畢業(yè)設(shè)計(jì)----小型鋼坯步進(jìn)式加熱爐液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書</p><p>　　題 目： 小型鋼坯步進(jìn)式加熱爐液壓傳動系統(tǒng) </p><p>　　作 者： 學(xué) 號： </p><p>　　系 (院)：

2、 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　指導(dǎo)者： </p><p>　　評閱者： </p><p><

3、b>　　年 月 </b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目：小型鋼坯步進(jìn)式加熱爐液壓傳動系統(tǒng)</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號

4、： </p><p>　　系（院）： </p><p><b>　　專 業(yè)： </b></p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　開題報(bào)告

5、填寫要求</b></p><p>　　1．開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及教研室審查后生效；</p><p>　　2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)址上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及

6、時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；</p><p>　　3．學(xué)生查閱資料的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于3篇（不包括辭典、手冊）；</p><p>　　4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論

7、文）開 題 報(bào) 告</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開 題 報(bào) 告</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開 題 報(bào) 告</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 引言 …………………………………………………………………………………1</p><p>　　2

8、 設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù) ………………………………………………………………2</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)要求 …………………………………………………………………………2</p><p>　　2.2 工藝參數(shù) ………………………………………………………………………3</p><p>　　3 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 ……………………………………………………………

9、………3</p><p>　　3.1 負(fù)載分析及負(fù)載循環(huán)圖 …………………………………………………………3</p><p>　　4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 ………………………………………………………………7</p><p>　　4.1 液壓回路的的選擇 ……………………………………………………………7</p><p>　　4.2 綜合考

10、慮其他問題………………………………………………………………10</p><p>　　5 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) …………………………………………………………12</p><p>　　5.1 液壓零件的選擇 ………………………………………………………………12</p><p>　　5.2 液壓油的選擇 …………………………………………………………………16&

11、lt;/p><p>　　5.3 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 ……………………………………………………………18</p><p>　　結(jié)論 …………………………………………………………………………………………24致謝 …………………………………………………………………………………………25</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………

12、………………26</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　液壓傳動是利用液體靜止能來傳遞動力的液體傳動,它是以液體為工作體質(zhì),進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動方式。</p><p>　　本世紀(jì)50年代,液壓技術(shù)迅速由軍事工業(yè)轉(zhuǎn)向民用工業(yè),在機(jī)床、工程機(jī)械、壓力機(jī)械、船泊機(jī)械、冶金機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械及汽車等行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展

13、。60年代以后,隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的迅速發(fā)展,使其應(yīng)用更為廣泛。液壓傳動及其控制在某些領(lǐng)域內(nèi)已占有壓倒性的優(yōu)勢。其特點(diǎn)如下:</p><p>　　(Ⅰ) 借助油管的連接可以方便,靈活地布置傳動機(jī)構(gòu),這是比較機(jī)械傳動而言其優(yōu)越的地方。執(zhí)行元件可以布置地離原動機(jī)較遠(yuǎn)的地方,方位也不受限制,由于液壓缸推力很大,又加之極易布置,在工程機(jī)械中已得到廣泛的應(yīng)用,不僅操縱方便,而且外觀美觀大方。</p&

14、gt;<p>　　(Ⅱ)液壓傳動與電力傳動和氣壓傳動相比,有重量輕,體積小的突出特點(diǎn)。如液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的重量指標(biāo)可達(dá)到目前發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的十分之一,液壓類可達(dá)到0.025N/W,發(fā)電機(jī)和電動機(jī)約為0.03N/W,而用于直線往復(fù)運(yùn)動的電動加力缸,單位功率的重量比是液壓缸的八十七倍,電動受到磁飽和的限制,單位面積上的切向力不到10bar,而液壓力可達(dá)到350bar,所以,液壓泵和液壓馬達(dá)能容大。</p>

15、<p>　　(Ⅲ)可方便的無級調(diào)速,調(diào)速范圍大。傳動中借助閥和變量泵,變量馬達(dá),可以實(shí)現(xiàn)大的無級調(diào)速,這是一般機(jī)械傳動無法實(shí)現(xiàn)的,而液壓傳動的調(diào)速范圍比可達(dá)到100:1,柱塞式液壓馬達(dá)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為1r/min,這也是電力傳動很難達(dá)到的。</p><p>　　(Ⅳ)液壓傳動與電力傳動相比有慢性小,響應(yīng)速度高的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　(Ⅴ)液壓系統(tǒng)可借助安全閥實(shí)現(xiàn)過載保護(hù),同

16、時(shí)以油為工作介質(zhì)時(shí),相對運(yùn)動表面可自動潤滑,幫使用壽命長。</p><p>　　(Ⅵ)液壓傳動可借助各種控制閥,可實(shí)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行的自動化,特別是采用電液聯(lián)合控制后,不但可實(shí)現(xiàn)玩高程度的控制過程,而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。</p><p>　　盡管液壓傳動系統(tǒng)具有如此獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),但任何事物都不是盡善盡美的,同樣,它也是具有一些缺點(diǎn):</p><p>　　(1)由于液體流動的阻力

17、損失和泄漏較大,因此液壓傳動的效率較低,一般為75%～80%左右,如果處理不當(dāng),泄漏不但污染場地,而且當(dāng)附近有火種存在,可引起火災(zāi)或爆炸事故,所以經(jīng)常受用而溫高壓油。</p><p>　　(2)工作時(shí)受溫度變化影響大,溫度變化會引起液體粘度發(fā)生變化,隨之泄漏也變化。</p><p>　　(3)噪聲較大,近年來正在研究克服,某些泵的噪聲值已下降到70分貝。</p><p&

18、gt;　　(4)液壓元件制造精度要求高,而且價(jià)格較貴,使用和維修要求有較高的技術(shù)水平,和一定的專業(yè)知識。</p><p>　　(5)對污染敏感,污染的液壓油會使液壓元件磨損和堵塞,性能變壞,甚至破壞。</p><p>　　(6)液壓系統(tǒng)故障分析及排除困難,系統(tǒng)安裝,使用維護(hù)的技術(shù)水平要求高。</p><p>　　人們?nèi)￠L補(bǔ)短,發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),改善預(yù)防其缺點(diǎn),在各行各業(yè)中

19、發(fā)揮了是日益重要的作用。</p><p>　　液壓傳動系統(tǒng),除以油液為傳動介質(zhì)外,通常由以下幾個(gè)部分組成:</p><p>　　(1) 動力源部分—液壓泵及原動機(jī)。它將原動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能。</p><p>　　(2) 執(zhí)行部分—它包括液壓缸和液壓馬達(dá),其作用是把工作液體的壓力能量重新轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,推動負(fù)載運(yùn)動。</p><p&g

20、t;　　(3) 控制部分—包括壓力,流量,方向控制閥等。通過它們控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的壓力,流量和流向,以保證執(zhí)行部件所要求的輸出力,速度和方向。</p><p>　　(4) 輔助部分—它包括油箱、管道、濾油器、蓄能器以及指示儀表等,以保證系統(tǒng)的正常工作。</p><p>　　隨著工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,機(jī)械化、自動化程度日益提高,對液壓元件及液壓裝置的標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、微型化提出了更高的要求。于

