上料機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文) 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院 2013屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目：上料機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí): 機(jī)制（6）班 學(xué) 號(hào): 20090760 姓 名: 任 靜 指導(dǎo)老師: 劉曉琴 2013年6月4日

2、 45 摘 要 壓力機(jī)是一種利用液體壓力能來(lái)傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)器。而上料機(jī)只是壓力機(jī)中的一種類型，它是主要的功能就是實(shí)現(xiàn)工件的輸送。例如：當(dāng)鑄件、鍛件、沖壓件或經(jīng)預(yù)加工材料作為毛坯時(shí)，需要在機(jī)床上設(shè)置的上料機(jī)構(gòu)。而此次所設(shè)計(jì)的上料機(jī)液壓系統(tǒng)要求所完成的是：快速上升—慢速上升（可調(diào)速）—快速下降—下位停止的半自動(dòng)循環(huán)，即就是在一個(gè)豎直空間內(nèi)進(jìn)行上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)。 為了實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)要求，首先，對(duì)上料機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和負(fù)載分析，了解并計(jì)算出上料機(jī)在各個(gè)階段的受力情況，繪制出負(fù)載和速度圖；其次，確定出此液壓系統(tǒng)需要的基本回路，根據(jù)其基本回路來(lái)擬定液壓系統(tǒng)原理圖；接下來(lái)設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)

3、構(gòu)即確定液壓缸各組成的基本尺寸、材料、加工要求等；然后對(duì)液壓系統(tǒng)中所確定的液壓閥進(jìn)行型號(hào)的確定，確定電動(dòng)機(jī)及液壓泵的型號(hào)；最后進(jìn)行輔助元件的選擇及液壓系統(tǒng)技術(shù)性能的驗(yàn)算。 關(guān)鍵詞：上料機(jī) 液壓系統(tǒng) 液壓缸 Abstract The press is a kind of liquid pressure energy to transmit energy, to achieve a v

4、ariety of processing machine. While the machine is in press of a type, it is the main function is the realization of the work piece .For example: when casting, forging, stamping or by pre-processing material as blank, need feeding mechanism is arranged on the machine. Feeding machine hydraulic syste

5、m and the design requirement is the completion of the rapid rise, slow rise: (adjustable)-rapid decline-semi-automatic cycle net stop, which is circular motion in a vertical space. In order to achieve this requirement, first of all, motion analysis and load analysis of the feeding machine, understa

6、nding and calculate the feeding machine in the stress of each phase, draw the load and velocity map; secondly, the basic circuit to the hydraulic system, to draw up the schematic diagram of hydraulic system on the basis of the basic circuit; the design of hydraulic cylinder structure is to determine

7、 the basic size, each hydraulic cylinder composed of materials, processing requirements; the hydraulic valve in the hydraulic system are determined by the models to determine, determine the motor and hydraulic pump and hydraulic calculation model; at last, the system performance of auxiliary compone

8、nts. Keywords: Machine hydraulic Cylinder Hydraulic system 目錄 摘 要 I 1.緒論 1 1.1 背景介紹 1 1.2液壓技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2.1液壓技術(shù)現(xiàn)狀 2 1.2.2液壓業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 3 2.上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2.1設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù) 4 2.2工況分析 4 2.2.1運(yùn)動(dòng)分析 5 2.2.2負(fù)載分析 5 2.2.3繪制負(fù)載和速度圖 7 2.3液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 8 2.3.1液壓回路的基本選擇 9 2.3.2繪制液壓系統(tǒng)的原理圖及工作過(guò)程分析 9

9、 3.液壓缸的設(shè)計(jì) 11 3.1液壓缸基本參數(shù)的確定 11 3.1.1初選液壓缸的工作壓力 11 3.1.2液壓缸基本尺寸的計(jì)算 11 3.1.3活塞桿穩(wěn)定性校核 12 3.1.4計(jì)算液壓缸的最大流量 13 3.1.5繪制工況圖 13 3.2液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 3.2.1液壓缸的結(jié)構(gòu) 15 3.2.2液壓缸設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng) 16 3.2.3.液壓缸主要組成的材料和技術(shù)要求（《液壓元件手冊(cè)》） 17 4.液壓元件的選擇 23 4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 23 4.2選擇液壓泵 23 4.3選擇閥類元件 24 4.3.1單向閥的選擇 25 4.3.2液控單向閥的選擇

10、 25 4.3.3調(diào)速閥的選擇 26 4.3.4順序閥的選擇 27 4.3.5壓力繼電器 28 4.3.6行程閥的選擇 29 4.3.7背壓閥的選擇 29 4.3.8電磁換向閥的選擇 29 4.4液壓輔助元件的選擇 30 4.4.1管道 30 4.4.2油箱的選擇 31 4.4.3濾油器的選擇 33 4.4.4液壓油的選擇 35 5.液壓系統(tǒng)技術(shù)性能的驗(yàn)算 37 5.1壓力損失及調(diào)定壓力的確定 37 5.2驗(yàn)算系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升 39 結(jié)論 42 致 謝 43 參考文獻(xiàn) 44 附圖： 45 1.緒論 1.1 背景介紹 液壓傳動(dòng)是用液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳

11、遞能量和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式。液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 液壓傳動(dòng)和控制由于應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展,使液壓系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有很大提高.液壓傳動(dòng)將向自動(dòng)化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展. 液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)、在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展。 液壓傳動(dòng)控制

12、是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過(guò)程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動(dòng)是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。液壓傳動(dòng)利用這種元件來(lái)組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。 從原理上來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說(shuō)，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過(guò)液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一

13、個(gè)變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來(lái)達(dá)到力的傳遞。 液壓傳動(dòng)中所需要的元件主要有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動(dòng)力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來(lái)工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過(guò)兩個(gè)嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得液體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時(shí)候主要需要注意的問(wèn)題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液壓執(zhí)行元件是用來(lái)執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置，主要包括液壓缸和液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)是與液壓泵做相反的工作的裝置，也就是把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱為機(jī)械能

14、，從而對(duì)外做功。 液壓控制元件用來(lái)控制液體流動(dòng)的方向、壓力的高低以及對(duì)流量的大小進(jìn)行預(yù)期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因?yàn)橐簤嚎刂圃骷撵`活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動(dòng)。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥、機(jī)械操縱法、電動(dòng)操縱閥等。 除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過(guò)濾器、蓄能器和密封裝置。通過(guò)以上的各個(gè)器件，我們就能夠建設(shè)出一個(gè)液壓回路。所謂液壓回路就是通過(guò)各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標(biāo)，我們能夠設(shè)計(jì)不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回

