液壓泵站設(shè)計(jì),液壓,泵站,設(shè)計(jì) JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題目：液壓傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)——液壓泵站設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 蔣榮超 學(xué) 號(hào)： 20090970 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 09 級(jí) 指導(dǎo)教師： 楊衛(wèi)平 職 稱：教授 二零一三年五月八日 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 摘要：本論文論述的是液壓傳動(dòng)教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力部分的設(shè)計(jì)。作者首先對(duì)該課題的 發(fā)展與現(xiàn)狀作了概述，在分析了傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上總結(jié)了動(dòng)力部分 優(yōu)缺點(diǎn)，提出了本文的設(shè)計(jì)方案。 液壓裝置有分散配置和集中配置兩種結(jié)構(gòu)類型，分散裝置元件布置零亂，安裝 維護(hù)較復(fù)雜，動(dòng)力源的振動(dòng)、發(fā)熱會(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生影響。為了達(dá)到外形整齊美觀， 便于組裝維護(hù)，便于采集和檢測電信號(hào)以利于自動(dòng)化，隔離液壓系統(tǒng)振動(dòng)發(fā)熱的目 的，本系統(tǒng)采用集中配置既液壓站作為系統(tǒng)的動(dòng)力源。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，確定了系統(tǒng)各部分的主要參數(shù)。 在設(shè)計(jì)液壓泵站時(shí)，選用單作用式葉片泵做變量泵，它可以滿足試驗(yàn)臺(tái)：結(jié)構(gòu)緊湊、 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、流量均勻、噪音小的要求。 在確定了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖后，作者根據(jù)液壓泵站要求，合理選擇液壓輔件， 最后作者設(shè)計(jì)出液壓泵站的總裝圖。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，制造安裝方便，操作簡單， 安全可靠，滿足用戶基本要求。 關(guān)鍵字： 液壓傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái); 液壓泵站 ; 油箱 Abstract: This paper describes the design of teaching test-bed power part of the hydraulic drive. The author first the subject of development and status are summarized on the basis of the teaching of traditional hydraulic transmission test bed summed up the momentum part of the advantages and disadvantages of the design program. The hydraulic device has a decentralized configuration and centralized configuration of the two structure types, scattered messy layout, device components and more complex installation and maintenance, power source vibration system accuracy of the heat will have an impact. In order to achieve the shape and tidy appearance, ease of assembly and maintenance, easy to capture and detect electrical signals in order to facilitate automation, heat the purpose of isolating the hydraulic system vibration, the system uses a centralized configuration both hydraulic station as the power source. Hydraulic drive system according to the design requirements, the thermodynamic analysis, to determine the main parameters of the various parts of the system. Variable pump in the design of 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 the hydraulic pump station, the choice of single-action vane pump, which meet the test bed: compact, smooth motion, uniform traffic, the noise of a small request. The hydraulic drive system schematic of the hydraulic pump station requirements, a reasonable choice of hydraulic accessories, the last of the design of the assembly diagram of the hydraulic pump station. The whole system is compact, easy to manufacture and installation, simple operation, safe and reliable to meet the user the basic requirements. Keywords: hydraulic transmission teaching test-bed hydraulic pump station tank 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 目錄 1. 