机电一体化毕业设计（论文）-斗轮堆取料机液压系统改进设计.doc

i 设计任务书 设计题目设计题目： 取料机液压系统的改进 设计要求设计要求： 由教师组织学生进行设计动员和安全教育。要求学生在毕业设计时要做到以下几点： 1、进行设计前，应熟悉取料机的操作所明书，并严格按照设计规程设计。 2、坚持设计各部分机构是否完好，各设计是否能损坏。 3、工具都应放在固定位置，不可随意乱放，应集中精力进行设计，出现问题时，应 向指导老师报告。 4、毕业设计过程中要勤思考、勤问、勤做、勤总结，不断积累经验技巧，提高设计 能力。 设计进度要求设计进度要求： 第一周：布置毕业设计任务； 第二周：开始查资料,打稿； 第三周：画图及修改底稿； 第四周：完成电子稿； 第五周：检查电子稿及排版； 第六周：修改电子稿及非标准零件； 第七周：完成毕业设计； 第八周：毕业答辩。 ii 指导教师（签名）：指导教师（签名）： iii 摘 要 本论文对斗轮堆取料机尾车俯仰及脱钩液压系统进行改进设计，主要进行了原理方 案的比较设计、液压元件的计算选择、阀集成块和油箱的机械设计以及尾车液压站的布 局设计等工作。通过本论文设计实现的尾车液压站能够满足使用要求，运行稳定，安全 性好，维修及改造方便，可以应用在散料货场的斗轮堆取料机上，改善散料堆取、混匀 作业的工作效率。 关键词：斗轮堆取料机，液压系统，俯仰，脱挂钩 iv 目 录 摘 要 .ii 1 绪 论 1 1.1 课题背景.1 1.2 液压系统.1 1.3 斗轮堆取料机 .4 1.4 设计内容 .6 2 液压系统的方案设计 7 2.1 系统设计要求 .7 2.2 系统方案实现分析 .7 3 元件的选择与计算 .10 3.1 泵的选择和计算 10 3.2 电动机的选择和计算 10 3.3 阀类元件的选择和计算 11 3.4 管路的选择和计算 11 3.5 油箱容积的计算 12 3.6 辅助元件的选择和计算 15 4 液压系统的结构设计 .17 4.1 油箱的设计 17 4.2 集成块设计 19 5 系统说明书 .22 5.1 功能说明 22 5.2 操作说明 22 5.3 元件清单 23 6 结 论 .25 致 谢 .26 参考文献 .27 1 1 绪 论 1.11.1 课题背景课题背景 斗轮堆取料机液压系统包括俯仰系统、尾车变幅及脱钩系统两部分,尾车变幅及脱钩 系统与俯仰系统配合,完成尾车液压缸的脱挂钩和尾车的升降变幅功能.本论文涉及的是 其中尾车俯仰及脱钩液压系统的设计,指在通过本论文设计实现的尾车液压站能够满足使 用要求,运行稳定,安全性好,维修及改造方便,可以应用在散料货场的斗轮堆取料机上,改 善散料堆取、混匀作业的工作效率。 1.21.2 液压系统液压系统 1.2.11.2.1 液压系统简介液压系统简介 液压传动系统是一种以液压油液为工作介质的系统，主要由四部分组成：能源装置、 执行装置、控制调节装置和辅助装置。 液压传动的优点： 1.在同等体积下，液压装置能比电气装置产生更多的动力，因而在同等功率下，液 压装置体积小、重量轻、结构紧凑。 2.液压装置工作比较平稳，由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速 启动、制动和频繁换向。 3.液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达 2000） ，还可在运行过程中进 行调速。 4.液压装置易于实现过载保护，还能自行润滑，因此寿命较长。 5.液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比 较方便。 液压传动的缺点： 1.由于油液的泄漏性和可压缩性，液压传动不能保证严格的传动比。 2.液压传动在工作过程中常有较多能量损失，长距离传动时更是如此。 2 3.液压传动对油温变化比较敏感，工作稳定性易受到温度的影响。 4.为减少泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价较贵，而且对油液 的污染比较敏感，液压传动要求有单独的能源。 1.2.21.2.2 液压系统应用现状液压系统应用现状 由于要使用原油炼制品作为传动介质，近代液压传动是由 19 世纪崛起并蓬勃发展的 石油工业推动起来的。