【正文】 論文） 10 滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 ,需在三位四通電磁換向閥出口處增加一個(gè)單向閥 8。初算時(shí)簡單系統(tǒng)可取 ~，復(fù)雜系統(tǒng)取 ~ Mpa，本例中取 Mpa。初算時(shí)簡單系統(tǒng)可取 ~，復(fù)雜系統(tǒng)取~ Mpa，本例中取 Mpa。 (∑ q)max=179。 工進(jìn)時(shí)所需流量為 L/min，考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為 3 L/min，因此，小流量泵的流量至少為 3+= L/min （ 3）選擇液壓泵規(guī)格 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù) Pp、 qp 查閱產(chǎn)品樣本，選擇 YBX— 16 限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量 qv=16m/r，泵的額定壓力為 Pn= Mpa，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nH=1450r/min，容積效率為η v=，總效率η = 4. 葉片泵的特點(diǎn) 葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、流量均勻、運(yùn)動(dòng)平衡、噪音小、使用壽命較長、容積效率較高等優(yōu)點(diǎn)。葉片泵廣泛應(yīng)用于完成各種中等負(fù)荷的工作。 葉片泵根據(jù)工作原理可分為單作用式和雙作用式。但主要零件在工 作時(shí)要受徑向不平衡力的作用，工作條件較差。 限壓式變量葉片泵與雙作用定量葉片泵相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件多，軸上受單向徑向液壓力大，故泄露大，容積效率和機(jī)械效率較低。國產(chǎn)限壓式變量泵的額定壓力為 。由于它在低壓時(shí)流量大，高壓時(shí)流量小，特別適合驅(qū)動(dòng)快速推力小，慢速推力大的工作機(jī) 構(gòu)，例如在組合機(jī)床上驅(qū)動(dòng)動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速趨近→工作進(jìn)給→快速退回的半自動(dòng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)等。轉(zhuǎn)速太低時(shí)，葉片不能緊壓在定子的內(nèi)表面和吸油；轉(zhuǎn)速過高則造成泵的“吸空”現(xiàn)象，泵的工作不正常。 E40～ 10176。 葉片泵對(duì)油中的污物很敏感，工作可靠性較差，油液不清潔會(huì)使葉片卡死，因此必須注意油液良好過濾和環(huán)境清潔。 （ 4）與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選擇 首先，分別算出工進(jìn)時(shí)的功率作為選擇電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。 這時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓泵所需電動(dòng)機(jī)功率為： KWKWqpPppp 17 ????? ? 查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，選用 Y90S— 4 型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。按機(jī)能可分為：管式、 板式、法蘭式、疊加式和插裝式等。 液壓控制閥的性能對(duì)液壓系統(tǒng)的工作性能有很大的影響，因此液壓控制閥應(yīng)滿足下列要求： 動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、可靠、工作平穩(wěn)、沖擊和振動(dòng)小。 密封性能好。 本液壓系統(tǒng)采用 GE 系列的閥。 閥的基本類型 控制閥在液壓系統(tǒng)中的作用是控制液流的壓力，流量和方向，以滿足執(zhí) 行元件在輸出的力、運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)方向上的不同要求。出上述分類外，又可根據(jù)閥的使用壓力將其分為低壓、中低壓、中高壓和高壓等。 2）油液流過時(shí)壓力損失小。 4）結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性能好，安裝、調(diào)整、使用、維修方便，通用性大。 對(duì)換向閥的主要性能要求： 1. 油液流經(jīng)換向閥時(shí)的壓力損失??； 2. 各關(guān)閉閥口的泄露量?。? 3. 換向可靠，換向時(shí)平穩(wěn)迅速。按結(jié)構(gòu)分由轉(zhuǎn)閥式和滑閥式；按閥芯工作位置數(shù)分由二位、三位和多位等；按進(jìn)出口通道數(shù)分有二通、三通、四通和五通等；按操縱和控制方式分有手動(dòng)、激動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等；按安裝方式分有管式、板式和法蘭式等。其中位為常態(tài)位置。 在分析和選擇三位滑閥的中位機(jī)能時(shí)，須考慮以下幾點(diǎn)： 系統(tǒng)的保壓與卸荷； 換向平穩(wěn)性和換向精度； 啟動(dòng)平穩(wěn)性； 液壓缸的停止與浮動(dòng)。