數(shù)控車(chē)床夾盤(pán)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，是一門(mén)發(fā)展較晚的技術(shù)。自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)技術(shù)只有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線，從而使它在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。720世紀(jì)60年代以來(lái)，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，并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開(kāi)始向高速、高壓、大功率、高效率、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(cè)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。我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，最初只應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。我國(guó)的液壓技術(shù)在21世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)機(jī)床的夾盤(pán)液壓系統(tǒng)，運(yùn)用了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的各方面知識(shí)，通過(guò)對(duì)夾盤(pán)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)和工況分析計(jì)算其技術(shù)參數(shù)，選擇系統(tǒng)的回路、元件、附件等。在滿足其使用要求的前提下使系統(tǒng)質(zhì)量輕，體積小，性能完善，維護(hù)方便。1緒論11液壓技術(shù)的應(yīng)用液壓技術(shù)是涉及液體流動(dòng)和液體壓力規(guī)律的科學(xué)技術(shù)。近十幾年來(lái)，液壓技術(shù)發(fā)展非?？欤瑧?yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展，幾乎囊括了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國(guó)防等各個(gè)部門(mén)。如機(jī)械制造業(yè)、其中設(shè)備、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及化工機(jī)械；又如軍艦上的舵機(jī)、雷達(dá)掃描設(shè)備、坦克、火炮、飛機(jī)、導(dǎo)彈等都采用了液壓技術(shù)。特別是在機(jī)床行業(yè)中，油液采用液壓傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速、自動(dòng)化和在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)頻繁的換向等，所以它的應(yīng)用正在不斷的擴(kuò)大和完善。例如，液壓傳動(dòng)經(jīng)常應(yīng)用在機(jī)床的如下方面。1）機(jī)床往復(fù)運(yùn)動(dòng)6龍門(mén)刨床的工作臺(tái)、牛頭刨床或插床的滑枕、組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)、拉床刀桿等都是采用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。與機(jī)械傳動(dòng)相比，采用液壓技術(shù)可以大大地減少換向沖擊，降低能量消耗，并能縮短換向時(shí)間，有利于提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。2）機(jī)床回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)床和銑床主軸采用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可是主軸無(wú)極變速。但是，由于液壓傳動(dòng)泄漏是難免的，加之液體的可壓縮性使液壓傳動(dòng)不能保證有嚴(yán)格的傳動(dòng)比；因此，車(chē)床的螺紋傳動(dòng)鏈、齒輪機(jī)床的展成傳動(dòng)鏈，亦即具有內(nèi)聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)，尚不能采用液壓傳動(dòng)。3）機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)液壓傳動(dòng)在機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)裝置中應(yīng)用的比較多，如磨床砂輪架快進(jìn)、快退運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置；六角車(chē)床、自動(dòng)車(chē)床的刀架或轉(zhuǎn)塔架；磨床、鉆床、銑床、刨床的工作臺(tái)；組合機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)等都廣泛采用了液壓技術(shù)。4）機(jī)床仿形運(yùn)動(dòng)在車(chē)床、銑床、刨床上應(yīng)用液壓伺服系統(tǒng)進(jìn)行仿形加工，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面加工自動(dòng)化。隨著電液伺服閥和電子技術(shù)的發(fā)展，各種數(shù)字程序控制機(jī)床和加工中心開(kāi)始普及，提高了機(jī)床自動(dòng)化水平和加工精度，并為計(jì)算機(jī)輔助制造創(chuàng)造了條件。5）機(jī)床輔助運(yùn)動(dòng)機(jī)床上的卡緊裝置，變速操縱裝置，絲杠螺母間隙消除機(jī)構(gòu)，分度裝置，工件和道具的裝卸、輸送、儲(chǔ)存裝置，都采用了液壓技術(shù)。這樣不但簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)，而且提高了機(jī)床的自動(dòng)化程度。此外，為了提高機(jī)床的承載能力，滿足高精度、高效率的需要，在大型機(jī)床上應(yīng)用了靜壓技術(shù)，如靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承和靜壓絲杠等。12液壓技術(shù)的發(fā)展我國(guó)的液壓行業(yè)開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，隨著工業(yè)迅速發(fā)展逐日發(fā)展壯大，相繼建立了科研機(jī)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家，從事液壓技術(shù)研究和液壓產(chǎn)品生產(chǎn)。他們不但生產(chǎn)液壓泵、液壓閥等液壓元件，還設(shè)計(jì)制造了許多新型的液壓元件，如電液比例閥、電液伺服閥等。到目前為止，液壓元件的生產(chǎn)，已經(jīng)形成了我國(guó)液壓元件產(chǎn)品的生產(chǎn)系列。液壓技術(shù)的發(fā)展正向著高效率、高精度、高性能方向邁進(jìn)；液壓元件向著體積小、重量輕、微型化和集成化方向發(fā)展；靜壓技術(shù)、交流液壓等新興的液壓技術(shù)正在開(kāi)拓。