引言 .....................................................................................................................................................4 1.1 研究課題的背景及現(xiàn)狀 ..............................................................................................................4 1.2 本課題研究的內(nèi)容 ........................................................................................................................5 2.液壓泵站設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................5 2.1 液壓泵站組成 ................................................................................................................................6 2.2 液壓泵的選擇 ................................................................................................................................6 2.2.1 液壓泵的最大工作壓力 pP的確定 .....................................................................................7 2.2.2 液壓泵的流量 Q 和排量 V....................................................................................................7 2.2.3 液壓泵的規(guī)格確定 .............................................................................................................8 2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................................................................................................8 2.4 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................8 2.4.1 載荷的確定 ............................................................................................................................8 2.4.2 聯(lián)軸器選擇 ............................................................................................................................9 2.5 油箱的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................9 2.5.2 油箱的容量 .........................................................................................................................11 2.5.3 油箱的尺寸 .........................................................................................................................12 2.6 液壓油的選擇 ..............................................................................................................................12 3. 液壓輔件的選擇 ...............................................................................................................................12 3.1 管件 ..............................................................................................................................................12 3.1.1 管道計(jì)算 .............................................................................................................................13 3.1.2 管道安裝 ..............................................................................................................................15 3.2 管接頭 ..........................................................................................................................................15 3.3 過濾器 ..........................................................................................................................................15 3.3.1 過濾器的類型選擇 ..............................................................................................................16 3.4.1 線隙式過濾器 ......................................................................................................................17 4 .