【文章內(nèi)容簡介】 由于液壓系統(tǒng)工作在高壓狀態(tài)下，因此選用耐高壓鋼管作為液壓系統(tǒng)的管道。 道內(nèi)油液的流量可以根據(jù)液壓馬達(dá)的最大流量來計算。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 管子內(nèi)徑可以用下列公式計算 ： mmvqd ????? () 式中 d管子的內(nèi)徑 q油液的流量 v管內(nèi)油液的油量，按規(guī)定的推 薦流速選取 由于管道較短，取 v=。液壓馬達(dá)最大流量 q=324L/min、計算得管子內(nèi)徑d=30mm，查手冊取 d=32mm 鋼管。 液壓蓄能器的選擇 蓄能器類型的選擇 蓄能器在液壓系統(tǒng)中的主要功能是儲存能量、吸收脈動壓力、吸收沖擊壓力 以及短時大量供油等。從能量回收和液壓系統(tǒng)對外界突發(fā)工況的適應(yīng)能力來講， 蓄能器的容積應(yīng)盡可能的大。但是蓄能器的容積大帶來的后果是結(jié)構(gòu)尺寸大，重量大。因此蓄能器的容積受到了客車的布置空間及自身重量的限制。蓄能器 在本 系統(tǒng)中要求有較強的能量儲存與釋放功能，以及反應(yīng)靈敏，工作平穩(wěn)可靠，使用 方便 壽命長等。綜合比較彈簧式、氣瓶式、活塞式和氣囊式蓄能器的特點，選 擇容積 100L 的氣囊式蓄能器 NXQL100。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖 。 圖 NXQ 型氣囊式蓄能器結(jié)構(gòu)圖 、 蓄能器參數(shù)確定 選擇蓄能器的初始充氣壓力為 18MPa,由： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 Cvpvpvp nnn ?????? 221100 () 式中 ： 氣體多變指數(shù)的氣室容積蓄能器最高工作壓力下蓄能器最高工作壓力壓力下的氣室容積蓄能器維持的最低工作壓力蓄能器維持的最低工作積蓄能器貯油前的氣室容蓄能器貯油前充氣壓力???????n221100VPVPVP 由于蓄能器工作過程大多術(shù)語多變過程，在貯油時，氣體壓縮為等溫過程，放油時氣體 膨脹為絕熱過程，多變指數(shù) N取 ，可以計算出： LV LV 1 ?? LVVV ???? () 油箱的設(shè)計 液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍的清潔油液 ，并對回油進行冷卻，分離出所含的雜質(zhì)和氣泡。 液壓油箱有效容積的確定 液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮。液壓油箱的有效容量 V 可概略地確定為： vVQ?? 3m () 表 41 液壓油箱壓力范圍表 系 統(tǒng)類型 低壓系統(tǒng)（ MPa? ） 中壓系統(tǒng)（ MPa? ） 中高壓或大功率系統(tǒng)（ MPa? ） ? 2~4 5~7 6~12 根據(jù)實際設(shè)計需要，選擇的 Mpap ? ，所以此系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)( )p MPa? ，所以?。? (6 ~ 12) vVQ? () 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 式中 ： V －液壓油箱有效容量； vQ －液壓泵額定流量。 參照《機械設(shè)計手冊》成大先 P20767 鍛壓機械的油箱容積通常取為每分鐘流量的 612 倍。 即： 應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過液壓油箱高度的 80%。 所以，實際油箱的體積為： 液壓油箱的外形尺寸設(shè)計 液壓油箱的有效面積確定后，需設(shè)計液壓油箱的外形尺寸，一般設(shè)計尺寸比（長：寬：高）為 1： 1： 1~1： 2： 3。但有時為了提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將液壓油箱的容量予以增大，本設(shè)計中的油箱根據(jù)液壓泵與電動機的聯(lián)接方式的需要以及安裝其它液壓元件需要，選擇長為 ,寬為 ，高為 。 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般的開式油箱是用鋼板焊接而成的，大型的油箱則是用型鋼作為骨架的，再在外表焊接鋼板。油箱的形狀一般是正方形或長方形，為了便于清洗油箱內(nèi)壁及箱內(nèi)濾油器，油箱蓋板一般都是可拆裝的。設(shè)計油箱時應(yīng)考慮的幾點要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是 3~4mm；容量大的油箱一般取 4~6mm。本設(shè)計中取油箱的壁厚為 6mm。