畢業(yè)設(shè)計（論文）-150T液壓機(jī)設(shè)計計算說明書(含全套圖紙）

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1、1 全套全套 CADCAD 圖紙，圖紙，QQ153893706QQ153893706 一一 緒論緒論 1.11.1 液壓傳動與控制概述液壓傳動與控制概述 液壓傳動與控制是以液體（油、高水基液壓油、合成液體）作為介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)各種 機(jī)械量的輸出（力、位移或速度等）的。它與單純的機(jī)械傳動、電氣傳動和氣壓傳動 相比，具有傳遞功率大，結(jié)構(gòu)小、響應(yīng)快等特點(diǎn)，因而被廣泛的應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備 及精密的自動控制系統(tǒng)。液壓傳動技術(shù)是一門新的學(xué)科技術(shù)，它的發(fā)展歷史雖然較短， 但是發(fā)展的速度卻非常之快。自從 1795 年制成了第一臺壓力機(jī)起，液壓技術(shù)進(jìn)入了工 程領(lǐng)域；1906 年開始應(yīng)用于國防戰(zhàn)備武器。 第二次世界大戰(zhàn)

2、期間，由于軍事工業(yè)迫切需要反應(yīng)快、精度高的自動控制系統(tǒng)， 因而出現(xiàn)了液壓伺服控制系統(tǒng)。從 60 年代起，由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及電 子技術(shù)的發(fā)展，不斷地對液壓技術(shù)提出新的要求，從民用到國防，由一般的傳動到精 確度很高的控制系統(tǒng)，這種技術(shù)得到更加廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 在國防工業(yè)中：海、陸、空各種戰(zhàn)備武器均采用液壓傳動與控制。如飛機(jī)、坦克、 艦艇、雷達(dá)、火炮、導(dǎo)彈及火箭等。 在民用工業(yè)中：有機(jī)床工業(yè)、冶金工業(yè)、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)方面，汽車工業(yè)、輕紡 工業(yè)、船舶工業(yè)。 另外，近幾年又出現(xiàn)了太陽跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、飛機(jī)駕駛模擬、船舶駕駛 模擬器、地震再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬、高層建筑

3、防震系統(tǒng)及緊急剎 車裝置等，均采用了液壓技術(shù)。 總之，一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場合，均可采用液壓技術(shù)。它的發(fā)展如 此之快，應(yīng)用如此之廣，其原因就是液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點(diǎn)，歸納起來液壓動力傳 動方式具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率大；液壓傳動裝 置體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、布局靈活，易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，便于與電氣控制相 配合實(shí)現(xiàn)自動化；易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)與保壓，安全可靠；元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、 通用化；液壓易與微機(jī)控制等新技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成“機(jī)-電-液-光”一體化便于實(shí)現(xiàn)數(shù) 字化。 1.21.2 液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn)液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) 2 液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中

4、應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，自 19 世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，液 壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于液壓機(jī) 的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控 制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利 用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個液壓系統(tǒng)的完善；自動化、智能化，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的 自動診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露 和污染等四個方面。 作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機(jī) 型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷

5、卻 及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)外液壓機(jī)都趨向 于集成化、封閉式設(shè)計，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣 泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計的周 期也比較短。 近年來在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)， 它不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對更小，重量也更輕無需管件連接， 從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、 密封性能好、功率損失小、動作速度快、易于集成的特點(diǎn)，從 70 年代初期開始出現(xiàn)， 至今已得到了很快的發(fā)展。我國從 1970 年

6、開始對這種閥進(jìn)行研究和生產(chǎn)，并已將其廣 泛的應(yīng)用于冶金、鍛壓等設(shè)備上，顯示了很大的優(yōu)越性。 液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓 力機(jī)是一種用靜壓來加工產(chǎn)品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料， 如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工 藝。 由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下的特點(diǎn)： （1） 工作臺較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求； （2） 有頂出裝置，以便于頂出工件； （3） 液壓機(jī)具有點(diǎn)動、手動和半自動等工作方式，操作方便； （4） 液壓機(jī)具有保壓、延時和自動回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定程成型的操

7、 作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制； （5） 液壓機(jī)的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。 3 二二 150t150t 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)工況分析液壓機(jī)液壓系統(tǒng)工況分析 本機(jī)器(見圖 1.1)適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸 等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的 壓制成型。本機(jī)器具有獨(dú)立的動力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)。采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、 手動及半自動三種操作方式。本機(jī)器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的 行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。此工藝又分定壓、定 程兩種工藝動作供選擇。定壓

8、成型之工藝動作在壓制后具有保壓、延時、自動回程、 延時自動退回等動作。 本機(jī)器主機(jī)呈長方形，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)， 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動工藝動作的循 環(huán)。 2.22.2 工況分析工況分析 本次設(shè)計在畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)查的基礎(chǔ)上，用類比的方法初步確定了立式安裝的主液壓 缸活塞桿帶動滑塊及動橫梁在立柱上滑動下行時，運(yùn)動部件的質(zhì)量為 500Kg。 1工作負(fù)載 工件的壓制抗力即為工作負(fù)載： 36 150 109.81.47 10 t FN 4 2. 摩擦負(fù)載 靜摩擦阻力： 0.25009.8980 fs FN 動摩擦阻力： 0.1 500 9.8490

