毕业设计（论文）-切断机液压系统设计.doc

济南大学毕业设计 1 前言1.1课题背景与意义随着我国经济建设的快速发展，建筑工程也同时得到了飞速的发展。钢筋是混凝土结构中必不可少的材料之一，其需求量更是极大地增长。钢筋加工中的重要环节就是对钢筋的切割环节，这有力地拉动了钢筋切断机的需求。而近几年来，新级钢筋以其强度高、延性好的优良性能，迅速在全国建筑工程中得到广泛应用。因此，许多企业纷纷投入大量资金，争相开发、研制适合新级钢筋要求的高速、大直径钢筋切断机。目前钢筋切断机的主要有两种形式，一种是机械式切断机，一种是液压式切断机，机械式切断机主要利用凸轮的运动来切断钢筋，液压式切断机主要利用液压系统为机器提供动力进行工作。这两种切断机相比较而言，液压式切断机优势较为明显，性能稳定、噪音小，这些优势给液压切断机的广泛应用创造力有利条件。就目前的发展趋势来看，液压切断机克服了过去的一些缺点，剪切率、速度、误差等性能有了大幅提高。本设计对切断机的液压系统泵站进行了设计，系统采用电磁换向阀、叠加式减压阀、压力传感器等措施，使该液压系统运行平稳、能耗小、安全可靠性高。1.2钢筋切断机的发展现状我国与1958年引进了苏联的卧式钢筋切断机图纸，开始生产了全国第一台钢筋切断机，现生产的GQ40A型钢筋切断机就是其改进型。40A型切断机属于全开式结构，所有的传动齿轮全部外露。因此，其防尘性能差、易磨损，冲切次数为28次分，并且没有离合器控制，因此操作不安全。从1966年到1985年全国二十多个切断机生产厂家一直以该机型为主导产品。1982年太原重型机械学院机器厂设计出GQ40BII型钢筋切断机，在曲轴大齿轮处安装刚性转键离合器，用脚踏操纵机构控制切断，同时装上挡料和送料装置。该机型操作安全、下料长度准确、减轻了劳动强度。目前市场上的GB50B系列钢筋切断机具有全封闭、系统润滑、双飞轮、哈夫式箱体结构，因而维修、操作方便，效率高，使用安全可靠，重量轻，能耗低。其他型号的钢筋切断机，如GT系列，该系列机型自动化程度高，设备使用故障率低，为连续工作制方式。能耗低、噪音小、震动轻，并设有安全装置。此外，市场上还存在多种液压式的切断机，如DYJ-32型和YQJ-32型液压式钢筋切断机等。与国际上先进产品相比，我国切断机的总体水平还是比较落后的。主要表现在：企业的生产规模小，产品的技术含量低，生产效率低下，自动化水平不高以及外观质量粗糙等。面对竞争日益激烈的我国建筑机械市场，加大科技投入、重视新技术、加快新产品的开发、提高产品质量，尽快缩短与国外先进企业的差距，使我国的切断机达到国际先进水平，无疑是我国广大钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之路。1.3液压式钢筋切断机的特点钢筋通过下切道口进入承料架，触动定尺信号，该信号可控制液压缸动作，液压缸活塞杆的端部装有切刀，活塞杆动作即可切断钢筋。这种切断方式根据定尺机构不同，定尺精度也不同。液压式钢筋切断机的出现虽然晚于机械式切断机，但却有着不可比拟的技术优越性和高经济效益。其技术优越性大致表现在如下方面：（1）具有较高的工作性能，由于可以使用较高的液压力，因而钢筋切断机能以很高的冲击力进行剪切。（2）具有较低的工作噪音，摆脱了齿轮等机械传动，直接由油缸实现直线运动，因而结构简单，噪音小。（3）具有较好的适应力，可实现一机多用，采用不同的工作头即可进行多种加工，如弯管、穿孔等。（4）具有较好的工作可靠性，省去各种离合装置，不会由于离合不可靠发生连切，易于实现自动化。2切断机液压系统的工作原理及机构组成2.1切断机液压系统的工作原理2.1.1液压系统基本工作原理（1）空载启动泵启动时电磁阀处于中位，泵出口通过单向阀与蓄能器相连，当系统压力高于溢流阀调定压力时，液压油经溢流阀回油箱，泵卸荷。（2）夹紧按下循环开始按钮时，电磁铁1YA上电，夹紧液压缸动作，活塞杆伸出顶紧工件，当系统的压力高于减压阀的调定压力时减压阀动作夹紧液压缸保压。（3）剪切当减压阀动作后，电磁铁3YA上电，这保证了只有在具有足够的压紧力时，剪剪刀刀架才开始下行。（4）回程刀架下行到终点时行程开关使电磁铁3YA、1YA失电，2YA、4YA上电，油缸退回原位，行程开关复位，电磁铁断电，油路恢复到启动前的状态，油泵卸荷。2.2主要机构组成钢筋切断机液压系统主要由溢流阀、电磁换向阀、叠加式减压阀、截止阀、压力继电器等组成。它的工作流程：空载启动夹紧剪切快速回程松开。液压切断机由主机及动力机构两大部分组成。主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。电气装置按照液压系统规定的动作程序，选择规定的工作方式，在发出讯号的指令下，完成规定的工艺动作循环。动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀，实现能量转换，调节和输送，完成规定的工艺动作循环。液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业生产中受到广泛的应用，液压传动是研究以有压流体为传动介质，来实现机械的自动控制。