液壓泵站的安裝和搬運(yùn) ...................................................................................................................17 4.1 液壓站的使用維護(hù)與故障排除 ..................................................................................................17 4.2 液壓站的安裝調(diào)試 ....................................................................................................................17 結(jié) 論 .......................................................................................................................................................18 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................19 附錄 .........................................................................................................................................................20 致 謝 .......................................................................................................................................................20 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 1. 引言 1.1 研究課題的背景及現(xiàn)狀 液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是液壓實(shí)驗(yàn)室上世紀(jì) 80 年代初期生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，早期的 液壓設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)在試驗(yàn)過程中，一般由模擬記錄儀器在紙上記錄試驗(yàn)曲線或 由試驗(yàn)人員讀取并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后試驗(yàn)人員根據(jù)試驗(yàn)曲線和數(shù)據(jù)手工處理， 得到設(shè)備的性能。教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)利用壓力表測量液壓系統(tǒng)中某一給定點(diǎn)的壓力， 表盤指針?biāo)甘镜目潭葘?duì)應(yīng)某一壓力值，由于小幅度波動(dòng)的壓力振擺和隨時(shí)間 而漂移的壓力偏移值很難通過壓力表指針反映出來，有限的刻度格數(shù)使讀數(shù)依 賴于實(shí)驗(yàn)操作者的目測習(xí)慣，從而使測量精度得不到保證且操作過程復(fù)雜繁瑣， 對(duì)液壓系統(tǒng)加載一卸荷時(shí)的被控壓力隨時(shí)間變化所反映的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)如動(dòng)態(tài) 超調(diào)，只能做出定性分析；實(shí)驗(yàn)臺(tái)利用橢圓齒輪流量計(jì)測量流量，由于指針指 示的刻度值是通過流量計(jì)的流體體積總量，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)需利用秒表觀測流量計(jì) 指針每分鐘走過的格數(shù)來計(jì)算此時(shí)的流量值，當(dāng)流量較小時(shí)，如測量溢流閥的 溢流量時(shí)，齒輪的轉(zhuǎn)速很低，泄漏量較大，致使誤差很大；為測量液壓缸活塞 桿在不同負(fù)載條件下的運(yùn)動(dòng)速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先測出活塞桿的總行程，再利用秒 表測量活塞桿走完這段行程所用時(shí)間，兩者相除得到活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度，這種 方法很難客觀準(zhǔn)確地反映液壓缸活塞桿帶負(fù)載工作時(shí)的速度特性。對(duì)于像閥門 快開、快關(guān)這樣的快速性試驗(yàn)，往往是通過人的經(jīng)驗(yàn)來判斷設(shè)備是否工作正常。 顯然用這種試驗(yàn)方法得到的結(jié)果帶有嚴(yán)重的人為誤差，效率低、精度差，而且 試驗(yàn)過程操作繁瑣、分析不方便。 隨著液壓技術(shù)、控制理論、微型計(jì)算機(jī)、測量測試技術(shù)、數(shù)字信息處理、 可靠性技術(shù)的發(fā)展，新的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)已朝著高速、高效、智能化、多功能化、 多樣化的液壓計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT)方向發(fā)展，早期的模式組成液壓設(shè)備試驗(yàn) 系統(tǒng)己停產(chǎn)或停止使用，因此，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)必須進(jìn)行更新?lián)Q代才能滿 足實(shí)際需求。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 1.2 本課題研究的內(nèi)容 液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)共分五個(gè)部分：（一）動(dòng)力部分，動(dòng)力部分主要包括油箱、 電動(dòng)機(jī)、油泵和濾油器。 （二）控制部分，控制部分主要包括溢流閥、電磁換向 閥、節(jié)流閥、調(diào)速閥等。 （三）執(zhí)行部分，執(zhí)行部分主要包括工作缸和加載缸， 排裝在試驗(yàn)臺(tái)的臺(tái)面上。 （四）電器部分，電器部分包括電器部箱和電器按鈕操 作箱。電器箱中主要有接觸器、熱繼電器、變壓器、容斷器等，位于實(shí)驗(yàn)臺(tái)后 部的右下角。電器按鈕操作箱主要包括各種控制按鈕和旋鈕以及紅綠信號(hào)燈， 位于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的右側(cè)。