升降臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).docx

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1、升降臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 升降臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 封愛(ài)成 學(xué) 號(hào)： 201215310108 指導(dǎo)教師： 李壘 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 完成日期： 年月日 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得棗莊學(xué)院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書(shū)而使用過(guò)的材料。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)

2、的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)位論文作者簽名：　　　　　　　日期　　　　　　　 指 導(dǎo) 教 師 簽 名：　　　　　　 日期　 　 　　　　　 目錄 摘要---------------------------------------------------------------4 Abstrack-----------------------------------------------------------5緒論-----------------------------------------------

3、----------------4 第1章 確定液壓系統(tǒng)方案 1.1確定基本回路 1.1.1卸荷回路的確定-----------------------------------------6 1.1.2調(diào)速回路的確定-----------------------------------------8 1.1.3保壓回路的確定-----------------------------------------10 1.2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的形式確定------------------------------------12 1.3液壓系統(tǒng)原理圖------------------

4、--------------------------13 第2章 設(shè)計(jì)選擇液壓元件、輔件 2.1確定液壓缸系數(shù) 2.1.1選擇系統(tǒng)初壓力-----------------------------------------13 2.2液壓缸輔助元件的計(jì)算和選擇--------------------------------14 2.3油箱的設(shè)計(jì) 2.3.1油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)-----------------------------------------15 2.3.2油箱容積計(jì)算-------------------

5、------------------------16 2.4其他元、輔件的選擇 2.4.1吸油濾油器--------------------------------------------16 2.4.2選擇濾油器的基本要求----------------------------------16 2.4.3溢流閥的選擇------------------------------------------16 2.4.4單向節(jié)流閥的選擇--------------------------------------17

6、2.4.5液控單向閥的選擇--------------------------------------17 2.5液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 2.5.1壓力損失的計(jì)算----------------------------------------17 2.5.2效率的計(jì)算--------------------------------------------18 2.5.3系統(tǒng)發(fā)熱與溫度計(jì)算------------------------------------18 2.5.3液壓系統(tǒng)的一般使用與維護(hù)------------------------------18 第3章 結(jié)論--

7、-----------------------------------------------------19 致謝 19 摘要 液壓傳動(dòng)在傳送過(guò)程中既能實(shí)現(xiàn)無(wú)極變素又調(diào)速方便，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件數(shù)目，使生產(chǎn)成本大大降低。近年來(lái)液壓技術(shù)又與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，使其控制變得越發(fā)簡(jiǎn)單，其眾多優(yōu)點(diǎn)收到了人們的歡迎。液壓系統(tǒng)中始終充滿(mǎn)油液，能對(duì)各部件起到冷卻和潤(rùn)滑作用、降低摩擦，能輕松實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 液壓升降臺(tái)升降平穩(wěn)、安全可靠、操作簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)流水線和倉(cāng)庫(kù)貨物的升降。這套設(shè)備主要用于舉升重物，設(shè)它的舉升高度為1米，舉升重量為一噸

8、，升降臺(tái)升降速度0.02m/S。主要靠?jī)蓚€(gè)雙作用液壓缸推動(dòng)“X“型架帶動(dòng)上板來(lái)實(shí)現(xiàn)。在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，調(diào)速回來(lái)我選擇了進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速，卸荷回路選擇了使用二位二通電磁換向閥的卸荷回路，保壓回路我選自了用液控單向閥的保壓回路。在確定了各種回路之后， 考慮到所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單和散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)決定把傳動(dòng)系統(tǒng)定為開(kāi)式系統(tǒng)，其后又對(duì)液壓元件及其輔件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、選擇 、校核。經(jīng)計(jì)算后液壓缸選定為45毫米的液壓缸，液壓泵選定為輪輪泵。在確定泵后，對(duì)其他的元件及輔件進(jìn)行了合理的選擇。 關(guān)鍵詞：液壓；升降臺(tái)；平穩(wěn)可靠

9、 Abstract The hydraulic transmission is originated in the west of a kind of advanced technology, in the process of transmitting both can realize the infinite variable and speed regulation, convenient and simplify the mechanical structure and number of parts, lower the production cost greatly. H

