采用調(diào)速閥的速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告
題目:采用調(diào)速閥的速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2013年3月22日
1. 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r
畢業(yè)設(shè)計(jì)工作已馬上到了中期，我對(duì)自己的課題有了一定深度的認(rèn)識(shí)。在初期，我已經(jīng)完成了原理圖的設(shè)計(jì)及開(kāi)題報(bào)告的相關(guān)工作。在假期的時(shí)間里，我又下載了有關(guān)于液壓方面的外文資料，以及對(duì)其進(jìn)行了翻譯?，F(xiàn)在，我又對(duì)自己的題目有了以下的研究認(rèn)識(shí)：
（1）原理的深層理解與圖紙的完善
實(shí)驗(yàn)裝置采用3個(gè)調(diào)速閥的串并聯(lián)以完成能滿足兩種工進(jìn)速度的速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，用不同的電磁閥、換向閥通過(guò)通斷電、換向，以調(diào)速閥的工作與否以達(dá)到不同的工進(jìn)速度。具體的原理圖如圖1。
圖1 原理圖
（2）液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件
1）工況分析
由可給參數(shù)得知：缸重設(shè)為100N；
缸的運(yùn)動(dòng)速度為1~3m/min；
系統(tǒng)壓力為2.5MPa（最大）；
分析得液壓缸所受的外負(fù)載：F=Ff+Fa+Fw
a、Fw為工作負(fù)載，為0；
b、Ff為導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載：
f為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，其中靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1。
Ffs=0.2×100=20N Ffa=0.1×100=10N
c、F為運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載：
，Δt取0.0006s，Δv=3時(shí)，F(xiàn)a為最大。
故：F最大=850N+20N=870N
2） 液壓缸主要尺寸的確定
F+Ffc= （式中ηcm取0.9）
解得Ffc=96.6N F+Ffc=966.66N
D2=+（D2-d2）
查表可知d=0.5D d2=0.25D2
帶入上式得D=35mm
由表可知D取40mm，d取20mm。
q進(jìn)=×v=×0.042×3m/min=3.768L/min
q退=·v=×（0.042-0.022）×3m/min=2.826m/min
3）泵的選擇
a、泵的工作壓力的確定：
pp=p1+ΣΔp=2.5+0.5MPa=3MPa
b、泵的流量的確定：
qp≥Kl·（Σq）max
qp=1.2×3.768L/min=4.5216L/min
故選擇泵的型號(hào)為YB1-6.3。
4） 電機(jī)的選擇
需要電機(jī)的功率
故選擇電機(jī)的型號(hào)為YZ-90S-6。
5） 油箱的選擇
查詢資料可知低壓系統(tǒng)的v=（2~4）·qp，而qp=4.5216L/min。
v=2×4.5216L/min=9.0432L/min
經(jīng)查表選擇油箱型號(hào)為BEX-63A。
（3）液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）液壓泵的安裝方式
液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式分為立式和臥式兩種。
本次設(shè)計(jì)采用的是臥式安裝。液壓泵及掛到都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好。符合實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的要求。
圖2 液壓泵的臥式安裝
2）電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式
電動(dòng)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。
為避免安裝時(shí)產(chǎn)生同軸度誤差帶來(lái)的不良影響，常采用帶有彈性的聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器可以選用零件手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，也可自行設(shè)計(jì)。為增加電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接剛性，避免產(chǎn)生共振，可以把液壓泵和電動(dòng)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。
此次設(shè)計(jì)采用的是支架式安裝，采用凸緣聯(lián)軸器把泵和電機(jī)相連。
（5） 最終裝配圖的擬定，如圖3。
圖3 初定裝配圖
2. 存在問(wèn)題及解決措施
本課題研究的重點(diǎn)在于該液壓站的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)在于速度換接回路的相關(guān)油路的連接及相關(guān)元件的選擇與計(jì)算、校核。
選擇液壓元件時(shí)一般應(yīng)考慮一下問(wèn)題：
（1）應(yīng)用方面的問(wèn)題，如液壓缸大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，安裝環(huán)境等
（2）系統(tǒng)要求，如壓力和流量的大小、工作介質(zhì)的種類、循環(huán)周期、操縱控制方式、沖擊振動(dòng)情況等。
（3）經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，如使用量，購(gòu)置及更換成本，貨源情況及產(chǎn)品質(zhì)量和信譽(yù)等。
（4）應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化及貨源條件較好的產(chǎn)品，以縮短制造周期，便于互換和維護(hù)。
3. 后期工作安排
（1）9-12周：完成裝配圖的設(shè)計(jì)以及其余零件圖的繪制；
（2）13-14周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；
（3）15周：答辯前準(zhǔn)備。
后期的主要工作重點(diǎn)還是放在工程圖的繪制，并且需要完善已經(jīng)完成的裝配圖以及加強(qiáng)后期零件圖的繪制。最后在同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)論文的完成以及最后整個(gè)油路熱溫升校核，完成全部技術(shù)設(shè)計(jì)。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題目:采用調(diào)速閥的速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2012年12月26日
1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述
（1）題目背景:
液壓傳動(dòng)由于其具有傳動(dòng)功率大、易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，使得其在各類機(jī)械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓傳動(dòng)與控制是現(xiàn)代機(jī)械工程的基礎(chǔ)技術(shù),由于其在功率質(zhì)量比、無(wú)級(jí)調(diào)速、自動(dòng)控制、過(guò)載保護(hù)等方面的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)、各類機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段。特別是20世紀(jì)90年代以來(lái)，新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，并與現(xiàn)代電子與信息相結(jié)合，進(jìn)一步刺激和推動(dòng)了液壓技術(shù)的發(fā)展，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門。正確合理地設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)，對(duì)于提高各類液壓機(jī)械設(shè)備及裝置的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。
（2）研究意義：
本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，是在完成《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《液壓與氣壓傳動(dòng)》等課程理論教學(xué)以后所進(jìn)行的重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程的學(xué)習(xí)目的在于學(xué)生綜合使用《液壓與氣壓傳動(dòng)》等專業(yè)課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行液壓試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)緊密結(jié)合起來(lái)，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。
通過(guò)該題目原理圖的設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生熟悉液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序，了解并掌握液壓傳動(dòng)這門技術(shù)。通過(guò)液壓傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本方法。總之，通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，可以使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生對(duì)四年所學(xué)課程得到一次較為全面的實(shí)踐鍛煉。
（3）國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況
由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果，如自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、磨擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來(lái)的要求。綜合國(guó)內(nèi)外專家的意見(jiàn)，其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)方面：
1）減少能耗,充分利用能量
液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率得到顯著提高。
2）主動(dòng)維護(hù)
液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過(guò)去簡(jiǎn)單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。
要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究，當(dāng)前，憑有經(jīng)驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)看、聽(tīng)、觸、測(cè)等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專家的知識(shí),建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫(kù)中知識(shí)，用推理機(jī)中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。