又由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，更大大推進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展，像液壓系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也都取得了顯著的成績(jī)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，液壓技術(shù)也將繼續(xù)獲得飛速的發(fā)函，它在各個(gè)工業(yè)部門(mén)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。綜上所述，在機(jī)床行業(yè)，尤其是在卡緊和拖料架等需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)并且頻繁換向的機(jī)構(gòu)上，選用液壓系統(tǒng)作為其控制系統(tǒng)是最為合理的。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡量發(fā)揮液壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)形式相比所體現(xiàn)出的長(zhǎng)處，把液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)限制到最小，還必須符合重量輕、體積小、成本低、效率高等特點(diǎn)，盡量滿足顧客的所有要求，才是設(shè)計(jì)的宗旨。2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)21液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)是完成數(shù)控車(chē)床上高、低壓夾盤(pán)裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。具體的設(shè)計(jì)要求如下夾盤(pán)裝置要實(shí)現(xiàn)“夾盤(pán)油缸前進(jìn)夾盤(pán)夾緊保壓夾盤(pán)油缸后退”的行程循環(huán)。整個(gè)裝置全部采用滑臺(tái)裝置，其靜摩擦系數(shù)02，動(dòng)摩擦系數(shù)01，運(yùn)動(dòng)行程見(jiàn)表SD21表21車(chē)床夾盤(pán)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)TAB21THEMOVEMENTANDDYNAMICPARAMETERSOFTHELATHECLAMP工況行程速度時(shí)間最大夾緊力運(yùn)動(dòng)部件重力啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間/MM/T/S/NG/NT/S1MS快進(jìn)200007525夾緊保壓005000高壓3000低壓快退20000752100000522液壓系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)4221工況分析由表21中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析卡盤(pán)液壓缸的負(fù)載情況，具體的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表22。表22夾盤(pán)液壓缸外負(fù)載計(jì)算結(jié)果TAB22THELOADCALCULATIONRESULTSOFCLAMPINGCYLINDER工況計(jì)算公式外負(fù)載/N啟動(dòng)FSF200加速FDGVGT253快進(jìn)FD100夾緊保壓EFF5100反向啟動(dòng)FSF200加速FDGVGT253快退FD100上表中靜摩擦負(fù)載FSFNG（21）02（10000）100N其中負(fù)載對(duì)動(dòng)力滑臺(tái)的法向力。NF動(dòng)摩擦負(fù)載FDFNG（22）01（10000）100N慣性負(fù)載GVGT（23）107598153N其中平均速度/。VT2MSA222夾盤(pán)工作技術(shù)參數(shù)參考表23初選液壓缸的高壓設(shè)計(jì)壓力45MPA，低壓設(shè)計(jì)壓力3MPA，為了1P1P防止夾緊結(jié)束時(shí)發(fā)生前沖，液壓缸需保持一定的回油背壓。參考表24暫取背壓04MPA，并取液壓缸的機(jī)械效率094，設(shè)定液壓缸有桿腔為工作腔，則計(jì)算出2PCM液壓缸有桿腔的有效面積為121CMFAP（24）6509111592CM式中F油缸的外負(fù)載；系統(tǒng)的工作壓力。1P由速比和有桿腔的面積分別列式23，24213DD（25）214D（26）11592CM解（23）（24）得液壓缸內(nèi)徑D44CM；活塞桿直徑D22CM，按GB/T23481980取標(biāo)準(zhǔn)值D50MM，D25MM。液壓缸實(shí)際有效面積為無(wú)桿腔214AD52196CM有桿腔224ADD52147CM由本設(shè)計(jì)分析，只要液壓缸的桿徑能滿足高壓工作的工況，就能滿足低壓工作的工況，所以在低壓工作時(shí)也采用此桿徑值。表23按主機(jī)類(lèi)型選擇系統(tǒng)壓力TAB23SELECTSYSTEMPRESSUREBYTHETYPES主機(jī)類(lèi)型設(shè)計(jì)壓力/MPA精加工機(jī)床082半精加工機(jī)床35機(jī)床龍門(mén)刨床28主機(jī)類(lèi)型設(shè)計(jì)壓力/MPA機(jī)床拉床810農(nóng)用機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)1016液壓機(jī)、大中型挖掘機(jī)、中型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械2032地質(zhì)機(jī)械、冶金機(jī)械、地道車(chē)輛維護(hù)機(jī)械，各類(lèi)液壓機(jī)具等25100表24液壓執(zhí)行器的背壓力TAB24THEBACKPRESSUREOFTHEHYDRAULICACTUATOR系統(tǒng)類(lèi)型背壓力/MPA簡(jiǎn)單系統(tǒng)和和一般輕栽節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0205回油帶背壓閥調(diào)整壓力一般為0515回油路設(shè)流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)給系統(tǒng)滿載工作時(shí)05中低壓系統(tǒng)設(shè)補(bǔ)油泵的閉式系統(tǒng)0815高壓系統(tǒng)初算是可忽略不計(jì)根據(jù)上述條件經(jīng)計(jì)算得到液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率見(jiàn)表25、表26、表27、表28。表25夾盤(pán)油缸高壓正向工作TAB25THEHIGHPRESSUREPOSITIVEWORKOFTHECLAMPINGCYLINDER工作階段計(jì)算公式負(fù)載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率F/N/MPA/MPA/N/W2P1Q1MINLA啟動(dòng)200068211CMFPAP加速253040721NQ恒速100040666662,AV夾緊保壓5100044266464反向啟動(dòng)20004211CMFPPA工作階段計(jì)算公式負(fù)載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率F/N/MPA/MPA/N/W2P1Q1MINLA加速253040441,QAV恒速100040358851NP表26夾盤(pán)油缸高壓反向工作TAB26THEHIGHPRESSUREREVERSEWORKOFTHECLAMPINGCYLINDER工作階段計(jì)算公式負(fù)載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率F/N/MPA/MPA/N/W2P1Q1MINLA啟動(dòng)200068211CMFPAP加速253040721NQ恒速100040666662,AV夾緊保壓5100043188455反向啟動(dòng)20004211CMFPPA加速253040441,QAV恒速100040358851NP表27