液壓鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)含開題及7張CAD圖,液壓,鉆機(jī),系統(tǒng),設(shè)計(jì),開題,CAD 第一章 緒論 1.1液壓傳動(dòng)的工作原理 　　液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)，以液體的壓力能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的一種傳動(dòng)方式。它先通過能量轉(zhuǎn)換裝置（液壓泵），將原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，再通過封閉管道、液壓控制元件等，經(jīng)另一能量轉(zhuǎn)換裝置（液壓缸、液壓馬達(dá)）將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 1.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）-執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)-控制元件（各種閥）-輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 1、動(dòng)力元件 指各種液壓泵，它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，給液壓系統(tǒng)提供壓力油，是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。 2、執(zhí)行元件 指各種類型的液壓缸、液壓馬達(dá)。其作用是將油液的壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，使工作機(jī)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。 3、控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 4、輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，它們對(duì)保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作，有重大作用。 5、工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 1.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) (一) 主要優(yōu)點(diǎn) 與其他傳動(dòng)方式相比，液壓傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)。 1） 液壓傳動(dòng)在運(yùn)行中，能方便的實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，且調(diào)速范圍比較大，可達(dá)1000：1~2000：1 2） 在同等功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積下、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊(如液壓馬達(dá)的重量只有同功率電機(jī)重量的10%~20%)，而且能傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩。 3） 液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)，反映快，沖擊快小，能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。液壓傳動(dòng)裝置的換向頻率對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)每分可達(dá)500次，往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)可達(dá)400~100次。 4） 液壓傳動(dòng)裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡單，操縱比較方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。與電氣控制配合使用能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。 5） 液壓傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，系統(tǒng)超負(fù)載，油液會(huì)經(jīng)溢流閥回郵箱。由于采用油液作工作介質(zhì)，液壓元件能自行潤滑，因而使用壽命長。 6） 液壓傳動(dòng)元件和裝置易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，易于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。 7） 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、直線運(yùn)動(dòng)，且元件排列布置靈活。 8） 液壓傳動(dòng)中，由于功率損失所產(chǎn)生的熱量可由流動(dòng)著的油液帶走，因此可避免在系統(tǒng)某些局部位置產(chǎn)生過度溫升。 （二） 主要缺點(diǎn) 1） 液體為工作介質(zhì)，易泄漏；油液可壓縮，故不能用于傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確的場(chǎng)合。 2） 液壓傳動(dòng)中有機(jī)械損失、壓力損失、泄漏損失，效率下降，故不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 3） 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫和負(fù)載變化敏感，不宜于在低、高溫度下使用；對(duì)污染很敏感。 4） 液壓傳動(dòng)需要有單獨(dú)的能源(如液壓泵站)，液壓能不能像電能那樣從遠(yuǎn)處傳送；液壓元件制造精度高、造價(jià)高，所以需組織專業(yè)生產(chǎn)。 5） 液壓傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)不易查找原因，難以迅速排除。 總之，液壓傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)很多，而其缺點(diǎn)正隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展逐步加以克服，因此，液壓傳動(dòng)在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。 1.4 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用及發(fā)展 液壓傳動(dòng)在國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用廣泛。常用于機(jī)床工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、船舶港口機(jī)械、鑄造機(jī)械等。 第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 一、任務(wù)及要求： 明確主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)給定的工作條件，計(jì)算各工況負(fù)載；確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)和繪制液壓系統(tǒng)原理圖；并選擇主要的液壓元件，編制技術(shù)文件。 二、原始資料： 工作臺(tái)最大運(yùn)動(dòng)速度為: 8m/min 最小運(yùn)動(dòng)速度為: 4 m/min 工作臺(tái)及工件等移動(dòng)部件的重量為: 10000N 磨削時(shí)的X方向切削分力為： 500N Y方向切削分力為： 1000N 啟動(dòng)時(shí)間為： 0.05s， 導(dǎo)軌摩擦因數(shù)為： 0.16， 要求采用節(jié)流回油節(jié)流調(diào)速，回油背壓為：0.3MPa 第三章 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 工況分析就是要分析執(zhí)行元件在整個(gè)工作過程中速度和負(fù)載的變化規(guī)律，求出工作循環(huán)中各動(dòng)作階段的速度和負(fù)載的大小，畫出速度圖和負(fù)載圖（簡單系統(tǒng)可不畫）。從這兩張圖中可以方便地看出系統(tǒng)對(duì)液壓執(zhí)行元件作用的負(fù)載和速度的要求及它們的變化范圍，還可方便地確定最大負(fù)載值、最大速度值，以及它們所在的工作階段，這是確定液壓系統(tǒng)方案、確定液壓系統(tǒng)性能參數(shù)和執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)。 1.2.1速度分析 速度圖 速度分析就是對(duì)執(zhí)行元件在整個(gè)工作循環(huán)中各階段所要求的速度進(jìn)行分析，速度圖即是用圖形將這種分析結(jié)果表示出來的圖形。速度圖一般用速度—時(shí)間（v—t）或速度—位移（v—l）曲線表示。 如圖3-1，圖3-2所示。 夾緊缸負(fù)載圖F-l 進(jìn)給缸負(fù)載圖F-l 第四章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 4.1 初選液壓缸工作壓力 根據(jù)系統(tǒng)中油缸工作最大負(fù)載為，在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載很小，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》液壓部分，綜合表4-1和4-2考慮初選液壓缸的工作壓力p1=4MPa。進(jìn)給油缸工作最大負(fù)載為，在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載較小，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》液壓部分，綜合表4-1和4-2考慮初選液壓缸的工作壓力p1=8MPa。 