【導(dǎo)讀】高液壓機(jī)的效率。所以我進(jìn)行了兩柱立式液壓機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計。序圖，通過動作順序設(shè)計出了液壓機(jī)系統(tǒng)的電氣控制，實現(xiàn)了機(jī)電相結(jié)合。液壓機(jī)及液壓技術(shù)的概況··········

　　

【正文】 低壓泵的工作壓力為 ? ? M P ??????????? ? ppp B 流量的計算 油缸的需油量。高壓下行時油缸需油量為 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 m i n/ 2121 LvDQ ?????? ? 高壓回程時油缸需油量為 ? ? ? ? m i n/ 222222 LvdDQ ???????? ? 低壓下行 時油缸需油量為 m i n/ 2323 LvdQ ?????? ? 低壓回程時油缸的需油量為 ? ? ? ? m i n/ 224224 LvdDQ ???????? ? 油泵的供油量。高壓泵的供油量為 m i n/ LK B ???? 低壓泵的供油量為 m i n/ LQ B ???? 油泵功率的計算 根據(jù)上述計算，所選高壓泵和低壓泵的參數(shù)分別為 高壓變量泵 321 ?Bp aMP ， 101 ?BQ min/L ； 其型號為 10SCY141B 低壓定量泵 ?Bp aMP ， 1602 ?BQ min/L 。 其型號為 CBG 本系統(tǒng)在 壓力以下時，兩泵同時工作，功率為 ? ? ? ? kWpN BBBB 2 6221 ??? ?????? ? 式中 ? 為泵的總效率，取 ?? 。 當(dāng)壓力為 32 aMP 時，高壓泵單獨工作，低壓泵在 aMP 壓力下卸荷，這時功率為 kWpQpQN XBBBB 2 66211 ??? ???????? ?‘ 可選用 10?N kW 的電動機(jī)驅(qū)動兩臺油泵工作 ，其型號為 Y160M12。 液壓閥的選用 液壓機(jī)控制閥是液壓系統(tǒng)中用來控制油液流動方向、壓力和流量的元件。借助與這些閥，便能對執(zhí)行元件的啟動、停止、運動方向 、速度、動作順序和克服負(fù)載的能力進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，使各類液壓機(jī)械都能按要求協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。液壓控制閥對液壓系統(tǒng)的 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 工作過程和工作特性有重要的影響。 液壓機(jī)閥的分類如表 表 液壓控制閥的分類 分類方法 種類 詳細(xì)分類 按用 途分 壓力控制閥 溢流閥、減壓閥、順序閥、比例壓力控制閥等 流量控制閥 節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥、比例流量控制閥等 方向控制閥 單向閥、液控單向閥、換向閥、比例方向控制閥 按控制原理分 開關(guān)或定值控制閥 壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥 電液比例閥 電液比例壓力 閥、電液比例流量閥、電液比例換向閥 伺服閥 單、雙極電液流量伺服閥、電液壓力伺服閥 按連接方式分 管式連接 螺紋式連接、法蘭式連接 板式連接 單層連接板、雙層連接板 疊加式連接 螺紋式插裝、法蘭式插裝 按操縱方式分 人力操縱閥 杠桿、踏板 機(jī)械操縱閥 擋塊、彈簧、液壓 電動操縱閥 電磁鐵控制 液壓閥的基本共同點及要求 盡管液壓閥的種類繁多，且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式也有較大的差異，但它們之間均保持下述基本共同點： 在結(jié)構(gòu)上，所有液壓閥都是由閥體、閥芯和驅(qū)動閥芯動作的元、部件組成； 在 工作原理上所有液壓閥的開口大小、進(jìn)出口間的壓差以及通過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 液壓系統(tǒng)中所使用的液壓閥均應(yīng)滿足以下基本要求： 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動??； 油液流過時壓力損失小； 密封性能好； 結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。 溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實現(xiàn)穩(wěn)壓力、調(diào)壓或限壓作用。 溢流閥時油路壓力控制閥，其作用主要是防止系統(tǒng) 過載，保護(hù)油泵和油 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 路系統(tǒng)的安全及保持油路系統(tǒng)的壓力恒定。 溢流閥的遙控口徑換向閥和郵箱連同時，可使油路卸荷。此時溢流閥其卸荷作用。 電液壓換向閥 電液壓換向閥是由電磁鐵和液動閥結(jié)合在一起構(gòu)成的一種組合式換向閥。 液控單向閥 液控單向閥是一種通入控制液壓油后即準(zhǔn)許油液雙向流動的單向閥，它是由單向閥和液控裝置兩部分組成。 為了選擇各種閥，現(xiàn)將各閥的最大工作壓力和流量如表 表 閥的參數(shù) 閥的名稱 壓力 （ aMP ） 流量 （ min/L ） 閥的型號 液控順序閥 1 溢流閥 3 液控單向閥 4 單向閥 5 還向閥 6 單向閥 9 溢流閥 15 換向閥 16 溢流閥 17 32 32 32 32 32 170 10 340 170 340 160 160 10 10 DZ16DPXY DB10 SV30 S20 WH50 S20 DBW10 DBW10 DB10 確定支承壓力 所謂支承壓力，就是為了防止因運動部件的自重作用而使油缸活 塞下滑所需的最低背壓力值。在本系統(tǒng)中，這個背壓由單向順序閥 1 調(diào)定，按公式（ ）計算， ? ?220 4 dDGp ??? （ ） ? ? ? ? M P adD Gp 5 1 2 0 0 0 044 22220 ??? ???? ? 即支承壓力 0p 應(yīng)等于或略大于 。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 控制系統(tǒng)的計算 本系統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用單獨油泵供油的外控式電液換向閥。主換向閥 6 是控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，類似于 一個柱塞式油缸。控制系統(tǒng)的計算，主要是計算控制油缸的流量、壓力和輸入功率。 電液換向閥的結(jié)構(gòu)如圖 圖 電液換向閥的結(jié)構(gòu) 控制流量的計算 為了計算電液換向閥的控制流量，必須知道一些有關(guān)的基本參數(shù)，如表 表 電液換向閥的參數(shù) 公稱通徑 gD （ mm ） 公稱流量 HQ （ min/L ） 閥徑 D （ mm ） 閥桿行程 S （ mm ） 公稱壓力 Hp （ MPa） 10 20 32 50 80 40 100 200 500 1250 20 32 50 65 100 8 12 18 23 34 32 32 32 32 32 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 控制流量可按公式（ ）計算， tSDQk 24 2?? （ ） 式中 D——電液換向閥閥桿直徑 (閥徑 )， m ； S ——電液換向閥閥桿的行程，它是指閥桿由中立位置至兩端位置之間的距離， m ； t 一換向時間，是指閥桿從閥體的一端移動到另一端所需的時間， s 。 換向時間通常為 到 ，如有阻尼器則可控制換向時間更長一些。 本系統(tǒng)中的電液換向閥如果選用公稱通徑 50?gQ mm ， 500?HQ min/L 的閥，并取 ?t s ，則控制流量為： m i n/ 22 LtSDQ k ??????? ? 這一流量也就是通過電液換向閥中的電磁先導(dǎo)閥的流量。大多數(shù)電液換向閥中的電磁先導(dǎo)閥的額定流量都是 40 min/L ，因而控制流量也可 以不計算而直接取40?kQ min/L 亦可。 控制壓力的確定 控制壓力的計算比較復(fù)雜，它取決于對中彈簧的剛摩、液壓力、摩擦阻力等許多因 素。彈簧對中式的控制壓力較大，液壓對中式的控制壓力較小?？刂茐毫χ悼捎捎嘘P(guān)手冊或產(chǎn)品樣本中直接查取。 本系統(tǒng)中的控制壓力 2?kp MPa。 控制油泵的輸入功率 根據(jù)上述計算和查取的 kQ 和 kp 值，便可算出控制油泵的輸人功率（即電動機(jī)功率 )為 kWQpN kkk 401021000 2 6 ??? ???? ? 溢流閥 8 可按 2?p MPa， 40?Q min/L 來選擇。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 6 液壓輔助元件的選取 液壓輔助裝置 濾油器 液壓系統(tǒng)的故障中大約一半以上是由于油液污染造成的。