毕业设计（论文）-液压元件检测系统研究与应用.doc

论文 液压元件检测系统研究与应用题 目 液压元件检测系统研究与应用 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2012年4月28日 目 录前 言（1）绪 论（2）1课题的来源 （4） 1.1课题的背景（4） 1.2国内外的发展（4） 1.3课题的意义（5）2液压试验台原理设计（8） 2.1设计思路分析（8）2.2方案1（10）2.3方案2（11）3 液压试验台集成块设计（12）3.1油箱的设计及其相关计算 （12）3.2 液压泵组的结构设计 （13）3.3蓄能器的设计 （16）3.4冷却器的设计与计算 （17）4液压试验台被试阀底板设计（20）4.1确定液压流量阀的流量、压力和（20）4.2液压阀的选择（21）4.3确定管道尺寸 （22）4.4液压系统升温验算 （24）4.5系统的温升验算（24）4.6联接螺栓强度计算（24）5 三维设计5 液压阀的试验系统检测 （28） 5.1测定 （28）5.2的性能试验 （28）5.3内泄露外泄露实验 （30）5.4 压差流量特性曲线实验 （31）5.5工作范围试验（gb14971）（32）5.6流量时间曲线 （33） 设计心得 （35） 参考文献 （36）致 谢（37）附：硬件液压试验台图 （38）绪 论液压工程凭借特有的优势，在工业中占据重要的地位。由于液压传动存在如下优点：（1）体积小、重量轻、结构紧凑、外形尺寸是同功率电机的12%，重量也只有它的1020%。（2）可以实现无级调整（3）传递运动平稳、润滑好、寿命长（4）易于实现自动化（5）易于实现过载保护（6）“制造容易”。所以已经广泛用于程机工械、起重运输、矿山机械、建筑机械、农业机械、冶金机械、锻压机械、汽车工业、智能机械等领域。液压泵是液压系统中的关键元件。由于目前国产液压元件存在质量及生产管理上的问题，使得新出厂的元件不能保证百分之百的可靠，而主机生产厂在产品出厂前调试时常发现液压系统不能正常工作，这时再将这些液压元件折下检查既费力、费时又造成了损失，因此主机厂迫切需要一套操作简单，节省投资，通用性强的液压泵试验系统。由于液压泵、液压马达和液压缸属于液压系统的心脏，并直接连接负载，因此，其性能参数，对于整个系统静态、动态性能的影响非常之大。因此，应该优先保证液压泵的设计质量、制造质量，特别是试验质量。为此，这本设计重点对液压泵性能参数进行试验。应用液压试验台实验，它不但明显具有节能和装机容量小的优点，同时还存在对试验压力、的调试简便可靠，更具有操作的特点因而它具有远大的发展前途。液压试验台设计 摘要： 结合现有的试验方法，就液压元件的试验系统进行了讨论，重点为试验台的系统设计及检测。从试验台的设计以及元件的使用等方面进行了多方面的分析 。用液压试验台对液压元件的性能的测试与其他方法相比，明显具有节能和操作简单优点，减少了投资和运行费用，同时还存在对试验压力、流量的调试简便可靠，更具操作性的特点，因而，具有远大的发展前途。关键词 试验台 试验压力 参数曲线 hydraulic test bench designabstract: combined with the existing test method, hydraulic pump test system is discussed, focusing on design of test bench. from the experimental platform design and original use wait for a respect undertook many sided discuss and calculate. hydraulic test bench for hydraulic pump performance test is compared with other methods, has obvious energy saving and simple