電站水輪機(jī)進(jìn)水閥門(mén)液壓系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)含7張CAD圖,電站,水輪機(jī),進(jìn)水,閥門(mén),液壓,系統(tǒng),控制,節(jié)制,設(shè)計(jì),cad 電站水輪機(jī)進(jìn)水閥門(mén)液壓系統(tǒng)控制設(shè)計(jì) 摘要 液壓系統(tǒng)分為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)兩種類(lèi)型，本文的研究對(duì)象是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng)是能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的液壓回路的總和。液壓回路又是能實(shí)現(xiàn)某種規(guī)定功能的液壓元件的組合。液壓元件是組成液壓系統(tǒng)的基本單元。主要的液壓元件有液壓泵、執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)）、液壓控制閥（壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥等）、液壓輔件（密封圈、濾油器、蓄能器、油箱及其附件、管件、熱交換器等）。液壓控制閥按照其安裝形式的不同又可分為普通閥、疊加閥、插裝閥。液壓回路是液壓元件組成的功能單元。液壓回路主要有壓力控制回路、流量（速度）控制回路、方向控制回路、安全回路、定位回路、同步回路、順序動(dòng)作回路等。以上分類(lèi)只是粗略分類(lèi)，限于篇幅，詳細(xì)分類(lèi)此處不一一列出。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是根據(jù)機(jī)械師提出的主機(jī)的動(dòng)作循環(huán)要求、靜、動(dòng)態(tài)性能及液壓系統(tǒng)工作環(huán)境等方面的要求，進(jìn)行系統(tǒng)的工況分析，確定主要參數(shù)（包括系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)流量、液壓執(zhí)行元件類(lèi)型及主要參數(shù)等），選擇合理的液壓回路和液壓元件，設(shè)計(jì)工作的最終形式是液壓系統(tǒng)原理圖和各種技術(shù)文件。 II Abstract Hydraulic system is divided into hydraulic transmission system and the two types of the hydraulic control system, this paper conducted the research on hydraulic drive system. The hydraulic system is the sum of the hydraulic circuit to realize the system function. Hydraulic circuit and to achieve a certain regulation function of the combination of hydraulic components. The basic unit of the hydraulic element is composed of hydraulic system. Main hydraulic components of hydraulic pump and actuators (hydraulic cylinder, hydraulic motors, hydraulic control valves, pressure control valve, flow control valve, direction control valves, etc.), auxiliary hydraulic parts (seal, oil filter, accumulator, oil tank and its accessories, pipe fittings, heat exchangers, etc.). Hydraulic control valves according to the different forms of installation and can be divided into ordinary valves, stacked valves, cartridge valve. The hydraulic circuit is composed of hydraulic components function unit. Hydraulic circuit mainly include pressure control loop, direction of flow (speed) control circuit, control circuit, safety loop, position loop, speed circuits, sequential circuits, etc. The above classification is just a rough classification, limited to space, detailed classification differ a list here. Hydraulic system is designed according to the requirements of the mechanics of the host action cycle, static, dynamic performance and meet the requirements of the hydraulic system working environment, analyzed the operation condition of the system, the main parameters (including the system pressure, flow, hydraulic actuators type and the main parameters, etc.), choose reasonable hydraulic circuit and hydraulic components, the final form of the design work is hydraulic system principle diagram and all kinds of technical documents. II 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)畢業(yè)論文，綜合性地運(yùn)用幾年內(nèi)所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問(wèn)題，在作畢業(yè)論文的過(guò)程中，所學(xué)知識(shí)得到疏理和運(yùn)用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。