鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGE18PAGE31PAGE18鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：步移式鑄型輸送機(jī)是鑄造車間的一種專用設(shè)備，其功用是有節(jié)奏地把輸送小車向前移動(dòng)一個(gè)小車距離，并能實(shí)現(xiàn)精確定位。輸送小車的步移和定位（先步移和定位）擬采用液壓傳動(dòng)完成。液壓傳動(dòng)屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域的一門重要學(xué)科。它的發(fā)展已有二三百年的歷史。然而它在工業(yè)上真正得到推廣和使用，是20世紀(jì)中葉以后的事。液壓傳動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。液壓傳動(dòng)是以有壓液體作為工作介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳遞、轉(zhuǎn)換和控制的一種傳動(dòng)形式。將各種液壓元件組成不同功能的基本控制回路，若干基本控制回路再經(jīng)過(guò)有機(jī)組合，就構(gòu)成了一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。一個(gè)液壓系統(tǒng)通常都是液壓元件(包括能源元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件）和工作介質(zhì)兩大部分組成。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；液壓傳動(dòng)；執(zhí)行元件；控制回路TheDesignofHydraulicSystemforCastingConveyorAbstract:Movementofsteptypecastingconveyorisakindofspecialequipmentincastingworkshop,itsfunctionismovingthedelivercarforwardacardistanceinrhyme,andcanrealizetheprecisepositioning.Thedelivercar'smoveandpositioning(thefirstmoveandpositioning)willbecompletedbythehydraulictransmission.Thehydraulicdriveisanimportantdisciplineinthefieldofautomaticcontrol.Itsdevelopmenthasbeenthreehundredyearsofhistory.However,itisafterthemid-20thcenturythatitreallygetthepromotionanduseinindustry.Hydraulicdrivetechnologyiswidelyusedinvariousfieldsofnationaleconomyandhasbecomeoneoftheimportantindicatorformeasuringacountry'sindustriallevel.Hydraulictransmissionisatransmissionformofusingpressureliquidastheworkingmediumtoachievetheenergytransfer,conversionandcontrol.Varioushydrauliccomponentsmakeupthebasiccontrolloopthathasdifferentfunctions,anumberofbasiccontrolloopthroughorganiccombinationandconstitutesacompletehydraulicdrivesystemintheend.Ahydraulicsystemisusuallycomposedoftwosections.theyarehydrauliccomponents(includingenergycomponents,actuators,thecontrolelements,auxiliarycomponents)andworkingmedium.Keywords:Hydraulicsystem;Hydraulictransmission;Auxiliarycomponents;controlloop1前言輸送機(jī)的歷史悠久，中國(guó)古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形。輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜輸送機(jī)，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。本次設(shè)計(jì)的是步移式鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)有以下特點(diǎn)[1]：在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動(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機(jī)的12%。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。液壓裝置可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，（調(diào)速范圍可達(dá)到2000），還可以在運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，他對(duì)液體壓力，流量和流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)解或控制。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化，從而為液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù)以及縮短機(jī)器設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)周期、降低成本提供了有力條件。當(dāng)然液壓技術(shù)還存在許多缺點(diǎn)。例如，液壓在傳動(dòng)過(guò)程中有較多的能量損失，液壓傳動(dòng)易泄露，不僅污染工作場(chǎng)地，限制其應(yīng)用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及正確性。對(duì)油溫變化比較敏感，液壓元件制造精度要求較高，造價(jià)昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實(shí)際的應(yīng)用中，可以通過(guò)有效的措施來(lái)減小不利因素帶來(lái)的影響。