毕业设计（论文）-分体式三爪电动液压拉马设计.doc

装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书 摘 要现在社会中，机械行业发展越来越迅速，人们在许多情况下都会遇到机械零件的拆卸，拉马就在这起到了不可替代的作用，尤其是现在越来越热门的液压拉马，由于它的方便性，实用性和高效性，更是逐渐取代了传统拉马的地位，是重要的机械零件拉拔工具。本次设计分体式三爪电动液压拉马，对于机械行业有着提高作业效率的意义。 本论文设计一种小型电动拉马上加装液压系统，由液压系统提供拉马所需要的拉拔能力的机构。三爪电动液压拉马比较传统拉马具有更加方便，操作简单，高效等特点，此液压拉马的液压系统中，主要包含液压缸，泵，电机以及油路系统中的相关液压阀，还有相关的辅助元件，本次的设计任务主要在于液压系统的设计和液压元件的选择。 经过这次液压拉马的设计，锻炼了我的设计能力和思考钻研的精神，同时对于液压方面的知识有了更深的了解，对以后的工作有着很大的帮助。关键词： 三爪电动液压，拉马，液压缸，液压阀，泵 Abstract Now society, the machinery industry development more and more quickly, people in many cases will encounter disassembly of mechanical parts Lamar is in this to irreplaceable role, especially now more and more popular hydraulic puller, due to its convenience, practical and efficient is gradually replaced the traditional puller status is important mechanical parts drawing tools. The design of split three claw electric hydraulic gear puller, with improving operation efficiency for machinery industry. In this paper, the design a small electric puller on the installation of hydraulic system, by hydraulic system provides Mara need the pullout capacity of the institutions. Three jaw electric hydraulic puller in comparison to conventional puller is more convenient, simple operation, efficient wait for a characteristic, the hydraulic system of the hydraulic puller, mainly comprising a hydraulic cylinder, pumps, motor and the hydraulic system of hydraulic valve and related auxiliary components, the design task mainly lies in selection of hydraulic system design and hydraulic components. After the design of the hydraulic puller, exercise my design ability and thinking of the study of the spirit, also for hydraulic knowledge have deeper understanding, is a great help for the future work.Key words: Three-jaw chuck ,puller，hydraulic actuating cylinder, hydraulic valve, pump 目 