表4-1 按負(fù)載F選擇執(zhí)行元件工作壓力 F/N <5000 5000~10000 10000~20000 20000~30000 30000~50000 >50000 p/MPa <0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 >5~7 表4-2 按主機(jī)類型選擇執(zhí)行元件工作壓力 主機(jī)類型 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機(jī)械，小型工程機(jī)械等 液壓機(jī)，中、大型挖掘機(jī)，重型機(jī)械 工作壓力p/MPa 3~5 8~10 10~16 20~32 4.2 計(jì)算液壓缸主要尺寸 機(jī)床沒要求快退速度這里選取液壓缸快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式即液壓缸有（A1=2A2）。工進(jìn)時(shí)為防止沖擊現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》由于選用有桿腔回油路直接油缸，背壓可忽略不計(jì)，選此背壓為p2=0 MPa 。無桿腔回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)，這時(shí)參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》如表4-3，可選取背壓為p2=0.5MPa 。 由式 式（4-1） 在式（4-1）中 、—分別為缸的工作壓力、回油路背壓 、—分別為缸的無桿腔工作面積、有桿腔工作面積 —缸的工作負(fù)載 —液壓缸的機(jī)械效率，取 再根據(jù)，得 ，求得 油缸無桿腔工作面積 由 得，油缸活塞直徑 考慮到快進(jìn)、快退速度相等，按液壓缸工作壓力選取d/D，取 得，，，參考，根據(jù)表4-4，4-5選取，圓整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，得油缸，， 表4-4 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80） （mm） 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 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用值。 表4-5 活塞桿直徑系列（GB2348-80） （mm） 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 由，求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為 油缸兩腔的實(shí)際有效面積為， 經(jīng)檢驗(yàn)，參考表4-6，活塞桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性均符合要求。 表4-6按工作壓力選取d/D 工作壓力/MPa ≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0 d/D 0.5~0.55 0.62~0.70 0.7 第五章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 5．1選擇基本回路 5．1．1 選擇調(diào)速回路 對(duì)任何液壓系統(tǒng)而言，調(diào)速回路都是其核心部分。這種回路可以通過事先的調(diào)整或工作過程中自動(dòng)調(diào)節(jié)來改變執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)速度。因此合理的選擇調(diào)速回路對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行起關(guān)鍵作用?？紤]本設(shè)計(jì)機(jī)床的工作要求和成本（參照表5-1），再由圖2可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率與運(yùn)動(dòng)速度，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。節(jié)流調(diào)速回路的工作原理是通過改變回路中的流量控制閥的通流截面積的大小來控制流入執(zhí)行器或流出執(zhí)行器的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。節(jié)流調(diào)速回路的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、工作可靠、調(diào)速范圍大、使用維護(hù)方便等。 液壓系統(tǒng)的油路循環(huán)方式有開式和閉式兩種。油路循環(huán)方式主要取決于液壓調(diào)速方式：節(jié)流調(diào)速和容積-節(jié)流聯(lián)合調(diào)速只能采用開式系統(tǒng)。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。 5．1．2選擇油源形式 液壓油源回路是液壓系統(tǒng)中提供一定壓力和流量傳動(dòng)介質(zhì)的動(dòng)力源回路。在設(shè)計(jì)和構(gòu)成油源時(shí)要考慮壓力的穩(wěn)定性、流量的均勻性、系統(tǒng)工作的可靠性、傳動(dòng)介質(zhì)的溫度、污染度以及節(jié)能等因素，針對(duì)不同的執(zhí)行元件功能的要求，綜合上述個(gè)因素，考慮油源裝置中各種元件的合理配置，達(dá)到既能滿足液壓系統(tǒng)各項(xiàng)功能的要求，又不因配置不必要的元件和回路而造成投資成本的提高和浪費(fèi)。 