對于大容量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。 2. 底板與底腳：底板應(yīng)比側(cè)板稍厚一些，底板應(yīng)有適當(dāng)傾斜以便 排凈存油和清洗，液壓油箱底部應(yīng)做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳，底腳高度一般為 150~200mm，以利于通風(fēng)散熱及排出箱內(nèi)油液。一般采用型鋼來加工底腳。本設(shè)計中用的是槽鋼加工的。 3. 頂板：頂板一般取得厚一些，為 6~10mm，因為本設(shè)計把泵、閥和電動機安裝在油箱頂部上時，頂板厚度選最大值 10mm。頂板上的元件和部件的安裝面應(yīng)該經(jīng)過機械加工，以保證安裝精度，同時為了減少機加工工作量，安裝面應(yīng)該用形狀和尺寸適當(dāng)?shù)暮皲摪搴附印? 1 1320 minLV ?6 1 5 6 . 8 ~ 1 2 1 5 6 . 8 9 4 0 . 8 ~ 1 8 8 1 . 6m in m inLLV ? ? ? ?1 1320 16500 . 8 0 . 8 m i nV LV ? ? ?黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 4. 隔板：油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū) 與泵的吸油區(qū)隔開，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。隔板的安裝型式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的2/3~3/4。有時隔板可以設(shè)計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；在中部開有較大的窗口并配上適當(dāng)面積的濾網(wǎng)，對油液進行粗濾。 5. 側(cè)板：側(cè)板厚度一般為 34mm，側(cè)板四周頂部應(yīng)該加工成高出油箱頂板 3~4mm，為了使液壓元件的在工作等的情況下泄漏出來的油不至于灑落在地面上或操作者的身上，同時可以防止液壓油箱的頂板在潮濕的氣候中腐蝕。 回油管及吸油管為了防止出現(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應(yīng)布置在油箱最低液面 50~100mm 以下，管口與箱底距離不應(yīng)小于 2 倍的管徑，防止吸入沉淀物。管口應(yīng)切成 45? ，切口面向箱壁，與箱壁之距離為 3 倍管徑?；赜凸艿某隹诮^對不允許放在液面以上。本設(shè)計的管口與箱底的距離為 160mm，切口與箱壁的距離為 250mm。 6. 回油集管的考慮：單獨設(shè)置回油管當(dāng)然是理想的，但不得已時則應(yīng)使用回油集管。對溢流閥、順序閥等，應(yīng)注意合理設(shè)計回油集管，不要人為地施 以背壓。 7. 吸油管： 吸油管前一般應(yīng)該設(shè)置濾油器，其精度為 100~200 目的網(wǎng)式或線式隙式濾油器。濾油器要有足夠大的容量，避免阻力太大。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于 20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，防止吸油時卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動油面，致使油中混入氣泡。 8. 泄油油管的配置： 管子直徑和長度要適當(dāng)，管口應(yīng)該在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨配管為最好，盡量避免與回油管集流配管的方法。 9. 過濾網(wǎng)的配置：過濾網(wǎng)可以設(shè)計成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣 液壓油可以經(jīng)過一次過濾。過濾網(wǎng)通常使用 50~100 目左右的金屬網(wǎng)。 10. 濾油器： 濾油器的作用及過濾精度 液壓系統(tǒng)中的液壓油經(jīng)?；煊须s質(zhì)，如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。密封材料碎片、油漆皮和 紗纖維。這些雜質(zhì)是造成液壓元件故障的額重要原因，它們會造成油泵、油馬達(dá)及閥類元件內(nèi)運動件和密封件的磨損和劃傷，閥芯卡死，小孔堵塞等故障，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。近年來對液壓油的污染控制已經(jīng)開始引起人們的極大重視。 