录摘 要IAbstractII第1章 前 言11.1 工业设计的内容11.2 液压拉马的介绍11.3液压拉马的设计意义及使用方法21.4 液压拉马的种类31一体式液压拉马32分体式液压拉马43偶合器专用拉马44移动式液压拉马45分离式防滑液压拉马56车载式液压拉马51.5 液压拉马的维护检查51.6 液压拉马的国内外现状与前景6第2章 液压系统的设计步骤与要求72.1 设计步骤72.2 设计要求7第3章 方案论证与原理图的设计8第4章 基本参数的计算104.1 确定液压系统的参数101）初选工作压力102）计算液压缸尺寸103）流量的计算124）缸筒的设计与校核125）技术条件136）泵的计算137）电机的功率计算14第5章 元件选型155.1 泵的选型155.2 电机的选型165.3 电磁换向阀的选型165.4 溢流阀的选型175.5 单向阀的选型185.6 滤油器的选型195.7 压力表的选型205.8阀块中管接头的选型21第6章 液压系统的验算23第7章 泵站，阀站和油箱的设计247.1 油箱的设计247.2阀块的设计277.3 泵站的设计，确定安装方式28第8章 系统的安全性，经济性分析及设备的维护318.1 可能出现的问题和维护318.2 液压拉马对经济环境的影响31致 谢33参考文献34III第1章 前 言1.1 工业设计的内容随着我国改革开放的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业逐渐向成熟化发展。在整个机械工业中，设计在其中占有的地位日益显现出来。工业设计主要包括三个方面的内容。第一是产品设计,第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展的环境设计如产品的展示与陈列，商品橱窗设计以及室内设计等。产品设计作为工业设计的核心，它涉及的面广，从人们的衣食住行，到社会的各行各业，产品设计无时不有，无时不在。产品设计的对象既包括一般的日用生活制品，也包括工业生产的机床，加工工具；既包括家用小电器产品，也包括专业的仪器，仪表；既包括私有的自行车，摩托车，也包括大型的汽车，飞机等交通工具；“从口红到宇宙飞船”都是属于产品的设计的范畴。1.2 液压拉马的介绍本次毕业设计是根据我们机械工程专业的学生所掌握的专业知识而编写的。它突出了液压技术的特点，实现机械和电气控制的有机地融合在一起，从而实现机电一体。本文主要介绍拉马的液压系统的设计思路，液压系统的工作原理及各种液压元件的选用。本论文主要针对液压系统设计，即液压泵站，阀站等的设计。本论文设计一种小型电动拉马上加装液压系统，由液压系统提供拉马所需要的拉拔能力的机构。传统的拉马的工作一般依靠工人用手工进行夹紧，经常出现不能够被提供所需较大拉力（类似于液压系统所产生的拉力）的情况,这不但增加了工人的劳动强度，而且所需夹紧力和拉拔能力不能够满足生产操作的需要,还常常有夹不紧，拉拔能力不足的情况，阻碍了生产率的提高。通过在三爪拉马加装液压系统和电机等机构，可实现较大的拉拔能力的提供,且其结构简单,工作可靠,能达到较高的效率，具有良好的经济性和可行性。近年来，我国机械行业蓬勃发展，液压领域的设计，研究和工业生产也都越来越普遍，许多液压生产或者操作工具都已经进入了人们的生活，并且被人们广泛运用于各个领域，液压拉马就是其中之一。在许多情况下，机械设备的零件拆卸都需要运用到拉马，尤其是现在越来越热门的液压拉马，由于它的方便，实用，高效，更是逐渐取代了传统拉马的地位，是重要的机械零件拉拔工具。本次在毕业设计的课题是“分体式三爪电动液压拉马设计”。液压拉马是在设备维修和装配工作中进行拆卸皮带轮，轴承和法兰盘等零件的有效工具，比起机械式皮带轮机子，它更加方便省力，工具制造简单，加工精度要求不高等特点。 轴上盘形零件的拆卸是一项常见的工作，一般用三爪液压拉马取出，分体式三爪电动液压拉马由手动泵，油缸，螺杆，拉脚，手柄，快速接头，高压橡胶管，顶杆组成。 图1.2.1 液压拉马结构图1.3液压拉马的设计意义及使用方法设计分体式液压拉马有较为使用的意义，其作为一种替代传统拉马的新型理想工具，具有结构紧凑，使用灵活，携带操作方便省力，较少受场地限制等特点，适用于各种维修场所。其以油压动杆直接前进移动，故推杆本身不做转动，钩爪座可以随着螺纹直接做前进后退之调距，操作时只要把手前后小幅度摆动，油压起动杆前移，钩爪相对应后退，被拉钩物体拉出，此为其工作原理。