机械毕业设计（论文）-新型液压综合实验台设计【全套图纸】.doc

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸第1章 绪论1.1 课题背景全套图纸，加153893706液压传动与气压传动统称为流体传动，它与机械传动和电气传动一起构成了现代工业中普遍采用的三大传动方式。液压传动相对与机械传动来说，是一门新兴的技术。第二次世界大战后，随着现代科学技术的迅速发展而后制造工业水平的提高，各液压元件的性能日益完善，液压传动才开始得到广泛的应用，特别是出现了高精度，响应速度快的伺服阀后，液压技术的应用更是飞速发展。在本世纪70年代末至80年代末，由于电子计算机的迅速发展，促使液压技术进入了数控伺服技术的时期。目前，电子技术和液压技术相结合是液压系统实现自动控制的发展方向。液压传动由于具有传动平稳、结构简单、比功率大、易于无级调速和定位精度高等一系列优点，因此，目前不仅广泛应用于机床、工程机械、冶金、航空航天等工业部门，而且在轻工业机械（如：注塑成形机、挤出机、精密机床、皮革机械以及造纸机械等）中也被普遍采用。但各工业部门应用液压技术的出发点不尽相同，各有其特殊性。近几年，我国的液压元件都有了比较完整的系列，且正在向ISO标准靠近。为了适应我国液压技术的飞速发展，各大高校都开设了液压传动与技术这方面的课程，为了提高在校学生的液压动手与实践能力，相应高校也都购进了液压实验装置。随着液压技术的发展，液压实验装置的发展也相当迅速，本液压实验装置就是为了提高学生的动手和实践能力而设计的新型液压实验台。1.2 液压传动的优点与缺点1.2.1 液压传动的主要优点1.易于在较大的速度范围内实现无级变速，并且承载能力大。2.在功率相同时，液压传动的体积小、质量轻，因而动作灵敏，惯性小。3.传动平稳，吸振能力强，便于实现频繁换向和超载保护。4.操纵简便，易于采用电气、液压联合控制以实现自动化。5.由于采用油液为工作介质，液压传动系统的一些零（部）件之间能自行润滑，使用寿命长。1.2.2 液压传动的主要缺点1.液压元件的制造精度和密封性能要求高，因而价格较贵；使用和维修要求有较高的技术水平和一定的专业知识。2.在液压元件和系统中各相对滑动件或各配合面间不可避免存在泄露。3.油液的黏度随温度而变化，当油温变化时，会直接影响传动机构的工作性能。此外，在低温条件或高温条件下采用液压传动有较大的困难。4.对油液的污染敏感，污染会使液压元件磨损和堵塞，使性能变坏，寿命缩短，因而必须防止油液污染和良好的过滤。第2章 液压实验装置的系统性能分析2.1 实验台的功能结构传统的液压实验台存在着内容固定、功能单一、管路已连接好、不易修改、实验以演示为主，学生动手机会少等缺陷。本实验台适应了近年来液压教学实验台在结构设计和实验方法上的较大变化，以实验内容丰富，多变；实验过程加强学生动手能力的培养；具有机电一体化的功能为目标，具有如下功能。1实验台基本能完成液压传动课程教学中的各种实验，所有液压元件均采用实物元件，系统的额定工作压力6.3MPa，缩小了教学与实际应用的差距，并能为实际的液压系统提供一个实验平台。即达到了液压传动课程的教学实验目又兼顾了实用性。 2该实验台的内容丰富多变，一机多能，不仅能完成教学实验，而且能完成实际液压系统的有关实验。实验用的所有元件均为独立组件。通过橡胶软管可由学生自行设计组装实验回路。3该实验台所完成的实验回路能教好的反映出油路走向和元件的作用。直观性强，使课堂教学的抽象性与实际回路的应用性所有机的结合。2.2 液压系统及工作原理1液压源部分 系统采用一个定量叶片泵和一个变量叶片泵向系统供油。可以满足多泵同时供油的实验需要。两个液压泵的压油口各设置了一个先导式溢流阀作安全阀，控制系统压力。2执行器 由两个液压缸组成，采用对顶安装，两缸之间设有一个支架，支架上装有位移传感器，用来测试活塞杆的运动情况。两液压缸一个可作加载缸，一个作工作缸。3液压元件及橡胶软管部分 该实验台组装回路时所需要的元件及管件等均是独立组件，液压元件为板式阀，各自独自安装在一块标准的阀板上，阀板四周按元件外接口的相应数量装有管接头，阀板背面有4个挂钉；用于液压元件的挂装。4压力测试部分 系统选用了4个相同量程的压力表，与4个压力表开关，用来测试各实验回路接点的压力大小，控制实验回路的稳定。