機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）天津鋼管有限責(zé)任公司新建特殊扣油套管生產(chǎn)線液壓系統(tǒng)【全套圖紙】

1、第一章 緒論1.1文獻(xiàn)綜述1.1.1課題研究背景純機(jī)械傳動(dòng)一般只能進(jìn)行有級(jí)變速，而且一般情況下體積比較大，并且布局方式和控制方式受到限制。與機(jī)械傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)(流量)和動(dòng)力參數(shù)(壓力)的控制。由于具有傳遞效率高，可進(jìn)行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)調(diào)速，可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，速度剛性大，動(dòng)作實(shí)現(xiàn)容易，而且液壓傳動(dòng)調(diào)節(jié)便捷和布局靈活，尤其在高危工作環(huán)境還可以遠(yuǎn)程控制等突出優(yōu)點(diǎn)，液壓傳動(dòng)在現(xiàn)代化的工業(yè)發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。幾乎所有工業(yè)企業(yè)中都能見(jiàn)到液壓技術(shù)的蹤跡，其中不少已成為主要的傳動(dòng)和控制方式。1.1.2 液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)

2、展的動(dòng)力，降低能耗、提高效率、適應(yīng)環(huán)保需求、機(jī)電一體化、高可靠性等是液壓技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果，如自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、磨擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來(lái)的要求。其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)方面：1.減少能耗，充分利用能量液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在

3、系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率得到顯著提高。2.主動(dòng)維護(hù)液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過(guò)去簡(jiǎn)單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。3.機(jī)電一體化電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低、漏油、維修性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)輸出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。4.液壓行業(yè)：液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套方向發(fā)展；向低能耗、低噪聲、低振動(dòng)、無(wú)泄漏以及污染控制、應(yīng)

4、用水基介質(zhì)等適應(yīng)環(huán)保要求方向發(fā)展；開(kāi)發(fā)高集成化高功率密度、智能化、機(jī)電一體化以及輕小型微型液壓元件；積極采用新工藝、新材料和電子、傳感等高新技術(shù)。液壓傳動(dòng)和控制廣泛應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算及技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料的新成果.而其向自動(dòng)化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展。因此，采用液壓傳動(dòng)可使工業(yè)企業(yè)易于實(shí)現(xiàn)智能化、節(jié)能化和環(huán)?；?，而這已成為當(dāng)前和未來(lái)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。1.1.3本文設(shè)計(jì)的內(nèi)容本文主要是液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括液壓原理圖的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)壓力的確定，液壓缸、油管、閥、油泵（馬達(dá)）、電機(jī)的計(jì)算與選擇，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算，系統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算

5、等。 1.2 液壓技術(shù)簡(jiǎn)介1.2.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，是一門(mén)發(fā)展較晚的技術(shù)。自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)技術(shù)只有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線，從而使它在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以來(lái)，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中

6、。液壓技術(shù)開(kāi)始向高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(cat)、計(jì)算機(jī)直接控制(cdc)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，最初只應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。盡管如此，我國(guó)的液壓元件與國(guó)外先進(jìn)的同類產(chǎn)品相比，在性能上，在種類上、在規(guī)格上仍存在著較大的差距。20世紀(jì)80

7、年代起我國(guó)加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作，以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開(kāi)發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。我國(guó)的液壓技術(shù)在21世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。1.2.2液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)（1）在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕， 功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12左右。 （2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘500次，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可

8、達(dá)每分鐘1000次。 （3）液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá)2000），它還可以在運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。 （4）液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化，它對(duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。當(dāng)將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)使用時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動(dòng)作，也能方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。 （5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作而不會(huì)過(guò)熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無(wú)法辦到的。液壓件能自行潤(rùn)滑，使用壽命較長(zhǎng)。 （6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。

9、 （7）用液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。1.2.3 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)（1）液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，這是由液壓油的可壓縮性和泄漏等因素造成的。（2）液壓傳動(dòng)在工作過(guò)程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失等），長(zhǎng)距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。 （3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 （4）為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價(jià)較貴，而且對(duì)工作介質(zhì)的污染比較敏感。 （5）液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。（6）液壓傳動(dòng)效率低。（7）液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。總的來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的一些缺點(diǎn)有

10、的現(xiàn)已大為改善，有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步得到克服。第二章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目前，有關(guān)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一些理論和方法還不夠完善，主要是半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)法。隨著液壓技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，一定會(huì)有更完備的理論和方法不斷充實(shí)和完善，比如已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用并正在發(fā)展和實(shí)踐的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)，都將會(huì)成為一種科學(xué)的設(shè)計(jì)工具。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，除了應(yīng)符合其主機(jī)在動(dòng)作循環(huán)和靜、動(dòng)態(tài)性能等方面所提的要求外，還必須滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便、工作安全可靠、性能好、成本低、效率高、壽命長(zhǎng)等條件。2.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)2.1.1扣油套管生產(chǎn)線液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求該液壓系統(tǒng)供天津鋼管有限責(zé)任

11、公司新建特殊扣油管生產(chǎn)線軋線的全部油缸及馬達(dá)的動(dòng)作。動(dòng)作順序及要求由軋鋼工藝確定，操作方法及操作位置均由工藝確定。系統(tǒng)所處工作環(huán)境的溫度大約為3550，粉塵較小。根據(jù)設(shè)備專業(yè)要求，油缸工作壓力為中高壓即壓力應(yīng)在10mpa16mpa,而液壓馬達(dá)工作壓力為高壓即屬于高壓系統(tǒng)，壓力范圍為16mpa32mpa。低壓系統(tǒng)要求液壓泵及電機(jī)是五用一備。2.1.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)由于本系統(tǒng)的油缸較多，但有些油缸的設(shè)計(jì)參數(shù)相同，具體的計(jì)算參數(shù)見(jiàn)（表2.1）表2.1參數(shù)序號(hào)無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力（kn）有桿腔供油活塞桿最大受力（kn）活塞桿行程（mm）活塞桿單行程的動(dòng)作時(shí)間 （s）面積/p>