此次设计分体式三爪电动液压拉马，目的在于适应远距离及不同的操作方式，适合不 同工件以及复杂要求，分体式三爪电动液压拉马可以以电动油泵为动力通过高压油管的传递使拔轮器的大活塞向前推过钩爪勾住，拆卸物承受作用力，从而实现拆卸功能。结构紧凑，使用灵活，重量轻，体积小，携带方便，适用于工厂，修理场所，此为设计的实际意义。 液压拉马的作用与功能说明：1.新型液压拉马操作方便、省力。2.三爪式与二爪式可根据现场工作需要拆换。3.可以自由旋转按拉马距离活塞中心点，很快可碰到被拉工件中心点。4.可任意选配泵浦。5.使用灵活、重量轻、体积小、携带方便，适用于工厂、船舶、修理场所的理想工具。应用范围：液压拉马是一种替代传统拉马的新型理想工具，其具有结构紧凑、使用灵活、携带操作方便省力、较少受场地限制等特点，适用于各种维修场所。在明确设计的目的及意义的同时，还必需了解其使用方法，有利于设计。1.使用时先把手柄的开槽端套入回油阀杆，并将回油阀杆按照顺时针方向旋紧。2.把钩爪座调整到爪钩抓住所拉物体。3.手柄插入掀手孔内来回掀动活塞起动杆向前平稳前进，爪钩相应后退，把被拉物体拉出。4.液压拉马的活塞起动杆有效距离只有50mm，故使用时伸距不得大于50mm，当没有拉出时停止，松开回油阀门，让活塞起动杆缩回去，调好后第二次再重复1.2.3步骤拉出为止。5.欲使活塞起动杆缩回去，只需要用手柄开槽端将回油阀杆按照逆时针方向微微旋松，活塞起动杆在弹簧作用下渐渐回缩。6.使用前应根据被拉物体的外径，拉距以及负载力，选择相应的吨位的液压拉马，切忌超载使用，避免损坏。7,。为防止超载引起的机具损坏，液压装置内设有超载自动卸荷阀，当被拉物体超过额定负载时，超荷阀会自动卸荷，而改选用更大吨位的液压拉马。 1.4 液压拉马的种类 随着机械行业的发展，国内生产液压拉马的公司也越来越多，无论在产品设计、技术开发还是售后服务方面，都进行了很多的改进，销量也大大提高。国外品牌尽管价格较高，但依靠其产品质量好、性能稳定、设备操作简单，在经销商中建立了良好的口碑。目前，国内生产液压拉马的公司较多，液压拉马的种类也比较繁多。目前，市场上主要有以下类型的拉马：1一体式液压拉马一体式液压拉马是以油压起动杆直接前进移动，故推动杆本身不作转动，钩爪座又可随螺纹直接作前进后退之调距，操作方便，只要把手前后小幅度摆动。图1.4.1 一体式液压拉马2分体式液压拉马分体式液压拉马是由手动/电动油泵、油缸、拉爪、连接片、快速接头、高压油管和顶杆所组成。具有调节方便、轻便省力、操作安全等特点，广泛用于拆卸各种圆盘、轴承、齿轮、连轴器、皮带盘、法兰等，是替代传统拉马与拔轮器的理想化工具。图1.4.2分体式液压拉马3偶合器专用拉马偶合器专用液压拉马专为拆卸矩形液力偶合器研制而成，具有安装便捷，操作简单，效果显著，一台多用等特点。本产品广泛应用于电厂，煤矿，钢厂，码头等行业，是液力偶合器拆卸的最佳理想工具。4移动式液压拉马移动式液压拉马是由一体式液压拉马，快速连接架，卧顶升降移动装置组成。图1.4.3 移动式液压拉马5分离式防滑液压拉马分离式防滑液压拉马是一种以手动或电动油泵为动力通过高压油管的传递使拔轮器的大活塞向前推进勾住被卸物承反作用力，实现拉卸之功能。图1.4.4 分离式防滑液压拉马6车载式液压拉马车载式液压拉马因轮式小车方便移动，可随时更换工作场地，是双作用液压设计,用于大型轴类、孔类工件拆卸的液压工具。1.5 液压拉马的维护检查液压拉马需要每半年检查维护一次：1.检查所有减速器的齿轮啮合和磨损情况，齿面点蚀损坏不应超过啮合面的30%，且深度不超过原齿厚度的10% （固定弦齿厚）；齿轮的齿厚磨损量与原齿厚的百分比不得超过15%25%；检查轴承的状态；更换润滑油。2.检查大、小车轮状况，对车轮轴承进行润滑，消除啃轨现象。3.检查主梁、端梁各主要焊缝是否有开焊、锈蚀现象，锈蚀不应超过原板厚的10%，各主要受力部件是否有疲劳裂纹；各种护栏、支架是否完整无缺；检查主梁、端梁螺栓并紧固一遍。4.检查主梁的变形情况。检查小车轨道的情况。空载时主梁下扰不应超过其跨度的1/2000；主梁向内水平旁弯不得超过测量长度的1/1500；小车的轨道不应产生卡轨现象，轨道顶面和侧面磨损（单面）量均不得超过3mm。5.检查卷筒情况，卷筒壁磨损不应超过原壁厚的20%，绳槽凸峰不应变尖。6.拧紧液压拉马上所有连接螺栓和紧固螺栓。