小型冷床拖出裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計

小型冷床拖出裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計摘要冷床作為棒材廠生產(chǎn)工藝線上的一個必備設(shè)備，是生產(chǎn)過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。冷床由機(jī)械傳動系統(tǒng)、水冷卻系統(tǒng)、冷床工作臺面、固定支架等方面組成，其主要作用是承載高溫軋件及冷卻。其工作原理是將已軋制成型產(chǎn)品通過輥道輸送進(jìn)入冷床，再由齒條步進(jìn)式拔齒等形式，將排列在冷床上的工件逐步移向冷床頂端，到達(dá)工件的冷卻效果，與此同時，要能保證工件在整個過程中均勻冷卻，不產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)或外表擦傷。冷床具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低等優(yōu)點。但由于其在使用中存在很多缺陷，增加了使用和維護(hù)的本錢。因此本設(shè)計為小型冷床拖出裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計。這個系統(tǒng)分為兩個支路：橫移缸的橫移動作和升降缸的升降動作。本次設(shè)計對這兩個支路的受力進(jìn)行了分析和計算、對元件的選用進(jìn)行了說明。關(guān)鍵詞：液壓傳動；冷床；液壓閥；液壓缸；泵站；參數(shù)計算TheOutDeviceOfSmallCoolingBedHydraulicSystemDesignAbstractBarcoolingbedplantproductionprocessasanessentiallineofequipment,itisanimportantandindispensablepartoftheproductionprocess.Coolingbediscomposedbymechanicaltransmissionsystem,watercoolingsystems,coolingbedworktable,afixedsupportandsoon,whosemainroleistocarryhigh-temperaturerollingandcooling.Itsworkingprincipleistotransmittherolledproducttocoolingbedthroughtheformingrollerconveyor,andthengraduallyworkworkpiecearrangedinthecoldbedtowardsthetopofthecoolingbedbytheformoftherackteethoutstep-by-steptoachievethecoolingeffect.Atthesametime,wemustworktoensureuniformityintheprocessofcooling,nobending,torsionorsurfacescratches.Coolingbedhasasimplestructure,lowcost.However,duetoitsinuse,therearemanydefectsthathaveincreasedtheuseandmaintenancecosts.Therefore,thedesignisasmalldeviceoutofthehydraulicsystemcoolingbeddesign.Thesystemisdividedintotwoslip:transferringcylindermovementsandmovementsoftheslidingcylindermovesthetake-offandlanding.Thedesignanalysisthestressandcalculationofthesetwoslipanddescribesselectionofcomponents.Keywords:Hydraulictransmission;Coolingbed;Hydraulicvalve;Hydrauliccylinder;Pumpingstation;Parametercomputation目錄TOC\o"1-3"\f\h\z\u1緒論11.1冷床的開展和分類11.2小型冷床組成和新技術(shù)1輸入設(shè)備1冷床本體31.2.3輸出設(shè)備41.3液壓技術(shù)現(xiàn)狀41.4液壓傳動的根本原理51.5課題內(nèi)容的介紹62液壓系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計參數(shù)73制定系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)圖83.1液壓系統(tǒng)的組成及設(shè)計要求83.2制定系統(tǒng)方案83.3擬定液壓系統(tǒng)原理圖94載荷的組成和計算104.1液壓缸載荷組成104.2各液壓缸載荷的計算11橫移缸的載荷計算11升降缸的載荷計算125計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸和液壓馬達(dá)的排量135.1初選系統(tǒng)工作壓力135.2液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算135.2.1液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸組成13液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算145.3計算液壓缸所需流量及實際工作壓力15橫移缸所需流量和實際工作壓力15升降缸所需流量和實際工作壓力166液壓元件的選擇176.1液壓缸的選用176.2液壓泵的選用176.3電動機(jī)的選用186.4液壓閥的選用196.5管道的選擇及計算19管道內(nèi)徑的計算20管道的選擇21管接頭的選擇216.6油箱的容積確定及尺寸計算216.7蓄能器的類型及選擇236.8液壓介質(zhì)的選用246.9其余液壓輔助元件的選擇247液壓系統(tǒng)性能驗算277.1液壓系統(tǒng)壓力損失計算27沿程壓力損失27局部壓力損失287.1.3總壓力損失297.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算29計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率297.2.2計算油箱的散熱功率318閥塊的設(shè)計329液壓泵站的結(jié)構(gòu)形式及系列的選擇3310環(huán)境分析3410.1液壓污染的定義3410.2液壓對環(huán)境的危害和防治34液壓工業(yè)對環(huán)境的危害3410.2.2解決方法35結(jié)論38致謝39參考文獻(xiàn)401緒論冷床的開展和分類冷床是中小型棒材車間必不可少的輔助設(shè)備之一，它的功能是將飛剪剪切后的倍尺長度的軋件輸送并卸到冷床齒條上，使其溫度由900℃降至100～300近十年來，在改革開展的大潮中，國內(nèi)許多中小型棒材生產(chǎn)廠為了適應(yīng)新的市場機(jī)制，在市場經(jīng)濟(jì)中生存開展，而將資金投入到建設(shè)新廠以及舊設(shè)備改造中。