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充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目 錄 主要符號(hào)表 1 概述 1 1.1 液壓傳動(dòng)發(fā)展概況 1 1.2 液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成部分 1 1.2.1 液壓傳動(dòng)的工作原理 1 1.2.2 液壓傳動(dòng)的組成部分 2 1.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 3 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 2.1 明確設(shè)計(jì)要求,制定基 本方案 5 2.1.1 設(shè)計(jì)要求 5 2.1.2 制定液壓系統(tǒng)基本方案 5 2.2 液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 6 2.2.1 液壓介質(zhì)的選擇 6 2.2.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 7 2.3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 9 2.3.1 選系統(tǒng)工作壓力 9 2.3.2 液壓缸主要參 數(shù)的確定 9 2.3.3 液壓缸強(qiáng)度校核 10 2.3.4 液壓缸穩(wěn)定性校核 12 2.3.5 計(jì)算液壓缸實(shí)際所需流量 15 2.3.6 繪制液壓缸工況圖 15 2.4 液壓閥的選擇 16 2.4.1 液壓閥的作用 16 2.4.2 液壓閥的基本要求 16 2.4.3 液壓閥的選擇 16 3 液壓泵站及其輔助裝置 18 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 3.1 液壓泵站 18 3.1.1 液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標(biāo)準(zhǔn) 18 3.1.2 各系列液壓泵站的簡(jiǎn)述 19 3.2 液壓泵 20 3.2.1 液壓泵的選擇 20 3.2.2 液壓泵裝置 21 3.3 電動(dòng)機(jī)功率的確定 22 3.4 液壓管件的確定 23 3.4.1 油管內(nèi)徑確定 23 3 .4. 2 管接頭 23 3.5 濾油器的選擇 23 3.5.1 濾油器的作用及過(guò)濾精度 23 3.5.2 選用和安裝 24 3.6 油箱及其輔件的確 定 24 3 .6. 1 油箱 24 3.6.2 空氣濾清器 26 3 .6. 3 油標(biāo) 27 4 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 4.1 液壓缸的基本參數(shù)的確定 28 4.2 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 28 4 .2. 1 缸體 28 4.3 缸蓋 31 4.3.1 缸蓋的材料 31 4.3.2 缸蓋的技術(shù)要求 31 4.4 活塞 31 4.4.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 31 4.4.2 活塞與缸體的密封 32 4.4.3 活塞的材料 32 4.4.4 活塞的技術(shù)要求 32 4.5 活塞桿 33 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 4.5.1 端部結(jié)構(gòu) 33 4.5.2 端部尺寸 33 4.5.3 活塞桿結(jié)構(gòu) 34 4.5.4 活塞桿材料 35 4.5.5 活塞桿的技術(shù)要求 35 4.6 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 35 4.6.1 導(dǎo)向套 35 4.6.2 桿的密封與防塵 36 4.7 液壓缸的緩沖裝置 36 4.8 液壓缸的排氣裝置 36 4.9 液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式 37 4.9.1 液壓缸進(jìn)出油口的聯(lián)接 37 4.9.2 液壓缸的安裝方式 37 5 結(jié)論 38 致謝 39 參考文獻(xiàn) 40 附錄 A 41 附錄 B 53 題 目: 25KN 單 柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名: 尚林峰 班 級(jí): 990314 指導(dǎo)老師: 李堯忠 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 摘 要 如今,液壓傳動(dòng)是一門(mén)比較成熟的技術(shù),已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造以及鍛壓等機(jī) 械行業(yè)。而其在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用,高度集成化等各項(xiàng)要求方面的顯著優(yōu)勢(shì)使得這門(mén)技術(shù)有著更加廣闊的發(fā)展前景。 本文在對(duì)液壓傳動(dòng)發(fā)展和液壓傳動(dòng)的工作原理作了一個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明的同時(shí),更對(duì)液壓技術(shù)在鍛壓機(jī)械中的一個(gè)典型應(yīng)用 單柱液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)計(jì)算。其內(nèi)容主要包括: 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析、比較和確定; 確定并繪制系統(tǒng)原理圖; 集成塊單元回路圖的繪制; 液壓系統(tǒng)中各主要參數(shù)的計(jì)算、圓整及校核; 各種液壓元件的選擇; 設(shè)計(jì)并繪制以集成塊聯(lián)接方式而成的系 統(tǒng)裝配圖; 在單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件液壓缸的設(shè)計(jì)中,利用在前文系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所校核過(guò)的如活塞直徑 D( AL)、活塞桿直徑 d( MM)等參數(shù),我們對(duì)液壓油缸的各主要零部件進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并繪制了它們的零件圖及液壓油缸裝配圖。 在本設(shè)計(jì)中,所有圖紙均使用繪圖軟件 CAXA(電子圖板 V2 版)繪制而成,使得圖紙更加清晰,一目了然。 