(五)測量部分，測量部分主要包括壓力表、功率表、流量 計(jì)、溫度計(jì)，它們安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上。由于本人的水平有限，在設(shè)計(jì)中難免 出現(xiàn)一些錯(cuò)誤和紕漏，希望評(píng)審老師批評(píng)指正，給予指導(dǎo)。 本課題的研究內(nèi)容為液壓傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力部分既液壓泵站，液壓泵站 是多種元、附件組和而成的整體，作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，它為一個(gè)或幾個(gè)系 統(tǒng)存放一定清潔度的工作介質(zhì)，并輸出一定壓力、流量的液體動(dòng)力，兼作整體 式液壓站安放液壓控制裝置基座的整體裝置。液壓泵站是整個(gè)液壓系統(tǒng)或液壓 站的一個(gè)重要部件，其質(zhì)量的優(yōu)劣和使用維護(hù)的合理性，對(duì)液壓設(shè)備性能關(guān)系 很大。 2.液壓泵站設(shè)計(jì) 液壓泵站 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 2.1 液壓泵站組成 液壓泵站是一種元件組合體，一般是由液壓泵組（液壓泵、電動(dòng)機(jī)、泵用 聯(lián)軸器、傳動(dòng)底座及管路附件等） 、油箱組件（油箱、液位計(jì)、空氣濾清器及放 油塞等） 、控溫組件（加熱器、冷卻器及溫度傳感器等） 、蓄能器組件和過濾器 組件等相對(duì)獨(dú)立的單元組合而成的。液壓泵站是為一個(gè)或幾個(gè)系統(tǒng)存放有一定 清潔度要求的工作介質(zhì)并輸出具有一定（或可調(diào)）壓力、流量的液體動(dòng)力的整 體裝置，是向液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源的重要部件。所以，液壓泵站設(shè)計(jì)與液壓裝 置可分離的各種液壓機(jī)械上。 2.2 液壓泵的選擇 液壓泵是向系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的 壓力能，根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的要求及液壓泵中葉片泵的特點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用葉片泵。 葉片泵的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、流量均勻、噪音小、 使用壽命長，但是它比齒輪泵相比對(duì)油液污染較敏感、結(jié)構(gòu)復(fù)雜 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 單作用式葉片泵有一個(gè)排油口和一個(gè)吸油口，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周、每兩片的容 積各吸排油一次，若是在結(jié)構(gòu)上把轉(zhuǎn)子和定子的偏心距做成可變的就是變量泵， 單作用式葉片泵適用于低壓大流量的場合，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的變量泵將采用這種形式 的泵。 2.2.1 液壓泵的最大工作壓力 的確定pP 液壓泵的最大工作壓力由公式(2-1)確定 （2-1）????p1 式中 —液壓缸或液壓馬達(dá)的最大工作壓力（ =25MPa）1p 1p —由液壓泵出口壓力到液壓缸進(jìn)口壓力之間的管路沿程阻力和局部?? 損失之和（MPa） 由經(jīng)驗(yàn)公式得： =0.2~0.5MPa?p ?。? =0.4MPa =25+0.4=25.4MPapP 2.2.2 液壓泵的流量 Q 和排量 V 液壓泵的排量 V 的確定： V=2πB(R 2-r2) =9.5mL / r （2-2） 式中 R—定子大圓弧半徑； B—葉片寬度； r—定子小圓弧半徑。 液壓泵的流量 Q 的確定： Q=Vnη v （2-3） =15L/min 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 式中：V—系統(tǒng)的排量； n—葉片泵的轉(zhuǎn)速，本系統(tǒng)所選的 n=1440r/min η v —容積效率，一般為 1.1~1.3 之間，本系統(tǒng)選擇 1.1 2.2.3 液壓泵的規(guī)格確定 本系統(tǒng)擬訂的液壓泵的形式，根據(jù)最大工作壓力和流量，查閱文獻(xiàn) [3]，選 擇相應(yīng)的規(guī)格如表 2-1 所示： 表 2-1 變量泵的主要參數(shù) 型號(hào) 排量 （mL/r） 壓力 （MPa） n（r/min） 變量葉片泵 YBPD-10 15 10 1500 2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)以上液壓泵的具體數(shù)據(jù)，我們確定本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電動(dòng)機(jī)的規(guī)格 電動(dòng)機(jī)的型號(hào) Y160M-4 式 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=1460r/min 額定功率 P=11KW 工作電壓：交流電壓 380v 2.4 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸或者回轉(zhuǎn)體，在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫 開的一種裝置，此外，聯(lián)軸器還可能具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移，緩沖和減振以及 安全防護(hù)等功能， 聯(lián)軸器在液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)用途：它主要用在電動(dòng)機(jī)與液壓泵之間，使其能 夠同心運(yùn)動(dòng)。 2.4.1 載荷的確定 由的參考文獻(xiàn)知道公稱轉(zhuǎn)矩 T: （2-4）npT50? 