21、是,出現(xiàn)了由液壓系統(tǒng)組成的液壓站。液壓站不僅滿足日益發(fā)展的數(shù)控機(jī)床,組合機(jī)床自動線及一般專用組合床對液壓系統(tǒng)的要求,而且用于小批非單件生產(chǎn)的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。</p><p>　　目前,液壓技術(shù)為我國社會主義現(xiàn)代化事業(yè)的需要和發(fā)展作出了很大的貢獻(xiàn)。液壓技術(shù)特別是液壓集成塊技術(shù)在我國很多工業(yè)部門被廣泛采用。液壓技術(shù)正向著高壓化、高速化、大流量、大功率、高效率、低噪聲方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)已有廣泛應(yīng)用,它將推動液

22、壓技術(shù)更進(jìn)一步的發(fā)展。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù)</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)要求:</p><p>　　步進(jìn)式加熱爐用于加熱小型初鋼坯。加熱爐爐床由固定梁和步進(jìn)梁兩部分組成,步進(jìn)梁由又重輪對的多軸框架支承,其外側(cè)走輪由液壓缸驅(qū)動,可在傾斜軌道上滾動,使步進(jìn)梁作上升或下降運(yùn)動,其內(nèi)側(cè)托輪直接托住步進(jìn)梁,而步進(jìn)梁則由另一液壓缸驅(qū)動各段運(yùn)動的行

23、程都可以調(diào)節(jié),操縱方式可以連續(xù)或手動操縱。同一液壓油源供雙排爐床的步進(jìn)梁傳動,可以同時(shí)或交替動作;并可逆向運(yùn)動,作為倒空爐內(nèi)鋼坯之用。</p><p>　　2.2 工藝參數(shù):</p><p>　　爐長：19000mm； 爐內(nèi)寬5400mm；鋼坯斷面：110*110，130*130mm2</p><p>　　鋼坯長度：2200~4400mm；步進(jìn)梁行程：50~300

24、mm；</p><p>　　步進(jìn)梁動作最大周期：18s（其中上升或下降5.5s；前進(jìn)或后退3.5s）</p><p>　　3 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明</p><p>　　3.1 負(fù)載分析及負(fù)載循環(huán)圖</p><p>　　負(fù)載分析就是研究一部機(jī)器在工作中它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況.對本系統(tǒng)來說,也就是液壓缸的負(fù)載隨時(shí)間的變化過程.</p>

25、<p>　　工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動時(shí),液壓自由式必須克服的外負(fù)載為:</p><p>　　F = Fe + Ff + Fi</p><p>　　式中: Fe—工作負(fù)載</p><p><b>　　Ff—摩擦負(fù)載</b></p><p><b>　　Fi—慣性負(fù)載</b></p&

26、gt;<p>　　本次設(shè)計(jì)任務(wù)書給的工作循環(huán)為:步進(jìn)梁依次上升、水平前進(jìn)、下降、水平后退運(yùn)動.</p><p><b>　　又由所給參數(shù)得:</b></p><p>　　上升時(shí),工作負(fù)載為22.05噸,速度為9㎜/s;</p><p>　　水平前進(jìn)時(shí)、工作負(fù)載為11.5噸、速度為23㎜/s;</p><p>

27、;　　下降時(shí),工作負(fù)載為16.05噸,速度為9mm/s;</p><p>　　水平后退時(shí),工作負(fù)載為8.38噸,速度為23㎜/s;</p><p>　　給定液壓缸的直徑:升降缸22.5㎜,行走缸125㎜;</p><p>　　取液壓缸的機(jī)械效率為ηcm = 0.94,液壓缸的驅(qū)動力為Fo = F/ηcm</p><p>　　式中: F為工作

28、負(fù)載 </p><p>　　那么液壓缸各階段的驅(qū)動力分別為:</p><p>　　上升時(shí) Fo = F/ηcm = 22.05 / 0.94 = 23.46 噸</p><p>　　水平前進(jìn)時(shí) Fo = F/ηcm = 122.3 / 0.94 = 12.23 噸</p><p>　　下降時(shí) Fo = F/ηcm = 160.5 /

29、0.94 = 17.07 噸</p><p>　　水平后退時(shí) Fo = F/ηcm = 83.8 / 0.94 = 8.91 噸</p><p>　　又根據(jù)公式 Fo = (3.14/4) × D × D ×ηcm × p </p><p>　　式中: P 為工作壓力 ; </p><p>&l

30、t;b>　　D為液壓缸直徑 ;</b></p><p>　　根據(jù)上面求出的Fo 和已知的D,可以求出工作壓力P,所以:</p><p>　　可得到: 上升時(shí) P = 5.9 MPa</p><p>　　水平前進(jìn)時(shí) p = 6.1 MPa</p><p>　　下降時(shí) P = 4.3 MPa</p><p&

31、gt;　　后退時(shí) p = 7.3 MPa</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第三版(化學(xué)工業(yè)出版社)表19-6-20,并根據(jù)液壓缸的壓力和拉力確定:</p><p>　　d = (1/3 ～ 1/5)D 公式,附表 2-4,2-5</p><p><b>　　經(jīng)圓整取,得到:</b></p><p>　　升降缸活塞

32、桿直徑 d = 45㎜ , 行走缸直徑 d = 25㎜</p><p>　　所以根據(jù)流量量計(jì)算公式,Q = V·A,得到:</p><p>　　上升時(shí) Q=（/4）×（225-45）×9 =20.6 L/min</p><p>　　水平前進(jìn)時(shí) Q=（/4）×（125-25）×23 =16.2 L/min</p&

33、gt;<p>　　下降時(shí) Q=（/4）×225×9 =21.5 L/min </p><p>　　后退時(shí) Q=（/4）×125×23 =16.9 L/min </p><p>　　根據(jù)功率P = p·Q得:</p><p>　　上升時(shí) P = 5.9×20.6÷60 =2.02 kw

34、</p><p>　　水平前進(jìn)時(shí) P = 6.1×16.2÷60 =1.65 kw</p><p>　　下降時(shí) P = 4.3×21.5÷60 =1.54 kw</p><p>　　后退時(shí) P = 7.3×16.9÷60 =2.06 kw</p><p>　　按照給定的條件畫出負(fù)載循

35、環(huán)圖,運(yùn)動分析及運(yùn)動循環(huán)圖和液壓缸的F-t圖,v-t圖和P-t圖,Q-t圖和P-t圖,分別為:</p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)F—t圖</p><p><b>　　液壓傳動系統(tǒng)v-t</b></p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)P—t圖</p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)Q—t圖</p><p>　　

36、液壓傳動系統(tǒng)P—t圖</p><p>　　4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　液壓系統(tǒng)圖是表示液壓系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣。</p><p>　　4.1 液壓回路的選擇</p><p>　　首先應(yīng)該確定基本回路,它是決定主機(jī)動作和性能的基礎(chǔ),是組成系統(tǒng)的骨架。然后在基本回路的基礎(chǔ)上再增設(shè)其他輔助回路,便可組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。