關(guān)鍵字: 單柱液壓機(jī);液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì);液壓油缸; CAXA 指導(dǎo)老師簽名: SUBJECT: The system design of 25KN Single Column 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 Hydraulic Presses NAME: Shang Linfeng DIRECTOR: Li Yaozhong ABSTRACT Nowadays, hydraulic drive is a technique becoming mature, what has been applied in Manufacture, Engineering Machinery, Farm Machinery, Car Manufacturing, and Forging Presses etc. Moreover, it has a so salient advantage in actualize high pressure, high speed, hight-power, hight efficiency, low yawp, longevity and hight integration that it could develope much faster then others. After the phylogeny of the hydraulic drive and the working theory have been introduced in this paper, we have do a fully design for the system of the single column hydraulic presses which is a type application in Forging Presses.It includes: Analysing, comparing and confirming the project of hydraulic drive; Confirming and drawing the system blueprint; Drawing a blueprint of the cell loop of the integration block; Accounting, checking and normalizing the mainly parameter in the hydraulic system Choosing the different kinds of hydraulic component Designing how to rig out all the parts of the system and then draw a blueprint to reflect it. In the design of the working part of the hydraulic system, cylinder, we have do a particular frame design in using the parameter as the diameter of the piston D( AL) and the diameter of the pole d( MM). In this project, to make blueprint more clearly and even be clear at a glance, we draw the entire blueprint in software CAXA. Keywords: Single Column Hydraulic Presses; The Design of Hydraulic System; Hydraulic cylinder; CAXA SIGNATORY: 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1、概述 1.1 液壓傳動(dòng)發(fā)展概況 液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是一門(mén)新技術(shù),但如從 17 世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、 18 世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起,也已有二三百年歷史了。近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事,至于它和微電子技術(shù)密切結(jié)合,得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制,更是近 10年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。 本世紀(jì)的 60 年代后,原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)(微電子技術(shù))等的發(fā)展再次將 液壓技術(shù)推向前進(jìn),使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門(mén)完整的自動(dòng)化技術(shù),使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各方面都得到了應(yīng)用。液壓傳動(dòng)在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性的優(yōu)勢(shì),例如,國(guó)外今日生產(chǎn)的 95%的工程機(jī)械、 90%的數(shù)控加工中心、 95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)。因此采用液壓傳動(dòng)的程度現(xiàn)在已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 當(dāng)前,液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展,在完善比例控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外,在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開(kāi)發(fā)性工作方面,更日益顯示出顯著的成績(jī)。 我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于本世紀(jì) 50 年代,其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備,后來(lái)才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自 1964 年從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來(lái),我國(guó)的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列,并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。 80 年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作,以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開(kāi)發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。 1.2 液壓傳動(dòng)的工作原理及組成部分 1.2.1 液壓傳動(dòng)的工作原理 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(kāi)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、開(kāi)停手柄方向往內(nèi)的狀態(tài)下,通過(guò)開(kāi)停閥、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(guò)開(kāi) 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管。 