夾盤(pán)油缸低壓正向工作TAB27THELOWPRESSUREPOSITIVEWORKOFTHECLAMPINGCYLINDER工作階段計(jì)算公式負(fù)載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率F/N/MPA/MPA/N/W2P1Q1MINLA啟動(dòng)200068211CMFPAP加速253040721NQ恒速100040666662,AV夾緊保壓3100042766298反向啟動(dòng)20004211CMFPPA加速25304044,QV恒速1000403588511NP表28夾盤(pán)油缸低壓反向工作TAB28THELOWPRESSUREREVERSEWORKOFTHECLAMPINGCYLINDER工作階段計(jì)算公式負(fù)載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率F/N/MPA/MPA/N/W2P1Q1MINLA啟動(dòng)200068211CMFPAP加速253040721NQ恒速100040666662,AV夾緊保壓3100042088294反向啟動(dòng)20004211CMFPPA工作階段計(jì)算公式負(fù)載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率F/N/MPA/MPA/N/W2P1Q1MINLA加速253040441,QAV恒速100040358851NP23執(zhí)行元件流量的確定液壓缸所需最大流量按其實(shí)際有效工作面積和所要求的最大速度來(lái)計(jì)算，即MAXAXCMQA（27）88L式中液壓缸的最大流量；MAXQA液壓缸有效工作面積；液壓缸的最大速度；AXV執(zhí)行元件的容積效率，取094。CM同理，液壓缸所需最小流量按其實(shí)際有效工作面積和所要求的最小速度來(lái)計(jì)算，即MININCMQA（28）66L式中液壓缸的最小流量；MINQA液壓缸有效工作面積；液壓缸的最大速度；AXV執(zhí)行元件的容積效率，取094。CM3液壓系統(tǒng)方案確定和原理圖的擬定31基本方案的確定10液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是根據(jù)主機(jī)的工作情況、主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及成本、經(jīng)濟(jì)性、供貨情況等諸多因素，進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)，從而擬訂出一個(gè)各方面比較合理的、可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案。其內(nèi)容包括1油路循環(huán)方式的分析與選擇；2調(diào)速方案的分析和選擇；3油源形式的分析與選擇；4液壓回路的分析、選擇與合成；5液壓系統(tǒng)原理圖的擬訂與設(shè)計(jì)。311油路循環(huán)方式的分析和選擇液壓系統(tǒng)油路循環(huán)方式分為開(kāi)式和閉式兩種，他們各自的特點(diǎn)及相互比較見(jiàn)表31。表31開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較TAB21COMPAREOFHOLDDYADICSYSTEMANDSHUTDYADICSYSTEM油液循環(huán)方式開(kāi)式閉式散熱條件較方便，但是油箱較大較復(fù)雜，需要用輔泵來(lái)?yè)Q油冷卻抗污染性較差，但可采用壓力油箱或者油箱呼吸器來(lái)改善較好，但是油液過(guò)濾要求較高系統(tǒng)效率管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速時(shí)效率低管路腰里損失較小，容積調(diào)速時(shí)效率較高限速制動(dòng)形式用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用制動(dòng)閥進(jìn)行能耗制動(dòng)，引起油液發(fā)熱液壓泵由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，限速及制動(dòng)過(guò)程中拖動(dòng)電能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量，即是再生限速和再生制動(dòng)其他對(duì)泵的自吸性能要求高對(duì)主泵的自吸性能要求低油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。一般來(lái)說(shuō)，凡是有較大空間可以存放油箱而且不需要另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng)，要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，采用節(jié)流調(diào)速或者容積節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，均宜采用開(kāi)式系統(tǒng)。在本設(shè)計(jì)中，油泵向兩個(gè)液壓執(zhí)行元件供油而且功率較小，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，所以本設(shè)計(jì)采用開(kāi)式系統(tǒng)。312調(diào)速方案的分析和選擇調(diào)速方案對(duì)主機(jī)的性能起到?jīng)Q定性的作用。調(diào)速方案包括節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速三種。選擇調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍以及經(jīng)濟(jì)性能因素，最后選出合適的調(diào)速方案。考慮到系統(tǒng)本身的性能要求和一些使用要求以及負(fù)載特性，參照表32，本設(shè)計(jì)決定采用容積節(jié)流調(diào)速表32各種調(diào)速方式的性能比較TAB32VARIOUSFORMSOFSPEEDPERFORMANCECOMPARISON節(jié)流調(diào)速容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路簡(jiǎn)式節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)帶壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)主要性能進(jìn)油節(jié)流及回油節(jié)流旁路節(jié)流調(diào)速閥在進(jìn)油調(diào)速閥在旁油路及溢流節(jié)流變量泵定量馬達(dá)流量適應(yīng)功率適應(yīng)路調(diào)速回路負(fù)載速度剛度差很差好較好好特性承載能力好較差好較好好調(diào)速范圍大小大較大大效率低較低低較低最高較高高功率特性發(fā)熱大較大大較大最小較小小成本低較低高最高適用范圍小功率輕載或者低速的中低壓系統(tǒng)及工程機(jī)械非經(jīng)常性調(diào)速的場(chǎng)合大功率高速中高壓系統(tǒng)負(fù)載變化小，速度剛度要大的中小功率，中壓系統(tǒng)負(fù)載變化大速度剛度較大的中高壓系統(tǒng)313油源形式的分析與選擇液壓系統(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。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，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。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有過(guò)濾器，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)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。