二战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制定和 完善，各类元件的标准化、规格化、系列化而在机器制造、工程机械、农业机械、汽车 制造等行业中推广开来。本世纪 60 年代后，原子能技术、空间技术、计算机技术（微电 子技术）等的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、监测在内 的一门完整的自动化技术，在国民经济的各方面都得到了应用。 当前，液压技术在现实高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集 成化等各项要求方面都取得了重大的成果，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技 术上也有许多新成就。此外、液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真的优 化以及微机控制等开发性工作方面也有日益有显著的成绩。 1.2.31.2.3 液压系统技术标件液压系统技术标件 本液压控制系统技术条件参照中华人民共和国国家标准 gb376683，jb21317 制 定。 1液压系统的设计满足以下一般要求 （1）基本要求：人员安全 运转正常 设备寿命长 维修方便 .成本 低廉 外形美观 性能稳定 防尘能力强 操作简单 （2）安全要求 系统中必须有超压保护； 设计系统时，应使元件位于装拆处，并能安全地调整与工作； 系统中所有元件必须按制造厂家的规定进行操作； 系统中所有元件必须具有合格证。 （3）工作温度 3 系统的设计必须将系统发热减小到最小程度，液压泵的进口温度不应超过。 2液压控制系统中液压泵的安装要求 （1）液压泵与电动机之间的联轴器的形式与安装，必须符合液压泵和源动机制造厂的规 定； （2）液压泵与源动机的安装底座，必须具有足够的刚性，以保证运转时始终同轴； （3）外露的旋转轴和联轴器必须有防护罩。 3控制阀 （1）为保证安全，阀的安装必须考虑重力、冲击或振动对内部主要零件的影响； （2）在起动、制动或在控制系统失灵时必须由起失效保护作用的阀来控制。 4管路、接头及通道 （1）管路设置应安全合理，便于元件调整、修理、更换； （2）管路弯曲处，应圆滑，不应有明显的凹痕及压扁现象； （3）系统装配前，接头、管路及通道（包括钻孔）必须清洗干净，不允许有任何污物 （如铁屑、毛刺、纤维状杂质等）存在； （4）管路不允许用来支承设备或阀板。 5油箱 （1）油箱公称容积，应符合 gb287681 的规定； （2）在系统正常工作条件下，必须能充分散发油中的热量； （3）在正常工况下，必须容纳全部从系统中流回的液压油； （4）必须防止溢出或漏出的污染油液直接通油箱； （5）油箱表面处理时，所有内在面必须彻底清洗并除去全部水分、灰土、锈蚀物、纤维 及其他杂质等； （6）油箱上必须有液位计，油箱上部应有空气滤清器，使油箱内空气达到清洁度标准。 6滤油器 （1）为消除液压油中有害杂质，必须装有滤油器，滤油器的等级和过滤后液压、油清洁 度应符合元件与设备的要求； 4 （2）滤油器应安装在方便之处，并必须有足够的空间以便更换滤芯，且不必将油箱中的 油排出就可以维修； （3）当滤油器需清洗和更换滤芯时，应有污染报警装置。 7密封件 （1）密封件的材料必须与同它相接触的材料及环境相适应； （2）密封件如有创伤、拉伤、切边、老化等不得用于装配。 1.31.3 斗轮堆取料机斗轮堆取料机 1.3.11.3.1 取料机械简介取料机械简介 取料机械主要包括皮带运输机、装船机、卸船机、斗轮堆取料机等。其应用范围主 要是大型煤炭码头、矿石码头、火力发电厂、矿山、钢铁厂的堆料场等。主要用于散状 物料输送，存储与均化。 取料机械师单件小批量生产的大型机械设备，大多数产品为针对某一个项目设计制 造的产品，因此相对形势参数等通常并不固定，设备的设计和制造在不同的用户都存在 异地差异，因此，设备必然会存在这样或那样的问题和不足。要提高设备的综合质量就 要求产品设计从开始就严格按照产品的规范或合同的规定进行，制造阶段要制定严格的 制造工艺，通过设计和计算尽可能使设备达到最完善的要求。 