一般在負(fù)載小、功率小的機(jī)械設(shè)備中，可用齒輪泵和雙作用葉片泵；精度較高的機(jī)械設(shè)備（如磨床）可用螺桿泵和雙作用葉片泵；在負(fù)載較大并有快速和慢速行程的機(jī)械設(shè)備（如組合機(jī)床）可用限壓式變量葉片泵；負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備可使用柱塞泵；機(jī)械設(shè)備的輔助裝置，如送料、夾緊等要求不太高的地方，可使用廉價(jià)的齒輪泵。 從工況圖可以清楚看出，在工作中兩個(gè)液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。夾緊系統(tǒng)中最大流量與最小流量之比，而在進(jìn)給系統(tǒng)中最大流量與最小流量之比，在工作前可根據(jù)加工需要夾緊和進(jìn)給最大行程可以隨時(shí)調(diào)節(jié)。根據(jù)該機(jī)床工作原理，則系統(tǒng)兩個(gè)油缸可公用一個(gè)泵，為此可選用限壓式變量泵或葉片泵作為油源。且兩者都能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，從要求壓力較高、系統(tǒng)效率、經(jīng)濟(jì)適用的角度來看，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)由雙向變量葉片泵供油，最后確定選用雙作用葉片泵方案。 5．1．3選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 考慮到系統(tǒng)流量較大，且機(jī)床要求能夠平穩(wěn)無沖擊的換向，因此系統(tǒng)中選用電液換向閥換向回路。因?yàn)樵陔娨簱Q向閥中，主閥心的移動(dòng)速度可由單向節(jié)液閥來調(diào)節(jié)，這使系統(tǒng)中的執(zhí)行元件能夠得到平穩(wěn)無沖擊的換向。這里的單向節(jié)流閥是換向時(shí)間調(diào)節(jié)器，也稱為阻尼調(diào)節(jié)器。它可疊放在先導(dǎo)閥與主閥之間。調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口，即可調(diào)節(jié)主閥換向時(shí)間，從而消除執(zhí)行元件的換向沖擊。所以，這種操縱形式的換向性能是比較好的，它適用于高壓、大流量的場(chǎng)合。在控制進(jìn)油方向選用三位四通電液換向閥，控制液壓缸選用三位四通電液換向閥， 5．1．5選擇進(jìn)油調(diào)壓回路 在雙缸利用一個(gè)雙作用葉片泵供油時(shí)，根據(jù)本機(jī)床工作原理和工作參數(shù)可知兩個(gè)油缸不是同時(shí)進(jìn)行工作且兩個(gè)油缸所需要的供油壓力不同。需要設(shè)置簡單的調(diào)壓，即在進(jìn)給系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)中各設(shè)置一個(gè)溢流閥調(diào)節(jié)壓力。溢流閥主要是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。如圖5-3所示。 圖5-3 5．2組成液壓系統(tǒng) 將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖 第六章 計(jì)算和選擇液壓元件 液壓元件的計(jì)算是計(jì)算該元件在整個(gè)工作循環(huán)中所承受的最高壓力和通過的流量，以便選擇和確定元件的型號(hào)與規(guī)格，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的性能驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 6．1．確定液壓泵的規(guī)格 6．1．1計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 1）確定液壓泵的最大工作壓力 液壓泵的最大工作壓力pp可按下式計(jì)算 式中 p1max——執(zhí)行元件進(jìn)油腔的最大工作壓力，可從工況圖中找到； ∑△p1——與執(zhí)行元件最大工作壓力同一工況下進(jìn)油路上的總壓力損失，它包括沿程壓力損失和局部壓力損失。在此只能先按經(jīng)驗(yàn)資料估計(jì)：一般節(jié)流調(diào)速和管路較簡單的系統(tǒng)取∑△p1=0.2~0.5MPa,進(jìn)油路上有調(diào)速閥或管路復(fù)雜的系統(tǒng)取∑△p1=0.5~1.5MPa。 2）液壓泵供油流量Qp的計(jì)算 液壓泵供油流量Qp必須大于或等于同時(shí)工作的執(zhí)行元件流量之和的最大值（∑Qi）max與回路泄漏量之和，可用下式表示： 式中 Qi——工作循環(huán)中某一執(zhí)行元件在第i個(gè)動(dòng)作階段所需的流量； K——回路的泄漏折算系數(shù)，K=1.1~1.3。 對(duì)于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，若最大流量點(diǎn)處于調(diào)速狀態(tài)，則在泵的供油量中還要增加溢流閥穩(wěn)壓時(shí)的最小溢流量3L/min。 6．1．2 計(jì)算液壓泵的流量 液壓泵的最大流量應(yīng)為 式中 ——液壓泵的最大流量； ——同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大量。