37、</p><p>　　選擇回路時(shí),首先要抓住各類機(jī)器液壓系統(tǒng)的主要矛盾。如對變速,穩(wěn)速要求嚴(yán)格的機(jī)器(如機(jī)床液壓系統(tǒng))速度的調(diào)節(jié),換接和穩(wěn)定是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心,常常是調(diào)速方式確定后,系統(tǒng)的其他方面也就相應(yīng)地解決了,即調(diào)速回路和速度變換回路是此種系統(tǒng)的主要回路。而對速度無嚴(yán)格要求的但對輸出力,力矩或功率調(diào)節(jié)有主要要求的機(jī)器(如大型挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)),功率的調(diào)節(jié)和分配是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心,其系統(tǒng)特點(diǎn)是采用復(fù)合油路。</

38、p><p>　　選擇基本回路的主要依據(jù)是主液壓缸(或液壓馬達(dá))工況圖所提出的主要要求。通過工況圖的分析,可以確定液壓系統(tǒng)的主要回路。</p><p>　　4.1.1 調(diào)速回路</p><p>　　液壓調(diào)速又分為節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速兩大類。究竟采用哪種液壓調(diào)速方式,主要根據(jù)功率,調(diào)速范圍的大小,對系統(tǒng)溫升,工作平穩(wěn)性的要求來選擇。</p><p>

39、;　　(一)節(jié)流調(diào)速回路根據(jù)流量控制閥在回路中安放位置的不同分為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速、旁油節(jié)流閥調(diào)速三種基本形式。</p><p>　　1.進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路。</p><p>　　將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和液壓缸之間,用它來控制進(jìn)入液壓缸的流量達(dá)到調(diào)速的目的,為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路;將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上,借助節(jié)流閥控制液壓缸的排油流量來實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié),為回油節(jié)流調(diào)速回路。定量泵

40、多余的油液通過溢流閥流回油箱,這是進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路能夠正常工作的必要條件。</p><p>　　進(jìn)油調(diào)速回路與回油節(jié)流調(diào)速回路在以下幾個(gè)方面的性能有明顯的差別,在選用時(shí)應(yīng)予以注意。</p><p>　　⑴承受負(fù)值負(fù)載的能力 所謂負(fù)值負(fù)載就是作用力的方向和執(zhí)行元件運(yùn)動方向相同的負(fù)載。回油節(jié)流調(diào)速回路的節(jié)流閥在液壓缸的回油腔形成一定背壓,在負(fù)值負(fù)載作用下能阻止工作部件前沖。如果要使進(jìn)油節(jié)

41、流調(diào)速回路承受負(fù)值負(fù)載,就得在回油路上加背壓閥。但這樣做要提高泵的供油壓力,增加功率消耗。</p><p>　?、七\(yùn)動平穩(wěn)性 回油節(jié)流調(diào)速回路同于回油路上始終存在背壓,可有效地防止空氣從回油路吸入,因而低速運(yùn)動時(shí)不易爬行,高速運(yùn)動時(shí)不易顫振,即運(yùn)動平穩(wěn)性好。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路在不加背壓閥時(shí)不具備這種長處。</p><p>　　⑶油液發(fā)熱時(shí)對泄漏的影響 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中通過節(jié)流閥發(fā)熱了的

42、油液直接進(jìn)入液壓缸,會使缸的泄漏增加,而回油節(jié)流調(diào)速回路油液經(jīng)節(jié)流閥溫升后直接回油箱,經(jīng)冷卻后再進(jìn)入系統(tǒng),對系統(tǒng)泄漏影響較小。</p><p>　?、热毫π盘枌?shí)現(xiàn)程序控制的方法 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油腔壓力隨負(fù)載而變化,當(dāng)工作部件碰到死擋鐵停止運(yùn)動后,其壓力將升至溢流閥調(diào)定壓力,取此壓力作控制順序動作的指令信號。而在回油節(jié)流調(diào)速回路中是回油腔壓力隨負(fù)載而變化,工作部件碰上死擋鐵后壓力將下降至零,故取此零壓發(fā)訊

43、。因此在死擋鐵定位的節(jié)流調(diào)速回路中,壓力繼電器的安裝位置應(yīng)與流量控制閥同側(cè),且緊靠液壓缸。</p><p>　?、蓡有阅?回油節(jié)流調(diào)速回路中若停車時(shí)間較長,液壓缸回油腔的油液會泄漏回油箱,重新啟動時(shí)背壓不能立即建立,會引起瞬間工作機(jī)構(gòu)的前沖現(xiàn)象。對于進(jìn)油節(jié)流調(diào)速,只要在開車時(shí)關(guān)小節(jié)流閥即可避免啟動沖擊。</p><p>　　2.旁油節(jié)流調(diào)速回路 </p><p&g

44、t;　　這種節(jié)流調(diào)速回路是裝在液壓缸并聯(lián)的支路上。定量泵輸出的流量一部分通過節(jié)流閥溢回油箱,一部分進(jìn)入液壓缸,使活塞獲得一定運(yùn)動速度。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積,即可進(jìn)入液壓缸的流量,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。由于溢流功能由節(jié)流閥來完成,故正常工作時(shí)溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài),溢流閥作安全閥用,其調(diào)定壓力為最大負(fù)載壓力的1.1～1.2倍。液壓泵的供油壓力取決于負(fù)載。</p><p>　　旁油節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失,而無溢流損失,因而功率

45、損失比前兩種調(diào)速回路小,效率高。這種調(diào)速回路一般用于功率較大且對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。</p><p>　　節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)簡單,價(jià)格低廉,使用維修方便,能在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速,在功率不大的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣范。</p><p>　　(二)變量泵容積調(diào)速回路</p><p>　　變量泵容積調(diào)速回路是指通過改變液壓泵(馬達(dá))的流量(排量)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動速度或轉(zhuǎn)速

46、的回路。按改變泵排量的方法不同又分為手動調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路和自動調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路。后者由壓力補(bǔ)償變量泵與節(jié)流元件組合而成,節(jié)流元件在回路中既為控制元件,又為檢測元件。它將檢測的流量信號轉(zhuǎn)換為壓力信號,反饋?zhàn)饔酶淖儽玫呐帕?使液壓泵輸出的流量適應(yīng)系統(tǒng)的需要,這種回路通常稱為容積節(jié)流調(diào)速回路。</p><p>　　容積調(diào)速多為變量泵或變量馬達(dá)的調(diào)速,既無流量損失也無壓力損失(無節(jié)流閥),發(fā)熱小,因而油液溫度升得不會太高

47、,效率較低,且在大功率的液壓系統(tǒng)中使用較高。</p><p>　　綜上所述,因?yàn)樵撓到y(tǒng)功率小, 回路調(diào)速范圍大, 溫升較大,低速穩(wěn)定性好,故升降缸動作采用回油節(jié)流調(diào)速回路,水平缸動作采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。</p><p>　　4.1.2 調(diào)壓回路</p><p>　　系統(tǒng)的壓力控制有恒壓和限壓兩種方式.在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中常用溢流閥組成恒壓控制回路;容積調(diào)速和容積節(jié)流