從生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量以及產(chǎn)品的規(guī)格、鋼種、質(zhì)量、精度等方面上了一個臺階。這些新建和改造后的冷床采用了多項20世紀(jì)90年代的先進(jìn)技術(shù)，在軋制速度、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量等方面比改造前均有較大提高。這些新技術(shù)的采用是消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的根底上，并不斷開發(fā)改良獲得的，經(jīng)國內(nèi)制造廠商的共同合作，是中國目前中小型棒材冷床到達(dá)了國外同類先進(jìn)設(shè)備的水平，產(chǎn)品質(zhì)量得到很大提高。按產(chǎn)品種類劃分，冷床大致可歸為三類：圓鋼螺紋鋼冷床；合金鋼圓鋼或扁鋼為主的冷床；型鋼冷床。由于各生產(chǎn)廠產(chǎn)品大綱及車間實際情況不同，故冷床的工藝參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)形式多種多樣。小型冷床組成和新技術(shù)冷床通常由三局部組成，即輸入設(shè)備、冷床本體、輸出設(shè)備。輸入設(shè)備1.輸入輥道(1)功能輸入輥道位于倍尺飛剪后，包括前段運輸輥道和帶制動板輥道，用于將倍尺飛剪剪切的倍尺棒材加速運輸，在棒材未剪斷前使其產(chǎn)生一定的初拉力，保持始終在平直狀態(tài)下的運行，并且當(dāng)棒材被剪斷后能夠快速升速，與其后一根仍在軋制的棒材拉開距離。通常這段輥道的速度比末架軋機(jī)的軋制速度高5%。(2)傳動方式輥子懸臂安裝，采用交流變頻電機(jī)單獨傳動。為了使棒材能夠順利滑入制動板，輥道通常向冷床側(cè)傾斜12°～20°，產(chǎn)生扁鋼的車間選擇的角度應(yīng)大一些。輥道傳動結(jié)構(gòu)通常有兩種：一種為電機(jī)通過過渡接軸帶動輥道運轉(zhuǎn)；一種為輥子直接裝在電機(jī)軸上運轉(zhuǎn)。前種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，安裝維修較麻煩；后一種結(jié)構(gòu)較簡單，但輥道電機(jī)必須采用增強結(jié)構(gòu)的電機(jī)〔針對輸出軸徑和潤滑〕。目前國內(nèi)開發(fā)制造了一種新型高效節(jié)能調(diào)速加強型變頻電機(jī)，該電機(jī)調(diào)速范圍寬，震動噪音低，外形尺寸小，重量輕，輸出軸為加強型。該電機(jī)可與國內(nèi)外各種變頻裝置相配套，構(gòu)成交流變頻無級調(diào)速系統(tǒng)，而且可裝有獨立的冷卻風(fēng)機(jī)或自冷裝置，在環(huán)境溫度較高的情況下，電機(jī)壽命可得到延長，現(xiàn)在許多廠家在使用。(3)控制要求所有輥道不可逆連續(xù)運轉(zhuǎn)，采用變頻電機(jī)速度可調(diào)，根據(jù)軋機(jī)軋制速度，預(yù)先設(shè)定輥道速度，為了防止棒材開始制動時其尾部與后一棒材頭部干預(yù)，同時用熱金屬檢測器可靠地檢測到棒材的尾部，輥道速度通常高于軋制速度5%～10%。2.制動板(1)功能棒材從輸入輥道進(jìn)入制動板后產(chǎn)生摩擦開始減速，待料尾到達(dá)冷床區(qū)時，將棒材卸入冷床矯直板，矯直板上的槽必須安裝在一條直線上，否那么鋼材會產(chǎn)生彎曲。(2)傳動方式(液壓驅(qū)動式)多個液壓缸通過與長軸相連的連桿機(jī)構(gòu)擺動使制動板作升降運動。液壓缸伸出和縮回一次，制動板完成一次升降。制取板的升降行程取決于液壓缸的行程，不可調(diào)。單個制動板的位置可通過頂桿上的調(diào)節(jié)螺栓完成。這種形式結(jié)構(gòu)也較簡單，設(shè)備重量較輕。在很多車間均采用這種形式。由于長軸離熱鋼相對較遠(yuǎn),熱脹冷縮量相對小一些,長軸的脹縮量靠長軸上的一些齒形聯(lián)軸器可滑動間隙進(jìn)行補償。采用液壓驅(qū)動形式必然要設(shè)計液壓站，由于所有液壓缸作用于一根軸，液壓缸的同步性直接影響軸系的受力狀況。同時液壓缸的行程直接決定制動板的升降行程，因此，制動板停位準(zhǔn)確及升降中速度可調(diào)的功能均須靠液壓控制元件完成。這些對液壓系統(tǒng)的控制及裝備要求較高，對電氣系統(tǒng)的控制及裝備要求相對較低。冷床本體1.功能從制動板卸下的軋件，通過冷床步進(jìn)齒條的步進(jìn)循環(huán)動作由冷床入口處緩慢移至輸出側(cè)，軋件在此過程中逐漸冷卻。冷床的齒條通常由動齒條和靜齒條兩局部組成，位于冷床中部的對齊輥道可將軋件尾部對齊。2.傳動形式冷床的傳動大都采用電動機(jī)—蝸輪蝸桿減速機(jī)傳動方式，通過裝在低速軸上的偏心輪托動動齒條梁做圓周運動移送鋼材，也有采用圓柱齒輪減速機(jī)的。驅(qū)動電動要一般有3種:直流電動機(jī)；普通交流電動機(jī)；交流變頻電動機(jī)。冷床通常有兩臺電機(jī)分別通過兩臺蝸輪減速機(jī)傳動兩根長軸，冷床的動齒條安裝在兩根長軸的偏心輪上，偏心距與冷床齒條的齒距有密切的關(guān)系，通過長軸的旋轉(zhuǎn)使偏心輪旋轉(zhuǎn)，帶動齒條運動，使鋼材一步一步移向卸鋼側(cè)。同時在兩根長軸上根據(jù)冷床的寬度而布置一定數(shù)量的平衡重，從而到達(dá)減小電機(jī)功率的目的，同時也可使冷床動齒條運行平穩(wěn)。3.冷床的關(guān)鍵零件—齒條齒條是冷床的重要關(guān)鍵零件，不僅數(shù)量多加工量大，而且加工精度高，齒條質(zhì)量應(yīng)從下面3個方面保證。(1)齒條板的材料目前齒條的材料大都采用錳鋼，為了防止因齒條數(shù)量多材質(zhì)不均，以及長期受高溫烘烤而產(chǎn)生不同程度的伸長，需在購置齒條材料時注意采購?fù)慌鸂t號的鋼，使熱變形量盡可能一致；另外要求含硫量低以防止裂紋。(2)材料的熱處理未經(jīng)熱處理的材料裝到冷床上后相當(dāng)于進(jìn)行退火處理，會使加工后的齒條變形。而加工前經(jīng)過退火處理消除內(nèi)應(yīng)力后，高溫再烘烤的變形就小多了。(3)確保加工精度采用數(shù)控火焰切割機(jī)切割齒條齒形作為成品加工手段。其精度尚不能滿足對齒條工作精度的要求，會使鋼材產(chǎn)生蛇形彎，特別是加工小齒距時更明顯，其直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量等級。而且采用等離子切割或機(jī)械加工雖一次投資本錢較高，但精度高，變形小，能確保生產(chǎn)質(zhì)量。輸出設(shè)備1.功能輸出設(shè)備的功能是將齒條上卸下的單根鋼材收集成排，平托到輸出輥道上運送到冷剪機(jī)剪切成品定尺。2.結(jié)構(gòu)和特點冷床輸出設(shè)備有兩種形式：一種是將密排的鋼材移送到輥道上；另一種是按一定數(shù)量和間距布料，然后由小車平移到輥道上。(1)平托式—電動機(jī)傳動蝸輪蝸桿減速機(jī)帶動低速軸上多個偏心輪及框架使托盤平移、上升、下降，將鋼材從齒條移到輥道上。這種形式的卸料，結(jié)構(gòu)簡單，偏心輪轉(zhuǎn)一周，托盤完成一次托料，在低速軸上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，控制托盤的停位。電氣控制比擬簡單，但棒材的間距不能調(diào)整，容易出現(xiàn)搭接。這種形式僅用于圓鋼螺紋鋼。