2016-200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)全.doc

緒 論目錄摘要IAbstractII1 緒 論11.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)概況11.1.1 液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與研究動(dòng)向11.1.2 我國(guó)液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷程21.1.3 液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用31.2 液壓機(jī)的概況31.3 液壓機(jī)的發(fā)展42 200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求62.1.1 液壓機(jī)負(fù)載確定62.1.2 液壓機(jī)主機(jī)工藝過(guò)程分析62.1.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)62.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.2.1 液壓機(jī)主缸工況分析62.2.2 液壓機(jī)頂出缸工況分析92.3 液壓系統(tǒng)原理圖擬定112.3.1 液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路選擇112.3.2 液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇122.3.3 液壓控制系統(tǒng)原理圖122.3.4 液壓系統(tǒng)控制過(guò)程分析132.3.5 液壓機(jī)執(zhí)行部件動(dòng)作過(guò)程分析142.4 液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算162.4.1 液壓缸基本尺寸計(jì)算162.4.2 液壓系統(tǒng)流量計(jì)算182.4.3 電動(dòng)機(jī)的選擇202.4.4 液壓元件的選擇222.5 液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì)232.5.1 液壓機(jī)主缸設(shè)計(jì)232.5.2 液壓機(jī)頂出缸設(shè)計(jì)282.5.3 液壓油管選擇302.5.4 液壓油箱設(shè)計(jì)322.6 液壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定性驗(yàn)算332.6.1 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算332.6.2 液壓系統(tǒng)溫升驗(yàn)算373 200T液壓機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)403.1 電氣控制概述403.2 液壓機(jī)電氣控制方案設(shè)計(jì)403.2.1 液壓機(jī)電氣控制方式選擇403.2.2 電氣控制要求與總體控制方案403.3 液壓機(jī)電氣控制電路設(shè)計(jì)413.3.1 液壓機(jī)主電路設(shè)計(jì)413.3.2 液壓機(jī)控制電路設(shè)計(jì)413.3.3 電氣控制過(guò)程分析42結(jié) 論44參考文獻(xiàn)45致 謝46附錄A 液壓機(jī)使用說(shuō)明書(shū)472 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求2.1.1 液壓機(jī)負(fù)載確定液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為2000KN，工進(jìn)時(shí)液體最大壓力為25Mpa。2.1.2 液壓機(jī)主機(jī)工藝過(guò)程分析 壓制工件時(shí)主機(jī)的工藝過(guò)程：按下啟動(dòng)按鈕后，主缸上腔進(jìn)油，橫梁滑塊在自重作用下快速下行，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)供油不足的情況，補(bǔ)油箱對(duì)上缸進(jìn)行補(bǔ)油。觸擊快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的行程開(kāi)關(guān)后，橫梁滑塊工進(jìn)，并對(duì)工件逐漸加壓。工件壓制完成后進(jìn)入保壓階段，讓產(chǎn)品穩(wěn)定成型。保壓結(jié)束后，轉(zhuǎn)為主缸下腔進(jìn)油，滑塊快速回程，直到原位后停止。橫梁滑塊停止運(yùn)動(dòng)后，頂出缸下腔進(jìn)油，將工件頂出，工件頂出后，頂出缸上腔進(jìn)油，快速退回。2.1.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)最大負(fù)載：2000KN； 工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)最大壓力：25MPa主缸回程力：400KN； 頂出缸頂出力：350KN主缸滑塊快進(jìn)速度：0.08m/s； 主缸最大工進(jìn)速度：0.006m/s主缸回程速度：0.03m/s； 頂出缸頂出速度：0.02m/s頂出缸回程速度：0.05m/s2.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2.1 液壓機(jī)主缸工況分析1) 主缸速度循環(huán)圖 根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)中主缸滑塊行程為700mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖如下：圖2.1 主缸速度循環(huán)圖2) 主缸負(fù)載分析液壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)，主缸上腔充油主缸快速下行，慣性負(fù)載隨之產(chǎn)生。此外，還存在靜摩擦力、動(dòng)摩擦力負(fù)載。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。液壓機(jī)的最大負(fù)載為工進(jìn)時(shí)的工作負(fù)載。通過(guò)各工況的負(fù)載分析，液壓機(jī)主缸所受外負(fù)載包括工作負(fù)載、慣性負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載，即： F = Fw + Ff + Fa ( 2.1 )式中： F 液壓缸所受外負(fù)載； Fw 工作負(fù)載； Ff 滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸筒之間的摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力負(fù)載； Fa 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載。 (1) 慣性負(fù)載Fa計(jì)算 計(jì)算公式： Fa = ( 2.2 )式中： G 運(yùn)動(dòng)部件重量； g 重力加速度9.8m/； 時(shí)間內(nèi)的速度變化量； 加速或減速時(shí)間，一般情況取=0.010.5s。查閱相同型號(hào)的四柱液壓機(jī)資料，初步估算橫梁滑塊的重量為30KN。由液壓機(jī)所給設(shè)計(jì)參數(shù)可及：=0.08m/s ，取=0.05s，代入公式2.2中。即：Fa = = 4898N(2) 摩擦負(fù)載Ff計(jì)算滑塊啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜摩擦負(fù)載，啟動(dòng)過(guò)后產(chǎn)生動(dòng)摩擦負(fù)載。通過(guò)所有作用在主缸上的負(fù)載可以看出，工作負(fù)載遠(yuǎn)大于其它形式的負(fù)載。由于滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸體之間的摩擦力不是很大，因而在計(jì)算主缸最大負(fù)載時(shí)摩擦負(fù)載先忽略不計(jì)。(3) 主缸負(fù)載F計(jì)算將上述參數(shù)Fa = 4898N 、Fw = 2000000N代入公式2.1中。即： F = 2000000 + 4898 = 2004898N3) 主缸負(fù)載循環(huán)圖 (1) 主缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表2.1表2.1 主缸工作循環(huán)負(fù)載工 作 循 環(huán)外 負(fù) 載啟 動(dòng)F = f靜 + Fa25KN橫梁滑塊快速下行F = f動(dòng)忽略不計(jì)工 進(jìn)F = f動(dòng) + Fw2000KN快速回程F = f 回+ F背400 KN注：“f靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“f動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。(2) 主缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖2.2圖2.2 主缸負(fù)載循環(huán)圖2.2.2 液壓機(jī)頂出缸工況分析1) 頂出缸速度循環(huán)圖 根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)和表2.1中頂出缸活塞行程為250mm，得到頂出缸的速度循環(huán)圖如下：圖2.3 頂出缸速度循環(huán)圖2) 頂出缸負(fù)載分析主缸回程停止后，頂出缸下腔進(jìn)油，活塞上行，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性、靜摩擦力、動(dòng)摩擦力等負(fù)載。由于頂出缸工作時(shí)的壓力遠(yuǎn)小于主缸的工況壓力，而且質(zhì)量也比主缸滑塊小很多，慣性負(fù)載很小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)；同理摩擦負(fù)載與頂出力相比也很小，也可不計(jì)；工件頂出時(shí)的工作負(fù)載比較大，計(jì)算頂出缸的最大工作負(fù)載時(shí)可以近似等于頂出力。將參數(shù)代入公式2.1計(jì)算頂出缸的最大負(fù)載。即：F = Fw = 350000N式中： Fw 頂出力；3) 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖(1) 頂出缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表2.2表2.2 頂出缸工作循環(huán)負(fù)載工 作 循 環(huán)外 負(fù) 載啟 動(dòng)F = F靜 + Fa忽略不計(jì)頂出缸頂出F = = f 動(dòng) + Fw1750 KN快速退回F = f 動(dòng) + F背8 KN 注：“f靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“f動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。 (2) 頂出缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖2.4圖2.4 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖2.3 液壓系統(tǒng)原理圖擬定2.3.1 液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路選擇液壓機(jī)工進(jìn)時(shí)負(fù)載大，運(yùn)動(dòng)速度慢，快進(jìn)、快退時(shí)的負(fù)載相對(duì)于工進(jìn)時(shí)要小很多，但是速度卻比工進(jìn)時(shí)要快。為了提高液壓機(jī)的工作效率，可以采用雙泵或變量泵供油的方式。綜合考慮，液壓機(jī)采用變量泵供油，基本油路如圖2.5所示。由于液壓機(jī)工況時(shí)的負(fù)載壓力會(huì)逐步增大，為了使液壓機(jī)處于安全的工作狀態(tài)，調(diào)速回路采用恒功率變量泵調(diào)速回路。當(dāng)負(fù)載壓力增大時(shí)，泵的排量會(huì)自動(dòng)跟著減小，保持壓力與流量的乘積恒為常數(shù)，即：功率恒定，如圖2.6所示。圖2.5 液壓機(jī)基本回路圖1-液壓缸 2-油箱 3-過(guò)濾器 4-變量泵 5-三位四通電磁換向閥圖2.6 恒功率曲線(xiàn)圖2.3.2 液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇 液壓機(jī)加工零件的過(guò)程包括主缸的快進(jìn)、工進(jìn)、快退和頂出缸的頂出、快速回程。采用什么樣的方式進(jìn)行速度的安全、準(zhǔn)確換接是液壓機(jī)穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。為了達(dá)到控制要求，液壓系統(tǒng)的速度換接通過(guò)行程開(kāi)關(guān)控制。這種速度換接方式具有平穩(wěn)、可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行程調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，安裝也很容易。2.3.3 液壓控制系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)采用插裝集成控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有密封性好、流通能力大、壓力損失小、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。液壓機(jī)系統(tǒng)控制原理如圖2.7所示。 