单柱校正压装液压机的设计——毕业设计

目录摘要1关键词1ABSTRACT1KEYWORDS1引言21课题背景211液压机的工作原理212液压机的特点32单柱型液压机的机身结构设计33液压传动系统设计431方案设计步骤及参数选择432工况分析5321动力（负载）分析及负载循环图5322运动分析及运动循环图633液压传动的主要参数设计6331液压缸的几何尺寸6332液压缸结构参数的计算834液压机主缸工况图绘制9341系统的工作压力10342液压缸实际所需流量1035液压缸的主要零件及技术要求1236液压缸的校核1237拟订液压原理图134液压元件和辅助元件的选择1441液压泵的选择14411确定泵的最大工作压力15P412确定液压泵的流量和排量15413选择液压泵的规格15414确定驱动液压缸的功率1542控制阀的选择1643油箱、液压油和过滤器的选择1744其他辅助元件的选择185液压系统的性能验算及安装调试1951液压冲击的计算1952液压系统热分析19521液压泵功率损失产生的热流量（热量）19522液压系统的散热计算2053液压系统的安装与调试20结论22参考文献23致谢24菏泽学院本科生毕业设计（论文）0单柱校正压装液压机设计机械电子工程专业学生张雯雯指导教师刘冠军摘要液压传动系统作为一项年轻的新兴技术，有着独特的优势，具有广泛的工作空间和广泛的发展空间。本文通过液压传动系统设计单柱校正压装液压机。单柱校正压装液压机主要用于轴类零件、型材的校正和轴套类零件的压装，其结构简单，操作方便，应用范围广等优点，是一种多功能的中小型液压机床。通过参阅大量文献资料，了解了液压机的发展、传统设计等信息，设计了单柱型液压机的机身新结构，并依据设计参数着重对其液压系统进行了分析选择和设计，主要内容包括液压缸的尺寸确定、拟订了液压原理图并按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件。关键词液压机；液压系统；液压元件SINGLECOLUMNADJUSTINGPRESSASSEMBLYHYDRAULICPRESSSTUDENTMAJORINGINMECHANICALANDELECTRICALENGINEERINGZHANGWENWENTUTORLIUGUAGJUNABSTRACTHYDRAULICTRANSMISSIONSYSTEMASAYOUNGEMERGINGTECHNOLOGY,HASITSUNIQUEADVANTAGES,HAVEEXTENSIVEWORKSPACEANDWIDEDEVELOPMENTSPACETHISARTICLETHROUGHHYDRAULICTRANSMISSIONSYSTEMDESIGNOFSIMPLECOLUMNARCORRECTIONHYDRAULICPRESSUREEQUIPMENTMAINLYUSEDINHYDRAULICPRESSUREEQUIPMENTSIMPLECOLUMNARCORRECTIONSHAFTPARTS,PROFILESOFCORRECTIONANDBUSHINGSPARTSBEINGCONNECTED,ITSSIMPLESTRUCTURE,CONVENIENTOPERATION,WIDERANGEOFAPPLICATIONETCITISAKINDOFMULTIFUNCTIONALOFSMALLANDMEDIUMSIZEDHYDRAULICMACHINETOOLSTHROUGHTHEREFERTOALARGENUMBEROFLITERATURE,UNDERSTANDTHEDEVELOPMENTOFTRADITIONALHYDRAULICDESIGN,ANDOTHERINFORMATION,THEDESIGNOFTHEHYDRAULICPRESSFORNEWTYPEOFSIMPLECOLUMNARBODYSTRUCTURE,ANDACCORDINGTOTHEDESIGNPARAMETERSOFHYDRAULICSYSTEMONTHESELECTIONANDDESIGNAREANALYZED,ANDTHEMAINCONTENTSINCLUDETHESIZEOFTHEHYDRAULICCYLINDERISSURE,INITIATEDTHEHYDRAULICPRINCIPLEDIAGRAMANDACCORDINGTOTHESIZEOFTHEPRESSUREANDFLOWCHOOSEHYDRAULICPUMPANDMOTOR,CONTROLVALVES,FILTERANDHYDRAULICCOMPONENTSANDAUXILIARYCOMPONENTSKEYWORDSHYDRAULICPRESSHYDRAULICSYSTEMHYDRAULICCOMPONENTS单柱校正压装液压机设计1引言目前冲压机床的传动方式主要有液压式、电动式、气压式和机械传动方式等。