油液中不可避免地存在著顆粒狀的固體雜質(zhì)，它會劃傷液壓元件的結(jié)合面，嚴(yán)重的，會磨損或者卡死運動件，堵塞閥口，增加內(nèi)部泄露，降低效率，增加發(fā)熱，加劇油液的化學(xué)作用，使油液變質(zhì)，系統(tǒng)工作可靠性大為降低。在適當(dāng)?shù)牟课簧习惭b濾油器可以清除油液中的固體雜質(zhì)，使油液保持清潔，延長液壓元件使用壽命，保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性。因此，濾油器作為液壓系統(tǒng)必不可少的輔助元件，具有十分重要的地位。 濾油器的主要性能指標(biāo)有濾油精度，壓降特性，納垢容量，工作壓力和溫度等 。 濾油精度表示濾油器對各種不同尺寸污染顆粒的濾除能力。 壓降特性主要是指油液通過濾油器芯時所產(chǎn)生的壓力損失。濾芯的精度越高，所產(chǎn)生的壓力降越大；濾芯的有效過濾面積越 大，通過單位面積的流量越小，其壓力降就越小。 納垢容量是指濾油器在壓力降達(dá)到規(guī)定值以前，可以濾除并容納的污染物數(shù)量。納垢容量越大，濾油器使用壽命越長。 濾油器安裝 濾油器按其過濾精度的不同，有粗濾油器，普通濾油器，精密濾油器和特精濾油器四種選用時應(yīng)注意以下幾點： 過濾精度應(yīng)滿足預(yù)定要求； 能在較長時間內(nèi)保持足夠的通流能力； 濾芯具有足夠的強(qiáng)度，不因液壓的作用而損壞； 濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作； 濾芯清洗或更換簡便。 實際中，濾油器應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度，通流能力，工作壓力，油液黏度，工作溫度等條件來選定其型號。 空氣濾清器的選擇 空氣濾清器一般包括濾清裝置和注油過濾網(wǎng)，裝于油箱頂部，防止空氣中污染顆粒 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 進(jìn)入油箱，同時使大氣和油箱相同，可以避免泵出現(xiàn)空穴現(xiàn)象。 選擇的具體型號： 技術(shù)參數(shù)如下： 空氣流量 — /min 空氣過濾精度 —10? m 液位計的選擇 液位計是用來觀測油箱中油液的液面的高度用的，也可以用來觀測油液的溫度。 選擇的具 體型號： YWZ200T 技術(shù)參數(shù)如下： 工作壓力 —() MPa 工作溫度 —(20100) ? C 管件 管件包括管道和管接頭。液壓系統(tǒng)用管道來傳送工作液體，用管接頭把油管與油管或元件連接起來。管件的選用原則是：要保證管中油液作層流流動，盡量短以便減小壓力損失；要根據(jù)工作壓力，安裝位置來確定管材與連接結(jié)構(gòu)，以保證管道和管接頭有足夠的強(qiáng)度和良好的密封性；與泵和閥等連接的管件應(yīng)由其接口尺寸決定管徑；裝拆方便。 安裝要求 管道應(yīng)盡量短，橫平豎 直，轉(zhuǎn)彎少。為避免管道皺折，以減少壓力損失，硬管裝配時的彎曲半徑要足夠大。管道懸伸較長時要適當(dāng)設(shè)置管夾。 管子選取如表 表 管子的參數(shù) 管子外徑 mm 10 14 18 22 28 34 42 50 63 彎曲半徑 mm 50 70 75 80 90 100 130 150 190 管道盡量避免交叉，平行或交叉的油管間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隔，以防干擾，振動，便于安裝管接頭。 軟管直線安裝時候有 3%到 4%的余量，以適應(yīng)油溫變化，受拉和振動的需要。彎曲半徑要大于 9 倍軟管外徑，彎曲處到管接頭的距離至少是外徑的 6 倍。軟管不能靠近熱源。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 管接頭的型式和質(zhì)量，直接影響系統(tǒng)的安裝質(zhì)量，油路阻力和連接強(qiáng)度，其密封性能是影響系統(tǒng)外泄露的重要原因。所以管接頭的重要性不能忽視。管接頭與其他元件之間可采用普通細(xì)牙螺紋連接。 尺寸計算 根據(jù)液壓系統(tǒng)的流量和壓力，計算管道的內(nèi)徑 d 和壁厚 ? 。一般用下列兩式計算： vqd ?2? ? ??? 2pd? 式中 ， p 和 q 分別為管內(nèi)的工作壓力和最大流量； v 為準(zhǔn)許的流速。推薦值為：吸油管取 到 sm/ ，回油管取 到 2 sm/ ，壓力油管取 到 5 sm/ 油箱 油箱的主要功用是：儲存液壓 系統(tǒng)工作所需的油液；散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；沉淀物并逸出油液中的氣體。 