1、2、6、18、15、10、11-先導(dǎo)溢流閥 1S、2S、3S-行程開(kāi)關(guān) 3、7-緩沖閥 14-單向閥 4、5、8、9、12、13、16、17、19、20-電磁換向閥 21-補(bǔ)油郵箱 22-充液閥 23、24-液壓缸 25-壓力表 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10-插裝閥 26-變量泵 27-過(guò)濾器 28、29、30、31-梭閥圖2.7 液壓機(jī)插裝閥控制系統(tǒng)原理圖2.3.4 液壓系統(tǒng)控制過(guò)程分析 整個(gè)液壓控制系統(tǒng)包括五個(gè)插裝閥集成塊，插裝閥工作原理分析如下： F1、F2組成進(jìn)油調(diào)壓回路，其中F1為單向閥，用于防止系統(tǒng)中液壓油倒流回泵，F(xiàn)2的先導(dǎo)溢流閥2用于調(diào)整系統(tǒng)的壓力，先導(dǎo)溢流閥1用于限制系統(tǒng)的最高壓力，緩沖閥3與電磁換向4用于液壓泵卸載和升壓緩沖； F3、F4組成主缸23油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥6是用于保證主缸的安全閥，緩沖閥7與電磁換向閥8用于主缸上腔卸壓緩沖； F5、F6組成主缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥11用于調(diào)整主缸下腔的平衡壓力，先導(dǎo)溢流閥10為主缸下腔安全閥； F7、F8組成頂出缸上腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥15為頂出缸上腔安全閥，單向閥14用于頂出缸作液壓墊，活塞浮動(dòng)時(shí)上腔補(bǔ)油； F9、F10組成頂出缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥18為頂出缸下腔安全閥。 除此之外，進(jìn)油主閥F3、F5、F7、F9的控制油路上都有一個(gè)壓力選擇梭閥，用于保證錐閥關(guān)閉可靠，防止反壓開(kāi)啟。2.3.5 液壓機(jī)執(zhí)行部件動(dòng)作過(guò)程分析液壓機(jī)主缸、頂出缸工作循環(huán)過(guò)程分析如下：1) 主缸 (1) 啟動(dòng)按下啟動(dòng)按鈕，所有電磁鐵處于失電狀態(tài)，三位四通電磁閥4閥芯處于中位。插裝閥F2控制腔經(jīng)閥3、閥4與油箱接通，主閥開(kāi)啟。液壓泵輸出的油液經(jīng)閥F2流回油箱，泵空載啟動(dòng)。 (2) 主缸滑塊快速下行電磁鐵1Y、3Y、6Y得電，這時(shí)插裝閥F2關(guān)閉，F(xiàn)3、F6開(kāi)啟，泵向系統(tǒng)供油，輸出油液經(jīng)閥F1、F3進(jìn)入主缸上腔。主缸下腔油液經(jīng)閥F6快速流回油箱?；瑝K在自重作用下快速下行，這時(shí)會(huì)因?yàn)橄滦兴俣忍欤玫妮敵隽髁縼?lái)不及填充上腔而在上腔形成負(fù)壓。充液閥21打開(kāi)，上部油箱對(duì)上腔進(jìn)行補(bǔ)油，滑塊的快速下行。 (3) 滑塊減速下行當(dāng)滑塊行至一定位置觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)2S后，電磁鐵6Y失電，7Y得電，插裝閥F6控制腔先導(dǎo)溢流閥11接通，閥F6在閥11的調(diào)定壓力下溢流，主缸下腔會(huì)產(chǎn)生一定的背壓。主缸上腔的壓力這時(shí)會(huì)相應(yīng)升高，充液閥21關(guān)閉。主缸上腔進(jìn)油僅為泵的輸出流量，滑塊減速下行。 (4) 工進(jìn)當(dāng)滑塊減速行進(jìn)一段距離后接近工件，主缸上腔的壓力由壓制負(fù)載決定，主缸上腔的壓力會(huì)不斷升高，變量泵輸出流量會(huì)相應(yīng)自動(dòng)減少。當(dāng)主缸上腔的壓力達(dá)到先導(dǎo)溢流閥2的調(diào)定壓力時(shí)，泵的輸出流量全部經(jīng)閥F2溢流，此時(shí)滑塊停止運(yùn)動(dòng)。 (5) 保壓當(dāng)主缸上腔的壓力達(dá)到所需要求的工作壓力后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵1Y 、3Y、7Y全部失電，閥F3、F6關(guān)閉。主缸上腔閉鎖，實(shí)現(xiàn)保壓，同時(shí)閥F2開(kāi)啟，泵卸載。 (6) 主缸上腔泄壓主缸上腔此時(shí)的壓力已經(jīng)很高，保壓一段時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵4Y得電，閥F4控制腔通過(guò)緩沖閥7及電磁換向閥8與油箱接通，由于緩沖閥7的作用，閥F4緩慢開(kāi)啟，主缸上腔實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊泄壓，保證設(shè)備處于安全工作狀態(tài)。 (7) 主缸回程當(dāng)主缸上腔的壓力降到一安全值后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵2Y、5Y、4Y、12Y得電，插裝閥F2關(guān)閉，閥F4、F5開(kāi)啟，充液閥21開(kāi)啟，壓力油經(jīng)閥F1、F5進(jìn)入主缸下腔，主缸上腔油液經(jīng)充液閥21和閥F4分別流回上部油箱和主油箱，主缸完成回程。 (8) 主缸停止當(dāng)主缸回程到達(dá)上端點(diǎn)，觸擊行程開(kāi)關(guān)1S，全部電磁鐵失電，閥F2開(kāi)啟，泵卸載。閥F5將主缸下腔封閉，上滑塊停止運(yùn)動(dòng)。2) 頂出缸 (1) 工件頂出當(dāng)主缸回程停止運(yùn)動(dòng)后，按下頂出按鈕，電磁鐵2Y、9Y、10Y得電，插裝閥F8、F9開(kāi)啟，液壓油經(jīng)閥F1、F9進(jìn)入頂出缸下腔，上腔油液經(jīng)閥F8流回油箱，工件頂出。 (2) 頂出缸退回按下退回按鈕，電磁鐵9Y、10Y失電，電磁鐵2Y、8Y、11Y得電，插裝閥F7、F10開(kāi)啟，液壓油經(jīng)閥F1、F7進(jìn)入頂出缸上腔，下腔油液經(jīng)閥F10流回油箱，頂出缸回程。3) 液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表 電磁鐵動(dòng)作順序如表2.3表2.3 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表執(zhí)行部件工況1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y主缸快速下行+工進(jìn)、加壓+保壓泄壓+回程+停止頂出缸頂出+退回+停止注：“+”表示電磁鐵處于得電狀態(tài)，“”表示電磁鐵處于失電狀態(tài)。2.4 液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算2.4.1 液壓缸基本尺寸計(jì)算1) 主缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定因液壓機(jī)的工作負(fù)載比較大，取主缸的工作壓力為P=25MPa。計(jì)算主缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。由主缸負(fù)載圖3.2可知最大負(fù)載F=2000KN。查表2-3 1，由主缸工作壓力為25MPa選取d/D為0.7，取液壓缸的機(jī)械效率cm = 0.95。液壓缸受力如圖2.8所示。 