廣西科技大學(xué)氣液壓課程設(shè)計(jì)說明書

1、 廣西科技大學(xué)（籌） 課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱 液壓與氣壓傳動(dòng) 課題名稱 液壓站集成回路及集成塊設(shè)計(jì)系 別 職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)自-班 學(xué)生姓名 - 學(xué) 號(hào) 20100220- 指導(dǎo)教師 - 成績(jī)?cè)u(píng)定 日 期 2012年6月18日27日上午目錄1、 設(shè)計(jì)題目及主要內(nèi)容.22、 前言.23、 液壓站.3 3.1液壓站簡(jiǎn)介.33.2液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).33.3液壓站總成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注意的問題. 4 四、集成塊及中間塊的設(shè)計(jì)方法.54.1通用集成塊組的結(jié)構(gòu).54.2集成塊的特點(diǎn).54.3集成塊裝置的設(shè)計(jì)步驟.64.4集成塊設(shè)計(jì)注意事項(xiàng).7五、液壓集成回路設(shè)計(jì).9六、液壓集成塊及其設(shè)計(jì).10七、

2、致謝詞.12八、參考文獻(xiàn).131、 設(shè)計(jì)題目及主要內(nèi)容 題目：下圖型號(hào)為JK25、三孔的保壓回路尺寸要求：130×120×922、 前言 我們的課程設(shè)計(jì)題目是液壓站集成回路及集成塊設(shè)計(jì)，要想設(shè)計(jì)出一個(gè)好的作品，首先，我們應(yīng)該了解液壓傳動(dòng)與控制。液壓傳動(dòng)與控制簡(jiǎn)稱為液壓技術(shù)，它是以液體為工作介質(zhì)，利用液體的靜壓能實(shí)現(xiàn)信息、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞及工程控制的技術(shù)，其工作原理基于流體力學(xué)的帕斯卡原理（液體靜壓力傳遞原理），所以又稱為容積式液體傳動(dòng)或靜液傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)與控制的機(jī)械設(shè)備或裝置中，其液壓系統(tǒng)大部分使用具有連續(xù)流動(dòng) 性的液壓油作為工作介質(zhì)，通過液壓泵將驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換

3、成液體的壓力能，然后經(jīng)過封閉管路及控制閥（壓力閥、流量閥、和方向閥），送至執(zhí)行器（液壓缸、液壓馬達(dá)或擺動(dòng)液壓馬達(dá)）中，轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動(dòng)負(fù)載和實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3、 液壓站 3.1液壓站簡(jiǎn)介 液壓站是現(xiàn)代液壓技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形態(tài)，既是各類液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的歸宿，又是保證主機(jī)完成其工藝目的和長(zhǎng)期可靠工作的重要裝置。正確合理的設(shè)計(jì)和使用液壓站，對(duì)于提高液壓系統(tǒng)乃至整個(gè)液壓設(shè)備的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，具有重要意義 液壓站有液壓箱、液壓泵裝置及液壓控制閥三大部分組成。液壓油箱裝有空氣過濾器、過濾器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其它們之間的聯(lián)

4、軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其連接體。而機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)形式有分散式和集中式兩種類型。 3.2液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 液壓泵的安裝方式 液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式分為立式和臥式兩種。1） 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。但安裝維修不方便，散熱條件不好。2） 臥式安裝 液壓泵機(jī)管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度不易保證。2 電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式電動(dòng)機(jī)與液壓泵的連接方式

5、分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。1） 法蘭式 液壓泵安裝在法蘭上，法蘭再與帶法蘭盤的電動(dòng)機(jī)連接，電動(dòng)機(jī)與液壓泵依靠法蘭盤上的止口來(lái)保證同軸度。這種結(jié)構(gòu)拆裝很方便。2） 支架式 液壓泵直接安裝在支架的止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再與底座的電動(dòng)機(jī)向聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于保證同軸度比較困難。為了防止安裝誤差產(chǎn)生的振動(dòng)，常用帶有彈性的聯(lián)軸器。3） 法蘭式支架式 電動(dòng)機(jī)與液壓泵先以法蘭聯(lián)接，法蘭再與支架連接，最后支架再安裝在底板上。它的優(yōu)點(diǎn)是大底板不用加工，安裝方便，電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度靠法蘭盤上的止口來(lái)保證。為了避免安裝時(shí)產(chǎn)生同軸度誤差帶來(lái)的不良影響，常采用有彈性的聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器可以通用零件

