液壓站的設計.doc

濟源職業(yè)技術(shù)學院濟源職業(yè)技術(shù)學院畢 業(yè) 設 計題目控制數(shù)控車床液壓卡盤夾緊與松開的液壓站設計系別機電工程系專業(yè)機電一體化班級機電1102班姓名蔣鑫學號11010220指導教師姚亞平日期2013.9.6-2013.9.25權(quán)設計任務書設計題目：控制數(shù)控車床液壓卡盤夾緊與松開的液壓站設計設計要求：設計進度要求： 第一周：學習畢業(yè)設計有關文件，學校下達任務書請教輔導老師確定課題。在圖書館，網(wǎng)上了解設計的相關要求技巧翻閱各類課題或本專業(yè)相關的外文資料第二周：閱讀文獻，收集資料，實驗室現(xiàn)場考察參觀，設計計算，完成論文(設計)初稿，并交給指導教師審閱第三周：根據(jù)指導教師提出的修改意見對論文(設計)進行修改，完成論文的最終定稿,交指導教師和評閱教師評閱,并準備論文(設計)答辯 指導教師（簽名）： 摘要 對于平時我們的實習，總是用手動扳手來夾緊工件，在該過程中對零件的定位僅僅是靠三抓卡盤的字定心功能，當工件外表面不是純粹的圓柱形時，所夾緊的零件的軸心線不在定位軸心線上，且有很大的偏差，而產(chǎn)生甩動，而且在夾緊的過程中還費時費力，而如果我們不管卡盤，用兩只手來抓著工件，是卡盤自動夾緊，這樣起夾緊零件的軸心線跟定位軸心基本是同一條直線了，本設計就專門為解決這一問題而做出了一下措施，采用液壓站控制液壓卡盤的夾緊與松開。關鍵詞：液壓元件；液壓站的結(jié)構(gòu)；液壓站的常見故障及維修 目錄摘要.3第一章液壓站概述.61.1液壓系統(tǒng)概述.61.2液壓站.61.3液壓站的工作原理：.7第二章液壓站設計的目的和意義.7第三章 液壓站設計的內(nèi)容步驟與注意事項.1031液壓元件的選用.1132泵和驅(qū)動電機的選擇：.1333濾油器.1634液壓泵與電動機的連接.1835油箱的選用.193.6壓力控制閥及其作用.213.7實現(xiàn)夾緊松開的過程.22第四章 液壓站結(jié)構(gòu)形式.224.1液壓控制裝置集成方式的選擇.224.2液壓動力源裝置的結(jié)構(gòu)選擇.254.3按照泵裝置分為.264.4按油箱形式分為.274.5根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式.27第五章液壓站結(jié)構(gòu)設計.28第六章 液壓系統(tǒng)常見故障診斷與排除.296.1簡易故障診斷法.306.2 液壓系統(tǒng)原理圖分析法.306.3 其它分析法.30總結(jié).31致謝.32參考文獻.33第一章液壓站概述1.1液壓系統(tǒng)概述液壓系統(tǒng)主要有以下幾部分組成：（1）能源裝置 把機械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能的裝置，一般最常見的是液壓泵或空氣壓縮機。（2）執(zhí)行裝置 把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，一般指做直線運動的液壓缸、做回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達等。（3）控制調(diào)節(jié)裝置 對液壓系統(tǒng)圖中流體的壓力、流量和流動方向進行控制和調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。（4）輔助裝置 指除以上三種以外的其他裝置，如郵箱、過濾器、分水過濾器、油霧器、蓄能器等，它們對保證液壓系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定地工作起重大作用。（5）傳動介質(zhì) 傳動能量的流體，即液壓油或壓縮空氣。1.2液壓站 液壓站又稱液壓泵站，是獨立的液壓裝置，它按驅(qū)動裝置(主機)要求供油，并控制油流的方 向、壓力和流量，它適用于主機與液壓裝置可分離的各種液壓機械下。使用者只需將液壓站與主機上的執(zhí)行機構(gòu)(油缸和油馬達)用油管相連，液壓機械即可實現(xiàn)各種規(guī)定的動作、工作循環(huán)。 液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、電氣盒組合而成。各部件功用如下： 泵裝置上裝有電機和油泵，它是液壓站的動力源，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的動力能。 集成塊是由液壓閥及通道體組合而成。它對液壓油實行方向、壓力、流量調(diào)節(jié)。 閥組合是板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。油 箱是鋼板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，它用來儲油、油的冷卻及過濾。電器盒 分兩種形式。一種是外接引線的端子板；一種是配置了 全套控制電路。