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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章液壓傳動技術 1 第一章 液壓傳動技術 液壓傳動也被稱為流體傳動 它是主要使用的液體壓力能傳輸流體 它是基于 流體靜壓變速器 17 世紀帕斯卡提出并開發(fā)了一種新技術的原理 它被廣泛應用于工 業(yè)和農業(yè)生產(chǎn)技術 今天 液壓傳動技術水平已成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的 重要標志 1 1 液壓傳動技術的發(fā)展 1795 英國約瑟夫 布拉曼 約瑟夫 布拉曼 1749 年至 1814 年 以水為工 作介質在倫敦 在液壓機的形式將其應用于工業(yè) 是世界上第一個液壓機的誕生 在 1905 年以水作為介質 而不是石油 并進一步提高 第一次世界大戰(zhàn) 1914 1918 后液壓傳動廣泛使用 尤其是 1920 年以后 發(fā)展 更為迅速 周圍的 19 世紀末和 20 世紀初 20 年來 液壓元件開始進入生產(chǎn)行業(yè)的 正式階段 1925 年維克斯 F Vikers 發(fā)明了壓力平衡式葉片泵 奠定了基礎 逐步建立現(xiàn)代工業(yè)液壓元件和液壓驅動 20 世紀初康斯坦丁 Nueske G Constantimsco 的能量轉移理論和實踐的研究在 1910 年進行了液壓傳 動 液力偶合器 液力變矩器等 的波動貢獻 這樣的發(fā)展這兩個領域 第二次世界大戰(zhàn) 1941 1945 期間 在美國的液壓驅動機床應用 30 應該指 出 日本液壓傳動比歐洲和其他國家的發(fā)展近 20 年晚 1955 年以后 液壓傳動日 本在 1956 年的快速發(fā)展確立了 液壓工業(yè)會 在過去的 20 到 30 年間 日本液壓 傳動 處于世界領先地位的快速發(fā)展 1 2 液壓傳動技術的基本原理及應用 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章液壓傳動技術 2 液壓傳動的基本原理是在密閉容器中 它使用了油的壓力作為工作介質實現(xiàn)能 量轉換和傳遞動力 其中液體被稱為工作介質 通常是礦物油等 其作用和機械傳 動皮帶 鏈和齒輪組件是類似的 在液壓傳動 液壓缸是最簡單和相對完整的液壓 驅動系統(tǒng)之一 分析其工作過程中 我們可以清楚地了解液壓傳動的基本原則 液壓傳動具有許多突出的優(yōu)點 因此被廣泛應用 如普通工程 與洪水土木水 利工程 工業(yè)用的塑料加工機械 壓力機械和機床 移動機械在工程機械 建筑機械 農業(yè)機械 汽車等 鋼鐵工業(yè)冶金機械 起重設備 軋輥調整裝置門和壩系 病床電 梯 橋梁和其他控制機制 電廠渦輪機控制設備 核電廠等 船舶甲板起重設備 絞 車 船頭門 艙壁閥 船尾推進器 使用特殊的技術巨頭天線控制單元 測量浮標 升降旋轉舞臺等 火炮手軍工用 船舶減搖裝置 模擬飛機 飛機起落架和方向舵控 制裝置等設備 1 3 液壓傳動系統(tǒng)的組成 液壓傳動系統(tǒng)的組成 動力元件 油泵 致動器 汽缸或液壓馬達 控制 元件 各種閥 輔助元件和工作介質等五組分 1 動力元件 油泵 它的作用是利用液體原動機的機械能轉換成液壓能 液壓傳動功率段 2 致動器 汽缸或液壓馬達 它是將液體的液壓能轉換成機械能 其中 油 缸做直線運動 馬達做旋轉運動 3 控制元件 包括壓力閥 流量閥和方向閥 它們的作用是必要的無級調節(jié)的 動機的速度 并在液壓系統(tǒng)中的工作流體的壓力 調節(jié)流速和流量控制 4 輔助元件 除了這三部分比其他元素 包括壓力計 油過濾器 能量存儲設 備 冷卻器和其他配件和油箱 它們也同樣重要 5 工作介質 工作介質是指所有類型的液壓傳動液壓油或乳化液 其通過泵 和液體動機實現(xiàn)能量轉換 1 4 液壓傳動的優(yōu)缺點 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章液壓傳動技術 3 1 4 1 液壓傳動的優(yōu)點 液壓傳動的主要優(yōu)點有 1 體積小 重量輕 例如 10 至 20 重量 的液壓馬達的動力的只用電動 機 因此 慣性力小的時候 突然超載或停止 不會發(fā)生很大的影響 2 自動順利調節(jié)在給定范圍拉伸速度內 并且使無級變速和速度范圍可達 1 2000 通常為 1 100 3 換向容易 在不改變所述電動機殼體的旋轉方向 就可以更容易地實現(xiàn)轉 換機構用于旋轉和往復運動 4 泵和液壓馬達與彼此連接在空間布局中的管道之間沒有嚴格限制 5 作為油的結果為工作介質之間 表面元件的相對運動可以是自潤滑性 低 磨損 使用壽命長 6 操縱控制簡便 自動化程度高 7 易于實現(xiàn)過載保護 8 液壓元件實現(xiàn)了標準化 系列化 通用化 便于設計 制造和使用 1 4 2 液壓傳動的缺點 液壓傳動的主要缺點有 1 采用液壓傳動的維修要求高 工作油應經(jīng)常保持清潔 2 液壓元件 制造精度高 工藝復雜 成本高 3 液壓元件的維護更為復雜 需要更高的技術水平 4 液力傳動油的溫度變化 這將影響其工作的穩(wěn)定性更為敏感 因此 液壓 傳動不宜在高溫或低溫 一般工作溫度在 15 60 比較合適的范圍 5 液壓流體的能量轉換過程中 