12、756042041.253755050041.464125903204251209038041.256753860042液壓馬達(dá)的設(shè)計(jì)參數(shù)： 2.2制定系統(tǒng)方案和系統(tǒng)原理圖2.2.1制定系統(tǒng)方案液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的目的是在滿足主機(jī)功能的前提下，優(yōu)選出綜合指標(biāo)最優(yōu)的液壓系統(tǒng)方案。首先根據(jù)技術(shù)要求確定執(zhí)行元件的種類、數(shù)量、動(dòng)作順序和動(dòng)作條件，擬定驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的基本回路。分步考慮驅(qū)動(dòng)回路、控制回路、液壓源回路等基本控制部分，然后綜合得到總的液壓系統(tǒng)。最后再進(jìn)一步考慮安全性、節(jié)能、壽命等因素，對(duì)此基本系統(tǒng)進(jìn)行修改補(bǔ)充，使之臻于完善，獲得在滿足技術(shù)要求的條件下，最少液壓元件組成的最優(yōu)液壓系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用多

13、臺(tái)液壓泵供油，并且平均分配系統(tǒng)的流量到每個(gè)運(yùn)行的液壓泵（高壓泵初外），而且必須至少有一套液壓泵以及配套的電機(jī)備用，這樣可以提高系統(tǒng)的安全性。低壓系統(tǒng)采用恒壓變量泵供油，此種泵具有裝機(jī)功率小、運(yùn)行功率因數(shù)高、主機(jī)行程次數(shù)快、液壓功率損失小、系統(tǒng)發(fā)熱小等特點(diǎn)，而且在壓力不變的情況下更節(jié)約能源。系統(tǒng)采用電磁換向閥對(duì)執(zhí)行元件的方向進(jìn)行控制。電磁閥的性能及成本都介于普通閥和伺服、比例閥之間，能很好的滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。而且系統(tǒng)還采用單向節(jié)流閥對(duì)液壓缸和液壓馬達(dá)進(jìn)行速度的控制，采用液壓鎖平衡系統(tǒng)的壓力以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行短時(shí)間的保壓。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮，系統(tǒng)應(yīng)該盡量選擇統(tǒng)一型號(hào)的油管、閥以及其他液壓輔助元件，

14、而且應(yīng)該盡量遵循“就近”原則，這樣有利于供貨商供貨，廠家的售后服務(wù)，從而降低成本，縮短設(shè)計(jì)、維修周期進(jìn)而提高效益。2.2.2 擬定液壓系統(tǒng)圖擬訂液壓系統(tǒng)圖是整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重要的一步，它從作用原理上和結(jié)構(gòu)組成上具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提出的各項(xiàng)要求。擬訂液壓系統(tǒng)圖包括兩項(xiàng)內(nèi)容：通過(guò)分析對(duì)比選出合理的液壓回路；把選出來(lái)的液壓回路組合成液壓系統(tǒng)。2.2.2.1 確定和選擇基本回路它是決定主機(jī)動(dòng)作和性能的基礎(chǔ)，是構(gòu)成系統(tǒng)的骨架。選擇回路時(shí)既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動(dòng)作、同步動(dòng)作、動(dòng)作互鎖等要求，也要考慮節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少?zèng)_擊、保證動(dòng)作精度等問(wèn)題。2.2.2.2 調(diào)速方式的選擇在液壓設(shè)備中，調(diào)速

15、回路是液壓系統(tǒng)的核心。往往調(diào)速方式一經(jīng)確定，油液的循環(huán)形式、油源的結(jié)構(gòu)形式、乃至其他回路的選擇，都受到影響，為此必須對(duì)他多加推敲。液壓調(diào)速分為節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速、和容積節(jié)流調(diào)速三大類。本系統(tǒng)采用回油路節(jié)流調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是給予背壓，以抗拒負(fù)的負(fù)載產(chǎn)生，防止突進(jìn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作比較平穩(wěn)。 圖2.1平衡回路 圖2.2調(diào)速回路圖2.3同步回路2.2.2.3 綜合考慮組合液壓系統(tǒng)圖綜合考慮組合擬定液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： 1.組合基本回路時(shí)，要注意防止回路間可能存在的相互干擾。2.提高系統(tǒng)效率，防止系統(tǒng)過(guò)熱。3.防止液壓沖擊。4.確保系統(tǒng)安全可靠。5.為了調(diào)整和檢修上的方便，在擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，就

16、應(yīng)在需要檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的地方，設(shè)置工藝接頭一便于安裝檢測(cè)儀表。 圖2.3液壓系統(tǒng)圖第三章 液壓系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算經(jīng)過(guò)上一節(jié)液壓系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的控制邏輯已經(jīng)確定。接下來(lái)的任務(wù)就是選擇合理的工作參數(shù)和確定適宜的液壓元件。對(duì)于統(tǒng)一方案的液壓系統(tǒng)，由于參數(shù)設(shè)計(jì)的不同，其液壓元件的選型是有區(qū)別的。又由于不同參數(shù)液壓元件的性能不同，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)性能的差異，為了獲得最佳的工作參數(shù)和合理的液壓元件，液壓元件選型與參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)同步進(jìn)行的。3.1 工礦分析該液壓系統(tǒng)供天津鋼管有限責(zé)任公司新建特殊扣油管生產(chǎn)線軋線的全部油缸及馬達(dá)的動(dòng)作。動(dòng)作順序及要求由軋鋼工藝確定，操作方法及操作位置均由工藝確定。系統(tǒng)所處工作環(huán)境

