運(yùn)卷小車(chē)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文

1、大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第一章 緒論1.1 文獻(xiàn)綜述1.1.1 課題研究背景 高速線材軋機(jī)以其精確的孔型設(shè)計(jì)，合理的張力及活套控制，單線無(wú)扭高速連續(xù)軋制方式，以及足夠的軋機(jī)剛性結(jié)構(gòu)和耐磨的軋輥材質(zhì)，保證了產(chǎn)品具有普通軋機(jī)所難以保持的斷面尺寸精度。通常高速線材軋機(jī)的產(chǎn)品斷面尺寸精度能達(dá)到±0.1mm（對(duì)5.58.0mm的產(chǎn)品而言）及±0.2mm（對(duì)9.016mm產(chǎn)品及盤(pán)條而言），斷面不圓度不大于斷面尺寸總偏差的80%。近年來(lái)又出現(xiàn)了成圈前的規(guī)圓設(shè)備，能把斷面尺寸偏差控制到±0.05mm。 多種形式的軋后控制冷卻技術(shù)是高速線材軋機(jī)不可分割的組成部分，當(dāng)今軋后控制

2、冷卻工藝與設(shè)備可以對(duì)所有鋼種，甚至非鐵基合金線材進(jìn)行控制冷卻，從而得到能滿足不同需要的金屬顯微組織和性能。近年來(lái)通過(guò)軋制中的水冷和相應(yīng)的變形分配所形成的控制軋制工藝，與軋后控制冷卻相配合，使高速線材軋機(jī)對(duì)產(chǎn)品顯微組織及力學(xué)性能的控制水平更高。 1993年，天津天鋼集團(tuán)公司首先由美國(guó)摩根公司引進(jìn)第五代超重負(fù)荷V型軋機(jī)，標(biāo)志著我國(guó)高線軋機(jī)的技術(shù)裝備與國(guó)際先進(jìn)水平接軌。其后五年間，相繼又有湘鋼、包鋼、沙鋼、昆鋼、武鋼、寶鋼引進(jìn)了同等水平的8條高線（沙鋼引進(jìn)兩條單線軋機(jī)，武鋼引進(jìn)為雙線軋機(jī)）。正在建設(shè)即將投產(chǎn)的杭鋼和安陽(yáng)鋼廠的單線軋機(jī)也具有同樣的水平。高線生產(chǎn)線采用的是液壓傳動(dòng)，與機(jī)械傳動(dòng)相比，液壓傳

3、動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)（流量）和動(dòng)力參數(shù)（壓力）的控制。而純機(jī)械傳動(dòng)一般只進(jìn)行有級(jí)變速，而且一般情況下體積比較大，并且布局方式和控制方式受到限制。由于液壓傳動(dòng)具有傳遞效率高，可進(jìn)行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出轉(zhuǎn)速可以無(wú)級(jí)調(diào)速，可正反向運(yùn)轉(zhuǎn)，速度剛性大，動(dòng)作實(shí)現(xiàn)容易，而且液壓傳動(dòng)調(diào)節(jié)便捷布局靈活，尤其在高危工作環(huán)境還可以遠(yuǎn)程控制等突出優(yōu)點(diǎn)，液壓傳動(dòng)在現(xiàn)代化的工業(yè)發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用?；仡櫨€材軋機(jī)的演變給人們的啟示是：線材軋機(jī)是朝著高速單線、無(wú)扭、自動(dòng)化方向發(fā)展，以滿足用戶對(duì)線材產(chǎn)品的要求：大盤(pán)重，高精度和優(yōu)良的使用性能與金相組織等，這樣復(fù)二重軋機(jī)已不能適應(yīng)。從七十年代末到現(xiàn)在，

4、我國(guó)一些主要鋼鐵企業(yè)先后引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的高速線材軋機(jī)技術(shù)與裝備。與此同時(shí)，我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的高速線材軋機(jī)也取得逐步成效。這使我國(guó)的線材生產(chǎn)發(fā)生了重大變化，一批集中了線材軋機(jī)新成就的現(xiàn)代高速線材軋機(jī)在我國(guó)興建，使我國(guó)的線材軋機(jī)的線材生產(chǎn)由落后的三十至四十年代水平一躍提到七十年代末至八十年代的先進(jìn)水平，大大提高了我國(guó)線材生產(chǎn)同世界先進(jìn)水平的差距，并通過(guò)合作制造設(shè)備和備品備件的國(guó)產(chǎn)化的途徑，對(duì)我國(guó)現(xiàn)有線材軋機(jī)的技術(shù)改造提供了有利條件?？梢灶A(yù)見(jiàn)，帶有45°無(wú)扭精軋機(jī)組的控制冷卻系統(tǒng)的高速線材軋機(jī)將會(huì)成為我國(guó)線材生產(chǎn)的主力軍。1.1.2 液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，降低

5、能耗、提高效率、適應(yīng)環(huán)保需求、機(jī)電一體化、高可靠性等是液壓技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有的技術(shù)改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來(lái)的要求。其主要發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)方面：1.1.2.1 減少能耗，充分利用能量液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及其正反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大的進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率得到顯著提高。1.1.2.2

6、主動(dòng)維護(hù)液壓維護(hù)已從過(guò)去簡(jiǎn)單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，及發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事件的發(fā)展。1.1.2.3機(jī)電一體化電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作的可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低、漏油、維修性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)輸出力大、慣性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。1.1.2.4 液壓行業(yè)液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套方向發(fā)展；向低能耗、低噪聲、低振動(dòng)、無(wú)泄漏以及污染控制、應(yīng)用水基介質(zhì)等適應(yīng)環(huán)保要求方向發(fā)展；開(kāi)展高集成化高功率密度、智能化、機(jī)電一體化以及輕小