10、ydraulic technology in recent years and combined with automatic control technology, make its control become more simple, its many advantages received the welcome of people. Always full of oil in the hydraulic system, can to parts cooling and lubrication, reduce friction, can easily achieve overload

11、protection. Hydraulic lifting platform lift smooth, safe and reliable, simple operation, widely used in the production line and warehouse the goods lift. This equipment is mainly used for lifting heavy weights, set its lifting height is 1 m, lifting weight for a tonne, mainly by two double-acting h

12、ydraulic cylinder pushing "X" type rack drive the upper plate. In the process of the design of the hydraulic system, first has carried on the overall scheme design, speed back I chose inlet throttling control of motor speed, unloading loop chose to use two two-way electromagnetic directional valve o

13、f unloading loop, pressure maintaining circuit I selected from the use of hydraulic controlled check valve pressure loop. After determine the various circuits, I consider that I design the system of the advantages of simple and cooling conditions good decided to drive system as the open system, then

14、 on the auxiliary hydraulic components and parts design, selection, respectively. After calculating the hydraulic cylinder is selected for 45 mm hydraulic cylinder, hydraulic pump selected for rounds of pump. After determining the pump, other auxiliary components and parts for the reasonable choice.

15、 緒論 液壓傳動(dòng)能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、調(diào)速方使。液壓傳動(dòng)簡(jiǎn)化了機(jī)器結(jié)構(gòu)，減少了零件的數(shù)目。由于系統(tǒng)充滿(mǎn)了油液，對(duì)各液壓件有潤(rùn)滑和冷卻的作用，使之不易磨損 ,由山于容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，因而壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣。 液壓升降平臺(tái)由于升降平穩(wěn)、安全可靠、操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，被廣泛應(yīng)用于幾生產(chǎn)流水線和倉(cāng)庫(kù)、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運(yùn)送;物料上線、下線;工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度;高處給料機(jī)送料;大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升;大型機(jī)床上料、下料;倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車(chē)等搬運(yùn)車(chē)輛配套進(jìn)行貨物快速裝卻等。因

16、此，對(duì)于液壓升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究具有重要意義。 我國(guó)液壓、氣動(dòng)和密封工業(yè)雖取得很大的進(jìn)步，但與主機(jī)發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距，主要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。以液壓產(chǎn)品為例，產(chǎn)品品種只有國(guó)外的1/3，壽命為國(guó)外的1/2。為了滿(mǎn)足重點(diǎn)主機(jī)、進(jìn)口主機(jī)以及重大技術(shù)裝備的需要，每年都有大量的液壓、氣動(dòng)和密封產(chǎn)品進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)及有關(guān)資料分析，1998年液壓、氣動(dòng)和密封件產(chǎn)品的進(jìn)口額約2億美元，其中液壓約1.4億美元，氣動(dòng)近0.3億美元，密封約0.3億美元，比1997年稍有下降。按余額計(jì)，目前進(jìn)口產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約為30%。1998年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)液壓件需求總員約600萬(wàn)件

17、，銷(xiāo)竹總額近40億元;氣動(dòng)件需求總量約500萬(wàn)件，銷(xiāo)售總額7億多元；密封件需求總量約11億件，銷(xiāo)售總額約13億元。 社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，機(jī)電一體化，高可靠性等是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)竟?fàn)幨欠袢俚年P(guān)鍵。為了適應(yīng)這些目標(biāo)和滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，現(xiàn)代液壓氣動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展呈如下主要趨勢(shì)。 〔1〕 減少能耗，充分利用能量 液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，己取得很大進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失失。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失

18、，必須解決下面幾個(gè)問(wèn)題; ①減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi)部流道的壓力損失，采用集成化回路和鑄造流道，可減少管道損失，同時(shí)還可減少漏油損失。 ②減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量避免采用節(jié)流系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)流量和壓力。 ③采用靜壓技術(shù)，新型密封材料，減少磨擦損失。 ④發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。 ⑤改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。 ⑥為及時(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng)，防止污染對(duì)系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響，必須發(fā)展新的污染檢測(cè)方法，對(duì)污染進(jìn)行在線測(cè)量，要及時(shí)調(diào)整，不允

