【正文】 = cm湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 液壓缸工作循環(huán)中各階段的各項(xiàng)參數(shù)根據(jù)上述假定條件經(jīng)計(jì)算得到液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如下表所示： 表 28 Ⅰ工位夾緊缸工作循環(huán)個(gè)階段的壓力、流量和功率工作階段計(jì)算公式負(fù)載/N回油腔壓力/MPa2p工作腔壓力 /MPa1p輸入流量Q 1/minL?A輸入功率 /w啟動(dòng) 490 — — —加速 304 — —夾緊211()cmFpA???21qvNp?5245 70..96反向啟動(dòng)490 — — —加速 420 — —松開(kāi)211()cmFA??2qv?1Np245 表 29 Ⅱ工位夾緊缸工作循環(huán)各個(gè)階段的壓力、流量和功率工作階段計(jì)算公式負(fù)載/N回油腔壓力/MPa2p工作腔壓力 /MPa1p輸入流量Q 1/minL?A輸入功率 /w啟動(dòng) 300 — — —加速 532 — —夾緊211()cmFpA???qv1Np?2150 反向啟動(dòng)300 — — —加速211()cmFA??2qv?915 — —湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10松開(kāi) 1Npq?150 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113 液壓系統(tǒng)原理圖的擬定和方案論證 油路循環(huán)方式的分析和選擇液壓系統(tǒng)油路循環(huán)方式分為開(kāi)式和閉式兩種，他們各自的特點(diǎn)及相互比較見(jiàn)下表表 31 開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較油液循環(huán)方式開(kāi)式 閉式散熱條件 較方便，但是油箱較大 較復(fù)雜，需要用輔泵來(lái)?yè)Q油冷卻抗污染性較差，但可采用壓力油箱或者油箱呼吸器來(lái)改善 較好，但是油液過(guò)濾要求較高系統(tǒng)效率管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速時(shí)效率低 管路腰里損失較小，容積調(diào)速時(shí)效率較高限速 制動(dòng)形式用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用制動(dòng)閥進(jìn)行能耗制動(dòng)，引起油液發(fā)熱液壓泵由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，限速及制動(dòng)過(guò)程中拖動(dòng)電能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量，即是再生限速和再生制動(dòng)其他 對(duì)泵的自吸性能要求高 對(duì)主泵的自吸性能要求低油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。在本設(shè)計(jì)中，油泵向兩個(gè)液壓執(zhí)行元件供油而且功率較小，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，所以本設(shè)計(jì)采用開(kāi)式系統(tǒng)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合—容積節(jié)流調(diào)速。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。 節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。考慮到系統(tǒng)本身的性能要求和一些使用要求以及負(fù)載特性，本設(shè)計(jì)決定采用節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。一般泵的入口要裝有粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 2）根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載特性和特殊要求選擇基本回路，在本系統(tǒng)中考慮到安全的要求，設(shè)置了背壓回路，同時(shí)由于是兩個(gè)執(zhí)行元件先后動(dòng)作，且沒(méi)有順序聯(lián)動(dòng)關(guān)系，所以設(shè)置了互不干擾回路。 在合成液壓系統(tǒng)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：防止油路間可能存在的相互干擾；系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，并將作用相同或者相近的回路合并，避免存在多余回路；系統(tǒng)要安全可靠，力求控制油路可靠；組成系統(tǒng)的元件要盡量少，并應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件；組成系統(tǒng)時(shí)還要考慮節(jié)省能源，提高效率減少發(fā)熱，防止液壓沖擊；測(cè)壓點(diǎn)分布合理等。選擇元件時(shí)應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件。初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取：管路簡(jiǎn)單，管中流速不大時(shí)，取 ＝ ～；管路復(fù)雜而且管中流速較大或者有p調(diào)速元件時(shí)，取 ＝ ～。