7、型微型液壓元件；積極采用新工藝、新材料和電子、傳感等高新科技。液壓傳動(dòng)和控制廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料的新成果，而其向自動(dòng)化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展。因此，采用液壓傳動(dòng)可使工業(yè)企業(yè)易于實(shí)現(xiàn)智能化、節(jié)能化和環(huán)保化，而這已成為當(dāng)前和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。1.1.3本文設(shè)計(jì)內(nèi)容 本文主要是液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括液壓原理圖的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)壓力的確定，液壓缸、油管、閥、油泵（馬達(dá)）、電機(jī)的計(jì)算與選擇、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算，系統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算等。1.2液壓技術(shù)簡(jiǎn)介1.2.1液壓傳動(dòng)的發(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)發(fā)

8、展較晚的技術(shù)。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，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，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)得到廣泛應(yīng)用。1.2.2液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1. 在同等體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力。在同等的功率下，液壓裝置體積小，重量輕，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電機(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)和頻繁的轉(zhuǎn)向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)

9、動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘500次，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘1000次。3. 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，它還可以在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。4. 液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化，它對(duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。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，也能方便的實(shí)現(xiàn)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)期在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作而不會(huì)發(fā)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有較大

10、的機(jī)動(dòng)性。7. 液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。（孫正培1993）1.2.3 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1. 液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，這是由液壓油的可壓縮性和泄露等因素造成的。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、泄露損失等），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)定性很容易受到溫度的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。4. 為了減少泄露，液壓元件在制造精度上要求較高，因此它的造價(jià)較高，而且對(duì)工作介質(zhì)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)效率低。7. 液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因?？偟膩?lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，

11、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)的進(jìn)步得到克服（官忠范 1989）。第二章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目前，有關(guān)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一些理論和方法還不夠完善，主要是半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。隨著液壓技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，一定會(huì)有完備的理論和方法的不斷充實(shí)和完善，比如已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用并在發(fā)展和實(shí)踐的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)，都將會(huì)成為一種科學(xué)的設(shè)計(jì)工具。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，除了應(yīng)符合其主機(jī)在動(dòng)作循環(huán)和靜、動(dòng)性能等方面所提高的要求外，還必須要滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便、工作安全可靠性好、成本低、效率高、壽命長(zhǎng)等條件（張立平 1997）。2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 2.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)

12、運(yùn)卷小車(chē)上升和下降所需時(shí)間：3 s；托輥液壓缸活塞桿程行：252mm；托輥液壓缸無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：220KN；托輥液壓缸有桿腔供油活塞桿最大受力：100KN；運(yùn)卷小車(chē)轉(zhuǎn)臂伸出和縮回所需時(shí)間：3 s；運(yùn)卷小車(chē)轉(zhuǎn)臂液壓缸活塞桿程行300m；運(yùn)卷小車(chē)轉(zhuǎn)臂液壓缸無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：110/2 KN；運(yùn)卷小車(chē)轉(zhuǎn)臂液壓缸有桿腔供油活塞桿最大受力：系統(tǒng)背壓；運(yùn)卷小車(chē)轉(zhuǎn)臂馬達(dá)轉(zhuǎn)速：126 ；2.1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 1. 完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，在2萬(wàn)字左右。要求文字通順、書(shū)寫(xiě)工整、條理清晰， 說(shuō)明透徹，計(jì)算準(zhǔn)確、資料齊全、按統(tǒng)一規(guī)定格式、封面、裝訂成冊(cè)，要求全部計(jì)算機(jī)打印。 2. 制圖：要求裝配圖

13、和零部件圖符合工程制圖規(guī)范，要求至少1張1#圖紙手工繪制，其它圖紙CAD或CAXA繪制，本設(shè)計(jì)要求完成如下圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。 運(yùn)卷小車(chē)總裝配圖，0#； 液壓泵站，0#； 液壓原理圖，1#； 零件圖，2×1#； 集成塊單元回路圖，0#。2.1.3 專(zhuān)題部分要求 1、運(yùn)卷小車(chē)總體方案設(shè)計(jì)； 2、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 3、液壓油路板的設(shè)計(jì)； 4、液壓泵站的設(shè)計(jì)； 5、操作和設(shè)備維護(hù)； 6、結(jié)束語(yǔ)。2.1.4 本題目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)本設(shè)計(jì)題目的重點(diǎn)：液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)題目的難點(diǎn)：液壓集成板的設(shè)計(jì)。2.2 制定并篩選系統(tǒng)方案 2.2.1制定系統(tǒng)方案液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的目的是在滿足主機(jī)功能的前提下，優(yōu)選出綜

14、合性能指標(biāo)最優(yōu)的液壓系統(tǒng)方案。首先根據(jù)技術(shù)要求確定執(zhí)行原件的種類(lèi)、數(shù)量、動(dòng)作順序和動(dòng)作條件，擬定驅(qū)動(dòng)執(zhí)行原件的基本回路。分部考慮驅(qū)動(dòng)回路、控制回路、液壓源回路等基本控制部分，然后綜合得到總的液壓系統(tǒng)。最后再進(jìn)一步考慮安全性、節(jié)能、壽命等因素，對(duì)此基本系統(tǒng)進(jìn)行修改補(bǔ)充，使之趨于完善，獲得在滿足技術(shù)要求的條件下，最少液壓元件組成的最優(yōu)液壓系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用一臺(tái)液壓泵供油，一套液壓泵以及配套的電機(jī)備用，這樣可以提高系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)采用恒壓變量泵供油，此種泵具有裝機(jī)功率小、運(yùn)行功率因數(shù)高、主機(jī)行程次數(shù)快、液壓功率損失小、系統(tǒng)發(fā)熱小等特點(diǎn)，而且在壓力不變的情況下更節(jié)約能源。系統(tǒng)采用電磁換向閥對(duì)執(zhí)行元件的