式中： —電動(dòng)機(jī)功率 （KW）本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用的電動(dòng)機(jī)的功率為 11KWp 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 —電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）實(shí)驗(yàn)選用的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1460r/minn =71.95N·m1460950?npT 轉(zhuǎn)矩: TKac 式中： —公稱轉(zhuǎn)矩 N·m —工作情況系數(shù)，工作情況系數(shù)由相關(guān)資料查的 =1.5aK aK 即: =107.9N·m95.71??TKac 2.4.2 聯(lián)軸器選擇 實(shí)驗(yàn)臺(tái)選擇凸緣聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，裝備方便，具有一定的彈 性和緩沖性能，能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移量 所選擇的聯(lián)軸器的型號(hào)參數(shù)： GY 型聯(lián)軸器 額定轉(zhuǎn)矩為 125N·m 許用最大轉(zhuǎn)速 3600r/min 軸徑 24~28mm 之間 2.5 油箱的設(shè)計(jì) 油箱圖如下： 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 2.5.1 油箱簡介 油箱的用途：油箱主要用來儲(chǔ)油和散熱，同時(shí)它也起著分離油液中的氣體及 沉淀物的作用； 油箱分類：油箱主要分開式和閉式兩種 閉式油箱一般指箱內(nèi)液面不直接與大氣連通，而將通氣孔直與具有一定壓力 的惰性氣體相連。沖氣壓力可達(dá) 0.05MPa。 開式油箱液面與大氣相通，為防止油液被大氣污染，在油箱頂部設(shè)置空氣濾 清器，并兼做油口用。開式油箱的使用非常廣泛，從實(shí)驗(yàn)臺(tái)的要求以及開始 油箱所具有的特點(diǎn)考慮，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選擇開式油箱 油箱設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求： (一)、油箱應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。油箱一般用 2.5~4mm 的鋼板焊接而成， 尺寸高大的油箱要加焊角鋼、加強(qiáng)筋等以增加油箱的剛度。油箱上蓋板若安 裝電動(dòng)機(jī)、液壓泵和其他液壓元件時(shí)，上蓋板不僅要適當(dāng)加厚，而且還要采 取措施局部加強(qiáng)。 (二)、油箱要有足夠的有效容積。油箱的有效容積應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散 熱平衡的原則來計(jì)算，但這只是在系統(tǒng)負(fù)載較大、長期連續(xù)工作時(shí)才有必要 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 進(jìn)行，一般只須按液壓泵的額定流量 qp 即可。 (三)、吸油管和回油管應(yīng)盡量相距遠(yuǎn)些。吸油管和回油管之間要用隔板隔開， 以增加油循環(huán)距離，使油液足夠的時(shí)間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)。 (四)、防止油液污染。為了防止油液污染，油箱上各蓋板、管口處都要妥善 密封。注油器上要加過濾網(wǎng)，為防止油箱出現(xiàn)負(fù)壓而設(shè)置的通氣孔上須裝空 氣濾清器。 (五)、易于散熱和維護(hù)保養(yǎng)。箱底離地應(yīng)有一定距離且適當(dāng)傾斜，以增大散 熱而積：在油箱底部的最低部位應(yīng)設(shè)置放油閥或油塞，以利于排放污油；在 易見的油箱側(cè)壁上應(yīng)設(shè)置液位計(jì)；過濾器的安裝位置應(yīng)便于裝拆；油箱內(nèi)壁 應(yīng)便于清洗。 (六)、油箱要進(jìn)行油溫控制。油箱正常工作的溫度應(yīng)在 15℃～65℃之間，在 環(huán)境溫度變化較大的場所要安裝熱交換器，但必須考慮它的安放位置以及測 溫、控制等措施。 (七)、油箱內(nèi)壁要加工。新油箱經(jīng)噴丸、酸洗和表面清洗后，內(nèi)壁可涂一層 與工作液相容的塑料膜或耐油清漆。 (八)、油箱的內(nèi)壁處理：為了清除焊渣和鐵銹，需要在油箱內(nèi)壁進(jìn)行拋丸或 噴砂處理，待灰砂清理干凈后，進(jìn)行磷化處理。 2.5.2 油箱的容量 在初步設(shè)計(jì)時(shí)。油箱的有效容量可按下述經(jīng)驗(yàn)公式確定： V=mqp (2-5) 式中：V 為油箱的有效容量；q p 為液壓泵的流量； m 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系 統(tǒng)時(shí) m=2~4,而實(shí)驗(yàn)臺(tái)油箱的有效容積一般取 4 倍 [3]。 QV0? 式中 —油箱的有效容量（L）0 Q—液壓泵的流量，實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓泵的流量 Q=15L/min L601540 ???QV 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 2.5.3 油箱的尺寸 油箱的有效容量一般為油箱容積的 0.8 倍， 油箱的尺寸的高、寬、長之比為 1：1：1~1：2：3。 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)中我們?nèi)￠L、寬、高為 800,600,550. 因此油箱的容積為 =0.264m30.8*6.5V? 有效容量為 V0=O.8*V=0.211m3 油箱采用鋼板焊接而成 2.6 液壓油的選擇 液壓系統(tǒng)對(duì)工作介質(zhì)的要求：液壓工作介質(zhì)一般稱為液壓油，液壓介質(zhì)的性 能對(duì)液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)有很大影響，液壓系統(tǒng)對(duì)工作介質(zhì)的基本要求如下： （一）有適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦浴?（二）氧化安定性和剪切安定性好。 （三）抗乳化性、抗泡沫性好。 （四）閃點(diǎn)、燃點(diǎn)要高，能防火、防爆。 （五） 有良好的潤滑性和防腐蝕性，不腐蝕金屬和密封性。 （六）對(duì)人體無害，成本低。 液壓介質(zhì)應(yīng)具有適宜的粘度和良好的粘-溫特性，油膜強(qiáng)度要高；具有較好的潤 滑性能；能抗氧化穩(wěn)定性好；腐蝕作用小，同時(shí)應(yīng)該具有消泡的能力。 系統(tǒng)中液壓泵的負(fù)荷最重，因此介質(zhì)粘度的選擇，主要以液壓泵來確定。 根據(jù)所選的泵及實(shí)驗(yàn)的要求，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用的液壓油為普通液壓油；代號(hào) YA- N46，在 50℃下的粘度為 27mm2/s，密度為 900kg/m3 3. 