液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱利用主機(jī)的內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油易于回收，但增加了設(shè)計和制造的復(fù)雜性，維修不便。如果散熱條件不好，就會使主機(jī)產(chǎn)生熱變形。分離式油箱單獨設(shè)置，與主機(jī)分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振 動對主機(jī)工作精度的影響，因此得到了普遍的采用，特別在精密機(jī)械上 。 其結(jié)構(gòu)如圖 圖 油箱結(jié)構(gòu) 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 基本結(jié)構(gòu) 為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體或長六面體為宜，如油箱的頂蓋上要安放泵和電動機(jī)以及閥的集成裝置等。 吸，回油管的設(shè)置 泵的吸油管與系統(tǒng)回油管應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，為了防止吸油時吸入空氣和回油時油液沖入油箱攪動液面，管口都應(yīng)插入油箱最低油面以下，但距離箱底的距離要大于管徑的 2 到3 倍。 回油管口應(yīng)截成 45 度斜角，以增大通流面積，并面向與回油路相距最近的箱壁以利于散熱和沉淀雜質(zhì)。為防止箱底的沉淀 物吸入液壓泵，吸油管端部應(yīng)裝有足夠過濾能力的濾油器，濾油器離箱壁至少要有 3 倍管徑的距離，距離箱底不應(yīng)小于 20mm，以便四面進(jìn)油。當(dāng)系統(tǒng)油管單獨接入油箱的情況下，其中閥的泄油管口應(yīng)在液面之上，以免產(chǎn)生背壓；液壓馬達(dá)和泵的泄油管則應(yīng)引入液面之下，以免吸入空氣 。為防止油箱表面泄露油流入地面，必要時在油箱下面或頂蓋四周設(shè)置盛油盤。 隔板的設(shè)置 設(shè)置隔板的目的是將油箱內(nèi)吸油區(qū)與回油區(qū)分開，以增大油液循環(huán)的路程，減緩油液循環(huán)的速度，便于分離回油帶來的空氣和污物，提高散熱效果。一般設(shè)置一個隔板，高度最好為箱內(nèi) 液面高度的四 分之三。 加油口與空氣濾油器的設(shè)置 加油口一般設(shè)置在油箱頂部容易接近處，加油口應(yīng)帶有濾網(wǎng)，平時加蓋封閉?？諝鉃V油器作用是使油箱始終與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物。 液位計的設(shè)置 液位計用于監(jiān)測油面高度，故其窗口尺寸應(yīng)能滿足對最高與最低液位的觀察，并應(yīng)安裝易于觀察的地方。 放油口與清洗窗的設(shè)置 油箱底面可做成雙斜面，也可做成向回油側(cè)傾斜的單斜面，在最低處設(shè)放油口，平時堵住，換油時將其打開放走污油。換油時為便于清洗油箱，大容量的油箱一般均在側(cè)壁設(shè)清洗窗，其位置應(yīng)安排在便于吸油器的裝拆的地方。 防污密封 油箱蓋板和窗口連接處均需加密封墊，各油管通過的孔均需裝密封圈，以防止外部污染物的進(jìn)入。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 液壓油 在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓介質(zhì)擔(dān)負(fù)著轉(zhuǎn)換、傳遞、控制能量的重要作用，同時起到潤滑作用，其力學(xué)性質(zhì)對液壓系統(tǒng)的工作影響很大。在工作過程中，還要擔(dān)負(fù)冷卻、防腐、防銹等保護(hù)作用。因此液壓系統(tǒng)對液壓介質(zhì)有一定要求： 液壓介質(zhì)要有適宜的粘度和良好的粘 溫特型。在使用的溫度范圍內(nèi)，粘度隨溫度變化要小。 潤滑性能要好，具有較高的油膜強(qiáng)度。液壓介質(zhì)既是工作介質(zhì)，又是運動部分之間的潤滑劑，油液應(yīng)能在零件的滑動表面上 形成強(qiáng)度較高的油膜，以便形成液體潤滑，避免發(fā)生干摩擦。 對熱、氧、水解有良好的穩(wěn)定性，又較好的抗剪切性。 有良好的消泡性和防銹性。 對材料有一定的適應(yīng)性。液壓介質(zhì)對系統(tǒng)中直接使用的各種金屬、