9、fd FN 3. 慣性負(fù)載 0.3 ()500750 0.2 n v FmN t 6 0.5 100.02412000 b FN 自重： 4900GmgN 4. 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值： 其中： 液壓缸的機(jī)械效率，一般取=0.9-0.97。0.9 m m m 工況負(fù)載組成 推力 F/ m 啟動8080 bfs FFFGN8977.8N 加速8340 bfdm FFFFGN9266.7N 快進(jìn) 7590 bfd FFFGN8433.3N 工進(jìn) 1477590 fdtb FFFFGN1641766.67N 快退5390 fdb FGFFN5988.9N 2.32.3 負(fù)載圖和速度圖的繪制：負(fù)載

10、圖和速度圖的繪制： 負(fù)載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖： 5 6 三三 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計 3 31 1 自動補(bǔ)油的保壓回路設(shè)計自動補(bǔ)油的保壓回路設(shè)計 考慮到設(shè)計要求，保壓時間要達(dá)到 5s，壓力穩(wěn)定性好。若采用液壓單向閥回路保 壓時間長，壓力穩(wěn)定性高，設(shè)計中利用換向閥中位機(jī)能保壓，設(shè)計了自動補(bǔ)油回路， 且保壓時間由電氣元件時間繼電器控制，在 0-20min 內(nèi)可調(diào)整。此回路完全適合于保 壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機(jī)等。 自動補(bǔ)油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理： 按下起動按紐，電磁鐵 1YA 通電，換向閥 6 接入回路時，液壓缸上腔成為壓力腔， 在壓力

11、到達(dá)預(yù)定上限值時壓力繼電器 11 發(fā)出信號，使換向閥切換成中位；這時液壓泵 卸荷，液壓缸由換向閥 M 型中位機(jī)能保壓。當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到預(yù)定下限值時， 壓力繼電器又發(fā)出信號，使換向閥右位接人回路，這時液壓泵給液壓缸上腔補(bǔ)油，使 其壓力回升。回程時電磁閥 2YA 通電，換向閥左位接人回路，活塞快速向上退回。 3 32 2 釋壓回路設(shè)計：釋壓回路設(shè)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，以免她突然 釋放時產(chǎn)生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大于 25mm、壓力高于 7Mpa 時，其油腔在 排油前就先須釋壓。 根據(jù)設(shè)計很實(shí)際的生產(chǎn)需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理：

12、按下起動 按鈕，換向閥 6 的右位接通，液壓泵輸出的油經(jīng)過換向閥 6 的右位流到液壓缸的上腔。 同時液壓油的壓力影響壓力繼電器。當(dāng)壓力達(dá)到一定壓力時，壓力繼電器發(fā)出信號， 使換向閥 5 回到中位，電磁換向閥 10 接通。液壓缸上腔的高壓油在換向閥 5 處于中位 7 （液壓泵卸荷）時通過節(jié)流閥 9、換向閥 10 回到油箱，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。當(dāng)此 腔壓力降至壓力繼電器的調(diào)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該閥排到液壓缸頂部的副油箱 13 中去。使用這種釋壓回路無法在 釋壓前保壓，釋壓前有保壓要求時的換向閥也可用 M 型，并且配有其它的元件。 機(jī)器在工

13、作的時候，如果出現(xiàn)機(jī)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(dá)液壓缸中，為了保護(hù)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(dāng)泵的壓 力達(dá)到溢流閥的導(dǎo)通壓力時，溢流閥打開，液壓油流回油箱。起到保護(hù)作用。在液壓 系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時也可以增加液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使零 件的加工精度增高。 3 33 3 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖擬定 上液壓缸工作循環(huán)上液壓缸工作循環(huán) （1） 快速下行。按下起動按鈕，電磁鐵 1YA 通電，這時的油路為： 液壓缸上腔的供油的油路 變量泵 1換向

14、閥 6 右位節(jié)流閥 8壓力繼電器 11液壓缸 15 8 液壓缸下腔的回油路 液壓缸下腔 15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(jīng)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(jīng)繼電器 11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上 腔加壓。液壓缸 15 下腔通過液控單向閥 7 經(jīng)過換向閥 6 的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油 箱。因?yàn)檫@是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥 7 打開，使副油箱 13 的 液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥 14 給液壓缸 15 上腔補(bǔ)油。使液壓缸快速下行， 另外背壓閥接在系統(tǒng)回油

15、路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動平穩(wěn)性。 （2） 保壓時的油路情況： 油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的時候，壓力繼電器 11 發(fā)出信號，使換向閥 6 的電磁鐵 1YA 斷電，換向閥回到中位，利用變量泵的柱塞孔從吸油狀態(tài)過渡到排油狀 態(tài)，其容積的變化是由大變小，而在由增大到縮小的變化過程中，必有容積變化率為 零的一瞬間，這就是柱塞孔運(yùn)動到自身的中心線與死點(diǎn)所在的面重合的這一瞬間，這 時柱塞孔的進(jìn)出油口在配油盤上所在的位置，稱為死點(diǎn)位置。柱塞在這個位置時，既 不吸油，也不排油，而是由吸轉(zhuǎn)為排的過渡狀態(tài)。液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵 1 在中位 時，直接通過背壓閥直接回到油箱。 （3） 回程

