【正文】 [6] 張利平編著．液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 。 [2] 雷天覺主編．新編液壓工程手冊 [M].上下冊．北京：北京理工大學(xué)出版社，2021。所以我們要從現(xiàn)在開始就養(yǎng)成一種嚴(yán)緊的學(xué)習(xí)和工作態(tài)度，以后在工作中才能盡量避免一些重大失誤。 另一方面，在這次的設(shè)計(jì)中，我用到了一些經(jīng)驗(yàn)公式以及一些在一定范圍內(nèi)取值的數(shù)據(jù)，以前我習(xí)慣了在精確公式及數(shù)值下計(jì)算，而且在查閱工具書方面的能力還不足，還需要在今后的設(shè)計(jì)中進(jìn)一步加強(qiáng)。 這里取自然良好的通風(fēng)散熱，所以油箱散熱面積 A 為： 318 ????? tKHA 2m蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 30 總 結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是小型液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 快進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量 快進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為：60 470 ???? ?FvF＝ 187W 泵的輸出功率為：?pqPi ?= 36 ?? ??? ?? 因此快進(jìn)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為 : oii PPH ?? =57W 快退時(shí)液壓缸的發(fā)熱量 快退時(shí)液壓缸的有效功率為： FvFo ? =187W 泵的輸出功率為：?pqPi ?= 36 ?? ??? ? 快退時(shí)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： oii PPH ?? =62W （ 3）壓制時(shí)液壓缸的發(fā)熱量 壓制時(shí)液壓缸的有效功率為： WFvF 1177~1880 ?? ? 泵的輸出功率?pqPi ?= 775~119 W 因此壓制時(shí)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： oii PPH ?? = 254~41 W 總的發(fā)熱量為 :H=31+33+ iH = 318~105 W 則求出油液溫升近似值為： ~ 2 ??? HT Co 溫升沒有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不需要設(shè)置冷卻器?？爝M(jìn)時(shí)液壓桿的速度 1V =3m/min，此時(shí)油液在進(jìn)油管的速度 smAqv / 62 3 ???? ??? ??? 沿程壓力損失： 沿程壓力損失首先要判斷管中的流動狀態(tài)，此系統(tǒng)采用 N32 號液壓油，室溫為 20 度時(shí) 10 /ms? ??? ，所以有 23 4 3 ??? ???? ? ??vd 油液在管中的流動狀態(tài)為層流，則阻力損失系數(shù) eR75?? =，若取進(jìn)油和回油的管路長均為 4m，油液的密度為 ? =900 3/mKg ，則進(jìn)油路上的沿程壓力損失為 232 ?????????? ?pvdlP ? MPa. 局部壓力損失： 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，由于管道安裝和管接頭的壓力損失一般取沿程壓力損失的 10%，而通過液壓閥的局部壓力損失則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失分別為 rrqq?和 ，則當(dāng)通過閥的流量為 q時(shí)的閥的壓力損失 rq? ，由 2()rrqpp q?? ? ? ? 算得 2 ?????????? P MPa 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 27 小于原估算值 ,所以是安全的。 用經(jīng)驗(yàn)法確定油箱的容量注意一下三種情況： （ 1）油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的 3～ 5倍； （ 2）采用定量泵或非壓力補(bǔ)償變量泵的液壓系統(tǒng)，油箱容量的要大于泵流量的 3倍以上； （ 3）采用壓力補(bǔ)償壓力油泵時(shí)，應(yīng)盡量提供至少為系統(tǒng)每分鐘所需油液體積的平均值（以升記） 3倍的油箱容積。因此本系統(tǒng)選用開式油箱。 按新近的液壓系統(tǒng)污染控制理論的要求，油箱不應(yīng)該時(shí)一個(gè)容納污垢的場合，而要求在油箱中油液本身時(shí)達(dá)到一定清潔度等級的油液，并以這樣 清潔的油液提供給液壓泵及整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作油路。 本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)最大速度為 3m/min，即 ，但是活塞較大，所以不設(shè)置緩沖裝置。所以，活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用組合活塞。 （ 2） 活塞桿的密封和防塵 參見文獻(xiàn) [5]，活塞桿常用密封與防塵結(jié)構(gòu)，選用 J 型防塵圈。滿足要求。 （ 1）導(dǎo)向套的尺寸配置與最小導(dǎo)向長度 導(dǎo)向 套的主要尺寸時(shí)支承長度，通常按活塞桿直徑、導(dǎo)向套的形式、導(dǎo)向套材 料承受能力、可能遇到的最大側(cè)向負(fù)載等因素來考慮。 活塞桿的結(jié)構(gòu) 液壓缸通常通過活塞桿的端部與其驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接。根據(jù)液壓缸的工作壓力及作用選擇 Y 型密封圈進(jìn)行密封。排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式常用的有如參考文獻(xiàn) [5]圖 420 所示的幾種結(jié)構(gòu)， 該系統(tǒng)中采用參考文獻(xiàn) [5]圖 421 所示的排氣閥，該排氣閥為整體型排氣閥，其閥體與閥芯合為一體，材料為不銹鋼 3cr13，錐面熱處理硬度 HRC38～ 44。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 20 ? ? md dDFh cp cp 0 0 0 0 0 03][ )(3 60 ???? ?????? ?? 式中 F— 法蘭受力總和， N； ? ?qddpdFH 222 44 ??? ??，這里取 F=2021000N。 對于有桿腔部位油口： md 5 ???? 