回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、1 前言1.1選題的背景與意義 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床和加工中心的應(yīng)用已日趨普及，數(shù)控機(jī)床正朝著高速、高精度多軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的方向發(fā)展,國際上把多軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)作為一個國家生產(chǎn)設(shè)備自動化水平的標(biāo)志。其中高精度數(shù)控聯(lián)動回轉(zhuǎn)工作臺是多軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件之一。因此高精度多軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究是各國研究競爭的重點(diǎn)回轉(zhuǎn)工作臺是數(shù)控銑床、復(fù)合磨床、數(shù)控滾齒機(jī)、數(shù)控鏜床、立式（臥式）加工中心等數(shù)控機(jī)床的必備部件之一，它可以作為半自動精密銑床、鏜床或其它機(jī)床的主要附件。與伺服電機(jī)或單坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)配套，可完成一個或兩個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的任意角度或連續(xù)分度工作。 與機(jī)床系統(tǒng)的多軸聯(lián)動可完成各種復(fù)

2、雜零件的曲線加工?；剞D(zhuǎn)工作臺的使用降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，從而大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此回轉(zhuǎn)工作臺得到了廣泛且普遍的使用。同時回轉(zhuǎn)工作臺的研究也是企業(yè)競爭核心。液壓系統(tǒng)具有功率大、體積小、重量輕、響應(yīng)快、精度高及抗負(fù)載剛性大等優(yōu)點(diǎn)，使得它被廣泛地應(yīng)用于組合機(jī)床及其自動線中，以實(shí)現(xiàn)工作臺（液壓滑臺，回轉(zhuǎn)工作臺）的進(jìn)給、回轉(zhuǎn)及工件的定位、夾緊、運(yùn)輸（上升、下降、翻轉(zhuǎn)、輸送）等動作。所以液壓回轉(zhuǎn)工作臺廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床和工程機(jī)械中，例如數(shù)控機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床、挖掘機(jī)等。液壓系統(tǒng)在各類設(shè)備和系統(tǒng)中往往處于控制和動力傳輸?shù)闹匾诵牡匚?。本文主要闡述了回轉(zhuǎn)工作臺的液壓系統(tǒng)泵站的設(shè)計過

3、程。11.2液壓技術(shù)的特點(diǎn)液壓系統(tǒng)是將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來做功，其傳動有如下特點(diǎn)：1.優(yōu)點(diǎn)：（1）液壓傳動有很大的調(diào)速范圍，并且可以實(shí)現(xiàn)無級變速。（2）液壓傳動裝置的體積相對而言較小，而且慣性小，能夠傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩。（3）液壓傳動工作相對平穩(wěn)，反應(yīng)速度快，沖擊力量小，能夠快速啟動，快速停止，和快速換向。（4）液壓系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。（5）液壓傳動裝置可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，并且能自行潤滑，壽命較長。（6）液壓傳動易于標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化。（7）液壓傳動工作中，工作磨擦產(chǎn)生的熱量可以被流動的液壓油帶走。2.缺點(diǎn)：（1）工作介質(zhì)為液體，容易泄漏，液體是可壓縮的，所以，傳

4、動比不太精確。（2）液壓傳動中，有機(jī)械損耗，壓力損失，效率較低，不利于遠(yuǎn)距離傳動。（3）液壓油對溫度和負(fù)載的變化相對比較敏感，不利于在高溫或低溫下使用。（4）為了減少泄露，液壓元件的制造和裝配精度要求較高，因此液壓元件及液壓設(shè)備的造價較高。（5）因?yàn)橐簤河蛯ξ廴颈容^敏感，所以要求液壓設(shè)備在較好的工作環(huán)境中工作。21.3 液壓傳動的基本原理和組成 原理； （1）液壓傳動以液體作為傳遞運(yùn)動和動力的工作介質(zhì)； （2）液壓傳動中經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換。先把機(jī)械能液體的壓力能，然后把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能對外做功；（3）液壓傳動是依靠密封容器容積的變化來傳遞能量的。組成: 液壓傳動系統(tǒng)一般由動力元件 、執(zhí)行