1.6 液压拉马的国内外现状与前景目前液压拉马的发展前景较为乐观，相关政策也对液压拉马的发展有较为有利的影响，行业政策走势较为明显。目前国内的拉马水平现状还远远不够，不过国内的行业呈现上升趋势，较前些年有了明显的进步，技术水平一直在提高，不过仍有待提升，国际上，尤其是德国的液压拉马工业水平处于顶尖，例如耶鲁BM22-1分体式拉马等等，工艺水平高，使用灵活，还有耶鲁YHP液压拉马等等，我国的拉马行业技术水平应向其学习，其次， 美国埃米顿，日本的O.J，法国的雷思，荷兰的YATO，英国的海矩都有较好的工艺 水平。总体上说，世界液压拉马市场需求较大，应用情况较多，工艺技术较好，不过仍可以加以改进。5第2章 液压系统的设计步骤与要求2.1 设计步骤(1)明确设计方案:(2)确定液压执行元件的形式(3)进行工况分析，确定系统的主要参数:(4)制定基本方案，拟定液压系统原理图(5)选择液压元件(6)液压系统的性能验算(7)绘制工作图，编制技术文件。2.2 设计要求1、根据“分体式三爪电动液压拉马设计”的要求，拟定液压系统方案并予以论证,，文献调研液压机相关工艺及设备概况；2、设计液压控制系统原理图（或在原图的基础上提出改进）；3、设计计算系统有关参数（包括电机功率、系统工作压力等）。4、选择合适的液压元件（电机、液压泵、相关阀、相关液压辅件、液压缸等元件）。5、确定安装方式，设计泵站、设计合理的测试台阀台。6、绘制泵站和阀站装配图，绘制阀块、油箱零件图。设计的液压控制系统要求安全可靠，经济适用，操作方便，维护容易、发热及噪声较低，阀块及阀站布局合理，紧凑美观。第3章 方案论证与原理图的设计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，它将机械能转变为液压能。由于机械作用，油泵在其进油口产生局部真空。油液在大气压力的作用下通过进油口进入油泵内部。油泵再推动油液进入液压系统。节流调速系统一般用定量泵供油，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。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一股采用多泵供油或变量泵供油。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。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型式的过滤器。为了检测压力大小，还需要选用压力表。液压拉马中，油液还需要流经换向阀后进入单向阀再回到油箱，并且会经过换向阀流入油缸，提供拉马所需要的拉力。通过阅读大量有关液压拉马设计方面的资料，积极总结前人的设计思想，找出设计中的优点和需要改进的地方，结合自己的设计选择性的吸收，对分体式三爪电动液压拉马进行了系统的原理设计。本次设计的液压拉马，液压系统中元件较少，系统原理图设计如下图所示。1处为液位计，以观察油面高度（最高油面和最低油面）；在充液点旁必须有液位计，使充液时清晰可见。2为空气滤清器，不仅可以防止颗粒污染物通过油箱呼吸口进入系统，还可以防止加油过程中混入颗粒污染物。3为吸油滤油器，放置在泵的吸油口，用来过滤入泵的液压油，保护油泵。4为泵，负责输送液压油。5为泵套联轴器，联接电机和泵。6为电机。7为单向阀，防止油流反向流动。8为压力表开关。9为压力表，用于测量压力。10为电磁换向阀，用于控制流体。14为油缸。15为溢流阀。图 3.1 系统原理图第4章 基本参数的计算液压系统中，有一个液压缸，泵以及多个元件，主要得确定其主要参数。任务书中所给的工艺参数：最大拉拔能力为50t，最大伸缩距离200mm，最大张距范围500mm。4.1 确定液压系统的参数1）初选工作压力根据参考资料以及经验，选择系统压力P1为70Mpa，P2为1Mpa。