17、的溫度大約為3550，粉塵較小。根據(jù)設(shè)備專業(yè)要求，選擇單活塞桿雙作用液壓缸，工作壓力為中高壓即壓力應(yīng)在10mpa16mpa,而液壓馬達(dá)工作壓力為高壓即屬于高壓系統(tǒng)，壓力范圍為16mpa32mpa。3.2 液壓執(zhí)行元件的計(jì)算與選型3.2.1 液壓缸的計(jì)算與選型液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。初定液壓缸工作壓力，液壓缸工作壓力主要根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段中的最大總負(fù)載力來(lái)確定，此外，還需要考慮以下因素：(1)各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和使用場(chǎng)合。(2)考慮經(jīng)濟(jì)和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重；壓力選得高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對(duì)

18、元件的制造精度，密封性能要求高。液壓缸的安裝方式要根據(jù)負(fù)載特性和運(yùn)動(dòng)形式妥善選擇，要使液壓缸所受載荷沿動(dòng)作方向而在徑向不受載荷。3.2.1.1 1#液壓缸的計(jì)算與選型已知參數(shù)（工藝給定）：油缸工作壓力16mpa（初定）無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：75kn有桿腔供油活塞桿最大受力：38kn活塞桿行程：550mm活塞桿單行程的動(dòng)作時(shí)間：4s面積比 ： 2一. 液壓缸內(nèi)徑的確定（液壓缸無(wú)桿腔供油時(shí)）1. 液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算：根據(jù)公式： 式（3.1）式中： ：活塞桿所受的力 ：油缸的工作壓力 ：油缸的內(nèi)徑 : 液壓缸機(jī)械效率有： 式（3.2）其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.2）中得： 根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑的推薦值選

19、：2. 驗(yàn)算系統(tǒng)的壓力：由式（3.1）可得： 式（3.3）把已知參數(shù)代入式（3.3）有：因而初定壓力符合要求，故本系統(tǒng)額定壓力為16mpa3. 液壓缸最高允許壓力的確定最高允許壓力也是動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力，是液壓缸在瞬間所能承受的極限壓力： 式中： ：額定壓力 代入數(shù)據(jù)： 選最高壓力為：4. 耐壓試驗(yàn)壓力pt的確定耐壓試驗(yàn)壓力pt是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)需承受的試驗(yàn)壓力，在此壓力下不出現(xiàn)變形或破裂 二活塞杠直徑的計(jì)算根據(jù)公式： 式（3.4）式中： - 活塞桿直徑 - 液壓缸內(nèi)徑 - 面積比（無(wú)桿腔面積與有桿腔面積之比）其中： = 2把數(shù)據(jù)代入式（3.4）中得：把d圓整到推薦值：由 可知： 其中： -活塞無(wú)

20、桿側(cè)有效面積-活塞有桿側(cè)有效面積三活塞杠縮回時(shí)的實(shí)際受力（液壓缸有桿腔供油）根據(jù)公式：即： 式（3.5）式中： - 系統(tǒng)壓力 - 有桿惻有效面積 - 液壓缸機(jī)械效其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.5）中得：滿足受力要求四液壓缸的流量計(jì)算（一）.活塞桿外推1. 活塞外推時(shí)的線速度1）.活塞瞬間線速度 式（3.6）式中： - 活塞線速度- 活塞的有效作用面積（當(dāng)桿外推時(shí)為a1，內(nèi)拉時(shí)為a2）- 液壓缸的流量當(dāng) = 常數(shù)時(shí)，=常數(shù)，但實(shí)際上活塞在行程兩端各有一個(gè)加速或減速階段（見(jiàn)圖3.1）圖3.1活塞線速度隨時(shí)間變化圖2）.活塞外推時(shí)活塞的平均線速度 式（3.7）式中： - 活塞行程（m） - 活塞在單一方

21、向全程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(s) 工藝給定值： 則有： 3）.活塞桿外推時(shí)活塞的最高線速度 式（3.8）式中： - 活塞的線速度系數(shù)由活塞的線速度圖可知：因此：2. 活塞桿外推時(shí)液壓缸的最大體積流量 式（3.9）式中： 容積效率， 取代入數(shù)據(jù)：但活塞在行程開(kāi)始的加速階段和行程結(jié)束的減速階段非常短暫，在工程實(shí)際應(yīng)用中一般忽略。因此可以認(rèn)為活塞在行程中過(guò)程中保持恒定速度運(yùn)動(dòng)。則液壓缸的流量q為：（二）.活塞桿縮回1. 活塞縮回時(shí)的線速度1）.活塞瞬間線速度式中： - 活塞線速度 - 活塞的有效作用面積（當(dāng)桿外推時(shí)為，縮回時(shí)為）- 液壓缸的流量當(dāng) = 常數(shù)時(shí)，=常數(shù)，但實(shí)際上活塞在行程兩端各有一個(gè)加速或減速階

22、段（見(jiàn)下圖）圖3.2活塞線速度隨時(shí)間變化圖2）.活塞縮回時(shí)活塞的平均線速度式中： - 活塞行程（m） - 活塞在單一方向全程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 （s） 工藝給定值： 則有：3）.活塞桿縮回時(shí)活塞的最高線速度 式中： - 活塞的線速度系數(shù) 由活塞的線速度圖可知：因此：2. 活塞桿外推時(shí)液壓缸的最大體積流量 式中： 容積效率， 取代入數(shù)據(jù)：但活塞在行程開(kāi)始的加速階段和行程結(jié)束的減速階段非常短暫，在程實(shí)際應(yīng)用中一般忽略。因此可以認(rèn)為活塞在行程中過(guò)程中保持恒定速度運(yùn)動(dòng)。則：液壓缸的流量q為：五.液壓缸的功和功率液壓缸所做的功為： 式(3.10)功率則為： 式(3.11)由于： 代入式（3.11）中則有： 式(

