【導讀】元的鉚合裝配的專用設(shè)備，本設(shè)計填補了這一空白。本文從汽車輪轂軸承單元的發(fā)展開始，逐步。作用，將著重介紹油路的設(shè)計分析，液壓元器件的設(shè)計計算。集成油路的選擇??????

　　

【正文】 0，則油箱的高為 630mm。 五 液壓系統(tǒng)的性能驗算 系統(tǒng)壓力損失計算 泵的最大工作壓力： 1p p p? ???? 所選的額定壓力一般要比最大工作壓力大 20％～ 60％。 1 2 3p p p p? ? ? ?? ? ? 三個因數(shù)分別表示為：沿程壓力損失，管路局部壓力損失 ，閥類元件局部損失。 21 2lvp d??? ? 管長 2m，管徑 ， Q＝ 。 LHH46 號油運動粘度 ~ ? ? 取250 /mm s ， 油密度 3918 /kg m? ? 。 實際流速： 322 4 10 845 /vqv m sd????? ? ??， 雷諾數(shù) 230050 10e vdR ? ??? ? ? ?? 37 明顯為層流。 沿程阻力系數(shù)： 6 4 6 4 0 .0 8 6 3 57 4 1 .1 7eR? ? ? ? 代入 式中： 22 61 2 84 86 35 91 8 10 10 222 22 2lvp m pad?? ?? ?? ? ? ? ? ?? 2） 局部壓力損失 根據(jù)系統(tǒng)圖可知壓力油經(jīng)過吸油口，單向閥，濾油器，兩個換向閥。通過查手冊得出各液壓元件 的額定流量，額定壓力損失，算出實際流量，代入公式算出局部壓力損失為： 223 . 1 3 8 . 4 3 8 . 4 2 7 . 3 5 60 . 6 0 . 1 0 . 6 6 0 . 0 9 5 81 5 0 6 3 1 6 0p m p a? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? M P aM P appp 11 0 6 0 9 5 1 0 2 ?????? ??? 系統(tǒng)發(fā)熱溫升計算 發(fā)熱功率計算 （ 1）液壓泵的功率損失： ? ?1 1 1zh ri pi itp P tT ???? 代入數(shù)據(jù)求得： ? ?1 1 4 . 0 1 0 . 7 5 2 5 . 8 4 9 1 0 0 02 5 . 8 4 9hpw? ? ? ? ? （ 2）執(zhí)行元件的功率損失： ? ?2 11 1zh rj pj jjtp P tT ????? 代入數(shù)據(jù)求得： 2 ? （ 3）溢流閥的功率損失 63 0 . 3 1 0 2 7 . 3 5 6 1 0 0 0 6 0 1 3 6 . 7 8h y yp p q w? ? ? ? ? ? ? 即可以算出總的發(fā)熱功率為： 1 0 0 0 1 5 . 6 1 3 6 . 7 8 1 1 5 2 . 3 8hrpw? ? ? ? 散熱功率計算 ? ?1 1 2 2hcP k A k A T??? 2211 AKAKPT hc??? 其中， 1K —— 油箱的散熱系數(shù)，取 15 見機械設(shè)計手冊表 － 12； 38 2K —— 管路的散熱系數(shù)，取 8 見機械設(shè)計手冊表 － 13 1A 2A —— 分別為油箱、 管道的散熱面積 ，取 1A ＝ 2m 2A ＝ 1 2m 代入公式算得： 001 1 5 2 . 3 8 2 7 . 4 3 3 01 5 2 . 2 6 7 8 1wT C C? ? ? ?? ? ? 明顯油液溫升 并沒有超出 標準控制范圍內(nèi)。 根據(jù)散熱要求 計算油箱容量 如不考慮管路散熱，則 21 1 1 1 5 2 .3 8 2 .5 6 13 0 * 1 5hrPAmTK? ? ?? 取 1A = 2m 由 1A =(a+b)+,取 a:b:h=1::2 則 a=1012mm， b=674mm， c=506mm 則油箱體積 =345L 本液壓系統(tǒng)主要靠液壓油箱來散熱，而不使用散熱器且該液壓油箱的容積符合計算的有效容積 288L,所以選擇 a=1012mm， b=674mm， c=506mm。 為提高冷卻效率，可將液壓油箱的容量予以適當?shù)脑龃?，以 滿足設(shè)計要求 ， 其中油箱底腳設(shè)計高為 200mm。 六 液壓油站設(shè)計 機床液壓站的結(jié)構(gòu)型式 液壓站由液壓油箱、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)動電機及其它們間的聯(lián)軸器。液壓控制裝置則包括組成液壓系統(tǒng)的各種閥類元件及其連接體。 本設(shè)計液壓站采用集中式，即將液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨立于機床之外，單獨設(shè)置一個液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開。 