【正文】 主泵（液壓泵、電動機(jī)、傳動底座等）、補(bǔ)油泵安裝在油箱旁側(cè)；各閥塊也安放在油箱上面；高壓濾油器安放在油箱上面。最小彎管半徑為外徑的 倍。不過管夾不應(yīng)將管子卡死，而應(yīng)為熱脹冷縮留出足夠的竄動自由度。 （ 4） 所有管路，尤其是高壓管路均應(yīng)適當(dāng)支撐，尤其在高壓系統(tǒng)中彎管前后及與軟管連接之前必須支撐。 （ 3） 彎管應(yīng)減至與布管的幾何形狀 一致的最少數(shù)量，并采用盡可能大的彎管半徑，否則難以與管接頭找正。應(yīng)不惜任何代價(jià)的避免緊死的直管。泵站的布管是否合理影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能，其 基本要求如下 [4]： （ 1） 為了減少摩擦損失，管子長度應(yīng)盡可能最短。并且要適當(dāng)注意到外觀的整齊和美觀。軟管安裝時(shí)應(yīng)避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以免影響使用壽命。相互平行的管道應(yīng)保持一定的間距，并用管夾固定。 （ 4）液壓泵與執(zhí)行元件相連的管道一般都先集中接到執(zhí)行元件的中間接頭上，然后再分別到各局部，這樣有利于搬運(yùn)、拆裝和維修。壓力表及其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。手動換向閥的位置必須靠近操作部位。 （ 2）液壓泵與電機(jī)可裝在液壓油箱的蓋上，也可裝在液壓油箱之外，主要考慮油箱的大小和剛度。中等規(guī)模的機(jī)組液壓泵站則將控制閥組安裝在一個(gè)或幾個(gè)閥臺上，閥臺 放 在被控制設(shè)備附近。缺點(diǎn)是安裝、維修較復(fù)雜， 動力源的震動和油溫影響主機(jī)的精度。如：工程機(jī)械液壓系統(tǒng)。 分散配置是將系統(tǒng)動力源，控制及調(diào)節(jié)裝置按主機(jī)的布局分散安裝。 集中配置是將系統(tǒng)的動力源，控制及調(diào)節(jié)裝置安裝于主機(jī)外，集中配置液壓站主要用于固定式液壓設(shè)備，如：機(jī)床及其自動線液壓系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng)原理圖確定以后，根據(jù) 所選用或設(shè)計(jì)的液壓元件、輔件，便可進(jìn)行液壓泵站的設(shè)計(jì)。 液壓泵站由泵組，油箱組件，集成塊組件，冷卻系統(tǒng)，蓄能器組件等組成。它向液壓系統(tǒng)提供一定壓力、流量的工作介質(zhì)。 圖 62 主泵出口閥塊的初步管道圖 w 本章小結(jié) 本章主要介紹了閥塊設(shè)計(jì)的重要性及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)了本次液壓機(jī)的泵出口閥塊油道結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了三維建模。用氣割從板材上裁制閥塊材料時(shí)，應(yīng)留有足夠的加工余量，將閥塊的毛坯進(jìn)行鍛造后再加工。這樣不僅可以簡化 CAD 圖紙的繪制，而且可以 檢驗(yàn)油道的布置及油道之間的連通是否符合設(shè)計(jì)要求，檢查閥體之間是否存在干涉，這在閥體的設(shè)計(jì)中十分重要。設(shè)計(jì)的初步管道如圖 62 所示。所有孔距的確定應(yīng)保證其壁厚有足夠的強(qiáng)度，對于中高壓系統(tǒng)而言，采用鑄鐵塊的壁厚應(yīng)大于 5mm，采用鋼材的應(yīng)大于或等于 3mm，如果是深孔，還應(yīng)考慮鉆頭在允許范圍內(nèi)的偏斜，應(yīng)適當(dāng)加大孔距。 在布置閥塊孔道時(shí)，首先根據(jù)系統(tǒng) 的總體布置確定各油口的方位，互相溝通的元件應(yīng)盡量置于互相垂直的相鄰面上以簡化孔道布置，然后先走通主 油路，再完成小通徑的油路和控制油路。這里主要對主泵出口閥塊進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的液壓原理如圖 61 所示。 