传动装置的选择正确与否，直接决定着冲压机的好坏。（1）电动传动的优点是传动方便，信号传递迅速，标准化程度高，易于实现自动化，缺点是平稳性差，易受到外界负载影响。惯性大，换向慢，电气设备和元件要耗用大量的有色金属。成本高，受温度、湿度、震动、腐蚀等环境的影响大。（2）机械传动准确可靠，操作简单，负载对传动特性几乎没有影响。传动效率高，制造容易和维护简单。但是，机械传动一般不能进行无级调速，远距离操作困难，结构也比较复杂等。（3）气压传动的结构简单，成本低，易于实现无级变速；气体粘性小阻力损失小，流速快，防火防爆。但是空气易于压缩，负载对传动特性的影响大，不易在低温环境下工作。空气不易被密封，传动功率小。（4）液压传动与以上几种传动方式比较有以下优点获得力和力矩很大，体积小，重量轻，能在大范围内实现无级调速，运动平稳，设计简单，操作方便，工作寿命长，液压元件易于通用化、标准化、系列化。处于新兴技术的液压系统在近些年得到了大幅度的发展，有着广泛的发展空间。它正向高压化、高速化、集成化、大流量、大功率、高效率、长寿命、低噪音的方向发展。液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，是制品成形生产中应用最广泛的设备之一。与其他压力机相比，它具有压力和速度可在大范围内无级调整、在任意位置输出全部功率和保持所需压力、结构布置灵活、各执行机构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。因此，液压机在我国国民经济的各行各业得到了日益广泛的应用。单柱型液压机主要适用于金属制品拉伸、成型及压制等工艺，亦可加工非金属材料，粉末冶金制品的压制，轴类零件的校正，套类零件的压装以及金属制品的整形、切边等工艺。由于其机构简单、操作方便，易于实现机械化和自动化，因而被广泛的应用小型机械加工领域。考虑各方面可得，此次设计单柱校正压装液压机采用液压传动系统，在了解液压机的工作原理、简要设计单柱校正压装液压机的机身结构等基础上，着重对该液压机的液压系统进行设计。1课题背景11液压机的工作原理液压机的制造依据是静态下液体压力等值传递的帕斯卡原理，它利用液体压力能来进行工作。液压机主要的组成部分为泵站、操作系统、本体等。泵站为液压机各执行机构及控制机构提供高压工作液体，是液压机的动力源。操纵系统主要作为控制机菏泽学院本科生毕业设计（论文）2构，它通过控制工作液体的流向来使各执行机构按照工艺要求完成应有的动作。本体为液压机的执行机构，按照工作要求对原配件进行加工制造。12液压机的特点液压机是一种主要的锻压设备，广泛地应用于国民经济的各个部门。液压机与其他锻压设备相比具有很多优点（1）在结构上方面，易于对工件施加较大的总压力，有比较广的工作空间，并且可以运动较长的行程。因此它对压制大型工件及较长较高的工件非常便利，这是其他锻压设备所难以做到的。（2）与机械压力机相比，结构比较简单，容易制造。随着液压元件标准化、系列化、通用化程度的提高，以及专业顶点生产的逐步实现，比较适合于中小厂家自行制造。（3）在工作条件方面，工作平稳，撞击和振动很小，噪音小，对工人的健康、厂房地基、周围环境及设备本身都有很大好处。（4）随着大功率高速轻型泵的出现，液压机快速性能已经有很大提高，如锻造液压机的每分钟工作循环次数可以达到80100次，改变了过去液压机工作速度慢的状况。2单柱型液压机的机身结构设计在机械或仪器中，支撑或容纳部件的零件称为机架。故机架是底座、机身、壳体以及基础台等零件的统称。机架分类按机构形式分，可分为梁式刀架框架、平板式机架，箱壳式机架。按制造方法和机架材料分为铸造机架、焊接机架、非金属机架等。机架的设计主要应保证刚度、强度和稳定性的要求。此外，对于机床仪器等精密机械，还应该考虑变形问题。设计时的变形尽量小，机架的刚度和强度都应从静态和动态两方面进行考虑。提高静刚度和固有频率的途径是合理设计机架的截面面积和尺寸。合理选择壁厚和布肋。注意机架的整体和布局刚度及结合面的刚度匹配等。机架设计的一般要求（1）在满足强度和刚度的前提下，机架的自重应该要求尽量轻，减少成本。（2）抗腐性好，把受迫震动副减小到最小（3）机械在工作时，噪声应尽量小。（4）温度场合分布合理，热变形对温度的影响小。（5）机构设计合理，工艺性良好，便于铸造，焊接和机械加工。（6）结构应便于安装和调试，方便修理和更换零件。（7）有导轨的机架，要求轨道面受力合理，耐磨性好。