液壓泵站的設(shè)計

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1、摘要 由于液壓技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)的電力驅(qū)動而廣泛使用，為液壓設(shè)備提供液壓動力的 液壓泵站的重要性也凸顯出來。液壓站的工作原理：電機(jī)帶動油泵旋轉(zhuǎn)，泵從油 泵中吸油后打油，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能， 液壓油通過集成塊（或閥組 合）液壓閥實現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后經(jīng)外接管路傳輸?shù)揭簤簷C(jī)械的油缸或 油馬達(dá)中，從而控制了液動機(jī)方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動各種 液壓機(jī)械做功。設(shè)計通過對液壓泵站具體工況的分析， 確定液壓泵站總體方案的 設(shè)計，并且對液壓泵站的液壓系統(tǒng)設(shè)計。 通過對液壓泵站的詳細(xì)設(shè)計，使其滿足 了使用者的要求，同時對不同壓力和流量的液壓設(shè)備提供液壓動力。 關(guān)鍵字：液壓元件；液壓

2、站；液壓系統(tǒng) Abstract Because the liquid presses the technique better than traditional electric power to drive and exte nsive usage, also highlight for the importa nee that the liquid presses an equipme nts to provide a liquid to press a dyn amical liquid to press pump stati on. The liquid presses the w

3、ork principle of station:The electrical engineering arouses an oil pump to revolve, the pump is from the oil pump absorb oil beh ind beat oil, machi ne can conv erted into a liquid to press oily pressure ability, the liquid pressed oil pass an in tegrati on piece(or valve comb in ati on) a liquid pr

4、ess valve after carry ing out a directi on, pressure, discharge regulate through circumscribe tube road deliver a liquid press in mecha ni cal oil urn or oil motor, thus con troled liquid motive a direct ion of the size of the transformation, strength and the rate of speed of the speed, push various

5、 liquid press a machi ne do achieveme nt.The desig n passes to press a pump to stand the analysis of concrete work condition to the liquid and make sure that the liquid presses a pump to stand the design of total project, and pressesthe liquid of pump stati on to press a system desig n to the liquid

6、.Pass the detailed desig n to press the pump station to liquid, make it satisfy the request of user, press an equipments to provide a liquid to press motive to the liquid of the different pressure and the discharge in the mean time. Key word: The liquid pressesa component;The liquid pressesa statio

7、n;The liquid presses system 目 錄 第一章 液壓站概述 1. 1.1液壓系統(tǒng)概述 〕.. 1.2液壓站 1. 1.3液壓站的工作原理 1. 1.4本章小結(jié) 2. 第二章液壓站的設(shè)計 2.. 2.1設(shè)計任務(wù)系統(tǒng)工況圖分析 2 2.2擬定系統(tǒng)液壓原理圖 2. 2.3選擇或設(shè)計液壓元件和液壓介質(zhì) 3 液壓泵 3. 液壓介質(zhì)的選擇 4. 液壓閥類元件的選擇 4. 油箱的設(shè)計 6. 液壓集成閥塊設(shè)計 7. 2.4其它輔助液壓裝置的設(shè)計選擇 8 過濾器的選擇 8. 管道和管接頭的選擇 8. 空氣濾清器的選擇 9. 液位計的選擇 9

8、. 2.5動力系統(tǒng)的設(shè)計 10 電動機(jī)的選擇 10 聯(lián)軸器的選擇 10 2.6本章小結(jié) 10 第三章 液壓系統(tǒng)性能校核 1.1 3.1 液壓系統(tǒng)壓力損失 1.1 沿程壓力損失 11 局部壓力損失 12 閥類零件壓力損失 12 液壓閥類元件的選擇 12 3.2系統(tǒng)的效率計算 12 3.3系統(tǒng)發(fā)熱計算 錯誤!未定義書簽。 3.4系統(tǒng)散熱計算 錯誤!未定義書簽。 3.5液壓沖擊計算 錯誤!未定義書簽。 3.6本章小結(jié) 15 第四章 液壓泵站的組裝和使用維護(hù) 錯誤!未定義書簽。 4.1液壓泵站的組裝 錯誤!未定義書簽。 4.2液壓元件的拆洗與測試 ?錯誤

9、!未定義書簽。 4.3液壓元件和管道安裝 錯誤!未定義書簽。 4.4液壓泵站的使用與檢查 .錯誤!未定義書簽。 4.5本章小結(jié) 錯誤!未定義書簽。 第五章 結(jié)論 .錯誤!未定義書簽。 致謝 錯誤!未定義書簽。 參考文獻(xiàn) 錯誤!未定義書簽。 第一章液壓站概述 1.1液壓系統(tǒng)概述 液壓系統(tǒng)主要有以下幾部分組成： （1） 能源裝置 把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能的裝置，一般最常見的是 液壓泵或空氣壓縮機(jī)。 （2） 執(zhí)行裝置 把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，一般指做直線 運動的液壓缸、做回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)等。 （3） 控制調(diào)節(jié)裝置 對液壓系統(tǒng)圖中流體的壓力、流量和流動方向進(jìn) 行

10、控制和調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。 （4 ）輔助裝置 指除以上三種以外的其他裝置，如郵箱、過濾器、分 水過濾器、油霧器、蓄能器等，它們對保證液壓系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定地工作起 重大作用。 （5 ）傳動介質(zhì) 傳動能量的流體，即液壓油或壓縮空氣。 1.2液壓站 液壓站又稱液壓泵站，是獨立的液壓裝置，它按驅(qū)動裝置（主機(jī)）要求供油， 并控制油流的方向、壓力和流量，它適用于主機(jī)與液壓裝置可分離的各種液壓機(jī) 械下。使用者只需將液壓站與主機(jī)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（油缸和油馬達(dá)）用油管相連，液 壓機(jī)械即可實現(xiàn)各種規(guī)定的動作、 工作循環(huán)。液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組 合、油箱、電氣盒組合而成。各部件功用如下