(2)排料鏈和小車平移式—排料運輸鏈接照冷床活動梁運動節(jié)奏將棒材按預(yù)定的間距和根數(shù)逐根布料(步距大小根據(jù)冷剪剪切工藝確定)，然后將棒材移送一個較大步距至托料位形成料層。料層形成后，運輸小車開始工作。運輸小車將成層的棒材托起，橫向運送到輸出輥道上方，然后小車下降，將料層平放在輥道上，小車到達(dá)下位后,返回至托料位等待下一周期工作。這種卸料方式可以使鋼材平鋪，有利于冷剪剪切，特別對于大規(guī)格孔型剪的鋼材是非常必要的。排料運輸鏈采用電動機(jī)傳動，步進(jìn)運行，速度可調(diào)。小車通過電動機(jī)傳動鏈條在軌道上行走，小車升降是通過液壓缸實現(xiàn)的，升降機(jī)構(gòu)之間沒有機(jī)械聯(lián)接，同步是靠液壓系統(tǒng)實現(xiàn)的。另外，冷床區(qū)干油潤滑對冷床的使用壽命及效率也起到了關(guān)鍵的作用。冷床區(qū)主要有三處干油集中潤滑，分別是上鋼輥道，傳動軸承座，對齊輥道軸承座。液壓技術(shù)現(xiàn)狀20世紀(jì)是液壓技術(shù)快速開展的一個世紀(jì)。從20世紀(jì)初的礦物油作為動力傳遞介質(zhì)概念的引入，到柱塞泵、三大類閥的創(chuàng)造，到四、五十年代電液伺服閥的創(chuàng)造和電液伺服控制理論確實立，再到19世紀(jì)70年代插裝閥及比例閥的創(chuàng)造，這些都是液壓技術(shù)領(lǐng)域極具革命性的技術(shù)進(jìn)步。經(jīng)過近一個世紀(jì)的開展，液壓技術(shù)在機(jī)械結(jié)構(gòu)及流體原理方面已鮮有創(chuàng)新。但液壓技術(shù)卻從與之相關(guān)的技術(shù)中得良多。正如1998年德國國際流體技術(shù)年會〔IFK〕上引用的數(shù)據(jù)說明:近20年來，液壓技術(shù)的開展來源于自身的科技成果僅約20%，來源于其他領(lǐng)域的創(chuàng)造占50%，移植其他技術(shù)成果占30%。液壓技術(shù)正是在汲取與其相關(guān)技術(shù)并與替代性技術(shù)的競爭中得以開展的?？梢哉f，電氣傳動與機(jī)械傳動不單純是與液壓技術(shù)相競爭的技術(shù)，其互相的融合也正是技術(shù)開展，完善的一種方向。就目前而言，液壓技術(shù)主要在以下領(lǐng)域中擁有不可替代的作用：需要大功率傳遞、要求功率重量比大的場合；需要高動態(tài)響應(yīng)的場合。液壓傳動的根本原理液壓傳動的根本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。液壓傳動是利用帕斯卡原理。帕斯卡原理是大概就是：在密閉環(huán)境中，向液體施加一個力，這個液體會向各個方向傳遞這個力，力的大小不變。液壓傳動就是利用這個物理性質(zhì)，向一個物體施加一個力，利用帕斯卡原理使這個力變大，從而起到舉起重物的效果。1.5課題內(nèi)容的介紹本課題設(shè)計內(nèi)容是小型冷床拖出裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)分為兩局部：1.冷床的升降操；2.冷床的水平橫移運動。拖出系統(tǒng)是步進(jìn)式運作，橫移運動和升降運動同時進(jìn)行，將鋼材拖出。在升降系統(tǒng)中，通過換向閥來控制升降缸伸出和退回。在橫移系統(tǒng)中，通過換向閥控制橫移缸工作，同時橫移過程中需要對液壓缸進(jìn)行調(diào)速，所以安裝雙單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)速。此液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)水平與豎直方向同時運動，可以對工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)速等操作。2液壓系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計參數(shù)橫移缸：水平運動V=m／水平行程S=升降缸：升降運動V=m／升降行程S=鋼板最大重量：m=7t3制定系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)圖液壓系統(tǒng)的組成及設(shè)計要求液壓傳動是借助于密封容器內(nèi)液體的加壓來傳遞能量或動力的。一個完整的液壓系統(tǒng)由能量〔壓力〕發(fā)生源、能量控制和分配裝置及工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)四個局部組成。在本設(shè)計系統(tǒng)中，采用油泵作為系統(tǒng)的液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)，即壓力源；采用液壓缸作為工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在它們之間通過管道以及附件進(jìn)行能量傳遞；通過各種閥作為控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。通常液壓系統(tǒng)的一般要求是：1.保證工作部件所需要的動力；2.實現(xiàn)工作部件所需要的運動、工作循環(huán)，保證運動的平穩(wěn)性和精確性；3.要求傳動效率高，工作液體升溫低；4.結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作平安可靠，操作容易，維修方便等。同時，在滿足工作性能的前提下，應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)及滿足環(huán)保要求。液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)最常用的是乳化液和油。由于乳化液的粘性小易泄漏，潤滑性差，易腐蝕，并且實現(xiàn)自動控制比擬困難等缺陷。現(xiàn)在越來越多的液壓系統(tǒng)采用油液作為工作介質(zhì)。本液壓系統(tǒng)通過對負(fù)載力和流量的初步估算，初步定為中等壓系統(tǒng)，即為P≤20MPa。制定系統(tǒng)方案1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)確實定本系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均是以液壓缸作往復(fù)運動帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行運動的機(jī)械結(jié)構(gòu)。根據(jù)需要初步選擇兩個升降缸完成升降動作，兩個橫移缸完成水平移動。2.升降缸動作回路升降缸實現(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)的升降動作，此液壓缸的動作由換向閥控制。整個工作過程為連續(xù)循環(huán)運作，故在液壓回路中不需要加設(shè)鎖緊系統(tǒng)。3.橫移缸動作回路橫移缸實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的水平移送動作，此液壓缸的動作由換向閥控制，在機(jī)構(gòu)橫移過程中，要求機(jī)構(gòu)運行平穩(wěn)可靠，因此，在油路上采用雙單向節(jié)流調(diào)速閥，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行節(jié)流調(diào)速。