液压传动利用这种元件来组成所需的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。图2.1 液压传动能量传递过程液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件，主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化的原理进行工作，所以一般也称为容积液压泵。其种类主要有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵，在选择液压泵时需要注重减小消耗、提高效率、减低噪音。液压执行元件是用来执行液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性，使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀等。除了上述元件以外，液压控制系统还需要液压辅助元件，这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器以及密封装置。通过以上的各个器件，我们就能够构建出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成相应的控制回路，比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。3液压传动系统的整体设计3.1 液压切断机设计步骤与设计要求 3.1.1设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，大致按如下步骤进行：1.确定液压执行元件的形式2.进行工况分析，确定系统的主要参数3.制定基本方案，拟定液压系统原理图4.选择液压元件5.液压系统的性能验算6.绘制工作图，编制技术文件3.1.2设计要求本设计内容是设计一套切断机液压泵站系统。技术要求：1. 最大工作流量： 14L/min；2. 最大工作压力： 28MPa；3. 电机功率： 7.5KW；4. 控制电压： DC24V；5. 油箱有效容积： 300L；6. 液压站出口通径16，连接螺丝M27*2,外螺纹M30*1.5；7.采用回油风冷机冷却方式。；8. 油泵要求在连续工作状态下运行，即升压卸荷交替运行，不允许连续负荷运行；9. 回油过滤器传感器发讯，要求操作合声光报警，提示操作人员及时更换滤芯；10. 各执行机构电磁铁动作时，必须保证系统处于非卸荷状态；3.2进行工况分析、确定液压系统的主要参数3.2.1工况分析本切断机是一种切断性能好用来切断钢筋的机构，工件装配时可通过夹紧机构来切断不同直径的钢筋。该机构主要有两部分组成：机械系统和液压系统。机械机构主要其传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，它们两者共同作用实现切断机的功能。切断钢筋的最大直径为40mm。为了保证钢筋的切断，剪切应力应超过材料的许用应力，即=QA查资料可知钢筋的许用剪切应力为：=128142 MPa，故本机器的最小切断力为：=Qdmax4=142(MPa)Q=4.46KN原始数据1. 切断阻力：F1 =6KN2. 快进、快退速度：V1=2m/min 3. 工进速度：V2=0.1m/min 4. 行程长度：L1=32mm 5. 夹紧力：F2 =6KN 6. 夹紧时间：T=12s 7. 夹紧液压缸行程长度：L2=16mm 3.2.2主要参数设计3.2.2.1设计计算主液压缸、夹紧液压缸的结构尺寸 （1）主液压缸参数设计:A主液压缸内径根据F1=6KN,选P1=16MPa D主=4F1P=4610316106=21.86(mm)根据GB/T2346-1993，取标准值D主=50mmB主液压缸活塞杆径 根据液压缸快进、快退速度相同，可选择单出杆液压缸差动连，活塞杆直径可按下式计算：d主=D20.7D=35(mm)根据GB/T2346-1993，取标准值d主=36mmC主液压缸有效面积A1=4D2=4502=1.96103(mm2)A2=4D2-d2=0.945103(mm2)液压缸面积初定后，验算液压缸能否获得最小稳定速度，如果验算后不能获得最小稳定速度时，还需相应加大液压缸直径，直至满足稳定速度为止。A稳=Qminmin=704=17.5(cm2)式中A稳-能保证最小稳定速度的最小有效面积（cm2） Qmin-调速阀最小稳定流量，从手册中查的Q=251/min,流量阀 Qmin=70cm2/min min-执行机构最低速度，取4cm/min由于液压缸有效面积A1A稳，所以能满足最小稳定速度的要求。