2）计算液压缸尺寸设缸径为D，杆径为d表 4.1.1 由机械设计手册，可以得到d=D其中为速度比选取为2时，计算所得的液压缸尺寸不合适故选取=A1/A2=2.5解得 d=D由机械设计手册可知：P1A1=P2A2+F 其中A1为无杆腔面积 A2为有杆腔面积代入数据可以解得A2=28.6cm A1=70.4cm通过有杆腔面积和无杆腔面积，我们可以得到 由上式，代入数据，可以解得 D=94.67mm再由d与D的关系，d=D，代入数据，可以算出d的值 d=73.33mm圆整，取D=100mm d=90mm表4.1.2液压缸内径系列尺寸液压缸内径的系列尺寸（GB/T2348-1993）表4.1.3液压缸活塞杆系列尺寸液压缸活塞杆系列尺寸（GB/T2348-1993） 3）流量的计算设流量为q液压缸的流量与缸径和活塞的运动有关系，当液压缸的供油量q不变时，除去在行程开始和结束时有一加速和减速阶段外，活塞在行程的中间大多数时间保持定速度v，液压缸的流量可以计算如下: q= （1）式中:A-活塞的有效工作面积，对于无杆腔 A= -活塞的容积效率。用弹形密封圈时=1,采用活塞环时=0.98。根据经验，通过查阅拉马的资料以及设计手册，取速度v=20mm/min由机械设计手册，可以得到 q=A1V1=A2V2代入面积与流速的数据可以计算出流量的大小 q=200ml/min=0.2l/min 4）缸筒的设计与校核缸筒应尽量选择冷拔与热轧无缝钢管缸筒材料选择45号钢，则=600Mpa取n为2.5故缸外径D1=D+2=131.25mm其中Py=1.5P1=75Mpa Py为液压缸实验压力 为壁厚 为缸筒材料许用应力 为材料抗拉强度 n为安全系数当=0.080.3之间， 如果只受推力或拉力，可以近似的用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进行：=代入数据计算得=123.12Mpa=240Mpa所以符合强度要求根据计算所得数据，按照机械设计手册，确定此液压缸为自制缸 5）技术条件缸体跟活塞一般来说是采用基孔制间隙配合。活塞用橡胶等等密封件时，缸筒内孔可采用H8，H9公差等级；采用活塞环封闭式，缸筒内孔采用H7公差等级；采用间隙密封时，缸筒内孔采用H6公差等级。缸筒内孔表面粗糙度一般为Ra=（0.050.10）。6）泵的计算P2=1MpaP1=泵P1=P1+P=71Mpa则Ps=P1泄露系数K=1.1溢流阀溢流量为10%qQ=1.1q+10%q=0.24l/min功率P=W维护要求:为保护泵的安全，必须在泵的压油管道上装安全阀（溢流阀)和压力表。7）电机的功率计算在泵的规格表中，一般同时给出额定工况下泵的驱动功率，可以按照此直接选择电动机，也可以按照液压泵的实际使用情况计算出驱动功率：P= 式中：液压泵的额定压力； 液压泵的额定流量； 转换系数； 液压泵的总效率，从规格表中查出。代入数据可以计算出电机功率为147.8W。第5章 元件选型对液压阀的基本要求：(1). 动作灵敏，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。根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件及辅助元件型号和规格，主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格。5.1 泵的选型液压泵是液压系统的动力元件，是靠发动机或电动机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化，从而压缩流体使流体具有压力能。必须具备的条件就是泵腔有密封容积变化。由于液压系统的工作压力高，流量小。这里选取双级袖珍泵。经上面的计算，根据压力和流量值，在查阅相关手册机械设计手册，取泵的型号为SMP-3012，生产厂家：上海理研液压公司。此泵为袖珍电动泵（双级泵），为E级密闭型，电压为100V，额定输出功率为0.25KW，最大工作压力为70Mpa，输出为0.2l/min。此泵自带油箱，油箱容量为2.0l，有效油量为1.8l。图5.1.1 SMP-3012NV外形图图5.1.2 泵的规格5.2 电机的选型电动机的选择范围包括：电动机的种类、类型，容量、额定电压、额定转速及其各项经济指标等。而且对这些参数要综合进行考虑。选择电动机的容量是电力传动系统能否经济和可靠运行的重要问题。如果电动机容量大小，长期处于过载运行。造成电动机绝缘过早地损坏；如果容量过大，不仅造成设备上的浪费，而且运行效率低，对电能的利用不经济。因此，选择电动机时，首先应是在各种工作方式下选择电动机的容量。根据功率，查相关液压元件产品目录，选取电机型号为Y112M-4-B35-4KW，生产厂家：闽东恒新电机厂。此电动机为Y系列三相异步电动机，中心高为112mm，为中座机。