的密度取 ? =?103kg/m3。 1）判斷斷流 由以上計算結(jié)果知在快退時回油量 Q最大，由此可知，此時的雷諾數(shù)最大即： ?? ?dqR π/4e 820 （ 28） 因為雷諾數(shù)小雨臨界雷諾數(shù) 2021，故可知，各工況下的進回油路中的油液的流態(tài)均為層流。 2）計算液壓系統(tǒng)的壓力損失 快上時，油液在管道中的流速： V=q/A= 阻力損失系數(shù) ? = ?/vd = （ 29） 如果取進回油管路的長度為 2米，則進油路沿程壓力損失計算公式為： dvRdlv ???? e/752/p ?? 2/2d= （ 210） 對管路的局部要損失，在管路結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，可按經(jīng)驗公式計算： 安徽工 程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 p? 2= p? = （ 211） 3） 局部壓力損失計算： 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭壓力損失及通過調(diào)速閥的局部壓力損失，前者一般取沿程壓力損失的 ，后者與通過閥的流量有關(guān)，設(shè)調(diào)速閥的額定流量為 q n. 額定壓力損失為 p? n，當通過調(diào)速閥 的流量為 42L/min 時，調(diào)速閥的壓力損失 p? 為： p? 3= p? n （ q/q n） 2= （ 212） 回油路上的流量 q=q1A1/A2=42?，則： V=q/A=則回油路的沿程壓力損失為： dvRdlv ???? e/752/p ?? ? 總的壓力損失為 P? =+++= 快下時油液在油管中的流速： V=q/A=所以 ?/vd =220，阻力損失系數(shù) ? = ?/vd =75/220= 則進油路上的壓力損失為： dvRdlv ???? e/752/p ?? = 局部壓力損失： 管道安裝和管接頭部分壓力損失： p? 2= p? = 調(diào)速閥的壓力損失： p? 3= p? n （ q/q n） 2= 回油路上的沿程壓力損失： q=q2A2/A1=11L/min V=q/A= dvRdlv ???? e/752/p ?? = 總的壓力損失為： P? =+++= 根據(jù)計算結(jié)果取壓 力損失為 . 液壓系統(tǒng)效率計算 在一個工作循環(huán)周期中，主要的動作過程是馬達的轉(zhuǎn)動清洗過程，因此可以用這一階段的效率來代替整個工作循環(huán)系統(tǒng)的效率。 風(fēng)機外罩清洗裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計及仿真 16 1) 計算回路效率公式： ? = pmqm/pb qb = （ 213） 2)計算液壓系統(tǒng)效率： 取葉片泵的效率為 ，液壓缸的效率為 ，則計算公式為： ? =? v? c? m= （ 214） 3)液壓系統(tǒng) 發(fā)熱和溫升計算： 液壓系統(tǒng)發(fā)熱和溫升計算域液壓系統(tǒng)效率計算相同，也用馬達運轉(zhuǎn)過程代表整個工作循環(huán)。 首先，計算液壓泵的輸入功率： Pi=Pp/? p=101L/min （ 215） 然后，計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量： Q=Pi(1? ） = （ 216） 最后，計算液壓系統(tǒng)的油液溫升： ? T=Q/KA=℃ （ 217） 取傳熱系數(shù) K=15W 油箱散熱面積按近似公式 A= VV3 計算。 計算結(jié)果系統(tǒng)溫升很小，符合要求。 安徽工 程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第 3 章液壓缸的設(shè)計和計算 缸筒的設(shè)計 缸筒結(jié)構(gòu) 常用的缸桶結(jié)構(gòu)有八種，根據(jù)本次設(shè)計的液壓缸工作環(huán)境和負載情況，選定法蘭連接，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，容易加工，缺點是外徑較大。 缸筒材料的選定 對缸筒的要求有以下四點： a 有足夠的強度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài) 試驗壓力而不至于產(chǎn)生永久性的變形 b 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不至于產(chǎn)生彎曲 c 內(nèi)表面與活塞密封件 及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而磨損少。尺寸公差等級和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。 d 需要焊接的缸筒還有球有良好的可焊性，一邊的焊上法蘭或者管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過大的變形 . 普通鋼筒的一般選用 35號鋼。 總之，缸筒是液壓缸的主要零件，它與其他零件構(gòu)成密封，用以容納壓力油，同時它還是活塞的運動導(dǎo)軌，因此要正確確定其各部分的尺寸。 確定缸桶厚度 ??? 0+缸桶外徑公差余量 +腐蝕余量 （ ? 0為材料強度要求的最小值） 設(shè) D/? = 用公式計算： ? 0 ? PmaxD/(? 3Pmax) （ 31） 其中 p是缸桶最高工作壓力， ? 是材料許用應(yīng)力，計算結(jié)果得： 15mm 在考慮公差余量和腐蝕余量后，當液壓缸內(nèi)徑 125mm 時，按標準選液壓缸外徑為155mm 計算缸桶底部厚度 : 設(shè)缸桶底部為平底，則 ? ? ?/p (DS 計算厚度的外直徑） （ 32） 計算結(jié)果： 13mm 考慮腐蝕等因素后，取底部厚度為： 20mm 液壓缸壁厚校核： 缸桶壁厚校核時分薄壁和厚壁兩種情況，該缸 D/? ? 10，屬于厚壁，