我國(guó)的液壓技術(shù)是在新中國(guó)成立以后才發(fā)展起來(lái)的。自從1952年試制出我國(guó)第一個(gè)液壓元件——齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國(guó)產(chǎn)品，自行設(shè)計(jì)開發(fā)和引進(jìn)消化提高等幾個(gè)階段[2]。近年來(lái)，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和科研攻關(guān)，產(chǎn)品水平也得到了提高，研制和生產(chǎn)出了一些具有先進(jìn)水平的產(chǎn)品。目前，我國(guó)的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠?yàn)橐苯稹⒐こ虣C(jī)械、機(jī)床、化工機(jī)械、紡織機(jī)械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。但是，我國(guó)的液壓技術(shù)在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術(shù)上、與國(guó)際水平以及主要行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進(jìn)口大量的液壓元件?；赝^(guò)去，展望未來(lái)，液壓技術(shù)的發(fā)展將朝著以下方向[3]：提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。高度的組合化，集成化，模塊化。融入微電子技術(shù)，逐步走向智能化。本次設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照指導(dǎo)要求進(jìn)行，其間得到老師和同學(xué)們不少的幫助，在此向你們表示誠(chéng)摯的感謝。由于本人水平和知識(shí)所限，其中有錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)老師予以指導(dǎo)修正。2主機(jī)功能結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求步移式鑄型輸送機(jī)是鑄造車間的一種專業(yè)設(shè)備，其功用是有節(jié)奏地把輸送小車向前移動(dòng)一個(gè)小車距離，并能實(shí)現(xiàn)精確定位。該機(jī)由鑄型輸送小車及其傳動(dòng)裝置組成（見圖1），每一個(gè)小車的車體中心都有一個(gè)定位孔，車體左右有兩個(gè)滾輪2分別支承在兩滾道1上，其后各一導(dǎo)軌9夾于兩滾道中間。每?jī)蓚€(gè)小車的臺(tái)面3以回轉(zhuǎn)鉸軸5相連接，車臺(tái)面上放置著鑄型砂箱4。由于每個(gè)車體和車臺(tái)面連接之間的距離彼此對(duì)應(yīng)相等，故每個(gè)小車之間的距離相等，均為1m。輸送小車的步移和定位（先步移后定位）擬采用液壓傳動(dòng)完成，已知小車步移所需牽引力為49KN，要求循環(huán)周期為12S。3液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1執(zhí)行元件類型、數(shù)量、安裝位置根據(jù)輸送小車的動(dòng)作和工況要求，所要求的液壓系統(tǒng)擬采取三種液壓缸的執(zhí)行元件配置方案。1—滾道；2—滾輪；3—小車臺(tái)面；4—鑄型；5—回轉(zhuǎn)鉸軸；6—步移缸；7—車體；8—插銷缸；9—導(dǎo)輪；10—定位缸圖1鑄型輸送機(jī)傳動(dòng)示意圖Figure1Thetransmissionschemesofcastingconveyor三種液壓缸在鑄型輸送機(jī)的安放位置如圖1所示。工作時(shí)，當(dāng)插銷油缸上升插入車體后，定位缸才拔銷，然后兩個(gè)剛性連接的步移缸同步地通過(guò)兩個(gè)插銷缸將輸送小車向前移動(dòng)一個(gè)小車距離，隨之定位缸插銷插入小車定位孔里使小車定位。接著插銷缸拔銷，最后步移缸返回原位，等待下個(gè)周期的步移動(dòng)作。表1鑄型輸送機(jī)的執(zhí)行元件配置方案Table1Theconfigurationschemeofexecutionelementforcastingconveyor名稱數(shù)量功能結(jié)構(gòu)型式和特點(diǎn)步移液壓缸2驅(qū)動(dòng)小車移動(dòng)為了增大步移缸的推力而不致缸的尺寸過(guò)大，步移缸采用兩個(gè)雙桿活塞桿并聯(lián)，兩個(gè)缸的活塞桿固定，兩個(gè)缸體剛性連為一體，并作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。插銷液壓缸2連接步移缸和小車，設(shè)在兩步移缸剛性連接前后部位，用以連接步移缸帶動(dòng)小車前移和小車，帶動(dòng)小車前移；為了改善活塞桿的受力情況，插銷缸采用雙桿活塞桿。定位液壓缸1小車定位保證輸送帶與各主機(jī)、輔機(jī)間正確的相對(duì)位置關(guān)系，采用雙桿活塞桿。三種液壓缸的動(dòng)作順序?yàn)椋翰邃N缸活塞上升（插銷）→定位缸下降（拔銷）→步移缸前移→定位缸上升定位（插銷）→插銷缸下降（拔銷）→步移缸后退返回。這些動(dòng)作嚴(yán)格按順序進(jìn)行，動(dòng)作間互不重疊。步移缸前進(jìn)和返回行程均與小車車距相等，；定位缸單向行程及插銷缸的單向行程相等，即==56mm。為了滿足循環(huán)周期為12s的要求，循環(huán)周期按下列情況細(xì)分：步移缸前移后退各4s；插銷缸插銷和拔銷分別為1.3和0.9s(可調(diào)）；定位缸拔銷和插銷各0.9s。輔助時(shí)間合計(jì)4s。據(jù)此作出的執(zhí)行周期動(dòng)作順序圖見圖2。圖2鑄型輸送機(jī)周期動(dòng)作順序圖Figure2Thesequencediagramofcycleactionforcastingconveyor3.2速度計(jì)算分析和載荷計(jì)算分析對(duì)于步移缸的外負(fù)載，忽略摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載，只考慮工作負(fù)載即牽引力。各液壓缸運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算及結(jié)果見表2。對(duì)于插銷缸的外負(fù)載，忽略摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載，只考慮工作負(fù)載即小車步移所需要的牽引力40kN，該系統(tǒng)總共有兩個(gè)插銷液壓缸，故每個(gè)液壓缸需要克服的阻力為20kN。