通過(guò)這次檢驗(yàn)，不但可以提高學(xué)生的綜合訓(xùn)練 設(shè)計(jì)能力、科研能力（包括實(shí)際動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)能力，撰寫(xiě)論文能力）、還是一次十 分難得的提高創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)，并從下個(gè)方面得到訓(xùn)練： （1）學(xué)會(huì)進(jìn)行方案的比較和可行性的論證； （2）了解設(shè)計(jì)的一般步驟； （3）正確使用各種工具書(shū)和查閱各種資料； （4）培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 利用所學(xué)的液壓方面的知識(shí)，我選擇這個(gè)課題為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)行大膽的嘗試。設(shè)計(jì)中主要以課本和各種參考資料作為依據(jù)，從簡(jiǎn)單入手，循序漸進(jìn)，逐步掌握設(shè)計(jì)的一般方法，把所學(xué)的知識(shí)形成一個(gè)整體，以適應(yīng)以后的工作需要。當(dāng)然，初次設(shè)計(jì)，知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)不足，一些問(wèn)題考慮不周，也可能存在有某些錯(cuò)誤和遺漏，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 ???1 設(shè)計(jì)步驟 ????液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。 IV ???1）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； ???2）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； ?? 3）選擇液壓元件； ? 4）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； ???5）繪制工作圖，設(shè)計(jì)液壓裝置 6）液壓系統(tǒng)的維護(hù) ???2 明確設(shè)計(jì)要求 ????設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。 ????1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； ????2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； ????3）液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度； ????4）各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； ????5）對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； ????6）自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求； ????7）對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； ????8）對(duì)效率、成本等方面的要求。 V 目錄 摘要 I Abstract II 前言 III 第一章 概述 1 第二章 液壓缸的設(shè)計(jì) 2 2.1 工況分析 2 2.2 液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算 2 2.2.1液壓缸內(nèi)徑的確定 2 2.2.2活塞桿直徑的確定與校核 3 2.2.3液壓缸的有效面積 3 2.2.4液壓缸內(nèi)缸筒的行程 3 2.2.5液壓缸內(nèi)缸筒的長(zhǎng)度 3 2.3節(jié)液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 4 2.3.1缸筒壁厚δ的計(jì)算和校核 4 2.3.2 液壓缸油口直徑的計(jì)算 5 2.3.3液壓缸缸筒設(shè)計(jì) 5 2.3.5 缸底厚度h的計(jì)算 7 2.3.6缸頭與法蘭的聯(lián)結(jié)計(jì)算 8 2.3.7缸頭厚度h的計(jì)算 9 2.3.8法蘭直徑和厚度的確定 10 2.3.9缸蓋的聯(lián)結(jié)計(jì)算 10 2.3.10缸頭直徑和缸蓋直徑 11 2.4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 13 2.4.1油缸的密封 13 2.4.2油缸缸體 13 第三章 液壓系統(tǒng)圖的擬訂 15 3.1制定基本方案 15 3.2 繪制液壓系統(tǒng)圖 17 3.3工作原理的確定 19 第四章 液壓元件的選擇 21 4.1 液壓泵的選擇 21 4.2 選擇電動(dòng)機(jī) 22 4.3其他元件的選擇 22 4.3.1 液壓閥的選擇 22 4.3.2 蓄能器的選擇 23 4.3.4 油箱容量的確定 25 第5章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 28 5.1管路系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 29 5.1.1液壓系統(tǒng)壓力損失 29 5.1.2沿程壓力損失 29 5.1.3局部損失 30 5.1.4總的壓力損失 32 5.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 32 5.2.1系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算 33 5.2.2系統(tǒng)的散熱計(jì)算 33 5.2.3系統(tǒng)熱平衡溫度的驗(yàn)算 34 5.3油箱的尺寸設(shè)計(jì) 34 第六章 液壓裝置的設(shè)計(jì) 35 6.1 液壓裝置總體布局 35 6.2 液壓閥的配置形式 35 6.3 集成塊設(shè)計(jì) 35 第七章 液壓系統(tǒng)安裝及調(diào)試 37 7.1液壓系統(tǒng)安裝 37 7.2調(diào)試前準(zhǔn)備工作 37 7.3調(diào)試運(yùn)行 37 7.4液壓系統(tǒng)的用液及對(duì)污染的控制 38 7.5調(diào)試運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題 38 第八章 液壓系統(tǒng)的維護(hù)及注意事項(xiàng) 39 參考文獻(xiàn) 40 外文資料 41 中文翻譯 49 致謝 56 第一章 概述 本液壓系統(tǒng)控制的閥門(mén)為水電站水輪機(jī)進(jìn)水閥門(mén)，公稱(chēng)直徑為DN2000，為重錘式液壓驅(qū)動(dòng)和控制的液控蝶閥。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟后自動(dòng)投入、自動(dòng)保壓，重錘和蝶板不抖動(dòng)。關(guān)閥時(shí)能先關(guān)導(dǎo)葉，自動(dòng)解除鎖定，在重錘和水力驅(qū)動(dòng)下按調(diào)定的時(shí)間關(guān)閉閥門(mén)。本控制系統(tǒng)積液控與電控為一體，配置一手動(dòng)泵和蓄能器，可在電機(jī)不能正常啟動(dòng)時(shí)，為系統(tǒng)提供壓力油源。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作簡(jiǎn)單可靠，且具有能耗低的特點(diǎn)，完全滿(mǎn)足用戶(hù)提供的原理要求。 