啟閉機液壓系統(tǒng)(一站控二門)設(shè)計【畢業(yè)論文+cad圖紙全套】

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計是針對水電站弧形門啟閉機的設(shè)計。本啟閉機是液壓啟閉機,是通過液壓缸活塞桿的伸縮來實現(xiàn)弧形門的的轉(zhuǎn)動,從而達(dá)到弧形門啟閉的效果。本設(shè)計是一站控制兩門的設(shè)計，一個液壓站控制兩扇門的同時啟閉。本設(shè)計主要包括液壓缸的設(shè)計和液壓系統(tǒng)的設(shè)計。液壓系統(tǒng)設(shè)計主要是液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計、油箱的設(shè)計、調(diào)壓塊的設(shè)計以及閥體的設(shè)計。為了使設(shè)計更加

2、的合理，在設(shè)計中還有相關(guān)的穩(wěn)定性驗算的性能驗算。不僅如此，本設(shè)計借鑒了相關(guān)的資料，采用了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，充分的吸收了前人的寶貴的經(jīng)驗。</p><p>　　關(guān)鍵詞：啟閉機；液壓缸；液壓系統(tǒng)圖；液壓元件</p><p><b>　　Summary </b></p><p>　　The design is open and close the door

3、s against hydroelectric arc design. The open and close the machine is hydraulic, hydraulic cylinder piston rod through the doors of the extendable antenna to achieve arc, the arc of the door open and close so as to achie

4、ve the effect. The design is a master control station design, a hydraulic control stations at the same time open and close the door behind. Including the design of the main hydraulic tank design and hydraulic system desi

5、gn. Hydraulic system de</p><p>　　Keyword : The machine for open and close, Hydraulic tanks, Hydraulic system map, Hydraulic components</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前 言………

6、………………………………………………………………3</p><p>　　第 1 章 液壓缸的設(shè)計………………………………………………… 3</p><p>　　1.1 工況分析…………………………………………………………… 4</p><p>　　1.2 液壓缸主要幾何尺寸的計算……………………………………… 4</p><p>　　1.

7、3 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算…………………………………………… 6</p><p>　　1.4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求……………………… 12</p><p>　　第2章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟與要求…………………………………… 15</p><p>　　2.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟……………………………………………… 15</p><

8、p>　　2.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求……………………………………………… 15</p><p>　　第3章 液壓系統(tǒng)圖的擬定……………………………………………… 16</p><p>　　3.1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定………………………………………… 16</p><p>　　3.2 基本方案的制定…………………………………………………… 16</p

9、><p>　　3.3 液壓系統(tǒng)圖的繪制………………………………………………… 19</p><p>　　第4章 液壓元件的選擇與專用件設(shè)計………………………………… 23</p><p>　　4.1 液壓泵和電動機的選擇…………………………………………… 23</p><p>　　4.2 油箱容積的計算…………………………………………………

10、… 24</p><p>　　4.3 液壓啟閉機用油量的計算………………………………………… 24</p><p>　　4.4 油管管徑的計算…………………………………………………… 24</p><p>　　4.5 其它液壓元件的選擇……………………………………………… 25</p><p>　　第5章 液壓系統(tǒng)的性能驗算………………

11、…………………………… 27</p><p>　　5.1 管路系統(tǒng)壓力損失的驗算………………………………………… 27</p><p>　　5.2 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升………………………………………………… 30</p><p>　　5.3 油箱的尺寸設(shè)計…………………………………………………… 32</p><p>　　總 結(jié)………………

12、……………………………………………………… 33</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)……………………………………………………………… 33</p><p>　　致 謝……………………………………………………………………… 34</p><p>　　附 錄Ⅰ：英文資料(中英對照)</p><p><b>　　附 錄Ⅱ：圖紙</b

13、></p><p><b>　　1液壓缸的設(shè)計</b></p><p><b>　　1.1 工況分析</b></p><p>　　本次設(shè)計是一站控制兩門的液壓系統(tǒng)，用于操作弧形門型液壓啟閉機，額定啟門力為，工作行程，內(nèi)容包括液壓油缸、液壓控制系統(tǒng)等。</p><p>　　根據(jù)操作弧形門液壓啟閉

14、機運行的功能特點，對該啟閉機制訂的設(shè)計制造原則是：“安全可靠，經(jīng)久耐用、技術(shù)先進(jìn)、操作簡單”，在設(shè)計和制造方面，全面執(zhí)行技術(shù)條款的全部內(nèi)容。并可以同時開啟兩條門，開啟速度達(dá)到以上。</p><p>　　1.2 液壓缸主要幾何尺寸的計算</p><p>　　液壓缸的主要幾何尺寸，包括液壓缸的內(nèi)徑，活塞桿的直徑，液壓缸行程等。</p><p>　　1.2.1 液壓缸內(nèi)徑

15、的確定</p><p>　　1.2.1.1 初選液壓缸的工作壓力</p><p>　　根據(jù)分析，此起重機的負(fù)載較大，按類型屬于起重運輸機械，初選液壓缸的工作壓力為。</p><p>　　1.2.1.2 計算液壓缸的尺寸</p><p>　　表1.1 和的關(guān)系</p><p>　　表1.2 和的關(guān)系</p>

16、;<p>　　根據(jù)系統(tǒng)工作壓力選取速度比</p><p>　　再根據(jù)速度比選取和的關(guān)系：</p><p>　　查機械設(shè)計手冊，按標(biāo)準(zhǔn)?。?，</p><p>　　最大行程查機械設(shè)計手冊，選取最大行程</p><p>　　液壓缸的有桿腔工作壓力：</p><p>　　1.2.2 活塞桿穩(wěn)定性驗算</p&

17、gt;<p>　　因為活塞桿長為，而活塞直徑為，</p><p>　　，需要對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。</p><p>　　活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界負(fù)荷,可按下式計算</p><p>　　在彎曲失穩(wěn)臨界負(fù)荷時,活塞桿將縱向彎曲。因此活塞桿最大工件負(fù)荷按下式驗證。</p><p>　　式中 —活塞桿材料的彈性模數(shù)，鋼材：</p&g