另外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自潤(rùn)滑、自校正，在故障發(fā)生之前，進(jìn)市補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。
3）機(jī)電一體化
電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)
液壓行業(yè)：
液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套方向發(fā)展；向低能耗、低噪聲、振動(dòng)、無(wú)泄漏以及污染控制、應(yīng)用水基介質(zhì)等適應(yīng)環(huán)保要求方向發(fā)展；開(kāi)發(fā)高集成化高功率密度、智能化、機(jī)電一體化以及輕小型微型液壓元件；積極采用新工藝、新材料和電子、傳感等高新技術(shù)。
液力偶合器向高速大功率和集成化的液力傳動(dòng)裝置發(fā)展，開(kāi)發(fā)水介質(zhì)調(diào)速型液力偶合器和向汽車應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，開(kāi)發(fā)液力減速器，提高產(chǎn)品可靠性和平均無(wú)故障工作時(shí)間；液力變矩器要開(kāi)發(fā)大功率的產(chǎn)品，提高零部件的制造工藝技術(shù)，提高可靠性，推廣計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，開(kāi)發(fā)液力變矩器與動(dòng)力換檔變速箱配套使用技術(shù)；液粘調(diào)速離合器應(yīng)提高產(chǎn)品質(zhì)量，形成批量，向大功率和高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展。
氣動(dòng)行業(yè)：
產(chǎn)品向體積小、重量輕、功耗低、組合集成化方向發(fā)展，執(zhí)行元件向種類多、結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高方向發(fā)展；氣動(dòng)元件與電子技術(shù)相結(jié)合，向智能化方向發(fā)展；元件性能向高速、高頻、高響應(yīng)、高壽命、耐高溫、耐高壓方向發(fā)展，普遍采用無(wú)油潤(rùn)滑，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料。
2. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
（1）主要內(nèi)容：
1）研究采用調(diào)速閥的速度換接回路的原理；
2）設(shè)計(jì)出合理的、能滿足使用要求的兩種工進(jìn)速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置；
3）可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)調(diào)速閥串聯(lián)、并聯(lián)換接實(shí)驗(yàn)；
4）繪制主要零件圖；
5）選擇液壓元件型號(hào)；
6）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行溫升校核。
（2）研究方案、研究方法或措施
速度換接回路用于執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)一種運(yùn)動(dòng)速度變換到另一種運(yùn)動(dòng)速度，因切換前后速度的不同，有快速-慢速、慢速-慢速兩種換接。這種回路應(yīng)該具有較高的換接平穩(wěn)性和換接精度。
圖1 采用調(diào)速閥的速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置原理圖
裝置采用三個(gè)調(diào)速閥，其中兩個(gè)串聯(lián)，之后與另一個(gè)并聯(lián)，如圖1。每個(gè)調(diào)
速閥都有相應(yīng)的電磁換向閥控制，啟動(dòng)電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)速閥控制液壓缸
的進(jìn)給速度，因此可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)-I工進(jìn)-II工進(jìn)-快退工作進(jìn)程。
3. 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開(kāi)展工作
（1）研究的重、難點(diǎn)：
1）研究采用調(diào)速閥的速度換接回路的原理；
2）對(duì)于兩種工進(jìn)速度的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)及調(diào)速閥的串并聯(lián)連接。
（2）已開(kāi)展工作：
1）認(rèn)真復(fù)習(xí)液壓基本回路一章的相關(guān)內(nèi)容及控制閥的相關(guān)知識(shí)；
2）大致繪制了該實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的原理圖，如圖1；
3）自己查找學(xué)習(xí)液壓站的相關(guān)知識(shí)。
4. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）
（1）基本要求：
1）有部分計(jì)算機(jī)繪圖；
2）按時(shí)完成開(kāi)題報(bào)告及中期報(bào)告；
3）外文翻譯（字?jǐn)?shù)）：3000漢字；
4）參考文獻(xiàn)（篇數(shù)）：不少于18篇，其中外文不少于3篇 ；
5）論文（字?jǐn)?shù)）：不少于20000漢字；
（2）進(jìn)度計(jì)劃：
1）1-3周：查找資料，完成開(kāi)題報(bào)告；
2）4-8周：完成方案設(shè)計(jì)，繪制總裝配圖；完成外文翻譯，寫中期報(bào)告；
3）9-12周：完成全部技術(shù)設(shè)計(jì)；
4）13-14周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；
5）15周：答辯前準(zhǔn)備。
5. 指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6. 所在系審查意見(jiàn)：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
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參考文獻(xiàn)
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：采用調(diào)速閥的速度換接回路
實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電信息系
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
2013年5月
用調(diào)速閥的速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
摘 要
速度換接回路的功用是使液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)中從一種運(yùn)動(dòng)速度換到另一種運(yùn)行速度，因而這個(gè)轉(zhuǎn)換不僅包括快速轉(zhuǎn)慢速的換接，而且還包括兩個(gè)慢速之間的換接。實(shí)現(xiàn)這些功能的回路應(yīng)該具有較高的速度換接平穩(wěn)性。
本文闡述了采用調(diào)速閥的速度換接回路實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)工作原理、結(jié)構(gòu)組成、參數(shù)計(jì)算等發(fā)面做了詳細(xì)的分析與研究，得出一套較為合適的方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。主要通過(guò)查閱相關(guān)資料，應(yīng)用相關(guān)公式，從而對(duì)油箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后來(lái)選擇液壓站的動(dòng)力裝置，確定電機(jī)與泵的安裝方式，最后再根據(jù)原理圖以及各項(xiàng)參數(shù)來(lái)進(jìn)行管路與管接頭的選擇，從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)。
論文首先綜述了國(guó)內(nèi)外液壓技術(shù)的研究進(jìn)展及研究現(xiàn)狀、分析課題的研究背景、闡述課題研究的意義和內(nèi)容。然后重點(diǎn)從原理設(shè)計(jì)、各回路的功能分析與選擇入手，從而選擇液壓元件，計(jì)算其性能是否符合指標(biāo)，最后校核溫升。
關(guān)鍵詞：液壓基本回路；速度換接回路；實(shí)驗(yàn)裝置
The Design of Switching Circuit Experiment Device
Adopting the Speed Regulator Valve
Abstract
Speed exchange circuits are used to make the hydraulic actuator to change from one motion to another running speed in a work cycle, so the conversion includes not only the fast switching for slow, but also includes the exchange between the two slow. Loop should achieve these functions with high speed and stability
This paper describes the design of circuit experiment platform for the speed regulator valve, mainly on the working principle, structure, parameter calculation etc to do a detailed analysis and research, to design the experiment which obtains a set of suitable method. Through access to relevant information, related formulas are used, thus the choice of tank, power plant and then to select the hydraulic station, the installation mode of motor and pump, finally to pipeline according to the schematic and the various parameters and selection of pipe joints, so as to complete the whole design.
The paper first summarizes the analysis of the status quo, and research progress of study on the hydraulic technology at home and abroad and the significance of research background, describes the research topics. Then focus from the principle of design, function analysis and selection of circuits, and choosing hydraulic components, its performance is in line with the index calculation, finally the check temperature rise.