（8）造型美观，使之即经济又美观。单柱校正压装液压机设计3根据以上条件和液压机的具体工作情况，选择框架式机架。单柱式液压机根据其机身结构又称为“C”型液压机。单柱式液压机机身结构最明显的特点是开式结构，三面可以接近工作区，结构最大的缺点是受力部分主要在机身悬臂处，且受力后可能会发生不对称变形，引起主缸中心线相对于工作台的垂直度产生角位移，限制了结构主参数，因此，通常对单柱液压机设计的刚度指标以限制角位移为主。表示变形的特性指标有两种表示方法，其一是上下梁内侧在主缸中心线上的两点，在公称载荷作用下的相对位移。其二是在公称载荷作用下，主缸中心线的转角。从单柱液压机的结构特点变形的不对称性和工作过程对整机的要求来分析，采用限制主缸中心线的转角是比较合理的。对于一般单柱式液压机取转角位移不大于6/。要使最大变形在允许范围内，设计时许用应力1均取较低数值。一般用钢板焊接结构中最大取600700KGF2。对于传统的单柱液压机来分析，影响整机刚度的主要因素之一是腹板为主承力板，又因传统单柱液压机的后方要安装机械手导轨，不允许中段腹板的存在。为了提高整机刚度性能，本文设计的单柱校正压装液压机采取了新的机身机构它取消了机身腹板，采用复合侧板结构，即将内侧板与外侧板焊为一体，提高机身刚性；增加可调导轨。新型的无腹板结构的单柱机身，改变了腹板为主承力板、整体焊接式单柱机身只能是小喉深的传统观念，这对于提高产品的设计水平，节能降耗，拓展液压机的应用领域，提高产品经济效益和社会效益，都具有很好的实用价值。根据经验及查阅相关资料，此液压机机架材料选用铸铁，铸造性好，吸震性好，易获得复杂结构，便宜和应用范围广。据参考文献，选用铸铁2牌号HT300。3液压传动系统设计液压传动作为一项年轻的新兴技术，有着独特的优势体积小，重量轻，可实现无级变速，运动平稳，结构简单，操作方便，工作寿命长，液压元件易于通用化、标准化、系列化，得到了大幅度地发展，并有着广泛的发展空间。故采用液压传动系统。31方案设计步骤及参数选择（1）明确设计依据进行工况分析。（2）确定液压系统的主要参数。（3）拟订液压系统原理图。（4）液压元件及液压油的选择。（5）液压系统性能验算。技术参数选择如下运动部件质量500M冲压力1001000989810N；FW6菏泽学院本科生毕业设计（论文）4生产率4次/分1次/15秒；工作行程500MM；最大冲压厚度20MM；工艺要求下行，快速退回。快进所用的时间为9S，运行的距离为480MM。工进所用的时间为1S，运行的距离为20MM。快退返回的时间为5S，其运行的距离为500MM。单次循环的总时间是91515S。各个工艺路线的速度参数如下快速下行行程480MM速度53MM/S；减速下压行程20MM速度20MM/S；快退行程500MM速度100MM/S；液压缸采用Y型密封圈，其机械效率在09095之间，本次设计液压缸的效率取093。M32工况分析321动力（负载）分析及负载循环图动力分析就是对一部机器在工作过程中执行机构的受力情况分析。执行机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的外负载为EFI（3F1）式中E工作负载FF摩擦负载I惯性负载（1）惯性负载,惯性负载即运动部件在启动和制动过程中的惯性力。计算公式I（N）FMATV（32）式中运动部件的质量（KG）M运动部件的加速度（MM/S）A2速度变化值（MM/S）V启动或制动时间，由经验可得05S,冲头启动和制动的加速或减速都TT在05秒内完成。则启动时NFIMATV5035制动时NI10（2）摩擦负载，摩擦负载即液压缸驱动工作时所需要克服的机械摩擦阻力。设计中不考虑摩擦负载，因为计算比较繁琐，一般将它算入液压缸的机械效率中考虑。CM单柱校正压装液压机设计5（3）工作负载，压力机冲头上负载分为两个阶段第一阶段负载力缓慢的线增加，在达到最大冲压力5左右。第二阶段负载力急剧上升到最大冲压力。工作负载为初压阶段上升到59810504910NF1W55终压阶段上升到冲压力09810N26由上述所得可画出液压机的负载循环图图31液压机的负载循环图322运动分析及运动循环图运动分析，主要研究一台机器按工艺要求完成一个工作循环的运动规律。根据参数要求，快进时，行程为480MM，速度53MM/S，时间9S。工进时行程20MM，速度20MM/S，时间1S。快退是行程为500MM速度100MM/S，时间5S。通过运动分析画出如下液压机的速度循环图菏泽学院本科生毕业设计（论文）6图32液压机的速度循环图33液压传动的主要参数设计331液压缸的几何尺寸经分析，采用单杆活塞液压缸就可以实现工艺要求。