25KN單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[1]【9張圖紙】

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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書中文摘要 單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本文對(duì)液壓傳動(dòng)發(fā)展和液壓系統(tǒng)的工作原理作了一個(gè)詳細(xì)說明，并對(duì)液壓技術(shù)在鍛壓機(jī)械中的單柱液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)和計(jì)算。首先對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)方案進(jìn)行分析與比較，并確定設(shè)計(jì)方案并繪制系統(tǒng)原理圖，其次對(duì)液壓系統(tǒng)中液壓泵、液壓缸、活塞等主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、圓整及校核，并且繪制集成塊單元回路圖，然后確定調(diào)速閥、換向閥、溢流閥等各種液壓元件及附件，最后根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)繪制以集成塊聯(lián)接方式而成的系統(tǒng)裝配圖。 液壓傳動(dòng)作為一門比較成熟的技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)械制造、汽車制造以及鍛壓等機(jī)械行業(yè)。并且液壓傳動(dòng)擁有高壓、導(dǎo)向性能好、方便的操作、速度快、大功率、高效率、低噪聲、高度集成化等特點(diǎn)，各項(xiàng)要求方面的顯著優(yōu)勢使得這門技術(shù)有著更加廣闊的發(fā)展前景與市場需求。 關(guān)鍵字 單柱液壓機(jī)；液壓系統(tǒng)；液壓油缸 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書外文摘要 SUBJECT: The system design of 25KN Single Column Hydraulic Presses ABSTRACT After the phylogeny of the hydraulic drive and the working theory have been introduced in this paper, we have do a single column hydraulic presses which is a type application in Forging Presses. First,analysing and comparing the project of hydraulic drive and Confirming and drawing the system blueprint. Secondly,drawing a blueprint of the cell loop of the integration block and checking and normalizing the mainly parameter in the hydraulic system,then,confirming the different kinds of hydraulic component.Finally,designing how to rig out all the parts of the system and then draw a blueprint to reflect it. Hydraulic drive is a technique becoming mature, what has been applied in Manufacture, Engineering Machinery, Farm Machinery, Car Manufacturing, and Forging Presses etc. It has a advantage in actualize high pressure, high speed, hight-power, hight efficiency, low yawp, longevity and hight integration. Keywords: Single Column Hydraulic Presses; The Design of Hydraulic System; Hydraulic cylinder; 目 錄 1 引言 - 1 - 1.1選題的目的和意義 - 1 - 1.2國內(nèi)外發(fā)展概況及趨勢 - 1 - 2 技術(shù)任務(wù)書 - 2 - 2.1設(shè)計(jì)的依據(jù) - 2 - 2.2單注液壓機(jī)的用途及使用范圍 - 2 - 2.3設(shè)計(jì)所需主要技術(shù)參數(shù) - 2 - 2.4主要工作原理 - 3 - 2.5關(guān)鍵問題極其解決辦法 - 4 - 2.6調(diào)速方案的簡單分析比較 - 5 - 3 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明書 - 5 - 3.1確定設(shè)計(jì)方案 - 6 - 3.1.1液壓傳動(dòng) - 6 - 3.1.2制定液壓系統(tǒng)基本方案 - 6 - 3.2液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 - 7 - 3.2.1液壓介質(zhì)的選擇 - 7 - 3.2.2擬定液壓系統(tǒng)圖 - 8 - 3.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 - 9 - 3.3.1選定系統(tǒng)工作壓力 - 9 - 3.3.2液壓缸主要參數(shù)的確定 - 9 - 3.3.3液壓缸強(qiáng)度校核 - 10 - 3.3.4液壓缸穩(wěn)定性校核 - 12 - 3.4各種液壓閥的選擇與確定 - 15 - 3.4.1液壓閥的作用 - 15 - 3.4.2液壓閥的基本要求 - 15 - 3.4.3液壓閥的選擇 - 15 - 3.5液壓泵站 - 17 - 3.5.1液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標(biāo)準(zhǔn) - 17 - 3.5.2液壓泵 - 18 - 3.5.3電動(dòng)機(jī)功率的確定 - 20 - 3.5.4液壓管件的確定 - 21 - 3.5.5濾油器的選擇 - 21 - 3.5.6油箱及其輔件的確定 - 22 - 3.6液壓缸的設(shè)計(jì) - 25 - 3.6.1液壓缸的基本參數(shù)的確定 - 25 - 3.6.2液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 - 25 - 3.6.3缸蓋 - 27 - 3.6.4活塞 - 28 - 3.6.5活塞桿 - 29 - 3.6.6液壓缸的排氣裝置 - 31 - 3.6.7液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式 - 31 - 4標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告 - 32 - 5小型單柱液壓機(jī)使用說明書 - 34 - 5.1 用途 - 34 - 5.2主要技術(shù)參數(shù) - 35 - 5.3主機(jī)結(jié)構(gòu) - 35 - 5.4操作試車 - 35 - 5.5安全操作規(guī)程 - 35 - 5.6維護(hù)保養(yǎng) - 36 - 結(jié)論 - 37 - 參考文獻(xiàn) - 38 - 致謝 - 39 - 單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 引言 1.1選題的目的和意義 本世紀(jì)60年代以后，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此，液壓傳動(dòng)真正的發(fā)展也只是近三四十年的事。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT)、計(jì)算機(jī)直接控制(CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。 