表2液壓缸運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算Table2Thecalculationofmovementspeedforhydrauliccylinder執(zhí)行元件計(jì)算式速度/（m/s)說(shuō)明步移液壓缸0.25插銷液壓缸插銷步移缸的往返速拔銷度相等，定位液定位液壓缸壓缸往返速度相等。4液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定4.1系統(tǒng)壓力的初步確定對(duì)于步移缸，按下表3[4]，預(yù)選缸的設(shè)計(jì)壓力。表3按負(fù)載選擇設(shè)計(jì)壓力Table3Thedesignpressurebasedonload負(fù)載/kN<55~1010~2020~3030~5050設(shè)計(jì)壓力/MPa0.8~11.5~22.5~33~44~5>54.2活塞桿的直徑液壓缸活塞桿直徑d按工作時(shí)的受力情況來(lái)決定，如下表4[14]所示。計(jì)算出的活塞桿直徑d，按表5[4]圓整。表4液壓缸活塞桿直徑推薦值Table2Therecommendedvalueofpistonroddiameterforthehydrauliccylinder活塞桿受力情況受拉伸受壓縮，工作壓力/MPa55<7>7活塞桿直徑(0.3~0.5)D(0.5~0.55)D(0.6~0.7)D0.7D表5活塞桿直徑d系列（GB/T23481993)Table5Thediameterofdseriesforpistonrod(GB/T2348-1993)456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360對(duì)于步移缸，按表4，預(yù)選缸的設(shè)計(jì)壓力。根據(jù)受力情況取活塞桿的外徑d=100mm=0.1m(標(biāo)準(zhǔn)值）。4.3缸筒的內(nèi)徑忽略各種損失，則由力平衡方程(1)[5](1)可求出步移缸的內(nèi)徑D為按GB/T23481993[6]，取標(biāo)準(zhǔn)值D=125mm=0.125m。從而，可算得步移缸的有效作用面積A的實(shí)際工作壓力為對(duì)于插銷缸和定位缸，經(jīng)受力分析及考慮到液壓缸的剛性及美觀，將其活塞桿直徑取為缸內(nèi)徑取為（均為標(biāo)準(zhǔn)值[6]）。4.4液壓缸的流量液壓缸的流量與缸徑和活塞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量Q不變時(shí)，除去在行程開始和結(jié)束時(shí)有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時(shí)間保持恒定速度，液壓缸的流量可以計(jì)算如下：(2)式中：A活塞的有效工作面積對(duì)于雙桿液壓缸活塞的容積效率采用彈性密封圈時(shí)，采用活塞環(huán)時(shí)，為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度m/s為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度m/s代入數(shù)據(jù)：對(duì)于步移液壓缸：對(duì)于插銷液壓缸：插銷時(shí)所需流量：拔銷時(shí)所需流量：對(duì)于定位液壓缸：作出的流量循環(huán)圖如圖3所示。由圖可看出，步移缸所需流量最大。圖3流量循環(huán)圖Figure3Thechartofflowcirculation5擬定液壓系統(tǒng)圖5.1制定液壓回路方案油路連接方案鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)共兩類三種執(zhí)行元件，工作性質(zhì)不同，且有嚴(yán)格的動(dòng)作順序，為此，總體上講作為工作執(zhí)行元件的步移液壓缸、作為輔助執(zhí)行元件的定位液壓液壓缸和插銷液壓缸各劃分為一個(gè)支路并且相互并聯(lián)，而定位液壓缸與兩插銷液壓缸又相互并聯(lián)，兩插銷液壓缸相互并聯(lián)。速度控制回路方案步移液壓缸，由于其往返速度相同，且不需要調(diào)速，但為了滿足往返運(yùn)動(dòng)到斷點(diǎn)避免沖擊達(dá)到準(zhǔn)確定位的要求，采用雙向減速回路，即在進(jìn)油路上裝設(shè)兩個(gè)單向行程減速閥，當(dāng)步移缸運(yùn)行至接近終點(diǎn)時(shí)壓下行程減速閥的閥芯而減速?？紤]到定位液壓缸的插銷和拔銷速度相同，且不需要調(diào)速；而兩插銷液壓缸插銷和拔銷時(shí)間要求可以調(diào)節(jié)，為此在各插銷缸支路上采用回油節(jié)流調(diào)速回路，在實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能的同時(shí)由此保證兩缸同步。由于已選用減速和節(jié)流調(diào)速回路，故系統(tǒng)必然為開放式循環(huán)方式。油源型式由流量循環(huán)圖可知，系統(tǒng)中三個(gè)液壓缸所需要流量以步移缸最大，但考慮到各缸運(yùn)行時(shí)間較短，故選用單定量泵供油油源，而泵的流量需按步移缸的要求確定。換向回路方案考慮系統(tǒng)流量較大，為保證換向平穩(wěn)，故對(duì)步移缸單獨(dú)使用一個(gè)三位四通電液動(dòng)換向閥換向；而并聯(lián)的定位缸與兩插銷缸則共用另外一個(gè)三位四通電液動(dòng)換向閥換向；并采用活動(dòng)檔塊壓下電氣行程開關(guān)控制器換向閥電磁鐵的通斷電實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向。電液動(dòng)換向閥則采用輔助泵供油的控制方案。順序動(dòng)作方式步移缸與輔助缸的動(dòng)作順序控制，采用活動(dòng)擋塊壓下電氣行程開關(guān)控制換向閥電磁鐵的通斷電的行程控制方式；而并聯(lián)的定位缸與兩插銷缸之間的順序控制則采用單向順序閥的壓力控制方式。壓力控制回路方案在主液壓泵出口并聯(lián)一溢流閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)壓溢流；在主液壓泵出口并聯(lián)一個(gè)遠(yuǎn)控卸荷閥（由輔助泵供油并采用一個(gè)二位四通電磁換向閥切換控制），用于使步移缸返回后，等待下一個(gè)周期開始的時(shí)間繼電器發(fā)令前，液壓泵卸荷，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在輔助泵出口并聯(lián)一個(gè)溢流閥，以限定其最高供油壓力。5.2組成液壓系統(tǒng)原理圖在初步選定上述主回路的基礎(chǔ)上，再增加一些輔助回路，如在兩液壓泵出口分別設(shè)一壓力表及壓力表開關(guān)，以便觀測(cè)泵的壓力；在泵的進(jìn)口分別設(shè)置過(guò)濾器，以保證油液清潔，即可組成圖所示的鑄型輸送機(jī)完整的液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)的動(dòng)作順序表如表6所列。