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。本設(shè)計(jì)采用容積節(jié)流調(diào)速，所以使用變量泵供油。314液壓回路的分析、選擇與合成1選擇系統(tǒng)一般都必須設(shè)置的基本回路，包括調(diào)壓回路、向回路、卸荷回路及安全回路等。2根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載特性和特殊要求選擇基本回路，在本系統(tǒng)中考慮到安全的要求，設(shè)置了背壓回路，同時(shí)由于是兩個(gè)執(zhí)行元件先后動(dòng)作，且有順序聯(lián)動(dòng)關(guān)系，所以設(shè)置了互不干擾回路。3合成系統(tǒng)選定液壓基本回路之后，配以輔助性回路，如控制油路，潤(rùn)滑油路、測(cè)壓油路等，可以組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。在合成液壓系統(tǒng)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)防止油路間可能存在的相互干擾；系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，并將作用相同或者相近的回路合并，避免存在多余回路；系統(tǒng)要安全可靠，力求控制油路可靠；組成系統(tǒng)的元件要盡量少，并應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件；組成系統(tǒng)時(shí)還要考慮節(jié)省能源，提高效率減少發(fā)熱，防止液壓沖擊；測(cè)壓點(diǎn)分布合理等。315液壓原理圖的擬定與設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析，可以擬定整個(gè)液壓系統(tǒng)的原理圖如下1油箱、2空氣過(guò)濾器、3油溫油位計(jì)、4吸油過(guò)濾器5電機(jī)、6泵、7單向閥、8安全閥、9蓄能器10壓力表開(kāi)關(guān)、11壓力表、12壓力表、13二位四通換向閥14三位四通換向閥、15疊加式減壓閥、16疊加式減壓閥18通道體、19壓力繼電器、20液控單向閥圖21液壓系統(tǒng)的原理圖FIG21HYDRAULICSYSTEMDIAGRAM電磁鐵的動(dòng)作順序表見(jiàn)表23表23電磁鐵動(dòng)作順序表TAB23ACTIONSEQUENCETABLEOFTHESOLENOIDVALVE電磁鐵工作狀態(tài)動(dòng)作名稱(chēng)YV11YV12YV13YV14外夾緊外松開(kāi)內(nèi)夾緊夾盤(pán)高壓內(nèi)松開(kāi)外夾緊夾盤(pán)低壓外松開(kāi)電磁鐵工作狀態(tài)動(dòng)作名稱(chēng)YV11YV12YV13YV14內(nèi)夾緊夾盤(pán)低壓內(nèi)松開(kāi)注“”通電；“”斷電。4計(jì)算和選擇液壓元件液壓元件的計(jì)算是指計(jì)算元件在工作中承受的壓力和流量，以便選擇零件的規(guī)格和型號(hào)，此外還要計(jì)算原動(dòng)機(jī)的功率和油箱的容量。選擇元件時(shí)應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件。41液壓泵的確定411液壓泵的類(lèi)型選擇液壓泵有齒輪泵、葉片泵、螺桿泵、和柱塞泵等多種類(lèi)型，各種泵間的特性有很大差異，見(jiàn)表31，選擇液壓泵的主要依據(jù)是其最大工作壓力和最大流量，同時(shí)還要考慮定量或變量、原動(dòng)機(jī)類(lèi)型、轉(zhuǎn)速、容積效率、自吸特性、噪聲等因素。這些因素通常在產(chǎn)品樣本或型錄中均有反映。參照表31，比較各種泵的性能參數(shù)，本設(shè)計(jì)選擇葉片泵。表31液壓泵的類(lèi)型及特性TAB31THETYPESANDCHARACTERISTICSOFTHEPUMP柱塞泵特性齒輪泵葉片泵螺桿泵軸向式徑向式額定壓力/MPA低壓泵25高壓泵達(dá)25低壓8中壓16高壓322510約40約40排量/1MLRA05650135025150041006500最高轉(zhuǎn)速/IN300700050040001000230050001800最大功率/KW1203203902660260總效率/75907590708585958092適用黏度/21MSA2050020200194920200自吸能力非常好好最好差變量能力否單作用葉片泵能變量否好功率質(zhì)量/1KWGA中大小大輸出壓力脈動(dòng)大小小小污染敏感度小大小大柱塞泵特性齒輪泵葉片泵螺桿泵軸向式徑向式歷時(shí)變化齒輪磨損后效率下降葉片磨損效率下降較小螺桿磨損效率下降配流盤(pán)、滑靴或分配閥磨損時(shí)效率下降較大黏度對(duì)效率的影響很大稍小很小噪聲小大小中最小中大價(jià)格最低中高高使用場(chǎng)合機(jī)床、工程機(jī)械、車(chē)輛等機(jī)床、液壓機(jī)飛機(jī)及噪聲較低的場(chǎng)合機(jī)密機(jī)床、輕紡化工、石油機(jī)械工程機(jī)械、礦山冶金機(jī)械、鍛壓機(jī)械、建筑機(jī)械、船舶、飛機(jī)液壓泵站按照泵組的布置方式可以分為上置式、柜式和非上置式。液壓泵組置于油箱之上的上置式液壓泵站，分為立式和臥式兩種，上置式液壓泵站結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，被廣泛應(yīng)用于中、小功率液壓系統(tǒng)中?？紤]到整個(gè)安裝空間的布置，本設(shè)計(jì)選擇上置式的臥式安裝。412液壓泵的計(jì)算與選擇液壓泵的最大工作壓力為P1MAXP（41）式中液壓執(zhí)行元件最大工作壓力；1MAXP液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間所有的沿程壓力損失和局部壓力損失之和。初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取管路簡(jiǎn)單，管中流速不大時(shí)，取02MPA05MPA管路復(fù)雜而且管中流速較大或者有調(diào)速元件時(shí)，P取05MPA15MPA。由上述選取03MPA，然后帶入公式（41）計(jì)算得P420345MPA在選擇泵的額定壓力時(shí)應(yīng)考慮到動(dòng)態(tài)過(guò)程和制造質(zhì)量等因素，要使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。一般泵的額定工作壓力應(yīng)比上述最大工作壓力高2060，所有最后算得的液壓泵的額定壓力應(yīng)為45（102）54MPA液壓泵的流量按照下式進(jìn)行計(jì)算，即PQKMAX（42）式中K考慮系統(tǒng)泄漏和溢流閥保持最小溢流量的系數(shù)，一般取K1113；MAXQ同時(shí)工作的執(zhí)行元件的最大總流量。本設(shè)計(jì)取泄漏系數(shù)K11，帶入公式（42）得PQ118897L/MIN由維樂(lè)樣本查的VP12FA2低壓變量葉片泵滿足上述估算得到的壓力和流量要求該泵的額定壓力為7MPA，公稱(chēng)排量V83，額定轉(zhuǎn)速為1800。現(xiàn)取泵的1MLRA1MINRA容積效率085，當(dāng)選用轉(zhuǎn)速N1400的驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，泵的實(shí)際流量為VINPQVNV（43）8308514003101001MINLA式中V泵的公稱(chēng)排量；N電機(jī)轉(zhuǎn)速；泵的容積效率。V由前面計(jì)算可知泵的最大功率出現(xiàn)在夾緊保壓階段，參照表32取泵的總效率為075，則PPNPQ631075933W選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)由于內(nèi)軸式電動(dòng)機(jī)可以與相對(duì)應(yīng)的泵直接連接，無(wú)需用連軸器，從而減少安裝空間，裝配方便。所以由維樂(lè)樣本查的CT011HP4P3JV式電動(dòng)機(jī)滿足上述要求，其轉(zhuǎn)速為1450，額定功率為0735KW。