16、時的油路情況： 液壓缸下腔的供油的油路： 變量泵 1換向閥 6 左位液控單向閥 7液壓油箱 15 的下腔 液壓缸上腔的回油油路： 液壓腔的上腔液控單向閥 14副油箱 13 液壓腔的上腔節(jié)流閥 8換向閥 6 左位電磁閥 5背壓閥 4油箱 油路分析： 當(dāng)保壓到一定時候，時間繼電器發(fā)出信號，使換向閥 6 的電磁鐵 2YA 通電，換向閥接到左位，變量泵 1 的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓缸 的下腔，而同時液壓缸上腔的液壓油通過節(jié)流閥 9（電磁鐵 6YA 接通） ，上腔油通過換 向閥 10 接到油箱，實(shí)現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過主油路的節(jié)流閥流到換向閥 6，再通 過電磁閥 19，背壓閥 11

17、流回油箱。實(shí)現(xiàn)釋壓。 下液壓缸的工作循環(huán)：下液壓缸的工作循環(huán)： 向上頂出時，電磁鐵 4YA 通電，5YA 失電。 進(jìn)油路： 液壓泵換向閥 19 左位單向節(jié)流閥 18下液壓缸下腔 回油路： 下液壓缸上腔換向閥 19 左位油箱 當(dāng)活塞碰到上缸蓋時，便停留在這個位置上。 向下退回是在 4YA 失電，3YA 通電時產(chǎn)生的， 進(jìn)油路： 液壓泵換向閥 19 右位單向節(jié)流閥 17下液壓缸上腔 9 回油路： 下液壓缸下腔換向閥 19 右位油箱 原位停止是在電磁鐵 3YA，4YA 都斷電，換向閥 19 處于中位時得到的。 四四 液壓系統(tǒng)的計算和元件選型液壓系統(tǒng)的計算和元件選型 4 41 1 確定液壓缸主要參數(shù)：

18、確定液壓缸主要參數(shù)： 按液壓機(jī)床類型初選液壓缸的工作壓力為 25Mpa,根據(jù)快進(jìn)和快退速度要求，采用 單桿活塞液壓缸?？爝M(jìn)時采用差動連接，并通過充液補(bǔ)油法來實(shí)現(xiàn)，這種情況下液壓 缸無桿腔工作面積 1 A 應(yīng)為有桿腔工作面積 2 A 的 6 倍，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D滿 足的關(guān)系。 5 6 dD 快進(jìn)時，液壓缸回油路上必須具有背壓,防止上壓板由于自重而自動下滑，根據(jù) 2 p 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊表 2-2 中，可取=1Mpa，快進(jìn)時，液壓缸是做差動連接， 2 p 但由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計時可取,快p1pMPa 退時，回油腔是有背壓的，這時亦按 2Mpa 來估算

19、。 2 p 1)1) 計算液壓缸的面積計算液壓缸的面積 可根據(jù)下列圖形來計算 1 1 1221 12 () 6 m A F APA PAPP 液壓缸工作腔的壓力 Pa 1 P 液壓缸回油腔的壓力 Pa 2 P 10 故： 3 22 1 26 1 () 150 109.8 0.0662 2 () (25)0.9 10 6 6 m F Amm P P 1 (4) 0.2904 A Dm 55 0.29040.265 66 dDm 當(dāng)按 GB2348-80 將這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時得：,320Dmm280dmm 由此求得液壓缸面積的實(shí)際有效面積為： 22 2 1 0.32 0.0803 44 D

20、Am 2222 2 2 ()(0.320.28 ) 0.01884 44 Dd Am 2)2) 液壓缸實(shí)際所需流量計算液壓缸實(shí)際所需流量計算 工作快速空程時所需流量 1 1 1 cv AV Q 液壓缸的容積效率，取 cv 0.96 cv 3 1 3 0.0803 0.3 1060 1506() min 0.96 10 L Q 工作缸壓制時所需流量 3 12 2 3 0.0803 0.01 1060 50.1875() min 0.96 10 cv AV L Q 工作缸回程時所需流量 3 23 2 3 0.01884 0.06 1060 70.65() min 0.96 10 cv AV L Q

21、 4 42 2 液壓元件的選擇液壓元件的選擇 42.1 確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機(jī)功率 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機(jī)類型，初定上液壓泵的工作壓力取為 ，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為（含回油路上的壓力損失折25MPa1MPa 11 算到進(jìn)油腔） ，則液壓泵的最高工作壓力為 6 11 (25 1) 1026 p PPPMPa 上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出 p P 現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其 正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足： n P /0.826/0.831.25 n