2.3 技术特点与传统的液压教学实验台相比，该液压教学实验台综合性更强；学生在完成实验中脑、手并用，通过液压回路的组装实验，学生可以初步具备液压系统的调试、分析能力；次实验方法对培养学生的学习兴趣，激发学生的创新意识有极大作用。2.4 实验台的主要参数液压系统的额定工作压力 6.3MPa液压缸的活塞杆行程 250mm同时工作的液压缸的最大流量 1.510m/s 第3章 液压泵及电动机的选择3.1 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。3.1.1 确定液压泵的最大工作压力 + （31）式中 液压缸或液压马达最大工作压力（MPa）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。查参考文献2，在初算时按经验数据选取：管路简单，流速不大的取=0.20.5MPa；管路复杂，流速较大的取=0.51MPa。该系统取=0.5MPa。由已知 =6.3 MPa所以： 6.3+0.5=6.8 MPa圆整到=7 MPa 即为液压泵的最大工作压力。3.1.2 确定液压泵的流量和排量本实验台可同时有2个液压缸工作液压泵的输出流量应为 （） （32）式中 系统泄漏系数，一般取1.11.3，该系统取K=1.3同时动作的液压缸（或马达）的最大流量（m/s）由已知得：=1.510 m/s由公式（32）得（）=1.31.510=210 m/s液压泵的排量： = （33）式中 液压泵的流量（m/s） 叶片泵的转速，额定转速定在=1500r/min计算得：= =60 =8 ml/r3.1.3 选择液压泵的规格本实验台选取两个叶片泵，一个定量泵，一个变量泵，根据上面计算出来的排量参考文献2选取：定量叶片泵：型号 YB12 理论排量 12 ml/r 额定压力 7MPa 额定转速 1500 r/min变量叶片泵：型号 YBP10 理论排量 10 ml/r 额定压力 7MPa 额定转速 1500 r/min3.1.4 确定液压泵的驱动功率 = （34）式中 液压泵的最大工作压力（MPa） 液压泵的流量（m/s） 液压泵的总效率，如下表选取表31各类液压泵的效率类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵0.60.70.650.800.600.750.800.85本液压泵选取 =0.7对于定量泵：= = =310 m/s所以= =2.9kw对于变量泵：= = =2.510 m/s所以= =2.4kw3.2 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系列三相异步电动机效率高，耗电少，性能好，噪声低，震动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便等优点。 所以，参考文献2，定量泵选取电动机为 Y112M4型，其额定功率为4kw，转速 1440 r/min。变量泵选取电动机Y100L24型，其额定功率为3kw，转速1430 r/min。3.3 联轴器的设计联轴器是联接两轴或轴和回转件，在传递运动和动力过程中一同回转而不脱开的一种装置。此外，联轴器还可能具有补偿两轴相对位移，缓冲和减振以及安全防护等功能。对于本液压实验台，它的联轴器主要是用在电动机与液压泵之间，使其能够同心运动。3.3.1 载荷计算由参考文献2得：公称转矩 =9550 （35）式中 电动机的功率（kw） 电动机转速（r/min）=9550 =9550 =26.53 Nm由参考文献2得转矩按下式计算：= （36） 式中 公称转矩（Nm） 工作情况系数工作情况系数有参考文献2表41.1-1选得=1.5= =1.526.53 =39.79 Nm3.3.2 型号选择选择弹性套柱销轴联接器，这种联轴器结构紧凑，装备方便，具有一定的弹性和缓冲性能，补偿两轴相对位移量不大，当位移量太大时，弹性件易损坏，主要用于一般的中小功率传动轴系，工作温度-2070。由参考文献2表41.5-25选择TL4型联轴器，许用转矩63 Nm，许用最大转矩5700r/min，轴径2024mm之间，故合用。