11、： 泵裝置一一上裝有電機(jī)和油泵，它是液壓站的動力源，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓 油的動力能。 集成塊一一是由液壓閥及通道體組合而成。 它對液壓油實行方向、壓力、流 量調(diào)節(jié)。 閥組合一一是板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。 油箱一一是鋼板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，它用 來儲油、油的冷卻及過濾。 電器盒一一分兩種形式。一種是外接引線的端子板；一種是配置了全套控制 電路。 1.3液壓站的工作原理 電機(jī)帶動油泵旋轉(zhuǎn)，泵從油泵中吸油后打油，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力 能，液壓油通過集成塊（或閥組合）液壓閥實現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后經(jīng)外 接管路傳輸?shù)揭簤簷C(jī)械的油

12、缸或油馬達(dá)中，從而控制了液動機(jī)方向的變換、力量 的大小及速度的快慢，推動各種液壓機(jī)械做功。 1.4本章小結(jié) 本章主要講述了液壓系統(tǒng)、液壓泵站及其工作原理，熟悉液壓站設(shè)計的思路。 為接下來的設(shè)計做好準(zhǔn)備。 第二章液壓站的設(shè)計 2.1設(shè)計任務(wù)系統(tǒng)工況圖分析 設(shè)計要求：系統(tǒng)（Q-t ）、（ P-t ）如下圖所示: 圖2.1 由圖可知系統(tǒng)需要實現(xiàn)一工進(jìn)——快退——二工進(jìn)——停止。這樣的一個 工作過程。 工況 參數(shù) 壓力p（MPa 流量 Q( L/min ) 時間t(min) 一工進(jìn) 5 100 0—5.1 快退 i 120 5.1 —10 二工進(jìn)

13、3 40 10—10.11 2.2擬定系統(tǒng)液壓原理圖 1. 設(shè)計方案 根據(jù)（Q-t ）、（ P-t ）圖可知，由于系統(tǒng)最大壓力為 5MPa屬于低壓系統(tǒng)， 動力元件選擇齒輪泵?？爝M(jìn)時采用泵直接供油加速，工進(jìn)時采用節(jié)流調(diào)速閥，換 向時選擇電液換向閥，在回路上加一單向閥防止油箱中油液倒流， 并在回路中加 一先導(dǎo)式溢流閥，作為安全閥使用，從而減少損失，選擇閉式油箱。選擇調(diào)速回 路時。由這個液壓系統(tǒng)的功率較低，運動速度較低，工作變化較大，采用進(jìn)口節(jié) 流的調(diào)速形式。油路循環(huán)形式采用開式系統(tǒng)。 2. 液壓系統(tǒng)圖 圖2.2 1-先導(dǎo)式溢流閥2-壓力繼電器3-三位四通電磁換向閥 4-二

14、位二通換向閥 5-二位二通換 向閥6-比例調(diào)速閥7-調(diào)速閥8-壓力表開關(guān)9-壓力表10-單向閥11-齒輪泵12-過濾器 13-液位計14-空氣濾清器15-液壓缸 3. 系統(tǒng)工作原理 三位四通電磁換向閥中位機(jī)能為卸荷，泵空載啟動。 當(dāng)丫1得電時，系統(tǒng)提供中低壓大流量，同時壓力繼電器開啟。此時為快進(jìn) 狀態(tài)，當(dāng)壓力電器計時3秒后給丫3發(fā)送電信號同時使丫3得電，丫4得電，此時 系統(tǒng)換為一工進(jìn)回路，當(dāng) Y4斷電時，此時調(diào)速閥6調(diào)速，此時為二工進(jìn)回路，。 當(dāng)液壓缸碰到行程開關(guān)時，觸發(fā) 丫2得電油路換向，系統(tǒng)快退，直到退回初始狀 態(tài)，系統(tǒng)卸荷。 電磁鐵動作順序表如下: Y1 Y2 Y3

15、 Y4 一工進(jìn) + - + + 二工進(jìn) + - + 一 快退 - + - 停止 - - - - 2.3選擇或設(shè)計液壓元件和液壓介質(zhì) 液壓泵 (1) 確定液壓泵的最大工作壓力 Pp PP R AP (2.1) 式中p i 液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力為 27MPa p――從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失。 p的準(zhǔn)確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進(jìn)行， 初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù) 選?。汗苈泛唵?、流速不大的，取工△ p= (0.2?0.5 ) MPa管路復(fù)雜，進(jìn)口有 調(diào)閥的，取工△ p= (0.5?1.5 ) MPa選擇管路損

16、失p=1MPa則可得液壓泵 的最大工作壓力：則Pp=5+1=6MPa (2) 確定液壓泵的流量Q Qp K( Qmax) (2.2) 式中K――系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 K=1.1?1.3 ; 工Qax――同時動作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，可從( Q-t) 圖上查得。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量， 一般取2-3L/min。由題知系統(tǒng)的最大工作流量為 100L/min此處取K=1.2，則可 預(yù)選液壓泵的流量：Qp=120L/min (3) 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的Pp和Q值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或 本手冊中選擇相應(yīng)的液壓泵

17、。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力 一般要比最大工作壓力大25%-60%根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本， 最后選取CBG210C型齒輪泵，其泵的排量為100mL/r，額定壓力12.5MPQ額定 轉(zhuǎn)速2000r/min。最高壓力16MP最高轉(zhuǎn)速2500 r/min，額定功率50.4KW 重量 35.5KG。 液壓介質(zhì)的選擇 液壓介質(zhì)運動粘度，即液壓介質(zhì)的牌號的選擇：液壓系統(tǒng)的壓力不高，為低 壓系統(tǒng)，并且液壓系統(tǒng)回路較為簡單。在液壓系統(tǒng)中，液壓泵的負(fù)荷最重，所以 根據(jù)液壓泵來選擇液壓介質(zhì)的粘度， 前面選用的是齒輪泵，根據(jù)《液壓設(shè)計與使 用》，可以查到對于符合條件的液壓介質(zhì)在