图33活塞工进受压示意图活塞液压缸工进状态时，受力公式为/（3FP1A2FWM3）6/6N8905310式中1液压缸的工作腔压力（MPA）液压缸的回油腔压力（MPA）P2/4液压缸无杆腔有效面积（MM）A1D22（）/4有杆腔的有效面积（MM）22D活塞直径（MM）活塞杆直径（MM）单柱校正压装液压机设计7液压缸的工作效率M根据资料文献查得，工作压力2032MPA4。参考同类机械的设计和加工的经P1验，此次工作压力取32MPA。背压力0515MPA4。为防止上压板由于自重而P12自动下滑，此次背压力取1MPA。2活塞杆在快进和快退中受力几乎为零，只在冲压工件时受到的作用力较大，即液压缸的有关设计参数在该工步中去计算。根据液压缸往返速比确定活塞直径与活塞杆直径的关系9105312VI由参考文献中查得下表表31液压缸常用往返速比I111213314616120DD03040505506207由相近原理07（3DD4）一般，液压缸在工进状态下工作，其活塞面积为35121PAF363742D由公式（35）（36）（37）得122DPFD7010302666MMM4根据参考文献对D和D进行调整1，1。5MMD8从而得到，。0491A2332液压缸结构参数的计算液压缸的结构参数的计算包括缸管厚度，油口直径，缸底厚度等。（1）首先利用薄壁筒公式计算液压缸的壁厚/2/（2/）（3PYDYBN8）式中液压缸壁厚度（MM）实验压力（MPA）。当16MPA时，15；当16MPAYPY时，125；所以在此12512520525625MPAPYPY液压缸的内径（MM）D菏泽学院本科生毕业设计（论文）8材料的许用应力（MPA）材料的抗拉强度，在此取600MPAB安全系数，在此取5NN由公式（38）得/2/（2/）PYDYBN25625250/（2600/5）267MM因为当/16时，薄壁公式才成立，而在此/250/2679416。所以液压DD缸不是薄壁。故此式不成立。（2）再利用中壁计算公式计算/（23）（3PYPYC9）式中液压缸壁厚度（MM）实验压力（MPA）。当16MPA时，15；当16MPA时YYP125；所以在此12512520525625MPAPPY液压缸的内径（MM）D材料的许用应力（MPA）强度系数，当为无缝钢管时1计入壁厚公差和腐蚀的附加厚度，通常圆整到标准厚度C由公式（39）得/（23）PYDPYC25625250/（2312025625）1640625/250375256由参考文献里R5优先系列查得把圆整到标准值40MM6；缸体的外径D12250240330MM。D（3）液压缸油口的计算液压缸油口的直径计算应根据活塞最高的速度V和油口最高液流速度而定。液压缸油口计算公式013（/）（3D0D02/110）式中液压缸油口直径（MM）D0液压缸内径（MM）D液压缸最大输出速度（MM/S）V单柱校正压装液压机设计9油口的液流速度（MM/S）V0当油口是进油口时，根据文献资料可得，液压缸的进油液流速度2000MM/S7。V0由公式（310）得013250（36/2）436MM，取一整数50MM。D02/1D当油口是出油口时，根据文献资料可得，液压缸的进油液流速度5000MM/S7。0由公式（310）得1013250（36/5）276MM，取一整数132MM。2/1（4）缸底厚度的计算本设计采用缸底无油孔，所以采用公式H0433（/）（3DPY2/111）式中液压缸内径（MM）D实验压力（MPA）PYH缸底厚度（MM）缸底材料的许用应力（MM/S）由公式（311）得H0433025（205/120）45MM，参考同类液压缸的制2/1造经验取H50MM。34液压机主缸工况图绘制液压缸的工况图包括液压缸压力循环图、流量循环图。它是调整系统参数、选择液压泵和阀的依据。（1）压力循环图，通过最后确定的液压元件的结构尺寸，再根据实际载荷的大小求出液压执行元件在其动作循环各阶段的工作压力，然后把他们绘制成PS图。（2）流量循环图，根据已定的液压缸有效面积或液压马达的排量，结合其运动速度算出它在工作循环中每一阶段的实际流量，把它绘制成QS图。若系统中有多个液压执行元件同时工作，要把各自的流量图叠加起来绘制出总的流量循环图。341系统的工作压力系统的工作压力分为系统快进、工进、快退三个阶段计算。（1）当系统快进时，所需压力为312201PAF式中工作中的负载（N）F0活塞的横截面积（MM）A背压力（MPA）P2该工序分为启动和匀速两个阶段，启动阶段0110495361PMPA；匀速阶段MPA。10496（2）当系统工进时，所需的压力为/2（313P1F0A2式中工作中的负载（N）F0菏泽学院本科生毕业设计（论文）10活塞的横截面积（MM2）A背压力（MPA）P2由此可得MPA。