18噸液壓絞車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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18噸液壓絞車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄

第一章   前言 5

1.1液壓傳動的發(fā)展概況 5

1.2液壓傳動在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用 5

1.3 液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) 6

1.4液壓系統(tǒng)的基本組成 7

第二章  液壓絞車的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) 8

2.1液壓絞車的基本結(jié)構(gòu) 8

2.2 工況分析 9

2.2.1負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制 10

2．3擬定液壓系統(tǒng)原理圖 10

2.3.1確定供油方式 10

2.3.2自動補(bǔ)油保壓回路的設(shè)計(jì) 10

2.3.3 釋壓回路的設(shè)計(jì) 11

2.4液壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計(jì) 12

2.4.1主缸運(yùn)動工作循環(huán) 12

2.4.2頂出缸運(yùn)動工作循環(huán) 13

第三章    液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型 14

 3．1液壓元件的選擇 15

3．2.確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機(jī)功率 15

3.3閥類元件及輔助元件的選擇 16

3.4管道尺寸的確定 18

 3.5液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 20

3.6系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 20

第四章   液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22

4.1 液壓馬達(dá)主要尺寸的確定 22

4.2 液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24

第五章   液壓集成油路的設(shè)計(jì) 26

5.1液壓油路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26

5.2液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 27

5.2.1液壓集成回路設(shè)計(jì) 27

5.2.2液壓集成塊及其設(shè)計(jì) 27

第六章   液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29

6．1 液壓站的結(jié)構(gòu)型式 29

6．2 液壓泵的安裝方式 29

6.3液壓油箱的設(shè)計(jì) 29

6.3.1 液壓油箱有效容積的確定 29

6.3.2  液壓油箱的外形尺寸設(shè)計(jì) 30

6.3.3  液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30

6.4液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32

6.4.1  電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式 32

6.4.2 液壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 33

6.4.3  電動機(jī)的選擇 33

第七章  總結(jié) 34

參 考 文 獻(xiàn) 35                                               

第一章   前言

1.1液壓傳動的發(fā)展概況

液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

    第一個(gè)使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫?布拉曼(Joseph  Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得到改善。 

    我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。

 目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。

1.2液壓傳動在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)床工業(yè)——磨床、銑床、刨床、拉床、絞車、自動機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等

工程機(jī)械——挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等

汽車工業(yè)——自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等

農(nóng)業(yè)機(jī)械——聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等

輕工機(jī)械——打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等

冶金機(jī)械——電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等

起重運(yùn)輸機(jī)械——起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)?/p>

礦山機(jī)械——開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等

建筑機(jī)械——打樁機(jī)、平地機(jī)等

船舶港口機(jī)械——起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等

鑄造機(jī)械——砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等

本機(jī)器適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本機(jī)器具有獨(dú)立的動力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)。采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種操作方式。本機(jī)器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動作供選擇。定壓成型之工藝動作在壓制后具有保壓、延時(shí)、自動回程、延時(shí)自動退回等動作。 本機(jī)器主機(jī)呈長方形，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動工藝動作的循環(huán)。

1.3 液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) 

液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，自19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動化、智能化，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面。

作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機(jī)型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)的周期也比較短。

近年來在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動作速度快、易于集成的特點(diǎn)，從70年代初期開始出現(xiàn)，至今已得到了很快的發(fā)展。我國從1970年開始對這種閥進(jìn)行研究和生產(chǎn)，并已將其廣泛的應(yīng)用于冶金、鍛壓等設(shè)備上，顯示了很大的優(yōu)越性。

液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，絞車是一種用靜壓來加工產(chǎn)品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。

 由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下的特點(diǎn)：

（1） 工作臺較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求；

（2） 有頂出裝置，以便于頂出工件；

（3） 液壓機(jī)具有點(diǎn)動、手動和半自動等工作方式，操作方便；

（4） 液壓機(jī)具有保壓、延時(shí)和自動回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定程成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制；

（5） 液壓機(jī)的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。

1.4液壓系統(tǒng)的基本組成 

1）能源裝置——液壓泵。它將動力部分（電動機(jī)或其它遠(yuǎn)動機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。

2）執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓馬達(dá)、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動負(fù)載做功。

3）控制裝置——液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

4）輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。

5）工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。

3.  法蘭支架式  電動機(jī)與液壓泵先以法蘭聯(lián)接，法蘭再與支架聯(lián)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，電動機(jī)與液壓泵的同軸度靠法蘭盤上的止口來保證。

本設(shè)計(jì)采用法蘭支架式聯(lián)接。同時(shí)考慮本設(shè)計(jì)中的電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接在安裝時(shí)產(chǎn)生同軸度誤差帶來的不良影響，常用帶有彈性的聯(lián)軸器。為了增加電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接剛性，避免產(chǎn)生共振，本設(shè)計(jì)把液壓泵和電動機(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。