22、p PPMpa 液壓泵的最大流量應(yīng)為： max () pL qKq 式中液壓泵的最大流量 p q 同時動作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時的溢流閥正進(jìn)行工 max ()q 作，尚須加溢流閥的最小溢流量。2 3minL 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。 L K 1.11.3 L K 1.1 L K max ()1.1 (70.652.5)80.465 min pL L qKqq 1選擇液壓泵的規(guī)格 由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變 量泵。柱塞變量泵適用于負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)） ， 柱塞式變量泵有以下的特點(diǎn)： 1） 工作壓力高。

23、因?yàn)橹c缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達(dá)到很高 的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達(dá)到的工作壓力，一般是（），200 400 5 10 Pa 最高可以達(dá)到。 5 1000 10 Pa 2） 流量范圍較大。因?yàn)橹灰m當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變增大。 3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。 4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長，單位功率重 量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價格昂貴。 根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊機(jī)械設(shè)計手冊成大先 P20-195 得：現(xiàn) p q p P 選用，排量 63ml/r，額定壓力 3

24、2Mpa，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min，驅(qū)動功率6314 1YCYB 59.2KN，容積效率，重量 71kg，容積效率達(dá) 92%。92% 2與液壓泵匹配的電動機(jī)的選定 由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時液壓泵的供油 壓力值為 26Mpa，流量為已選定泵的流量值。液壓泵的總效率。柱塞泵為 p ，取0.82。 0.80 0.85 p 選用 1000r/min 的電動機(jī)，則驅(qū)動電機(jī)功率為 3 (18.3 50) 18.37 (60 0.82) (10) pp p p Pq NKW 12 選擇電動機(jī) ，其額定功率為 18.5KW。1804YM 4.2.2 閥類元件及輔助元件的選擇

25、 1.1. 對液壓閥的基本要求： (1). 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。油液流過時壓力損失小。 (2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大 2.2. 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(shí)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(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格： 序號元件名稱 估計通過流 量() min L 型號規(guī)格 1斜盤式柱塞 泵 156.863SCY141B32Mpa，驅(qū)動功率 59.2KN 2WU 網(wǎng)式濾 油器 160WU-16

26、0*18040 通徑，壓力損失 0.01MPa 3直動式溢流 閥 120DBT1/315G2410 通徑，32Mpa，板式 聯(lián)接 4背壓閥80YF3-10B10 通徑，21Mpa，板式 聯(lián)接 5二位二通手 動電磁閥 8022EF3-E10B 6三位四通電 磁閥 10034DO-B10H-T10 通徑，壓力 31.5MPa 7液控單向閥80YAF3-E610B32 通徑，32MPa 8節(jié)流閥80QFF3-E10B10 通徑，16MPa 9節(jié)流閥80QFF3-E10B10 通徑，16MPa 10二位二通電 磁閥 3022EF3B-E10B6 通徑，壓力 20 MPa 11壓力繼電器DP1-63B8

27、 通徑，10.5-35 MPa 12壓力表開關(guān)KFL830E32Mpa，6 測點(diǎn) 13油箱 13 14液控單向閥YAF3-E610B32 通徑，32MPa 15上液壓缸 16下液壓缸 17單向節(jié)流閥48ALF3E10B10 通徑，16MPa 18單向單向閥48ALF3E10B10 通徑，16MPa 19三位四通電 磁換向閥 2534DO-B10H-T 20減壓閥40JF3-10B 4.2.3 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。本設(shè)計中油管采用鋼管，因?yàn)?本設(shè)計中所須的壓力是高壓，P=31.25

28、MPa ， 鋼管能承受高壓，價格低(6.3)PMPa 廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道 一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計在彎曲的地方可以用管接頭來實(shí)現(xiàn)彎曲。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。 膠管用做聯(lián)接兩個相對運(yùn)動部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。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。低壓膠管 是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困 難，成本很高，因此非必要時一般不用。 1. 管接頭的選用： 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有

29、裝拆方便、 連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。 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(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。 管路旋入端用的連接螺紋采用國際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋（ZM）和普通細(xì)牙螺紋（M） 。錐螺 紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)； 細(xì)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(jìn)行端面密封， 有時也采用紫銅墊圈。 液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分都出現(xiàn)在它管系中的接頭上，為此對管材的選用， 接頭形式的確定（包括接頭設(shè)計、墊圈、密封、箍套、

30、防漏涂料的選用等） ，管系的設(shè) 計（包括彎管設(shè)計、管道支承點(diǎn)和支承形式的選取等）以及管道的安裝（包括正確的 運(yùn)輸、儲存、清洗、組裝等）都要考慮清楚，以免影響整個液壓系統(tǒng)的使用質(zhì)量。 14 國外對管子的材質(zhì)、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(kuò)大其內(nèi)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(jié)合。這種“熱縮”式的連接已經(jīng)在航空和其它一些加工 行業(yè)中得到了應(yīng)用，它能保證在 4055Mpa 的工作壓力下不出現(xiàn)泄漏。本設(shè)計根據(jù)需要， 選擇卡套式管接頭。要求采用冷