50104989651（3）当系统快退时，所需压力为/2（3P1F0A214）式中工作中的负载（N）F0活塞的横截面积（MM2）A背压力（MPA）P2该工序分为匀速和制动两个阶段，匀速阶段MPA制动阶段MPA。120498506102149061P342液压缸实际所需流量液压缸的最大所需流量（MM/S）3QMAXAVAX315式中液压缸的有效面积（MM2）A液压缸的流速（MM/S）V快进所需流量1AV1026530493M15INL工进所需流量Q22S98快退所需流量3334I由上综合所得如下表格，由表格绘制和分析工况图。表32负载压力流量明细表工作负载（N）工作压力（MPA）流量（M/S）3启动5310011快进匀速0126106工进9810520598105匀速4910321快退制动100200224106单柱校正压装液压机设计11图34压力循环图（PS图35流量循环图（QS）通过对压力循环图和流量循环图分析得知最大流量值QMAX156,最大压MINL力值PMAX205MPA。35液压缸的主要零件及技术要求（1）缸体液压缸缸体的常用材料一般为20、35、45号无缝钢管，一般情况下均采用45号钢，并调质到241285HB。铸铁可采用HT200HT350间的几个牌号或球墨铸铁。由于球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳强度，也具有良好的塑性和韧性，其屈服度比钢高。因此，球墨铸铁制造承受静载荷的构件比铸钢节省材料，重量也轻。所菏泽学院本科生毕业设计（论文）12以本设计的液压缸采用QT45010。铸件需进行正火消除内应力处理。由参考文献7得缸体的技术要求缸体的内径因为须与活塞配合，防止漏油，所以要尽量减少表面粗糙度，可采用H8、H9配合。当活塞采用橡胶密封圈时，RA为0104M，当活塞用活塞环密封时，RA为0204M，且均需珩磨。缸体内径的圆度公差值可按9、10、11级精度选取，圆柱度公差应按8级精D度选取。缸体端面的垂直度公差可按7级精度选取。缸体与缸头采用螺纹连接时，螺纹应用6级精度的米制螺纹。当缸体带有耳环或轴销时，孔径或轴径的中心线对缸体内孔轴线垂直公差DD值按9级精度选取。此液压缸体的外径需要与机架配合，应进行加工，且与中心线同轴度。装卸时需把吊环螺栓吊起。所以缸体端部选用螺纹连接，螺纹连接径向尺寸小，质量轻，使用广泛。装卸需用专用工具，安装时应防止密封圈扭曲。（2）缸盖本液压缸采用在缸盖中压入导向套，缸盖选用HT200铸铁，导向套选用铸铁HT200，以使导向套更加耐用。（3）活塞液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁，灰铸铁，钢及铝合金等。本设计液压缸活塞材料选用45号钢，需要经过调质处理。由参考文献3得活塞的技术要求活塞外径D对内孔D的径向跳动公差值，按7、8级精度选取。端面T对内径D轴线的垂直度公差值，应按7级精度选取。外径D的圆柱度公差值，按9、10、11级精度选取。活塞与缸体的密封结构由前可以选用Y型密封圈。36液压缸的校核（1）液压缸中背压力的校核，背压力是用来平衡在液压系统不工作时活塞杆P2自重的。由牛顿第一定律（3P2AGMG16）式中系统需要的最少背压力（MPA）P2活塞杆截面积（MM2）A滑块重量（N）G如果1MP，即背压力满足要求。2单柱校正压装液压机设计13由公式（316）得/00241060204MPA1MPAP2MGA28950所以，该液压系统的背压力满足要求。（2）活塞杆的校核，校合活塞杆可用公式（4/）（317）DF2/1式中活塞杆的作用力（N）F活塞杆材料的许用应力（MPA）由公式（317）得（498105/120）102MM180MMD2/1D所以活塞杆直径满足要求。37拟订液压原理图液压系统原理图是表示系统的组成和工作原理的图样，它是以简图的形式全面的具体体现设计任务中提出的技术和其他方面的要求。要拟订一个比较完善的液压系统，就必须对各种基本回路、典型液压系统有全面深刻的了解。拟订本设计的液压原理图如下菏泽学院本科生毕业设计（论文）14图36液压系统原理图1电动机；2过滤器；3柱塞变量泵；4调压阀；5溢流阀；6换向阀；7压力表；8顺序阀；9液压缸；10油箱原理图说明电动机1带动柱塞变量泵3向主油路供油，可以通过溢流阀5和调压阀4对液压系统进行调压，使压力表7的值到系统需要的压力，利用换向阀6进行换向。如果处于中间位置，系统处于卸荷状态；如果脚踩脚踏板，滑阀右移，换向阀实现左位功能，油缸上腔进油，活塞杆下降运动，完成工艺中的工进工序；如果手抬操纵手柄，滑阀左移，换向阀实现右位功能，油缸下腔进油，活塞杆实现上升动作，完成工序中的快退。