6.4.2 液壓泵結(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.  考慮液壓油箱的大小與剛度，液壓泵與電動機(jī)裝在液壓油箱的蓋子上或裝在液壓油箱之外。

3.  在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運(yùn)動部件。手動換向閥的位置必須靠近操作部位。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動調(diào)整或裝拆電磁鐵。壓力表及其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。

4.  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)。相互平行的管道應(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)，影響使用壽命。

6.4.3  電動機(jī)的選擇

電動機(jī)的選擇范圍包括：電動機(jī)的種類、類型，容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及其各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。而且對這些參數(shù)要綜合進(jìn)行考慮。

選擇電動機(jī)的容量是電力傳動系統(tǒng)能否經(jīng)濟(jì)和可靠運(yùn)行的重要問題。如果電動機(jī)容量大小，長期處于過載運(yùn)行。造成電動機(jī)絕緣過早地?fù)p壞；如果容量過大，不僅造成設(shè)備上的浪費(fèi)，而且運(yùn)行效率低，對電能的利用不經(jīng)濟(jì)。因此，選擇電動機(jī)時(shí)，首先應(yīng)是在各種工作方式下選擇電動機(jī)的容量。

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[28] 李建興.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.7

致  謝

經(jīng)過幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的匱乏，本次設(shè)計(jì)難免有考慮不周的地方。如果沒有教授的悉心指導(dǎo)以及本組人員的支持，恐怕設(shè)計(jì)不會這樣順利完成。自開題以來，設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)羅老師都認(rèn)真指導(dǎo)，從資料的查閱到具體方案的修改,老師都提出了寶貴的建議，讓我受益匪淺。除此之外，老師科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的知識更是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。在此對羅教授及本組的同學(xué)表示衷心的感謝！