operation, less investment and operation cost, also exist to test pressure, flow of the debugging is simple and reliable, more operational characteristics, therefore, has broad development prospects. keywordhydraulic pump test bench test pressure pump flow measurement parameter curve1课题的来源1.1课题的来源 根据制造部以制造产品的前期生产和售后反馈情况，拟对液压系统及元器件做一下测试。一、液压元件测试1、压力泄露量曲线（内泄漏、外泄漏耐压） 如：液压锁、单作用油缸（液压箔绕机的制止件）、开卷机主轴油缸；单向阀，液压缸。截止阀。2、压差流量特性试验（参见gb8107） 液压站为系统提供的压力及流量是否能满足要求，分流集流阀,减压阀。3、流量时间曲线 针对快速进给的动作要求，容量测算等；电磁阀的响应时间。4、工作范围试验（gb14971） 测试换向阀能正常换向的压力和流量的边界值范围。二、液压系统试验 1 空载运转，全面了解被测试液压系统的结构、功能。 2 压力试验：在国家要求安全范围内，逐级升高压力，全面检查系统所有焊缝和接口处应无泄漏、管道无永久性变形。 3 功能试验：逐次调整每个回路，执行器速度应在正常工作压力和温度下运行。4噪音，尽量消除和减少系统对周围环境的影响。5系统稳定性，应先检查局部闭环的稳定性，然后接上主通路；检查各执行件有无影响。6系统响应快速性。各个执行元件的动作时间是否对应工况设计。7温度时间曲线。 液压元件的试验检测系统的。 我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。1.2课题在国内外的应用机床工业磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等工程机械挖掘机、装载机、推土机等汽车工业自卸式汽车、平板车、高空作业车等农业机械联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等冶金机械电炉控制系统、轧钢机控制系统等起重运输机械起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等矿山机械开采机、提升机、液压支架等船舶港口机械起货机、锚机、舵机等铸造机械砂型压实机、加料机、压铸机等液压泵和马达是液压系统中的关键元件。由于目前国产液压元件存在质量及生产管理上的问题，使得新出厂的元件不能保证百分之百的可靠，而主机生产厂在产品出厂前调试时常发现液压系统不能正常工作，这时再将这些液压元件折下检查既费力、费时又造成了损失，因此迫切需要一套操作简单，节省投资，通用性强的液压泵、马达试验系统。由于液压泵、液压马达和液压缸属于液压系统的心脏，并直接连接负载，因此，其性能参数，如容积效率、扭矩效率、压力调整范围、最高允许转速及最小稳定转速等，对于整个系统静态、动态性能的影响非常之大。因此，应该优先保证液压泵和液压马达的设计质量、制造质量，特别是试验质量。为此，这次设计重点对液压泵性能参数进行试验。本次设计液压试验台的优点明显具有节能和装机容量小的优点，减少了投资和运行费用，同时还存在对试验压力、试验转速的调试简便可靠，更具有操作的特点。1.3课题所做的研究1.3.1液压泵安装要求注：（液压泵支座或法兰和电动机应采用共同的安装基础。基础、法兰或支座都必须有足够的刚度，以免液压泵运转时产生振动和噪声。）a 按照使用说明书的液压图进行安装。b 液压泵轴与电动机（传动机构）轴旋转方向必须是泵要求的方向。c 泵轴与电动机（传动机构）轴的同轴度应在0.1mm以内倾斜角不得大于1安装联轴节时，不要敲打，以免损坏液压泵的转子等零件。安装要正确、牢靠。