如果這時(shí)溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量2~3L/min； ——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取=1.1~1.3，現(xiàn)取=1.1。 考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，則泵的總流量根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取型葉片泵，排量為。若取液壓泵的容積效率為，則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速時(shí)，液壓泵的實(shí)際輸出流量為 6.2 確定與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī) 首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況時(shí)的總功率，取兩者較大值作為選擇電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。因?yàn)榍懊嬉延?jì)算出了各工況的功率，由表4—7和表4—8可知，進(jìn)給油缸工進(jìn)時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵最大工作壓力為8.67MPa。查設(shè)計(jì)手冊(cè)葉片泵的總效率在0.75~0.90之間，若取液壓泵總效率ηp=0.80， 則由式 式（6-3） 式（6-3）中—電動(dòng)機(jī)功率， —工作壓力，—工作流量 ，—液壓泵總效率。 表6 液壓泵的總效率 液壓泵類型 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 螺桿泵 總效率 0.6~0.7 0.6~0.75 0.8~0.85 0.65~0.8 這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為 根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y225M—6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為30KW，額定轉(zhuǎn)速為980r/min，工作效率為，額定轉(zhuǎn)矩為2.0N m 。 6．3 確定其它元件及輔件 6．3．1 確定閥類元件及輔件 根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表6—1所列。 6．3．2確定油管 油管的作用是將液壓元件連接起來組成液壓系統(tǒng)，為進(jìn)入系統(tǒng)及返回油箱的油液或控制油液提供通路。選用的主要依據(jù)是液壓系統(tǒng)的工作壓力、通過流量、工作環(huán)境和液壓元件的安裝位置等。一般應(yīng)盡量選用硬管。各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，由于液壓缸在實(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以及進(jìn)入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表6—2所列。由表6—2可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)表6—2數(shù)值，系統(tǒng)中當(dāng)油液在壓力管中流速取由式計(jì)算得各液壓缸系統(tǒng)中相連的油管內(nèi)徑分別為 由于兩根管道內(nèi)徑差別大，則不統(tǒng)一選取。查閱產(chǎn)品樣本，再參考表6-3，選出夾緊缸系統(tǒng)中選用外徑、厚度1.6mm的鋼管，進(jìn)給缸系統(tǒng)中選用外徑、厚度3mm的無縫鋼管。 6．3．3確定油箱 (一) 油箱的功用 油箱往往是一個(gè)功能組件，在液壓系統(tǒng)中主要用于存儲(chǔ)液壓油液、散發(fā)油液熱量、逸出空氣及消除泡沫和安裝元件等。 （二） 油箱的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1） 總則 油箱包括油箱體及箱上所設(shè)置的各種附件。油箱體主要由箱頂、箱壁、箱底等部分構(gòu)成。為了保證裝上各類元件、輔件和注油后發(fā)生較大變形，箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)有足夠的強(qiáng)度外，還必須油足夠的剛度。裝于油箱的各檢測(cè)裝置各類元輔件，應(yīng)便于從外部拆卸，在這些器件修理時(shí)不必將油箱放油或大量漏油，也不應(yīng)造成污染。油箱內(nèi)壁上應(yīng)盡量保持平整，少焊和少裝東西，以便清理箱內(nèi)污垢。 2） 箱頂、通氣器（空氣過濾器）、注油口 油箱的箱頂結(jié)構(gòu)取決于其上面安裝的元件。油箱箱頂上固定元件、輔件的螺紋孔應(yīng)該用盲孔（不通孔），以防污染物落入油箱內(nèi)。 3） 箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計(jì) 當(dāng)箱頂與箱壁之間為不可拆連接時(shí)，應(yīng)在箱壁上至少設(shè)置一個(gè)清洗孔（俗稱人孔）。清洗孔的數(shù)量和位置應(yīng)便于用手清理油箱所有內(nèi)表面。為了便于油箱的搬移，應(yīng)在油箱四角的箱壁上方設(shè)置有足夠強(qiáng)度和剛度的吊耳或起吊孔。