小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)副本

1、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題 目 小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 xxx 專 業(yè) xxx 班 級(jí) xxx 學(xué) 號(hào) xxx 姓 名 xx 指導(dǎo)教師 xxx 完成時(shí)間 xxxxxxxxxxx 評(píng)定成績(jī) 教務(wù)處制年 月 日目錄第一章 前言1液壓傳動(dòng)的開(kāi)展概況1液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用11.3 液壓機(jī)的開(kāi)展及工藝特點(diǎn)2液壓系統(tǒng)的根本組成3第二章 小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)4液壓壓力機(jī)的根本結(jié)構(gòu)42.2 工況分析5負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制523擬定液壓系統(tǒng)原理圖6確定供油方式6自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路的設(shè)計(jì)62.3.3 釋壓回路的設(shè)計(jì)7液壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計(jì)8主缸運(yùn)開(kāi)工作循環(huán)8頂出缸運(yùn)開(kāi)工作循環(huán)9第三章

2、液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型1031 確定液壓缸主要參數(shù)10液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d確實(shí)定10液壓缸實(shí)際所需流量計(jì)算1132液壓元件的選擇113確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率11閥類元件及輔助元件的選擇133.2.3 管道尺寸確實(shí)定14液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算16系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算16第四章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)184.1 液壓缸主要尺寸確實(shí)定184.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20第五章 液壓集成油路的設(shè)計(jì)22液壓油路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)23液壓集成回路設(shè)計(jì)23液壓集成塊及其設(shè)計(jì)23第六章 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2561 液壓站的結(jié)構(gòu)型式2562 液壓泵的安裝方式25液壓油箱的設(shè)計(jì)256.3.1 液壓油箱有效容積

3、確實(shí)定256.3.2 液壓油箱的外形尺寸設(shè)計(jì)266.3.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)286.4.1 電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式286.4.2 液壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的考前須知296.4.3 電動(dòng)機(jī)的選擇29第七章 總結(jié)30參 考 文 獻(xiàn)31 第二章 小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)小型壓力機(jī)機(jī)身屬于四立柱機(jī)身。機(jī)身由上橫梁、下橫梁和四根立柱組成。液壓機(jī)的各個(gè)部件都安裝在機(jī)身上，其中上橫梁的中間孔安裝工作缸，下橫梁的中間孔安裝頂出缸，工作臺(tái)面上開(kāi)有開(kāi)有T型槽，用來(lái)安裝模具?；顒?dòng)橫梁的四個(gè)角上的孔套裝在四立柱上，上方和工作缸活塞相連接，由其帶動(dòng)橫梁上下運(yùn)動(dòng)。機(jī)身在液壓機(jī)工作中承受全部的工作載荷。

4、工作缸采用活塞式雙作用缸，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸上腔，活塞帶動(dòng)橫梁向下運(yùn)動(dòng)，其速度慢，壓力大，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸下腔，活塞向上運(yùn)動(dòng)，其速度較快，壓力較小，符合一般的慢速壓制、快速回程的工藝要求。活動(dòng)橫梁是立柱式液壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件，位于液壓機(jī)機(jī)身的中間，中間圓孔和上橫梁的工作活塞桿連接，四角孔在工作活塞的帶動(dòng)下，靠立柱導(dǎo)向作上下運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)橫梁的底面也開(kāi)有T型槽，用來(lái)安裝模具。 在機(jī)身下部設(shè)有頂出缸，通過(guò)頂桿可以將成型后的塑件頂出。 液壓機(jī)的動(dòng)力局部是高壓泵，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，向液壓機(jī)的工作缸和頂出缸提供高壓液體。圖2.1：小型壓力機(jī) 2.2 工況分析本次設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)，根據(jù)浙江省瑞安市一家客戶