d 紧固液压泵、电动机或传动机构的地角螺钉时，螺钉受力应均匀并牢固可靠。e 用手转动联轴节时，应感觉到液压泵转动轻松，无卡阻或异常现象，然后才可以配管。1.3.2吸油管安装要求a 按照使用说明书的液压图进行安装。b 吸油管与液压泵吸入口连接处应密封严密，否则泵在工作时，会吸入空气， 使系统产生振动和噪声，甚至吸不上油。1.3.3液压阀安装要求a 安装时要检查各液压阀测试情况的记录（合格证），以及是否有异常现象。b 检查板式阀结合面的平直度和安装密封件沟槽的加工尺寸和质量，若有缺陷应修复或更换。c按照使用说明书的液压图进行安装。d安装阀时要注意进、出、回、控、泄等油口的位置，严禁装错。换向阀以水平安装较好。e安装时要注意质量。对密封件质量要精心检查，不要装错，避免在安装时损坏；紧固螺钉拧紧时受力要均匀，对高压元件要注意螺钉的材质和加工质量，不合要求的螺钉不准使用。f 安装时要注意清洁，不准戴着手套进行安装，不准用纤维织品擦拭安装结合面，防止纤维类脏物侵入阀内。g 阀安装完毕后要检查下列项目：a）用手推动换向阀滑阀，要达到复位灵活、正确；b）调压阀的调节螺钉应处于放松状态；c）调速阀的调节手轮应处于节流口较小开口状态；d）使换向阀阀芯的位置尽量处于原理图上所示的位置状态；e）检查一下应该堵住的油孔（如不采用远程控制时溢流阀的遥控口）是否堵上了。该接油管的油口是否都接上了。1.3.4蓄能器安装要求a按照使用说明书的液压图安装。b 检查连接口螺纹是否有破损、缺扣、活扣等现象，若有异常不准使用。c 安装前先将瓶内的气体释放净，不准带气进行搬运或安装。d蓄能器作为缓冲用时，应将蓄能器尽可能垂直安装于靠近产生冲击的装置,油口应向下。e 蓄能器上的油管接头和气管接头都要连接牢固、可靠。1.3.5液压控制元件的安装注意事项a 液压阀的安装方式应符合使用说明书的液压图。 b 板式阀或插装阀必须有正确的定向措施。 c 为了保证安全，阀的安装必须考虑重力、冲击、振动对阀内主要零件的影响。 d 阀用联接螺钉的性能等级必须符合制造厂的要求，不得随意代换。联接螺钉应 均匀拧紧(勿用锤子敲打或强行扳拧)，不要拧偏，最后使阀的的安装平面与底板或油路块安装平面全部接触。e 应注意进油口与回油口的方位，某些阀如将进油口与回油口装反，会造成事故。有些阀件为了安装方便，往往开有同作用的两个孔，安装后不用的一个要封堵。f 方向阀一般应保持轴线水平安装；g 一般需调整的阀件（如流量阀、压力阀等），顺时针方向旋转时，增加流量、压力，逆时针方向旋转时，则减少流量、压力。h 安装时若某些阀件购置不到，允许用通过流量超过其额定流量40%的阀件代用。1.4液压试验台的基本组成1）能源装置液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。2）控制装置液压阀。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。3）辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。4）工作介质液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。2 液压元件检测试验研究2.1 液压试验台分析根据所测元件的要求设计一台小型液压试验台的液压系统，要求实现：如下表所示元件的测试.在国家要求安全范围内，逐级升高压力、所有焊缝和接口处应无泄漏、管道无永久性变形。逐次调整每个回路，执行器速度应在正常工作压力和温度下运行。在正常运行情况下，对所测液压元件的压力、流量、电磁阀的响应时间进行测定。