31、拔無縫鋼管。 2. 管道內(nèi)徑計算： （1） 4Q dm v 式中 Q通過管道內(nèi)的流量 3 m s v管內(nèi)允許流速 ，見表： m s 允許流速推薦值允許流速推薦值 油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s 液壓泵吸油管0.51.5: 液壓系統(tǒng)壓油管道36，壓力高，管道短粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道1.52.6 (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取 v=4m/s 4Q dm v 3 44 50 10 16.3 60 3.14 4 Q dmmm v 根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊成大先 P20-641 查得：取 d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm; 管接頭聯(lián)接螺紋 M272。 (2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑： 取 v

32、=2.4m/s 4Q dm v 3 44 70.65 10 25 60 3.14 2.4 Q dmmm v 15 根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊成大先 P20-641 查得：取 d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm; 管接頭聯(lián)接螺紋 M332。 3. 管道壁厚的計算 2 pd m 式中： p管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d管道內(nèi)徑 m 管道材料的許用應(yīng)力 Pa， b n 管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pa b n安全系數(shù)，對鋼管來說，時，取 n=8；時，7pMPa17.5pMPa 取 n=6； 時，取 n=4。17.5pMPa 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： 我們選鋼管的材料為 45#鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度 b =600

33、MPa; 600MPa 150MPa 4 (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 63 31.25 1020 10 2.1 2 2 150 pd mmm MPa (2). 液壓泵回油管道的壁厚 所以所選管道適用。 63 31.25 1025 10 2.6 2 2 150 pd mmm MPa 4. 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 上面已經(jīng)計算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為 32mm,42mm。 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(yàn)算。 4.2.4 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時間最長，且發(fā)熱量最大。為了簡化計算， 主要考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)時做功的功率損

34、失大引起發(fā)熱量較大， 所以只考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。 當(dāng) V=10mm/s 時，即 v=600mm/min 223 0.320.6/min48 10/min 44 qD vmm 即 min/48Lq 此時泵的效率為 0.9，泵的出口壓力為 26MP，則有 16 26 48 23 60 0.9 PKWKW : 入 KWFvP 33 1010 60 600 1470000 輸出 即 KWP14.7 輸出 此時的功率損失為： 23 14.78.3PPPKWKW :入入 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取， CcmKWK 23 /1020 油箱的散熱面積 A 為 332222 0.0650.0

35、6516509.08AVmm 系統(tǒng)的溫升為 3 8.3 35.7 20 109.08 P tCC KA 根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊成大先 P20-767：油箱中溫度一般推薦 30-50C 所以驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。 17 五五 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.15.1 液壓缸主要尺寸的確定液壓缸主要尺寸的確定 1) 液壓缸壁厚和外經(jīng)的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計算。 液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的 圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓 筒。 液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚的比值 10/D 的圓筒稱為薄壁

36、圓筒。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)，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 2 Dpy 設(shè) 計 計 算 過 程 式中 液壓缸壁厚(m)； D液壓缸內(nèi)徑(m)； 試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.251.5)倍； y p a MP 缸筒材料的許用應(yīng)力。無縫鋼管：。 a MP110100 =22.9 y p18.3 1.25 a MP 則在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液 (18.3 1.25) 0.32 0.33 2220 35 y p D m mm 入 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。因此一般不作

37、計算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時按上式 進(jìn)行校核。 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為 1 D mmDD3903523202 1 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(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參閱P12表 2-6 中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。 液壓缸工作行程選 500lmm 缸蓋厚度的確定 18 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計算。 無孔時 y p Dt 2 433. 0 有孔時 02 2 2 433 . 0 dD Dp Dt y 式中 t缸蓋有效厚度(m)； 缸蓋止口內(nèi)徑(m)； 2 D 缸蓋孔的直徑(m)。 0 d 液壓缸： 無

38、孔時 3 22.9 0.433 320 1063 110 tmmm 取 t=65mm 有孔時 3 22.9 310 0.433 0.31 1049.6 100 270 tmmm 取 t=50mm 3)最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動支承面中點(diǎn)的距離 H 稱為最 小導(dǎo)向長度（如下圖 2 所示） 。如果導(dǎo)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(shè)計時必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。 對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度 H 應(yīng)滿足以下要求： 設(shè) 計 計 算 過 程 220 DL H 式中 L液壓缸的最大行程； D液壓缸的內(nèi)徑。 活塞

39、的寬度 B 一般取 B=(0.610)D；缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 D 1 l 而定； 當(dāng) D80mm 時，取。dl0 . 16 . 0 1 19 為保證最小導(dǎo)向長度 H，若過分增大和 B 都是不適宜的，必要時可在缸蓋與活塞 1 l 之間增加一隔套 K 來增加 H 的值。隔套的長度 C 由需要的最小導(dǎo)向長度 H 決定，即 BlHC 1 2 1 滑臺液壓缸： 最小導(dǎo)向長度： 500320 185 202 Hmm 取 H=200mm 活塞寬度：B=0.6D=192mm 缸蓋滑動支承面長度： 1 0.6168ldmm 隔套長度： 所以無隔套。 1 240192 16860 2 Cmm 液

40、壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考 慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 2030 倍。 液壓缸： 缸體內(nèi)部長度192500692LBlmmmm 當(dāng)液壓缸支承長度 LB(10-15)d 時，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)定性并進(jìn)行計算。本設(shè) 計不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。 5.25.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要包括：缸體與缸蓋的 連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計時根據(jù)具 體情況進(jìn)行選擇。 設(shè) 計