4液压元件和辅助元件的选择41液压泵的选择液压泵是将原动机的机械能转换为液压能的能量转换元件。在设计液压传动中，液压泵作为动力元件向液压系统提供液压能。液压泵工作的基础条件是（1）必须具备一个密封油腔，而且密闭油腔的容积在运转过程中应不断变化。（2）泵的吸油是靠弹簧克服摩擦力的阻力、推力推动活塞下移而实现的，这样的泵具有自吸能力。并且尽可能选用低噪声、脉动小的液压泵。411确定泵的最大工作压力P液压泵的最大工作压力，由下式确定（41单柱校正压装液压机设计151）式中液压缸或液压马达最大工作压力（MPA）；P1由液压泵出口到液压缸或液压马达进口之间的管路沿程阻力损失和局部阻力损失之和。这些阻力损失只有在液压元件选定后，并绘出管路布置图才能计算。在初算时按经验数据选取管路简单，流速不大的取0205MPA；管路复杂，流速较大的取05PP1MPA。该系统取05MPA。由公式（41）得2050521MPAP412确定液压泵的流量和排量当多液压缸（或马达）同时动作时，液压泵的流量要大于同时动作的几个液压缸（或马达）所需的最大流量。并应考虑到系统的漏损和液压泵磨损后容积效率的下降。计算液压泵的流量公式（）（MM/S）QPKMAX3（42）式中系统泄漏系数。一般取1113。大流量取小值，小流量取大值。该系K统取11；（）同时动作的液压缸（或马达）的最大流量（MM/S）。QMAX3对于工作过程始终用节流调速的系统，在确定流量时，需加上溢流阀的最小流量，一般取5104MM/S。3由QS图得到液压缸所需最大流量156103M3/MINQMAX由公式（42）得11156172103M3/MINP此液压系统采用液压变转速为1500R/MIN；排量/1500。QPQ由公式（42）得172/15000115L/MIN115MM3/RQP413选择液压泵的规格按已算出的最大工作压力和流量，得出液压泵的额定压力（125）PP2625MPA。查阅文献，选则液压泵9的型号为SCY141B；排量160MM3/R；转速1500R/MIN；额定压力32MPA；额定流量得1601500/1000240103M3/MIN，这里选250103M3/MIN。414确定驱动液压缸的功率由于本机器采用闭合式液压系统，压力损失很小，可以忽略不记。所以液压泵的输出功率用下式计算菏泽学院本科生毕业设计（论文）16（4NPQ3）式中液压泵的输出功率（KW）；液压缸压力（MPA）；P液压泵的流量（MM/S）。Q3（1）液压缸处于启动时由160SCY141B型号液压泵的压力、流量曲线图8可得0002MM3/S。Q由公式（43），得（）NAMG（/0049）0002200W8950（2）液压缸压力达到最大值时（即到达系统最高压力时）由160SCY141B型号液压泵的压力、流量曲线图8可得3104MM3/S。Q由公式（43），得321031049600W96KWN6（3）液压缸处于快退时由160SCY141B型号液压泵的压力、流量曲线图8可得08103MM3/S。由公式（43），得22100810176KW63因此，选出液压泵的最大输出功率96KW。N42控制阀的选择选择控制阀应按额定压力、最大流量、动作方式、安装固定方式、压力损失数值、工作性能参数和工作寿命来选择。（1）应尽量选择标准定型产品，一般不使用自行设计专用的控制阀。（2）一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些。必要时允许通过阀的最大流量超过其额定流量的20。（3）应注意单杆液压缸由于面积差形成不同回油量对控制阀正常工作的影响。方向控制阀主要有手动换向阀，机动换向阀，电磁换向阀等几种形式。由前面所分析，本课题设计的机器所用的换向阀为手动换向阀。手动换向阀是利用手动杆来操控的方向控制阀。该阀根据定位方式的不同，有弹簧复位式和钢球定位式两种结构。对手动控制阀的操作是通过杆机构在远程控制实现的。由于以上分析可得选用三位四通手动换向阀。液压机在不同工作状态下要求换向阀处于中位。主要参数如下阀芯的最大位移量是36MM，取中间为中位，那么66时阀芯处于中位，当S6时，阀芯处于阀体左端，换向阀处于左端，液压缸下降运动，完成快进和工进工S艺。当6时，阀芯处于阀体右端，换向阀处于右端，液压缸上升运动，完成快退单柱校正压装液压机设计17工艺。即阀芯的左右位置为18MM。由于本液压系统中要的是三个位置的换向阀，在这里简单介绍下三位四通换向阀的功能。（1）三位四通换向阀处于中位，换向阀四个油口互通，此时，该液压泵处于卸荷状态。（2）三位四通换向阀处于左端，油口P与A之间相通，B与O之间相通，活塞杆下降动作，完成工进工序。