15、路、多缸工作控制回路等。 根據(jù)液壓傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首先要進(jìn)行系統(tǒng)分析，然后擬定系統(tǒng)的原理圖，其中這個(gè)原理圖是用液壓機(jī)械符號(hào)來(lái)表示的。之后通過(guò)計(jì)算選擇液壓器件，進(jìn)而再完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。這個(gè)過(guò)程中，原理圖的繪制是最關(guān)鍵的。它決定了一個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)劣。 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用性是很強(qiáng)的，比如裝卸堆碼機(jī)液壓系統(tǒng)，它作為一種倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械，在現(xiàn)代化的倉(cāng)庫(kù)里利用它實(shí)現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機(jī)械化工作。也可以應(yīng)用在萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實(shí)踐中。這些系統(tǒng)的特點(diǎn)是功率比較大，生產(chǎn)的效率比較高，平穩(wěn)性比較好。 1.2液壓技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1液壓技術(shù)現(xiàn)狀 我國(guó)液壓行業(yè)

16、是從當(dāng)年的小作坊、主機(jī)廠的車間或分廠發(fā)展壯大起來(lái)的。 經(jīng) 過(guò)改革開放三十的發(fā)展，已經(jīng)成為品種規(guī)格齊全、基本可以滿足我國(guó)各種裝備要求、具有一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)，成為我國(guó)機(jī)械工業(yè)的重要基礎(chǔ)行業(yè)。 改革開放30年來(lái)，我國(guó)液壓行業(yè)企業(yè)從30年前的小作坊，主機(jī)廠的車間走出來(lái)，經(jīng)過(guò)技術(shù)引進(jìn)及消化吸收再創(chuàng)造，多次技術(shù)改造及工藝流程再造，已經(jīng)成為裝備制造業(yè)的重要基石和機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為國(guó)家大工程和重點(diǎn)項(xiàng)目配套 取得顯著成就。近年來(lái)，我國(guó)液壓行業(yè)企業(yè)為國(guó)家重點(diǎn)工程和重大技術(shù)裝備，提供了大量的液壓系統(tǒng)，如三峽工程二、三期工程的升船機(jī)、啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)秦皇島碼頭二三期工程、寶鋼、鞍鋼等。 1.2.2液壓業(yè)發(fā)展

17、趨勢(shì) （1）節(jié)省能耗，充分利用能量,提高效率,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。 （2）發(fā)展機(jī)電一體化元件和系統(tǒng)。電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。 （3）發(fā)展具有比例閥的耐污染和伺服閥高精度、高頻響的直動(dòng)型電液控制閥。 （4）重視環(huán)保，發(fā)展零泄漏液壓系統(tǒng)和低噪聲元件環(huán)保型產(chǎn)品將具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 隨著人們環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，開發(fā)保護(hù)型液壓產(chǎn)品，將成為今后液壓技術(shù)的主流。 （5）應(yīng)用現(xiàn)代控制技術(shù)，提高電液壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能。

18、 2.上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)一臺(tái)上料機(jī)液壓系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)完成：快速上升——慢速上升（可調(diào)速）——快速下降——下位停止的半自動(dòng)循環(huán)。采用900V型導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌的壓緊力為60N，啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間均為0.5s，液壓缸的機(jī)械效率為0.9。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下表2.1所示： 表2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)表 參數(shù) 數(shù)據(jù) 滑臺(tái)自重（） 1400 工件自重（） 5800 快速上升速度（） 55 快速上升行程（） 420 慢速上升速度(） ≤18 慢速上升行程（） 100 快速下降速度（） 60 快速下降行程（） 550 圖2.1上料機(jī)示意

19、圖 2.2工況分析 對(duì)液壓缸的執(zhí)行元件進(jìn)行工況分析，就是查明液壓缸的每個(gè)執(zhí)行元件在各自的工作過(guò)程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律，通常是求出一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值。必要時(shí)還應(yīng)該作出速度、負(fù)載隨時(shí)間或位移變化的曲線圖。 2.2.1運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)各執(zhí)行元件在完成一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度，繪制以速度為縱坐標(biāo)，時(shí)間或位移為橫坐標(biāo)的速度循環(huán)圖，如2.2圖所示： 圖2.2 工作循環(huán)中速度的變化情況圖 2.2.2負(fù)載分析 負(fù)載分析就是研究各執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的受力情況。工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸必須克服的

20、 （式2.1） 式中—工作負(fù)載； —導(dǎo)向摩擦負(fù)載； —慣性負(fù)載。 （1）工作負(fù)載 此系統(tǒng)的工作阻力即為工件的自重與滑臺(tái)的自重。 =滑臺(tái)自重+工件自重=1400+5800=7200 （式2.2） （2）導(dǎo)向摩擦負(fù)載 導(dǎo)向摩擦負(fù)載是指液壓缸驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件時(shí)所受的導(dǎo)軌摩擦阻力，其值與運(yùn)動(dòng)部件的導(dǎo)軌形式、放置情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，各種形式導(dǎo)軌的摩擦負(fù)載計(jì)算公式可查閱有關(guān)手冊(cè)。 V形導(dǎo)軌： （式2.

21、3） 式中—運(yùn)動(dòng)部件的重力（）； —垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載（）； —V形導(dǎo)軌的夾角，一般=90°； —摩擦系數(shù)，其值可查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 而摩擦系數(shù)有靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)； 靜摩擦系數(shù)s=0.2,動(dòng)摩擦系數(shù)d=0.1。 所以可得到： =0.2×=16.9706 =0.1×=8.4853 （3）慣性負(fù)載 慣性負(fù)載是運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)加速或制動(dòng)減速時(shí)的慣性力，其值可按牛頓第二定律求出，即 （式2.4） 式中—重力加速

22、度（）； — 時(shí)間內(nèi)的速度變化值（）； — 啟動(dòng)、制動(dòng)或速度轉(zhuǎn)換時(shí)間（）。 所以 快速上升：===80.8163 慢速上升：===54.3673 制動(dòng)：===26.4490 快速下降：===88.1633 制動(dòng)：===88.1633 由于液壓缸垂直安放，其重量較大，為了防止因重量而自行下滑，所以系統(tǒng)中應(yīng)該設(shè)置平橫回路。而機(jī)械效率為0.9。 則系統(tǒng)中液壓缸在各階段的負(fù)載如下表2.2： 表2.2 各階段負(fù)載表 工況 計(jì)算公式 總負(fù)載（） 液壓缸推力（） 啟動(dòng) = 7