18、 30-70 C時推薦為HL46,這種液壓油 質(zhì)量比機(jī)械油高， 用于中低 壓或簡單機(jī)具的液壓 系統(tǒng)，允許粘度范 圍為 16-850 mm2/s，其最佳粘度范圍為70-250 mm2/s。符合液壓站的要求。 液壓閥類元件的選擇 閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn) 品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最 小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求 。控制閥的流量一般要選得比實 際通過的流量大一些，必要時也允許有 20%^內(nèi)的短時間過流量。 2. 先導(dǎo)式溢流閥 溢流閥我們根據(jù)簡單實用的原則， 選用先導(dǎo)式直動型溢流閥：靈敏度高，

19、壓 力溢流量的影響較小，適合在中高壓大流量下工作。根據(jù)我們確定的流量為 240L/min，并且前面我們已經(jīng)確定了液壓回路采用板式連接， 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手 冊》我們選擇采用BG-10-V-32型，調(diào)壓范圍0.5-25MPa,最大流量400L/min，重 量 8.7Kg。 3. 壓力繼電器 壓力繼電器是利用液體的壓力信號來啟閉電氣觸點的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。 它 在油液壓力達(dá)到其設(shè)定壓力時，發(fā)出電信號，控制電氣元件動作，實現(xiàn)泵的加載 或卸載、執(zhí)行元件的順序動作。本系統(tǒng)設(shè)定壓力為 6MPa查詢《機(jī)械設(shè)計手冊》 第五版可知其型號為SG-02-C-20,最高使用壓力35MPa 4. 三位四通電磁換向

20、閥 電磁換向閥的主要作用是用于切換油路的走向。 在液壓回路的設(shè)計中已經(jīng)確 定了采用電液換向閥，根據(jù)《液壓元件與選用》選擇用3WE—G24型電磁換向閥， 其通徑為10mm額定流量為120L/min，質(zhì)量為6kg,工作壓力為31.5MPa,可以采 用多種直流的供電方式。為了結(jié)合我們選用無管集成的需求，我們選用板式連接。 5. 壓力表開關(guān) 壓力表開關(guān)的作用主要是為了當(dāng)壓力表出現(xiàn)問題是截斷油路。 根據(jù)《液壓設(shè) 計手冊》選用KF-L8/E，公稱壓力為31.5MPa 6. 壓力表 根據(jù)系統(tǒng)壓力6MPa查詢《液壓元件與選用》選取型號為 丫-60。 7. 調(diào)速閥 在工進(jìn)是流量為110L/min

21、。調(diào)速閥工作狀態(tài)是系統(tǒng)工進(jìn)的時候。所以根據(jù) 工進(jìn)時流量和壓力，查詢《液壓元件與選用》選取型號 2FRM1621/160L通徑為 16mm最大流量為160L/min，工作壓力31.5MPa 8. 二位二通電磁換向閥 換向閥的換向有壓力繼電器控制，在快進(jìn)和快退的時候油路從這里通過。 所 以在快進(jìn)是最大流量為200L/min，系統(tǒng)壓力最大為6MPg查《機(jī)械設(shè)計手冊》 第四版，選擇型號3WE10-20/W220-50通徑為10mm額定壓力31.5MPa,額定 流量為120L/min。 9. 單向閥 單向閥我們根據(jù)簡單實用的原則，選擇板式連接，選用S型單向閥，根據(jù)確 定的油路流量為200L/m

22、in，查詢《液壓元件與選用》，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)通徑為10mm 時，流量為260L/min，額定壓力31.5MPa我們選擇開啟壓力為0.3MPa的S10P3A0 型。 所有元件具體規(guī)格型號及規(guī)格如表 2-1。 表2-1 序號 名稱 型號 件數(shù) 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 額定壓降 MPa 1 先導(dǎo)式溢 流閥 BG-06- C -32 1 調(diào)壓范圍 0-25MPa 榆次油研 液壓公司 2 壓力繼電 器 SG-02-C-2 0 1 壓力35MPa 華德液壓 廠 3 三位四通 電磁換向 閥 3WE—G24 1 31.5MPa， 120L/

23、mi n 北京液壓 廠 〈0.5 4 壓力表開 關(guān) KF-L8/E 1 31.5MPa 北京液壓 廠 5 壓力表 Y-60 1 華德液壓 廠 〈0.2 6 調(diào)速閥 2FRM1621/ 160L 1 31.5MPa,- 160L/min 華德液壓 廠 〈0.5 7 二位二通 電磁換向 閥 3WE10-20/ W220-50 1 31.5MPa, 120L/min 北京液壓 廠 〈0.5 8 單向閥 S10P3A0 1 35.1MPa， 260L/mi n 華德液壓 廠 234油箱

24、的設(shè)計 油箱的有效容積（油面高度為油箱高度的 80%寸的容積）根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā) 熱，散熱平衡計算。但是對于液壓站來說，根據(jù)液壓泵的最大流量為 120L/min , 油箱容量的經(jīng)驗公式為 V aQV （2.3） 式中Qv――液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m）； a 經(jīng)驗系數(shù)，見表2-2 o 表2-2經(jīng)驗系數(shù)a 系統(tǒng)類型 行走機(jī)構(gòu) 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金機(jī)械 a 1?2 2?4 5?7 6?12 10 由前面可知壓力為6MPa系統(tǒng)為中低壓，取 3 o初步確定油箱容量為 V aQv 120 3 360Lo根據(jù)《液壓站的設(shè)計與使用》可以取油箱容量為 4

