【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成液壓控制裝置的設(shè)計(jì) 1）分解液壓系統(tǒng)并繪制集成塊單元回路圖 集成塊單元回路實(shí)質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理圖的一個(gè)等 效轉(zhuǎn)換。 分解集成塊單元回路時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用現(xiàn)有系列集成塊單元回路，以減少設(shè)計(jì)工作量。集成塊上液壓閥的安排應(yīng)緊湊，塊樹(shù)應(yīng)盡量曬，以減少整個(gè)液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和重量。集成塊的數(shù)量與液壓系統(tǒng)的復(fù)雜程度有關(guān)，一摞集成塊組中，除基塊和頂塊外，中間塊一般 17 塊。當(dāng)所需中間塊多于 7 塊時(shí)，可按系統(tǒng)工作特點(diǎn)和性質(zhì)，分組多摞疊加，否則集成簡(jiǎn)單回路合用一個(gè)集成塊；液壓 泵的出口竄接單向閥時(shí)，可采用管式連接的單向閥（竄接在泵與集成塊組的基塊之間）；采用少量疊加閥、插裝閥及集成塊專用嵌入式插裝閥；集成塊側(cè)面加裝過(guò)渡板與閥連接； 基塊與頂塊上布置適當(dāng)?shù)脑鹊取? 1)塊的設(shè)計(jì) （ 1）確定公用油道孔的數(shù)目 集成塊體的公用油道孔，有二孔、三孔、四孔、五孔等多種設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用較廣的為二孔式和三孔式。 二孔式 在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔 P 和回油孔 O 各一個(gè)，用 4個(gè)螺栓孔與塊組連接螺栓間的環(huán)形孔來(lái)作為泄漏油通道。二孔式集成塊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，公用通道少，便于布置元件；泄漏油道孔的通流面積大，泄漏油的壓力損失小。缺點(diǎn)是：在基塊上需將 4 個(gè)螺栓孔相互鉆通，所以 23 須堵塞的工藝孔較多，加工麻煩，為防止油液外漏，集成塊間相互疊加面的粗糙度要求較高，一般應(yīng)小 于 。 三孔式 在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔 P、回油孔 O 和泄油孔 L 共 3個(gè)公用通道三孔式集成塊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，公用油道孔數(shù)較少，缺點(diǎn)是因泄漏油孔 L 要與各元件的泄漏油口相通，故其連通孔道一般細(xì)而長(zhǎng)，加工較困難，且工藝孔較多。 （ 2）液壓元件樣板 （ 3）確定孔道直徑及通油孔間的壁厚 與閥的油口相通孔道的直徑，應(yīng)與液壓閥的油口直徑相同； 與管接頭相連接的孔道，其直徑一般應(yīng)按通過(guò)的流量和允許流速，用式 vqd ?4?計(jì)算，但孔口須按管接頭螺紋小徑鉆崆并 攻絲； 工藝孔應(yīng)用螺塞或球漲堵死； 對(duì)于公用孔道，壓力油孔和回油孔的直徑可以類比同壓力等級(jí)的系列集成塊中的孔道直徑確定，也可通過(guò)式vqd ?4?計(jì)算得到；泄油孔的直徑一般由經(jīng)驗(yàn)確定。 固定液壓閥的定位銷孔的直徑和螺釘孔的直徑，應(yīng)與所選定的液壓閥的定位銷直徑及配合要求與螺釘孔的螺紋直徑相同； 連接集成塊組的螺栓規(guī)格可類比相同壓力等級(jí)的系列集成塊的連接螺栓確定，也可以通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算得到。單個(gè)螺栓的螺紋小徑 d 的計(jì)算公式為： 24 ? ???nPd 4? 式中； P塊體內(nèi)部最大受壓面上的推力； n螺栓個(gè)數(shù)； ??? 擔(dān)擱螺栓的材料許用應(yīng)力。 螺栓直徑確定后，其螺栓孔（光孔）的直徑也就隨之而定，系列集成塊的螺栓直徑為 M8M12，其相應(yīng)的連接孔直徑為 ?9?12（ mm）。 。 單個(gè)集成塊重量在 30以上時(shí)，應(yīng)按重量和強(qiáng)度確定螺釘孔的直徑。 。 通油孔間的最小壁厚的推薦值不小于 5 mm。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于 時(shí)，或孔間壁厚 較小時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，以防止系統(tǒng)在使用中被擊穿。 (4) 中間塊外形尺寸的確定 中間塊用來(lái)安裝液壓閥，其高度 H 取決于所安裝元件的高度。 H 通常應(yīng)大于所安裝的液壓閥的高度。