23、216.9706 8018.8562 加速 =+ 7289.3016 8099.224 快上 = 7208.4853 8009.4281 減速 =- 7154.1180 7949.02 工進(jìn) = 7208.4853 8009.4281 制動(dòng) =- 7182.0363 7980.0403 反向加速 = 96.6486 107.3873 快退 = 8.4853 9.4281 制動(dòng) =- -80.1633 -89.0703 2.2.3繪制負(fù)載和速度圖 按照前面的負(fù)載分析結(jié)果及已知的速度要求行程限制等，繪制出負(fù)載圖及速度圖如圖2.3

24、所示。 圖2.3負(fù)載圖 圖2.4 速度圖 2.3液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 在擬定液壓統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各類主機(jī)的工作特點(diǎn)和性能要求，先確定對(duì)主機(jī)主要性能起決定性影響的主要回路，然后再考慮其他輔助回路。 液壓系統(tǒng)圖的擬定，主要是考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： 由工況圖（見圖3.1，圖3.2，圖3.3）分析可知，系統(tǒng)在快速上升和快速下降時(shí)所需的流量較大，慢速上升時(shí)所需的流量較小，且為了實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)用液壓缸的差動(dòng)聯(lián)接。 2.3.1液壓回路的基本選擇 （1）由于系統(tǒng)在慢速上升時(shí)速度要求可調(diào)節(jié)，且流量小，速度低且負(fù)載變化不是很大故采用調(diào)速回路。 （2）由于快速上升和慢速上升之間需要速度換接故需要速

25、度換接回路。 （3）為了防止上端停留時(shí)滑臺(tái)下落和保持重物在一定時(shí)間內(nèi)平衡，故應(yīng)有平衡及鎖緊回路。 2.3.2繪制液壓系統(tǒng)的原理圖及工作過(guò)程分析 （液壓系統(tǒng)原理見間附圖①） 系統(tǒng)工作過(guò)程如下： （1）快速上升 按下啟動(dòng)按鈕，三位四通電磁閥5的1YA得電，使閥的左位進(jìn)入工作狀態(tài)，這時(shí)的主油路是： 進(jìn)油路：濾油器2→泵3→單向閥4→電磁閥5的P口到A口→油路10、11→行程閥17→油路18→液壓缸19的無(wú)桿腔（左腔）。 　　回油路：液壓缸19的有桿腔（右腔）→油路20→電磁閥5的B口到T口→油路８→液控單向閥9→油路11→行程閥17→油路18→液壓缸19的無(wú)桿腔（左腔）。 （2）慢

26、速上升 在快速上升行程結(jié)束時(shí)，行程閥17的擋鐵壓下，是其上位進(jìn)行工作，使油路11、18斷開。電磁閥5的電磁鐵1YA繼續(xù)通電，使電磁閥5的左位繼續(xù)工作。電磁閥14處于斷電狀態(tài)則右位工作，進(jìn)油路經(jīng)過(guò)調(diào)速閥12，與此同時(shí)順序閥7打開，并關(guān)閉液控單向閥9，使差動(dòng)聯(lián)接的油路切斷。 進(jìn)油路：濾油器2→泵3→單向閥4→電磁閥5的P口到A口→油路10→調(diào)速閥12→兩位兩通電磁閥14→線路18→液壓缸19的無(wú)桿腔（左腔）。 回油路：液壓缸19的有桿腔（右腔）→油路20→電磁閥５的B口到T口→油路８→順序閥7→背壓閥6→油箱。 （3）保壓（停留） 當(dāng)動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)給終了時(shí)，液壓缸停止不動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力

27、繼電器所給定的值是，經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器的延時(shí)，使滑臺(tái)有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。 （4）快速下降 時(shí)間繼電器在發(fā)出信號(hào)后，電磁閥5的2YA得電，1YA失電，3YA斷電，電磁閥5的右位進(jìn)行工作，這時(shí)主油路是： 進(jìn)油路：濾油器2→泵3→單向閥4→電磁閥5的P口到B口→油路20→液壓缸19的有桿腔（右腔）。 回油路：液壓缸19的無(wú)桿腔（左腔）→油路18→單向閥15→油路11→電磁閥5的A口到T口→油箱。 （5）原位停止 當(dāng)滑臺(tái)回到原始位置時(shí)，電磁鐵1YA、2YA、3YA都失電，電磁鐵5處于中位，滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。 液壓系統(tǒng)的電磁鐵和行程閥的動(dòng)作表2.3如下： 表2.3動(dòng)作表 1YA 2YA

28、 3YA 行程閥17 快速上升 + - - - 慢速上升 + - - + 保壓（停留） - - - - 快速下降 - + - - 原位停止 - - - - 通過(guò)以上分析對(duì)系統(tǒng)中的基本回路進(jìn)行分析： （1）調(diào)速回路：采用了由限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路。它既滿足了系統(tǒng)調(diào)速范圍，而且低速穩(wěn)定性好的要求，又提高了系統(tǒng)的效率。進(jìn)給時(shí)，在回油路上增加了一個(gè)背壓閥，這樣做一方面是為了改善速度的穩(wěn)定性，另一方面是為了使滑臺(tái)能承受一定的與運(yùn)動(dòng)方向一致的力。 （2）快速運(yùn)動(dòng)回路：采用限壓式變量泵和差動(dòng)連接兩個(gè)措施實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，這樣既能得到較高

29、的快進(jìn)速度，又不致使系統(tǒng)效率過(guò)低。動(dòng)力滑臺(tái)快速上升和快速下降時(shí)速度大一些，泵的流量自動(dòng)變化，系統(tǒng)無(wú)溢流損失，效率較高。 （3）換接回路：采用行程換向閥實(shí)現(xiàn)速度的換接，換接的性能較好。 （4）平衡及鎖緊回路：采用液控單向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖緊及平衡，使滑臺(tái)達(dá)到預(yù)期的效果。 3.液壓缸的設(shè)計(jì) 3.1液壓缸基本參數(shù)的確定 液壓缸工作壓力主要根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的最大總負(fù)載來(lái)確定，此外，還需要考慮一下因素： （1）各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和使用場(chǎng)合。 （2）考慮經(jīng)濟(jì)和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重，壓力選得高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對(duì)元件的制造精度，密封性能要求高。 3.1.1初選

30、液壓缸的工作壓力 根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載不大，按類型屬機(jī)床類，所以初選此設(shè)備的工作壓力為2Mpa。 3.1.2液壓缸基本尺寸的計(jì)算 （式3.1） 式中―液壓缸上的外負(fù)載力； ―工作壓力； ―液壓缸的有效工作面積； ―機(jī)械效率。 則有: ==44.995 而: =得=7.5 按標(biāo)準(zhǔn)圓整取得=80(液壓缸內(nèi)徑) 由公式×得0.02585=25.85即活塞桿直徑為26,按標(biāo)準(zhǔn)圓整取得25。 則無(wú)桿腔面積：===5.024