5、元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)五部分組成。22 回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)工作原理2.1 分析回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)為了適應(yīng)某些零件加工的需要，機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動常常還增加了繞X、Y和Z三個坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。圓周進(jìn)給運(yùn)動一般由回轉(zhuǎn)工作臺來實(shí)現(xiàn)，它除了可以完成圓周進(jìn)給運(yùn)動外，還可以完成分度運(yùn)動。本設(shè)計采用液壓系統(tǒng)完成回轉(zhuǎn)工作臺的分度停止，分度夾緊。回轉(zhuǎn)工作臺定位，回轉(zhuǎn)工作臺夾緊，回轉(zhuǎn)工作臺靜壓平衡五種動作。采用液壓系統(tǒng)的原因是它具有功率大、體積小、重量輕、響應(yīng)快、精度高及抗負(fù)載剛性大等優(yōu)點(diǎn)?；剞D(zhuǎn)工作臺的液壓系統(tǒng)由液壓缸、控制油路及液壓閥等組成 。圖2.1回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)簡圖2.2 制定回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)原

6、理圖回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)主要分成兩部分；（1） 液壓部分 液壓部分主要完成回轉(zhuǎn)工作臺的分度停止，分度夾緊 ，回轉(zhuǎn)工作臺定位，回轉(zhuǎn)工作臺夾緊動作。從而完成工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動，使得工件一次夾緊即可完成盡可能多的工序。從而提高工件的加工精度，即提高加工質(zhì)量。（2） 靜壓部分 靜壓部分主要完成回轉(zhuǎn)工作臺靜壓平衡動作。回轉(zhuǎn)工作臺靜壓平衡是指在回轉(zhuǎn)工作臺上下臺體之間充入壓力油，形成油膜。靜壓平衡依靠油膜在空間內(nèi)形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作，可以保證兩接觸體之間處于純液體摩擦狀態(tài)。因此靜壓平衡具有精度高、摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。2.2.1調(diào)速方案 液壓系統(tǒng)的速度控制回路的功用是使執(zhí)行元件獲

7、得能滿足工作需求的運(yùn)動速度。速度控制回路包括調(diào)速回路、增速回路、和速度換接回路等。通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用變量泵或變量馬達(dá)的容積變化實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件速度控制。液壓系統(tǒng)的調(diào)速方法可分為節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合的容積節(jié)流調(diào)速的三種形式。 由于已知條件已經(jīng)給定定量葉片泵,該回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)適合用于節(jié)流調(diào)速回路。即在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上串接一流量閥，泵的供油壓力由溢流閥調(diào)定，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口，改變進(jìn)入液壓缸的流量，即可調(diào)節(jié)液壓缸的速度。泵多余的流量經(jīng)溢流閥流回油箱，故溢流閥是必不可少的。2.2.2壓力控制方案在液壓系統(tǒng)中，液壓執(zhí)行元件工作時，要求液壓系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一

8、定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需要的壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)通常用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。 在有些液壓系統(tǒng)工作中，有時需要很小流量的的高壓油，在這個時侯可以考慮用增壓回路得到高壓。不必為此在液壓系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)高壓泵。有時液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，有段時間不需要供油，同時泵的停止又很不方便的情況下，此時需要利用卸荷回路。 在液壓系統(tǒng)的某個局部，它的工作壓力需低于主油源壓力，此時可以利用減壓回路?；剞D(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)泵站的設(shè)計采用定量葉片泵、溢流閥、調(diào)速閥來實(shí)現(xiàn)液壓回路壓力的控制。2.

9、2.3順序動作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作，根據(jù)不同的工作要求，有的按固定程序運(yùn)行，有的是人為控制的，有的是隨機(jī)控制的?；剞D(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)泵站的順序動作需要按固定程序運(yùn)行。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)需要完成分度停止，分度夾緊?；剞D(zhuǎn)工作臺定位，回轉(zhuǎn)工作臺夾緊，回轉(zhuǎn)工作臺靜壓平衡，它的順序必須是固定的?；剞D(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)的操縱機(jī)構(gòu)用電磁換向閥控制?；剞D(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)泵站有時間控制。當(dāng)定量葉片泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，壓力繼電器作用，從而建立起正常的工作壓力。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，液壓系統(tǒng)回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使液壓油通過，進(jìn)行下一個動作。2

10、.2.4液壓動力源回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是葉片泵。泵源系統(tǒng)用一個定量葉片泵供油：主泵采用定量葉片泵，其排量為10ml/r；靜壓平衡泵也為葉片泵，其排量為8ml/r；節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，定量葉片泵的供油量要大于回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)的需油量，多余的壓力油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥在系統(tǒng)中起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 油液的凈化裝置是回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)一個重要的組成裝置。泵的入口處可以裝有粗過濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的壓力油可以根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精高壓過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可以在回油路上也設(shè)置過濾器。加熱、冷卻措施可以根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫

11、升的要求來實(shí)施。32.3 液壓泵站技術(shù)參數(shù)及要求設(shè)計參數(shù)與要求（1） 油泵a 類型 葉片泵型號 PVL1-10-FF-1R-（1臺）排量 10cm3/rev（2） 電動機(jī)a 型號 Y2-100L2-4 B35（1臺）功率 3 KW電流 5.03A電壓 三相 380V 50HZ 轉(zhuǎn)速 1440r/min（3） 油泵b 類型 葉片泵型號 PVL1-8-FF-1R-（1臺）排量 8cm3/rev（4） 電動機(jī)b 型號 Y2-90S-46 B35（1臺）功率 1.1KW電流 5.03A電壓 三相 380V 50HZ 轉(zhuǎn)速 1440r/min（5） 油箱有效容積： 420L（6） 控制集成閥組 控制集成

12、閥組，安裝于主機(jī)上。2.4 繪制回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)原理圖回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)泵站由液壓控制油路，靜壓平衡油路兩部分組成。主油路由定量葉片泵提供液壓油源，并在出口處設(shè)置了單向閥，單向閥在系統(tǒng)起保護(hù)作用，它可以防止工作負(fù)載的突然增加對定量葉片泵造成沖擊。同時在出口處設(shè)置了溢流閥，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓力油，保證執(zhí)行元件穩(wěn)定的工作速度。靜壓平衡主油路由定量葉片泵提供液壓油源，并在出口處設(shè)置了高壓濾油器，對油液起到過濾作用，從而保證了油液清潔和后序閥的正常工作與壽命。最重要的是清潔的油液是靜壓平衡系統(tǒng)中必備的條件。在靜壓平衡主油路上還設(shè)置了溢流閥，起安全保護(hù)作用，設(shè)置了電磁換向閥保證了葉片泵的空載啟動，設(shè)置

13、了液位計和溫度計顯示液壓油液位和溫度。液位開關(guān)實(shí)現(xiàn)低液位報警。回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)泵站原理圖如圖2.2所示： 圖2.2回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)原理圖 1、空氣濾清器 2、溫度計 3、可控液位器 4、球閥 5、電動機(jī) 6、葉片泵 7、溢流閥 8、單向閥 9、壓力繼電器 10、蓄能器 11、油箱 12、壓力表 13、三位四通電磁換向閥 14、減壓閥 15、單向節(jié)流閥 16、葉片泵 17、電動機(jī) 18、溢流閥 19、高壓濾油器 20、單向閥 3 液壓元件的選型3.1. 設(shè)計計算3.1.1 計算理論流量與理論最大壓力根據(jù)給定的已知參數(shù)，計算所需數(shù)值；1.液壓主油路（1）葉片泵理論最大流量： q = Vn =

14、101440 = 14.4(l/min) (3.1) = 2.4 () 式中 q-泵的理論最大流量V葉片泵的排量 n電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（2） 液壓主油路中理論最高壓力為： =(Pa)=12.5(Mpa) (3.2)式中 q-泵的理論最大流量 Pt電動機(jī)功率 P油液的理論最高壓力2.靜壓平衡油路（1）靜壓油路中理論最大流量： q = Vn = 81440 = 11.52(l/min) (3.3) = 1.92 () 式中 V葉片泵的排量 n電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（2） 靜壓油路中理論最高壓力為： =(Pa)=5.73(Mpa) (3.4)式中 q-泵的理論最大流量 Pt電動機(jī)功率 P油液的理論最高壓力因此：對于

15、液壓主油路中系統(tǒng)的可能達(dá)到的最大理論流量為1.92 ，液壓油可能達(dá)到的最高壓力為12.5 Mpa對于靜壓主油路中系統(tǒng)的可能達(dá)到的最大理論流量為2.4 ，液壓油可能達(dá)到的最高壓力為5.73 Mpa 1. 靜壓主油路油泵采用型號為PVL1-8-FF-1R-L的葉片泵，公稱排量為8ml/r、安裝形式為標(biāo)準(zhǔn)法蘭安裝、油口連接為4螺栓連接、軸伸為標(biāo)準(zhǔn)圓柱形軸伸、旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r針旋轉(zhuǎn)、輸出口位置在左方。圖3.1.4 油泵電機(jī)組3.2 液壓閥3.2.1 單向閥的選型（1）液壓主油路單向閥的選型 根據(jù)液壓系統(tǒng)中最大流量： q = Vn = 101440 =14.4(l/min)最高壓力： =12.5(Mpa)

16、 （2）靜壓主油路單向閥的選型 根據(jù)靜壓系統(tǒng)中最大流量： q = Vn = 81440 = = 11.52(l/min)最高壓力： =5.73(Mpa) 因?yàn)橐簤河吐泛挽o壓油路的最大流量相差不大，兩個油路的單向閥都可以可以選擇直通型 CIT-03-35-50 型號的單向閥，它的額定流量30L/min，最高工作壓力為25 Mpa，開啟壓力為0.35Mpa，連接形式為管式連接. 4單向閥的作用是防止負(fù)載突然急劇增加，造成對葉片泵的沖擊損壞。壓降特性如圖3.2.1所示：從右圖中可以看出CIT-03-35-50 型號的單向閥壓降值比較平穩(wěn)，在液壓油路和靜壓油路流量分別壓降都大約為0.36 Mpa圖3.