18、t;<p>　　—活塞桿橫截面慣性矩，圓截面：</p><p><b>　　—安裝及導(dǎo)向系數(shù)</b></p><p><b>　　—安全系數(shù)，一般取</b></p><p><b>　　—安裝距</b></p><p>　　經(jīng)計算活塞桿穩(wěn)定性驗算合格。</p

19、><p>　　1.2.3 液壓缸的有效面積</p><p>　　根據(jù)上面的結(jié)果，則液壓缸的有效面積為：</p><p><b>　　無桿腔面積</b></p><p><b>　　有桿腔面積</b></p><p>　　1.2.4 液壓缸的行程</p><p&

20、gt;<b>　　液壓缸的行程為。</b></p><p>　　1.2.5 液壓缸缸筒的長度</p><p>　　液壓缸缸筒的長度由液壓缸的行程決定，液壓缸缸筒長度。</p><p>　　1.3 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算</p><p>　　液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁厚，油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等。</p&g

21、t;<p>　　弧形工作閘門液壓啟閉機油缸為傾斜式布置，兩端鉸接連接，并且在油缸的上端吊頭與埋件軸以及下端吊頭與閘門吊耳連接處內(nèi)裝自潤滑球面滑動軸承，滿足使油缸自由擺動，并可以消除啟閉機或閘門由于安裝等誤差造成的對油缸的不利影響。油缸與管路之間采用軟管連接。</p><p>　　1.3.1 缸筒壁厚δ的計算和校核</p><p>　　1.3.1.1 壁厚的計算</p&g

22、t;<p>　　查機械設(shè)計手冊，由上求得缸體內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值，得外徑。</p><p><b>　　可知</b></p><p>　　1.3.1.2 液壓缸的缸筒壁厚的校核</p><p><b>　　缸的額定壓力,取。</b></p><p>　　液壓缸缸壁的材料選45號鋼，查金屬工藝學(xué)

23、表6-5（GB699-88），得其材料抗拉強度。</p><p><b>　　取安全系數(shù)為，</b></p><p>　　=11.86mm<12.5mm</p><p><b>　　壁厚合適。</b></p><p>　　1.3.2 液壓缸油口直徑的計算</p><p>

24、;　　式中 —液壓缸油口直徑</p><p><b>　　—液壓缸內(nèi)徑 </b></p><p>　　—液壓缸最大輸出速度</p><p><b>　　—油口液流速度</b></p><p><b>　　=0.02m</b></p><p><b

25、>　　=20mm</b></p><p>　　1.3.4 缸底厚度h的計算</p><p>　　該液壓缸為平形缸底且有油孔，其材料是45號鋼。</p><p><b>　　式中 —缸底厚度</b></p><p><b>　　—缸底油孔直徑</b></p><

26、p><b>　　—試驗壓力</b></p><p><b>　　—液壓缸內(nèi)徑</b></p><p>　　—缸底材料的許用應(yīng)力，取安全系數(shù)n=5，則。</p><p>　　由于缸的額定壓力，所以取。</p><p>　　1.3.5 缸頭與法蘭的聯(lián)結(jié)計算</p><p>

27、　　1.3.5.1 聯(lián)結(jié)方式：螺栓聯(lián)結(jié)</p><p>　　1.3.5.2 螺栓的設(shè)計</p><p>　　(1)計算每個螺栓的總拉力F</p><p>　　選用6個螺栓均布在缸頭上，則</p><p><b>　　(2)計算直徑</b></p><p>　　螺栓連接缸頭和法蘭，主要受到變載荷的作

28、用，而影響零件疲勞強度的主要因素為應(yīng)力幅，故應(yīng)滿足疲勞強度條件</p><p>　　查機械原理與設(shè)計表15-3公式，設(shè)螺栓直徑<14mm，取ε=1，</p><p>　　=1，=2，=3.9。</p><p><b>　　求得</b></p><p><b>　　=</b></p>

29、<p>　　螺栓和被聯(lián)結(jié)件均為鋼制，采用金屬墊片，故取相對剛度系數(shù)</p><p><b>　　即有</b></p><p>　　由設(shè)計手冊，選M14，與原設(shè)相符。</p><p>　　1.3.6 缸頭厚度的計算</p><p>　　本液壓缸選用螺釘聯(lián)結(jié)法蘭，其計算方法如下：</p><

30、p><b>　　式中 —法蘭厚度</b></p><p><b>　　—法蘭受力總和</b></p><p><b>　　—密封環(huán)內(nèi)徑</b></p><p><b>　　—密封環(huán)外徑</b></p><p><b>　　—螺釘孔分布圓直徑

31、</b></p><p><b>　　—密封環(huán)平均半徑</b></p><p>　　—法蘭材料的許用應(yīng)力</p><p>　　均壓槽一般寬為0.4mm，深為0.8mm，O型密封圈的壓縮率為</p><p>　　W=（，缸頭和法蘭的聯(lián)結(jié)是固定的，其密封也是固定的，取W=20%，即=0.2</p>

32、<p><b>　　得，為密封圈直徑。</b></p><p><b>　　，，，</b></p><p>　　1.3.7 法蘭直徑和厚度的確定</p><p>　　法蘭直徑取與缸頭直徑相同，即</p><p><b>　　法蘭厚度取</b></p>&

33、lt;p>　　1.3.8 缸蓋的聯(lián)結(jié)計算</p><p><b>　　聯(lián)接方式：螺栓聯(lián)接</b></p><p>　　缸體螺紋處的拉應(yīng)力為：</p><p><b>　　切應(yīng)力：</b></p><p><b>　　合成應(yīng)力為：</b></p><p&

34、gt;　　式中 —螺紋擰緊系數(shù)，動載荷，取</p><p>　　—缸體螺紋處所受的拉力，</p><p><b>　　—螺紋內(nèi)徑</b></p><p><b>　　—螺栓個數(shù)，取</b></p><p><b>　　—螺紋處的拉應(yīng)力</b></p><p