31、 有桿腔面積：==4.533 從機(jī)械設(shè)計(jì)中查得： （式3.2） 式中―液壓缸內(nèi)徑； ―液壓缸的壁厚； ―缸筒材料的許用應(yīng)力 ， ； ―缸筒材料的屈服極限 ，=600； ―安全系數(shù) ，=3。 則得到； 且； 則利用公式（《液壓與氣壓傳動(dòng)》中）得到4即液壓缸的壁厚為4。 由+來(lái)計(jì)算液壓缸的外徑，即： 80+2=88 活塞長(zhǎng)度為（0.6-1.0）則活塞長(zhǎng)度=0.864。 3.1.3活塞桿穩(wěn)定性校核 因?yàn)榛钊麠U總

32、行程為550而活塞桿直徑為25mm，L/d=550/25=22>10,故需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性校核。材料力學(xué)中的有關(guān)公式，根據(jù)液壓缸的一端支撐，另一端鉸鏈，取末端系數(shù)=2。活塞桿材料用普通碳鋼則：材料強(qiáng)度試驗(yàn)值，系數(shù)=1/5000，柔性系數(shù)=85，；因?yàn)?88<=85=120，所以其臨界載荷為： （式3.3） 取安全系數(shù)時(shí)， 由上式可知：在當(dāng)n=4時(shí)，活塞桿的穩(wěn)定性滿足，此時(shí)可以安全使用。 3.1.4計(jì)算液壓缸的最大流量 =5.024 5.024 4.533 3.1.5繪制工況圖 按照所確定的液壓執(zhí)行元件的工作面

33、積和工作循環(huán)中各個(gè)階段的負(fù)載（由）繪制出壓力圖。 則 根據(jù)上面計(jì)算繪制出壓力圖，再根據(jù)已繪制的壓力圖和流量圖，繪制出功率（）圖。 表3.1 工況數(shù)據(jù)表 工況 壓力 流量 功率 快速上升 1.6 16.58 26.528 慢速上升 1.6 5.43 8.688 快速下降 0.002 16.84 33.68 工況圖如下： 圖3.1壓力圖 圖3.2 流量圖 圖3.3 功率圖 3.2液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1液壓缸的結(jié)構(gòu) 液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸、和擺動(dòng)缸三類?；钊缀椭?/p>

34、剛實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸出推力和速度。擺動(dòng)缸則能實(shí)現(xiàn)小于的往復(fù)擺動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。液壓缸除單個(gè)使用外，還可以幾個(gè)組合起來(lái)和其他機(jī)構(gòu)組合起來(lái)，在特殊場(chǎng)合使用，已實(shí)現(xiàn)特殊的功能。 液壓缸通常由后端蓋，缸筒，活塞桿，活塞組件，前端蓋等主要部分組成；為防止油液向液壓缸外泄或高壓腔向低壓腔泄露，在缸筒與端蓋，活塞與活塞桿，活塞與缸筒，活塞桿與前端蓋之間均設(shè)置有密封裝置，在前端蓋外側(cè)，還裝有防塵裝置；為防止活塞快速退回到行程終端時(shí)撞擊缸蓋，液壓缸端部還設(shè)置緩沖裝置；有時(shí)還需設(shè)置排氣裝置。 （1）缸筒與端蓋的連接形式 常見的連接形式有法蘭式連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，連接可靠；半環(huán)式連接，分為外半環(huán)

35、連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種連接形式，半環(huán)連接工藝性好，連接可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，但削弱了缸筒的強(qiáng)度；螺紋連接，有外螺紋連接和內(nèi)螺紋連接兩種，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊；拉桿式連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，通用性強(qiáng)但端蓋的體積和重量較大；焊接式連接，強(qiáng)度高，制造簡(jiǎn)單，但焊接時(shí)易引起缸筒變形。 （2）活塞與活塞桿的連接最常用的有螺紋連接和半環(huán)連接形式，除此之外還有整體式結(jié)構(gòu)，焊接式結(jié)構(gòu)等。 （3）活塞組件的密封 活塞裝置主要用來(lái)防止液壓油的泄漏，良好的密封是液壓缸傳遞動(dòng)力，正常工作的保證，根據(jù)兩個(gè)需要密封的耦合面間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可把密封分為動(dòng)密封和靜密封兩大類。設(shè)計(jì)或選用密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能

36、，并隨壓力的增加能自動(dòng)提高密封性，除此之外，摩擦阻力要小，耐油，抗腐蝕，耐磨，壽命長(zhǎng)，制造簡(jiǎn)單，拆裝方便。常見的密封方法有間隙密封，活塞環(huán)密封，密封圈密封；而密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種密封，密封圈有O形，V形，Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠，尼龍等。 （4）緩沖裝置 當(dāng)液壓缸拖動(dòng)負(fù)載的質(zhì)量較大，速度較高時(shí)，一般應(yīng)在液壓缸中設(shè)緩沖裝置，必要時(shí)還需在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)緩沖回路，以免在行程終端發(fā)生過(guò)大的機(jī)械碰撞，導(dǎo)致液壓缸的損壞。緩沖原理是當(dāng)活塞或缸筒接近行程終端時(shí)，在排油腔內(nèi)增大回油阻力，從而降低液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，避免活塞與缸蓋相撞。液壓缸中常用的緩沖裝置有：①圓柱形環(huán)隙式緩

37、沖裝置；②圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置；③可變節(jié)流槽式緩沖裝置；④可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置。 （5）排氣裝置 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)，爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作。因此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除。 對(duì)于要求不高的液壓缸，往往不設(shè)計(jì)專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸筒兩端的最高處，這樣也能使空氣隨油液排往油箱，再?gòu)挠拖湟绯?；?duì)于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置專門的排氣裝置，如排氣塞，排氣閥等。當(dāng)松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，帶有氣泡的油液就會(huì)排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常工作。 3.2.