最后還要感謝曾教導(dǎo)過和給我?guī)椭睦蠋?！是你們曾?jīng)辛勤的付出才有了我今天知識的積累。

18 噸液壓絞車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄 第一章 前言 ................................................ 3 壓傳動的發(fā)展概況 ......................................................... 3 壓傳動在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用 ................................................. 3 壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) ..................................................... 4 壓系統(tǒng)的基本組成 ......................................................... 5 第二章 液壓絞車的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) ............................ 6 壓絞車的基本結(jié)構(gòu) ......................................................... 6 況分析 ................................................................... 6 載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制 .................................................... 7 2． 3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 ........................................................ 7 定供油方式 ................................................................... 7 動補(bǔ)油保壓回路的設(shè)計(jì) .......................................................... 7 壓回路的設(shè)計(jì) ................................................................. 8 壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計(jì) ....................................................... 9 缸運(yùn)動工作循環(huán) ................................................................ 9 出缸運(yùn)動工作循環(huán) ............................................................. 10 第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型 ........................... 10 3． 1 液壓元件的選擇 .......................................................... 12 3． ................................................... 12 類元件及輔助元件的選擇 ......................................................... 13 道尺寸的確定 .................................................................. 15 壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 ........................................................... 17 統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 .................................................................. 17 第四章 液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................. 18 壓馬達(dá)主要尺寸的確定 .................................................... 18 壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................ 20 第五章 液 壓集成油路的設(shè)計(jì) ................................. 22 壓油路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................... 22 壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) ...................................................... 23 壓集成回路設(shè)計(jì) ............................................................... 23 壓集成塊及其設(shè)計(jì) ............................................................. 23 第六章 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................... 24 6． 1 液壓站的結(jié)構(gòu)型式 ......................................................... 24 6． 2 液壓泵的安裝方式 ......................................................... 24 壓油箱的設(shè)計(jì) ............................................................ 25 壓油箱有效容積的確定 ........................................................ 25 液壓油箱的外形尺寸設(shè)計(jì) ....................................................... 25 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................... 26 壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................... 28 電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式 ..................................................... 28 壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) ...................................................... 28 電動機(jī)的選擇 ................................................................. 28 第七章 總結(jié) .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參 考 文 獻(xiàn) ................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第一章 前言 壓傳動的發(fā)展概況 液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù) 17 世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的 一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 第 一 個(gè) 使 用 液 壓 原 理 的 是 1795 年 英 國 約 瑟 夫 · 布 拉 曼 (749在倫敦用水作為工作介質(zhì) ,以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上 ,誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。 1905年他又將工作介質(zhì)水改為油 ,進(jìn)一步得到改善。 