在確定中間塊的長(zhǎng)度和寬度尺寸時(shí)，在已確定共有油道孔基礎(chǔ)上，應(yīng)首先確定公有油道孔位置應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)通道塊上的孔一致。中間塊的長(zhǎng)度和寬度尺寸均應(yīng)大于安放元件的尺寸，以便于設(shè)計(jì)集成塊內(nèi)的通油孔道時(shí)調(diào)整元件的位置。一般長(zhǎng)度方向的調(diào)整尺寸為4050 mm，寬度方向?yàn)?2030 mm。調(diào)整尺寸留的較大，孔道布置方便，但將加大塊的外形尺寸和重量，反之，則結(jié)構(gòu) 緊湊、體積小、重量輕，但孔道布置困難。最后確定的中間塊長(zhǎng)度和寬度應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)系列塊的一致。 (5)布置集成塊上的液壓元件 液壓元件在通道塊上的安裝位置合理與否，直接影響集成塊體內(nèi)孔道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、加工工藝性的好壞及壓力損失大小。元件安放位置不僅與典型單元回路的合理性有關(guān)，還要受到元件結(jié)構(gòu)、操縱調(diào)整的方便性等 25 因素的影響。 中間塊的側(cè)面安裝各種液壓控制元件。當(dāng)需與執(zhí)行裝置連接時(shí)， 3 個(gè)側(cè)面安裝元件，一個(gè)側(cè)面安裝管接頭。注意事項(xiàng)如下： 應(yīng)給安裝液壓閥、管接頭、傳感器及其他元件的各面留有足夠的空間； 集成塊 體上要設(shè)置足夠的測(cè)壓點(diǎn)，以便于調(diào)試和工作中使用； 需經(jīng)常調(diào)節(jié)的控制閥如各種壓力閥和流量閥等應(yīng)安放在便于調(diào)節(jié)和觀察的位置，應(yīng)避免相鄰側(cè)面的元件發(fā)生干涉； 應(yīng)使與各元件相通的油孔盡量安排在同一水平面，并在公用通油道的直徑范圍內(nèi)，以減少中間連接孔、深孔和斜孔的數(shù)量?；ゲ幌嗤ǖ目组g應(yīng)保持一定壁厚，以防工作時(shí)擊穿； 集成塊的工藝孔均應(yīng)封堵，封堵有螺塞、焊接和球漲等三種方式； 在集成塊間的疊加面上，公用油道孔出口處要安裝 O 形密封圈，以實(shí)現(xiàn)塊間的密封。應(yīng)在公用油道孔出口處按選用的 O 形密封圈的規(guī)格加工出深孔， O 型圈溝槽尺寸 應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定； （底版） 基塊的作用是將集成塊組件固定在油箱頂蓋或?qū)Ｓ玫鬃?，并將公用通油孔道通過(guò)管接頭與液壓 泵和油箱相連接，有時(shí)需在基塊側(cè)面上安裝壓力表開(kāi)關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)要留有安裝法蘭、壓力表開(kāi)關(guān)和管接頭等的足夠空間。當(dāng)液壓泵出油口經(jīng)單向閥進(jìn)入主油路板時(shí)，可采用管式單向閥，并將其裝在基塊外。 （蓋板） 頂塊的作用是封閉公用通油孔道，并在其側(cè)面安裝壓力表開(kāi)關(guān)以便測(cè)壓，有時(shí)也可在頂塊上安裝一些控制閥，以減少中間塊數(shù)量。 (6)集成塊油路的壓力損失 26 集成塊組的壓力損失，是指貫通全部集成塊的進(jìn) 油、回油孔道的壓力損失。在孔道布置一定后，壓力損失隨流量增加而增加。通常，經(jīng)過(guò)一個(gè)塊的壓力損失值約為 . (7)集成塊的材料和主要技術(shù)要求 制造集成塊的材料因液壓系統(tǒng)壓力高低和主機(jī)類型不同而異。通常，對(duì)于固定機(jī)械，低壓系統(tǒng)的集成塊，宜選用 HT250 或球墨鑄鐵；高壓系統(tǒng)的集成塊宜選用 20 鋼和 35 鋼鍛件。對(duì)于有重量限制要求的行走機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其集成塊可采用鋁合金鍛件，但要注意強(qiáng)度計(jì)算。 集成塊的毛坯不得有砂眼、氣孔、縮孔和夾層等缺陷，必要時(shí)需對(duì)其進(jìn)行探傷檢查。毛坯在切削加工前應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理或 退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。 集成塊各部位的粗糙度要求不同：集成塊各表面和安裝嵌入式液壓閥的孔的粗糙度不大于 m，末端管接頭的密封面和 O 形圈溝槽的粗糙度不大于 m，一般通油孔道的粗糙度不大于 m。塊間結(jié)合面不得有明顯劃痕。 形位公差要求為：塊間結(jié)合面的平行度公差一般為 m，其余 4個(gè)側(cè)面與結(jié)合面的垂直度公差為 mm。為了美觀，機(jī)械加工后的鑄鐵和鋼質(zhì)集成塊表面可鍍鋅。 