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皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 1頁(yè) 連鑄機(jī)矯直液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 作 者 指導(dǎo)教師 1 引言 1.1 矯直機(jī)國(guó)外現(xiàn)狀 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書和國(guó)內(nèi)外資料調(diào)研，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家專門有矯直機(jī)制造公司和研究機(jī)構(gòu)。進(jìn)十年來，德國(guó)、意大利、日本等國(guó)發(fā)展了手動(dòng)伺服控制精密液壓矯直機(jī)，其應(yīng)用比較普遍。全自動(dòng)精密液壓矯直機(jī)發(fā)展也較為完備。 日本東和精機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)的 ASP 系列智能型矯直機(jī)克服了經(jīng)驗(yàn)矯直的種種弊端，該機(jī)能自動(dòng)檢測(cè)工件在三維方向上的撓度，以計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，選出矯直點(diǎn)控制滑塊的行程值及其矯直撓度值。 日本國(guó)際計(jì)測(cè)器株式會(huì)社與長(zhǎng)春試驗(yàn)研究所合作生產(chǎn)了 ASC 系列矯直機(jī)。該機(jī)有自動(dòng)、半自動(dòng)、兩種模型，采用日本技術(shù)及其關(guān)鍵的零部件，由長(zhǎng)春試驗(yàn)研究所生產(chǎn)主機(jī)裝配。該矯直機(jī)有智能化的分析測(cè)量系統(tǒng)、可程控的電機(jī)、電器、機(jī)械、液壓、空壓等控制技術(shù)。ASC 系列矯直機(jī)靈活的人機(jī)界面、向用戶開放的技術(shù)條件為提高整機(jī)的工作效率創(chuàng)造了極大的方便 [1]。 德國(guó) DUNKES 公司生產(chǎn)矯直機(jī)的矯直力圍從 100~2000KN 共 11 個(gè)規(guī)格的手動(dòng)伺服單柱精密液壓矯直機(jī)。 德國(guó)的 MAE 公司發(fā)展了 ADS2.5RH 型 25KN 和 ADSF63RH 型 630KN 閉式全自動(dòng)液壓矯直機(jī)。該系統(tǒng)帶有與材料性能有關(guān)的自動(dòng)優(yōu)化工藝軟件，并以可編程的微處理器控制矯直和測(cè)試順序。其功能有：最大 8 個(gè)感覺位置的測(cè)量、處理和記憶系統(tǒng)；數(shù)字鍵盤的屏幕顯示終端并有人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)；以清楚的文字修正錯(cuò)誤信息和相應(yīng)的程序，能確定最終矯直階段的順序；大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的修正和求值；還有與主計(jì)算機(jī)連接的接口。適用于矯直中、大批量生產(chǎn)的對(duì)稱平衡件，或自動(dòng)生產(chǎn)線中的矯直工序 [2]。 MULLER WEINGARTEN 公司生產(chǎn)了用于矯直軸類零件的全自動(dòng)液壓矯直機(jī) PRE 系列。該系列矯直機(jī)為閉式，組合結(jié)構(gòu)床身，由電子系統(tǒng)控制工件的回轉(zhuǎn)和夾緊，可編程控制器可進(jìn)行編程記憶和主要故障防護(hù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及對(duì)矯直過程控制等。 還有一些生產(chǎn)矯直機(jī)知名度較高的企業(yè)，他們的矯直機(jī)都有較高的水平，集中表現(xiàn)在智能化、自動(dòng)化、測(cè)量精度高、生產(chǎn)節(jié)拍快等。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 2頁(yè) 1.2 矯直機(jī)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較普遍的是 Y41 系列單柱矯直壓裝機(jī)，該產(chǎn)品自動(dòng)化程度低，屬于憑經(jīng)驗(yàn)矯直，矯直精度低。 近年來，國(guó)內(nèi)的矯直設(shè)備有了很大的發(fā)展，總的發(fā)展趨勢(shì)如下： （1）系列完整、品種規(guī)格完全。 （2）精度高，檢測(cè)、顯示手段完善，矯直工件質(zhì)量好。 （3）附件齊全、矯直工藝范圍擴(kuò)大。 （4）向數(shù)控化、柔性化、自動(dòng)化方向發(fā)展。 合肥工業(yè)大學(xué)與合肥壓力機(jī)械廠合作，研究成功最大矯直力為 100KN 的精密矯直液壓機(jī)。該機(jī)采用移動(dòng)式手動(dòng)液壓伺服控制，具有壓力、行程和油溫?cái)?shù)字顯示和預(yù)置功能，并具有多種報(bào)警。該機(jī)的研制成功，提高了我國(guó)型材精密矯直工藝裝備的水平。對(duì)軸類零件，棒類零件等進(jìn)行精密矯直，可提高工件精度和生產(chǎn)效率。 手動(dòng)伺服控制精密矯直液壓機(jī)帶有適應(yīng)各種軸類零件的附件，調(diào)整操作方便，矯直精度高，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已普及應(yīng)用。我國(guó)液壓機(jī)行業(yè)在調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，應(yīng)積極開發(fā)技術(shù)附加值高的精密矯直液壓機(jī)系列及成套附件，完善檢測(cè)裝置，這樣對(duì)以國(guó)產(chǎn)品替代自產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等都具有廣闊的前景。 在型材轎直方面，國(guó)外學(xué)者將重點(diǎn)放在了鋼軌的研究上面，代表性的是澳大利亞的Schleinzer.G 的“ 鋼軌輥式矯直殘余應(yīng)力的研究 ”。這篇論文通過建立彈塑性模型，從理論上研究了鋼軌矯直過程，并通過建立三維有限元模型，全面仿真了矯直時(shí)鋼軌內(nèi)的殘余應(yīng)力變化。通過結(jié)合試驗(yàn)和已有文獻(xiàn)，徹底分析了鋼軌內(nèi)應(yīng)力的分布及對(duì)鋼軌性能的影響。比較全面的還有美國(guó)的 Varney 的“輥式矯直機(jī)理”。 1.3 研究現(xiàn)狀 H 型鋼的矯直，國(guó)外沒有系統(tǒng)的研究。最全面的是日本學(xué)者藤木武等所著的 “H 型鋼的反復(fù)彎曲變形機(jī)構(gòu)” 一文。文中以薄板為對(duì)象對(duì)輥式矯直機(jī)進(jìn)行了理論解析。之后，荒木或中島據(jù)此以單純的彎曲理論為基礎(chǔ)，建立了矯直過程的程序表計(jì)算法。這種計(jì)算法是把材料通過的支點(diǎn)坐標(biāo)作為初始條件，求出關(guān)于矯直過程的程序表。此種方法考慮到了矯直材料的初期曲率，通過研究矯直過程中彎曲變形的變化，使定量的解析成為可能。不過，這種方法沒有考慮到矯直輥位置的移動(dòng)和型鋼特有的由于矯直過程所造成的端面形狀的變形。 國(guó)內(nèi)對(duì)矯直所進(jìn)行的研究比較多，但理論上幾十年沒有變化。完善的文獻(xiàn)是崔莆所著的兩本書《矯直理論與參數(shù)計(jì)算》和《矯直原理與矯直機(jī)械》 ，其他眾多文章和教材從根本上皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 3頁(yè) 來說是都沒有脫離這兩本書的思路，所有分析實(shí)際上都來自 20 世紀(jì) 50 年代前蘇聯(lián)的研究。國(guó)內(nèi)自上世紀(jì)末開始生產(chǎn) H 型鋼以來，研究最多的是燕山大學(xué)。