电磁阀品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注油研dsg-01-3c2-d24-n1-5036331.5纵剪线电磁三位阀dsg-01-2c2-d24-n1-5016331.5二位阀dsg-01-3c4-d24-n1-5026331.5修坯机三位dsg-01-3c4-d24-7016331.5卧绕机三位dshg-04-3c2-c1-t-d24-50-(g)2300（很大）31.5电液三位换向阀波纹油箱dshg-04-3c9-c1-e-d24-50-(g)1300（很大）31.5电液三位换向阀dshg-04-3c9-c1-t-d24-50-(g)2300（很大）31.5电液三位换向阀dshg-04-3b2-c1-t-d24-50-(g)1300（很大）31.5电液三位换向阀dsg-01-3c4 -d24-50-(g)26331.5电磁三位阀其他22d-1046.3液压箔绕机23d2-1016.324d0-b10h-t16.334d-25b110031.534dy-b10h-t25031.534dyy-b20h-t210031.5朝田d5-02-3c4-0224025橫剪线400d5-03-3c60-d214025切粒机4we6j61/cg24n9z5l1橫剪线900d5-03-3c2-d25铁芯成型机单向阀品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注油研msw-01-y-303纵剪线mcp-01-2-302crt-06-04-50112525管式连接 rvp-1018-1500031.5板式连接 修坯机ci-t03-50-1014021管式连接卧绕机msw-01-y-302 波纹油箱dng-03-3c2-5014wmm6e-50b/f2其他s-15-a-1(1/2)g3/41液压箔绕机朝田cit-03-a113025橫剪线400cit-06-a118525切粒机crg-06112525板式连接 铁芯成型机液控单向阀品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注油研mpw-01-2-402纵剪线mpw-01-2-402修坯机mpw-01-2-401卧绕机mpw-01-2-402波纹油箱其他iy-25b液压箔绕机朝田mpw-022橫剪线400mpw-03b2铁芯成型机mpw-02b2节流阀品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注油研dvp-1017535修坯机msw-01-x-302修坯机mrp-01-h-301msw-01-x-30卧绕机z2fs16-30b/s22波纹油箱z2fs6-30(b)1橫剪线900朝田msw-03-x1铁芯成型机msw-02-x3tvc-042压力阀品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注油研bucg-06-b-30125021板式卸荷溢流阀纵剪线mrp-01-b-302mbp-01-h-301卧绕机asbsg-06-v-2b3b-d24-n-(l)-51波纹油箱朝田zdr6dp2-30/751橫剪线900rg-03-c-2235014板式减压阀mbp-03c切粒机bg-03c110025先导溢流阀铁芯成型机mrp-02-c-m3压力继电器品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注油研jt-02-200-111修坯机jcs-02nll2橫剪线400防爆阀品牌型号数量备注suna09025101.00,g1/22卧绕机分流集流阀品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注hbsa1403002400/02/05-082铁芯成型机jeonfffdva-23-00-otten,3/81卧绕机手动换向阀品牌型号数量流量 (l/min) 压力(mpa)备注朝田4wmm6e-50b/f2橫剪线900油研dmg-03-3c2-50110025板式手动换向阀自制油缸系列品牌型号数量备注开卷机主轴油缸d1401652橫剪线900d1101302橫剪线400开、收卷机d632201纵剪线d321001纵剪线d1682为简明了，在以下的讨论中，图中只绘出试验系统主要（驱动、加载、被试）和必需的（压力、流量控制）元件。