工作臺(tái)的移動(dòng)速度是由節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開(kāi)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)停閥和回油管排回油箱,不輸?shù)揭簤焊字腥?,這時(shí)工作臺(tái)就停止運(yùn)動(dòng)。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 從上面的例子中可以得到: 1) 動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞動(dòng)力的。 2)液壓傳動(dòng)用液體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力,它與利用液體動(dòng)能的液力傳 動(dòng)是不相同的。 3)壓傳動(dòng)中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的, 因此液壓傳動(dòng)和液壓控制常常難以截然分開(kāi)。 1.2.2 液壓傳動(dòng)的組成部分 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(jiàn)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(kāi)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。 1.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn): 1) 在同等的體積下,液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力,因?yàn)?液壓系統(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場(chǎng)中的磁力大出 3040 倍。在同等的功率下,液壓裝置的體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的 12%左右。 2) 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快,液壓裝置 易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率,在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá) 500 次 /min,實(shí)現(xiàn)往 復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá) 1000 次 /min。 3) 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速(調(diào)速范圍可達(dá) 2000),它還 可以在運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。 4) 液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化,這是因?yàn)樗鼘?duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易 于進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制的緣故。當(dāng)將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)使充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 用時(shí),整個(gè)傳動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動(dòng)作,接受遠(yuǎn)程控制。 5) 液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在失速狀 態(tài)下工作而不會(huì)過(guò)熱,這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無(wú)法辦到的。液壓件能自行潤(rùn)滑,使用壽命較長(zhǎng)。 6) 由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系 列化和通用化,液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。 7) 用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是: 1) 液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)化,這是由液壓油液的可壓縮性和泄 漏等原因造成的。 2) 液壓傳動(dòng)在工作過(guò)程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄漏損失 等),長(zhǎng)距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。 3) 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感,它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影 響,因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 4) 為了減少泄漏,液壓元件在制造精度上的要求較高,因此它的造價(jià) 較貴,而且對(duì)油液的 污染比較敏感。 5) 液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。 6) 液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。 總的說(shuō)來(lái),液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的,它的一些缺點(diǎn)有的現(xiàn)已大為改善,有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步得到克服。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2、 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 明確設(shè)計(jì)要求,制定基本方案 2.1.1 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手進(jìn)行液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前,必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面的情況了解清楚。 