【導(dǎo)讀】分析；注塑機(jī)節(jié)能低耗高效的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，繪制工作原理圖；液壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與繪圖。

　　

【正文】 油孔來實(shí)現(xiàn)。 塊式集成有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1）可簡化設(shè)計(jì)； 2）設(shè)計(jì)靈活，更改方便； 3）易于加工，專業(yè)化程度高； 4）結(jié)構(gòu)緊湊，裝配維護(hù)方便； 5）系統(tǒng)運(yùn)行效率較高。 塊式集成的主要缺點(diǎn)是集成塊的孔系設(shè)計(jì)和加工容易出錯(cuò)，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。 （ 3）疊加閥是在集成塊的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 ,液壓元件間的 連接不需要另外的連接塊 ,而是以特殊設(shè)計(jì)的疊加閥的閥體作為連接體 ,通過螺栓將液壓閥等元件直接疊積并固定在最底層的基塊 (底板 )上 .基塊側(cè)面開有螺紋孔 ,通過管接頭作為通向執(zhí)行器、液壓泵或油箱的孔道 ,并可以根據(jù)需要用螺塞封堵打開 ,只要把同一規(guī)格的疊加閥按一定順 30 序疊加起來 ,再將板式換向閥直接安裝于這些疊加閥的上面 ,即可構(gòu)成各種典型液壓回路 . 疊加閥的特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)緊湊 ,體積小 ,重量輕 ,占地面積小。疊加閥安裝簡便，裝配周期短，系統(tǒng)有變動(dòng)增減元件時(shí)，重新組裝較為方便。使用疊加閥，元件間無管連接，消除了因管接頭引起的漏油、振 動(dòng)和噪聲。使用疊加閥系統(tǒng)配置簡單，元件規(guī)格統(tǒng)一，外行整齊美觀，維修保養(yǎng)容易。采用我過疊加閥組成的集中供油系統(tǒng) 節(jié)電顯著。 由于規(guī)定尺寸限制，由疊加閥組成的回路形式少，通徑較小，一般使用于工作壓力小于 20Mpa，流量小于 200L/min 的機(jī)床，輕工機(jī)械，工程機(jī)械等行業(yè)。綜上比較可以得出此液壓系統(tǒng)適用的塊式集成為疊加式。 ③動(dòng)力源裝置確定 液壓動(dòng)力源一般由液壓泵組、油箱組件、控溫組件和過濾器組件等相對獨(dú)立的部分組成。盡管這幾個(gè)部分相對獨(dú)立，但設(shè)計(jì)者在液壓動(dòng)力源裝置設(shè)計(jì)中，除了根據(jù)機(jī)器設(shè)備的工況特點(diǎn)和使用的具體 要求合理進(jìn)行取舍外，經(jīng)常需要將它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，合理構(gòu)成一個(gè)部件。例如，油箱上常需將控溫組件中的油溫計(jì)、過濾器組件作為油箱附件而組合在一起構(gòu)成液壓油箱等等。 按液壓泵組布置的方式分上置式液壓動(dòng)力源、非上置式液壓動(dòng)力源和柜式液壓動(dòng)力源三種方式。本設(shè)計(jì)采用上置式液壓動(dòng)力源設(shè)計(jì)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)，稱為臥式液壓動(dòng)力源。當(dāng)電動(dòng)機(jī)立式安裝于油箱之上時(shí)，稱為立式液壓動(dòng)力源。上置式液壓動(dòng)力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動(dòng)力源，躁聲低且便于收集漏油。綜合考慮本設(shè)計(jì)決定采用臥式液壓動(dòng) 力源布置。 【 16】 塊式集成的結(jié)構(gòu) 塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路，做成通用化的 6面體油路塊（集成塊），通常其四周除 1 面安裝通向液壓執(zhí)行器（液壓缸或液壓馬達(dá)）的管接頭外，其余 3 面安裝標(biāo)準(zhǔn)的板式液壓閥及少量疊加閥或插裝閥，這些液壓閥之間的油路聯(lián)系由油路塊內(nèi)部的通道孔實(shí)現(xiàn)，塊的上下兩面為塊間疊積結(jié)合面，布有由下向上貫穿通道體的公用壓力油孔 P、回油孔 O（ T）、泄漏油孔 L 及塊間連接螺栓孔，多個(gè)回路塊疊積在一起，通過4 只長螺栓固緊后，各塊之間的油路聯(lián)系通過公用油孔來實(shí)現(xiàn)。 塊式集成的特點(diǎn) 可簡化設(shè) 計(jì)； 設(shè)計(jì)靈活、更改方便； 易于加工、專業(yè)化程度高； 31 結(jié)構(gòu)緊湊、裝配維護(hù)方便； 系統(tǒng)運(yùn)行效率較高 塊式集成的主要缺點(diǎn)是集成塊的孔系設(shè)計(jì)和加工容易出錯(cuò)，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。 