15、方向進(jìn)行控制。電磁閥的性能及成本都介于普通閥和伺服、比例閥之間，能很好的滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。而且系統(tǒng)還采用單向節(jié)流閥對(duì)液壓缸和液壓馬達(dá)進(jìn)行速度控制，采用液壓鎖平衡系統(tǒng)的壓力以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行短時(shí)間的保壓。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮，系統(tǒng)應(yīng)該盡量選擇統(tǒng)一型號(hào)的油管、閥以及其他液壓輔助元件，而且應(yīng)該盡量遵循就近原則，這樣有利于供貨商供貨，廠家售后服務(wù)，從而降低成本，縮短設(shè)計(jì)維修周期進(jìn)而提高效益。 2.2.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 擬定液壓系統(tǒng)圖是整個(gè)液壓系統(tǒng)中最重要的一步，它從作用原理上和結(jié)構(gòu)上組成上 具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提到的各項(xiàng)要求。擬定液壓系統(tǒng)圖包括兩項(xiàng)內(nèi)容：通過(guò)分析對(duì)比選出合理的液壓回路；把選出的液壓回路組

16、成液壓系統(tǒng)。 2.2.2.1 確定選擇基本回路 它是決定主機(jī)動(dòng)作和性能的基礎(chǔ)，是構(gòu)成系統(tǒng)的骨架。選擇回路時(shí)既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動(dòng)作、同步動(dòng)作、動(dòng)作互鎖等要求，也要考慮節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少?zèng)_擊、保證動(dòng)作精度等問(wèn)題。各基本回路如下圖所示： 圖2.1 調(diào)速回路 圖2.2 平衡回路圖2.3 鎖緊回路2.2.2.2 調(diào)速方式的選擇 在液壓系統(tǒng)中，調(diào)速回路是液壓系統(tǒng)的核心。往往調(diào)速方式一經(jīng)確定，油液的循環(huán)形式、油源的結(jié)構(gòu)形式、乃至其他回路的選擇，都受到影響，為此必須對(duì)它多加推敲。液壓調(diào)速分為節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速三大類(lèi)。本系統(tǒng)采用回油節(jié)流調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是給予背壓，以抗拒負(fù)的負(fù)載產(chǎn)生，

17、防止突進(jìn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作比較平穩(wěn)。2.2.2.3 綜合考慮組合液壓系統(tǒng)圖 綜合考慮擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，應(yīng)注意一下幾方面的問(wèn)題：1、 組合基本回路時(shí)，要注意回路間可能存在的相互干擾。2、 提高系統(tǒng)效率，防止系統(tǒng)過(guò)熱。3、 防止液壓沖擊。4、 確保系統(tǒng)安全可靠。5、 為了調(diào)整和檢修上的方便，在擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，就應(yīng)在需要檢測(cè)系統(tǒng)的地方，設(shè)置工藝街頭以便于安裝檢修儀表（成大先 1993）詳情見(jiàn)圖運(yùn)卷小車(chē)液壓系統(tǒng)原理圖圖2.4 液壓系統(tǒng)原理圖第三章 液壓系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算經(jīng)過(guò)上一節(jié)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的控制邏輯已經(jīng)確定。接下來(lái)的任務(wù)就是選擇合理的工作參數(shù)和確定適宜的液壓元件。對(duì)于統(tǒng)一方案的液壓系統(tǒng)，

18、由于參數(shù)設(shè)計(jì)的不同，其液壓元件的選型是有區(qū)別的。又由于不同參數(shù)液壓元件的性能不同，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)性能的差異，為了獲得最佳的工作參數(shù)和合理的液壓元件，液壓元件選型與參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)同步進(jìn)行的。3.1 工況分析 該液壓系統(tǒng)是包鋼天誠(chéng)線材有限公司高速線材軋機(jī)上的輔助設(shè)備，它的作用是把卷取機(jī)上卷好的鋼卷轉(zhuǎn)移到C型鉤上最后經(jīng)冷卻后到達(dá)打捆機(jī)。工作的個(gè)動(dòng)作分別為由液壓缸驅(qū)動(dòng)的托輥?zhàn)錾舷峦鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)、液壓缸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臂支持機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臂的往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)卷小車(chē)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)所處工作環(huán)境的溫度大約為35 50,粉塵較小。根據(jù)設(shè)備專(zhuān)業(yè)要求，選擇單活塞桿雙作用液壓缸，工作壓力為中高壓及壓力應(yīng)在

19、10Mpa 16Mpa。3.2 液壓執(zhí)行原件的計(jì)算與選型液壓缸是液壓系統(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。初定液壓缸工作壓力，液壓缸工作壓力主要根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段中的最大總負(fù)載力來(lái)確定，此外，還需要考慮一下因素：1、 各類(lèi)設(shè)備的不同特點(diǎn)和使用場(chǎng)合。2、 考慮經(jīng)濟(jì)和重量因素，壓力選的低，則元件尺寸大，重量重；壓力選的高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對(duì)元件的制造精度，密封性能要求高。3、 液壓缸的安裝方式要根據(jù)負(fù)載特性和運(yùn)動(dòng)形式妥善選擇，要使液壓缸所受載荷沿動(dòng)作方向而在徑向不受載荷（張展 1993）3.2.1 托輥液壓缸的計(jì)算和選型已知參數(shù)：無(wú)桿腔供

20、油活塞桿最大受力：220KN；有桿腔供油活塞桿最大受力：100KN；活塞桿行程：252mm；活塞桿打行程的動(dòng)作時(shí)間：3 s3.2.1.1 液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定（液壓缸無(wú)桿腔供油時(shí)）1. 液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算： 根據(jù)公式：F=式（3.1） 選自機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式37.515 式中：A1= 無(wú)桿腔活塞有效工作面積m； 有桿腔活塞有效工作面積m； 外載荷N； F 活塞受力N； 液壓缸的工作腔壓力Pa； 液壓缸回油腔壓力Pa（其值根據(jù)回路的具體情況而定，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表37.55?。?； 活塞桿直徑； 活塞的直徑； 液壓缸機(jī)械效率。令：桿徑比 =； （查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表37.56取=0.7） 有： 式（3.2