本套液壓系統(tǒng)配有電了壓力開(kāi)關(guān)，可對(duì)系統(tǒng)壓力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)間：60-90S(可調(diào)) 第二章 液壓缸的設(shè)計(jì) 2.1 工況分析 啟動(dòng)力為308KN，液壓缸的平均輸出速度為0.9m/min，設(shè)計(jì)液壓缸的行程，由于采用伸縮式液壓缸，其中一級(jí)活塞的行程為358mm，二級(jí)活塞（內(nèi)缸筒活塞）的行程為267mm。 2.2 液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算 液壓缸的主要幾何尺寸，包括液壓缸的內(nèi)徑，活塞桿的直徑，液壓缸行程等。 2.2.1液壓缸內(nèi)徑的確定 2.2.1.1初選液壓缸的工作壓力 根據(jù)分析，此起重機(jī)的負(fù)載較大，按類(lèi)型屬于起重運(yùn)輸機(jī)械，初選液壓缸的工作壓力為p=16Mpa。 2.2.1.2計(jì)算液壓缸的尺寸 取F==308000N A=F/p =308000/16106 =0.01925m2 D=m =13.86510-2m 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)GB2348-80，按標(biāo)準(zhǔn)?。篋=140mm。 2.2.2活塞桿直徑的確定與校核 2.2.2.1活塞桿直徑的計(jì)算 根據(jù)φ和P的關(guān)系速度比φ取1.6來(lái)確定活塞桿的直徑： d=D d=85.732mm 同上，按標(biāo)準(zhǔn)?。篸=90mm。 2.2.2.2活塞桿的穩(wěn)定性校核 因?yàn)榛钊麠U行程為358mm，所以取活塞長(zhǎng)為567mm，而活塞直徑為130mm， L/d=567/90=4.36<10，無(wú)需進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 2.2.3液壓缸的有效面積 根據(jù)上面的結(jié)果，則液壓缸的有效面積為： 無(wú)桿腔面積㎡ =0.0158m2 有桿腔面積㎡ =0.007m2 2.2.4液壓缸內(nèi)缸筒的行程 液壓缸內(nèi)缸筒的行程為L(zhǎng)=267mm。 2.2.5液壓缸內(nèi)缸筒的長(zhǎng)度 液壓缸內(nèi)缸筒的長(zhǎng)度由液壓缸的行程決定，液壓缸內(nèi)缸筒長(zhǎng)度L=526mm。 2.3節(jié)液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 液壓缸內(nèi)缸筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁厚，油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等。 2.3.1缸筒壁厚δ的計(jì)算和校核 2.3.1.1 壁厚的計(jì)算 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷第七章表 37·7-64，由上求得缸體內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值140mm，得外徑190mm。 可知δ=（190-140）/2 =50/2mm =25mm 2.3.1.2 液壓缸的缸筒壁厚的校核 缸的額定壓力pn=16Mpa>=16Mpa,取py=1.25pn=1.2516Mpa=20Mpa。 液壓缸缸壁的材料選35號(hào)鋼，查金屬工藝學(xué)表6-5（GB699-88），得其材料抗拉強(qiáng)度σb=520Mpa。 取安全系數(shù)為n=5，[σ]=σb/5=520/5MPa=104MPa D/δ=140/25 =5.6<10， δ≥-1)mm mm =14.7mm<25mm 壁厚合適。 2.3.2 液壓缸油口直徑的計(jì)算 式中 --液壓缸油口直徑 m d—液壓缸內(nèi)徑 0.14m v—液壓缸最大輸出速度 0.9m/min 查表得--油口液流速度 4.8m/s =0.008m=8mm 2.3.3液壓缸缸筒設(shè)計(jì) 1.液壓缸內(nèi)徑的確定 根據(jù)分析，缸筒為伸縮式液壓缸的二級(jí)活塞，由上面設(shè)計(jì)可知d=190mm. 由式d=D由φ和P的關(guān)系取速度比φ取1.92可得D=274.48mm 按標(biāo)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)GB2348-80，按標(biāo)準(zhǔn)取取D=280mm。 2. 內(nèi)缸筒的穩(wěn)定性校核 因?yàn)閮?nèi)缸筒長(zhǎng)為526mm，而內(nèi)缸筒直徑為190mm， L/d=526/190=2.63<10，無(wú)需進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 3． 液壓缸的有效面積 根據(jù)上面的結(jié)果，則液壓缸的有效面積為： 有桿腔面積㎡ =0.031m2 無(wú)桿腔面積㎡ =0.0618㎡ 液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁厚，油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等。 4． 缸筒壁厚δ的計(jì)算和校核 4.1 壁厚的計(jì)算 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷第七章表 37·7-64，由上求得缸體內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值280mm，得外徑360mm。 可知δ=（360-280）/2 =80/2mm =40mm 4.2液壓缸的缸筒壁厚的校核 缸的額定壓力pn=16Mpa>=16Mpa,取py=1.25pn=1.2516Mpa=20Mpa。 液壓缸缸壁的材料選35號(hào)鋼，查金屬工藝學(xué)表6-5（GB699-88），得其材料抗拉強(qiáng)度σb=520Mpa。 取安全系數(shù)為n=5，[σ]=σb/5=520/5MPa=104MPa D/δ=280/40 =7<10， δ≥-1）mm -1）mm =27.76mm<40mm 壁厚合適。 2.3.4 液壓缸油口直徑的計(jì)算 式中 --液壓缸油口直徑 m d—液壓缸內(nèi)徑 0.20m v—液壓缸最大輸出速度 0.9m/min --油口液流速度 4.8m/s =16mm 2.3.5 缸底厚度h的計(jì)算 式中 h--缸底厚度 m d—液壓缸內(nèi)徑 m --試驗(yàn)壓力 Pa [σ]—缸底材料的許用應(yīng)力，取安全系數(shù)n=5，則[σ]==70Mpa。 由于缸的額定壓力=16MPa≤16MPa，所以取=24MPa =16.0MPa =0.042m =42mm 2.3.6缸頭與法蘭的聯(lián)結(jié)計(jì)算 2.3.6.1聯(lián)結(jié)方式：螺栓聯(lián)結(jié) 2.3.6.2螺栓的設(shè)計(jì) 2.3.6.2.1計(jì)算每個(gè)螺栓的總拉力F 選用8個(gè)螺栓均布在缸頭上，則 2.3.6.2.2計(jì)算直徑d 螺栓連接缸頭和法蘭，主要受到變載荷的作用，而影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素為應(yīng)力幅，故應(yīng)滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度條件 查機(jī)械原理與設(shè)計(jì)表15-3公式，設(shè)螺栓直徑>20mm，取ε=1， =1，=3.5，=4.5， 求得 = 螺栓和被聯(lián)結(jié)件均為鋼制，采用金屬墊片，故取相對(duì)剛度系數(shù) 即有0.3 mm 由設(shè)計(jì)手冊(cè)，選M22，與原設(shè)相符。 