閥塊的設(shè)計(jì) 集成回路的選擇 在設(shè)計(jì)閥塊之前，要將整個(gè)系統(tǒng)劃分成幾個(gè)集成回路，確定要將那些基本回路集成在一起，每個(gè)塊體上包括的元件數(shù)量應(yīng)適中 ,元件太多閥塊體積大，設(shè)計(jì)、加工困難；元件太少，集成意義不大，造成材料浪費(fèi)。在進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定貫穿所有閥體的壓力油孔，回油孔及泄油孔的位置，元件油道的布置以他們?yōu)闇?zhǔn)則。 （ 6）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般集成塊管道通徑和閥或外聯(lián)管道的尺寸相對應(yīng)，等于或小于閥口通徑，最小壁厚≥ 5mm。需要經(jīng)常檢修的元件及關(guān)鍵元件如比例閥、伺服閥等應(yīng)處于閥塊的上方或外側(cè)，以便于拆裝。 （ 3）板塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意進(jìn)出油口的方向和位置，應(yīng)與系統(tǒng)的總體布置及管道連接的形式匹配，并考慮安裝操作便利。 閥塊的設(shè)計(jì)原則 集成塊的閥體是安裝各種液壓元件，并且其內(nèi)部按照液壓系統(tǒng)原理圖的要求能實(shí)現(xiàn)各個(gè)元件之間油道連通的復(fù)雜功能塊，是集成設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，有如下幾條注意點(diǎn) [3]： （ 1）集成塊的尺寸是考慮了其正面所安裝疊加閥的類型，外形尺寸，以及保證板內(nèi)油路孔與疊加閥的油路孔相對應(yīng)的原則下，應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)緊湊，體 積小，重量輕。結(jié)構(gòu)緊湊，占有空間小，可使系統(tǒng)減輕重量，降低成本； （ 4） 安裝、調(diào)試、使用、維護(hù)方便。液壓閥塊的使用不僅能簡化液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，而且便于實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于降低制造成本，提高精度和可靠性。得： 主油箱 本章小結(jié) 本章主要介紹了泵站油箱的分類及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，計(jì)算了本次液壓機(jī)主油箱的外形尺寸，設(shè)計(jì)了主油箱的結(jié)構(gòu)。 表 51 液壓經(jīng)驗(yàn)系數(shù) a 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金 a 1～ 2 2～ 4 5～ 7 6～ 12 10 本系統(tǒng)為高壓鍛造機(jī)械， a 取 10，得到： V=6 =（ m3），取 系列。 油箱外形尺寸確定 油箱的有效容積 按照經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，如下： vV aq? （ 51） 式中 vq —— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（ m3） 。 綜上所述，綜合考慮設(shè)計(jì)了如下的油箱。對于 w 高水基或水、乙二醇等介質(zhì)，則應(yīng)采用與介質(zhì)相容的涂料進(jìn)行涂刷，以防油漆剝落污染油液。待灰砂清理干凈后，按不同工作介質(zhì)進(jìn)行防腐處理。 （ 7） 油溫控制 油箱正常工作溫度應(yīng)該在 15～ 66℃ ，必要時(shí)應(yīng)該安裝溫度控制系統(tǒng)，或設(shè)置加熱器和冷卻器 。為了便于換油時(shí)清洗油箱，大容量的油箱一般均在側(cè)壁設(shè)清洗窗口。 （ 5） 放油口與清洗口的設(shè)置 油箱底部做成斜面，傾斜坡度通常為 1/25～ 1/20，這樣可以促使沉淀物聚集到油箱的最低點(diǎn)。液位計(jì)用于監(jiān)測油液高度，其安裝位置應(yīng)使液位計(jì)窗口滿足對油箱吸油區(qū)最高、最低液位的 觀察。 （ 4） 空氣濾清器與液位計(jì)的位置 空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，接作加油口。隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流速為 ～ 。一般 設(shè)置一至兩個(gè)隔板， 高度常為液面高度的 2/3～ 3/4。 斜角，以增大回流截面，并使斜面對著箱壁， w 以利散熱和沉淀雜質(zhì)；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；為防止油箱表面泄油落地，必要時(shí)在油箱下面或頂蓋四周設(shè)泄油回收盤。吸油端部所安裝的濾油器，離箱壁要有 2～ 3 倍管徑 ,以便四面進(jìn)油。 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： （ 1） 基本結(jié)構(gòu) 為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體形或長六面體為宜，油箱的頂蓋上有時(shí)要安放泵和電機(jī)，閥的集成裝置有時(shí)也安裝在想改上，最高油面只允許達(dá)到油箱高度的 80%,油箱一般用鋼板焊接而成，頂蓋可以是整體的，也可以是分為幾塊，油箱底腳高度應(yīng)該在 150mm 以上，以便散熱、搬移和放油；油箱四周要有吊耳，以便起吊裝運(yùn)。 按照油箱的形狀來分，油箱可分為矩形油箱和圓罐形油箱。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便。 油箱的分類 按照油面是否與大氣相通，油箱可分為開式油箱和閉式油箱。 w 第 5章 油箱的設(shè)計(jì) 概述 油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油之外，還起著散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量，分離油液中混入的 空氣，沉淀污染物及雜質(zhì)等作用。 主泵過濾器出口道通徑為 65mm，所以選擇 KXT 型可曲撓橡膠接管，型號為： KXT(I)65，其工作壓力為 ，爆破壓力： ，真空度：100kPa，適用溫度： 20～ +115℃。 減震喉的選擇 液壓泵在安裝時(shí)，要求較高的同心度，特別是斜軸泵對安裝位置比較特殊。 壓力傳感器 根據(jù)不同的使用要求，壓力傳感器可以與數(shù)字測量儀、巡回檢測裝置或計(jì)算機(jī)等配套使用，便于實(shí)現(xiàn)測試自動化。 選擇溫州黎明生產(chǎn)的壓力表，型號 YN100，測量范圍 0～ 60MPa w 壓力表開關(guān) 壓力表開關(guān)是小型的截止閥或節(jié)流閥，主要用于切斷壓力表和油路的連接，或調(diào)節(jié)開口度起著阻止作用，減輕壓力表急劇跳動，防止損壞。 蓋板處 ： Q11F16DN10，通徑為 10，工作壓力 MPa。 泄油口球閥的選擇 在油箱底部泄油口設(shè)置截止閥，用于排出油箱底部的污泥；在油箱蓋板上邊緣的泄油口設(shè)置一截止閥，用于排出蓋板上積蓄的油液。 則加熱器的功率為 K ?? 經(jīng)計(jì)算，可確定取一個(gè) KW 的加熱器既可滿足要求。 w 有前面的設(shè)計(jì)可知，油箱的尺寸為 700 1400 2100，則郵箱中油液的體積為 80% mV ? ? ? ? ? 則 1 8 0 0 9 0 0 1 . 6 1 5 1 0 8 0 0 J /s 1 0 8 0 0 W 1 0 . 8 K W3600N ? ? ?? ? ? ? 加熱器的功率為 ?NP? (46) 式中 η──熱效率。 加熱器的發(fā)熱能力可按下式估計(jì)： T QVCN ????? ? (45) 式中 N──加熱器的發(fā)熱能力； C──油的比熱，取 C=1800J/(kg 加熱器的選擇 加熱器的作用在于低溫起動時(shí)，將油液溫度升高到適當(dāng)?shù)闹担?15℃）。 由前面的計(jì)算可知，系統(tǒng)的總流量為 300 L/min，根據(jù)溫州黎明液壓有限公司的產(chǎn)品樣本，選擇空氣濾清器的規(guī)格為 ，過濾精度為 10 μm，空氣流量為 2 m3/min。當(dāng)周圍空氣的溫度較大時(shí)，有與空氣干燥器合用的注油通氣器，它兼有除濕、收塵和注油的功能。