油箱的側(cè)壁及便于觀察的位置上（一般設(shè)在油箱外壁并靠近注油口），應(yīng)安裝能目視的透明液位計(jì)，以便注油時(shí)觀測(cè)液面。 4） 箱低、放油塞、支腳 應(yīng)在油箱底部最低點(diǎn)設(shè)置放油塞（M181.5），以便油箱清洗和油液更換。為此，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，傾斜坡度通常為1/25~1/20；這樣可以促使沉積物（油泥或水）聚集到油箱中的最低點(diǎn)。為了便于搬遷、放油和散熱，應(yīng)將油箱架起來，油箱底至少離開安裝面150mm。油箱應(yīng)設(shè)有支腳。 5） 隔板、除氣網(wǎng) 為了延長油液在油箱中逗留的時(shí)間，促進(jìn)油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與在系統(tǒng)中的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣等功能，油箱中，尤其在油液容量超過100L的油箱中應(yīng)設(shè)置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū)與吸油區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流速度為0.3~0.6m/s。為了有助于油液中的氣泡浮出液面，可在油箱內(nèi)傾斜設(shè)置除氣網(wǎng)，除氣網(wǎng)用網(wǎng)眼直徑0.5mm的金屬網(wǎng)制作。 6） 管路及其配置 液壓系統(tǒng)的管路要進(jìn)入油箱并在油箱內(nèi)部終結(jié)。 7） 油液過濾器 油液過濾器簡稱過濾器的功用是過濾液壓油液中的雜質(zhì)，降低油液污染度，保證液壓系統(tǒng)正常工作。由于液壓系統(tǒng)的各類故障絕大多數(shù)由油液污染造成，而過濾器是保持油液清潔的主要手段，所以合理選擇和設(shè)置液壓系統(tǒng)中的過濾器顯得非常重要。安裝過濾器時(shí)應(yīng)注意：盡量采用全流量過濾以便保證油液對(duì)濾芯的最大暴露；液壓泵吸油口不帶殼體的粗過慮器要設(shè)置在油箱吸油區(qū)的中央以改善流動(dòng)條件；因?yàn)橄到y(tǒng)的最大回油流量可能大于液壓泵的流量，故回油過濾器要足夠大。 （三） 油箱容量的計(jì)算 油箱的容量，即油面高度為油箱高度80%時(shí)的油箱有效容積，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱、散熱平衡的原則來計(jì)算。對(duì)于一般情況而言，油箱的容量可按液壓泵的額定流量估算出來。對(duì)于機(jī)床和其他一些固定式裝置，油箱的容量（單位為L）。根據(jù)機(jī)床工作原理夾緊缸和進(jìn)給缸不會(huì)同時(shí)工作，由于進(jìn)給缸工作流量最大，則計(jì)算進(jìn)給缸的油量。油箱的容量按式估算，其中為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系統(tǒng)，=2～4；中壓系統(tǒng)，=5～7；高壓系統(tǒng)，=6～12。 由式 式（6-4） 式（6-4）中 —油箱的容量 —經(jīng)驗(yàn)系數(shù) —最大工作流量，單位為L/min 第六章 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步完成后，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)得到技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行一些必要的驗(yàn)算，以便初步判斷設(shè)計(jì)的質(zhì)量?；驈膸讉€(gè)方案中評(píng)選出最好的設(shè)計(jì)方案來。然而由于影響系統(tǒng)性能的因素較多且較復(fù)雜，加上具體得到液壓裝置尚未設(shè)計(jì)出來，所以現(xiàn)在的驗(yàn)算工作只能是采用一些簡化公式近似估算。如果有經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的同類型系統(tǒng)，這項(xiàng)工作可省略。 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算的項(xiàng)目很多，常見的有系統(tǒng)的壓力損失驗(yàn)算和發(fā)熱溫升驗(yàn)算。 6．1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，所以只能估算閥類元件壓力損失，待設(shè)計(jì)好管路布局圖后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。但對(duì)于中小型液壓系統(tǒng)，管路壓力損失可以不考慮。壓力損失的驗(yàn)算應(yīng)按一個(gè)工作中不同階段分別進(jìn)行。 如果計(jì)算結(jié)果與原假設(shè)得到壓力損失相差過大，以使系統(tǒng)無法正確調(diào)整，保證系統(tǒng)正常工作，則應(yīng)對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。 當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行元件為液壓缸時(shí)，由式（6）和式（14）可得液壓泵的最大工作壓力pp應(yīng)滿足 式中，△p1、△p2分別為液壓缸進(jìn)、回油管路的總壓力損失。 