48、調(diào)速系統(tǒng)常用壓力閥作安全閥以組成限壓控制回路.節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中,若要求低壓卸載時(shí),需設(shè)置卸荷回路。</p><p>　　4.1.3 油路的循環(huán)形式</p><p>　　系統(tǒng)的油路循環(huán)形式有開式和閉式兩種:</p><p>　　1.開式循環(huán)的特點(diǎn):</p><p>　　①一般工況均能適應(yīng),液壓泵可向多支路供油;</p><p

49、>　　②結(jié)構(gòu)簡單;散熱方便,但油箱較大;</p><p>　?、劭刮廴灸芰^差,可采用壓力油箱來改善;</p><p>　　④管路損失大,用節(jié)流調(diào)速時(shí),效率低。</p><p>　　2.閉式循環(huán)的特點(diǎn):</p><p>　?、傧抻谝髶Q向平穩(wěn),換向速度高的一部分容積調(diào)速系統(tǒng)。一般一個(gè)液壓泵不能向多支路供油;</p><

50、;p>　?、诮Y(jié)構(gòu)較復(fù)雜,散熱也較復(fù)雜,須用輔助液壓泵換油冷卻;</p><p>　?、劭刮廴灸芰^好,但油路過濾要求較高;</p><p>　?、芄苈窊p失較小,用容積調(diào)速時(shí),效率較高。</p><p>　　由于是節(jié)流調(diào)速回路,該系統(tǒng)采用開式循環(huán),這時(shí),系統(tǒng)回油直接至油箱,油箱大,冷卻條件好。</p><p>　　4.2 綜合考慮其他問

51、題</p><p>　　根據(jù)前面選定的液壓回路,再綜合考慮以下問題,即可組成完整的液壓系統(tǒng)。</p><p>　　1.組合基本回路時(shí),要特別注意防止回路間可能存在的相互干擾;</p><p>　　2.提高系統(tǒng)效率,防止系統(tǒng)過熱:</p><p>　　提高液壓系統(tǒng)效率防止其過熱的方法,通常有如下幾個(gè)方面:</p><p>

52、;　　(1)在液壓元件、輔件,油液的參數(shù)選擇方面;</p><p>　　①選擇高效率的液壓元件、輔件;</p><p>　?、谡_選用油液及其粘度范圍;</p><p>　?、蹨p少液壓元件或回路中的壓力損失,如合理選擇油管內(nèi)徑,避免油液流速過高;合理配置油管,減少油管長度和寬度等。</p><p>　　(2)在選擇基本回路方面</p&g

53、t;<p>　?、僖话阏f來、液壓油經(jīng)過溢流閥回油箱產(chǎn)生的熱量最大,為此,系統(tǒng)應(yīng)有卸荷回路。</p><p>　?、跍p壓閥、節(jié)流閥都是產(chǎn)生熱量的根源,除非十分必要,應(yīng)盡量不采用。</p><p>　?、鄄捎眯瘦^高的液壓回路,這是最根本的方法。</p><p>　　3.避免系統(tǒng)中存在多余回路</p><p>　　完成機(jī)器的動作的回

54、路應(yīng)力求簡便、可靠。回路愈復(fù)雜,產(chǎn)生事故的機(jī)會愈多,功率損失愈大。</p><p><b>　　4.防止液壓沖擊</b></p><p>　　在液壓系統(tǒng)中,由于工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度的變換(起動、變速、制動),工作負(fù)載突然消失以及沖擊性負(fù)載等原因,往往會發(fā)生沖擊現(xiàn)象,影響系統(tǒng)的正常工作,需采取措施防止。</p><p>　　(1)對于由于工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動

55、速度的變換而引起的液壓沖擊,其防止措施有:</p><p>　　1)在保證換向精度和生產(chǎn)效率的前提下,盡量減慢換向,換接速度,有的可用電液換向閥或帶行程閥的液控?fù)Q向閥;</p><p>　　2)為了減慢滑閥開啟及關(guān)閉時(shí)速度的急劇變化,可以在滑閥控制邊上開槽或作成半錐角為2°～ 3°的節(jié)流錐面。</p><p>　　(2)對于負(fù)載情況發(fā)生突變時(shí),如

56、工作負(fù)載突然消失,在回油路上可加背壓閥;若是沖擊性負(fù)載,可在液壓缸或液壓馬達(dá)入口處高超載安全閥,組成緩沖回路。</p><p>　　(3)適當(dāng)加大管徑,縮短管道長度,盡量避免不必要的彎曲回路,以改善系統(tǒng)管路中的液壓沖擊。</p><p>　　5.確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠</p><p>　　液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的不安全因素是不規(guī)則的。例如異常的負(fù)載,停電,外部條件的急劇變化,操作

57、人員的誤動作等,都必須有相應(yīng)的安全回路或措施,確保人身和設(shè)備安全。比如,為了防止工作部件的漂移,下滑,超速等,應(yīng)有鎖緊,平衡,限速等回路;為了防止同于操作者的誤動作,或由于液壓元件失靈而產(chǎn)生的誤動作時(shí),應(yīng)有誤動作防止回路等。</p><p>　　6.從系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期考慮系統(tǒng)組成要簡單,無輔助件盡量要少;還應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件,減少自行設(shè)計(jì)的專用元件。</p><p>　　7.為了高

58、速和維修上的方便,在擬定液壓系統(tǒng)時(shí),就應(yīng)在需要檢測系統(tǒng)參數(shù)的地方,設(shè)置工藝接頭以便于安裝檢測儀表。因?yàn)闄z測液壓系統(tǒng)有關(guān)部位處的參數(shù),是調(diào)整和尋找系統(tǒng)故障的重要依據(jù)之一。</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求,反復(fù)修改后擬定以下液壓系統(tǒng)原理圖。</p><p>　　5 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)</p><p>　　5.1 液壓零件的選擇</p><

59、p>　　5.1.1 確定液壓泵的最大工作壓力Pp</p><p>　　Pp ≥ P1 + △P</p><p>　　式中 P1—執(zhí)行元件的最大工作壓力</p><p>　　△P—從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失。初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)選取:管路簡單,流速不大的,取△P =(0.2～0.5)MPa,管路復(fù)雜的,進(jìn)口有調(diào)速閥的取 △P =(0.2～1.5)MPa

60、. </p><p>　　所以,系統(tǒng)最大工作壓力Pp為: Pp = P1 + △P = 6.3 + 0.6 = 6.9MPa </p><p>　　5.1.2 確定液壓泵的流量Qp</p><p>　　Qp ≥ k(∑Qmax)dm/m 式中 k = 系統(tǒng)泄漏系數(shù),一般取k = 1.1～1.3</p><p>　　∑Qmax—同

61、時(shí)動作的液壓缸的最大總流量</p><p>　　Qp = k(∑Qmax) = 1.2 × 127.5 = 153 L/min</p><p>　　5.1.3 選擇液壓泵的規(guī)格</p><p>　　由上述要求,選擇液壓泵為單級葉片泵。</p><p>　　型號YB—160J,額定壓力 8MPa,轉(zhuǎn)速 960r/min</p