35、>　　—螺紋材料的許用應(yīng)力，</p><p><b>　　—安全系數(shù)，一般取</b></p><p>　　由設(shè)計手冊，取M14。</p><p>　　1.3.9 缸頭直徑和缸蓋直徑</p><p><b>　　取兩者相同，即</b></p><p><b>　

36、　==++</b></p><p>　　1.3.10 液壓缸主要尺寸的確定</p><p>　　1.3.10.1 最小導(dǎo)向長度</p><p>　　1.3.10.2 活塞的寬度</p><p>　　1.3.10.3 導(dǎo)向套長</p><p><b>　　，</b></p>

37、<p><b>　　取</b></p><p>　　1.3.10.4 隔套長度</p><p>　　1.3.10.5 求液壓缸的最大流量</p><p><b>　　啟門流量的計算：</b></p><p><b>　　無桿腔回油流量：</b></p>

38、<p><b>　　有桿腔進(jìn)油流量：</b></p><p>　　1.4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求</p><p>　　在液壓啟閉機液壓油缸各零部件材料的選擇上，嚴(yán)格按用戶要求和相關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。油缸缸體材料采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管，活塞桿采用符合GB699的優(yōu)質(zhì)45#實心鍛鋼正火處理、銷軸材料采用鍛鋼40Cr調(diào)質(zhì)處理、并做無損探傷檢測，上端蓋、下

39、端蓋及活塞、吊頭材料均采用45鋼鍛焊結(jié)構(gòu)、其焊縫為Ⅰ類焊縫、并按Ⅰ類焊縫進(jìn)行檢查和探傷。油缸活塞桿強度、油缸內(nèi)徑、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向長度及零部件的公差、配合的設(shè)計依據(jù)DL/T5167-2002、機械設(shè)計手冊等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，從設(shè)計上保障了油缸啟閉機性能的先進(jìn)性及可靠性。</p><p>　　油缸的全套動靜密封件均采用MERKES公司產(chǎn)品，其使用壽命長達(dá)10-15年；液壓泵站管路所有靜密封均采用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)密封件。&l

40、t;/p><p>　　導(dǎo)向套用QA19-4材料，導(dǎo)向面的配合公差為H9和f8，粗糙度為Ra0.2um~Ra0.3um。配合面的圓度公差為0.05mm，同軸度為0.03mm。</p><p>　　油缸設(shè)有排氣測壓裝置。采用進(jìn)口HYDAC產(chǎn)品，銷軸部位設(shè)有防水防銹機構(gòu)。</p><p>　　關(guān)節(jié)軸承采用自潤滑軸承，用戶使用時可免維護(hù)。</p><p>

41、;　　對液壓啟閉機的運輸采取了可靠的防撞、防震、防刮傷、防擦傷、防磕碰等防護(hù)措施。</p><p><b>　　1.4.1 缸體</b></p><p>　　1.4.1.1 缸體端部連接結(jié)構(gòu)及缸體材料</p><p>　　液壓缸的工作壓力,起材料選用45號無縫鋼，并調(diào)質(zhì)到241-285HB，其結(jié)構(gòu)連接方式選用法蘭式連接。</p>

42、<p>　　液壓缸的缸體材料為優(yōu)質(zhì)無縫鋼管制作，強度高于ST5.2N，內(nèi)徑采用GB1184中的H9配合要求，表面粗糙度達(dá)Ra0.2，直線度要求達(dá)1000:0.1，圓度要求達(dá)0.25，孔口有導(dǎo)向角，粗糙度為Ra0.8，缸口采用法蘭連接，法蘭材料為45#鍛鋼，并經(jīng)正火處理。有關(guān)焊接采用氬弧焊，焊前預(yù)熱，焊后局部高溫回火去應(yīng)力處理，并對焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷，按JB4730-1級標(biāo)準(zhǔn)驗收。</p><p>

43、;　　1.4.1.2 技術(shù)要求</p><p>　?。?）缸體內(nèi)徑采用H8、H9配合。因此液壓缸采用O型橡膠密封，表面粗糙度Ra取0.3μm，需珩磨。</p><p>　?。?）缸體內(nèi)徑d的圓度公差值取10級精度，圓柱度公差值取8級精度。</p><p>　　（3）缸體端面T的垂直公差值選7級精度。</p><p>　?。?）為了防止腐蝕和

44、提高壽命，缸體的表面應(yīng)鍍上厚度為30-40的鉻層，鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。</p><p><b>　　1.4.2 缸蓋</b></p><p>　　1.4.2.1 液壓缸的缸蓋材料選用鍛焊鋼件，材料為45#并經(jīng)正火處理，并在其表面熔堆黃銅、青銅或其他材料。各配合處的圓柱度高于9級。</p><p>　　1.4.2.2 技術(shù)要求</p>

45、<p>　?。?）直徑基本尺寸（同缸徑）、（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓度公差值選取7級精度。</p><p>　?。?）與的同軸度公差值為。</p><p>　?。?）端面A、B與直徑軸心線的公差值選7級精度。</p><p>　?。?）導(dǎo)向孔的表面粗糙度為Ra0.4μm。</p><p><b>　　1.4.3

46、 活塞</b></p><p>　　1.4.3.1 活塞與或是桿的連接形式：螺紋連接</p><p>　　1.4.3.2 活塞與缸體的密封：O型密封圈密封</p><p>　　1.4.3.3 活塞的材料：選用45</p><p>　　1.4.3.4 活塞的技術(shù)要求</p><p>　?。?）活塞外徑與對內(nèi)徑

47、的徑向跳動公差值選取7級精度。</p><p>　?。?）端面T對內(nèi)孔的軸線垂直度公差值選取7級精度。</p><p>　?。?）外徑的圓柱度公差值選取10級精度。</p><p>　　活塞所用材料為45#鍛件正火處理加支承環(huán)結(jié)構(gòu)（材料為QA19-4），活塞外徑公差達(dá)f8，內(nèi)徑采用基孔制，公差為H9，其密封面（槽）的加工精度為h9，粗糙度為Ra0.8，兩端面對內(nèi)孔的

48、垂直度為0.04mm，外徑對內(nèi)徑的同軸度為0.03mm，定位有導(dǎo)向角導(dǎo)入。</p><p><b>　　1.4.4 活塞桿</b></p><p>　　1.4.4.1 活塞桿的端部結(jié)構(gòu)：外螺紋連接</p><p>　　1.4.4.2 端部結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　端部為螺紋連接，其活塞桿螺紋尺寸如下：</p&g

49、t;<p>　　直徑與螺紋M48，螺紋長為40。</p><p>　　1.4.4.3 活塞桿結(jié)構(gòu)：活塞桿選用實心桿</p><p>　　1.4.4.4 活塞桿的材料：45號鋼</p><p>　　1.4.4.5 技術(shù)要求</p><p>　?。?）活塞桿和的圓度公差枝選10精度。</p><p>　?。?