6、手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，也可自行設(shè)計(jì)。為增加電動(dòng)機(jī)與液壓泵的連接剛性，避免產(chǎn)生共振，可以把液壓泵和電動(dòng)機(jī)先安裝在剛性較好的底板上使其成為一體，然后底板加墊再安裝到液壓油箱上。 3.3液壓站結(jié)構(gòu)總成設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題. 1 結(jié)構(gòu)布置 液壓站上各個(gè)部件、元件的布置要均勻，便于裝配、調(diào)試、使用與維護(hù)，適當(dāng)注意外形整齊和美觀；液壓控制裝置在液壓油箱上的安放位置應(yīng)便于壓力閥、流量閥的調(diào)節(jié)，應(yīng)便于電磁閥電磁鐵的手動(dòng)調(diào)整和裝拆，應(yīng)便于壓力表與壓力表開關(guān)的觀察和調(diào)整。管路布局要符合相應(yīng)的規(guī)定和要求，等等。2 其他 在液壓站結(jié)構(gòu)總成設(shè)計(jì)中還應(yīng)特別注意污染控制、泄漏控制、液壓沖擊控制、振動(dòng)與噪聲控制。4、 集成塊及中間

7、塊的設(shè)計(jì)方法4.1 通用集成塊組的結(jié)構(gòu)集成塊組，是按通用的液壓典型回路設(shè)計(jì)成的通用組件。它由集成塊、底塊和頂蓋用四只長(zhǎng)螺栓垂直固緊而成。液壓元件一般安裝在集成塊的前面、后面和右側(cè)面、左側(cè)面不安放元件，留著連接油管，以便向執(zhí)行元件供油。為了操縱調(diào)整方便，通常把需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的元件，如調(diào)速閥、溢流閥、減壓閥等，布置在右側(cè)面和前面。元件之間的聯(lián)系借助于塊體內(nèi)部的油道孔、每塊的上下兩面為疊積結(jié)合面，布有公用的壓力油孔P、回油孔O、泄漏油孔L和連接螺栓孔。4.2 集成塊的特點(diǎn)從集成塊的組成原理圖可以看出，集成塊由板式元件與通道體組成，元件可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求任意選擇，因此，集成塊連接裝置廣泛地應(yīng)用在機(jī)床及組合

8、機(jī)床自動(dòng)線中，其工作壓力為0.3×1063.5×107Pa，流量一般在3060l/min，集成塊與其它的連接方式相比有以下特點(diǎn)：（1） 可以采用現(xiàn)有的板式標(biāo)準(zhǔn)元件，很方便地組成各種功能的單元集成回路，且回路的更換很方便，只須更換或增、減單元回路就能實(shí)現(xiàn)，因而有極大的靈活性。（2） 由于是在小塊體上加工各種孔道，故制造簡(jiǎn)單，工藝孔大為減少，便于檢查和及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛病。如果加工中出了問題，僅報(bào)廢其中一小塊通道體，而不是整個(gè)系統(tǒng)報(bào)廢。（3） 系統(tǒng)中的管道和管接頭可以減少到最少程度，使系統(tǒng)的泄漏大為減少，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，裝配與維修方便。（4） 由于裝在通道

9、體側(cè)面的各液壓元件間距離很近，油道孔短，而且通油孔徑還可選擇大一些，因而系統(tǒng)中管路壓力損失小，系統(tǒng)發(fā)熱量也小。（5） 有利于實(shí)現(xiàn)液壓裝置的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，能組織成批生產(chǎn)。由于組成裝置的靈活性大，故設(shè)計(jì)和制造周期大為縮短，生產(chǎn)成本低，為在機(jī)床廣泛應(yīng)用液壓技術(shù)提供了方便。4.3 集成塊裝置的設(shè)計(jì)步驟4.3.1繪制集成塊單元回路圖。（a） 本回路需將三位四通電磁換向閥、兩位兩通電磁換向閥、壓力繼電器、儲(chǔ)能器、先導(dǎo)式溢流閥和單向閥安裝于集成塊上，由于元件數(shù)目多，不易布局，故采用兩塊中間塊，圖紙所畫為上部中間塊。（b） 上部中間塊安裝閥體有三位四通電磁換向閥、兩位兩通電磁換向閥和單向閥，其中兩個(gè)

10、電磁閥均為電磁式。4.3.2布置液壓元件，由于換向閥均為電磁式，故將三位四通電磁換向閥安裝于前側(cè)面，兩位兩通電磁換向閥安裝于后側(cè)面，手動(dòng)單向閥安裝于右側(cè)面。4.3.3繪制集成塊加工圖。本圖紙采用比例為1：1,繪圖時(shí)按照機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。（a）為更好反映零件，本圖紙繪制了集成塊四個(gè)側(cè)面、頂面、和M向視圖。 (b)根據(jù)各層孔道布局繪出A-A、B-B、C-C三層層剖視圖，分別由三位四通的B油口、P和T油口及A油口處剖。（c）為加工方便，可將各孔編號(hào)列表，并注明通徑、孔深和與之連通的孔號(hào)。圖如下孔號(hào)孔徑鉆深相交孔號(hào)孔號(hào)孔徑鉆深相交孔號(hào)P16通61062614O18通9、171162615L10通812

