【正文】 0M8溢流閥（安全閥）DBDH20P10B9軸向柱塞泵63CCY141B10主液壓缸自行設(shè)計(jì)11頂出液壓缸自行設(shè)計(jì)12壓力表Y10013壓力表開(kāi)關(guān)KFL8/20E 二、擬定液壓系統(tǒng)原理圖在以上分析的基礎(chǔ)上。 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：液壓泵起動(dòng)后，電液換向閥4及6處于中位，液壓泵輸出油液經(jīng)背壓閥7再經(jīng)閥6的中位低壓卸荷，此時(shí)主缸處于最上端位置而頂出缸在最下端位置，電磁鐵2YA得電，換向閥6在右位工作，此時(shí)5YA得電，換向閥4也在右位工作，液壓泵輸出的壓力油進(jìn)入主缸上腔，此時(shí)3YA也得電，控制油路經(jīng)閥5通至液控單向閥3，使閥3打開(kāi)，主缸下腔的油能經(jīng)閥3很快排入油箱，主缸在自重作用下實(shí)現(xiàn)快速空程下行，由于活塞快速下行時(shí)液壓泵進(jìn)入主缸上腔的流量不足，上腔形成負(fù)壓，充液筒中的油液經(jīng)充液閥（液控單向閥）1吸入主缸。當(dāng)電氣擋塊碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)3YA失電，控制油路斷開(kāi)，閥3關(guān)閉，此時(shí)單向順序閥（平衡閥）2使主缸下腔形成背壓，與移動(dòng)件的自重相平衡。自重快速下行結(jié)束。與此同時(shí)用行程擋塊使液壓泵的流量減小，主缸進(jìn)入慢速下壓行程，在此行程中可以用行程擋塊控制液壓泵的流量適應(yīng)壓制速度的要求。由壓力表刻度指示達(dá)到壓制行程的終點(diǎn)。行程過(guò)程結(jié)束后，可由手動(dòng)按鈕控制使5YA失電，4YA得電，換向閥4換向，由于閥2帶阻尼器，換向時(shí)間可以控制，而閥4的中位機(jī)能是H型，閥處于中位時(shí)使主缸上腔的高壓油泄壓，然后閥4再換為左位，此時(shí)壓力油經(jīng)閥2的單向閥進(jìn)入主缸下腔，由于下腔進(jìn)油路中的油液具有一定壓力；故控制油路可以使閥1打開(kāi)，主缸上腔的油液大部分回到充液筒，一部分經(jīng)閥4排回油箱，此時(shí)主缸實(shí)現(xiàn)快速回程。充液筒油液充滿后，溢出的油液可經(jīng)油管引至油箱?；爻探Y(jié)束后，閥4換至中位，主缸靜止不動(dòng)。1YA得電，2YA失電，閥6換至左位，壓力油進(jìn)入頂出缸下腔，頂出缸頂出制件，然后1YA失電，2YA得電，閥6換至右位，頂出缸回程；回程結(jié)束后，2 YA失電，閥6換至中位，工作循環(huán)完成，系統(tǒng)回到原始狀態(tài)。第八章 選擇液壓元件 一、液壓系統(tǒng)計(jì)算與選擇液壓元件選擇液壓泵和確定電動(dòng)機(jī)功率① 液壓泵的最高工作壓力就是液壓缸慢速下壓行程終了時(shí)的最大工作壓力pp = = = MPa因?yàn)樾谐探K了時(shí)流量q＝0，管路和閥均不產(chǎn)生壓力損失；而此時(shí)液壓缸排油腔的背壓已與運(yùn)動(dòng)部件的自重相平衡，所以背壓的影響也可不計(jì)。② 液壓泵的最大流量qp≥K（∑q）max泄漏系數(shù)K = ~，此處取K = 。由工況圖（）知快速下降行程中q為最大（q = L/min），但此時(shí)已采用充液筒充液方法來(lái)補(bǔ)充流量，所以不按此數(shù)值計(jì)算，而按回程時(shí)的流量計(jì)算。qmax = q3 = L/minqp = = = L/min③ 根據(jù)已算出的qP和pP，選軸向杜塞泵型號(hào)規(guī)格為63CCY141B，其額定壓力為32 MPa，滿足25~60％壓力儲(chǔ)備的要求。排量為63m L/r，電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min，故額定流量為：q = qn = = L/min，額定流量比計(jì)算出的qP大，能滿足流量要求，此泵的容積效率ηv = 。