50、）活塞桿的圓柱度公差值選取7級精度。</p><p>　?。?）活塞桿對的徑向跳動公差值為0.01mm。</p><p>　?。?）端面T的垂直度公差值選7級精度。</p><p>　?。?）活塞桿上的螺紋按7級精度加工。</p><p>　?。?）活塞的連接銷孔應(yīng)按11級加工，該孔軸線與活塞桿軸線的垂直公差值取6級精度。</p>

51、<p>　?。?）活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63μm。</p><p>　?。?）表面防腐采用鍍鉻工藝，先鍍0.04~0.05mm的乳白鉻，再鍍0.04~0.05mm硬鉻，桿頭開有夾頭及導(dǎo)向角，所有結(jié)構(gòu)均符合國標(biāo)要求，表面硬度達(dá)HRC60以上。</p><p>　　1.4.5 活塞桿的導(dǎo)向、密封與防塵</p><p>　　1.4.5.1 導(dǎo)向套

52、</p><p>　　（2）材料：QA19-4</p><p>　?。?）導(dǎo)向套內(nèi)徑的配合，選為H8/f9，表面粗糙度為Ra0.63-1.25μm。</p><p>　　1.4.5.2 密封：選用O型密封圈</p><p>　　1.4.5.3 防塵：防塵圈</p><p>　　1.4.6 液壓缸的緩沖裝置</p&

53、gt;<p>　　緩沖裝置是為了防止和減少液壓運動時的沖擊，通過節(jié)點產(chǎn)生內(nèi)壓力抵抗液壓推力、慣性力和載荷力，降低液壓桿的速度。該系統(tǒng)中活塞桿的運動速度較小，移動慣性不大，選用固定性的緩沖方式。</p><p>　　1.4.7 排氣裝置</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)長時間停止工作，系統(tǒng)中的油液由于本身重量的作用和其他原因而流出，這時易使空氣進(jìn)入系統(tǒng)，如果液壓缸中有空氣或混入空氣，

54、都會使液壓缸運動不不平穩(wěn)。因此可在液壓缸的最高部位設(shè)置排氣裝置。</p><p>　　2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟與要求</p><p>　　液壓傳動傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計要同主機的總體設(shè)計同時進(jìn)行。著手設(shè)計時，必須從實際出發(fā)，有機地結(jié)合各式各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單工作可靠，成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。</

55、p><p>　　本次設(shè)計主要是啟閉機的設(shè)計。綜合考慮弧形工作閘門液壓啟閉機油缸務(wù)傾斜式布置，兩端鉸鏈連接，并且在油缸的上端吊頭與埋件軸以及下端吊頭與閘門吊耳連接處內(nèi)裝自潤滑球面滑動軸承，滿足使油缸自由擺動，并可以消除啟閉機或閘門由于安裝等誤差造成的對油缸的不利影響。油缸與管路之間采用軟管連接。</p><p>　　2.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟</p><p>　　設(shè)計步驟

56、液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟并無嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來說，在明確設(shè)計要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。</p><p>　?。?）確定液壓執(zhí)行元件的形式；</p><p>　?。?）進(jìn)行式?jīng)r分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；</p><p>　?。?）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)有原理圖；</p><p>　　（4）選擇液壓元件；</p

57、><p>　　（5）液壓系統(tǒng)的性能驗算；</p><p>　?。?）繪制工程圖，編制技術(shù)文件。</p><p>　　2.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求</p><p>　　設(shè)計要求是進(jìn)行每項式程設(shè)計的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)行進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計之前，必須把設(shè)計要求以及與該設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。</p><p>

58、　?。?）主機的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；</p><p>　?。?）液壓系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；</p><p>　?。?）液壓驅(qū)動機構(gòu)的運動形式，運動速度；</p><p>　　（4）各動作機構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；</p><p>　?。?）對調(diào)整范圍、運動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；

59、</p><p>　?。?）自動化程度、操作控制方式的要求；</p><p>　?。?）對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；</p><p>　?。?）對效率、成本等方面的要求。</p><p>　　本液壓系統(tǒng)是為隆回中州而設(shè)計、制造，用于控制溢洪道弧門啟閉機油缸開啟和關(guān)閉的液壓系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、布局美觀、性能可靠、能耕低的優(yōu)

60、點，其油缸工況符合用戶提供的原理要求。</p><p>　　本套液壓系統(tǒng)配有壓力控制器(XML)、電接點溫度計(WSSX)、液位控制器(YKJD24)，可對系統(tǒng)壓力、油液溫度及液位高度實現(xiàn)自動控制。在閘門啟閉過程中，閘門開度及行程實行全程控制，通過電器、液壓動作進(jìn)行同步控制，實現(xiàn)自動調(diào)整同步。</p><p>　　3 液壓系統(tǒng)圖的擬定</p><p>　　3.1 液

61、壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定</p><p>　　通過工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　表3.1 主要技術(shù)參數(shù)</p>

62、<p>　　3.2 基本方案的制定</p><p><b>　?。?）制定調(diào)速方案</b></p><p>　　液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。</p><p>　　方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓

63、系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。</p><p>　　速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速。</p><p>　　節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多

64、用于功率不大的場合。</p><p>　　容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)。</p><p>　　容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，