25、00L 最為接近，長寬高分別為1514mm 735mm 430mm油箱至少厚度3mm根據(jù)以往 設(shè)計的經(jīng)驗可知箱底厚度應(yīng)大于箱壁厚度，取其厚度為 6mm箱蓋厚度應(yīng)比箱壁 厚度和箱底厚度大，選取箱蓋厚度為9mm為了便于放油和搬運，應(yīng)該把油箱升 起來，油箱底離地50mm。并且設(shè)有支架，油箱是用鋼板焊接成的，而支架是通 過單獨制作的焊接在油箱的箱底邊緣。支架上設(shè)置有 4X? 14的螺栓固定在底板 上。 1、隔板，放油塞，清洗孔，通氣器，注油口的設(shè)計 前面我們已經(jīng)確定了，把電機(jī)機(jī)和液壓泵放置在油箱上面， 為了保證油泵吸 油的干凈，需要把油箱用隔板分成兩部分。一側(cè)是吸油區(qū)，另一側(cè)為回油區(qū)，并 且在回油

26、區(qū)我們把地面設(shè)計有1/10左右的傾斜度，以利于雜質(zhì)沉淀，并且在下 方設(shè)置放油口，在附近放置一些永磁體，取出油液中的鐵屑，這樣液壓回路的回 油必須在回油區(qū)沉淀一下后，才能經(jīng)過隔板下的縫隙流進(jìn)吸油區(qū)， 保證吸油的干 凈。油箱需要定期清洗，所以為了清洗的方便應(yīng)該在油箱的兩側(cè)都設(shè)置了清洗口， 清洗孔采用螺絲釘連接固定板密封， 并加上密封墊子。注油口對油箱來說是必不 可少的，考慮選擇帶有清洗油口，直接用清洗油口注油。 2 、吊耳 為了便于搬運油箱，在油箱的四角箱壁的上方和焊接了吊耳， 吊耳有圓柱形 和鉤型兩種。選用圓柱吊耳，通過估算，液壓站的重量肯定不大于 600kg，根據(jù) 《液壓站的設(shè)計與使用》，

27、我們選用0.7t的。 3.管路的配置 (1) 吸油管和回油管 吸油管設(shè)置在吸油區(qū)，管口最低面在液面以下，在管口設(shè)置了濾油器(具體 選擇見濾油器的選擇)。回油管設(shè)置在回油區(qū)，管口斜切45度，這樣可以增加開 口面積，降低了液流的速度，有利于沿箱壁環(huán)流。為了防止空氣進(jìn)入管中，吸油 管和回油管管口都淹沒在液面以下， 為了過濾大顆粒雜質(zhì)，保護(hù)液壓泵，我們在 吸油管口安裝了過濾器。 (2) 泄油管 泄油管單獨接入油箱，并且在油箱液面以上終結(jié)。 (3) 穿孔的密封 吸油管，回油管以及泄油管都是要在油箱頂部進(jìn)入油箱的，如果密封不好， 空氣肯會從此處進(jìn)入油箱，所以必須考慮他們的密封問題。由于設(shè)計油

28、箱頂蓋只 有9mm厚，這樣薄的壁厚不利于密封，所以需要在油管進(jìn)入油箱出焊接了一個 20mm厚的一個凸臺，這樣便于密封。并且可以防止在維修的時候，污染物進(jìn)入 油箱內(nèi)。 235液壓集成閥塊設(shè)計 I. 控制閥的布置 液壓站的控制回路較為簡單，根據(jù)擬定的系統(tǒng)原理圖來布置液壓閥， 為了保 證用最短的回路連接各個液壓閥，減少沿程壓力損失，需要把相關(guān)的液壓閥都布 置在一起。具體的液壓閥型號在前面的液壓閥的選擇中可以知道。 10. 孔徑的確定 液壓回路孔道的尺寸，根據(jù)前面選擇確定的液壓閥的型號。 查閱《機(jī)械設(shè)計 手冊》，可以得到其外形尺寸，根據(jù)其通徑尺寸確定與之對應(yīng)的油路板上的尺寸。 II. 油路

29、板的安裝形式 油路板的安裝有整體式，支架式盒框架式三種，但是三種情況都不太適合這 種情況，雖然采用L型安裝剛度好，但是會增加很多空間。結(jié)合情況，油路板尺 寸比較小，油箱頂部平面很大。采用平板式安裝，把油路板平鋪在油箱頂面，完 全是可以的，并且不用鑄造成L型這樣麻煩。 此外，油路板的外接油口都采用螺紋連接管件。 2.4其它輔助液壓裝置的設(shè)計選擇 過濾器的選擇 根據(jù)題目要求和系統(tǒng)性能的考慮，選擇將過濾器置于液壓泵吸油管路上油， 并查詢《機(jī)械設(shè)計手冊》第四卷，選取型號為ZU-H250 10FS流量為250L/min， 額定壓力32MPa過濾精度10卩m壓差指示器工作差0.35MPa,初始壓

30、力降 0.15MP& 管道和管接頭的選擇 1. 管道內(nèi)徑計算 d戶1.129』 2. (2.4) 3. 式中:d —管道內(nèi)徑(mr)； 4. q —通過管道內(nèi)的流量(m3/s); 5. u—管內(nèi)允許流速(m/s),見表2-3。 6. 計算出內(nèi)徑d后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。分別取吸油、壓油、回油 管路的液壓油流速分別如下： 7. 1.5 5 m/s 1 5 7. 1.5 (2.5) 8. (1)對于液壓泵壓油管這段取流量為 120L/min，壓力為6MPa 9. (2)分支到各條液壓支路的壓油管取流量為 70L/min壓力為6MPa 10. (3)回油管選取流