3.3擬定液壓系統(tǒng)原理圖通過上述對執(zhí)行機(jī)構(gòu)、根本回路的設(shè)計，將它們有機(jī)的結(jié)合起來，再加上一些輔助元件，便構(gòu)成了設(shè)計的液壓原理圖。見圖圖液壓系統(tǒng)原理圖此外，由于系統(tǒng)有很多電控閥的使用，電磁鐵工作順序表如下表3.1。表3.1電磁鐵動作表電磁鐵行程開關(guān)動作1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8DT9DT橫移缸伸出+++升降缸伸出+++橫移缸退回+++升降缸退回+++系統(tǒng)平安卸荷4載荷的組成和計算液壓缸載荷組成1.工作負(fù)載常見的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的重力、切削力、擠壓力等。這些作用力的方向與活塞運動方向相同為負(fù)，相反為正。2.導(dǎo)軌摩擦負(fù)載對于水平軌Ff=μ?對于V型導(dǎo)軌Ff=μ?式中G—運動部件所受的重力〔N〕；FN—外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力〔N〕μ—摩擦系數(shù)；α—V型導(dǎo)軌的夾角，一般為90°。3.慣性負(fù)載慣性負(fù)載是運動部件在啟動加速或制動減速時的慣性力，其值可按牛頓第二定律求出：Fα=G式中g(shù)—重力加速度，g=9.8m∕?ν—時間內(nèi)的速度變化值；Δt—啟動，制動速度轉(zhuǎn)換時間，一般機(jī)械取Δt=0.01~0.05s，對輕載低速運動部件取小值，對重載高速部件取大值。行走機(jī)械一般啟動加速時FW=F穩(wěn)態(tài)運動時FW=F減速制動FW=F工作載荷Fg除外載荷FW外，作用于活塞上的載荷F還包括液壓密封處的摩擦阻力Fm，F(xiàn)式中ηm液壓缸的機(jī)械效率，一般取～QUOTE0.90～0.95∵∴Fm=總載荷F為F=FW+各液壓缸載荷的計算該裝置分為兩局部：1.橫移裝置；2.升降裝置。兩局部各有4個液壓缸，每兩個液壓缸可單獨工作，所以在此計算時，只對兩個橫移缸和兩個升降缸進(jìn)行計算，所得結(jié)果滿足要求的話，整個系統(tǒng)就能滿足工作需要。橫移缸的載荷計算1.導(dǎo)軌摩擦負(fù)載Ff機(jī)構(gòu)自身重力G=200取μQUOTEμ=0.06，由公式(4.1.Ff=2.慣性負(fù)載Fa取?νΔt=1m/s2，由公式(3.外載荷：由于是兩個缸同時工作，所以每個缸承受的載荷是外載荷的一半。4.摩擦阻力Fm取ηm=0.95，由公式(5.總載荷F：4.升降缸的載荷計算1.外載荷Fw：同樣由于雙液壓缸工作以及由于杠桿支撐原理作用外載荷等于負(fù)載重物重量的四分之一：2.摩擦阻力Fm取ηm=0.95，由公式(3.總載荷F：5計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸和液壓馬達(dá)的排量初選系統(tǒng)工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供給情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備本錢。一般來說，對于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要高些。具體參考表5.1。表工作壓力初選表載荷∕kN<55～1010～2020～3030～50>50工作壓力MPa<0.8～11.5～22.5～33～44～55系統(tǒng)工作壓力選定得是否合理，關(guān)系到整個系統(tǒng)的合理程度。在本液壓系統(tǒng)中，其中升降缸具有最大工作壓力。根據(jù)以上計算可知系統(tǒng)最大負(fù)載約為18kNMPa，故初選系統(tǒng)的工作壓力為3MPa。液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸組成活塞桿受壓時F=FWη活塞桿受拉時F=FWη式中A1=πA1=πP1—液壓缸工作腔壓力〔PaP2—液壓缸回油腔壓力〔Pa〕，即背壓力。其值根D—活塞直徑〔m〕；d—活塞桿直徑〔m〕。表背壓選擇標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)類型背壓力∕MPa簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)回油節(jié)流調(diào)速閥的系統(tǒng)0.4～0.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)用補油泵的閉式回路回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.2～3回油路較短，且直接回油箱可忽略不計一般，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為A1=運用上式須事先確定A1與A2的關(guān)系，或是活塞桿徑d與活塞直徑D的關(guān)系，令桿徑比QUOTE?=d表桿徑比選擇標(biāo)準(zhǔn)工作壓力MPad／DD=4Fπ[P1-P21液壓缸直徑D和活塞桿徑d的計算值要按國標(biāo)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。如與標(biāo)準(zhǔn)缸參數(shù)相近，最好選用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，免于自行設(shè)計加工。液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算1.橫移缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)外載荷力選取工作壓力為3MPa，根據(jù)系統(tǒng)取背壓MPa，即,QUOTEP2=1MPa。按工作壓力選取Φ=d／D，Φ=QUOTE?=0.7。由公式(5.2根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]附表-12圓整取值D=80d=D×Φ=80×0.5=40mm2.升降缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)外載荷力選取工作壓力為3MPa根據(jù)系統(tǒng)取背壓MPa，即,QUOTEP2=1MPa。按工作壓力選取Φ=d／DQUOTE?=dD，Φ由公式(5.2根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]附表-12圓整取值D=100mmd=D×Φ=100×0.5=50mm，計算液壓缸所需流量及實際工作壓力液壓缸工作時所需流量：Q=Av(5.式中A—液壓缸有效作用面積〔m2v—活塞與缸體的相對速度〔m∕s〕。實際工作壓力有公式：A轉(zhuǎn)化為：QUOTEp1=F+p2?橫移缸所需流量和實際工作壓力：由公式(5.4無桿腔：有桿腔：：由公式(5.45.升降缸所需流量和實際工作壓力：由公式(5.4無桿腔：有桿腔：：由公式(5.46液壓元件的選擇液壓缸的選用根據(jù)計算的尺寸和液壓系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù),由文獻(xiàn)[2]選擇液壓缸：橫移缸為：YHG1C80/4升降缸為：YHG1C100/由于橫移缸和升降缸的壓桿穩(wěn)定校核分別為：，所以這個活塞桿均不需要進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性的校核。