對(duì) H 型鋼的矯直的工藝特點(diǎn)研究的比較全面，著有《H 型鋼矯直穩(wěn)定性研究 》 《H 型鋼變輥距矯直的研究》 ， 《H 型鋼定輥距矯直的工藝方案及壓下規(guī)程》等文獻(xiàn)。 2 矯直機(jī)設(shè)計(jì) 2.1 矯直機(jī)的介紹 現(xiàn)行矯直方式可分為兩大類：A 輥式矯直；B 三點(diǎn)彎曲式矯直。輥式矯直機(jī)比較普遍，本文主要研究前一種輥式矯直理論及其所用設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的連鑄機(jī)的矯直機(jī)為五輥矯直機(jī)。其示意圖如圖 1 所示。 其中：1 為拉坯輥，2 為矯直輥。三個(gè)下輥固定支承，拉坯上輥和矯直上輥分別由兩個(gè)同步油缸支承。 圖 1 五輥矯直機(jī)示意圖 2.2 設(shè)計(jì)要求 （1）完成動(dòng)作：直線運(yùn)動(dòng)，即拉坯缸壓下和上升，矯直缸的壓下和上升。 （2）運(yùn)動(dòng)速度要求：拉坯缸和矯直缸對(duì)運(yùn)動(dòng)速度并不像精密機(jī)床那樣要求嚴(yán)格，可以說基本上沒有什么要求，只要能完成動(dòng)作即可，但要求動(dòng)作穩(wěn)定。 （3）操作控制方式：拉坯缸和矯直缸的壓下和上升，均由各自的電磁換向閥控制。整個(gè)連鑄中拉坯缸一直工作，即壓下拉坯上輥，連鑄結(jié)束后拉坯缸上升返回。 （4）其它：液壓泵站設(shè)在地下室，以避開高溫的連鑄坯。連鑄出坯對(duì)安全性和可靠性要求很高。 2.3 方案制定 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)要求，初步制定液壓系統(tǒng)的主要部分實(shí)現(xiàn)方案。 （1）調(diào)速方式 執(zhí)行元件是由機(jī)械部分給定的油缸，對(duì)速度的精度要求不高，故本系統(tǒng)采用單向節(jié)流閥皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 4頁(yè) 的回油調(diào)速回路。運(yùn)動(dòng)速度的快速性要求不高，故選擇泵流量時(shí)，也不必用大流量泵。 （2）回路的設(shè)置 考慮到連鑄出坯的可靠性，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置三個(gè)流，其中二流工作，一流備用，以防止有一流在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障，備用流可代替工作。 拉坯鋼在連鑄工作過程中一直處于壓下狀態(tài)，可以使用蓄能器做保壓回路。 由于有二個(gè)流，為保證二流各自能獨(dú)立工作，相互不影響，在進(jìn)入各流之前應(yīng)增加一個(gè)減壓回路。 （3）液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供的，而液壓源的核心是液壓泵。本系統(tǒng)使用的是節(jié)流調(diào)速回流，使用泵為定量泵?？紤]到可靠性問題，選用兩臺(tái)泵，一臺(tái)備用。 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 3.1 初選系統(tǒng)壓力 壓力和流量是液壓系統(tǒng)最主要的兩個(gè)參數(shù)。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)來計(jì)算和選擇液壓元件、輔件和原動(dòng)機(jī)的規(guī)格型號(hào)。系統(tǒng)壓力選定后，液壓缸主要尺寸的排量即可確定，液壓缸的主要尺寸的排量一經(jīng)確定，即可根據(jù)液壓缸的速度或轉(zhuǎn)速確定其流量。 (1)系統(tǒng)壓力選定的是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定情況下，若系統(tǒng)壓力選得過低，則液壓元、輔件的尺寸和重量就增加，系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)增加；若系統(tǒng)壓力選得較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸和造價(jià)會(huì)相應(yīng)降低。然而，若系統(tǒng)壓力選用過高，由于對(duì)制造液壓元、輔件的材質(zhì)、密封、制造精度等要求的提高，反而會(huì)增大或增加液壓設(shè)備的尺寸、重量忽然造價(jià)，其系數(shù)效率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)下降，因此不能一味追求高壓。參照《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)》中常用系統(tǒng)壓力表初選壓力為 4MPa。 選取回油腔壓力（背壓）P2，由表 1 取背壓為 0.5 MPa。 表 1 背壓經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 桿徑比 d/D 一般按下述原則選?。?當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般取 d/D=0.3~0.5，當(dāng)活塞桿受壓時(shí)，為保證壓桿的穩(wěn)定性，一般取 d/D=0.5~0.7 [3]。本次設(shè)計(jì)取 d/D=0.7。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 5頁(yè) 3.2 計(jì)算液壓缸尺寸 液壓缸示意圖如圖 2 所示 圖 2 液壓缸示意圖 由公式 12cmFPA???其中 為無桿腔壓力， 為有桿腔壓力 12P為無桿腔的有效面積， = 1A1A24D?液壓缸有腔桿的有效面積， = 2 22()d?——液壓缸的機(jī)械效率，一般取 0.9——0.97，在此取 =0.95 cm? cm?又由原始數(shù)據(jù)：拉坯缸與矯直缸負(fù)載均為 3.8KN（兩缸工作）為原負(fù)載一半。代入上式可得 = 22266[(0.7)]410.514DD??????3.81095?計(jì)算得 D=116mm 查《液壓工程手冊(cè)》取 D 為標(biāo)準(zhǔn) 125 mm，d=80 mm 3.3 確定系統(tǒng)壓力 代入 確定 P1 12cmFPA???—0.5 = 1?20.54??6102(.50.8)4??37.61095?得 4MPa P?故選 =4 MPa 為工作壓力 1皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 6頁(yè) 驗(yàn)算：公式 A minqv式中 A 為液壓缸有效工作面積（A1 或 A2） vq 在產(chǎn)品性能表可查。本系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速查得 為要求液壓缸達(dá)到最低工作速度，數(shù)據(jù)為 35mm /s（矯直缸） ，21 mm /s（拉坯缸） 矯直缸：A= = =0.0123 24D?20.152m= =0.0048 minqv36.??A （符合條件） inm拉坯缸： = =0.008 inqv3106.2??A （符合條件） min故可確定拉坯缸與矯直缸工作壓力為 4 MPa，無桿腔直徑為 125 mm，有桿腔為 80 mm 3.4 計(jì)算系統(tǒng)最大流量 =A Vmax= 0.035 1000 60=25L/min maxq?20.154??= 0 .021 1000 60=14.8L/min in2.4 液壓元件的選擇 4.1 液壓泵選擇 (1) 確定液壓泵工作壓力 : 液壓泵的最大工作壓力 Pp= + 1P?式中 為執(zhí)行元件的最大工作壓力 1P為液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失。初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)?單、流速不大的取 =0.2-0.5MPa；管路復(fù)雜、流速較大的取 =0.5-1.5MPa。 P?皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 7頁(yè) 據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 =1.5 MPa， 故 Pp=5.5MPa P?(2) 確定液壓泵流量 由原理圖可知，當(dāng)二流方坯同時(shí)出坯時(shí)，流量最大，由 ??maxpqK??K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取 1.1，故 =1.1 4 25=110L/min pq?——同時(shí)動(dòng)作的液壓缸的總流量 ??maxq?由于系統(tǒng)采用一個(gè)泵供油 故 =110 L/min p(3) 選擇液壓泵的規(guī)格： 按照系統(tǒng)擬訂的液壓泵的形式，根據(jù)其最大工作壓力和流量，參考產(chǎn)品樣本選擇液壓泵的規(guī)格。 前面我們所算的泵的最大工作壓力 僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)工作過程中存在過渡pP過程中的動(dòng)態(tài)壓力，其最大值往往比靜態(tài)壓力大的多。所以選取液壓泵的額定壓力時(shí)應(yīng)該比系統(tǒng)的最高壓力大 25%~60%，從而使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。高壓系統(tǒng)的壓力儲(chǔ)備應(yīng)該取小值，中、低壓系統(tǒng)的壓力儲(chǔ)備應(yīng)該取大值；最高壓出現(xiàn)時(shí)間較短，壓力儲(chǔ)備可取小些；反之，壓力儲(chǔ)備應(yīng)該取大些。液壓泵的流量應(yīng)該按所需的最大流量選取。 根據(jù)計(jì)算的流量。選擇泵的規(guī)格 YB-C129B，額定壓力 7MPa,排量 133.9mL/r [4]。 4.2 確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率和電機(jī)的選擇 因?yàn)樵诠ぷ餮h(huán)中，液壓泵的壓力和流量比較恒定，即泵的壓力和流量隨時(shí)間的變化比較平穩(wěn)，則液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 pPq??式中 ——液壓泵的最高工作壓力； pP——液壓泵的流量； q——液壓泵的總效率。 p?液壓泵的總效率即是液壓泵的容積效率與其機(jī)械效率之乘積。各類液壓泵的效率各不相同，一般葉片泵的總效率 。在計(jì)算過程中取葉片泵的總效率 ，故葉0.7~85B?? 0.75p??片泵的驅(qū)動(dòng)功率 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 8頁(yè) 635.10.916.77piPqKW?????選擇電機(jī)型號(hào)：YTSZ180M—4，其額定功率為 22KW。 [5] 4.3 控制閥的選擇 選擇控制閥的依據(jù)是系統(tǒng)的最高壓力和通過閥的實(shí)際流量以及閥的操縱、安裝方式等，需要注意的問題是： （1）確定通過閥的實(shí)際流量。 （2）控制閥的使用壓力、流量不要超過其額定值。否則，容易引起液壓卡緊和液動(dòng)力，對(duì)閥的工作品質(zhì)造成不良影響。也不要使通過減壓閥、順序閥的流量遠(yuǎn)小于其額定流量，否則，容易產(chǎn)生振動(dòng)和其它不穩(wěn)定現(xiàn)象。 （3）注意單向閥開啟壓力的合理選用。一般來說，為了減小流動(dòng)阻力損失，應(yīng)盡能使用低開啟壓力的單向閥。 （4）注意電磁換向閥的應(yīng)用場(chǎng)合。 （5）注意節(jié)流閥、調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量符合要求，其最小穩(wěn)定流量關(guān)系到執(zhí)行元件的最低工作速度是否能實(shí)現(xiàn)，故不可忽視。 據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各元、輔件的實(shí)際流量，所選擇的閥格如表 2 所示。 表 2 液壓元件表 規(guī)格 元件名稱 型號(hào) 額定流量 （ ） /minL額定壓力（） MPa單向節(jié)流閥 SRC.G-03-50 30 25 電磁換向閥 4WE50/OFAG24 60 31.5 單向節(jié)流閥 SRC.G-06-50 85 25 減壓閥 DR10-430/10M 80 10 二通插裝閥 Z2A-H16Z-4 160 31.5 5 蓄能器的選擇和計(jì)算 本系統(tǒng)的蓄能器主要作用是保持系統(tǒng)壓力，補(bǔ)充液壓系統(tǒng)的漏油，使泵在停止?fàn)顟B(tài)下保持壓力恒定，以節(jié)約能源。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 9頁(yè) 5.1 蓄能器的充氣壓力 確定 0P經(jīng)驗(yàn)公式 =0.25 -0.9 021式中： 蓄能器的充氣壓力 蓄能器的最高充液壓力 2P蓄能器的最低充液壓力 1根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力取 =5.5MPa ， =4.5MPa 2P1為了充分利用蓄能器的作用，使之放液最多，則取 =0.9 =0.9 4.5=4.05MPa 0P1?故取蓄能器的充氣壓力 =4.0 MPa 05.2 蓄能器的有效容積（ ）計(jì)算 0V用于補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏的蓄能器所需要的容積為一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)組不動(dòng)的時(shí)間間隔 T 內(nèi)，系統(tǒng)所有元件的泄漏量的總和。 取平均壓力為蓄能器的工作壓力，即 P= = =5MPa 12p?4.5設(shè)間歇時(shí)間為 5 分鐘， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 Q=2.1L/min(Q 為平均泄漏量) 由 =T Q= =10.5L 0V?2.15.3 總?cè)莘e（V）計(jì)算 由公式：V= 120()P??0V則 V= 10.5=38.4（L） 4.5(.)根據(jù)以上計(jì)算可選用蓄能器型號(hào)：NXQ-L40/100-A [6] L：螺紋連接 100：公稱壓力 10MPa A：結(jié)構(gòu)類型 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 10頁(yè) 6 管道選擇和計(jì)算 6.1 管道種類的選擇 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常用的管道有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管等。選擇的主要依據(jù)是系統(tǒng)的工作壓力、工作環(huán)境和液壓裝置的總體布局等，視具體工作條件、參考液壓手冊(cè)加以確定。6.2 管道內(nèi)徑的計(jì)算 管道內(nèi)徑一般根據(jù)所通過的最大流量和允許流速，按下式計(jì)算 41.3qdv??式中 ——通過管道的最大流量； q——管道內(nèi)液流允許流速； v——管道的內(nèi)徑； d① 吸油管道內(nèi)徑的計(jì)算： 取 =1m/s v3419.01.3.56qmv??????根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選 5d② 壓油管道內(nèi)徑的計(jì)算 取 =4m/s v3419.01.3. .2564qd mv??????根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選 dm③ 回油管道的計(jì)算 3419.01.3. .662qd mv??????根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選 5dm6.3 管道壁厚計(jì)算 2[]Pd????式中： 為金屬管道內(nèi)壁（m） d 為管子內(nèi)徑(m) 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11頁(yè) P 為工作壓力 (pa) [ ]允許壓力(pa) ?