【正文】 n —— 安全系數(shù)，當(dāng)P，取n=6， [σ] =σb/n=335/6=則有：按《機械設(shè)計手冊》第四卷 表1982 ，考慮到管接頭連接螺紋，選擇壁厚為1 mm，管外徑為10mm，管接頭連接螺紋為M14*。 油箱的功用及選擇標(biāo)準(zhǔn) 油箱的功用1. 儲存系統(tǒng)所需的足夠油液；2. 散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；3. 分離油液中的氣體及沉淀物。 油箱的分類根據(jù)油箱液面是否與大氣相通，可分為開式油箱和閉式油箱。1. 開式油箱開式油箱應(yīng)用最為廣泛，油箱內(nèi)的液面與大氣相通，為了減少油液的污染，在油箱蓋上設(shè)置空氣濾清器，使大氣與油箱內(nèi)的空氣經(jīng)過濾清器相通。本系統(tǒng)的油箱采用開式油箱。2. 閉式油箱油箱內(nèi)液面不直接與大氣相通，而將通氣孔與具有一定壓力的惰性氣體相連。 油箱的形狀及布置油箱的形狀可分為矩形和圓形油箱兩種。因矩形油箱既便于制造，又能充分利用空間，故一般油箱的都采用這種形式。液壓泵與油箱的相對位置可分為上置式、下置式和旁置式三種。本系統(tǒng)采用上置式油箱，即把液壓泵等裝置安裝在油箱上邊。1. 油箱必須有足夠大的容量，以保證在系統(tǒng)工作時能保持一定的液位高度，在油箱容積不能增大而又不能滿足散熱要求時，必須設(shè)置冷卻器。2. 為了防止意外落入油箱中污染物，在油箱的排油口上應(yīng)裝有吸油過濾器。3. 設(shè)置油箱主要油口。油箱的排油口與回油口之間的距離應(yīng)盡量的遠，管口應(yīng)插入最低油面以下，以免發(fā)生吸空和回油沖濺的氣泡；管口制成45176。斜角，以增大吸油、出油面積，管口應(yīng)面向箱壁；吸油口離箱底距離H2D(D為管徑)，距箱邊的距離不小于3D，；回油管離箱底距離H3D。4. 設(shè)置隔板將吸、回油管隔開，使液流循環(huán)，油流中的氣泡與雜質(zhì)分離和沉淀，可以在隔板上安裝濾網(wǎng)。5. 在開式油箱上部的通氣孔上必須設(shè)置空氣濾清器，兼注油口作用。1截止閥 2 箱體 3 清洗孔蓋板 4 螺栓 5 橡膠墊圈 6清洗孔墊板 7 隔板擋板 8 螺釘 9 空氣濾清器 油箱的結(jié)構(gòu)示意圖6. 放油口要設(shè)置在油箱底部最低的位置，使換油時油液和污物能順利得流出。在設(shè)計油箱時，為了清洗的方便，設(shè)置清洗空。7. ：油箱的底部應(yīng)離地面150mm以上，以便搬移、放油和散熱。8. 為了能夠觀察油箱注油的液位上升情況和在系統(tǒng)工作過程中看見液位高度，必須設(shè)置液位計。 此外，油箱內(nèi)壁應(yīng)進行拋丸或噴砂處理，以清除焊渣和鐵銹。待灰砂清理干凈后，按不同工作介質(zhì)進行處理或者涂層，對于礦物油，常采用磷化處理。 油箱的容量及型式尺寸的確定 油箱容量的確定油箱的有效面積應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱、散熱平衡原則來計算。這項計算在系統(tǒng)夫在較大長期連續(xù)工作時是必不可少的。但對于一般情況來說，油箱的有效容積可以按液壓泵的額定流量Qp來計算。一般的有效容積為泵流量Qp的3~7倍。 式中： V—— 油箱的有效容積，L ξ—— 經(jīng)驗倍數(shù)，按《機械設(shè)計手冊》第四卷和本設(shè)計工況取ξ=3 Qp—— 液壓泵的額定流量，L 則有： 初算散熱面積A根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第四卷 表198116得：又在最高液面以上取出等于油液體積的10%~15%的空容量，以便形成油液的自由表面容納熱膨脹和泡沫，促成分離，容納停機或檢修時從系統(tǒng)中靠自重流回油箱的油液。故而：根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第四卷 GB287681《液壓泵站油箱公稱容量系列》的標(biāo)準(zhǔn)，取 。 確定油箱的結(jié)構(gòu)尺寸從散熱角度而言，最好把油箱做成正方形或長方形，長、寬、高比例可取1：1：1 ~ 1：2：3，以便在相同的條件下，得到最大的散熱面積。前面初步求得油箱的有效容積為40L，按求得油箱各邊之積：本油箱選擇長方形，選擇比例為： 2：：1，則油箱的尺寸為： 長： 寬： 高： 油箱容積計算圖 油箱中的油，一般在30℃ ~ 50℃范圍內(nèi)比較合適，最高不大于60℃，最低不小于15℃。過高，將使油箱迅速變質(zhì)，同時使泵的容積效率下降；過低，油泵啟動吸入困難。因此，油液必須進行冷卻和加熱。