1.3液壓站的工作原理：電機帶動油泵旋轉(zhuǎn)，泵從油泵中吸油后打油，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，液壓油通過集成塊（或閥組合）液壓閥實現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后經(jīng)外接管路傳輸?shù)揭簤簷C械的油缸或油馬達中，從而控制了液動機方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動各種液壓機械做功。第二章 液壓站設計的目的和意義設計數(shù)控車床液壓卡盤的夾緊與松開是學習完液壓與氣壓傳動課程理論教學以后進行的重要實踐環(huán)節(jié)，本課程的學習目的在于使學生綜合運用液壓與氣壓傳動課程及其他選修課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識，進行液壓傳動的設計實踐，是理論知識和生產(chǎn)實際知識緊密結(jié)合起來，從而使這些知識得到進一步鞏固、加深和拓展。并運用所學專業(yè)技術(shù)理論知識設計優(yōu)化的液壓系統(tǒng)、并運用有關國家標準、設計手冊等技術(shù)資料選取滿足系統(tǒng)基本性能要求的液壓元件。通過設計實際訓練，是自己提高液壓系統(tǒng)的設計能力，為解決以后工程問題打下良好的基礎。液壓傳動課程設計是一項全面的設計訓練，它不僅可以鞏固所學的理論知識，也可以為以后的設計工作打好基礎。在設計過程中必須嚴肅認真，刻苦專研，一絲不茍，精益求精。本設計是用來控制液壓卡盤的夾緊與松開，設計中需要明確所要控制的對象的性能。液壓站設計中所需的液壓缸的規(guī)格選用p23 125x35如下圖：規(guī)格活塞有效面積平房厘米活塞行程最大使用壓力mpa 極限轉(zhuǎn)速r/min最大推拉力kn推薦動力卡盤凈重kgp23100x2666203.5500020k52460，k5516013p23125x35103253.5400032k52，k55（160，200）16p23160x52162303.5350051k52，k55（200，250）30p23200x65261303.5300082k52，k55（250，315）42 液壓缸性能參數(shù) 規(guī)格d楔心套行程爪行程直徑許用推拉力kn最大加緊力kn極限轉(zhuǎn)速r/min加緊范圍撐緊范圍推薦氣缸p21推薦油缸p23凈重kg1601791530300012-14（160）60（30）-140（160）160100 12511.520020102550250016-180（200）75（36）-180（200）160125 160 19.525025133575200025-230（250）96（45）-230（250）200160 20030.4315251348100150040-280（315）110（60）-280（315）25020050400301658120100040-370（400）150（60）-370（400） -200 -5403016100220700（120）-（540）(140)-(540) -300 -630301613028950050-63070-630 -300 -液壓卡盤性能參數(shù)k52楔式通孔動力卡盤選用的是d200 的其尺寸最大長度是h=137液壓卡盤選用k52d200的液壓卡盤。第三章 液壓站設計的內(nèi)容步驟與注意事項 液壓站原理圖1油箱 2變量泵 3可調(diào)式減壓閥 4溢流閥 5壓力繼電器 6壓力表 7三位四通換向閥 8液壓缸 9單向閥 10濾油器圖中，油箱的容積1、泵2的功率下面通過計算可以得到，采用可調(diào)式減壓閥3的目的是為了通過壓力表6的讀數(shù)，來調(diào)節(jié)其大小，溢流閥4起系統(tǒng)保壓的作用，壓力繼電器5的作用是防止液壓缸壓力過大時改變其運動方向，三位四通換向閥7的作用可以控制液壓缸左右移動，斷電的時候不會夾緊或松開，液壓缸8是執(zhí)行元件，單向閥9的作用是防止回流，濾油器10的作用是過濾系統(tǒng)中的雜質(zhì)。31液壓元件的選用各種泵的介紹（1）齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵，它一般做成定量泵，按結(jié)構(gòu)不同，齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵，而外嚙合齒輪泵應用最廣。（2）葉片泵的結(jié)構(gòu)較齒輪泵復雜，但其工作壓力較高，且流量脈動小，工作平穩(wěn)，噪聲較小，壽命較長。所以它被廣泛應用于機械制造中的專用機床、自動線等中低壓液壓系統(tǒng)中，但其結(jié)構(gòu)復雜，吸油特性不太好，對油液的污染也比較敏感。葉片泵根據(jù)各密封工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周吸、排油液次數(shù)的不同可分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵。（3）柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞幫兩種代表性的結(jié)構(gòu)形式；由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵，隨著國產(chǎn)化的不斷加快，徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分；液壓泵的選用：在設計液壓系統(tǒng)時，應根據(jù)設備液壓系統(tǒng)的工作情況和其所需要的壓力、流量、工作穩(wěn)定性等來確定液壓泵的類型和具體規(guī)格。類型項目齒輪泵雙作用葉片泵限壓式變量葉片泵軸向柱塞泵徑向柱塞泵螺桿泵工作壓力/mpa206.3 21720 3510 2010轉(zhuǎn)速/(rmin)300 7000500 4000500 2000600 6000700 18001000 18000容積效率0.7 0.950.8 0.950.8 0.90.9 0.980.85 0.950.75 0.95總效率0.6 0.850.75 0.850.7 0.850.85 0.950.75 0.920.7 0.85功率重量比中中小大小中流量脈動率大小中中中很小自吸特性好 較差 較差較差差好對有污染的敏感性 不敏感敏感敏感敏感敏感不敏感噪聲大小中中中很小壽命較短較長 較短長長很小單位功率造價最低中等較高高高較高應用范圍機床、工程機械、農(nóng)機、礦機、起重機機床、注射機、液壓機、起重機械、工程機械機床、注射機工程機械、鍛壓機械、礦山機械、冶金機械、起重運輸機械、船舶、飛機等機床、液壓機、船舶機械精密機床，精密機械，食品、化工、石油、紡織機械一般負載小、功率小的液壓設備，可用齒輪泵或雙作用式定量葉片泵；精度較高的中、小功率的也有設備，可用螺桿泵或雙作用式定量葉片泵；負載較大并有快速和慢速工作行程的也有設備，可選用限壓式變量葉片泵；負載大、功率大的液壓設備，可選用徑向柱塞泵或軸向柱塞泵；機械設備輔助裝置的液壓系統(tǒng)，如送料、定位、夾緊、轉(zhuǎn)位等裝置的液壓系統(tǒng)，可選用造價較低的齒輪泵。 定量泵的選用：（1）若系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速回路，或通過改變原動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量，或系統(tǒng)對速度無調(diào)節(jié)要求，可選用定量泵或手動變量泵。此時手動變量泵不宜在小排量工況下工作，因小排量工況不僅效率低，而且工作不穩(wěn)定。（2）若系統(tǒng)要求高效節(jié)能，應選用變量泵恒變量泵適用于要求恒壓源的系統(tǒng)，如液壓伺服系統(tǒng)；限壓式變量泵和恒功率變量泵適用于要求低壓大流量、高壓小流量的系統(tǒng)。 32泵和驅(qū)動電機的選擇：1）確定液壓泵的工作壓力 液壓泵的最大工作壓力 pp=p1+p =3.5+0.3=3.8mpa （1.1）式中 p1-執(zhí)行元件的最大工作壓力；p-液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失。初算時按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵?、流速不大的取p=0.20.5mpa：管路復雜、流速較大的取p=0.51.5mpa。由上式可得出所選液壓泵為中低壓泵，綜合考慮下來，在此設計中，選用雙作用葉片泵來做為液壓站的動力源。2）確定液壓泵的流量qp有以下三種情況 多液壓缸（液壓馬達）同時動作 液壓泵的流量要大于同時動作的幾個液壓缸（液壓馬達）所需的最大流量，并要考慮到系統(tǒng)的漏損和液壓泵磨損后容積效率的下降，即 qpk（q）max (1.2) 式中 k-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.11.3； 大流量取小值；小流量取大值； （q）max-同時動作的液壓缸（液壓馬達）的最大總流量，從qt圖上查得；對于工作過程始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，在確定流量時，需加上溢流閥的最小溢流量，一般取23l/min.采用差動液壓缸回路時 液壓泵所需流量為 qpk（a1-a2）max （1.3） 式中a1、a2液壓缸無桿腔、有桿腔的有效面積； max活塞的最大移動速度。當系統(tǒng)使用蓄能器時 液壓泵流量按系統(tǒng)在一個循環(huán)周期中的平均流量選取，即z vik qp - (1.4) i=1 ti 式中 vi-液壓缸（液壓馬達）在工作周期中的總耗油量； ti-機器的工作周期；z-液壓缸（液壓馬達）的個數(shù)。 綜上，由原理圖得出該鏈接為差動鏈接，估算液壓泵所需流量： q=1.2x103cm x0.5m/min=6.18 l/min3）選擇液壓泵的規(guī)格 按照系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，根據(jù)其最大工作壓力和流量，參考產(chǎn)品樣本就可選擇液壓泵的規(guī)格。 