19、許滯后，以免由于處理不及時(shí)而造成損失。 （2）主動(dòng)維護(hù) 液壓系統(tǒng)維護(hù)己從過(guò)去簡(jiǎn)單的故障拆修。發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)。預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事件的發(fā)展。 要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)敵障診斷方法的研究，當(dāng)前，憑有經(jīng)驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感官和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)看、聽(tīng)、觸、測(cè)等判斷找故障己不適于現(xiàn)代不業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專(zhuān)家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專(zhuān)家的知識(shí)，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫(kù)中知識(shí)，用推理機(jī)中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預(yù)防措施、要

20、進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)通用工具軟件，對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。另外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自潤(rùn)滑、自校正，在故障發(fā)生之前，進(jìn)市性補(bǔ)償。這是液壓行業(yè)努力的方向。 （3）機(jī)電一體化 電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動(dòng)向如： ①發(fā)展和計(jì)算機(jī)直接接口的功耗為5mA以下電磁側(cè)，以及用于脈寬調(diào)制系統(tǒng)的高頻電磁閥

21、〔小于3mS)等。 ②液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷，由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格降低，監(jiān)控系統(tǒng)，包括集中監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展。 ③計(jì)算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)化，特別對(duì)高精度、“高級(jí)”系統(tǒng)更有此要求。 ④由電了直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓泵，采用通用化控制機(jī)構(gòu)也是今后需要探討的問(wèn)題，液壓產(chǎn)品機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展。 液壓元件由于制造精度高，因而造價(jià)相對(duì)于機(jī)械零件要求，為了做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，在選擇液壓元件時(shí)，盡量以國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品代替國(guó)外產(chǎn)品。比如電磁換向閥，我選擇了沈陽(yáng)液壓件廠的產(chǎn)品，并且有直流電源和交流電源兩種，我選擇了交流電源。因

22、為，雖然用直流電源，電磁換向閥如果卡位，電磁塊不至于被燒壞。但配置一套直流電源的價(jià)格遠(yuǎn)比一個(gè)電磁塊的價(jià)格高，況且電磁閥被卡住的情況也是偶而的。權(quán)衡了一下還是選擇了交流電池。同理，在一些產(chǎn)品性能不相上下時(shí)，我盡量選用了沈陽(yáng)液壓件廠的產(chǎn)品。這樣使用時(shí)避免了一些不必要的麻煩。 選擇剪式的機(jī)構(gòu)圖 圖1 1、上板 2、“X”型架 3、軌道 第1章 確定液壓系統(tǒng)方案 液壓系統(tǒng)方案的確定是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目的是選擇回路，并把各個(gè)回路組成系統(tǒng)，以便確定原理。 理論課上，我們知道任任何復(fù)雜的液壓系統(tǒng)都是由一些簡(jiǎn)單的基本回路

23、構(gòu)的。液壓元件又組成了基本的回路。所以根據(jù)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求和性能特點(diǎn)選取液壓元件組成液壓系統(tǒng)。 本次設(shè)計(jì)設(shè)定舉升高度為一米，原始高度為0.6米，舉升重量為1噸。系統(tǒng)必須能完成舉升動(dòng)作并達(dá)到以上要求，還得考慮效率以及經(jīng)濟(jì)上的一些問(wèn)題。 1.1確定基本回路 1.1.1卸荷回路 卸荷回路的作用是在電動(dòng)機(jī)不熄火的情況下使液壓油卸荷，即泵輸出的液壓油以最低壓力回油箱。 卸荷回路主要有以下幾種： 采用換向閥的卸荷回路，如圖2?；蛴萌凰耐〒Q向閥中位M型〔或H，K型) 滑閥機(jī)能，或在液壓泵出口旁路接二位二通閥，使液壓泵輸出的油液流回油箱，液壓泵卸荷（P=2.5Mpa,Qp≤40L/min )的

24、液壓系統(tǒng)，高壓大流量系統(tǒng)用換向閥卸荷 圖2 1、二位二通換向閥 2、溢流閥 3、液壓泵 圖3 1、二位二通換向閥 2、先導(dǎo)式溢流閥 3、液壓泵 圖4 1、液壓缸 2、液控單向閥 3、二位四通換向閥 4、溢流閥 5、液壓泵 溢流閥的卸荷回路，如圖3。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥2擰制管路通過(guò)二位二通電磁換向閥接回油箱時(shí)，液壓泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱。實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷。工作過(guò)程中流量變化較大的液壓系統(tǒng)，采用雙連泵供油。 利用特殊結(jié)構(gòu)的液壓缸使泵卸荷的回路，如圖4。在液壓缸活塞向左運(yùn)動(dòng)返回終點(diǎn)時(shí)，缸體上帶單向閥的