第4章 液压缸的设计 本实验台以液压缸做执行器，它由两个液压缸组成，采用对顶安装，两缸之间有个带导杆的支架，支架上装有一标尺。实验时，两液压缸一个做工作缸，一个做液压缸，两液压缸的活塞对顶。4.1 确定液压缸几何尺寸在单活塞杆的液压缸中活塞工作时： = （41）式中 液压缸的最大工作压力（KN） 液压缸的最大工作负载（KN）液压缸的效率液压缸采用O型密封圈，其机械效率一般为0.90.95之间，本液压缸的效率取=0.95 。所以=20KN图41 活塞杆的运动形式活塞受压时V1；活塞受拉时V2；其中 A液压缸无杆腔有效面积（m），A=A有杆腔的有效面积（m），A=液压缸的工作腔压力（MPa）液压缸的回油腔压力（MPa）活塞直径（m）活塞杆直径（m）液压缸的工作效率由已知得，这里工作压力P取7MPa。背压力P=0.5-1.5MPa。参考同类机械的设计和加工的经验，这里背压力P取0.5MPa。 由公式得：D=4F/PP（1d/D）=40.02/ 7-0.5（1-）=0.06m 所以选取 D=60mm由下表得：表41 按工作压力选取工作压力/MPa5.05.07.07.00.50.550.620.700.7选取=0.6所以选取 =0.036m所以 液压缸的有效面积：=0.2810mA=0.1810 m4.1 液压缸结构参数的确定 液压缸结构参数，主要包括缸筒壁厚、油口直径、缸底厚度等。4.2.1 液压缸缸筒壁厚的计算 利用中壁计算公式计算：= /（2.3-）+ （42）式中 液压缸壁厚度（m） 实验压力，当P16MPa时，P=1.5P；当P16MPa时，P=1.25P；所以在此P=1.5P=1.57=10.5MPa。 液压缸的内径（m） 材料的许用应力（MPa），= 材料的抗拉强度，查文献7得：45号钢的=598 安全系数，在此取=5 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（m）由公式（42）得：= /（2.3-）+ =10.50.06/（2.3-10.5）1+ =2.4mm+由实际工艺需求把圆整到标准值=5mm；缸体的外径=+2=60+25=70mm4.2.2 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。而本液压实验台由于主要用于教学实验，所以对液压缸油口的要求不是很严格，故选择液压缸油口的尺寸与所选的液压管路的尺寸相同，即可满足实验要求。4.2.3 缸底厚度的计算本设计采用缸底无油孔，平行缸底所以采用公式：=0.433（/） （43）式中 液压缸内径（m） 实验压力（MPa） 缸底厚度（m） 缸底材料的许用应力（MPa） 本液压缸采用45号钢做材料，= 材料的抗拉强度，查文献7得：45号钢的=598 安全系数，在此取=5由公式（43）得： =0.4330.06（7/） =6.3mm 参考同类液压缸的制造经验取h=10mm 4.2 活塞杆直径的校核校核活塞杆可用公式：（4/ ） （44）式中 活塞杆的作用力（KN） 活塞杆材料的许用应力，本活塞杆选用45号钢做材料 = 材料的抗拉强度（MPa），查文献7得：45号钢的=598 安全系数，在此取=5由公式（44）得： （40.019/）=0.014m d=0.036m0.014m所以活塞杆直径满足要求。4.3 活塞杆的稳定性校核由于受力F完全作用在轴线上，应满足下式： （45）式中 活塞的最大压力（KN）活塞杆弯曲失稳临界压缩力（KN） 安全系数，选取=5 = （46）式中 实际弹性模数 活塞杆横截面积惯性矩（） 液压缸安装及导向系数， 查参考文献7选取，K=1 活塞杆长度（m）= （47）式中 材料的弹性模数（MPa） 查阅参考文献7得钢材=2.1010MPa 材料的组织缺陷系数，钢材取= 活塞杆截面不均匀系数，= = （48）式中 活塞杆的直径（m）由公式（46）得：= = =4.1610KN=83.2 KN=20KN83.2KN故满足弯曲稳定性4.5 液压缸主要零部件的结构、材料及技术要求4.5.1 缸体 1.缸体的材料液压缸缸体的常用材料一般为20、35、45号无缝钢管，因20号钢的力学性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则采用焊接性能较好的35号钢，粗加工后调质。