目前，中國液壓機(jī)產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的問題中，如質(zhì)量差工作效率低資源消耗大環(huán)境污染嚴(yán)重維修繁瑣需高技術(shù)人員等等。所以，本次設(shè)計(jì)可以了解液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及工作原理。盡可能的使其便于操作，具有合理的剛度與強(qiáng)度，使其可靠不易損壞，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，重量輕，制造維修方便，并且鍛煉了我的自主設(shè)計(jì)能力。 1.2國內(nèi)外發(fā)展概況及趨勢 液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說，是一門新技術(shù)。自1795年制成第一臺(tái)水壓機(jī)起，液壓技術(shù)就進(jìn)入了工程領(lǐng)域，1906年開始應(yīng)用于國防戰(zhàn)備武器。20世紀(jì)60年代以后，由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不斷地對(duì)液壓技術(shù)提出新的要求，液壓技術(shù)相應(yīng)也得到了很大發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中。在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空、和機(jī)床工業(yè)中，液壓技術(shù)得到普遍應(yīng)用。近年來液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、海洋開發(fā)、宇宙航行、地震預(yù)測及各種電液伺服系統(tǒng)，使液壓技術(shù)的應(yīng)用提高到一個(gè)嶄新的高度。 目前，液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲和高度集成話等方向發(fā)展；同時(shí)，減小元件的重量和體積，提高元件壽命，研制新的傳動(dòng)介質(zhì)以及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)防真和優(yōu)化設(shè)計(jì)、微機(jī)控制等工作，也日益取得顯著成果。但由于過去基礎(chǔ)薄弱，所生產(chǎn)的液壓元件，在品種與質(zhì)量等方面和國外先進(jìn)水平相比，還存在一定差距，我國液壓技術(shù)也將獲得進(jìn)一步發(fā)展，它在各個(gè)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見，液壓技術(shù)也將獲得進(jìn)一步發(fā)展，它在各個(gè)工業(yè)部門中的用應(yīng)，也將會(huì)越來越廣泛。 2 技術(shù)任務(wù)書 2.1設(shè)計(jì)的依據(jù) 現(xiàn)今液壓系統(tǒng)有著獨(dú)特的優(yōu)勢。其有著重量輕，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，液壓元件易于通用化，標(biāo)準(zhǔn)化，系列化的特點(diǎn)。液壓傳動(dòng)可以用很小的功率控制速度、方向。其布局有很大靈活性，同體積重量比其他機(jī)械小得多。因此能構(gòu)成其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng)。采用適當(dāng)?shù)墓?jié)流技術(shù)可使用運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度十分平穩(wěn)。但是液壓系統(tǒng)也有著諸多難以解決的缺點(diǎn)，如漏油影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體粘性變化，引起運(yùn)動(dòng)特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除等等。 本設(shè)計(jì)將進(jìn)一步突出液壓系統(tǒng)的各種優(yōu)勢，并對(duì)上述缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析解決。 2.2單注液壓機(jī)的用途及使用范圍 此單柱液壓機(jī)，是一多功能的中小型液壓機(jī)，適用于軸類零件、型材的校正和軸套類零件的壓裝。同時(shí)也能完成板材零件的彎曲、壓印、套形、簡單零件的拉伸等工藝動(dòng)作，也可用于壓制要求不很嚴(yán)格的粉末、塑料制品。此系列產(chǎn)品適用于機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、輕紡機(jī)械、軸類、軸承、洗衣機(jī)、汽車電機(jī)、空調(diào)電機(jī)、電器、軍工企業(yè)、三資企業(yè)裝配流水線等行業(yè)使用。 2.3設(shè)計(jì)所需主要技術(shù)參數(shù) 液壓機(jī)公稱力25KN 油液選用N32號(hào)抗磨液壓油 液壓系統(tǒng)最大工作壓力8MPa，工作壓力為4MPa 液壓泵選用YB1-40型雙聯(lián)葉片泵 壓頭下行速度45mm/s 電動(dòng)機(jī)功率為5.5Kw 壓頭上行速度130mm/s 骨塊行程125mm 2.4主要工作原理 驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管組成。它的工作原理：液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后，將換向閥手柄往內(nèi)的狀態(tài)下，通過節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向右移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。 如果將換向閥手柄方向轉(zhuǎn)換成往外的狀態(tài)下，則壓力管中的油將經(jīng)過開停閥、節(jié)流閥和換向閥進(jìn)入液壓缸右腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向左移動(dòng)，并使液壓缸左腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。 工作臺(tái)的移動(dòng)速度是由節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油液增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減小。 為了克服移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力，這個(gè)推力是由液壓缸中的油液壓力產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。輸入液壓缸的油液是通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)的，液壓泵輸出的多余的油液須經(jīng)溢流閥和回油管排回油箱，這只有在壓力支管中的油液壓力對(duì)溢流閥鋼球的作用力等于或略大于溢流閥中彈簧的預(yù)緊力時(shí)，油液才能頂開溢流閥中的鋼球流回油箱。所以，在系統(tǒng)中液壓泵出口處的油液壓力是由溢流閥決定的，它和缸中的油液壓力不一樣大。 如果將開停手柄方向轉(zhuǎn)換成往外的狀態(tài)下，壓力管中的油液將經(jīng)開停閥和回油管排回油箱，不輸?shù)揭簤焊字腥ィ@時(shí)工作臺(tái)就停止運(yùn)動(dòng)。 圖2-1單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖 進(jìn)油路液壓泵1→電磁換向閥2（左位）→單向調(diào)速閥3→液壓油缸4上腔 回油路液壓油缸4下腔→單向順序閥5→電磁換向閥2（右位）→油箱7 2.5關(guān)鍵問題極其解決辦法 液壓缸的設(shè)計(jì)和使用正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面，經(jīng)常碰到的是液壓缸安裝不當(dāng)、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。