31、量為120L/min壓力為6MPa 11. 經(jīng)計算可得：吸油路、壓油路、回油路管路的內(nèi)徑分別為： 0.053 m、 0.022m、0.053m。并采用無縫鋼管進(jìn)行管路的連接 13.表2-3允許流速推薦值 14.管道 15.推薦流速(m/s) 16.液壓泵吸油管 17.0.5?1.5，一般常取1以下 18.液壓系統(tǒng)壓油管 19.3?6,壓力高，管道短，粘度 小取大值 20.液壓系統(tǒng)回油管 21.1.5 ?2.6 22.管道壁厚S的計算 根據(jù)系統(tǒng)壓力和流量采用無縫鋼管，選擇相應(yīng)滿足要求的鋼管厚 (2.6) _pd 2— 式中 ——管壁厚度（m ； p 管道內(nèi)最高

32、工作壓力（Pa）； d 管道內(nèi)徑（m ； ――材料許用拉應(yīng)力，其值?飛旦； 'n c b――管道材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）； n ——安全系數(shù)，對鋼管來說，pv 7MPa寸，取n=8; pv 17.5MPa時，取n=6； p> 17.5MPa時，取 n=4。 據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》表選擇管的標(biāo)準(zhǔn)外徑和內(nèi)徑。吸油路管路內(nèi)徑和外徑為 40mm 50mm壓油路管路內(nèi)徑和外徑為 20mm 28mm回油路管管路內(nèi)徑和外徑 為40mm 50mm對于液壓泵站采用無縫鋼管，可以采用多種接頭形式，有焊接 式管接頭，擴(kuò)口密封管接頭，卡套式管接頭。焊接式管接頭式最常用的，它采用 接管焊接油管，焊接工作很大，需要

33、酸洗，耐振性很好。擴(kuò)口密封接頭，需要對 油管進(jìn)行擴(kuò)口處理，耐振性很差并且只能用于管徑小于 34m m的系統(tǒng)?？ㄌ资竭B 接裝配比較方便，但是對油管的要求很高。綜合比較，我們發(fā)現(xiàn)采用焊接式管接 頭比較符合我們的要求，但是也有很多不足，接頭型號也不是很全面，需要考慮 專門設(shè)計接頭，采用螺紋密封和連接。 空氣濾清器的選擇 空氣濾清器主要是保持液壓油箱油液的純潔度，以免灰塵進(jìn)入。查《機(jī)械設(shè) 計手冊》選用型號為丫200L1-6。 液位計的選擇 液位計一般設(shè)置在油箱側(cè)壁上，以指示油箱中的液面位置。通常油箱上還應(yīng) 該設(shè)置溫度計，以檢測其油溫，為了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，選取帶溫度計的液位指 示器。所以，查

34、《機(jī)械設(shè)計手冊》選取型號 AF3-Ea20B 2.5動力系統(tǒng)的設(shè)計 電動機(jī)的選擇 在前面已經(jīng)確定了液壓泵的型號為 CBG210C型齒輪泵，驅(qū)動功率為50.4KW, 聽518-46KW 則液壓泵驅(qū)動電動機(jī)所需的功率為 液壓泵工作壓力為4.4Pa，流量240L/min,根據(jù)表2-4取泵的總效率p 0.65 , 液壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 0.6 ?0.7 0.65 ?0.80 0.60 ?0.75 0.80 ?0.85 P pPqP P 表2-4液壓泵的總效率 查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》取丫250M-2三相異步電動機(jī)。額定功率為 55KW同步

35、 轉(zhuǎn)速 2970r/min , n為 91.5%。 聯(lián)軸器的選擇 電機(jī)與液壓泵的傳動一般有帶傳動或者聯(lián)軸器連接兩軸，一般聯(lián)軸器是兩軸 轉(zhuǎn)速相同，要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合。帶傳動是用于中心距離比較大，傳動比不為 1 不能采用聯(lián)軸器直接連接的傳動。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》可以知道電動機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn) 速為山2970r/min，液壓泵的額定轉(zhuǎn)速為2000r/min ,最高轉(zhuǎn)速為 2500r/mi n ,可以知道柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足液壓泵的轉(zhuǎn)速范圍，并且液壓泵站要求 結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵要求上置，所以可以確定采用聯(lián)軸器傳動。 下面進(jìn)行聯(lián)軸器的選擇： 根據(jù)公式： T 9550P (2.7) n 其中P為電

36、動機(jī)的輸出功率，T為輸出軸的轉(zhuǎn)矩，n為額定轉(zhuǎn)速，n效率，由此可 以計算出公稱轉(zhuǎn)矩T= 6.37 103 N.mm查《機(jī)械設(shè)計》第八版的工作系數(shù)Ka 1.7， 計算轉(zhuǎn)矩Tca KaT 1.7 6.37 103 10.8N m。為了減小啟動載荷，緩和沖擊， 并且柴油機(jī)和齒輪泵安裝在同一個機(jī)架上， 沒有較大的曲線偏移補(bǔ)償，所以應(yīng)該 采用彈性聯(lián)軸器，一般我們采用彈性柱銷聯(lián)軸器。。型號的選擇需要根據(jù)柴油機(jī) 輸出軸的直徑才可以確定。通過查詢電機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑為 55mm查GB/T4323-1984選 擇LT型。 2.6本章小結(jié) 本章根據(jù)設(shè)計條件建立液壓系統(tǒng)圖，并根據(jù)《液壓傳動系統(tǒng)》依次設(shè)計，根 據(jù)需要選

37、定好系統(tǒng)元件。構(gòu)成完整系統(tǒng)。 第三章 液壓系統(tǒng)性能校核 3.1液壓系統(tǒng)壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失 ，管路的局部壓力損失 和閥類元件的 局部損失，總的壓力損失為： AP A1 △ P (3i 沿程壓力損失 沿程壓力損失，主要是快速注射時進(jìn)油管路的壓力損失。 此管路假設(shè)最長為 2m管內(nèi)經(jīng)40mm快進(jìn)是流量80L/min ,選用L-HL46號油正常運轉(zhuǎn)后油的運動 粘度y 4.6 10 中的實際流速為: 5m2/s，油的密度 875kg / m3。查《機(jī)械設(shè)計手冊》知在管路 — (3.2) d2 4 160 10 3 代入相關(guān)數(shù)據(jù)： 60 2.12m/s