5、的要求，根據(jù)客戶提供的工況條件，立式安裝的主液壓缸活塞桿帶動(dòng)滑塊及動(dòng)橫梁在立柱上滑行時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量為500Kg。1工作負(fù)載 工件的壓制抗力即為工作負(fù)載：2. 摩擦負(fù)載 靜摩擦阻力： 動(dòng)摩擦阻力： 3. 慣性負(fù)載 自重： 4. 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值：其中： 液壓缸的機(jī)械效率，一般取=0.9-0.97。表1.1： 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載工況負(fù)載組成推力 F/ 負(fù)載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖2所示：圖2.1：速度負(fù)載循環(huán)圖第三章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型31 確定液壓缸主要參數(shù) 按液壓機(jī)床類型初選液壓缸的工作壓力為25Mpa,根據(jù)快進(jìn)和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸。

6、快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，并通過(guò)充液補(bǔ)油法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種情況下液壓缸無(wú)桿腔工作面積應(yīng)為有桿腔工作面積的6倍，即活塞桿直徑與缸筒直徑滿足的關(guān)系?？爝M(jìn)時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓,防止上壓板由于自重而自動(dòng)下滑，根據(jù)?液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表2-2中，可取=1Mpa，快進(jìn)時(shí)，液壓缸是做差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無(wú)桿腔，估計(jì)時(shí)可取,快退時(shí)，回油腔是有背壓的，這時(shí)亦按2Mpa來(lái)估算。以單活塞桿液壓缸為例來(lái)說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程。圖3.1：?jiǎn)位钊麠U液壓缸計(jì)算示意圖 液壓缸工作腔的壓力 Pa 液壓缸回油腔的壓力 Pa 故：當(dāng)按GB2348-80將這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得：,由此求得液壓缸面積

7、的實(shí)際有效面積為： 工作快速空程時(shí)所需流量液壓缸的容積效率，取 工作缸壓制時(shí)所需流量 工作缸回程時(shí)所需流量32液壓元件的選擇 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機(jī)類型，初定上液壓泵的工作壓力取為，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔，那么液壓泵的最高工作壓力為 上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過(guò)渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過(guò)靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足：液壓泵的最大流量應(yīng)為：式中液壓泵的最大流量同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時(shí)的溢流閥正進(jìn)行

8、工作，尚須加溢流閥的最小溢流量。系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。1選擇液壓泵的規(guī)格由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備如龍門(mén)刨床、拉床、液壓機(jī)，柱塞式變量泵有以下的特點(diǎn)：1 工作壓力高。因?yàn)橹c缸孔加工容易，尺寸精度及外表質(zhì)量可以到達(dá)很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能到達(dá)的工作壓力，一般是，最高可以到達(dá)。 2 流量范圍較大。因?yàn)橹灰m當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變?cè)龃蟆?3 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。 4 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長(zhǎng)，單位功率重量小。但柱塞式

9、變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價(jià)格昂貴。根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊(cè)?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?成大先P20-195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，驅(qū)動(dòng)功率59.2KN，容積效率，重量71kg，容積效率達(dá)92%。2與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定 由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時(shí)液壓泵的供油壓力值為26Mpa，流量為已選定泵的流量值。液壓泵的總效率。柱塞泵為，取0.82。 選用1000r/min的電動(dòng)機(jī)，那么驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為：選擇電動(dòng)機(jī) ，其額定功率為18.5KW。1. 對(duì)液壓閥的根本要求：(1). 動(dòng)作靈敏，使用可靠，工

10、作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。油液流過(guò)時(shí)壓力損失小。(2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類元件及輔助元件型號(hào)和規(guī)格主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過(guò)該閥的實(shí)際流量，其他還需考慮閥的動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來(lái)選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格： 表3.1：小型壓力機(jī)液壓系統(tǒng)中控制閥和局部輔助元件的型號(hào)規(guī)格序號(hào)元件名稱估計(jì)通過(guò)流量型號(hào)規(guī)格1斜盤(pán)式柱塞泵63SCY141B2WU網(wǎng)式濾油器160WU-160*18040通徑，壓力損失3直動(dòng)式溢流閥120DBT1/315G2410通徑，32Mpa，板式聯(lián)接