所以，在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)保證液壓缸使用正確： （1）使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。 （2）考慮液壓缸行程終了處的制動(dòng)問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。 （3）正確確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定們，只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時(shí)的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮，定位件須設(shè)置在活塞桿端，如為拉伸則設(shè)置在缸蓋端。 （4) 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，加工、裝配和維修方便。 2.6調(diào)速方案的簡單分析比較 制定調(diào)速方案，液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。 （1）方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實(shí)現(xiàn)。而電磁換向閥的基本工作原理是通過電磁鐵控制滑閥閥芯的不同位置，以改變油液的流動(dòng)方向。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，滑閥由彈簧保持在中間位置或初始位置（脈沖式閥除外）。若推動(dòng)故障檢查按鈕可使滑閥閥芯移動(dòng)。而且操作簡單實(shí)用，所以本設(shè)計(jì)用電磁換向閥。 （2）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(shí)現(xiàn)。 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，多用于功率不大的場合。 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(diǎn)是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。 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，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 節(jié)流閥的調(diào)節(jié)應(yīng)該輕便、準(zhǔn)確。在小流量調(diào)節(jié)時(shí)，如通流截面相對(duì)于閥心位移的變化率較小，則調(diào)節(jié)的精確性較高。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口，便可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的大小。 調(diào)速閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用和節(jié)流閥相仿，它適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大而運(yùn)動(dòng)速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。所以本設(shè)計(jì)選擇調(diào)速閥作為速度控制閥。 3 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明書 3.1確定設(shè)計(jì)方案 3.1.1液壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng)裝置主要由以下四部分組成： （1）能源裝置——把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。 （2）執(zhí)行裝置——把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。它可以是作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。 （3)制調(diào)節(jié)裝置——對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。 （4)輔助裝置——上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對(duì)保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。 3.1.2制定液壓系統(tǒng)基本方案 (1)確定液壓執(zhí)行元件的形式 在本設(shè)計(jì)中,液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸兩類?；钊缀椭椎妮斎霝閴毫土髁?，輸出為推力和速度。 我們選擇活塞缸類中的單桿活塞液壓缸，其特點(diǎn)是有效工作面極大，雙向不對(duì)稱。適用場為往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)。 (2)確定液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 1）為了實(shí)現(xiàn)液壓缸的進(jìn)和退，我們選擇電磁換向閥作為液壓系統(tǒng)的方向控制閥。 電磁換向閥的基本工作原理是通過電磁鐵控制滑閥閥芯的不同位置，以改變油液的流動(dòng)方向。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，滑閥由彈簧保持在中間位置或初始位置（脈沖式閥除外）。若推動(dòng)故障檢查按鈕可使滑閥閥芯移動(dòng)。電磁換向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是用來實(shí)現(xiàn)液壓油路的換向、順序動(dòng)作及卸荷等。由于電磁鐵的推力有限，電磁換向閥應(yīng)用在流量不大的液壓系統(tǒng)中。 2）為了實(shí)現(xiàn)其工進(jìn)，選擇調(diào)速閥作為速度控制閥。 調(diào)速閥的工作原理：液壓泵出口（即調(diào)速閥進(jìn)口）壓力，由溢流閥調(diào)整，基本上保持恒定。調(diào)速閥出口處的壓力由活塞上的負(fù)載決定。所以當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，調(diào)速閥進(jìn)出口壓差將減小。 調(diào)速閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用和節(jié)流閥相仿，它適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大而運(yùn)動(dòng)速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。 因此，在本設(shè)計(jì)中選擇調(diào)速閥作為速度控制閥。 3.2液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 3.2.1液壓介質(zhì)的選擇 液壓介質(zhì)一般稱為液壓油（有部分液壓介質(zhì)已不含油成分）。液壓介質(zhì)的性能對(duì)液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)有很大影響。液壓介質(zhì)應(yīng)具有適宜的粘度和良好的粘溫特性；油膜強(qiáng)度要高，具有較好的潤滑性能；能抗氧化，穩(wěn)定性好；腐蝕作用小，對(duì)涂料、密封材料等有良好的適應(yīng)性；同時(shí)液壓介質(zhì)還應(yīng)具有一定的消泡能力。 選擇液壓介質(zhì)時(shí)，除專用液壓油外，首先是介質(zhì)種類的選擇。根據(jù)液壓系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)是否有抗燃性的要求，決定選用礦油型液壓油或抗燃型液壓液。