2.3.7缸頭厚度h的計(jì)算 本液壓缸選用螺釘聯(lián)結(jié)法蘭，其計(jì)算方法如下： 式中 h—法蘭厚度 m F--法蘭受力總和 N d—密封環(huán)內(nèi)徑 m --密封環(huán)外徑 m --螺釘孔分布圓直徑 m --密封環(huán)平均半徑 m [σ]—法蘭材料的許用應(yīng)力 Pa 均壓槽一般寬為0.4mm，深為0.8mm，O型密封圈的壓縮率為 W=（，缸頭和法蘭的聯(lián)結(jié)是固定的，其密封也是固定的，取W=20%，即=0.2 得=1，為密封圈直徑。 F=308000N，=140mm，=140-/2=139.5mm， =140mm+23+22+27=272mm [σ]= 2.3.8法蘭直徑和厚度的確定 法蘭直徑取與缸頭直徑相同，即 法蘭厚度取 2.3.9缸蓋的聯(lián)結(jié)計(jì)算 聯(lián)接方式：螺栓聯(lián)接 缸體螺紋處的拉應(yīng)力為： 切應(yīng)力： 合成應(yīng)力為： 式中 K—螺紋擰緊系數(shù)，動(dòng)載荷，取K=1.5 F--缸體螺紋處所受的拉力 N，F(xiàn)=308000N --螺紋內(nèi)徑 mm z--螺栓個(gè)數(shù)，取z=8 σ—螺紋處的拉應(yīng)力 Pa [σ]—螺紋材料的許用應(yīng)力，[σ]= n—安全系數(shù)，一般取1.5-2.5 由設(shè)計(jì)手冊(cè)，取M16。 2.3.10缸頭直徑和缸蓋直徑 取兩者相同，即 ==++ =（272+16+210）mm =308mm 2.3.11液壓缸主要尺寸的確定 2.3.11.1活塞最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H L為活塞的行程 H≥L/20+D/2 =358/20+140/2 =88mm。 2.3.11.2活塞的寬度B B=0.57D =0.54140mm =75mm。 2.3.11.3導(dǎo)向套長(zhǎng)A D=140mm≥80mm， 取A=0.5d =0.590mm =45mm。 2.3.11.4隔套長(zhǎng)度E E=H-（A+B）/2 =88-（45+75）/2 =28mm。 內(nèi)缸筒最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H L為內(nèi)缸筒的行程 H>=L/20+D/2 =267/20+280/2 =153mm. 內(nèi)缸筒活塞的寬度B B=0.4D =112mm. 內(nèi)缸筒導(dǎo)向套長(zhǎng)A D=200mm>=80mm 取A=0.5D =140mm. 2.3.11.5求液壓缸的最大流量 =2 =1.40 =60s~90s =2.67 =3.58 油缸無(wú)桿腔作用面積：=π×2/4=3.14 =π×2/4=1.53 V=+=13.86 ②流量的計(jì)算： 油流量： =容積/時(shí)間=13.86L/min 2.4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 2.4.1油缸的密封 本次油缸設(shè)計(jì)充分考慮了其所處的環(huán)境惡劣，在密封件的造型上力求密封性能的可靠和壽命有可靠保證。全套密封件采用進(jìn)口德國(guó)MERKERS產(chǎn)品，使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年. 2.4.2油缸缸體 本工程油缸的缸體材料為優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管制作，強(qiáng)度高于ST5.2N，內(nèi)徑采用GB1184中的H8配合要求，表面粗糙度達(dá)Ra0.4，直線(xiàn)度要求達(dá)1000：0.1，圓柱度要求達(dá)0.02，孔口有導(dǎo)向角，粗糙度為Ra1.6，缸口采用法蘭連接，法蘭材料為45#鍛鋼，并經(jīng)正火處理。有關(guān)焊接采用氬弧焊，焊前預(yù)熱，焊后局部高溫回火去應(yīng)力處理，并對(duì)焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷，按JB4730-1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。 1.活塞桿材料用優(yōu)質(zhì)45#鍛鋼并正火處理，表面防腐采用鍍鉻工藝，鍍0.04~0.06mm硬鉻，桿頭開(kāi)有夾頭及導(dǎo)向角，所有結(jié)構(gòu)均符合國(guó)標(biāo)要求，表面硬度達(dá)HRC58-64以上，圓度公差值達(dá)7級(jí)精度。 2.活塞所用材料為45#鍛件正火處理加支承環(huán)結(jié)構(gòu)（材料為QA19-4），活塞外徑公差達(dá)f8，內(nèi)徑采用基孔制，公差為H9，其密封面（槽）的加工精度為h9，粗糙度為Ra1.6，兩端面對(duì)內(nèi)孔的垂直度為0.04mm，外徑對(duì)內(nèi)徑的同軸度為0.03mm，定位有導(dǎo)向角導(dǎo)入。 3.缸底、缸蓋均采用鍛焊鋼件，材料為45#并經(jīng)正火處理，各配合處的圓柱度高于9級(jí)，同軸度公差為0.03mm，粗糙度為Ra1.6um。 4.導(dǎo)向套45#材料，導(dǎo)向面的配合公差為H9和f8，粗糙度為Ra0.2um~Ra0.3um。配合面的圓度公差為0.05mm，同軸度為0.03mm。 5.油缸設(shè)有排氣測(cè)壓裝置，銷(xiāo)軸部位設(shè)有防水防銹機(jī)構(gòu)。 6.關(guān)節(jié)軸承采用自潤(rùn)滑軸承，用戶(hù)使用時(shí)可免維護(hù)。 對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的運(yùn)輸采取了可靠的防撞、防震、防刮傷、防擦傷、防磕碰等防護(hù)措施。 7.密封：非滑動(dòng)部分選用O型密封圈，滑動(dòng)部分選用Y型密封圈. 8.防塵：防塵圈. 9.液壓缸的緩沖裝置 緩沖裝置是為了防止和減少液壓運(yùn)動(dòng)時(shí)的沖擊，通過(guò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生內(nèi)壓力抵抗液壓推力、慣性力和載荷力，降低液壓桿的速度。該系統(tǒng)中活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度較小，移動(dòng)慣性不大，選用固定性的緩沖方式。 10.排氣裝置 當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停止工作，系統(tǒng)中的油液由于本身重量的作用和其他原因而流出，這時(shí)易使空氣進(jìn)入系統(tǒng)，如果液壓缸中有空氣或混入空氣，都會(huì)使液壓缸運(yùn)動(dòng)不不平穩(wěn)。因此可在液壓缸的最高部位設(shè)置排氣裝置。 ??? 第三章 液壓系統(tǒng)圖的擬訂 ???3.1制定基本方案 ????（1）制定調(diào)速方案 ???液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。 ??方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 ??