23、3.12)即：液壓缸的功率等于壓力與流量的乘積式中： - 液壓缸的負(fù)載（推力或拉力）（n） - 活塞的行程 （m） - 活塞的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 (s) - 活塞的運(yùn)動(dòng)速度 (m/s) - 工作壓力 (pa) - 輸入流量 (m3/s)1. 活塞桿伸出時(shí)已知參數(shù)： 代入式（3.12）中得：2. 活塞桿縮回時(shí)已知參數(shù)： 代入式（3.12）中得： 六. 液壓缸的總效率 液壓缸的總效率有以下效率組成：1. 機(jī)械效率 ：由活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在 額定壓力下，通常?。?. 容積效率 ：由各密封件泄露所造成，在額定壓力下，通常?。ɑ钊?封為彈性材料時(shí)）：3. 作用力效率：由排出口背壓所產(chǎn)

24、生的反作用力造成。當(dāng)排油直接回油箱時(shí) 4. 液壓缸的總效率 ：七. 油口尺寸的計(jì)算1. 油口處油液流速的選擇壓油口 ：回油口 ： 本系統(tǒng)初選： 壓油口 ： 回油口 ： 2.油口內(nèi)徑的計(jì)算1）.壓油口內(nèi)徑的計(jì)算根據(jù)公式： 式（3.13）式中： - 油口內(nèi)徑 （m） - 油口處油液流量 （m3/s） - 油口處油液流速 （m/s）其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.13）中得： 2）.回油口內(nèi)徑的計(jì)算根據(jù)公式： 式中： - 油口內(nèi)徑 （m） - 油口處油液流量（m3/s） - 油口處油液流速（m/s）其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.13）中得： 八. 液壓缸型號(hào)的選擇選冶金設(shè)備用g級(jí)液壓缸適用介質(zhì) ： 液壓油、機(jī)

25、械油、乳化液（不適用于磷酸酯）適用溫度 ：-40+120壓力級(jí) ： 25mpa結(jié)構(gòu) ：雙作用單活塞桿油口連接形式 ：缸徑220mm的液壓缸油口采用公制細(xì)牙螺紋缸徑250mm的液壓缸油口采用對(duì)開(kāi)式法蘭液壓缸型號(hào) ：y-hg1-g80/56x550lz2-hl1ot13.2.1.2 2#液壓缸的計(jì)算與選型已知參數(shù)（工藝給定）：油缸工作壓力16mpa（初定）無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：75kn有桿腔供油活塞桿最大受力：60kn活塞桿行程：420mm活塞桿單行程的動(dòng)作時(shí)間：4s面積比 ： 1.256#液壓缸參數(shù)的計(jì)算與1#液壓缸完全相同，這里不重復(fù)計(jì)算過(guò)程，只寫(xiě)計(jì)算結(jié)果油缸外徑 80 mm油缸內(nèi)徑 36

26、 mm活塞桿伸出時(shí)液壓缸所需的流量 32l/min活塞桿縮回時(shí)液壓缸所需的流量 26l/min液壓缸的最大體積流量 36 l/min活塞桿伸出時(shí)液壓缸的功率 8.4kw活塞桿縮回時(shí)液壓缸的功率 6.7kw液壓缸的總效率t=0.95壓油口內(nèi)徑 13mm回油口內(nèi)徑 16mm液壓缸型號(hào) ：y-hg1-g80/36x420lz2-hl1ot13.2.1.3 3#液壓缸的計(jì)算與選型已知參數(shù)（工藝給定）：油缸工作壓力16mpa（初定）無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：75kn有桿腔供油活塞桿最大受力：50kn活塞桿行程：500mm活塞桿單行程的動(dòng)作時(shí)間：4s面積比 ： 1.463#液壓缸參數(shù)的計(jì)算與1#液壓缸完全

27、相同，這里不重復(fù)計(jì)算過(guò)程，只寫(xiě)計(jì)算結(jié)果油缸外徑 80 mm油缸內(nèi)徑 45 mm活塞桿伸出時(shí)液壓缸所需的流量 38l/min活塞桿縮回時(shí)液壓缸所需的流量 26l/min液壓缸的最大體積流量 41l/min活塞桿伸出時(shí)液壓缸的功率 10kw活塞桿縮回時(shí)液壓缸的功率 6.9kw液壓缸的總效率t=0.95壓油口內(nèi)徑 14mm回油口內(nèi)徑 16mm液壓缸型號(hào) ：y-hg1-g80/45x500lz2-hl1ot13.2.1.4 4#液壓缸的計(jì)算與選型已知參數(shù)（工藝給定）：油缸工作壓力16mpa（初定）無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：186kn有桿腔供油活塞桿最大受力：86kn活塞桿行程：320mm活塞桿單行程的

28、動(dòng)作時(shí)間：4s面積比 ： 24#液壓缸參數(shù)的計(jì)算與1#液壓缸完全相同，這里不重復(fù)計(jì)算過(guò)程，只寫(xiě)計(jì)算結(jié)果油缸外徑 125 mm油缸內(nèi)徑 90 mm活塞桿伸出時(shí)液壓缸所需的流量 59l/min活塞桿縮回時(shí)液壓缸所需的流量 29l/min液壓缸的最大體積流量 73l/min活塞桿伸出時(shí)液壓缸的功率 16kw活塞桿縮回時(shí)液壓缸的功率 7.6kw液壓缸的總效率t=0.95壓油口內(nèi)徑 17mm回油口內(nèi)徑 18mm液壓缸型號(hào) ：y-hg1-g125/90x320lz2-hl1ot13.2.1.5 5#液壓缸的計(jì)算與選型已知參數(shù)（工藝給定）：油缸工作壓力16mpa（初定）無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：120kn有