其次，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中所用液壓泵的類型選用具有合適粘度的介質(zhì)。最后，還應(yīng)考慮使用條件等因素，如環(huán)境溫度、工作壓力、執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度等。當(dāng)工作溫度在60℃以下，載荷較輕時(shí)，可選用機(jī)械油；工作溫度超過60℃時(shí)，應(yīng)選用汽輪機(jī)油或普通液壓油。若設(shè)備在很低溫度下啟動(dòng)時(shí)須選用低凝液壓油見表3-1。 根據(jù)以上對(duì)比分析以及液壓機(jī)漏油等問題研究，本設(shè)計(jì)中單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的適合選用N32號(hào)普通液壓油作為液壓油用油以增加液壓機(jī)工作的平穩(wěn)性。 表3-1普通液壓油質(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)用 名稱 N32號(hào)抗磨液壓油 N46號(hào)抗磨液壓油 N68號(hào)抗磨液壓油 N80號(hào)抗磨液壓油 N100號(hào)抗磨液壓油 N150號(hào)抗磨液壓油 N46K號(hào)抗磨液壓油 代號(hào)原牌號(hào) YB-N3220號(hào) YB-N4630號(hào) YB-N6840號(hào) YB-N8050號(hào) YB-N10060號(hào) YB-N15080號(hào) YB-N46K30Y號(hào) 運(yùn)動(dòng)粘度 /mm2·s-1 40℃ 28.8～35.2 41.4～50.6 61.2～74.8 — 90～110 135～165 41.4～50.6 50℃ 17～23 27～33 37～43 47～53 57～63 77～83 27～33 粘度指數(shù)≥ 閃點(diǎn)(開口)/℃≥ 凝點(diǎn)/℃≤ 抗氧化安定性(酸值達(dá)2mgKOH/g)/h≥ 防銹性(蒸餾水法) 腐蝕(T3銅片，100℃，3h) 90 170 -25 1000 通過 合格 90 170 -25 1000 通過 合格 90 170 -25 1000 通過 合格 90 170 -15 1000 無銹 合格 90 170 -25 1000 無銹 合格 90 170 -25 1000 無銹 合格 90 170 -25 1000 通過 合格 抗乳化度(54℃)/min≤ 報(bào)告 報(bào)告 報(bào)告 60 60 60 60 抗泡沫性(93℃)/mL≤ 起泡 50 50 50 50 50 50 50 抗泡沫性(93℃)/mL≤ 消泡 0 0 0 0 0 0 0 抗磨性(四球PB)/N (葉片泵試驗(yàn)100h)/mg≤ 1000 100 1000 100 1000 100 1000 100 1000 100 1000 100 1000 250 應(yīng)用 適用于環(huán)境溫度為-10～+40℃的高壓系統(tǒng)(適用工作壓力大于21MPa)以及礦山、冶金、油田、港口等設(shè)備系統(tǒng)中 注：1.尾注號(hào)K表示對(duì)鍍銀部件具有良好的抗腐蝕性能。 2.YB-N46K原名為30號(hào)抗銀液壓油。 3.2.2擬定液壓系統(tǒng)圖 在這種單柱液壓機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了“工進(jìn)→快退→停止”的動(dòng)作循環(huán)?？梢赃M(jìn)行沖剪、彎曲、翻邊、裝配、冷擠、成型等多種加工工藝。下圖為液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖3-1。 圖3-1單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖 進(jìn)油路液壓泵1→電磁換向閥2（左位）→單向調(diào)速閥3→液壓油缸4上腔 回油路液壓油缸4下腔→單向順序閥5→電磁換向閥2（右位）→油箱7 表3-2單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表 動(dòng)作名稱 信號(hào)來源 電磁換向閥2的工作狀態(tài) 滑塊 工進(jìn) 1YA通電 左位 快退 2YA通電 右位 3.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 3.3.1選定系統(tǒng)工作壓力 一般來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。公稱力為25KN的單柱液壓機(jī)屬小型液壓機(jī)類型，一般情況下，載荷不會(huì)太高，參考資料《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，初步確定系統(tǒng)工作壓力為4MPa。 3.3.2液壓缸主要參數(shù)的確定 鑒于液壓系統(tǒng)的最大工作壓力P1=8MPa>7MPa由參考文獻(xiàn)[1]表5-2推薦初定d=0.7D 取液壓缸=0.9則此時(shí)活塞所受推力 N 由式 （3-1） =69.45cm2 （3-2） =9.38cm 則d=0.7·D=6.07cm 參考文獻(xiàn)[2]表37.5-8及表37.5-9對(duì)這些直徑圓整成就近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí) 得：D=100mm d=70mm 由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為： cm2 cm2 3.3.3液壓缸強(qiáng)度校核 液壓缸的缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋處固定螺栓直徑在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 ?。阂簤焊撞牧蠟?5#鋼，無縫鋼管 活塞桿材料45#鋼 (1)壁厚強(qiáng)度校核 根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》37.5選擇液壓缸外徑為121mm即液壓缸壁厚δ=10.5mm 對(duì)于本系統(tǒng)： 為厚壁 按壁筒計(jì)算： （3-3） 式中，D為缸筒內(nèi)徑；Py為缸筒試驗(yàn)壓力,當(dāng)缸的額定壓力Pn≤16Mpa時(shí)， 取Py=1.5Pn；為缸筒材料的許用應(yīng)力，，為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。 所以: Py =1.5×4=6MPa （3-4） 式中N/mm2 n =5 則N/m2 得mm ∴mm＞ 故缸體壁厚強(qiáng)度滿足。 (2)液壓缸內(nèi)活塞桿直徑校核 活塞桿的直徑d按下式進(jìn)行校核 （3-5） 式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應(yīng)力, 則： mm＜d 故活塞桿強(qiáng)度滿足。 (3)液壓缸蓋固定螺栓直徑計(jì)算 液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計(jì)算： （3-6） 式中，F(xiàn)為液壓缸負(fù)載；Z為固定螺栓個(gè)數(shù)；K為螺紋擰緊系數(shù)； K=1.12～1.5，取K=1.3； MPa 則： mm 取ds=10mm 3.3.4液壓缸穩(wěn)定性校核 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力F不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載Fk，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。Fk的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)?；钊麠U穩(wěn)定性的校核依下式進(jìn)行： （3-7） 式中，nk為安全系數(shù)，一般取nk=2～4，這里取nk=4。 