速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。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。 ??節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。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。 ??容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。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)。 ??容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。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。 ??節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。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。 ??調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。 ??節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。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。 ??容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。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。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。（2）制定壓力控制方案 ??液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。 ?在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。 ??在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力。 （3）制定順序動(dòng)作方案 ?主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類(lèi)型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。 ?另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)，來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。 （4）選擇液壓動(dòng)力源 ?液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。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。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 ?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)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。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。 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。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。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。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。 ??3.2 繪制液壓系統(tǒng)圖 ???? 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。 為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（如壓力表、溫度計(jì)等）。 大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。 各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱(chēng)和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。 . 統(tǒng)的油源及壓力控制：（參見(jiàn)液壓原理圖SYYZ912-0-101） 1 油源：液壓系統(tǒng)直接利用油泵供油，滿(mǎn)足蝶閥開(kāi)啟要求。另設(shè)有一臺(tái)手動(dòng)泵，供檢修或無(wú)電時(shí)開(kāi)關(guān)閥使用。　 2 壓力調(diào)節(jié)與控制：開(kāi)啟油泵前松開(kāi)溢流閥(件號(hào)8)手柄，啟動(dòng)電機(jī)，空載運(yùn)行5分鐘，緩慢調(diào)節(jié)溢流閥手柄，逐級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力至20Mpa。系統(tǒng)輸出壓力合符工況要求的壓力油源。系統(tǒng)中配置一電子壓力開(kāi)關(guān)(件號(hào)18)，調(diào)定好壓力開(kāi)關(guān)上限壓為20Mpa，下限壓為12Mpa，電子壓力開(kāi)關(guān)能在壓力調(diào)定值準(zhǔn)確發(fā)信。 液壓系統(tǒng)的工作程序：（參見(jiàn)液壓原理圖SYYZ912-0-101） 1 開(kāi)閥：關(guān)閉調(diào)速閥導(dǎo)葉后，中控室向液控蝶閥發(fā)出開(kāi)閥指令，開(kāi)啟旁通閥，管道上下游平壓后，壓差控制器發(fā)出平壓信號(hào)，液壓鎖定解除，主閥開(kāi)啟，液壓鎖定投入，最后關(guān)閉旁通閥，這樣蝶閥開(kāi)啟完畢。 2 關(guān)閥： a 正常關(guān)閉：關(guān)閉調(diào)速器導(dǎo)葉后，中控室向液控蝶閥發(fā)出關(guān)閥指令，液壓鎖定解除，主閥關(guān)閉，液壓鎖定投入，這樣蝶閥關(guān)閉完成。 ｂ 事故關(guān)閉：中控室向液控蝶閥發(fā)出關(guān)閉指令，液壓緊定解除，主閥關(guān)閉，液壓鎖定投入，蝶閥關(guān)閉完成。 液壓系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程：（參見(jiàn)液壓原理圖SYYZ912-0-101） 1 開(kāi)閥：中控室發(fā)出開(kāi)閥指令，旁通閥開(kāi)啟(信號(hào)指示)，當(dāng)活門(mén)兩側(cè)的水壓差降至設(shè)定值時(shí)，壓差控制器發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)電機(jī)，此時(shí)電磁鐵1YV失電、2YV得電，鎖定解除到位(信號(hào)指示)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥可控制鎖定液壓缸的退回速度。