65、但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。</p><p>　　節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。</p><p>　　調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。</p><p>　　節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)

66、構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。</p><p>　　容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。</p><p>　?。?）制定壓力控制方案</p><p>　　液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)

67、壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。</p><p>　　在有些液壓系統(tǒng)中，有時需要流量不大的高壓油，這時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。</p><p>　　在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于

68、主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。</p><p>　?。?）制定順序動作方案</p><p>　　主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。工程機械的操縱機構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。加工機械的各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下

69、行程閥來控制接續(xù)的動作。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。</p><p>　　另外還有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥

70、使壓力油通過，來啟動下一個動作。</p><p>　?。?）選擇液壓動力源</p><p>　　液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。</p>

71、<p>　　為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對長時間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。</p><p>　　油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過

72、濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。本液壓控制系統(tǒng)包含下述功能：①一次、二次安全調(diào)壓保護(hù)，分別滿足啟門和閉門打開液控單向閥的壓力控制要求，并起安全保護(hù)作用。②方向控制，實現(xiàn)啟門和閉門動作，在此功能里設(shè)置了消除換向沖擊的功能，使閘門啟、停平穩(wěn)。③任意位置鎖定，在任何開度均通過裝于油缸上的專用閥組實現(xiàn)安全鎖定，防止任何意外事故對閘門系統(tǒng)產(chǎn)生影響。④雙缸啟、閉門同步功能，通過流量調(diào)速閥分別控制

73、兩只油缸的油量，如果兩側(cè)油缸在運行中產(chǎn)生了偏差，糾編儀將發(fā)出偏差信號，相應(yīng)的電磁鐵得失電，把相對快速的油缸的多余流量放掉一部分，從而控制兩油缸的流量，進(jìn)而消除偏差，此過程全程跟蹤，保證兩只油缸啟、閉門同步，偏差≤20mm。</p><p>　　系統(tǒng)采用流量調(diào)速閥來控制液壓啟閉機兩側(cè)油缸的進(jìn)出流量，實現(xiàn)同步運行和糾偏。同時并聯(lián)手動流量控制閥，便于設(shè)備調(diào)試和檢修時操作油缸和閘門，最大程度地保證了閘門的安全和穩(wěn)定運行。

74、</p><p>　　在本次設(shè)計中，液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)關(guān)鍵元器件均采用國際和國內(nèi)知名先進(jìn)品牌的各類液壓、電氣元件、輔件和技術(shù)。</p><p>　　本次設(shè)計全面滿足要求的各項標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，同時參考國際標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計。</p><p>　　3.3 液壓系統(tǒng)圖的繪制</p><p>　　整機的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液

75、壓源組合而成。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。</p><p>　　為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。</p><p>　　大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主要部件連續(xù)工作。</p>

76、;<p>　　各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。</p><p>　　系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動作表。</p><p>　　本液壓系統(tǒng)原理圖如下：</p><p>

77、　　液壓系統(tǒng)的動力控制：（參見液壓原理圖YYZ-0-101）</p><p>　　本液壓控制系統(tǒng)由兩臺泵組供油，在通常情況下互為備用，同時啟動兩臺油泵可以同時開啟兩條門。</p><p>　　在設(shè)備初次調(diào)試前，請檢查液壓系統(tǒng)的各溢流閥、各安全溢流閥、各減壓閥的調(diào)壓手柄，確定都處于松開狀態(tài)。</p><p>　　確定油箱內(nèi)已加滿液壓油；拆開主油泵泄油膠管，從油泵泄油口

78、加入清潔的液壓油，直至充滿殼體，裝上主油泵泄油膠管；拆下電機的防護(hù)罩，按順時針方向手動盤車20～30圈，排盡油泵吸油區(qū)的空氣，裝上防護(hù)罩；點動主油泵電機，確定電機旋轉(zhuǎn)方向正確。</p><p>　　按原理圖要求連接好缸旁鎖緊塊、工作油缸，啟動任意一臺電機，空載運行5分鐘，確定電機油泵運行正常后，讓電磁鐵YV1得電，調(diào)節(jié)溢流閥（件號11）使壓力表1顯示壓力為1 Mpa后，讓電磁換向閥(件號20.1)電磁鐵YV3得電

79、，調(diào)節(jié)回油背壓溢流閥（件號19），控制壓力表2顯示壓力為0.3Mpa，鎖緊調(diào)節(jié)螺母，然后電磁溢流閥(件號11)和溢流閥(件號21.1)配合調(diào)壓，使溢流閥(件號21.1)工作壓力為7Mpa(壓力表1顯示)；讓電磁鐵YV1、YV2得電、YV3失電，逐級調(diào)電磁溢流閥（件號11）和鎖緊閥塊上安全溢流閥（件號30.1、30.2），使安全溢流閥溢流壓力為19Mpa｛注意調(diào)整左油缸鎖緊塊時必需將右缸壓力油入口的球閥(件號28.1)關(guān)緊，調(diào)整右油缸鎖緊

80、塊時必需將左缸壓力油入口處球閥(件號28.2)關(guān)緊，兩處壓力調(diào)好后打開球閥｝；最后先松開電磁溢流閥(件號11)手柄，讓電磁鐵YV2、YV3失電、YV1得電，逐級調(diào)節(jié)電磁溢流閥(件號11)溢流閥控制壓力為18 Mpa，配合調(diào)節(jié)工作油泵手動變量，使工作泵組輸出壓力和流量合符工況要求的壓力油(系統(tǒng)流量滿足開關(guān)閘速度0.5m/min以上)，鎖緊所有</p><p>　　用同樣的方法啟動2#油泵電機組，調(diào)節(jié)2#油缸閥組壓力