單柱液壓機(jī)主機(jī)概況: 液壓機(jī)公稱力 25 KN 液壓系統(tǒng)最大工作壓力 8 Mpa 骨塊行程 125 MM 壓頭下行速度 45 mm/s 壓頭上行速度 130 mm/s 液壓系統(tǒng)要完成以下動(dòng)作循環(huán): 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2.1.2 制定液壓系統(tǒng)基本方案 2.1.2.1 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(jiǎn)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。 液壓缸除了單個(gè)地使用外,還可以組合起來(lái)或和其它機(jī)構(gòu)相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)特殊的功能。 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2表 37.5-1 我們選擇活塞缸類中 的單桿活塞液壓缸,其特點(diǎn)及適用場(chǎng)合見(jiàn)表 2-1。 表 2-1 名稱 特點(diǎn) 適用場(chǎng)合 單桿活塞液壓缸 有效工作面積大,雙向不對(duì)稱 往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)等 2.1.2.2 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(guò)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(lái)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),可以選擇調(diào)速閥或節(jié)流閥作為速度控制閥。 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(kāi)口,便可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的大小。 而調(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)出充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 口壓差將將減小。 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。 2.1.2.3 液壓源系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供,液壓源的核心是液壓泵。在無(wú)其它輔助油源的情況下,液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量,多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱, 溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 為節(jié)省能源提高效率,液壓泵的供油量盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。在此,我們?cè)诒玫男】谘b上粗濾油器。(進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求,通過(guò)相應(yīng)的精濾油器再次過(guò)濾。為防止系 統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱,可在回油路上設(shè)置磁過(guò)濾器或其他型式的濾油器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求,還要考慮加熱、冷卻等措施。 2.2 液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 2.2.1 液壓介質(zhì)的選擇 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(rùn)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(guò) 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。 據(jù)參考文獻(xiàn) 2表 37.3-12 中各普通液壓油質(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)用以及本設(shè)計(jì)中單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的要求選用 N32 號(hào)普通液壓油,其各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表 2-2。 表 2-2 名稱 N32 號(hào)普通液壓油 代號(hào) / 原牌號(hào) YA -N32 / 20 號(hào) 運(yùn)動(dòng)粘度 mm2/s (40 ) 28 835.2 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 運(yùn)動(dòng)粘度 mm2/s (50 ) 1723 粘度指數(shù) 90 抗氧化安定性 (酸值達(dá)2mgKOH/g) h 1000 凝點(diǎn) -10 閃點(diǎn) (開(kāi)口 ) 170 防銹性 (蒸鎦水法 ) 無(wú)銹 臨界載荷 N 600 抗泡沫性 (93 ) ml 起泡 50 / 消泡 0 抗磨性(四球, DB) N 800 應(yīng)用 適用于環(huán)境溫度 040的各類中高壓系統(tǒng)(適用工作壓力為 6.3-2.1MPa 2.2.2 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)(見(jiàn)圖2-1)??梢赃M(jìn)行沖剪、彎曲、翻邊、裝配、冷擠、成型等多種加工工藝。表2- 3 示此單柱液壓機(jī)的動(dòng)作循環(huán)表,圖 2-2 則是這種液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)圖,其滑塊的工作情況如圖所示。 換 向 延 時(shí) 快 退 停 止進(jìn) 給停 止圖 2-1 單柱液壓機(jī)動(dòng)作循環(huán)圖 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1 Y A 2 Y A7 油 箱1 Y B1- 4 0葉 片 泵2 5 K N 單 柱 液 壓 機(jī) 液 壓 系 統(tǒng) 原 理 圖6 Y D F 3 - E 1 0 B - B電 磁 溢 流 閥5 A X F 3 - E 1 0 B單 向 順 序 閥3 A Q F 3 - E 1 0 B單 向 調(diào) 速 閥4 油 缸2 3 4 D F 3 O - E 1 0 B - D電 磁 換 向 閥圖 2-2 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 2-3 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(lái)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 2.3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 2.3.1 選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下,工作壓力低,勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸,對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō),尺寸要受到限制,從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì);反之,充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 壓力選得太高,對(duì)泵、缸、閥 等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高,必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō),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 2表 37.5-3,初步確定系統(tǒng)工作壓力為 4MPa。 