見參考文獻(xiàn) [5]，表 720，選取 M42?2的螺紋連接尺寸。 表 44 過濾器規(guī)格 類型 額定壓力 /MPa 流量 /(L/min) 過濾精度 / m? NXJ箱內(nèi)吸油過濾器 （原始壓力損失） 25～ 1000 80～ 180 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 18 第 五 章 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 缸筒和缸蓋組件 確定液壓缸油口尺寸 液壓缸的油口包括油口孔及連接螺紋。 管材為 45 鋼，其管內(nèi)壓力幾乎為零，取其壁厚 ? =5mm。 ??qd 4? bpdn?? 2? 式中 q— 通過油管的最大流量， 3m ； ? — 油管中允許流速，（取值見表 42）， m/s； d— 油管內(nèi)徑， m； ? — 油管厚度， m； P— 管內(nèi)最高工作壓力， MPa； b? — 管材抗拉強(qiáng)度， MPa； n— 安全系數(shù)（取值見表 43）。 由于液壓缸在工進(jìn)時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓缸的工作壓力為 ，流量為 ,取泵的總效率 ? =，則液壓泵的驅(qū)動電機(jī)所要的功率 ?qPP ?? =502W， 根據(jù)此數(shù)據(jù)按 JB/，選取 Y27114 型電動機(jī)，其額定功率P=550W ，額定轉(zhuǎn)速 n=1500r/min,按所選電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵最大理論流量 ?tq nV=120L/min ，大于計(jì)算所需的流量 108L/min，滿足使用要求。 圖 31 工況圖 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 15 第 四 章 液壓元件的選擇 液壓泵的選擇 由液壓缸的工況圖，可以看出液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在加壓壓制階段時(shí)P＝ ，此時(shí)液壓缸的輸入流量極小，且進(jìn)油路元件較少故泵到液壓缸的 進(jìn) 油 壓力 損失 估 計(jì)取 為 P? = 。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到缸下行時(shí)，滑塊自重采用液壓方式平衡，則可計(jì)算出液壓缸無桿腔的有效面積，取液壓缸的機(jī)械效率 cm? =。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 11 圖 27 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 1變量泵 2溢流閥 3油箱 4單向閥 5三位四通電磁換向閥 6單向順序閥 7液壓缸 8過濾器 9調(diào)速閥 10二位二通電磁換向閥 表 21電磁閥動作順序表 執(zhí)行其動作 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 快速下行 + 慢速加壓 + 保壓 快速回程 + + 停止 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 12 經(jīng)過以上方案的比較，方案二更加的安全可靠，操作容易，系統(tǒng)不復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)成本低，故覺得適用。 （ 6）為了使液壓缸下降過程中壓力頭由于自重使下降速度越來越快，在三位四通換向閥處于左位時(shí)，回油路口應(yīng)設(shè)置一個(gè)順序閥作背壓閥使回油路有壓力而不至于使速度失控。液壓缸的運(yùn)動方向采用三位四通 M型電磁換向閥和二位二通電磁換向閥控制。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 9 圖 26 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 1油箱 2過濾器 3液壓泵 4單向閥 5溢流閥 6壓力表及其開關(guān) 7三位四通電液換向閥 8液控單向閥 9平衡閥 10二位二通電磁換向閥 11電接點(diǎn)壓力表 12液壓缸 13蓄能器 表 21電磁閥動作順序表 執(zhí)行其動作 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 啟動 + + + 快速下行 + + 慢速加壓 + + 保壓 _ 快速回程 + + + 停止 _ 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 10 方案二 （ 1）考慮到液壓機(jī)工作時(shí)所需功率較大，固采用變量泵的容積調(diào)速方式。 圖 24 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 8 由于液壓缸的直徑大于 250mm、壓力大于 7MPa，其油腔在排油前就先泄壓，因此必須有泄壓回路。液壓缸快速下降時(shí)差動連接，快速上升時(shí)切斷差動連接。 液壓缸的運(yùn)動方向采用三位四通 M 型中位機(jī)能電液換向閥控制，如圖 21所示，停機(jī)時(shí)換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時(shí)換向閥處于右位，快速上升時(shí)換向閥處于左位。 方案對比 方案一 考慮到液壓機(jī)工作時(shí)所需功率較大，故采用容積調(diào)速方式。優(yōu)點(diǎn)：在此回路中，液壓泵輸出的油液直接進(jìn)入執(zhí)行元件中，沒有溢流損失和節(jié)流損失，而且工作壓力隨負(fù)載的變化而變化，因此效率 高、發(fā)熱量小。其機(jī)械特性較軟，當(dāng)負(fù)載增大到某值時(shí)候，活塞會停止運(yùn)動，低速時(shí)泵承載能力很差，變載下蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計(jì) 5 的運(yùn)動 平穩(wěn)性都比較差，可使用比例閥、伺服閥等來調(diào)節(jié)其性能，但裝置復(fù)雜、價(jià)格較貴。因此可以選用變壓式節(jié)流調(diào)速回路和容積式調(diào)速回路兩種方式 。所以油路要設(shè)計(jì)一個(gè)單向閥，以構(gòu)成一個(gè)平衡回路，產(chǎn)生一定大小的背壓力，同時(shí)也使工進(jìn)過程平穩(wěn)。液壓機(jī)快速下降時(shí)，要求其速度較快，減少空行程時(shí)間，液壓泵采用全壓式供油，且采用差動連接。中位時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷，亦即液壓機(jī)保壓。液壓機(jī)滑塊上下為直線往復(fù)運(yùn)動，且行程較小 ,故可選單桿液壓缸作執(zhí)行器 ,且液壓缸的機(jī)械效率 ?? 1。另外取