25、旁通油口開(kāi)啟，液壓泵的油液從液壓缸的有桿腔經(jīng)過(guò)此油口流回油箱，液壓泵卸荷。在設(shè)計(jì)中選擇了第一種卸荷方式，因?yàn)楣策m用于低壓小流量的液壓系統(tǒng)，并且比較簡(jiǎn)單。 1.1.2調(diào)速回路的確定 液壓調(diào)速分為節(jié)流調(diào)速，容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速三種方式、節(jié)流調(diào)速，容積節(jié)流調(diào)速只能用于開(kāi)式系統(tǒng)。容積調(diào)速多用于閉式系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)簡(jiǎn)單，固采用開(kāi)式系統(tǒng)，具體原因以后在述。 節(jié)流調(diào)速回路，由流量控制閻，溢流閥，定量泵和執(zhí)行元件等組成。它通過(guò)改變流量控制閥的通流面積，控制和調(diào)節(jié)流入和流出執(zhí)行元件的流量，達(dá)到調(diào)速的目的。這種調(diào)速回路其有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低，使用維護(hù)方便，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大等優(yōu)點(diǎn).。

26、但它能量損失大，效率低，一般用于功率不大的場(chǎng)合。 由于流量控制閥在回路中的按放位置的不同，節(jié)流調(diào)速回路有進(jìn)日節(jié)流式，出口節(jié)流式，旁路節(jié)流式和進(jìn)出口同時(shí)節(jié)流式幾種節(jié)流形式。 1)進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路 為使油液通過(guò)節(jié)流閥流入液壓缸，液壓泵的工作壓力P必須大于P1，節(jié)流閥的壓差在工作中或因負(fù)載變化或因其他的改變，要在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)。 其設(shè)定值一般為?P1=0.2~0.3Mpa。 圖5 1、液壓缸 2、液壓泵 3、節(jié)流閥 4、溢流閥 2)出口節(jié)流調(diào)速回路 這種調(diào)速回路是將節(jié)流閥置在回油路上，用它來(lái)控制油腔流出的油量，因而也就控制了進(jìn)入液壓缸的流量，從而也

27、就控制了液壓缸的速度。 3)旁路節(jié)流調(diào)速回路 如圖6，這種調(diào)速回路是把節(jié)流閥放在與液壓缸相并聯(lián)的支路上。節(jié)流閥在調(diào)節(jié)流量的同時(shí)、起溢出多余流量的作用?；芈分幸缌鏖y起安全閥作用。 1)當(dāng)節(jié)流面積一定時(shí)，負(fù)載越大，速度剛性越大: 2)當(dāng)負(fù)載不變時(shí)，節(jié)流閥通流面積越小，即速度越大，速度剛性越大; 3)當(dāng)活塞面積變大時(shí)，減小節(jié)流閥指數(shù)和泄露系數(shù)均可提高速度剛性。 圖6 1、溢流閥 2、液壓缸 3、液壓泵 4、節(jié)流閥 4)容積節(jié)流調(diào)速回路 容積節(jié)流調(diào)速回路是利用變量泵和節(jié)流閥合而成的一種調(diào)速回路。它保留了容積調(diào)速回路無(wú)溢流損失、效率高和發(fā)熱少的長(zhǎng)處。 綜合

28、以上調(diào)速回路的特點(diǎn)，我選擇了進(jìn)口調(diào)速回路。 1.1.3保壓回路的確定 有些機(jī)械回程時(shí)如釋放過(guò)快，將引起液壓系統(tǒng)劇烈的沖擊、震動(dòng)和噪聲，甚至導(dǎo)致管路和閥門(mén)的破裂。保壓回路就這樣產(chǎn)生了。 保壓回路有以下幾種: 1）用液控單向閥的保壓回路 在液壓缸無(wú)桿腔油路上接入一個(gè)液控單向閥，利用單向閥錐形閥座的密封性能實(shí)現(xiàn)保壓。一般在20Mpa工作壓力下保壓10min。 圖7 1、液控單向閥 2、三位四通電磁換向閥 3、液壓泵 4、液壓缸 2)用輔助液壓泵保壓回路 在回路中增設(shè)一臺(tái)輔助液壓泵。當(dāng)液壓缸加壓完畢要求保壓時(shí)，由壓力繼電器發(fā)出電訊號(hào)，使

