【正文】 紙 第 24 頁(yè) 有時(shí)也采用紫銅墊圈。 2. 管道內(nèi)徑計(jì)算： vqd ? （ 1） 式中 q—— 通過(guò)管道內(nèi)的流量 sm3 v—— 管內(nèi)允許流速 sm ，見(jiàn)表： 表 ：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管 12（一般取 1m/s 以下） 液壓系統(tǒng)壓油管道 ? ，壓力高，管道短粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 ～ (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取 v=mmvqd 3 ???? ? 根據(jù)《液壓元件手冊(cè)》黎啟柏主編，表 641 查得：取 d=32mm，鋼管的外徑 D=42mm； 管接頭聯(lián)接螺紋 M42 2。 (2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑： 取 v=mmvqd 3 ???? ? 根據(jù)《液壓元件手冊(cè)》黎啟柏主編，表 641 查得：取 d=20mm,鋼管的外徑 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 25 頁(yè) D=28mm。 管接頭聯(lián)接螺紋 M27 2。 3. 管道壁厚 ? 的計(jì)算 ? ??? 2pd? 式中： p—— 管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d—— 管道內(nèi)徑 m []? —— 管道材料的許用應(yīng)力 Pa， ? ? nb?? ? b? —— 管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pa n—— 安全系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)， 7p MPa? 時(shí)，取 n=8； MPa? 時(shí)， 取 n=6； MPa? 時(shí)，取 n=4。 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： 我們選鋼管的材料為 45鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度 b? =600MPa。 ? ? Mpa1006600 ??? (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 ? ? mmpd 1002 36 ?? ???????? (2). 液壓泵回油管道的壁厚 ? ? mmpd 36 ?? ????? ??? ，所以所選管道適用。 上面已經(jīng)計(jì)算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為 32mm,20mm。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 26 頁(yè) 但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長(zhǎng)度尚未確定，所以壓力損失無(wú)法驗(yàn)算。 在整個(gè)工作循環(huán)中，提升過(guò)程中流量最大，且發(fā)熱量最大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮提升時(shí)的發(fā)熱量。一般情況下，提升過(guò)程做功的功率損失 大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮提升時(shí)的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。 當(dāng) V=sLLqqKq Lp /)()( max ????????? ??即 Lq ? 此時(shí)泵的效率為 ，泵的出口壓力為 ，則有 ????P 3輸出 ????? 即 P 輸出 = 此時(shí)的功率損失為： ）（P 輸出口入 ???? PP 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取 ? ?CcmKWK ???? ? 23 /1020 ， 油箱的散熱面積 A 為 223 23 2 mmVA ????? 系統(tǒng)的溫升為 ℃ 3 ??????? ?KAPt 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先 P20767：油箱中溫度一般推薦 3050C 所以驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 27 頁(yè) 第四章 液壓集成油路的設(shè)計(jì) 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(guò)油管來(lái)實(shí)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。因此，管式元件一般用于結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。 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(gè)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(jìn)出液壓油液通過(guò)管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，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。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差， 互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計(jì)規(guī)律裝配成一個(gè)液壓集成回路，這種方式與油路 板比較，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短。使用近年來(lái)在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無(wú)管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。 本次設(shè)計(jì)基于安裝空間和油箱結(jié)構(gòu)的考慮采用 3 塊集成塊組成。 液壓油路板一般用灰鑄鐵來(lái)制造，要求材料致密，無(wú)縮孔疏松等缺陷。 液壓油路板的結(jié)構(gòu)如圖 5圖 5圖 53 所示，液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，表面粗糙度值為 ,背面連接壓力油管（ P）、回油管（ T）、泄露油管（ L）和工作油管（ A﹑ B）等。油管與液壓油路板通過(guò)管接頭用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過(guò)液壓油路板內(nèi)部的孔道連接，除正面外，其它加工面和孔道的表面 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 28 頁(yè) 粗糙度值為 ～ . 圖 51 液壓油路板 1 圖 52 液壓油路板 2 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 29 頁(yè) 圖 53 液壓油路板 3 此外液壓油路板的安裝固定也是很重要的。油路板一般采用框架固定（考慮 液壓站空間此次油路板采用螺釘聯(lián)接）要求安裝﹑維修和檢測(cè)方便。它可安裝固定在機(jī)床或機(jī)床附屬設(shè)備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。 1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路 P 和回油路 T，這樣的單元回路稱(chēng)液壓?jiǎn)卧苫芈?。設(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧苫芈?，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。 