41、 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(guān)。 本次設(shè)計中采用外半環(huán)連接，如下圖 1 所示： 20 圖 1 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式優(yōu)點(diǎn)： (1)結(jié)構(gòu)較簡單 (2)加工裝配方便 缺點(diǎn)： (1)外型尺寸大 (2)缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚 2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 參閱P15表 2-8，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。如下 圖 2 所示： 圖 2 活塞桿與活塞螺紋連接方式 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，在振動的工作條件下容易松動， 必須用鎖緊裝置。應(yīng)用較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸。 2) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) (1)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)

42、構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵 和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可做成與端蓋分開的 導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在 密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利 于導(dǎo)向套的潤滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，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。 參閱P16表 2-9，在本次設(shè)計中，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向的結(jié) 構(gòu)形式，其特點(diǎn)為： 導(dǎo)向套與活塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。 蓋與桿的密封常采用 Y 形、V 形密封裝置。密封可靠適用于中高

43、壓液壓缸。 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(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動 速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。 參閱P17表 2-10，在本次設(shè)計中采用 O 形密封圈。 21 22 六六 液壓集成油路的設(shè)計液壓集成油路的設(shè)計 通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間 的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大， 占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系 統(tǒng)。 板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把

44、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(jìn)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。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝 、調(diào)試和維修方便，壓力損失小， 外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差， 互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液 壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計規(guī)律裝配成一個液壓集成回路， 這種方式與油路板比較，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元 件更換容易；集成塊可進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計生產(chǎn)周期短。 使用近年來在液壓油路板和

45、集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也 有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊， 體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪 聲。 本次設(shè)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(diào)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(jī)床研究所的 GE 系列閥。 液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計 61 液壓集成回路設(shè)計 1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個單元回路一般由三個液壓元件組成，采 用通用的壓力油路 P 和回油路 T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計液壓單元 集成回路時，優(yōu)先選用

46、通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計工作量，提高通用 性。 2）把各個液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，一個完整的液壓集成 23 回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路等單 元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計完成后，要和液壓回路進(jìn)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。 底板及供油塊設(shè)計底板及供油塊設(shè)計 上圖為底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油 P 由底板 引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路 T 及泄漏油路 L 經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。 24 七七 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓站是由液壓油箱，液壓泵裝

47、置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有 空氣濾清器，濾油器，液面指示器和清洗孔等。液壓站裝置包括不同類型的液壓泵， 驅(qū)動電機(jī)及其它們之間的聯(lián)軸器等，液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及 其聯(lián)接體。 7 71 1 液壓站的結(jié)構(gòu)型式液壓站的結(jié)構(gòu)型式 機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。 （1）集中式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立于機(jī)床之 外，單獨(dú)設(shè)置一個液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱 都與機(jī)床隔開；缺點(diǎn)是液壓站增加了占地面積。 （2）分散式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在機(jī)床的 各處。例如，利用機(jī)床或底座作

48、為液壓油箱存放液壓油。把控制調(diào)節(jié)裝置放在便于操 作的地方。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方 便。同時供油裝置的振動、液壓油的發(fā)熱都將對機(jī)床的工作精度產(chǎn)生不良影響，故較 少采用，一般非標(biāo)設(shè)備不推薦使用。本次設(shè)計采用集中式。 7 72 2 液壓泵的安裝方式：液壓泵的安裝方式： 液壓站裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動電動機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式為立 式和臥式兩種。 1. 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)接的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊 湊、美觀，同時電動機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油 箱，并節(jié)省占地面積。但安裝維修不方便，散熱條件不好。 2

49、. 臥式安裝 液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件 好，但有時電動機(jī)與液壓泵的同軸度不易保證。 考慮到維修，散熱等方面的要求。本設(shè)計中采用臥式聯(lián)接。 7.37.3 液壓油箱的設(shè)計液壓油箱的設(shè)計 液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍的清潔油液，并 對回油進(jìn)行冷卻，分離出所含的雜質(zhì)和氣泡。 7.3.1 液壓油箱有效容積的確定 液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮。 液壓油箱的有效容量可概略地確定為：V v VQ 3 m 系統(tǒng)類型 低壓系統(tǒng)（ ）2.5pMPa 中壓系統(tǒng)（ ）6.3pMPa 中高壓或大功率系 統(tǒng)（）6.3pMPa

50、 2457612 25 根據(jù)實(shí)際設(shè)計需要，選擇的，所以此系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)，26pMPa(6.3)pMPa 所以?。?(6 12) v VQ 式中 液壓油箱有效容量；V 液壓泵額定流量。 v Q 參照機(jī)械設(shè)計手冊成大先 P20-767 鍛壓機(jī)械的油箱容積通常取為每分鐘流量 的 6-12 倍。 即： 取 應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會因重力作用而流回液壓油箱。 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%。 所以，實(shí)際油箱的體積為： 7.3.2 液壓油箱的外形尺寸設(shè)計 液壓油箱的有效面積確定后，需設(shè)計液壓油箱的外形尺寸，一般設(shè)計尺寸比