1MINRA表32液壓泵的總效率TAB32THETOTALEFFICIENCYOFHYDRAULICPUMPS液壓泵類(lèi)型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0607065080060075080085413液壓泵站組件的選擇液壓泵站一般由液壓泵組、油箱組件、過(guò)濾器組件和蓄能器組件等組成。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，本設(shè)計(jì)選擇液壓泵組、油箱組件、過(guò)濾器組件。液壓泵組由液壓泵，原動(dòng)機(jī)，連軸器及管路附件等組成。油箱組件由油箱面板，空氣濾清器，液位顯示計(jì)等組成。過(guò)濾器組將是保持工作介質(zhì)清潔度必備的組件，可根據(jù)系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)清潔度的不同要求設(shè)置不同等級(jí)的粗過(guò)濾器，精過(guò)濾器等。根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，可計(jì)算出液壓缸在各個(gè)階段的實(shí)際進(jìn)出流量，運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間，從而為其他液壓元件的選擇及系統(tǒng)的性能計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。計(jì)算結(jié)果如表42所示。表42夾盤(pán)油缸的實(shí)際工況TAB42THEACTUALWORKINGCONDITIONSOFTHECLAMPINGCYLINDER工作階段無(wú)桿腔/1MINLA有桿腔/1INLA速度/1MSA時(shí)間/S快進(jìn)Q出12進(jìn)47133Q進(jìn)P101VQ進(jìn)340610081LTV022S快退Q進(jìn)12AP47133Q出進(jìn)21A3965102VPQ3410601112LTV0825S42液壓控制閥的確定液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中的功能是通過(guò)控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的油液的流向、壓力和流量使執(zhí)行器及其驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)獲得所需的運(yùn)動(dòng)方向、推力（轉(zhuǎn)矩）及運(yùn)動(dòng)速度（轉(zhuǎn)速）等。同一工藝的目的的液壓機(jī)械設(shè)備，通過(guò)液壓閥的不同的組合使用，可以組成有路截然不同的多種液壓系統(tǒng)方案，因此，液壓閥是液壓技術(shù)中品種與規(guī)格最多的、應(yīng)用最廣泛、最活躍的部分（元件）。所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)，將來(lái)是否按照既定要求正?？煽窟\(yùn)行，很大程度上取決與其中所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。足見(jiàn)液壓閥的在整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的地位。各種液壓控制閥的規(guī)格型號(hào)，可以系統(tǒng)的最高壓力和通過(guò)閥的實(shí)際流量為依據(jù)，并考慮閥的控制特性、穩(wěn)定型及油口的尺寸、外型尺寸與重量、安裝連接方式、操縱方式、適應(yīng)性與維修方便性、貨源及產(chǎn)品歷史，從相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本中選取。選擇壓力控制閥時(shí)，應(yīng)考慮壓力控制閥的壓力調(diào)節(jié)范圍、流量變化范圍、所要求的壓力靈敏度和平穩(wěn)性等。選擇流量控制閥時(shí)，應(yīng)考慮流量閥的流量調(diào)節(jié)范圍，流量壓力特性，最小穩(wěn)定流量，壓力補(bǔ)償要求或者溫度補(bǔ)償要求，對(duì)濾油器過(guò)濾精度的要求，閥進(jìn)出口壓差的大小以及閥內(nèi)泄漏的大小等。選擇方向控制閥時(shí)，應(yīng)考慮方向閥的換向頻率，響應(yīng)時(shí)間，閥口的壓力損失以及閥的內(nèi)泄漏的大小等。通過(guò)各類(lèi)閥的實(shí)際流量最多不應(yīng)超過(guò)其額定流量的120。根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)需要有管式單向閥，安全閥，疊加式減壓閥，疊加式單向閥，液控單向閥，電磁換向閥。43液壓附件的計(jì)算和選擇431蓄能器的選擇液壓系統(tǒng)使用蓄能器的目的很多，但歸納起來(lái)主要是蓄能保壓、吸收液壓沖擊和吸收液壓脈動(dòng)等三種，詳細(xì)作用見(jiàn)表43。按照加載方式不同，蓄能器有彈簧加載、重力加載和氣體加載等三種類(lèi)型。其中氣體加載型蓄能器按照氣體與油液是否隔開(kāi)，又分為隔離式和非隔離式兩大類(lèi)，而隔離按照物體的材料及工作的形態(tài)又分為非可撓式和可撓式兩種主要形式，可撓式中的皮囊式蓄能器應(yīng)用最多，詳細(xì)分類(lèi)見(jiàn)表44。由于本設(shè)計(jì)中使用變量泵，會(huì)有脈動(dòng)；而且在卡緊過(guò)程中有液壓沖擊。所以本設(shè)計(jì)中蓄能器主要用途是吸收脈動(dòng)、緩和沖擊與保壓。結(jié)合表43和44，選擇直通氣囊式蓄能器型號(hào)為NXQA063/10L，容量10L。表43蓄能器的用途TAB43THEUSEOFACCUMULATOR用途說(shuō)明蓄能用于間歇型機(jī)械的液壓系統(tǒng)，可以存儲(chǔ)在執(zhí)行器間歇或低速運(yùn)動(dòng)時(shí)液壓泵輸出的油液（充液蓄能），并在執(zhí)行器快速運(yùn)動(dòng)需要大流量時(shí)，作為輔助能源與液壓泵一起向系統(tǒng)提供油液。從而實(shí)現(xiàn)了液壓泵組及整個(gè)液壓裝置的小型化，達(dá)到了節(jié)能的目的吸收沖擊液壓換向閥快速啟閉和負(fù)載的驟然變化，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生沖擊壓力，從而導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲，甚至損壞機(jī)器。蓄能器緩和、吸收這些流體的沖擊壓力吸收脈動(dòng)能吸收或減小各種液壓泵的流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)，從而降低系統(tǒng)噪聲減震就有吸收氣體彈簧的作用，可用于吸收車(chē)輛等行走機(jī)械機(jī)身與車(chē)輪之間的振動(dòng)平衡可把立置執(zhí)行器（液壓缸）及其負(fù)載下降時(shí)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為液壓能進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)產(chǎn)生極限阻力；立置執(zhí)行器上升時(shí)，蓄能器釋放吸收的能量，與泵一起向液壓缸供油。從而實(shí)現(xiàn)了平衡和節(jié)能補(bǔ)油在執(zhí)行器鎖緊回路里的液體，隨著溫度的變化而膨脹或縮小，它的壓力也上升或下降，會(huì)引起回路故障或機(jī)器損壞。