（3）三位四通换向阀处于右端，油口P与B之间相通，A与O之间相通，活塞杆上升动作，完成快退工序。如图41所示图41三位四通手动换向阀图参考同类机械的选择，查阅参考文献，选择换向阀10的型号为4SH。43油箱、液压油和过滤器的选择（1）确定邮箱的容量油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热分离油液中的气泡，沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。油箱的设计要点油箱必须有足够大的容积。吸油管及回油管应插入最低液面下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。吸油管和回油管之间的距离要尽可能远些。为保持清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上有空气过滤器。油箱底部应距地面150MM以上，以便于搬运，散热，放油等。对油箱内表面要做好防腐处理。本设计初选油箱体积为03M。3（2）液压油的选择液压油应具有适当的粘度和良好的粘温特性，油膜强度要高，具有较好的润滑性能，能抗氧化稳定性好，腐蚀作用少，对涂料、密封材料等有良好的适应性。同时液压油还应具有一定的消泡能力。液压系统能否可靠运行，很大程度取决于系统所选菏泽学院本科生毕业设计（论文）18的液压油。选择液压油，首先是介质种类的选择；然后考虑合适的粘度；最后还要考虑使用条件等因素。本设计选用抗磨液压油11，可选用型号YBN32。密度为900KG/M，3比热容188KJ/KGC；40C时运动粘度值为32MM/S。002（3）过滤器的选择过滤器的功能是清除液压系统工作介质中的固体污染物，使工作介质保持干净，延长元器件的使用寿命。它是液压系统里不可缺少的重要辅件。所选的过滤器，应具有足够大的通油能力，并且压力损失要小，过滤精度应满足液压系统或元件所需清洁要求。有足够的强度，滤芯要便于更换和清洗。根据参考文献，可选择过滤器11的型号WU16080；其最大流量为160L/MIN，过滤精度为80M。44其他辅助元件的选择（1）电动机的选择电动机分交流电动机和直流电动机两种，如无特殊说明时，一般选择交流。选择电动机的类型和结构形成应根据电源种类（交流或直流），工作条件（环境、温度、空间、位置等，载荷的大小和性质的变化，过载情况等），启动性能和启动、制动正反转的频率程度等条件来选择。Y系列三相笼式异步电动机是一般用途的的全封闭式鼠笼三相异步电动机。由于结构简单，工作可靠，价格低廉，因此本设计选用此电动机。根据所求得到的液压泵的功率，对电动机进行选择，根据参考文献,本设计可选电动机11为Y160M4，其额定功率为11KW，转速为1460R/MIN。（2）管道（导管）的选择选择管道的主要内容是根据压力损失，发热量和液压冲击，合理确定管道内径、壁厚和材料。依据系统要求，根据参考文献4，吸油管道内径取MM，壁厚取50DMM；压油管道内径取MM，壁厚取MM；回油管道内径取56B32D5BMM，壁厚取MM。32D5B在液压传动中常用的管子有钢管、铁管、胶管、尼龙管和塑料管等，该设计管道选择45号无缝钢管。（3）联轴器的选择联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采用各种不同的措施，使之具有一定的相对位移的性能。弹性联轴器利用弹簧元件的弹性变形来补偿两轴之间的相对位移，而可动元件之间的间隙小，特别是那些需要经常启动和逆转的传动。于是电动机出来后直接相连的就是液压泵，它们之间就必须是弹性联结，使用一个有弹性元件的联轴器。查阅资料此次设计，选用弹性柱销联轴器9，型号为HL5型。单柱校正压装液压机设计195液压系统的性能验算及安装调试液压系统在初步设计时，各种参数都是靠经验估计出来的，当回路形式，液压元件及连接等完全确定后，针对实际情况，对所设计的系统进行各项性能分析，对于一般液压传动系统来说，主要是进一步确切的计算液压回路的各段压力损失、压力冲击和发热升温等方面。以便使系统设计更加完善与可靠。51液压冲击的计算在液压系统中，当迅速的换向或关闭油路突然使流速改变时，系统内就会产生压力的剧烈变化，这就是液压冲击现象，液压冲击大的系统要安装液压缓冲装置。通过分析本液压系统，该液压系统的最大冲击发生在液压系统突出关闭的时候，当液压系统瞬时关闭液流时，管道内最大的液压冲击按下式计算（5PVE/0ED/101）式中液流发生变化前的流速（MM/S）；V液压油的密度（KG/M）；3油的容积的弹性系数，取16710MPA；E0E03管道内材料的弹性系数，取2110MPA；管道内径（MM）；D管道的壁厚（MM）。