一般泵的額定工作壓力應(yīng)比上述最大工作壓力高20％－60％，所有最后算得的液壓泵的額定壓力應(yīng)為： （1+）＝表 41 液壓泵的總效率液壓泵類(lèi)型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵總效率 ～ ～ ～ ～液壓泵的流量 按下式計(jì)算pq ＝K （4－2）pmax)q??式中 K——考慮系統(tǒng)泄漏和溢流閥保持最小溢流量的系數(shù)，一般取K＝～，湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16——同時(shí)工作的執(zhí)行元件的最大總流量（ 3=）max)q?? ?本設(shè)計(jì)取泄漏系數(shù)為 ，所以： ＝＝由液壓元件產(chǎn)品樣本查得 CBNE312 齒輪泵滿(mǎn)足上述估算得到的壓力和流量要求：該泵的額定壓力為 16MPa，公稱(chēng)排量 V＝12 mL/rev，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min。電動(dòng)機(jī)與泵之間采用連軸器聯(lián)結(jié)。計(jì)算結(jié)果如下表所示：表 42Ⅰ工位夾緊缸的實(shí)際工況流量/ 1minL?A工作階段無(wú)桿腔 有桿腔速度/ 1ms?A時(shí)間 /s夾緊 ＝q出 12進(jìn) ＝ ＝1v2q進(jìn) 1LtV?湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18 = ? ==???????= =?? =3松開(kāi)=q進(jìn) P = 143 ==q出 進(jìn) 21A = ＝＝2v1q進(jìn) =?????? =12LtV? =?? ＝1表 43Ⅱ工位夾緊缸的實(shí)際工況流量/ 1minL?A工作階段無(wú)桿腔 有桿腔速度/ 1ms?A時(shí)間 /s夾緊 ＝ ＝q出 21進(jìn) = ? =＝1vq進(jìn)=??????=1LtV? =3250.?? =松開(kāi)=q進(jìn) 進(jìn) 12A =14 ＝=q出 p =14＝2vqA進(jìn) =???? =2LtV? =?? ＝上表中 ——油缸的工作腔面積；1A ——油缸回油腔面積；2 ——進(jìn)油缸流量；q進(jìn) ——出油缸流量；出湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19 ——油缸的運(yùn)動(dòng)速度；12,v ——油缸的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 選擇閥類(lèi)元件應(yīng)注意的問(wèn)題1)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，除非不得已時(shí)才自行設(shè)計(jì)專(zhuān)用件；2)閥類(lèi)元件的規(guī)格主要根據(jù)流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選取。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，應(yīng)考慮其最小穩(wěn)定流量滿(mǎn)足機(jī)器低速性能的要求；3)一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)，允許通過(guò)閥的最大流量超過(guò)其額定流量的 20%；根據(jù)以上要求，現(xiàn)選定各類(lèi)閥和組將的型號(hào)如表 44 所示：表 44 各種液壓元件的類(lèi)型選擇序號(hào)名稱(chēng)通過(guò)流量 /L額定流量/ 1minL?A額定壓力/MPa額定壓降/MPa型號(hào)規(guī)格1 吸油過(guò)濾器 14 20 — — MF022 單向閥 14 40 25 CIT03A13 壓力繼電器 — — 25 — MJCS02BHH4 壓力表 — — 0～10 — W21/2100A15 壓力表開(kāi)關(guān) 14 21 10 — GCT026 疊加式溢流閥 14 35 25 MRF02PK1207 疊加式減壓閥 14 35 25 MPR02PK1028 疊加式單向閥 14 35 21 MPC02W05309 二位四通換向閥 80 25 D5023N2D210疊加式單向節(jié)流閥 35 21 MTC02WKI20湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2011 二位四通換向閥 14 80 25 D5023N2D212疊加式單向節(jié)流閥14 35 21 MTC02WKI2013 空氣濾清器 — — — — AB116214 液位計(jì) — — — — LS3” 液壓附件的計(jì)算和選擇 確定管件的尺寸表 45 油管中的允許流速油液流經(jīng)油管 吸油管 高壓管 回油管 短管及局部收縮處允許速度（m/s） － 2．5－5 － 5－7表 46 安全系數(shù)管內(nèi)最高工作壓力 7 7－ 安全系數(shù) 8 6 4由表 42 和 43 得知Ⅰ工位夾緊液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為 ，Ⅱ工位夾緊液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為 14L/min 和 ，按照表 45 的推薦值取油管內(nèi)油液的允許流速為 4m/min，按計(jì)算公式： d＝ 4q??（4－3）式中 q——通過(guò)油管的最大流量； V——油管中允許流速； d——油管內(nèi)徑。Ⅱ工位夾緊液壓缸兩根油管同時(shí)選用 141（外徑 14mm，壁厚 1mm）的 10 號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管。?