蓄能器能吸收或補(bǔ)充這種因溫度變化而導(dǎo)致的油量變化保壓在工件夾緊時(shí)液壓泵卸載的液壓回路中，蓄能器可保持執(zhí)行器所需的壓力以補(bǔ)償液壓泵卸載系統(tǒng)所產(chǎn)生的泄漏表44蓄能器的詳細(xì)分類(lèi)及特點(diǎn)TAB44THEDETAILEDCLASSIFICATIONANDCHARACTERISTICSOFTHEACCUMULATOR特點(diǎn)用途類(lèi)型響應(yīng)噪聲容量限制/L最大壓力/MPA漏氣溫度/C蓄能吸收脈動(dòng)沖擊傳送異性液體彈簧加載式不好有小1250120可不太好不可重力加載式不好有可做較大容量4550120可不好不可特點(diǎn)用途類(lèi)型響應(yīng)噪聲容量限制/L最大壓力/MPA漏氣溫度/C蓄能吸收脈動(dòng)沖擊傳送異性液體非隔離式良好有大5有可不限制可可不可活塞式不太好有較大21小量50120可不太好可非可撓式差動(dòng)活塞式不太好有較大45無(wú)50120可不太好不可柱塞式不太有較大45小量50可不太可好120好皮囊式良好無(wú)480200無(wú)10120可可可隔膜式良好無(wú)0951157無(wú)1070可可可直通氣囊式好無(wú)小21無(wú)1070可很好不可盤(pán)式好無(wú)小21無(wú)1070不可很好不可金屬波紋管式良好無(wú)小21無(wú)50120不可可不可氣體加載式隔離式可撓式活塞隔膜式良好無(wú)較大7小量1070可可可432過(guò)濾器的確定由于液壓系統(tǒng)的各類(lèi)故障絕大多數(shù)由油液的污染造成，而過(guò)濾器是保持油液清潔的主要手段，所以合理選擇過(guò)濾器顯得非常重要。按照過(guò)濾器在液壓系統(tǒng)中安放部位的不同，過(guò)濾器有多種類(lèi)型。詳細(xì)分類(lèi)見(jiàn)表45。表45過(guò)濾器的類(lèi)型TAB45THETYPESOFTHEFILTERS序號(hào)類(lèi)型作用1吸油過(guò)濾器保護(hù)液壓泵2高壓過(guò)濾器保護(hù)液壓泵以外的液壓元件3回油過(guò)濾器濾出液壓元件磨損后生成的污物4離線過(guò)濾器獨(dú)立于系統(tǒng)之外，連續(xù)清除系統(tǒng)雜質(zhì)5泄油過(guò)濾器防止生成物進(jìn)入油箱6注油過(guò)濾器防止注油時(shí)污物侵入7安全過(guò)濾器保護(hù)抗污能力低的液壓元件過(guò)濾器的主要指標(biāo)有過(guò)濾精度（濾除各種不同尺寸的污染顆粒的能力）、液降特性性和納垢量（壓力降達(dá)到規(guī)定限值之前，可以濾除并容納的）。按照過(guò)濾精度的不同，過(guò)濾器又可分為粗過(guò)濾器、普通過(guò)濾器、精過(guò)濾器和特精過(guò)濾器四類(lèi)，各類(lèi)過(guò)濾器的精度及其適用的液壓系統(tǒng)見(jiàn)表46。本設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)是低壓系統(tǒng)過(guò)濾器的主要作用是保護(hù)液壓泵，所以選擇吸油過(guò)濾器型號(hào)為MF02。表46各類(lèi)過(guò)濾器的過(guò)濾精度TAB46THEACCURACYOFTHEFILTERS類(lèi)型過(guò)濾精度適用系統(tǒng)及元件粗過(guò)濾器100重型設(shè)備、低壓液壓系統(tǒng)普通過(guò)濾器10100機(jī)床、液壓機(jī)、船舶的設(shè)備的液壓系統(tǒng)，齒輪泵、葉片泵、一般液壓閥、疊加閥、插裝閥精過(guò)濾器510一般電液伺服、比例液壓系統(tǒng)，柱塞泵、工業(yè)伺服閥、比例閥特精過(guò)濾器15航空航天設(shè)備、飛船的精密電液伺服系統(tǒng)、高性能伺服閥等綜上所述，現(xiàn)選定卡盤(pán)液壓系統(tǒng)的各個(gè)液壓元件的類(lèi)型如表44所示。表44液壓系統(tǒng)元件選型TAB44VARIOUSTYPESOFHYDRAULICCOMPONENTSOFCHOICE序號(hào)名稱(chēng)通過(guò)流量/L額定流量/1MINLA額定壓力/MPA額定壓降/MPA型號(hào)規(guī)格1空氣過(guò)濾器AB11622油溫油位計(jì)LS3”3吸油過(guò)濾器10201MF024單向閥104025005CIT0205105安全球閥10352001YJZQJ106蓄能器10NXQA063/10L7壓力表開(kāi)關(guān)102121GCT038壓力表10I21/2100B19壓力表5I21/250B110二位四通換向閥10631002SWHG02C2D2420LS11三位四通換向閥1063502SWHG02D2D2420LS12疊加式減壓閥10352501MPR02AK12013疊加式減壓閥10352501MPR02BK12014疊加式單向閥10352101MC02AB053015壓力繼電器3535PS7012016液控單向閥10352101MPC02W5030433確定油箱容積液壓系統(tǒng)的散熱主要是靠油箱，油箱大散熱塊，油箱小則油溫較高。初始設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面1油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)；而工作時(shí)又能保持適當(dāng)?shù)囊何?吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍。吸油管可安裝100M左右的網(wǎng)式或線隙式過(guò)濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過(guò)濾器?；赜凸芸谝鼻?5角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時(shí)也有利于散熱3吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的2/33/4。油箱的容積可以按照下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算VVQ（44）式中液壓泵每分鐘排出的液體體積；VQ經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。低壓系統(tǒng)取24；中壓系統(tǒng)取57；高壓系統(tǒng)取612；行走機(jī)械取12。將數(shù)值帶入公式（44）得V71070L434確定管件的尺寸由表42和43得知液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為133L/MIN和10L/MIN，按照表45的推薦值取油管內(nèi)油液的允許流速為4M/MIN，管徑的計(jì)算公式為D4Q（45）式中Q通過(guò)油管的最大流量；V油管中允許流速；D油管內(nèi)徑；將數(shù)值帶入公式（45）得D無(wú)3410684MMD有3410673MM根據(jù)JB82766，同時(shí)考慮到制作方便，兩根油管同時(shí)選用101（外徑10MM，壁厚1MM）的冷拔無(wú)縫鋼管。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得管材的抗拉強(qiáng)度為412MPA，由表56取安全系數(shù)為8，按公式（46）對(duì)油管的強(qiáng)度進(jìn)行校核，公式如下2BPDN（46）式中P管內(nèi)最高工作壓力；D油管內(nèi)徑；N安全系數(shù)；管材抗拉強(qiáng)度；B油管壁厚。將數(shù)值帶入公式（46）得636451082026MM因?yàn)?26MM1MM,所以所選油管壁厚安全。表45油管中的允許流速TAB45ALLOWTHEPIPELINEFLOW油液流經(jīng)油管吸油管高壓管回油管短管及局部收縮處允許速度（M/S）0515255152557表46安全系數(shù)TAB46SAFETYFACTOR管內(nèi)最高工作壓力77175175安全系數(shù)8645液壓油的選擇與維護(hù)51液壓油的種類(lèi)液壓油可分為三大類(lèi)礦油型、合成型和含水型。國(guó)內(nèi)常用的液壓油有LHL液壓油、LHM抗磨液壓油、LHV低溫抗磨液壓油、LHS低凝抗磨液壓油、LHG液壓導(dǎo)軌油和抗燃液壓油等。油品的主要性能及適用范圍1）LHL液壓油具有一定的抗氧防銹和抗泡性，適用于系統(tǒng)壓力低于7MPA的液壓系統(tǒng)和一些輕載荷的齒輪箱潤(rùn)滑。2）LHM抗磨液壓油除了具有LHL液壓油的性能外，抗磨性能強(qiáng)。適用于系統(tǒng)壓力721MPA的液壓系統(tǒng)。高壓抗磨液壓油，能在系統(tǒng)壓力為35MPA情況下正常工作。3）LRV低溫抗磨液壓油和LHS低凝抗磨液壓油在LHM抗磨液壓油的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了粘溫性能和低溫流動(dòng)性。