一般情况下均采用45号钢，并调质到241285HB。此次设计采用45号钢做缸体的主要材料。2.缸体的技术要求（1）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。活塞采用橡胶封圈，Ra为0.1m具体结构如图：图42 缸体的结构（2）缸体内径D的圆度公差值可按9、10、11级精度选取，圆柱度公差应按8级精度选取。（3）缸体端面的垂直度公差可按7级精度选取，选0.06。（4）缸体与缸头采用螺纹连接，螺纹应用6级精度的米制螺纹。4.5.2 缸盖1.缸盖的材料液压缸的缸盖可选用45号锻钢或ZG35、ZG45铸钢或HT200、HT300、HT350铸铁的材料，本液压缸选用45号钢做缸盖材料。2.缸盖的技术要求（1）直径D（基本尺寸同缸径），D（活塞杆的缓冲孔），D（基本尺寸同活塞杆密封圈外径）的圆柱度公差值，按9级精度选取。（2）D、D与d的同轴度公差值为0.03mm。（3）端面A、B与直径d轴心线的垂直度公差值，按7级精度选取。（4）导向孔的表面粗糙度为R1.25m。4.5.3 缸体端部连接型式 本设计采用法兰联接，这种联接方法结构简单，易加工，易装卸，使用广泛。4.5.4 活塞1.活塞的材料本设计液压缸活塞材料选用45号钢，需要经过调质处理。2.活塞的技术要求（1）活塞的外径D对内孔D 的径向跳动公差值，按7级精度选取。（2）活塞的端面对内孔D轴线的垂直度公差按7级精度选取，公值是0.08。（3）外径应有圆度要求，为保证不漏油，公差可选0.04。（4）由于活塞的工作压力较大，而直径又较小，所以取活塞与活塞杆为螺纹连接。（5） 活塞与缸体之间既有相对运动，又需要使液压缸两腔之间不漏油。考虑到这种原因，活塞与缸体之间的密封选用O型环密封，这种密封方式密封性能好，摩擦系数小，安装空间小。4.5.5 活塞杆1.活塞杆的材料 与缸体选择同样的材料45号钢。2.活塞杆的端部结构采用外螺纹联接，尺寸选取直径与螺纹Dt为M362，螺纹长50mm3.活塞杆的结构活塞杆选用实心杆。图43 活塞杆的结构4.活塞杆的技术要求（1）活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为229285HB，再经过高频淬火，硬度达4555HRC（2）活塞杆和的圆度公差值选取10级。（3）活塞杆对的径向跳动公差值为0.01mm。（4）活塞杆上工作表面的粗糙度为0.63m。4.5.6 活塞杆的导向套 1.导向套结构选用普通导向套，可用压力油润滑导向套。2.导向套材料常用的导向套材料为铸造青铜或耐磨铸铁，本次设计选用铸造青铜做为导向套材料。3.导向套的技术要求内径的配合为，表面粗糙度为0.631.25m。4.5.7 液压缸的缓冲装置缓冲装置是为了防止减少液压缸活塞在运动到两个短点时同惯性力造成的冲撞。通常是通过节流作用，是液压缸运动到端点附近时形成足够的内压，降低液压缸的运动速度，以减小冲击。本次设计选择环状间隙式，恒节流面积固定型的缓冲装置，如下图：图44 缓冲装置4.5.8 液压缸的排气装置空气混在油液中，会严重地影响工作部件运动的平稳性；使液压缸不能正常工作，另外空气还会使油液氧化，生成氧化物，腐蚀液压装置的零件。为了即使排除积存在液压缸内的气体，须在液压缸上设置排气装置。本液压缸的排气装置选择在液压缸的最高部位处装排气塞，选用锥形阀。第5章 油箱、液压泵站及管路的设计5.1 油箱的设计5.1.1 油箱尺寸的确定 首先确定油箱的容量 油箱容量的经验公式：= （51）式中 液压泵每分钟排出压力油的容积（L/min） 经验系数，由下表选取=3表51 经验系数系统类型行走机械低压系统中压系统锻压机械冶金机械a12245761210由公式（51）得：=360210 =3.610因为本实验台可同时有两个液压泵工作=2=23.610=7.210=72L选取油箱容量圆整到150L由上面算出来的油箱容量选择油箱的长、宽、高初定：长0.7m，宽0.6m，高0.4m5.1.2油箱的注意事项1.本油箱选用开式油箱，箱内所装油液不得高于油箱高度的4/5，即不得高于0.32m。2.油箱的吸油管及回路管插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底箱壁的距离一般不小于管径的3倍，吸油管安装80m左右的线隙式过滤器。