38、2液壓缸設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng) （1）盡量使液壓缸有不同情況下有不同情況，活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載。 （2）考慮到液壓缸有不同行程終了處的制動(dòng)問(wèn)題和液壓缸的排氣問(wèn)題，缸內(nèi)如無(wú)緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)措施。 （3）根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式，但液壓缸只能一端定位。 （4）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較，盡可能做到簡(jiǎn)單、緊湊、加工、裝配和維修方便。 3.2.3.液壓缸主要組成的材料和技術(shù)要求（《液壓元件手冊(cè)》） （1）缸筒 ①主要技術(shù)要求 有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力機(jī)短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不會(huì)產(chǎn)生永久性變形

39、。 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和裝置的反向作用力，而不至于產(chǎn)生彎曲。 內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作，且磨損極少，幾何精度高，確?；钊芊?。 某些焊接式結(jié)構(gòu)的缸筒，焊接上法蘭或管接頭后，不應(yīng)產(chǎn)生裂紋或有過(guò)大的變形。 在采用鑄鐵缸筒時(shí)，其組織應(yīng)緊密無(wú)滲漏現(xiàn)象。 ②材料 缸筒材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒，還要求有良好的焊接性能。根據(jù)液壓缸的參數(shù)，用途和毛坯的來(lái)源，可選用以下材料。 碳素鋼：20、30、35、45號(hào)等； 合金結(jié)構(gòu)鋼：30、35、38等； 鑄鋼：、、～500等； 鑄鐵：～350等或球墨鑄鐵； 不銹鋼：； 鋁合金：、3

40、、6等； 青銅：9-4、10-3-1.5等。 一般情況下，常采用碳素鋼，其中，因20號(hào)鋼的力學(xué)性能較低，且不能調(diào)制處理，應(yīng)用較少；當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，應(yīng)采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后經(jīng)調(diào)制處理；一般均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241～285。 ③缸筒加工工藝要求 缸筒內(nèi)徑采用、配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封，取0.1～0.4，當(dāng)活塞采用活塞環(huán)密封時(shí)，取0.2～0.4。且均需珩磨。 缸筒內(nèi)徑的圓度公差值可按9、10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值可按8級(jí)精度選取。 圖3.4 缸筒加工圖 缸筒端面的垂直度公差可按7級(jí)精度選?。▓D3.4）。

41、當(dāng)缸筒與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取6級(jí)精度的普通螺紋。 當(dāng)缸筒帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸筒內(nèi)孔軸線的垂直度公差值應(yīng)按9級(jí)精度選?。▓D3.5、圖3.6）。 圖3.5耳環(huán)型缸筒加工圖 圖3.6 銷軸型缸筒加工圖 為了防止腐蝕和提高壽命，缸筒內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為30到40的鉻層，鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。 由于缸體內(nèi)徑為80，利用《液壓工程手冊(cè)》表23.3-3選取45號(hào)鋼，內(nèi)徑精度配合，表面粗糙度。 （2）缸蓋 ①缸蓋的材料 液壓缸的缸蓋可選用35、45鋼或、鑄鐵或、、鑄鐵等材料。 當(dāng)缸蓋本省又是活塞桿的導(dǎo)向套時(shí)，缸蓋最好選用鑄鐵。同時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)向表面上熔堆黃銅、青銅或其

42、他耐磨材料。也可以在缸蓋中壓入導(dǎo)向套。 ②缸蓋的加工要求（圖3.7） 圖3.7 缸蓋加工圖 直徑（基本尺寸同缸筒內(nèi)徑）、（活塞桿的緩沖孔）、（基本尺寸同活塞桿密封圈的外徑）的圓柱度公差值，應(yīng)按9、10、11級(jí)精度選取。 、與的同軸度公差值為0.03。 端面、與直徑軸線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。 導(dǎo)向孔的表面粗糙度為。 （3）活塞 ①活塞的材料 活塞的材料一般不同于缸筒的材料，尤其是無(wú)導(dǎo)向環(huán)的活塞。 無(wú)導(dǎo)向環(huán)的活塞：可用耐磨鑄鐵，灰鑄鐵（），球墨鑄鐵等。 有導(dǎo)向環(huán)的活塞：可用碳素鋼20、35、45鋼，特殊場(chǎng)合還可用鋁合金等。 ②加工要求（圖3.8） 圖3.8

43、 活塞加工圖 活塞的寬度尺寸，可根據(jù)密封結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定。 活塞外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向圓跳動(dòng)公差值，按7、8級(jí)精度選取。 端面對(duì)內(nèi)孔軸線的垂直度公差值，按1級(jí)精度選取。 外徑的圓柱度公差值，按9、10、11級(jí)精度選取。 （4）活塞桿 ①材料 實(shí)心活塞桿的材料采用35、45鋼；空心活塞桿的材料采用35、45無(wú)縫鋼管。 ②加工要求 熱處理：粗加工后，調(diào)質(zhì)到硬度為229～285，必要時(shí)，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)45～55。 表面處理：活塞桿表面須鍍鉻，厚15～25，也有的要求達(dá)30～50，防腐要求特別高的則要求先鍍一層軟鉻或鎳，鍍后拋光。用于低負(fù)載（低活塞速度，低工作壓力）和良好環(huán)境條件的液

44、壓缸，活塞桿可不作表面處理。 活塞桿的圓度公差值，按9、10、11級(jí)精度選取。 活塞桿的圓柱度公差，按8級(jí)精度選取。 活塞桿的徑向圓跳動(dòng)公差值為0.01。 端面的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工；如果負(fù)載較小，機(jī)械振動(dòng)較小時(shí)，允許按7、8級(jí)精度加工。 活塞桿上有聯(lián)接銷孔時(shí)，該孔徑應(yīng)按11級(jí)精度加工。銷孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值，按6級(jí)精度選取。 活塞桿工作表面的粗糙度一般為，要求高時(shí)；活塞桿的直線度公差值為。 （5）導(dǎo)向套 ①材料 導(dǎo)向套常用材料為耐磨鑄鐵，鑄造青銅，聚四氯乙烯，加布酚醛樹脂等。 ②導(dǎo)向套的長(zhǎng)度 導(dǎo)向套的長(zhǎng)度通

45、常要考慮活塞直徑，導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)向套材料的承壓能力，最大側(cè)向負(fù)載等因素，總長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，以減少摩擦力。 一般，當(dāng)缸筒內(nèi)徑＜80時(shí)，導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度?。?.6-1.0）。 當(dāng)缸筒內(nèi)徑＞80時(shí)，導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度?。?.6-1.0），其中為活塞桿的直徑。 則導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度L=0.6。 ③加工要求 導(dǎo)向套內(nèi)圓的配合，一般取或；表面粗糙度為0.63-1.25。 4.液壓元件的選擇 4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 液壓系統(tǒng)所需的功率：

46、 （式4.1） 式中—液壓系統(tǒng)的最大功率； —液壓泵的工作效率，取=0.75。 所以 通過(guò)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-1Y系列電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，可選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為，其額定功率37，額定轉(zhuǎn)速1480。 4.2選擇液壓泵 液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為油液的壓力能，再以壓力，流量的形式輸?shù)较到y(tǒng)中去，它是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的心臟，也是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)輸出油液體積能否調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪式，葉片式和柱塞式三大類。 首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況確定泵的類型，然后根據(jù)液壓泵的最大供油量和系統(tǒng)工作壓力來(lái)