62、><p>　　輸入功率21kw, 排量160L/m</p><p>　　5.1.4 確定液壓泵的驅(qū)動功率</p><p>　　P = Pp·Qp/ηp (kw),其中</p><p>　　Pp—液壓泵的最大工作壓力 Pp</p><p>　　Qp—液壓泵的流量 </p><p>　　Qp

63、 = n · v =1.53 × 10 m/s</p><p>　　所以P1 = Pp·Qp/ηp = (6.9×10×153×10)/(60×0.7)=25.1 kw</p><p>　　所選電機(jī)型號為Y200L—4</p><p>　　5.1.5 液壓閥的選擇</p><

64、p><b>　　1.選擇依據(jù)</b></p><p>　　選擇依據(jù)為:額定壓力、最大流量、動作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命等.</p><p>　　2.選擇控制閥應(yīng)注意的問題</p><p>　　(1)應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品,除非不得已時(shí)才自行設(shè)計(jì)專用控制閥等元件。</p><p>　　

65、(2)選擇溢流閥時(shí),按液壓泵的最大流量選取;選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí),要考慮其最小穩(wěn)定流量滿足機(jī)器低速性能的要求。</p><p>　　(3)一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過的流量大一些,必要時(shí)允許通過閥的最大流量超過其額定流量的20℅。</p><p>　　(4)應(yīng)注意差動液壓缸由于面積差形成不同回油量對控制閥正常工作的影響。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)

66、的工作壓力和實(shí)際通過該閥的最大流量,從樣本中選擇相對應(yīng)的閥件。溢流閥按泵的最大流量選取;控制閥的流量一般需要比實(shí)際流量大一些。</p><p>　　單向閥 型號 CRG—06</p><p>　　電磁換向閥 型號 YE—63B</p><p>　　溢流閥 型號 YF—B10</p><p>　　電液換向閥 型號 DSHG—06

67、</p><p>　　疊加式單向節(jié)流閥 型號 MSW—06</p><p>　　單向節(jié)流閥 型號 SRCG—06</p><p>　　壓力表 YXC—150</p><p>　　5.1.6 管道和管接頭的選擇</p><p>　　油管和管接頭是連接液壓元件,輸送液壓油的一種連接件。選用時(shí)要求:</p&g

68、t;<p>　　①流量的液阻要小,即要求有足夠的通流面積,并要求管道短,內(nèi)壁光滑,彎曲和斷面突變少;</p><p>　?、谀艹惺茏銐虻膲毫?并且保證在工作壓力下無泄漏;</p><p><b>　　③拆裝方便</b></p><p><b>　　一.油管的選用</b></p><p>

69、;　　液壓系統(tǒng)中,常用的油管有鋼管、銅管、耐油橡膠管、尼龍管和塑料管等。其特點(diǎn)和適用范圍如下:</p><p>　?、?0.15鋼冷拔無縫鋼管,適用壓力為25～32MPa,它耐高溫、高壓、剛性好、廉價(jià),但不易彎曲。</p><p>　?、谧香~管用于壓力小于10MPa黃銅管用于可承受較高壓力(可達(dá)25MPa)。紫銅管的抗震能力弱,易氧化,是貴重的材料,盡可能少用。</p>&l

70、t;p>　?、巯鹉z管用于連接有相對運(yùn)動的液壓件。由耐油橡膠夾以1～3層鋼絲編織網(wǎng)或鋼絲纏繞層做成。層數(shù)愈多,耐壓愈高,可高達(dá)35～40MPa。夾帆布的耐壓橡膠管可達(dá)1.5～8 MPa。其特點(diǎn)是裝拆方便,能吸收液壓沖擊,但價(jià)貴,壽命短。</p><p>　?、芩芰瞎苡糜诨赜吐坊蛐孤┯吐?耐壓為0.5MPa。其特點(diǎn)是裝拆方便、價(jià)廉。但,只能用于低壓且不耐高溫,低溫時(shí)接口易斷裂。</p><p

71、>　　根據(jù)以上綜合考慮選取的油管為紫銅管、橡膠軟管和塑料管。</p><p><b>　　二.油管管徑的確定</b></p><p>　　根據(jù)流徑管內(nèi)的流量確定管子的內(nèi)徑d</p><p>　　d = 2 . 式中Q—流過管道的流量</p><p>　　v—管道中允許流速。</p><p>

72、　　由液體力學(xué)知道,提高流速會使壓力損失增大,減小流速勢必增加管道內(nèi)徑及其輔件的體積和重量。同時(shí)流速與液壓沖擊密切相關(guān),流速增大,沖擊壓力增大。</p><p>　　另外,管內(nèi)液流速度與元件、回路的正常工作也有密切關(guān)系。如液壓泵吸油管路上的壓力降即流速就不能太大,否則會贊成泵的所穴現(xiàn)象,回油管路壓力損大過大會產(chǎn)生高的背壓,影響元件正常工作。因此,在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)管路時(shí),要限制流速。</p><p

73、>　　根據(jù)《液壓傳動系統(tǒng)》P168表7-7知道,裝有過濾器的吸油管路允許流速范圍為0.5～1.5s,回油管路v=2～3m/s,壓油管路v=3～5m/s取吸油管路v=1.4m/s,回油管路v=2.4m/s,壓油管路v=4.5m/s,</p><p>　　所以,吸油管路d=1.13=1.13×=48.2㎜</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管道內(nèi)徑d=48㎜,外徑D=56㎜</p

74、><p>　　取吸油管路公稱直徑為56㎜</p><p>　　壓力油管路d=1.13=1.13×=26.8㎜</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管道內(nèi)徑d=27㎜.外徑D=33㎜</p><p>　　回油管路d=1.13=1.13×=36.8㎜</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管道內(nèi)徑d=37㎜,外徑D=43㎜<

75、;/p><p><b>　　三.管接頭的選擇</b></p><p>　　在選擇管接頭時(shí),必須使它具有足夠的通油能力和較小的壓力損失,同時(shí)做到裝卸方便,連接牢固、密封可靠、外形緊湊。</p><p>　　管接頭包括四種:卡套式、焊接式、薄壁擴(kuò)口式管接頭和鋼絲紡織膠管接頭。</p><p>　?、趴ㄌ资焦芙宇^適用于油、氣為介質(zhì)

76、的管路系統(tǒng)。適用的壓力范圍有二級:中壓級(Z)160㎏f/㎝,高壓級(G)320㎏f/㎝</p><p>　　特點(diǎn):結(jié)構(gòu)先進(jìn),性能良好、重量輕、體積小,使用方便,不用焊接等一系列優(yōu)點(diǎn).但卡套式管接頭要求配用冷拔鋼管,且卡套制造精度較好。</p><p>　　⑵焊接式管接頭適用于油為介質(zhì)的管路系統(tǒng)。工作壓力為≤320kgf/㎝</p><p>　　工作溫度為-25～+