2.3.2 液壓缸主要參數(shù)的確定 2.3.2.1 液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的的問(wèn)題 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(wèn)題。所以,在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí),必須注意如下幾點(diǎn): 1)盡量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(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)的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問(wèn)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(jiǎn)單、緊湊,加工、裝配和維修方便。 2.3.2.2 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=8Mpa7Mpa 由參考文獻(xiàn) 1表 5-2 推薦初定d=0.7D 取液壓缸m=0.9 則此時(shí)活塞所受推力 27 77 89025 .F N 由式 11 PFA( 2-1) 61 10427778 A 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 =69.45 cm2 )A(D 14 ( 2-2) =9.38 cm 則 d= 0.7 D =6.07 cm 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 =100 mm d =70 mm 由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為: 5784 21 .DA cm2 04404 222 .)dD(A cm2 2.3.3 液壓缸強(qiáng)度校核 液壓缸的缸筒壁厚 、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。 取:液壓缸材料為 45#鋼,無(wú)縫鋼管 活塞桿材料 45#鋼 2.3.3.1 壁厚強(qiáng)度校核 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2表 37.7-64 及表 37.7-65 選擇液壓缸外徑為 121mm 即液壓缸壁厚 =10.5mm 對(duì)于本系統(tǒng): D 10 為厚壁 按壁筒計(jì)算: 131 402 yy.D ( 2-3) 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=1.5 Pn ; 為缸筒材料的許用應(yīng)力 , nb , b 為材料抗拉強(qiáng)度 , n 為充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 安全系數(shù) , 一般取 n = 5 。 所以 : Py=1.5 4=6 Mpa nb ( 2-4) 式中 600b N/mm2 n = 5 則 66 101 2 05 106 0 0 n bN/m2 得 222131 402 .D yy mm 510. mm 故缸體壁厚強(qiáng)度滿足。 2.3.3.2 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 Fd 4( 2-5) 式中, F 為活塞桿上的作用力; 為活塞桿材料的許用應(yīng)力 , 41.b 則 : 1910600143 412777844 6 . .F mm d 故活塞桿強(qiáng)度滿足。 2.3.3.3 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: F.ds 25( 2-6) 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 式中 , F 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=1.121.5, 取 K=1.3; 1 8 023 6 02 s MPa 則: 119101804143 27778312525 6 . .Z KF.d s mm 取 ds=10 mm 2.3.4 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(guò)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(zhǎng)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: kknFF ( 2-7) 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(zhǎng)比 krl21 時(shí) 222l EJF K ( 2-8) 當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比 krl21 時(shí),且 21 = 20 120 時(shí),則 2221 krlafAF( 2-9) 式 中, l 為安裝長(zhǎng)度,其值與安裝方式有關(guān),見(jiàn)表 2-1, kr 為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑, AJrk ;1為柔性系數(shù),其值見(jiàn)表 2-2;2為由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù),其值見(jiàn)表 2-4; E 為活塞桿材料的彈性模量,對(duì)鋼取 E=2.06 1011N/M2; J 為充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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(jiàn)表 2-5。 表 2-4 液壓缸支承方式和末端系數(shù) 2 的值 支承方式 支承說(shuō)明 末端系數(shù) 2 llF一端自由一端固定 1/4 llF兩端鉸接 1 llF一端鉸接一端固定 2 llF兩端固定 4 表 2-5 f、 a、 1 的值 材料 f 108 N/M2 1 鑄鐵 5.6 1600180 鍛鐵 2.5 9001110 軟鋼 3.4 750190 硬鋼 4.9 500185 由此,根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的可得: 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 ;901 ;412 81043 .f N/M2 ; 25001517416464224.dldddAJrk ( 2-10) 而 l 125mm, 取 l=175mm 10krl 45219021 則活塞桿穩(wěn)定性按式: 221 krlfAF進(jìn)行校核。 