其中 [ ]= bn：管道材料的抗拉強(qiáng)度 （MPa） bn：安全系數(shù)； 因?yàn)?P1.071 MPa 所以系統(tǒng)驗(yàn)算后符合要求 9 系統(tǒng)效率和發(fā)熱計(jì)算 9.1 系統(tǒng)效率計(jì)算 由回路效率一般表達(dá)式： = c?12ipppqq???? ?式中： 、 ； 、 為每個(gè)執(zhí)行元件的工作壓力和流量 12+ 為系統(tǒng)輸入給同時(shí)動(dòng)作的執(zhí)行元件的功率 q??、 ； 、 為每個(gè)液壓泵的工作壓力和流量 1p2pq+ 為同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的各液壓泵的輸出功率 1?（1）按回路效率表達(dá)式計(jì)算回路效率，即 =0.427 6312402513.9760cpq????????????（2）計(jì)算系統(tǒng)總效率 葉片泵的總效率 、液壓缸的總效率 ，則按系統(tǒng)效率表達(dá)式計(jì)算系統(tǒng)0.5p?.95m??效率，即 .742.90.34pcm??9.2 系統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算 液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械損失構(gòu)成總的能量損失，這些能量損失轉(zhuǎn)化為熱量，使系皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 16頁(yè) 統(tǒng)油溫升高，由此產(chǎn)生一系列不良影響。為此，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算，以便對(duì)系統(tǒng)溫升加以控制。 計(jì)算系統(tǒng)的總發(fā)熱量，即 ??1piQP???式中： 為液壓泵的輸入功率 i為液壓系統(tǒng)總效率 所以 = =10.87（kw ） ??1piP???3.9107(.4)6??當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，其散熱量 =KA 0Qt?式中 A 為油箱散熱面積 為系統(tǒng)溫升，單位為 t?C?為系統(tǒng)的發(fā)熱量，單位為 W Q為傳熱系數(shù) ，單位 K2/()m??通風(fēng)良好時(shí) K= 14~20C?常用機(jī)械的允許溫升為：一般工作機(jī)械 ，工程機(jī)械 ，數(shù)控30~5tC???35~40tC???機(jī)床 。 25tC???取 ； =35 ??218/KWm???t?因油箱容量設(shè)計(jì)為 1800L 設(shè)計(jì)長(zhǎng)為 1500mm 寬為 1200mm 高為 1200mm(油箱支架高200mm)故散熱面積 A 為（1500 1200） =1.8 ?310?2m所以散熱量 =KA =18 1.8 35=1134(w) 0Qt?由于 大于 所以系統(tǒng)要冷卻裝置 選取冷卻器類型：BR0.2-20 [4] 10 閥塊及閥站設(shè)計(jì) 由于液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，其液壓控制元件數(shù)目多，為較少系統(tǒng)中不必要的麻煩，以及便于維護(hù)，液壓元件采用集成塊式配置。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17頁(yè) 10.1 閥塊的設(shè)計(jì) （1）集成塊零件圖即閥塊設(shè)計(jì)和繪制 集成塊零件圖是加工制造集成塊的主要依據(jù)，設(shè)計(jì)和繪制時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)如下： ①應(yīng)有足夠的視圖數(shù)目 閥塊的零件圖要有足夠的視圖數(shù)目，以完整的表達(dá)和反映集成塊的內(nèi)外形狀及各種幾何尺寸。一般應(yīng)包括閥塊的正面視圖及各鉆孔層的剖面圖。 ②尺寸標(biāo)注應(yīng)齊全無誤 在外形尺寸標(biāo)注齊全的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)確定出個(gè)液壓元件的基礎(chǔ)線坐標(biāo)，標(biāo)注出各孔相對(duì)于基礎(chǔ)線的尺寸。零件圖上各孔的直徑與深度應(yīng)標(biāo)注齊全。一般孔的位置公差和孔深誤差為自由公差，故可不標(biāo)注，有較高要求時(shí)，則應(yīng)標(biāo)明。 ③合理確定集成塊材料與技術(shù)要求 閥塊材料，通常采用 45 鋼。鑄件不得有疏松、縮孔及裂紋等缺陷。安裝液壓元件的正面應(yīng)磨削加工，表面粗糙度可按所選用的液壓閥對(duì)安裝面進(jìn)行加工。 本次設(shè)計(jì)零件圖為電磁換向閥和兩個(gè)單向節(jié)流閥組成閥塊的零件圖。 10.2 閥站的設(shè)計(jì) （1）集成塊式裝置的設(shè)計(jì) 塊式集成的優(yōu)點(diǎn)： ①可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。可用標(biāo)準(zhǔn)元件按典型動(dòng)作組成單元回路塊，選取適當(dāng)?shù)幕芈穳K疊積于一體，即可構(gòu)成所需液壓控制裝裝置，故可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的工作。 更改方便。因?yàn)檎麄€(gè)液壓系統(tǒng)由不同功能的單元回路塊組成，當(dāng)需要更改系統(tǒng)、增減元件時(shí)，只需更換或增減單元回路塊即可實(shí)現(xiàn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)靈活性大、更改方便。 ②成塊的尺寸要小的多，因此平面和孔道的加工比較容易，便于組織專業(yè)化生產(chǎn)和降低成本。 ③結(jié)構(gòu)緊湊、裝配維護(hù)方便。由于液壓系統(tǒng)的多數(shù)油路等組成了集成塊內(nèi)的通油孔道，所以大大減少了整個(gè)液壓裝置的管路和管接頭的數(shù)量，使得整個(gè)液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，外行整齊美觀 ，便于裝配維護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)泄露少，穩(wěn)定性好。 ④系統(tǒng)運(yùn)行效率高。由于實(shí)現(xiàn)各控制閥之間油路聯(lián)系的孔道的較大且長(zhǎng)度短，所以系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，壓力損失小，發(fā)熱少，效率較高。 為避免體積過大和鉆孔數(shù)目多，將液壓元件合理布置并安裝在閥站。在集成塊即閥站上布置元件時(shí)應(yīng)注意： 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 18頁(yè) ①盡量減小集成塊的總體尺寸 為了減小集成塊的總體尺寸，控制元件間的距離不宜過大，可盡量將減壓閥的調(diào)壓部分；節(jié)流閥的調(diào)節(jié)手柄，換向閥的調(diào)節(jié)手柄伸到集成塊之外，是減小集成塊的主要途徑之一。 ②液壓閥正確的安裝方位 應(yīng)充分了解所選用的各種控制元件的使用說明和要求，使其在集成塊上具有正確的方位。③盡量減少集成塊鉆孔數(shù)量、縮短鉆孔深度 為了減少集成塊上的鉆孔數(shù)，縮短鉆孔深度，可才取以下措施： a) 盡可能使有液壓系統(tǒng)中有聯(lián)系的控制元件相鄰安放。 b) 若某兩個(gè)控制元件有油口相通，則應(yīng)使兩相通油口連線與集成塊的某一邊平行，以減少集成塊上的橫空數(shù)目。 c) 當(dāng)集成塊上安置的元件數(shù)量漸多時(shí)，為避免不應(yīng)連通的孔道相通，應(yīng)分層鉆孔。 為按系統(tǒng)要求溝通各個(gè)元件并減小鉆孔深度，可適當(dāng)安排一些工藝孔，最后工藝空用螺塞堵死。 