进入八十年代以来，中国经济迅速发展，一大批港口、电厂相继建成并投入使用， 许多国家重点工程引进了国外的先进技术和设备。这些散货港口的主要装卸货物为煤炭 或铁矿石，大量的老电厂已不再是用推土机、装卸桥、叉车等低效率的输送设备，新建 电厂已全部采用高效率连续运输设备。国内用户采用进口及合作制造等多种方式使用国 外先进设备，国产部分设备还出口到其他国家，散料机械设备有了长足的进步。大量的 国外公司加入到中国的基本建设中。在此期间，相继引进了大型抓斗岸桥、斗轮堆取料 机、大型装船机以及整个散货装卸系统，同时也促进了国内的此类设备的设计水平制造 水平。目前国内生产过斗轮堆取料机的厂家达十余家，长期设计制造堆取料机的厂家有 四五家，这些厂家为国民经济的发展做出了贡献。 1.3.21.3.2 斗轮堆取料机简介斗轮堆取料机简介 5 斗轮堆取料机是散料机械的一种，使散货料场的专用堆取设备。我国从六十年代中 期开始设计都轮堆取料机，到目前已有三十多年的历史。到 2001 年，保守的估计国内堆 取料机拥有量达 1200 台以上。这些堆取料机主要用在大型散货港口、火力发电厂的储煤 场、大型钢铁公司的矿石煤炭原料厂、大型水泥厂等企业。堆取料机具有成产销率高、 能耗低、使用成本低、使用过程中维护量少、操作简单，安全可靠等优点。 堆料机，取料机，堆取料机用于单一的存储料场的堆取作业，混匀取料机，混匀堆 料机用于料场的均化堆取作业。堆取料机通常包括：走行装置、门做架、回转装置、俯 仰装置、悬臂梁、悬臂皮带机、回转塔架、斗轮、尾车等组成。堆料作业时可将地面皮 带机送来的物料经过悬臂皮带机送到料场，取料作业时有斗轮将物料从料场取到悬臂皮 带机，再由悬臂皮带将物料送到地面皮带机。混匀堆料机堆料时大车连续运行沿轨道长 度方向堆料，其前进的速度小于后退的速度。混匀取料机、混匀堆料机应用的目的除堆 取作业外，更重要的是均化物料的各种成分，如电厂煤炭可均化成分，燃烧值，提高效 率降低成本。 1.取料机的种类： 1).取料机按其功能可分为： （1）堆料机 堆料作业 （2）取料机 取料作业 （3）堆取料机 堆取料作业 （4）混匀堆料机 均化堆料 （5）混匀取料机 均化取料 2). 堆取料机按形式可分为： （1）门式斗轮堆取料机 （2）桥式取料机 （3）圆形料场堆取料机 （4）刮板式取料机 （5）普通摇臂式 6 3） 按尾车功能又分为： （1）固定单尾车 （2）活动单尾车 （3）固定双尾车 （4）活动双尾车 （5）伸缩升降双尾车 4） 堆取料机的应用范围：日燃煤量在 200 吨以上的各个电厂、水泥厂、化工厂，年吞 吐量在 170 万吨的散货码头，大型钢铁企业的烧结厂 5） 使用堆取料机的优点： （1）生产效率高； （2）能耗低； （3）使用成本低； （4）使用过程中维护量少； 5. 操作简单，安全可靠。 1.41.4 设计内容设计内容 设计的主要内容为一套完整的液压传动系统,从系统工作环境和完成的功能分析开始,通 过分析比较拟定该液压系统的原理图,计算系统的主要参数,选择执行元件和各种液压辅 助元件,包括油箱的初步设计,泵、电动机、阀类元件以及其它液压辅助装置(过滤器、液 位计、密封件、管件、管接头、测压组件等)的选择,集成块和油箱结构的机械设计,最后 是液压泵站的结构设计以及整个液压系统的组装,并提出系统的使用说明书. 7 2 液压系统的方案设计 2.12.1 系统设计要求系统设计要求 尾车变幅液压系统属于液压传动系统，适用于煤炭、沙子、石子等散料堆取机械的 尾车变幅及脱钩功用，属于中小型液压系统，没有过高的走行及抗燃要求，露天工作， 环境比较恶劣，工作场地沙尘较多，冬季气温较低，因此，要求系统防尘能力强，工作 安全性高，可靠性好，能在较低气温下持续可靠的工作，并能够适应较恶劣且温度变化 较大的工作环境。 根据工况条件判断，该系统属于中压中载系统，液压尾车采用双缸同时、同步工作， 工作时液压泵在斗轮工作期间应不间断持续运行，变幅动作由电磁换向阀控制，为提高 安全性，系统有超压保护等保护装置，同时保证系统的密闭性。 2.22.2 系统方案实现分析系统方案实现分析 根据对液压系统的要求，斗轮机尾车变幅及脱钩液压系统应能实现以下功能的基本 回路： 1.换向回路：实现尾车脱钩和挂钩、变幅升和变幅降之间的转换。 2.