將數(shù)值代入公式（44）得：＝1mm≥ =?Ⅰ 2bpdn??? ＝湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22＝1mm≥ =?Ⅱ 2bpdn?????? ＝所以選的管子壁厚安全。 確定油箱容積油箱的作用是儲(chǔ)油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質(zhì)，逸出油中的氣體。開(kāi)式油箱應(yīng)用較多。隔板高度為液面高度的2/3～3/4。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的 3 倍?；赜凸芸谝鼻?5176。油箱的容積可以按照下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： V＝ pq?（4－5）式中 V——油箱的有效容積/L；——液壓泵的總額定流量/ ；pq1minL?? ——與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng)取 =2～4，中壓系統(tǒng)? ?湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23=5～ 7，高壓系統(tǒng)取 =10～12，對(duì)對(duì)于行走機(jī)械取或經(jīng)常間斷作??業(yè)的設(shè)備，系數(shù)取較小值；對(duì)于安裝空間允許的固定機(jī)械，或需藉助油箱頂蓋安裝液壓泵及電動(dòng)機(jī)和液壓閥集成裝置時(shí)，系數(shù)可適當(dāng)取較大值。在油缸夾緊時(shí)，油液依次經(jīng)過(guò)單向閥，疊加式減壓閥，疊加式溢流閥，電磁換向閥，疊加式雙單向節(jié)流閥， 。額在油缸松開(kāi)時(shí)，退油路上的壓力損失為＝ ）vp??()Q?實(shí)壓 降 額 ????????????????????????????????? ＝由此可以看出，系統(tǒng)閥的壓力損失都小于原先的估計(jì)值，所以滿(mǎn)足系統(tǒng)的使用要求。如下所示湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25在油缸夾緊時(shí)，油液依次經(jīng)過(guò)單向閥，電磁換向閥，疊加式雙單向閥，疊加式雙單項(xiàng)節(jié)流閥。 系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升 液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械損失構(gòu)成總的能量損失，這些能量損失都將轉(zhuǎn)化為熱量，是系統(tǒng)的油溫升高，產(chǎn)生一系列不良的影響?？砂聪率焦浪阆到y(tǒng)的發(fā)熱能量： H＝ （1－ ） ipN?（5－5）式中 H——系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；——液壓泵的輸入功率。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬?duì)較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般濾去不計(jì)。??當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 H 等于其散發(fā)出去的熱量時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡，此時(shí)： ＝H/KA??當(dāng)六面體油箱長(zhǎng)、寬、高比例為 1：1：1－1：2：3 且液面高度是油箱高度的 倍時(shí)，其散熱面積的近似計(jì)算公式為： A= 32V所以可以導(dǎo)出：湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27 ＝ ??（5－7）式中 V——油箱的有效容量。至此，系統(tǒng)校核完畢，從整個(gè)過(guò)程來(lái)看，此設(shè)計(jì)滿(mǎn)足使用需求。通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的性能計(jì)算和校核使系統(tǒng)符合最初設(shè)計(jì)，能夠完成設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平的不足，關(guān)于設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及校核等方面都會(huì)有不完善之處。使之更加完善，符合實(shí)際工程機(jī)械的要求。在這期間老師給我提供了不少參考資料，在我設(shè)計(jì)遇到困難而無(wú)法繼續(xù)做下去時(shí)老師給我耐心講解，并且一講就是幾個(gè)小時(shí)。在李老師艱辛教導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)這短短幾個(gè)月時(shí)間，我不僅學(xué)到了豐富的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)和技巧，更重要的是使我學(xué)到了科學(xué)研究的方法和態(tài)度。 Pneumatics in The Development of Refrigerating HeatExchAnger PipePieces ForminGequipment. Proceedings of ISFP’ 95. Shanghai Science amp。 Pneumatics, Oct, 2022.[19] Johnson P. Help Your Filters Save Mo