取下通氣帽時(shí)可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。 空氣過濾器裝于油箱上，連通大氣，使得油箱內(nèi)氣體壓力不至于過高或者過低，因?yàn)檫^高影響油箱安全，過低降低泵自吸能力，而且容易產(chǎn)生氣泡，影響系統(tǒng)性能；空氣過濾器還用于油液的抽取和注入。 液壓閥的選擇 主要元件列表： 表 41 液壓輔件的選擇 空氣濾清器的選擇 空氣濾清器簡稱空濾器。 補(bǔ)油泵電機(jī)選擇馬可波羅 Y160L4B35， 額定功率： 15kw，額定電壓： 380V, 額定轉(zhuǎn)速： 1480r/min。設(shè)定一次打滿充液油箱需要 16 分鐘左右進(jìn)行對泵的選擇。 補(bǔ)油泵及電機(jī)的選擇 補(bǔ)油泵的作用是給上位充液油箱打油，大部分時(shí)間都是處于閑置狀態(tài)。選取被試馬達(dá) A2F28W391，排量： 28 mL/r， 最大轉(zhuǎn)速： 4750r/min。 選用電磁球閥 M3SEW6C30B420M，公稱壓力 ，工作電壓：12V 。 球閥 的選擇 主要用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，亦可用于流體的調(diào)節(jié)與控制，其中硬密封 V 型球閥其 V 型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆料等介質(zhì)。 w 蝶閥的選擇 在吸油口設(shè)置一個(gè)蝶閥，當(dāng)拆卸液壓泵時(shí)，不會使油液流出，前面已經(jīng)算出吸油管直徑為 50 mm，系統(tǒng)壓力 MPa。一般，單向閥的開啟壓力為 ~ MPa，通過額定流量時(shí)的壓力損失不應(yīng)超過 ~ MPa。 對單向閥的要求主要有： ，而反向截止時(shí)密封性要好； ，工作時(shí)無撞擊和噪聲。單向閥還可做保壓作用，對開啟壓力大的單向閥，還可做背壓閥使用。其作用是使液體只能沿一個(gè)方向流動，不許它返回倒流 。 本系統(tǒng)選取選取比例溢流閥： AGZMOA20315Y。溢流閥可分為：直動式、先導(dǎo)式。 溢流閥是使系統(tǒng)中多余流體通過該閥溢出，從而維持其進(jìn)口 壓力近于恒定的壓力控制閥。 按用途，壓力閥可分為溢流閥、遙控閥、安全閥、電磁溢流閥、卸荷溢流閥、制動閥、背壓閥、平衡閥、緩沖閥、壓力繼電器、壓力表保護(hù)閥等。 根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際情況，主要選擇焊接式端直通管接頭。 液壓系統(tǒng)中，金屬管之間，金屬管與元件之間的連接，可采用焊接連接、法蘭連接和管接頭連接。 法蘭與管子的連接，可以是螺紋連接也可以是焊接。焊接式、卡套式、擴(kuò)口式管接頭應(yīng)用較普遍，管接頭的基本型有 7 種：端直通管接頭、直通管接頭、端直角管接頭、直角管接頭、端 三通管接頭、三通管接頭和四通管接頭?？刹疬B接是可以重復(fù)使用的，所用的連接件有法蘭、管接頭、底板之類，也可以不用聯(lián)接件而直接把管子與元件連上。雖然是為航空航天工業(yè)開發(fā)的，但是這種接頭中有許多現(xiàn)在已經(jīng)用于工業(yè)界。 永久性接頭可以是熔焊的、釬焊的、冷擠壓的和膠合的。 型號： A10 6S35 管子連接以及管接頭的選擇 管子與元件、管子與管子都需要相互連接。 w 系統(tǒng)壓力，壓力波動，油液流速，溫度，油液及環(huán)境條件構(gòu)成液壓軟管使用中的重要因素。最外面是一層耐油的蒙皮。加固材料可以是天然或合成纖維或細(xì)金屬絲或它們的組合。 液壓系統(tǒng)用的高壓軟管由合成 橡膠制成，并根據(jù)擬用的負(fù)載加固。軟管還起吸振和消聲的作用，泵的出口要有一段軟管，其目的就在于此。最小彎管半徑為外徑的 倍。不過管夾不應(yīng)將管子卡死，而應(yīng)為熱脹冷縮留出足夠的竄動自由度。 ，尤其是高壓管路均應(yīng)適當(dāng)支撐，尤其在高壓系統(tǒng)中彎管前后及與軟管連接之前必須支撐。 ，并采用盡可能大的彎管半徑，否則難以與管接頭找正。應(yīng)不惜任何代價(jià)的避免緊死的直管。 w 表 43 過濾系統(tǒng)管徑