鎖定解除后系統(tǒng)油壓上升，主閥開(kāi)啟，在開(kāi)啟過(guò)程中，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，可得到所需的開(kāi)閥時(shí)間。主閥全開(kāi)到位后，電磁鐵2YV失電，鎖定投入(信號(hào)指示)，同時(shí)關(guān)閉旁通閥(信號(hào)指示)。在此過(guò)程中，系統(tǒng)壓力上升至壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定上限，電機(jī)停止工作，開(kāi)閥過(guò)程完成。 2 保壓：主閥全開(kāi)到位后，液壓系統(tǒng)便進(jìn)入保壓狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)壓力降至壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定的下限時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)；壓力上升至設(shè)定點(diǎn)的上限時(shí)，電機(jī)停止工作。這樣保證系統(tǒng)的油壓始終處在壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定的上、下限范圍內(nèi)。 3 關(guān)閥：中控室發(fā)出指令，電磁鐵2YV得電，鎖定液壓缸退回，到位后發(fā)出指令(同時(shí)有信號(hào)指示)，電磁鐵1YV得電，主閥關(guān)閉，全關(guān)到位后(信號(hào)指示)，延時(shí)10s，電磁鐵2YV失電，鎖定再次投入，關(guān)閥過(guò)程即完成。 3.3工作原理的確定 運(yùn)行速度及快、慢關(guān)角度轉(zhuǎn)換的控制： a. 蝶閥在開(kāi)啟過(guò)程中的運(yùn)行速度可通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流插件(件號(hào)12.1)獲得。 蝶閥的快、慢關(guān)速度及快、慢角度的調(diào)整，可通過(guò)調(diào)節(jié)液壓缸尾端的調(diào)節(jié)桿獲得，具體參見(jiàn)下圖： b. 液壓系 順時(shí)針調(diào)節(jié)節(jié)流桿，關(guān)閥時(shí)間變慢，反之則變快。 順時(shí)針調(diào)節(jié)快、慢角度調(diào)節(jié)桿，則快關(guān)角度變大，慢關(guān)角度變小，反之，則快關(guān)角度變小，慢關(guān)角度變大。 第四章 液壓元件的選擇 4.1 液壓泵的選擇 1． 油泵的最大工作壓力計(jì)算 ?1）確定液壓泵的最大工作壓力pp ???????pp=p1+Σ△p???????????????????? ????式中 p1——液壓缸最大工作壓力；液壓缸的公稱(chēng)壓力16 MPa ??????Σ△p——從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失。 Σ△p的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單、流速不大的，取Σ△p=（0.2～0.5）MPa；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)閥的，取Σ△p=（0.5～1.5）MPa。這里取Σ△p=1 MPa ? pp=p1+Σ△p?=17 MPa 2）確定液壓泵的的流量 液壓缸的流量=容積/時(shí)間=13.86L/min 液壓泵的流量=K=16.63 L/min ?式中 K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3； 這里取K=1.2 3）液壓泵的排量計(jì)算 q=/n 其中：為油泵最大工作流量。 n為電機(jī)工作轉(zhuǎn)速，選用三相異步電機(jī)，4級(jí)轉(zhuǎn)速故額定轉(zhuǎn)速n=1460rpm。 那么：q=16.63×103/1460ml/rev=11.39ml/rev 4）選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的pp和值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式。為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%～60%。這里液壓泵選用邵液提供的CBW-F316-ALP齒輪泵，排量16ml/rev，在轉(zhuǎn)速1460rev/min情況下，流量為23L/min，額定工作壓力為160bar,排量可調(diào)。 4.2 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的選擇 N=pp×/60×η 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 0.6～0.7 0.65～0.80 0.60～0.75 0.80～0.85 其中：η為電機(jī)效率，取0.6 P為液壓系統(tǒng)油泵出口壓力 那么:N=17×16.63÷60÷0.6=7.85kw 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用： 電機(jī)，型號(hào)為Y160L-4，轉(zhuǎn)速n=1460rpm,電機(jī)功率為11kw。 4.3其他元件的選擇 4.3.1 液壓閥的選擇 ?1）閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過(guò)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(shí)，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿(mǎn)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(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)也允許有20%以?xún)?nèi)的短時(shí)間過(guò)流量。 2）閥的型式，按安裝和操作方式選擇。 ??4.3.2 蓄能器的選擇 ????根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類(lèi)型和主要參數(shù)。 ????4.3.2.1 液壓執(zhí)行元件短時(shí)間快速運(yùn)動(dòng)，由蓄能器來(lái)補(bǔ)充供油，其有效工作容積為 ????式中 A——液壓缸有效作用面積（m2）； ???? ????l——液壓缸行程（m）； ??? ?????K——油液損失系數(shù)，一般取K=1.1； ??? ????QP——液壓泵流量（m3/s）； ??? ?????t——?jiǎng)幼鲿r(shí)間（s） 根據(jù)要求選用工作壓力為6MPa的NXQ1-L4/31.5-H的皮囊式蓄能器.。 4.3.2.3蓄能器的工作原理 蓄能器內(nèi)腔由皮囊分為兩個(gè)部分：囊內(nèi)裝氮?dú)猓彝獬湟簤河?。?dāng)液壓泵將液壓油壓入蓄能器時(shí)，皮囊就受壓變型，氣體體積隨壓力增加而減少。液壓油被逐漸儲(chǔ)存。若液壓系統(tǒng)工作需要增加液壓油，則蓄能器將液壓油排出，使系統(tǒng)的能量行到補(bǔ)償。 