调压回路：控制系统的工作压力，使它不超过预先调好的某个数值。 3.卸载回路：系统在只需要输出少量功率或不需输出功率时，液压泵停止运转或在 很低压差下运转，以减少系统功率损耗和噪声，延长泵的工作寿命。 4.保压回路：使变幅液压缸在某个工作阶段内压力保持恒定不变。 5.泄压回路：使得俩个双缸内高压腔中的压力缓慢释放，以免突然减压引起的冲突、 振动和噪声。 6.平衡回路：使得变幅液压缸保持一定的背压力，和负载相平衡。 7.缓冲回路：使液压缸在行程终点前预先减速、延缓其停止或换向的时间，以及延 缓调压卸载回路的卸载和升压过程来达到缓和冲击的目的。 8.调速回路：调节两个双缸的工作速度。 8 1. 分析拟给定的原理图 (如下图 2.2)： 1). 换向回路由两个电磁 换向阀完成，分别控制俯仰缸 和脱钩缸。 2). 调压回路由两个溢流 阀完成，分别控制两个电磁换 向阀入口处的压力，液压泵的 最大工作压力由溢流阀规定， 可以预先调定以控制系统的工 作压力，同时还起安全阀的作 用。 3). 该系统原理图中脱钩 缸的卸载功能由电磁换向阀的 中位机能来实现。而俯仰缸的 卸载是限压式变量卸载，当回 路中压力达到溢流阀的预先调 定值时，通过溢流阀实现保压 卸载，这使得俯仰缸能够承受 一定的负载，同时又能实现卸 载，减少功率损耗，延长泵的寿命。 图 2.2 4). 脱钩液压缸不承受负载所以不需有保压回路功能，而俯仰缸的保压回路由液控 单向阀实现，在俯仰缸的进油路口串接一个液控单向阀，利用锥形阀座的密封性能实现 保压。采用电接点接触式压力计，可以控制液流波动范围和补压动作。 5). 平衡回路的功能由液控单向阀来完成，液压缸回油腔由液控单向 和单向节流阀串接锁闭，活塞能长期停留在任意位置，活塞上下行时有不大的功率损失， 16 15 14 17 3 2 1 12 4 6 5 13 11 10 8 9 7 9 能够满足系统要求。 6). 调速回路由叠加式单向节流调速阀实现。 由以上分析，给定的回路能够比较好的满足工作要求，保压、卸荷、调压、调速的 功能要求都能够完全满足，但是在缓和冲击方面还有待改进，并且该回路效率比较高， 安全性好，成本适中，考虑到该系统的工作环境对噪 音和振动没有太高要求，可以使用 该回路提出的原理。 10 3 元件的选择与计算 3.13.1 泵的选择和计算泵的选择和计算 选择液压泵的主要原则是满足系统的工况要求，据此初步确定泵的结构形式，通过 对液压泵的主要参数工作压力和流量的选取进而确定泵的具体型号和相关参数。 3.1.13.1.1 确定泵的额定流量确定泵的额定流量 maxp qqqa 式中 泵的额定输出流量（l/min） p q 流量最大值（l/min） max q 泄漏量，根据经验估算（1030） ，因管路结构比较简单 qaqa 取100.14.6l/min4.6l/min qa max q 所以 =36+3.6=165.6l/min p q 3.1.23.1.2 确定泵的额定压力确定泵的额定压力 max () p pk ppa 式中 泵的最大工作压力(额定压力) (mpa) p p 执行元件的最高工作压力(mpa) max p 压力总损失，该系统结构比较简单，取 0.7mpa pa k系数，该系统结构比较简单，取 1.8 所以 =(16+0.7)1.8=30.06 p p 根据以上计算，泵的工作压力较高，因此选用斜盘式轴向柱塞泵，根据泵的额定压 力和输出流量确定泵的型号为 63scy14-1b,电机转速为 1500rpm。 3.23.2 电动机的选择和计算电动机的选择和计算 液压泵实际需要的输入功率是选择电动机的主要依据。由于液压泵存在着容积损失 和机械损失，为满足液压泵向系统输出所需要的压力和流量，液压泵的输入功率必须大 11 于它的输出功率。 =p 7 6 10 t pq m 式中 液压泵的输入功率（kw）p 液压泵的额定压力（pa）p 液压泵的额定流量（/s） t q 3 m 液压泵的总效率，其中，是液压泵机械效率，是液压泵的容 mv m v 积效率，取0.95 所以kw 6 7 16 1036 10.11 6 100.95 t p 因此选择电动机型号为 y160l-4 3.33.3 阀类元件的选择和计算阀类元件的选择和计算 根据系统的要求、工作压力和流量，从元件产品样本中选择元件型号如下： （1）三位四通电磁阀 4we10g30/cw220r （2）电磁溢流阀 db10a-2-50/31.5uw220 （3）液控单向阀 sl10pb-30/2 （4）双联单向节流阀 z2fs10-30 （5）单向阀 s10a/2 3.43.4 管路的选择和计算管路的选择和计算 管路的选择主要依据安装位置、工作环境、工作压力和油管的特点来进行。 