當(dāng)活塞桿的細(xì)長比＞時(shí) （3-8） 當(dāng)活塞桿的細(xì)長比＞時(shí)，且=20～120時(shí)，則 （3-9） 式中，l為安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)，見表3-3，為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，；為柔性系數(shù)，其值見表3-4；為由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見表3-3；E為活塞桿材料的彈性模量，對(duì)鋼取E=2.06×1011N/M2；J為活塞桿橫截面慣性矩；A為活塞桿橫截面積，f為由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值，為系數(shù)，具體數(shù)值均見表3-4。 表3-3液壓缸支承方式和末端系數(shù)ψ2的值 支承方式 支承說明 末端系數(shù)ψ2 一端自由一端固定 1/4 兩端鉸接 1 一端鉸接一端固定 2 兩端固定 4 表3-4f、a、ψ1的值 材料 f×108N/M2 ψ1 鑄鐵 5.6 80 鍛鐵 2.5 110 軟鋼 3.4 90 硬鋼 4.9 85 由此，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的可得： N/M2； （3-10） 而l＞125mm，取l=175mm ＜ 則活塞桿穩(wěn)定性按式： （3-11） 進(jìn)行校核。 代入數(shù)據(jù)： N 而 （3-12） 式中，F(xiàn)W為活塞所受最大推力Pmax為系統(tǒng)最大壓力為8MPa。 A1為液壓缸無活塞桿腔的截面積，A1=78.5cm2 FW=8×106×7.85×10-3=6.28×104N 顯然，F(xiàn)W＜ 所以，活塞桿穩(wěn)定性滿足。 3.3.5 計(jì)算液壓缸實(shí)際所需流量 根據(jù)最終確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸及其運(yùn)動(dòng)速度或轉(zhuǎn)速，計(jì)算出液壓缸實(shí)際所需流量，見表3-5。 表3–5 液壓缸實(shí)際所需流量 工況 活塞下行(工進(jìn)) 活塞上行(快退) 運(yùn)動(dòng)速度10-2 m/s V = 4.5 V = 13 結(jié)構(gòu)參數(shù) 10-3 m2/s A1 = 7.85 A2 = 4.0 流量 10-4 m3/s Q1 = 3.53 Q2 = 5.21 計(jì)算公式 Q = Av 3.4各種液壓閥的選擇與確定 3.4.1液壓閥的作用 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向或調(diào)節(jié)其壓力和流量的，因此它可以分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。一個(gè)形狀相同的閥，可以因?yàn)樽饔脵C(jī)制的不同，而具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流通道的更換控制著油液的流動(dòng)方向。這就是說，盡管液壓閥存在著各種各樣不同的類型，它們之間還是保持著一些基本共同之點(diǎn)。 3.4.2液壓閥的基本要求 液壓系統(tǒng)中所用的液壓閥，應(yīng)滿足如下要求： （1)動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。 （2)油液流過時(shí)壓力損失小。 （3)密封性能好。 （4)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。 3.4.3液壓閥的選擇 (1)閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選?。贿x擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。 控制閥的流量一般要選得比實(shí)際通過的流量大一些，必要時(shí)也允許有20%以內(nèi)的短時(shí)間過流量。 (2)閥的型式，按安裝和操作方式選擇。 本系統(tǒng)工作壓力在4MPa左右，所以液壓閥均選用中壓閥。所選閥的規(guī)格型號(hào)見表3-6。 表3-6單柱液壓機(jī)液壓閥名細(xì)表 名稱 選用規(guī)格 單向調(diào)速閥 AQF3-E10B 電磁溢流閥 YDF3-E10B-B 電磁換向閥 34DF30-E10B-D 單向順序閥 AXF3-E10B (3)液壓泵站及其輔助裝置 在本設(shè)計(jì)中，我們將采用集成塊的聯(lián)接方式來進(jìn)行液壓系統(tǒng)的裝配。其集成塊單元回路圖見圖3-2；液壓集成塊由集成式液壓元件構(gòu)成。其有以下特點(diǎn): 1)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，裝配周期短。 2)若液壓系統(tǒng)有變化，改變工況需要增減元件時(shí)，組裝方便迅速。 3)元件之間實(shí)現(xiàn)無管連接，消除了因油管、管接頭等引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。 4)整個(gè)系統(tǒng)配置靈活，外觀整齊，維護(hù)保養(yǎng)容易。 5)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和集成化程度高。 6)縮短了管路，基本消除了漏油現(xiàn)象，提高了液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性。 7)如果要變更回路，只需要更換液壓快即可，靈活性大，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，便于成批生產(chǎn)。 圖3-2集成塊單元回路圖 3.5液壓泵站 3.5.1液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標(biāo)準(zhǔn) (1)液壓泵站的概述 目前我國生產(chǎn)液壓泵站的廠家很多，液壓泵站的種類也繁多，但多數(shù)廠家根據(jù)用戶的具體要求設(shè)計(jì)和制造，尚未完全系列化、標(biāo)準(zhǔn)化?，F(xiàn)在只有液壓泵站的油箱公稱容量系列有國家標(biāo)準(zhǔn)。 (2)液壓泵站油箱公稱容量系列（GB/T321-1980） 表3-7油箱容量GB/T321-1980L 3.5.2液壓泵 （1）液壓泵的選擇 液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。 液壓泵的工作壓力是指泵實(shí)際工作時(shí)的壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載。液壓泵的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出的流量。 1）液壓泵工作壓力的確定 （3-13） P1是液壓缸的工作壓力，對(duì)于本系統(tǒng)： MPa 是泵到液壓缸間總的管路損失。由系統(tǒng)圖可見，從泵到液壓缸之間串接有一個(gè)單向調(diào)節(jié)器速閥和一個(gè)電磁換向閥，取=0.6MPa 液壓泵工作壓力為： PP=4.4+0.6=5MPa 2)液壓泵流量的確定 （3-14） 由工況圖看出，系統(tǒng)最大流量發(fā)生在快退工況，m3/s，泄漏系數(shù)K=1.2,求得液壓泵流量: m2/s(37.8L/mm) 選用YB1-40型雙聯(lián)葉片泵。 雙聯(lián)葉片泵是在一個(gè)泵體內(nèi)安裝兩個(gè)雙作用葉片泵，用同一個(gè)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。安裝大小不同的單泵，可以得到兩種大小不同的流量，以適應(yīng)液壓系統(tǒng)各種不同速度的要求。雙作用葉片泵的工作原理是泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤和端蓋等件所組成。定子的內(nèi)表雙作用葉片泵的工作原理：面是由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線八個(gè)組成，且定子和轉(zhuǎn)子是同心的。葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力以及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子間便形成了一個(gè)個(gè)密封的工作腔。在轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的情況下，密封工作腔的容積在左上角和右下角處逐漸增大，為吸油區(qū)；在左下角和右上角處逐漸減小，為壓油區(qū)；吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)把它們隔開。這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)密封工作腔完成吸油和壓油動(dòng)作各兩次，所以稱為雙作用葉片泵。泵的兩個(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)壓油區(qū)是徑向?qū)ΨQ的，作用在轉(zhuǎn)子上的液壓力徑向平衡，所以又稱為平衡式葉片泵。 (2)液壓泵裝置安裝方式以及與電機(jī)的連接 液壓泵裝置是指將電能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗芩枰脑O(shè)備、元件及其輔助元件。具體而言，主要指電機(jī)、聯(lián)軸器、液壓泵、吸油管、排油管以及吸油管口的濾油器。正確地設(shè)計(jì)尤其是正確地安裝液壓泵裝置，是液壓系統(tǒng)正常工作的重要保證，必須予以足夠的重視。 金屬切削機(jī)床的液壓站，多用定量或限壓式變量葉片泵。變量葉片泵僅能臥式安裝， 而定量葉片泵，無論是單泵還是雙聯(lián)泵，都可以有立式和臥式兩種安裝方式。齒輪泵與柱塞泵一般為臥式安裝。臥式安裝的液壓泵，其位置又可分為上置式與非上置式兩種。上置式指液壓泵裝置安裝在油箱上，立式安裝的液壓泵皆為上置式。 安裝液壓泵應(yīng)注意的問題： 1)為了防止振動(dòng)與保證液壓泵的使用壽命，液壓泵必須牢固地緊固在箱蓋或基礎(chǔ)上，注意經(jīng)常檢查連接螺釘是否松動(dòng)。 2)調(diào)整好液壓泵與電機(jī)的聯(lián)軸器，使二者同心，用手撥動(dòng)聯(lián)軸器時(shí)不能有松緊不一致的現(xiàn)象。 3)在有條件的情況下，盡量將液壓泵（齒輪泵、定量葉片泵、螺桿泵）安裝在油 液內(nèi)。 4)液壓泵吸油管路的安裝必須注意密封可靠及油管插入油液有足夠的深度，以防止空氣被吸入液壓泵。 5)安裝液壓泵時(shí)，應(yīng)注意各類液壓泵的吸油高度，正確確定液壓泵與油液液面的距離。 液壓泵與電機(jī)之間的聯(lián)軸器，一般用簡單型彈性圈柱銷聯(lián)軸器或彈性圈柱銷聯(lián)軸器，其二者的共同特點(diǎn)是傳遞扭矩范圍較大，轉(zhuǎn)速較高，彈性好，能緩沖扭矩急劇變化引起的振動(dòng)，能補(bǔ)償軸位移。但在使用中應(yīng)定期檢查彈性圈，發(fā)現(xiàn)其損壞后及時(shí)更換。上述兩種聯(lián)軸器中，簡單型彈性圈柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，使用壽命較長，比彈性圈柱銷聯(lián)軸器用得多些。應(yīng)用上述二種聯(lián)軸器時(shí)，一定要注意彈性圈材料必須用耐油橡膠。 安裝聯(lián)軸器的技術(shù)要求是： 1)半聯(lián)軸器I盡量做主動(dòng)件。 2)半聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸配合時(shí)采用配合，與其他軸端則采用低于的配合，否則應(yīng)驗(yàn)算輪轂強(qiáng)度。 3)最大同軸度偏差不大于0.1mm(上海機(jī)床廠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù))，軸線傾斜角不大于40°。 3.5.3電動(dòng)機(jī)功率的確定 注射機(jī)在整個(gè)動(dòng)作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個(gè)工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動(dòng)機(jī)功率。 由前面的計(jì)算已知泵的供油壓力應(yīng)為PP=5MPa，取泵的總效率 ηp=0.65，泵的總驅(qū)動(dòng)功率為 （3-15） Kw 驗(yàn)算其他工況時(shí)，液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率均小于此值。查產(chǎn)品樣本，選用5.5Kw的電動(dòng)機(jī)。 3.5.4液壓管件的確定 (1)油管內(nèi)徑確定 由于本系統(tǒng)并未對(duì)油管內(nèi)油液的流速作出規(guī)定，因此在整個(gè)系統(tǒng)中只需保證各處的流量滿足要求即可。初定泵吸油管處流速為1m/s，則由式計(jì)算得d=8mm，由于油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大；但也不能選得過小，以免使管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加或產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，影響正常工作。在強(qiáng)度保證的情況下，管壁可盡量選得薄些。薄壁易于彎曲，規(guī)格較多，裝接較易，采用它可減少管系接頭數(shù)目，有助于解決系統(tǒng)泄漏問題?？紤]到與各液壓閥的連接，也為了盡量減少管路中油壓的損失，故統(tǒng)一取油管內(nèi)徑為10mm。 (2)管接頭 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，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、工藝性好等各項(xiàng)條件。 液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分都出現(xiàn)在它管系中的接頭上，為此對(duì)管材的選用，接頭形式的確定（包括接頭設(shè)計(jì)、墊圈、密封、箍套、防漏涂料的選用等），管系的設(shè)計(jì)（包括彎管設(shè)計(jì)、管道支承點(diǎn)和支承形式的選取等）以及管道的安裝（包括正確的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、清洗、組裝等）都要慎審從事，以免影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的使用質(zhì)量。 3.5.5濾油器的選擇 (1)濾油器的作用及過濾精度 濾油器在液壓系統(tǒng)中，濾除外部混入或者系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中內(nèi)部產(chǎn)生的液壓油中的固體雜質(zhì)，使液壓油保持清潔，延長液壓元件使用壽命，保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性。一般認(rèn)為75%以上液壓系統(tǒng)故障是由于液壓油的污染所造成的。因此濾油器對(duì)液壓系統(tǒng)來說，是不可少的重要組成部分。 濾油器的過濾精度用從液壓油中過濾掉的雜質(zhì)的顆粒大小表示，一般可分為粗濾油器、普通濾油器、精密濾油器和特精濾油器四種，它們分別能濾去大于100μm、10～100μm、5～10μm和1～5μm大小的雜質(zhì)。液壓系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的滑動(dòng)間隙越小，因些系統(tǒng)壓力越高，要求的過濾精度也越高，其關(guān)系見表3-8： 表3-8過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系 系統(tǒng)類別 一般液壓系統(tǒng) 伺服系統(tǒng) 壓力MPa ＜7 ＞7 35 21 顆粒大小μm ≤25～50 ＜25 ＜10 ＜5 濾油器按其濾心材料的過濾機(jī)制來分，有表面型濾油器、深度型濾油器和吸附型濾油器三種。 (2)選用和安裝 濾油器應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、通流能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件來選定其型號(hào)。 選用濾油器時(shí)，要考慮下列幾點(diǎn)： 1)過濾精度應(yīng)滿足預(yù)定要求。 