39 圖 液壓站簡圖 底腳 油箱體 過濾器 管接頭 液壓泵吸油管 齒輪泵 法蘭盤 聯(lián)軸器 電動機 液壓缸進油管 1 液壓缸回油管 1 液壓控制油路板 1 空氣濾清器 1 吊鉤 1 液位計 1 系統(tǒng)回油管 1 系統(tǒng)進油管 1 清洗孔端蓋 1 放油嘴 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)基本結(jié)構(gòu)。 本液壓系統(tǒng)采用鋼板焊接的分離式液壓油箱，用厚度為 4mm 的鋼板焊接，頂蓋加厚并用螺釘通過焊在箱體上的角鋼加以固定。油箱設(shè)有吊耳，以便于吊裝和運輸。 40 圖 郵箱示意圖 (2)隔板的設(shè)置 在油箱中設(shè)置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動 ，分離回油帶進來的氣泡與雜質(zhì)，利于散熱和沉淀。本方案中把隔板設(shè)計成低于液壓油面，其高度為油面的 2/3，使液壓油從隔板上方流過。油箱底面設(shè)置有傾斜度，并在最低處設(shè)置放油塞。這樣設(shè)計可以方便放油。 圖 郵箱隔板放置示意圖 (3)吸油管和回油管的設(shè)置 泵的吸油管與系統(tǒng)的回油管之間距離盡可能遠，并且都應(yīng)在最低油面之下。吸油管采用容易將過濾器從油箱內(nèi)取出的連接方式，所安裝過濾器的安裝位置在油面以下較深的部位，距油箱底面不得小于 50mm，因為油箱底部有沉淀物，安裝 太低時容易把雜質(zhì)吸入泵內(nèi)。本設(shè)計中過濾器距油箱底面為 60mm。吸油管離箱壁有 3 倍管徑的距離，以便四面進油。 回油管口加工成 45 度斜口形狀，以增大通流截面，并面向箱壁，以利于散熱和沉淀雜質(zhì)?；赜凸茉谧畹子兔嬉韵率且苑乐够赜蜁r帶入空氣，這樣可使大量油液返回 41 油箱時不會劇烈地擾動油面，從而可以防止氣泡混入油中，并能使高溫油迅速向易于散熱的油箱四壁。 (4)空氣濾清器與液位計的設(shè)置 空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，兼作加油口用。它的容量大小根據(jù)液壓泵輸出油量的大小 進行選擇，當油箱內(nèi)的油面發(fā)生劇烈變化時，可保證油箱內(nèi)不出現(xiàn)負壓情況。（從液壓系統(tǒng)設(shè)計手冊，表668）選用 QUQ1 型， 其基本參數(shù)為空氣過濾精度 40 m? ，空氣流量為 1 3/minm 。 液位計用于監(jiān)測油面高度，其窗口尺寸滿足對最高和最低液位的觀察，現(xiàn)采用YWZ250 型液位計，（液壓系統(tǒng)設(shè)計手冊，表 670），最低和最高液位距離為 200，滿足要求。 (5)放油口與清洗窗的設(shè)置 油箱底面做成傾斜，在最低處設(shè)放油口，平時用螺塞 堵住，換油時將其打開放走污油。換油時為了便于清洗油箱，在側(cè)壁設(shè)清洗窗， 圖 放油口與清洗窗的放置示意圖 (6)防污密封 油箱蓋板和窗口連接處加密封墊，各進、出油管通過的孔需裝有密封墊。 在設(shè)計過程中采用 O 型橡膠密封圈。 1— 壓入密封圈， 2— 密封圈， 3— 油管， 4— 油箱 圖 密封裝置示意 42 集成油路的選擇 （一） 方案選擇 通常使用的液壓元件有板式和 管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管來實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。 板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。綜合考慮現(xiàn)采用板式結(jié)構(gòu)，又考慮系統(tǒng)液壓元件的數(shù) 量不多，系統(tǒng)不會太復(fù)雜，集成塊連接和疊加閥連接不需用到，故采用的液壓油路板結(jié)構(gòu)。 （二） 液壓油路板上液壓元件的布局 繪出液壓油路板平面尺寸，把制作好的液壓元件樣板放在液壓油路板上進 行布局，此時要注意： （ 1）液壓閥閥心應(yīng)處于水平方向，防止閥心自重影響液壓閥的靈敏度，特別是換向閥一定要水平布置。 （ 2）與液壓油路板上主液壓油路相通的液壓元件，其相應(yīng)油口應(yīng)盡量沿同一坐標軸線布置，以減少加工孔道。 （ 3）壓力表開關(guān)布置在最上方，如果需要在液壓元件之間布置，則應(yīng)留足壓力表安裝的空間。 （ 4）液壓元件之間的距離 應(yīng)大于 5mm，換向閥上的電磁鐵、壓力閥的先導閥以及壓力表等可適當伸到液壓油路板的輪廓線外，以減小油路板尺寸。 