11、4背壓閥80YF3-10B10通徑，21Mpa，板式聯(lián)接5二位二通手動(dòng)電磁閥8022EF3-E10B6三位四通電磁閥10034DO-B10H-T7液控單向閥80YAF3-E610B32通徑，32MPa8節(jié)流閥80QFF3-E10B10通徑，16MPa9節(jié)流閥80QFF3-E10B10通徑，16MPa10二位二通電磁閥3022EF3B-E10B6通徑，壓力20 MPa11壓力繼電器DP1-63B8通徑，10.5-35 MPa12壓力表開(kāi)關(guān)KFL830E32Mpa，6測(cè)點(diǎn)13油箱14液控單向閥YAF3-E610B32通徑，32MPa15上液壓缸16下液壓缸17單向節(jié)流閥48ALF3E10B10通徑

12、，16MPa18單向單向閥48ALF3E10B10通徑，16MPa19三位四通電磁換向閥2534DO-B10H-T20減壓閥40JF3-10B3.2.3 管道尺寸確實(shí)定 ， 鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無(wú)縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)彎曲。尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。膠管用做聯(lián)接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。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，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制

13、造比擬困難，本錢(qián)很高，因此非必要時(shí)一般不用。1. 管接頭的選用：管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見(jiàn)聯(lián)接方式有：焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋ZM和普通細(xì)牙螺紋M。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細(xì)牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或O形圈進(jìn)行端面密封，有時(shí)也采用紫銅墊圈。2. 管道內(nèi)徑計(jì)算： 1

14、式中 Q通過(guò)管道內(nèi)的流量 v管內(nèi)允許流速 ，見(jiàn)表：表3.2：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管液壓系統(tǒng)壓油管道36，壓力高，管道短粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道 (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取v=4m/s 根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?成大先P20-641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm; 管接頭聯(lián)接螺紋M27×2。(2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑：根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?成大先P20-641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm; 管接頭聯(lián)接螺紋M33×2。3. 管道壁厚的計(jì)算 式中： p管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d管道內(nèi)徑 m管

15、道材料的許用應(yīng)力 Pa，管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pan平安系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)，時(shí)，取n=8；時(shí)，取n=6； 時(shí)，取n=4。根據(jù)上述的參數(shù)可以得到：我們選鋼管的材料為45#鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度=600MPa; (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 (2). 液壓泵回油管道的壁厚 所以所選管道適用。上面已經(jīng)計(jì)算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為32mm,42mm。但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長(zhǎng)度尚未確定，所以壓力損失無(wú)法驗(yàn)算。在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，且發(fā)熱量最大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)時(shí)做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量，然后取其

16、值進(jìn)行分析。當(dāng)V=10mm/s時(shí)，即v=600mm/min即 此時(shí)泵的效率為0.9，泵的出口壓力為26MP，那么有即此時(shí)的功率損失為：假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，油箱的散熱面積A為系統(tǒng)的溫升為根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?成大先P20-767：油箱中溫度一般推薦30-50所以驗(yàn)算說(shuō)明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。第四章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 液壓缸主要尺寸確實(shí)定1) 液壓缸壁厚和外經(jīng)的計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值的圓筒稱

17、為薄壁圓筒。工程機(jī)械的液壓缸，一般用無(wú)縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過(guò) 程式中 液壓缸壁厚(m)； D液壓缸內(nèi)徑(m)； 試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.25-1.5)倍； 缸筒材料的許用應(yīng)力。無(wú)縫鋼管：。 =那么在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過(guò)程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過(guò)程卡死或漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為2) 液壓缸工作行程確實(shí)定液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定，并參閱<&l