圖2.8 液壓機(jī)主缸受力簡(jiǎn)圖 由圖2.8可知D= (2.3)式中： P1液壓缸工作壓力； P2液壓缸回路背壓，對(duì)于高壓系統(tǒng)初算時(shí)可以不計(jì)； F工作循環(huán)中最大負(fù)載； cm液壓缸機(jī)械效率，一般cm = 0.90.95。將參數(shù)代入公式（2.3），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑 即： D=mm327mm查表2-4 1,將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取D=320mm；那么由d/D=0.7可以求得活塞桿直徑。 即：d=0.7D=0.7x327229mm同理查表2-5 1,將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取d=220mm。經(jīng)過(guò)計(jì)算液壓機(jī)主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=320mm ；d=220mm。2) 頂出缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定頂出缸工作負(fù)載與主缸相比要小很多，查表2-1 1,取頂出缸的工作壓力P=12MPa,計(jì)算頂出缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。由頂出缸負(fù)載圖2.4可知最大負(fù)載F=350KN。查表2-3 1，缸工作壓力為12MPa，選取d/D為0.7，取液壓缸的機(jī)械效率cm = 0.95。液壓缸受力如圖2.9所示。 圖2.9 液壓機(jī)頂出缸缸受力簡(jiǎn)圖將參數(shù)代入公式（2.3），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑 即：D=mm198mm查表2-4 1,將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取D=200mm；那么由d/D=0.7可以求得活塞桿直徑。即：d=0.7D=0.7x198138mm同理查表2-5 1,將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取d=140mm。經(jīng)過(guò)計(jì)算液壓機(jī)頂出缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=200mm ；d=140mm。2.4.2 液壓系統(tǒng)流量計(jì)算1) 主缸所需流量計(jì)算由設(shè)計(jì)參數(shù)及主缸的尺寸，對(duì)主缸各個(gè)工況所需流量進(jìn)行計(jì)算。已知主缸的快進(jìn)速度為0.08m/s，工進(jìn)速度為0.006m/s，快速回程速度為0.03m/s，主缸內(nèi)徑為320mm，活塞桿直徑為220mm。由流量計(jì)算公式： （2.4）快進(jìn)時(shí)：=385.8L/min工進(jìn)時(shí)： =28.8L/min 快退時(shí)： =76.2L/min2) 頂出缸所需流量計(jì)算 由設(shè)計(jì)參數(shù)及頂出缸的尺寸，對(duì)頂出缸各工況所需流量進(jìn)行計(jì)算。已知頂出缸的頂出速度為0.02m/s，快退速度為0.05m/s，頂出缸內(nèi)徑為200mm，活塞桿直徑為140mm，代入公式（2.4），即：頂出時(shí)：=37.8L/min 快退時(shí)： =48L/min3) 液壓泵額定壓力、流量計(jì)算及泵的規(guī)格選擇(1) 泵工作壓力確定實(shí)際工作過(guò)程中，液壓油在進(jìn)油路中有一定的壓力損失，因此在計(jì)算泵的工作時(shí)必須考慮壓力損失。泵的工作壓力計(jì)算公式為： （2.5）式中： Pp液壓泵最大工作壓力； P1執(zhí)行部件的最大工作壓力； 進(jìn)油路中的壓力損失，對(duì)于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，取0.20.5MPa，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，取0.51.5MPa。本液壓機(jī)執(zhí)行部件的最大工作壓力P1=25MPa，進(jìn)油路中的壓力損失，取=0.5MPa。代入公式（2.5）可求得泵的工作壓力。即：通過(guò)計(jì)算，泵的工作壓力Pp=25.5MPa。該壓力是系統(tǒng)的靜壓力，而系統(tǒng)在各種工礦的過(guò)渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力有時(shí)會(huì)超過(guò)靜壓力。此外，為了延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)必須有一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保泵的壽命，因此在選取泵的額定工作壓力Pn時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足，取Pp=1.25。即：Pn = 1.25Pp=1.25x25.5MPa31.9MPa(2) 液壓泵最大流量計(jì)算通過(guò)對(duì)液壓缸所需流量的計(jì)算，以及各自的運(yùn)動(dòng)循環(huán)原理，泵的最大流量可由公式(2.6)計(jì)算得到。 (2.6)式中：液壓泵的最大流量；KL液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=1.11.3，取KL=1.2；同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥正處于溢流狀態(tài)，還應(yīng)加上溢流閥的最小溢流量。將參數(shù)代入公式（2.6）中，即：463L/min(3) 液壓泵規(guī)格選擇查表5-17 1，根據(jù)泵的額定壓力，選取液壓泵的型號(hào)為：250YCY14-1B?；緟?shù)如下：排量：250mm/r ；額定壓力：32MPa ；額定轉(zhuǎn)速：1000r/min ；容積效率：92% 。(4) 泵的流量驗(yàn)算：由液壓泵的基本參數(shù)可知泵每分鐘排量=160ml/r1000r/min=250L/min，而泵實(shí)際所需的最大流量=463L/min，液壓機(jī)出現(xiàn)供油不足，快進(jìn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了滿(mǎn)足液壓機(jī)的正?？爝M(jìn)，必須在液壓系統(tǒng)中設(shè)置補(bǔ)油油箱。2.4.3 電動(dòng)機(jī)的選擇液壓機(jī)的執(zhí)行件有兩個(gè)，即：主缸和頂出缸。主缸和頂出缸各自工況的快進(jìn)、工進(jìn)、回程速度又不盡相同，這樣對(duì)功率的消耗也不同。電動(dòng)機(jī)額定功率的確定必須根據(jù)消耗功率最大的工況來(lái)確定，因此要分別計(jì)算主缸、頂出缸各工況消耗的功率。功率計(jì)算公式如下： P= (2.7)式中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率；Pp-液壓泵的工作壓力；-液壓泵的流量；-液壓泵的總效率，取=0.7。