（2）夹紧液压缸参数设计A夹紧液压缸内径 根据夹紧力F2=5KN,选P2=16MpaD夹紧=4F2p=4510316106=21.86(mm)根据GB/T2346-1993，取标准值D夹紧=50mmB夹紧液压缸活塞杆径 d夹紧0.7D=35(mm)根据GB/T2346-1993，取标准值d夹紧=36mmC夹紧液压缸有效面积A1=D24=4502=1.96103(mm2)A2=4(D2-d2)=0.945103(mm2)(3)液压缸运动中的压力和流量A主液压缸的压力和流量 进油腔压力P1为：P1=F1A1=61031.96103=3.06(MPa)a主液压缸快进、快退时的进出油量Q快进=A1V1=1.9610333.3=0.653105(mm3/s)Q快退=A2V1=0.94510333.3=0.315105(mm3/s)b主液压缸工作进程的进出油量Q工进=A1V2=1.961031.67=3.27103(mm3/s)Q工退=A2V2=0.9451031.67=1.58103(mm3/s)B夹紧液压缸的压力和流量进油腔压力P1为：P1=F2A1=61031.96103=3.06(MPa)输入流量Q为：Q=夹A1=1.61.51.96103=2.09103(mm3/s)3.3制定基本方案和绘制液压系统图3.3.1制定基本方案液压执行元件确定后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现，本液压系统拟通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在液压系统中，有时需要流量不大的高压油，可考虑用增压回路得到高压。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，考虑选择卸荷回路。在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。主机各执行机构的顺序动作，拟采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电器行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制连续的动作。液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般由定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他形式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。3.3.2绘制液压系统图整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。各回路相互组合时去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件的联锁关系，避免误动作发生。 为便于液压系统的维护和检测，在系统中的主要路段装设必要的检测元件（如压力表、温度计等）。图3.1切断机液压系统原理图1、泵 2、联轴器 3、电动机 4、风冷却器 5、压力表 6、卸荷溢流阀 7、电磁换向阀 8、倒装式滤油器 9、蓄能器 10、叠加式减压阀 11、溢流阀 12、截止阀 13、液位计 14、空气滤清器 15、油箱电磁铁动作表：表3.1电磁铁动作表 电磁铁动作1YA2YA3YA4YA空载启动夹紧+剪切+回程+松开+ 3.4液压元件的选择与专用件设计3.4.1液压泵的选择（1）计算液压泵工作压力液压泵的工作压力应考虑液压缸最高有效工作压力和系统的压力损失。本系统是调速阀进口节流，这类系统的压力损失，在估算时可取p=(515)105pa,如取p=10105pa,则液压泵工作压力p泵为：p泵=P1+p=3.06106+10105=4.06106(pa)（2）计算液压泵流量液压泵流量应考虑液压缸最大工作流量和回路的泄漏，常取回路泄漏系数K=1.11.3.如取K=1.2，则液压泵工作流量Q泵为：Q泵=KQmax=1.23.92=4.7L/min（3）选择液压泵规格型号根据P泵和Q泵值查阅液压泵规格型号表进行选择，为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大25%60%，经查阅选定：10MCY14-1B型轴向柱塞泵。排量10ml/r,额定压力32MPa，额定转速1500r/min,驱动功率5.5KW。3.4.2驱动电机的计算与选择计算驱动电机功率 有前面可知，本液压系统最大功率出现在工作刚压制阶段，这时液压泵的供有压力值为32MPa，流量为已选定泵的流量值。p-液压泵的总效率。柱塞泵为0.80.85，取p-0.82。Np=Ppqp103p=6.5KW故选用电机Y132M-4 B5，其额定功率为7.5KW。3.4.3控制阀的选用液压系统应尽可能多的由标准液压控制元件组成，液压元件的主要选择依据是阀所在的油路的最大工作压力和通过该阀的最大实际流量，下面根据该原则依次进行压力控制阀，截止阀和换向阀的选择。（1）压力控制阀压力控制阀的选用原则压力：压力控制阀的额定压力用大于液压系统可能出现的最高压力，以保证压力控制阀正常工作。压力调节范围：系统调节压力应在阀的压力调节范围之内。流量：通过压力控制阀的实际流量应小于压力控制阀的额定流量。