18、t;液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P12表2-6中的系列尺寸來(lái)選取標(biāo)準(zhǔn)值。液壓缸工作行程選 缸蓋厚度確實(shí)定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。無(wú)孔時(shí) 有孔時(shí) 式中 t缸蓋有效厚度(m)； 缸蓋止口內(nèi)徑(m)； 缸蓋孔的直徑(m)。液壓缸：無(wú)孔時(shí) 取 t=65mm有孔時(shí) 取 t=50mm3)最小導(dǎo)向長(zhǎng)度確實(shí)定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度如下列圖2所示。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度間隙引起的撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足

19、以下要求：設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過(guò) 程 式中 L液壓缸的最大行程； D液壓缸的內(nèi)徑?；钊膶挾菳一般取B=(0.6-10)D；缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定；當(dāng)D<80mm時(shí)，取；當(dāng)D>80mm時(shí)，取。為保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，假設(shè)過(guò)分增大和B都是不適宜的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來(lái)增加H的值。隔套的長(zhǎng)度C由需要的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H決定，即滑臺(tái)液壓缸：最小導(dǎo)向長(zhǎng)度：取 H=200mm活塞寬度：B=0.6D=192mm缸蓋滑動(dòng)支承面長(zhǎng)度：隔套長(zhǎng)度： 所以無(wú)隔套。液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大

20、于內(nèi)徑的20-30倍。液壓缸：缸體內(nèi)部長(zhǎng)度 當(dāng)液壓缸支承長(zhǎng)度LB(10-15)d時(shí)，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)定性并進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。4.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各局部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向局部結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過(guò) 程1) 缸體與缸蓋的連接形式缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。本次設(shè)計(jì)中采用外半環(huán)連接，如下列圖6所示：圖4.1：缸體與缸蓋的連接方式缸體與缸蓋外半環(huán)連接

21、方式的優(yōu)點(diǎn)：(1) 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單(2) 加工裝配方便缺點(diǎn)：(1) 外型尺寸大(2) 缸筒開(kāi)槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P15表2-8，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。如下列圖7所示：圖4.2：活塞桿與活塞螺紋連接方式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，必須用鎖緊裝置。應(yīng)用較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸。2) 活塞桿導(dǎo)向局部的結(jié)構(gòu)(1)活塞桿導(dǎo)向局部的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可做成與端蓋分開(kāi)的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便

22、于更換，所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開(kāi)，以提高密封性能。參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P16表2-9，在本次設(shè)計(jì)中，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為：導(dǎo)向套與活塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。蓋與桿的密封常采用Y形、V形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。防塵方式常用J形或三角形防塵裝置活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、

23、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P17表2-10，在本次設(shè)計(jì)中采用O形密封圈。第五章 液壓集成油路的設(shè)計(jì)通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過(guò)油管來(lái)實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個(gè)液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比擬，除了進(jìn)出液壓油液通過(guò)管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)那么地固定在一塊液壓

24、閥板上，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝 、調(diào)試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差， 互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計(jì)規(guī)律裝配成一個(gè)液壓集成回路，這種方式與油路板比擬，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短。使用近年來(lái)在液壓油路板和集成塊根底上開(kāi)展起來(lái)的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無(wú)

25、管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。本次設(shè)計(jì)采用系統(tǒng)由集成塊組成，由于本液壓系統(tǒng)的壓力比擬大，所以調(diào)壓閥選擇DB/DBW型直動(dòng)溢流閥，而換向閥等以及其他的閥采用廣州機(jī)床研究所的GE系列閥。液壓油路板一般用灰鑄鐵來(lái)制造，要求材料致密，無(wú)縮孔疏松等缺陷。液壓油路板的結(jié)構(gòu)如圖8所示，液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，外表粗糙度值為Ra0.8um,反面連接壓力油管P、回油管T、泄露油管L和工作油管AB等。油管與液壓油路板通過(guò)管接頭用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過(guò)液壓油路板內(nèi)部的孔道連接，除正面外，其它加工面和孔道的外表粗糙度值為Ra6.312.5um.圖5.1：液壓