液壓泵的選用P式中P1—?P—從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總的管損失。?P的準(zhǔn)確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進(jìn)行，初算時可按工作經(jīng)驗選取:管路簡單、流速不大的，取?P=〔0.2～0.5〕MPa；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取?P=〔0.5～1.5〕MPa。本系統(tǒng)取QUOTE?P=1MPa.QUOTEPp=8.6+1MPa=9.6MPaQ式中K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KQUOTEK=1.1～1.3;Qmax—同時工作的液壓缸的最大總流量，對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取0.5×從系統(tǒng)的工作原理可知，橫移缸和升降缸在工作循環(huán)中需要同時供油，所以液壓泵的最大供油量是橫移缸和升降缸的總量之和。又因為在這個系統(tǒng)中有節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)的存在，所以需要加0.5x10取泄漏系數(shù)K為1.2，那么有：QUOTEQp=KQ型號及規(guī)格確定為了使泵有一定的壓力儲藏，所選泵的額定壓力一般比工作壓力大25﹪～60﹪QUOTE25%~60%，泵的流量需大于系統(tǒng)所需的最大流量，由文獻(xiàn)[2]。選擇：CBF-F50/32型齒輪泵CBF-F50/32型齒輪泵的技術(shù)參數(shù)如下：壓力：20MPa排量：82ml/r額定轉(zhuǎn)速：2000r/min在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力和流量比擬恒定，那么：P泵=p式中：ppQp—液壓泵的流量〔ηp取ηp=0.85,由公式(6QUOTEP泵=pp電動機(jī)的選用取聯(lián)軸器為HL型彈性柱銷聯(lián)軸器，其工作效率為0.95。QUOTEP電=P泵所以選擇大于20kw足要求，由文獻(xiàn)[2],選擇型號Y180M-4額定功率：22kw額定轉(zhuǎn)速：1500r/min液壓閥的選用1.閥的規(guī)格，可以根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選取；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。控制閥的流量一般要選得比實際通過的流量大一些，必要時也許有20﹪以內(nèi)的短時間過流量。2.閥的型式，按安裝和操作方式選擇。根據(jù)各支路的流量與壓力，選擇閥類元件見表6.1。表6.1選用的閥序號名稱選用規(guī)格數(shù)量通過流量〔L/min〕工作壓力(MPa)1234電磁換向閥疊加雙單向節(jié)流閥單向閥電磁溢流閥4WE6Y51Z2FS6S25ADBW142216012517520025管道的選擇及計算在液壓傳動中常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。鋼管能承受較高的壓力，價格低廉，但安裝時彎曲半徑不能太小，多用在裝配位置比擬方便的地方。常用的鋼管是無縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于1.6MPa時，也可以用焊接鋼管。紫銅管能承受的壓力較低，一般只在低壓系統(tǒng)使用。紫銅管在裝配時可按需要來彎曲，但其價格貴且抗振能力較弱，也易使油氧化，要盡量少用。尼龍管可用在低壓系統(tǒng)，塑料管一般只用作回油管或卸油管。膠管用作連接兩個相對運動部件之間的管道。膠管分上下壓兩種。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，可用于壓力油路。低壓膠管是麻線或棉線編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的回油路。根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量等選擇鋼管，鋼管能承受較高的壓力，價格低廉，但安裝時彎曲半徑不能太小，多在配置位置比擬方便的地方。常用的鋼管是無縫鋼管。管道內(nèi)徑的計算管子內(nèi)徑d〔單位：mm〕，按流速選?。篞UOTEd=4Qpπυ式中:QQUOTEQp—通過管道內(nèi)的流量〔QUOTEm3/s〕；v—管內(nèi)允許流速〔m/s〕。薦用流速：對于吸油管v≤〔1～2〕m／sQUOTEυ≤1~2m∕s；對于壓油管，p<2.5MPa時，取v=2m/s；~16MPa)時，v≤〔3～4〕m／sQUOTEυ≤3~6m∕s〔壓力高、管道短或油粘度小的情況取大值，反之，取小值，局部或特殊情況取v≤10m／s〕；對于回油路v≤〔1.5～2.5〕m／sQUOTEυ≤1.5~2.5m∕s。本系統(tǒng)取吸油管道v=1.0m/s，壓油管道v=3m/sQUOTEυ=5m/s，回油管道v=2m/sQUOTEυ=2.5m/s。1.液壓泵吸油管QUOTEd吸=42.泵到閥臺的壓油管QUOTEd總=4Q3.壓油管道4.回油管道管道的選擇按照以上內(nèi)徑的計算以及壓力的計算，查參考文獻(xiàn)[2]，選擇管徑如下：液壓泵吸油管取標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為QUOTEd總=50mm泵到閥臺的壓油管取標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為QUOTEd總=25mm取標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為QUOTEd升降=20mm取標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為QUOTEd移送=20mm3.控制閥到各液壓缸的有桿腔段取標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為QUOTEd升降=20mm取標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為QUOTEd移送=25mm管接頭的選擇上述所選鋼管均需與管接頭連接使用才能與液壓執(zhí)行元件和液壓泵相連，所以選擇要管接頭，由參考文獻(xiàn)[2]取焊接式端直通管接頭JB／T966-1997。公稱壓力32MPa;工作溫度t=-25℃～80℃；型號分別為：QUOTE18∕M22×1.5QUOTE28∕M27×2QUOTE34∕M33×2；M33×2；M42×2；M48×2。油箱的容積確定及尺寸計算油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油的作用以外，還起著散熱、別離油液中的氣泡、沉淀雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如溫度儀表、壓力儀表、空氣過濾器及液位計等。油箱可分為開式油箱和閉式油箱兩種。