结构类型：根据结构类型及工作原理，压力控制阀可以分为直动型和先导型两种，直动型压力控制阀结构简单，灵敏度高，但压力受流量的变化影响大，调压偏差大，不适应在高压大流量下工作，但在缓冲制动装置中要求压力控制阀的灵敏度高，应采用直动型溢流阀，先导型压力控制阀的灵敏度和响应速度比直动阀低一些，但调压精度比直动阀高，广泛应用于高压、大流量和调压精度高的场合。此外，还应考虑阀的安装及连接形式，尺寸重量，价格，使用寿命，维护方便性，货源情况等。根据上述原则，选用阀的型号为：a) DA10-1-L5X31.5/10先导式卸荷溢流阀，相关参数为：通径：10mm最大流量:40L/minb) DBDS6P10/31.5直动式溢流阀，相关参数为：通径：6mm工作压力：P口40MPaO口31.5MPa流量：50L/minc) ZDR10DP2-40/21YM叠加式直动减压阀，相关参数为：通径：10mm流量：50L/min进口压力：31.5MPa（2）截止阀截止阀也叫截门，是使用最广泛的一种阀门，它之所以广受欢迎，是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便，不仅适用于中低压，而且适用于高压。截止阀的闭合原理是，依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。截止阀只许介质单向流动，安装时有方向性。截止阀的结构长度大于闸阀，同时流体阻力大，长期运行时，密封可靠性不强。截止阀分为三类：直通式截止阀、直角式截止阀及直流式斜截止阀。最明显的优点是：在开启和关闭过程中，由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力比闸阀小，因而耐磨。开启高度一般仅为阀座通道直径的 1/4，因此比闸阀小的多。通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修。JZFS高压液压截止阀主要用于液压管路或液压集成系统中，控制油液的流通或截止。其阀芯为锥面密封及液压平衡式，具有开启力小，密封性能好等特点。经查阅，选用阀的型号为：JZFS-B8仿日水平板式截止阀，相关参数为：公称压力：31.5MPa控制方式：手动通径：8mm（3）方向控制阀方向控制阀的选用原则如下：压力：液压系统的最大压力应低于阀的额定压力流量：流经阀的最大流量一般不大于其额定流量操纵方式：选择合适的操纵方式，如手动、电动、液动等。方向控制阀在该系统中为电磁换向阀，通过换向阀处于不同的位置，来实现油路的通断。所选择的换向阀的型号及规格如下：型号：4WE10E-20/AG24NZ5L工作压力（A、B、P腔）：31.5MPa （O腔）16MPa流量：最大100L/min供电电压：24V直流电通路：43.4.4辅助元件的选择辅助元件选用的基本要求：（1）使用可靠，工作时冲击和振动小，油液流过时压力损失小。（2）密封性能好，结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。经查阅，选用辅助元件型号为：风冷却器：AH0608T 380V压力表：YN60IV(040MPa)倒装式滤油器：ZFI-H63X10BDP液位计：YWZ-150T空气滤清器：QUQ23.4.5管道尺寸的确定油管系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管，钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配时不能任意弯曲，本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。1. 管接头的选用：管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆连接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。管接头的种类很多，液压系统中油管与管接头的连接方式有：焊接式、卡套式、扩口式、固定铰接式等。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或O型圈进行端面密封，有时也采用紫铜垫圈。2管道内径计算：d=4Qvm式中 Q通过管道内的流量 m3/sV管道允许流速 m/s（1）液压泵压油管道的内径：取v=4m/sd=4Qvm=16.3mm根据机械设计手册查的：取d=20mm,钢管的外径D=28mm;管接头连接螺纹M22X1.5。（2）液压泵回油管道的内径：取v=2.4m/sd=4Qvm=25mm根据机械设计手册查的：取d=25mm,钢管的外径D=34mm;管接头连接螺纹M22X1.5。3.管道壁厚的计算=pd2m式中：p管道内最高工作压力 pad管道内径 m-管道材料的许用应力 pa, =bnb-管道材料的抗拉强度 pan安全系数，对钢管来说，p7MPa时，取n=8;p17.5MPa时，取n=4.