由分析代入数值进行运算可得吸油管液压冲击MPA；圧油管液压冲击4361PMPA；回油管液压冲击MPA。721P721P液压冲击在本系统中不是很明显，可以不安装液压缓冲装置。52液压系统热分析液压系统的压力、容积和机械三方面的损失构成总的能量损失。这些能量损失将转化成热能，使液压系统油温升高，系统油温过高会产生下列不良影响（1）使液压油的粘度大大降低，泄露增大，溶剂效率下降，并使油液节流元件的节流特性变化，造成速度不稳。（2）引起热膨胀，使运动副之间间隙发生变化，变小的时候可能造成元件的“卡死”，失去工作能力，变大的时候会造成泄露增大。（3）密封软管和过滤器等辅助元件，有一定的温度限制。如果温度超过这个限制，他们就不能正常工作。（4）引起机器构件的热变形，而破坏其应有的精度。521液压泵功率损失产生的热流量（热量）由计算公式（1）H1N（52）菏泽学院本科生毕业设计（论文）20式中液压泵的输入功率（KW）；N液压泵的效率，08。由公式（52）可得1HKW9218069液压油通过阀（孔）时产生的热量（52PQ3）式中通过阀（孔）的压力降，一般换向阀取005MPA；PP通过阀（孔）实际流量（MM3/S）。Q由公式（53）可得H2KW1430610720536所以系统产生总的热量2149522液压系统的散热计算根据参考文献，一般油面高度为油箱高的08倍9。因为前面初步得油箱的有效容积为03M，所以08。即125081109MM；取500MM，3VABH3A1000MM，480MM，H600MMBH一般，取与油箱相接触的油箱表面积和油面以上的表面和之半作为油箱的有效散热表面积。根据文献可得油箱的散热面积计算公式（22）1/22（）2（）AABHABHHAHB3724091计算油箱的散热功率（5HCKTAT4）式中油箱散热系数W/MC，由于本设计的油箱尺寸比较大，所以采用外KT20置油箱，通风良好。根据参考文献1，K50W/MC；T20油箱的散热面积（MM2）；AT油温与环境温度之差C，35C。T0T0由公式（54）得50237353360W41475KW；HC因为，即41475KW2063KW，所以油箱的散热已满足该系统产生的热量C要求，故不需要另加冷却器。并且油箱设置隔板将吸、回油管隔开，可以减小噪声。53液压系统的安装与调试液压系统安装质量的好坏是关系到液压系统能否可靠工作的关键。必须科学、正单柱校正压装液压机设计21确合理完成安装过程中的每一个环节，才能使液压系统能够正常运行，充分发挥其效能。（1）明确安装现场施工程序及施工进度方案。（2）熟悉安装图样，掌握设备分布及设备基础情况。（3）落实好安装所需人员，机械，物资材料的准备工作。（4）做好液压设备的现场交货验收工作，根据设备清单进行验收，通过通收掌握设备名称，数量，随机备件，外观质量等情况，发现问题及时处理。（5）根据设计图纸对设备基础和预埋件进行检查，对液压设备地脚尺寸进行复核，对不符合要求的地方进行处理，防止影响施工进度。每一种机械设备在完成整体设计，安装后，都需要对系统进行调试。按国际生产进行必要的调整，使其在正常负荷的情况下能正常工作。（1）调试前的检查根据系统原理图，装配图及配管图检查并确定每个液压缸由哪个支路的电磁阀控制。电磁阀分别进行空载换向，确认电气动作是否正确、灵活，符合动作顺序要求。将泵吸油管，回油管上的截止阀开启，泵出口溢流阀及系统中安全阀手柄全部松开。将减压阀置于最低压力位置。流量控制阀置于小开口位置。（2）启动液压泵首先，用手盘电动机和液压泵之间的联轴器，确认无干涉并转动灵活。然后，启动电动机，检查判定电动机转向是否与液压泵转向标志一致。确认后连续点动几次。无异常后按下电动机按钮，液压泵开始工作。（3）系统排气启动液压泵后，将系统压力调到10MPA左右，分别控制电磁阀换向，使油液分别循环到各支路中，按动管道上的设置的排气阀，将管道中的气体排除。液压缸排气时可将液压缸活塞杆伸出，一侧的排气阀打开。电磁阀动作，活塞杆运动，将空气挤出，升到上止点时，关闭排气阀，打开另一侧的排气阀，使液压缸下行，排除无杆腔中的空气。重复上述徘气方法，直到将液压缸中的空气排净为止。（4）系统耐压实验系统耐压实验主要是指现场管路，液压设备的耐压实验应该在制造厂进行。对于液压管路耐压实验的压力应为最高工作压力的15倍。工作压力P21MPA的高压系统，耐压实验的压力应为最高工作压力的125倍。如系统自身液压泵可以达到耐压值时，可不必使用电动试压泵。升压过程中应逐渐分段进行，不可一次达到峰值。每次升高一级时，应保持几分钟，并观察管路是否正常，试压