【導讀】液壓系統(tǒng)的設計和計算是機床設計的一部分。要求學生在完成液壓傳動課程學習的基礎上，能夠對學生起到加深液壓傳動理論的掌握和強化實際運用能力的鍛煉。加速（減速）時間為，工作臺用平導軌靜摩擦系數(shù)?[1]王積偉，章宏甲，黃誼.主編.液壓傳動.機械工業(yè)出版社.，進行工作過程分析2學時2.初步確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，01學習態(tài)度6遵守各項紀律，工作刻苦努力，具有良好的科學工作態(tài)度。02科學實踐、調(diào)研7通過實驗、試驗、查閱文獻、深入生產(chǎn)實踐等渠道獲取與課程設計有關的材料。03課題工作量7按期圓滿完成規(guī)定的任務，工作量飽滿。得出有價值的結論。10具有較強的數(shù)據(jù)收集、分析、處理、綜合的能力。5符合本專業(yè)相關規(guī)范或規(guī)定要求；規(guī)范化符合本文件第五條要求。大實用性，可以以液壓傳動的大小產(chǎn)生不同性質(zhì)的銑床。練的運用液壓基本回路，組成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)。出所學知識是否已完全掌握了。

　　

【正文】 子 內(nèi)徑 0d mm 0D minL 卡套式管接頭 0d 公稱尺寸 極限偏差 G(8) 30 25 ? 170 26 堵塞的選取 考慮到鋼板厚度只有 4mm，加工螺紋孔不能太大，查《中國機械設計大典》表 — 178 選取外六角螺塞作為堵塞，詳細尺寸見下表 表 d 1d D e S L h b 1b R C 重量Kg 基本尺寸 極限偏差 12 ? 22 15 13 ? 4 12 3 3 1 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 液壓元件的選擇 20 空氣過濾器的選取 按照空氣過濾器的流量至少為液 壓泵額定流量 2 倍的原則， 即： 2 2 6 . 9 6 / m in 1 3 . 9 2 ( / m in )q q L Lp? ? ? ? ?過 濾 器 選用 EF 系列液壓空氣過濾器，參照《機械設計手冊》表 ，將其主要參數(shù)列于下表： 表 EF系列液壓空氣過濾器 參數(shù) 型號 過濾注油口徑 mm 注油流量 L/min 空氣流量 L/min 油過濾面積 L/min 1H mm 2H mm 1D? mm 2D? mm 3D? mm 四只螺釘均布 mm 空氣進濾精度 mm 油過濾精度 ? m E 2F 50 32 32 379 270 154 58 66 82 96 M6?14 125 注：油過濾精度可以根據(jù)用戶的要求是可調(diào)的。 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 液壓元件的選擇 21 6 液壓系統(tǒng)性能的驗算 驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 由于系統(tǒng)的油路布置尚未具體確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，故只能先按式 2()r rqppq?? ??估算閥類元件的壓力損失，待設計好管路布局圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。但對于中小型液壓系統(tǒng)，管路的壓力損失甚微，可以不予考慮。壓力損失的驗算應按一個工作循環(huán)中不同階段分別進 行。 快進 滑臺快進時，液壓缸差動連 接，由表 51 和表 52可知，進油路上油液通過單向閥 3電磁換向閥 2 的流量是 ，然后與有桿腔的回油匯合，以,從而進油路上的總壓降為： 2 2 20 . 2 ( 6 . 6 7 / 6 3 ) 0 . 5 ( 6 . 6 7 / 8 0 ) 0 . 2 5 ( 1 3 . 3 4 / 6 3 ) 0 . 0169Vp M P a? ? ? ? ? ? ? ?? (61) 此壓力值不大，不會會使壓力閥打開，故可保證從節(jié)流閥流出的油液全部進入液壓缸。 回油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥 2 和單向閥 3的流量都是 ，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥 7 流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力 2p 與無桿腔壓力 1p 之差。 212 2 20 . 