按式（1.1）確定的pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)工作過程中存在過渡過程中的動態(tài)壓力，其最大值往往比靜態(tài)壓力要大很多。所以選取液壓泵的額定壓力時應比系統(tǒng)最高壓力大25%60%,使液壓泵有一定的壓力儲備。高壓系統(tǒng)的壓力儲備宜取小值，中、低壓系統(tǒng)的壓力儲備應取大值；最高壓力出現(xiàn)時間較短，壓力儲備可取小些；反之，壓力儲備應取大些。液壓泵的流量按系統(tǒng)所需最大流量選取。 在此選用額定壓力p額=1.4xpp=1.4x3.8=5.32mpa4）確定驅(qū)動液壓泵的功率 工作循環(huán)中，液壓泵的壓力和流量比較恒定，即工況圖pt 、qt 曲線變化比較平穩(wěn)時，則液壓泵的驅(qū)動功率 ppqq pp=-=3.8x6.18/0.8=29.355kw(1.5) p 式中 pp-液壓泵的最大工作壓力；qq-液壓泵的流量；p-液壓泵的總功率。 液壓泵的總效率即是液壓泵的容積效率與其機械效率之乘積。各類液壓泵的總效率可參考表1.1中的數(shù)值估取，液壓泵規(guī)格大取較大值；規(guī)格小取小值；變量泵一般取較小值。 液壓泵類型齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵總效率0.60.80.650.850.70.850.80.9 表1.1 液壓泵的總效率33濾油器液壓油中往往含有顆粒狀雜質(zhì)，會造成液壓元件相對運動表面的磨損、滑閥卡滯、節(jié)流孔口堵塞，使系統(tǒng)工作可靠性大為降低。在系統(tǒng)中安裝一定精度的濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。濾油器的過濾精度是指濾芯能夠濾除的最小雜質(zhì)顆粒的大小，以直徑d作為公稱尺寸表示，按精度可分為粗濾油器（d100 )普通濾油器(d10 )，精濾油器（d5 )，特精濾油器（d1 )。一般對濾油器的基本要求是： （1）能滿足液壓系統(tǒng)對過濾精度要求，即能阻擋一定尺寸的雜質(zhì) 進入系統(tǒng)。 （2）濾芯應有足夠強度，不會因壓力而損壞。 （3）通流能力大，壓力損失小。 （4）易于清洗或更換濾芯。濾油器的類型特點：（1）網(wǎng)式濾油器網(wǎng)式濾油器，其濾芯以銅網(wǎng)為過濾材料，在周圍開有很多孔的塑 料或金屬筒形骨架上，包著一層或兩層銅絲網(wǎng)，其過濾精度取決于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小。這種濾油器結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，清洗方便，但過濾精度低，一般用于液壓泵的吸油口。 (2)線隙式濾油器線隙式濾油器，用鋼線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來組成濾芯，依靠銅絲間的微小間隙濾除混入液體中的雜質(zhì)。其結(jié)構(gòu)簡單，通流能力大，過濾精度比網(wǎng)式濾油器高，但不易清洗，多為回油濾油器。 （3）紙質(zhì)濾油器紙質(zhì)濾油器，其濾芯為平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的紙芯，將紙芯圍繞在帶孔的鍍錫鐵做成的骨架上，以增大強度。為增加過濾面積，紙芯一般做成折疊形。其過濾精度較高，一般用于油液的精過濾，但堵塞后無法清洗，須經(jīng)常更換濾芯。 （4）燒結(jié)式濾油器燒結(jié)式濾油器，其濾芯用金屬粉末燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔來擋住油液中的雜質(zhì)通過。其濾芯能承受高壓，抗腐蝕性好，過濾精度高，適用于要求精濾的高壓、高溫液壓系統(tǒng)。濾油器的安裝(1）泵入口的吸油粗濾器 用來保護泵，使其不致吸入較大的機械雜質(zhì)，根據(jù)泵的要求，可用粗的或普通精度的濾油器，為了不影響泵的吸油性能，防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象，濾油器的過濾能力應為泵流量的兩倍以上，壓力損失不得超過0.010.035mpa。 (2)泵出口油路上的高壓濾油器 這種安裝主要用來濾除進入液壓系統(tǒng)的污染雜質(zhì)，一般采用過濾精度1015mm的濾油器。它應能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應小于0.35mpa，并應有安全閥或堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，以防泵過載和濾芯損壞。（3）系統(tǒng)回油路上的低壓濾油器 可濾去油液流入油箱以前的污染物，為液壓泵提供清潔的油液。因回油路壓力很低，可采用濾芯強度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。 （4）安裝在系統(tǒng)以外的旁路過濾系統(tǒng) 大型液壓系統(tǒng)可專設一液壓泵和濾油器構(gòu)成的濾油子系統(tǒng)，濾除油液中的雜質(zhì)，以保護主系統(tǒng)。 安裝濾油器時應注意，一般濾油器只能單向使用，即進、出口不可互換。吸油、回油濾油器優(yōu)缺點：吸油濾油器一般安裝在油泵的吸油口處，用以保護油泵和其他液壓元件，以避免吸入污染雜質(zhì)，可以有效的控制液壓系統(tǒng)的清潔度。 回油濾油器用于液壓系統(tǒng)回油過濾，過濾液壓系統(tǒng)中由于元件磨損產(chǎn)生的金屬顆粒，心臟密封件產(chǎn)生的污染物，使流回油箱的油液保持清潔。 相比較下來，我選擇用在吸油口安裝一個網(wǎng)式濾油器，回油口用一個燒結(jié)式濾油器。34液壓泵與電動機的連接將液壓泵與電動機連接方式，采用連軸器方式,采用聯(lián)軸器，用來把電動機軸與泵軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)釉器兩大類，其中撓性聯(lián)釉器又可以分為無彈性元件的撓性聯(lián)釉器和有彈性元件的撓性聯(lián)釉器兩大類別。選擇聯(lián)釉器考慮以下幾點：（1）所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對緩沖減振功能的要求。例如，對大功率的重載傳動，可選用齒聯(lián)軸器；對嚴重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動的傳動，可選用輪胎式聯(lián)袖器等具有高彈性的聯(lián)軸器。（2） 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對于高速傳動軸，應選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。液壓泵與電機之間的聯(lián)軸器，一般用簡單彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性。其二者的共同特點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，能補償軸位移。但在使用中應定期檢查彈性圈。安裝聯(lián)軸器的技術(shù)要求如下：（1）半聯(lián)軸器做主動件。（2）聯(lián)軸器與電動機軸配合時采用h7/h6 配合，與泵軸則采用h8/h7 的配合。（3）最大同軸度偏差不大于0.1mm，軸線傾角不大于40。35油箱的選用 1液壓油箱在液壓系統(tǒng)中的主要作用為儲油、散熱、分離油中所含空氣及消除泡沫。選用油箱首先要考慮其容量，一般移動式設備取泵最大流量的23倍，固定式設備取34倍；其次考慮油箱油位，當系統(tǒng)全部液壓油缸伸出后油箱油面不得低于最低油位，當油缸回縮以后油面不得高于最高油位；最后考慮油箱結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)油箱內(nèi)的隔板并不能起沉淀臟物的作用，應沿油箱縱軸線安裝一個垂直隔板。此隔板一端和油箱端板之間留有空位使隔板兩邊空間連通，液壓泵的進出油口布置在不連通的一端隔板兩側(cè)，使進油和回油之間的距離最遠，液壓油箱多起一些散熱作用。油箱設計是要注意一下幾個問題：（1） 油箱應有足夠的剛度和強度；（2） 油箱要有足夠的有效容積（3） 吸油管和回油管應盡量相距遠些（4） 防止油液污染（5） 油箱要進行油溫控制（6） 油箱內(nèi)壁要加工2油箱容量的確定 按使用情況確定油箱容量初始設計時，可依據(jù)使用情況，按下列經(jīng)驗公式確定油箱容積。 v=aq=6x6.18x10=37.08x10m (1.6) 式中 v-油箱的有效容積（m）； q-液壓泵的流量（m/min）； a-經(jīng)驗系數(shù)，見下表： 行走機械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機械a12 24 57 612 10 如果安裝空間不受限制，可適當增大油箱容積，以提高其散熱能力。系統(tǒng)確定后，應按照系統(tǒng)的發(fā)熱與散熱關系進行校核。 油箱容量的標準 油箱容量的選定應符合jb/t 7938-2010液壓泵站油箱公稱容量系列的規(guī)定。3 油箱結(jié)構(gòu)簡介 長期以來，液壓油箱的結(jié)構(gòu)型式，基本上是由矩形板折邊壓形成四棱柱，再用封板堵住兩側(cè)而構(gòu)成。端部封板及中間隔板由沖壓成形，箱體是經(jīng)四次壓圓角，接頭外焊接而成的。這種結(jié)構(gòu)的液壓油箱制造工藝較差，主要表現(xiàn)在箱體鋼板下料時要求的精度較高；不同機型上的液壓油箱必須使用自己專用的一套壓型模具。每套模具的體積大、造價高、利用率低。箱底面及端部，以及箱底面和側(cè)面分別折成形斷面；再焊好加油口和中間隔板等附件后，扣合拼焊而成。這種結(jié)構(gòu)的液壓油箱具有以下優(yōu)點：1、下料精度要求不高；2、對原材料機械性能適應力強；3、折邊部位可隨意調(diào)整，適合多品種小批量生產(chǎn)；4、不用模具，大大節(jié)省了費用，縮短了生產(chǎn)周期等等。