11 液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維護(hù) 11.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)得安裝與調(diào)試 隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，液壓裝置在整個(gè)機(jī)械設(shè)備中所占的比重越來越大，不僅對(duì)設(shè)計(jì)制造性能優(yōu)良的液壓設(shè)備提出了更高的要求，而且對(duì)液壓系統(tǒng)安裝于調(diào)試質(zhì)量的好壞也提出了更高的要求。 液壓系統(tǒng)的安裝，一般可按下述程序進(jìn)行： ① 預(yù)安裝（試裝配）：彎管、組對(duì)油管和元件、電焊接頭、整個(gè)管路定位； ② 第一次清洗（分配清洗）：酸洗回路、清洗油箱和各類元件等； ③ 第一次安裝：連成清洗回路及系統(tǒng)； ④ 第二次清洗（系統(tǒng)清洗）：用清洗油清洗管路； ⑤ 第二次安裝：組成正式系統(tǒng)； ⑥ 調(diào)整試驗(yàn)：加入實(shí)際工作油，進(jìn)行正式系統(tǒng)試驗(yàn)。 下面將對(duì)液壓系統(tǒng)的安裝、清洗及調(diào)試的基本原則、要求和方法加以闡述。 11.1.1 液壓系統(tǒng)的安裝 液壓系統(tǒng)的安裝有預(yù)安裝、第一次安裝、第二次安裝 3 道程序，包括液壓管道、液壓元皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19頁(yè) 件（包括液壓閥類元件、液壓缸和液壓泵）及輔助元件的安裝等內(nèi)容。 （1）液壓管道的安裝 液壓管道是連接液壓泵、各種液壓閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（液壓缸、液壓馬達(dá)等）的通道。管道的選擇是否合理，安裝是否正確，清洗是否干凈等，對(duì)液壓系統(tǒng)的工作性能影響很大。 1）管道的檢查 為保證液壓管道具有足夠的耐壓強(qiáng)度，在輸送壓力油過程中能量損失小，安裝使用方便，要求管道必須內(nèi)壁光滑清潔、無砂、無銹蝕、無氧化皮。 檢查管道時(shí)，若發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)外側(cè)已腐蝕或有明顯變色，管道被割口，壁內(nèi)有小孔，管道表面凹入深度達(dá)管道直徑的 20%以上，管道傷口裂痕深度為管道壁厚的 10%以上等情況勻不能使用。 檢查長(zhǎng)期存放的管道，若發(fā)現(xiàn)內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)用酸液徹底沖洗內(nèi)壁，清洗干凈，再檢查其耐用程度合格后，才能進(jìn)行安裝。 檢查經(jīng)加工彎曲的管道時(shí)，應(yīng)注意管道的彎曲半徑不宜太小。彎曲曲率太大，將導(dǎo)致管道應(yīng)力集中的增加，降低管道的疲勞強(qiáng)度，同時(shí)也易出現(xiàn)鋸齒形皺紋。用填充物彎曲管道時(shí)，其最小彎曲半徑為： 鋼管熱彎曲：R3D 鋼管冷彎曲：R6D 管道彎曲處最大的橢圓度不應(yīng)超過 15%；彎曲處外側(cè)壁厚的減薄不應(yīng)超過管道壁厚的20%；彎曲處內(nèi)側(cè)部分不允許有扭傷、壓壞或凹凸不平的皺紋，彎曲處內(nèi)外側(cè)部分都不允許有鋸齒形或形狀不規(guī)則的現(xiàn)象。扁平彎曲部分的最小外徑應(yīng)為原管外徑的 70%以下。 2）管道的安裝 ① 吸油管的安裝及要求： a 吸油管道要盡量短，彎曲少，以減少吸油管的阻力，避免吸油困難，生吸空現(xiàn)象。泵的吸程高度，各類泵的要求有所不同，但一般不得大于 500 [8]。 mb 吸油管連接應(yīng)嚴(yán)密，不得有泄漏，以免泵在工作時(shí)吸進(jìn)空氣，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲，甚至無法吸油。 c 吸油管上應(yīng)安裝過濾器，濾油精度通常為 100~200 目，過濾器的通油能力至少相當(dāng)于泵的額定流量的兩倍，同時(shí)要考慮清洗時(shí)拆裝方便。 ② 回油管的安裝及要求： a 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主回油路及溢流閥的回油管應(yīng)伸到油面以下，以防止油飛濺而混入氣泡。 b 溢流閥的回油管不允許和泵的進(jìn)油口直接連通，可單獨(dú)接回油箱，也可與主回油管冷卻器相通，避免油溫上升過快。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20頁(yè) c 具有外部泄漏的單向減壓閥的泄油口與回油管連通時(shí)不允許有背壓，否則應(yīng)單獨(dú)接回油箱，以免影響閥門的正常工作。 d 安裝水平面的油管應(yīng)有 3/1000~5/1000 的坡度。管路過長(zhǎng)時(shí)，每 500 應(yīng)固定一個(gè)夾m持油管的管夾 [8]。 ③壓油管道的安裝及要求 壓油管的安裝位置應(yīng)既靠近設(shè)備和基礎(chǔ)，同時(shí)又要便于支管的連接和檢修，為了防止壓力油管振動(dòng)，應(yīng)將管道安裝在牢固的地方。在振動(dòng)的地方要加阻尼來消振，或?qū)⒛緣K、硬橡膠的襯墊裝在管夾上，使鐵板不直接接觸管道。 安裝壓力油管時(shí)，應(yīng)符合下列要求： a 管線要盡量短，轉(zhuǎn)彎數(shù)少，過度平滑，盡量減少上下彎曲和接頭數(shù)量，并保證管道的伸縮變形。在有管接頭的地方，管道的長(zhǎng)度應(yīng)能保證接頭的拆卸安裝方便。系統(tǒng)中主要管道或輔件能自由拆裝，而不影響其他元件。 b 在設(shè)備上安裝管道時(shí)，應(yīng)布置成平行或垂直方向，注意整齊，管道的交叉要盡量少 c 平行或交叉的管道之間應(yīng)有 10 以上的空隙，以防止干擾和振動(dòng)。 md 在圓弧部分接合，必須在平直部分接合。法蘭盤要與管道中心線成直角。在有彎曲的管道上安裝法蘭時(shí)，只能安裝在長(zhǎng)的直線部分。 e 管道的長(zhǎng)度最高部分應(yīng)設(shè)有排氣裝置，以便啟動(dòng)時(shí)排除管道中的氣體。 （2）液壓元件的安裝 液壓元件的安裝方法和具體要求，在產(chǎn)品說明書中通常都有詳細(xì)的說明，安裝時(shí)必須加以注意?，F(xiàn)介紹液壓元件在安裝時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。 ①液壓閥類元件的安裝及要求 液壓元件安裝前，對(duì)拆裝的液壓元件要先查驗(yàn)合格證書和審閱說明書，如果是手續(xù)完備的合格產(chǎn)品，又不是長(zhǎng)期露天存放、內(nèi)部已經(jīng)銹蝕了的產(chǎn)品，不需要另做任何試驗(yàn)，也不建議重新清洗拆裝。調(diào)試時(shí)出了故障，要準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)，不得已時(shí)才對(duì)元件重新拆裝，尤其對(duì)國(guó)外產(chǎn)品更不允許隨意拆裝，以免影響產(chǎn)品出廠時(shí)的精度。 安裝閥類元件時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）安裝時(shí)應(yīng)注意各閥件進(jìn)油口和回油口的方位。 2）安裝的位置無規(guī)定時(shí)，應(yīng)安裝在便于使用、維修的位置上。 3）用法蘭安裝的閥件，螺釘應(yīng)均勻擰緊而且不能擰得過緊，過緊有時(shí)也會(huì)造成密封不良。必須擰緊，而原密封件或材料不能滿足密封要求時(shí)，應(yīng)更換密封件的形式或材料。 4）有時(shí)元件為了制造、安裝方便，往往開有相同作用的兩個(gè)孔，安裝后不用的一個(gè)要皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 21頁(yè) 堵死。 