77、80℃。</p><p>　　特點(diǎn):具有結(jié)構(gòu)簡單、易制造、密封性好等優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)是安裝時(shí)焊接量大,要求焊接質(zhì)量高,且裝拆不便。</p><p>　?、潜”谑綌U(kuò)口管接頭適用于中低壓油壓管路系統(tǒng),對于水和氣壓管路系統(tǒng)亦可選用,最大工作壓力取決于管材和管徑,規(guī)定為35～160kgf/㎝。</p><p>　　特點(diǎn):具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能良好、何種小、加工方便、成本低和使用簡便

78、等優(yōu)點(diǎn),因此,在飛機(jī)、汽車及機(jī)床等行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　綜上所述,決定選用焊接式管接頭,軟管用鋼絲編織膠管接頭。</p><p>　　所選管接頭規(guī)格為: JB970—77</p><p>　　管子外徑D=56㎜,螺紋M60×2的直通管接頭。</p><p>　　管子外徑D=33㎜,螺紋M38×2的直通管

79、接頭。</p><p>　　管子外徑D=43㎜,螺紋M48×2的直通管接頭。</p><p>　　D=28㎜,三層鋼絲,l=1000的A型扣壓式膠管接頭,JB1885—77。</p><p><b>　　四.確定油箱容量</b></p><p>　　合理確定油箱容量是保證液壓系統(tǒng)正常工作的重要條件,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式

80、:有效容積V=q</p><p>　　V—油箱容量,單位為L;</p><p>　　q —液壓泵總額定流量,單位為l/min;</p><p>　　—經(jīng)驗(yàn)系數(shù),其數(shù)值大體如下:</p><p>　　低壓系統(tǒng)=2～4;中、高壓系統(tǒng)=5～10。</p><p>　　對行走設(shè)備或經(jīng)常間斷工作的設(shè)備,其系數(shù)可取較小值,對安裝空

81、間允許的固定設(shè)備,其系數(shù)可取大值。]</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況及經(jīng)驗(yàn)公式V=1.25 V</p><p>　　所以, V=1.25×5.5×153=1051L=1.05m</p><p>　　取油箱容量V=1.05 m</p><p>　　從有利于散熱角度出發(fā),在油箱容積一定的條件下其散熱面積越大越好。油箱的容積必

82、須保證在設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),系統(tǒng)中油液在自重作用下能全部返回油箱。為了能很好地分離空氣和沉淀雜質(zhì),油箱有效容積通常取每分鐘流量的5～7倍。</p><p>　　焊接油箱鋼板厚度可經(jīng)驗(yàn)選取,側(cè)板厚度取8㎜,箱體部分(包括前、下、后面) 取7㎜,蓋板由于承受電動機(jī)及集成塊管道的重量取為12㎜。</p><p>　　5.1.7 濾油器的選擇</p><p>　　選擇濾油器的

83、主要依據(jù)是:過濾精度、通油能力、工作壓力、允許壓降等。</p><p>　　如果工作管道上宜過高的工作阻力,或者過濾器不宜在高壓下工作,則安裝在回油管路上。這種安裝方法不能直接防止液壓機(jī)件中侵入雜質(zhì),僅僅是經(jīng)常的清除系統(tǒng)中的雜質(zhì)。它要求回油管路中有一定的壓力。本次設(shè)計(jì)中,采用吸油過濾,以避免吸入雜質(zhì)。</p><p>　　選用WU—250×180F型網(wǎng)式濾油器。</p>

84、;<p>　　5.1.8 冷卻器的選用</p><p>　　油箱中的油溫,一般在30～50℃范圍內(nèi)工作,比較合適,最高不大于60℃,最小不低于15℃。過高,將使油液迅速變質(zhì),同時(shí)使泵的容積效率下降;過低,油泵吸入困難。</p><p>　　冷卻器采用水冷式的管式冷卻器,冷卻器的散熱功率△P應(yīng)等于液壓系統(tǒng)總的功率損失(發(fā)熱功率)P與油箱散熱功率P之差。根據(jù)計(jì)算,選用2LQFW

85、—A0.5F型管式冷卻器。</p><p>　　5.2 液壓油的選擇</p><p>　　液壓油是液壓傳動及控制系統(tǒng)的工作介質(zhì),又是液壓元件的潤滑計(jì)。它對液壓傳動及控制系統(tǒng)工作的可靠性、耐久性和工作性能有很大影響。因此,必須掌握液壓油的性質(zhì),以便正確選用。</p><p>　　5.2.1 液壓油的分類</p><p>　　液壓傳動及控制系

86、統(tǒng)所采用的液壓油可分為兩大類:一類為礦物系,一類為不燃或難燃性油系。礦物油系液壓油的主要成分是石油,加入各類添加劑(抗氧、耐高溫等)精制而成.根據(jù)其性質(zhì)和使用場合不同,礦物油系液壓油有多種牌號(如20號機(jī)械油、30號汽輪機(jī)油等)。礦物系液壓油的潤滑性好,腐蝕性小,化學(xué)安定性較好,幫被大多數(shù)機(jī)器液壓系統(tǒng)所采用。</p><p>　　不燃或難燃性液壓油系中分水基液壓油和合成性液壓油兩種。水基液壓油的主要成分是水,加入

87、某些防銹、潤滑等添加劑。水基液壓油價(jià)格便宜,不怕火;其缺點(diǎn)是潤滑性差,腐蝕性大及適用范圍小,故只在液壓機(jī)(水壓機(jī))上使用。合成液壓油是由多種磷酸酯和(三正丁磷酸酯、三甲酚磷酯)和添加劑化學(xué)方法組合而成,國內(nèi)已研制成功4611、4602-1等多種品種,其潤滑性較好、凝固點(diǎn)低、防火性能好等。</p><p>　　5.2.2 液壓油的要求</p><p>　　1.粘度要適當(dāng); 2.粘溫性好;

88、3.防銹性好; 4.抗氧化性好; 5.抗乳化性好;</p><p>　　6.抗泡沫性好; 7.潤滑性能好; 8.凝固點(diǎn)低; 9.閃點(diǎn)要高,以免發(fā)生火災(zāi);</p><p>　　10.含有盡量少的機(jī)械雜質(zhì),如瀝青、灰分等。</p><p>　　5.2.3 選擇液壓油的依據(jù)</p><p>　　1.選擇液壓油的主要依據(jù)</p>&l

89、t;p>　　在對液壓油的要求中,最重要的是粘度。它是液壓系統(tǒng)正常工作的必要條件。因此,選擇液壓油的主要依據(jù)是粘度。確定粘度要考慮的主要因素是:</p><p>　　⑴周圍環(huán)境溫度高,應(yīng)采用高難度的油,相反則采用低粘度的油;寒冷地帶宜采用低凝點(diǎn)低粘度的油;在野外工作的機(jī)械,如液壓挖掘機(jī),當(dāng)冬季和夏季溫差較大時(shí),應(yīng)在不同的季節(jié)采用不同粘度的油。</p><p>　　⑵系統(tǒng)壓力高時(shí),用高粘