SZ250 型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的集成塊系統(tǒng)圖如下： 27 型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)集成回路圖 第 3 章 SZ250 型注塑機(jī)動(dòng)力裝置的 設(shè)計(jì) SZ250 型注塑機(jī)液壓站的設(shè)計(jì) 液壓站是由液壓油箱、液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其它們之間的聯(lián)軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。 液壓站的結(jié)構(gòu)布置，液壓站上各部件、元件的布置要均勻，便于裝配、調(diào)試、使用與維護(hù)，適當(dāng)注意外形整齊和美觀；液壓控制裝置在液壓油箱 28 上的安放位置應(yīng)便于壓力閥、流量閥的調(diào)節(jié)，應(yīng)便于電磁閥的手動(dòng)調(diào)整和裝拆，應(yīng)便于壓力表與壓力表開(kāi)關(guān)的觀察和調(diào)整。 在液壓站結(jié)構(gòu)總成設(shè)計(jì)中還應(yīng)特別注意污染控制、泄漏控制、液壓沖擊控制、振動(dòng)與噪聲控制等。 液壓動(dòng)力源（即液壓泵組）是多種元、附件組合而成的整體，是為一個(gè)或幾個(gè)系統(tǒng)存放一定清潔度的工作介質(zhì)，并輸出一定壓力、流量的液體動(dòng)力，兼作整體式液壓站安放液壓控制裝置基座的整體裝置。 液壓動(dòng)力源一般由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、過(guò)濾組件和蓄能器組件等 5個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成。 液壓動(dòng)力源裝置按液壓泵組布置方式的分為：上置式液壓動(dòng)力源、非上置式液壓動(dòng)力源、柜式液壓動(dòng)力源。上置式液壓動(dòng)力源，泵組布置在油箱之上的上置式液 壓動(dòng)力源，當(dāng)電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)，稱為臥式液壓動(dòng)力源。當(dāng)電動(dòng)機(jī)立式安裝，液壓泵置于油箱之內(nèi)時(shí)，稱為立式液壓動(dòng)力源。上置式液壓動(dòng)力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動(dòng)力源，噪聲低且便于收集漏油。這種結(jié)構(gòu)在中、小功率液壓站被廣泛使用。當(dāng)采用臥式動(dòng)力源時(shí)，由于液壓泵置于油箱之上，必須注意各類液壓泵的吸油高度，以防止液壓泵進(jìn)油口處產(chǎn)生過(guò)大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。葉片泵的吸油高度≤ 500mm. 液壓油箱的設(shè)計(jì) 1．油箱的作用：存儲(chǔ)液壓油液、散發(fā)油液熱量、逸出空氣、沉淀雜質(zhì)、 分離水分和安裝元件。 2．油箱通?？煞譃檎w式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱三類。 整體式油箱是指在液壓系統(tǒng)或機(jī)器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。 兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的用油的公用油箱。 29 3．油箱的容量 油箱的總?cè)萘堪ㄓ鸵喝萘亢涂諝馊萘?。油液容量是指油箱中油液最多時(shí)，即液面在液位計(jì)的上刻線時(shí)的油液體積。在最高液面以上要留出等于油液容量的 10％～ 15％的空氣容量，以便形成油液的自由表面，容納熱膨脹和泡沫，促進(jìn)空氣分離，容納停機(jī)或檢修時(shí)靠自重流回油箱的油液。 油箱的容量通?？砂词?pqV ?? ， pq 液壓泵的總額定流量（ L/min）； ? 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng) ? =2～ 4，中低壓系統(tǒng) ? =5～7，高壓系統(tǒng) ? =10～ 12 4．油箱的設(shè)計(jì) 1）箱頂、通氣器（空氣過(guò)濾器）、注油口 油箱的箱頂結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。例如，如果液壓泵布置在油箱內(nèi)部液面以下，則箱頂應(yīng)為或應(yīng)有可 拆卸的蓋。箱蓋及管子引出口之類的所有開(kāi)口都要妥為密封。箱頂上安裝液壓泵組時(shí)，頂板的厚度應(yīng)為側(cè)板厚度的四倍，以免產(chǎn)生振動(dòng)。液壓泵組與箱頂之間應(yīng)設(shè)置隔振墊。為了便于布置和維修，有時(shí)采用裝在箱頂上的回油過(guò)濾器。 