系統(tǒng)的工作原理簡(jiǎn)述如下：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，輔助泵2啟動(dòng)，同時(shí)電磁鐵5YA通電使二位四通電磁換向閥切換至下位，主液壓泵1空載（卸荷）啟動(dòng)，周期時(shí)間繼電器到時(shí)后發(fā)信，使電磁鐵5YA斷電，卸荷閥6關(guān)閉，液壓系統(tǒng)按下列順序開始運(yùn)行。插銷缸插銷—定位缸拔銷周期時(shí)間繼電器發(fā)信，使電磁鐵3YA通電，換向閥9切換至右位，此時(shí)的油液流動(dòng)路線為進(jìn)油路：主泵1的壓力油→單向閥3→換向閥9（右位）→插銷缸16和17的下腔，使兩插銷缸的活塞桿伸出（插銷），當(dāng)活塞上升至上死點(diǎn)時(shí)，油壓升高，壓力油打開順序閥13進(jìn)入定位缸18的上腔，使定位缸活塞桿下降（拔銷）。回油路：兩插銷缸16、17上腔→單向節(jié)流閥14、15→單向順序閥12中的單向閥→與定位缸下腔回油一起→換向閥9（右位）→油箱。步移缸前進(jìn)定位缸拔銷后，壓下行程開關(guān)3SQ，使電磁鐵1YA通電，換向閥8切換至左位，3YA斷電，換向閥9復(fù)至中位。此時(shí)的油液流動(dòng)路線為進(jìn)油路：主泵1的壓力油→單向閥3→換向閥8（左位）→單向行程減速閥10→步移缸19左腔，使步移缸缸筒向前移動(dòng)，當(dāng)步移缸快行至終點(diǎn)時(shí)，缸體壓下單向行程減速閥10，進(jìn)行節(jié)流減速，缸緩慢停止?；赜吐罚翰揭聘?9右腔→單向行程減速閥11→換向閥8（左位）→油箱。定位缸插銷插銷缸拔銷步移缸前移到左端點(diǎn)時(shí)壓下行程開關(guān)4SQ，使電磁鐵1YA斷電（換向閥8復(fù)至中位），同時(shí)使4YA通電（換向閥9切換至左位），此時(shí)的油液流動(dòng)路線為進(jìn)油路：主泵1的壓力油→單向閥3→換向閥9（左位）→定位缸18的下腔，使定位缸活塞桿上升（插銷）。當(dāng)活塞上升至上死點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)壓力升高，打開單向順序閥12，壓力油→單向節(jié)流閥14、15中的單向閥→插銷缸上腔，使插銷缸活塞返回（拔銷）；回油路：定位缸上腔→單向順序閥13的單向閥后和插銷缸下腔的回油一起→換向閥9（左位）→油箱。④步移缸返回兩插銷缸返回到終點(diǎn)時(shí)，檔鐵壓下行程開關(guān)1SQ和2SQ，使電磁鐵2YA通電（換向閥8切換至右位),4YA斷電（換向閥9復(fù)至中位）。此時(shí)的油液流動(dòng)路線為進(jìn)油路：主泵1的壓力油→單向閥3→換向閥8（右位）→單向行程減速閥11→步移缸19右腔，使步移缸缸筒向后退回，當(dāng)步移缸快行至右端終點(diǎn)時(shí)，缸體壓下單向行程減速閥11，進(jìn)行節(jié)流閥，缸緩慢停止?；赜吐罚翰揭聘?9左腔→單向行程減速閥10的單向閥→換向閥8（右位）→油箱。⑤卸荷當(dāng)步移缸返回原位壓下行程開關(guān)5SQ時(shí)，使電磁鐵2YA斷電（換向閥8復(fù)至中位）、5YA通電（換向閥7切換至下位），輔助泵2的壓力油打開卸荷閥6，主泵1經(jīng)閥6卸荷。輸送下車停止不動(dòng)，直至周期時(shí)間繼電器發(fā)信，才重復(fù)上述工作循環(huán)。表6鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表Table6Theorderformofelectromagnetworkforhydraulicsystemofcastingconveyor序號(hào)信號(hào)來(lái)源動(dòng)作名稱電磁鐵狀態(tài)1YA2YA3YA4YA5YA1按下啟動(dòng)按鈕液壓泵1、2啟動(dòng)+2周期時(shí)間繼電器插銷缸插銷（定位缸拔銷）+3壓下行程開關(guān)3SQ步移缸前移+4壓下行程開關(guān)4SQ定位缸插銷（插銷缸B拔銷）+5壓下行程開關(guān)1SQ、2SQ步移缸返回+6壓下行程開關(guān)5SQ液壓泵卸荷+1—主液壓泵；2—輔助液壓泵；3—單向閥；4、5—溢流閥；6—卸荷閥；7—二位四通電磁換向閥；8、9—三位四通電液動(dòng)換向閥；10、11—單向行程減速閥；12、13—單向順序閥；14、15—單向節(jié)流閥；16、17—插銷閥；18—定位缸；19—步移缸；20、21—壓力表及其開關(guān)；22、23—過(guò)濾器圖4鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖Figure4Thediagramofhydraulicsystemforcastingconveyor6液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1缸筒設(shè)計(jì)6.1.1缸筒結(jié)構(gòu)的選擇連接方式如下圖5：1-缸筒；2-端蓋圖5焊接連接Figure5weldedconnection上圖所示為焊接連接式，它適用于端蓋與缸筒的焊接，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，徑向尺寸小，但缸底內(nèi)徑加工不方便，焊接易引起變形，油缸的清洗不是很方便。缸筒的要求：有足夠強(qiáng)度，能夠承受動(dòng)態(tài)工作壓力，長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)變形；有足夠剛度，承受活塞側(cè)向力和安裝反作用力時(shí)不會(huì)彎曲；內(nèi)表面和導(dǎo)向件與密封件之間摩擦少，可以保證長(zhǎng)期使用。缸筒材料的選取及強(qiáng)度給定部分材料的機(jī)械性能如下表7[6]：表7缸筒常用無(wú)縫鋼管材料機(jī)械性能Table7Mechanicalpropertiesofcommonlyusedseamlesssteeltubematerialforcylinder材料204202502530500300183554032017456103601415MnVn7505002627SiMn10008501230CrMo9508001235CrMo100085012本次設(shè)計(jì)選取45號(hào)鋼從表中可以得到：缸筒材料的屈服強(qiáng)度=360MP；缸筒材料的抗拉強(qiáng)度=610MP；現(xiàn)在利用屈服強(qiáng)度來(lái)引申出：缸筒材料的許用應(yīng)力[]=/n=360/5=72MP。其中n=5是選取的安全系數(shù)，來(lái)源于下表8[4]：表8液壓缸的安全系數(shù)Table8Safetycoefficientofhydrauliccylinder材料名稱靜載荷交變載荷沖擊載荷不對(duì)成對(duì)稱剛，鍛鐵358126.2缸筒的計(jì)算6.2.1液壓缸的效率油缸的效率由以下三種效率組成[8]：（A)機(jī)械效率，由各運(yùn)動(dòng)件摩擦損失所造成，在額定壓力下，通?？