26、油路板的結(jié)構(gòu)此外液壓油路板的安裝固定也是很重要的。油路板一般采用框架固定，要求安裝維修和檢測(cè)方便。它可安裝固定在機(jī)床或機(jī)床附屬設(shè)備上，但比擬方便的是安裝在液壓站上。1把液壓回路劃分為假設(shè)干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓?jiǎn)卧苫芈?。設(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧苫芈?，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。2把各個(gè)液壓?jiǎn)卧苫芈愤B接起來(lái)，組成液壓集成回路，一個(gè)完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測(cè)壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比擬，

27、分析工作原理是否相同，否那么說(shuō)明液壓集成回路出了過(guò)失。YB32-150型液壓壓力機(jī)由底板換向集成塊釋壓集成塊頂蓋組成，由緊固螺栓把它們連接起來(lái)，再由四個(gè)螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過(guò)油箱與底板連接，組成液壓站見(jiàn)第六章，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。下面分別介紹其設(shè)計(jì)。1底板及供油塊設(shè)計(jì)圖8為底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供給的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄漏油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。2頂蓋設(shè)計(jì)圖5.2：頂蓋集成塊的設(shè)計(jì)，圖9是頂蓋。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開(kāi)關(guān)及壓力表來(lái)觀察液壓泵及系統(tǒng)各局部工作壓力的。3集成塊

28、設(shè)計(jì)集成塊的設(shè)計(jì)步驟：1制作液壓元件樣板。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對(duì)照實(shí)物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，按照輪廓線剪下來(lái)，便是液壓元件樣板。假設(shè)產(chǎn)品樣本與實(shí)物有出入，那么以實(shí)物為準(zhǔn)。 假設(shè)產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，那么樣板可按底板提供的尺寸來(lái)制作。假設(shè)沒(méi)有底板，那么要注意，有的樣本提供的是元件的俯視圖，做樣板時(shí)應(yīng)把產(chǎn)品樣本中的圖翻成180°。 2決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔P回油孔T泄露孔L(有時(shí)不用)及四個(gè)安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不小于壓力油孔。 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定。孔與孔之間的連

29、接孔即工藝孔用螺塞在集成塊外表堵死。 與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋。 3集成塊上液壓元件的布置。把制做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接板，那么樣板應(yīng)以連接板為準(zhǔn)。 電磁閥應(yīng)布置在集成塊的前后面上，要防止電磁閥兩端的電磁鐵與其它局部進(jìn)行相碰。液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為好?？椎老嗤ǖ囊簤涸M可能布置在同一水平面，或在直徑d的范圍內(nèi)，否那么要鉆垂直中間油孔，不通孔之間的最小壁厚h必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 液壓元件在水平面上的孔道假設(shè)與公共孔道相通，那么應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑d范圍內(nèi)，否那么要鉆中間孔道，集成塊前后與左

30、右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。 設(shè)計(jì)專用集成塊時(shí)，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm,以防止上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。 4集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要防止電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄露孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進(jìn)行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動(dòng)一段距離。溢流閥的先導(dǎo)局部可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。 5集成塊零件圖的繪制 集成塊的六個(gè)面都是加工面，其中有三個(gè)面要裝液壓元件，一個(gè)側(cè)面引出管

31、道。塊內(nèi)孔道縱橫交錯(cuò)，層次多，需要由多個(gè)視圖和23個(gè)剖視圖才能表達(dá)清楚。孔系的位置精度要求較高，因此尺寸公差及外表粗糙度應(yīng)標(biāo)注清楚，技術(shù)要求也應(yīng)予說(shuō)明。集成塊的視圖比擬復(fù)雜，視圖應(yīng)盡可能少用虛線表達(dá)。 為了便于檢查和裝配集成塊，應(yīng)把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置圖繪在旁邊。而且應(yīng)將各孔道編上號(hào)，列表說(shuō)明各個(gè)孔的尺寸深度以及與哪些孔相交等情況。第六章 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓站是由液壓油箱，液壓泵裝置及液壓控制裝置三大局部組成。液壓油箱裝有空氣濾清器，濾油器，液面指示器和清洗孔等。液壓站裝置包括不同類型的液壓泵，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其它們之間的聯(lián)軸器等，液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。