結(jié)構(gòu)設計：通過對油箱的了解，該油箱，是單件的生產(chǎn)，因此，采用拼焊的方法焊接而成。進行油箱結(jié)構(gòu)設計時，首先考慮的是油箱的剛度，其次考慮便于換油和清洗油箱以及安裝和拆卸油泵裝置，油箱的結(jié)構(gòu)應該盡量簡單，以利于密封和降低造價。（1）油箱體 油箱體由q235鋼板焊接而成，取鋼板厚度36mm，箱體大者取大值，本設計的油箱板厚度為4mm。在油箱側(cè)壁上安裝油位指示器。在油箱與隔板垂直的一個壁上常常開清洗孔，以便于清洗油箱。（2）油箱底部 油箱底部采用傾斜的方式，用焊接方法與壁板焊接而成，采用這種結(jié)構(gòu)，便于排油，底部最低處有排油口。（3）油箱隔板 為了使吸油區(qū)和壓油區(qū)分開，便于回油中雜質(zhì)的沉淀，油箱中設置了隔板。隔板的安裝方式主要有兩種，第一種：回油區(qū)的油液按一定方向流動，既有利于回油中的雜質(zhì)、氣泡的分離，又有利于散熱。第二種：回油經(jīng)過隔板上方溢流至吸油區(qū)，或經(jīng)過金屬網(wǎng)進入吸油區(qū)，更有利于雜質(zhì)和氣泡的分離。在本設計中，采用隔板的方式，主要為了將裝置中的氣泡分離。隔板的位置在油箱的中間，將吸油區(qū)和回油區(qū)分開，隔板的厚度等于油箱側(cè)壁厚度。（4）油箱蓋 油箱蓋多用鑄鐵或鋼板兩種材料制造，現(xiàn)采用鋼板，在油箱蓋上鉆下列通孔：回油管孔、通大氣孔（孔口有空氣濾清器）。1吸油管 2過濾器 3空氣過濾器 4回油管5上蓋 6油面指示器 7、9隔板 8放油閥減少油箱噪音：防噪音問題是現(xiàn)代機械設備設計中必須考慮的問題之一。油路系統(tǒng)的噪音源，以泵站為首，因此進行油箱設計時，從以下幾個方面減輕噪音：（1）油箱與箱蓋間增加防震橡皮墊；（2）用地腳螺栓將油箱牢固固定在基礎上；（3）油泵排油口用橡膠軟管與閥類元件相連接；（4）回油管管接頭振動噪音較大時，改變回油管直徑或增設一條回油管，使每個回油管接頭的通路減少。3.6壓力控制閥及其作用 對于夾緊壓力控制，我選用的是可調(diào)式減壓閥，壓力的現(xiàn)實由壓力表的讀數(shù)來確定，在原理圖中的壓力表的作用就是為了配合減壓閥，起到能夠確定夾緊力的作用。減壓閥的調(diào)速范圍應該為0到3.5mpa，因而壓力表的讀數(shù)應為0到4mpa。 溢流閥的主要作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進行安全保護，幾乎在所有的液壓系統(tǒng)中都要用到它，其性能好壞對整個系統(tǒng)的正常工作有很大影響。在本設計中，溢流閥的作用是用對液壓系統(tǒng)定壓的。壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件，當油液壓力達到繼電器的調(diào)定壓力時，即發(fā)出電信號，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動作，使油路卸壓、換向、執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作或關閉電動機使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用等。原理圖中的壓力繼電器的作用主要是用來防止壓力沖擊的，當液壓缸一端壓力突然增大時，壓力繼電器就將換向閥換到中位，停止其突然的變化，方向閥采用三位四通的作用還有重要的一點就是在斷電時可以保證所夾的工件不會松開掉下來。原理圖中的單向閥的作用是防止回流，回油路中的單向閥還起到斷電時做背壓閥。3.7實現(xiàn)夾緊松開的過程液壓油從油箱里出來后經(jīng)過液壓泵到達減壓閥，當三位四通換向閥左端得電時液壓缸被推動桿向右運動，當右端得電時液壓缸被推動桿向左運動。突然斷電時處于中位，油液不能流動，缸內(nèi)桿也不動。第四章 液壓站結(jié)構(gòu)形式4.1液壓控制裝置集成方式的選擇液壓控制裝置是液壓系統(tǒng)中各類控制閥及其連接體的統(tǒng)稱, 在液壓站中多用無管集成。亦即將各類控制閥固定在某種專用或通用的連接體(又稱輔助件) 上,輔助件內(nèi)開的一系列通道(油道) , 控制閥之間的油路聯(lián)系主要由這些通道而非管道實現(xiàn)。按所采用輔助件的形式不同, 又可分為板式、塊式、鏈式、疊加閥式和插入式等五種集成方式。它們的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、外形美觀、壓力損失較小等。但因結(jié)構(gòu)上各不相同,故又各有特點及其適用的場合。板式集成在閥板上, 按系統(tǒng)要求, 通過閥板中切削或鑄造出的通道實現(xiàn)油路聯(lián)系, 構(gòu)成一個回路。對較復雜的系統(tǒng), 則需將其分解成幾個回路, 用幾個閥板安裝標準板式控制元件, 閥板間通過管道來連接。閥板又有整體式和剖分式兩種形式1、2、8 。整體式閥板的油路通道是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出。