21、）其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.2）中得：=138.0根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑的推薦值選：2. 驗(yàn)算系統(tǒng)的壓力：由式（3.1）可得： 式（3.3）把已知參數(shù)代入式（3.3）有： 因而初定壓力符合要求，故本系統(tǒng)額定壓力為16MPa3. 液壓缸最高允許壓力的確定最高允許壓力也是動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力，是液壓缸在瞬間所能承受的極限壓力： 式中： ：額定壓力為16MPa代入數(shù)據(jù)：選最高壓力為：18MPa4. 耐壓試驗(yàn)壓力的確定 耐壓試驗(yàn)壓力是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)需承受的試驗(yàn)壓力，在此壓力下不出現(xiàn)變形、裂縫或破裂。 3.2.1.2 活塞桿直徑的計(jì)算 由： 得 式（3.4）把元整到推薦值得：由：其中： 活塞無(wú)桿側(cè)有效面積m 活塞

22、有桿側(cè)有效面積m3.2.1.3活塞桿縮回時(shí)的實(shí)際受力（液壓缸有桿腔供油） 根據(jù)公式： 即： 式 （3.5）式中： ：液壓缸工作腔壓力Pa； ：液壓缸回油腔壓力Pa； ：活塞無(wú)桿側(cè)有效面積m； ： 活塞有桿側(cè)有效面積m。其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.5）中得：滿足受力要求3.2.1.4液壓缸的流量計(jì)算（一） 活塞桿外推1. 活塞外推時(shí)的線速度 1).活塞瞬間線速度 式（3.6）式中： 活塞線速度 A 活塞的有效作用面積（當(dāng)桿外推時(shí)為,內(nèi)拉時(shí)為）液壓缸的流量當(dāng)=常數(shù)，=常數(shù)，但實(shí)際上活塞在行程兩端各有一個(gè)加速或減速階段（見(jiàn)圖3.1） 圖3.1 活塞線速度隨時(shí)間變化圖2).活塞外推時(shí)活塞的平均線速度 式

23、（3.7） 式中： 活塞行程m； 活塞在單一方向全程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間s；設(shè)計(jì)給定值： 則有： 3). 活塞桿外推時(shí)活塞的最高線速度 式（3.8）式中： 活塞的線速度系數(shù) 由活塞的線速度圖可知：=1.1因此：0.09242. 活塞桿外推時(shí)液壓缸的最大體積流量 式（3.9）式中： 容積效率，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版第五卷取 代入數(shù)據(jù)： 但活塞在行程開(kāi)始時(shí)的加速階段和行程結(jié)束的減速階段非常短暫，在工程實(shí)際應(yīng)用中一般忽略。因此可以認(rèn)為活塞在行程的過(guò)程中保持恒定速度運(yùn)動(dòng)。則液壓缸的流量： （二）. 活塞桿縮回1. 活塞縮回時(shí)的線速度 活塞縮回時(shí)的速度與伸出時(shí)相同，在此不做重復(fù)計(jì)算，直接引用上面的結(jié)果： 2.桿外推

24、時(shí)液壓缸的最大體積流量式中：容積效率，取 代入數(shù)據(jù)： 但活塞在行程開(kāi)始的加速階段和行程結(jié)束的減速階段非常短暫，在工程實(shí)際應(yīng)用中一般忽略。因此可以認(rèn)為活塞在行程的過(guò)程中保持恒定速度運(yùn)動(dòng)。則液壓缸的流量為： 3.2.1.4 液壓缸的功和功率液壓缸所做的功為： 式（3.10）功率則為： 式（3.11）由于： 代入式（3.11）中則有： 式 （3.12）即：液壓缸的功率等于壓力與流量的乘機(jī)式中： ：液壓缸的負(fù)載（推力或拉力）N； ：活塞的行程； ：活塞的運(yùn)動(dòng)時(shí)間； ：活塞的運(yùn)動(dòng)速度； ：工作壓力； ：輸入流量。活塞桿伸出時(shí)已知參數(shù)： 代入式（3.12）中得： 2.活塞桿縮回時(shí)已知參數(shù)： 代入式（3.1

25、2）中得： 3.2.1.4液壓缸的總效率液壓缸的總效率有以下組成：1. 機(jī)械效率：有活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下，通常?。?. 容積效率由各密封件泄露所造成，通常取活塞密封為彈性材料時(shí)，活塞密封為金屬環(huán)時(shí)3. 作用力效率 由排油口背壓所產(chǎn)生的反作用力造成。當(dāng)排油直接回油箱時(shí) 液壓缸的總效率： 式（3.13）3.2.1.7 油口尺寸的計(jì)算1. 油口處油液流速的選擇 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表37.5-11 壓油口： 回油口： 本系統(tǒng)初選： 壓油口： 回油口： 2. 油口內(nèi)徑的計(jì)算1). 壓油口內(nèi)徑的計(jì)算 根據(jù)公式： 式 （3.14）式中： 油口內(nèi)徑，； 油口處油液流量，； 油

26、口處油液流速，。其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.14）中得： 取油口標(biāo)準(zhǔn)直徑為20mm2）回油口直徑的計(jì)算 根據(jù)公式： 式 （3.14）式中： 油口內(nèi)徑，m； 油口處油液流量，； 油口處油液流速，。 其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.14）中得： 取油口內(nèi)徑為203.2.1.8 液壓缸型號(hào)的選擇 選冶金設(shè)備用尾部耳環(huán)式緩沖液壓缸 適用介質(zhì)：液壓油、機(jī)械油、乳化液（不適用于磷酸酯）適用溫度：-40+120壓力級(jí)：結(jié)構(gòu)：雙作用單桿活塞桿液壓缸型號(hào)： UY WE 11 140252211 -163.2.2 轉(zhuǎn)臂液壓缸的計(jì)算和選型已知參數(shù)： 無(wú)桿腔供油活塞桿最大受力：110/2KN有桿腔供油活塞桿最大受力： 系統(tǒng)的