11、6355114通134355214通1465510314通1565511414通16446651072.212、13、1917620216105216、P18656077.53019197.570887.510519、L20105559647O21644.617表一4.4 集成塊設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)（1）公用油道孔的選定。集成塊上有公用的壓力油孔P，回油孔O及泄漏油孔L。集成塊通道體有二孔式、三孔式、四孔式、五孔式等多種設(shè)計(jì)方案。（本次設(shè)計(jì)只采用三孔式）（a）本次設(shè)計(jì)為JK25系列集成塊，采用了P、O以及L三個(gè)公用油孔，其中L為泄油孔，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，固定連接螺栓呈四方形或六角形，底座上的這四個(gè)螺栓

12、孔是相互鉆通的，其加工工藝好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。螺栓孔，一般孔為14，螺栓為M12的，以保證通油面積大于0.4cm2.（b）三孔式通道體有P、O、和L公用油孔各一個(gè)。JK,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，公用通道孔數(shù)少的優(yōu)點(diǎn)，但是由于泄漏油孔L要與各元件的泄漏油孔相通，因而各元件泄漏油孔與L孔的連通孔道較長(zhǎng)，而這些孔道的直徑都較小，一般為56，加工比較困難，且工藝孔較多。（2）油孔直徑的確定。按公式：D=4.6×q/v (mm) Q流經(jīng)油孔的流量（l/min）V孔道中的允許流速（m/s）公用泄漏油孔L的孔徑一般按經(jīng)驗(yàn)確定，當(dāng)Q=25l/min時(shí)，取6；當(dāng)Q=60l/min時(shí)，取10直接與閥相通的孔，塊體上的

13、孔徑應(yīng)近似等于閥的油孔直徑。不直接與閥相通的工藝孔，應(yīng)用螺塞或短圓柱堵死，或直接焊堵。與油管接頭相連接的油孔，其孔徑與相應(yīng)的閥口直徑相同，但孔口必須按管接頭螺紋底孔尺寸鉆孔并攻絲，（本設(shè)計(jì)方案中均用螺塞堵死）（3）元件在通道體上的初步布局（a）中間塊 通常是按單元回路的通路要求在集成塊上鉆孔構(gòu)成通油孔道，在集成塊的三個(gè)側(cè)面安裝所需的板式控制元件，左側(cè)面安裝通往執(zhí)行元件的管接頭。電磁換向閥應(yīng)安裝在集成塊前、后側(cè)面上。電磁鐵伸出部分也要避免與側(cè)面的閥相碰。右側(cè)面或前面安放需經(jīng)常調(diào)節(jié)的控制閥如（調(diào)速閥、節(jié)流閥、溢流閥、減壓閥、順序閥等）。要盡量減少鉆孔的數(shù)量，集成塊中的油孔分為公用油孔和閥孔相通的油

14、孔兩類。在布置元件垂直位置應(yīng)使與各元件相通的油孔盡量安排在同一水平面內(nèi)，并在油孔直徑范圍內(nèi)，以減少中間接通孔的數(shù)量，對(duì)于不相通的孔應(yīng)注意保持一定的壁厚，孔鉆好后應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)以免工作時(shí)擊穿，并注意盡量減少水平層次。同理，在布置元件水平位置時(shí)，應(yīng)將與公用孔相通的油孔排列在公用孔的直徑范圍內(nèi)。有時(shí)減少過多的拐彎而鉆了一些工藝孔。當(dāng)有多級(jí)壓力回路時(shí)，可增設(shè)一公用油孔P1。由于集成塊內(nèi)部的油孔是立體的，為了將油路表示清楚，一般需畫出三層橫剖面圖，電磁閥的P、O孔為一層，A、B孔為一層，而與電磁閥油孔不相通的其它閥的通油孔則為第三層。對(duì)無(wú)法剖到的油孔，可在某層上用虛線表示。（b）底板 底板的作用，一是將

15、集成塊組件固定在油箱板上，二是將P孔、O孔和螺釘孔、合用的L孔從底板上引出，用管接頭連接到相應(yīng)的泵源或通入油箱。因此底板上的垂直壓油孔P為盲孔，通過橫孔將壓油孔P在底板后側(cè)面引出，由管接頭與泵源相聯(lián)，回油孔O與泄漏油孔L可直接通油箱，泵源出口經(jīng)某些液壓元件后才進(jìn)入主壓油路時(shí) ，加泵源的P壓油孔由底板前側(cè)面的液壓元件的輸入孔，由輸出孔與集成塊上的公用孔P或P1相通。（c）頂蓋 頂蓋的作用是封閉主油路，連接集成塊組，并在右側(cè)面安裝壓力表開關(guān)以便測(cè)壓，當(dāng)測(cè)壓點(diǎn)較多時(shí)，為了減少集成塊中的測(cè)壓油孔，除主油路P或P1直接在頂蓋上鉆孔與壓力表開關(guān)測(cè)壓點(diǎn)接頭相連外，其他測(cè)壓點(diǎn)應(yīng)盡量放在頂蓋上。（d）過渡板 當(dāng)