5）需要調(diào)整的閥類，通常按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，增加流量或壓力；反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，減少流量或壓力。 6）在安裝時(shí)，若有些閥件及連接件購(gòu)置不到時(shí)，允許用通過流量超過其額定流量的 40%的液壓閥件代用。 ②液壓缸的安裝及要求 液壓缸的安裝應(yīng)扎實(shí)可靠。配管連接不得有松弛現(xiàn)象，缸的安裝面與活塞的滑動(dòng)面應(yīng)保持合格的平行度和垂直度。安裝液壓缸應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 1)液壓缸的軸線應(yīng)與負(fù)載作用力的中線同軸，以避免引起側(cè)向力，側(cè)向力容易使密封件磨損及活塞損壞。 2）安裝液壓缸體的密封壓蓋螺釘，其擰緊程度以保證活塞在全行程上移動(dòng)靈活。螺釘擰的過緊會(huì)增加阻力，加速磨損；過松會(huì)引起泄漏。 3）在行程大和工作油溫高的場(chǎng)合，液壓缸的一端必須保持浮動(dòng)，以防止熱膨脹的影響。4）液壓缸安裝在機(jī)械設(shè)備導(dǎo)軌上時(shí)，必須注意缸下導(dǎo)軌的平行度和直線度，其允差均在 0.1mm/全長(zhǎng)。 ③液壓泵的安裝及要求 液壓泵布置在單獨(dú)的油箱上時(shí)，有兩種安裝方式：臥式和立式。立式安裝，管道和泵均在油箱內(nèi)部，便于收集漏油，外形整齊。臥式安裝，管道露在外面，安裝和維修比較方便。 液壓泵一般不允許承受徑向負(fù)載，因此常用電動(dòng)機(jī)直接通過彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)。安裝時(shí)要求電動(dòng)機(jī)和液壓泵的軸應(yīng)有較高的同軸度，其偏差應(yīng)在 0.1mm 以下，其傾角不得大于 1[8]。 安裝液壓泵還應(yīng)該注意以下事項(xiàng)： 1)液壓泵的進(jìn)口、出口和旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)該符合泵上標(biāo)明的要求，不得反接。 2)安裝聯(lián)軸器時(shí)，不要用力敲打泵軸以免損傷泵轉(zhuǎn)子。 ④輔助元件的安裝 液壓系統(tǒng)的輔助元件包括：油管、管接頭、油箱、冷卻和密封裝置等。 輔助元件在液壓系統(tǒng)中起輔助作用，但在安裝時(shí)絲毫不能忽視，否則也會(huì)影響液壓系統(tǒng)的正常工作。 輔助元件的安裝注意以下幾點(diǎn)： 1）應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的位置進(jìn)行安裝并注意整齊和美觀。 2）安裝前應(yīng)該用煤油進(jìn)行清洗、檢查。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 22頁(yè) 3）在符合設(shè)計(jì)要求情況下，盡可能考慮使用、維修方便。 11.1.2 液壓系統(tǒng)的調(diào)試 工程機(jī)械設(shè)備的安裝、精度檢驗(yàn)合格之后，必須進(jìn)行調(diào)整試車，使設(shè)備在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下能夠滿足生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備提出的各項(xiàng)要求，并達(dá)到設(shè)備設(shè)計(jì)的最大生產(chǎn)力。 液壓設(shè)備調(diào)試的主要內(nèi)容就是液壓系統(tǒng)的調(diào)試。 液壓系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)按以下步驟進(jìn)行： （1）外觀檢查 1）各個(gè)液壓元件的安裝及其管道連接是否正確可靠；各種閥的進(jìn)出油口是否搞錯(cuò)；液壓泵的入口、出口和旋轉(zhuǎn)方向與泵上標(biāo)明的是否符合等。 2）防止冷卻液、磨粒、灰塵及其其他雜質(zhì)落入油箱，各個(gè)液壓部件的防護(hù)裝置是否具備和完好可靠。 3）油箱中的油液及其液面高度十分符合要求。 4）系統(tǒng)中各個(gè)液壓部件、管道和管接頭位置是否便于安裝、調(diào)節(jié)、檢查和維修，檢查壓力表是否安裝在便于觀察的地方。 外觀檢查發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)改正后才能進(jìn)行調(diào)整試車。 （2）加油、潤(rùn)滑 按設(shè)計(jì)要求，用規(guī)定牌號(hào)的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，對(duì)設(shè)備部件加油潤(rùn)滑。用液壓油向油箱注油，并用手按指定轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)液壓泵，使泵內(nèi)充滿液壓油，避免液壓泵啟動(dòng)時(shí)因缺少潤(rùn)滑油燒傷或咬死。 （3）空負(fù)試車 空負(fù)試車是在不帶負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，全面檢查液壓系統(tǒng)的各液壓元件、各種輔助裝置和系統(tǒng)的各回路的工作是否正常；工作循環(huán)或各種動(dòng)作的自動(dòng)換接是否符合要求。 空載試車及調(diào)整的方法與步驟： 1）間歇啟動(dòng)液壓泵，使整個(gè)滑動(dòng)部分得到充分的潤(rùn)滑。使液壓泵在卸荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查液壓泵的卸荷壓力是否在允許范圍內(nèi)；看運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無刺耳的噪音；油箱中的液面是否有過多的泡沫，液面高度是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。 2）使系統(tǒng)在沒有負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，先令液壓缸活塞頂在缸蓋上或使運(yùn)動(dòng)部件頂死在擋鐵上，或用其他方法使運(yùn)動(dòng)逐漸停止，將溢流閥徐徐地調(diào)節(jié)到規(guī)定的壓力值，檢查溢流閥在調(diào)節(jié)過程中有無異?，F(xiàn)象，其次讓液壓缸以最大行程多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，打開系統(tǒng)的排氣閥排出積存的空氣；檢查安全防護(hù)裝置工作的正確性和可靠性。檢查各個(gè)元件及管道的外泄漏、內(nèi)皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 23頁(yè) 泄漏是否在允許的范圍內(nèi)；空載運(yùn)轉(zhuǎn)一端時(shí)間后，檢查油箱的液面下降是否在規(guī)定高度范圍內(nèi)，由于液壓油進(jìn)入了管道和液壓缸中，使油箱的液面下降，甚至?xí)刮凸苌系倪^濾網(wǎng)露出液面。 3）與電器配合檢查啟動(dòng)和換向時(shí)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，不應(yīng)有爬行、跳動(dòng)和沖擊現(xiàn)象。 4）液壓系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，檢查油液的溫升，其溫升應(yīng)在允許規(guī)定值之內(nèi)（一般工作油溫為 35~60 度） 。 （4）負(fù)載試車 負(fù)載試車是使液壓系統(tǒng)按設(shè)計(jì)預(yù)定的負(fù)載下工作，檢查系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)預(yù)定的工作要求，如工作常見的力、力矩或運(yùn)轉(zhuǎn)特性等；檢查噪音和振動(dòng)是否在允許范圍內(nèi)；檢查工作部件運(yùn)動(dòng)和換向的平穩(wěn)性，不應(yīng)該有爬行、跳動(dòng)和沖擊現(xiàn)象；檢查功率損耗情況及連續(xù)工作一段時(shí)間的溫升情況。 