Key Words: Hydraulic basic circuit；Speed changeover circuit；Experimental installation
主要符號(hào)表
qp 液壓泵得最大流量
pp 液壓泵最大工作壓力
p1 執(zhí)行元件最大工作壓力
Δpλ 沿程壓力損失
KL 系統(tǒng)的泄漏系數(shù)
? 運(yùn)動(dòng)粘度
CT 油箱散熱系數(shù)
Re 管道流動(dòng)雷諾數(shù)
V
目 錄
1緒論 1
1.1前言 1
1.2題目背景及研究意義 2
1.3課題主要內(nèi)容 3
2液壓傳動(dòng)綜述 4
2.1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 3
2.2液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 4
2.3液壓技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r 5
2.4液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及流程 6
3速度換接回路液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7
3.1液壓系統(tǒng)的工況分析 7
3.2原理圖的擬定 7
3.2.1確定液壓泵類型 7
3.2.2原理圖設(shè)計(jì) 7
3.3液壓系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算及液壓元件的選擇 11
3.3.1液壓缸主要尺寸的確定 11
3.3.2選擇液壓泵規(guī)格 13
3.3.3液壓元件的選擇 14
3.3.4確定管路尺寸 15
4液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 16
4.1液壓油路板的結(jié)構(gòu) 16
4.2液壓油路板的設(shè)計(jì) 16
4.2.1分析液壓系統(tǒng)，確定液壓油路板結(jié)構(gòu) 16
4.2.2液壓元件的布局及油孔的位置 16
4.2.3繪制液壓油路板零件圖 17
5液壓站的設(shè)計(jì) 18
5.1液壓油箱的設(shè)計(jì) 18
5.1.1液壓油箱有效容積的確定 18
5.1.2液壓油箱的外形尺寸 19
5.1.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
5.2液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
5.2.1液壓泵的安裝方式 22
5.2.2電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式 23
5.2.3液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 23
6液壓輔件的選擇 25
6.1管路的選擇 25
6.2管路的連接 25
6.3液壓油的選擇 26
7液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 28
7.1壓力損失的驗(yàn)算 28
7.1.1工作進(jìn)給時(shí)進(jìn)油路壓力損失 19
7.1.2工作進(jìn)給時(shí)回油路壓力損失 19
7.1.3變量泵出口處的壓力pp 19
7.2系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 29
8液壓站的組裝調(diào)試、使用維護(hù) 31
8.1液壓站的組裝 31
8.1.1液壓元件和管道安裝 31
8.2液壓站的使用與檢查 32
8.2.1使用注意事項(xiàng) 32
8.2.2操作方法 32
8.2.3檢查 32
9結(jié)論 33
參考文獻(xiàn) 34
致謝 35
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 36
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 37
1 緒論
1 緒論
1.1前言
一臺(tái)完整的機(jī)器一般由三個(gè)部分組成：原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)構(gòu)。原動(dòng)機(jī)包括內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。工作機(jī)構(gòu)是完成該機(jī)器的工作任務(wù)所需的直接工作部分。由于原動(dòng)機(jī)輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速范圍有限，為了適應(yīng)工作機(jī)構(gòu)的輸出扭矩（力）和輸出轉(zhuǎn)速（速度）變化范圍較寬的要求，以及操縱、控制性能的要求，必須在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間設(shè)置傳動(dòng)設(shè)置。
任何機(jī)器上的傳動(dòng)裝置都是將能量或動(dòng)力由原動(dòng)機(jī)向工作機(jī)構(gòu)的傳遞。通過(guò)各種不同的傳動(dòng)方式使原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳈C(jī)構(gòu)各種不同的運(yùn)動(dòng)形式，如車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)、挖掘機(jī)動(dòng)臂的升降等。因此，傳動(dòng)裝置就是設(shè)于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間，起傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制作用的裝置。傳動(dòng)的類型有多種，按照傳動(dòng)所采取的機(jī)件或工作介質(zhì)的不同，可分為機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和液體傳動(dòng)等。
(1) 機(jī)械傳動(dòng)：通過(guò)齒輪、齒條、皮帶、鏈條等機(jī)件傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制的一種傳動(dòng)方式。它是發(fā)展最早、應(yīng)用最為普遍的傳動(dòng)形式。
(2) 電力傳動(dòng)：利用電力設(shè)備，通過(guò)調(diào)節(jié)電參數(shù)來(lái)傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制的一種傳動(dòng)方式。
(3) 氣壓傳動(dòng)：以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。
(4) 液體傳動(dòng)：以液體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)方式。按其工作原理
的不同又可分為液力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。液力傳動(dòng)的工作原理是基于流體力學(xué)的動(dòng)量矩原理，主要是以液體動(dòng)能來(lái)傳遞動(dòng)力，故又稱為動(dòng)力式液體傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)是基于流體力學(xué)的帕斯卡原理，主要是利用液體靜壓能來(lái)傳遞動(dòng)力，故也稱容積式液體傳動(dòng)或靜液傳動(dòng)。
本文闡述了增壓回路實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)工作原理、結(jié)構(gòu)組成、參數(shù)計(jì)算等發(fā)面做了詳細(xì)的分析與研究，得出一套較為合適的方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。主要通過(guò)查閱相關(guān)資料，應(yīng)用相關(guān)公式，從而對(duì)油箱進(jìn)行選擇，然后來(lái)計(jì)算液壓站的動(dòng)力裝置，確定電機(jī)與泵的安裝方式，最后在根據(jù)原理圖以及各項(xiàng)參數(shù)來(lái)進(jìn)行管路與管接頭的選擇，從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)。
論文首先綜述了國(guó)內(nèi)外液壓技術(shù)的研究進(jìn)展及研究現(xiàn)狀、分析課題的研究
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
背景、闡述課題研究的意義和內(nèi)容。然后重點(diǎn)從原理設(shè)計(jì)、即從各回路的功能分析與選擇入手，在選擇液壓元件，計(jì)算其性能好壞，最后在校核溫升等指標(biāo)。
1.2題目背景及研究意義
液壓傳動(dòng)由于其具有傳動(dòng)功率大、易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，使得其在各類機(jī)械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓傳動(dòng)與控制是現(xiàn)代機(jī)械工程的基礎(chǔ)技術(shù),由于其在功率質(zhì)量比、無(wú)級(jí)調(diào)速、自動(dòng)控制、過(guò)載保護(hù)等方面的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)、各類機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段。特別是20世紀(jì)90年代以來(lái)，新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，并與現(xiàn)代電子與信息相結(jié)合，進(jìn)一步刺激和推動(dòng)了液壓技術(shù)的發(fā)展，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門。正確合理地設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)，對(duì)于提高各類液壓機(jī)械設(shè)備及裝置的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。
本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，是在完成《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《液壓與氣壓傳動(dòng)》等課程理論教學(xué)以后所進(jìn)行的重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程的學(xué)習(xí)目的在于學(xué)生綜合使用《液壓與氣壓傳動(dòng)》等專業(yè)課程理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行液壓試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)緊密結(jié)合起來(lái)，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。