塊式集成液壓控制裝置的設(shè)計(jì) 1）分解液壓系統(tǒng)并繪制集成塊單元回路圖 集成塊單元回路實(shí)質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理圖的一個(gè)等效轉(zhuǎn)換。 分解集成塊單元回路時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用現(xiàn)有系列集成塊單元回路，以減少設(shè)計(jì)工作量。集成塊上液壓閥的安排應(yīng)緊湊，塊樹應(yīng)盡量曬，以減少整個(gè)液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和重量。集成塊的數(shù)量與液壓系統(tǒng)的復(fù)雜程度有關(guān)，一摞集成塊組 中，除基塊和頂塊外，中間塊一般 17 塊。當(dāng)所需中間塊多于 7 塊時(shí)，可按系統(tǒng)工作特點(diǎn)和性質(zhì)，分組多摞疊加，否則集成簡單回路合用一個(gè)集成塊；液壓 泵的出口竄接單向閥時(shí)，可采用管式連接的單向閥（竄接在泵與集成塊組的基塊之間）；采用少量疊加閥、插裝閥及集成塊專用嵌入式插裝閥；集成塊側(cè)面加裝過渡板與閥連接；基塊與頂塊上布置適當(dāng)?shù)脑鹊取? 塊的設(shè)計(jì) （ 1）確定公用油道孔的數(shù)目 集成塊體的公用油道孔，有二孔、三孔、四孔、五孔等多種設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用較廣的為二孔式和三孔式。 二孔式 在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔 P 和回油孔 O 各一 個(gè)，用 4 個(gè)螺栓孔與塊組連接螺栓間的環(huán)形孔來作為泄漏油通道。二孔式集成塊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，公用通道少，便于布置元件；泄漏油道孔的通流面積大，泄漏油的壓力損失小。缺點(diǎn)是：在基塊上需將 4 個(gè)螺栓孔相互鉆通，所以須堵塞的工藝孔較多，加工麻煩，為防止油液外漏，集成塊間相互疊加面的粗糙度要求較高，一般應(yīng)小于 。 三孔式 在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔 P、回油孔 O 和泄油孔 L 共 3 個(gè)公用通道三孔式集成塊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，公用油道孔數(shù)較少，缺點(diǎn)是因泄漏油孔 L 要與各元件的泄漏油口相通，故其連通孔道一般細(xì)而長，加工較困難，且 工藝孔較多。 （ 2）液壓元件樣板 （ 3）確定孔道直徑及通油孔間的壁厚 32 與閥的油口相通孔道的直徑，應(yīng)與液壓閥的油口直徑相同； 與管接頭相連接的孔道，其直徑一般應(yīng)按通過的流量和允許流速，用式 vqd ?4? 計(jì)算，但孔口須按管接頭螺紋小徑鉆崆并攻絲； 工藝孔應(yīng)用螺塞或球漲堵死； 對于公用孔道，壓力油孔和回油孔的直徑可以類比同壓力等級(jí)的系列集成塊中的孔道直徑確定，也可通過式 vqd ?4? 計(jì)算得到；泄油孔的直徑一般由經(jīng)驗(yàn)確定。 固定液壓閥的定位銷孔的直徑和螺釘孔的直徑，應(yīng)與所選定的液壓閥的定位銷直徑及配合要求與螺釘孔的螺紋直徑相同； 連接集成塊組的螺栓規(guī)格可類比相同壓力等級(jí)的系列集成塊的連接螺栓確定，也可以通過強(qiáng)度計(jì)算得到。單個(gè)螺栓的螺紋小徑 d 的計(jì)算公式為： ? ???nPd 4? 式中； P塊體內(nèi)部最大受壓面上的推力； n螺栓個(gè)數(shù)； ??? 擔(dān)擱螺栓的材料許用應(yīng)力。 螺栓直徑確定后，其螺栓孔（ 光孔）的直徑也就隨之而定，系列集成塊的螺栓直徑為 M8M12，其相應(yīng)的連接孔直徑為 ?9?12（ mm）。 。 單個(gè)集成塊重量在 30 以上時(shí)，應(yīng)按重量和強(qiáng)度確定螺釘孔的直徑。 。 通油孔間的最小壁厚的推薦值不小于 5 mm。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于 時(shí)，或孔間壁厚較小時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，以防止系統(tǒng)在使用中被擊穿。 (4) 中間塊外形尺寸的確定 中間塊用來安裝液壓閥，其高度 H 取決于所安裝元件的高度。 H 通常應(yīng)大于所安裝的液壓閥的高度。在確定中間塊的長度和寬度尺寸時(shí)，在已確定共 有油道孔基礎(chǔ)上，應(yīng)首先確定公有油道孔位置應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)通道塊上的孔一致。