我國的液壓工業(yè)開始于 20世紀(jì) 50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。 60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、 農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。 目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國 際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛 。 壓傳動在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用 機(jī)床工業(yè) —— 磨床、銑床、刨床、拉床、絞車、自動機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等 工程機(jī)械 —— 挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等 汽車工業(yè) —— 自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等 農(nóng)業(yè)機(jī)械 —— 聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等 輕工機(jī)械 —— 打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等 冶金機(jī)械 — — 電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等 起重運(yùn)輸機(jī)械 —— 起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)? 礦山機(jī)械 —— 開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等 建筑機(jī)械 —— 打樁機(jī)、平地機(jī)等 船舶港口機(jī)械 —— 起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等 鑄造機(jī)械 —— 砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等 本機(jī)器適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本機(jī)器具有獨(dú)立的動力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)。采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種操作方式。本機(jī)器的工作壓力、壓制速度、空載快速 下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動作供選擇。定壓成型之工藝動作在壓制后具有保壓、延時(shí)、自動回程、延時(shí)自動退回等動作。 本機(jī)器主機(jī)呈長方形，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動工藝動作的循環(huán)。 壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) 液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，自 19 世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和 整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動化、智能化，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面。 作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機(jī)型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國內(nèi)外液 壓機(jī)都趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)的周期也比較短。 近年來在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動作速度快、易于集成的特點(diǎn)，從 70 年代初期開始出現(xiàn)，至今已得到了很快的發(fā)展。我國從 1970 年開 始對這種閥進(jìn)行研究和生產(chǎn)，并已將其廣泛的應(yīng)用于冶金、鍛壓等設(shè)備上，顯示了很大的優(yōu)越性。 液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，絞車是一種用靜壓來加工產(chǎn)品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。 由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下的特點(diǎn)： （ 1） 工作臺較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求； （ 2） 有頂出裝置，以便于頂出工件； （ 3） 液壓機(jī)具有點(diǎn)動、手動和半自動等工作方式，操作方便； （ 4） 液壓機(jī)具有保壓、延時(shí)和 自動回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定程成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制； （ 5） 液壓機(jī)的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。 壓系統(tǒng)的基本組成 1）能源裝置 —— 液壓泵。它將動力部分（電動機(jī)或其它遠(yuǎn)動機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。 2）執(zhí)行裝置 —— 液壓機(jī)（液壓馬達(dá)、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動負(fù)載做功。 3）控制裝置 —— 液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功 能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥 (安全閥 )、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 4）輔助裝置 —— 油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等 實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。 5）工作介質(zhì) —— 液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。 第二章 液壓絞車的液壓系統(tǒng) 原理設(shè)計(jì) 壓絞車的基本結(jié)構(gòu) 液壓絞車機(jī)身屬于四立柱機(jī)身。機(jī)身由上橫梁、下橫梁和四根立柱組成。液壓機(jī)的各個(gè)部件都安裝在機(jī)身上，其中上橫梁的中間孔安裝工作缸，下橫梁的中間孔安裝頂出缸，工作臺面上開有開有 來安裝模具。活動橫梁的四個(gè)角上的孔套裝在四立柱上，上方和工作缸活塞相連接，由其帶動橫梁上下運(yùn)動。機(jī)身在液壓機(jī)工作中承受全部的工作載荷。 工作缸采用活塞式雙作用缸，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸上腔，活塞帶動橫梁向下運(yùn)動，其速度慢，壓力大，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸下腔，活塞向上運(yùn)動，其速度較快，壓力較小，符 合一般的慢速壓制、快速回程的工藝要求。 活動橫梁是立柱式液壓機(jī)的運(yùn)動部件，位于液壓機(jī)機(jī)身的中間，中間圓孔和上橫梁的工作活塞桿連接，四角孔在工作活塞的帶動下，靠立柱導(dǎo)向作上下運(yùn)動，活動橫梁的底面也開有 來安裝模具。 在機(jī)身下部設(shè)有頂出缸，通過頂桿可以將成型后的塑件頂出。 液壓機(jī)的動力部分是高壓泵，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽蛞簤簷C(jī)的工作缸和頂出缸提供高壓液體。 況分析 18噸液壓絞車設(shè)計(jì)用于海洋石油工程中的場地拖拉或碼頭系泊，也可用于海上作業(yè)船舶的移船或系泊。 18噸液壓絞 車具備兩種作業(yè)方式，既可以通過手動操縱絞車實(shí)現(xiàn)收纜和放纜目的，又可以以恒張力方式自動放纜。①滾筒負(fù)載 :滾筒最內(nèi)層鋼絲繩最大拉力 18噸。 ②滾筒速度 :滾筒最內(nèi)層鋼絲繩最大收、放線速度 40m/速度可無級變速。 ③滾筒恒張力 :絞車具有 18噸的恒張力功能，可在該范圍內(nèi)任意設(shè)定噸位。 ④滾筒直徑與形式 :670滾筒。 ⑤絞車設(shè)計(jì)使用的鋼絲繩直徑 : 36 ⑦滾筒容繩量及容繩層數(shù) :470m/5層。 ⑧外輸入動力電源 :交流 220v， 55相 載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的 繪制 負(fù)載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖 2所示： 2． 3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 定供油方式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)需要承受較大的工作壓力，系統(tǒng)功率也較大，現(xiàn)采用 軸向柱塞泵 631B，具有將壓力的純凈液壓油輸入到各種油壓機(jī)、液動機(jī)等液壓系統(tǒng)中，以生產(chǎn)巨大的工作動力，該柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便。 動補(bǔ)油保壓回路的設(shè)計(jì) 保壓回路的功用是使系統(tǒng)在液壓馬達(dá) 不動或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況下能保持穩(wěn)定不變的壓力。考慮到設(shè)計(jì)要求，保壓時(shí)間要達(dá)到 5s，壓力穩(wěn)定性好。選用液控單向閥保壓回路，則保壓時(shí)間較長，壓力穩(wěn)定性高，選用 用其中位滑閥機(jī)能，使液壓馬達(dá)兩腔封閉，系統(tǒng)不卸荷。設(shè)計(jì)了自動補(bǔ)油回路，且保壓時(shí)間由電氣元件時(shí)間繼電器控制。此回路完全適合于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機(jī)等。 自動補(bǔ)油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：按下起動按紐，電磁鐵 1電，電磁換向閥 6右位接入系統(tǒng)，油液一部分壓力油通過節(jié)流調(diào)速閥 8進(jìn)入主缸上腔；另一部分油圖 度負(fù)載循環(huán)圖 液將液控單向 閥 7打開，使主缸下腔回油，主缸活塞帶動上滑塊快速下行，主缸上腔壓力降低，其頂部充液箱的油經(jīng)液控單向閥 14 向主缸上腔補(bǔ)油。當(dāng)主缸活塞帶動上滑塊接觸到被壓制工件時(shí)，主缸上腔壓力升高，液控單向閥 14 關(guān)閉，充液箱不再向主缸上腔供油，且液壓泵流量自動減少，滑塊下移速度降低，慢速加壓工作。當(dāng)主缸上腔油壓升高到壓力繼電器 11 的動作壓力時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號，使電磁閥 1電，換向閥 6切換成中位；這時(shí)液壓泵卸荷，液壓馬達(dá)由換向閥 時(shí)壓力繼電器還向時(shí)間繼電器發(fā)出信號，使時(shí)間繼電器開始延時(shí)。保壓時(shí)間由時(shí)間繼 電器在0 壓回路的設(shè)計(jì) 釋壓回路的功用在于使高壓大容量液壓馬達(dá)中儲存的能量緩緩的釋放，以免它突然釋放時(shí)產(chǎn)生很大的液壓沖擊。一般液壓馬達(dá)直徑大于 25力高于 7，其油腔在排油前就先須釋壓。 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理：當(dāng)保壓延時(shí)結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號，使電磁閥 6電，二位二通電磁換向閥 10 處于下位，從而使主缸上腔壓力油液通過節(jié)流閥 9，電磁閥 10，與油箱連通，從而使主缸上腔油卸壓，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。 當(dāng)此腔壓力降至壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，換向閥 6 切換至左位，液控單向閥 7 打開，使液壓馬達(dá)上腔的油通過三位四通電磁閥 6，二位二通電磁閥 5，和順序閥 4 排到液壓馬達(dá)頂部的充液箱 13 中去，此時(shí)主缸快速退回。使用這種釋壓回路無法在釋壓前完全保壓，釋壓前有保壓要求時(shí)的換向閥也可用 且配有其它的元件。 機(jī)器在工作的時(shí)候，如果出現(xiàn)機(jī)器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時(shí)候，輸出的壓力油隨著工作的時(shí)間而增大，而無法使液壓油到達(dá)液壓馬達(dá)中，為了保護(hù)液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個(gè)直動式溢流閥 1， 起安全閥的作用，當(dāng)泵的壓力達(dá)到溢流閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，溢流閥打開，液壓油流回油箱，起到安全保護(hù)作用。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時(shí)也可以增加液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性，提高加工零件的精度。 壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計(jì) 缸運(yùn)動工作循環(huán) （ 1） 快速下行。按下起動按鈕，電磁鐵 1時(shí)的油路進(jìn)油路為： 變量泵 1→換向閥 6右位→節(jié)流閥 8→壓力繼電器 11和 液壓馬達(dá) 15上腔 回油路為： 液壓馬達(dá)下腔 15→已打開的液控單向閥 7→換向閥 6右位→電磁閥 5→背壓閥 4→油箱 油路分析：變量 泵 1的液壓油經(jīng)過換向閥 6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥 7 流經(jīng)繼電器 11，另一條路直接流向 液壓馬達(dá) 的上腔和壓力表。使 液壓馬達(dá) 的上腔加壓。 液壓馬達(dá) 15 下腔通過液控單向閥 7 經(jīng)過換向閥 6 的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因?yàn)檫@是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥 7 打開，使副油箱13的液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥 14給 液壓馬達(dá) 15上腔補(bǔ)油。使 液壓馬達(dá) 快速下行，另外背壓閥 接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動平穩(wěn)性。 （ 2） 保壓時(shí)的油路情況： 油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的 時(shí)候，壓力繼電器 11 發(fā)出信號，使換向閥 6的電磁鐵 1向閥回到中位，液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵 1在中位時(shí)，直接通過背壓閥直接回到油箱。 （ 3） 回程時(shí)的油路情況： 液壓馬達(dá)下腔回油路為： 變量泵 1→換向閥 6 左位→液控單向閥 7→液壓油箱 15的下腔 液壓馬達(dá)上腔回油路為： 液壓腔的上腔→液控單向閥 14→副油箱 13 液壓腔的上腔→節(jié)流閥 8→換向閥 6左位→電磁閥 5→背壓閥 4→油箱 油路分析： 當(dāng)保壓到一定時(shí)候，時(shí)間繼電器發(fā)出信號，使換向閥 6 的電磁鐵 2向閥接到左位，變量泵 1的液壓油通過換向閥旁邊的液控 單向閥流到液壓馬達(dá)的下腔，而同時(shí)液壓馬達(dá)上腔的液壓油通過節(jié)流閥 9（電磁鐵 6上腔油通過換向閥 10接到油箱，實(shí)現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過主油路的節(jié)流閥流到換向閥 6，再通過電磁閥 19，背壓閥 11流回油箱。實(shí)現(xiàn)釋壓。 （ 1） 向上頂出 當(dāng)電磁鐵 45位四通換向閥 6處于中位時(shí)，此時(shí)頂出缸的進(jìn)油路為： 液壓泵→換向閥 19 左位→單向節(jié)流閥 18→下液壓馬達(dá)下腔 頂出缸的回油路為： 下液壓馬達(dá)上腔→換向閥 19左位→油箱 （ 2）停留 當(dāng)下滑塊上移動到其活 塞碰到頂蓋時(shí)，便可停留在這個(gè)位置上。 （ 3）向下退回 當(dāng)停留結(jié)束時(shí)，即操作員取下工件時(shí)，啟動開關(guān)，使電磁閥 34閥 19換為右位。壓力油進(jìn)入頂出缸上腔，其下腔回油，下滑塊下移。進(jìn)油路： 液壓泵→換向閥 19右位→單向節(jié)流閥 17→下液壓馬達(dá)上腔 回油路： 下液壓馬達(dá)下腔換向→閥 19右位→油箱 (4) 原位停止 當(dāng)下滑塊退到原位時(shí)，是在電磁鐵 34斷電，換向閥 19處于中位時(shí)得到的。 第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型 3． 