27、背壓活塞桿行程：300mm活塞桿單行程的動(dòng)作時(shí)間：3s3.2.2.1 液壓缸內(nèi)徑的確定（液壓缸無(wú)桿腔供油時(shí)）1. 液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算： 根據(jù)公式： 式（3.1）式中： 無(wú)桿腔活塞有效工作面積； 有桿腔活塞有效工作面積； 外載荷N；活塞受力N； 液壓缸工作腔壓力； 液壓缸回油腔壓力； 活塞桿直徑m； 活塞直徑m； 液壓缸機(jī)械效率。令：桿徑比；（ 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表37.56?。┯校?式（3.2）其中： （查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表37.55?。?把數(shù)據(jù)代入式（3.2）中得：根據(jù)液壓缸的推薦值選：2.驗(yàn)算系統(tǒng)的壓力： 由式（3.1）可得： 式（3.3）把已知參數(shù)代入式（3.3）有： 因而初定壓力符合要求，故本系

28、統(tǒng)的額定壓力為163. 液壓缸最高允許壓力的確定最高允許壓力也是動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力，是液壓缸在瞬間所能承受的極限壓力： 式中： ：額定壓力代入數(shù)據(jù)： 選最高壓力為：184. 耐壓試驗(yàn)壓力的確定耐壓試驗(yàn)壓力是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)需承受的試驗(yàn)壓力，在此壓力下不會(huì)出現(xiàn)變形或破裂 3.2.2.2 活塞桿直徑的計(jì)算由得： 式（3.4）把圓整到推薦值得：由 可知： 其中： ：活塞無(wú)桿側(cè)有效面積m ：活塞有桿側(cè)有效面面積m3.2.2.3 活塞桿縮回時(shí)的實(shí)際受力（液壓缸有桿腔供油）根據(jù)公式： 即： 式（3.5）式中： 液壓缸的工作腔壓力； 液壓缸的回油腔壓力； 活塞無(wú)桿側(cè)有效面積； 活塞有桿側(cè)有效面積。其中： 把數(shù)據(jù)

29、代入式（3.5）中得： 滿足受力要求。3.2.2.4 液壓缸的流量計(jì)算（一）. 活塞桿外推1. 活塞外推時(shí)的線速度1). 活塞瞬間線速度 （）式中： ：活塞的線速度（） 活塞的有效作用面積（當(dāng)桿外推時(shí)為，內(nèi)拉時(shí)為） ：液壓缸的流量當(dāng)=常數(shù)時(shí)，=常數(shù)，但實(shí)際上活塞在行程兩端各有一個(gè)加速或減速階段（見(jiàn)圖3.3） 圖 3.2 活塞線速度隨時(shí)間變化圖2). 活塞外推時(shí)活塞的平均速度 式（3.7）式中： 活塞行程m； 活塞在單一方向全程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間s；設(shè)計(jì)給定值： 則有： 3).活塞桿外推時(shí)活塞的最高線速度 式（3.8）式中： 活塞的線速度系數(shù)有活塞的線速度圖可知： =1.1因此： 3.活塞桿外推時(shí)液壓缸

30、的最大體積流量 式（3.9）（方桂花2002）式中： 容積效率，取=0.98代入數(shù)據(jù)：但活塞在行程開(kāi)始時(shí)的加速階段和行程結(jié)束的減速階段非常短暫，在工程實(shí)際應(yīng)用中一般忽略。因此可以認(rèn)為活塞在行程中保持恒定速度運(yùn)動(dòng)。則液壓缸流量為：（二）活塞桿縮回1. 活塞縮回時(shí)的線速度活塞縮回時(shí)的速度與伸出時(shí)相同，在此不做重復(fù)計(jì)算，直接引用上面的結(jié)果： 2.活塞桿外推時(shí)液壓缸的最大體積流量 式（3.9）式中： 容積效率，取=0.98代入數(shù)據(jù)： 但活塞在行程開(kāi)始的加速階段和行程結(jié)束的減速階段非常短暫，在工程實(shí)際應(yīng)用中一般忽略。因此可以認(rèn)為活塞在行程過(guò)程中保持恒定速度運(yùn)動(dòng)。則液壓缸的流量為：3.2.2.5 液壓缸的

31、功和功率液壓缸所做的功為： 式（3.10）（雷天覺(jué)1990） 功率則為： 式（3.11）由于： 代入式（3.11）中則有： 式（3.12）即：液壓缸的功率等于壓力與流量的乘積式中： ：液壓缸的負(fù)載（推力或拉力）N； ：活塞的行程m； ：活塞的運(yùn)動(dòng)時(shí)間S； ：活塞的運(yùn)動(dòng)速度； ：工作壓力Pa； ：輸入流量。1.活塞桿伸出時(shí)已知參數(shù)： 代入式（3.12）中得： 2.活塞桿縮回時(shí)已知參數(shù)： 代入式（3.12）中得： 3.2.2.6液壓缸的總效率液壓缸的總效率有以下組成：1.機(jī)械效率：有活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下，通常?。?.容積效率由各密封件泄露所造成，通常取活塞密封

32、為彈性材料時(shí)，活塞密封為金屬環(huán)時(shí)3.作用力效率 由排油口背壓所產(chǎn)生的反作用力造成。當(dāng)排油直接回油箱時(shí) 液壓缸的總效率： 式（3.13）3.2.2.8油口尺寸的計(jì)算1.油口處油液流速的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表37.5-11 壓油口： 回油口： 本系統(tǒng)初選： 壓油口： 回油口： 2.油口內(nèi)徑的計(jì)算1). 壓油口內(nèi)徑的計(jì)算 根據(jù)公式： 式 （3.14）式中： 油口內(nèi)徑； 油口處油液流量； 油口處油液流速；其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.14）中得： 2).回油口內(nèi)徑的計(jì)算根據(jù)公式： 式中： 油口內(nèi)徑m； 油口處油液流量； 油口處油液流速。 其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.14）中得： 取油口內(nèi)徑為133.2.2.8