3.4.13.4.1 管路内径的计算管路内径的计算 2 q d v 式中 管子内径（mm） d 管内流量（/s） q 3 m 油液流速，吸油管 0.51.5m/s，压油管 2.55m/s, v 回油 1.52.5m/s,阀内通道 6m/s。 取1m/s, =5m/s, =2m/s, =6m/s, 则: 1 v 2 v 3 v 4 v 12 3 1 36 10 228 3.14 1 60 dmm 3 2 36 10 212.4 3.14 5 60 dmm 3 3 36 10 219.5 3.14 2 60 dmm 3 4 36 10 211.3 3.14 6 60 dmm 3.4.23.4.2 管子壁厚的计算管子壁厚的计算 2 b pdn 式中 油管壁厚（mm） 管内工作压力（mpa） p 管子内径（mm） d 安全系数，7mpa17.5mpa, 取 n=6 n p 材料抗拉强度，对于钢管，380mpa b b 则: 1 16 28 6 3.54 2 380 mm 2 16 12.4 6 1.57 2 380 mm 3 16 19.5 6 2.5 2 380 mm 4 16 11.3 6 1.43 2 380 mm 根据以上数据，选取管子尺寸见表 3-1 表 3-1 管子尺寸 公称通径外径接头螺纹壁厚 吸油管 3242m422 4 压油管 1018m181.5 1.6 回油管 1522m221.5 2.5 阀内通道 1018m181.5 1.6 3.53.5 油箱容积的计算油箱容积的计算 油箱容积的确定，是设计油箱的关键。油箱的容积应能够保证当系统供油流量大于 回油流量时，最低液面在进口过滤器之上;当系统回油流量大于供油流量，或者系统停止 13 运转油液返回油箱时，油液不会溢出。同时，油箱还应该满足系统散热要求。 3.5.13.5.1 根据使用情况确定油箱的容积根据使用情况确定油箱的容积 有效容积的计算按经验公式: p vq 式中 经验系数，本系统属于中压系统所以7 额定流量（l/min） p q 所以 v=736=252l=0.25 3 /ms 3.5.23.5.2 按系统发热与散热关系进行校核按系统发热与散热关系进行校核 为了简化计算，在一般情况下，计算发热量时，只考虑液压泵和溢流阀的发热量;在 计算散热量时，只考虑油箱温升所允许的热量。在元件选择合理时，其他液压阀及管的 发热量并不大，且考虑到他们会向空气中散热，故可忽略不计。 1. 液压系统的发热计算 1). 液压泵的发热功率 p h (1) ppp hn 式中 液压泵的发热功率（kw） p h 液压泵的输入功率（kw） p n 液压泵的效率，由产品样本查取 p 所以 63 16 1036 10 1 0.920.768 60 p hkw 2).液压执行元件的发热功率 m h 1 mmm hn 式中 执行元件的发热功率（kw） m h 执行元件的有效功率（kw） m n 执行元件的效率，液压缸取 m 0.95 14 所以 63 16 1036 10 1 0.950.522 60 m hkw 3).阀孔发热损失功率 m h 3 10 vvv hp q 式中 阀孔发热损失功率（kw） v h 对溢流阀而言是其调定压力， v p 对其他阀而言是其压降（mpa） 流经液压阀的流量（） v q 3 /ms 根据阀类元件的要求，忽略除溢流阀和换向阀外其他阀类元件的阀孔损失热量，得 33 3 16 36 100.2 36 10 109.72 6060 v hkw 综上，系统发热总功率为： 0.7680.5229.7211.01 pvm hhhhkw 2. 