【正文】 面分別介紹其設計。液壓集成回路設計完成后，要和液壓回路進行比較，分析工作原理是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯。設計液壓單元集成回路時，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設計工作量，提高通用性。它可安裝固定在機床或機床附屬設備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。液壓元件之間通過液壓油路板內部的孔道連接，除正面外，～.圖8：液壓油路板的結構此外液壓油路板的安裝固定也是很重要的。液壓油路板的結構如圖8所示，液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，,背面連接壓力油管（P）、回油管（T）、泄露油管（L）和工作油管（A﹑B）等。本次設計采用系統(tǒng)由集成塊組成，由于本液壓系統(tǒng)的壓力比較大，所以調壓閥選擇DB/DBW型直動溢流閥，而換向閥等以及其他的閥采用廣州機床研究所的GE系列閥。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。但是，其結構標準化程度差， 互換性不好，結構不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。把一個液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。因此，管式元件一般用于結構簡單的系統(tǒng)。第五章 液壓集成油路的設計通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結構。防塵方式常用J形或三角形防塵裝置活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。蓋與桿的密封常采用Y形、V形密封裝置。機床和工程機械中一般采用裝在內側的結構，有利于導向套的潤滑；而油壓機常采用裝在外側的結構，在高壓下工作時，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。后者導向套磨損后便于更換，所以應用較普遍。2) 活塞桿導向部分的結構(1)活塞桿導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋、導向套的結構，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。如下圖7所示：圖7：活塞桿與活塞螺紋連接方式特點：結構簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置。設 計 計 算 過 程1) 缸體與缸蓋的連接形式缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關。由于工作條件不同，結構形式也各不相同。 液壓缸的結構設計液壓缸主要尺寸確定以后，就進行各部分的結構設計。液壓缸：缸體內部長度 當液壓缸支承長度LB(1015)d時，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)定性并進行計算。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。隔套的長度C由需要的最小導向長度H決定，即滑臺液壓缸：最小導向長度：取 H=200mm活塞寬度：B==192mm缸蓋滑動支承面長度：隔套長度： 所以無隔套?；钊膶挾菳一般取B=(~10)D；缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內徑D而定；當D80mm時，取；當D80mm時，取。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。無孔時 有孔時 式中 t——缸蓋有效厚度(m)； ——缸蓋止口內徑(m)； ——缸蓋孔的直徑(m)。液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經為2) 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，并參閱液壓系統(tǒng)設計簡明手冊P12表26中的系列尺寸來選取標準值。 ==則在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 設 計 計 算 過 程式中 ——液壓缸壁厚(m)； D——液壓缸內徑(m)； ——試驗壓力，一般取最大工作壓力的(~)倍； ——缸筒材料的許用應力。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。當V=10mm/s時，即v=600mm/min即 ，泵的出口壓力為26MP，則有即此時的功率損失為：假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，油箱的散熱面積A為系統(tǒng)的溫升為根據(jù)《機械設計手冊》成大先P20767：油箱中溫度一般推薦3050所以驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內。為了簡化計算，主要考慮工進時的發(fā)熱量。但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗算。 (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 (2). 液壓泵回油管道的壁厚 所以所選管道適用。3. 管道壁厚的計算 式中： p——管道內最高工作壓力 Pa d——管道內徑 m——管道材料的許用應力 Pa，——管道材料的抗拉強度 Pan——安全系數(shù)，對鋼管來說，時，取n=8；時，取n=6； 時，取n=4。(2). 液壓泵回油管道的內徑：取v=根據(jù)《機械設計手冊》成大先P20641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm。2. 管道內徑計算： （1）式中 Q——通過管道內的流量 v——管內允許流速 ，見表：表3：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值油液流經的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管～液壓系統(tǒng)壓油管道3～6，壓力高，管道短粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道～ (1). 液壓泵壓油管道的內徑： 取v=4m/s 根據(jù)《機械設計手冊》成大先P20641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm。