【正文】 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(duì)不允許放在液面以上。 C 斜口。 圖 油箱主視圖 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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。 此次選用的油箱型號(hào)為 BEX63A，可滿足設(shè)計(jì)所需要求。如果所設(shè)計(jì)的液壓油箱能滿足下列尺寸的要求，則可以從中選擇一種。 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(hào) 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(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為 1： 1： 1～ 1： 2： 3。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%。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 可取： pqV )12~6(? () 式中 V——液壓油箱有效容量； pq ——液壓泵額定流量。 圖 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板 29 第 5 章 液壓站設(shè)計(jì)與維護(hù)保養(yǎng) 油箱的設(shè)計(jì) 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(shí)還起到散熱的作用。 試驗(yàn)臺(tái)面板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用多個(gè)視圖表達(dá)，主視圖表示液壓元件安裝固定的位置、液壓元件進(jìn)出油口位置和大小，后視圖表示各油管接頭位置和尺寸。 在設(shè)計(jì)過程中，會(huì)出現(xiàn)各個(gè)孔間的干涉問題。 液壓油路背面，設(shè)計(jì)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。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。、 根據(jù)以上準(zhǔn)則，布局出各個(gè)閥類的位置，然后就可以在是實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上根據(jù)液壓元件的要求布局各個(gè)孔的位置以及尺寸了。 (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。 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(jìn)行布局，此時(shí)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。這就要求面板的一端連接閥底部有空，另一端設(shè)計(jì)成螺紋孔以便與管接頭相連。這種設(shè)計(jì)裝卸方面，符合實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求。它可安裝固定在機(jī)床上或機(jī)床附屬設(shè)備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。 試驗(yàn)臺(tái)面板 的安裝固定也是重要的。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。 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(shí)， 無關(guān)與 Re? ； ? —液體密度， 3/mKg ； v —液流平均速度， sm/ 。初設(shè)計(jì)時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)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(yàn)系數(shù) ,按下表取 a =5： 表 各系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機(jī)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(yàn)算 驗(yàn)算的目的 在于了解執(zhí)行元件能否得到所需工作壓力。 初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。一般充氣壓力為 ~。加熱器及溫度計(jì)等位置。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。 c. 吸油管和回油管的距離盡可能遠(yuǎn)一點(diǎn)，中間要設(shè)置隔板，使油液在油箱中流動(dòng)速度緩慢一點(diǎn)，時(shí)間長(zhǎng)一些，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。回油管口斜切 45176。吸油管應(yīng)安裝 80 或 100181。以防止吸油管吸入空氣；回油管飛濺產(chǎn)生氣泡。以滿足散熱要求，停車時(shí)能 容納液壓系統(tǒng)中所有的油；而工作時(shí)又保持適當(dāng)?shù)挠臀灰蟮?。油箱中安裝有很多輔件，如空氣濾清器及液位計(jì)等。 綜上所述，液壓缸進(jìn)、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(hào)冷拔鋼管（ YB 23170）。液壓缸的進(jìn)、出 24 油管按輸入、排出的最大流量來計(jì)算。對(duì)應(yīng)管子壁厚 16. mm?? 。根據(jù)內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。這里作者們采用鋼管連接。 表 液壓元件明細(xì)表 序 號(hào) 元件名稱 最大通過流量/L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。 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(hào)及規(guī)格。 根據(jù)《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)。 p?ppp qpP? = 10202117 46 ???? b. 電動(dòng)機(jī)的選擇 固定設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其液壓泵通常用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 根據(jù)上述計(jì)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(jí)葉片 泵。 關(guān)于泵的流量，在實(shí)際選擇中，由于產(chǎn)品樣本上通常給出泵的排量、轉(zhuǎn)速范 21 圍及典型轉(zhuǎn)速下不同壓力下的輸出流量，故在系統(tǒng)所需流量 qv 已知的情況下，泵的流量 Pq （ L/min）、轉(zhuǎn)速 n(r/min)與排量 V（ mL/r）應(yīng)綜合考慮。 液壓缸的工作行程根據(jù)公式 S= 221at = ?? = () 故液壓泵的最大流量 豎直液壓缸 1pq ? qv=K(A1A2) maxV = ??? ）（ m3/s 液壓缸 smVAAKqq vp /)()( 3m a x212 ???????? 取液壓泵的最大流量為 120 sm/3 選擇液壓泵 的規(guī)格 按照液壓系統(tǒng)圖中擬訂的液壓泵的型式及上述計(jì)算得到的 pp 和 qP值，由產(chǎn)品樣本或手冊(cè)選取相應(yīng)的液壓泵規(guī)格。 由于液壓綜合實(shí)驗(yàn)裝置每分鐘循環(huán)次數(shù)為 86 次，故可知兩個(gè)液壓缸循環(huán)一次約為 ，初選豎直液壓缸和液壓缸 前進(jìn)和后退的時(shí)間相同，故每次前進(jìn)或者后退的時(shí)間約為 。 故可知 pp ? 16? 106+ ? 106= ? 106Pa，即液壓泵的最大工作壓力為17Mpa。 通過查資料，得知葉片泵的額定壓力是 16Mpa，中壓，排量 1~350mL/r，最高轉(zhuǎn)速 500~4000r/min，最大功率 320kW，容積效率 80~94%，總效率 75~90%，適用黏度 20~200mm2/s，自吸能力好，功率質(zhì)量比大，輸出壓力脈動(dòng)小，污染敏感度大，葉片磨損后效率下降較小，黏度對(duì)效率的影響較小，噪聲小 ~中，價(jià)格中，適用于機(jī)床、液壓機(jī)、注塑機(jī)、工程機(jī)械、飛機(jī)及要求噪聲較低的場(chǎng)合。