液壓輔件的選擇 3.1 管件 在液壓傳動(dòng)中常用的管子有鋼管、銅管、膠管以及尼龍管等液壓系統(tǒng)用鋼 管，常為無縫鋼管，有精密無縫鋼管和普通無縫鋼管，卡套式接頭須采用精密 無縫鋼管，焊接式管接頭一般采用普通無縫鋼管，材料用 15 或 16 號(hào)鋼，中高 壓或通徑（DN＞80）采用 15 號(hào)鋼，這些鋼管均要求在退火狀態(tài)下使用 銅管有紫銅管和黃銅管，紫銅管用于壓力較低（P≤6.5~10MPa）的管路， 裝配時(shí)可按需要來彎曲，但是抗振能力低且容易使油氧化，價(jià)格昂貴，黃銅可 承受的壓力為（P ≤25MPa） ，但是不如紫銅容易彎曲。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用黃銅管 在液壓系統(tǒng)中管路的聯(lián)接螺紋有公制細(xì)牙螺紋，55°非密封管螺紋，55° 密封管螺紋，60°圓錐管螺紋，以及公制（米制）圓錐管螺紋，螺紋的形式一 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 般根據(jù)回路公稱壓力確定，公稱壓力小于 16MPa 的中低壓系統(tǒng)，上述各種螺紋 聯(lián)接型式均可采用。 3.1.1 管道計(jì)算 管內(nèi)油路的流速推薦值 吸油管道取 v≤1～2m/s 壓油管道取 v≤2.5～5m/s 短管道及局部縮收處取 v≤7～10m/s 回流管道 v≤1.5～2.5m/s 說明：一般取 1m/s 以下 壓力高或管道較短時(shí)去大值，壓力低或者管道較大時(shí)小值，粘度大時(shí)取小值 管子內(nèi)徑 d： （3-1）vQd130? 式中 —液體的流量（L/min）Q —推薦的值選定（1m/s）vvQd130?107.3??? =15.2mm 按標(biāo)準(zhǔn)取值我們?nèi)」艿赖闹睆綖?16mm 管道的壁厚 ：? （3-2）][2?pd? 式中 —工作壓力（MPa）p [ ]—材料許用應(yīng)力（Mpa）? （3-3） nb??][ 其中: —抗拉強(qiáng)度（MPa）b 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 —安全系數(shù)，當(dāng) p﹤7MPa 時(shí) n=8n 由此可得管道的[ ]≤25MPa? 因此有： ][2?pd? = 4168? =2.6mm 按實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)管道本實(shí)驗(yàn)臺(tái)中我們選擇壁厚為 3mm 管道的彎曲半徑，通常取管子半徑的 3 倍 膠管 膠管是用于聯(lián)結(jié)兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件之間的管道，分高低壓兩種，高壓膠 管是以鋼絲編織或鋼絲纏繞骨架的膠管，用于壓力油管，低壓膠管是以麻線或 棉線編織體作為骨架的膠管，用于壓力較低的回路或差動(dòng)管路中，鋼絲編織膠 管由內(nèi)膠層，銅絲編織層，中間層和外膠層組成。 鋼絲編織層具有 1～3 層，鋼絲纏繞層有 2，3 和 6 層，層數(shù)越多，管徑越 小，耐壓力越高，鋼絲纏繞膠管還具有管體柔軟，脈沖性能好的優(yōu)點(diǎn)。 膠管參數(shù)的選擇及使用說明 膠管內(nèi)徑： 根據(jù)膠管內(nèi)徑與流量、流速的關(guān)系按下式計(jì)算： （3-4）vQA6? 式中： —膠管的通流面積（mm 2）A —管內(nèi)液體的流量（L/min）Q —管內(nèi)流速（m/s） ，通常膠管的允許流速 v≤6m/svvQA6?108.3?? =30mm2 又因?yàn)? （3-5）4dA?? 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 所以有: =6.18mm14.30??d 按實(shí)際設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)臺(tái)，我們選擇管子內(nèi)徑為 8mm 膠管尺寸規(guī)格 根據(jù)工作壓力和上式求的管子內(nèi)徑，選擇膠管的尺寸規(guī)格，高壓膠管的工 作壓力對(duì)不經(jīng)常使用的情況下可提高 20%，對(duì)于使用頻繁，經(jīng)常彎曲扭者要降 低 40% 3.1.2 管道安裝 應(yīng)考慮管在通入油壓，長度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮量為管長的 3~4%，因此在選擇管及膠管安裝時(shí)，應(yīng)避免膠管處于拉緊狀態(tài)。 管道的安裝： ⑴保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為了便于安裝，可沿管道涂以色紋以便檢查 ⑵膠管的管接頭軸線應(yīng)該盡量放置在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)，避免兩端互相運(yùn)動(dòng)時(shí)的 膠管受扭 ⑶避免與機(jī)械小尖角部分相融 3.2 管接頭 焊接式管接頭：它主要由接頭體、螺母和接管組成，在接頭體和接管之間用 o 形密封圈密封，當(dāng)接頭體插入機(jī)體時(shí)，采用金屬墊圈或組合墊圈，實(shí)現(xiàn)端面密 封，接管在管路系統(tǒng)中的鋼管用焊接連接，管接頭和機(jī)體的連接，主要采用普 通的舊牙螺紋。 密封焊接接式管接頭：除具備焊接式管接頭的優(yōu)點(diǎn)外，由于它的“O ”密封圈 在 24°錐體上，使密封有調(diào)節(jié)的可能，密封更可靠，工作溫度為-25℃~+80℃， 適用于以油、空氣等為介質(zhì)的管路系統(tǒng)中，目前國內(nèi)外多采用這種接頭。 錐密封焊接式管接頭有：直通式、直角式、三通式等多種形式，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)多采 用錐密封焊接式管接頭。 快換式接頭：快換式接頭分兩端開閉式和兩端開放式。兩端開閉式：管子拆開 后，可自行密封，管道內(nèi)的液體不會(huì)流失，因此適用于經(jīng)常拆卸的場合，結(jié)構(gòu) 比較復(fù)雜，局部阻力損失較大，工作壓力低于 31.5MPa，工作溫度-20 ℃~+80℃， 適用于油、氣為介質(zhì)的管路系統(tǒng)。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 3.3 過濾器 過濾器是液壓系統(tǒng)中的重要元件，它可以清除液壓油中的污染物，保持油 液清潔度，確定系統(tǒng)元件工作的可靠性。本液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)中過濾器的主要作用是 保護(hù)油泵，因此選擇線隙式過濾器，它的結(jié)構(gòu)簡單，通油性能好，可清潔，但 是過濾精度較低。 3.3.1 過濾器的類型選擇 過濾器的選擇要求 ⒈過濾器精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)的要求 ⒉具有足夠大的過濾能力，壓力損失小 ⒊濾芯及外殼應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度，不能因油壓而損壞 ⒋有良好的抗腐蝕性，不會(huì)對(duì)油液造成化學(xué)的或機(jī)械的污染 ⒌在規(guī)定的工作溫度下，能保持性能穩(wěn)定 ⒍清潔維護(hù)方便、安裝濾芯容易 ⒎結(jié)構(gòu)盡量簡單、緊湊 ⒏價(jià)格低廉 3.4 空氣濾清器 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 空氣濾清器簡稱空濾器，它是油箱的呼吸器。