17、2.1 單向閥壓降特性3.2.2 電磁換向閥的選型（1）液壓系統(tǒng)單向閥的選型 根據(jù)液壓系統(tǒng)中最大流量q： 14.4 l/min最高壓力P： 12.5 Mpa 根據(jù)靜壓系統(tǒng)中最大流量q： 11.52 l/min最高壓力P： 5.73 Mpa由于此回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)提供的可能最高壓力油為12.5 MPa，最高流量為14.4L/min,因此可以選擇意大利ATOS電磁換向閥，型號為DHI-0751/2-IN110.它的最大流量達(dá)60 L/min，最大工作壓力達(dá)35 MPa，完全滿足此回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)要求。4為了滿足系統(tǒng)空載啟動及系統(tǒng)流向的調(diào)節(jié)，回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)設(shè)置為三位四通電磁換向閥。電磁

18、換向閥控制液壓缸的伸縮，這四個電磁換向閥分別控制回轉(zhuǎn)工作臺的分度停止，分度夾緊 ，回轉(zhuǎn)工作臺定位，回轉(zhuǎn)工作臺夾緊和靜壓平衡這五個動作。DHI-0751/2-IN110的壓降特性如圖3.2.2所示：DHI-0751/2-IN110的電磁換向閥的為A曲線從右圖可以看出液壓油路在流量為14.4l/min的壓力損失大約為1.3Mpa靜壓油路在流量為11.52l/min的壓力損失大約為1Mpa圖3.2.2 DHI-0751/2-IN110的壓降特性3.2.3 溢流閥的選型溢流閥的的作用是當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到其調(diào)定值,開始溢流,將系統(tǒng)的壓力基本穩(wěn)定在調(diào)定的數(shù)值上。溢流閥在液壓系統(tǒng)中的主要作用有：（1）溢流

19、閥作用、安全閥作用、卸菏閥作用、背壓閥作用。 根據(jù)液壓系統(tǒng)中最大流量q： 14.4 l/min最高壓力P： 12.5 Mpa 根據(jù)靜壓系統(tǒng)中最大流量q： 11.52 l/min最高壓力P： 5.73 Mpa由上述計算所得值可以選用油研（YUKEN）公司的DT-02-H-22型號直動溢流閥，它的的連接形式為管式連接（DT），公稱通徑為1/4（02），調(diào)壓范圍為7-21 MPa （H）最大流量為16 L/min。下圖分別為DT-02-H-22直動式溢流閥直動型溢流閥流量-壓力特性圖。從右圖可知DT-02-H-22直動式溢流閥在液壓油路流量為14.4l/min時，壓力為20Mpa；在靜壓油路流量為1

20、1.52l/min時，壓力為19 Mpa圖3.2.5直動型溢流閥 流量-壓力特性3.2.4 單向節(jié)流閥的選型根據(jù)液壓系統(tǒng)中最大流量q： 14.4 l/min最高壓力P： 12.5 Mpa 根據(jù)靜壓系統(tǒng)中最大流量q： 11.52 l/min最高壓力P： 5.73 Mpa為滿足系統(tǒng)需求選用疊加式單向節(jié)流閥MSW-01-X-50，它的最高工作壓力可達(dá)31.5MPa,最大流量可達(dá)60 L/min，并且A、B油路用疊加式單向節(jié)流閥，A油路出口節(jié)流用。3.3冷卻器的選型3.3.1 液壓系統(tǒng)發(fā)熱功率的計算回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外載荷輸出的有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高，

21、液壓系統(tǒng)的功率損失計算就是其散熱功率的計算。計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 (3.5)式中 Py液壓系統(tǒng)的總輸入功率W；Pc輸出的有效功率W。液壓系統(tǒng)的總輸入功率=4.1（KW） (3.6)輸出的有效功率 =3（KW） (3.7)=1.1（KW）式中 Tt 工作周期s； z、n、m 分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量；Pi、Qi、pi 分別為第臺泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率；ti 第臺泵工作時間s；Fwi、Si 液壓缸外載荷及此載荷時的行程 N、m。3.3.2 液壓系統(tǒng)散熱功率的計算因?yàn)橛拖涞挠行莘e為，可求得油箱的散熱面積為 (3.8)散熱功率 (3.9)式中 ； ； m2； 取油溫，環(huán)境溫度為。