33、液壓缸型號(hào)的選擇選冶金設(shè)備用尾部耳環(huán)式緩沖液壓缸適用介質(zhì)：液壓油、機(jī)械油、乳化液（不適用于磷酸酯）適用溫度：-40+120壓力級(jí)：結(jié)構(gòu)：雙作用單桿活塞桿液壓缸型號(hào)： UY WE 11 80300-163.2.3液壓馬達(dá)的計(jì)算與選型 液壓馬達(dá)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)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓馬達(dá)要考慮的因素有工作壓力、轉(zhuǎn)速范圍、堵轉(zhuǎn)扭矩、運(yùn)行扭矩、總效率、容積效率、滑差特性、壽命等機(jī)械能及在機(jī)械設(shè)備上的安裝條件、外觀等。 確定了所用液壓馬達(dá)的種類(lèi)之后，可根據(jù)所需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩從產(chǎn)品系列中選出能滿足需要的若干種規(guī)格，然后利用各種規(guī)格的特性曲線查處（或算出）

34、相應(yīng)的流量和總效率。3.2.3.1 液壓馬達(dá)類(lèi)型的選擇 根據(jù)工況情況選QJM液壓馬達(dá)。該液壓馬達(dá)的特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副慣量小，鋼球結(jié)實(shí)可靠，故該液壓馬達(dá)可以在較高轉(zhuǎn)速和沖擊載荷下連續(xù)工作。摩擦副慣量小，配油軸與轉(zhuǎn)子內(nèi)力平衡，球塞副通過(guò)自潤(rùn)滑復(fù)合材料制成球墊傳力，并具有靜壓平衡和良好的潤(rùn)滑條件，采用自動(dòng)補(bǔ)償磨損的軟性塑料活塞環(huán)密封高壓油，因而具有較高的機(jī)械效率和容積效率，能在很低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。因結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn)，該型馬達(dá)所需回油路背壓較低，一般為0.30.8MPa，取背壓。（查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版21-252）3.2.3.2 計(jì)算液壓馬達(dá)的排量已知參數(shù)： 轉(zhuǎn)速 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 根據(jù)公式： 式（3.15

35、）式中： 液壓馬達(dá)的排量； 液壓馬達(dá)最高工作壓力； 液壓馬達(dá)的背壓； 液壓馬達(dá)的機(jī)械效率，葉片馬達(dá)取0.80.90；齒輪馬達(dá)取0.850.95；軸向柱塞馬達(dá)取0.920.99；取 液壓馬達(dá)受到的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。把已知數(shù)據(jù)代入式（3.15）中得： 則液壓馬達(dá)的流量為： 3.2.3.3 液壓馬達(dá)型號(hào)的選擇根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品手冊(cè)，最后確定選取1QJM210.8型液壓馬達(dá)。性能參數(shù)： 額定壓力： 最大壓力： 轉(zhuǎn)速范圍： 排量： 0.808 額定輸出轉(zhuǎn)矩： 1913 3.3 液壓泵的選型 液壓泵是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它為液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液壓流，是液壓系統(tǒng)的一個(gè)重要

36、組成部分。液壓泵性能的好壞直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性。（液壓與氣壓傳動(dòng) 王積偉）液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。要選用能適應(yīng)執(zhí)行原件所要求的壓力發(fā)生回路的泵，同時(shí)要充分考慮可靠性、壽命、維修性等以便所選的泵能在系統(tǒng)中長(zhǎng)期運(yùn)行。選擇液壓泵時(shí)要考慮的因素有工作壓力、流量、轉(zhuǎn)速、定量或變量、變量方式、容積效率、總效率、壽命、原動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、噪聲、壓力動(dòng)脈率、自吸能力等，主要考慮與液壓油的相容性、尺寸、重量、經(jīng)濟(jì)性、維修性。液壓泵的輸出壓力應(yīng)是執(zhí)行元件所需壓力與配管的壓力損失和控制閥的壓力損失之和。它不得超過(guò)樣本上的額定壓力。強(qiáng)調(diào)安全性、可靠性時(shí)，還應(yīng)有留有較大的余地。樣本上的最高壓力是短期沖擊時(shí)允

37、許的壓力。如果每個(gè)循環(huán)中都發(fā)生沖擊奪力，泵的壽命會(huì)顯著縮短，甚至損壞。（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 成大先）3.3.1 確定液壓泵的工作壓力 （查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷 徐灝）液壓泵最大工作壓力 式（3.16）式中： 液壓泵或液壓馬達(dá)的最大工作壓力，； 液壓泵出口到液壓執(zhí)行元件入口之間的總管路損失；初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取，當(dāng)管路簡(jiǎn)單、流速不大的，取=0.20.5；當(dāng)管路復(fù)雜或有調(diào)速閥時(shí)，取=0.51.5 其中：則有： 3.3.2 確定液壓泵的流量 多液壓泵（或馬達(dá)）同時(shí)動(dòng)作時(shí)，液壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸(或馬達(dá))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 式（3.17） 式

38、中：系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取1.11.3，取；同時(shí)動(dòng)作的液壓缸（或馬達(dá)）的最大流量，可從（Q-t）上查得，對(duì)于工作過(guò)程中始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最小流量，一般取，即。 系統(tǒng)同時(shí)工作的只有轉(zhuǎn)臂液壓馬達(dá)和轉(zhuǎn)臂液壓缸其最大流量為托輥液壓缸的最大流量為87把已知數(shù)據(jù)代入式（3.16）中得： 3.3.3 選擇液壓泵的型號(hào)按式（3.16）確定的僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)工作過(guò)程中的動(dòng)態(tài)壓力，其最大值往往比靜態(tài)壓力要大很多，所以為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比系統(tǒng)工作壓力大25%60%（本系統(tǒng)取40%）。 則選取液壓泵時(shí)的最高壓力 又因?yàn)楸鞠到y(tǒng)液壓泵為兩臺(tái)（兩臺(tái)泵型號(hào)相同）使用

39、一臺(tái)備用，即一臺(tái)液壓泵動(dòng)作，一臺(tái)備用，則每臺(tái)泵的流量為： 再結(jié)合工況選 T6型號(hào)定量葉片泵特性參數(shù)：壓力：24.528MPa轉(zhuǎn)速：6002800 r/min排量：10214mL/r3.3.4 確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 根據(jù)公式： 式（3.19） 式中： 液壓泵的最大工作壓力Pa 液壓缸泵的額定流量 液壓泵的總效率,葉片泵為0.60.7取 其中： 把數(shù)據(jù)代入式（3.19）中得：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果選擇Y2-280M-2型電機(jī)特性參數(shù)： 額定功率：90kw 轉(zhuǎn)速：2970 r/min 效率：93.8% 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：0.6753.4 液壓控制元件選型 選定液壓控制元件時(shí)，要考慮的因素有壓力、流量、工作方式