90、度的油,相反則用低粘度的油。</p><p>　?、且簤簣?zhí)行元件速度較低時(shí)應(yīng)采用高粘度的油,相反則用低粘度的油。</p><p>　?、饶承┍?閥產(chǎn)品規(guī)定了使用液壓油的粘度,應(yīng)按其規(guī)定使用。</p><p>　　2.綜合考慮其他因素</p><p>　　由最低使用溫度,可確定低流動點(diǎn)和粘度指數(shù)。</p><p>　　由

91、最高使用溫度,可確定粘度指數(shù)。</p><p>　　有火災(zāi)危險(xiǎn)時(shí),宜采用抗燃或不燃性油。</p><p>　　使用加熱器時(shí),宜采用抗氧化性好的油。</p><p>　　環(huán)境污染嚴(yán)重時(shí), 采用廉價(jià)常更換的油。</p><p>　　漏油較多時(shí), 采用廉價(jià)常更換的油。</p><p>　　無法保養(yǎng)保管場所,宜采用壽命長穩(wěn)定性

92、好的油。</p><p>　　水分可能混入系統(tǒng)時(shí),宜采用抗乳化性好的油。</p><p>　　根據(jù)以上幾點(diǎn)考慮,本設(shè)計(jì)中選用HL機(jī)械油,40℃時(shí)運(yùn)動粘度為28.8～35.2cst。</p><p>　　5.3 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算</p><p>　　在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中或設(shè)計(jì)終了,需要對它的某些技術(shù)性能進(jìn)行驗(yàn)算,以使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)更加可靠與完善

93、。</p><p>　　這些驗(yàn)算包括:系統(tǒng)損失計(jì)算,系統(tǒng)效率計(jì)算,系統(tǒng)發(fā)熱與溫升計(jì)算,液壓沖擊計(jì)算等。</p><p>　　5.3.1 系統(tǒng)壓力損失計(jì)算</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)元輔件規(guī)格和管道尺寸確定后,即可進(jìn)行系統(tǒng)壓力損失△P計(jì)算。它包括管路的沿程壓力損失△P局部壓力△P及閥類元件的局部損失△P,即</p><p>　　△P=△P+△

94、P+△P</p><p>　　其中 △P—管道長度, d—管道內(nèi)徑</p><p>　　V—液流平均速度, —液壓油密度</p><p>　　,—局部阻力和沿程阻力系數(shù)。</p><p>　　q—液壓閥的額定流量</p><p>　　q —通過液壓閥的實(shí)際流量</p><p>　　△P—液壓閥的

95、額定壓力損失。</p><p>　　計(jì)算系統(tǒng)壓力損失,必須知道管道的直徑和管道的長度。管道直徑按選定元件的接口尺寸確定為d=27㎜,進(jìn)回油管道長度都定為l=1m;油液的運(yùn)動粘度取v=1×10m/s,運(yùn)動油液的密度取=0.9174×10kg/m。</p><p>　　⑴先判斷流動狀態(tài),由雷諾數(shù)</p><p>　　R=Vd/V=4q/(dv) 可知

96、,在油液粘度v,管道內(nèi)徑d一定的條件下,Re的大小與q成正比。</p><p>　　R=4q/(dv)==1202</p><p>　　此雷諾系數(shù)為最大雷諾數(shù)。因?yàn)樽畲蟮腞e小于臨界雷諾數(shù)(2000),故可推出:各工況下的進(jìn)、回油路中油液的流動狀態(tài)全為層流。</p><p>　　5.3.2 計(jì)算系統(tǒng)壓力損失</p><p>　　為了計(jì)算上的

97、方便,首先將計(jì)算沿程壓力損失公式化簡。為此,將適用于層流動狀態(tài)的阻層阻力系數(shù)=T/ R=75dv/(4q)和溶液在管道內(nèi)的流速v=4q/(dv),同時(shí)代入沿程壓力損失計(jì)算公式,并將已知數(shù)據(jù)代入后,</p><p><b>　　得 </b></p><p>　　△P=4×75·q/(2)=·q/[]</p><p>

98、　　=0.8246×10q</p><p>　　可見,沿程壓力損失的大小與其通過的流量成正比,這是由層流流動所決定的。</p><p>　　管道的局部壓力損失△P常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算,即△P=0.1 △P</p><p>　　P由產(chǎn)品樣本查出,電液換向閥和單向調(diào)速閥的額定壓力損失都為0.3MPa,單向閥的額定壓力損失為0.015MPa。</p>

99、<p>　　而根據(jù)上述公式, △P=0.02103MPa, △P=0.002103MPa</p><p>　　所以,系統(tǒng)的壓力損失:</p><p>　　△P=0.02103+0.02103+0.6=0.02103MPa</p><p>　　△P=0.02103+0.002103+0.015=0.0571MPa</p><p>　

100、　5.3.3系統(tǒng)效率的計(jì)算</p><p>　　液壓系統(tǒng)效率是系統(tǒng)的輸出功率(即執(zhí)行元件的輸出功率)Pm與其輸入功率(即液壓泵的輸入功率)Pp之比,即=(/Pp)·(Pp/)·(Pm/Pm)</p><p>　　式中 —液壓泵的輸出功率;</p><p>　　Pm—執(zhí)行元件的輸入功率。</p><p>　　顯而易見,上式中

101、的比值/Pp和比值Pm/Pm,正是液壓泵的總效率和執(zhí)行元件的效率,即:</p><p>　　=/Pp , = Pm/Pm</p><p>　　而執(zhí)行元件的輸入功率Pm與液壓輸出功率之比,正是回路效率,即= Pm/。</p><p>　　由上述分析可知,系統(tǒng)效率表達(dá)式可寫為</p><p><b>　　=</b></

102、p><p>　　根據(jù)前述=0.94 =0.83 且 =1</p><p>　　所以=0.83×1×0.94=0.78。</p><p>　　5.3.3 液壓系統(tǒng)發(fā)熱計(jì)算</p><p>　　液壓系統(tǒng)的壓力表、容積和機(jī)械三方面的損失構(gòu)成總的能量損失,這些能量損失轉(zhuǎn)化為熱量,使液壓系統(tǒng)油溫升高。系統(tǒng)油溫過高會產(chǎn)生下列不良影響:

103、</p><p>　?、攀褂鸵赫扯却蟠蠼档?泄漏增大,容積效率下降,并使油液經(jīng)節(jié)流元件的節(jié)流特性變化,造成速度不穩(wěn)定;</p><p>　　⑵引起熱膨脹系數(shù)不同的運(yùn)動副之間間隙變化,變小時(shí)會千萬元件“卡死”,失去工作能力,變大時(shí)會造成泄漏增加;</p><p>　?、请S油溫升高石油基油液形成膠狀物質(zhì),并在物體局部過熱的表面上形成沉積物(殘?jiān)?。它會堵塞元件小孔和縫隙

104、,使之不能正常工作。對—油乳化液過熱時(shí)會分解而失去工作能力。</p><p>　?、让芊?軟管和過濾器等輔助件均有一定的溫度限制。甚至通常對高溫不太敏感的網(wǎng)式過濾器,也會因溫度過高使其密封或塑料件品質(zhì)變壞而不能正常工作。</p><p>　?、梢饳C(jī)器構(gòu)件熱變形,而破壞其應(yīng)有的精度。</p><p>　　綜上所述,液壓傳動及其控制系統(tǒng)能否良好的工作,在很大程度上取決