本設計根據(jù)需要，選擇卡套式管接頭。國外對管子的材質、接頭形式和連接方法上的研究工作從不間斷，最近出現(xiàn)一種用特殊的鎳鈦合金制造的管接頭，它能使低溫下受力后發(fā)生的變形在升溫時消除——即把管接頭放入液氮中用芯棒擴大其內徑，然后取出來迅速套裝在管端上，便可使它在常溫下得到牢固、緊密的結合。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或O形圈進行端面密封，有時也采用紫銅墊圈。管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有：焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。由于膠管制造比較困難，成本很高，因此非必要時一般不用。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。膠管用做聯(lián)接兩個相對運動部件之間的管道。本設計在彎曲的地方可以用管接頭來實現(xiàn)彎曲。結構緊湊，安裝、調整、使用、維護方便，通用性大2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件及輔助元件型號和規(guī)格主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥的實際流量，其他還需考慮閥的動作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標準閥類的規(guī)格： 表2：YB32150液壓壓力機液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號規(guī)格序號元件名稱估計通過流量型號規(guī)格1斜盤式柱塞泵63SCY14－1B32Mpa，2WU網(wǎng)式濾油器160WU160*18040通徑，3直動式溢流閥120DBT1/315G2410通徑，32Mpa，板式聯(lián)接4背壓閥80YF310B10通徑，21Mpa，板式聯(lián)接5二位二通手動電磁閥8022EF3E10B6三位四通電磁閥10034DOB10HT10通徑，7液控單向閥80YAF3E610B32通徑，32MPa8節(jié)流閥80QFF3E10B10通徑，16MPa9節(jié)流閥80QFF3E10B10通徑，16MPa10二位二通電磁閥3022EF3BE10B6通徑，壓力20 MPa11壓力繼電器－DP163B8通徑， MPa12壓力表開關－KFL8－30E32Mpa，6測點13油箱14液控單向閥YAF3E610B32通徑，32MPa15上液壓缸16下液壓缸17單向節(jié)流閥48ALF3－E10B10通徑，16MPa18單向單向閥48ALF3－E10B10通徑，16MPa19三位四通電磁換向閥2534DOB10HT20減壓閥40JF310B 管道尺寸的確定油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。油液流過時壓力損失小。 選用1000r/min的電動機，則驅動電機功率為：選擇電動機 。液壓泵的總效率。根據(jù)以上算得的和在查閱相關手冊《機械設計手冊》成大先P20195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉速1500r/min，容積效率，重量71kg，容積效率達92%。但柱塞式變量泵的結構復雜。 3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。 2） 流量范圍較大。柱塞變量泵適用于負載大、功率大的機械設備（如龍門刨床、拉床、液壓機），柱塞式變量泵有以下的特點：1） 工作壓力高。大流量。系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。以單活塞桿液壓缸為例來說明其計算過程?？爝M時采用差動連接，并通過充液補油法來實現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積應為有桿腔工作面積的6倍，即活塞桿直徑與缸筒直徑滿足的關系。進油路：液壓泵→換向閥19右位→單向節(jié)流閥17→下液壓缸上腔回油路：下液壓缸下腔換向→閥19右位→油箱 (4) 原位停止 當下滑塊退到原位時，是在電磁鐵3YA，4YA都斷電，換向閥19處于中位時得到的。 （3）向下退回 當停留結束時，即操作員取下工件時，啟動開關，使電磁閥3YA通電（4YA斷電），閥19換為右位。實現(xiàn)釋壓。而液壓泵1在中位時，直接通過背壓閥直接回到油箱。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。液壓缸15下腔通過液控單向閥7經過換向閥6的右位流經背壓閥，再流到油箱。這時的油路進油路為：變量泵1→換向閥6右位→節(jié)流閥8→壓力繼電器11和 液壓缸15上腔 回油路為： 液壓缸下腔15→已打開的液控單向閥7→換向閥6右位→電磁閥5→背壓閥4→油箱油路分析：變量泵1的液壓油經過換向閥6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥7流經繼電器11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。 圖4：液壓系統(tǒng)總體設計圖 （1） 快速下行。機器在工作的時候，如果出現(xiàn)機器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時候，輸出的壓力油隨著工作的時間而增大，而無法使液壓油到達液壓缸中，為了保護液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個直動式溢流閥1，起安全閥的作用，當泵的壓力達到溢流閥的導通壓力時，溢流閥打開，液壓油流回油箱，起到安全保護作用。圖3：液壓系統(tǒng)原理擬定圖當此腔壓力降至壓力繼電器的調定壓力時，換向閥6切換至左位，液控單向閥7打開，使液壓缸上腔的油通過三位四通電磁閥6，二位二通電磁閥5，和順序閥4排到液壓缸頂部的充液箱13中去，此時主缸快速退回。根據(jù)生產實際的需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。 釋壓回路的設計釋壓回路的功用在于使高壓大容量液壓缸中儲存的能量緩緩的釋放，以免它突然釋放時產生很大的液壓沖擊。同時壓力繼電器還向時間繼電器發(fā)出信號，使時間繼電器開始延時。當主缸活塞帶動上滑塊接觸到被壓制工件時，主缸上腔壓力升高，液控單向閥14關閉，充液箱不再向主缸上腔供油，且液壓泵流量自動減少，滑塊下移速度降低，慢速加壓工作。此回路完全適合于保壓性