通過(guò)該題目原理圖的設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生熟悉液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序，了解并掌握液壓傳動(dòng)這門技術(shù)。通過(guò)液壓傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本方法。總之，通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，可以使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生對(duì)四年所學(xué)課程得到一次較為全面的實(shí)踐鍛煉。
1.3課題主要內(nèi)容
（1）研究采用調(diào)速閥的速度換接回路的原理；
（2）設(shè)計(jì)出合理的、能滿足使用要求的兩種工進(jìn)速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置；
（3）可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)調(diào)速閥串聯(lián)、并聯(lián)換接實(shí)驗(yàn)；
（4）繪制主要零件圖；
（5）選擇液壓元件型號(hào)；
（6）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行溫升校核。
2 液壓傳動(dòng)綜述
2 液壓傳動(dòng)綜述
2.1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成
所謂液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，就是根據(jù)機(jī)械的生產(chǎn)工藝循環(huán)和生產(chǎn)能力的要求，用管路將有關(guān)的液壓元件合理、有機(jī)地連接起來(lái)，形成一個(gè)整體，用以完成規(guī)定的動(dòng)力傳動(dòng)職能。
圖2.1所示的是推土機(jī)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件圖。推土機(jī)的液壓系統(tǒng)由液壓泵1、液壓缸2、換向閥3、安全閥4、濾油器5及油箱6等組成。
圖2.1 推土機(jī)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件圖
1-液壓泵；2-液壓缸；3-換向閥；4-安全閥；5-濾油器；6-油箱
發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵從油箱中吸油，并以較高的壓力輸出，即液壓泵把發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤河偷膲毫δ?。液壓缸活塞桿的伸縮使推土機(jī)鏟刀升降，即把液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能傳遞給鏟刀。換向閥的作用是控制液流的方向，它共有P、A、B、O四個(gè)油口，分別與液壓泵、液壓缸上下腔及油箱相通。閥桿有四個(gè)操作位置，對(duì)應(yīng)于推土機(jī)的四種工作狀態(tài)。當(dāng)閥桿處于中立位置I時(shí)，在換向閥內(nèi)部P口與O口相通，A口與B口被封閉，此時(shí)液壓泵輸出的油液不通過(guò)液壓缸而直接流回油箱，液壓泵卸荷，液壓缸活塞保持在一定位置；當(dāng)閥桿在位置II時(shí)，換向閥內(nèi)部P口與B口相通，A口與O口相通，液壓泵輸出的油液經(jīng)換向閥進(jìn)入液壓缸下腔，液壓缸活塞桿縮回，提升鏟刀，液壓缸上腔的油經(jīng)換向閥流回油箱；當(dāng)閥桿在位置III時(shí)，液壓泵輸出的油液進(jìn)入液壓缸
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
上腔，使鏟刀下降，液壓缸下腔的油經(jīng)換向閥流回油箱；當(dāng)閥桿在位置IV時(shí)，換向閥內(nèi)部四個(gè)口全通，此時(shí)鏟刀處于浮動(dòng)狀態(tài)。在閥桿處于位置II或III時(shí)，如果液壓缸活塞桿上升或下降到極限位置，液壓缸內(nèi)的壓力便急劇上升，可能造成油管破裂等事故，為此設(shè)置了安全閥4，以限制系統(tǒng)內(nèi)的最高壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于某一限定值時(shí)，安全閥開(kāi)啟，液壓泵出口的油液通過(guò)安全閥直接流回油箱。油箱的作用主要是儲(chǔ)存液壓油并散熱。濾油器的作用是濾去工作油液中的雜質(zhì)，以減小對(duì)液壓元件的磨損。
由上面的例子可以看出，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下幾部分組成。
(1) 動(dòng)力元件——包括各種液壓泵。它們用來(lái)將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成工作液體的壓力能。
(2) 執(zhí)行元件——包括各類液壓缸和液壓馬達(dá)。它們的作用是把工作液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。液壓缸完成直線運(yùn)動(dòng)，液壓馬達(dá)完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
(3) 控制元件——包括各類壓力、流量、方向控制閥等。通過(guò)它們控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液壓油的壓力、流量和流向，以保證執(zhí)行元件所要求的輸出力、速度和方向。
(4) 輔助元件——包括液壓油箱、管路、濾油器、蓄能器、冷卻器、加熱器、壓力表、溫度計(jì)等。它們對(duì)保證液壓系統(tǒng)正常、可靠、穩(wěn)定的工作是不可缺少的。
(5) 工作介質(zhì)——也稱為工作液體，是傳遞能量的媒介。它的性質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)的正常工作有直接的重要影響。
2.2液壓技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
液壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)形式相比，有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
(1) 能容量大，即較小重量和尺寸的液壓元件，可傳遞較大的功率。如液壓馬達(dá)的外形尺寸約為同功率電動(dòng)機(jī)的12%，重量約為同功率電動(dòng)機(jī)的10%~20%。
(2) 慣性小，啟動(dòng)、制動(dòng)迅速，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊小，換向迅速。
(3) 能在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，調(diào)速方便，調(diào)速范圍較大，可從100:1至2000:1。
(4) 簡(jiǎn)化整機(jī)結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，減輕整機(jī)重量。例如，斗容量為1m3的機(jī)械式挖掘機(jī)，零件總數(shù)為1500多件，機(jī)重41噸，而相通斗容量的全液壓挖掘機(jī)，零件總數(shù)為700多件，機(jī)重23噸。
(5) 易于實(shí)現(xiàn)低速大扭矩；易于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以直接驅(qū)動(dòng)工作裝置；各液壓元件間用于管道連接，因而安裝位置自由度大，易于總體布置。
(6) 操縱方便，省力，控制、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。與電氣元件相配合，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制操作。
(7) 由于系統(tǒng)充滿油液，對(duì)各液壓元件有自潤(rùn)滑作用；又由于液壓系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，因而有利于延長(zhǎng)元件的使用壽命。
(8) 易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和維修。
液壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)形式相比，也存在著下面一些缺點(diǎn)。
(1) 由于存在泄露及油的可壓縮性，因而不能用于高精度的定比傳動(dòng)。
(2) 由于油的黏度隨溫度變化，影響傳動(dòng)系統(tǒng)的工作性能，因而不宜在高溫或低溫下工作。
(3) 能量損失較大，因而效率較低。
(4) 對(duì)油液的污染比較敏感，要求有良好的防護(hù)和過(guò)濾設(shè)施。
(5) 液壓元件制造精度要求高，造價(jià)高。
(6) 故障診斷及排除比較困難，要求操作維修人員有較高的專業(yè)水平。
2.3液壓技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r
液壓與氣壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是一門新興技術(shù)。雖然從17世紀(jì)中葉帕斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀(jì)末英國(guó)制造出世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，已有幾百年歷史，但液壓與氣壓傳動(dòng)在工業(yè)上被廣泛采用和有較大幅度的發(fā)展卻是20世紀(jì)中期以后的事情。
近代液壓傳動(dòng)是由19世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動(dòng)起來(lái)的，最早時(shí)間成功的液壓傳動(dòng)裝置是艦艇上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后才在機(jī)床上應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)和裝備迫切需要反應(yīng)迅速、動(dòng)作準(zhǔn)確、輸出功率大的液壓傳動(dòng)及控制裝置，促使液壓技術(shù)迅速發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)很快轉(zhuǎn)入民用工業(yè)，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)得到了大幅度的應(yīng)用和發(fā)展。20世紀(jì)60年代以后，隨著原子能、空間技術(shù)、電子技術(shù)等方面的發(fā)展，液壓技術(shù)向更廣闊的領(lǐng)域滲透，發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)?，F(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)。