47、選擇液壓泵的規(guī)格。 （1）液壓泵的最高供油壓力 （式4.2） 式中—液壓泵的最高供油壓力（）； —執(zhí)行元件的最高工作壓力（）； —進(jìn)油路上總的壓力損失（）。 （式4.3） 式中—系統(tǒng)的最大負(fù)載； —液壓缸無(wú)桿腔的有效工作面積； —機(jī)械效率。 則 因?yàn)樾谐探K了時(shí)流量，管路和閥均不產(chǎn)生壓力損失；而此時(shí)液壓缸排油腔的

48、背壓已與運(yùn)動(dòng)部件的自重相平衡，所以背壓的影響也可不計(jì)。對(duì)于簡(jiǎn)單系統(tǒng)取=0.2～0.5，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)取=0.5～1.5。 則 （2）確定泵的最大供油量 液壓泵的最大供油量為: （式4.4） 式中：液壓泵的最大供油量（）； ：系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù)，一般取，大流量取小值，小流量取大值則該系統(tǒng)取=1.3； ：同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值（）。 所以。 為了使液壓泵工作安全可靠，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備量，通常額定壓力可比工作壓力高25%～

49、60%。泵的額定流量則已相當(dāng)，不要超過(guò)太多，以免造成過(guò)大的功率損失。 所以系統(tǒng)額定壓力應(yīng)為3.18～7.64； 液壓系統(tǒng)所需的排量:。 式中:表示電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速； 因此。 根據(jù)《液壓元件產(chǎn)品樣本》選擇限壓式變量葉片泵，其特點(diǎn)：它可根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出流量；具有降低能源消耗，限制油液升溫的特點(diǎn)，多用于液壓滑臺(tái)，組合機(jī)床，半自動(dòng)線或自動(dòng)線的液壓系統(tǒng)中。具體型號(hào)YBX-25額定壓力為6.3，排量為額定轉(zhuǎn)速為。 4.3選擇閥類元件 各種閥類元件的規(guī)格型號(hào)，按液壓系統(tǒng)原理圖和系統(tǒng)工況提供的情況從產(chǎn)品樣本中選取，各種閥的額定壓力和額定流量，一般應(yīng)與其工作壓力和最大通過(guò)流量相

50、接近，必要時(shí)，可允許其最大通過(guò)流量超過(guò)額定流量的20%。 具體選擇時(shí)，應(yīng)注意溢流閥按液壓泵的最大流量來(lái)選取；流量閥還需考慮最小穩(wěn)定流量，以滿足低速穩(wěn)定性要求；單桿液壓缸系統(tǒng)若無(wú)桿腔有效作用面積為有桿腔有效作用的面積的幾倍，當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)，則回油流量是進(jìn)油流量的幾倍，應(yīng)以幾倍的流量來(lái)進(jìn)行選擇通過(guò)的閥類元件。 4.3.1單向閥的選擇 單向閥是只允許油液向一個(gè)方向，而不允許反向流動(dòng)的閥。它可用于液壓泵的出口，防止系統(tǒng)油液倒流；用于隔開油路之間的聯(lián)系，防止油路相互干擾；也可用作旁通閥，與順序閥﹑減壓閥﹑節(jié)流閥和調(diào)速閥并聯(lián)，從而組合成單向順序閥﹑單向減壓閥﹑單向節(jié)流閥和單向調(diào)速閥等。 （1）單向

51、閥的主要性能 開啟壓力：閥芯剛開啟時(shí)A腔的壓力。 內(nèi)泄漏量：當(dāng)油液由B腔反向流入時(shí)，通過(guò)閥芯與閥座之間的密封面泄漏到A腔的泄漏量。 壓力損失：通過(guò)額定量時(shí)A腔與B腔之間的壓差。 （2）單向閥的主要性能要求 內(nèi)泄漏量?。粚?duì)單向閥而言，內(nèi)泄漏量越小越好，最好是無(wú)泄漏。 壓力損失?。粔毫p失有兩部分構(gòu)成，一部分是由彈簧力和閥芯與閥體之間的摩擦力以及閥芯的重力造成的壓力損失；另一部分是由油液流過(guò)閥座孔處所產(chǎn)生的壓力損失。為了減少壓力損失，可以選用開啟壓力低和閥座孔處過(guò)流斷面大的單向閥。 （3）單向閥的類型 按進(jìn)出口流道的布置形式，單向閥可分為直通式和直角式兩種。直通式單向閥進(jìn)口和出口流

52、道在同一軸線；直角式單向閥進(jìn)出口流道則成直角布置。 按閥芯的結(jié)構(gòu)形式，單向閥又可分為鋼球式和錐閥式兩種。 通過(guò)綜合考慮，在《液壓元件產(chǎn)品樣本》選取型號(hào)為S10A1A，開啟壓力為0.05，通徑為10，流量為18。 4.3.2液控單向閥的選擇 液控單向閥有帶卸荷閥芯的和不帶卸荷閥芯兩種結(jié)構(gòu)形式，這兩種結(jié)構(gòu)形式按其控制活塞處的泄油方式，又均有內(nèi)泄式和外泄式。 （1）主要性能要求 ①最小正向開啟壓力要小。最小正向開啟壓力與單向閥相同，為0.03～0.05。 ②反向密封性好。 ③壓力損失小。 ④反向開啟最小控制壓力一般為： 不帶卸荷閥； 帶卸荷閥。 （2）主要使用要點(diǎn)： ①利用

53、控制油壓開啟單向閥，使油液反向自由通過(guò)。 ②利用液控單向閥將液壓缸活塞固定在任何位置，起到閉鎖作用。 ③在使用中，應(yīng)注意外協(xié)式液控單向閥的泄油口壓力為零，直接回油箱。 ④按照液壓?jiǎn)蜗蜷y所示方向正確連接 ，不能裝反。 ⑤質(zhì)量大的液控單向閥，應(yīng)支持牢固穩(wěn)定，不允許用管道支持。 綜合考慮選取其型號(hào)為IY-25B，其流量為11.57（《液壓元件產(chǎn)品樣本》）。 4.3.3調(diào)速閥的選擇 根據(jù)“流量負(fù)反饋”原理設(shè)計(jì)而成的單路流量閥統(tǒng)稱為調(diào)速閥。根據(jù)“串聯(lián)減壓式”和“并聯(lián)溢流式”之差別，又分為調(diào)速閥和溢流調(diào)速閥兩種主要類型，調(diào)速閥中又有普通調(diào)速閥和溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥兩種結(jié)構(gòu)。調(diào)速閥和節(jié)流閥在液壓系