105、于油溫。為此,必須對液壓系統(tǒng)進(jìn)行熱分析計(jì)算并對油溫進(jìn)行控制。</p><p>　　液壓系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因,是由于液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失以及溢流閥液流損失所造成的。因此,系統(tǒng)的總發(fā)熱量(實(shí)際為熱流量習(xí)慣稱為熱量)Q</p><p>　　可按下式估算 Q=Pp- P。</p><p>　　Pp—液壓泵的輸入功率;</p><p>　　P—執(zhí)行

106、元件的輸出功率,也可按下式估算系統(tǒng)的總發(fā)熱量:</p><p>　　Q= Pp(1- )=23.8×(1-0.78)=5.24kw</p><p>　　液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量,由系統(tǒng)中的各個(gè)散熱面散發(fā)到空氣中去,其中油箱是主要散熱面。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬^小,且與自身由于壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡,故一般略去不計(jì)。當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)其散熱量Q可按下式計(jì)算</p>&l

107、t;p><b>　　Q=ka△t</b></p><p>　　式中 A—油箱散熱面積;</p><p>　　t—系統(tǒng)溫升,即系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)油溫與環(huán)境溫度之差;</p><p>　　k—傳熱系數(shù),單位W/(㎝·℃),計(jì)算時(shí)可選用下列推薦數(shù)值。</p><p>　　通風(fēng)很差(空氣不循環(huán)時(shí)),k=8～10W/

108、(㎝·℃);</p><p>　　通風(fēng)良好(空氣流速為1m/s左右時(shí)),k=14～20 W/(㎝·℃)</p><p>　　風(fēng)扇冷卻時(shí),k=20～25 W/(㎝·℃)</p><p>　　用循環(huán)水冷卻時(shí),k=110～175 W/(㎝·℃)</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q等于其散發(fā)出去的熱量Q時(shí),

109、泵達(dá)到熱平衡,這時(shí)有△t=Q/KA。</p><p>　　當(dāng)油箱三個(gè)邊的結(jié)構(gòu)尺寸比例為1:1:到1:2:3,且油面高度是油箱高度的0.8倍時(shí),其散熱面積的近似計(jì)算為A=0.065</p><p>　　由上述兩式可得,△t=Q/(0.065K)=5.24×10/(0.065×150×)=5.2℃</p><p>　　計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)小于溫升。&

110、lt;/p><p>　　5.3.4 繪制正式工作圖及編制技術(shù)支持</p><p>　　經(jīng)上述各步驟,對液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算及反復(fù)審查,修改完善,確認(rèn)系統(tǒng)合理無誤后,便可繪制正式工作圖。</p><p><b>　　一.正式工作圖</b></p><p>　　正式工作圖一般包括正式的液壓系統(tǒng)圖,非標(biāo)準(zhǔn)液壓元件,輔件的零件圖

111、及其裝配圖和整個(gè)傳動裝置的裝配圖。</p><p>　　正式的液壓系統(tǒng)圖,就是對液壓系統(tǒng)圖經(jīng)修改完善后,再列出液壓元件、輔件明細(xì)表,以表示明液壓元件、輔件的規(guī)格和數(shù)量;對于自動化高的機(jī)器應(yīng)給出液壓執(zhí)行部件的工作循環(huán)圖和電氣控制裝置的動作程序表;有關(guān)操作使用說明,特殊要求和技術(shù)規(guī)定,也應(yīng)在圖上注明,以便于閱讀和交流。</p><p>　　圖面布置應(yīng)闖關(guān)合理、清晰、美觀,液壓元件,輔件應(yīng)按國家

112、規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)符號畫出;線條應(yīng)橫平豎直,工作管路、控制管路、泄漏管路、連接管路和交錯(cuò)管路也應(yīng)按國家規(guī)定符號繪制。</p><p>　　液壓系統(tǒng)圖一般應(yīng)按停車狀態(tài)畫出,當(dāng)需要按某工作狀態(tài)畫出時(shí),必須在圖上注明。圖上各液壓元件、輔件并不代表實(shí)際位置,但為了安裝、調(diào)整和維修的方便應(yīng)盡量做到一致。</p><p>　　對于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)件(如液壓缸、專用控制閥等)、輔件(如油箱、操縱板等),必須繪制部

113、件裝配圖和零件圖。</p><p>　　傳動裝置的裝配圖,是液壓系統(tǒng)的安裝施工圖,在圖中應(yīng)明確示出各種液壓元件、輔件的實(shí)際位置,堅(jiān)固方法各種管接頭的形式規(guī)格等。在實(shí)際中往往由幾張裝配圖來組成,如液壓泵站裝配圖,液壓元件、輔件配置裝配圖和管路安裝圖等。為此,僅就以下幾個(gè)有關(guān)問題作以簡要說明。</p><p>　　二.液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　液壓系統(tǒng)原理

114、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)行液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　⑴液壓裝置按配置形式可分為集中配置和分散配置兩種形式。</p><p>　　集中配置是將系統(tǒng)的動力源、控制及調(diào)節(jié)裝置集中安裝于主機(jī)外,即集中設(shè)置所謂液壓站,主要用于固定式液壓設(shè)備,如機(jī)床及其自動線液壓系統(tǒng)。這兩種形式的優(yōu)點(diǎn)是裝配、

115、維修方便,有利于清除動力源、的振動與油溫對主機(jī)精度的影響;缺點(diǎn)是單獨(dú)設(shè)液壓站,占地面積大。</p><p>　　分散配置是將系統(tǒng)動力源、控制及調(diào)節(jié)裝置按主機(jī)的布局分散安裝,主要用于移動式液壓設(shè)備,如工程機(jī)械液壓系統(tǒng)。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)省占地面積;缺點(diǎn)是安裝維修較復(fù)雜,動力源的振動和油溫影響主機(jī)的精度。</p><p>　　本液壓裝置按配置取集中配置形式。</p>&

116、lt;p>　?、埔簤涸呐渲眯问?lt;/p><p>　　液壓裝置中元件(指控制閥和部分輔件的配置形式可分為板式配置與集成配置兩種。</p><p>　　板式配置是把標(biāo)準(zhǔn)元件與其底板用螺釘固定在平板上,件與件之間的油路聯(lián)系或用油管(即有管式連接)或借助底板上的油道(即無管連接)來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　集成式配置是借助于某種專用或通用的輔助件,把元件組合在一

117、起。按輔助件形式的不同,它可以分成以下三種形式:</p><p>　　1.箱體式 它是標(biāo)準(zhǔn)元件用螺釘固定在根據(jù)系統(tǒng)工作需要所設(shè)計(jì)的箱體上,件與件之間的油路連接由箱體上鉆孔來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2.組合塊式 它是根據(jù)典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路,做成通用化的六面體集成塊,塊的上下兩面作為塊與塊的結(jié)合面,四周除安裝通向執(zhí)行部件的管接頭外,其余模范作用固定的標(biāo)準(zhǔn)元件用。一個(gè)系統(tǒng)往往由幾