特別是在節(jié)流速度控制系統(tǒng) 它的壓力大 流量的損失大 因此 系統(tǒng)的效率較低 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章擠出機液壓系統(tǒng)設計 4 第二章 擠出機液壓系統(tǒng)設計 液壓系統(tǒng)是液壓機械 液壓系統(tǒng)的設計以同時主機的整體設計的一個組成部分 在設計工作中 我們必須從實際出發(fā) 有機各種傳輸方式 充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu) 點 力求設計出簡單 可靠 成本低 效率高 操作簡單 維修液壓驅動系統(tǒng)簡單 其主要參數(shù)為 工作壓力 16MPa 流量 10L min 電機轉速 1450r min 電機功率 4kW 主電源 AC380V 50HZ 控制電源 AC220V 50HZ 2 1 基本結構 系統(tǒng)由動力系統(tǒng) 低 高壓燃料系統(tǒng) 執(zhí)行機構 oilpumps 控制系統(tǒng) 控制閥 組成 與工作介質的液壓油 高低壓供油系統(tǒng)由雙聯(lián)葉片泵油 高和低 電壓電源系統(tǒng)及其它系統(tǒng)控制部件都安裝在槽上方 以實現(xiàn)分離和系統(tǒng)的實施 既 為故障分析的原因 也有利于擠出機的維修 2 2 控制系統(tǒng)分析 本次設計中主要對合模 起模兩個過程詳細分析 合模過程 機頭合上 上 下口型鎖緊缸鎖緊 楔形邊夾緊 開始工作 啟模過程 楔形邊松開 上 下口型鎖緊缸松開 機頭張開 檢修清理 擠出機液壓系統(tǒng)原理圖見圖 2 1 表 2 1 為電磁鐵動作順序表 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章擠出機液壓系統(tǒng)設計 5 圖 2 1 擠出機液壓原理圖 表 2 1 電磁鐵通電順序表 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 9YA 10YA 11YA 下口型鎖緊缸開鎖 下口型鎖緊缸關鎖 上口型鎖緊缸開鎖 上口型鎖緊缸關鎖 機頭張合開 機頭張合關 楔形邊夾緊鎖開鎖 楔形邊夾緊鎖關鎖 電 磁 鐵工 況 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章擠出機液壓系統(tǒng)設計 6 圖 2 3 機頭開合系統(tǒng)原理圖 2 2 1 上下機頭開合系統(tǒng) 機頭開合液壓系統(tǒng)見上圖 2 3 頭部上下以打開和關閉的單獨動作 同樣的液 壓原理 具體如下 6YA 閥系統(tǒng)通電時 通過正確的方式閥 單向節(jié)流閥右閥和液 壓鎖入右側的無桿氣缸室 整機關閉動作頭的壓力油路 后機頭到位 在壓力油達 到 16MPa 的 在決定在機頭關閉到位接近開關檢測 系統(tǒng)中換向閥 7YA 得電 壓力油經(jīng)過換向閥的左油路 液壓鎖的左側單向閥 單向節(jié)流閥的左側閥進入油缸的有桿腔 完成機頭的打開動作 當機頭到位接近開 關檢測 油路內壓力到達 16MPa 后 才確定機頭打開到位 單向節(jié)流閥和雙控平衡閥共同確保壓力油緩慢平穩(wěn)流動 液壓缸平穩(wěn)卸壓 使 機頭開合動作平穩(wěn) 避免打開或關閉機頭時速度過快而發(fā)生意外 液壓鎖和 Y 型換 向閥能夠同時接通油箱卸油 液壓鎖的 2 個單向閥立即同時關閉 油缸活塞立刻停 止動作 使機頭在任意位置停留 不至于發(fā)生安全事故 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章擠出機液壓系統(tǒng)設計 7 圖 2 4 上下機頭鎖緊原理圖 2 2 2 口型盒上下夾持 上圖 2 4 是上口型鎖定系統(tǒng) 在盒保持器筒的嘴被分成兩組 分別由獨立的液 壓系統(tǒng)控制 在這兩個在于液壓系統(tǒng)中的燃料罐差不均衡組 夾緊系統(tǒng)或松開上下 液壓系統(tǒng)之后獲得類型幀信號 并開始氣缸同步動作來完成口或一個請求 以釋放 盒保持器 2YA 閥系統(tǒng)被通電時 壓力油通過右閥口進入氣缸桿腔 活塞桿出完整 的夾緊作用 由于該系統(tǒng)多個汽缸 以減少操作時間 氣缸壓力油通過單向閥進入 油供給管供給源排出 降低壓力油循環(huán)浪費 系統(tǒng)以確?；芈穳毫ζ胶忾y 因此該 組慢慢延長氣缸桿 避免吊裝口箱 與該組氣缸活塞桿的從下往上 電阻延伸本身可 確保平穩(wěn)活塞桿使液壓系統(tǒng)中的下一組汽缸的無均衡 活塞桿回縮 同樣的操作系 統(tǒng) 3Ya 相同 液壓閥出港 單向閥 平衡閥進入汽缸室 回油供應開闊的天空直接 回流罐通過單向閥 完全免費的行動 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章擠出機液壓系統(tǒng)設計 8 上下口型夾持動作只有當油路內壓力達到 16MPa 并且口型的上下兩組油缸動作 夾持到位 才能確定口型夾持動作完成 夾持動作完成后 如果油路壓力低于 16MPa 時 低壓泵將啟動進行補壓 圖 2 5 楔形邊夾緊原理圖 2 2 3 楔形邊鎖緊缸 楔形側鎖定機構和鼻夾系統(tǒng)類似于片材一起 所不同的是兩組液壓缸的同時運 行 9YA 閥系統(tǒng)被通電時 通過在右側止回閥右閥和液壓鎖壓力油路 單向節(jié)流閥 進入右汽缸桿腔 