隨著液壓機(jī)械自動(dòng)化程度的不斷提高，液壓元件應(yīng)用數(shù)量急劇增加，元件小型化、系統(tǒng)集成化是必然的發(fā)展趨勢(shì)。特別是近十年來(lái)，液壓技術(shù)與傳感技術(shù)、微電子技術(shù)密切結(jié)合，出現(xiàn)了許多諸如電液比例控制閥、數(shù)字閥、電液伺服液壓缸等機(jī)（液）電一體化元器件，使液壓技術(shù)在高壓、高速、大功率、節(jié)能高效、低噪聲、使用壽命長(zhǎng)、高度密集化等方面取得了重大進(jìn)展。無(wú)疑，液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)（CAT）和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制也是當(dāng)前液壓技術(shù)的發(fā)展方向。
人們很早就懂得用空氣作工作介質(zhì)傳遞動(dòng)力做功，如利用自然風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)車、帶動(dòng)水車提水灌田，近代用于汽車的自動(dòng)開(kāi)關(guān)門、火車的自動(dòng)抱閘、采礦用風(fēng)鉆等。因?yàn)榭諝庾龉ぷ鹘橘|(zhì)具有防火、防爆、防電磁干擾，抗振動(dòng)、沖擊、輻射等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已從汽車、采礦、鋼鐵，機(jī)械工業(yè)等重工業(yè)迅速擴(kuò)展到化工、輕工、食品、軍事工業(yè)等各行各業(yè)。和液壓技術(shù)一樣，當(dāng)今氣動(dòng)技術(shù)亦發(fā)展成包含傳動(dòng)、控制與檢測(cè)在內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)，作為柔性制造系統(tǒng)（FMS）在包裝設(shè)備、自動(dòng)生產(chǎn)線和機(jī)器人等方面成為不可缺少的重要手段。由于工業(yè)自動(dòng)化以及FMS的發(fā)展，要求氣動(dòng)技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性、降低總成本與電子工業(yè)相適應(yīng)為目標(biāo)，進(jìn)行系統(tǒng)控制技術(shù)和機(jī)電液氣綜合技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。顯然，氣動(dòng)元件的微型化、節(jié)能化、無(wú)油化是當(dāng)前的發(fā)展特點(diǎn)，與電子技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的自適應(yīng)元件，如各類比例閥和電氣伺服閥，使氣動(dòng)系統(tǒng)從開(kāi)關(guān)控制進(jìn)入到反饋控制。計(jì)算機(jī)的廣泛普及與應(yīng)用為氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展提供了更廣闊的前景。
2.4液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及流程
液壓的設(shè)計(jì)一般泛指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)和工作原理而言，并無(wú)本質(zhì)上的區(qū)別。通常所說(shuō)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，皆指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與主機(jī)的設(shè)計(jì)是緊密聯(lián)系的，當(dāng)從必要性、可行性和經(jīng)濟(jì)性幾方面對(duì)機(jī)械、電氣、液壓和氣動(dòng)等傳動(dòng)形式進(jìn)行全面比較和論證，決定應(yīng)用液壓傳動(dòng)之后，二者往往同時(shí)進(jìn)行。所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)首先應(yīng)滿足主機(jī)的拖動(dòng)、循環(huán)要求，其次還應(yīng)符合結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單、體積小重量輕、工作安全可靠、
總體看來(lái)，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程是：
(1) 明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
(2) 分析系統(tǒng)工況；
(3) 確定主要參數(shù)；
(4) 擬定液壓系統(tǒng)原理圖；
(5) 選擇液壓元件；
(6) 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能；
(7) 繪制工作圖編織技術(shù)文件。
3 速度換接回路液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3 速度換接回路液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1液壓系統(tǒng)的工況分析
采用調(diào)速閥的速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)主要是利用電磁換向閥的通電與否，不同位的工作控制不同調(diào)速閥的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，液壓油液通過(guò)液壓泵輸出，經(jīng)由未連接調(diào)速閥的油路直接工作給液壓缸，實(shí)現(xiàn)液壓缸快進(jìn)的工作狀態(tài)，通過(guò)控制電磁換向閥的通電，先使某一個(gè)調(diào)速閥進(jìn)行工作，控制液壓泵輸出后的流量的大小，實(shí)現(xiàn)液壓缸一工進(jìn)的任務(wù)要求，然后控制不同電磁換向閥的通電，實(shí)現(xiàn)液壓缸二工進(jìn)的任務(wù)要求。其中，通過(guò)液壓回路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速閥之間的串并聯(lián)要求，以此完成題目中的任務(wù)要求。
任務(wù)書中給出壓力的大小為2.5MPa左右，液壓缸的速度為1~3m/min。
3.2原理圖的擬定
3.2.1確定液壓泵類型
葉片泵具有流量均勻，壓力脈動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，而排量較大等優(yōu)點(diǎn)。在工程機(jī)械、船舶、壓鑄及冶金設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。
工作原理主要是當(dāng)葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內(nèi)表面上。這樣兩個(gè)葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，完成兩次吸油與排油。
單作用葉片泵轉(zhuǎn)自每轉(zhuǎn)一周，吸、壓油各一次，故稱為單作用。
這次所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求壓力不高，單作用泵可以滿足回路要求，故選用單作用葉片泵。
3.2.2原理圖的設(shè)計(jì)
a. 二調(diào)速閥串聯(lián)兩工進(jìn)速度換接回路的設(shè)計(jì)
(1) 二調(diào)速閥串聯(lián)的兩工進(jìn)速度換接回路
如圖3.1所示為我們教材中常見(jiàn)的二調(diào)速閥串聯(lián)的兩工進(jìn)速度換接回路。當(dāng)閥1左位工作且閥3斷開(kāi)時(shí)，控制閥2的通斷與否，使油路經(jīng)調(diào)速閥A或既經(jīng)調(diào)速閥A后又經(jīng)調(diào)速閥B才能進(jìn)入液壓缸左腔，從而實(shí)現(xiàn)第一次工作進(jìn)給或第二次工作進(jìn)給。這里要求調(diào)速閥B的開(kāi)口需要調(diào)節(jié)的比調(diào)速閥A的開(kāi)口小，
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
即第二次工進(jìn)的速度必須比第一次工進(jìn)的速度低；此外，第二次工作進(jìn)給時(shí)，油液流經(jīng)調(diào)速閥A后又流過(guò)調(diào)速閥B，須經(jīng)過(guò)兩個(gè)調(diào)速閥，故液壓能量損失較大。
圖3.1 二調(diào)速閥串聯(lián)的兩工進(jìn) 圖3.2 二調(diào)速閥串聯(lián)的兩工進(jìn)
速度換接回路原有原理圖 速度換接回路新原理圖
(2) 新回路的組成與原理
將現(xiàn)有回路圖3.1中閥3接在E點(diǎn)的油路略略改動(dòng)，移接到D點(diǎn)處，即閥3的進(jìn)、出油口分別接到C、D處，只與調(diào)速閥A并聯(lián)，另外閥2的規(guī)格相應(yīng)加大，而其他部分均無(wú)變化。如圖3.1所示，這就是新回路的組成。圖3.2則是新回路圖3.2的另一種等效畫法。新回路不但可以完全實(shí)現(xiàn)已有回路3.1所要求的動(dòng)作循環(huán)，而且還具有現(xiàn)有回路不具備的一些新的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)分析如下（參考圖3.3）：
圖3.3 二調(diào)速閥串聯(lián)的兩工進(jìn)速度換接回路新原理圖
1) 快進(jìn)
按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵1TA通電，三位換向閥1左位接入系統(tǒng)工作；電磁鐵3YA及4YA均不帶電，閥2和閥3的右位（常開(kāi)）接入系統(tǒng)工作；從油泵來(lái)的壓力經(jīng)閥1左位、閥3和閥2的右位進(jìn)入液壓缸左腔；液壓缸右腔的油經(jīng)閥1回油箱，推動(dòng)活塞快速右移，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。
2) 一工進(jìn)