回油管斜切45角，面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的积沉物，同时也有利于散热。3.吸油管和回油管之间的距离很远，之间设置隔板，加大液流循环的途径，可以提高散热、分离空气及沉淀杂质。隔板高度为液面高度的2/33/4。 4.为保持油液清洁，油箱有周边密封的盖板，盖板上装上空气过滤器，注油及通气都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。 5.油箱地步距地面150mm以上，便于搬运，放油和散热。油箱的两侧位置设吊耳，便于吊运。靠边上设置液位计，以监视液位。 6.油箱内表面先进行酸洗再磷化，对油箱进行防腐处理。5.2 液压泵站的设计液压泵站是液压系统的重要组成部分（动力源）。它向液压系统提供一定压力，流量的工作介质。在液压泵站上装上必须的液压阀可以直接控制液压执行元件工作。本次设计选用的液压泵站为上置式卧式泵站，电动机安装在油箱上，液压泵置于油箱之上，与电动机轴向平衡。5.3 管道的设计5.3.1管道尺寸的计算管道内径计算： = （52）式中 通过管道内的流量（m/s）管内允许流速（m/s），如下图选取=4m/s表 52 允许流速推荐值管道推荐流速/（）液压泵的吸油管道0.51.5，一般常取1以下液压系统的压油管道36，压力高，管道短，粘度小取大值液压系统回油管路1.52.6 = = =0.0097（m）根据要求，圆整到=10mm本次设计拟订选用的油管为高压软管查文献 表43.9-4得胶管为1层钢丝，胶管外径19mm，最小弯曲半径130mm5.3.2管道的注意事项 1.管接头与胶管联接处留有一段直的部分，长度大于外径的两倍，既大于38mm 2.胶管长度应足够长，长度方向发生收缩变形，收缩量为长度的3%4%，避免胶管安装时处于拉紧状态。 3.胶管的管接头轴线，尽量放置在运动的平面内，避免两端互相运动时胶管受扭。 4.胶管安装或放置时不能发生扭转变形，为便于安装，可沿管长涂以色纹，以便检查。 5.胶管避免与实验台上的尖角部分相接触和摩擦，以免管子损坏。5.3.4管接头的选择 本次设计采用卡套式管接头，这种接头利用卡套变形卡住管子并进行密封，结构先进，性能良好，重量轻，体积小，广泛应用于液压系统中。如下图：图51 卡套式管接头第6章 液压阀及传感器的选择6.1 液压控制阀的选择 由于我所设计的主要是液压实验台的速度控制部分，因此只选择了一些与速度控制有关系的阀类元件。查参考文献6选下列阀件： （1）溢流阀 BG-03-B 最高使用压力25MPa，调压范围0.525MPa，最大流量100L/min （2）节流阀 SRG-03-50额定流量30L/min，最高压力25MPa，采用板式联接（3）单向节流阀 SRCG-03-50额定流量30L/min，最高压力25MPa，采用板式联接 （4）调速阀 MSA30EPA工作额定压力21MPa，最小压差1MPa，额定流量160L/min （5）单向调速阀 AQF3-E10B公称通径10mm，额定工作压力16MPa，最大流量50L/min （6）电磁换向阀 DSG-01-3C-D24-N-50 最大流量63 L/min，最高使用压力31.5 MPa（6）电液比例溢流阀 BY-G16 公称通径16mm，额定压力25MPa，额定流量100L/min （7）电液比例节流阀 BL-G16 公称通径16mm，额定压力25MPa，额定流量63L/min 采用板式联接 （8）电液比例二通调速阀 DYBQ-G16 公称通径16mm，额定压力25MPa，额定流量63L/min 采用板式联接 （9）电液比例三通调速阀 BQY-G16 公称通径16mm，额定压力25MPa，额定流量63L/min 采用板式联接6.2 传感器的选择 在液压实验台的使用当中，活塞杆的运行速度及位移和系统压力是需要测量的，以保证实验的准确性。所以在本次设计当中，必须添加传感器。6.2.1 位移传感器位移传感器是放置在两液压缸之间，测量活塞杆的运动位移。参考文献8，选用 TDZ-1A-80型位移传感器。这种位移传感器是将直线移动的机械量转换为电量，它适用于伸长、膨胀、应变等的自动测量和控制，可同时测量几个不同的位移量。