代入數(shù)據(jù): 610974 .F N 66 102 4 314 10974 .nFk 而 1APF maxW ( 2-11) 式中 , FW 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(wú)活塞桿腔的截面積 , A1 = 78.5 cm2 FW = 8 106 7.85 10-3 = 6.28 104 N 顯然 , FW knF所以,活塞桿穩(wěn)定性滿足。 2.3.5 計(jì)算液壓缸實(shí)際所需流量 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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(jiàn)表 2-6。 表 2 6 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 = 4.5 = 13 結(jié)構(gòu)參數(shù) 10-3 m2 A1 = 7.85 A2 = 4.0 流量 10-4 m3/s Q1 = 3.53 Q2 = 5.21 計(jì)算公式 Q = A 2.3.6 繪制液壓缸工況圖 Q10-4m3/s停 止 工 進(jìn) 換 向 延 時(shí) 快 退 停 止t3 . 5 35 . 2 1圖 2-3 液壓缸工況圖 2.4 液壓閥的選擇 2.4.1 液壓閥的作用 液壓閥是用來(lái)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(shuō),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)。例如: 1)在結(jié)構(gòu)上,所有的閥都由閥體、閥心(座閥或滑閥)和驅(qū)使閥心動(dòng)作的元、部件(如彈簧、電磁鐵)組成。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2)在工作原理上,所有閥的開(kāi)口大小,閥進(jìn)、出口間的壓差以及流過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式,僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 2.4.2 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(guò)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 。 2.4.3 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(guò)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??;選擇節(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(guò)的流量大一些,必要時(shí)也允許有 20%以內(nèi)的短時(shí)間過(guò)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(jiàn)表 2-7。 表 2-7 25KN 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 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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(lái)進(jìn)行液壓系統(tǒng)的裝配。其集成塊單元回路圖見(jiàn)圖 3-1; 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 9 Y - 1 0 0壓 力 表8 K F3- E 3 B壓 力 表 開(kāi) 關(guān)3 A Q F 3 - E 1 0 B單 向 調(diào) 速 閥5 A X F 3 - E 1 0 B單 向 順 序 閥p14 油 缸1 Y A 2 Y A2 3 4 D F 3 O - E 1 0 B - D電 磁 換 向 閥6 Y D F 3 - E 1 0 B - B電 磁 溢 流 閥1 Y B1- 4 0葉 片 泵工 進(jìn) 快 退+ - +停 止-1 Y A2 Y A狀 態(tài)名 稱7 油 箱OPXp 1圖 3-1 集成塊單元回路圖 3.1 液壓泵站 3.1.1 液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標(biāo)準(zhǔn) 3.1.1.1 液壓泵站的概述 目前我國(guó)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。現(xiàn)在只有液壓泵站的油箱公稱容量系列有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 3.1.1.2 液壓泵站油箱公稱容量系列( GB 2876 81) 表 3-1 油箱容量 GB 2876-81 L 4 6.3 10 25 40 63 100 160 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 3150 4000 5000 6300 3.1.2 各系列液壓泵站的簡(jiǎn)述 詳細(xì)資料見(jiàn)參考文獻(xiàn) 237 篇第 10 章。 3.1.2.1 YZ 系 列液壓泵站 YZ 系列液壓泵站,油箱容量有 256300L 等 18 種規(guī)格。選用各種不同的泵,得到各種不同流量、壓力的規(guī)格。外形結(jié)構(gòu)上有上置式(有立式及臥式)和非上置式。 YZ 系列液壓泵站生產(chǎn)廠有:上海高行液壓件廠、長(zhǎng)沙液壓件廠、南京液壓件三廠等。 3.1.2.2 YG 型液壓柜 YG 型液壓柜規(guī)格性能為油箱容量 250350L,壓力 6.3MPa,流量有 40、 63 和 100L/ min。上海液壓件一廠生產(chǎn)。 3.1.2.3 YZS 型液壓站 YZS 型液壓泵站,油箱容量 100L,壓力 6.3MPa,流量 16L/min。常州液壓件廠生產(chǎn)。 3.1.2.4 YGC 型液壓柜 YGC 型液壓柜油箱容量 160L,壓力 6.3MPa,流量有 12、 25L/min,由北京椿樹(shù)機(jī)械廠生產(chǎn)。 3.1.2.5 CJZ 型液壓站 CJZ 型液壓泵站油箱容量有 100L 與 160L 兩種,壓力為 5MPa,流量為 2063L/min范圍。有定量泵與變量泵兩種型式,成都液壓元件一廠生產(chǎn)。 3.1.2.6 YH 型液壓站 YH 型液壓站油箱容量 1202000L,壓力為 14 MPa,流量在 10250L/min 范圍,由沈陽(yáng)重型機(jī)器廠生產(chǎn)。 3.1.2.7 SE 型液壓泵 站 SE 型液壓泵站油箱容量 1400L,壓力 7 MPa,流量 6.75m3/s,上海冶金設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。 3.1.2.8 上重型液壓站 上海重型機(jī)器廠液壓站油箱容量 1200L 與 2200L 兩種, 1200L 的工作壓力為 1.5 MPa, 2200L 的為 5 MPa,流量均為 320L/mi
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