其他元件（方向控制、油温控制、辅助装置、仪器仪表等）均不表示。在推导演算时采用的符号定义如下： 机械效率 取=09容积效率 取=09总效率 取=p力 q理论排量m理论力矩 m=1.59（）q理论流量 =n理论功率 n= n实际功率 n=（泵）n直接驱动被试元件的实际功率n=n=（泵）设备动力系数采用功率回收方式所需功率与直接驱动被试元件（非功率回收方式）所需功率之比：即 =1发热率所有效率损失及节流损失转化为热能而进入油箱的功率与非功率回收方式所需实际功率之比：即=上式中为节流损失功率2.1.1 液压试验台的组成组成部分包含元器件作用组成部分包含元器件作用液压泵组液压泵将原动件的机械能转换为液压能控温组件油温计显示油液温度冷却器油液冷却原动机驱动液压泵过滤组件各类过滤组件分离油液中的固体小颗粒，保持油液清洁联轴器连接原动机和液压泵传动底座安装固定液压机储能组件储能器储能吸收液压脉动和冲击所测元件块油箱储存油液、散发油液热量，风力水分等。液位计显示观察液面高度支撑架安装储能器空气过滤注油、过滤空气2.1.2液压试验台的分类与比较 项目上置立式上至卧式非上置式震动较大小占地面积小较大清洗油箱较麻烦容易漏油收集方便需另设滴油盘需另设滴油盘液压泵的工作条件泵在侵在油中，工作条件好一般好液压泵的安装要求泵与电机有同轴度要求泵与电机有同轴度要求，考虑液压泵的吸油高度，吸油管与泵的连接处要求严格泵与电机有同轴度要求，吸油管与泵的连接处要求严格。应用中小型液压站中小型液压站较大型液压站2.2拟定液压试验台系统原理图 初步图:合并后实现基本的原理图简化后的原理图1简化后的原理图22.3 液压试验台装配图3 液压试验台应用3.1油箱的设计及其相关计算在高压大流量长时间运转的情况下，油箱体积按710倍流量估算。3.1.1油箱体积vv=（710）q=（710）180=12601800l初定体（gb709-88）选取。按设计图纸尺寸截取长宽。其中前后面尺寸为：14001000，上先下表面为：11601200，而剩下的侧板选用尺寸为：12001000。另外选一块1360750的隔板，四块加强肋板（三角形）。所有钢板选好后再按尺寸处理，逐一加工进、出油口、放油孔、注油孔、连接用孔、起吊用孔，攻丝连接螺纹孔。具体加工工序如下：图3-1工序一：图为盖板加工简图，按尺寸连续钻孔，在摇臂钻床上完成。工序二：铣床铣铸造平面，加工尺寸图示说明。工序三：在组合钻床上钻六个螺栓孔，同时攻丝。加工尺寸按要求加工。图32其余机加工工序不一一赘述。下面附有为油箱结构图。按要求加工就是。图3-23.1.4油箱设计时注意考虑的事项1.油箱内设置隔板，高度为2/3或3/4的液面高度以利于散热、沉淀污物和分离气泡。2.油箱底部略带倾斜，并在最低处放油塞3.回油管和吸油管尽量的远些，回油管端切成45度斜口，且距箱底高度不小于管径的三倍。4.箱内壁图耐油防锈涂料。3.2液压泵组的结构设计液压泵组是指液压泵及驱动泵的原动机和联轴器及传动底座组件，各部分的作用见图4.1-22.液压泵组的结构设计要点。3.2.1布置方式 可根据主机的结构布局，工矿特点、使用要求及安装空间的大小按照前面的方法合理的确定液压泵组的布置方式。3.2.2 连接和安装方式 轴间连接方式 确定液压泵与原动机的轴间连接和安装方式首先要考虑的问题是，液压泵轴的径向和轴向负载的消除或防止。a.直接驱动型连接。联轴器。由于泵轴在结构上一般不能承受额外的径向和轴向载荷，所以液压泵最好由原动机经联轴器直接驱动。并且使泵轴与驱动轴之间严格对中，轴线的同轴度误差不大于0. 08 mm。原动机与液压泵之间的联轴器宜采用带非金属弹性元件的挠性联轴器，例如gb/t5272-1985中规定的梅花形弹性联轴器以及gb 10614.1-1989中规定的芯型弹性联轴器和gb/t 5844.1-1986中规定的轮胎式联轴器。其中梅花形弹性联轴器具有弹性、耐磨性、缓冲性及耐油性较高，制造容易、维护方便等优点，应用较多。