54、統(tǒng)中的應(yīng)用基本相同，主要用于與定量泵﹑溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口面積，便可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。節(jié)流閥適用于一般的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，而調(diào)速閥適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化而運(yùn)動(dòng)速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中，也可用于容積節(jié)流調(diào)速回路中。 （1）一般性能要求： ①工作壓力范圍：調(diào)速閥能可靠工作時(shí)所允許的壓力范圍，指最低工作壓力到額定工作壓力。 ②流量調(diào)速范圍：指自最小穩(wěn)定流量到額定流量的范圍，越大越好。 ③最小穩(wěn)定流量：進(jìn)出口壓差為最低工作壓力值，流量變化率不超過(guò)限定值（一般不大于10%）不出現(xiàn)斷流時(shí)的最小流量。QF或QDF型的最小穩(wěn)定流量一般為公稱流量的10%左右。 ④內(nèi)泄漏量：關(guān)閉調(diào)速閥

55、，給其進(jìn)油口加以額定工作壓力，在其出油口測(cè)得的泄漏量。 ⑤流量變化率：進(jìn)口或出口壓力由最低到最高變化時(shí)，單位壓力變化量下流量變化量相對(duì)調(diào)定流量的百分比率，即流量變化量除以調(diào)定流量值，再除以引起流量變化的壓力變化值，乘以100%，單位是%／。一般為0.2%／以下。 ⑥外泄漏量：進(jìn)口壓力為額定壓力，出口壓力為90%的額定壓力時(shí)測(cè)得的外泄漏口泄漏量。 從《液壓閥使用手冊(cè)》選取調(diào)速閥型號(hào)為QF3-10aB，其額定壓力為6.3，最大流量為6.3，最小穩(wěn)定流量。 4.3.4順序閥的選擇 順序閥的作用是利用油液壓力作為控制信號(hào)控制油路通斷。順序閥也有直動(dòng)型和先導(dǎo)型之分，根據(jù)控制壓力來(lái)源不同，它還有

56、內(nèi)控式和外控式之分。通過(guò)改變控制方式﹑泄油方式以及二次油路的連接方式，順序閥還可用作背壓閥﹑卸荷閥和平衡閥等。 （1）性能要求 和溢流閥一樣，壓力振擺﹑壓力偏移﹑內(nèi)泄漏量﹑外泄漏量﹑正向壓力損失﹑反向壓力損失要求越小越好；穩(wěn)態(tài)壓力-流量特性佳；動(dòng)作可靠；瞬態(tài)響應(yīng)快，壓力超調(diào)量??；密封性好；耐壓。 最重要的是啟閉特性。通常直動(dòng)式順序閥的開啟壓力比為75%～80%，閉合壓力比為70%～75%；先導(dǎo)式順序閥的開啟壓力比為90%～95%，閉合壓力比為70%～75%。 （2）應(yīng)用要求 ①用以實(shí)現(xiàn)多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作； ②用于保壓回路，使系統(tǒng)保持某一壓力； ③作平衡閥用，保持垂直液壓缸不因

57、自重而下落； ④用外控順序閥作卸荷閥，使系統(tǒng)某部分卸荷； ⑤用內(nèi)控順序閥作背壓閥，改變系統(tǒng)性能。 從《液壓閥使用手冊(cè)》選取順序閥型號(hào)為X-D10B，其最高使用壓力為10，推薦的流量為20。 4.3.5壓力繼電器 （1）作用和種類 壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件。當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，即發(fā)出電信號(hào)，以控制電磁鐵﹑電磁離合器﹑繼電器等電器元件動(dòng)作，使油路卸壓﹑換向，執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，使系統(tǒng)停止工作，起到安全保護(hù)的作用。 壓力繼電器由壓力-位移轉(zhuǎn)換部件和微動(dòng)開關(guān)兩部分組成。 按結(jié)構(gòu)類型和工作原理分類，壓力繼電器可分為柱塞式

58、﹑彈簧管式﹑膜片式和波紋管式四種。其中柱塞式壓力繼電器最常用，按其結(jié)構(gòu)有單柱塞式和雙柱塞式之分，而單柱塞式又有柱塞﹑差動(dòng)柱塞和柱塞-杠桿三種形式。 按所發(fā)出電信號(hào)的功能分類，壓力繼電器有單觸點(diǎn)和雙觸點(diǎn)之分。 （2）壓力繼電器的主要性能： ①調(diào)壓范圍：壓力繼電器能夠發(fā)出電信號(hào)的最低工作壓力和最高工作壓力的范圍稱為調(diào)壓范圍。 ②靈敏度與通斷調(diào)節(jié)區(qū)間：系統(tǒng)壓力升高到壓力繼電器的調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器動(dòng)作接通電信號(hào)的壓力稱為開啟壓力；系統(tǒng)壓力降低，壓力繼電器復(fù)位切斷電信號(hào)的壓力稱為閉合壓力。開啟壓力與閉合壓力的差值稱為壓力繼電器的靈敏度，差值小則靈敏度高。 為了避免系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)壓力繼電器時(shí)通

59、時(shí)斷，要求開啟壓力與閉合壓力有一定的差值。此差值若可調(diào)。則稱為通斷調(diào)節(jié)區(qū)間。 ③升壓或降壓動(dòng)作時(shí)間：壓力繼電器入口側(cè)壓力由卸荷壓力升至調(diào)定壓力時(shí)，微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)接通發(fā)出電信號(hào)的時(shí)間稱為升壓動(dòng)作時(shí)間，反之，壓力下降，觸點(diǎn)斷開發(fā)出斷電信號(hào)的時(shí)間稱為降壓動(dòng)作時(shí)間。 ④重復(fù)精度：在一定的調(diào)定壓力下，多次升壓（或降壓）過(guò)程中，開啟壓力或閉合壓力本身的差值稱為重復(fù)精度，差值小則重復(fù)精度高。 從《液壓元件產(chǎn)品樣本》中選取壓力繼電器的型號(hào)為EYX25-4，其最高使用壓力為10，壓力調(diào)整范圍為0.5～2.5。 4.3.6行程閥的選擇 從《液壓元件產(chǎn)品樣本》中選取其型號(hào)為1QCA1-1-D10，其通徑為1

60、0，推薦流量為10，最高使用壓力6.3。 4.3.7背壓閥的選擇 從《液壓元件產(chǎn)品樣本》中選取其型號(hào)BXY-Fg10，其通徑為10，最高壓力為10，背壓閥推薦流量為10，背壓閥壓力調(diào)節(jié)范圍0.4～1。 4.3.8電磁換向閥的選擇 換向閥是利用閥芯和閥體間相對(duì)位置的不同來(lái)變換不同管路間得通斷關(guān)系，實(shí)現(xiàn)接通、切斷、或改變液流方向的閥類。 （1）換向閥的分類 按閥的結(jié)構(gòu)形式有：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式。 按閥的操縱方式有：手動(dòng)式、機(jī)動(dòng)式、電磁式、液動(dòng)式、電液動(dòng)式、氣動(dòng)式。 按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)有：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。 （2）