扇　＃˙）容積效率，由各封密件泄露所造成，通常容積效率，為：裝彈性體密封圈時(shí)裝活塞環(huán)時(shí)（C)作用力效率，由出油口背壓所產(chǎn)生的反作用力而造成。=0.9=1=0.9(3)所以總效率為0.8。6.2.2液壓缸缸徑的計(jì)算對(duì)于步移缸，按表2，預(yù)選缸的設(shè)計(jì)壓力。根據(jù)受力情況取活塞桿的外徑d=100mm=0.1m(標(biāo)準(zhǔn)值）。忽略各種損失，則由力平衡方程[10](4)可求出步移缸的內(nèi)徑D為按GB/T23481993[7]，取標(biāo)準(zhǔn)值D=125mm=0.125m。6.2.3流量的計(jì)算由上述各缸的幾何參數(shù)及速度（見表2）計(jì)算出的各液壓缸所需流量結(jié)果。步移液壓缸=132.47L/min(5)插銷液壓缸插銷=14.58L/min(6)拔銷=21.02L/min(7)定位液壓缸=10.51L/min(8)步移缸往返流量相等；定位缸往返流量相等。6.2.4缸筒壁厚的計(jì)算缸筒壁厚可以使用下式進(jìn)行計(jì)算：當(dāng)時(shí)（可用薄壁缸筒的實(shí)用計(jì)算式）[10](9)——最高允許壓力（MPa)——缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa)根據(jù)缸徑查手冊(cè)[11]預(yù)取=3此時(shí)/D=3/125=0.0240.08滿足使用薄壁缸筒計(jì)算式的要求，下面利用上式來(lái)計(jì)算：最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)P=5MP，所以：=51.5=7.5MP許用應(yīng)力在選取材料的時(shí)候給出：[]=/n=360/5=72MP根據(jù)式(10):(10)得到壁厚：=6.51mm。為保證安全，取壁厚為8mm。缸筒的加工要求:缸筒內(nèi)徑D采用H7級(jí)配合，表面粗糙度為0.8，需要進(jìn)行研磨；熱處理：調(diào)制，HB240；缸筒內(nèi)徑D的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差之半；缸通直線度不大于0.04mm；油口的孔口及排氣口必須有倒角，不能有飛邊、毛刺；在缸內(nèi)表面鍍鉻，外表面刷防腐油漆。6.3活塞設(shè)計(jì)6.3.1活塞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)活塞結(jié)構(gòu)的類型常見的活塞結(jié)構(gòu)有以下幾種：?jiǎn)沃С谢钊Y(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)又有使用整圈式單開口支承環(huán)，安裝在活塞中央部位。當(dāng)用于雙作用活塞時(shí)，在活塞的兩端頭裝活塞環(huán)；當(dāng)用于單作用活塞時(shí)，僅在活塞承壓的端頭裝活塞環(huán)。主要使用整圈式無(wú)切口支承環(huán)。由于活塞體由兩個(gè)零件組成，便于套裝支承環(huán)?；钊w的兩零件裝配后必須同軸，以保證活塞正常運(yùn)行。雙支承活塞結(jié)構(gòu)主要用于較長(zhǎng)的活塞，或質(zhì)（重）量較大的活塞。有時(shí)用一根支承環(huán)認(rèn)為其寬度太大時(shí)，也使用雙支承活塞結(jié)構(gòu)。組合式活塞環(huán)與支承環(huán)活塞結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)主要用于短活塞，如鼓形活塞和錐臺(tái)形活塞。活塞分為整體式和組合式，組合式制作和使用比較復(fù)雜，所以在此選用整體式活塞，形式如下圖6：此整體式活塞中，密封環(huán)和導(dǎo)向套是分槽安裝的。1-活塞；2-缸體；3-銷軸；圖6活塞設(shè)計(jì)Figure6Thedesignofpiston6.3.2活塞的密封考慮到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的壓力比較?。?lt;6MPa)，且液壓缸的運(yùn)行往返速度也比較小(<0.5m/s),故選用O型密封圈。O型密封圈是一種斷面形狀為圓形的耐油橡膠圈，是液壓設(shè)備中應(yīng)用得最多、最廣泛的一種密封圈，可用于靜密封和動(dòng)密封。0型密封圈是一種擠壓型密封，其基本原理是依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封基礎(chǔ)面上造成接觸壓力，接觸壓力大于被密封介質(zhì)的壓力，則不發(fā)生泄露，反正則發(fā)生泄露。O型密封圈既可以用于外徑或內(nèi)徑密封，也可以用于斷面密封。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單圈即可對(duì)兩個(gè)方向起密封作用，動(dòng)摩擦阻力較小，對(duì)油液、壓力和溫度的適應(yīng)性好。其缺點(diǎn)是在用作動(dòng)密封時(shí)，啟動(dòng)摩擦阻力較小，磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，使用壽命短[12]。6.3.3活塞的材料選用45號(hào)鋼6.3.4活塞的尺寸及加工公差選擇活塞厚度為活塞桿直徑的1倍，因?yàn)榛钊麠U直徑是94mm，所以活塞的厚度為94mm?；钊呐浜弦?yàn)槭褂昧私M合形式的密封器件，所以要求不高，這里不加敘述。活塞外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，斷面與軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半。6.4活塞桿的設(shè)計(jì)6.4.1活塞桿與活塞的連接形式活塞桿與活塞采用銷軸連接方式如上圖7，它加工、裝配方便，但承載能力小，用于輕載場(chǎng)合[13]。1-活塞；2-活塞桿；3-銷軸；圖7活塞桿與活塞的連接形式Figure7Theconnectionformofthepistonrodandpiston6.4.2活塞桿材料和技術(shù)要求(1)、因?yàn)闆](méi)有特殊要求，所以選用45號(hào)鋼作為活塞桿的材料，本次設(shè)計(jì)中活塞桿只承受壓應(yīng)力，所以不用調(diào)制處理，但進(jìn)行淬火處理是必要的，淬火深度可以在0.5—1mm左右。(2)、安裝活塞的軸頸和外圓的同軸度公差不大于0.04mm，保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿和導(dǎo)向的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸間端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.025mm，保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。