b.间接驱动连接。如果液压泵不能经联轴器由原动机直接驱动，而需要通过齿轮传动、链传动或带传动间接驱动时，液压泵轴所受的径向载荷不得超过泵制造厂的规定值，否则带动泵轴的齿轮、链轮或带轮应架在另外设置的轴承上。此种连接方式也应满足规定的同轴度要求。安装方式 液压泵组的安装，通常有以下几种常用的方式。a、角形支架卧式安装 b、钟形罩立式安装 c、脚架钟形罩卧式安装 d、支架钟形罩卧式安装。本次设计以a角形支架卧式安装为主，以下内容主要介绍角形支架卧式安装。a、角形支架卧式安装如图4. 1-12所示，ybx-16型液压泵直接装在角形支架1的止口里，依靠角形支架的底面与基座2相连接，再通过挠性联轴器3与带底座的卧式电动机(y90l-4-1)相连。液压泵与电动机的同轴度需通过在电动机底座下和角形支架下加装的调整垫片来实现。3.2.3液压泵组的传动底座液压泵组的传动底座在结构上应具有足够的强度和刚度，特别是对于油箱箱顶上安装液压泵组的情况，箱顶要有足够的厚度(通常应不小于箱壁厚度的4倍)。还应考虑安装、检修的方便性，要在合适的部位设置滴油盘，以防油液污染工作场地。3.3蓄能器的设计蓄能器在液压系统中，具有蓄能、吸收液压冲击和脉动、减振、平衡、保压等用途，在弹簧加载、重力加载和气体加载三种类型蓄能器中，气体加载型可挠式中的皮囊式蓄能器应用最多。此处主要介绍蓄能器装置设计、安装及使用要点。3.3.1蓄能器装置的设计与安装对于使用单个蓄能器的中小型液压系统，可将蓄能器通过托架安装在紧靠脉动或冲击源处，或直接搭载安装在油箱箱顶或油箱侧壁上。对于使用多个蓄能的大型液压系统，应设计安装蓄能器的专门支架，用以支撑蓄能器;同时，还应使用卡箍将蓄能器固定。支架上两相邻蓄能器的安装位置要留有足够的间隔距离，以便于蓄能器及其附件(提升阀及密封件等)的安装和维护。蓄能器间的管路连接应有良好的密封。蓄能器装置应安装在便于检查、维修的位置，并远离热源。用于降低噪声、吸收脉动和液压冲击的蓄能器，应尽可能靠近振动源。蓄能器的铭牌应置于醒目的位置。非隔离式蓄能器及皮囊式蓄能器应油口向下、充气阀朝上竖直安放。蓄能器与液压泵之间应装设单向阀，防止液压泵卸荷或停止工作时蓄能器中的压力油倒灌。蓄能器与系统之间应装设截止阀，供充气、检查、维修蓄能器时或长时间停机时使用。各蓄能器应牢固地固定在支架上，蓄能器支架应牢固地固定在地基上，以防蓄能器从固定部位脱开而发生飞起伤人事故。3.3.2蓄能器使用注意事项不能在蓄能器上进行焊接、铆焊及机械加工。蓄能器绝对禁止充氧气，以免引起爆炸。不能在充液状态下拆卸蓄能器。 非隔离式蓄能器不能放空油液，以免气体进人管路中。使用压力不宜过高，防止过多气体溶人油液中3.4冷却器的设计与计算3.4.1冷却器散热面积aa= m2式中:k一一管式冷却器的散热系数,k=116w/m20ca. nh一一系统发热工率.nh=nin-nr其中：nin一输入系统的工率，同上为58.847 kwnr系统暑热的有效功率，nr= nr马+ nr缸=36.118kw则nh=nin- nr=58.847-36.118=22.728kwb.nud系统散热功率，nud=ka（1-2）。其中：k油箱传热系数，取k=16w/ m2 0c1系统最高允许温升，定为80 0c2常温下温度，为25 0ca油箱散热面积则nud= ka（1-2）=168.64(80-25)=7603.2w=7.6kw验算系统温度=22729/（167.6）=1870c550c即说明系统必须对热油器加以冷却。c a平均温差，其中：1进口油温，取最大值80 0c2出口油温，取为50 0c1，进口冷却水温，取200c2，出口处冷却水温，取为250c则a=42.50c所以散热面积a=3.0687 m2。3.4.2水管数目n按gb448-64选用材料为h62，内径d=15mm，外径d=18 mm2的黄铜管。