51、 （長：寬：高）為 1：1：11：2：3。但有時為了提高冷卻效率，在安裝位置不受限制 時，可將液壓油箱的容量予以增大，本設(shè)計中的油箱根據(jù)液壓泵與電動機(jī)的聯(lián)接方式 的需要以及安裝其它液壓元件需要，選擇長為 1.5m,寬為 1.1m，高為 1.0m。 7.3.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般的開式油箱是用鋼板焊接而成的，大型的油箱則是用型鋼作為骨架的，再在 外表焊接鋼板。油箱的形狀一般是正方形或長方形，為了便于清洗油箱內(nèi)壁及箱內(nèi)濾 油器，油箱蓋板一般都是可拆裝的。設(shè)計油箱時應(yīng)考慮的幾點(diǎn)要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是 34mm；容量大的油箱一般取 46mm。本設(shè)計中取油箱 的壁厚為 6mm。對于大容

52、量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開較大的窗口， 并用側(cè)蓋板緊密封閉。 2. 底板與底腳：底板應(yīng)比側(cè)板稍厚一些，底板應(yīng)有適當(dāng)傾斜以便排凈存油和清洗， 液壓油箱底部應(yīng)做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳， 底腳高度一般為 150200mm，以利于通風(fēng)散熱及排出箱內(nèi)油液。一般采用型鋼來加工底 腳。本設(shè)計中用的是槽鋼加工的。 1 1320 min L V 6 156.8 12 156.8940.81881.6 minmin LL V 11320 1650 0.80.8min V L V 26 液壓油底部的構(gòu)造的幾種情況液壓油底部的構(gòu)造的幾種情況 這是一般液壓油箱底面的構(gòu)

53、造的五種情況，我們根據(jù)具體設(shè)計和生產(chǎn)的需要來確 定液壓油箱底面的構(gòu)造，根據(jù)本設(shè)計的需要，選了（c）型構(gòu)造。 3. 頂板：頂板一般取得厚一些，為 610mm，因?yàn)楸驹O(shè)計把泵、閥和電動機(jī)安裝 在油箱頂部上時，頂板厚度選最大值 10mm。頂板上的元件和部件的安裝面應(yīng)該經(jīng)過機(jī) 械加工，以保證安裝精度，同時為了減少機(jī)加工工作量，安裝面應(yīng)該用形狀和尺寸適 當(dāng)?shù)暮皲摪搴附印?4. 隔板：油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開，增 大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。 隔板的安裝型式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的 2/33/

54、4。有時隔板可以設(shè)計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；在中部開有 較大的窗口并配上適當(dāng)面積的濾網(wǎng)，對油液進(jìn)行粗濾。 5. 側(cè)板：側(cè)板厚度一般為 3-4mm，側(cè)板四周頂部應(yīng)該加工成高出油箱頂板 34mm，為了使液壓元件的在工作等的情況下泄漏出來的油不至于灑落在地面上或操作 27 者的身上，同時可以防止液壓油箱的頂板在潮濕的氣候中腐蝕。 回油管及吸油管為了防止出現(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回 油管應(yīng)布置在油箱最低液面 50100mm 以下，管口與箱底距離不應(yīng)小于 2 倍的管徑，防 止吸入沉淀物。管口應(yīng)切成，切口面向箱壁，與箱壁之距離為 3 倍管徑?；赜凸艿?5 出口絕對不允許

55、放在液面以上。本設(shè)計的管口與箱底的距離為 160mm，切口與箱壁的距 離為 250mm。 6. 回油集管的考慮：單獨(dú)設(shè)置回油管當(dāng)然是理想的，但不得已時則應(yīng)使用回油 集管。對溢流閥、順序閥等，應(yīng)注意合理設(shè)計回油集管，不要人為地施以背壓。 7. 吸油管： 吸油管前一般應(yīng)該設(shè)置濾油器，其精度為 100200 目的網(wǎng)式或線式 隙式濾油器。濾油器要有足夠大的容量，避免阻力太大。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不 小于 20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，防止吸油時卷吸空氣或因流入液壓油箱的液 壓油攪動油面，致使油中混入氣泡。 8. 泄油油管的配置： 管子直徑和長度要適當(dāng)，管口應(yīng)該在液面之上，以避免 產(chǎn)生背壓。泄漏

56、油管以單獨(dú)配管為最好，盡量避免與回油管集流配管的方法。 9. 過濾網(wǎng)的配置：過濾網(wǎng)可以設(shè)計成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油 管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾。過濾網(wǎng)通常使用 50100 目左右的金屬網(wǎng)。 10. 濾油器： 濾油器的作用及過濾精度 液壓系統(tǒng)中的液壓油經(jīng)常混有雜質(zhì)， 如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。密封材料碎片、油漆皮和 紗纖維。這些 雜質(zhì)是造成液壓元件故障的額重要原因，它們會造成油泵、油馬達(dá)及閥類元件內(nèi)運(yùn)動 件和密封件的磨損和劃傷，閥芯卡死，小孔堵塞等故障，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使 用壽命。近年來對液壓油的污染控制已經(jīng)開始引起人們的極大重視。 為了便于隨時檢查和觀