(3)、活塞桿外圓粗糙度選擇為0.8(4)、因?yàn)槭沁\(yùn)行在低載荷情況下，所以省去了表面處理。6.4.3活塞桿的計(jì)算表4液壓缸活塞桿直徑推薦值Table4Thehydrauliccylinderpistonroddiameterrecommendedvalue活塞桿受力情況受拉伸受壓縮，工作壓力/MPa55<7>7活塞桿直徑(0.3~0.5)D(0.5~0.55)D(0.6~0.7)D0.7D活塞桿直徑的計(jì)算液壓缸活塞桿直徑d按工作時(shí)的受力情況來(lái)決定，如下表4所示。計(jì)算出的活塞桿直徑d，按表5圓整。表5活塞桿直徑d系列（GB/T23481993)Table5Thediameterofpistonroddseries(GB/T2348-1993)456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360對(duì)于步移缸，按表4，預(yù)選缸的設(shè)計(jì)壓力。根據(jù)受力情況取活塞桿的外徑d=100mm=0.1m(標(biāo)準(zhǔn)值）。6.4.4活塞桿彎矩穩(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)活塞桿支承長(zhǎng)度時(shí)，需驗(yàn)算活塞桿彎曲穩(wěn)定性。若受力完全在軸線上，主要是按下式驗(yàn)算[15]：（11）（12）式中圓截面：活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力，N安全系數(shù)，通常取=3.5~6K液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù)，通常取K=1.5實(shí)際彈性模數(shù)a材料組織缺陷系數(shù)，鋼材一般取a=1/12b活塞桿截面不均勻系數(shù)，一般取b=1/13E材料的彈性模數(shù)，MPa,鋼材I活塞桿橫截面慣性矩，先計(jì)算活塞桿截面的慣性矩I=油缸支撐長(zhǎng)度=2384mm將以上各量帶入公式中得到活塞桿失穩(wěn)力：選取安全系數(shù)=5得到最大承載力的判別式顯然這是符合要求的。6.5活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵(1)導(dǎo)向環(huán)選擇非金屬導(dǎo)向環(huán)，用高強(qiáng)度塑料PEI制成，這種導(dǎo)向環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力小、耐磨、使用壽命長(zhǎng)、裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽加工簡(jiǎn)單，并且磨損后導(dǎo)向環(huán)易于更換。(2)密封在系統(tǒng)運(yùn)行壓力和活塞運(yùn)行速度較小的情況下，選用O型密封圈。7選擇液壓元件7.1油泵和電機(jī)的選擇首先確定液壓泵的最高工作壓力；前已算出步移缸的工作壓力，考慮到本系統(tǒng)油路較為簡(jiǎn)單，故取泵至缸見的僅油路壓力損失為，則根據(jù)式：(13)算得主液壓泵的最高工作壓力為然后確定液壓泵的流量：液壓泵的最大供油量按液壓缸和最大輸入流量（）進(jìn)行估算。按式(14)取泄露系數(shù)K=1.2，則根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選定量葉片泵的轉(zhuǎn)速為n=1000r/min,泵的容積效率，根據(jù)式(15)可算得泵的排量參考值為根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查手冊(cè)，選用規(guī)格相近的YB-C194B型定量葉片泵，其定額壓力為7MPa，排量為V=200.9mL/r,泵的額定轉(zhuǎn)速為n=1000r/min，由表2-12[12]取容積效率，倒推算得泵的額定流量為滿足系統(tǒng)所需流量。由表2-12取泵的總效率為，則所需電機(jī)功率為(16)選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)：查表2-13[13]，選用Y系列規(guī)格相近的Y200L2-6型封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率22KW，轉(zhuǎn)速為970r.min。用此轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)液壓泵時(shí)，泵的實(shí)際輸出流量分別為165.64L/min，仍能滿足系統(tǒng)各工況對(duì)流量的要求。7.2控制閥的選擇液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過(guò)該閥的最大實(shí)際流量，下面根據(jù)該原則依次進(jìn)行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。7.2.1壓力控制閥控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中壓力大小的閥通稱壓力控制閥。壓力控制閥的作用，是控制液壓系統(tǒng)的壓力或以液體壓力的變化來(lái)控制油路的通斷[12]。壓力控制閥按其功能可分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。壓力控制閥的選用原則壓力：壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力，以保證壓力控制閥正常工作。壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在閥的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。流量：通過(guò)壓力控制閥的實(shí)際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類型及工作原理，壓力控制閥可以分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種，直動(dòng)型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適合在高壓大流量下工作。但在緩沖制動(dòng)裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應(yīng)采用直動(dòng)型溢流閥，先導(dǎo)型壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動(dòng)閥低一些，調(diào)壓精度比直動(dòng)閥高，廣泛應(yīng)用于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場(chǎng)合。