1 確定液壓馬達(dá)主要參數(shù) 按液壓機(jī)床類型初選液壓馬達(dá)的工作壓力為 1800據(jù)快進(jìn)和快退速度要求，采用單桿活塞液壓馬達(dá)?？爝M(jìn)時(shí)采用差動連接，并通過充液補(bǔ)油法來實(shí)現(xiàn)，這種情況下液壓馬達(dá)無桿腔工作面積 1A 應(yīng)為有桿腔工作面積 2A 的 6倍，即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 6關(guān)系。 快進(jìn)時(shí)，液壓馬達(dá)回油路上必須具有背壓 2p ,防止上壓板由于自重而自動下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊》表 2，可取 2p =1進(jìn)時(shí)，液壓馬達(dá)是做差動連接，但由于油管中有壓降 p? 存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計(jì)時(shí)可取1p ,快退時(shí)，回油腔是有背壓的，這時(shí) 2p 亦按 2 壓馬達(dá)內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 以單活塞桿液壓馬達(dá)為例來說明其計(jì)算過程。 11 1 2 2 1 1 2()6 P A P A P P? ? ? ? ? 1P —— 液壓馬達(dá)工作腔的壓力 P —— 液壓馬達(dá)回油腔的壓力 故： 3 2212 61() 1 5 0 1 0 9 . 80 . 0 6 6 22() ( 2 5 ) 0 . 9 1 066m ??? ? ?? ? ? ?1( 4 ) 0 0 4?? 55 0 . 2 9 0 4 0 . 2 6 566d D m? ? ? ? ?當(dāng)按 這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得： 320D , 280d 由此求得液壓馬達(dá)面積的實(shí)際有效面積為： 22 210 . 3 2 0 . 0 8 0 344 ?? ? ? 2 2 2 2 22( ) ( 0 . 3 2 0 . 2 8 ) 0 . 0 1 8 8 444? ? ? ?? ? ? 圖 活塞桿液壓馬達(dá)計(jì)算示意圖 ① 工作快速空程時(shí)所需流量 111? 液壓馬達(dá)的容積效率，取 ?31 30 . 0 8 0 3 0 . 3 1 0 6 0 1 5 0 6 ( )m i 9 6 1 0 ? ???? ② 工作缸壓制時(shí)所需流量 3122 30 . 0 8 0 3 0 . 0 1 1 0 6 0 5 0 . 1 8 7 5 ( )m i 9 6 1 0Q?? ? ?? ? ??③ 工作缸回程時(shí)所需流量 3232 30 . 0 1 8 8 4 0 . 0 6 1 0 6 0 7 0 . 6 5 ( )m i 9 6 1 0Q?? ? ?? ? ??3． 2 液壓元件的選擇 3． 定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機(jī)功率 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機(jī)類型，初定上液壓泵的工作壓力取為25考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為 1含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 611 ( 2 5 1 ) 1 0 2 6 P M P a? ? ? ? ? ? ? 上述計(jì)算所得的統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右因此選泵的額定壓力 / 0 . 8 2 6 / 0 . 8 3 1 . 2 5 M p a? ? ? 液壓泵的最大流量應(yīng)為： m q? ?式中壓泵的最大流量 q ??同 時(shí)動作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時(shí)的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 2 ~ 3 統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ，現(xiàn)取 。 m a x( ) 1 . 1 ( 7 0 . 6 5 2 . 5 ) 8 0 . 4 6 5 m i q K q q? ? ? ? ? ? ???1．選擇液壓泵的規(guī)格 由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負(fù)載 大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)），柱塞式變量泵有以下的特點(diǎn)： 1） 工作壓力高。因?yàn)橹c缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達(dá)到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達(dá)到的工作壓力，一般是（ 200 ~ 400 ） 510，最高可以達(dá)到 51000 10 。 2） 流量范圍較大。因?yàn)橹灰m當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變增大。 3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各 種變量型。 4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價(jià)格昂貴。 根據(jù)以上算得的械設(shè)計(jì)手冊》成大先 ：現(xiàn)選用 63 14 1? ，排量 63ml/r，額定壓力 32定轉(zhuǎn)速 1500r/積效率 92%? ，重量 71積效率達(dá) 92%。 2．與液壓泵匹配的電動機(jī)的選定 由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時(shí)液壓泵的供油壓力值為 26量為已選定泵的流量值。p??液壓泵的總效率。柱塞泵為 取p?? 選用 1000r/電動機(jī)，則驅(qū)動電機(jī)功率為：3 (1 8 . 3 5 0 ) 1 8 . 3 7( 6 0 0 . 8 2 )(1 0 ) W?? ?? ? ???選擇電動機(jī) 180 4，其額定功率為 類元件及輔助元件的選擇 1. 對液壓閥的基本要求 ： (1). 動作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動小。油液流過時(shí)壓力損失小。 (2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大 2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件及輔助元件型號和規(guī)格 主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥 的實(shí)際流量，其他還需考慮閥的動作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格： 表 壓絞車液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號規(guī)格 序號 元件名稱 估計(jì)通過流量()型號 規(guī)格 1 斜盤式柱塞泵 31B 32 160 80 40 通徑，壓力損失? 直動式溢流閥 120 150通徑， 32式聯(lián)接 4 背壓閥 80 0通徑， 21式聯(lián)接 5 二位二通手動電磁閥 80 226 三位四通電磁閥 100 340通徑，壓力 液控單向閥 80 2 通徑， 32 節(jié)流閥 80 0 通徑， 16 節(jié)流閥 80 0 通徑， 160 二位二通電磁 閥 30 22通徑，壓力 20 1 壓力繼電器 － 通徑， 2 壓力表開關(guān) － 30E 326測點(diǎn) 13 油箱 14 液控單向閥 2 通徑， 325 上液壓馬達(dá) 16 下液壓馬達(dá) 17 單向節(jié)流閥 48 0 通徑， 168 單向單向閥 48 0 通徑， 169 三位四通電磁換向閥 25 340 減壓閥 40 道尺寸的確定 油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。本設(shè)計(jì)中油管采用鋼管，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所須的壓力是高壓， P=P ， 鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接 頭來實(shí)現(xiàn)彎曲。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。 膠管用做聯(lián)接兩個(gè)相對運(yùn)動部件之間的管道。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。低壓膠管是麻絲或棉絲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，成本很高，因此非必要時(shí)一般不用。 1. 管接頭的選用： 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。 