開式油箱是指箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力油箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來分，還可分為矩形油箱和圓罐型油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛采用。所以本系統(tǒng)使用的是開式矩形油箱。油箱設(shè)計時應(yīng)考慮如下幾點：1.油箱必須有足夠大的容積。2.吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。3.吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑。4.為保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過濾器，注油及通氣一般有一個空氣過濾器來完成。5.油箱底部應(yīng)距地面150米以上，以便搬運、放油和散熱。6.對油箱內(nèi)外表的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有：(1)酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。(2)噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油，不適合含水液壓液。因不受處理條件限制，大型油箱較多采用此方法。(3)噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水—乙二醇外的所有介質(zhì)。(4)噴砂后進(jìn)行噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘干設(shè)備限制，油箱不能過大?？紤]油箱內(nèi)外表的防腐處理時，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造投入使用之間的時間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時采用不銹鋼制油箱無疑是最理想的選擇。初設(shè)計時，先按下式確定油箱的容量，待系數(shù)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。油箱容量的經(jīng)驗公式為：V=a式中Qv—a—經(jīng)驗系數(shù)，冶金機(jī)械通常取a=10。QUOTE∴V=aQv=10x0.1807=1.807由參考文獻(xiàn)[2]取油箱容量為2000在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。前面初步求得油箱的有效容積為2000L，即2m3QUOTE2m3，按QUOTEV=0.8abh求得油箱各邊之積為：QUOTEabh=V0.8=2取a=1.6m,b=1.25m,h=1.25mQUOTEa=1.6mb=1.25mh=1.25m蓄能器的類型及選擇1.NXQ型囊式蓄能器囊式蓄能器是一種儲能裝置。主要用途是儲存能量、吸收脈動和緩和沖擊，具有體積小、重量輕、反響靈敏等優(yōu)點。2.HXQ型活塞式蓄能器HXQ型活塞式蓄能器是隔離式液壓能蓄儲裝置。可用來穩(wěn)定系統(tǒng)的壓力；以消除系統(tǒng)中壓力的脈動沖擊；也可用作液壓能的蓄儲及補給裝置。利用蓄能器在短時間內(nèi)釋放出工作油液，以補充泵供油量的缺乏，可使泵周期卸荷。該蓄能器具有使用壽命較長、油氣隔離、有也不易氧化等優(yōu)點。缺點是活塞上有一定的摩擦損失。3.CQJ型充氣工具CQJ型充氣工具是蓄能器充氣、補氣、修正氣壓和檢查充氣壓力等專用工具。4.CDZ型充氮車充氮車為蓄能器及各種高壓容器充裝增加氮氣的專用增壓裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、運轉(zhuǎn)靈活、操作方便等特點。5.蓄能器控制閥組蓄能器控制閥組裝接于蓄能器和液壓系統(tǒng)之間，是用于控制蓄能器油液通斷、溢流、液壓等工況的組合閥件。根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。由于此蓄能器主要緩和液壓沖擊時的容量計算。所以計算公式用：V式中V0qvp2P1L—發(fā)生沖擊的管長，即壓力油源到閥口的管道長度，單位為m；t—閥口關(guān)閉時間，單位為s，突然關(guān)閉時取t=0；由于上述計算沒有考慮液體的壓縮性和管道的彈性，所以所計算的容積偏小，須適當(dāng)放大。由于容積較小，所需蓄能器也就相應(yīng)的較小，所以在選擇蓄能器的時候應(yīng)該選擇比擬靈敏的蓄能器，而整個液壓系統(tǒng)的最大壓力為MPa，由參考文獻(xiàn)[2]，選擇NXQ型氣囊式蓄能器，具體型號為：NXQ1-L／20-H，公稱容量為L，公稱壓力為20MPa，公稱通經(jīng)為50mm，質(zhì)量為K液壓介質(zhì)的選用液壓介質(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，對涂料、密封材料等有良好的適應(yīng)性；同時液壓介質(zhì)還應(yīng)具有一定的消泡能力。選擇液壓介質(zhì)時，除專用液壓油外，首先是介質(zhì)種類的選擇。根據(jù)液壓系統(tǒng)對介質(zhì)是否有抗燃性的要求，決定選用礦油型還是抗燃型液壓液。其次，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中所用液壓泵的類型選用具有適宜粘度的介質(zhì)。最后，還應(yīng)考慮使用條件等因素，如環(huán)境溫度、工作壓力、執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度等。當(dāng)工作溫度在60℃以下，載荷較輕時，可選用機(jī)械液壓油；工作溫度超過60℃時，應(yīng)選用汽輪機(jī)油或普通液壓油。假設(shè)設(shè)備在低溫下啟動〔如冬季露天作業(yè)的工程機(jī)械等〕時，需選用低凝液壓油。對于抗燃液壓液，當(dāng)工作溫度低于根據(jù)這些選擇條件以及以上對本液壓系統(tǒng)的液壓元件的選擇要求，應(yīng)選擇抗磨液壓油，具體的型號為YB-N32。此液壓油的運動粘度為~mm2/sQUOTE41.4~50.6mm2/s-1QUOTE850~960kgm其余液壓輔助元件的選擇濾油器是保持液壓油清潔，使液壓系統(tǒng)正常工作所不可缺少的液壓輔助元件。據(jù)統(tǒng)計，液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的原因，有60%～70%是由于油的污染所引起的。因此，液壓系統(tǒng)中設(shè)置濾油器是十分必要。選用濾油器時，應(yīng)考慮以下諸點：(1)過濾精度滿足預(yù)定要求；(2)具有足夠大的通油能力，壓力損失小；(3)濾芯具有足夠的強度；(4)濾芯便于清洗和維修。濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置主要有：(1)安裝在液壓泵的吸油管上；(2)安裝在回油路上。根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行如下選擇，共需要二個過濾器。吸油過濾器選擇網(wǎng)式過濾器，一般安裝在液壓泵吸油管端部，起保護(hù)泵的作用，具有結(jié)構(gòu)簡單，通油能力大，阻力小，易清洗等優(yōu)點。缺點是過濾精度低。