適合在寒區(qū)或嚴(yán)寒區(qū)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)使用。4）LHG液壓導(dǎo)軌油具有防爬性，適用于潤(rùn)滑機(jī)床導(dǎo)軌及其液壓系統(tǒng)。5）抗燃液壓油抗燃性好，應(yīng)用在高溫易燃的場(chǎng)合。52設(shè)備用油的選擇不同機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)要選擇不同類(lèi)型的油，其選擇要具備以下條件1）環(huán)境條件環(huán)境溫度的變化情況及最高和最低環(huán)境溫度，有無(wú)高溫?zé)嵩春兔骰?，以便選擇合適的油品。2）工作條件如油泵類(lèi)型、工作壓力、溫度、轉(zhuǎn)速油與金屬、密封件和涂料的配伍性系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和工作特點(diǎn)等，以便選用合適的品種和粘度。3）油品的性質(zhì)首先要參考機(jī)器設(shè)備的推薦用油，如液壓油品和液體的理化指標(biāo)及使用性能,各類(lèi)液壓油的特性等。4）經(jīng)濟(jì)性在液壓油選用中經(jīng)濟(jì)性是不可缺少的一個(gè)重要部分，如液壓油的價(jià)格、液壓系統(tǒng)與元件的壽命等。在液壓系統(tǒng)中，一般有油泵、閥門(mén)、管路、油缸或馬達(dá)等，其中油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，壓力、溫度高，是系統(tǒng)中的主要部件，通常應(yīng)根據(jù)油泵選擇液壓油。隨著液壓技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓系統(tǒng)向高壓、高速和小型化的方向發(fā)展，系統(tǒng)壓力的升高，泄漏的可能性隨之增加，在其泄漏噴射范圍如有高溫?zé)嵩椿蛎骰?，就有燃爆的危險(xiǎn)，應(yīng)考慮選用合適的抗燃液壓油。綜上所述，考慮到本液壓系統(tǒng)的使用環(huán)境和壓力大小，本系統(tǒng)所選擇的液壓油為L(zhǎng)HL液壓油中的YB46號(hào)液壓油作為本系統(tǒng)的液壓介質(zhì)。其主要性能如下運(yùn)動(dòng)粘度27506，粘度指數(shù)90，閃點(diǎn)，凝點(diǎn),油的密度為21MSA170C25918KG353液壓油的維護(hù)合理選好油液是液壓機(jī)械設(shè)備工作的開(kāi)始，在工作過(guò)程中，油液的維護(hù)也很重要。首先，應(yīng)了解液壓油污染物的來(lái)源，液壓油污染物的來(lái)源可分為外部影響，包括油液運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)的污染液壓元件內(nèi)存在的污染周?chē)h(huán)境的污染。其次是了解使用過(guò)程中產(chǎn)生的影響，包括運(yùn)動(dòng)部件磨損產(chǎn)生的影響油液發(fā)生化學(xué)變化產(chǎn)生的影響外來(lái)污染物、統(tǒng)維修和元件更換過(guò)程的污染。在工作開(kāi)始前和工作過(guò)程中，對(duì)液壓油應(yīng)注意以下幾點(diǎn)531防止油污染1）使用前保持油的清潔。購(gòu)買(mǎi)油品時(shí)，雖經(jīng)化驗(yàn)合格，但存放時(shí)間或保管環(huán)境都可能使油品的清潔受到影響。因此，使用前應(yīng)重新化驗(yàn)，如有問(wèn)題及時(shí)處理。2）安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)前保持液壓系統(tǒng)的清潔。液壓元件加工和安裝過(guò)程殘存的金屬粉末等雜質(zhì)，如未及時(shí)清洗干凈，會(huì)帶進(jìn)油液中隨著油流動(dòng)，引起液壓元件的磨損、卡死或堵塞油路，甚至造成事故。因此，安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)前一定要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。清洗時(shí)最好用液壓裝置所需的工作油或試車(chē)油，尤其是系統(tǒng)選用水一乙二醇、乳化液及高水基液時(shí)，更要用這些液體本身進(jìn)行沖洗，以取得更好的效果。3）工作過(guò)程中保持油品清潔。運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)引起元件磨損，所產(chǎn)生的微粒隨油循環(huán)，引起元件進(jìn)一步磨損，造成油膜被破壞、潤(rùn)滑性變差、元件使用壽命縮短。另外，油在工作過(guò)程中會(huì)受到環(huán)境的污染，空氣、塵埃、冷卻水、蒸汽等會(huì)使油氧化變質(zhì)，產(chǎn)生膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和炭渣等污染物，需隨時(shí)除去。要保持壓油的清潔，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求，選用不同過(guò)濾精度的過(guò)濾器，過(guò)濾器的材質(zhì)要與所用油品相適應(yīng)，選擇過(guò)濾器的原則如下根據(jù)被過(guò)濾微粒的大小，選擇適當(dāng)網(wǎng)目的過(guò)濾器；系統(tǒng)壓力及可接受的壓力降；過(guò)濾器的成本、費(fèi)用。過(guò)濾器的位置可根據(jù)工作系統(tǒng)的要求而布置。多數(shù)情況下，液壓設(shè)備用的是礦油液壓油，一般濾器材質(zhì)都適用，但帶活性材料的濾油器不宜采用，以免影響液壓油中的添加劑。532防止空氣混人空氣進(jìn)人液壓系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生以下不良影響1）產(chǎn)生氣蝕。氣體的存在，會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，致使油泵的容積效率顯著下降，在油泵和節(jié)流的地方產(chǎn)生氣蝕，引起元件的磨損，縮短使用壽命；2）產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和爬行，使運(yùn)轉(zhuǎn)特性不穩(wěn)定；3）空氣中的氧與油起反應(yīng)，使油過(guò)早變質(zhì)，影響使用。533防止水分混人冷卻水及蒸汽的混人會(huì)帶來(lái)以下不利影響1）對(duì)液壓系統(tǒng)中的金屬起腐蝕作用，縮短元件；的使用壽命銹蝕的微粒落到系統(tǒng)中，會(huì)加速磨損；2）加速油變質(zhì)，特別是有鐵、銅、錳等微粒存在時(shí)，水與大氣中的氧會(huì)使油迅速氧化，產(chǎn)生油泥；3）使油的潤(rùn)滑性下降，水含量由0增到10,油的燒結(jié)負(fù)荷由735N降至30N，水含量越大，潤(rùn)滑性越差。一般規(guī)定液壓油的水含量不超過(guò)05。534控制液壓油的使用溫度控制油的使用溫度，對(duì)液壓系統(tǒng)極為重要。油升溫會(huì)加速油的氧化變質(zhì)，不僅縮短油的使用壽命，而且氧化生成的酸性物質(zhì)還會(huì)對(duì)金屬起腐蝕作用，增加磨損，引起泄漏。在實(shí)際工作中，常會(huì)碰到各種油品互相更換的問(wèn)題，尤其是液壓系統(tǒng)原來(lái)使用礦油產(chǎn)品，為了解決防火問(wèn)題而更換成水乙醇液體后，就要求把礦油放盡，用水乙醇置換兩次，再裝入水乙醇正式使用，切不可各種油品互相混用。液壓系統(tǒng)運(yùn)行故障中選用油不當(dāng)是一個(gè)重要的因素。因此正確合理地選用液壓油可提高液壓設(shè)備運(yùn)行的可靠性，延長(zhǎng)系統(tǒng)和元件的使用壽命，節(jié)約開(kāi)支，對(duì)企業(yè)有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。