負(fù)載試車，一般是先在低于最大負(fù)載的一、二種情況下試車，如果一切正常，才進(jìn)行最大負(fù)載的試車，這樣可以避免出現(xiàn)設(shè)備損壞事故。 11.2 液壓系統(tǒng)的清洗 （1）液壓系統(tǒng)的清洗 液壓系統(tǒng)的清洗有第一次清洗和第二次清洗兩道程序。 ①第一次清洗——分解清洗 液壓系統(tǒng)的第一次清洗是在預(yù)安裝后，將管路全部拆下解體進(jìn)行的。第一次清洗主要是酸洗管路和清洗油箱及各類元件。管路酸洗的方法為： 1）脫脂清洗。去掉油箱上的毛刺，用氫氧化鈉、碳酸鈉等（脫脂）去油后，用溫水清洗。 2）酸洗。在體積分?jǐn)?shù)為 20%~30%的稀鹽酸或 10%~20%的稀硫酸溶液中浸漬和清洗30~40min 后，再用溫水清洗。清洗管子須經(jīng)振動(dòng)或敲打，以便促使氧化皮脫落。 3）中和。在體積分?jǐn)?shù)為 10%的荷性鈉（蘇打）溶液中浸漬和清洗 15min 后，再用溫水或蒸汽清洗。 4）防銹處理。在清潔干燥的空氣中干燥后，涂以防銹油。 當(dāng)確定清洗合格后，即可進(jìn)行第一次安裝。 ②第二次清洗——系統(tǒng)沖洗 液壓系統(tǒng)的第二次清洗是在第一次安裝連成清洗回路后進(jìn)行的系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)清洗。 第二次清洗的目的是把第一次安裝后殘存的污物，如密封碎塊、不同品質(zhì)的洗油和防銹皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 24頁(yè) 油以及鑄件內(nèi)部沖洗掉的砂粒、金屬磨合下來的粉末等洗滌干凈，而后再進(jìn)行第二次安裝組成正式系統(tǒng)，以保證順利進(jìn)行正式的調(diào)整試車和投入正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。 首先將回路恢復(fù)到正式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)，并注入實(shí)際工作時(shí)所需要的油液，在實(shí)際使用狀態(tài)下，空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，使油液在系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。第二次清洗時(shí)間將為 1~3 小時(shí)。 （2）液壓系統(tǒng)的試壓 液壓系統(tǒng)試壓的主要目的是檢查系統(tǒng)、回路的漏油和耐壓程度。 液壓系統(tǒng)的試壓一般采取分級(jí)實(shí)驗(yàn)，每升一級(jí)，檢查一次，逐步升到規(guī)定的實(shí)驗(yàn)壓力。這樣可以避免發(fā)生事故。 系統(tǒng)試壓時(shí)應(yīng)該注意以下事項(xiàng)： 1）試壓時(shí)，系統(tǒng)的安全閥應(yīng)該調(diào)到所選定的實(shí)驗(yàn)壓力值。 2）當(dāng)送油時(shí)，應(yīng)該將系統(tǒng)的放氣閥打開，等其空氣排除干凈后，方可關(guān)閉。同時(shí)將節(jié)流閥打開。 3）系統(tǒng)中出現(xiàn)不正常聲音時(shí)，應(yīng)立即停止試驗(yàn)。等查出原因并排除后，再進(jìn)行試驗(yàn)。 4）試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該切實(shí)注意安全措施。 11.3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的使用與維護(hù) 一般來說，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作是可靠的，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的液壓系統(tǒng)與復(fù)雜程度相同的機(jī)械式、電氣式的機(jī)構(gòu)相比，故障發(fā)生率是較小的。但是如果使用和維護(hù)不當(dāng)，也會(huì)出現(xiàn)各種故障，以至影響生產(chǎn)。因此，正確地使用和維護(hù)液壓系統(tǒng)是延長(zhǎng)其使用壽命，保證工作穩(wěn)定、靈敏、可靠的重要因素。 11.3.1 液壓系統(tǒng)的日常檢查和定期檢查 液壓設(shè)備通常采用“ 日常檢查 ”和“定期檢查”的方法，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。檢查項(xiàng)目?jī)?nèi)容分別如表 3、表 4 所示。 表 3 日常檢查項(xiàng)目和內(nèi)容 檢查時(shí)間 項(xiàng)目 內(nèi)容 液位 是否正常，如液面過低，必須及時(shí)加標(biāo)注 行程開關(guān)和限位塊 是否緊固 啟動(dòng)前檢查 手動(dòng)、自動(dòng)循環(huán) 是否正常 啟動(dòng)前檢查 電磁閥 是否處于初始位置 壓力 是否穩(wěn)定在正常范圍、是否波動(dòng)劇烈 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 25頁(yè) 噪聲、振動(dòng) 有無異常聲響 油溫 應(yīng)在 35 ~55 范圍內(nèi)，最大 60 0C0C漏油 漏油 電壓 電壓 表 4 定期檢查項(xiàng)目和內(nèi)容 定檢項(xiàng)目 內(nèi)容 螺釘及管接頭 定期緊固 每月一次 過濾器、空氣濾清器 定期清洗 每半月一次 油箱、管道、閥快 大修檢查 密封件 定期更換 按環(huán)境溫度、工作壓力、密封件材質(zhì)確定 油污染度 定期更換 按產(chǎn)品說明書中規(guī)定的換油周期進(jìn)行 壓力表 定期檢查 按設(shè)備使用情況，如出現(xiàn)指示不準(zhǔn)，立即更換 高壓軟管 定期更換 根據(jù)使用工況，規(guī)定更換周期 電氣部分 定期檢查 按電器使用維修規(guī)定，定期檢查維修 液壓元件 定期檢查 根據(jù)工作穩(wěn)定性決定是否需要更換 11.3.2 液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng) （1）液壓油的使用和維護(hù) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)以油液作為傳遞能量的工作介質(zhì)，在正確選用油液以后，還必須使油液保持清潔，防止油液中混入雜質(zhì)和污物。經(jīng)驗(yàn)證明，液壓系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的各種故障和損壞事故往往與液壓油變質(zhì)污染及密封的破壞有關(guān)。而這兩者又污物互有影響。 在液壓系統(tǒng)所用的泵、閥類元件中。相對(duì)運(yùn)動(dòng)件間都有精密的間隙很小的配合表面，在液壓元件中還有不少的阻尼孔和縫隙式控制閥口等，如果油口混入污物，就會(huì)堵塞這些小孔和縫隙，使液壓元件不能正常工作。如果污物進(jìn)入閥芯與閥體等配合間隙，就會(huì)劃傷配合表面，破壞配合表面的精度和表面粗糙度，使泄漏增加，有時(shí)甚至使閥芯卡住，造成元件的動(dòng)作失靈。油液中污物過多會(huì)堵塞液壓泵吸油口處的濾油，造成吸油口阻力過大，使液壓泵皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 26頁(yè) 不能正常工作，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。 因此，液壓系統(tǒng)使用和維護(hù)的關(guān)鍵是保持系統(tǒng)和液壓油的清潔。 ①油箱中液壓油經(jīng)常保持正常液面 配管和液壓缸的容量很大時(shí)，最初應(yīng)假如足夠數(shù)量的油，在啟動(dòng)之后，由于油進(jìn)入了管道和液壓缸，液面會(huì)下降，甚至使過濾器露出液面，因此必須再一次補(bǔ)油。