關閉動作的完整頭部 當磁頭就位由檢測開關檢測 油壓伸手可 及 16MPa 的 決定楔形夾緊到位的邊緣之前后 上圖 2 5 為楔形邊夾緊原理圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章擠出機液壓系統(tǒng)設計 9 單向節(jié)流閥的作用是保證壓力油緩慢 穩(wěn)定的壓力釋放液壓缸的暢通 使機頭 順暢開合動作 避免開或閉頭過快事故 液壓鎖和 Y 型閥可以一起工作 以確保壓 力在系統(tǒng)突然喪失 閥芯處于中立位置和它的兩個端口同時轉身卸罐 閥門雙向液 壓鎖立即同時閉合 汽缸活塞立刻停止動作 使機頭停留在任何位置 不發(fā)生意外 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章液壓缸的設計 10 第三章 液壓缸的設計 3 1 液壓缸設計介紹 3 1 1 液壓缸的組成 1 缸體組件 螺栓聯(lián)接 螺釘聯(lián)接 半環(huán)聯(lián)接 焊接 鋼絲擋圈聯(lián)接 拉桿聯(lián)接 2 活塞組件 螺母開口銷 焊接 半環(huán)套環(huán) 半環(huán) 卡簧 雙螺母 3 密封裝置 間隙密封 活塞環(huán)密封 橡膠圈密封 4 緩沖裝置 間隙緩沖 可變節(jié)流緩沖 可調節(jié)流緩沖 5 排氣裝置 排氣塞 排氣閥 3 1 2 液壓缸的靜態(tài)特征 1 推力和運動速度 實際推力和速度由于摩擦損失和油泄漏損失 比計算值要小 2 容積效率 機械效率和總效率 容積效率等于實際流量與理論流量的比值 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章液壓缸的設計 11 機械效率等于理論轉矩與實際輸入轉矩的比值 總效率等于輸出功率與輸入功率的比值 3 1 3 液壓缸的設計依據(jù)及注意事項 1 設計依據(jù) 設備的用途工件條件 工作機構的結構特點 負載情況 速度要求 行程大小和動作要求 液壓系統(tǒng)所選定的工作壓力 材料 配件和加工工藝的現(xiàn)狀 有關國家標準和技術規(guī)范等 2 設計時的注意事項 在確保的前提下設計的要求 盡可能簡單且結構緊湊 體積小 使用標準的 形式和標準件 以及設計和制造容易 組裝 調整 維修方便 應盡力使活塞桿承受的最大負荷狀態(tài)多拉 有更多的下壓力條件良好的縱向 穩(wěn)定性 當確定裝置固定的形式 它必須在加熱后考慮缸伸長的問題 為此 該氣缸 只能被固定在一端 而使另一端自由伸展 3 1 4 設計步驟 1 選擇液壓缸的類型和各部分的結構形式 2 確定基本參數(shù) P D d 3 結構計算與驗算 包括缸筒壁厚 外徑 端蓋的強度計算 活塞桿強度 和穩(wěn)定性驗算 以及各部分連接結構的強度計算 4 導向 密封 緩沖 排氣及防塵裝置設計 5 整理設計計算書 繪制裝配圖和零件圖 3 2 液壓缸主要尺寸的確定 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章液壓缸的設計 12 3 2 1 液壓缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力可根據(jù)負載的大小及機器的類型來確定 本次設計中取液壓缸 工作壓力為 16MPa 3 2 2 液壓缸內徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 3 1 22114cmFDpdPD 式中 P 1 液壓缸工作壓力 P2 液壓缸回油腔背壓力 d D 活塞桿直徑與液壓缸內徑之比 F 工作循環(huán)中最大的外負載 液壓缸的機械效率 cm 326420163 1 950 7D 0 132m d 0 092m 將 D 和 d 圓整到標準直徑 D 160mm d 110mm 對選定的液壓缸內徑 D 必須進行最小穩(wěn)定速度驗算 要保證液壓缸節(jié)流腔的 有效面積 A 必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積 Amin 即 A Amin 3 2 miniqv 式中 q min 流量閥的最小流量 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章液壓缸的設計 13 vmin 液壓缸最低速度 222 16 05 9644ADdcm 2min0 i 7 qLcvs A Amin 符合要求 3 2 3 液壓缸壁厚和外徑計算 3 3 2 yPD 式中 液壓缸壁厚 m D 液壓缸內徑 m Py 試驗壓力 一般取最大工作壓力的 1 25 1 5 倍 MPa 缸筒材料的許用應力 1 360 152 m 圓 整 后 取 3 2 4 液壓缸工作行程的確定 缸工作行程長度可根據(jù)最高執(zhí)行機構來確定實際的工作中 取 L 400 毫米 3 2 5 最小導向長度的確定 如果導向器的長度太小 會使液壓缸 致偏轉間隙 的初始偏轉增加時 影響 所述液壓缸的穩(wěn)定性 這是必要的 以確保在導向設計的某一最小長度 對一般的液壓缸 最小導向長度 H 應滿足以下要求 3 4 20 LDH 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章液壓缸的設計 14 式中 L 液壓缸的最大行程 D 液壓缸的內徑 3 5 401602Hm m 活 塞 的 寬 度 B d 