29、桿腔供油活塞桿最大受力：90kn活塞桿行程：380mm活塞桿單行程的動(dòng)作時(shí)間：4s面積比 ： 1.255#液壓缸參數(shù)的計(jì)算與1#液壓缸完全相同，這里不重復(fù)計(jì)算過(guò)程，只寫(xiě)計(jì)算結(jié)果油缸外徑 100 mm油缸內(nèi)徑 45 mm活塞桿伸出時(shí)液壓缸所需的流量 45l/min活塞桿縮回時(shí)液壓缸所需的流量 36l/min液壓缸的最大體積流量 53l/min活塞桿伸出時(shí)液壓缸的功率 12kw活塞桿縮回時(shí)液壓缸的功率 9.5kw液壓缸的總效率t=0.95壓油口內(nèi)徑 15mm回油口內(nèi)徑 20mm液壓缸型號(hào) ：y-hg1-g100/45x380lz2-hl1ot13.2.1.6 6#液壓缸的計(jì)算與選型已知參數(shù)（工藝給

30、定）：油缸工作壓力16mpa（初定）無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：75kn有桿腔供油活塞桿最大受力：38kn活塞桿行程：600mm活塞桿單行程的動(dòng)作時(shí)間：4s面積比 ： 22#液壓缸參數(shù)的計(jì)算與1#液壓缸完全相同，這里不重復(fù)計(jì)算過(guò)程，只寫(xiě)計(jì)算結(jié)果油缸外徑 80 mm油缸內(nèi)徑 56 mm活塞桿伸出時(shí)液壓缸所需的流量 46l/min活塞桿縮回時(shí)液壓缸所需的流量 23l/min液壓缸的最大體積流量 49l/min活塞桿伸出時(shí)液壓缸的功率 12kw活塞桿縮回時(shí)液壓缸的功率 6.2kw液壓缸的總效率t=0.95壓油口內(nèi)徑 15mm回油口內(nèi)徑 16mm液壓缸型號(hào) ：y-hg1-g80/56x600lz2-hl

31、1ot13.2.2 液壓馬達(dá)的計(jì)算與選型液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓馬達(dá)時(shí)要考慮的因素有工作壓力、轉(zhuǎn)速范圍、堵轉(zhuǎn)扭矩、運(yùn)行扭矩、總效率、容積效率、滑差特性、壽命等機(jī)械性能及在機(jī)械設(shè)備上的安裝條件、外觀等。確定了所用液壓馬達(dá)的種類之后，可根據(jù)所需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩從產(chǎn)品系列中選出能滿足需要的若干種規(guī)格，然后利用各種規(guī)格的特性曲線查出（或算出）相應(yīng)的流量和總效率。一. 液壓馬達(dá)類型的選擇根據(jù)工況情況選徑向球塞液壓馬達(dá)適用工況：負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，速度中等二. 計(jì)算液壓馬達(dá)的排量已知參數(shù)： 根據(jù)公式： 式（3.14）式中： - 液壓馬達(dá)的

32、排量 （m3/r） - 液壓馬達(dá)的負(fù)載力矩 (n.m) - 液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差（在沒(méi)有背壓的情況下即為進(jìn)口壓力。在實(shí)際的系統(tǒng)中由于濾油器等元件的存在不可能沒(méi)有背壓，但對(duì)于本系統(tǒng)，液壓泵的計(jì)算來(lái)說(shuō)影響不大可以忽略不記。） （pa） - 液壓馬達(dá)的機(jī)械效率把已知數(shù)據(jù)代入式（3.14）中得低負(fù)載： 高負(fù)載： 則有液壓馬達(dá)的流量為：三. 液壓馬達(dá)型號(hào)的選擇根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品手冊(cè)，最后確定選取1qjm62-5.0z型液壓馬達(dá).特性參數(shù) ：最大壓力 ：31.5 mpa轉(zhuǎn)速范圍 ：150 r.p.m最大輸出扭矩：23826 n.m生產(chǎn)廠：上海液壓泵廠3.3 液壓泵的選型液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。要選

33、用能適應(yīng)執(zhí)行元件所要求的壓力發(fā)生回路的泵，同時(shí)要充分考慮可靠性、壽命、維修性等以便所選的泵能在系統(tǒng)中長(zhǎng)期運(yùn)行。選擇液壓泵時(shí)要考慮的因素有工作壓力、流量、轉(zhuǎn)速、定量或變量、變量方式、容積效率、總效率、壽命、原動(dòng)機(jī)的種類、噪聲、壓力脈動(dòng)率、自吸能力等，主要考慮與液壓油的相容性、尺寸、重量、經(jīng)濟(jì)性、維修性。液壓泵的輸出壓力應(yīng)是執(zhí)行元件所需壓力與配管的壓力損失和控制閥的壓力損失之和。它不得超過(guò)樣本上的額定壓力。強(qiáng)調(diào)安全性、可靠性時(shí)，還應(yīng)留有較大的余地。樣本上的最高工作壓力是短期沖擊時(shí)允許的壓力。如果每個(gè)循環(huán)中都發(fā)生沖擊奪力，泵的壽命會(huì)顯著縮短，甚至損壞。3.3.1 低壓泵的選型一. 確定液壓泵的工作壓