5 ( 6 . 6 7 / 8 0 ) 0 . 2 ( 6 . 6 7 / 6 3 ) 0 . 2 5 ( 1 3 . 3 4 / 6 3 )0 . 0 1 6 9p p pM P a? ? ?? ? ? ? ? ?? (62) 此值小于原估計值 （見表 31），所以是偏安全的。 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 液壓系統(tǒng)性能的驗算 22 工進 工進時，油液在油路上通過單向閥 3和電磁換向閥 2的流量為 ，在調(diào)速閥 6 處的壓力損失為 ；油液在回油路上通過換向閥 2 的流量是 ，在背壓閥 7處的壓力損失為 ，通 過順序閥 10 的流量為（ +） L/min，因此這時液壓缸回油腔的壓力 2p 為 : 222 [ 0 . 5 ( 2 . 0 / 8 0 ) 0 . 5 0 . 3 7 . 6 7 / 6 3 ] 0 . 5 0 5p M P a? ? ? ? ? ?（ ） (63) 可見此值小于原估計值 。故可按表 31中公式重新計算工進時液壓缸進油腔壓力 1p ，即： 61 2 1( 39。 ) / 1 0 ) 2 . 2 8 2p F p A A M P a? ? ? ? ? ? ? ? ?6 4 4(4059+ 10 10 10 )/(20 10 (64) 此值與表 31中數(shù)值 相近。溢流閥 4 的調(diào)壓 1pAp 應為 : 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 油箱的設計 23 21 1 1 2 . 2 8 2 0 . 5 (2 . 0 / 8 0 ) 2 . 2 8 2 3pAp p p M P a? ? ? ? ? ? ?? (65) 快退 快退時，油液在進油路上通過單向閥 電磁換向閥 2 的流量為，油液在回油路上通過換向閥 2和單向閥 3 的流量為 因此進油路上總壓降為： 221 0 . 3 ( 6 . 6 7 / 1 0 0 ) 0 . 5 ( 6 . 6 7 / 8 0 ) 0 . 0 0 4 8Vp M P a? ? ? ? ? ?? (66) 此值較小，液壓泵驅動電機的功率是足夠的。所以快退時液壓泵的最大工作壓力 p 應為： 11 2 . 2 8 2 + 0 . 0 0 4 8 = 2 . 2 8 6 M P apVp p p? ? ? ?? (67) 因此大流量液壓泵卸荷的順序閥 11 的調(diào)節(jié)器壓應大于 。 油液溫升驗算 工進在整個工作循環(huán)中所占的時間比例達 % %，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進時的情況來計算 。工進時液壓缸的有效功率為 34 0 5 9 1 0 0 0 / ( 6 0 1 0 ) 0 . 0 6 7 6 5op F v k w? ? ? ? ? （ 68） 由于使用變量泵，則液壓泵的出油量是根據(jù)系統(tǒng)所需油量出油的，又在工進時所需油液為 ，同時回路中油液損失按 10%計算，則液壓泵出油量為： 0 .9 0 .0 8 0 .0 7 2 / m inpqL? ? ?，由手冊查得，變量葉片泵的效率可取,故此時液壓泵總的輸出功率為： 3 620 .2 5 10/ 1. 91 4 10 / 0. 8 0. 80 7560i p pP p q k w???? ? ? ? ? （ 69） 由此得液壓 系統(tǒng)的發(fā)熱量為 : 0 . 8 0 7 5 0 . 0 6 7 6 5 0 . 7 3 9 9i i oH p p k w? ? ? ? ? （ 610） 由于在液壓系統(tǒng)中，油管的散熱面積相對于油箱來說小的多，可以忽略不計，故系統(tǒng)主要考慮油箱的熱量問題。因為液壓系統(tǒng)采用變量泵供油，其發(fā)熱量根據(jù)經(jīng)驗公式 3 2/iT H V C?? 可算得，式中 V 為油箱的有效體積，由前面計算可知 V=66L,故其發(fā)熱量為： 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 油箱的設計 24 3 2 3 23/ 0 . 7 3 9 9 1 0 / ( 4 0 ) 4 5 . 2 9 5 0 ~ 5 5iT H V C C C C? ? ?? ? ? ? ? ? (611) 該系統(tǒng)的溫升沒有超出允許的范圍，故該液壓系統(tǒng)中不需要設置冷卻器。 