5.3 电磁换向阀的选型电磁阀是用电磁控制的工业设备，在控制系统中调整介质的方向和流量以及其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀，安全阀，方向控制阀，速度调节阀等换向阀是利用阀芯与液体之间的相对位置的变化，来改变阀体各阀口之间的连通关系，以达到通、断液路，控制液流方向，从而控制执行机构的启动、停止和运动方向的阀类。根据流量和压力值，查相关液压元件产品目录，选取电磁换向阀型号为MSW-4B，生产厂家：上海理研液压公司。此阀为中间旁通阀，最大流量为3l/min，最大工作压力为70Mpa，背压压力为1Mpa。图5.3.1 三位四通换向阀图5.3.2 换向阀的规格5.4 溢流阀的选型溢流阀是一种液压压力控制阀，在液压设备中主要起定压溢流作用，稳压，系统卸荷和安全保护作用。根据流量和压力值，查相关液压元件产品目录，选取溢流阀型号为MRV-PAB，生产厂家：上海理研液压公司。 图5.4 溢流阀此溢流阀最大流量为3l/min，压力调整范围为1070Mpa，螺栓使用长度为60mm，质量为5.0Kg。5.5 单向阀的选型单向阀是流体只能沿进水口流动，出水口介质却无法回流，俗称单向阀。单向阀又称止回阀或逆止阀。用于液压系统中防止油流反向流动,或者用于气动系统中防止压缩空气逆向流动。单向阀有直通式和直角式两种。直通式单向阀用螺纹连接安装在管路上。直角式单向阀有螺纹连接、板式连接和法兰连接三种形式。根据流量和压力值，查相关液压元件产品目录，选取单向阀型号为MCH-2-1,生产厂 家为上海理研液压有限公司。 图5.5 单向阀此单向阀最大工作压力为70Mpa，最大流量为3l/min,开启压力为0.2Mpa，螺栓长度为50mm，质量为2.6Kg。 5.6 滤油器的选型液压滤油器的主要作用是过滤油液，液压系统中不可避免的出现各种杂质。其来源主要有：清洗后仍残留在液压 系统中的机械杂质，如水锈、铸砂、焊渣、铁屑、涂料、油漆皮和棉纱屑等，外部进入液压系统的杂质，如经加油口和防尘圈等处进入的灰尘；工作过程产生的杂质，如密封件受液压作用形成的碎片，运动作相对磨损产生的金属粉末，油液因氧化变质产生的胶质、沥青质、炭渣等。根据流量和压力值，查相关液压元件产品目录，选取滤油器型号为MIF-31，生产厂家：上海理研液压公司。 图5.6.1 滤油器图5.6.2 滤油器的规格此滤油器为串联滤油器，开启压力为0.35Mpa，最大流量为3l/min，网孔为10，螺栓使用长度为70mm，质量为6.0Kg。5.7 压力表的选型压力表是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用极为普遍，它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。根据流量和压力值，查相关液压元件产品目录，选取压力表型号为AS75-100M，生产厂家：上海理研液压公司。 图5.7.1 压力表型号图5.7.2 压力表 图5.7.3 压力表的规格此压力表满程刻度为100Mpa，最小分辨率为2Mpa，外形尺寸较小，安装螺纹为G1/2，螺母对边宽度24，精度为1.6%F.S.。质量为0.3Kg。5.8阀块中管接头的选型管接头是液压系统中连接管路或将管路装在液压元件上的零件，这是一种在流体通路中 能装拆的连接件的总称。管接头是管道与管道之间的连接工具，是元件和管道之间可以拆装的连接点。在管件中充当着不可或缺的重要角色，它是液压管道的两个主要构成部分之一。管接头用于仪表等直线连接，连接形式有承插焊或螺纹连接。主要用于小口径的低压管线，用于需经常装拆的部位、或作为使用螺纹管件管路的最终调整之用。相关产品快易优均有收录，结构形式宜采用金属面接触密封结构，垫片密封的结构形式通常用于输送水、油、空气等一般管路上，采用可锻铸铁材料制造。此外，使用要求与价格等也是选用时考虑的因素。根据计算数据，选取管接头型号为OS-1R，生产厂家为上海理研液压有限公司。图5.8.1管接头型号说明 图5.8.2 管接头第6章 液压系统的验算液压系统的参数有许多是由估计或经验决定的，其设计水平需要通过性能的验算来评判，一般的来说，验算项目主要有有压力损失，温升和液压冲击。对于大多数要求一般的系统来讲，只采用一些简化公式进行验算定性说明情况。