④ 電動(dòng)機(jī)功率 驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)的功率可以由工作循環(huán)中的最大功率來(lái)確定；由工況分析知， kW，取泵的總效率為η泵 = 。則P = = = kW kW，額定轉(zhuǎn)速為1440 r/min的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y132m4（Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)）。 二、選擇液壓控制閥閥7通過(guò)的最大流量均等于qP，而閥1的允許通過(guò)流量為q。q = q1–qP＝–＝ L/min，閥3的允許通過(guò)流量為q = q1 = = L/min閥8是安全閥，其通過(guò)流量也等于qP。以上各閥的工作壓力均取p＝32 MPa。 液壓機(jī)液壓元件型號(hào)規(guī)格明細(xì)表序號(hào)元件名稱(chēng)型 號(hào)規(guī) 格1液控單向閥SV30P30B華德：，30通徑，流量400L/min2單向順序閥（平衡閥）DZ10DP140BY華德：10通徑，流量80L/min，控制壓力（25~210）105Pa3液控單向閥SV20P30B華德：，20通徑，流量400L/min4電液換向閥WEH25H20B106AET華德：28MPa，25通徑，流量1100L/min5電磁換向閥3WE4A10B華德：21MPa，4通徑，流量25L/min6電液換向閥WEH25G20B106AET華德：28MPa，25通徑，流量1100L/min7順序閥DZ10DP140B210M華德：10通徑，流量80L/min，控制壓力（25~210）105Pa8溢流閥（安全閥）DBDH20P10B華德：20通徑，流量250L/min，調(diào)壓范圍（~40）MPa9軸向柱塞泵63CCY141B32MPa，排量63mL/r，1500r/min10主液壓缸自行設(shè)計(jì)11頂出液壓缸自行設(shè)計(jì)12壓力表Y100（0~400）105Pa13壓力表開(kāi)關(guān)KFL8/20E 三、選擇輔助元件確定油箱容量由資料，中高壓系統(tǒng)（p MPa）油箱容量V = （6~12）qP。本例取V = 8qP = 8 = 756 L（qP用液壓泵的額定流量）.取油箱容量為800 L。充油筒容量V1 = （2–3）Vg = 325 = 75（L）式中 Vg——主液壓缸的最大工作容積。在本例中，Vg = A1Smax = 80431 = 24924cm3 ≈ 25（L）油管的計(jì)算和選擇如參考元件接口尺寸，可選油管內(nèi)徑d = 20mm。計(jì)算法確定：液壓泵至液壓缸上腔和下腔的油管d = 取v = 4m/s，q = L/mind = = cm，選d = 20 mm.與參考元件接口尺寸所選的規(guī)格相同。充液筒至液壓缸的油管應(yīng)稍加大，可參考閥1的接口尺寸確定選d = 32 mm的油管，油管壁厚：δ≥。選用鋼管：[σ] = ≈ ，取n = 4， σb = 333MPa（10＃鋼）。σ = = = mm，取σ = 4 mm 四、選擇液壓油本系統(tǒng)是高壓系統(tǒng)，油液的泄漏是主要矛盾。為了減少泄漏應(yīng)選擇粘度較大的油，本系統(tǒng)選用68號(hào)抗磨液壓油。第九章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算一、油路壓力的計(jì)算本系統(tǒng)是容積調(diào)速，系統(tǒng)在各運(yùn)動(dòng)階段的壓力由負(fù)載決定。本系統(tǒng)在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)說(shuō)明，運(yùn)動(dòng)部件在導(dǎo)軌上的摩擦和自重的影響均忽略不計(jì)（對(duì)實(shí)際計(jì)算產(chǎn)生的影響很?。虼艘紤]的僅僅是閥和管路的壓力損失，而本系統(tǒng)對(duì)壓力的要求主要是工作行程終了時(shí)能達(dá)到的最大壓力值，由于此時(shí)速度已接近于零，閥門(mén)和管路的損失也接近于零，所以本例不詳細(xì)計(jì)算壓力損失值。