1) 主缸各工況功率計(jì)算(1) 快進(jìn)功率主缸滑塊快進(jìn)時(shí)，在自重作用下速度比較快，而液壓泵此時(shí)的輸出油量不能滿(mǎn)足滑塊的快速下行?？爝M(jìn)時(shí)的負(fù)載很小，只有活塞與缸筒、導(dǎo)柱與滑塊之間的摩擦負(fù)載，這樣泵的出口壓力也很小，消耗的功率不會(huì)很大。(2) 工進(jìn)功率由主缸負(fù)載循環(huán)圖2.2可及，工進(jìn)時(shí)主缸最大負(fù)載為2000KN，無(wú)桿腔面積A=0.08，進(jìn)油回路壓力損失取P=0.5MPa，則液壓泵的壓力Pp由公式（2.8）計(jì)算。 （2.8） 即： 將、=28.8L/min、=0.7代入公式（2.7）中，求得工進(jìn)功率為：(3) 快退功率由圖2.2可知，快退負(fù)載為400KN,，取進(jìn)油回路壓力損失取P=0.5MPa，代入公式（3.8），求得泵的壓力。 即：將、=76.2L/min、=0.7代入公式（2.7）中，求得快退功率即為：2) 頂出缸各工況功率計(jì)算(1) 頂出功率由頂出缸負(fù)載循環(huán)圖2.4可及，頂出時(shí)主缸最大負(fù)載為350KN，無(wú)桿腔面積A=0.032，進(jìn)油回路壓力損失取P=0.5MPa，那么液壓泵的壓力Pp可由公式（2.8）計(jì)算。即：將、=37.8L/min、=0.7代入公式（2.7）中，求得工進(jìn)功率即為：(2) 回程功率頂出缸回程時(shí)，負(fù)載只有活塞與缸筒間的摩擦負(fù)載。負(fù)載大小應(yīng)該比頂出時(shí)的負(fù)載要小很多，這樣回程消耗的功率也比頂出時(shí)消耗的功率要小，因此，回程功率計(jì)算從略。(3) 電動(dòng)機(jī)額定功率及型號(hào)的確定電動(dòng)機(jī)額定功率的確定，應(yīng)依據(jù)消耗功率最大的工況。比較主缸、頂出缸各工況所需要的功率，主缸工進(jìn)時(shí)的功率最大，為17.5KW。查表12-1 2，選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y180M-4。其它技術(shù)參數(shù)為：額定功率：18.5KW ； 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速：1470r/min 。2.4.4液壓元件的選擇表2.4 液壓元件明細(xì)表序 號(hào)液 壓 元 件 名 稱(chēng)元 件 型 號(hào)額定流量（L/min）1溢 流 閥YEF3-E25B1202溢 流 閥YEF3-E20B1204電磁換向閥34F3P-E16B805電磁換向閥24F3-E16B806溢 流 閥YEF3-E25B1208電磁換向閥24F3-E16B809電磁換向閥24F3-E16B8010溢 流 閥YEF3-E25B12011溢 流 閥YEF3-E20B12012電磁換向閥34F3O-E16B8013電磁換向閥24F3-E16B8014單向閥AF3-Eb20B10015溢 流 閥YEF3-E25B12016電磁換向閥24F3-E16B8017電磁換向閥24F3-E16B8018溢 流 閥YEF3-E25B12019電磁換向閥24F3-E16B8020電磁換向閥24F3-E16B8022充液閥YAF3-Ea20B15025壓力表KF3E6L24026變量泵250YCY14-1B25027過(guò)濾器WU-250X180F2502.5 液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì)2.5.1液壓機(jī)主缸設(shè)計(jì)通過(guò)2.3.4.1液壓缸基本尺寸的計(jì)算，可及主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑等參數(shù)。下面對(duì)主缸的其它參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。1) 主缸缸體材料選擇及技術(shù)要求液壓缸的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種形式，即：薄壁圓筒和厚壁圓筒。當(dāng)液壓缸的內(nèi)徑D與壁厚的比值滿(mǎn)足D/10的圓筒稱(chēng)為薄壁圓筒。液壓缸的制造材料一般有鍛鋼、鑄鋼（ZG25、ZG35）、高強(qiáng)度鑄鐵、灰鑄鐵（HT200、HT350）、無(wú)縫鋼管（20、30、45）等。對(duì)于負(fù)載大的機(jī)械設(shè)備缸體材料一般選用無(wú)縫鋼管制造，主缸缸體材料選用無(wú)縫鋼管45。液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為Ra0.40.8m；內(nèi)徑配合采用H8H9；內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；缸體內(nèi)表面母線(xiàn)的直線(xiàn)度500mm長(zhǎng)度之內(nèi)不大于0.03mm；缸體端面對(duì)軸線(xiàn)的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm；如果缸體與端蓋采用螺紋連接，螺紋采用6H級(jí)精度。2) 主缸壁厚的確定壁厚計(jì)算公式如下： （2.9）式中： 液壓缸壁厚（m）；D液壓缸內(nèi)徑（m）；實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍；缸筒材料的許用應(yīng)力。鍛鋼：=110120MPa ；鑄鋼：=100110MPa ；高強(qiáng)度鑄鐵：=60MPa ；灰鑄鐵：=25MPa ；無(wú)縫鋼管：=100110MPa 。主缸壁厚計(jì)算，將D=0.32m ；= 110MPa ；=1.425.5MPa=35.7MPa代入公式（2.9）中，即：液壓缸缸體的外徑D外計(jì)算公式如下：D外D2 (2.10)將參數(shù)代入公式（2.10），即：D外0.32m0.104m0.426m外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑D外430mm。3) 主缸缸蓋材料、厚度的確定缸蓋常用制造材料有35鋼、45鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時(shí)常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式如下： （2.11）式中： t缸蓋的有效厚度(m)；缸蓋止口直徑；缸蓋材料許用應(yīng)力。即：圓整后取缸蓋厚度t=60mm。4) 主缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離稱(chēng)為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，用H表示。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度太小，會(huì)因?yàn)殚g隙引起的撓度而使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定工作。一般而言，液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)該滿(mǎn)足如下要求： (2.12)導(dǎo)向長(zhǎng)度如圖2.10所示圖2.10 主缸導(dǎo)向長(zhǎng)度簡(jiǎn)圖式中：L液壓缸的最大行程；D液壓缸的內(nèi)徑。