29、輔助液壓泵供油，維持系統(tǒng)壓力不變。 3)用蓄能器的保壓回路 用重錘式蓄能器在保壓過(guò)程中向a點(diǎn)供油、保壓時(shí)，蓄能器充入高壓油， 重錘上升,觸及限位開(kāi)關(guān)時(shí)，使電液換向閥的電磁鐵1Y斷電，主液壓泵卸荷， 以后由蓄能器保持系統(tǒng)壓力。此種保壓回路壓力液動(dòng)小，不超過(guò)0. 1—0.2Mpa。 圖8 1、蓄能器 2、流量閥 3、液控單向閥 4、三位四通電磁換向閥 5、液壓泵 6、液壓缸 綜上所述，我選用了第一種用液控單向閥的保壓路。 1.2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的形式確定 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。 開(kāi)式系統(tǒng)中，油泵自油箱吸油，供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，低壓油

30、直接返回油箱，有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)。 閉式系統(tǒng)中油泵進(jìn)油管直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的排油管相連通，形成一個(gè)閉合回路。為了補(bǔ)償系統(tǒng)中泄露損失，還需有一個(gè)輔助供油泵，其優(yōu)點(diǎn)是： 1）油箱所需容積小; 2）無(wú)論是高壓管路還是低壓管路都有一定壓力。因此空氣難進(jìn)入，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn); 3)系統(tǒng)中采用變量軸向柱塞泵，一般不需要換向閥來(lái)改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向，減少了換向時(shí)的沖擊。 綜合以上傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)我選用開(kāi)式系統(tǒng)。 1.3液壓系統(tǒng)原理圖 在以上基本回路確定的基礎(chǔ)上，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，如圖9 圖9 1、液壓缸 2、卸荷 3、保壓 4、調(diào)速 5、溢流閥

31、 6、液壓泵 7、濾油器 第2章 設(shè)計(jì)、選擇液壓元件、輔件 2.1液壓缸的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)壓力選定是否合理直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定情況下，若選取的系統(tǒng)壓力過(guò)低，則液壓元件輔件的尺寸、重量就增加，系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)增加；若系統(tǒng)壓力選的較高，則液壓設(shè)備的重童、尺寸和造價(jià)會(huì)相對(duì)較低。由于造液壓元件、輔件的材料、密封、制造精度等要求的提高，反而會(huì)增大或增加液壓設(shè)備的尺寸、重量和造價(jià)、其系統(tǒng)效率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)下降。 根據(jù)所要設(shè)計(jì)的機(jī)器的特點(diǎn)，并參照有關(guān)資料【1】，初選系統(tǒng)工作壓力P=10Mpa，?=90%，工作壓力F選2500N。 計(jì)算液壓缸尺寸：

32、 活塞面積A=Fηp=2.78*10-3m2 液壓缸內(nèi)徑D=5.89cm 查GB/T 2348-1993得液壓缸的內(nèi)徑為63mm，外徑為76mm。 桿徑比d/D，一般按下述原則?。? 當(dāng)下舌塞桿受拉時(shí)，一般選取d/D=0.3~0.5..當(dāng)活塞桿手壓時(shí)，一般選取d/D=0.5~0.7。 所以本設(shè)計(jì)取d/D=0.7，即d=0.7D=44mm， 取活塞桿直徑為45mm。 無(wú)桿腔面積A1=πD2/4=38.465cm2 有桿腔面積A2=π（D2-d2）/4=19.6cm2 2.2液壓泵的選取 液壓缸所需流量為 q=2Av=2πD2v *1/4 A液壓缸內(nèi)徑，v液壓缸運(yùn)動(dòng)速度