它配有PM-1000型数字电压表，具有稳定性好，精度高和清晰等特点。表61 位移传感器线性量程（mm）线性度（%）工作频率（KHz）量程20500mm输出（VDC）电源电压（VAC）05000.530522010%6.2.2 速度传感器速度传感器同样防止在两液压缸之间，用来测量活塞杆的直线运动速度，参考文献8，选用SD型线速度传感器，它的输出电压和被测物体运动速度成线性关系。广泛用于航空、冶金、机械仪器、仪表、等各个部门。它具有结构简单可靠，不用外加电源，频率响应好、输出灵敏度高、测量范围大、抗干扰能力强等特点，它的输出直流电压可直接由高输入阻抗的直流电压表显示。表62 速度传感器线性精度（%） 1；3；5测量速度范围（m/s）010正常工作范围（mm）0500工作温度（）-20+70负载阻抗（K）100灵敏度（mv/m/s）150020006.2.3 压力传感器压力传感器用来测量系统压力，在压力表上显示出来。参考文献8，选得压阻式压力传感器，它是根据压阻效应的原理。硅应变片受力的作用而产生形变，导致应变片的阻值变化，变化量与待测压力成正比。选用LY-2型压力传感器。表63 压力传感器量程（Kgf/cm）输出（mv/FS）工作电流（mADC）内阻（K）过载（%FS）功耗（mW）010751002613150100第7章 液压辅件及液压油的选择7.1 蓄能器的选择 蓄能器在液压系统中是用来储存、释放能量的装置。其主要用途为：可作为辅助液压源在短时间里提供一定数量的压力油，满足系统对速度、压力的要求，如：可实现某支路液压缸的增速、保压、缓冲、吸收液压冲击、降低压力脉动、减小系统驱动功率等。液压执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油，其有效工作容积 =- （71）式中 液压缸有效作用面积（m） 液压缸行程（m） 油液损失系数，一般去K=1.2 液压泵的流量（m/s） 动作时间（）由于本实验台液压缸的最大流量为=1.510 m/s有效工作面积：=1.2810 m由=得：= =5.410由=得： = = =4.6所以=0.28100.251.2-1.54.6 =1.510 m由以上算出的蓄能器的有效工作容积，选取型号为NXQ1-L1/10-H型，气囊式蓄能器，其容积为1L，系统压力为10MPa7.2 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，使工作介质保持清洁，延长元器件的使用寿命，保证液压元件工作性能可靠。过滤器对液压系统来说是不可缺少的重要辅件。 为保护液压泵的工作精度、选取吸油过滤器，型号为XU-B5080，其联接形式为螺纹联接，线隙式过滤器，过滤精度为80m，压力损失0.06MPa，满足本实验台要求。 选空气过滤器，型号为EF1-25，加油口径25mm，空气过滤精度0.279mm。7.3 压力仪表的选择 用来测量系统的工作压力，选择弹簧式压力表。型号为Y-150，直径为150mm，径向无边式，共选取4个不同量程的压力表。7.4 压力表开关的选择 选择KF-L8-14E，采用螺纹联接，通径为8mm，压力等级35MPa，进油接口M141.57.5 液位仪表的选择 用来测量油箱内油液的高度，选择型号为YWZ-80T，其螺纹中心距（H）80mm，带有温度计。7.6 加热器和冷却器的选择 液压系统中的油温，一般控制在3050C范围内。最高不应高于70C，最低不应低于15C。油温过高，将使油液迅速老化变质，同时使油液的粘度降低，造成元件内泄露量增加，系统效率降低；油温降低，使油液粘度过大，造成液压泵吸油困难。油温的过高或过低都会引发系统工作不正常，为保证油液能在正常的范围内工作，需对系统油液温度进行必要的控制，即采用加热或冷却方式。 本液压实验台对油温的要求非常严格，因为关系到实验的准确性，所以要选用加热器或冷却器来控制油温。 7.6.1 加热器的选择选用电加热器，型号为GYY2-220/1，功率为1KW，加热器总长37mm，浸入油中长度230mm，电压220V。 7.6.2 冷却器的选择由于油箱长0.5m，宽0.4m，高0.5m，所以选用2LQGW-A/0.2F型管式冷却器，该冷却器有2个管程，固定管板式结构，卧式安装，压力等级16MPa，散热面积0.2m，法兰式联接。