4.3.2.4蓄能器型號(hào)說(shuō)明 NXQ 1 - L 4 / 31.5 - H NXQ：囊式蓄能器 1.1型結(jié)構(gòu) H:礦物油 2.2型結(jié)構(gòu) 31.5:公稱(chēng)壓力31.5兆帕 L:螺紋連接 4:公稱(chēng)容積4升 F:法蘭連接 4.3.2.5蓄能器附件 充氣工具： 概述：該工具是蓄能器進(jìn)行充氣、補(bǔ)氣、修正氣壓和檢查充氣壓力等專(zhuān)用工具。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、安全可靠、承高、壓耐沖擊等特點(diǎn)。是蓄能器最理想的隨機(jī)附件。 （1） 使用說(shuō)明： 工具裝有充氣閥、排氣閥、測(cè)壓表及本體，使用時(shí)首先去掉蓄能器上端的保護(hù)后，旋上該工具即可特用。 （一）充（補(bǔ)）氣：把工具上的高壓膠管連接氮?dú)馄?，擰開(kāi)氮?dú)馄可系氖州喅錃獾剿鑹毫纯伞? （二）排（放）氣：如遇蓄能器充氣壓力太高時(shí)，順時(shí)針旋手輪打開(kāi)蓄能器上 端的充氣閥后，打開(kāi)排氣閥放氣到需要壓力后關(guān)閉排氣閥，逆時(shí)針旋手輪到原位即可。 （三）測(cè)壓：同上一樣打開(kāi)充氣閥，即可測(cè)主機(jī)工作壓力。 （四）拆卸工具時(shí)需先放掉工具內(nèi)存氣。 （2） 根據(jù)蓄能器壓力選用（參照下表） 蓄能器壓力（Mpa） 充氣工具型號(hào) 配用壓力表 軟管內(nèi)徑規(guī)格 刻度范圍 精度等級(jí) 10 CQJ-16 0~16 1．5 φ6 20 CQJ-25 0~25 1．5 φ6 31．5 CQJ-40 0~40 1．5 φ6 ????4.3.3 管道尺寸的確定 ????（1）管道內(nèi)徑計(jì)算 ????式中? Q——通過(guò)管道內(nèi)的流量（m3/s）； ???????? υ——管內(nèi)允許流速（m/s），見(jiàn)表10。 d==22mm. ????計(jì)算出內(nèi)徑d后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。 ????（2）管道壁厚δ的計(jì)算 表10 允許流速推薦值 管道 推薦流速/（m/s） 液壓泵吸油管道 0.5～1.5，一般常取1以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3～6，壓力高，管道短，粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 1.5～2.6 ????式中 p——管道內(nèi)最高工作壓力（Pa）； ??? ?????d——管道內(nèi)徑（m）； ???????[σ]——管道材料的許用應(yīng)力（Pa），[σ]=173MPa. ； ???????σb——管道材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）； 取為520MPa. ???????n——安全系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)，p＜7MPa時(shí)，取n=8；p＜17.5MPa時(shí)，取n=6；p＞17.5MPa時(shí)，取n=4。 16×22/2×173=2mm. ????4.3.4 油箱容量的確定 ????初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)公式（31）確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。 ????油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為 V=αQV?????????? （31） ????式中 QV——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）； ???????? α——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)表11。 V=7×16.63=116.3L 取油箱體積為160L。 表11? 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)α 系統(tǒng)類(lèi)型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金機(jī)械 α 1～2 2～4 5～7 6～12 10 在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿(mǎn)足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿(mǎn)油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。 根據(jù)系統(tǒng)工作壓力和通過(guò)閥的實(shí)際流量選擇元件及輔助元件，系統(tǒng)的元件其型號(hào)和參數(shù)如下表： 序號(hào) 代 號(hào) 名稱(chēng)及規(guī)格 材料 數(shù)量 備注 01 油箱160L 成品 1 02 YWZ-200T 液位計(jì) 成品 1 03 QUQ1-10*1.0 空氣濾清器 成品 1 04 CBW-F316-ALP 油泵 16mL/r 20MPa 成品 1 長(zhǎng)源 05 Y160M-4-B5 電機(jī) 11KW 1460r/min 成品 1 天能 06 SYZB11 手動(dòng)泵 成品 1 邵液 07 JZC-16H 截止閥 DN16 成品 1 奉化二廠(chǎng) 08 DBDS6K10B/315 直動(dòng)型溢流閥 成品 1 華德 09 單向閥 成品 3 邵液 10 截止閥 成品 1 邵液 11 23QDF6B/315E24 電磁球閥 成品 1 上海偉勛 12 DVE-10 節(jié)流閥 M24*1.5 成品 2 寧波鎮(zhèn)海 13 NXQ1-L4/315-H 皮囊式蓄能器 成品 1 14 PPT-3 測(cè)壓接頭 成品 2 15 HFH2-P1-3-P-0.8 測(cè)壓軟管 成品 1 16 HFH2-E2-3-P-0.8 測(cè)壓軟管 成品 1 17 YN60-Ⅱ 耐震壓力表(0～25MPa) 成品 1 18 XML-B300D2C11+X ZCC43FCP40B 電子壓力開(kāi)關(guān) 成品 1 施耐德 19 Z1B-Hb16Z-4 基本插件 成品 1 邵液 20 球式換向閥控制蓋 成品 1 邵液 21 SYYG752A 鎖定缸 ￠125/￠60-40 成品 1 邵液 22 SYYG941 接力器 成品 1 邵液 23 KHB-M22*1.5-DN8 高壓球閥 成品 1 奉化二廠(chǎng) 24 23QDF6K/315E24 電磁球閥 成品 1 上海偉勛 25 WU-63*100-J 濾油器 成品 1 26 A-8*2W-2000 高壓膠管 成品 1 27 A-16*3W-3000 高壓膠管 成品 1 第5章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 ???? 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是進(jìn)一步確切地計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。 ???? ???? 5.1管路系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 5.1.1液壓系統(tǒng)壓力損失 油液在進(jìn)油管中的流速為: v= =4.72m/s。 