【導(dǎo)讀】機設(shè)備中最關(guān)鍵的部分之一。但是，由于設(shè)計、制造、安裝、使用和維護等方面的因素，影響了液壓系統(tǒng)的正常運行。設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的

　　

【正文】 可，對于定量泵，最終選擇的泵流量盡可能與系統(tǒng)所需流量相符合。 根據(jù)上述計算公式，可知 Vg=Vvn q?11000 = ?? vq ???? mL/r 泵的輸出流量 m i n/ 33 LVnq vp ??????? ?? ? =20 410? m s/3 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最后確定選取 YB25 型單級葉片 泵。 計算液壓泵的驅(qū)動功率并選擇原動機 a. 驅(qū)動功率的計算 若工作循環(huán)中，泵的壓力和流量比較恒定（即工況圖上 pt 曲線和 qt 曲線變化較為平穩(wěn)），則液壓泵驅(qū)動功率 pP 應(yīng)按下式計算 p?ppp qpP ? （ W） () 22 式中 PP qp、 為液壓泵的最大工作壓力（ Pa）和最大流量（ m3 /s）； p ? 為液壓泵的總效率，取 80%。 p?ppp qpP? = 10202117 46 ???? b. 電動機的選擇 固定設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其液壓泵通常用電動機驅(qū)動。 根據(jù)上述計算出的功率和液壓泵的轉(zhuǎn)速及其使用環(huán)境，從產(chǎn)品樣本或手冊中選定其型號規(guī)格 [額定功率、轉(zhuǎn)速 、電源、結(jié)構(gòu)型式（立式、臥式，開式、封閉式等） ]，并對其進行超載能力核算，以保證每個工作階段電動機的峰值超載量都低于 25%~50%。 根據(jù)《液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計與使用》 31P 的參數(shù)信息，選擇同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min的 Y225M2 三相異步電動機。滿載轉(zhuǎn)速為 2970r/min，額定功率為 45kW，額定轉(zhuǎn)矩為 ? m。 其他液壓元件的選擇 液壓閥及過濾器的選擇 根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最大 流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格。液壓綜合實驗裝置系統(tǒng)中，所有液壓閥的額定壓力都為MPa16 ，額定流量根據(jù)各閥通過的流量，所有元件的規(guī)格型號列于下表中。過濾器按液壓泵額定流量的兩倍選取吸油用線隙式過濾器。表中序號與系統(tǒng)原理圖中的序號一致。 表 液壓元件明細表 序 號 元件名稱 最大通過流量/L 1min? 型 號 1 雙葉片葉片泵 120 YB25 2 溢流閥 4 Y10B 1 18 壓力表 K6B 4 溢流閥 4 Y10B 7 液控順序閥 XY25B 23 8 溢流閥 4 Y10B 11 液控順序閥 XY25B 12 順序閥 XY25B 13 單向閥 20 I25B 1 15 三位四通換向閥 32 35 1D 63BY 1 19 壓力繼電器 BDP 631 ? 20 二位二通換向閥 32 BHD 6322 1 ? 油管的選擇 方案一：在 液壓、氣壓傳動及潤滑的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管等，鋼管能承受較高的壓力，價廉，但安裝時的彎曲半徑不能太小，多用在裝配位置比較方便的地方。這里作者們采用鋼管連接。 管道內(nèi)徑計算 vQd ?4? () 式中 Q—— 通過管道內(nèi)的流量 3m/s v—— 管道內(nèi)允許流速 m/s 允許流速推薦值 表 允許流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油 管道 ~，一般取 1 以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3~6，壓力高，管道粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 ~ 取 v吸 =， v壓 =4m/s, v回 =2m/ d吸 =,d壓 =,d回 =。根據(jù)內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。按表 3791 經(jīng)過圓整后分別選取 d吸 =20mm， d壓 =, d回 =15mm。對應(yīng)管子壁厚 16. mm?? 。 方案二：根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進、出 24 油管按輸入、排出的最大流量來計算。由于本系統(tǒng)液壓缸差 動連接快進快退時，油管內(nèi)通油量最大，其實際流量為泵的額定流量的兩倍達 240L/min。 綜上所述，液壓缸進、出油管直徑 d 按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為 15mm，外徑為 19mm的 10 號冷拔鋼管（ YB 23170）。 