22、 由于管路的散熱是很小的，故忽略不計，則油箱的散熱功率為 (3.10)由此可見，油箱的散熱可以滿足回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)散熱的要求，不需要另設(shè)冷卻器。3.4管路設(shè)計在液壓傳動中常用的管子有鋼管、銅管、橡膠管、膠管、尼龍管、塑料管等。鋼管可以分為無縫鋼管和焊接鋼管，無縫鋼管一般用于高壓系統(tǒng)，焊接鋼管用于中低壓系統(tǒng)。鋼管的特點(diǎn)是能承受很高的壓力，價格低廉，剛度好，強(qiáng)度高，但裝配和彎曲較困難，即鋼管安裝時彎曲半徑不能太小，它多用在裝配位置比較方便的地方。常用的鋼管是無縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于1.6MPa時，也可以用焊接鋼管。管路連接采用55直管螺紋，采用霍格的卡套式管接頭。1、 計算油管內(nèi)徑 (3.4)

23、式中 流經(jīng)油管的流量；流經(jīng)油管內(nèi)的允許流速，取吸油管道，壓油和回油管道。液壓主油路吸油管道：液壓主油路吸油管道：液壓主油路回油管道：靜壓主油路吸油管道流量：靜壓主油路吸油管道：靜壓主油路回油管道：2、選取油管內(nèi)徑按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，查表，具體選取如下。液壓與靜壓主油路定量葉片泵吸油管選取無縫鋼管公稱通徑為20mm，鋼管外徑為28mm。回油管、泄油管、單向閥接口均選取無縫鋼管公稱通徑為15 mm，鋼管外徑為22mm。3.5 輔助元件的選型1、高壓濾油器的選型因?yàn)殪o壓平衡油路是一種高精度工作方式，進(jìn)入的油液務(wù)必清潔，又根據(jù)靜壓系統(tǒng)中最大流量q： 11.52 l/min最高壓力P： 5.73

24、Mpa選用德國hydac公司生產(chǎn)的型號為DFBN/HC30G10B1的高壓濾油器。它的過濾效率99.5%， 濾芯結(jié)構(gòu)由疏致密，納污容量大，使用壽命長。工作溫度為：-30 - +100，可適用于各種工況。2、 回油濾油器的選型回油濾油器，選用溫州黎明液壓公司生產(chǎn)的型號為RFA-250*20F-Y的濾油器。此濾油器用于液壓系統(tǒng)回油精過濾，濾除液壓系統(tǒng)中元件磨損產(chǎn)生的金屬顆粒以及密封件的橡膠雜質(zhì)等污染物，使流回油箱的油液保持清潔。它安裝在油箱頂部，筒底部分浸入油箱內(nèi)，并設(shè)置旁通閥，液流擴(kuò)散器，濾芯污染堵塞發(fā)訊器等裝置。3、 空氣濾清器的選型空氣濾清器的結(jié)構(gòu)由空氣過濾和加油過濾兩部份組成，不僅可以防止

25、加油過程中混入顆粒雜質(zhì)，從而簡化了油箱的結(jié)構(gòu)，又有利于油液的凈化空氣濾清器，選擇型號為QUQ2-40x2.5，空氣過濾精度為20，空氣流量為1.0m3/min。主要作用過濾空氣，防止灰塵進(jìn)入油箱。4、 液位液溫計的選型液位液溫計采用溫州黎明液壓有限公司生產(chǎn)的，型號為YWZ-100T。介質(zhì)為一般液壓油，螺釘中心距100mm。YWZ-100T型號液位液溫計的溫度測量范圍為-20-100攝氏度，承受壓力范圍為0.1-0.15MPa.YWZ-100T型號液位液溫計d的安裝方法及附件：根據(jù)選用規(guī)格的中心距尺寸，加工好2個安裝孔，例如油箱的壁厚小于等于10mm時，2只安裝螺釘孔為直徑11mm；若油箱的壁厚