壓力損失主要包括管路的沿程損失△p1，管路的局部損失△p2和閥類(lèi)元件的局部損失△p3，總的壓力損失為: △p=△p1+△p2+△p3。 5.1.2沿程壓力損失 首先，要判別管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用46#抗磨液壓油， 精度等級(jí)不低于NAS8級(jí)，其工作環(huán)境溫度為20-50℃時(shí)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)常用液壓油的牌號(hào)和黏度表取其運(yùn)動(dòng)粘度=50， 所以有: Re= = =2077 因?yàn)橄到y(tǒng)中采用無(wú)縫鋼管，是光滑的金屬圓管，其臨界雷諾數(shù)為2000-3000，而實(shí)際流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)為2077，小于2000-3000，則管中應(yīng)為層流，則阻力系數(shù): λ=75/Re =75/2077 =0.036 若取油管長(zhǎng)度均為3m，油液的密度為ρ=890kg/m，則進(jìn)油路上的沿程壓力損失為: △pλ1=λ =0.036 =0.4866105Pa =0.049MPa。 5.1.3局部損失 液體流經(jīng)如閥口、彎管、通流截面變化等局部阻力處所引起的壓力損失。液流經(jīng)過(guò)這些局部阻力處時(shí)，由于液流方向和流速均發(fā)生變化，在這里形成了旋渦，使液體的指點(diǎn)之間互相撞擊，從而產(chǎn)生能量的損耗。 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過(guò)液壓閥的局部壓力損失，前者視管道的具體結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的10%，而后者與通過(guò)閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為qn和，則當(dāng)通過(guò)閥的流量為q時(shí)的閥的壓力損失為為 = 在該系統(tǒng)中主要有手動(dòng)換向閥、液控單向閥和液壓缸，根據(jù)各個(gè)產(chǎn)品的參數(shù)（如前表），可知，各個(gè)閥的壓力損失如下： = =0.01Mpa =0.047MPa = =0.01Mpa =0.60MPa 液壓缸回油路上的流量為: L/min =13.1L/min 則回油路管中的流速為: m/s =0.22m/s 可算出: Re= =0.221810-3/6010-6 =660 λ=75/Re =75/660 =0.114 所以回油了路上的沿程壓力損失為: =0.004MPa 5.1.4總的壓力損失 由上面的計(jì)算所得可求出： ∑ =[0.049+（0.6+0.047）+0.004]MPa=0.7MPa原設(shè)∑=0.8MPa，這與計(jì)算結(jié)果略有差異，且大于計(jì)算結(jié)果，不必更改 5.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 ? 系統(tǒng)在工作時(shí)，有壓力損失、容積損失和機(jī)械損失，這些損失所消耗的能量多數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能。特別是液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)發(fā)熱使油溫升高，導(dǎo)致油的粘度下降、油液變質(zhì)，影響正常的工作。為此，必須控制溫升在許可的范圍內(nèi)，如工程機(jī)械和機(jī)車(chē)車(chē)輛應(yīng)控制在△T=35-40℃。 該系統(tǒng)中產(chǎn)生熱量的元件主要有液壓缸、液壓泵、溢流閥和單向閥，散熱的元件主要有油箱，系統(tǒng)經(jīng)一段時(shí)間后，發(fā)熱與散熱會(huì)相等，即達(dá)到熱平衡。 5.2.1系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算 根據(jù)以上的計(jì)算可知： 電動(dòng)機(jī)的輸入功率為: Pp=Ppqp/ηp =161061610-3/600.85w =4267w. 5.2.2系統(tǒng)的散熱計(jì)算 液壓系統(tǒng)的散熱途徑有油箱表面和油管表面，在本系統(tǒng)中只考慮油箱表面的散熱。 在單位時(shí)間內(nèi)，油箱的散熱量為H0=hA△t，設(shè)油箱的三個(gè)邊的比例為a：b：h=1：1.5：2.5， 則散熱面積為: A=0.065 ㎡ =2.36㎡ 式中h是散熱系數(shù)，取1510-3kw/（㎡·℃）。 △t為系統(tǒng)的溫升，等于系統(tǒng)熱平衡事的溫度和環(huán)境溫度之差，取油液的最高工作溫度為60℃，工作的環(huán)境溫度為40℃，則 △t=（60-40）℃ =20℃ 可求出: H0=2.361510-311kw=0.39kw 5.2.3系統(tǒng)熱平衡溫度的驗(yàn)算 當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的時(shí)候有：H=H0，即 t= ℃ =51.6℃ 環(huán)境溫度為40℃，熱平衡溫度為51.6℃<60℃，沒(méi)有超出允許范圍。 5.3油箱的尺寸設(shè)計(jì) ??根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果對(duì)散熱面積的要求，對(duì)油箱的尺寸進(jìn)行計(jì)算。 假設(shè)油箱的長(zhǎng)、寬、高分別為a，b、c。一般情況下，油為的高度為箱高的0.8倍，即0.8h，與油直接接觸的表面算全散熱，與油不直接接觸的算半散熱，其外形如下圖： 根據(jù)上面確定的油箱的容積V=168.75L和散熱面積A=2.36㎡，可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，公式： V=0.8abh mm3 A=1.8h（a+b）+1.5ab㎡ 和長(zhǎng)、寬、高的比例a：b：h=1：1.5：2.5，聯(lián)立解方程，可求得 a=0.75 b=0.45m h=0.50m???? 第六章 液壓裝置的設(shè)計(jì) 6.1 液壓裝置總體布局 ????液壓系統(tǒng)總體布局有集中式、分散式。 ????集中式結(jié)構(gòu)是將整個(gè)設(shè)備液壓系統(tǒng)的油源、控制閥部分獨(dú)立設(shè)置于主機(jī)之外或安裝在地下，組成液壓站。如冷軋機(jī)、鍛壓機(jī)、電弧爐等有強(qiáng)烈熱源和煙塵污染的冶金設(shè)備，一般都是采用集中供油方式。 ????分散式結(jié)構(gòu)是把液壓系統(tǒng)中液壓泵、控制調(diào)節(jié)裝置分別安裝在設(shè)備上適當(dāng)?shù)牡胤?。機(jī)床、工程機(jī)械等可移動(dòng)式設(shè)備一般都采用這種結(jié)構(gòu)。 6.2 液壓閥的配置形式 ????1）板式配置 板式配置是把板式液壓元件用螺釘固定在平板上，板上鉆有與閥口對(duì)應(yīng)的孔，通過(guò)管接頭聯(lián)接油管而將各閥按系統(tǒng)圖接通。這種配置可根據(jù)需要靈活改變回路形式。液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)等普遍采用這種配置。 ????2）集成式配置 目前液壓系統(tǒng)大多數(shù)都采用集成形式。它是將液壓閥件安裝在