32、61 液壓站的結(jié)構(gòu)型式機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。1集中式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立于機(jī)床之外，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開(kāi)；缺點(diǎn)是液壓站增加了占地面積。2分散式 這種型式將機(jī)床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在機(jī)床的各處。例如，利用機(jī)床或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調(diào)節(jié)裝置放在便于操作的地方。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方便。同時(shí)供油裝置的振動(dòng)、液壓油的發(fā)熱都將對(duì)機(jī)床的工作精度產(chǎn)生不良影響，故較少采用，一般非標(biāo)設(shè)備不推薦使用。本次設(shè)計(jì)采用集中式。62

33、液壓泵的安裝方式液壓站裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式為立式和臥式兩種。1. 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)接的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。但安裝維修不方便，散熱條件不好。2. 臥式安裝 液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度不易保證?？紤]到維修，散熱等方面的要求。本設(shè)計(jì)中采用臥式聯(lián)接。 液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍的清潔油液，并對(duì)回油進(jìn)行冷卻，別離出所含的雜質(zhì)和氣泡。6.3.1 液壓油箱有效

34、容積確實(shí)定液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來(lái)考慮。液壓油箱的有效容量可概略地確定為： 系統(tǒng)類型低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)中高壓或大功率系統(tǒng)2457612根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，選擇的，所以此系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)，所以取： 式中 液壓油箱有效容量；液壓泵額定流量。參照?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?成大先P20-767鍛壓機(jī)械的油箱容積通常取為每分鐘流量的6-12倍。即： 取 應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那局部油液會(huì)因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過(guò)液壓油箱高度的80%。所以，實(shí)際油箱的體積為：6.3.2 液壓油箱的外形尺寸設(shè)計(jì) 液壓油

35、箱的有效面積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般設(shè)計(jì)尺寸比長(zhǎng)：寬：高為1：1：11：2：3。但有時(shí)為了提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大，本設(shè)計(jì)中的油箱根據(jù)液壓泵與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接方式的需要以及安裝其它液壓元件需要，選擇長(zhǎng)為1.5m,寬為1.1m，高為1.0m。6.3.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般的開(kāi)式油箱是用鋼板焊接而成的，大型的油箱那么是用型鋼作為骨架的，再在外表焊接鋼板。油箱的形狀一般是正方形或長(zhǎng)方形，為了便于清洗油箱內(nèi)壁及箱內(nèi)濾油器，油箱蓋板一般都是可拆裝的。設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)要求：1. 壁板：壁板厚度一般是34mm；容量大的油箱一般取46mm。本設(shè)計(jì)中取油

36、箱的壁厚為6mm。對(duì)于大容量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開(kāi)較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。2. 底板與底腳：底板應(yīng)比側(cè)板稍厚一些，底板應(yīng)有適當(dāng)傾斜以便排凈存油和清洗，液壓油箱底部應(yīng)做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳，底腳高度一般為150200mm，以利于通風(fēng)散熱及排出箱內(nèi)油液。一般采用型鋼來(lái)加工底腳。本設(shè)計(jì)中用的是槽鋼加工的。圖10所示為一般液壓油箱底面的構(gòu)造的五種情況，我們根據(jù)具體設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的需要來(lái)確定液壓油箱底面的構(gòu)造，根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，選了c型構(gòu)造。圖6.1：液壓油箱底部構(gòu)造的五種情況3. 頂板：頂板一般取得厚一些，為610mm，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)把泵、閥和電