26、大于10mm時，2只安裝螺釘孔為直徑10mm。且要對孔的平面進(jìn)行處理，以防止安裝后漏油。液位計附件：螺母、墊圈、密封平墊圈各兩只。5、 液位控制器的選型選用YKJD24-80-300型液位控制繼電器是一種新型液面高度電發(fā)訊控制裝置，主要用于箱內(nèi)液面位置與液壓源電源的自動控制和報警，具有結(jié)構(gòu)緊湊，控制靈敏，安裝簡單等特點(diǎn)。當(dāng)液位低于要求時，液位控制繼電器動作，報警器工作。6、 溫度計的選型溫度計選擇型號為Wssx-411 L=300的電接點(diǎn)雙金屬溫度計，主要應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場對溫度自動控制和報警?？梢灾苯訙y量各種生產(chǎn)過程中的-80-+500攝氏度范圍內(nèi)液體、蒸汽和氣體介質(zhì)溫度。4 結(jié)構(gòu)件的設(shè)計4.1

27、 油箱的設(shè)計計算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)停止工作時應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)；而工作時又能保持適當(dāng)?shù)囊何?。油箱在液壓系統(tǒng)中的功能有：儲存液壓系統(tǒng)所需的工作介質(zhì)；散發(fā)液壓系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的一部分熱量；沉淀混入工作介質(zhì)中的雜質(zhì)；分離混入工作介質(zhì)中的空氣或水分。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計等。它采用開式結(jié)構(gòu)設(shè)計，開式結(jié)構(gòu)油箱中的油液具有與大氣相通的自由液面，在油箱蓋上裝有空氣過濾器，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便。計算油箱總?cè)莘e： V= (4.1)=1.23420=516.7(L) 式中 經(jīng)驗(yàn)系數(shù),取1.23，因油箱的最高液位高度

28、占油箱總高的80；油箱的有效容積420L;確定油箱尺寸:油箱一般由鋼板焊接而成，為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱宜設(shè)計為立方體或高：寬：長為1:2:3的長方體。最終確定油箱尺寸高為400mm，寬900mm，長1450mm.壁厚為5mm.實(shí)際油箱總?cè)莘e：=522(L) 516.7(L)即實(shí)際油箱容積稍大于理論油箱容積，符合要求。油箱容積以及尺寸的設(shè)定同樣會給回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)帶來重要的影響，由于油箱往往是聯(lián)接件又是被聯(lián)接件，它需要承載閥臺等其他部件，改動非常困難，因此在油箱的設(shè)計時應(yīng)該引起足夠的重視。5圖4.1 油箱4.2集成閥的設(shè)計 回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)采用液壓閥集成裝配，集成液壓閥可

29、以顯著減少管路聯(lián)接和接頭，降低回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，增加現(xiàn)場添加和更改回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)回路的柔性，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維護(hù)方便、泄漏少、振動小、利于實(shí)現(xiàn)典型液壓系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。 集成式液壓系統(tǒng)的核心單元是疊加閥。疊加閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是閥體本身既是液壓閥的機(jī)體，又具有通道體和連接體的功能。使用疊加閥可實(shí)現(xiàn)液壓元件間無管化集成連接，使液壓系統(tǒng)連接方式大為簡化，系統(tǒng)緊湊，功耗減少，設(shè)計安裝周期縮短。閥塊是一個或多個特別的預(yù)先鉆有多個孔的閥塊體，在閥塊體上可以安裝有液壓閥、管接頭、壓力表等各種液壓元件，其內(nèi)部的孔道與元件孔道相連通，構(gòu)成液壓集成回路，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)的控制要求。閥塊上面的

30、第一個元件一般是壓力表開關(guān)，然后依次向上疊加各壓力控制閥和流量控制閥，最上層為換向閥，用螺栓將它們緊固成一個疊加閥。一般一個疊加閥組控制一個執(zhí)行元件。如果液壓系統(tǒng)有幾個需要集中控制的液壓元件，則用多聯(lián)底板，并排在上面組成相應(yīng)的幾個疊加閥組。因?yàn)榇嘶剞D(zhuǎn)工作臺疊加閥需要控制4個執(zhí)行元件，分別為分度停止液壓缸、分度夾緊液壓缸、回轉(zhuǎn)工作臺定位液壓缸、回轉(zhuǎn)工作臺夾緊液壓缸，所以集成閥需要四個疊加閥組，根據(jù)回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)原理圖可知集成閥中包含4個電磁換向閥、3個減壓閥、1個單向節(jié)流閥、3個壓力表1）分度停止回路：疊加閥組只需要一個電磁換向閥。2）分度夾緊回路：疊加閥組需要1個電磁換向閥、1個減壓閥、1