此外，還應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式，尺寸，重量，價(jià)格，使用壽命，維護(hù)方便性，貨源情況等。根據(jù)以上選用原則，可以選擇先導(dǎo)型壓力閥，再根據(jù)閥的調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)，可以選擇先導(dǎo)式溢流閥，相關(guān)參數(shù)如下：先導(dǎo)式溢流閥型號(hào)：CG—03—B調(diào)壓范圍：0.85~7MPa額定流量：170L/min通經(jīng)：10mm先導(dǎo)式溢流閥型號(hào)：YF3—10B調(diào)壓范圍：0.5~6.3MPa額定流量：63L/min通經(jīng)：10mm卸荷閥（遠(yuǎn)控順序閥）型號(hào)：X3F—B32F調(diào)壓范圍：3~7MPa額定流量：150L/min通經(jīng)：32mm單向順序閥型號(hào)：RC—G—10—D調(diào)壓范圍：1.7~7MPa額定流量：284L/min通經(jīng)：1.025in單向節(jié)流閥型號(hào)：ALF3—E10B額定壓力：16MPa額定流量：100L/min通經(jīng)：10mm7.2.2方向控制閥方向控制閥是用以控制和改變液壓系統(tǒng)中各油路之間液流方向的閥，方向控制閥可分為單向閥和換向閥兩大類。單向閥是用以防止液流倒流的元件。換向閥是利用閥芯和閥體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)切換油路中液流的方向的液壓元件[16]。方向控制閥的選用原則如下：壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額定壓力。流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量?；y機(jī)能：滑閥機(jī)能之換向閥處于中位時(shí)的通路形式。操作方式：選擇合適的操作方式，如手動(dòng)，電動(dòng)，液動(dòng)等。方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過(guò)換向閥處于不同的位置，來(lái)實(shí)現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號(hào)及規(guī)格如下：?jiǎn)蜗蜷y型號(hào)：AF3—Ea20B額定壓力：16MPa（最低控制壓力0.6MPa）額定流量：160L/min通經(jīng)：10mm三位四通電液動(dòng)換向閥型號(hào)：34DYF3—16B額定壓力：6.3MPa（最低控制壓力0.6MPa）額定流量：180L/min通經(jīng)：10mm二位四通電磁換向閥型號(hào)：24DF3—16B額定壓力：16MPa額定流量：25L/min通經(jīng)：6mm7.2.3流量控制閥流量控制閥是通過(guò)改變節(jié)流口面積的大小，改變通過(guò)閥流量的發(fā)。在液壓系統(tǒng)中，流量閥的作用是對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。常見的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥等[16]。流量控制閥的選用原則如下：壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。流量：通過(guò)流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量。測(cè)量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。流量控制閥在該系統(tǒng)中主要是指減速閥。其規(guī)格和型號(hào)如下：?jiǎn)蜗蛐谐虦p速閥型號(hào)：ZCG—10額定壓力：21MPa額定流量：200L/min通經(jīng)：10mm7.3液壓輔件元件的選擇在液壓系統(tǒng)中，蓄能器、過(guò)濾器、油箱、熱交換器、管件等元件屬于輔助元件。這些元件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，功能也較單一，但對(duì)于液壓系統(tǒng)的工作性能、噪聲、溫升、可靠性等，都有直接的影響。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)液壓輔助元件引起足夠的重視。在液壓輔助元件中，大部分元件都已標(biāo)準(zhǔn)化，并有專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)選用即可。過(guò)濾器的選擇在液壓系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內(nèi)的形成或系統(tǒng)外地侵入，液壓油中難免會(huì)存在這樣或那樣的污染物，這些污染物的顆粒不僅會(huì)加速液壓元件的磨損，而且會(huì)堵塞閥件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥失靈，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。因此，必須對(duì)液壓油中的污染物和雜質(zhì)的顆粒進(jìn)行清理。目前，控制液壓油潔凈程度的最有效方法就是采用過(guò)濾器。過(guò)濾器的主要功能就是對(duì)液壓油進(jìn)行過(guò)濾，控制油的潔凈程度[17]。過(guò)濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過(guò)濾器的通油能力大于實(shí)際流量的二倍，或大于管路的最大流量。過(guò)濾精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對(duì)過(guò)濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過(guò)濾精度要求越高，過(guò)濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如下表9[14]所示：表9過(guò)濾精度與液壓系統(tǒng)的壓力關(guān)系Table9Filteringprecisionandhydraulicsystempressurerelationship系統(tǒng)類型一般液壓系統(tǒng)伺服系統(tǒng)壓力MPa<7>735過(guò)濾精度<25~50<25<10<5濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，過(guò)濾器的實(shí)際壓力應(yīng)小于樣本給定的工作壓力。濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長(zhǎng)期工作。根據(jù)上述原則，該液壓系統(tǒng)所選擇的過(guò)濾器規(guī)格和型號(hào)如下：型號(hào)：XU—160×80J壓力損失：<0.02MPa額定流量：160L/min通經(jīng)：40mm型號(hào)：XU—16×80J壓力損失：<0.02MPa額定流量：16L/min通經(jīng)：12mm表10列出了該液壓系統(tǒng)中所需選用的各類元件。8油箱及管道的選取油箱在系統(tǒng)中的主要功能為：儲(chǔ)存系統(tǒng)所需要的足夠的油液；散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的一部分能量，分離油液中的氣體及其沉淀物。8.1油箱的容積油箱容積的確定是設(shè)計(jì)油箱的關(guān)鍵，油箱的容積應(yīng)能保證當(dāng)系統(tǒng)有大量供油而無(wú)回油時(shí)，最低液面應(yīng)在進(jìn)口過(guò)濾器之上，保證不會(huì)吸入空氣，當(dāng)系統(tǒng)有大量回油而無(wú)供油時(shí)或系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，油液返回油箱時(shí)，油液不致溢出。按使用情況確定油箱容積初始設(shè)計(jì)時(shí)，可依據(jù)使用情況，按照經(jīng)驗(yàn)公式[13]確定油箱容積：(17)表10鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)元件型號(hào)規(guī)格Table10Castingconveyorhydraulicsystemcomponentmodelspecification序號(hào)元件名稱額定壓力/MPa額定流量/(L/min)型號(hào)、規(guī)格說(shuō)明1定量葉片泵7157.6YB-C171B額定轉(zhuǎn)速為1000r/min，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率18.5kW2定量葉片泵711.9YB-A9B額定轉(zhuǎn)速為1000r/min,驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率2.1kW3單向閥16160AF3-Ea20B通經(jīng)為20mm最低控制壓力0.6MPa4先導(dǎo)式溢流閥0.85~7（調(diào)壓范圍）170CG-03-B通經(jīng)為10mm5先導(dǎo)式溢流閥0.5~6.3(調(diào)壓范圍）63YF3-10B通經(jīng)為10mm6卸荷閥3~7（控制壓力范圍）150X3F-B32F通經(jīng)為32mm7二位四通電磁換向閥162524DF3-E6B通經(jīng)為6mm8、9三位四通電液動(dòng)換向閥6.318034DYF3-16B通經(jīng)為16mm最低控制壓力0.6MPa10、11單向行程減速閥21200ZCG-10通經(jīng)為10mm12、13單向順序閥1.7~7284RC-G-10-D通經(jīng)為14、15單向節(jié)流閥16100ALF3-E10B通經(jīng)為10mm20、21壓力表開關(guān)0~6.3AF6P30/Y63通經(jīng)為6mm此壓力表開關(guān)帶壓力表22過(guò)濾器<0.02(壓力損失)160XU-16080J通經(jīng)為40mm23過(guò)濾器<0.02(壓力損失)16XU-1680J通經(jīng)為12mm式中：V油箱的容積Lq液壓泵的總額定流量L/min經(jīng)驗(yàn)系數(shù)min，其數(shù)值確定如下：對(duì)低壓系統(tǒng)，=2~4min；對(duì)中壓系統(tǒng)，=5~7min；對(duì)中、高壓或高壓大功率系統(tǒng)，=6~12min。考慮到本系統(tǒng)缸選擇的設(shè)計(jì)壓力為5MPa，取=5，則油箱的容量可以確定為：(18)按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計(jì)算確定油箱容量油箱中油液的溫度一般推薦為30-50℃，最高不超過(guò)65℃，最低不低于15℃。油箱的發(fā)熱計(jì)算液壓泵的功率損失：(19)式中：P液壓泵的輸入功率液壓泵的實(shí)際輸出壓力PaQ液壓泵的實(shí)際輸出流量L/min液壓泵的效率,該系統(tǒng)中選擇=0.8代入數(shù)據(jù)：閥的功率損失其中以泵的流量流經(jīng)溢流閥的損失為最大：H=PqKW(20)式中：P溢流閥的調(diào)整壓力Paq經(jīng)過(guò)溢流閥流回油箱的流量代入數(shù)據(jù)：KW管路及其它功率損失此項(xiàng)損失包括很多復(fù)雜因素，由于其值較小，加上管路散熱等原因，在計(jì)算時(shí)常予以忽略，一般可取全部能量的0.03~0.05，即KW(21)取KW系統(tǒng)的總功率損失為：KW(22)油箱容積的計(jì)算環(huán)境溫度為時(shí)，最高允許溫度為的油箱，其最小散熱面積為：(23)設(shè)油箱的長(zhǎng)寬搞之比為1:1:1~1:2:3時(shí)，油箱中油面高度達(dá)到油箱高度的0.8時(shí)，靠自然冷卻時(shí)系統(tǒng)溫度保持在最高溫度以下，散熱面積用該式計(jì)算：(24)令=A,得油箱最小體積為代入數(shù)據(jù)：根據(jù)手冊(cè)就可以進(jìn)行油箱的選取.8.2管道的尺寸管道尺寸取決于通過(guò)的最大流量和管內(nèi)允許的液體流速。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，管道尺寸常常是由已選定的液壓元件連接口處的尺寸決定。根據(jù)系統(tǒng)中已選定的液壓元件型號(hào)規(guī)格得出相應(yīng)的管道尺寸。本系統(tǒng)油管選18×1.5無(wú)縫鋼管。9液壓系統(tǒng)性能的估算液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，需要對(duì)它的技術(shù)性能進(jìn)行驗(yàn)算，以便判斷其設(shè)計(jì)質(zhì)量或從幾個(gè)方案中選出最好的設(shè)計(jì)方案。然而液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，目前詳細(xì)驗(yàn)算尚有困難，只能采取一些經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的公式，選用近似的粗略的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并以此來(lái)定性地說(shuō)明系統(tǒng)性能上的一些問(wèn)題[13]。9.1系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算在系統(tǒng)管路布置確定后