33、 液壓缸所需流量q=7.48L/min。 查表選取齒輪泵CB3-10。理論排量10ml/r，理論排量19ml/r,額定流量qn=14.5L/min，總效率?=80%。 電動(dòng)機(jī)最大功率P=pq/?。 P為系統(tǒng)壓力，q為液壓泵額定流量，?為總效率 電機(jī)最大功率P=3.02KW 取電動(dòng)機(jī)Y112M-4型；額定功率4KW,功率84.55%。 2.3其他元件的計(jì)算及選擇 根據(jù)齒輪泵的額定流量14.5L/mi n查表（JB827-66）。根據(jù)推薦管路通過(guò)流量為25L/min的管徑為8mm管路通過(guò)6.3L/min的管徑為5.6mm所以選取公直徑D=8mm的鋼管，鋼管外徑為10mm，管接頭連接螺

34、紋M10*1.5。 2.3.1管接頭的類(lèi)型 管接頭按材料可分為金屬管接頭、軟管接頭和快速接頭。通常選用金屬管接頭。金屬管接頭又可分為擴(kuò)口式管接頭、卡套式管接頭、焊接式管接頭、球面焊式管接頭。各管接頭的特點(diǎn)如下: 擴(kuò)口式管接頭:利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需其他密封件;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用十薄管連接，工作壓力<8Mpa。 卡套式管接頭:利用卡套變形卡住管子進(jìn)行密封，裝拆方便，但對(duì)管尺寸精度要求較高，工作壓力<31.5Mpa。 焊接式管接頭:利用“O”型密封圈端面密封，連接牢固可靠，對(duì)管了尺寸精度要求不高。管壁要求較厚，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力≤31.5Mpa。 球面焊接式管接頭:利用球

35、面進(jìn)行密封，不需要其它密封件。但加工精度要求較高，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力全≤35Mpa。 根據(jù)以以上介紹的各種管接頭的特點(diǎn)，我選擇了焊接式管接頭，因?yàn)樗奶攸c(diǎn)更適合十我所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。 2.3.2吸油濾油器 濾油器有以下幾種形式、用途特性如下 1）網(wǎng)式濾油器裝在油泵吸油管上，可以保護(hù)油泵。特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力大，過(guò)濾效果差; 2)線隙式濾油器過(guò)濾材料強(qiáng)度低，一般用于低壓系統(tǒng)，特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果較好，通油能力大，但不易清洗; 3)紙芯濾油器用于油的粗過(guò)濾，最好與其它濾油器聯(lián)合使用，特性為過(guò)濾效果好，精度高，但易阻塞，無(wú)法清洗，需要換紙蕊; 4）燒結(jié)式濾油器用于特別要求過(guò)濾

36、質(zhì)量的液壓系統(tǒng)中，最好與其它濾汕器合用，特性是能在高溫下工作與承受較高壓力，抗腐濁能力強(qiáng)，制造簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定; 5）磁式濾油器用于濾清帶磁性鐵屑.與磨料，特性是效果好，維護(hù)復(fù)雜; 6)片式濾油器用于一般過(guò)濾，特性為強(qiáng)度大，不易損壞.通油能力大。 選擇濾油器的基本要求 (1)過(guò)濾精度滿(mǎn)足要求; （2）能力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求; （3)濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不至于因油液壓力而破壞; （4）在一定溫度下，有一定的耐久性: (5)能抵抗濾油的侵蝕; (6)容易清洗和更換濾芯; （7）價(jià)錢(qián)低廉。 因此我選的濾油器為XV-40*180j。 2.3.3溢流閥的選擇 由于系統(tǒng)壓力為10

37、Mpa，流量為14.5L/min。所以我選擇了自動(dòng)式溢流閥型號(hào)為DBDS6P10。 壓力表開(kāi)關(guān)選擇 由于是板式連接，系統(tǒng)管道公稱(chēng)直牡8mm。所以我選擇了型號(hào)為KF-L8/12E的壓力表開(kāi)關(guān)。 單向節(jié)流閥 單向節(jié)流閥選管式，根據(jù)管路公稱(chēng)直徑、流量，我選擇了型號(hào)為MK8G10/V的單向節(jié)流閥。 2.3.4單向節(jié)流閥的選擇 單向節(jié)流閥選擇管式的，根據(jù)公稱(chēng)直徑、流量我選擇了型號(hào)為MK8G10/ V的單向節(jié)流閥。 2.3.5液控單向閥的選擇 選擇液控單向閥為SV10PB120型 2.4油箱的設(shè)計(jì) 油箱的作用是儲(chǔ)油、散發(fā)油的熱量、沉淀油的雜質(zhì)和使油中的氣泡上浮釋出;有時(shí)油箱蓋還