根据上述的参数可以得到：我们选钢管的材料为45#钢，由此可以得到材料的抗拉强度b=600MPa；=6004=150MPa（1） 液压泵压油管道的壁厚=pd2m=2.1mm（2） 液压泵回油管道的壁厚=pd2m=2.6mm所以所选管道适用。4液压集成油路的设计通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。管式元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，相应的占用空间也越大，维修、保养和拆装越困难。因此，管式元件一般用于结构简单的系统。板式元件固定在板件上，分为液压油路板链接、集成块连接和叠加阀连接。把液压回路中各元件合理地布置在一块液压油路板上，元件之间由液压油路板上的孔道连通。其安装、调试、维修方便，压力损失小，外形美观，但其标准化程度差。近年来在液压油路板和集成块基础上发展起来的新型液压元件组成回路有其独特的优点，它不需要另外的连接件，由叠加阀直接叠加而成，其结构更为紧凑，体积更小，重量更轻，无管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。本设计采用叠加阀设计，其由阀组、阀块等元件组成。4.1液压集成块结构与设计4.1.1液压集成块回路设计（1）把液压回路划分为若干单元回路，每个单元回路采用通用的压力油路P和回油路T，设计液压单元集成回路时，优先选用通用液压单元集成回路，以减小设计工作量，提高通用性。（2）把各个液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，一个完整的液压集成回路由供油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路、侧压回路等单元组成。液压集成回路设计完成后，要与液压回路进行比较，分析工作原理是否相同。4.1.2液压集成块及其设计本设计由阀组、阀块等液压元件叠加而成，由紧固螺栓把它们连接起来，然后再将其紧固在油箱上。集成块的设计步骤：（1）制作液压元件样板。根据产品样本，对照实物绘制液压元件轮廓尺寸，虚线绘出液压元件底面各油口位置的尺寸，按照轮廓剪下来，即为液压元件样板。（2）决定通道的孔径。集成块上的公用通道，即压力油孔P、回油孔T、泄漏孔L及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不小于压力油孔。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定。孔与孔之间的连接孔用螺塞在集成块表面堵死。（3）集成块上液压元件的布置。把制作好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局。电磁阀应布置在集成块的前、后面上，要避免电磁阀两端的电磁铁与其他部分相碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径d的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔之间的最小壁厚h必须进行强度校核。液压元件在水平面上的孔道若与公共孔道相通，则应尽可能的布置在同一垂直位置或在直径d的范围内，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应相互垂直。（4）集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀孔通道、集成块固定螺孔相通。液压元件泄漏孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下、左右移动一段距离。溢流阀的部分可伸出集成块外。图4.1阀组1、蓄能器 2、电磁换向阀 3、溢流阀 4、截止阀 5、减压阀5液压站结构设计液压站是由液压油箱、液压泵装置以及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有空气滤清器，滤油器，液面指示器和清洗孔等。液压站装置包括不同类型的液压泵，驱动电机及其联轴器等，液压控制装置是指组成液压系统的各阀类元件及其连接体。5.1液压站的结构形式机床液压站的结构形式有分散式和集中式两种类型。（1）集中式 这种形式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置独立于机床之外，单独设置一个液压站。优点是安装维修方便，液压装置的震动、发热都与机床隔开；缺点是液压站增加了占地面积。（2）分散式 这种形式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置分散在机床的各处。优点是结构紧凑，泄漏油回收，节省占地面积，但供油装置的震动、液压油的发热都将对机床的工作精度产生不良影响。本设计采用集中式。图5.1泵站装配图1、阀组 2、油箱 3、螺塞 4、电动机 5、泵架 6、联轴器 7、泵 8管接头5.2液压泵的安装方式液压站装置包括不同类型的液压泵、驱动电机及其联轴器等。