在液壓系統(tǒng)中，凈化工作油 是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)?？諝鉃V清器能保持油箱內(nèi)油液的清潔，既可以防止贓物顆 粒從外部進(jìn)入油箱，又能延長油液及元件的工作周期和使用壽命，從而保證了 液壓系統(tǒng)的正常工作。此外，液壓系統(tǒng)工作時(shí)，空氣濾清器能維持油箱內(nèi)的壓 力和大氣壓力平衡，以免泵可能出現(xiàn)空穴現(xiàn)象。根據(jù)系統(tǒng)要求選擇 EF1-25 空氣 濾清器。 3.4.1 線隙式過濾器 盡管各種過濾器的使用性能不同，其過濾機(jī)理各有特性，但在選擇和設(shè)計(jì)過濾 器的過程中應(yīng)主要注重考慮過濾器的過濾材料相容性、流量壓差特性、過濾精 度的選擇、濾芯強(qiáng)度等主要設(shè)計(jì)要素參數(shù)由于本系統(tǒng)選擇的是葉片泵，根據(jù)系 統(tǒng)要求選擇 CGQ 系列強(qiáng)磁管路過濾器。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 4 .液壓泵站的安裝和搬運(yùn) 4.1 液壓站的使用維護(hù)與故障排除 眾所周知，液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域逐年擴(kuò)大并已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代動(dòng)力傳動(dòng)與控 制的重要手段。在實(shí)際應(yīng)用過程中，一個(gè)設(shè)計(jì)合理且按規(guī)范化操作和維護(hù)的系 統(tǒng)，一般而言故障率是極低的，然而，如果設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用維護(hù)過程 中存在不足與缺陷，將制約系統(tǒng)乃至主機(jī)的正常運(yùn)行和使用壽命、工作性能及 產(chǎn)品質(zhì)量，從而影響液壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，所以，液壓系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使 用與維護(hù)在液壓技術(shù)中占有重要地位。 正確合理地設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試及規(guī)范化使用維護(hù)液壓站，是保證其長期發(fā)揮和保 持良好工作性能的重要條件之一。為此，在液壓站的安裝調(diào)試中，必須熟悉主 機(jī)的工況特點(diǎn)及其液壓系統(tǒng)的工作原理與各組成部分的結(jié)構(gòu)、功能和作用，并 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行；在系統(tǒng)使用中應(yīng)對(duì)其加強(qiáng)日常維護(hù)和管理，并遵循 制造廠的使用維護(hù)要求。 4.2 液壓站的安裝調(diào)試 在安裝液壓站之前，須作如下準(zhǔn)備工作：了解液壓站各部分的安裝要求， 明確安裝現(xiàn)場的施工程序和施工方案。熟悉有關(guān)技術(shù)文件和資料，包括液壓系 統(tǒng)原理圖、液壓控制裝置的集成回路圖、電氣原理圖、各部件的總裝圖、管道 布置圖、液壓元件和輔件清單及有關(guān)產(chǎn)品樣本等。落實(shí)安裝所需人員并按液壓 元、輔件清單，準(zhǔn)備好元輔件、機(jī)械及工具等有關(guān)物料，對(duì)液壓元輔件的規(guī)格、 質(zhì)量按設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定進(jìn)行細(xì)致檢查不合格的元件和物料，不得裝上液壓 站。 液壓站作為液壓設(shè)備的重要組成部分，其安裝現(xiàn)場的施工程序和施工方案 與主機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及液壓裝置的總體配置形式有關(guān)。集中配置型的特點(diǎn)是將液 壓動(dòng)力源裝置、液壓控制裝置等獨(dú)立安裝在主機(jī)之外，僅將系統(tǒng)的執(zhí)行器與驅(qū) 動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)安裝在主機(jī)上，再用管道實(shí)現(xiàn)液壓裝置與主機(jī)的連接。所以主機(jī) 的安裝和液壓系統(tǒng)的安裝既可以同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行，也可以非同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行。 液壓元件和管件的質(zhì)量檢查，液壓元件的型號(hào)規(guī)格應(yīng)與元件清單上一致， 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；管道的材質(zhì)、牌號(hào)、通徑、壁厚和管接頭 的型號(hào)、規(guī)格及加工質(zhì)量均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定；液壓元件一般不宜隨 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 便拆解，但對(duì)于內(nèi)部污染或出廠、庫存時(shí)間過久、密封件可能自然老化大的元 件則應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行拆洗和測試。液壓泵與原動(dòng)機(jī)之間一般應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器 連接，聯(lián)軸器的形式及安裝要求應(yīng)符合泵制造廠的規(guī)定，液壓泵與原動(dòng)機(jī)間的 同軸度偏差應(yīng)在 0.1mm 毫米以內(nèi)，軸線的傾角不大于 1 度；液壓泵的旋轉(zhuǎn)方向 及進(jìn)、出油口方向不得接反；外露的旋轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器必須設(shè)置防護(hù)罩。 新制造和安裝的液壓站必須進(jìn)行調(diào)試，使其在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下能夠滿足主 機(jī)工藝目的要求；當(dāng)液壓站經(jīng)過維修、保養(yǎng)并進(jìn)重新裝配后，也必須進(jìn)行調(diào)試 后才能投入使用。 