油箱及其輔件的確定 油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲存油液外，還起著散發(fā)油液中的熱量（在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量）、分離油液中的氣泡、沉淀固體雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如空氣濾清器及液位計等。 設(shè)計油箱時應(yīng)考慮如下幾點： a .油箱必須有足夠大的容積。以滿足散熱要求，停車時能 容納液壓系統(tǒng)中所有的油；而工作時又保持適當(dāng)?shù)挠臀灰蟮取? b. 吸油管及回油管應(yīng)插入最低油位以下。以防止吸油管吸入空氣；回油管飛濺產(chǎn)生氣泡。管口一般與油箱底、箱壁的距離不小于管徑的 3 倍。吸油管應(yīng)安裝 80 或 100181。m的網(wǎng)式或線隙式濾油器，安裝位置要便于裝卸或清洗濾油器?；赜凸芸谛鼻?45176。角并面向箱壁，以防回油沖擊油箱底部的沉積物。 c. 吸油管和回油管的距離盡可能遠一點，中間要設(shè)置隔板，使油液在油箱中流動速度緩慢一點，時間長一些，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。 d. 為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有密封 的頂蓋，頂蓋上應(yīng)沒有帶濾油網(wǎng)的注油口及帶空氣濾清器的通氣孔，注油及通氣一般都由一個空氣濾清器來完成。為了便于放掉油，油箱底應(yīng)有一定傾斜度，最低處設(shè)放油閥。 e. 箱壁上應(yīng)考慮安裝液面指示器、冷卻器。加熱器及溫度計等位置。 ，用以改善液壓的吸油狀況。一般充氣壓力為 ~。 根據(jù)以上六點設(shè)計要點以及對照本設(shè)計的需要，繪制油箱簡圖如下： 25 2 9 8 7654311 — — 吸 油 管 ； 2 — — 網(wǎng) 式 濾 油 器 ； 3 — — 空 氣 濾 清 器 ；4 — — 回 油 管 ； 5 — — 油 箱 蓋 ；6 — — 油 位 指 示 器 ；7 、 9 — — 隔 板 ； 8 — — 放 油 塞 圖 45 油箱簡圖 初始設(shè)計時，先按經(jīng)驗確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再 按散熱的要求進行校核。 初始設(shè)計時，先按經(jīng)驗公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進行校核。 在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。初設(shè)計時，按經(jīng)驗公式 vaQV? 3m () 式中 VQ —— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 a —— 經(jīng)驗系數(shù) ,按下表取 a =5： 表 各系統(tǒng)經(jīng)驗系數(shù) 系統(tǒng)類型 行走機械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機械 a 1～ 2 2～ 4 5～ 7 6～ 12 10 中壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的 5~7 倍，故油箱容積為 vaQV? =5? 120=600L 液壓系統(tǒng)壓力損失驗算 驗算的目的 在于了解執(zhí)行元件能否得到所需工作壓力。系統(tǒng)進油路上的壓力損失 p?? 由管道的沿程壓力損失 ?p?? 、局部壓力損失 ?p?? 兩部分組成，即 26 p?? = ?p?? + ?p?? （ Pa） () a. 沿程壓力損失 ?p?? ?p?? = 22vdl ?? ? （ Pa） ()式中 ? —沿程阻力系數(shù)，可按《液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計與使用》表 234 相應(yīng)的公式進行計算，也可以由圖 214 查得； l —管道長度， m； ? —液體密度， 3/mKg ； v —液流平均速度， sm/ 。 因此由公式可得沿程壓力損失 ?p?? = ?????? 2 22vdl ?? （ Pa） b. 局部壓力損失 ?p?? 22vp ??? ???（ Pa） () 式中 ? —局部阻力系數(shù)，其具體數(shù)值與局部阻力裝置的類型和雷諾數(shù)有關(guān)，通常，當(dāng) Re＞ 510 時， 無關(guān)與 Re? ； ? —液體密度， 3/mKg ； v —液流平均速度， sm/ 。 因此由公式可得局部壓力損失 .612 22 ?????? vp ??? （ Pa） 27 第 4 章 實驗臺面板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 實驗臺面板的結(jié)構(gòu) 試驗臺面板是蓋在實驗臺表面的面板。其正面需要直接與各類液壓元件相連，背面要求與油管相連。結(jié)構(gòu)以 20mm 的鋼板為主，在 上面分布的是各種螺孔與通孔，用來安裝各個液壓元件。 