二、確定安全閥、平衡閥和順序閥的調(diào)整壓力安全閥調(diào)整壓力ps = = 25106 = MPa平衡閥調(diào)整壓力pX = = = MPa順序閥7的調(diào)整壓力：該閥的作用是使液壓泵在卸荷時(shí)泵的出口油壓不致降為零，出口油壓應(yīng)滿足液控單向閥和電液換向閥所需控制油壓的要求。由資料查的SV10型液控單向閥的控制壓力≥5105 Pa，另外WEH10型電液換向閥所需的控制油壓不得低于10105 Pa，故取順序閥的調(diào)整壓力為（10~12）105 Pa。三、驗(yàn)算電機(jī)功率由工況圖知主缸在快速起動(dòng)階段中S = mm處功率為最大，Pmax = kW在Pmax時(shí)液壓泵的流量較小，管路和閥的損失不大。在選擇電機(jī)時(shí)也已考慮功率留有一定量的儲(chǔ)備，所以電機(jī)功率不必再進(jìn)行驗(yàn)算，此處對(duì)液壓泵卸荷狀態(tài)下的功率再作一下計(jì)算，此時(shí)卸荷壓力p卸等于閥7的調(diào)整壓力p卸＝18105 Paq泵取泵的額定流量qP = L/min。p卸 = p卸qP = （18105）/60103 = 2835W = kW將液壓機(jī)在工作循環(huán)中的功率進(jìn)行比較后得知主缸快速回程起動(dòng)階段的功率為最大，所以用這個(gè)功率來(lái)計(jì)算電機(jī)功率是合理的。四、繪制正式液壓系統(tǒng)圖通過(guò)上述驗(yàn)算表明；所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖是可行的，可以以此原理圖為基礎(chǔ)經(jīng)修改完善后，繪制出正式的液壓系統(tǒng)原理圖。繪制時(shí)注意下列幾點(diǎn)：液壓元件職能符號(hào)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/）；各元件按常態(tài)位置繪制；執(zhí)行元件附近畫(huà)出工作循環(huán)圖；繪出測(cè)壓點(diǎn)的位置并繪出壓力表開(kāi)關(guān)；繪出行程開(kāi)關(guān)的位置；繪出電磁鐵動(dòng)作循環(huán)表；繪出按工程實(shí)際使用的標(biāo)題欄，填清各元件的名稱(chēng)、圖號(hào)、規(guī)格及必要的調(diào)整值等。第十章 液壓控制裝置集成設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)床等固定式的液壓設(shè)備，常將液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源、閥類(lèi)元件（包括某些輔助元件）集中安裝在主機(jī)外的液壓站上。這樣能使安裝與維修方便，并消除了動(dòng)力源振動(dòng)與油溫變化對(duì)主機(jī)工作精度的影響。而閥類(lèi)元件在液壓站上的配置也有多種形式可供選擇。配置形式不同，液壓系統(tǒng)元件的連接安裝結(jié)構(gòu)和壓力損失也有所不同。閥類(lèi)元件的配置形式目前廣泛采用集成化配置，具體形式有油路板式、疊加閥式、集成塊式、插入式和復(fù)合式集成。根據(jù)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，選擇合適的集成方式。本系統(tǒng)采用塊式集成方式，它是將液壓閥安裝在六面體集成塊上，集成塊一方面起安裝地板的作用，另一方面起內(nèi)部油路通道作用，故集成塊又稱(chēng)為油路塊或通道塊。當(dāng)液壓控制裝置決定采用塊式集成時(shí)，首先要對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的液壓系統(tǒng)原理圖進(jìn)行分解，并繪制集成塊單元回路圖。集成塊單元回路圖實(shí)質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理圖的一個(gè)等效轉(zhuǎn)換，它是設(shè)計(jì)塊式集成液壓控制裝置的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)集成塊的依據(jù)。