管接頭的種類很多，液壓系 統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有： 焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋采用國際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋（ 普通細(xì)牙螺紋（ M）。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細(xì)牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或 時(shí)也采用紫銅墊圈。 2. 管道內(nèi)徑計(jì)算： 4（ 1） 式中 Q—— 通過管道內(nèi)的流量 3v—— 管內(nèi)允許流速 見表： 表 壓系統(tǒng)各管道流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管 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). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取 v=4m/s 434 4 5 0 1 0 1 6 . 36 0 3 . 1 4 4Qd m m ??? ? ???根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》成大先 得：取 d=20管的外徑 D=28 管接頭聯(lián)接螺紋 2。 (2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑 ： 取 v=s 434 4 7 0 . 6 5 1 0 256 0 3 . 1 4 2 . 4Qd m m ??? ? ???根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》成大先 得：取 d=25管的外徑 D=34 管接頭聯(lián)接螺紋 2。 3. 管道壁厚 ? 的計(jì)算 2[ ]pd m? ??式中： p—— 管道內(nèi)最高工作壓力 d—— 管道內(nèi)徑 m []? —— 管道材料的許用應(yīng)力 [] ? b?—— 管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pa n—— 安全系數(shù)，對鋼管來說， 7p 時(shí)，取 n=8； 時(shí)， 取 n=6； 時(shí)，取 n=4。 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： 我們選鋼管的 材料 為 45#鋼，由此 可 得材料的抗拉 強(qiáng)度 b? =6006 0 0 M P a[ ] 1 5 0 M P ?? (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 633 1 . 2 5 1 0 2 0 1 0 2 . 12 [ ] 2 1 5 0pd m m a? ??? ? ?? ? ??(2). 液壓泵回油管道的壁厚 633 1 . 2 5 1 0 2 5 1 0 2 . 62 [ ] 2 1 5 0pd m m a? ??? ? ?? ? ??所以所選管道適用。 壓系 統(tǒng)的驗(yàn)算 上面已經(jīng)計(jì)算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為 322 但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗(yàn)算。 統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長，且發(fā)熱量最大。為了簡化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)時(shí)做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。 當(dāng) V=10mm/ v=600mm/ 2 30 . 3 2 0 . 6 / m i n 4 8 1 0 / m i v m m?? ?? ? ? ? ? ? 即 8 此時(shí)泵的效率為 的出口壓力為 1800有 2 6 4 8 236 0 0 . 9P K W K W????入 3 1010606001 4 7 00 0 0 ?? ?????輸出 即 出 此時(shí)的功率損失為： ? ?2 3 1 4 . 7 8 . 3P P P K W K W? ? ? ? ? ?入 出 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取 ? ???? ? 23 /1020 ， 油箱的散熱面積 332 2 2 20 . 0 6 5 0 . 0 6 5 1 6 5 0 9 . 0 8A V m m? ? ? ? ? 系統(tǒng)的溫升為 38 . 3 3 5 . 72 0 1 0 9 . 0 8 ? ? ? ??? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》成大先 箱中溫度一般推薦 30所以驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。 第四章 液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓馬達(dá)主要尺寸的確定 1) 液壓馬達(dá)壁厚和外經(jīng)的計(jì)算 液壓馬達(dá)的壁厚由液壓馬達(dá)的強(qiáng)度條件來計(jì)算。 液壓馬達(dá)的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓馬達(dá)的內(nèi)徑 的比值 10/ ??D 的圓筒稱為薄壁圓筒。工程機(jī)械的液壓馬達(dá)，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 ? ??? 2 計(jì) 計(jì) 算 過 程 式中 ? —— 液壓馬達(dá)壁厚 (m)； D—— 液壓馬達(dá)內(nèi)徑 (m)； 試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的 ( ? ? ??? —— 缸筒材料的許用應(yīng)力。無縫鋼管： ? ?00??。 = ? (1 8 . 3 1 . 2 5 ) 0 . 3 2 0 . 3 32 2 2 035????? ? ??取在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓馬達(dá) 的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過 程中的變形、安裝變形等引起液壓馬達(dá)工作過程卡死或漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。 液壓馬達(dá)壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng) 1D 為 9035232021 ?????? ? 2) 液壓馬達(dá)工作行程的確定 液壓馬達(dá)工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參閱 > 液壓馬達(dá)工作行程選 500l 缸蓋厚度的確定 一般液壓馬達(dá)多為平底 缸蓋，其有效厚度 無孔時(shí) ? ?? 孔時(shí) ? ?? ?02 22433.0 y ?? ?式中 t—— 缸蓋有效厚度 (m)； 2D —— 缸蓋止口內(nèi)徑 (m)； 0d—— 缸蓋孔的直徑 (m)。 液壓馬達(dá)： 無孔時(shí) 3 2 2 . 90 . 4 3 3 3 2 0 1 0 6 3110t m m m?? ? ? ? ?取 t=65孔時(shí) '3 2 2 . 9 3 1 00 . 4 3 3 0 . 3 1 1 0 4 9 . 61 0 0 2 7 0t m m m??? ? ? ??取 t’ =50)最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動支承面中點(diǎn)的距離 下圖 2 所示）。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓馬達(dá)的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓馬達(dá)的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。 對一般的液壓馬達(dá)，最小導(dǎo)向長度 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程 220 ?式中 L—— 液壓馬達(dá)的最大行程； D—— 液壓馬達(dá)的內(nèi)徑。 活塞 的寬度 B 一般取 B=(；缸蓋滑動支承面的長度 1l ，根據(jù)液壓馬達(dá)內(nèi)徑 當(dāng) ? ? 。 為保證最小導(dǎo)向長度 H，若過分增大 1l 和 B 都是不適宜的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套 的值。隔套的長度 決定，即 ? ??? 121 滑 臺液壓馬達(dá)： 最小導(dǎo)向長度： 5 0 0 3 2 0 1852 0 2H m m? ? ?