6密封裝置的選擇與維護(hù)、保養(yǎng)61密封圈的選用液壓元件與系統(tǒng)的工作條件情況復(fù)雜，影響密封裝置，密封性能的因素很多，各種工作條件對(duì)密封件的選擇具有相應(yīng)要求。在選擇密封件的結(jié)構(gòu)、型式及材料時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。1）根據(jù)工作介質(zhì)和工作溫度，選擇密封件材料類(lèi)型；2）根據(jù)密封副偶件相對(duì)滑移面的運(yùn)動(dòng)速度，選擇密封件的結(jié)構(gòu)型式；3）根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力高低，考慮密封件的結(jié)構(gòu)參數(shù)及裝置滑移面的間隙尺寸；4）根據(jù)運(yùn)動(dòng)偶件的運(yùn)動(dòng)跳動(dòng)量，選擇材料的硬度或調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，以增強(qiáng)隨動(dòng)性；5）根據(jù)工況條件，選擇合理的偶合面粗糙度及密封件安裝腔體的結(jié)構(gòu)型式、尺寸和位置精度。最常用的密封圈是O形圈、Y形圈、V形圈和橡膠材料與低摩擦材料聚四氟乙烯并用的組合式密封圈。O形橡膠密封圈是動(dòng)、靜密封均可用的密封件，安裝方便，價(jià)格低。工作壓力大與7MPA時(shí)，必須配置擋圈。與唇形密封圈相比，壽命短，且對(duì)密封裝置的機(jī)械加工精度要求高。當(dāng)設(shè)備閑置時(shí)間過(guò)久時(shí)，再次啟動(dòng)密封圈阻力，會(huì)因O形圈與密封副偶合面的粘著而陡增，并出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。橡膠密封圈的使用速度范圍000503。1MSA由上所述，本設(shè)計(jì)選擇O型密封圈。62密封裝置的的維護(hù)大多數(shù)密封裝置是由以合成橡膠為主的高分子材料制成的，必須十分注意因氧氣變質(zhì)引起的性能下降。密封圈從生產(chǎn)廠家時(shí)要有聚乙烯袋密封，裝在紙箱中，以隔絕熱、氧氣、油、水、紫外線等會(huì)促進(jìn)材料劣化的各種因素。保管中應(yīng)注意以下問(wèn)題1）避免高溫，應(yīng)在37以下保存，不要觸及水、油，不受陽(yáng)光直射；C2）避免放置于電動(dòng)機(jī)等臭氧源附近；3）避開(kāi)放射線；4）開(kāi)封后盡快使用；5）不要用繩索拴捆密封圈。密封裝置工作中的維護(hù)、保養(yǎng)要規(guī)范化、制度化，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保護(hù)密封裝置。對(duì)液壓、氣動(dòng)元件應(yīng)制定檢測(cè)周期與部位，如缸的磨損量、負(fù)載變形量，泵的振動(dòng)量；以便控制變形量與振動(dòng)量。對(duì)管路要規(guī)定檢測(cè)周期，限定振動(dòng)允許值。對(duì)液壓油定期檢測(cè)清潔度、黏度和含水量。7計(jì)算液壓系統(tǒng)技術(shù)性能參數(shù)71驗(yàn)算壓力損失由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，故僅按式（71）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校核。FRVPPPA（71）式中系統(tǒng)油路上的壓力損失包括油路上即從執(zhí)行器出口到油箱的壓力損失P折算過(guò)來(lái)的部分；管道的壓力損失；F局部壓力損失；RP閥類(lèi)元件的局部壓力損失。V其中21FPVPAD（72）2RPVPA（73）2VVNQPA（74）式中沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)（從有關(guān)手冊(cè)查取）；、油液密度/；3KGMA液流平均速度/；1S管道長(zhǎng)度/M；L管道直徑/M；D閥的額定壓力損失/PA（可從樣本上查得）；NP閥的額定流量/；Q31MSA閥的實(shí)際流量/。V711夾盤(pán)油缸的壓力損失驗(yàn)算在油缸快進(jìn)時(shí)，油液依次經(jīng)過(guò)單向閥，疊加式減壓閥，電磁換向閥、疊加式單向閥、液控單向閥。所以進(jìn)油路上的壓力損失為VPQ實(shí)壓降額（75）226050120100140026MPA式中總的壓力損失；VP各種閥的壓降；P壓降流經(jīng)閥的設(shè)計(jì)流量；Q實(shí)閥的額定流量。額在油缸快退是，油液依次經(jīng)過(guò)單向閥，疊加式減壓閥，電磁換向閥、疊加式單向閥、液控單向閥，所以退油路上的壓力損失為VPQ實(shí)壓降額（76）228050120100140048MPA由此可以看出，系統(tǒng)閥的壓力損失都小于原先的估計(jì)值，所以滿足系統(tǒng)的使用要求。由此看出各種閥同樣滿足使用要求。72估算系統(tǒng)效率由表42可以看出，本液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中，快進(jìn)、快退和夾緊保壓的工作過(guò)程占整個(gè)工作循環(huán)的主要部分，所以在估算系統(tǒng)效率時(shí)只估算此部分就可以?？爝M(jìn)、快退階段系統(tǒng)效率的計(jì)算公式為C1PQ（77）式中執(zhí)行元件的負(fù)載壓力；1P執(zhí)行元件的負(fù)載流量；Q液壓泵的供油壓力；P液壓泵的供油流量。將各個(gè)階段的數(shù)值分別帶入公式（77）得快進(jìn)階段回路效率C0087快退階段回路效率C0358410068夾緊保壓階段回路效率C24510061系統(tǒng)在一個(gè)完整的循環(huán)周期內(nèi)的平均回路效率可按下式計(jì)算CICTT（78）式中一個(gè)周期的平均回路效率；C各工作階段的液壓回路效率；I各個(gè)工作階段的持續(xù)時(shí)間；ITT一個(gè)完整循環(huán)的時(shí)間。將數(shù)值帶入公式（78）得系統(tǒng)快進(jìn)、快退階段的平均效率C087450076系統(tǒng)的總效率為PCA（79）式中液壓泵的總效率，取075；P液壓回路的效率；C液壓執(zhí)行元件的總效率，取094。A由以上計(jì)算，將數(shù)值帶入公式（79）得系統(tǒng)的總效率為07500760610940054043整個(gè)系統(tǒng)的效率很低只要是由于減壓損失和節(jié)流損失造成的。73系統(tǒng)的發(fā)熱和散熱計(jì)算液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)外負(fù)載輸出的有效功率外，其余功率全部以熱量的形式損失掉了。其中包括液流的沿程壓力損失、局部壓力損失、各部件的機(jī)械損失和容積損失等。這些損失的能量都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使油液的溫度升高，從而是油液的物理性能發(fā)生變化，影響液壓系統(tǒng)的正常工作。如油溫的升高會(huì)引起油液的黏度降低和零件間隙增大，造成容積損失的增加，還會(huì)使熱膨脹系數(shù)不同的運(yùn)動(dòng)副之間的間隙變小而卡死，失去工作能力。為保證液壓系統(tǒng)的良好工作性能，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算，并采取措施，是油液溫度保持在允許的范圍內(nèi)。可按式（710）估算系統(tǒng)的發(fā)熱能量H（1）IPN（710）式中H系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；IPN液壓泵的輸入功率。將數(shù)值帶入公式（710）得H6345101057956W液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬?duì)較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般濾去不計(jì)。當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，其散熱量可按下式計(jì)算0H0KAT