38、—(0.04)2 4 Re (3.3) 2 12 0 04 代入數(shù)據(jù)：Re -——1843.4 4.6 10 查《液壓傳動》可知，Re 2320時油在管路中呈層流狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為: (3.4) 160 Re 按如下公式求得壓力損失: 160 丨 _ Re d 2 (3.5) 代入相關(guān)數(shù)據(jù): 160 2 875 (2.12)2 1843.4 0.04 2 0.008(MPa) 可見，沿程壓力損失的大小與流量成正比，這是有層流所決定的 局部壓力損失 當(dāng)流體經(jīng)過局部裝置(如彎頭、閥等)時，其流速的大小、方向都發(fā)生變化。 在此局部流

39、速重新分布，形成漩渦產(chǎn)生能量損失。即局部損失： P2 2/2 (3.6) 式中： 一局部壓力損失因數(shù)，平均取 1， 初取10。 則：AP Ep2/2 (10 875 2.122 10 6)/2 0.02。 閥類零件壓力損失 閥類元件的局部壓力損失，即進(jìn)油油路上的損失： △ P AP(Q/Qn)2 (3.7) 式中：AP —換向閥閥壓差(Pa)； APn =0.3MPa Q —通過閥的實際流量(m3/s); Qn —閥的額定流量(m3/s ); 則：AP3 APn(Q/Qn)2 1 (200)2 0.69MPa 。 240 P3 n R (3.8)

40、 n取2,因為在進(jìn)油口共有 3個閥，貝U Ap n Ap 1.38MPa。 總的系統(tǒng)壓力損失為：AP AP AP AP (3.9) =0.008+0.02+1.38=1.408MP 因為1.408MPa<1.41MP系統(tǒng)按照初選值來計算符合驗算情況，設(shè)計方案較為合 理。 3.2系統(tǒng)的效率計算 N mo與其輸入 n Nmo/Npi 液壓系統(tǒng)效率是系統(tǒng)的輸出功率(即執(zhí)行元件的輸出功率) 功率(即液壓泵的輸出功率)Npi之比，即 (3.10) 3 55% 6 60 10 7.4 1 20 1 03 0.68 3.3系統(tǒng)發(fā)熱計算 系統(tǒng)的發(fā)熱功率: (3.11) H(

41、KW) Np(1 n) 式中：Np —液壓泵的總輸入功率； n—液壓系統(tǒng)的總效率。 由前述計算，液壓泵的輸入功率為10KW。 則：H Np(1 n) 10 (1-0.55) 4.5KW。 3.4系統(tǒng)散熱計算 1.系統(tǒng)的發(fā)熱功率： H(KW) Np(1 n) (3.12) 式中：Np —液壓泵的總輸入功率； n—液壓系統(tǒng)的總效率。 由前述計算，液壓泵的輸入功率為 12.9KW 則：H Np(1 n) 12.9 (1-0.55) 5.81KW。 2.系統(tǒng)發(fā)熱計算 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，主要由油箱的散熱面進(jìn)行散熱。由于管道散熱面 相對較小，且與自身由于壓力損失產(chǎn)生的熱量平衡，故

42、忽略不計，只計算油箱的 散熱，其散熱功率可按下式計算： H0 K1A(t1 t2) (3.13) 式中：K1 —油箱的散熱系數(shù)，通風(fēng)條件良好取 17 ( w/m30C ); A —郵箱的散熱面積； t1 —系統(tǒng)中油液的溫度，即油溫 匕允許40— 700C，系統(tǒng)正常取匕=60七； t2 —環(huán)境溫度取20°C o 表3-1 油箱散熱系數(shù) K1 (W/ ( mbC)) 冷卻條件 K1 通風(fēng)條件很差 8?9 通風(fēng)條件良好 15 ?17 用風(fēng)扇冷卻 23 循環(huán)水強(qiáng)制冷卻 110?170 表3-2各種機(jī)械允許油溫(C) 液壓設(shè)備類型 正常工作溫度 最高允許溫度

43、 數(shù)控機(jī)床 30 ?50 55 ?70 一般機(jī)床 30 ?55 55 ?70 機(jī)車車輛 40 ?60 70 ?80 船舶 30 ?60 80 ?90 冶金機(jī)械、液壓機(jī) 40 ?70 60 ?90 工程機(jī)械、礦山機(jī)械 50 ?80 70 ?90 則：A 0.0653 V2 4.62; t H 21.2°C。一般工作機(jī)械允許溫升為 K,A t 30?50°C，結(jié)果符合液壓系統(tǒng)的允許溫升。不需要加冷卻裝置 3.5液壓沖擊計算 在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)管道內(nèi)液流速度發(fā)生急劇改變時，系統(tǒng)內(nèi)就會產(chǎn)生壓力劇 烈變化，形成高的沖擊壓力，在管道內(nèi)以音速傳播，這就是液

44、壓沖擊現(xiàn)象。產(chǎn)生 沖擊的原因很多，例如換向閥迅速地的開啟或者關(guān)閉油路；液壓缸或液壓馬達(dá)的 啟動或制動；液壓缸或馬達(dá)受到?jīng)_擊負(fù)載等。 液壓沖擊的危害性很大，不但使系統(tǒng)產(chǎn)生振動與噪聲，而且由于液壓沖擊而 使元件和管道在壓力遠(yuǎn)未達(dá)破壞負(fù)載時就損壞。因此，分析、計算和設(shè)法減輕液 壓沖擊具有重大意義。 由于影響液壓沖擊的因素很多，很難用準(zhǔn)確方法計算，一般是估算或通過實 驗確定。在設(shè)計液壓系統(tǒng)時，一般情況可以采取措施而不做計算，當(dāng)有特殊要求 時，可按下述情況進(jìn)行驗算。 1. 當(dāng)迅速關(guān)閉或開啟液流通道時，在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的液壓沖擊。 直接沖擊（即t ）時，管道內(nèi)壓力的增大值： 2 p ac （N/m）