40、、連接方式、節(jié)流特性、控制性、穩(wěn)定性、油口尺寸、外形尺寸、重量等，但價(jià)格、壽命、維修性等也需考慮。液壓控制元件的容量要參考制造廠樣本上的最大流量值及壓力損失值來(lái)確定。3.4.1 電磁換向閥的選擇 電磁換向閥借助于電磁鐵吸力推動(dòng)閥心動(dòng)作來(lái)改變液流流向。這類(lèi)閥操縱方便，布置靈活，易實(shí)現(xiàn)動(dòng)作轉(zhuǎn)換的自動(dòng)化，因此應(yīng)用最廣泛。換向閥使用時(shí)的壓力、流量不要超過(guò)制造廠樣本的額定壓力、額定流量；否則液壓卡進(jìn)現(xiàn)象和液動(dòng)力的影響往往引起動(dòng)作不良。尤其在液壓缸回路中，活塞桿外推和內(nèi)縮時(shí)回油流量是不相同的。內(nèi)縮時(shí)回油流量比泵的輸出流量還大，流量放大倍數(shù)等于缸兩腔活塞面積之比，要特別注意。壓力損失對(duì)液壓系統(tǒng)的回路效率有很

41、大影響，所以確定閥的通徑時(shí)不僅考慮換向閥本身，而且要綜合考慮回路中所有閥的壓力損失、油路板的內(nèi)部阻力和管路阻力等。 換向閥的中位滑閥機(jī)能關(guān)系到執(zhí)行元件停止?fàn)顟B(tài)下位置保持的安全性，必須考慮內(nèi)泄漏和背壓情況，從回路上充分論證。另外，最大流量值隨滑閥機(jī)能的不同會(huì)有很大變化，應(yīng)予以注意?；y機(jī)能對(duì)換向閥的換向性能和系統(tǒng)的工作特性有著重要的影響。在分析和選擇三位換向閥的中位工作機(jī)能時(shí)，通?？紤]一下因素：（1） 系統(tǒng)保壓；（2） 系統(tǒng)卸荷；（3） 換向平穩(wěn)性和精度；（4） 起動(dòng)平穩(wěn)性；（5） 液壓缸“浮動(dòng)”和在任意位置上停止；3.4.2 單向閥和液控單向閥的選擇 單向閥的開(kāi)啟壓力取決于內(nèi)裝彈簧的剛度。一般

42、來(lái)說(shuō)為減小流動(dòng)力可使用開(kāi)啟壓力低的單向閥。當(dāng)流過(guò)單向閥的流量遠(yuǎn)小于額定流量時(shí)，單向閥有時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。流量越小，開(kāi)啟壓力越高，有種含氣越多，則越容易產(chǎn)生振動(dòng)。單向閥常被安裝在泵的出口，可防止系統(tǒng)壓力沖擊對(duì)泵的影響，另外泵不工作時(shí)可防止系統(tǒng)油液經(jīng)泵倒流回油箱。單向閥還可分隔油路防止干擾。單向閥和其他閥組合便可組成復(fù)合閥。 打開(kāi)液控單向閥所需要的控制壓力取決于負(fù)載壓力、閥芯受壓面積及控制活塞的受壓面積。液控單向閥的一般性能與普通單向閥相同，但有反向開(kāi)啟最小壓力要求。3.4.3 節(jié)流閥的選擇應(yīng)用場(chǎng)合所需要的流量調(diào)節(jié)精度，應(yīng)由所選的調(diào)速閥在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)加以保證。樣本上的精度值一般針對(duì)額定壓力、最大流量

43、時(shí)的調(diào)節(jié)精度。實(shí)際使用壓力、流量不同時(shí)精度也不同。對(duì)流量進(jìn)行控制需要一定的壓差，高精度的流量控制約需1MPa的壓差。普通調(diào)速閥存在著流量跳動(dòng)現(xiàn)象，這是因?yàn)殚_(kāi)始調(diào)節(jié)時(shí)調(diào)速閥中的壓力補(bǔ)償器尚處于開(kāi)啟位置，全部壓降都作用在節(jié)流口上，致使流量過(guò)大。為了克服它的不良影響，可選用手調(diào)補(bǔ)償初始開(kāi)度的調(diào)速閥或帶外控關(guān)閉功能的調(diào)速閥。節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中主要與定量泵、溢流閥和執(zhí)行元件等組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)節(jié)其開(kāi)口，便可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的大小。3.4.4 溢流閥的選擇溢流閥是通過(guò)閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式。一般來(lái)說(shuō)直動(dòng)式響應(yīng)較快，宜用作安全閥，

44、先導(dǎo)式啟閉性較好，宜用作調(diào)壓閥。啟閉特性是選用溢流閥時(shí)要考慮的重要因素。如果啟閉特性太差，則負(fù)載壓力低于設(shè)定壓力時(shí)溢流閥開(kāi)始溢流，隨著壓力升高溢流流量加大，執(zhí)行元件速度減慢，達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)執(zhí)行元件停止。因此，執(zhí)行原件速度在負(fù)載力大時(shí)變得不穩(wěn)定，回路效率也顯著降低。在系統(tǒng)中溢流閥的主要用途有：(1)作溢流閥，溢流閥有溢流時(shí)，可維持閥進(jìn)口亦即系統(tǒng)壓力恒定。(2)作安全閥，系統(tǒng)超載時(shí)，溢流閥才打開(kāi)，對(duì)系統(tǒng)起過(guò)載保護(hù)作用，而平時(shí)閥是關(guān)閉的（3）作背壓閥，溢流閥（一般為直動(dòng)式的）裝在系統(tǒng)回油路上，產(chǎn)生一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。（4）用先導(dǎo)式溢流閥對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或使系統(tǒng)卸荷。 溢流閥