電磁鐵1YA通電，閥1左位接入系統(tǒng)工作，電磁鐵4YA通電、3YA仍不通電，閥3左位、閥2右位接入系統(tǒng)工作；從油泵來(lái)的壓力流經(jīng)流經(jīng)閥1左位后，流過(guò)調(diào)速閥A，在流經(jīng)閥2右位而進(jìn)入液壓缸左腔，液壓缸右腔油經(jīng)閥1回油箱；活塞推動(dòng)工作臺(tái)慢速右移，實(shí)現(xiàn)了第一次工作進(jìn)給，進(jìn)給量的大小由調(diào)速閥A來(lái)調(diào)節(jié)。
3) 二工進(jìn)
電磁鐵1YA仍通電，閥1左位仍接入系統(tǒng)工作；此時(shí)電磁鐵4YA失電（與已有回路圖2.1中通電剛好相反，從而可節(jié)約用電）、3YA通電，閥3的右位和閥2的左位接入系統(tǒng)工作；從油泵來(lái)的壓力經(jīng)過(guò)閥1左位后，會(huì)流過(guò)閥3的右位，再流經(jīng)調(diào)速閥B而進(jìn)入液壓缸左腔；液壓缸右腔的油經(jīng)閥1后回油箱；活塞推動(dòng)工作臺(tái)慢速右移，實(shí)現(xiàn)了第二次工作進(jìn)給，進(jìn)給量的大小由調(diào)速閥B來(lái)調(diào)節(jié)，不受調(diào)速閥A通流面積大小的限制。（現(xiàn)有回路圖3.1中，閥B的開(kāi)度需調(diào)的比A小，即二工進(jìn)速度必須比一工進(jìn)速度低）。
4) 快退
電磁鐵1YA失電、2YA通電，閥1的右位接入系統(tǒng)工作；電磁鐵3YA和4YA均失電，閥2和閥3的右位同時(shí)接入系統(tǒng)工作。從油泵來(lái)的壓力油經(jīng)閥1右位流入液壓缸右腔；液壓缸左腔的油經(jīng)閥2和閥3的右位后，再流經(jīng)閥1后位而進(jìn)入油箱；活塞帶動(dòng)工作臺(tái)快速左移，實(shí)現(xiàn)了快退。
5) 原位停止
工作臺(tái)快速退回到原位后，工作臺(tái)上的擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)、發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵2YA斷電，至此全部電磁鐵皆斷電，閥1處于中位，液壓缸兩腔油路均被切斷，活塞與工作臺(tái)原位停止。此時(shí)，油泵經(jīng)閥1中位卸荷。
綜上所述，圖3.2和圖3.3所示的新回路不但完全可以實(shí)現(xiàn)圖3.1所示現(xiàn)有回路的所有循環(huán)動(dòng)作，而且還具有現(xiàn)有回路不具備的新特點(diǎn)。
b. 二調(diào)速閥并聯(lián)兩工進(jìn)速度換接回路的設(shè)計(jì)
兩個(gè)調(diào)速閥并聯(lián)的速度換接回路設(shè)計(jì)思路與兩調(diào)速閥串聯(lián)的原理大同小異，通斷電情況、工進(jìn)情況均相同，原理圖如圖3.4。
圖3.4 二調(diào)速閥并聯(lián)的兩工進(jìn)速度換接回路原理圖
c. 實(shí)驗(yàn)原理圖的完善
在一個(gè)液壓站的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，要求完成兩種工進(jìn)速度換接回路實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)調(diào)速閥的串聯(lián)、并聯(lián)換接實(shí)驗(yàn)，原理圖如圖3.5。
圖3.5 液壓試驗(yàn)原理圖
電磁鐵動(dòng)作順序表如表3.1。
表3.1 電磁鐵動(dòng)作順序表
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
快進(jìn)
＋
－
－
－
－
一工進(jìn)
＋
－
＋
－
－
二工進(jìn)
＋
－
＋
＋/－
－/＋
快退
－
＋
－
－
－
停止
－
－
－
－
－
3.3液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇
3.3.1液壓缸主要尺寸的確定
a. 工作壓力p的確定
液壓缸的工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。由表3.2列出的數(shù)據(jù)【4】，可選擇工作壓力為2.5MPa。
表3.2 液壓設(shè)備常用的工作壓力
設(shè)備類型
機(jī) 床
農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型工程機(jī)械
液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械
磨床
組合機(jī)床
龍門刨床
拉床
工作壓力
p/(MPa)
0.8~2.0
3~5
2~8
8~10
10~16
20~32
b. 計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d。
分析得液壓缸所受的外負(fù)載：
（3.1）
式中Fw-工作負(fù)載，為0；
Ff-導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載：
f為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，其中靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1。
Ffs=0.2×100=20N Ffa=0.1×100=10N
F-運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載：
（3.2）
Δt取0.0006s，Δv=3時(shí)，F(xiàn)a為最大。
取Δv=1.5時(shí)，
所有液壓元器件的尺寸計(jì)算由壓力最大時(shí)的計(jì)算， 故：F最大=850N+20N=870N
（3.3）
式中F-工作循環(huán)中最大的外負(fù)載；
Ffc-液壓缸密封處的摩擦力，精確值不易求得，通常由ηcm進(jìn)行估算；
ηcm-液壓缸的機(jī)械效率，現(xiàn)取值0.9。
解得Ffc=96.6N F+Ffc=966.66N
D2=+（D2-d2） （3.4）
式中p1-液壓缸工作壓力；
p2-液壓缸回油腔背壓力，由表3.3可知；
d/D-活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)經(jīng)之比，由表3.4可知d=0.5D；
帶入式（3.4）得D=35mm
表3.3 執(zhí)行元件背壓的估算值
系 統(tǒng) 類 型
背壓p2（MPa）
中、低壓系統(tǒng)0~8MPa
簡(jiǎn)單系統(tǒng)、一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)
0.2~0.5
回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng)
0.5~0.8
回油路帶背壓閥
0.5~1.5
采用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路
0.8~1.5
中高壓系統(tǒng)>8~16MPa
同上
比中低壓系統(tǒng)高50%~100%
高壓系統(tǒng)>16~32MPa
如鍛壓機(jī)械等
初算時(shí)背壓可忽略不計(jì)
表3.4 液壓缸內(nèi)經(jīng)D與活塞桿直徑d的關(guān)系
按機(jī)床類型選取d/D
按液壓缸工作壓力選取d/D
機(jī)床類別
d/D
工作壓力p/（MPa）
d/D
磨床、絎磨及研磨機(jī)床
0.2~0.3
≤2
0.2~0.3
插床、拉床、刨床
0.5
>2~5
0.5~0.58
鉆、鏜、車、銑床
0.7
>5~7
0.62~0.70
—
—
>7
0.7
通過(guò)查詢表3.5、表3.6可知D取40mm，取20mm。
表3.5 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
(90)
100
(110)
125
(140)
160
(180)
200
(220)
250
320
400
500
630
表3.6 活塞桿直徑系列
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
400
c. 計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流量
q進(jìn)=×v=×0.042×3m/min=3.768L/min
q工進(jìn)=×v=×0.042×1.5m/min=1.884L/min
q退=·v=×（0.042-0.022）×3m/min=2.826m/min
3.3.2選擇液壓泵的規(guī)格
a. 液壓泵工作壓力的確定?？紤]到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以繃得工作壓力為
pp=p1+ΣΔp （3.5）
式中pp—液壓泵最大工作壓力；
p1—執(zhí)行元件最大工作壓力；
ΣΔp—進(jìn)油管路中的壓力損失，本例取0.5MPa。
pp=p1+ΣΔp=2.5+0.5MPa=3MPa
b. 液壓泵流量的確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為
qp≥Kl·（Σq）max （3.6）
式中qp—液壓泵的最大流量；
(Σq)max —同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值；
Kl—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.1~1.3，現(xiàn)取1.2。
qp=1.2×3.768L/min=4.5216L/min
c. 選擇液壓泵的規(guī)格。根據(jù)以上算得的pp和qp再查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用YB1-6.3型液壓泵，該泵的基本參數(shù)為：公稱排量為6.3mL/r，轉(zhuǎn)速為1450r/min，額定壓力為6.3MPa，容積效率為0.8，總效率為0.62，驅(qū)動(dòng)功率為2.2kw。
d. 與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定。
需要電機(jī)的功率 （3.7）
故選擇電機(jī)的型號(hào)為YZ-90S-6。
3.3.3液壓元件的選擇
本液壓系統(tǒng)采用GE系列的閥，根據(jù)系統(tǒng)工作壓力與通過(guò)各液壓控制閥及部
分輔助元件的最大流量，查產(chǎn)品樣本所選擇元件型號(hào)規(guī)格如下表3.7：
表3.7 元件型號(hào)圖
序號(hào)
名稱
代號(hào)
1
液壓泵
YB1-6.3
2
溢流閥
Y1-D6B
3
調(diào)速閥
AQT1-D6B-6
4
三位四通換向閥
34E01-f6B
5
兩位三通換向閥
23D-B10H
6
兩位兩通換向閥
22F3-10B
7
電動(dòng)機(jī)
TZ-90S-6
3.3.4確定管道尺寸
油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可接管路允許流速進(jìn)行計(jì)算。本系統(tǒng)主油路流量為q=4.5216L/min，壓油管的允許流速取v＝4m/s，則內(nèi)徑d為
（3.8）
若系統(tǒng)主油路流量按快退時(shí)取q=2.826L/min,則可算得油管內(nèi)徑d=3.9mm.
綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為10mm，外徑為12mm。
4 液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
4 液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
4.1液壓油路板的結(jié)構(gòu)
液壓油路板是蓋在實(shí)驗(yàn)臺(tái)表面的面板。一般用灰鑄鐵制造，要求材料致密，無(wú)縮孔疏松等缺陷。其正面需要直接與各類液壓元件相連，背面要求與油管相連。結(jié)構(gòu)以20mm的鋼板為主，在上面分布的是各種螺孔與通孔，用來(lái)安裝各個(gè)液壓元件。
液壓油路板的安裝固定也是重要的。油路板一般采用框架固定，要求安裝、維修和檢測(cè)方便。它可安裝固定在機(jī)床上或機(jī)床附屬設(shè)備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。本次采用螺栓直接固定在用角鋼焊接而成實(shí)驗(yàn)臺(tái)支架上。這種設(shè)計(jì)裝卸方面，符合實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求。
4.2液壓油路板的設(shè)計(jì)
4.2.1分析液壓系統(tǒng)，確定液壓油路板結(jié)構(gòu)
本次實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)都采用的是用管接頭來(lái)連接液壓閥與管道，選用的是卡套式管接頭。這就要求面板的一端連接閥底部有空，另一端設(shè)計(jì)成螺紋孔以便與管接頭相連。本次采用的是12mm外徑的鋼管來(lái)作為油管，管接頭將采用卡套式直通管接頭，然后連接油管。
4.2.2液壓元件的布局及油孔的位置
繪出油路面板平面尺寸，把制作好的液壓元件樣板放在面板上進(jìn)行布局，此時(shí)要注意：
a. 液壓閥閥芯應(yīng)處于水平位置，防止閥芯自重影響液壓閥的靈敏度，特別是換向閥一定要水平布置。
b. 與液壓油路板上主液壓油路相同的液壓元件，其相應(yīng)的油口應(yīng)盡量要沿同一坐標(biāo)布置。
c. 壓力表開(kāi)關(guān)布置在最上方，如果需要在液壓元件之間布置，則應(yīng)留足壓力表的安裝空間。
d. 液壓元件之間的距離應(yīng)大于5mm，換向閥上的電磁鐵、壓力閥的先導(dǎo)閥以及壓力表等可伸到面板的輪廓外。
根據(jù)以上準(zhǔn)則，布局出各個(gè)閥類的位置，然后就可以在是實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上根據(jù)液壓元件的要求布局各個(gè)孔的位置以及尺寸了。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
液壓油路板的正面用來(lái)安裝液壓元件。上面布置有液壓元件固定螺孔、油路板固定孔和液壓元件的油孔。當(dāng)液壓元件布置完畢后，基本位置就確定了。
液壓油路板背面，設(shè)計(jì)有與執(zhí)行元件連接的油孔、與液壓泵連接的壓力油孔以及與液壓油箱連接的回油孔。此類液壓油孔可加工成米制細(xì)牙螺紋或者英制管螺紋孔。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)各個(gè)孔間的干涉問(wèn)題。采用的方法是可以把油路板設(shè)計(jì)成偏心油孔，只要兩孔有公共部分即可保證油路的暢通。
4.2.3繪制液壓油路板零件圖
實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用多個(gè)視圖表達(dá)，主視圖表示液壓元件安裝固定的位置、液壓元件進(jìn)出油口位置和大小，后視圖表示各油管接頭位置和尺寸。圖4.1為實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板的主視圖。
圖4.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板主視圖
5 液壓站的設(shè)計(jì)
5 液壓站的設(shè)計(jì)
5.1液壓油箱的設(shè)計(jì)
液壓油箱的作用是貯存液壓油、分離液壓油中雜質(zhì)和空氣，同時(shí)還起到散熱的作用。
5.1.1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(lái)考慮。液壓油箱的有效容量V可概略地確定為：
在低壓系統(tǒng)中（p≤2.5MPa）可?。?
(5.1)
在中壓系統(tǒng)中（p≤6.3MPa）可?。?
(5.2)
在中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中（p>6.3MPa）可?。?
(5.3)
式中 V——液壓油箱有效容量；
——液壓泵額定流量。
在本課題中qp=3.768L/min，V=3.768×5=18.84L。
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(huì)因策略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(guò)液壓油箱高度的80%。
根據(jù)設(shè)計(jì)條件，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)屬于中壓系統(tǒng)，液壓油箱的有效容量按泵的流量的5~7倍來(lái)確定(參照表5.1)，現(xiàn)油箱有效容積取150L。
表5.1 BEX系列液壓油箱外形尺寸
尺寸(mm)
型號(hào)
a
b
c
BEX－63A
550
450
600
BEX－100
700
500
600
BEX－160
800
600
660
BEX－250
1000
650
680
BEX-1000
1800
1100
800
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
5.1.2液壓油箱的外形尺寸
液壓油箱的有效容積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為1：1：1～1：2：3。為提高冷卻效率，在安裝位置不受時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大。如果所設(shè)計(jì)的液壓油箱能滿足下列尺寸的要求，則可以從中選擇一種。由于我國(guó)液壓油箱還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本文只介紹其中的一種。
此次選用的油箱型號(hào)為BEX-63A，可滿足設(shè)計(jì)所需要求。設(shè)計(jì)圖如5.1所示。
圖5.1 油箱主視圖
5.1.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在一般設(shè)備中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱。
a. 隔板
(1) 作用 增長(zhǎng)液壓油流動(dòng)循環(huán)時(shí)間，除去沉淀的雜質(zhì)，分離、清除水和空氣，調(diào)整溫度，吸收液壓油壓力的波動(dòng)及防止液面的波動(dòng)。
(2) 安裝形式 隔板的安裝形式有多種，可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過(guò)；還可以把隔板設(shè)計(jì)成低于液壓油面，其高度為最低油面的2/3，使液壓油從隔板上方流過(guò)。
本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中隔板的安裝形式如圖5.2。
圖5.2 隔板
b. 吸油管與回油管
(1) 油管出口
回油管的出口形式有直口、斜口、彎管直口、帶擴(kuò)散器的出口等幾種型式，斜口應(yīng)用得較多，一般為45°C斜口。為了防止液面波動(dòng)，可以在回油管出口裝擴(kuò)散器?；赜凸鼙仨毿D(zhuǎn)在液面以下，一般距液壓油箱底面的距離大于300mm，回油管出口絕對(duì)不允許放在液面以上。
(2) 回油集管
單獨(dú)設(shè)置回油管當(dāng)然是理想的，但不得已時(shí)則應(yīng)使用回油集管。對(duì)溢流閥、順序閥等，應(yīng)注意合理設(shè)計(jì)回油集管，不要人為地施以背壓。
(3) 泄漏油管的配置
管子直徑和長(zhǎng)度要適當(dāng)，管口應(yīng)在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨(dú)配管為好，盡量避免與回油管集流配管的方法。
(4) 吸油管
吸油管前一般應(yīng)設(shè)置濾油器，其精度為100～200目的網(wǎng)式或線隙式濾油器。濾油器要有足夠的容量，避免阻力太大。濾油器與箱底間的距離就不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，防止吸油時(shí)卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動(dòng)油面，致使油中混入氣泡。
(5) 吸油管與回油管的方向
為了使油液流動(dòng)具有方向性，要綜合考慮隔板、吸油管和回油管的配置，盡量把吸油管和回油管用隔板開(kāi)。為了不使回油管的壓力波動(dòng)波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向應(yīng)一致，而不是相對(duì)著。
c. 防止雜質(zhì)侵入
為了防止液壓油被污染，液壓油箱應(yīng)做成完全密封型的。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
(1) 不要將配管簡(jiǎn)單地插入液壓油箱，這樣空氣、雜質(zhì)和水分等便會(huì)從其周圍的間隙侵入。同時(shí)應(yīng)盡量避免將液壓泵及馬達(dá)直接裝在液壓油箱頂蓋上。
(2) 在接合面上需襯入密封填料、密封膠和液態(tài)密封膠，以保證可靠的氣密性。例如，液壓油箱的上蓋可直接焊上，也可加密封墊（1.5mm厚以上的耐油密封墊）進(jìn)行密封。