同理，系統(tǒng)執(zhí)行元件為液壓馬達(dá)時(shí)，液壓泵的最大工作壓力pp應(yīng)滿足 式中，T為液壓馬達(dá)軸上的總外負(fù)載轉(zhuǎn)矩，ηMm為液壓馬達(dá)的機(jī)械效率，qM為液壓馬達(dá)的排量，△p1、△p2分別為液壓馬達(dá)進(jìn)、回油管路的總壓力損失。 這里，管路中的總壓力損失∑△p按計(jì)算方法的不同，可分為管道內(nèi)總沿程損失∑△pl、液流通過管道內(nèi)變截面管道、彎管等局部地區(qū)所造成的總局部壓力損失∑△pξ和液流通過閥類元件的總局部壓力損失∑△pv.三部分組成。即 6．2驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 系統(tǒng)工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占90%以上，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來計(jì)算。 液壓系統(tǒng)工作時(shí)，各種能量損失最終都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽褂蜏厣?。油溫升高?huì)使油液粘度下降，泄漏增加；油液通過節(jié)流元件時(shí)的節(jié)流特性發(fā)生變化，造成系統(tǒng)性能的變化；油溫上升，還會(huì)加速油液氧化變質(zhì)。因此系統(tǒng)必須將油溫控制在允許的范圍內(nèi)。 6.2.1系統(tǒng)產(chǎn)生的發(fā)熱功率計(jì)算 系統(tǒng)的發(fā)熱量要進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算一般很困難，下面介紹一種工程上常用的近似計(jì)算方法。 液壓系統(tǒng)的輸入功率與輸出功率之差就是系統(tǒng)運(yùn)行中的能量損失，也就是系統(tǒng)產(chǎn)生的發(fā)熱功率H 。即 式中 Ni——系統(tǒng)的輸入功率，即液壓泵的輸入功率，可用Ni = ppqp /ηp計(jì)算，式中符號(hào)意義同前； No——系統(tǒng)的輸出功率，即執(zhí)行元件的輸出功率； 對(duì)于液壓缸 No=Fv 式中 F——液壓缸的總外負(fù)載力； v——液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度； n——液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。 6.2.2系統(tǒng)的散熱功率計(jì)算 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，一般可近似認(rèn)為系統(tǒng)散發(fā)的熱量全部被油箱散發(fā)和吸收。油箱的散熱功率H’由下式計(jì)算 式中 △T——系統(tǒng)溫升（°C），△T=t2-t1 ，其中，t1為系統(tǒng)的環(huán)境溫度（°C），t2為系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后的溫度（°C）； A——油箱的散熱面積(m2)； CT——郵箱的散熱系數(shù)(W / m2°C)， 它們的取值見表7 表7 油箱散熱系數(shù) 散熱條件 散熱系數(shù) 散熱條件 散熱系數(shù) 通風(fēng)很差 8~9 風(fēng)扇冷卻 23 通風(fēng)良好 15~17.5 循環(huán)水冷卻 110~175 6.2.3系統(tǒng)溫升 當(dāng)液壓系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱功率等于系統(tǒng)的散熱功率，即H=H’, 聯(lián)系式（27）可得系統(tǒng)的溫升△T 熱平衡后的油溫 6.2.4散熱面積計(jì)算 由式（9-28）可計(jì)算油箱散熱面積A為 當(dāng)油箱三個(gè)邊的比例在1:1:1至1:2:3之間，油箱液面高度為油箱高度的80%，油箱的散熱面積可由下式計(jì)算 式中 V——油箱的有效容積，單位為m3。 當(dāng)系統(tǒng)需要設(shè)冷卻裝置時(shí)，冷卻器的散熱面積Ac可按下式計(jì)算 式中 Cc——散熱器的散熱系數(shù)(kW / m2°C)，由產(chǎn)品樣本查得 tj1——工作介質(zhì)的進(jìn)口溫度（°C）； tj1——工作介質(zhì)的出口溫度（°C）； tw1——冷卻水（或風(fēng)）的進(jìn)口溫度（°C）； tw2——冷卻水（或風(fēng)）的出口溫度（°C）. 參 考 文 獻(xiàn) [1] 張利平．液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009． [2] 容一鳴，陳傳艷．液壓傳動(dòng) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009． [3] 姜繼海，宋錦春．液壓與氣壓傳動(dòng) [M]．北京：高等教育出版社，2009． [4] 臧克江．液壓缸 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009． [5] 毛衛(wèi)平．液壓閥 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009． [6] 黃志堅(jiān)．液壓輔件 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008．