結(jié) 論 液壓傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要用于液壓傳動(dòng)課程教學(xué)中的各種實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也能 為實(shí)際的液壓系統(tǒng)提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 液壓泵站是由一個(gè)定量泵和一個(gè)變量泵組成系統(tǒng)泵源，兩泵即可單獨(dú)提供 油，也可同時(shí)供油，考慮到實(shí)驗(yàn)過程中的安全性和電機(jī)的低壓啟動(dòng)等因素，在 兩液壓泵的壓油口上各設(shè)置了一個(gè)先導(dǎo)式溢流閥做安全閥，并利用其遠(yuǎn)程控制 口通過一個(gè)二位二通電磁換向閥控制系統(tǒng)卸荷與開壓，工作臺(tái)框架布置多個(gè)元 件閥板，管道連接采用快換接頭和膠管組成，裝拆方便電氣采用 PLC 技術(shù)控制， 配有延時(shí)裝置以配合液壓實(shí)驗(yàn)的要求，具有靈活性、實(shí)驗(yàn)性、直觀性。 液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)可進(jìn)行壓力、流量、時(shí)間、速度等的測量，溫度可以自行 控制,有電源保護(hù)設(shè)置，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)安全可靠。 液壓綜合實(shí)驗(yàn)態(tài)備有各種閥板，連通管接頭，插頭等元件供實(shí)驗(yàn)用。實(shí)驗(yàn) 配備的附件齊全，能滿足實(shí)驗(yàn)中學(xué)生自己組裝實(shí)驗(yàn)的需求，增加學(xué)生的動(dòng)手能 力；使實(shí)驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用更廣泛、實(shí)驗(yàn)回路多樣化。 本文主要研究液壓泵站方面的基本設(shè)計(jì)，各部件的選擇以及其他元件基本 以滿足壓力控制回路為主，有其他回路研究需要者，可按要求選擇自己實(shí)驗(yàn)要 求選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)元件。 液壓泵站在設(shè)計(jì)中綜合考慮了使用和經(jīng)濟(jì)性，采用了新技術(shù)、新工藝、新材料，使 得實(shí)驗(yàn)臺(tái)具備了低泄漏、噪聲低、能耗低、操作簡單的特點(diǎn)，基本上適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的 要求。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) [1] 張利平.液壓站.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008. [2] 黃志堅(jiān).液壓輔件.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. [3] 張利平.液壓泵及液壓馬達(dá). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. [4] 周明衡.聯(lián)軸器選用手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社. 2008 [5] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000. [6] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第三版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001. [7] 杜國森.液壓元件產(chǎn)品樣本.第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000. [8] 陳于萍，周兆元.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [9] 趙應(yīng)樾.現(xiàn)代實(shí)用液壓輔件.上海：上海交通大學(xué)出版社，2002 [10] 劉鴻文.材料力學(xué).第三版.北京:高等教育出版社，2002. [11] 韓桂華.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)禁忌. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011. [12]陳奎生.液壓與氣壓傳動(dòng).武漢.武漢理工大學(xué)出版社，2001. [13] 蔣曉.AUTOCAD 2008 中文版.北京.清華大學(xué)出版社，2008. [14]何銘新，錢可強(qiáng). 機(jī)械制圖.第五版.北京.高等教育出版社，2003. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 附錄 液壓系統(tǒng)圖 圖中， A 為油箱;B 為過濾器；C 變量泵;D 為單向閥 ;；E 為溢流閥。 致 謝 感謝所有幫助過我的老師們，你們?cè)跍y量和設(shè)計(jì)過程中給了我很多細(xì)心的 指導(dǎo)，尤其是楊衛(wèi)平教授，在設(shè)計(jì)過程中為我們爭取了很多機(jī)會(huì)，在設(shè)計(jì)過程 中多次組織我們答疑，不僅指導(dǎo)了我們很多在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的各種問題，同 時(shí)還引導(dǎo)我們自己去解決設(shè)計(jì)中遇到的各種關(guān)鍵部分問題，常常督促我們，不 定期的檢查我們的設(shè)計(jì)情況，保證了我們?cè)O(shè)計(jì)的質(zhì)量，也使我們?cè)谝?guī)定的時(shí)間 里完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這里我真誠的感謝這些我們無私的付出自己時(shí)間和精力 老師們。 在這里我也向大學(xué)四年里教過我們的所有老師表示感謝，是你們教給了我 知識(shí)，是你們教會(huì)了我們做人的道理，你們?cè)诮虒W(xué)上對(duì)我們是多么的嚴(yán)厲，在 生活上對(duì)我們是多么的照顧，甚至比對(duì)你們自己的孩子都要好，老師沒有你們 就沒有我們的將來！是你們給了我們未來！ 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 最后感謝同窗們，是你們的體諒和幫助，我才能這么順利的昨晚畢業(yè)設(shè)計(jì)， 有多少個(gè)日日夜夜，我們一起再電腦前一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們一起互相幫助， 互相答疑，我的設(shè)計(jì)才能這么快完成，謝謝你們，我的好同窗，好室友?。?