6101 6L 缸 蓋 滑 動 支 撐 面 的 長 度 2 12CHB 隔 套 的 長 度 3 2 6 缸體長度的確定 汽缸內筒的活塞沖程長度應等于活塞的寬度和汽缸也考慮到在蓋厚度的兩端的 形狀的長度 L1 l1 B 400 112 512mm 3 3 液壓缸的結構設計 3 3 1 缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部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 本次設計 中選擇法蘭連接 法蘭連接具有以下優(yōu)點 1 結構簡單 成本低 2 容易加工 便于裝拆 3 強度較大 能承受高壓 3 3 2 活塞桿與活塞的連接結構 活塞桿與連接成整體結構和模塊化結構 該設計采用螺紋連接的模塊化結構 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章液壓缸的設計 15 3 3 3 活塞桿導向部分的結構 活塞桿導向部的結構包括一個活塞桿和蓋 導向套結構 并密封 塵土和鎖定 裝置 所述引導套筒的結構 以方便更換的磨損 制造以覆蓋分離的結構 為了便 于安裝內側的密封件的導向套筒導向套筒的潤滑 3 3 4 活塞及活塞桿處密封圈的選用 本次設計中選擇 O 形圈 材料為 NBR PTFE 3 3 5 液壓缸的緩沖裝置 當液壓缸來驅動 因為移動部分變大 更高的速度 在行程的末端時的質量的 工作部件移動 到達時 它會產(chǎn)生液壓沖擊 并在活塞和之間甚至一個機械碰撞缸 筒蓋 為了防止這種情況發(fā)生 設置在行程末段批次節(jié)流緩沖裝置 3 3 6 液壓缸的排氣裝置 為了滿足在氣缸排氣閥設置在頂部的速度的穩(wěn)定性的要求 3 3 7 液壓缸的安裝連接結構 1 液壓缸的安裝形式 本次設計采用耳環(huán)安裝 2 液壓缸進 出油口形式及大小的確定 液壓缸 出油口設置在蓋或汽缸 出油口的一般用在孔或凸緣的形式 3 液壓缸用耳環(huán)安裝結構 本次設計中主要采用球鉸耳環(huán)結構 3 3 8 液壓缸主要零件的材料 液壓缸主要材料的選擇見表 3 1 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章液壓缸的設計 16 表 3 1 液壓缸的主要材料的選擇 零件名稱 材料 零件名稱 材料 缸體 35 活塞 45 活塞桿 45 缸蓋 45 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 17 第四章 集成油路的設計 4 1 液壓元件安裝連接形式的確定 安裝液壓組件和配置結構與液壓系統(tǒng)相關的組件的形式 分別進行討論 4 1 1 按系統(tǒng)的結構形式確定 形式壓力系統(tǒng)分為兩類 集中和分散 集中的權力結構是指液壓系統(tǒng) 控制和 調節(jié)裝置和燃料箱等 在主機之外 建立一個獨立的液壓站 這具有的優(yōu)點在易于 安裝和連接 液壓振動源以熱的形式并不影響主機的性能 它的缺點是集液壓站 增加的大小和線的長度 分散的結構被放置在液壓元件的某一部分分散的主機 主 機到它的優(yōu)點之一是結構緊湊 占地面積小 短線 它的缺點是在安裝和連接 包 括保養(yǎng) 復雜的液壓振動源和熱量會影響宿主的性能和精度 為此 一般的液壓系統(tǒng)中 為了使結構緊湊 可用于連接分布式安裝 以及用于液 壓系統(tǒng)組合機床 自動線和精良的設備 燃料箱 以減少熱 振動 流體壓力源保 持主機精度工作 利用集中配置確定 4 1 2 按閥類元件的配置形式確定 液壓元件排列管 板 綜合三種形式配置 液壓系統(tǒng)的壓力損失的不同的配置 連接和部件是不同的 目前 廣泛使用的閥組件的配置集成 通常用于液壓元件板和管式兩種結構 穿過管狀部件的管中的更多的水被連接 到連接管元件數(shù) 更復雜的結構 較大的系統(tǒng)中 更大的空間占用 修理 維護和 拆除之間更加困難的壓力損失 因此 該管狀元件通常用于簡單的架構 板元件固定到板 進入液壓回路連接 歧管連接 并疊加閥 到布置在一個合 理的液壓回路板的液壓回路元件 其具有連接中 除了獲得液壓流體通過外管的管 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 18 相比 液壓元件固定定期液壓閥塊螺釘 元件與孔之間的通信液壓電路板 液壓系 統(tǒng)的安裝 調試 維修方便 壓力損失小 外形美觀的板組件 然而 標準化差 互換性好 緊湊 足以使這個過程艱難的結構 使用受到限制 你也可以把幾塊液 壓元件固定在歧管 然后進入一個液壓集成電路和電路板以這種方式 根據(jù)用于每 個歧管組件的標準化設計規(guī)則 有良好的一系列的互換性的程度高 更維護方便拆 裝 便于組件交換 歧管可專門生產(chǎn)和質量 可靠的性能和良好的設計 生產(chǎn)周期 短 使用基于近期的發(fā)展也有其獨特的優(yōu)勢 新液壓元件液壓電路板和多氣門疊加 合成回路 他并不需要額外的連接 直接疊加閥總和 其結構更加緊湊 體積更小 重量更輕 無管式連接 消除了管道泄漏 振動和噪聲引起的管道所引起的 4 2 液壓油路板的結構 液壓油路板一般采用灰鑄鐵來制造 要求材料致密 無縮孔疏松等缺陷 液壓 油路板的結構 正面用螺釘固定液壓元件 表面粗糙度值為 Ra0 8um 背面連接壓 力油管 P 回油管 T 泄漏油管 L 和工作油管 A B 等 油管與液壓油路 