由表1.1可知主缸的最大行程H=700mm，液壓缸內(nèi)徑D=320mm代入公式（2.12）中，求主缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。即：為了保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，不應(yīng)過(guò)分增大和B的大小，必要時(shí)可以在缸蓋和活塞之間增加一個(gè)隔套來(lái)增加最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。隔套的長(zhǎng)度C可有公式（2.13）求得，即： (2.13)式中：B活塞的寬度，一般取B=（0.61.0）D；缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑的不同有不同的算法，當(dāng)D80mm時(shí)，取=（0.61.0）D；當(dāng)D80mm時(shí)，取=（0.61.0）d。5) 主缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定活塞制造材料一般選用灰鑄鐵(HT150、HT200)、當(dāng)缸體內(nèi)徑較小時(shí)，整體式結(jié)構(gòu)的活塞選用35鋼、45鋼。主缸活塞選用灰鑄鐵HT200?；钊圃鞎r(shí)外圓柱表面的粗糙度為Ra0.81.6m；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)不大于外徑公差的一半；端面對(duì)軸線(xiàn)垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取f7f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取H8/f7?；钊麑挾认禂?shù)取0.8，即活塞的寬度B=0.8D=0.8320mm =256mm。圓整后取活塞寬度B=260mm。查表2-101,液壓機(jī)主缸工況時(shí)的壓力大，泄漏量也會(huì)隨壓力成正比升高，因此密封圈選用Y形密封圈，這種密封圈能承受的大的工作壓力，泄漏量小。6) 主缸活塞桿材料、技術(shù)要求及長(zhǎng)度確定活塞桿有空心和實(shí)心兩種結(jié)構(gòu)形式。空心時(shí)一般選用35鋼、45鋼的無(wú)縫鋼管；實(shí)心結(jié)構(gòu)選用35鋼、45鋼。主缸活塞桿選用45鋼?；钊麠U制造時(shí)外圓柱面粗糙度為Ra0.40.8m；熱處理要求調(diào)質(zhì)2025HRC；外徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；外徑表面直線(xiàn)度在500mm上不大于0.03mm；活塞桿與導(dǎo)向套之間的配合公差采用H8/f7，與活塞連接的配合公差采用H7/g6。由滑塊的行程，確定活塞桿的長(zhǎng)度L桿=1250mm。7) 主缸長(zhǎng)度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體的外形尺寸還應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總體而言，液壓缸缸體的長(zhǎng)度L不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑D的2030倍，即：L（2030）D 。由主缸行程為700mm，活塞寬度為260mm,缸蓋厚度為60mm，通過(guò)計(jì)算可知，主缸的長(zhǎng)度取L缸=1080mm。8) 活塞桿穩(wěn)定性校核活塞桿工作中主要受壓，當(dāng)液壓缸的支承長(zhǎng)度Lb(1015)d時(shí)，必須對(duì)活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核,d為活塞桿直徑。通過(guò)計(jì)算可知，Lb的最大值不可能大于L桿+L缸=2330mm，而(1015)d=25003750mm。將參數(shù)代入Lb(1015)d中，比較后Lb(1015)d，活塞桿滿(mǎn)足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。9) 主缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 缸體與端蓋的連接形式查表2-7 1，缸體與端蓋的連接形式通常有法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連接、內(nèi)半環(huán)連接等形式。由于液壓機(jī)工況時(shí)缸體內(nèi)的壓力很大，所以缸體與端蓋的連接方式選用法蘭形式。(2) 活塞桿與活塞的連接形式查表2-8 1，活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)有整體式結(jié)構(gòu)、螺紋連接、半環(huán)連接、錐銷(xiāo)連接等連接形式。主缸活塞與活塞桿的連接選用螺紋連接形式。(3) 活塞桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式活塞桿的導(dǎo)向部分包括端蓋、導(dǎo)向套、密封、防塵和鎖緊結(jié)構(gòu)。工程機(jī)械中導(dǎo)向套一般安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑。(4) 緩沖與排氣裝置液壓機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量大，快進(jìn)時(shí)的速度快，這樣活塞在到達(dá)行程中點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，甚至活塞與缸筒端蓋會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的碰撞。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端要設(shè)置緩沖裝置。一般緩沖裝置有環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置、可調(diào)節(jié)流緩沖裝置、三角槽式節(jié)流緩沖裝置。大型液壓缸需要有穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)速度，這樣需要設(shè)置排氣裝置，防止空氣在傳動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)傳動(dòng)精度有影響。排氣閥安裝在液壓缸兩端的最高處，雙作用液壓鋼需要設(shè)兩個(gè)排氣閥。主缸如圖 2.11所示：圖2.11 主缸2.5.2 液壓機(jī)頂出缸設(shè)計(jì)1) 頂出缸缸體材料選擇及制造技術(shù)要求頂出缸工作時(shí)的最大工作壓力為12.5MPa，比主缸的要小，為了保證頂出缸安全工作，缸體材料也選用無(wú)縫鋼管45。