取 H=200塞寬度： B=92蓋滑動支承面長度： 1 0 6 8l d m m??隔套長度： ? ?12 4 0 1 9 2 1 6 8 6 02C m m? ? ? ? ?所以無隔套。 液壓馬達(dá)缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓馬達(dá)缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 20。 液壓馬達(dá)： 缸體內(nèi)部長度 1 9 2 5 0 0 6 9 2L B l m m m m? ? ? ? ? 當(dāng)液壓馬達(dá) 支承長度 (10d 時(shí)，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)定性并進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。 壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓馬達(dá)主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓馬達(dá)的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程 1) 缸體與缸蓋的連接形式 缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條 件有關(guān)。 本次設(shè)計(jì)中采用外半環(huán)連接，如下圖 6 所示： 圖 體與缸蓋的連接方式 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式的優(yōu)點(diǎn)： (1)結(jié)構(gòu)較簡單 (2)加工裝配方便 缺點(diǎn)： (1)外型尺寸大 (2)缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚 2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 參閱 >用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。如下圖7所示： 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，在振動的工作條件下容易松動， 必須用鎖緊裝置。應(yīng)用較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓馬達(dá)。 2) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) (1)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋 、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。 參閱 >本次設(shè)計(jì)中，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為： 導(dǎo)向套與活塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向 套也可用耐磨材料。 蓋與桿的密封常采用 封可靠適用于中高壓液壓馬達(dá)。 防塵方式常用 J 形或三角形防塵裝置活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。 參閱 >本次設(shè)計(jì)中采用 圖 塞桿與活塞螺紋連接方式 第五章 液壓集成油路的設(shè)計(jì) 通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損 失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。 板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個(gè)液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進(jìn)出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝 、調(diào)試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差， 互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾 塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計(jì)規(guī)律裝配成一個(gè)液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。 本次設(shè)計(jì)采用系統(tǒng)由集成塊組成，由于本液壓系統(tǒng)的壓力比較大，所以調(diào)壓閥選擇換向閥等以及其他的閥采用廣州機(jī)床研究所的 壓油路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓油路板一般用灰鑄鐵來制造，要求材料致密，無縮孔疏松等缺陷。液壓油路板的結(jié)構(gòu)如圖 8 所示，液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，表面粗糙度值為 面連接壓力油管（ P）、回油管（ T）、泄露油管（ L）和工作油管（ A﹑ B）等。油管與液壓油路板通過管接頭用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過液壓油路板內(nèi)部的孔道連接，除正面外，其它加工面和孔道的表面粗糙度值為 圖 壓油路板的結(jié)構(gòu) 此外液壓油路板的安裝固定也是很重要的。油路板一般采用框架固定，要求安裝﹑維修和檢測方便。它可安裝固定在機(jī)床或機(jī)床附屬設(shè)備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。 壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 壓集成回路設(shè)計(jì) 1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路 P 和回油路 T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計(jì)液壓單元集成回路時(shí)，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。 2）把各個(gè)液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路 ，一個(gè)完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理 是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯(cuò)。 壓集成塊及其設(shè)計(jì) 液壓絞車由底板﹑換向集成塊﹑釋壓集成塊﹑頂蓋組成，由緊固螺栓把它們連接起來，再由四個(gè)螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油箱與底板連接，組成液壓站（見第六章），液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。下面分別介紹其設(shè)計(jì)。 （ 1）底板及供油塊設(shè)計(jì) 為底板 塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油 壓系統(tǒng)回油路 經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。 （ 2）頂蓋設(shè)計(jì) 頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。 （ 3）集成塊設(shè)計(jì) 集成塊的設(shè)計(jì)步驟： 1）制作液壓元件樣板。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對照實(shí)物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，按照輪廓線剪下來，便是液壓元件樣板。若產(chǎn)品樣本與實(shí)物有出入，則以實(shí)物為準(zhǔn)。 若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板可按底板提 供的尺寸來制作。若沒有底板，則要注意，有的樣本提供的是元件的俯視圖，做樣板時(shí)應(yīng)把產(chǎn)品樣本中的圖翻成 180°。 2）決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔 P﹑回油孔 T﹑泄露孔 L(有時(shí)不用 )及四個(gè)安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不小于壓力油孔。 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定?？着c孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。 與液壓油管連接