34、力 液壓泵的最大工作壓力 式（3.15）式 中 ： - 執(zhí)行元件的最大工作壓力（mpa）- 液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失。按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取其 中 ： 則 有 ： 二. 確定液壓泵的流量 qp多液壓缸（或馬達(dá)）同時(shí)動(dòng)作時(shí)，液壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸（或馬達(dá)）所需的最大流量，并要考慮到系統(tǒng)的漏損和液壓泵磨損后容積效率的下降，即 ： 式（3.16）式 中 ： - 系統(tǒng)的泄露系數(shù)，一般取1.11.3- 同時(shí)動(dòng)作的液壓缸（或馬達(dá)）的最大總流量，對(duì)于工作過(guò)程始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，在確定流量時(shí)，尚需加上溢流閥的最小溢流量，一般取23 （l/min）。其 中： 把已知數(shù)據(jù)代入式（3.16）

35、中得：三. 選擇液壓泵的型號(hào)按式（3.15）確定的 pp 僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)工作過(guò)程中存在過(guò)渡過(guò)程中的動(dòng)態(tài)壓力，其最大值往往比靜態(tài)壓力要大很多，所以選取液壓泵的壓力時(shí)應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大 25%60%（本系統(tǒng)取 30% ）使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。則選取液壓泵時(shí)的最高壓力又因?yàn)楸鞠到y(tǒng)液壓泵為五臺(tái)（五臺(tái)泵型號(hào)相同）使用一臺(tái)備用，即五臺(tái)液壓泵同時(shí)動(dòng)作，則每臺(tái)泵的流量為：再結(jié)合工況選160pcy14-1b型恒壓變量泵：特性參數(shù) ：最大壓力 ：32 mp轉(zhuǎn) 速 ：1500 r.p.m排 量： 160 ml/r生 產(chǎn) 廠：上海液壓泵廠四. 確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率根據(jù)公式： 式（3.17） 式 中 ：

36、- 液壓泵的最大工作壓力（mpa） - 液壓泵的額定流量（l/min） - 液壓泵的總效率其 中 ： 把數(shù)據(jù)代如式（3.17）中得：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果選擇y280m-4型電機(jī)特性參數(shù) ：額定功率 ：90 kw轉(zhuǎn) 速 ：1480 r.p.m3.3.2 高壓泵的選型計(jì)算過(guò)程與低壓泵相同，在這里不再重復(fù)一. 確定液壓泵的工作壓力 液壓泵的最大工作壓力 其 中 ： 則 有 ： 二. 確定液壓泵的流量 qp取泄露系數(shù),溢流閥的溢流量 2 l/min則 有：三.選擇液壓泵的型號(hào)再結(jié)合工況選10pcy14-1b型恒壓變量泵：特性參數(shù) ：最大壓力 ：32 mp轉(zhuǎn) 速 ：1500 r.p.m排 量： 10 ml/

37、r生 產(chǎn) 廠： 上海液壓泵廠四. 確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率根據(jù)公式： 其 中 ： 則 有 ：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果選擇 y132m-4 型電機(jī)特性參數(shù) ：額定功率 ：7.5 kw轉(zhuǎn) 速 ：1460 r.p.m3.4 液壓控制元件選型選定液壓控制元件時(shí)，要考慮的因素有壓力、流量、工作方式、連接方式、節(jié)流特性、控制性、穩(wěn)定性、油口尺寸、外形尺寸、重量等，但價(jià)格、壽命、維修性等也需考慮。液壓控制元件的容量要參考制造廠樣本上的最大流量值及壓力損失值來(lái)確定。一. 電磁換向閥的選擇 換向閥使用時(shí)的壓力、流量不要超過(guò)制造廠樣本的額定壓力、額定流量，否則液壓卡緊現(xiàn)象和液動(dòng)力的影響往往引起動(dòng)作不良。尤其在液壓缸回路中，活

38、塞桿外伸和內(nèi)縮時(shí)回油流量是不同的。內(nèi)縮時(shí)回油流量比泵的輸出流量還大，流量放大倍數(shù)等于缸兩腔活塞面積之比，要特別注意。壓力損失對(duì)液壓系統(tǒng)的回路效率有很大影響，所以確定閥的通徑時(shí)不僅考慮換向閥本身，而且要綜合考慮回路中所有閥的壓力損失、油路塊的內(nèi)部阻力和管路阻力等。換向閥的中位滑閥機(jī)能關(guān)系到執(zhí)行元件停止?fàn)顟B(tài)下位置保持的安全性，必須考慮內(nèi)泄漏和背壓情況，從回路上充分論證。另外，最大流量值隨滑閥機(jī)能的不同會(huì)有很大變化，應(yīng)予注意。二. 單向閥和液控單向閥的選擇 單向閥的開(kāi)啟壓力取決于內(nèi)裝彈簧的剛度。一般來(lái)說(shuō)為減小流動(dòng)力可使用開(kāi)啟壓力低的單向閥。當(dāng)流過(guò)單向閥的流量遠(yuǎn)小于額定流量時(shí)，單向閥有時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。流

39、量越小，開(kāi)啟壓力越高，油中含氣越多，則越容易振動(dòng)。打開(kāi)液控單向閥所需要的控制壓力取決于負(fù)載壓力、閥芯受壓面積及控制活塞的受壓面積。三. 節(jié)流閥的選擇 應(yīng)用場(chǎng)合所需的流量調(diào)節(jié)精度，應(yīng)由所選的凋速閥在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)加以保證。樣本上的精度值一般是針對(duì)額定壓力、最大流量時(shí)的調(diào)節(jié)精度。實(shí)際使用壓力、流量不同時(shí)精度也不同。對(duì)流量進(jìn)行控制需要一定的壓差，高精度的流量控制約需1mpa的壓差。普通調(diào)速閥存在著流量跳動(dòng)現(xiàn)象，這是因?yàn)殚_(kāi)始調(diào)節(jié)時(shí)調(diào)速閥中的壓力補(bǔ)償器尚處于開(kāi)啟位置，全部壓降都作用在節(jié)流口上，致使流量過(guò)大。為了克服它的不良影響，可選用手調(diào)補(bǔ)償初始開(kāi)度的調(diào)速閥或帶外控關(guān)閉功能的調(diào)速閥。四. 溢流閥的選擇