本系統(tǒng)選用型號為：WU-160×180F，由于液壓泵是根據(jù)生產(chǎn)情況決定一個或者兩個同時工作，應(yīng)選用兩個此系列過濾器，以滿足系統(tǒng)需要?；赜瓦^濾器選擇型箱上回油過濾器。根據(jù)系統(tǒng)的最大工作壓力選擇壓力儀表，選擇電接點的壓力儀表系列，具體的型號為：YX-100。過濾器的選擇空氣濾清器通常有兩大作用，清潔空氣、補油。當(dāng)液壓系統(tǒng)正常工作時，油箱內(nèi)油面時而上升時而下降，上升時油箱由里向外排出空氣；下降時由外向里吸入空氣，為了凈化箱內(nèi)油液，在油箱蓋上垂直安裝空氣濾清器就可以過濾吸入的空氣。補油時，空氣濾清器又是注油口，每次注入新的油液時，必須經(jīng)過過濾再進(jìn)入油箱，濾除了油液內(nèi)的臟物顆粒。由于過濾油器具有上述功能，因此它能夠延長濾油器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)工作時空氣濾清器能維持油箱內(nèi)壓力和大氣壓平衡，從而防止了液壓泵可能出現(xiàn)的空穴現(xiàn)象。選用空氣濾清器時，一般根據(jù)泵的流量計算出空氣流速應(yīng)具有一定的裕度，故此處選用空氣流量大于泵流量的1.5倍的空氣濾清器。綜上所述，選用QUOTEQUQ3-20×2.5型空氣濾清器。根據(jù)油箱的參數(shù)選擇CYW型液位計，具體型號是：CYW-300。7液壓系統(tǒng)性能驗算液壓系統(tǒng)初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對實際情況對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行各項性能分析。對一般的液壓傳動系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切的計算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系數(shù)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計算發(fā)現(xiàn)問題，對某些不合理的設(shè)計要進(jìn)行重新調(diào)整，或許采取其他必要的措施。液壓系統(tǒng)壓力損失計算壓力損失包括管路的沿程損失ΔP1，管路的局部壓力損失ΔΔP=ΔP1+Δ本系統(tǒng)管路較為復(fù)雜，有多個液壓缸作為執(zhí)行元件的動作回路，管路損失較大。但是由于只有升降時有兩個缸同時動作，且需流量較大，同時移送缸工作時通過的流量也很大。所以驗算這兩個回路的壓力損失即可。沿程壓力損失沿程壓力損失主要是從閥臺到各個液壓缸的壓油管的壓力損失。油路段：管道長假設(shè)為5m，當(dāng)液壓系統(tǒng)正常工作時，液壓油的運動粘度為，密度為900k回路沿程壓力損失QUOTEΔP11=λldυ2式中l(wèi)—管道的長度〔m〕；d—管道的內(nèi)徑〔m〕；υ—液流平均速度〔m/s〕；ρ—液壓油密度〔kg/m〕。1.橫移缸回路沿程壓力損失：油在管路中的實際流速為：QUOTEυ=Qvπ4QUOTERe=υd所以油在管路中成層流狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為：QUOTEλ=64Re=由公式〔〕可得：QUOTEΔP11=λl2.升降缸回路沿程壓力損失：油在管路中的實際流速為：QUOTEυ=Qvπ4QUOTERe=υd所以油在管路中成層流狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為：QUOTEλ=64Re=由公式〔〕可得：QUOTEΔP11=λl局部壓力損失局部壓力損失包括通過管路中的折管和管接頭等處的局部壓力損失ΔP2，以及通過控制閥的局部壓力損失ΔP3。其中通過管路的局部壓力損失Δ式中Qn—Q—通過閥的實際流量；?Pn即：1.橫移缸局部壓力損失QUOTE?P31=0.32MPa2.升降缸局部壓力損失QUOTE?P32=0.56MPa總壓力損失1.橫移缸QUOTE?P=?P11+?P2.升降缸QUOTE?P=?P13+?P所以，先前設(shè)定的壓力損失為MPa滿足要求，不需要重新設(shè)定損失壓力。液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外載荷輸出有效功率外，其余全部損失功率轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式：PPPPP由于按個局部損失計算比擬復(fù)雜，我們可以用總的輸入功率減去輸出的有效功率來求的。即：P式中Pr—液壓系統(tǒng)的總輸入功率Pc—輸出的有效功率PP式中TtZ—液壓泵的數(shù)量；m—液壓缸的數(shù)量；n—液壓缸的數(shù)量；pi—第iQi—第QUOTEii臺泵的實際輸出流量；ηPi—第QUOTEii臺泵的實際輸出功率；ti—第QUOTEii臺泵工作時間；TWjωjtjFWi由于系統(tǒng)各支路是在工作進(jìn)程中是順序動作，故需要對每個支路進(jìn)行驗算。各支路的參數(shù)帶入可求得以下數(shù)據(jù)：1.橫移缸工作時的發(fā)熱功率：當(dāng)橫移缸工作時，液壓泵提供的壓力為MPa，因為橫移缸有兩個，所以流量為L/min。那么：QUOTEPr=PqηQUOTEPc=FstQUOTEPhr1=Pr2.升降缸工作時的發(fā)熱功率：當(dāng)升降缸工作時，液壓泵提供的壓力為MPa，升降過程同樣是雙缸工作，流量為L/min。那么：QUOTEPr=PqηQUOTEPc=FstQUOTEPhr1=Pr計算油箱的散熱功率液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱外表，如果外接管路較長，也能起到一定的散熱效果，但是本系統(tǒng)的管路都不是很長，所以忽略它的散熱能力，計算油箱的外表散熱能力即可。由QUOTEA=1.8ha+b+1.5ab=1.8x1.25x1.6+1.25+1.5x1.6x1.25油箱的散熱功率為：PKt油箱散熱系數(shù)，Kt取?T油溫與環(huán)境溫度差。假設(shè)系統(tǒng)到達(dá)熱平衡，那么，油溫不再升高，此時，最大溫差由此可見，油箱的散熱完全滿足系統(tǒng)得散熱要求，所以不需要另外設(shè)置散熱器。另外，設(shè)計得油箱容積及尺寸也符合要求。8閥塊的設(shè)計閥塊是液壓系統(tǒng)的重要部件，閥座是其主體，由于閥座是各類閥的安裝體，所以其加工精度要求很高。由于座體上要加工各類閥口以及聯(lián)接孔口，故設(shè)計時那么必須考慮到加工時各孔口不得有位置上的沖突，同時應(yīng)相通的孔口必須保證相通，不相通的孔口絕對不可相通，且相臨的孔口之間應(yīng)有一定的距離。一般在中低壓力下，為保證孔壁強度，相臨的不相通的孔口間最小壁厚不得小于5毫米閥座在設(shè)計安裝時應(yīng)綜合考慮多方面因素。主要是，重要尺寸設(shè)計時，尊重設(shè)計時理論數(shù)值，一般情況下，小數(shù)點后僅有一位數(shù)值時〔單位為毫米〕，不得對非整數(shù)尺寸進(jìn)行進(jìn)位或退位圓整。閥塊布置時閥塊間距一般不應(yīng)小于10毫米，布置時不得有任何干預(yù)現(xiàn)象出現(xiàn)。同時還應(yīng)考慮易于加工，在可以實現(xiàn)預(yù)期功能以及安裝方便的前提下應(yīng)盡量減小閥座尺寸，從而節(jié)省材料，降低加工強度和難度，減少本錢。