板通過管接頭用米制細牙或英制管螺紋連接 液壓元件之間通過液壓油路板內部的 孔道連接 除了正面外 其他加工面和孔道的表面粗糙度值為 Ra6 3 12 5um 還安裝液壓電路板保持也是非常重要的 印刷電路板通常使用固定幀 需要安 裝 維護和檢查容易 它可以被固定在機器或機床的輔助設備 但更方便地安裝在 液壓站上 4 3 液壓油路板的設計 4 3 1 分析液壓系統(tǒng) 確定液壓油路板數(shù)目 一些簡單的液壓系統(tǒng)組件所需元件的液壓電路板布局緊湊 盡量部件安裝在電 路板上 但在液壓系統(tǒng)是復雜的 因為在液壓組件是多個信道 應避免過度的液壓 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 19 電路板長 難以制造 因此板尺寸一般不大于 400mm 板裝閥一般不超過 10 至 12 這也避免了信道過于復雜 難以設計和制造 如果一個液壓系統(tǒng)需要多個塊液壓電 路板布局 系統(tǒng)應適當分解 但應注意的是 1 在一液壓回路的液壓元件應安排在同一塊液壓電路板 以減少連接管 2 組合機床自動生產(chǎn)線或臺液壓系統(tǒng)中 相同的組件應該被設計成一個共同 的板不同的結構的可互換部件被設計成一個專用板 4 3 2 制做液壓元件樣板 液壓油流量液壓元件生產(chǎn)模式的初步設計 根據(jù)產(chǎn)品的樣品輪廓 拉伸液壓元 件液壓元件和控制上的每個端口的位置的尺寸的底表面中虛線所示的事物的最大大 小時 根據(jù)該輪廓 這是液壓元件的模型切割下來 如果樣品沒有在產(chǎn)品與實物不 符 一般以實物為準 如果具有底部的液壓元件的產(chǎn)品樣品 該模型可以在基片的大小被提供給制做 如果沒有結束 就必須采取以提供底部元件模型的一些例子應該是圖產(chǎn)品樣品在 180 4 3 3 液壓元件的布局 繪出液壓油路板平面尺寸 把制作好的液壓元件樣板放在液壓油路板上進行布 局 此時應該注意 1 液壓閥閥芯應處于水平方向 防止閥芯自重影響液壓閥的靈敏度 特別 是換向閥一定要水平放置 2 與液壓油路板上主液壓油路相通的液壓元件 其相應油口應盡量沿同一 坐標軸線布置 以減少加工孔道 壓力表開關布置在最上方 如果需要在液壓元件 之間布置 則應留出足夠安裝壓力表的空間 3 液壓元件之間的距離應大于 5mm 換向閥的電磁鐵 壓力閥的先導閥以 及壓力表等可適當伸到液壓油路板的輪廓線外 以減少油路板的尺寸 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 20 4 3 4 確定油孔的位置和尺寸 液壓油路板正面用來安裝液壓元件 表面粗糙度 Ra0 8 m 上面布置有液壓元 件固定螺釘孔 油路板固定孔和液壓元件的油孔 當液壓元件布置完畢后 孔到位 置尺寸就基本上確定了 液壓油路板的背面 設計有與執(zhí)行元件連接的油孔 A B 與液壓泵連接的壓 力油孔 P 以及與液壓油箱連接的回油孔 T 次類液壓油孔可加工成米制細牙螺 紋孔或者英制管螺紋孔 液壓油路板內部孔道一般分三層布置 第一層 距液壓油路捕拿正面距離約 10mm 一般布置泄漏油孔 L 和控制油 孔 K 要注意的是防止第一層孔道與液壓元件固定螺孔相通 第二層 距液壓油路板正面約 25mm 距離第一層約 15mm 布置壓力油口 第三層 距液壓油路板正面約 41mm 距離第二層約 16mm 距離液壓油路板反 面 19mm 布置回油孔 T 因此液壓油路板的總厚度一般為 60mm 4 3 5 繪制液壓油路板零件圖 油路板結構比較復雜 用多個視圖表達 主視圖表達液壓元件安裝固定的位置 液壓元件進出油口的位置和大小 以液壓油路板兩條棱為坐標軸繪出口的尺寸也定 了 4 4 液壓油箱的設計 液壓油箱的作用是貯存液壓油 分離液壓油中的雜質和空氣 同時還起到散熱 的 作用 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 21 4 4 1 液壓油箱有效容積的確定 液壓油箱容量是坦克的主要技術參數(shù) 坦克必須有一定的能力 以實現(xiàn)基本的 功能 設計油箱容積涉及的因素很多 老將設計師往往采用經(jīng)驗方法 但對于教學 的高液壓系統(tǒng)的要求是必要的要求分析系統(tǒng) 以及計算的熱量的基礎的方法被確定 影響不同的操作條件在許多情況下的液壓油箱的冷卻 通常在考慮的壓力范圍內 液壓油罐 V 的有效容量可以概括如下 在低壓系統(tǒng)中 P 2 5MPa 可取 V 2 4 Q p 在中壓系統(tǒng)中 P 6 3MPa 可取 V 5 7 Q p 在高壓系統(tǒng)中 P 6 3MPa 可取 V 6 12 Q p 式中 V 液壓油箱的有效容量 Qp 液壓泵額定流量 應當注意 設備在停止運行后 設備中的那部分油液會因重力作用而流回液壓油箱 為了防止液壓油從油箱里溢出 油箱的液壓油位不能太高 一般不應超過液壓油箱 高度的 80 4 4 2 液壓油箱的外形設計 液壓油箱的一般尺寸比 1 1 1 1 2 3 為提高冷卻效率 在安裝位置不受 限制的時候 可將油箱的容量予以增大 經(jīng)分析選用 BEX 160 在油箱上蓋或側面可以安裝液壓泵 電動機以及其他液壓元件 4 4 3 液壓油箱的結構設計 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 22 在一般設備中液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱 其結構 1 隔板 作用 增長液壓油流動循環(huán)時間 除去沉淀的雜質 分離 清降水和空氣 調整溫度 吸收液壓油壓力的波動及防止液面的波動 安裝形式 隔板的安裝形式有多種 可以設計成高出液壓油面 使液壓油從 側面流過 還可以把隔板設計成低于液面 其高度為最低油面的 2 3 使液壓油從 隔板上方流過 過濾網(wǎng)的配置 過濾網(wǎng)可以設計成將液壓油箱內部一分為二 使吸油管與回 油管隔開 這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾 過濾網(wǎng)通常使用 50 100 目左右的金屬 網(wǎng) 其精度為 100 200 目的網(wǎng)式或線隙式濾油器 2 吸油管和回油管 回油管出口 回油管出口有直口 斜口 彎管直口 帶擴散器的出口等幾種 形式 斜口應用得教多 一般為 45 斜口 為防止液面波動 可以在回油管出口裝 擴散器 回油管必須放置在液面以下 一般距液壓油箱底面的距離大于 300 回油 管出口絕對不允許放在液面以上 回油集管 單獨設置回油管當然是理想的 但不得已時則應使用回油集管 對溢流閥 順序閥等 應注意合理設計回油集管 不要人為地施加背壓 泄漏油管的配置 管子直徑和長度要適當 管口應在液面之上 以避免產(chǎn)生 背壓 泄漏油管以單獨配置為好 盡量避免與回油管集流配置管的方法 吸油管 吸油管前一般應設置濾油器 其精度為 100 200 目的網(wǎng)式或線隙式 濾油器 濾油器要有足夠的容量 避免阻力太大 濾油器與箱底間的距離應不小于 20 吸油管應插入液壓油面以下 防止吸油時卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油 攪動油面 致使油中混入氣泡 吸油管與回油管的方向 為了使油液流動具有方向性 要綜合考慮隔板 吸 油管和回油管的配置 盡量把吸油管和回油管用隔板隔開 為了不使回油管的壓力 波動及吸油管 吸油管及回油管的斜開口方向應一致 而不是相對著 3 防止雜質侵入 為了防止液壓油被污染 液壓油箱應做成完全封閉型的 在結構上應該注意以 下幾點 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 23 不要將配管簡單地插入液壓油箱 這樣空氣 雜質和水等便會從其周圍的間 隙侵入 同時應盡量避免將液壓泵及馬達直接裝在液壓油箱蓋上 在接合面上需襯入密封填料 密封膠和液態(tài)密封膠 以保證可靠的氣密性 例如液壓油箱的上蓋可以直接焊上 也可以加密封墊 1 5 厚以上的耐油密封墊 進行密封 為了保證液壓油箱通大氣并凈化抽吸空氣 需配備空氣濾清器 空氣濾清器 成設計成既能過濾空氣有能加油的結構 4 頂蓋及清洗 當車頂安裝水泵 電機 歧管 液壓油箱蓋空氣過濾器 一定要非常強 液 壓油箱具有其組合表面要光滑 填料 油橡膠墊片在液體密封劑 2 1 5 的厚度 油 半干 襯的同時 為了防止雜質 水和空氣侵入 并防止漏油 與此同時 我們不是通過閥和管泄漏允許液壓流體的蓋回液壓油箱 液壓泵和液壓馬達分別從 所述底部到所述頂部蓋單獨制備 清洗孔 液壓油箱上的清洗孔 應最大限度地易于清掃液壓油箱內的各個角 落和取出箱內的元件 雜質和污油的排放 為了便于排放污油 箱底部應做成傾斜式箱底 并將放 油塞安放在最低處 5 液面指示 為了觀察液壓油箱內的液面情況 應在油箱的側面安裝液面指示計 指示最高 最低油位 液面指示計可選用帶溫度計的 6 液壓油箱的起吊 對液壓裝置而言 從工廠裝配開始 到最終送到客戶 要經(jīng)過反復裝卸 所以 在液壓裝置整體上或閥塊上應裝設吊鉤 吊環(huán)或吊耳環(huán) 7 液壓油箱的防銹 為了防止液壓油箱內部生銹 應在油箱內壁涂耐油防銹涂料 8 液壓油箱的加熱與冷卻 為了提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性應該使系統(tǒng)工作在合適的溫度 液壓溫度通常希望 在 30 50 的范圍內保持 最高不超過 60 最低不低于 15 用于工作機等裝 置中 工作溫度的容許 40 55 的范圍內 對于小型移動設備 如工程機械等安裝 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章集成油路的設計 24 在車輛上的燃料箱最多允許其最高工作溫度為 65 在特殊情況下允許 85 高壓 系統(tǒng) 以避免漏油 建議不超過 50 在泵型試驗中 油是一種重要的試驗條件 因此 當必須調整該系統(tǒng)的設計使 得液壓油溫度和溫度控制 熱平衡計算 以測試加熱功率的過程和冷卻功率的相位 平衡 在考慮到溫度下恒溫控制和可靠性 冷卻器的選擇 冷卻器功率應等于或大 于系統(tǒng)加熱功率 加上罐冷卻功率可以保證實現(xiàn)溫度調節(jié)的 由時間測試停止冷卻 器水循環(huán)使溫度上升 我們使用高效率的板式熱交換器冷卻器潛水泵 以冷卻系統(tǒng) 專用于室外冷卻塔 在測試中 基本控制在 35 5 的工作溫度范圍中 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng) 25 第五章 液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng) 5 1 液壓系統(tǒng)的污染控制 一個液壓系統(tǒng)的好壞不僅取決于系統(tǒng)設計的優(yōu)點是合理和系統(tǒng)部件的性能 