81、控制元件，其調(diào)節(jié)方法與1#油缸組一樣。</p><p>　　用戶可根據(jù)原理圖要求調(diào)節(jié)好每個壓力控制元件的發(fā)信點，當(dāng)所處點壓力降低或升高至壓力控制器的調(diào)定壓力時，壓力控制器會發(fā)出報警信號，實現(xiàn)系統(tǒng)各點壓力控制。缸旁鎖緊閥塊在液壓系統(tǒng)中同時起保壓和安全作用，當(dāng)液控單向閥的控制油被切斷時，閥門可實現(xiàn)任意位置停；當(dāng)有桿腔壓力出現(xiàn)事故壓力時，安全閥便迅速打開溢流，從而保護(hù)整個系統(tǒng)受損。</p><p&g

82、t;　　液壓系統(tǒng)動作說明（參見液壓原理圖YYZ-0-101）</p><p>　　本系統(tǒng)含二組工作油缸，其工作原理一樣，下面以1#油缸組為例作動作說明。</p><p>　　系統(tǒng)壓力流量輸出正常后， 讓電磁換向閥（件號20.1）電磁鐵YV2得電、YV3失電，壓力油經(jīng)過電磁換向閥(件號20.1)，分兩股進(jìn)入二個調(diào)速整流裝置(件號22、23組合)，通過截止閥、鎖緊塊進(jìn)入油缸有桿腔；兩處無桿腔油

83、液經(jīng)截止閥(件號36.1、36.2)后合成一股，通過回油背壓閥19、回油濾油器回油箱，這樣便實現(xiàn)閥門提升動作；讓電磁換向閥電磁鐵YV3得電、YV2失電，壓力油經(jīng)換向閥 (件號20.1)分兩路經(jīng)單向節(jié)流閥(件號27.1)進(jìn)入油缸鎖緊塊成為控制油打開鎖緊塊上液控單向閥(件號31.1、31.2)， 有桿腔油液經(jīng)鎖緊塊、截止閥、調(diào)速整流閥、電磁換向閥、截止閥(件號36.1、36.2)進(jìn)入油缸無桿腔，油缸靠自重下行，如果無桿腔出現(xiàn)負(fù)壓，無桿腔可通

84、過單向閥(件號12.3)從油箱補油，這樣便實現(xiàn)關(guān)門動作。</p><p>　　速度及同步控制（參見原理圖YYZ-0-101）</p><p>　　二組油缸控制方法一樣，下面以1#油缸組為例來說明。</p><p>　　工作油缸動作正常后，在閥門開啟、關(guān)閉過程中，調(diào)節(jié)左、右兩路調(diào)速整流裝置上調(diào)速閥（件號23.1、23.2）可調(diào)節(jié)活塞桿退回、伸出速度（即開關(guān)閥門速度），

85、調(diào)速閥可無級調(diào)節(jié)活塞桿運動速度。所以，通過調(diào)節(jié)調(diào)速閥可達(dá)到兩只油缸基本同步。</p><p>　　在閘門啟閉過程中，同孔閘門兩只油缸要求同步，閘門開度方向不同步誤差不大于10mm。閘門開度及行程控制裝置全程實行自動檢測，當(dāng)左油缸運動速度快于右油缸運動速度，自動糾編儀發(fā)信，電磁換向閥(件號25.1)電磁鐵YV5得電，進(jìn)入左油缸的壓力油會經(jīng)過單向節(jié)流閥（件號26.1）、電磁換向閥（件號25.1）進(jìn)行分流而降低運動速度

86、，調(diào)節(jié)節(jié)流閥（件號26.1）左端可控制分流量大小；當(dāng)右油缸運動速度快于左油缸運動速度，自動糾編儀發(fā)信，電磁鐵YV4得電，進(jìn)入右油缸的壓力油會經(jīng)過單向節(jié)流閥（件號26.1）、電磁換向閥（件號25.1）進(jìn)行分流而降低運動速度，調(diào)節(jié)節(jié)流閥（件號26.1）右端可控制分流量大??；同樣在閥門關(guān)閉過程中，通過電磁換向閥（件號25.1）得失電，可實現(xiàn)工作油缸同步的自動微調(diào)整。</p><p>　　單孔閘門啟、閉操作：本系統(tǒng)具有閘

87、門下滑自動提升功能，由于系統(tǒng)正常的內(nèi)泄漏，閘門長時間保壓會出現(xiàn)閘門自動下滑現(xiàn)象，當(dāng)閘門下滑50mm時，通過電器控制自動啟動系統(tǒng)進(jìn)行補壓，實現(xiàn)提升，閘門提升至原位后發(fā)出報警；如繼續(xù)下滑至100mm，啟動備用電機油泵，將閘門提升運動至原來位置并發(fā)出報警，本系統(tǒng)能實現(xiàn)液壓啟閉的工作油泵與備用泵啟、停及切換控制等功能。 </p><p>　　油箱內(nèi)液體清潔度控制：（參見原理圖YYZ-0-101）</p>&

88、lt;p>　　當(dāng)回油過濾器（序號6）進(jìn)出口壓力差上升到0.35MPa時（顯示過濾器的濾芯已堵塞），濾油器報警裝置觸點閉合并發(fā)訊啟動聲光報警，提醒更換或清洗濾芯。</p><p>　　油箱內(nèi)液位控制：（參見原理圖YYZ-0-101）</p><p>　　按油箱的實際使用情況合理的安裝面板式液位控制器，當(dāng)液位超過上限時，LVS1發(fā)出聲光報警，停止往油箱內(nèi)加液壓油；當(dāng)液位低于下限液面時，L

89、VS2發(fā)出聲光報警，停泵檢查液面下降原因，人工往油箱內(nèi)加油。</p><p>　　油箱內(nèi)油溫控制：（參見原理圖YYZ-0-101）</p><p>　　油箱內(nèi)安裝有兩個電接點溫度計（件號9.1、9.2）共設(shè)有四個發(fā)信點，當(dāng)液溫低于10℃時，TS1發(fā)出低溫報警，不能啟動電機；當(dāng)溫度高于60℃時，TS2發(fā)出高溫報警，延時5秒停泵檢查；當(dāng)油溫低于20℃時，TS3發(fā)信接通電加熱器；當(dāng)油溫達(dá)到40℃