一根水管冷却面积a1初定管长为l=850mm，则a1=3.140.0150.85=0.04 m3 水管数量nn=3.0678/0.04=76.72根取整后n=80根3.4.3冷却器外径d有效断面积，s=fnl2sin式中f管子结构系数，若分布角=600c，则f=1.051管间距：1=（1.251.4）d=22.525.2 mm,1取1=24 mm则s fnl2sin=1.05800.0242sin600=0.042 m2外径d=+aa修正值,一般a=0.030.04,取a=0.03d+ a=0.23+0.03=0.26 m既冷却管筒体内径d=260mm,筒体按yb231-64选用外径为273mm,壁厚为7mm的热轧无缝钢管，其内径d=259mm260 mm。3.4.4冷却器长度ll=（46）d=（46）0.273=11.6m考虑到冷器设计成双程式循环水冷,则在长度上我们选择1m。3.4.5所需冷却水量q式中油液比热，在0.40.5取0.45kal/0cc水的比热，c=1kal/0cr 油液比重， r =900/m3r水的比重，r=1000/ m3其他参数同上，则冷却水流量q3.4.6冷却水流速计算v=q/a m/s式中a冷却器流通面积，a= m3d冷却水管内径，同上d=0.015 mn冷却水管数量,同上n=80根q冷却水流量,同上q=437.4l/ min=7.2110-3m3/s。则v=q/a=7.21/7=1.04 m/ s4 液压试验台三维设计4.1 确定液压泵的流量、压力选择电机的规格4.1.1泵的压力的确定：考虑到正常工作中进油路有一定的压力损失,所以泵的工作压力为式中：pp液压泵最大工作压力；p1 执行元件最大工作压力；进油管路 中的压力损失,初算时简单系统可取0.8mpa。 取pn=5mpa4.1.2泵的流量的确定：液压泵的最大流量为：l/min取qp=25l/min。式中：qp液压泵的最大流量；同时作用的各执行元件所需流量之和的最大值；kl系统泄漏系数,一般 kl=1.11.3,现取kl=1.2。选择液压泵的规格：根据以上计算得的qp和pp再查有关手册，现选择cy14-1b型斜盘式轴向柱塞泵，该泵的参数为：每转的排量，泵的额定压力，pn=5mpa电动机转速1470r/min，容积总效率，总效率。与液压泵匹配的电动机的选定。首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，两者较大者作为电动机规格的依据。由于在工进时泵的输出流量减小，泵的功率急剧下降，一般当流量在0.21l/min的范围内时，可取，同时还应该注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线的最大功率点时不至电动机停转需进行验算即：式中：pn所选电机额定功率；pb限压式变量泵的限定压力；qp压力为pb时，泵的输出流量。首先计算快进时的功率，快进时的外负载为0n，此时快进时进油路的压力为0，功率为0。工进时所需电动机功率为：由手册选择y90l-4型三相异步电动机，功率3kw，额定转速1470r/min 。 4.2液压元件的选择液压元件明细表4-1序号元件名称型号通过的最大流量工作最大压力1过滤器xu-d3210025l/min5mpa2轴向柱塞泵cy14-1b25l/min5mpa3压力表yn-100zt(0-25mpa)25 l/min5mpa4加热器bgmc-00-00-0125 l/min5mpa5冷却器bgmc-00-00-0125 l/min5mpa6换向阀af3-ea20b25 l/min5mpa7流量计lwg4025 l/min5mpa8比例溢流阀db10-1-50/35025 l/min5mpa9比例节流阀db10-1-50/35025l/min5mpa10管式单向阀cit-1025 l/min5mpa11吸油过滤器wu-800x100f-j25 l/min5mpa12空气过滤器quq2-2.525 l/min5mpa13液位温度计ywz-250t060度5mpa14电机y90l-45mpa4.3 确定管道尺寸油路内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许的流速进行计算。