其安装方式分为立式和卧式两种。（1）立式安装 将液压泵和与之相连的油管放在液压油箱内，这种结构形式紧凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证，吸油条件好，漏油可直接回油箱，并节省占地面积。但安装维修不方便，散热条件不好。（2）卧式安装 液压泵及管道都安装在油箱外边，安装维修方便，散热条件好，但有时液压泵与电动机的同轴度不易保证。本设计采用立式安装。5.3液压油箱的设计液压油箱的作用是储存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液，并对回油进行冷却，分离出所含的杂质和气泡。5.3.1液压油箱有效容积的确定液压油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。液压油箱的有效容量V可概略地确定为：V=Qv式中 V液压油箱有效容量； Qv液压泵额定流量； -系统类型 低压系统（p2.5MPa）=24； 中压系统（p6.3MPa）=612。根据实际设计需要，本设计系统为中高压系统，所以取：V=（612）Qv即：V=6101210=60L/min120L/min取 V1=120L/min设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回油箱。为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过油箱高度的80%。所以，实际油箱的体积为：V=V10.8=1200.8=150L/min5.3.2液压油箱的外形尺寸设计油箱的有效面积确定后，需设计其外形尺寸，一般设计尺寸比（长：宽：高）为1:1:11:2:3.但有时为了提高冷却效率，在安装位置不受限制时，可将油箱的容量予以增大，本设计中的油箱根据安装液压元件的需要，选择长为0.96m,宽为0.71m，高为0.5m。5.3.3液压油箱的结构设计一般的开式油箱用钢板焊接而成，油箱的形状一般是正方形或长方形，为了便于清洗油箱内壁及箱内元件，油箱盖板一般都是可拆装的。设计油箱时应考虑：（1）壁板：壁板厚度一般是34mm,本设计中取油箱的壁厚为4mm。为了清洗方便，在油箱的侧壁开较大的窗口，并用侧盖板紧密封闭。（2）底板与底脚：底板应比侧板稍厚一些，底板应有适当倾斜以便排净存油和清洗，油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。油箱的底部应装设底脚，底脚高度一般为150200mm，以便利于通风散热及排出箱内油液。一般采用型钢来加工底脚。本设计中用的是槽钢加工的。图5.1所示为一般液压油箱底的构造的五种情况，我们根据具体设计和生产的需要选择了（a）型构造。图5.1 液压油箱底部构造的五种情况（3）顶板：顶板一般取得厚一些，为610mm，本设计取顶板的厚度为8mm。顶板上的元件和部件的安装面应经过机械加工，以保证安装精度，同时为了减少机加工工作量，安装面用形状和尺寸适当的厚钢板焊接。（4）隔板：油箱内一般设有隔板，其作用是使回油区与泵的吸油区隔开，增大油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀。隔板的安装形式有多种，一般沿油箱的纵向布置，其高度一般为最低液面高度的2/33/4。有时隔板可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过；在中部开有较大的窗口并配上适当面积的滤网，对油液进行粗滤。（5）侧板：侧板厚度一般为34mm，侧板四周顶部一般应该加工成高出油箱顶板34mm。（6）回油管及吸油管设计：回油管及吸油管为了防止出现吸空和回油冲击油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管应布置在油箱最低液面50100mm以下，管口与箱底距离不小于2倍的管径，防止吸入沉淀物。管口应切成45，切口面向箱壁，与箱壁的距离为3倍管径。回油管的出口不允许放在液面以上。本设计的管口与箱底的距离为160mm，切口与箱壁的距离为250mm。为了便于随时检查和观察箱内液体液位的情况，应该在油箱壁板的侧面安装液面指示器，指示最高、最低油位。液面指示器一般选用带有温度计的液面指示器。油箱顶板装设空气滤清器，对进入油箱的空气进行过滤，防止大气中的杂质污染液压油。空气滤清器的过滤能力一般为油泵流量的两倍。油箱内部应刷浅色的耐油漆。以防止锈蚀。图5.2泵站油箱1、液位计连接板 2、隔板 3、底板5.4液压站的结构设计5.4.1电动机与液压泵的联接方式电动机与液压泵的联接方式分为法兰式、支架式和支架法兰式。（1）法兰式 液压泵安装在法兰上，法兰再与带法兰盘的电动机联接，电动机与液压泵依靠法兰盘上的止口来保证同轴度。这种结构装拆很方便。（2）支架式 液压泵直接装在支架的止口里，然后依靠支架的底面与底板相连，再与带底座的电动机相连。这种结构对于保证同轴度比较困难。为了防止安装误差产