45、的動(dòng)態(tài)特性也是很重要的。在負(fù)載激烈變化下，希望溢流閥既響應(yīng)快又穩(wěn)定。溢流閥的調(diào)壓范圍可通過(guò)更換調(diào)壓彈簧改變，但所用的彈簧的設(shè)定壓力可能改變啟閉特性（液壓與氣壓傳動(dòng)）。對(duì)于本設(shè)計(jì)題目所用閥的具體參數(shù)及型號(hào)見(jiàn)表（3.1）序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格最大實(shí)際流量L/min通徑數(shù)量壓力MPa流量L/min1出口單向節(jié)流閥DGMFN-5-Y-A-2W-B2W-3031.51201131612出口單向節(jié)流閥DGMFN-3-Y-A1W-4031.54033.91613出口單向節(jié)流閥DGMFN-5-Y-A2W-B2W-3031.5120104.11614液控單向閥DGMPC-5-Y-ABM-BAM-4031.56033.

46、91615液控單向閥DGMPC-5-Y-ABM-BAM-3031.5120104.11616三位四通電液換向閥DG4V-5-6CMU-H6-2031.51201131627三位四通電液換向閥DG4V-3S-6CMU-H6-60354033.91618平衡閥FD16PA/B3031.5200104.11619溢流閥EURG2-10-C-13-UC2124618116210單向閥DT8P1-06-30-10-UB21190181162表（3.1）閥的型號(hào)及參數(shù)【注】：以上液壓閥選自威格士公司樣品手冊(cè)3.5 過(guò)濾器的選擇 過(guò)濾器的功用是過(guò)濾混在油液中的雜質(zhì)，把油液中的雜質(zhì)顆粒大小控制在能保證液壓系統(tǒng)

47、正常工作范圍內(nèi)。保持液壓油清潔，對(duì)保證液壓系統(tǒng)正常工作和延長(zhǎng)液壓元件壽命都具有重要意義。油中污?？赡軄?lái)自外部，也可能來(lái)自油泵或其他元件正常磨損所產(chǎn)生的金屬微粒。要把油中全部污物清除是不可能的。但可根據(jù)系統(tǒng)的工作要求，對(duì)污粒的尺寸和數(shù)量加以限定。對(duì)于中低壓系統(tǒng)，一般要求油中的污粒不大于50um，高壓系統(tǒng)不大于25um。在選用液壓濾油器時(shí)，一般需要參考濾油器制造廠提供的樣品產(chǎn)品。然而產(chǎn)品的樣本一般只是給出基本的參數(shù)，而對(duì)具體使用條件不可能一一說(shuō)明。因此，還必須根據(jù)具體的系統(tǒng)及其工作條件，考慮元件對(duì)污染的敏感性、工作壓力及負(fù)載特性、流量波動(dòng)、環(huán)境條件和對(duì)污染侵入的控制程度等因素。濾油器的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)與

48、他在液壓回路中的位置有關(guān)，在液壓系統(tǒng)中，濾油器根據(jù)需要可安裝在吸油路、壓力油路和回油路中，也可以安裝在主系統(tǒng)之外，組成單獨(dú)的外過(guò)濾系統(tǒng)。（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)成大先 2008） 對(duì)于本系統(tǒng)而言，由于大多數(shù)閥及其他液壓元件基本都屬于常規(guī)元件；因此對(duì)油液的過(guò)濾要求不是太高，故本系統(tǒng)只設(shè)計(jì)了兩套過(guò)濾裝置(泵總吸油管處，總回油管處）綜合上述技術(shù)要求再結(jié)合實(shí)際工況，濾油器的實(shí)際通流量應(yīng)比過(guò)濾系統(tǒng)流量25%40%或者更大。本系統(tǒng)選過(guò)濾精度為20的高壓管式紙質(zhì)過(guò)濾器，型號(hào)為ZU-H25020S。 性能參數(shù)： 流量： 250 L/min 額定壓力：32 過(guò)濾精度：20 允許最大壓力損失：0.35 原始?jí)毫p失：0.1

49、5 質(zhì)量： 24kg 3.6 蓄能器的計(jì)算與選擇在液壓系統(tǒng)中，蓄能器主要用來(lái)儲(chǔ)存油液的壓力能，它的主要功用是：（1）作輔助動(dòng)力源 （2）維持系統(tǒng)壓力 （3）減少液壓沖擊或壓力脈動(dòng)依照前面設(shè)計(jì)所選液壓泵來(lái)分析，系統(tǒng)壓力能及流量足夠，故不需蓄能器儲(chǔ)存和釋放壓力能，本系統(tǒng)蓄能器做應(yīng)急動(dòng)力源使用，即：突然停電、發(fā)生故障，油泵中斷供油，蓄能器能提供一定的油量作為應(yīng)急動(dòng)力源，使執(zhí)行原件能繼續(xù)完成必要的動(dòng)作（成大先2008）。3.6.1 蓄能器有效容積（蓄能器有效供油容積）的計(jì)算 根據(jù)公式： 式中： 應(yīng)急操作時(shí)，各執(zhí)行元件的耗油量（L） 系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取 =1.2對(duì)于液壓缸： (L)式中：液壓缸有效工作面積 液壓缸工作行程對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)急操作的執(zhí)行元件有托輥液壓缸、轉(zhuǎn)臂液壓缸和轉(zhuǎn)臂馬達(dá)又因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用三個(gè)蓄能器并聯(lián)使用。因此有： 式中：液壓馬達(dá)流量 液壓馬達(dá)工作時(shí)間則故 又因?yàn)橄到y(tǒng)中使用三個(gè)蓄能器，單個(gè)蓄能器有效工作容積2).蓄能器容積的計(jì)算 其中： 系統(tǒng)的最低壓力 系統(tǒng)最高壓力 充氣壓力 按0.9充氣 ，取 指數(shù)；等溫度取把數(shù)據(jù)代入上式得：