45、 （ 3.14） 間接沖擊（即t ）時，管道內(nèi)壓力的增大值： p ac - （N /m2） （ 3.15） 式中： 一液體密度（kg/m3）； —關(guān)閉或開啟液流通道前、后管道內(nèi)液流速度之差（ m/s）; t—關(guān)閉或開啟液流通道的時間（s）； —當(dāng)管道長度為L時，沖擊波往返所需時間（s） ac ac —管道內(nèi)液壓體中沖擊波的傳播速度（m/s）; 若不考慮粘性及管徑變化的影響，沖擊波在管道內(nèi)的傳播速度: (3.16) 式中：Eo —液壓油的體積彈性系數(shù)，N / m2 ； 、d—管道的壁厚和內(nèi)徑； 20 號￥岡 E=2.06 1011MPa。 帶入數(shù)值： E0 ac

46、 0.63m/s 2L 6s ac 直接沖擊時， p ac 0.63 0.87 103 2 0.0012MPa，小于允許的壓 力1.41MPa的沖擊。符合系統(tǒng)要求。 3.6本章小結(jié) 本章主要是對系統(tǒng)的性能校核，對系統(tǒng)進(jìn)行壓力損失、系統(tǒng)效率、液壓沖擊、 系統(tǒng)發(fā)熱計算，并對所選元件進(jìn)行修正。 第四章 液壓泵站的組裝和使用維護(hù) 4.1液壓泵站的組裝 1. 液壓元件和管件的質(zhì)量檢查 （1） 液壓元件的檢查 液壓元件的型號規(guī)格應(yīng)與元件清單上一致； 生產(chǎn)日期不宜過早，否則其內(nèi)部 密封件可能老化；各元件上的調(diào)節(jié)螺釘、手輪及其他配件應(yīng)完好無損；電磁閥的 電磁鐵、壓力繼電器的內(nèi)置微

47、動開關(guān)及電接觸式壓力表內(nèi)的開關(guān)等應(yīng)工作正常； 元件及安裝底板或油路塊的安裝面應(yīng)平整，其溝槽不應(yīng)有飛邊、毛刺、棱角，不 應(yīng)有磕碰凹痕，油口內(nèi)部應(yīng)清潔；油路塊的工藝空封堵螺塞或球漲等堵頭應(yīng)齊全 并連接密封良好；油箱內(nèi)部不能有銹蝕，通氣過濾器、液位計等油箱附件應(yīng)并全， 安裝前應(yīng)清洗干凈。 （2） 管件的檢查 油管的材質(zhì)、牌號、通徑、厚度、壁厚和接頭的型號規(guī)格及加工質(zhì)量均應(yīng)符 合設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)定。 金屬材質(zhì)油管的內(nèi)外壁不得有腐蝕和傷口裂痕，表面凹入或有剝離層和結(jié) 疤；軟管（膠管和塑料管）的生產(chǎn)日期不得過久。管接頭的螺紋、密封圈的溝槽 棱角不得有傷痕、毛刺或斷絲扣等現(xiàn)象；接頭體與螺母配合不的松動

48、或卡澀。 4.2液壓元件的拆洗與測試 液壓元件一般不宜隨便拆開，但對于內(nèi)部污染或生產(chǎn)、庫存時間過久，密封 件可能自然老化的液壓元件則應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行拆洗和測試。 （1） 拆洗 拆洗液壓元件必須在熟悉其構(gòu)造、組成和工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行。元件拆開 時建議對各零件拆下的次序進(jìn)行紀(jì)錄，以便拆息結(jié)束組裝時正確、順利的安裝。 清洗時，一般應(yīng)先用潔凈的煤油清洗，再用液壓系統(tǒng)中的工作油液清洗。 不符合 要求的零件和密封件必須更換。組裝時要特別注意不使個零件被再次污染和異物 落入元件內(nèi)部。此外，油箱、油路板及油路塊的通油孔道也必須嚴(yán)格清洗并妥善 保管。 （2） 測試 經(jīng)拆洗的液壓元件應(yīng)盡可能進(jìn)行試驗，

49、一些主要液壓元件的測試項目見表 5-1。測試元件均應(yīng)達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，測試后應(yīng)妥善保管，以防再次污染。 表4-1液壓元件拆息后的測試項目 元件名稱 測試項目 液壓泵 額定壓力、流量下的容積效率 先導(dǎo)式溢流閥 調(diào)壓狀況，啟閉壓力，外泄漏 三位四通換向閥 換向狀況；壓力損失，內(nèi)、外泄漏 液控單向閥 壓力損失；內(nèi)、外泄漏 4.3液壓元件和管道安裝 1、 液壓元件的安裝 (1) 液壓泵的安裝 液壓泵與原動機(jī)、液壓馬達(dá)與其拖動的主機(jī)工作機(jī)構(gòu)間的同軸度偏差在 0.1 伽以內(nèi)，軸線間的傾角不得大于1°;不得用敲擊方式安裝聯(lián)軸器。 (2) 液壓控制閥的安裝 方向閥一

50、般應(yīng)保持軸線水平安裝；各油口處的密封圈在安裝后應(yīng)有一定壓縮 量以防泄漏；固定螺釘應(yīng)均勻擰緊(勿用錘子敲打或強(qiáng)行扳擰) ，不要擰偏，最 后使罰的安裝平面與底板或油路塊安裝平面全部接觸。 2、 管道安裝 在液壓系統(tǒng)中，管道的主要作用是傳輸載能工作介質(zhì)。一般應(yīng)在所連接的設(shè) 備及各液壓裝置部件、元件等組裝、固定完畢后再進(jìn)行管道安裝。安裝管道時應(yīng) 特別注意防振、防漏問題。 (1) 管道敷設(shè) 管道敷設(shè)應(yīng)變預(yù)裝拆和維護(hù)，并不妨礙生產(chǎn)人員行走及機(jī)電設(shè)備的運行和維 護(hù)。 橡膠軟管應(yīng)遠(yuǎn)離熱源或采取隔熱措施，并避免相互間與其他物體間產(chǎn)生磨 擦，還應(yīng)避免急彎，管道最小彎曲半徑應(yīng)在 10倍管徑以上。官長除滿