90、時，TS4發(fā)信斷開電加熱器。</p><p>　　表3.2 電磁鐵動作表</p><p>　　4 液壓元件的選擇與專用件設(shè)計</p><p>　　4.1 液壓泵和電機的選擇</p><p>　　油泵最高工作壓力、最大工作流量，電機功率的計算。</p><p>　　4.1.1 油泵工作壓力計算：</p>

91、<p>　　液壓泵的出口壓力必需滿足系統(tǒng)中啟門的最大工作壓力（），并考慮沿程壓力流量損失和油泵的使用工作壽命等因素，選取油泵出口壓力，根據(jù)招標(biāo)文件要求，液壓系統(tǒng)油泵最高工作壓力應(yīng)滿足：</p><p>　　其中：（油缸啟動額定工作壓力）</p><p><b>　?。ò踩禂?shù)）</b></p><p>　　（系統(tǒng)中沿程壓力損失）&l

92、t;/p><p><b>　　故：</b></p><p>　　4.1.2 油泵最大工作流量計算：</p><p><b>　　油泵最大工作流量：</b></p><p>　　其中：為系統(tǒng)的泄漏系數(shù)：由于系統(tǒng)不允許有外漏，內(nèi)漏不能過大，所以取1.2。</p><p>　　為：同時

93、動作的液壓缸最大總工作流量，故：</p><p>　　4.1.3 油泵排量計算</p><p>　　其中：為油泵最大工作流量。</p><p>　　為電機工作轉(zhuǎn)速，選用三相異步電機，4級轉(zhuǎn)速故額定轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　那么：</b></p><p>　　因此：油泵選用邵液公司提供的3

94、2SCY14-1B柱塞泵，排量，在轉(zhuǎn)速情況下，流量為，額定工作壓力為,排量可調(diào)。</p><p>　　4.1.4 電機功率計算：</p><p>　　其中： 為電機效率取0.9</p><p>　　為液壓系統(tǒng)油泵出口壓力</p><p><b>　　那么:</b></p><p>　　選用： 電機

95、，型號為Y180L-4-B35，轉(zhuǎn)速,電機功率為。</p><p>　　4.2 油箱容積的計算</p><p>　　一控二油箱體積的選取</p><p>　　油箱容積應(yīng)滿足檢修時使油缸無桿腔的油流回油箱，故油箱的容積計算如下：</p><p><b>　　油箱容積。即：</b></p><p>&

96、lt;b>　　選取油箱容積為：。</b></p><p>　　4.3 液壓啟閉機用油量的計算</p><p>　　液壓系統(tǒng)工作用油量=（油箱容積+油缸桿腔容積+管路容積）×1.2，即：</p><p>　　液壓系統(tǒng)推薦采用46#抗磨液壓油(L-HM46)</p><p>　　4.4 油管管徑的計算</p>

97、;<p>　　按設(shè)計要求，油管內(nèi)允許流速為：</p><p><b>　　壓力油：</b></p><p><b>　　吸油管：</b></p><p><b>　　回油管：</b></p><p>　　啟閉閘門過程中，壓力油管最大流量為有桿腔啟門進(jìn)油量（、）回油

98、管最大流量即為四只油缸無桿腔啟門回流量根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，系統(tǒng)為差動閉門，油缸下腔油液流回油缸上腔。閘門關(guān)閉時，泵源提供壓力油打開液控單向閥，其余油通過溢流閥直接補入上腔。</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b><

99、;/p><p><b>　　其它液壓元件的選擇</b></p><p>　　表4.1 液壓元件</p><p>　　表4.2易損件匯總表</p><p>　　5 液壓系統(tǒng)的性能驗算</p><p>　　5.1 管路系統(tǒng)壓力損失的驗算</p><p>　　根據(jù)計算慢下時管內(nèi)的油

100、液流動速度:</p><p>　　通過的流量為1.5L/min，數(shù)值較小，主要考慮的壓力損失為快進(jìn)時的壓力損失。由于供油流量的變化，其快上時液壓缸的速度為:</p><p><b>　　=150mm/s</b></p><p>　　此時，油液在進(jìn)油管中的流速為:</p><p>　　壓力損失主要包括管路的沿程損失△p1，

101、管路的局部損失△p2和閥類元件的局部損失△p3，總的壓力損失為:</p><p>　　△p=△p1+△p2+△p3</p><p>　　5.1.1 沿程壓力損失</p><p>　　首先，要判別管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用46號抗磨液壓油，其工作環(huán)境溫度為20-50℃時，運動粘度=60，</p><p><b>　　所以有:</b&

102、gt;</p><p><b>　　=1373</b></p><p>　　因為系統(tǒng)中采用紫銅管，是光滑的金屬圓管，其臨界雷諾數(shù)為2000-3000，而實際流動時的雷諾數(shù)為1373，小于2000-3000，則管中應(yīng)為層流，則阻力系數(shù):</p><p><b>　　λ=75/Re</b></p><p&g

103、t;<b>　　=75/1373</b></p><p><b>　　=0.0546</b></p><p>　　若取油管長度均為3m，油液的密度為ρ=890kg/m，則進(jìn)油路上的沿程壓力損失為:</p><p>　　=0.464433105Pa</p><p>　　=0.046MPa。</p

104、><p>　　5.1.2 局部損失</p><p>　　液體流經(jīng)如閥口、彎管、通流截面變化等局部阻力處所引起的壓力損失。液流經(jīng)過這些局部阻力處時，由于液流方向和流速均發(fā)生變化，在這里形成了旋渦，使液體的指點之間互相撞擊，從而產(chǎn)生能量的損耗。</p><p>　　局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，前者視管道的具體結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力

105、損失的10%，而后者與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為qn和，則當(dāng)通過閥的流量為q時的閥的壓力損失為為</p><p>　　在該系統(tǒng)中主要有手動換向閥、液控單向閥和液壓缸，根據(jù)各個產(chǎn)品的參數(shù)（如前表），可知，各個閥的壓力損失如下：</p><p>　　液壓缸快下時回油路上的流量為:</p><p>　　則回油路管中的流速為:</p>