當(dāng)時, 式中： T0 —— 環(huán)境溫度, 初選288K； H —— 液壓泵功率損失，； P —— 液壓泵的輸入功率，； η —— 液壓泵的總效率，~,； p —— 液壓泵的實際出口壓力， q —— 液壓泵實際流量，； K —— 油箱傳熱系數(shù)，周圍通風(fēng)良好時，取K=15； 則： 故而： 油箱中的油溫一般在30℃~50℃范圍內(nèi)工作比較合適，最高不大于60℃，最低不小于15℃,而本設(shè)計中計算的油溫為50℃，因此符合要求。 過濾器的選擇過濾器是液壓系統(tǒng)中重要元件。它可以清除液壓油中的污染物，保持油液清潔度，確保系統(tǒng)元件工作的可靠性。過濾器的工作能力，取決于濾芯的有效過濾面積、濾芯本身的性能、有的黏度與溫度、過濾前后油的壓力差以及油中固體顆粒的含量，選擇過濾器的基本要求如下：1．過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)的要求，具有足夠大的過濾精度，壓力損失??；2．濾芯及外殼應(yīng)有足夠的強度，不致因油壓而破壞，有良好的抗腐蝕性，不會對油液造成化學(xué)或機械的污染；3．在規(guī)定的工作溫度下，能保持性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性；4．結(jié)構(gòu)盡量簡單緊湊，清洗維護方便，更換濾芯容易。在本設(shè)計的液壓系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)較為簡單緊湊，管道較短，只需在液壓系統(tǒng)吸油管路裝過濾器。一般選擇線隙式粗過濾器30~50μm。根據(jù)本設(shè)計要求，選擇NJU25*80L 通徑 22mm 流量 25L/min 原始壓力損失 ≤第十章 驗算系統(tǒng)的技術(shù)性能液壓系統(tǒng)初步設(shè)計是在某些估算參數(shù)情況下進行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及連接管路等完全確定后，正對實際情況對所設(shè)計的形同進行各項性能分析。對一般液壓傳動來說， 主要是進一步確定的計算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)的效率、壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計算發(fā)現(xiàn)的問題對某些不合理的要求要進行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。系統(tǒng)的壓力損失有三部分組成，即：式中： △P—— 系統(tǒng)進油路上的壓力損失（包括回油路上折算過來的部分損失）； △P1—— 管路的沿程壓力損失； △P2—— 局部壓力損失； △P2—— 閥類元件的壓力損失。 管路的沿程壓力損失△P1 粘性流體在管道中流動時，在整個流動過程中，要受到粘性阻力的作用而消耗能量，此能量損失形式以壓力降的形式體現(xiàn)出來。本系統(tǒng)為圓管的壓力損失。 式中： L —— 管道的總長，初取4m； ρ—— 油液的密度，ρ=*103Kg/m3； d —— 管道內(nèi)徑，取8mm； v —— 油液的平均流速，； λ—— 沿程壓力損失因數(shù)。本系統(tǒng)中本系數(shù)可近似地把管道中的油液流動作為層流來處理，則有： 式中： Re—— 雷諾數(shù)， ν—— 油液黏度，本系統(tǒng)選擇YAN32普通液壓油，工作溫度下：ν=*106m2/s 則：故而： 局部壓力損失△P2當(dāng)流體經(jīng)過局部裝置（如彎頭、閥等）時，其流速的大小、方向都發(fā)生變化。在次局部流速重新分布，形成漩渦產(chǎn)生能量損失，及局部損失。按如下公式進行估算：式中： ξ—— 局部壓力損失。入口為45176。；管道紊流時為1；；90176。；；。則： 再加上其它局部損失時，取ξ=故而： 閥類元件的壓力損失△P2閥類元件的局部壓力損失，即進油路上的損失，按如下公式進行估算：式中： △PrN —— 液壓閥壓差，估算時取1 MPa； Q —— 通過閥的實際流量，此處是泵的流量 Q=； QN —— 閥的額定流量，QN=25L/min；則： 在本設(shè)計回路中共有三個閥，局部壓力損失：回路的總的壓力損失△P為：初選時系統(tǒng)的壓力損失為3MPa， MPa＜3 MPa，表明系統(tǒng)按照初選值來計算符合情況，設(shè)計方案較為合理。 系統(tǒng)效率的驗算 液壓系統(tǒng)效率時系統(tǒng)的輸出功率（即是執(zhí)行元件的輸出功率）Nm0與輸出功率（液壓泵的輸出功率）Npi之比，即： 可改寫成：式中： Np0—— 液壓泵的輸出功率； Nmi—— 執(zhí)行元件的輸出功率。其中：Np0/ Npi比值和比值Nm0/ Nmi正是液壓泵的總效率ηp和執(zhí)行元件的效率ηm，即：而執(zhí)行元件的輸出功率Nmi與液壓泵的輸出功率Npi之比，正是回路效率ηc，即： 上述所述恰好是液壓泵到執(zhí)行元件之間這段油路的功率利用程度。