51、足彎曲半 徑和移動行程外，尚應(yīng)留4%勺余量。 (2) 管道加工 在管道安裝過程中，應(yīng)根據(jù)其尺寸、形狀及焊接要求加工管材。切割加工的 管材端部應(yīng)平整，無裂紋和重皮等缺陷；需彎曲加工的鋼質(zhì)管道，彎管前要進(jìn)行 退火處理，以防彎管時起皺或變扁，彎曲半徑一般應(yīng)大于管子外徑的3倍，彎制 后的橢圓旅應(yīng)小于8%管端螺紋應(yīng)與相配的螺紋的基本尺寸和公差標(biāo)準(zhǔn)一致， 螺紋加工后應(yīng)無裂紋和凹痕等缺陷； 管子的焊接坡口形式、尺寸及接頭間隙可根 據(jù)壁厚進(jìn)行加工和組對。經(jīng)加工而成的管道，應(yīng)將切削、毛刺等去除干凈。 (3) 管道焊接 應(yīng)根據(jù)焊接對象的材質(zhì)選用合適的焊接材料； 管壁較厚的管道焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù) 熱。管道焊接完畢

52、，要將焊縫及周圍的熔渣及飛濺物清理干凈， 并進(jìn)行耐壓試驗， 試驗壓力為工作壓力的1.5?2倍，試壓不合格的管道應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊，同一部位的 返修次數(shù)不宜超過3次。 4.4液壓泵站的使用與檢查 優(yōu)質(zhì)的液壓系統(tǒng)是針對無故障使用壽命長而設(shè)計的，它僅需要很少的維護(hù)。 但是少量的維護(hù)對于得到無故障工作非常重要。 實踐表明液壓系統(tǒng)失效、損壞等多數(shù)是由于污染、維護(hù)不足和油液選用不當(dāng) 造成的。為保證液壓系統(tǒng)處于良好性能狀態(tài)， 并延長其使用壽命，應(yīng)對其合理使 用，并重視對其進(jìn)行日常檢查和維護(hù)。 1. 使用的一般注意事項 液壓泵站使用中的注意事項如下： 1） 低溫下，油溫應(yīng)達(dá)到20C以上才準(zhǔn)許順序動作；油溫

53、高于60C是應(yīng)注意 系統(tǒng)的工作情況。 2） 停機(jī)4h以上的設(shè)備，應(yīng)先使液壓泵孔在運轉(zhuǎn) 5min,再起動執(zhí)行器工作。 3） 各種液壓元件、輔助元件未經(jīng)主管部門同意，不準(zhǔn)私自調(diào)節(jié)火拆換。 4） 液壓站出現(xiàn)故障時，不準(zhǔn)擅自亂動，應(yīng)通知有關(guān)部門分析原因并拆除。 2. 檢查 液壓系統(tǒng)種類繁雜，各有其特定用途和使用要求。為了及時了解和掌握液壓 站和整個系統(tǒng)的運行狀況，消除故障隱患，縮短為修周期，通常應(yīng)采用點檢和定 檢的方法對系統(tǒng)進(jìn)行檢查。 4.5本章小結(jié) 本章主要講述液壓泵站故障的分析， 及系統(tǒng)的保護(hù)說明。充分了解液壓泵站 的維護(hù)及保養(yǎng)。 第五章結(jié)論 通過對系統(tǒng)的校核計算各項細(xì)數(shù)滿足設(shè)計

54、要求。同時，通過對液壓泵站的設(shè) 計，會發(fā)現(xiàn)對于一個液壓系統(tǒng)而言對于系統(tǒng)回路的選擇、 元件的選擇是很重要的。 液壓站的設(shè)計首先分析系統(tǒng)工況，分析快進(jìn)、工進(jìn)、快退等運動狀態(tài)所需壓 力、流量。根據(jù)系統(tǒng)要求選定系統(tǒng)回路初步設(shè)計系統(tǒng)原理圖，然后查相關(guān)手冊選 擇系統(tǒng)元件，而后校核篩選元件。最后，布置油箱安裝方式。 致謝 在液壓泵站的設(shè)計過程中，我查閱了許多相關(guān)的設(shè)計資料，通過仔細(xì)的閱讀， 鞏固了以前所學(xué)的相關(guān)液壓傳動、 液壓系統(tǒng)傳動、液壓控制系統(tǒng)等理論知識，在 設(shè)計的過程中，我深刻的感覺到了書到用時方恨少的痛楚， 在以后的日子里我會 加強(qiáng)自己的專業(yè)素養(yǎng)，爭取早日能夠成為一個能夠獨當(dāng)一面的專業(yè)人才，同時， 感謝張玉峰老師對我的指點。 由于本人專業(yè)能力有限，設(shè)計中難免出現(xiàn)很多錯誤和不足，希望老師能夠諒 解，并且給予指點。 參考文獻(xiàn) 【1】王守城，容一鳴編著，液壓傳動，北京：北京大學(xué)出版社 ? 【2】官忠范編著，液壓傳動系統(tǒng)，沈陽工業(yè)大學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社 . 【3】成大先主編，機(jī)械設(shè)計手冊，北京，化學(xué)工業(yè)出版社 . 【4】王守城編著，液壓元件及選用，化學(xué)工業(yè)出版社， 2007. 【5】張利平編著，液壓泵站與使用，北京，海軍工業(yè)出版社， 2004.