106、<p><b>　　可算出:</b></p><p>　　=0.352210-3/6010-6</p><p><b>　　=128.3</b></p><p><b>　　λ=75/Re</b></p><p><b>　　=75/128.3</b

107、></p><p><b>　　=0.542</b></p><p>　　所以回油了路上的沿程壓力損失為:</p><p>　　5.1.3 總的壓力損失</p><p>　　由上面的計算所得可求出：</p><p>　　原設(shè)，這與計算結(jié)果略有差異，且大于計算結(jié)果，不必更改。</p>

108、;<p>　　5.2 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升</p><p>　　系統(tǒng)在工作時，有壓力損失、容積損失和機械損失，這些損失所消耗的能量多數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能。特別是液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)發(fā)熱使油溫升高，導(dǎo)致油的粘度下降、油液變質(zhì)，影響正常的工作。為此，必須控制溫升在許可的范圍內(nèi)，如工程機械和機車車輛應(yīng)控制在△T=35-40℃。</p><p>　　該系統(tǒng)中產(chǎn)生熱量的元件主要有液壓缸、液壓泵、溢流閥和

109、單向閥，散熱的元件主要有油箱，系統(tǒng)經(jīng)一段時間后，發(fā)熱與散熱會相等，即達(dá)到熱平衡。</p><p>　　5.2.1 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算</p><p>　　根據(jù)以上的計算可知：</p><p>　　在快下時電動機的輸入功率為: </p><p>　　=4.1110625.6810-3/600.85w</p><p><

110、;b>　　=2069.5w</b></p><p>　　在慢下時電動機的輸入功率為</p><p>　　=4.111064.5610-3/600.85w</p><p><b>　　=367.5w</b></p><p>　　而快下時的有用功率為</p><p>　　=4.111

111、0625.6810-3/60w</p><p><b>　　=1544.83w</b></p><p><b>　　慢下時的有用功率為</b></p><p>　　=4.111064.5610-3/60w</p><p><b>　　=274.36w</b></p>

112、<p>　　所以，快下的功率損失為524.7w大于慢下的功率損失92.9w，應(yīng)以較大值來校核其熱平衡。</p><p>　　5.2.2 系統(tǒng)的散熱計算</p><p>　　液壓系統(tǒng)的散熱途徑有油箱表面和油管表面，在本系統(tǒng)中只考慮油箱表面的散熱。</p><p>　　在單位時間內(nèi)，油箱的散熱量為，設(shè)油箱的三個邊的比例為a：b：h=1：1.5：2.5，&l

113、t;/p><p><b>　　則散熱面積為:</b></p><p>　　式中是散熱系數(shù)，取。</p><p>　　為系統(tǒng)的溫升，等于系統(tǒng)熱平衡事的溫度和環(huán)境溫度之差，取油液的最高工作溫度為60℃，工作的環(huán)境溫度為40℃，則</p><p><b>　　可求出:</b></p><p

114、>　　5.2.3 系統(tǒng)熱平衡溫度的驗算</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的時候有：，即</p><p>　　環(huán)境溫度為40℃，熱平衡溫度為57.6℃<60℃，沒有超出允許范圍。</p><p>　　5.3 油箱的尺寸設(shè)計</p><p>　　根據(jù)上面計算結(jié)果對散熱面積的要求，對油箱的尺寸進(jìn)行計算。</p><

115、;p>　　假設(shè)油箱的長、寬、高分別為，、。一般情況下，油為的高度為箱高的0.8倍，即，與油直接接觸的表面算全散熱，與油不直接接觸的算半散熱，其外形如下圖：</p><p>　　根據(jù)上面確定的油箱的容積和散熱面積，可查機械設(shè)計手冊，公式：</p><p>　　V=0.8abh mm3</p><p>　　和長、寬、高的比例：：=1：2.5：1.5，聯(lián)立解方程，可

116、求得</p><p>　　油箱裝配圖及零件圖附圖。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過近兩個月的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計方法和步驟，不僅是對所學(xué)知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計的整個過程。</p>&

117、lt;p>　　在整個設(shè)計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計，也是最難的一次。在設(shè)計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有戴正強老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計。</p>&l

118、t;p>　　本次設(shè)計課題是水利水電工程中應(yīng)用的液壓系統(tǒng)，這對于涉世未深的我來說也存在一定的難度，因此在設(shè)計的過程中，有些實際問題也未能完全考慮到，也存在一定的失誤。</p><p>　　在這個設(shè)計中，主要運用到的知識有液壓、機械原理、熱處理、公差、機械制圖、CAD繪圖、金屬工藝學(xué)等方面，這也比較系統(tǒng)的運用了所學(xué)的知識，但在這個飛速發(fā)展的信息網(wǎng)絡(luò)時代，這是微不足道的，這更需要在以后的實際工作中繼續(xù)學(xué)習(xí)和應(yīng)用，

119、努力加強設(shè)計的能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 左健民主編.液壓與氣壓傳動（2版）.北京：機械工業(yè)出版社，1999.5</p><p>　　[2] 王三民，諸文俊主編.機械原理與設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,2000.12</p><p>　　[3] 徐灝主編.機械設(shè)計

120、手冊(第5卷).北京:機械工業(yè)出版社,1992.1</p><p>　　[4] 丁德全主編.金屬工藝學(xué).北京:機械工業(yè)出版社,2000.5</p><p>　　[5] 雷天覺主編.新編液壓工程手冊.北京:理工大學(xué)出版社,1998</p><p>　　[6] 姜繼海,宋錦春,高常識主編.液壓與氣壓傳動.北京:高等教育出版社,2002.1</p>&

121、lt;p>　　[7] 溫松明主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).長沙:湖南大學(xué)出版社,2003.6</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　大學(xué)四年的美好生活就要圓滿結(jié)束了。過去剛進(jìn)大學(xué)的時那個一臉茫然，對自己將來的路沒有一個周全的計劃的年輕人，現(xiàn)在卻馬上就要昂首挺胸地進(jìn)入社會了。是誰讓我有了這么大的進(jìn)步呢？是我親愛的母校，敬愛的老師和親愛的同學(xué)