7.7 液压油的确定在液压系统中，液压油是传递动力和信号的工作介质，同时起到润滑，冷却和防锈作用。液压系统能否可靠的工作，在很大程度上取决于系统所选用的液压油。在选择液压油时，一般根据液压装置本身的使用性能和工作环境等因素。当品种选定后，粘度是一个重要指标。在确定液压油粘度时应考虑下列因素：工作压力、环境温度、工作部件的运动速度。例如，当系统工作压力较高、环境温度较高、工作部件运动速度较低时，为了减少漏损，可选用粘度较高的液压油，反之，当工作压力较低、环境温度较低、工作部件运动速度较高时，为了减少功率损失，宜选用粘度较低的油。 对于本液压实验台，在室内工作，工作压力较小，所以选用20号机械油做本系统代用油。代号为HJ-20，运动粘度1723mm/s第8章 液压实验台总体工艺的确定8.1 实验台总体结构的设计 液压实验台的结构很简单，主要是起到支撑台面的作用。为了增强实验台的刚度，可在一些重要部位上加上一些斜肋板。在结构上还应设计一些吊装孔，吊环等，便于安装和运输。8.1.1 实验台总体尺寸的确定初步确定实验台的大概尺寸长 2200 mm 宽 800 mm 高 1900 mm8.1.2 实验台机架的设计要求机架的设计要保证刚度、强度、稳定性。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。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）造型好，使之即使用经济，又美观大方。8.1.3 机架材料的选择本实验台由于要求比较简单，故用铸铁材料，因为铸铁有流动性好，体外收缩和线收缩小等优点。在铸造中加入少量合金元素可提高耐磨性，铸铁的内摩擦大，阻尼作用强，故动态性好。铸铁还具有切削性能好，价格便宜的优点。所以本次设计选用材料铸铁HT250，最小抗拉强度240MPa。8.1.4 机架的热处理因为本实验台采用铸铁做材料，因此要进行时效处理。时效处理的目的是在不降低铸铁力学性能的前提下，使铸铁的内应力和机加工切削应力得到消除或稳定，以减少长期使用中的变形，保证几何精度。采用人工时效热处理方法，将铸件缓慢加热到共析点以下（一般为500600C）保温一段时间，然后冷却，以消除内应力。这种方法对于机架的精度稳定性可获得良好的效果。8.1.5 机架的联接结构设计 机架各大部件的连接方式采用焊接联接，例如机身与工作台之间的联接。机架与地基之间的联接采用螺纹联接8.2 集成块的设计本液压实验台的各种液压阀均采用板式联接，由于本实验台所需要的液压阀很多，所以各液压阀的安装采用集成式配置。各集成块一方面起安装底板的作用，另一方面起内部油路的作用。集成块采用铸钢，块体加工成长方形，每个块上可安装一个液压阀。各集成块上都钻有与液压阀类元件相对应的安装螺丝孔，并钻有各输油孔，做内部油路。 初定各集成块长240mm，宽150mm，厚10mm。第9章 液压实验台的安装和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、正确、合理的完成安装过程的每个环节，才能使液压系统能够正常工作，充分发挥其效能。9.1 液压系统的安装9.1.1 安装前的准备工作液压系统能否安装好，直接关系到系统能够正常工作，所以安装前的准备工作非常重要，要做好以下几点：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。9.1.2 液压设备的就位1.液压设备应根据平面布置图对号吊装就位。大型成套液压设备，应由里往外依次进行吊装。2.根据平面布置图测量调整设备安装中心线及标高点，可通过调整安装螺栓旁的垫板达到将设备调平找正，达到图纸要求。3.由于设备基础相关尺寸存在误差，需在设备就位后进行微调，保证泵吸油管处于水平，正面对接状态。4.油箱放油口及各装置集油盘放污口应在设备微调时给予考虑，应是设备水平状态时的最低点。5.应对安装好的设备做适当的防护，防止现场赃物污染系统。6.设备就位调整完成后，一般需对设备底座下面进行混凝土浇灌，即二次灌浆。 9.1.3 液压配管1.管材选择由于本实验台系统压力7MPa，所以选用无逢钢管。这种材料强度高，价格低，易于实现无泄露连接。无逢钢管内壁必须光洁，无锈蚀无氧化皮、无夹皮等缺陷。