57、察箱內(nèi)液體液位的情況，應(yīng)該在油箱壁板的側(cè)面安裝液面 指示器，指示最高、最低油位。液面指示器一般選用帶有溫度計的液面指示器。 油箱頂板需要裝設(shè)空氣濾清器，對進(jìn)入油箱的空氣進(jìn)行過濾，防止大氣中的雜質(zhì) 污染液壓油。空氣濾清器的過濾能力一般為油泵流量的兩倍，其過濾精度應(yīng)與液壓系 統(tǒng)中最細(xì)的濾油器的精度相同。 油箱內(nèi)部應(yīng)刷淺色的耐油油漆。以防止銹蝕。 7.47.4 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7.4.1 電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式 電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。 1. 法蘭式 液壓泵安裝在法蘭上，法蘭再與帶法蘭盤的電動機(jī)聯(lián)接，電動機(jī)與 液壓泵依靠法蘭盤上的止口來保證同軸度。

58、這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。 2. 支架式 液壓泵直接裝在支架的止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再 與帶底座的電動機(jī)相聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)對于保證同軸度比較困難（電動機(jī)與液壓泵的同軸 度） 。為了防止安裝誤差產(chǎn)生的振動，常用帶有彈性的聯(lián)軸器。0.05mm 3. 法蘭支架式 電動機(jī)與液壓泵先以法蘭聯(lián)接，法蘭再與支架聯(lián)接，最后支架 再裝在底板上。它的優(yōu)點(diǎn)是大底板不用加工，安裝方便，電動機(jī)與液壓泵的同軸度靠 28 法蘭盤上的止口來保證。 本設(shè)計采用法蘭支架式聯(lián)接。同時考慮本設(shè)計中的電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接在安裝 時產(chǎn)生同軸度誤差帶來的不良影響，常用帶有彈性的聯(lián)軸器。為了增加電動機(jī)與液壓 泵的聯(lián)接剛性，避免產(chǎn)生共振

59、，本設(shè)計把液壓泵和電動機(jī)先裝在剛性較好的底板上使 其成為一體，然后底板加墊再裝到液壓油箱蓋上。 7.4.2 液壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項(xiàng)： 1. 液壓裝置中各部件、元件的布置要均勻、便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并 且要適當(dāng)?shù)刈⒁馔庥^的整齊和美觀。 2. 考慮液壓油箱的大小與剛度，液壓泵與電動機(jī)裝在液壓油箱的蓋子上或裝在 液壓油箱之外。 3. 在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運(yùn)動部件。手動換向閥的 位置必須靠近操作部位。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動調(diào)整或裝 拆電磁鐵。壓力表及其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。 4. 壓泵與機(jī)床相聯(lián)的管道一般都先集中接到機(jī)床的中間接頭上，

60、然后再分別通 向不同部件 的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)中去，這樣做有利于搬運(yùn)、裝拆和維修。 5. 硬管應(yīng)貼地或沿著機(jī)床外形壁面敷設(shè)。相互平行的管道應(yīng)保持一定的間隔， 并用管夾固定。隨工作部件運(yùn)動的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時應(yīng) 避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)，影響使用壽命。 7.4.3 電動機(jī)的選擇： 電動機(jī)的選擇范圍包括：電動機(jī)的種類、類型，容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及其 各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。而且對這些參數(shù)要綜合進(jìn)行考慮。 選擇電動機(jī)的容量是電力傳動系統(tǒng)能否經(jīng)濟(jì)和可靠運(yùn)行的重要問題。如果電動機(jī) 容量大小，長期處于過載運(yùn)行。造成電動機(jī)絕緣過早地?fù)p壞；如果容量過大，不僅造 成設(shè)備上的浪費(fèi)，而且運(yùn)行效率低，對電能的利用不

61、經(jīng)濟(jì)。因此，選擇電動機(jī)時，首 先應(yīng)是在各種工作方式下選擇電動機(jī)的容量。 根據(jù)前面求出來的電動機(jī)的功率可以得出液壓泵需要 37.29KW 以上功率的電動機(jī)。 根據(jù)一般設(shè)計的需要，一般采用 Y 系列小型籠型異步電動機(jī)，Y 系列電動機(jī)是按國 際電工委員會（IEC）標(biāo)準(zhǔn)全國統(tǒng)一設(shè)計的新系列產(chǎn)品，適用于傳動無特殊性能要求的 各種機(jī)械設(shè)備。 電動機(jī)采用 B 級絕緣。外殼防護(hù)等級為。冷卻方式為 IC0141 即全封閉自扇冷 44 IP 式。 電動機(jī)的基本安裝、結(jié)構(gòu)型式： B3 型。 機(jī)座帶底腳，端蓋無凸緣； B5 型。 機(jī)座不帶底腳，端蓋有絕緣。 B35 型。機(jī)座帶底腳，端蓋有凸緣。 電動機(jī)額定電壓為 380V，額定頻率為 50Hz。 29 根據(jù)查表查出電動機(jī)型號為，其額定功率為 18.5KW。1804YM 30