中間塊的長度和寬度尺寸均應(yīng)大 33 于安放元件的尺寸，以便于設(shè)計(jì)集成塊內(nèi)的通油孔道時(shí)調(diào)整元件的位置。一般長度方向的調(diào)整尺寸為 4050 mm，寬度方向?yàn)?2030 mm。調(diào)整尺寸留的較大，孔道布置方便，但將加大塊的外形尺寸和重量，反之，則結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，但孔道布置困難。最后確定的中間塊長度和寬度應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)系列塊的一致。 (5)布置集成塊上的液壓元件 液壓元件在通道塊上的安裝位置合理與否，直接影響集成塊體內(nèi)孔道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、加工工藝性的好壞及 壓力損失大小。元件安放位置不僅與典型單元回路的合理性有關(guān)，還要受到元件結(jié)構(gòu)、操縱調(diào)整的方便性等因素的影響。 中間塊的側(cè)面安裝各種液壓控制元件。當(dāng)需與執(zhí)行裝置連接時(shí)， 3 個(gè)側(cè)面安裝元件，一個(gè)側(cè)面安裝管接頭。注意事項(xiàng)如下： 應(yīng)給安裝液壓閥、管接頭、傳感器及其他元件的各面留有足夠的空間； 集成塊體上要設(shè)置足夠的測壓點(diǎn)，以便于調(diào)試和工作中使用； 需經(jīng)常調(diào)節(jié)的控制閥如各種壓力閥和流量閥等應(yīng)安放在便于調(diào)節(jié)和觀察的位置，應(yīng)避免相鄰側(cè)面的元件發(fā)生干涉； 應(yīng)使與各元件相通的油孔盡量安排在同一水平面，并在公用通油道的 直徑范圍內(nèi)，以減少中間連接孔、深孔和斜孔的數(shù)量?；ゲ幌嗤ǖ目组g應(yīng)保持一定壁厚，以防工作時(shí)擊穿； 集成塊的工藝孔均應(yīng)封堵，封堵有螺塞、焊接和球漲等三種方式； 在集成塊間的疊加面上，公用油道孔出口處要安裝 O 形密封圈，以實(shí)現(xiàn)塊間的密封。應(yīng)在公用油道孔出口處按選用的 O 形密封圈的規(guī)格加工出深孔， O 型圈溝槽尺寸應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定； （底版） 基塊的作用是將集成塊組件固定在油箱頂蓋或?qū)Ｓ玫鬃?，并將公用通油孔道通過管接頭與液壓 泵和油箱相連接，有時(shí)需在基塊側(cè)面上安裝壓力表開關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)要留有安裝法蘭、壓力表開關(guān)和 管接頭等的足夠空間。當(dāng)液壓泵出油口經(jīng)單向閥進(jìn)入主油路板時(shí)，可采用管式單向閥，并將其裝在基塊外。 （蓋板） 頂塊的作用是封閉公用通油孔道，并在其側(cè)面安裝壓力表開關(guān)以便測壓，有時(shí)也可 34 在頂塊上安裝一些控制閥，以減少中間塊數(shù)量。 (6)集成塊油路的壓力損失 集成塊組的壓力損失，是指貫通全部集成塊的進(jìn)油、回油孔道的壓力損失。在孔道布置一定后，壓力損失隨流量增加而增加。通常，經(jīng)過一個(gè)塊的壓力損失值約為 . (7)集成塊的材料和主要技術(shù)要求 制造集成塊的材料因液壓系統(tǒng)壓力高低和主機(jī)類型不同而異。通常， 對于固定機(jī)械，低壓系統(tǒng)的集成塊，宜選用 HT250 或球墨鑄鐵；高壓系統(tǒng)的集成塊宜選用 20 鋼和 35鋼鍛件。對于有重量限制要求的行走機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其集成塊可采用鋁合金鍛件，但要注意強(qiáng)度計(jì)算。 集成塊的毛坯不得有砂眼、氣孔、縮孔和夾層等缺陷，必要時(shí)需對其進(jìn)行探傷檢查。毛坯在切削加工前應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理或退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。 集成塊各部位的粗糙度要求不同：集成塊各表面和安裝嵌入式液壓閥的孔的粗糙度不大于 ，末端管接頭的密封面和 O 形圈溝槽的粗糙度不大于 ，一般通油孔道的粗糙度不大于 。塊間結(jié)合面不得有明顯劃痕。 形位公差要求為：塊間結(jié)合面的平行度公差一般為 ，其余 4 個(gè)側(cè)面與結(jié)合面的垂直度公差為 mm。為了美觀，機(jī)械加工后的鑄鐵和鋼質(zhì)集成塊表面可鍍鋅。 35 第 4 章注塑機(jī) 液壓輔助 裝置設(shè)計(jì) 液壓油箱的設(shè)計(jì) 1．油箱的作用：存儲(chǔ)液壓油液、散發(fā)油液熱量、逸出空氣、沉淀雜質(zhì)、分離水分和安裝元件。 2．