如发现下列情况不能使用：管子内径壁已严重锈蚀；管体划痕深度为壁厚的10%以上；管体表面凹入达管径的20%以上；管断面壁厚不均，椭圆度比较明显等。 2.管子加工管子加工的好坏对系统的参数影响大，并关系到液压系统能否可靠的运行。因此必须用可靠，科学的加工方法，才能保证加工质量。管子的加工包括切割，打坡口，弯管等内容。（1）管子的切割，管子的切割原则上采用机械方法切割，如切割机，锯床，专用机床等。严禁用手工电焊，氧气切割方法。无条件时可以用手锯切割。切割后管子的端面应尽量和管子的中心线保证垂直。误差控制在900.5之间。切割后需将锐边倒钝，并清除铁屑。（2）管子的弯曲，管子的弯曲最好在机械式液压管上进行，用弯管机在冷状态下弯管，可避免氧化皮而影响管子的质量。如无冷弯管设备也可采用热弯曲方法。热弯曲时容易产生变形，管壁减薄及产生氧化皮等现象，热弯曲前，应将管内注满干燥河砂，用木塞封闭管口，用气焊或高频感应加热法对弯曲部位加热。加热长度取决于弯曲角度。（3）管路的敷设，管路架设前，应认真熟悉管图，明确各管路排列顺序，间距与走向。在现场对照配管图，确定阀门，接头，法兰及管夹的位置，并划出线，定位。管夹一般固定在预埋件上，管夹之间的距离应适当，过小会造成浪费，过大将发生震动。管路敷设一般遵守如下原则：1）大口径管子或靠近配管支架里侧的管子，应考虑优先敷设。2）管子应该尽量成水平或垂直两种排列，注意整齐一致，避免管子交叉。3）管路敷设位置或管子安装位置应便于管子的连接和检修。管路应靠近设备，便于固定管夹。4）敷设一组管线时，在转弯处应该采用90度或45度两种方法。5）两条平行线或交叉管之间，必须保持一定距离。5）管子规格不允许小于图纸要求。6）整个管线要求尽量短，转弯少，平滑过度。7）管路不允许在有弧度部分内连接或安装法兰。法兰及接口焊接时须与管子中线垂直。8）管子应在最高点设置排气装置。9）敷设时，不应对支撑及固定部位产生除重力之外的力（4）管路的焊接管路的焊接一般分为三步进行：1）焊接前，必须对管子端部开坡口，当焊缝坡口过小时，会引起管壁未焊透。造成管路焊接强度不够。当坡口过大时，又会引起裂缝，夹渣及焊缝不齐等缺陷。2）焊接方法的选择是关系到管路施工质量的关键因素之一，最适合液压管路使用的是氩弧焊接，他具有焊口质量好，焊缝表面光滑美观，焊口不氧化，焊接效率高等优点。3）管路焊接后需要进行焊缝质量检查。检查项目包括：焊缝周围无裂纹、夹杂物、气孔、及过大咬肉、飞溅等现象；焊道是否整齐、有无错位、内外表面是否突起、外表面在加工过程中有无损伤或削弱管壁强度的部位等。9.1.4 管道的处理管路安装完成后要对管道进行酸洗处理。目的是通过化学作用将金属管内表面的氧化物及油污去除，使金属表面光滑。保证管道内壁的清洁。9.2 液压系统的调试液压实验台安装安装、循环冲洗合格后，要对实验台进行必要的调整，使其能在满足各项技术参数的前提下，按照要求，能否正常工作。9.2.1 实验台调试前的准备工作1.需调试的液压系统必须在循环冲洗合格后，方可进入调试状态。2.液压驱动的主机设备全部安装完毕，运动部件状态良好并经检查合格后进入调试状态。3.控制液压系统的电器设备及线路全部安装完毕并检查合格。4.熟悉测试所需要的各种技术文件。根据以上的技术文件，检查管路连接是否正确、可靠，选用的油液是否符合技术文件的要求，油箱内油位是否达到规定高度等。5.清楚主机及液压设备周围的杂物，调试现场应有必要明显的安全设施和标志，并由专人负责管理。6.参加调试人员应分工明确，统一指挥，对操作者进行必要的培训。9.2.2 调试步骤1.调试前的检查（1）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。（2）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。（3）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。（4）流量控制阀置于小开口位置。2.启动液压泵用手盘动电动机和液压泵之间的联油器，确认无干涉并转动灵活。3.点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。4系统排气启动液压泵后，将系统压力调到1.0MPa左右，分别控制电