缸體的制造要求應(yīng)該滿(mǎn)足液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為Ra0.40.8m；內(nèi)徑配合采用H8H9；內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；缸體內(nèi)表面母線(xiàn)的直線(xiàn)度500mm長(zhǎng)度之內(nèi)不大于0.03mm；缸體端面對(duì)軸線(xiàn)的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm。2) 頂出缸壁厚的確定將D=0.2m ；= 110MPa ；=1.312.5MPa=16.25MPa代入公式（2.9）中，即：將D=0.2m ；取=0.02m代入公式（2.10），即：D外0.2m0.04m0.24m外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑D外240mm。3) 頂出缸缸蓋材料、厚度的確定缸蓋常用制造材料有35鋼、45鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時(shí)常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。頂出缸缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式見(jiàn)（2.11）：即：取缸蓋厚度t=25mm。4) 頂出缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定由表2.1可知頂出活塞行程L=250mm，頂出缸內(nèi)徑D=200mm，代入公式(2.12)， 即：5) 頂出缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定頂出缸活塞選用灰鑄鐵HT200。頂出缸活塞外圓柱表面的粗糙度為Ra0.81.6m；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)不大于外徑公差的一半；端面對(duì)軸線(xiàn)垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取f7f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取H8/f7。計(jì)算活塞寬度時(shí)區(qū)寬度系數(shù)為0.8，即活塞的寬度B=0.8D=0.8200mm =160mm。取活塞寬度B=160mm。查表2-101,液壓機(jī)頂出缸工況時(shí)的工作壓力比主缸要小很多，密封圈選用O形密封圈。 6) 頂出缸活塞桿材料、技術(shù)要求及長(zhǎng)度確定活塞桿有空心和實(shí)心兩種結(jié)構(gòu)形式?？招臅r(shí)一般選用35鋼、45鋼的無(wú)縫鋼管；實(shí)心結(jié)構(gòu)選用35鋼、45鋼。頂出缸活塞桿選用35鋼?；钊麠U外圓柱面粗糙度為Ra0.40.8m；熱處理要求調(diào)質(zhì)2025HRC；外徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；外徑表面直線(xiàn)度在500mm上不大于0.03mm；活塞桿與導(dǎo)向套之間的配合公差采用H8/f7，與活塞連接的配合公差采用H7/g6。由頂出活塞的行程，確定活塞桿的長(zhǎng)度L桿=705mm。7) 頂出缸長(zhǎng)度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體的外形尺寸應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總之，液壓缸缸體的長(zhǎng)度L不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑D的2030倍，即：L（2030）D 。由主缸行程為250mm，活塞寬度為160mm,缸蓋厚度為25mm，通過(guò)計(jì)算可知，主缸的長(zhǎng)度取L缸=650mm。8) 活塞桿穩(wěn)定性校核當(dāng)液壓缸的支承長(zhǎng)度Lb(1015)d時(shí)，應(yīng)該對(duì)活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核,d為活塞桿直徑。通過(guò)計(jì)算可知，Lb的最大值不可能大于L桿+L缸=1355mm，而(1015)d=20003000mm。將參數(shù)代入Lb(1015)d中，比較后Lb(1015)d，活塞桿滿(mǎn)足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。頂出缸如圖2.12所示：圖2.12 頂出缸2.5.3 液壓油管選擇液壓傳動(dòng)中裝置中，常用的液壓油管有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。鋼管承受的壓力高，彎曲半徑不能太小，彎制時(shí)比較困難。對(duì)于高壓系統(tǒng)液壓油管一般選用無(wú)縫鋼管；紫銅管承受的工作壓力一般在6.310MPa。紫銅管加熱軟化后可進(jìn)行彎曲，比鋼管容易彎制，價(jià)格昂貴，抗振性較弱；尼龍管主要用于低壓系統(tǒng)；塑料管承受的工作壓力比較小，一般用于液壓系統(tǒng)的回油路中；膠管有高壓管和低壓管兩種，而者的區(qū)別在于骨架組成不同。高壓膠管是鋼絲編制體或鋼絲纏繞為骨架，可用于較高的油路中。低壓膠管的組成骨架是麻線(xiàn)或棉線(xiàn)編制體，多用于壓力較低的油路中。通過(guò)液壓機(jī)主缸、頂出缸工作壓力的計(jì)算可知，主缸的最大工作壓力約為25.5MPa,頂出缸的工作壓力約為12.5MPa。查表6-11 、6-51 ，主缸工作壓力較高，油管選用無(wú)縫鋼管，頂出缸油路油管選用高壓膠管。油管的內(nèi)徑可由公式（2.14）求得 (2.14)式中：油管內(nèi)徑(mm)；油路通過(guò)最大流量(L/min)；油管中允許流速m/s。1) 主缸液壓油管內(nèi)徑計(jì)算進(jìn)油油管內(nèi)徑確定：主缸快進(jìn)所需流量=385.8L/min，而泵的額定流量q=250L/min,取油管允許流速=4m/s，代入公式(2.14)，即：圓整后，查表6-11 ，取，壁厚t=5mm?；赜陀凸軆?nèi)徑確定：主缸快退所需流量=76.2L/min，取油管允許流速=4m/s，代入公式(2.14)，即：圓整后，查表6-11，取，壁厚t=4.5mm。2) 頂出缸液壓油管內(nèi)徑計(jì)算進(jìn)油油管內(nèi)徑確定：頂出缸頂出所需流量=37.8L/min，取油管允許流速=4m/s，代入公式(2.14)，即：圓整后，查表16.5-13 ，取?；赜陀凸軆?nèi)徑確定：頂出缸回程所需流量=48L/min，取油管允許流速=4m/s，代入公式(2.14)，即：圓整后，查表16.5-13，取。2.5.4 液壓油箱設(shè)計(jì)液壓油箱主要作用是貯存液壓油、分離液壓油中的空氣和雜質(zhì)，同時(shí)還起到散熱的作用。1) 油箱有效容積的確定液壓油箱根據(jù)系統(tǒng)壓力的不同，有效容積的確定也不一樣。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)該超過(guò)液壓油箱高度的80%。低壓、中壓、高壓系統(tǒng)油箱的有效容積V確定算法如下：低壓系統(tǒng)(P2.5MPa)：V=(24) (2.15)中壓系統(tǒng)(P6.3MPa)：V=(57) (2.16)中高壓或高壓系統(tǒng)(P6.3MPa)：V=(612) (2.17)式中：V液壓油箱有效容積；液壓泵額定流量。