本系统主油路流量为差动时流量q=25l/min,压油管的允许流速取v=5m/s。取d=9mm。综合诸因素及系统上面各阀的通径取d=9mm，吸油管的直径参照cy14-1b变量泵吸油口连接尺寸，取吸油管内径d=34mm。4.4 液压系统的验算已知液压系统中进回油路的内径为d=9mm，各管道长度分别ab=0.5m,bd=de=1m,cf=2.5m,df=1.5m, 选用l-hm32液压油。设其工作在20，其运动粘度=150cst=1.5cm2/s油液的密度=920kg/m3。4.4.1 工进进油路的压力损失：运动部件快进时的最大速度为0.25，最大流量为25，则液压油在油管内的流速为：管道的雷诺数re1为re12300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数进油管fc的沿程压力损失p1-1为换向阀的压力损失p1-2=0.05mpa，忽略油液通过管接头，油路板处的局部压力损失，则进油路的总压力损失p1为：p1=p1-1+p1-2=0.023+0.05=0.073mpa4.4.2工进回油路的压力损失：管道的雷诺数re2为re22300，油液在管道内的流态为层流，其沿程阻力系数，回油路管道沿程压力损失p2-1为：换向阀压力损失p2-2=0.025mpa；调速阀的压力损失p2-3=1mpa。回油路的总压力损失：p2=p2-1+p2-2+p2-3=0.0105+0.025+1=1.036mpa变量泵出口处的压力pp： 3) 快进进油路的压力损失：快进时液压缸为差动连接，自汇流点d至液压缸进油口e之间的管路de中，流量24.29。管道的雷诺数re1为：re12300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数。进油管de的沿程压力损失p1-1为：同样可求管道ad段，df段的沿程压力损失p1-2，p1-3。管道的雷诺数re2，re3为：re2、re3lr，因为流量计是安装在冷却器之后。可见所测出的回油流量qr不能代表泵输出口高压下的流量qvhf因而必须进行修正。由于压缩性的影响，低压处油的体积要膨大;由于温度的影响，温度较低的回油路中油的体积要缩小。故有 一般认为油液在大气压下约含10%的空气量，此时可取(3 700mpa。对于石油基油液，体胀系数a=0.5x10-3( 0f)一，二。.9x10一3(0c)一1。5.2 泵的性能试验因为试验方法标准中要求在不同的泵轴转速和出口压力下测量与效率有关的数据，然后绘制性能曲线和等效率特性曲线图。这就要求试验的点数要足够多，还要绘制很多中间的过渡曲线，才能绘出比较连续的等效率、等功率曲线，既费时又费力。目前计算机已广泛进人液压试验领域，现已研制成功了各种cat系统。通过cat的软、硬件系统，只要在压力和转速的规定范围内，均匀分布20-30试验点，在试验工作完成的同时，计算机就可驱动绘图机自动绘出(或在显示器上画出)试验标准要求的特性曲线、等效率曲线，并打印出试验数据、误差分析数据等。图5.2-1所示为由cat系统所得的曲线图。图(a)为等效率曲线图;图(b)为被试泵的特性曲线。液压泵的型号：cy-141b 空载排量：98.87ml/r 泵的转向：顺时针供油压力：0.255mpa 工作介质：30号精密机床液压油（图5.2-1a） 液压泵效率特性试验曲线液压泵的型号：cy-141b 空载排量：98.87ml/r 泵的转向：顺时针供油压力：0.255mpa 工作介质：30号精密机床液压油（图5.2-1b） 液压泵工作特性试验曲线5.3 内泄露外泄露实验调节安全阀，将压力调到额定压力的5%上，目的就是使加载缸活塞处于行程的中位（因为安全阀的调定压力不一定相等）平衡，然后拆开被缸试缸、活塞杆腔的胶管接头，向活塞腔输入额定压力的压力油，使左腔处于受压状态，然后可以在泄油流量器里测出其泄露量，保证其内泄不超过允许值，为使其测量准备，应使油液泄出一段时间让其稳定后再读数测量。双作