2)能在較長時(shí)間內(nèi)保持足夠的通流能力。 3)濾心具有足夠的強(qiáng)度，不因液壓的作用而損壞。 4)濾心抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。 5)濾心清洗或更換簡便。 因此，濾油器應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、通流能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件來選定其型號(hào)。 在本設(shè)計(jì)中，選用網(wǎng)式濾油器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、通油能力大、阻力小、易清洗等特點(diǎn)。網(wǎng)式濾油器屬于粗濾油器，一般安裝在液壓泵的吸油路上，這種安裝方式主要作用是保護(hù)液壓泵。 3.5.6油箱及其輔件的確定 (1)油箱 油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲(chǔ)存油液外，還起著散發(fā)油液中的熱量（在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量）、分離油液中的氣泡、沉淀固體雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如空氣濾清器及液位計(jì)等。 1)油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： a.油箱必須有足夠大的容積。以滿足散熱要求，停車時(shí)能容納液壓系統(tǒng)中所有的油；而工作時(shí)又保持適當(dāng)?shù)挠臀灰蟮取? b.吸油管及回油管應(yīng)插入最低油位以下。以防止吸油管吸入空氣；回油管飛濺產(chǎn)生氣泡。管口一般與油箱底、箱壁的距離不小于管徑的3倍。吸油管應(yīng)安裝80或100μm的網(wǎng)式或線隙式濾油器，安裝位置要便于裝卸或清洗濾油器?；赜凸芸谛鼻?5°角并面向箱壁，以防回油沖擊油箱底部的沉積物。 c.吸油管和回油管的距離盡可能遠(yuǎn)一點(diǎn)，中間要設(shè)置隔板，使油液在油箱中流動(dòng)速度緩慢一點(diǎn)，時(shí)間長一些，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。 d.為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有密封的頂蓋，頂蓋上應(yīng)設(shè)有帶濾油網(wǎng)的注油口及帶空氣濾清器的通氣孔，注油及通氣一般都由一個(gè)空氣濾清器來完成。為了便于放掉油，油箱底應(yīng)有一定傾斜度，最低處設(shè)放油閥。 e.箱壁上應(yīng)考慮安裝液面指示器、冷卻器。加熱器及溫度計(jì)等位置。 f.油箱也可以設(shè)計(jì)成完全密封的充壓式油箱，用以改善液壓的吸油狀況。一般充氣壓力為0.07～0.1MPa。 根據(jù)以上六點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及對(duì)照本設(shè)計(jì)的需要，繪制油箱簡圖3-3： 圖3-3油箱簡圖 2)油箱容量的確定 初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。 經(jīng)驗(yàn)公式為： m3 （3-4） 式中，——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積m3 ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見表3-9 表3-9經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金機(jī)械 1～2 2～4 5～7 6～12 10 在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。 初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。 由此初定油箱容積取為200L，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3-10： 表3-10油箱結(jié)構(gòu)參數(shù) 長mm 1000 箱蓋厚度mm 15 寬mm 500 箱底厚度mm 5 高mm 500 箱底傾角 15° 3)確定油箱的有效容積 按經(jīng)驗(yàn)公式（3-4）來初步確定油箱的有效容積： 已知所選泵的總流量37.8L/min，這樣，液壓泵每分鐘排出壓力油的體積37.8L。參照表3-9，取=5，算得有效容積為： V=5×37.8=189L (2)空氣濾清器 一般在油箱蓋上應(yīng)設(shè)置空氣濾清器，它包括空氣濾清裝置和注油過濾網(wǎng)。在此，我們選擇EF2-32型空氣濾清器，其技術(shù)性能見表3-11： 表3-11 EF2-32型空氣濾清器技術(shù)性能表 規(guī)格 EF2-32 加油流量L/min 14 空氣流量L/min 100 油過濾面積cm2 120 螺釘（四只均布）mm M4×10 空氣過濾精度mm 0．279 油過濾精度 125μm（120目/英寸） (3)油標(biāo) 在油箱側(cè)壁上一般應(yīng)設(shè)置油標(biāo)，以此作為油箱中油位的指示器。考慮到控制油箱溫度的重要性，選擇YWZ型帶溫度計(jì)的液位指示器。 3.6液壓缸的設(shè)計(jì) 3.6.1液壓缸的基本參數(shù)的確定 在上節(jié)中，我們已經(jīng)對(duì)液壓執(zhí)行元件即液壓缸的基本參數(shù)作過計(jì)算并校核，其各參數(shù)見表3-12： 表3-12液壓缸的基本參數(shù) 缸徑Dmm 100 活塞桿直徑dmm 70 最大行程Lmm 125 缸體壁厚δmm 20.5 公稱力FKN 125 3.6.2液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 (1)缸體 1)缸體端部聯(lián)接結(jié)構(gòu) 缸體端部的聯(lián)接結(jié)構(gòu)見表3-13： 表3-13缸體端部聯(lián)接型式 連接方式 特點(diǎn) 焊接 結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，使廣泛 缸體焊后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。 主要用于柱塞式液壓缸 螺紋聯(lián)接 徑向尺寸小，重量較輕，使用廣泛 缸體外徑需加工，且應(yīng)與內(nèi)徑同軸；裝卸需專用工具； 安裝時(shí)應(yīng)防止密封圈扭曲 法蘭聯(lián)接 結(jié)構(gòu)較簡單，易加工，易裝卸，使用廣泛 徑向尺寸較大，重量比螺紋聯(lián)接的大。 非焊接式法蘭的缸體端部鐓粗 拉桿聯(lián)接 結(jié)構(gòu)通用性好。缸體加工容易，裝卸方便，應(yīng)用較廣 注：1.對(duì)于固定機(jī)械，若尺寸與重量沒有特殊要求時(shí)，建議采用法蘭聯(lián)接或拉桿聯(lián)接。 2.對(duì)于活動(dòng)機(jī)械，若尺寸和重量有特殊要求時(shí)，推薦采用外螺紋聯(lián)接或外半環(huán)聯(lián)接。 2)缸體的材料 液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號(hào)無縫鋼管。因20號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241～285HB。 缸體毛坯也可采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵件。鑄鋼可采用ZG35B等材料，鑄鐵可采用HT200～HT350間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。 特殊情況下，可采用鋁合金等材料。 3)缸體的技術(shù)要求（圖3-4和圖3-5） a 缸體內(nèi)徑采用H8、H9配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時(shí)，為0.1～0.4μm，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，為0.2～0.4μm。且均需珩磨。 