在使用過程中還會(huì)發(fā)生泄漏，應(yīng)該在油箱上設(shè)置液位計(jì)，以便經(jīng)常觀察和補(bǔ)油。 ②液壓用油必須嚴(yán)格的凈化 凈化是防止固體雜質(zhì)損害系統(tǒng)的重要手段。系統(tǒng)中應(yīng)根據(jù)需要配置粗、精過濾器。過濾器應(yīng)當(dāng)經(jīng)常檢查清洗，發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換。向油箱中注油時(shí)，應(yīng)通過 120 目以上的過濾器。 ③系統(tǒng)中油液應(yīng)經(jīng)常檢查并根據(jù)工作情況定期更換 一般在累計(jì)工作一個(gè)星期后，應(yīng)當(dāng)換油。如果繼續(xù)使用，油液將失去潤(rùn)滑性能，并可能具有酸性。在間斷使用時(shí)，可根據(jù)具體情況而定。 ④液壓元件不要輕易拆卸時(shí)，應(yīng)將零件清洗后放在干凈的地方，重新裝配時(shí)要防止金屬削、棉紗等雜質(zhì)落入元件中。 （2）防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)中所用的油液壓縮性很小，在一般情況下可認(rèn)為是不可壓縮的。但空氣的可壓縮性很大，約為油液的一萬倍，所以即使系統(tǒng)中含有少量的空氣，它的影響也是很大的。溶解在油液中的空氣，在壓力低時(shí)就會(huì)從油中逸出，產(chǎn)生氣泡，形成孔穴現(xiàn)象；到了高壓區(qū)，在壓力油的沖擊下，這些氣泡又很快被擊破，急劇受到壓縮，使系統(tǒng)中產(chǎn)生噪聲。同時(shí)在氣體突然受到壓縮時(shí)會(huì)放出大量熱量，因而引起局部過熱，使液壓元件和液壓油受到損壞?？諝獾目蓧嚎s性大，還將使工作件產(chǎn)生爬行，破壞工作平穩(wěn)性，有時(shí)甚至引起振動(dòng)。因此必須注意防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)。 ①為了防止回油管回油時(shí)帶入空氣，回油管必須插入油箱的液面以下。 ②吸油管及泵軸密封部分等低于大氣壓的地方應(yīng)注意不要漏入空氣。 ③油箱的液面要盡量大些，吸入側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開，以達(dá)到消除氣泡的目的。 ④在管路及液壓缸的最高部位設(shè)置放氣孔，在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)放掉其中的空氣。 （3）防止油溫過高 工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液的工作溫度一般在 30～60 的范圍內(nèi)較好，油溫太高將對(duì)液壓0C系統(tǒng)產(chǎn)生很多不良影響，如粘度下降，容積效率降低，潤(rùn)滑油膜變薄，增加機(jī)械磨損，密封皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 27頁(yè) 件老化變質(zhì)，喪失密封性能等。因此在使用維護(hù)過程中，應(yīng)盡量控制油溫使其不超過上述允許的上限。 維護(hù)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 1) 經(jīng)常注意保持油箱中的正確液位，使系統(tǒng)中的油液有足夠的循環(huán)冷卻條件。 2) 經(jīng)常注意保持冷卻器內(nèi)水份充足，管路暢通。 3) 在系統(tǒng)部工作的時(shí)候，液壓泵必須卸載。 4) 正確選擇系統(tǒng)中所用油液的粘度。粘度過高，油液流動(dòng)時(shí)的能量損耗增加；粘度過低，泄漏就會(huì)增多，兩者都會(huì)使油溫升高。 12 結(jié)論 通過一個(gè)學(xué)期的努力工作，我終于要完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一種綜合訓(xùn)練，在這幾個(gè)月中的不斷摸索與學(xué)習(xí)中，使我受益匪淺。 設(shè)計(jì)任務(wù)：本課題的主要任務(wù)就是對(duì)彎曲鋼板液壓校直的設(shè)計(jì)。該矯直機(jī)通過液壓缸活塞桿在工作臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)彎曲鋼板徑向變形校直的目的。 （1）總體設(shè)計(jì)：該矯直機(jī)采用的輥式校直方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的。該矯直機(jī)由拉矯輥和矯直輥對(duì)彎曲鋼板進(jìn)行校正，兩個(gè)上輥由液壓缸控制其上下動(dòng)作。 （2）力參數(shù)計(jì)算與電機(jī)選擇：根據(jù)給定的矯直速度和矯直負(fù)載，確定液壓缸的參數(shù)，從而來確定液壓缸工作時(shí)所需要的壓力和流量，根據(jù)液壓缸動(dòng)作時(shí)壓力和流量來計(jì)算泵的壓力、流量和驅(qū)動(dòng)功率。然后根據(jù)泵的驅(qū)動(dòng)功率選擇電機(jī)型號(hào)和轉(zhuǎn)速等。 （3）液壓系統(tǒng)圖的確定：通過對(duì)連鑄矯直機(jī)運(yùn)動(dòng)分析來確定液壓系統(tǒng)的主回路、輔助回路、以及油源形式。 （4）液壓元、輔件的選擇：主要是根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和流量來選擇液壓元件。主要包括泵、閥、過濾器、管道、以及管接頭等的選擇。 （5）矯直機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：主要包括液壓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，即系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)，閥塊的設(shè)計(jì)，泵站的設(shè)計(jì)。 （6）液壓系統(tǒng)的安裝、維護(hù)和使用。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 28頁(yè) 致 謝 21 世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，每個(gè)人都要不斷地充實(shí)自己。一名成功的工程技術(shù)人員和工程管理工作者，最重要的是要能夠不斷地了解和掌握新的先進(jìn)技術(shù)、方法和手段，并用之于自己從事的工作中去。 在完成論文和學(xué)位之際，我首先要感謝我的指導(dǎo)老師，他淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)和工作態(tài)度，平易近人的工作作風(fēng)和執(zhí)著的求索精神都使我受益匪淺，他是我今后工作的榜樣。謹(jǐn)向曹老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。 感謝設(shè)計(jì)組的全體同學(xué)，大家的團(tuán)結(jié)奮斗，共同努力才能使設(shè)計(jì)進(jìn)展這樣順利。特別感謝班級(jí)同學(xué)，我們共同討論，共同克服難題，他們給我提出了不少好的建議。 難忘辛勤的父母對(duì)我求學(xué)的支持，紙短情長(zhǎng)，他們的關(guān)懷和熱情是我人生奮斗的動(dòng)力。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 29頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 日市川常雄．液壓技術(shù)基本理論．雞西煤礦機(jī)械廠譯，北京：煤炭工業(yè)出版社，2004． [2] 曹廣疇主編．現(xiàn)代板坯連鑄．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994． [3] 官忠范主編．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004． [4] 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