40、溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式。一般說(shuō)來(lái)直動(dòng)式響應(yīng)較快，宜用作安全閥，先導(dǎo)式啟閉特性較好，宜用作調(diào)壓閥。啟閉特性是選用溢流閥時(shí)要考慮的重要因素。如果啟閉特性太差，則負(fù)載壓力低于設(shè)定壓力時(shí)溢流閥開(kāi)始溢流，隨著壓力升高溢流流量加大，執(zhí)行元件速度減慢，達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)執(zhí)行元件停止。因此，執(zhí)行元件速度在負(fù)載力大時(shí)變得不穩(wěn)定，回路效率也顯著降低。溢流閥的動(dòng)態(tài)特性是很重要的。在負(fù)載激烈變化下，希望溢流閥既響應(yīng)快又穩(wěn)定。溢流閥的調(diào)壓范圍可通過(guò)更換調(diào)壓彈簧改變，但所用的彈簧的設(shè)定壓力可能改變啟閉特性。對(duì)于本題目所有閥的具體參數(shù)及型號(hào)等見(jiàn)表（3.1）（表3.1）序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格最大實(shí)際流量（l/min）通徑數(shù)量壓力（mp

41、）流量（l/min）1單向節(jié)流閥mk10g1.231.550101022單向節(jié)流閥mk15g1.231.52004915723單向節(jié)流閥mk20g1.231.52005320204單向節(jié)流閥mk25g1.231.54001462515液控單向閥sv10ga1-3031.580101026液控單向閥sv15ga1-3031.51504915727液控單向閥sv20ga1-3031.52007320228電磁換向閥4we6j10/g24nz431.560101019電磁換向閥4we6j15/g24nz431.56049153610電磁換向閥4we6j20/g24nz431.56053201011電

42、磁換向閥4we6j25/g24nz431.512014625112高壓球閥jzq-h32f31.540024032613高壓球閥jzq-h10f31.5501010414高壓球閥jzq-h15f31.5150491514415高壓球閥jzq-h20f31.515053204216高壓球閥jzq-h25f31.530014625217溢流閥dbdh8p10/31.531.510018118溢流閥dbdh32p10/2525350632619分流集流閥fjl-b20h32100/50120120單向閥s8a131.53028221單向閥s32a131.5400632622壓力表開(kāi)關(guān)kf-l8/20

43、e34.58208注：以上液壓閥均由上海立新液壓件廠生產(chǎn)（引進(jìn)德國(guó)力士樂(lè)技術(shù)）適應(yīng)工況： 介質(zhì)：礦物質(zhì)液壓油；介質(zhì)溫度范圍（） ：-20+80介質(zhì)粘度范圍（m2/s） ：（2.8380）x 1063.5 過(guò)濾器的選型保持液壓油清潔，對(duì)保證液壓系統(tǒng)正常工作和延長(zhǎng)液壓元件壽命都具有重要意義。油中的污?？赡軄?lái)自外部，也可能來(lái)自油泵或其他元件正常磨損所產(chǎn)生的金屬微粒。要把油中全部污物清除是不可能的。但可根據(jù)系統(tǒng)的工作要求，對(duì)污粒的尺寸和數(shù)量加以限定。對(duì)于中低壓系統(tǒng)，一般要求油中的污粒不大于0.05毫米，高壓系統(tǒng)不大于0.025毫米。在選用液壓濾油器時(shí)，一般需要參考濾油器制造廠提供的產(chǎn)品樣本。然而產(chǎn)品的

44、樣本一般只是給出基本的參數(shù)，而對(duì)具體使用條件不可能一一說(shuō)明。因此，還必須根據(jù)具體的系統(tǒng)及其工作條件，考慮元件對(duì)污染的敏感性、工作壓力及負(fù)載特性、流量波動(dòng)、環(huán)境條件和對(duì)污染侵入的控制程度等因素。濾油器的類型和結(jié)構(gòu)與他在液壓回路中的位置有關(guān)，在液壓系統(tǒng)中，濾油器根據(jù)需要可安裝在吸油路、壓力油路和回油路中，也可以安裝在主系統(tǒng)之外，組成單獨(dú)的外過(guò)濾系統(tǒng)。對(duì)于本系統(tǒng)而言， 由于大多數(shù)閥及其他液壓元件基本都屬于常規(guī)元件，因此對(duì)油液的過(guò)濾要求不是太高，故本系統(tǒng)只設(shè)計(jì)了兩套過(guò)濾裝置（冷卻循環(huán)系統(tǒng)處；總回油管處）。綜合上述技術(shù)要求再結(jié)合實(shí)際工況，濾油器的實(shí)際通流量應(yīng)比過(guò)濾系統(tǒng)流量大25%40%或者更大。本系統(tǒng)選

45、過(guò)濾精度為20m的線隙式濾油器，型號(hào)為：xua 630x20bs和xua 1300x20bs3.6 蓄能器的計(jì)算與選擇本系統(tǒng)蓄能器作應(yīng)急動(dòng)力源使用，即：突然停電、發(fā)生故障，油泵中斷供油，蓄能器能提供一定的油量作為應(yīng)急動(dòng)力源，使執(zhí)行元件能繼續(xù)完成必要的動(dòng)作。一. 蓄能器有效容積（蓄能器有效供液容積）的計(jì)算根據(jù)公式： 式（3.18）式 中 ： - 應(yīng)急操作時(shí)，各執(zhí)行元件的耗油量（l）。 - 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取。對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，并不是所有執(zhí)行元件在必要的時(shí)候都進(jìn)行應(yīng)急操作，而是部分的元件需要應(yīng)急操作（這里取50%的執(zhí)行元件在必要的時(shí)候進(jìn)行應(yīng)急操作），又因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用兩個(gè)蓄能器并聯(lián)使用。因此有：把數(shù)據(jù)