系统的散热计算 油箱的散热功率 12 () o hka ttka ta 式中 系统的散热功率（kw） o h 散热系数，根据该系统情况取 17 k 散热面积（） a 2 m 系统温升（） tac 系统油温（） 1 t c 环境温度（） 2 t c 2 3 11.01 16.2 17 1040 o h am k t a 所以,由于所需的散热面积比较大，所以在油箱上安装冷却器，选取冷却器型号 fl16,冷 却面积为 16，可满足散热要求，并初步确定油箱的尺寸为 1200600600 2 mm 2 mm 3.63.6 辅助元件的选择和计算辅助元件的选择和计算 15 1. 回油滤油器 rfa 系列微型直回式回油过滤器适用于液压系统回油精过滤，滤除系统中由于元件磨 损产生的金属颗粒和密封件的橡胶杂质等污染物，使流回油箱的油液保持清洁。过滤器 配有发讯器、旁通阀、液流扩散器。滤油器具体的型号为：rfa-1601f-y，通径 50mm， 公称流量为 180l/min，过滤精度为 1m，法兰连接，带 cy-型发讯器，当滤芯堵塞时将 报警。 2. 吸油滤油器 wu 型号的过滤器适用于油泵吸油口处滤除油液中的杂质，用以保护油泵及其他液压 元件，有效的控制液压系统污染，提高液压系统清洁度，具有通油能力大、阻力小管路 简单、易清洗等特点。具体型号为：wui-35080-j，通径为 70mm，公称流量为 380l/min，过滤精度为 75m，管式连接，带旁通阀。 3. 空气滤清器 该系列过滤器根据国外先进技术资料进行标准化、系列化设计，适用于液压系统油 箱的空气过滤，既有体积轻巧、结构合理、外形美观新颖、过滤性能稳定、安装使用方 便等特点。具体型号为：quq2-1010，规格 2，过滤精度 12m，空气流量 2.8 。 3 /minm 4. 测压组件 液压系统应设置必要的压力检测和显示装置。主要功能是调定各有关部位的压力和 检查各有关部位压力是否正常。测压组件一般安装在液压泵的进出口，主要执行元件的 进油口，压力继电器安装处，液压系统中与主油路压力不同的支路及控制油路，蓄能器 进油口处。 压力表型号：yx-100 微型高压测压接头型号：ms2a20/250 5. 液位计 cyw-450 传感器式液位液温计 16 17 4 液压系统的结构设计 4.14.1 油箱的设计油箱的设计 4.1.14.1.1 油箱设计要点油箱设计要点 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。 本系统采用开式油箱，油液与大气相通，设计要点如下： 1.油箱必须有足够大的容积，一方面尽可能地满足散热的要求，另一方面在液压系 统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质，而工作时又能保持适当的液位。 2.吸油管和回油管应尽量相距远些，两板之间要用隔板隔开以增加油液循环距离， 使油液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质，消散热量。隔板高度最好为箱内油面高度的 3/4，隔板形式可采用溢流式标准型，溢流式，回流式，此处采用溢流式标准式，隔板下 部开有缸口。吸油管入口和回油管出口处应安装相应精度的滤油器。 3.回油管管端应斜切 45 度，以增大出油口截面积，减慢出口处油流速度，此外，应 使回油管斜切口面对箱壁，以利油液散热。当回油管排回的油量很大时，应使它的出口 处高出油面，向一个带孔或不带孔的斜槽排油，使油流散开，一方面减慢流速，另一方 面排走油液中的空气，减慢回油流速、减少它的冲击搅拌作用。 4.为防止油液污染起见，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤油 网防止油箱出现负压而设置的通气孔上安装空气滤清器。油箱内回油集中部分及清污口 附近设置一些磁性块。 5.为易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养，按 gb376683 规定，箱底离地至 少应在 150mm 以上，便于散热、放油和搬运。箱底应适当倾斜，在最低部位处设置放油 阀。按 gb376683 规定，箱体上注油口的近旁必须设置液位计，滤油器的安装位置应便 于拆装。箱内各处应便于清洗。 6.分离式油箱一般用 2.54mm 钢板焊成，大尺寸油箱要加槽钢、筋条，以增加刚性。 当压泵及其驱动电机和其他液压件都要装在油箱上时，油箱顶盖要相应的加厚。 