38、可以用作油泵裝置和其它液壓元件的底板。 2.4.1油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）油箱必須有足夠大的容積以滿(mǎn)足散熱、容納停機(jī)時(shí)因重力作用而返回油箱的油液操作時(shí)油面保持適當(dāng)高度的要求; (2)油箱底部做成適當(dāng)?shù)男倍?，并設(shè)放油塞; (3)從構(gòu)造上應(yīng)考慮清洗換油方使，應(yīng)設(shè)置人孔，使于清洗污物; （4)箱壁上需裝油面指示器，油箱并裝上溫度計(jì); （5）油箱上應(yīng)有帶空氣濾清器的通氣孔，有時(shí)注油孔和通氣孔可兼用; （6)吸油管和回油管應(yīng)盡量遠(yuǎn)隔開(kāi)，吸油管離箱底的距離H ≥ 2D(管徑)。距箱邊不小于3D,回油管插入最低油面以下，防止回油時(shí)帶入空氣。距箱底≥2d(管徑); （7）為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)

39、壁應(yīng)用好的耐油涂料。 綜合以上的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，我設(shè)計(jì)我的油箱，但由于機(jī)器工作不頻繁，所以沒(méi)有 設(shè)設(shè)計(jì)溫度計(jì)，少設(shè)計(jì)了兩個(gè)隔板。 1、吸油管 2、空氣閥 3、回油管 4、上蓋 5、油面指示器 6、擋板 7、放油閥 8、過(guò)濾器 2.4.2油箱容積計(jì)算 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容積:V=(3-5) qb=3*14.5=43.5L我所設(shè)計(jì)的油箱設(shè)有冷卻器，在這種情況下，油箱的長(zhǎng):寬:高為1:1:1到1:2:3.油面達(dá)到油箱高度的80%。油箱的長(zhǎng)為370mm,寬為365mm高為320mm 。 2.5液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 2.5.1壓力損失的計(jì)算 l)判斷流動(dòng)狀態(tài)

40、 由雷諾系數(shù)Re=vd/?=4Q/3.14dr可知，在油液粘度一定的條件下，Re大小與q成正比，與管道的內(nèi)徑成反比。 缸的所需流量為7.48L/min,管了公稱(chēng)直徑d為8mm ,粘度 ?=4.510-5所以 Re=4q/πd?=814 由于累諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)2000，由此可推論出各工況下的進(jìn)、回油路中油液的狀態(tài)為層流。 2)計(jì)算沿程壓力損失 設(shè)系統(tǒng)采用N32液壓油，室溫為20度時(shí)?=4.5*10-5，進(jìn)、回油管長(zhǎng)均為2m，液壓油的密度為ρ=890kg/m3 ?P=λv2ρ/2d λ=75/Re v=4q/πd2 帶入公式計(jì)算為：?P=150ρ?lq/πd4=0.

41、45Mpa 3)局部壓力損失的計(jì)算 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過(guò)液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的10%；后者與通過(guò)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?pn，則當(dāng)通過(guò)閥的流量為q時(shí)的閥的壓力損失?pv為?pv=?pn(qqn)2。本設(shè)計(jì)里通過(guò)閥的最大流量為14.5l/min，所以通過(guò)整個(gè)閥的壓力損g失很小，且可忽略不計(jì)。所以局部壓力損失?pv=0.045Mpa。 4）壓力損失?p=0.495Mpa 2.5.2效率的計(jì)算 ?=p1q1ppqp p1實(shí)際工作壓力 q1實(shí)際工作流量 pp理論壓力

42、qp理論流量 工作效率?=60% ?總=0.8*0.8455*0.6=0.406 2.5.2系統(tǒng)發(fā)熱與溫度計(jì)算 升降平臺(tái)上升升速度0.02m/s，上升時(shí)間t=1/0.02=50s查手冊(cè)得最高溫度75度 泵所做的功率P=pq P為工作壓力 q為理論流量 泵所做功P為3021W 液壓缸的功率P=Fv F為工作負(fù)載 V液壓缸運(yùn)動(dòng)速度 液壓泵所做功P為100W 功率損失?P=2921w ?t=ΔP(1-η)/KρCp Cp為液壓油比熱，kJ/kg 取2.15 ρ為液壓油容重，kg/L取0.89kg/L 總效率為η=0.66 K為補(bǔ)油系數(shù)，一般在0.15～0.