油箱通常可分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱三類。 整體式油箱是指在液壓系統(tǒng)或機(jī)器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。 兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的用油的公用油箱。 3．油箱的容量 油箱的總?cè)萘堪ㄓ鸵喝萘亢涂諝馊萘?。油液容量是指油箱中油液最多時(shí)，即液面在液位計(jì)的上刻線時(shí)的油液 體積。在最高液面以上要留出等于油液容量的 10％～ 15％的空氣容量，以便形成油液的自由表面，容納熱膨脹和泡沫，促進(jìn)空氣分離，容納停機(jī)或檢修時(shí)靠自重流回油箱的油液。 油箱的容量通?？砂词?pqV ?? ， pq 液壓泵的總額定流量（ L/min）； ? 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng) ? =2～ 4，中低壓系統(tǒng) ? =5～ 7，高壓系統(tǒng)? =10～ 12 4．油箱的設(shè)計(jì) 1）箱頂、通氣器（空氣過濾器）、注油口 油箱的箱頂結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。例如，如果液壓泵布置在油箱內(nèi)部液面以下，則箱頂應(yīng)為或應(yīng)有可拆卸的蓋。箱蓋及管子引出口之類的所有開口都要妥為密封。箱頂上安裝液壓泵組時(shí)，頂板的厚度應(yīng)為側(cè)板厚度的四倍，以免產(chǎn)生振動(dòng)。液壓泵組與箱頂之間應(yīng)設(shè)置隔振墊。為了便于布置和維修，有時(shí)采用裝在箱頂上的回油過濾器。 箱頂上一般要設(shè)置通氣器（空氣過濾器）、注油口，通氣器通常為附帶注油口的結(jié)構(gòu)，取 下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。 2）箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計(jì) 對于鋼板焊接的油箱，用來構(gòu)成油箱體的中碳鋼的最小厚度。箱頂上安裝液壓泵組時(shí)，側(cè)板厚度應(yīng)適當(dāng)加大。 36 當(dāng)箱頂與箱壁之間為不可拆連接時(shí)，應(yīng)在箱壁上至少設(shè)置一個(gè)清洗孔。清洗孔的數(shù)量和位置應(yīng)便于用手清理油箱所有內(nèi)表面。清洗口法蘭蓋板應(yīng)該能 由 1 個(gè)人拆裝。法蘭蓋板應(yīng)配有可以重復(fù)使用的彈性密封件。 為了便于誘降的搬運(yùn)，應(yīng)在油箱四角的箱壁上方焊接吊耳（也稱吊環(huán)）。吊耳有圓柱形和鉤形兩種。 液位計(jì)通常為帶有溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)。液位計(jì)一般設(shè)在油箱外壁 上，并近靠注油口，以便注油時(shí)觀測液面。液位計(jì)的下刻線至少應(yīng)比吸油過濾器或吸油管口上緣高出 75mm，以防止吸入空氣。液位計(jì)的上刻線對應(yīng)著油液的容量。液位計(jì)與油箱的連接處有密封措施。 3）箱底、放油塞、支角 應(yīng)在油箱底部最低點(diǎn)設(shè)置放油塞（≧ M18 ），以便油箱清洗和油液更換。為此，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，傾斜坡度通常為 1/25～ 1/20；這樣可以促使沉積物（油泥或水）聚集到油箱中的最低點(diǎn)。 為了便于放油和搬運(yùn)，應(yīng)該把郵箱架起來，油箱底至少離開地面 150 mm。油箱應(yīng)設(shè)有支腳，支腳可以單獨(dú)制作后焊接在 箱底邊緣上，也可以通過適當(dāng)增加兩側(cè)壁高度，以使其經(jīng)彎曲加工后兼作油箱支腳。支腳應(yīng)該有足夠大的面積，以便可以用墊片或契鐵來調(diào)平。 4）隔板、除氣網(wǎng) 為了延長油液在油箱中逗留的時(shí)間，促進(jìn)油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與在系統(tǒng)中的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉淀等功能，油箱中，尤其在油液容量超過 100L 的油箱中應(yīng)設(shè)置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū)與吸油區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流流速為 ～ 。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、溢流式和回流式 等多種型式。溢流式隔板的高度不應(yīng)低于液面高度的 2/3；隔板下部應(yīng)開有缺口，以使