液壓機(jī)屬于高壓系統(tǒng)，油箱的有效容積可由公式(2.17)求出，即：V=9=7250L =1750L2) 油箱外形尺寸確定油箱的有效容積確定后，液壓油箱外形尺寸長(zhǎng)、寬、高的比值一般為：1:1:11:2:3。為了提高冷卻效率，安裝位置不受影響時(shí)，可適當(dāng)增大油箱的容積。液壓油箱的外形尺寸為：長(zhǎng)寬高=1000760690(mm)。3) 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓油箱材料一般選用Q235A鋼板，通過(guò)焊接的方式連接。油箱的結(jié)構(gòu)組成一般包括隔板、吸油管、回油管、頂蓋、清洗孔、油面指示、吊鉤、加熱與冷卻裝置等。隔板主要是為了增加液壓油的流動(dòng)時(shí)間，除去沉淀的雜質(zhì)，分離清除水和空氣，調(diào)節(jié)溫度，吸收液壓油壓力波動(dòng)及防止液面的波動(dòng)。吸油管前應(yīng)設(shè)有過(guò)濾器，過(guò)濾器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液面以下，防止吸油時(shí)吸入空氣，使空氣混入系統(tǒng)；回油管出口有直口、斜口、彎管直口、帶擴(kuò)散器的出口等形式，一般采用45斜口。為防止液面波動(dòng)，可在出口設(shè)擴(kuò)散器或?qū)⒒赜凸懿迦胍好嬉韵?，一般距離油箱底面的距離大于300mm。為了不讓進(jìn)油、回油相互影響，用隔板將其隔開(kāi)，兩管的斜口方向還應(yīng)一致，而不是相對(duì)。頂蓋用于安裝液壓泵、閥組、動(dòng)力裝置、空氣濾清器。泵和動(dòng)力裝置安裝時(shí)底座應(yīng)該與頂蓋分開(kāi)，另外制做。頂蓋與油箱要有好的密封性，防止泄漏的油液直接進(jìn)入油箱而污染油液；清洗孔用于清洗油箱內(nèi)的角落和取出油箱內(nèi)的元件；油面指示用于油箱內(nèi)最高、最低油位；吊鉤方便裝配和搬運(yùn)。2.6 液壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定性驗(yàn)算2.6.1 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算四柱液壓機(jī)執(zhí)行部件有主缸和頂出缸，主缸的進(jìn)、回油管直徑分別為：40mm、25mm；頂出缸的進(jìn)、回油管直徑分別為16mm、16mm。液壓油選用L-HL32液壓油，15時(shí)該油液的運(yùn)動(dòng)粘度,油液密度。1) 主缸各工況時(shí)的壓力損失驗(yàn)算(1) 工進(jìn)時(shí)進(jìn)油路、回油路的壓力損失工進(jìn)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件最大速度為0.006m/s，工進(jìn)時(shí)最大流量為28.8L/min，則液壓油在油管中的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。進(jìn)油管長(zhǎng)度為8m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；那么進(jìn)油路總的壓力損失為：=+=工進(jìn)時(shí)回油管的最大流量為：回油管中液壓油的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。進(jìn)油管長(zhǎng)度為6m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；調(diào)速閥壓力損失；那么回油路總的壓力損失為：=+=泵的出口壓力為：20.9MPa(2) 快進(jìn)、快退時(shí)的壓力損失主缸快進(jìn)時(shí)由于供油不足，泵口的壓力很?。豢焱藭r(shí)的負(fù)載為400kN，與工進(jìn)時(shí)的負(fù)載2000kN相比要小，這樣回路中的壓力損失比工進(jìn)時(shí)要小，泵的出口壓力也比工進(jìn)時(shí)小，具體驗(yàn)算過(guò)程從略。2) 頂出缸各工況時(shí)的壓力損失驗(yàn)算(1) 工件頂出時(shí)進(jìn)油路、回油路的壓力損失頂出缸頂出速度為0.02m/s，需要的最大流量為37.8L/min，進(jìn)油管直徑D=16mm，則液壓油在油管中的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。進(jìn)油管長(zhǎng)度為6m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；那么進(jìn)油路總的壓力損失為：=+=回油管直徑D=16mm，工進(jìn)時(shí)回油管的最大流量為：回油管中液壓油的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。進(jìn)油管長(zhǎng)度為5m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；調(diào)速閥壓力損失；那么回油路總的壓力損失為：=+=泵的出口壓力為： 9.6MPa(2) 快進(jìn)、快退時(shí)的壓力損失頂出缸回程時(shí)只有摩擦負(fù)載存在，比頂出負(fù)載350kN要小，因此回程時(shí)液壓泵口的壓力比頂出時(shí)要小，具體驗(yàn)算過(guò)程從略。通過(guò)對(duì)主缸、頂出缸各工況的壓力損失驗(yàn)算可知，液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)及元件參數(shù)選擇滿(mǎn)足要求。2.6.2 液壓系統(tǒng)溫升驗(yàn)算對(duì)液壓壓力機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)溫升驗(yàn)算，只要驗(yàn)算發(fā)熱量最大的那個(gè)工況就可行。液壓缸各工況輸入功率前面計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率時(shí)已經(jīng)計(jì)算出，現(xiàn)在只要計(jì)算液壓缸各工況的輸出功率。主缸工進(jìn)時(shí)輸入、輸出功率分別為：=17.5kw =Fv=2000kN0.006m/s=12kw工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱功率=-=17.5-12=5.5kw主缸快退時(shí)輸入、輸出功率分別為：=12.5kw=Fv=400kN0.03m/s=12kw快退時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱功率=-=12.5-12=0.5kw頂出缸的工況壓力比主缸小，系統(tǒng)的溫升功率不會(huì)超過(guò)主缸的溫升功率，這里就不對(duì)頂出缸溫升功率進(jìn)行具體計(jì)算了。通過(guò)計(jì)算可知，主缸的最大發(fā)熱功率為5.5kw。系統(tǒng)溫升計(jì)算公式如下： (2.18)式中： 系統(tǒng)溫升；發(fā)熱功率；油箱散熱面積；油箱散熱系數(shù)。自然冷卻通風(fēng)很差時(shí)，=(89)；自然冷卻通風(fēng)良好時(shí)，=(1517.5)；有專(zhuān)用冷卻器時(shí)，=(