61、電磁換向閥 電磁換向閥是用電磁鐵推動(dòng)閥芯，從而變換流體流動(dòng)方向的控制閥。電磁換向閥有滑閥和球閥兩種結(jié)構(gòu)，通常所說(shuō)的電磁換向閥為滑閥結(jié)構(gòu)，而稱球閥結(jié)構(gòu)的電磁換向閥為電磁球閥。電磁換向閥可直接用在液壓系統(tǒng)中，控制油路的通斷和切換；也可作先導(dǎo)閥，用來(lái)操縱其他閥，如溢流閥、調(diào)速閥、液控閥等。 （3）電磁換向閥的類型 電磁換向閥的品種繁多，按其工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)有：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等；按其復(fù)位和定位形式可分為彈簧復(fù)位式、鋼球定位式、無(wú)復(fù)位彈簧式等；按其閥芯切換油路的臺(tái)肩數(shù)可分為兩臺(tái)肩式和三臺(tái)肩式；按其閥體內(nèi)的沉割槽數(shù)可分為三槽式和五槽式；按其閥體與電

62、磁鐵的連接形式可分為法蘭連接和螺紋連接；按其所配電磁鐵的結(jié)構(gòu)形式可分為干式和濕式兩類。每一類又有交流、直流等形式。 （4）電磁閥的工藝要求 電磁換向閥是典型的滑閥類元件，其主要零件是閥體和閥芯。 電磁換向閥的閥體有機(jī)加工流道和鑄造流道兩種形式。由于電磁換向閥的內(nèi)部流道較復(fù)雜，機(jī)加工流道的壓力損失較大，故目前大多數(shù)采用鑄造流道。對(duì)電磁換向閥閥體鑄件的要求與對(duì)溢流閥的基本相同，可參見溢流閥的相應(yīng)部分。 電磁換向閥的配合偶件是閥體和閥芯，為了同時(shí)保證其動(dòng)作可靠性和具有較小的內(nèi)泄漏量，從設(shè)計(jì)角度，對(duì)電磁閥配合間隙的變化范圍都有嚴(yán)格的要求。一般來(lái)說(shuō)，公稱通徑6電磁閥的配合間隙為6～10；公稱通徑

63、為10電磁閥的配合間隙為8～12。 從《液壓閥使用手冊(cè)》選取二位四通電磁換向閥的型號(hào)為24EF3O-E10B去，其額定壓力為16；P、A、B口的最高使用壓力10，O口的最高使用壓力為6.3；通過(guò)流量為25 。二位二通電磁換向閥的型號(hào)為22EO-H-10B，其壓力為10，流量為10，允許背壓＜1.1。 4.4液壓輔助元件的選擇 4.4.1管道 在液壓傳動(dòng)中常用的管子有鋼管、銅管、高壓軟管、膠管、尼龍管和塑料管等。 液壓系統(tǒng)用的鋼管，通常為無(wú)縫鋼管。有精密無(wú)縫鋼管（GB3639-83）和普通無(wú)縫鋼管（YB231-70）?？ㄌ资焦芙宇^須采用精密無(wú)縫鋼管。材料用10號(hào)或15號(hào)鋼，中﹑高壓或大

64、通徑（＞80）采用15號(hào)鋼。這些鋼管均要求在退火狀態(tài)下使用。 銅管有紫銅管和黃銅管。紫銅管用于壓力較低（）的管路，裝配時(shí)可按需要來(lái)彎曲，但抗振能力較低，且宜使油氧化，價(jià)格昂貴；黃銅管可承受較高壓力（），但不如紫銅管宜彎曲。 在液壓系統(tǒng)中，管路連接螺紋有1米制細(xì)牙螺紋、非密封管螺紋、密封管螺紋、圓錐管螺紋，以及米制圓錐管螺紋。螺紋的形式均據(jù)回路公稱壓力確定。公稱壓力的中、高壓系統(tǒng)，采用非密封管螺紋或米制細(xì)牙螺紋。 （1）管道參數(shù)計(jì)算 管內(nèi)油液的推薦流速，對(duì)吸油管，可取（一般取1以下）。對(duì)壓油管道，可?。▔毫Ω邥r(shí)取大值，壓力低時(shí)取小值；管路較長(zhǎng)時(shí)取小值；管路較短時(shí)取大值；油液粘度大時(shí)去小值

65、）。 對(duì)短管道及局部收縮處，可取。 對(duì)回油管道，可取。 （2）管子內(nèi)徑的計(jì)算 （式4.5） 式中—管子內(nèi)徑（）； —油液的流量（）； —管內(nèi)油液的流速，按規(guī)定的推薦流速選?。ǎ? 按標(biāo)準(zhǔn)取油管的內(nèi)徑為8。 （3）管子壁厚的計(jì)算 （式4.6） 式中—金屬管壁厚度（）； —管子內(nèi)徑（）； —工作壓力（）；

66、 —許用應(yīng)力（），對(duì)于鋼管，=，為抗拉強(qiáng)度（），為安全系數(shù)，當(dāng)在7～17.5之間時(shí)，??；當(dāng)時(shí)，??；對(duì)于銅管，取≤25。 即管子壁厚為1。 則管子的外徑經(jīng)過(guò)查《液壓元件手冊(cè)》表6-4-1選取通徑為10，推薦管路通過(guò)流量為63。 4.4.2油箱的選擇 （1）油箱的用途與分類 油箱在系統(tǒng)中的功能，主要是儲(chǔ)油和散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污物的作用。根據(jù)系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積、形式和附件，以使油箱充分發(fā)揮作用。 油箱有開式和閉式兩種： ①開式油箱 開式油箱應(yīng)用廣泛；箱內(nèi)液面與大氣相通。為防止油液被大氣污染，在油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼做注油口用。 ②閉式油箱 閉式油箱一般指箱內(nèi)液面不直接與大氣連通，而將通氣孔與具有一定壓力的惰性氣體相接，充氣壓力可達(dá)0.05。 油箱的形狀一般采用矩形，而容量大于2的油箱采用圓筒形結(jié)構(gòu)比較合理，設(shè)備重量輕，油箱內(nèi)部壓力可達(dá)0.05。 （2）油箱的構(gòu)造與設(shè)計(jì)要點(diǎn) ①油箱必須有足夠大的容量，以保證系統(tǒng)工作時(shí)能夠保持一定的液位高度；為滿足散熱要求，對(duì)于管路較長(zhǎng)的系統(tǒng)，還應(yīng)考慮停車維修時(shí)能容納油液自由流回油箱時(shí)