31、個單向節(jié)流閥。排列方式為單向節(jié)流閥在最下面，依次為減壓閥、電磁換向閥。3）回轉(zhuǎn)工作臺定位回路：疊加閥組需要1個電磁換向閥、1個減壓閥。排列方式為減壓閥在最下面，然后是電磁換向閥。4）回轉(zhuǎn)工作臺夾緊回路：疊加閥組需要1個電磁換向閥、1個減壓閥。排列方式為減壓閥在最下面，然后是電磁換向閥。圖4.2.1 即為回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)所設(shè)計的集成閥：6 圖4.2.1 集成閥4.3 其它零件的設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)的要求，需要設(shè)計電機(jī)座，閥塊支架（液壓回路和靜壓回路），泵的吸油法蘭。這些零件都是焊接組件，材料為Q235-A。1.液壓回路閥塊支架，長寬都為50mm.高為174mm,且壁厚為4mm.2 靜壓回路閥塊支架，

32、長為90mm，寬為70mm,高為166mm,且壁厚為5mm.3.泵吸油法蘭設(shè)計為長70mm、寬為108mm，四個螺栓孔的直徑為18mm，吸油孔直徑為20mm。5 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對實(shí)際情況需對所設(shè)計的回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對一般液壓傳動系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切地計算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計算發(fā)現(xiàn)問題，對某些不合理的設(shè)計要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。5.1 回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失，管路的局

33、部損失和閥類元件的局部損失，總的壓力損失為 (5.1)5.1.1 管路的沿程壓力損失 流體在等截面直管中流動時因粘性摩擦而產(chǎn)生的壓力損失，稱為沿程壓力損失。 (5.2)式中 （m）； （m）； ( m/s)； ( kg/m3)； 。對于圓管層流，其理論值=64/Re，考慮到實(shí)際圓管截面有變形，以及靠近管壁處的液層可能冷卻，阻力略有加大。實(shí)際計算時，對金屬管應(yīng)取=75/Re，對橡膠管應(yīng)取=80/Re。由于選用礦油型液壓油，它的運(yùn)動粘度，液壓油密度，取1.液壓吸油管路沿程壓力損失此管路長0.8m，管內(nèi)徑0.02m，通過流量。油在管路中的實(shí)際流速為 (5.3) (5.4)因此油在管路中呈層流流動狀態(tài)

34、，對于金屬管其沿程阻力系數(shù)為 (5.5) 因此回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)吸油管路的沿程壓力損失大約為0.0015MPa。2.靜壓吸油管路沿程壓力損失此管路長0.8m，管內(nèi)徑0.02m，通過流量。油在管路中的實(shí)際流速為 (5.6) (5.7)因此油在管路中呈層流流動狀態(tài)，對于金屬管其沿程阻力系數(shù)為 (5.8) 因此回轉(zhuǎn)工作臺靜壓系統(tǒng)吸油管路的沿程壓力損失大約為0.0012MPa。3. 回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)壓油，回油管路沿程壓力損失這兩個管路長1.6m，管內(nèi)徑0.015m ，通過流量， 油在管路中的實(shí)際流速為 (5.9)因此油在管路中呈層流流動狀態(tài)，對于金屬管其沿程阻力系數(shù)為 (5.10) (5.11) 因

35、此回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)壓油和回油管路的沿程壓力損失大約0.0095MPa。4. 靜壓系統(tǒng)中壓油和回油管路沿程壓力損失這兩個管路長0.8m，管內(nèi)徑0.015m，通過流量。油在管路中的實(shí)際流速為 (5.12) (5.13)因此油在管路中呈層流流動狀態(tài)，對于金屬管其沿程阻力系數(shù)為 (5.14) 因此回轉(zhuǎn)工作臺靜壓系統(tǒng)壓油和回油管路的沿程壓力損失大約0.0038MPa。5. 液壓系統(tǒng)中沿程壓力總損失 靜壓系統(tǒng)中沿程壓力總損失 即液壓系統(tǒng)中沿程壓力總損失為0.011MPa靜壓系統(tǒng)中沿程壓力總損失0.005MPa。5.1.2 單向閥元件的局部壓力損失由單向閥元件的曲線圖可知，在流量最大時單向閥的局部損失最大

36、。查圖可得單向閥的局部損失=0.1MPa 5.1.3 回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)總的壓力損失由于液壓系統(tǒng)管路的局部損失很小，故可以忽略不計。則液壓系統(tǒng)總的壓力損失為則靜壓系統(tǒng)總的壓力損失為6 液壓系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及維護(hù)6.1 泵站系統(tǒng)的安裝6.1.1技術(shù)準(zhǔn)備1、熟悉回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)原理圖、電氣原理圖、管道布置圖、液壓元件、輔件、管件清單和有關(guān)元件樣本等資料。 2、核對液壓件的數(shù)量，確認(rèn)所有液壓元件的質(zhì)量狀況。嚴(yán)格檢查壓力表的質(zhì)量，進(jìn)行校驗(yàn)，確保準(zhǔn)確。 6.1.2 管道的安裝管道安裝質(zhì)量直接影響液壓系統(tǒng)工作性能。1、根據(jù)回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)原理圖，對所需連接的組件、液壓元件、管接頭、法蘭作一個整體規(guī)劃。