2）把各個(gè)液壓?jiǎn)卧苫芈愤B接起來(lái)，組成液壓集成回路，一個(gè)完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控 制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測(cè)壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同，否則說(shuō)明液壓集成回路出了差錯(cuò)。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 30 頁(yè) 旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)液壓站由油箱頂板﹑ 3 個(gè)液壓集成塊組成，液壓集成塊之間的油路由管道相連，集成塊由四個(gè)螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過(guò)泵支撐座與油箱頂板連接，組成液壓站（見(jiàn)第五章），液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。下面分別介紹其設(shè)計(jì)。 （ 1）油箱頂板及供油塊設(shè)計(jì) 圖 54 為油箱頂板、供油口及回油口，其 作用是連接集成塊組、液壓泵的供油和整個(gè)液壓系統(tǒng)的回油。液壓泵供應(yīng)的壓力油 P 使用吸油管由供油口引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路 T 及泄漏油路 L 經(jīng)回油口引入液壓油箱冷卻沉淀。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 31 頁(yè) 圖 53 油箱頂板及液壓集成塊安裝位置設(shè)計(jì)圖 （ 2）集成塊設(shè)計(jì) 集成塊的設(shè)計(jì)步驟： 1）制作液壓元件樣板。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對(duì)照實(shí)物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，按照輪廓線剪下來(lái)，便是液壓元件樣板。若產(chǎn)品樣本與實(shí)物有出入，則以實(shí)物為準(zhǔn)。 若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板可按底板提供的尺寸來(lái)制作。若沒(méi)有底 板，則要注意，有的樣本提供的是元件的俯視圖，做樣板時(shí)應(yīng)把產(chǎn)品樣本中的圖翻成 180176。 2）決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔 P﹑回油孔 T﹑泄露孔L(有時(shí)不用 )及四個(gè)安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不小于壓力油孔。 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定?？着c孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋。 3）集成塊上液壓元件的布置。把制做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板 應(yīng)以連接板為準(zhǔn)。 電磁閥應(yīng)布置在集成塊的前﹑后面上，要避免電磁閥兩端的電磁鐵與其它部分進(jìn)行相碰。液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為好?？椎老嗤ǖ囊簤涸M可能布置在同一水平面，或在直徑 d 的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔之間的最小壁厚 h 必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 液壓元件在水平面上的孔道若與公共孔道相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑 d 范圍內(nèi)，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。 設(shè)計(jì)專(zhuān)用集成塊時(shí)，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm,以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 32 頁(yè) 4）集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道﹑集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄露孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進(jìn)行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動(dòng)一段距離。溢流閥的先導(dǎo)部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。 5）集成塊零件圖的繪制 集成塊的六個(gè)面都是加工面，其中有三個(gè)面要裝液壓元件，一個(gè)側(cè)面引出管道。塊內(nèi)孔道縱橫交錯(cuò)，層次 多，需要由多個(gè)視圖和 2～ 3 個(gè)剖視圖才能表達(dá)清楚。孔系的位置精度要求較高，因此尺寸﹑公差及表面粗糙度應(yīng)標(biāo)注清楚，技術(shù)要求也應(yīng)予說(shuō)明。集成塊的視圖比較復(fù)雜，視圖應(yīng)盡可能少用虛線表達(dá)。 為了便于檢查和裝配集成塊，應(yīng)把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置圖繪在旁邊。而且應(yīng)將各孔道編上號(hào)，列表說(shuō)明各個(gè)孔的尺寸﹑深度以及與哪些孔相交等情況。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 第 33 頁(yè) 第五章 液壓站結(jié)構(gòu)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。液壓站裝置包括不同類(lèi)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(lèi)元件及其聯(lián)接體。 液壓站的結(jié)構(gòu)型式 機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類(lèi)型。 （ 1）集中式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立于機(jī)床之外，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開(kāi)；缺點(diǎn)是液壓站增加了占地面積。 （ 2）分散式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在機(jī)床的各處。例如，利用機(jī)床或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調(diào)節(jié)裝置放在便于操作的地方。這種結(jié)構(gòu) 的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方便。同時(shí)供油裝置的振動(dòng)、液壓油的發(fā)熱都將對(duì)機(jī)床的工作精度產(chǎn)生不良影響，故較少采用，一般非標(biāo)設(shè)備不推薦使用。本次設(shè)計(jì)采用集中式。 液壓泵的安裝方式 液壓站裝置包括不同類(lèi)型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式為立式和臥式兩種。 1. 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)接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(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。但安裝維修不方便，散熱條件不好。 2. 臥式安 裝 液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度不易保證。 考慮到維修，散熱和安裝空間等方面的要求。本設(shè)計(jì)中采用臥式聯(lián)接。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