箱頂上一般要設(shè)置通氣器（空氣過(guò)濾器）、注油口，通氣器通常為附帶注油口的結(jié)構(gòu)，取下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過(guò)濾器。 2）箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計(jì) 對(duì)于鋼板焊接的油箱，用來(lái)構(gòu)成油箱體的中碳鋼的最小厚度。箱頂上安裝液壓泵組時(shí)，側(cè)板厚度應(yīng)適當(dāng)加大。 當(dāng)箱頂與箱壁之間為不可拆連接時(shí)，應(yīng)在箱壁上至少 設(shè)置一個(gè)清洗孔。清洗孔的數(shù)量和位置應(yīng)便于用手清理油箱所有內(nèi)表面。清洗口法蘭蓋板應(yīng)該能 由 1 個(gè)人拆裝。法蘭蓋板應(yīng)配有可以重復(fù)使用的彈性密封件。 30 為了便于誘降的搬運(yùn)，應(yīng)在油箱四角的箱壁上方焊接吊耳（也稱吊環(huán)）。吊耳有圓柱形和鉤形兩種。 液位計(jì)通常為帶有溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)。液位計(jì)一般設(shè)在油箱外壁上，并近靠注油口，以便注油時(shí)觀測(cè)液面。液位計(jì)的下刻線至少應(yīng)比吸油過(guò)濾器或吸油管口上緣高出 75mm，以防止吸入空氣。液位計(jì)的上刻線對(duì)應(yīng)著油液的容量。液位計(jì)與油箱的連接處有密封措施。 3）箱底、放油塞、支角 應(yīng)在油箱底部最低點(diǎn)設(shè)置放 油塞（≧ M18 ），以便油箱清洗和油液更換。為此，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，傾斜坡度通常為 1/25～1/20；這樣可以促使沉積物（油泥或水）聚集到油箱中的最低點(diǎn)。 為了便于放油和搬運(yùn)，應(yīng)該把郵箱架起來(lái)，油箱底至少離開(kāi)地面 150 mm。油箱應(yīng)設(shè)有支腳，支腳可以單獨(dú)制作后焊接在箱底邊緣上，也可以通過(guò)適當(dāng)增加兩側(cè)壁高度，以使其經(jīng)彎曲加工后兼作油箱支腳。支腳應(yīng)該有足夠大的面積，以便可以用墊片或契鐵來(lái)調(diào)平。 4）隔板、除氣網(wǎng) 為了延長(zhǎng)油液在油箱中逗留的時(shí)間，促進(jìn)油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與在系統(tǒng)中 的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉淀等功能，油箱中，尤其在油液容量超過(guò) 100L 的油箱中應(yīng)設(shè)置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū)與吸油區(qū)隔開(kāi)，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過(guò)流面積，使環(huán)流流速為 ～ 。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、溢流式和回流式等多種型式。溢流式隔板的高度不應(yīng)低于液面高度的 2/3；隔板下部應(yīng)開(kāi)有缺口，以使吸油側(cè)的沉淀物經(jīng)此缺口至回油側(cè)，并經(jīng)放油口排出。 31 隔板的安裝型式 為了有助于油液中的氣泡浮出液面，可在油箱內(nèi)設(shè)置除氣網(wǎng)，除氣網(wǎng)用網(wǎng) 眼直徑 mm 的金屬網(wǎng)制作，并傾斜 10176?！?30176。布置。 5） 過(guò)濾網(wǎng)的配置 過(guò)濾網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成將液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開(kāi)，這樣液壓油可以經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾（見(jiàn)下圖 12）。過(guò)濾網(wǎng)通常使用 50~100目左右的金屬網(wǎng)。 6）管路的配置 液壓系統(tǒng)的管路要進(jìn)入油箱并在油箱內(nèi)部終結(jié)。 （ 1）吸油管和回油管 液壓泵的吸油管和系統(tǒng)的回油管要分別進(jìn)入由隔板隔開(kāi)的吸油區(qū)和回油區(qū)，管端應(yīng)加工成朝向箱壁的 45176。斜口，這樣既可增加開(kāi)口面積，又利于沿箱壁環(huán)流。為了防止空氣吸入空氣（吸油管）或混入（回油管），以免攪動(dòng) 或吸入箱底沉積物，管口上緣至少要低于最低液面 75mm，管口下緣至少離開(kāi)箱底最高點(diǎn) 50mm?；赜凸芰魉龠^(guò)高時(shí)，可在回油管端裝設(shè)鉆有許多小孔的油管形擴(kuò)散器。 吸油管前必須安裝粗過(guò)濾器，以清除較大顆粒雜質(zhì)，保護(hù)液