37、 2、管道的排列和走向應(yīng)整齊一致，層次分明。盡量采用水平或垂直布管，水平管道的不平行度應(yīng)小于或等于2/1000；垂直管道的不垂直度應(yīng)小于或等于2/400。平行度、垂直度可以用用水平儀檢測。 3、交叉或平行的管系之間，必須有10mm以上的間距。 4、管道必須有一定的剛性和抗振能力。合理配置管道支架與管夾。支架或管夾應(yīng)設(shè)在彎曲管子起彎點(diǎn)的附近。5、管道的質(zhì)量不可以由閥、泵及其它液壓元件和輔助件承受；當(dāng)然管道同樣不能支承較重的元件。 6、明確管道材質(zhì)，不允許使用材質(zhì)不明的管子。7、連接管接頭或法蘭的管子應(yīng)該是一段直管，換句話說這段管子的軸心線應(yīng)與管接頭、法蘭的軸心線是平行、重合。并且此直線段長度必須

38、大于或等于管徑的2倍。 6.1.3 液壓元件的安裝1、電動機(jī)、油泵的安裝1）安裝電動機(jī)、油泵、支架、底座各個結(jié)合面上必須無銹、無凸出斑點(diǎn)或油漆層。在這些結(jié)合面上可以涂一薄層防銹油。 2）安裝液壓泵、支架和電動機(jī)時，泵與電動機(jī)兩軸之間的同軸度允許的誤差差和平行度允許的誤差應(yīng)符合要求，也可以不大于制造商推薦的同軸度、平行度要求。3）葉片泵一般不允許承受徑向載荷，所以電動機(jī)可以直接通過彈性聯(lián)軸器來傳動。電動機(jī)和液壓泵的軸需要有有較高的同軸度精度，其允許誤差應(yīng)在0.1mm以下，同時傾斜角也不得大于1。2、閥類元件的安裝1）注意各閥類元件進(jìn)油口、出油口位置。2）沒有規(guī)定安裝的位置時，應(yīng)安裝在便于使用、維

39、修的位置上。通常情況下方向控制閥應(yīng)保持與軸線水平安裝，換向閥安裝時，需要均勻擰緊4個螺釘，一般以對角線為一組逐漸擰緊。3）與法蘭連接的閥件，螺釘不能擰得過緊，過緊會造成密封不良。6.2泵站系統(tǒng)的調(diào)試1、調(diào)試前檢查（1）熟悉情況，確定調(diào)定項(xiàng)目（2）外觀檢查，發(fā)現(xiàn)問題改正后再進(jìn)行調(diào)試試車。2、調(diào)試1、在向油箱加入液壓油之前一定要先確認(rèn)液壓系統(tǒng)凈化符合標(biāo)準(zhǔn)。液壓油通過空氣濾清器加入油箱。 2、確認(rèn)安裝的液壓系統(tǒng)各部份合理無誤。 4、液壓閥的調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢靡线m，使壓力能維持空轉(zhuǎn)。調(diào)整好執(zhí)行機(jī)構(gòu)的極限位置，并維持在空載狀態(tài)。 5、接通電源、點(diǎn)動液壓泵電機(jī)，確定電源連線是否正確無誤。延長啟動時間，檢查空運(yùn)轉(zhuǎn)有無異常。6.3泵站系統(tǒng)的維護(hù)1、液壓系統(tǒng)需要每天檢查，主要檢查液壓泵啟動前、后和停止運(yùn)轉(zhuǎn)前得狀態(tài)。 2、液壓系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行過程中，注意油質(zhì)的變化,并且定期取樣化驗(yàn)。 3、液壓系統(tǒng)油液溫度不能過高。液壓機(jī)械油液的工作溫度一般在30-65的范圍內(nèi)。 4、額定電壓的波動值不得超過5%10%，這樣可以保證電磁閥正常工作。 5、工作時不能敞開電氣盒、電氣柜、操作臺等設(shè)備的蓋子或門。6、及時分析處理系統(tǒng)產(chǎn)生異常的部位。 7、確保冷卻器和加熱器的工作性能。 8、發(fā)現(xiàn)蓄能器不能正常工作時要及時充氣和修理。77 結(jié) 論以上針對回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)泵站進(jìn)行