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 油箱的設計 25 7 油箱的設計 由前面計算可知，該液壓系統(tǒng)所需油液體積為： V=，但應考慮油箱內(nèi)散熱條件，由相關資料查得油箱頂面應高出油液高度 10%15%，所以油箱的內(nèi)體積應為： 39。 1 .1 4 0 .0 2 4 4 .0 2 2VL? ? ?，并取標準容積為 63L，且選擇開式油箱， 考慮到油箱的整體美觀大方 ,將其設計成為帶支撐腳的長方體形油箱。所以其長、寬、高尺寸均按國家規(guī)格選取，其外形圖如圖 5所示 。 液位計注油器清洗孔個固定孔離地間隙 圖 71 油箱外形圖 根據(jù)有關手冊及資料初步確定其外形尺寸為如表 71 所示： 表 71 油箱的輪廓參數(shù) 公稱容量 B1 B2 L1 L2 H 近似油深 固定孔徑 最小壁厚 63L 365 285 508 308 410 350mm 14mm 3mm 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 油箱的設計 26 壁厚、箱頂及箱頂元件的設計 由表中數(shù)據(jù)分析可采取鋼板焊接而成，故取油箱的壁厚為： 3mm?? ，并采用將液壓泵安裝在油箱的上表面的方式 ，故上表面應比其壁要厚，同時為避免產(chǎn)生振動，則頂扳的厚度應為壁厚的 4倍以上，所以取： 5 5 3 1 5 mm??? ? ? ?頂 ，并在液壓泵與箱頂之間設置隔振墊。 在箱頂設置回油管、泄油管、吸油管、通氣器并附帶注油口，即取下通氣帽時便可以進行注油，當放回通氣帽地就構成通氣過濾器，其注油過濾器的濾網(wǎng)的網(wǎng)眼小于 250m? ，過流量應大于 20L/min。另外，由于要將液壓泵安裝在油箱的頂部，為了防止污物落入油箱內(nèi)，在油箱頂部的各螺紋孔均采用盲孔形式，其具體結構 見油箱的結構圖。 箱壁、清洗孔、吊耳、液位計的設計 在此次設計中采用箱頂與箱壁為不可拆的連接方式，由于油箱的體積也相對不大，采用在油箱壁上開設一個清洗孔，在法蘭蓋板中配以可重復使用的彈性密封件。法蘭蓋板的結構尺寸根據(jù)油箱的外形尺寸按標準選取，具體尺寸見法蘭蓋板的零件結構圖，此處不再著詳細的敘述。為了便于油箱的搬運，在油箱的四角上焊接四個圓柱形吊耳，吊耳的結構尺寸參考同類規(guī)格的油箱選取。 在油箱的箱體另一重要裝置即是液位計了，通過液位計我們可以隨時了解油箱中的油量，同時選擇帶溫度計的液位計，我們還可 以檢測油箱中油液的溫度，以保證機械系統(tǒng)的最佳供油。將它設計在靠近注油孔的附近以便在注油時觀察油箱內(nèi)的油量。 箱底、放油塞及支架的設計 在油箱的底設置放油塞，可以方便油箱的清洗和換油，所以將放油塞設置在油箱底傾斜的最低處。同時，為了更好地促使油箱內(nèi)的沉積物聚積到油箱的最低點，油箱的傾斜坡度應為： 1/25 1/20～ 。在油箱的底部，為了便于放油和搬運方便，在底部設置支腳，支腳距地面的距離為 150mm，并設置加強筋以增加其剛度，在支腳設地腳螺釘用的固定。 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 油箱的設計 27 油箱內(nèi) 隔板及除氣網(wǎng)的設置 為了延長油液在油箱中的逗留時間，促進油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與系統(tǒng)中的循環(huán)，以更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉積的作用，在油箱中的上下板上設置隔板，其隔板的高度為油箱內(nèi)油液高度的 2/3 以上。并在下隔板的下部開缺口，以便吸油側的沉積物經(jīng)此缺口至回油側，經(jīng)放油孔排出。如圖 8： 在油箱中為了使油液中的氣泡浮出液面，并在油箱內(nèi)設置除氣網(wǎng)，其網(wǎng)眼的直徑可用網(wǎng)眼直徑為 的金屬網(wǎng)制成，并傾斜 10 30??～ 布置。 在油箱內(nèi)回油管與吸油管分布在回 油測和吸油測，管端加工成朝向箱壁的 45? 斜口，以便于油液沿箱壁環(huán)流。 油管管口應在油液液面以下，其入口應高于底面 2～ 3 倍管徑，但不應小于20mm，以避免空氣或沉積物的吸入或混入。對泄油管由于其中通過的流量一般較小，為防止泄油阻力，不應插入到液面以下。另外在油箱的表面的通孔處，要妥善密封，所以在接口上焊上高出箱頂 20mm的凸臺，以免維修時箱頂?shù)奈畚锫淙胗拖洹? 采用 CAD繪制油箱的裝配圖見圖Ⅱ以及系系統(tǒng)原理圖 見圖Ⅰ。 圖72 油 箱隔板攀枝花學院液壓課程設計（論文） 參考文獻 28 參 考 文 獻 [1] 王積偉，章宏甲，黃誼 .主編 . 液壓傳動 .