37、動(dòng)機(jī)安裝在油箱頂部上時(shí)，頂板厚度選最大值10mm。頂板上的元件和部件的安裝面應(yīng)該經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，以保證安裝精度，同時(shí)為了減少機(jī)加工工作量，安裝面應(yīng)該用形狀和尺寸適當(dāng)?shù)暮皲摪搴附印?. 隔板：油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開(kāi)，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。隔板的安裝型式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的2/33/4。有時(shí)隔板可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過(guò)；在中部開(kāi)有較大的窗口并配上適當(dāng)面積的濾網(wǎng)，對(duì)油液進(jìn)行粗濾。5. 側(cè)板：側(cè)板厚度一般為3-4mm，側(cè)板四周頂部應(yīng)該加工成高出油箱頂板34

38、mm，為了使液壓元件的在工作等的情況下泄漏出來(lái)的油不至于灑落在地面上或操作者的身上，同時(shí)可以防止液壓油箱的頂板在潮濕的氣候中腐蝕?；赜凸芗拔凸転榱朔乐钩霈F(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應(yīng)布置在油箱最低液面50100mm以下，管口與箱底距離不應(yīng)小于2倍的管徑，防止吸入沉淀物。管口應(yīng)切成，切口面向箱壁，與箱壁之距離為3倍管徑?；赜凸艿某隹诮^對(duì)不允許放在液面以上。本設(shè)計(jì)的管口與箱底的距離為160mm，切口與箱壁的距離為250mm。6. 回油集管的考慮：?jiǎn)为?dú)設(shè)置回油管當(dāng)然是理想的，但不得已時(shí)那么應(yīng)使用回油集管。對(duì)溢流閥、順序閥等，應(yīng)注意合理設(shè)計(jì)回油集管，不要人為地施以背壓。7. 吸

39、油管： 吸油管前一般應(yīng)該設(shè)置濾油器，其精度為100200目的網(wǎng)式或線式隙式濾油器。濾油器要有足夠大的容量，防止阻力太大。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，防止吸油時(shí)卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動(dòng)油面，致使油中混入氣泡。8. 泄油油管的配置： 管子直徑和長(zhǎng)度要適當(dāng)，管口應(yīng)該在液面之上，以防止產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨(dú)配管為最好，盡量防止與回油管集流配管的方法。 9. 過(guò)濾網(wǎng)的配置：過(guò)濾網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開(kāi)，這樣液壓油可以經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾。過(guò)濾網(wǎng)通常使用50100目左右的金屬網(wǎng)。10. 濾油器： 濾油器的作用及過(guò)濾精度 液壓系統(tǒng)中的液

40、壓油經(jīng)?；煊须s質(zhì)，如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。密封材料碎片、油漆皮和 紗纖維。這些雜質(zhì)是造成液壓元件故障的額重要原因，它們會(huì)造成油泵、油馬達(dá)及閥類元件內(nèi)運(yùn)動(dòng)件和密封件的磨損和劃傷，閥芯卡死，小孔堵塞等故障，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。近年來(lái)對(duì)液壓油的污染控制已經(jīng)開(kāi)始引起人們的極大重視。為了便于隨時(shí)檢查和觀察箱內(nèi)液體液位的情況，應(yīng)該在油箱壁板的側(cè)面安裝液面指示器，指示最高、最低油位。液面指示器一般選用帶有溫度計(jì)的液面指示器。油箱頂板需要裝設(shè)空氣濾清器，對(duì)進(jìn)入油箱的空氣進(jìn)行過(guò)濾，防止大氣中的雜質(zhì)污染液壓油?？諝鉃V清器的過(guò)濾能力一般為油泵流量的兩倍，其過(guò)濾精度應(yīng)與液壓系統(tǒng)中最細(xì)的濾油器的精度相同。油箱內(nèi)部應(yīng)刷淺色的耐油油漆。以防止銹蝕。6.4.1 電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。1. 法蘭式 液壓泵安裝在法蘭上，法蘭再與帶法蘭盤(pán)的電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)與液壓泵依靠法蘭盤(pán)上的止口來(lái)保證同軸度。這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。2. 支架式 液壓泵直接裝在支架的止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再與帶底座的電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于保證同軸度比擬困難電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度。為了防止安裝誤差產(chǎn)生的振動(dòng)，常用帶有