葉片泵也就是常說的離心泵，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流量大，調(diào)節(jié)也很方便。同時(shí)還要考慮定量或變量、原動(dòng)機(jī)類型、轉(zhuǎn)速、容積效率、總效率、自吸特性、噪聲等因素。前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二者的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合見下表 表 各執(zhí)行元件的特點(diǎn) 名 稱 特 點(diǎn) 適 用 場(chǎng) 合 雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ 雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng) 柱塞缸 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 單向工作，靠重力或其他外力返回 齒輪泵 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜 高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 葉片泵 體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺線齒輪泵 體積小 ，輸出扭矩大 低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 軸向柱塞泵 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬 大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 19 徑向柱塞泵 轉(zhuǎn)速低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩 低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 注： A1——無桿腔的活塞面積 A2——有桿腔的活塞面積 常用液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵等類型，各種泵間的特性有很大差異。 圖 安裝型式簡(jiǎn)圖 根據(jù)長(zhǎng)度公式 Pdl2205? ClS ? () 可知豎直液壓缸活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度 l 和實(shí)際行程 S 分別為 Pdl2205? =821010 90205??= ClS ? == 18 液壓缸活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度 l 和實(shí)際行程 S 分別為 Pdl2205? = 10125 63205 62 ??? ClS ? == 液壓缸內(nèi)徑及壁厚的確定 當(dāng) P 和 p 已知，則液壓缸內(nèi)徑 D 可按公式得： pPD ?4?() 式中 P—活塞桿上的總作用力， N p—液壓油的工作壓力， KN 可知 豎 直液壓缸的內(nèi)徑為 125mm,液壓缸的內(nèi)徑為 90mm。 圖 液壓缸活塞的受力 活塞桿最大容許行程 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 11141 和表 11142 即可以概略的求出液壓缸的最大容許行程。 液壓缸活塞的推力及拉力計(jì)算 液壓油作用在液壓缸活塞上的作用力 P，對(duì)于一般單邊活塞桿液壓缸來說，當(dāng)活塞桿前進(jìn)時(shí)的推力： 1211 4 pDpAP ??? () 當(dāng)活塞桿后退時(shí)的拉力： 12222 4 pdDpAP ）（??? () 當(dāng)活塞桿差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的壓力油）的推力： 12213 4 pdpAAP ??? ）（ () 式中 D— 活塞直徑（即液壓缸內(nèi)徑） cm d— 活塞桿直徑 cm 1p 液壓缸的工作壓力 當(dāng)活塞桿前進(jìn)時(shí)的推力： NpDpAP 8621211 ???????? ? 當(dāng)活塞桿后退時(shí)的拉力： NpdDpAP 862212222 ???????? ）（）（? 當(dāng)活塞桿差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的壓力油）的推力： NpdpAAP 86212213 . ???????? ?）（ 液壓缸活塞的推力及拉力可以直接從附錄中的有關(guān)計(jì)算中查出；大部分也可以從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 11133 中直接讀出。 初選最大負(fù)載 F=22021N，按此計(jì)算 1A 則 22325511211040 2202121 cmmmpp FAb?????????? ?() 液壓缸直徑 15 cmcmAD 1 ???? ?? 由 21 2AA? 可知活塞桿直徑 cmcmDd ???? 按 GB/T23481993 將所計(jì)算的 D 與 d 值分別圓 整到最相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置?？爝M(jìn)時(shí)采用差動(dòng)聯(lián)接，并取無桿腔有效面積 1A 等于有桿腔有效面積 2A 的兩倍，即 21 2AA? 。加載缸結(jié)構(gòu)如圖 。 液壓執(zhí)行元件的配置 由于液壓綜合實(shí)驗(yàn)裝置要求布置，行程較小，故選用缸筒固定的單桿活塞桿（取缸的機(jī)械效率 ?cm? ）。并根據(jù)系統(tǒng)壓 力、流量選擇了液壓閥、電機(jī)、泵?？傊?，通過本題目的設(shè)計(jì)，可以使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生對(duì)四年所學(xué)課程得到一次較為全面的實(shí)踐鍛煉。通過該題目原理圖的設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生熟悉液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序，了解并掌握液壓傳動(dòng)這門技術(shù)。壓力表及其開關(guān)分別用于調(diào)整系統(tǒng)最高壓力和壓力繼電器的動(dòng)作壓力時(shí)的顯示和觀測(cè)。液壓缸的回油路上串聯(lián)的溢流閥起背壓作用。系統(tǒng)的執(zhí)行器為豎直液壓缸和液壓缸，其中豎直液壓缸和液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向均采用電磁換向閥作為導(dǎo)閥的液控順序閥控制。要求：方案 12 可行，機(jī)構(gòu)合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并滿足給定的設(shè)計(jì)技術(shù)條件，實(shí)驗(yàn)臺(tái)能滿跑液壓基本實(shí)驗(yàn)－液阻特性實(shí)驗(yàn)、液壓泵性能實(shí)驗(yàn)、節(jié)流調(diào)帶回路性能實(shí)驗(yàn)、溢流閥靜 /動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)、減壓閥靜 /動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)等。所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)首先應(yīng)滿足主機(jī)的拖動(dòng)、循環(huán)要求，其次還應(yīng)符合結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單、體積小重量輕、工作安全可靠、 總體看來，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程是： 主要參數(shù) 。通常所說的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，皆指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 求及流程 液壓的設(shè)計(jì)一般泛指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。后者通過改變泵的排量來改變泵的流量，從而控制速度。 ，液壓系統(tǒng)可分為閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。但是，隨著科學(xué)技