為了便于隨時檢查和觀察箱內(nèi)液體液位的情況，應(yīng)該在油箱壁板的側(cè)面安裝液面指示器，指 示最高、最低油位。液面指示器一般選用帶有溫度計的液面指示器。 油箱頂板需要裝設(shè)空氣濾清器，對進入油箱的空氣進行過濾，防止大氣中的雜質(zhì)污染液壓油?？諝鉃V清器的過濾能力一般為油泵流量的兩倍，其過濾精度應(yīng)與液壓系黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 統(tǒng)中最細(xì)的濾油器的精度相同。 油箱內(nèi)部應(yīng)刷淺色的耐油油漆。以防止銹蝕。 液壓缸的設(shè)計 液壓缸的工作壓力確定 工作壓力與系統(tǒng)壓力一致為 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 單活塞桿液壓缸計算如下： ?????????????????? ??????????????????????????? ????????? 2121222121 1116114DdpppdDDdpppFDcmcm ???? () 式中： M a p7Dd3 2 M p a16p2M p 1cm????????徑之比，工作壓力活塞缸直徑與液壓缸內(nèi)高壓系統(tǒng)液壓缸回油腔背壓力，算時可取系統(tǒng)工作壓力液壓缸的工作壓力，初般取液壓缸的機械效率，一工作循環(huán)中最大外載荷?F 由上式可得： mmppD cm 164 62212122????? ????? ?? () 查手冊 D=50mm d==32mm 液壓缸壁厚和外徑的計算 按薄壁圓筒公式計算： ? ? mmDp y 1052 ?? ???? ?? () ppy ppypp ,)( ??? 取 查手冊 mm10?? 則液壓缸外徑 mmDD 7021 ??? ? 液壓缸工作行程的確定 由于在液壓缸工作時要 完成如下動作 如圖 42 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 圖 42 液壓缸行程圖 即可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大長度而確定。由上述動作可知工作行程為 200mm。 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度按強度要求可用下式進行近似計算。 ? ? mmPyDt 2 ???? ?無孔時： () ? ?? ? ? ? mmdD DPDt y 02 22 ??? ????? ?有孔時： () 可分別取 14mm 和 23mm 最小導(dǎo)向長度的確定 mmDLH 33250201 6 0220 ?????應(yīng)滿足： () 活塞桿寬度為 B，一般取 B=（ ） D缸蓋滑支撐面長度 1L 。根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定。當(dāng) 1 ，這里各?。〞r，取 DLmmD ??? 。 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部的長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度的和。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑 D 的 2030 倍 。 即：缸體內(nèi)部長度 200+50=250mm mmD )1 5 0 01 0 0 0()3020( ????缸體長度 即取缸體長度為 290mm 液壓缸強度校核 （ 1）缸筒壁厚校核：一般情況下，液壓缸鋼筒壁厚由結(jié)構(gòu)確定，必要時進行強度校核。因為， 按壁厚進行校核。10/ ??D 由： ? ?? ? ???????? ???? PyPyD ??? = ????????? ??? ?? () （ 2）活塞桿強度校核 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 由： ? ? ????? 22544 ?? Fd25 () 根據(jù)以上計算得出，所設(shè)計的液壓缸符合強度標(biāo)準(zhǔn)。 液壓閥的選擇 本液壓系統(tǒng)中采用了多種液壓閥以實現(xiàn)不同的功能。主要用到的液壓閥有：單向閥，溢流閥，電磁二通閥，卸荷閥，減壓閥等。在選擇液壓閥時要考慮：液壓閥的允許通過的最大流量要大于或等于系統(tǒng)所要求的最大流量 。閥的額定工 作壓力應(yīng)大于或等于系統(tǒng)的最高工作壓力；閥的壓降在允許范圍 ；盡可能減小液壓閥的體積和質(zhì)量。關(guān)于液壓閥的具體選擇要求和使用細(xì)節(jié)可以在液壓工作手冊和液壓產(chǎn)品使用說明書中查詢。 本章小結(jié) 根據(jù)液壓系統(tǒng)的各項要求，設(shè)計了所需的液壓元件。使液壓系統(tǒng)能夠 順利的進行工作。通過計算