此種閥板的可靠性好, 應用較多, 但其工藝性較差,特別是深孔的加工較難; 剖分式閥板由底板與面板組成, 通常面板上鉆出通道孔, 在底板與面板結(jié)合的面銑削或鑄出矩形溝槽, 然后用粘合劑將底板與面板粘合在一起, 并用相當數(shù)量的螺釘緊固成為一完整的封閉體。面板上的通道孔分別與各液壓元件上相應油口對應, 各元件之間油路聯(lián)系借助底板上的溝槽來實現(xiàn)。剖分式閥板制造方便, 但可能會因液壓沖擊造成粘合劑失效, 引起油路串腔, 導致液壓系統(tǒng)工作失常。綜上所述可知: 板式集成對于動作復雜的液壓系統(tǒng), 回路元件數(shù)量的增加, 導致所需閥板尺寸和數(shù)量增大, 致使有些孔道深到無法鉆出, 而銑槽往往出現(xiàn)滲漏串腔現(xiàn)象。此外, 閥板是根據(jù)特定的液壓系統(tǒng)專門設計制作的, 不易實現(xiàn)標準化和通用化, 不易組織專業(yè)生產(chǎn)。當用戶需要更改回路或追加元件時, 閥板就要重新設計加工, 設計和加工的差錯也會使整塊閥板報廢。所以, 板式集成適合不太復雜的中低壓系統(tǒng)采用。塊式集成塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路, 做成通用化的六面體輔助件集成塊, 通常其四周除一面安裝液壓執(zhí)行裝置的管接頭外, 其余三面安裝標準板式閥及少量疊加閥或插裝閥, 這些元件之間的油路聯(lián)系由集成塊內(nèi)部所開通道孔實現(xiàn); 塊的上下兩面為塊間疊積結(jié)合面, 布有上下貫穿通道體的公用壓力油孔、回油孔、泄油孔及塊間連接螺栓孔, 多個回路塊疊積成一摞, 通過四只長螺栓固緊, 塊之間的油路聯(lián)系通過公用油孔來實現(xiàn)。對于較復雜的系統(tǒng), 可按系統(tǒng)組成特點, 將其劃分為幾摞。摞間用管道連接即可。塊式集成的顯著優(yōu)點是: 可簡化設計; 更改系統(tǒng)、增減元件方便, 設計柔性大1 ; 集成塊主要加工部位是六個平面及各個孔, 其尺寸比板式集成的閥板要小得多, 故加工容易, 且便于組織專業(yè)化生產(chǎn), 降低成本; 大大減少了管接頭數(shù)量, 并且結(jié)構(gòu)緊湊, 占地面積小, 泄漏少, 穩(wěn)定性好; 通道孔粗而短, 故壓力損失小、發(fā)熱少、效率較高。 塊式集成既可用于低壓系統(tǒng)也可用于高壓系統(tǒng)。鏈式集成鏈式集成1、9 與塊式集成非常相似, 它的輔助件通常有閥塊、連接塊、隔板和端板。每個閥塊僅安裝一個標準板式閥或組合疊加閥, 依靠閥塊中的孔道及各輔助件把油路聯(lián)系起來。每一組短螺栓僅將相鄰的兩個閥塊連接在一起, 如同鏈條一環(huán)扣一環(huán)地串聯(lián)成一個整體。閥塊上面安裝液壓閥; 閥塊兩面是塊間或塊與其它輔助件間的連接結(jié)合面, 兩側(cè)面間通常開有5 條呈軸對稱分布的公用主油道及4 個短螺栓孔, 故可在閥塊不變的情況下, 以對稱軸為中心旋轉(zhuǎn)180安裝來改變油路關系。從而減少閥塊及其它輔助件的品種, 提高通用化程度和變更系統(tǒng)的靈活性。閥塊底面有通向執(zhí)行器、液壓泵或油箱的三個螺紋孔口, 可根據(jù)需要用螺塞進行阻通。連接塊的兩側(cè)結(jié)合面與同規(guī)格閥塊兩側(cè)結(jié)合面的連接尺寸完全一致, 也開有五條軸對稱油道和四個螺栓孔。連接塊上不安裝液壓閥, 其作用是使5 條公用通道兩兩溝通, 實現(xiàn)油路關系的改變, 并且通過其底面都開有與公用油道相通的兩個螺紋孔接至壓力繼電器、壓力表等元件(這兩個螺紋孔不用時也可用螺塞堵死)。隔板安裝在相鄰兩個閥塊或閥塊與連接塊之間,它的兩個側(cè)面與閥塊的兩側(cè)向結(jié)合面尺寸相同, 也有與閥塊一樣位置的四個螺栓孔。其作用是通過阻通相鄰輔助件的5 條公用通道中的一條或幾條(共有20 種方案) , 實現(xiàn)油路關系的改變。端板上既不安裝液壓閥, 也沒有內(nèi)部通道。用螺栓與整個鏈式集成裝置最外側(cè)的閥塊連接, 一方面從兩端堵死閥塊的5 條公用通道, 另一方面把整個鏈式集成裝置安裝在臺架上。鏈式集成的優(yōu)點是: 組合排列方便靈活, 4 種輔助件經(jīng)適當排列即可實現(xiàn)集成; 設計施工周期短, 工效高; 輔助件少, 工藝簡單; 設計程度規(guī)范, 易于實現(xiàn)cad 等。其缺點是流通直角轉(zhuǎn)變較多, 流阻損失較大,故一般適于小流量液壓系統(tǒng)采用。疊加閥式集成疊加閥式集成是在塊式集成基礎上發(fā)展起來的,但不需要另外的連接塊, 而是以帶有公用油道的疊加閥作連接體, 通過螺栓將直接疊合在一起的所有液壓閥固定在最底層的底板塊上。底板塊側(cè)面的螺紋孔口可接至執(zhí)行器、液壓泵或油箱, 并可根據(jù)需要用螺塞進行阻通。因同一規(guī)格的疊加閥的油口和螺栓孔的大小、位置及數(shù)量均與相匹配的板式換向閥相同, 故只要把同一規(guī)格的疊加閥按一定順序疊積起來, 再將換向閥裝于這些疊加閥的上面, 即可構(gòu)成各種典型液壓回路。