而 且還因為污染防治和污染處理系統(tǒng) 該系統(tǒng)直接影響液壓系統(tǒng)的壽命和可靠性部件 根據(jù)國外約 70 的統(tǒng)計 在家里的液壓系統(tǒng)故障 并且由于造成污染 5 1 1 油液污染的危害 油液污染對系統(tǒng)的危害主要如下 1 元件的污染磨損 油箱的各種污染物造成的各種形式的磨損和固體顆粒的內容納入在零件表面磨 損刀具磨損或疲勞的關節(jié)間隙 上所造成的沖擊元件的表面腐蝕的固體顆粒的高速 氣流 在元件的水和油的氧化劣化所得油有腐蝕作用 此外 油系統(tǒng)中的空氣引起 氣蝕 導致元件表面侵蝕和破壞 2 元件堵塞與卡緊故障 固體顆粒堵塞液壓閥的間隙和孔口 引起閥芯阻塞和卡緊 影響工作性能 甚 至導致嚴重的事故 3 加速油液性能的劣化 油液中的水和空氣以其熱能是油液氧化的主要條件 而油液中的金屬微粒對油 液的氧化起重要催化作用 此外 油液中的水和懸浮氣泡顯著降低了運動副間油膜 的強度 使?jié)櫥阅芙档?5 1 2 污染物的種類 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng) 26 污染物是液壓系統(tǒng)油液中對系統(tǒng)起危害作用的的物質 它在油液中以不同的形 態(tài)形式存在 根據(jù)其物理形態(tài)可分成 固態(tài)污染物 液態(tài)污染物 氣態(tài)污染物 固態(tài)污染物可分成硬質污染物有 金剛石 切削 硅沙 灰塵 磨損金屬和金 屬氧化物 軟質污染物有 添加劑 水的凝聚物 油料的分解物與聚合物和維修時 帶入的棉絲 纖維 液態(tài)污染物通常是不符合系統(tǒng)要求的切槽油液 水 涂料和氯及其鹵化物等 通常我們難以去掉 所以在選擇液壓油時要選擇符合系統(tǒng)標準的液壓油 避免一些 不必要的故障 氣態(tài)污染物主要是混入系統(tǒng)中的空氣 這些顆粒常常是如此的細小 以至于不 能沉淀下來而懸浮于油液之中 最后被擠到各種閥的間隙之中 對一個可靠的液壓 系統(tǒng)來說 這些間隙的對實現(xiàn)有限控制 重要性和準確性是極為重要的 5 1 3 污染物的來源 系統(tǒng)油液中污染物的來源途徑主要有以下幾個方面 1 外部侵入的污染物 外部侵入污染物主要是大氣中的沙礫或塵埃 通常通 過油箱氣孔 油缸的封軸 泵和馬達等軸侵入系統(tǒng)的 主要是使用環(huán)境的影響 2 內部污染物 元件在加工時 裝配 調試 包裝 儲存 運輸和安裝等環(huán) 節(jié)中殘留的污染物 當然這些過程是無法避免的 但是可以降到最低 有些特種元 件在裝配和調試時需要在潔凈室或潔凈臺的環(huán)境中進行 3 液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物 在操作系統(tǒng)上掉落下來由于磨損顆粒生成的元素 對型砂掉落下來 泵 閥門和管道中的用于石油的氧化銹去角質和顆粒和膠體物質 的金屬顆粒的接頭的過程分解 更為嚴重的是 投產(chǎn)前的管道系統(tǒng)還沒有被刷新 有些雜質較多 5 2 液壓系統(tǒng)的維護 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng) 27 前一個系統(tǒng)投入一般要經(jīng)過洗滌 漂洗目的是即使不完全破壞系統(tǒng) 以除去殘 余的污染物的系統(tǒng)中 廢金屬 纖維化合物 核心等 在頭兩個小時的工作 將通 過一系列故障引起的 所以應該根據(jù)以下步驟來清潔系統(tǒng)通路是 1 用一種易干的清潔溶劑清洗油箱 再用經(jīng)過過濾的空氣清除溶劑殘渣 2 清洗系統(tǒng)全部管路 某些情況下需要把管路和接頭進行浸漬 3 在管路中裝油濾 以保護閥的供油管路和壓力管路 4 在集流器上裝一塊沖洗板以代替精密閥 如電液伺服閥等 5 檢查所有管路尺寸是否合適 連接是否正確 如果系統(tǒng)被用于電 液壓伺服閥 伺服閥具有洗凈板 使油從油管道中的集電 體的流動 并直接返回到罐中 這將允許油流再次 以沖洗系統(tǒng) 使油過濾器過濾 固體 洗滌過程中 并不是每 1 2 小時 檢查機油濾清器 機油濾清器 防止淤塞 污染物 然后不要打開旁通 如果發(fā)現(xiàn)開始機油濾清器堵塞過濾器更換機油很快 沖洗的周期由系統(tǒng)的構造和系統(tǒng)污染程度來決定 若過濾介質的試樣沒有或是 很少外來污染物 則裝上新的油濾 卸下沖洗板 裝上閥工作 有計劃的維護 建立系統(tǒng)定期維護制度 對液壓系統(tǒng)較好的維護制度建議如下 1 至多 500 小時或是三個月就要檢查和更換油濾 2 定期沖洗油泵的進口油濾 3 檢查液壓油被酸化或其他污染物污染情況 液壓油的氣味可以大致鑒別是 否變質 4 修護好系統(tǒng)中的泄漏 5 確保沒有外來顆粒從油箱的通氣蓋 油濾的塞座 回油管路的密封墊圈以 及油箱其他開口處進入油箱 定期維修的液壓系統(tǒng)的檢查和維護維修失敗后超過經(jīng)濟 它建議后 工作一定 時間后 該系統(tǒng)是一個重要的定期預防性維護和定期更換密封材料 防止遺漏 推 薦的維護程序是 油箱 油面必須正確 油必須是規(guī)定類型并且具有相應的粘度 對于大型系 統(tǒng) 可進行定期油樣分析 確認油液是否能繼續(xù)使用 吸油管路 必須檢查損壞及嚴重彎曲情況 它會減少油管的通徑 成為噪聲 