換向時(shí)與 O 型性能相同。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 換向發(fā)的操作方式：換向閥的換向原理均相同，只是按閥芯所受操作外力的方式不同可分為手動(dòng)換向閥、機(jī)動(dòng)換向閥、 電動(dòng)換向閥、液動(dòng)換向閥和電液動(dòng)換向閥等。其因其自動(dòng)化程度高，操縱輕便，易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制，因而應(yīng)用非常廣泛。交流電磁鐵使用電源方便，換向時(shí)間短，起動(dòng)力大，但換向沖擊大，噪聲大，換向頻率低，且起動(dòng)電流大，在閥芯被卡住時(shí)會(huì)使電磁鐵線圈燒毀。本次設(shè)計(jì)中選用中位機(jī)能為 O型，電源為 D 型的三位四通換向閥，型號(hào)為 34D63B。 二、溢流閥 溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、穩(wěn)壓和限壓的功能。 溢流閥根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為：直動(dòng)式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥。溢流閥安裝在電磁換向閥前面。直動(dòng)式溢流閥具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)以上所述和控制閥所在油路上的最大工作壓力和通過該閥的最大流量來選擇規(guī)格型號(hào)，所選液壓元件見表 24所示： 表 24 液壓元件表 序號(hào) 元件名稱 型號(hào) 通過流量（ L/min） 1 濾油器 XU— B32179。主要按壓力和工作環(huán)境選擇。一般采用無縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于 時(shí)，也可用焊接鋼管。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般只用作回油管用。膠管分高、低壓兩種。低壓膠管是麻線或棉線編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。 油管的選擇 油管的內(nèi)徑可按照所連接元件的接口尺寸確定，也可按照管路中允許的流速來計(jì)算，推薦取油液在壓油管的流速 v=3m/s，按下式算得液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管的內(nèi)徑為： mmmvqd 31 ??????? 取液壓缸無桿腔油管內(nèi)徑 d1=20mm。 最后，參照計(jì) 算由選定的液壓元件連接油口尺寸確定油管內(nèi)徑?，F(xiàn)已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油管的內(nèi)徑均為 12mm，各段管道的長度分別為： AB=， AC=，AD=， DE=2m。 （ 1）壓力損失的計(jì)算 1）工作進(jìn)給時(shí)進(jìn)油路壓力損失。 管道流動(dòng)雷諾數(shù) 1eR 為： 11 ???? vdv 式中 1eR — 管道流動(dòng)雷諾數(shù)； v1— 液壓缸在管內(nèi)流速； d— 管道內(nèi)徑； v— 15℃時(shí)液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度 。 進(jìn)油管道 BC的沿程壓力損失 11p?? 為： ? ? pavdl2 2 02p22211???????????? 6?? 式中 11p?? — 進(jìn)油管道 BC的沿程壓力損失； λ — 沿程阻力系數(shù)； l— 管道 BC 的長度； d— 管道內(nèi)徑； ρ — 油的密度； v — 液壓油在管內(nèi)流速。 106 Pa 忽略油液通過 管頭、油路板等處的局部壓力損失，則進(jìn)油路總壓力損失 P1為 ? ? papapp 66621111 100 5 2 2 ??????????? ?? 2）工作進(jìn)給時(shí)回油路的壓力損失。 106pa，換向閥 24D— 25P的壓力損失為 ?? ?32p 179。 106pa。 快進(jìn)時(shí)液壓缸為差動(dòng)連接，自會(huì)流點(diǎn) A 至液壓缸進(jìn)油口 C 之間的管路 AC 中，流量為液壓泵出口流量的兩倍即 34L/min， AC 段管路的沿程壓力損失 11??p 為： 1 5 4 7 275Re754 7 2 9 0Re/5 9 0/10404411112321????????????????vdvscmscmdqv papavdlp 622211 0 5 ????????? ?? ?? 同樣可求管道 AB段及 AD 段的沿程壓力損失 21??p 和 31??p 為： scmscmdqv /295/1020442322??? ???? ? 12 ???? vdv 23675Re75 22 ???? papaP 62221 100 3 2 ???????? ?? papaP 62231 101 8 2 ???????? ? 查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為： 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 24D— 25P 的壓力損失 =179。 106Pa 據(jù)分析在差動(dòng)連接中，泵的出口壓力 pp為： ? ?papaAFppppppcmp64622212312111105 2 6 1 8 3 2??????????????????????????????????? ? 