試驗臺面板 的安裝固定也是重要的。油路板一般采用框架固定，要求安裝、維修和檢測方便。它可安裝固定在機床上或機床附屬設(shè)備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。本次采用螺栓直接固定在用角鋼焊接而成實驗臺支架上。這種設(shè)計裝卸方面，符合實驗臺要求。 實驗臺面板的設(shè)計 ，確定實驗臺面板結(jié)構(gòu) 本次試驗臺設(shè)計都采用的是用管接頭來連接液壓閥與管道，選用的是卡套式管接頭。這就要求面板的一端連接閥底部有空，另一端設(shè)計成螺紋孔以便與管接頭相連。本次采用的是 14mm 外徑的鋼管來作為油管，管接頭將采用卡套式直通管接頭，然后連接油管。 繪出面板平面尺寸，把制作好的液壓元件樣板放在面板上進行布局，此時要注意： (1)液壓閥閥芯應(yīng)處于水平位置，防止閥芯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同的液壓元件，其相應(yīng)的油口應(yīng)盡量要沿同一坐標(biāo)布置。 (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)留足壓力表的安裝空間。 (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(dǎo)閥以 及壓力表等可伸到面板的輪廓外。、 根據(jù)以上準(zhǔn)則，布局出各個閥類的位置，然后就可以在是實驗臺面板上根據(jù)液壓元件的要求布局各個孔的位置以及尺寸了。 28 實驗臺面板的正面用來安裝液壓元件。上面布置有液壓元件固定螺孔、油路板固定孔和液壓元件的油孔。當(dāng)液壓元件布置完畢后，基本位置就確定了。 液壓油路背面，設(shè)計有與執(zhí)行元件連接的油孔、與液壓泵連接的壓力油孔以及與液壓油箱連接的回油孔。此類液壓油孔可加工成米制細牙螺紋或者英制管螺紋孔。 在設(shè)計過程中，會出現(xiàn)各個孔間的干涉問題。采用的方法是可以把 油路板設(shè)計成偏心油孔，只要兩孔有公共部分即可保證油路的暢通。 試驗臺面板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用多個視圖表達，主視圖表示液壓元件安裝固定的位置、液壓元件進出油口位置和大小，后視圖表示各油管接頭位置和尺寸。圖 為實驗臺面板的主視圖。 圖 實驗臺面板 29 第 5 章 液壓站設(shè)計與維護保養(yǎng) 油箱的設(shè)計 液壓油箱的作用是貯存液壓油、分離液壓油中雜質(zhì)和空氣，同時還起到散熱的作用。 油箱有效容積的確定 液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮 。液壓油箱的有效容量 V可概略地確定為： 在低壓系統(tǒng)中 p 可?。? pqV )4~2(? () 在中壓系統(tǒng)中 p 可?。? pqV )7~5(? () 在中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中 p 可?。? pqV )12~6(? () 式中 V——液壓油箱有效容量； pq ——液壓泵額定流量。 在本課題中 / minpqL? ， 5 281 .5VL? ? ? 應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會因策略作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過液壓油箱高度的 80%。 根據(jù)設(shè)計條件，本實驗臺屬于中壓系統(tǒng)，油 箱有效容積取 200L。 液壓油箱的外形尺寸 表 系列液壓油箱外形尺寸 尺寸（ mm） 型號 A b c BEX－ 63A 550 450 600 BEX－ 100 700 500 600 BEX－ 160 800 600 660 BEX－ 250 1000 650 680 30 BEX1000 1800 1100 800 液壓油箱的有效容積確定后，需設(shè)計液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長：寬：高）為 1： 1： 1～ 1： 2： 3。為提高冷卻效率，在安裝位置不受時，可將液壓油箱的容 量予以增大。如果所設(shè)計的液壓油箱能滿足下列尺寸的要求，則可以從中選擇一種。由于我國液壓油箱還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本文只介紹其中的一種。 此次選用的油箱型號為 BEX63A，可滿足設(shè)計所需要求。設(shè)計圖如 所示。 圖 油箱主視圖 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在一般設(shè)備中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱。 (1)吸油管與回油管 1)油管出口 回油管的出口形式有直口、斜口、彎管直口、帶擴散器的出口等幾種型式，斜口應(yīng)用得較多，一般為 45176。 C 斜口。為了防止液面波動，可以在回油管出口裝擴散器。回油 管必須旋轉(zhuǎn)在液面以下，一般距液壓油箱底面的距離大于300mm，回油管出口絕對不允許放在液面以上。 2)回油集管 單獨設(shè)置回