18 7.油箱内壁应涂上耐油防锈的涂料。外壁涂一层极薄黑漆加强辐射冷却效果，铸造 油箱内壁进行喷砂处理，不涂漆。(如下图 1.4.1 油箱简图) 1.4.1 油箱 19 4.24.2 集成块设计集成块设计 4.2.14.2.1 集成块简介集成块简介 一个液压系统要使用很多执行元件，其中包括众多完成各种功能的液压阀，为简化 液压系统结构，方便液压系统的管理和维修，通常将大部分液压阀集成起来。阀的集中 主要有三种形式：块式集成、叠加阀式集成和插装式集成。 块式集成是将标准的板式阀及少量的叠加阀或插装阀装在集成块上组成基本回路， 元件之间靠集成块上加工出的通道连接，块与块之间又有连接孔，以便将适当的回路块 叠积在一起成为所需要的系统。 叠加阀式集成以阀体自身作为连接体，同一通径的叠加阀，其油口和螺栓孔的大小、 位置及数量都与相匹配的板式换向阀相同，只要将同一通径的叠加阀按一定次序叠加起 来，再加上电磁换向阀或电液换向阀，即可组成各种典型的液压系统。叠加阀式集成的 优点众多，但由于回路形式较少，通径较小，不能满足复杂的和大功率液压系统的要求。 插装阀是不同于滑阀的另一类液压控制阀的统称，其基本核心为插入元件，将一个 或若干个插入元件进行不同的组合，并配以相应的先导控制级，可以组成插装阀的各种 控制功能单元。而所谓的插装式集成就是集成插装阀的一类阀集成形式。 在斗轮机的设计中，根据功能要求和系统特点，选择块式集成。 4.2.24.2.2 块式集成特点块式集成特点 1.集成是用标准元件按典型动作组成单元回路块，选取适当的回路块叠积在一起， 即可构成所需的液压系统。所以可简化液压装置的设计。 2.由于液压系统由不同功能的单元回路块构成，当需要更改系统时，只需更换或增 减单元回路块就能实现，所以灵活性大，便于更改设计。 3.集成块主要是六个平面及各个孔的加工，工艺简单，便于组织专业化生产，减低 成本。 4.除去与泵、马达或液压缸及蓄能器等的连接仍然采用管接头和管道以外，各元件 之间的连接都通过集成块上的通道，所以结构简单，便于安装，占地面积小，系统泄漏 少，稳定性好。 5.各元件之间连接的通道粗而短，系统压力损失小，发热少，效率高。 4.2.34.2.3 集成块的设计步骤集成块的设计步骤 1.绘制集成块单元回路图 20 2.首先改画液压系统图，将压力油、回油及泄漏油管路引到系统图的一边，然后按 照元件动作功能划分单元回路块，并标明每一单元回路块上安装的阀数，是否采用过渡 板或专用阀，以及各阀之间油路连通情况。集成块应优先采用标准系列集成块单元回路， 以减少设计工作量。集成块上元件安排要紧凑，块数要少，对简单回路可用一个块体， 当泵的出油口需串接单向阀时，也可采用管式单向阀。 3.布置液压元件为了在集成块上合理布置液压元件和正确安排通油孔，可按照液压 元件轮廓尺寸及各油口位置预先制作元件样板，放在集成块各个有关视图上，安排合适 的位置，简单回路也可以直接布置。 4.2.44.2.4 自行设计集成块的要点自行设计集成块的要点 1.公用油道孔的确定 集成块体的油道孔，有二孔式、三孔式、四孔式及五孔式等多种设计方案，其中二 孔式和三孔式应用广泛。二孔式采用 p 口和 o 口两个公用油孔，用四个螺栓孔来接通泄 漏油，二孔式结构简单，压力损失小。三孔式通道体有 p 口、o 口和 l 口共三个公用油口， 泄漏口 l 要与各元件的泄漏油口相通，孔道较长，直径较小，加工较困难且工艺孔较多。 四孔式通道体有两个泄漏油孔，布置在靠近元件的地方，故泄漏油道短，便于加工，但 对设置其它孔道不方便，且不利于元件的布置。 2.油孔直径 d(mm)的确定 d=4.6 q v 式中 流经孔道的流量（l/min）q v孔内允许流速，对压力油孔可取 v=(2.55)m/s， 对回油孔可取 v=(1.52)m/s 若取5m/s, =2m/s, 则有： 1 v 2 v 4.612.5mm 1 d 36 5 4.619.8mm 2 d 36 2 取10mm, 20mm 1 d 2 d 公用泄漏油孔 l 的孔径一般由经验确定，取 10。 直接与阀相通的孔，通道体上的孔径与阀的孔径相同。 21 (1).油孔间的最小壁厚 油孔间最小壁厚一般不小于 8mm，当压力高于 6.3mpa 或孔间壁厚较小时，应进行校 核。 (2).