快退時(shí)壓力損失驗(yàn)算從略。 （ 2）系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長，為了簡化計(jì)算，主要考慮 工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。 當(dāng) v=10cm/min 時(shí) m i n/105 0 i n/ 3332 mmvDq ??????? ?? 此時(shí)泵的效率為 ，泵的出口壓力為 ，則有： KWKWFvpKWKWp01 61 126 50 32 ????????????輸出輸入 此時(shí)的功率損失為： KWKWppp )( ?????? 輸出輸入 當(dāng) v=120cm/min時(shí)， q=，總效率η =. 則 KWKWp ????輸入 KWKWFvp 32 ?????? ??輸出 ? ? KWKWPPp ?????? 輸出輸入 可見在工進(jìn)速度低時(shí)，功率損失為 ，發(fā)熱量最大。 103kw/(cm2178。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 3 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，用來實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于 360176。柱塞缸結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，因此在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。 液壓缸的主要零件及技術(shù)要求 缸體 液壓缸缸體的常用材料一般為 3 45 號(hào)無縫鋼管，一般情況下均采用 45 號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到 241— 285HB。由于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，也具有良好的塑性和韌性，其屈服度比鋼高。所以本設(shè)計(jì)的液壓缸采用 QT450— 10。 1．缸體的內(nèi)徑 因?yàn)轫毰c活塞配合，防止漏油，所以要盡量減少表面粗糙度，可采用H H9配合。 2．缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 11 級(jí)精度選取，圓柱度公差應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。 4．缸體與缸頭采用螺紋連接時(shí)，螺紋應(yīng)用 6級(jí)精度的米制螺紋。 此液壓缸體的外徑需要與機(jī)架配合，應(yīng)進(jìn)行加工，且與中心線同軸度的要求。所以缸體端部選用螺紋連接，螺紋連接徑向尺寸小，質(zhì)量輕，使用廣泛。 缸蓋 本液壓缸采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套，缸蓋選用 HT200 鑄鐵，導(dǎo)向套選用鑄鐵 HT200，以使導(dǎo)向套更加耐用。本設(shè)計(jì)冶壓缸活塞材蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 料選用 45 號(hào)鋼 ，需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。 2．端面 T對(duì)內(nèi)徑 d 軸線的垂直度公差值，應(yīng)按 7級(jí)精度選取。 4．活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)由前可以選用 Y 型密封圈。參照參照《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》第 2章表 21列出的數(shù)據(jù)，可供 選定工作壓力時(shí)參考。 液壓缸內(nèi)徑 D和活塞桿直徑 d 的確定 該液壓缸為單活塞桿，由圖 3— 1 可知： ? ?? ? ? ?2 2 2122 2 2 211444fcfcD P F D d P FFF PD D dPP???? ? ? ??? ? ? 式中 。 cm?FFF fc ?? 式中 —cm? 液壓缸的機(jī)械效率，一般為 ~ 將η cm 代入式（ — ），可求得 D 為： ?????????????????? ????????? 2121 114DdpppFDcm?? 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 ? ?? ?????????????25 28198044 mm93? 活塞桿直徑可由值算出， D=93mm， d=68mm。由此取 D=100mm，d=70mm。要保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A，必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積 Amin，即 A? Amin。 A=， Amin=，因?yàn)?A? Amin，所以滿足速度穩(wěn)定的要求。 液壓缸的壁厚一般是指 缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其薄壁按薄壁圓筒公式計(jì)算 ][2??Dpy? 式中 δ — 液壓缸壁厚（ m）； D— 液壓缸內(nèi)經(jīng)（ m）； 蘭州工業(yè)