系统压力损失包括管道内沿程损夫和局部损失以及阀类元件的局部损失之和，计算时不同的工作阶段要分开来计算，回油路上的压力损失要折算到进油路上去，因此某一阶段的系统总的压力损失为：p=p1(p2)式中 ,p1进油路的压力总损失 p1=p+p+pV p2 一系统回油路的压力总损失现在根据上式计算液压系统工作过程中p2= p2+p2+p2V液压油在管内的流速：v=20mm/min则雷诺数:Re=57.22300，可见液流为层流摩擦阻力系数:=0.1875管子当量长度及总长度:90度标准弯头2个进油路的压力损失为:P1-=0.313Mpa换向阀的压力报失为换向阀为:0.9 Mpa油路的总压力损失为: p1=0.313+0.9=1.213MPa由此得出液压系统泵的出口压力为P= P1十P1=70十1.213=71.213MPa第7章 泵站，阀站和油箱的设计7.1 油箱的设计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。油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中经常采用。油箱的设计要点,设计油箱时应考虑如下几点。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）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。吸油管可安装100m左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口要斜切45角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。3）吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面高度的2/33/4。4）为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。5）清洗孔用来清洗油箱时使用，对于小油箱要能够让工人能够把胳膊通过清洗孔伸进去就可以清洗油箱的内部，对于大油箱就需要工人钻进油箱清洗，所以清洗孔要以能钻进去一个人为宜。由于油箱内部有隔板，所有大多数油箱都是有两个清洗孔的，方便从两边清洗。6）对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。常用的方法有： 酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 喷丸后直接涂防锈油。适用于一般矿物油和合成液压油，不适合含水液压液。因不受处理条件限制，大型油箱较多采用此方法。 喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。 喷砂后进行喷塑。适用于所有介质。但受烘干设备限制，油箱不能过大。考虑油箱内表面的防腐处理时，不但要顾及与介质的相容性，还要考虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔以及经济性，条件允许时采用不锈钢制油箱无疑是最理想的选择。图7.1.1 油箱结构图 1液位计；2吸油管；3空气过滤器；4回油管；5侧板；6入孔盖；7放油塞；8地脚；9隔板；10底板；11吸油过滤器；12盖板；此次设计的液压系统中油箱较小，并且在选择泵的同时自带油箱。 图7.1.2 泵因为泵的型号为SMP-3012NV此泵自带油箱，泵与油箱出厂时就联接在一起，此泵自带油箱容量为2L，有效油量为1.8L。故油箱直接被提供。油箱长200mm，宽170mm，高107mm。此油箱体积小，油箱上不必装有清洗装置。以下为设计油箱的焊接图。 图7.1.3 油箱主视图 图7.1.4 油箱侧视图 图7.1.5 油箱俯视图7.2阀块的设计液压油路板一般用灰铸铁来制造，要求材料致密，无缩孔疏松等缺陷。液压油路板的结构如图8所示，液压油路板正面用螺钉固定液压元件，表面粗糙度值为Ra0.8um,背面连接压力油管（P）、回油管（T）、泄露油管（L）和工作油管（AB）等。油管与液压油路板通过管接头用米制细牙螺纹或英制管螺纹连接。液压元件之间通过液压油路板内部的孔道连接，除正面外，其它加工面和孔道的表面粗糙度值为Ra6.312.5um.通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。