疊加閥式集成的優(yōu)點是: 標準化、通用化、集成化程度高, 設計、加工及裝配周期短, 便于實現(xiàn)cad; 結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、體積小、重量輕、占地面積小; 配置靈活、安裝維護方便, 便于通過增減疊加閥實現(xiàn)液壓系統(tǒng)原理變更; 減少了輔助件及管件, 耗材少, 成本低; 消除了漏油, 減小了振動和噪聲, 壓力損失小, 且使用安全可靠。其缺點是回路形式少, 受通徑限制, 不能滿足復雜和大功率液壓系統(tǒng)的需要。插入式集成插入式集成的輔助件為整體式多孔通道塊,所連接的液壓閥主要為插裝閥(又稱邏輯閥)。插裝閥本身無閥體, 靠插入零件(閥心、閥套等) 與通道塊中的孔配合, 并由控制蓋板固定在通道塊中, 通過通道把各插裝閥連通起來, 通道塊外表面裝上控制插裝閥啟閉的各種先導閥即組成液壓集成裝置。通道塊既是各插裝閥的閥體, 又是油路的連接通道。由于插裝閥流通能力大, 動作靈敏, 標準化程度高, 故集成后的液壓裝置更加緊湊, 特別適合重型機械、冶金、塑料機械等大流量系統(tǒng)采用。其缺點是液壓系統(tǒng)變更靈活性差, 通道塊的孔系較復雜, 不便于設計與加工。4.2液壓動力源裝置的結(jié)構(gòu)選擇液壓動力源向系統(tǒng)提供工作介質(zhì), 并可作為整體式液壓站安放液壓控制裝置的基座, 是液壓站的重要組成部分。液壓動力源裝置由液壓泵組及液壓油箱組成, 按液壓泵組的布局, 液壓動力源裝置有以下兩大類:上置式動力源上置式液壓動力源裝置的泵組置于油箱之上。根據(jù)電動機安裝方向又有立式(圖a) 與臥式(圖b) 之分,前者的電動機立式安裝, 液壓泵置于油箱內(nèi); 后者的電動機臥式安裝, 液壓泵置于油箱之上。上置式液壓動力源裝置的優(yōu)點是占地面積小, 結(jié)構(gòu)緊湊, 適用于小功率液壓系統(tǒng)。臥式的電動機與泵軸的同軸度不易保證, 且吸油高度不能過大。非上置式動力源非上置式液壓動力源裝置的泵組置于底座或地基上。泵組坐落在與油箱一體的公用底座上時稱整體型液壓動力源, 若泵組放在油箱側(cè)面稱旁置式, 若泵組放在油箱下面稱下置式; 泵組單獨裝在地基上稱分離型液壓動力源。非上置式液壓動力源裝置的優(yōu)點是能有效改善泵的吸油性能, 易維護, 但占地面積大。適用于大功率液壓系統(tǒng)。4.3按照泵裝置以泵裝置的結(jié)構(gòu)形式、安裝位置及冷卻方式來區(qū)分。按泵裝置的機構(gòu)形式、安裝位置可分三種： 1、上置立式：泵裝置立式安裝在油箱蓋板上，主要用于定量泵系統(tǒng)一思想 2、上置臥式：泵裝置臥式安裝在油箱蓋板上，主要用于變量泵系統(tǒng)，以便于流量調(diào)節(jié)。 3、旁置式：泵裝置臥式安裝在油箱旁單獨的基礎上，旁置式可裝備備用泵，主要用于油箱容量 大250升，電機功率7.5千瓦以上的系統(tǒng)。 按站的冷卻方式可分為兩種： 1、自然冷卻：靠油箱本身與空氣熱交換冷卻，一般用于油箱容量小于250升的系統(tǒng)一思想。 2、強迫冷卻：采取冷卻器進行強制冷卻，一般用于油箱容量大于250升的系統(tǒng)。 液壓站以油箱的有效貯油量度及電機功率為主要技術(shù)參數(shù)。 油箱容量共有18種規(guī)格（單位：升/l）： 25、40、63、100、160、250、400、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3200 、4000、5000、6000 本系列液壓站根據(jù)用戶要求及依據(jù)工況使用條件，可以做到：1、按系統(tǒng)配置集成塊，也可不帶集成塊。2、可設置冷卻器、加熱器、蓄能器 3、可設置電氣控制裝，也可不帶電氣控制裝置. 4.4按油箱形式分為： 1.普通鋼板：箱體采用5mm6mm鋼板焊接，面板采用1012mm鋼板，若開孔過多可適當加厚或增加加強筋。 2.不銹鋼板：箱體選用304不銹鋼板，厚度23mm，面板采用304不銹鋼板厚度35mm，承重部位增加加強筋。 普通鋼板油箱內(nèi)部防銹處理較難實現(xiàn)，鐵銹進入油循環(huán)系統(tǒng)會造成很多故障，采用全不銹鋼設計的油箱則解決了這一業(yè)界難題。4.5根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式 可將其分為四種類型： 1.活塞式 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。單活塞液壓缸，其兩端進出口油口a和b都可通壓力油或回油，以實現(xiàn)雙向運動，故稱為雙作用缸。 2.柱塞式 （）柱塞式液壓缸是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； （）柱塞只靠缸套支承而不與缸套 接觸，這樣缸套極易加工，故適于做長行程液壓缸； （）工作時柱塞總受壓，因而它必須有足夠的剛度； （）柱塞重量往往較大，水平放置時容易因自重而下垂，造成密封件和導向單邊磨損，故其垂直使用更有利。 3.伸縮式 伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于