b 缸體內(nèi)徑φAL（圖3-4）的圓度公差值可按9、10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按8級(jí)精度選取。 c 缸體端面T（圖3-4）的垂直度公差值可按7級(jí)精度選取。 圖3-4缸體 d 當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為6級(jí)精度的公制螺紋。 e 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸（圖3-5）時(shí)，孔徑D1或軸徑d2的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直度公差值應(yīng)按9級(jí)精度選取。 圖3-5耳環(huán)型、銷軸型缸體 f 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為30～40μm的鉻層，鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。 3.6.3缸蓋 (1)缸蓋的材料 液壓缸的缸蓋可選用35、45號(hào)鍛鋼或ZG35、ZG45鑄鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。 (2)缸蓋的技術(shù)要求（圖3-6） 1)直徑d（基本尺寸同缸徑）、D2（活塞桿的緩沖孔）、D3（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓柱度公差值，應(yīng)按9、10或者11級(jí)精度選取。 圖3-6缸蓋 2)D2、D3與d的同軸度公差值為0.03mm。 3)端面A、B與直徑d軸心線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。 4)導(dǎo)向孔的表面粗造度為1.25μm。 3.6.4活塞 (1) 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式見表3-14： 表3-14活塞桿聯(lián)接型式 聯(lián)接方式 備注 整體聯(lián)接 用于工作壓力較大，而活塞直徑又較小的情況 螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式 半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大的情況 注：詳細(xì)資料見參考文獻(xiàn)[2] 鑒于本設(shè)計(jì)為小型液壓機(jī)，所以采用整體聯(lián)接的方式。 (2)活塞與缸體的密封 活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。本設(shè)計(jì)采用O型密封圈，它的特點(diǎn)為密封性能好，摩擦系數(shù)小；安裝空間小,廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封. (3)活塞的材料 液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼（有的在外徑上套有尼龍66、尼龍1010或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán)）及鋁合金等。 (4)活塞的技術(shù)要求（圖3-7） 1)活塞外徑φAL對(duì)內(nèi)孔D1的徑向跳動(dòng)公差值，按7、8級(jí)精度選取。 2)端面T對(duì)內(nèi)孔D1軸線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。 3)外徑φAL的圓柱度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取。 圖3-7活塞 3.6.5活塞桿 (1)活塞桿端部結(jié)構(gòu)見表3-15： 表3-15活塞桿端部結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)形式 外螺紋 內(nèi)螺紋 單耳環(huán) 結(jié)構(gòu)簡圖 結(jié)構(gòu)形式 雙耳環(huán) 半球鉸單耳環(huán) 球頭 結(jié)構(gòu)簡圖 結(jié)構(gòu)形式 銷軸 柱銷 結(jié)構(gòu)簡圖 結(jié)構(gòu)形式 錐銷 法蘭 結(jié)構(gòu)簡圖 (2)端部尺寸 1)端部為螺紋聯(lián)接時(shí)，其尺寸見表3-16： 表3-16液壓缸活塞桿螺紋尺寸系列 直徑與螺距 螺紋長A 直徑與螺距 螺紋長A 直徑與螺距 螺紋長A Φkk×t 短型 長型 Φkk×t 短型 長型 Φkk×t 短型 長型 M3×0.35 6 9 M22×1.5 30 44 M110×3 112 M4×0.5 8 12 M24×2 32 48 M125×4 125 M4×0.7* 8 12 M27×2 36 54 M140×4 140 M5×0.5 10 15 M30×2 40 60 M160×4 160 M6×0.75 12 16 M33×2 45 66 M180×4 180 M6×1* 12 16 M36×2 50 72 M200×4 200 M8×1 12 20 M42×2 56 84 M220×4 220 M8×1.25* 12 20 M48×2 63 96 M250×6 250 M10×1.25 14 22 M56×2 75 112 M280×6 280 M12×1.25 16 24 M64×3 85 128 M14×1.5 18 28 M72×3 85 128 M16×1.5 22 32 M80×3 95 140 M18×1.5 25 36 M90×3 106 140 (3)活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿有實(shí)心桿和空心桿兩種，見圖（3-8）。空心活塞桿的一端，要留出焊接和熱處理時(shí)用的通氣孔d2。 a b 圖3-8活塞桿a)實(shí)心活塞桿b)空心活塞桿 (4)活塞桿材料 實(shí)心活塞桿材料為35、45號(hào)鋼；空心活塞桿材料為35、45號(hào)無縫鋼管。 (5)活塞桿的技術(shù)要求 1)活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229～285HB，必要時(shí)，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)HRC45～55。 2)活塞桿φMM和d1的圓度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取。 3)活塞桿φMM的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。 4)活塞桿φMM對(duì)d1的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為0.01mm。 5)端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級(jí)精度選取。 6)活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工；如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按7級(jí)或8級(jí)精度制造。 7)活塞桿上若有聯(lián)接銷孔時(shí)，該孔徑應(yīng)按H11級(jí)加工，該孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值，按6級(jí)精度選取。 8)活塞桿上工作表面的粗糙度為0.63μm，必要時(shí)，可以鍍鉻，鍍層厚度為0.05mm，鍍后拋光。 3.6.6液壓缸的排氣裝置 排氣塞（閥）用于排除液壓缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定。通常將排氣塞（閥）安裝在液壓缸的端部，雙作用液壓缸應(yīng)安裝兩個(gè)排氣塞（閥）。 本設(shè)計(jì)采用的排氣塞（閥）的結(jié)構(gòu)見圖（3-9）。 圖3-9排氣閥結(jié)構(gòu)圖 3.6.7液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式 （1）液壓缸進(jìn)出油口的聯(lián)接 液壓缸進(jìn)出油口接頭采用螺紋聯(lián)接（見圖3-10