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng) 28 源 油泵 檢查軸的密封和其他漏油情況 壓力油管 壓力端的不同油路應沿油液流動方向逐個檢查 不應存在泄漏 控制部分 主要檢查閥接口處的泄漏情況 回油管路及油濾油器 應檢查它們的泄漏情況 過濾器必須檢查 如沒有污 染指示 需將過濾器取出 檢查是否需要清洗或更換 執(zhí)行元件 需檢查泄漏情況 輔件和附件 檢查工作情況 電氣部分 定期檢查電機接線部分的連接 液壓系統(tǒng)初次使用三月后應更換一次液壓油 以后每隔半年更換一次 以保 證系統(tǒng)的正常運行 液壓系統(tǒng)在運行過程中 應隨時檢查濾油器阻塞情況并及時清洗或更換濾 芯 液壓系統(tǒng)平時應常備易損件及元 輔件備件 以便及時處理故障 當油溫在冬季未達到 25 不允許啟動順序移動 于 60 夏季氣溫較高 要注意系統(tǒng)的工作條件和處理通知維修人員更多的員工 停機四小時以上的設備 應先使泵空載運轉五分鐘 再起動執(zhí)行機構工作 在每個站中的任何位置 你不能調節(jié)電控系統(tǒng)聯(lián)鎖裝置 損壞或移動 當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障 不準亂動 應立即通知維修部門分析原因并排除 常規(guī)組件 輔助液壓系統(tǒng)檢查 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng) 29 結論 我的畢業(yè)設計是擠出機液壓系統(tǒng)設計 液壓系統(tǒng)是擠出機的復雜的重要組成部 分 該擠出機液壓系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性 安全性和環(huán)保性 在選擇雙聯(lián)葉片泵 低噪音的燃料供應系統(tǒng) 耐磨損 體積小 質量低 外形 美觀 安裝方便 液壓鎖和 Y 型電磁閥的液壓系統(tǒng)同時使用在選定的確保系統(tǒng)在電 源安全的突然喪失 在系統(tǒng)中使用的單向節(jié)流閥 單 雙控平衡閥 安全閥和平穩(wěn)運 行其他系統(tǒng)的組成部分 平衡裝置動作 以避免碰撞或碰撞 鎖芯端與返回線路直 接通過油箱相連 端蓋具有放電貯槽 以防止損壞蓋密封件泄漏的油污染設備和環(huán) 境 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 參考文獻 30 參考文獻 1 成大先 機械設計手冊 單行本 液壓傳動 M 北京 化學工業(yè)出版社 2004 2 成大先 機械設計圖冊第 2 卷 M 北京 化學工業(yè)出版社 2001 3 董林福 趙艷春 液壓與氣壓傳動 M 北京 化學工業(yè)出版社 2005 4 趙應樾 名優(yōu)機械液壓系統(tǒng)及其修理 M 上海 上海交通大學出版社 2002 5 周士昌 液壓系統(tǒng)設計圖集 M 北京 機械工業(yè)出版社 2003 6 王守城 段俊勇 液壓元件及應用 M 北京 化學工業(yè)出版社 2007 7 機械設計手冊編委會編著 機械設計手冊新版 第 5 卷 M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 8 機械設計手冊編委會編著 機械設計手冊新版 第 2 卷 M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 9 杜國森 液壓元件產(chǎn)品樣本 M 北京 機械工業(yè)出版社 1999 10 左建民 液壓與氣壓傳動 M 北京 機械工業(yè)出版社 1992 11 雷天覺 新編液壓工程手冊 M 北京 北京理工大學出版社 1998 12 張立平 液壓氣動系統(tǒng)設計手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1997 13 蔡文彥 液壓傳動系統(tǒng) M 上海 上海交通大學出版社 1990 14 張磊 實用液壓技術 300 題 M 北京 機械工業(yè)出版社 1998 15 官忠范 液壓傳動系統(tǒng) M 北京 機械工業(yè)出版社 1998 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝 31 致謝 本文從擬定題目到設計結束 歷時數(shù)月 在本論文完成之際 首先要向我的導 師于玲老師致以誠摯的謝意 在論文的寫作過程中 于老師給了我許許多多的幫助 和關懷 于老師學識淵博 治學嚴謹 待人平易近人 在于老師的悉心指導中 我 不僅學到了扎實的專業(yè)知識 也在怎樣處人處事等方面收益很多 同時她對工作的 積極熱情 認真負責 有條不紊 實事求是的態(tài)度 給我留下了深刻的印象 使我 受益匪淺 在此我謹向于老師表示衷心的感謝和深深的敬意 同時 我要感謝我們學院給我們授課的各位老師 正是由于他們的傳道 授業(yè) 解惑 讓我學到了專業(yè)知識 并從他們身上學到了如何求知治學 如何為人處事 我也要感謝我的母校沈陽化工學院 是她提供了良好的學習環(huán)境和生活環(huán)境 讓我 的大學生活豐富多姿 為我的人生留下精彩的一筆 另外 衷心感謝我的同窗好友 們 在我畢業(yè)論文寫作中 與他們的探討交流使我受益頗多 同時 他們也給了我 很多無私的幫助和支持 我再次深表謝意