46、代入式（3.18）中得：二. 蓄能器型號(hào)的選擇根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)選nxql25/20a型蓄能器第四章 液壓裝置的設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)原理圖確定以后，根據(jù)所選用或設(shè)計(jì)的液壓元件、輔件，便可進(jìn)行液壓裝置的設(shè)計(jì)。4.1 液壓油箱的設(shè)計(jì)4.1.1 油箱的功能每個(gè)液壓設(shè)備都應(yīng)該有自己的油箱，而且油箱通常都是自制的。油箱的作用主要是:（1）盛放液壓油液-油箱必須能夠盛放系統(tǒng)中的全部油液。液壓泵從油箱里抽走油液送入系統(tǒng)，油液在系統(tǒng)中完成傳遞動(dòng)力的任務(wù)后返回油箱。（2）散發(fā)熱量-液壓系統(tǒng)中的功率損失導(dǎo)致油液溫度升高。油液從系統(tǒng)中帶回來(lái)的熱量有很大一部分靠油箱壁散發(fā)到周圍的空氣中。這就要求油箱應(yīng)具有足夠的尺寸，盡量設(shè)置在

47、通風(fēng)良好的位置上，必要時(shí)油箱外壁要設(shè)置翅片來(lái)增加散熱能力。（3）逸出空氣-油液泡沫導(dǎo)致噪聲和液壓元件的損壞，尤其在液壓泵中會(huì)引起氣蝕。低壓區(qū)壓力低于溶解空氣的飽和點(diǎn)、吸油管漏氣或液位過(guò)低時(shí)由旋渦作用引起液壓泵吸入空氣以及回油的攪動(dòng)作用等都導(dǎo)致形成氣泡。未溶解的空氣可在油箱中逸出，因此希望有盡可能大的油液面積，并應(yīng)讓油液在油箱里逗留更長(zhǎng)的時(shí)間。（4）沉淀雜質(zhì)-未被過(guò)濾器捕獲的細(xì)小污染物，如磨屑或油液的老化生成物，可以沉落到油箱底部。（5）分離水分-由于溫度的變化，空氣中的水蒸氣在油箱內(nèi)壁上凝結(jié)成水滴而落入油液中，其中只有很少數(shù)量溶解在油液里。未溶解的水會(huì)使油液乳化變質(zhì)。油箱提供了油水分離的機(jī)會(huì)，

48、使這些游離水聚積在油箱中的最低點(diǎn)，以備清除。（6）安裝元件-往往把液壓濾油器等液壓元件直接裝在油箱板上。4.1.2 確定油箱的容量液油箱容量包括油液容量和空氣容量。油液容量是指油箱中的油液最多時(shí)，即液面在液位計(jì)的上刻度線時(shí)的油液體積。在最高液面以上要留出等于油液容量的空氣容量。根據(jù)公式： 式（4.1）式中： - 油箱容量（l）； -液壓泵總額定流量（l/min）；- 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，高壓冶金設(shè)備57其中： （l/min）把數(shù)據(jù)代入式（4.1）中得：（l）4.1.3 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于本系統(tǒng)只對(duì)油箱結(jié)構(gòu)原理的設(shè)計(jì)，不做詳細(xì)的尺寸設(shè)計(jì)，所有的圖均為原理示意圖，制造是可根據(jù)結(jié)構(gòu)原理圖自己做或到相應(yīng)的廠家進(jìn)

49、行定做。一. 油箱的形狀油箱的形狀取決于主機(jī)的要求和安裝空間的限制，工程機(jī)械常用的有方形和異型。如圖4-1所示。圖4.1液壓油箱二. 箱頂油箱頂部的結(jié)構(gòu)取決于它上面裝些什么。箱頂上安裝其他控制元件時(shí)，頂板的厚度應(yīng)為側(cè)板厚度的2-4倍，以免產(chǎn)生振動(dòng)，且應(yīng)設(shè)隔振墊。為了便于布置和維修，有時(shí)采用裝在箱頂上的回油過(guò)濾器。箱頂上的螺紋孔應(yīng)該用不通孔，以防污染物落入油箱之內(nèi)。箱頂上各類元件的設(shè)置見(jiàn)圖4-2。箱頂結(jié)構(gòu)如圖4-3。. 圖4.2 油箱頂部元件設(shè)置 圖4.3箱頂與側(cè)壁的連接三箱壁、清洗口、吊耳當(dāng)箱蓋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)清洗口。清洗口的數(shù)量和位置應(yīng)便于用手清理所有內(nèi)表面。清洗口蓋板應(yīng)該能由一個(gè)人拆裝。蓋板應(yīng)配有可以重復(fù)使用的彈性密封件。清洗蓋板及密封件的細(xì)節(jié)見(jiàn)圖4-4。圖4.4 清洗口蓋板細(xì)節(jié)搬動(dòng)油箱時(shí)，可以使用叉車，也可以使用吊車。起吊時(shí)可以利用焊在油箱四角箱壁上方的吊耳。圓柱形焊接吊耳見(jiàn)圖4-5和表4-1，鉤形焊接吊耳見(jiàn)圖4-6 和表4-2。估算吊耳的起重量時(shí)不要忘記油液的重量。 圖4.5圓