通道块的外形尺寸 通道块的外形尺寸主要取决于其于所安装的阀的尺寸。 3.集成块的材料及主要技术要求 集成块通常采用 ht250、20 号钢和硬铝制造，铸件不得有砂眼、气孔及缩松。 22 5 系统说明书 5.15.1 功能说明功能说明 5.1.15.1.1 主要性能参数主要性能参数 （1）工作压力 p=16mpa （2）额定流量 q=36l/min （3）电机功率 n=15kw （4）电机转速 n=1500rpm （5）外形尺寸 21631801900 5.1.25.1.2 功能说明功能说明 1.基本功能：泵的启动，停止;系统压力、流量在允许范围内的任意调节;尾车俯仰 缸在任意位置的停留;脱钩缸的脱钩和挂钩动作。 2.辅助功能：超压（超载）保护，超温、超压或液位异常时报警;当环境温度过高或 过低时对油液进行加温或降温。 5.1.35.1.3 工作原理工作原理 电机 9 启动后，泵 8 开始向系统供油，此时各电磁阀均处于停电状态，泵供出的油 经过电磁换向阀 12 的中位直接回油箱。当操纵开关处于“俯仰升”位置时，电磁阀 12 右侧电磁铁通电，泵的来油经过单向阀 10、电磁阀 12、单向截流阀 14 右侧的单向阀及 液控单向阀 15 进入俯仰缸 16 的无杆腔使油缸伸出，有杆腔的油经过左侧单向截流阀 14 中的节流阀、电磁阀 12、溢流阀 13 回油箱。当操纵开关处于尾车“俯仰降”的位置时， 电磁阀 12 左侧的电磁铁通电，泵的来油经过电磁阀 12 左侧单向节流阀 14 中的单向阀进 入俯仰缸 16 有杆腔，同时打开液控单向阀 15，使无杆腔的油经液控单向阀、右侧单向节 流阀中的单向阀、电磁阀 12、电磁溢流阀流回油箱。 当操纵开关处于“脱钩”位置时，电磁阀 18 右侧电磁铁通电，泵的来油经单向阀 10、电磁阀 12 中位、电磁阀 18 流入液压缸 17 无杆腔，液压缸向上伸出完成脱钩动作; 当操纵开关处于“挂钩”位置时，电磁阀 18 左侧电磁铁通电，泵的来油经单向阀 10、电 磁阀 12 中位、电磁阀 19 中位流回油箱，从而使得液压缸与油箱相通，靠其自重使液压 缸落回从而完成挂钩动作。 5.25.2 操作说明操作说明 5.2.15.2.1 准备工作准备工作 23 操作前检查油箱中油液情况，如不够应及时加油，所加的油必须与原来所用油的牌 号相同，油液的污染度控制在 iso440619/16 内。 1.压力调节 俯仰缸的压力调节：俯仰缸的压力调节依靠对左侧电磁溢流阀的调节来实现，调解 时先使溢流阀的调压螺杆处于旋松状态，然后使液压泵供油，并使俯仰缸处于某一端的 极限位置，逐渐拧紧调节螺杆，使左侧压力表的压力达到设定值，然后用螺杆上的螺母 锁紧固定。 脱钩液压缸的压力调节：脱钩液压缸的压力调节依靠对右侧电磁溢流阀的调节来实 现，调节方法和上述方法相同，使脱钩缸处于某一端的极限位置，逐渐拧紧调节螺杆， 并观察右侧压力表的压力到设定值，然后用螺杆上的螺母锁紧固定。 2. 俯仰速度调节 尾车俯仰速度调节，可通过调节叠加式双联单向节流阀中的节流阀来实现，该系统 为出口节流调速，左侧节流阀调节上升速度，右侧节流阀调节下降速度，一般情况下应 使俯仰下降速度略高于俯仰上升速度，且液压系统与主臂不振动为宜。 5.2.25.2.2 注意事项注意事项 系统中泵的吸油口和总回油口均装有滤油器，以防止油液中的污染颗粒进入元件中 使其损坏或影响系统的正常运行。一旦滤油器堵塞就会发出报警信号，这时必须停止操 作，待清洗或更换滤芯后方可继续操作。 5.35.3 元件清单元件清单 （1） 轴向柱塞泵 25scy14-1b （2） 电动机 y160l-4 （3） 溢流阀 db10a-2-50/31.5uw220 （4） 电磁换向阀 4we10g30/cw220r （5） 叠加式单向节流阀 z2fs10-30 （6） 液控单向阀 sl10pb-30/2 （7） 单向阀 s10a/2 （8） 截止阀 q11f-16 （9） 液位液温计 cyw-500 （10）空气滤清器 quq2-202.5 （11）冷却器 fl16 24 （12）回油滤油器 rfa-1601-y （13）吸油滤油器 wui-35080-j （14）加热器 gyy2-220/1 （15）压力表 yx100 （16）微型高压测压接头型号 ms2a20/250