具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)可參考張利平編寫(xiě)的《液壓站》。單元回路確定之后，可進(jìn)行集成塊設(shè)計(jì)。由于集成塊的孔系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)的多寡對(duì)于設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣乃至成敗有很大影響。對(duì)于初次涉足集成塊的設(shè)計(jì)者而言，建議研究和參考現(xiàn)有通用集成塊系列的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，還可借助于solidworks等軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，以便加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，減少設(shè)計(jì)失誤，提高設(shè)計(jì)工作質(zhì)量和效率。 集成塊單元回路圖第十一章 液壓缸的校核一、缸筒壁厚δ的驗(yàn)算中、高壓缸一般用無(wú)縫鋼管做缸筒，大多屬薄壁筒，即時(shí)，按材料力學(xué)薄壁圓筒公式驗(yàn)算壁厚，即 (mm)當(dāng)液壓缸采用鑄造缸筒時(shí)，壁厚由鑄造工藝確定，這時(shí)應(yīng)按壁厚圓筒公式驗(yàn)算壁厚。當(dāng)時(shí)，可用下式 (mm)當(dāng)時(shí)，可用下式 (mm)式中——缸筒內(nèi)的最高工作壓力 (MPa)； ——缸筒內(nèi)徑 (mm)； ——缸筒材料的許用應(yīng)力 (MPa)。對(duì)于本系統(tǒng)的液壓缸，擬采用45鋼薄壁圓筒，用時(shí)的驗(yàn)算公式，其中 MPa， mm， MPa，則 mm，圓整取 mm即可滿足要求。二、液壓缸活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算只有當(dāng)液壓缸活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)，才進(jìn)行其縱向穩(wěn)定性的驗(yàn)算。驗(yàn)算可按材料力學(xué)有關(guān)公式進(jìn)行。對(duì)于本系統(tǒng)，由于其有效行程較短，且活塞桿直徑較大，滿足，所以無(wú)需進(jìn)行壓桿穩(wěn)定驗(yàn)算。三、缸體組件強(qiáng)度校核缸體組件有多種連接方式，對(duì)于可拆卸組件，常見(jiàn)的連接方式有缸蓋螺釘式、缸蓋螺栓式、缸蓋卡環(huán)式和缸蓋螺紋式。若組件連接用到了螺釘或螺栓，則需要對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核，校核公式可參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材。另外，對(duì)于液壓缸前后端蓋的厚度也要進(jìn)行強(qiáng)度校核。參考文獻(xiàn) 1 液壓與氣壓傳動(dòng) 許福玲等主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 3 液壓元件及選用 王守城等主編 化學(xué)工業(yè)出版社 4 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集 周士昌主編 機(jī)械工業(yè)出版社 5 液壓工程手冊(cè) 雷天覺(jué)主編 機(jī)械工業(yè)出版6 液壓控制系統(tǒng) 李洪任主編 國(guó)防工業(yè)出版社7 液壓伺服控制系統(tǒng) 王春主編 機(jī)械工業(yè)出版社8 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 江耕華，陳啟松 煤炭工業(yè)出版社 孫訓(xùn)方，關(guān)來(lái)泰 高等教育出版社10液壓傳動(dòng) 王慧 東北大學(xué)出版社