圖 油路板在液壓站的布局簡圖 1— 單向順序閥 2— 溢流閥 3— 二位二通電磁換向閥 3— 三位四通電磁換向閥 5— 壓力表開關(guān) 6— 壓力表 7— 單向調(diào)速閥 43 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓泵的安裝方式 其分了立式和臥式安裝。立式安裝將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好 ，漏油可以直接回液壓油箱，另外，液壓泵置于油箱內(nèi)，噪音低，并節(jié)省站地面積。這種結(jié)構(gòu)在中、小功率液壓泵站中廣泛采用。 臥式安裝，電動機與液壓泵的同軸度不易保證，同時要考慮液壓泵的吸油高度，吸油管與泵的聯(lián)接處密封要求嚴格。液壓泵的工作條件一般。 表 方案對比 項目 立式安裝 臥式安裝 液壓泵工作條件 液壓泵浸在油中，工作條件好 一般 對液壓泵安裝要求 泵與電動機有同軸度要求 泵與電動機有同軸度要求 慮液壓泵的吸油高度 吸油管與泵的聯(lián)接處密封要求嚴格 綜合考慮對比，現(xiàn)采用立式安裝。 泵組聯(lián)接 泵組由液壓泵，電動機、聯(lián)軸器、管路附件組成。 （ 1）電動機的類型選擇 由于液壓泵通常在空載下啟動，故對電動機的起動轉(zhuǎn)矩沒有過高要求，負荷變化比較平穩(wěn)，起動次數(shù)不多，因此采用 Y 系列籠型異步電動機。 （ 2）電動機的轉(zhuǎn)速選擇 電動機的轉(zhuǎn)速與液壓泵的轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。電動機與液壓泵之間采用聯(lián)軸器連接，電動機的轉(zhuǎn)速在液壓泵的最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 綜合考慮電動機的功率，轉(zhuǎn)速和類型，現(xiàn)選用 Y132S6 型號的電動機。其參數(shù)為：額定功率 ，同步轉(zhuǎn)速 960r/min，滿載轉(zhuǎn)速 960r/min,滿載電流 7A，滿載效率 81%，滿載功率因數(shù) 。 （ 3）聯(lián)軸器 為補償液壓泵和電動機在安裝時兩軸的同軸度誤差，采用彈性聯(lián)軸器 。 現(xiàn)采用梅花型彈性聯(lián)軸器（ HTLA4）其結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，有緩沖減振性能，安全可靠，耐磨，對加工精度要求不高，使用范圍廣。用于小功率的軸系。其基本參數(shù)如下： 44 半聯(lián)軸器與電動機軸及齒輪泵的配合采用 H7/k6，在實際安裝時，應(yīng)使電動機軸與液壓泵軸的同軸度誤差不大于 ,軸線的傾角不大于 40’。 （ 4）電動機與液壓泵的聯(lián)接方式 本設(shè)計中采用法蘭式聯(lián)接，即液壓泵裝在法蘭上，法蘭再與帶法蘭的電 動機聯(lián)接，電動機與液壓泵依靠法蘭盤上的止口來保證同軸度。這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。為增加電動機 和 液壓泵的聯(lián)接剛性，避免產(chǎn)生共振，現(xiàn)設(shè)計將液壓泵和電動機先裝在剛性較好的底板上使其成為一體，然后底板加墊再裝到液壓油箱蓋上。 圖 電動機與液壓泵的聯(lián)接示意圖 1— 電動機 2— 底板 3— 墊板 4— 油箱蓋 5— 法蘭盤 6— 齒輪泵 七 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是本人第一次有系統(tǒng)地獨立地設(shè)計一個題目，因此得到了極大的鍛煉和提高。在本次的畢業(yè)設(shè)計過程中，通 過分析、思考，不斷解決設(shè)計過程中遇到的問題，使自己分析問題，思考問題的能力不斷提高。同時對所學知識得到綜合的運用，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算、液壓站的設(shè)計及其裝配圖的繪制等工作中，積累了設(shè)計的方法和經(jīng)驗。另外對設(shè)計資料的信息提取，方案論證對比等，使設(shè)計方案不斷優(yōu)化，滿足生產(chǎn)要求，達到高效、性能穩(wěn)定，成本合理。 本次畢業(yè)設(shè)計也為自己今后從事設(shè)計工作打下了良好的基礎(chǔ) 。 在設(shè)計的過程中，我們開拓了視野，運用了我們四年來所學的專業(yè)知識，進一步熟悉了專業(yè)軟件如 Pro/E, AutoCAD 等。 在 這段時間的不斷 磨練下，我學到了 很多東西， 彌補了以前的不足，如零件圖與裝配圖的最佳表達、各形位公差與粗糙度的選取等等。這次 畢業(yè)設(shè)計是 走向工作崗位的一次最好的彩排練習， 也是在校期間最后 一次比較系統(tǒng)、綜合地運用 已學過的知識在老師的指導下進行機械設(shè)計，解決實際工程中的問題，