由上述可知，系統(tǒng)效率表達式為：式中： ηp—— 液壓泵的總效率，本設(shè)計中 ηp=； ηm—— 執(zhí)行元件的效率， ηm =； ηc—— 回路效率；對于泵系統(tǒng)有：則有：本系統(tǒng)的效率為：%。 系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 發(fā)熱功率計算液壓系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因是由與液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失，以及溢流閥的溢出損失所造成的，因此，系統(tǒng)的總發(fā)熱量由下式計算：即：式中： Np—— 液壓泵的輸出功率，kw； Nc—— 執(zhí)行元件的輸出功率，kw； η—— 系統(tǒng)的總效率， η=ηpηmηc。則有：液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率為： kw 液壓系統(tǒng)的散熱計算液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，主要由油箱的散熱面進行散熱。由于管道散熱面積相對較小，且與自身由于壓力損失產(chǎn)生的熱量相平衡，故可忽略不計，只計算油箱的散熱。其散熱功率可按下式計算：式中： K—— 油箱的散熱系數(shù)，通風(fēng)條件良好時，取K=15w/m2℃； A—— 油箱的散熱面積，A=； t1—— 系統(tǒng)中油液的溫度，既油溫允許溫度55℃~65℃，系統(tǒng)正常取t1=55℃； t2—— 環(huán)境溫度， 取t2=15℃。則：液壓系統(tǒng)的散熱為： kw 液壓系統(tǒng)的熱平衡計算 當(dāng)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量和散熱量相等時，即達到熱平衡。油溫不再上升，熱平衡狀態(tài)下，油液所達到的溫度 t1 為 t1低于液壓設(shè)備所允許的溫度范圍（最高溫度＜65℃），所以不需要增設(shè)冷卻系統(tǒng)。第十一章 液壓系統(tǒng)的安裝、調(diào)壓和調(diào)試 液壓系統(tǒng)元件的安裝各種液壓元件的安裝方法和具體要求在產(chǎn)品說明書中，都有詳細地說明，應(yīng)按此說明安裝。以下僅是安裝元件在安裝時應(yīng)注意的一般事項：1. 安裝前清洗管道，液壓系統(tǒng)的管路應(yīng)進行兩次安裝。第一次時裝后拆下管路，用20%的硫酸或鹽酸進行酸洗30~40min ，然后用10%的蘇打水中和15min，最后用溫水清洗，干燥后涂油以準(zhǔn)備安裝。通過清洗后管內(nèi)不得殘存金屬粉末、銹、密封材料、絲線、油沫和涂料等。2. 安裝前對某些自制的重要元件如液壓缸、管路和管接頭等進行耐壓試驗，試驗壓力可取工作壓力的2倍。對其它元件應(yīng)急性質(zhì)量檢查測試，合格后才可進行安裝 3. 安裝前應(yīng)將各種自動控制儀表（如壓力繼電器）進行校驗。這對以后調(diào)整工作極為重要，以避免不準(zhǔn)確而造成事故。 4. 液壓裝置的安裝應(yīng)有足夠的維護空間，便于清洗，能避免外部物體的碰撞和灰塵雜志的進入。 5. 應(yīng)該保證安裝、裝配場地的清潔。 6. 管路的連接應(yīng)牢靠密封，不能松弛，不能漏油。 7. 液壓元件在安裝固定時，應(yīng)用力適當(dāng)，防止擰緊力過大使元件產(chǎn)生變形而造成漏油或某些零件不能滑動。 8. 安裝時不能損壞密封裝置，因此需清除被密封零件的夾角，避免使用銳利的安裝工具。密封圈不要裝得太緊。 9. 液壓泵與原動機要用撓性聯(lián)軸器，用手轉(zhuǎn)動泵軸應(yīng)感覺平穩(wěn)。 10. 液壓系統(tǒng)安裝之后，應(yīng)進行內(nèi)部清洗。清洗采用液壓工作油或試車油，清洗時的溫度在50~80℃，開始要間歇運轉(zhuǎn)，然后長時間運轉(zhuǎn)4~12小時。清洗時在回油路上設(shè)置濾油器，清洗到濾油器不再有雜質(zhì)時為止。 液壓系統(tǒng)的試壓 系統(tǒng)的壓力試驗應(yīng)在管道沖洗合格，安裝完畢組成系統(tǒng)，并經(jīng)過空運轉(zhuǎn)后進行。 1. 對于系統(tǒng)的試驗壓力一般有以下規(guī)定：對于工作壓力低于16 MPa的系統(tǒng)，；對于工作壓力高于16 MPa的系統(tǒng)，。 2. 實驗壓力應(yīng)逐級升高，每升高一級宜穩(wěn)壓2~3min，達到試驗壓力后，持壓10min，然后降至工作壓力，進行全面檢查，以系統(tǒng)所有焊縫和連接口無漏油，管道無永久變形為合格。 3. 系統(tǒng)中出現(xiàn)不正常聲響