43、25之間，為了安全取最小0.15 ?t=23.5 經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)發(fā)熱溫度為23.5度符合要求。 2.5.3液壓系統(tǒng)的一般使用和維護(hù) 1）油箱中的液壓油經(jīng)常保持正常油面。配管和油缸容量很大時(shí)，最初應(yīng)放入足夠數(shù)量的油。在啟動(dòng)之后，山于油進(jìn)入管道和油缸，油面會(huì)下降，甚至使濾油器露出油面。因此必須再一次補(bǔ)油。再使用過(guò)程中，還會(huì)經(jīng)常發(fā)生泄露，應(yīng)該在油箱外設(shè)置液位計(jì)，以便以后經(jīng)常觀察和補(bǔ)油。 2)液壓汕應(yīng)該經(jīng)常保持清潔，檢查油的清潔應(yīng)經(jīng)常與檢查油面同時(shí)進(jìn)行。 （1）油桶上不要積壓雨水和塵土，也不要直接放在地上； （2）在進(jìn)行擦拭的時(shí)候不要讓屑類(lèi)落入油中； （3）油箱要經(jīng)常清洗，在灌油

44、時(shí)應(yīng)通過(guò)120目以上的濾油器； （4）洗滌配管，一般應(yīng)先用透平油清洗4-5小時(shí)，然后用與使用油相同的油清洗4-5個(gè)小時(shí)； （5）最好不使用銅管作為液壓系統(tǒng)的配管，一定要使用時(shí)可放在油中浸24小時(shí)以上，使生成不治性的薄膜再使用。 （6）油需要經(jīng)常跟換和檢查，避免高溫。 第3章 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我又學(xué)習(xí)了很多的知識(shí)，并且把我在這四年中學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次融會(huì)貫通，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、液壓傳動(dòng)、機(jī)電一體化和工程制圖等專(zhuān)業(yè)知識(shí)又進(jìn)行了一次系統(tǒng)的理解和掌握，讓我充分的了解了它們之間的聯(lián)系。有機(jī)的

45、掌握了完成一次設(shè)一計(jì)所需要的各個(gè)方面的知識(shí) 致謝 在長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的機(jī)體設(shè)計(jì)和說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)的過(guò)程中，我綜合運(yùn)用了大學(xué)兩年所學(xué)過(guò)的課堂知識(shí)，該次畢業(yè)設(shè)計(jì)提高了我對(duì)問(wèn)題分析、綜合和歸納的能力。在設(shè)計(jì)、計(jì)算的過(guò)程中，我曾遇到了各種問(wèn)題和困難，正是通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題和困難的逐項(xiàng)排除和解決，因而提高了我對(duì)問(wèn)題和困難解決的實(shí)際能力。 在此衷心感謝我的指導(dǎo)老師——機(jī)電工程學(xué)院李壘老師，感謝她對(duì)我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的方案的確定、相關(guān)資料的查找、機(jī)體設(shè)計(jì)、論文撰寫(xiě)以及答辯等多方面所給予的幫助和指導(dǎo)。老師給我確定畢業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)與方向，使我對(duì)振動(dòng)磨有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和了解，并圓滿(mǎn)地完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。感謝同組的同學(xué)，他們與我友好協(xié)作，共同討論所遇到的問(wèn)題，使我順利完成該設(shè)計(jì)。 最后，衷心感謝所有曾給予我指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)們，他們的幫助使本設(shè)計(jì)能順利完成。由于時(shí)間倉(cāng)促，而且本人水平有限，論文中難免存在一些缺陷和不足，懇請(qǐng)老師和同學(xué)批評(píng)指正。