1）板式配置 板式配置是把板式液压元件用螺钉固定在平板上，板上钻有与阀口对应的孔，通过管接头联接油管而将各阀按系统图接通。这种配置可根据需要灵活改变回路形式。液压实验台等普遍采用这种配置。2）集成式配置 目前液压系统大多数都采用集成形式。它是将液压阀件安装在集成块上。 集成块一方面起安装底板作用，另一方面起内部油路作用。这种配置结构紧凑、安装方便。本次设计才去的是集成块配置。集成块设计:1）块体结构 集成块的材料一般为铸铁或锻钢，低压固定设备可用铸铁，高压强振场合要用锻钢。块体加工成正方体或长方体。对于较简单的液压系统，其阀件较少，可安装在同一个集成块上。如果液压系统复杂，控制阀较多，就要采取多个集成块叠积的形式。相互叠积的集成块，上下面一般为叠积接合面，钻有公共压力油孔P，公用回油孔T，泄漏油孔L和4个用以叠积紧固的螺栓孔。P孔，液压泵输出的压力油经调压后进入公用压力油孔P，作为供给各单元回路压力油的公用油源。T孔，各单元回路的回油均通到公用回油孔T，流回到油箱。L孔，各液压阀的泄漏油，统一通过公用泄漏油孔流回油箱。集成块的其余四个表面，一般后面接通液压执行元件的油管，另三个面用以安装液压阀。块体内部按系统图的要求，钻有沟通各阀的孔道。2）集成块结构尺寸的确定 外形尺寸要求满足阀件的安装，孔道布置及其他工艺要求。为减少工艺孔，缩短孔道长度，阀的安装位置要仔细考虑，使相通油孔尽量在同一水平面或是同一竖直面上。对于复杂的液压系统，需要多个集成块叠积时，一定要保证三个公用油孔的坐标相同，使之叠积起来后形成三个主通道。各通油孔的内径要满足允许流速的要求。一般来说，与阀直接相通的孔径应等于所装阀的油孔通径。油孔之间的壁厚不能太小，一方面防止使用过程中，由于油的压力而击穿，另一方面避免加工时，因油孔的偏斜而误通。对于中低压系统，不得小于5mm，高压系统应更大些。按照选取的液压阀以及其他液压元件的尺寸，设计阀块的尺寸长、宽、高分别为150.5mm，80mm，102mm。将液压阀按照正确的安装方式装配在集成块上。 7.3 泵站的设计，确定安装方式液压站装置包括不同类型的液压泵、驱动电动机及其联轴器等。其安装方式为立式和卧式两种。1. 立式安装 将液压泵和与之相联接的油管放在液压油箱内，这种结构型式紧凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证，吸油条件好，漏油可直接回液压油箱，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液压油箱外面，安装维修方便，散热条件好， 但有时电动机与液压泵的同轴度不易保证。考虑到本次拉马设计中油箱与泵的体积，采取立式安装。液压装置中各部件、元件的布置要均匀、便于装配、调整、维修和使用，并且要适当地注意外观的整齐和美观。考虑液压油箱的大小与刚度，液压泵与电动机装在液压油箱的盖子上或装在液压油箱之外。在阀类元件的布置中，行程阀的安放位置必须靠近运动部件。手动换向阀的位置必须靠近操作部位。换向阀之间应留有一定的轴向距离，以便进行手动调整或装拆电磁铁。压力表及其开关应布置在便于观察和调整的地方。泵与电机之间可用弹性联轴器联接，电机置于油箱上，泵置于油箱内，阀块通过管接头，油管与油箱相连，将泵，油箱，电机与阀站正确安装，最后安置于小车上。类似于下方的装配图。 图7.3.1 总装图主视图图7.3.2 总装图侧视图图7.3.3 总装图俯视图第8章 系统的安全性，经济性分析及设备的维护8.1 可能出现的问题和维护使用液压拉马时，可能会出现以下故障： 1.连续提压杠杆，大活塞不动。产生原因：a）.未旋紧回油螺丝； b).工作液粘度太大或油量不够。消除方法：a）.顺时针方向拧紧回油螺丝； b）.更换或充入足够数量的油液。2.渗漏油或活塞不能退回。产生原因：a）.密封垫圈已坏或已失效； b）.有的零件有轻微破裂； c）.螺纹连接处松动，密封垫未压紧； d）.超载后大活塞和活塞发生永久变形。消除方法：a）.检修和更新密封圈； b）.检修和更换已损件； c）.检修和更换已损件，压紧密封垫； d）.检修校正或更换。8.2 液压拉马对经济环境的影响液压拉马是近几十年发展起来的一种机械零件拆卸设备，是机械工业的一个重要分支。液压拉马可以通过拉拔来完成各种预期的拆卸作业任务，在构造和性能上兼有传统拉马和液压系统各自的优点，尤其体现了液压的适应性，方便性和高效性，因为液压拉马在各种环境中完成作业的能力，其在国民经