按照設(shè)計要求，盡管本設(shè)計中的各種閥件數(shù)量不多可分散布置，但考慮到閥站具有明顯的控制集成度高，故障易于發(fā)現(xiàn)和排除的優(yōu)點，因此決定選取疊加閥實現(xiàn)設(shè)計要求。參與疊加的閥為：疊加式單向節(jié)流閥〔2個〕。根據(jù)閥塊上疊加、集成各閥的具體尺寸，從防止尺寸干預(yù)和打孔的強度需要角度考慮所設(shè)計閥塊的根本尺寸為長500毫米，寬150毫米，高150毫米。閥塊9液壓泵站的結(jié)構(gòu)形式及系列的選擇液壓泵站是液壓系統(tǒng)的重要組成局部〔動力源〕。它向液壓系統(tǒng)提供一定壓力、流量的工作介質(zhì)。在液壓泵站上必須的液壓閥可以直接控制液壓執(zhí)行元件工作。液壓泵站上泵組的布置方式可以分為上置式和非上置式?！脖媒M置于油箱上的〕上置式液壓泵站中，采用立式電動機(jī)并將液壓泵置于油箱之內(nèi)時，稱為立式；采用臥式電動機(jī)稱為臥式。非上置式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的稱之為旁置式；泵組置于油箱下面時稱之為下置式。本次設(shè)計采用的是旁置式。典型的液壓站產(chǎn)品：目前我國生產(chǎn)液壓泵站的廠家很多，液壓泵站的種類也繁多，但多數(shù)廠家是根據(jù)用戶的具體要求設(shè)計和制造的，尚未系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。下面介紹幾種典型液壓站產(chǎn)品。1.YZ系列液壓站YZ系列液壓站，油箱容量為25～63002.TND360-2型液壓站沈陽液壓件廠生產(chǎn)的TND360-2型液壓站用于數(shù)控萬能車床。壓力5MPa，流量12L／min；油箱容量3.SYZ系列液壓站SYZ系列液壓站是為數(shù)控機(jī)床配套的液壓站系列。壓力4～MPa，流量36～60L／min，油箱容量130～結(jié)合本系統(tǒng)，最后采用的液壓站是根據(jù)設(shè)計的各部件所自行設(shè)計的旁置式液壓站。10環(huán)境分析液壓污染的定義所謂液壓系統(tǒng)污染是指在系統(tǒng)中和液壓件內(nèi)部間隙里流體里存在的固體顆粒。如金屬粉末、砂粒、膠質(zhì)物、樹脂塊等。絕對凈化是不可能的，但是到達(dá)一定限度。超過限度既稱污染。在動作流體中，也可能混入溶乳水、氣泡、水滴，這些也要根據(jù)不同情況稱為污染。液壓對環(huán)境的危害和防治在液壓設(shè)備設(shè)計、制造，尤其是使用不當(dāng)時，對環(huán)境污染的影響是十分嚴(yán)重的，它表現(xiàn)在環(huán)境污染的諸多方面。大氣污染、水污染、固體廢物污染等都與國家工業(yè)化開展的進(jìn)程中對環(huán)境問題的無視有很重要的關(guān)系。根據(jù)所學(xué)專業(yè)，簡單談一談液壓系統(tǒng)和設(shè)備容易對環(huán)境造成的危害和防止的簡單方法。液壓工業(yè)對環(huán)境的危害1.噪聲污染噪聲污染是液壓生產(chǎn)過程中最容易產(chǎn)生也最難以克服的難題。在液壓系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、馬達(dá)、泵等液壓設(shè)備在工作時，不可防止的就會發(fā)出刺耳的噪聲；而一些液力驅(qū)動的沖壓、冷軋、鍛造機(jī)床等，更是無休止的發(fā)出巨大的聲響，對工人甚至是周邊地區(qū)生活的人和牲畜造成危害，所以，液壓工業(yè)中的噪聲污染最值得我們關(guān)注。由于液壓系統(tǒng)中需要大量使用液壓油驅(qū)動液壓設(shè)備工作，工作油液經(jīng)過循環(huán)使用后變成了廢液就需要排放，但如果廢液排放不慎，就會造成下游水域的污染。所以液壓系統(tǒng)中水污染也很嚴(yán)重，同樣需要防治。多數(shù)情況下液壓系統(tǒng)需要多個液壓元件配合進(jìn)行工作，液壓設(shè)備普遍都比擬大、比擬笨重，同時液壓系統(tǒng)精求的要求很低，所以液壓系統(tǒng)的效率十分低，從而造成電能、化學(xué)能、風(fēng)能、水能等能源的嚴(yán)重浪費。解決方法1.對于污染的防治針對液壓系統(tǒng)中容易出現(xiàn)的噪聲污染和水污染，主要解決方法有：(1)工廠盡量遠(yuǎn)離市區(qū)；增強對車間噪聲的控制，消除減弱噪聲源，通過研制和選用低噪聲設(shè)備，改良生產(chǎn)加工工藝，到達(dá)減少發(fā)生體數(shù)目或降低發(fā)生體中的輻射功率。(2)改革生產(chǎn)工藝，合理充分的使用液壓油，提高其重復(fù)利用率；同時建立合理完善的管理制度，控制廢液的排放。2.液壓系統(tǒng)效率的提高方法(1)改良加工工藝，采用一些提高效率的工藝手段，同時提高對系統(tǒng)控制的精度；(2)定期更新工廠設(shè)備，用新的高效的先進(jìn)設(shè)備代替原有設(shè)備，提高液壓系統(tǒng)效率和能源的利用率。另外，為確保液壓系統(tǒng)工作正常、可靠、減少故障、延長壽命、提高效率和防止能源浪費，必須采取有效措施控制油的污染。(1)控制油溫油溫過高往往會給液壓系統(tǒng)帶來以下不利影響：A.油液黏度下降，使活動部位的油膜破壞、磨擦阻力增大，引起系統(tǒng)發(fā)熱、執(zhí)行元件〔例如液壓缸〕爬行。油液黏度下降可導(dǎo)致泄漏增加，系統(tǒng)工作效率顯著降低。B.油液黏度下降后，經(jīng)過節(jié)流器時其特性會發(fā)生變化，使活塞運動速度不穩(wěn)定。C.油溫過高引起機(jī)件熱膨脹，使運動副之間的間隙發(fā)生變化，造成動作不靈或卡死，使其工作性能和精度下降。D.當(dāng)油溫超過55℃時，油液氧化加劇，使用壽命縮短，據(jù)資料介紹，當(dāng)油溫超過55℃后溫度每升高9(2)控制過濾精度為了控制油液的污染度，要根據(jù)系統(tǒng)和元件的不同要求，分別在吸油口、壓力管路、伺服調(diào)速閥的進(jìn)油口等處，按照要求的過濾精度設(shè)置濾油器，以控制油液中的顆粒污染物，使液壓系統(tǒng)性能可靠、工作穩(wěn)定。濾油器過濾精度一般按系統(tǒng)中對過濾精度敏感性最大的元件來選擇。(3)強化現(xiàn)場維護(hù)管理強化現(xiàn)場維護(hù)管理是防止外界污染物侵入系統(tǒng)和濾除系統(tǒng)中污染物的有效措施。A.檢查油液的清潔度設(shè)備管理部門在檢查設(shè)備的清潔度時，應(yīng)同時檢查系統(tǒng)油液、油箱和濾油器的清潔度，并建立液壓設(shè)備清潔度上、中、下三級評分制度。對關(guān)鍵設(shè)備的液壓系統(tǒng)都要抽查。B.建立液壓系統(tǒng)一級保養(yǎng)制度設(shè)備管理部門在制定設(shè)備一級保養(yǎng)內(nèi)容時，要增加對液壓裝置方面的具體保養(yǎng)內(nèi)容。C.定期對油液取樣化驗應(yīng)定期、定量提取油樣，檢查單位體積油樣中雜質(zhì)顆粒的大小和數(shù)量或稱重量，并作定性定量分析，以便確定油液是否需要更換。a、取油樣時間：對已規(guī)定了換油周期的液壓設(shè)備，可在換油前一周對正在使用的油液進(jìn)行取樣化驗；對新?lián)Q的油液，經(jīng)過1000h連續(xù)工作后，應(yīng)對其取樣化驗；企業(yè)中的大型精密液壓設(shè)備使用的油液，在使用600h后，應(yīng)取樣化驗。b、取油樣時，首先要把裝油容器清洗干凈，不許使用臟的容器，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，具體取