16、集成塊上安裝四個(gè)液壓元件時(shí)，為避免閥的安裝螺孔與集成塊的安裝螺孔相碰，可采用過渡板，將相鄰兩閥的油路與過渡板的進(jìn)油口P1、出油口P2，泄漏孔L預(yù)先在過渡板上鉆通，然后把過渡板安裝在集成塊的前后側(cè)面上。 而本次設(shè)計(jì)分為兩塊中間塊，尺寸為130×120×92，經(jīng)驗(yàn)證無(wú)需用過渡板。 五、 液壓集成回路設(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?jiǎn)卧苫芈?。設(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧杉勇罚詼p少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。（2） 把各液壓?jiǎn)卧杉勇愤B接起來(lái)，組成液壓集成

17、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、方向控制回路、頂蓋及測(cè)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)。六、 液壓集成塊及其設(shè)計(jì)液壓集成塊由底板、中間塊、中間塊、夾緊塊和頂蓋組成，由四個(gè)緊固螺栓M12把它們連接起來(lái)，再由四個(gè)螺釘將其緊固在液壓軸箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個(gè)完速的液壓系統(tǒng)。下面分別介紹其設(shè)計(jì)。6.1底板及供油塊設(shè)計(jì)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P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄油漏油路L經(jīng)底

18、板引入液壓油箱冷卻沉淀。本次圖紙所采用的連接底板如下：圖三為三位四通電磁換向閥連接底板，圖四為兩位兩通電磁換向閥連接底板，圖五為單向閥連接底板。6.2頂蓋及測(cè)壓塊設(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(lái)觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。設(shè)計(jì)頂蓋時(shí)，要充分利用頂蓋的有效空間，也可以把測(cè)壓回路，卸荷回路以及定位夾緊回路等布置在頂蓋上。6.3中間塊設(shè)計(jì) 集成塊中的一塊，集成塊上布置了三個(gè)液壓元件。采用GE系列液壓閥。若液壓?jiǎn)卧蓧K回路中液壓元件較多或者不好安排時(shí)，可采用過渡板把閥與集成塊連接起來(lái)。如：集成塊某則面要固定兩個(gè)液壓元件比較困難，如果采用過渡板則會(huì)使問題經(jīng)較容易解決。使用

19、過渡板時(shí)，注意過渡板不能與上下集成上的元件相碰，避免影響集成塊的安裝，過渡板在高度應(yīng)比集成塊小2mm。過渡板一般厚為3540mm，在不影響其它部件工作條件下，其長(zhǎng)度可稍大于集成塊尺寸。過渡板上孔道的設(shè)計(jì)與集成塊相同?？刹捎孟葘⑵溆面犪斉c集成塊連好，再將閥裝在其上的方法安裝。集成塊設(shè)計(jì)步聚為：1） 制做液壓元件樣板。方法與油路板一節(jié)相同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，泄油孔L（有時(shí)不用）及四個(gè)安裝孔。JK25系列參數(shù)詳見表二。長(zhǎng)寬高POL孔徑螺栓130120921618101412直表二 表二3） 集成塊上液壓元件的布置。把制做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上

20、進(jìn)行布局有的液壓元件需要連接板，則樣板應(yīng)以連接為準(zhǔn)。 電磁閥應(yīng)布置在集成塊的前、后面上，要避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其它部分相碰。液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔敢少為好。如號(hào)設(shè)計(jì)圖紙所示，孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面，或直徑d的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚h必順進(jìn)行強(qiáng)度校核。液壓元件在水平面上的孔道若與公共油孔相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直或在直徑d范圍,否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道.設(shè)計(jì)專用集成塊時(shí)，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸2mm，以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。4） 集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固下螺孔與閥口通道、集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄油孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進(jìn)行布置。根椐水平位置布置的需要，液壓元件可能上下左右移動(dòng)一段距離.溢流閥的先導(dǎo)閥部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。6.4集成塊零件圖的繪制集成塊的六個(gè)面都是加工面，其中有三個(gè)是側(cè)面要裝液壓元件，一個(gè)側(cè)面引出管道。塊內(nèi)孔道縱橫交錯(cuò)、層次多、需要多個(gè)視圖和23個(gè)個(gè)剖切面圖才能表達(dá)清楚?？紫档奈恢镁纫筝^高，因此尺寸小、公差