(3) 為保證液壓油箱通大氣并凈化抽吸空氣，需配備空氣濾清器?？諝鉃V清器常設(shè)計(jì)成既能過(guò)濾空氣又能加油的結(jié)構(gòu)。
d. 頂蓋及清洗孔
(1) 頂蓋
在液壓油箱頂蓋上裝設(shè)泵、馬達(dá)、閥組、空氣濾清器時(shí)，必須十分牢固。液壓油箱同它們的接合面要平整光滑，將密封填料、耐油橡膠密封圈（厚2~1.5mm左右）以及液態(tài)密封膠（耐油性、半干燥性）襯入其間，以防雜質(zhì)、水和空氣侵入，并防止漏油。同時(shí)，不允許由閥和管道泄漏在箱蓋上的液壓油流回液壓油箱內(nèi)。液壓泵及液壓馬達(dá)的底座要與上頂蓋分開(kāi)，另行制做。如圖5.3所示。
圖5.3 油箱頂蓋
(2) 清洗孔
液壓油箱上的清洗孔，應(yīng)最大限度地易于清掃液壓油箱內(nèi)的各個(gè)角落和取出箱內(nèi)的元件。
(3) 雜質(zhì)和污油的排放
為了便于排放污油，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。
e. 液面指示
為觀察液壓油箱內(nèi)的液面情況，應(yīng)在箱的側(cè)面安裝液位指示計(jì)，指示最高、最低油位。液面指示計(jì)可選用帶溫度的（見(jiàn)圖5.4）。
圖5.4 液面指示計(jì)的形式與位置
f. 液壓油箱的防銹
為了防止液壓油箱內(nèi)部生銹，應(yīng)在油箱內(nèi)壁涂耐油防銹涂料。
g. 液壓油箱的加熱與冷卻
為提高液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，應(yīng)使系統(tǒng)在適宜的油溫度下工作。液壓油溫度一般希望保持在30°C～50°C范圍內(nèi)，最高不超過(guò)60°C，最低不低于15°C。
(1) 加熱
寒冷地區(qū)因溫度低，液壓泵走動(dòng)困難，需首先加熱。工廠中常用SRY2型油用管狀電加熱器。
(2) 冷卻
液壓系統(tǒng)工作時(shí)，因各種損失，有時(shí)使液壓油液產(chǎn)生大量的熱量，直接影響系統(tǒng)的正常工作，這些熱量單憑一般的液壓油箱散發(fā)是不夠的。因此，需設(shè)置冷卻設(shè)備。液壓系統(tǒng)中冷卻器的常用冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種。
5.2液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.1液壓泵的安裝方式
液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式分為立式和臥式兩種。
a. 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放到液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)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。
b. 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(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度不易保證。
本次設(shè)計(jì)采用的是臥式安裝（如圖5.5）。液壓泵及掛到都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好。符合實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的要求。
圖5.5 液壓泵的臥式安裝
5.2.2電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式
電動(dòng)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。
a. 法蘭式 液壓泵安裝在法蘭上，法蘭再與帶法蘭盤的電動(dòng)機(jī)連接，電動(dòng)機(jī)與液壓泵依靠法蘭盤上的止口來(lái)保證同軸度。這種結(jié)構(gòu)拆裝方便。
b. 支架式 液壓泵直接裝在支架止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再與帶底座的電動(dòng)機(jī)相連。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于保證同軸度比較困難（電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度≤ 0.05mm）。為了防止安裝誤差產(chǎn)生的振動(dòng)，常用帶有彈性的聯(lián)軸器。
c. 法蘭支架式 電動(dòng)機(jī)與液壓泵先以法蘭連接，法蘭再與支架連接，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(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度靠法蘭盤上的止口來(lái)保證。
為避免安裝時(shí)產(chǎn)生同軸度誤差帶來(lái)的不良影響，常采用帶有彈性的聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器可以選用零件手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，也可自行設(shè)計(jì)。為增加電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接剛性，避免產(chǎn)生共振，可以把液壓泵和電動(dòng)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。
此次設(shè)計(jì)采用的是支架式安裝，采用凸緣聯(lián)軸器把泵和電機(jī)相連。
5.2.3液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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) 液壓泵與電動(dòng)機(jī)可裝在液壓油箱的蓋上，也可裝在液壓油箱之處，主要考慮液壓油箱的大小與剛度。
(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(dòng)部件。手動(dòng)換向閥的位置必須靠近部位。換向閥之間在留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整或裝拆電磁鐵。壓力表及其形狀應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。
(4) 液壓泵與機(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，然后再分別通向不同部件的各個(gè)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)。相互平等的管道應(yīng)保持一定的間隔，并用管夾固定。隨工作部件運(yùn)動(dòng)的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時(shí)應(yīng)避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以名影響使用壽命。
綜上所述，設(shè)計(jì)采用液壓泵臥式安裝；電動(dòng)機(jī)與泵的連接采用支架式連接。以滿足液壓站易維護(hù)、易保養(yǎng)的要求。
6 液壓輔件的選擇
6 液壓輔件的選擇
6.1管路的選擇
在液壓傳動(dòng)裝置中，常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。
鋼管能承受較高的壓力，低廉；但彎制比較困難，彎曲半徑不能太小，多用在壓力較高、裝配位置比較方便的地方。一般采用無(wú)縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于1.6MPa時(shí)，也可用焊接鋼管。
紫銅管能承受的壓力較低（p≤6.3~10MPa），經(jīng)過(guò)加熱冷卻處理后，紫銅管軟化，裝配時(shí)可按需要進(jìn)行彎曲；但價(jià)貴且抗振能力較弱。
尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般只作回油管用。
膠管用作聯(lián)接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)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。低壓膠管是麻線或棉線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，成本高，因此非必要時(shí)盡量不用。
根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)臺(tái)的回路流量、壓力以及多方面的綜合考慮，采用外徑12mm的鋼管。在第三章已通過(guò)計(jì)算。
6.2管路的連接
可拆連接可以重復(fù)使用，所用的連接件有管接頭、法蘭、底板之類，也可以不用連接件而把管子與元件直接連接。管子連接的種類有螺紋式，接頭式、法蘭式、擴(kuò)口試、壓縮套式、卡套式。
a． 焊接式管接頭 焊接式管接頭的特點(diǎn)是，連接牢固、密封可靠、耐高壓；但焊接工作量大。
b． 卡套式管接頭 卡套式管接頭適用壓力為16-40MP，使用很方便。壓力為E級(jí)（16MP）的卡套式管接頭采用米制錐螺紋與機(jī)體連接，依靠錐螺紋自身的結(jié)構(gòu)和塑料填料進(jìn)行密封。壓力為G、J（25、40MP）的卡套式管接頭采用普通細(xì)牙螺紋與機(jī)體連接。此時(shí)接頭體與機(jī)體端的聯(lián)接處需加密封墊圈。擰緊螺母時(shí)把卡套推進(jìn)接頭體
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