毕业设计（论文）-SY5120HBC90液压元件的选择与装配.doc

系机电工程学号200412630120湖南交通职业技术学院毕业论文审核论文题目: SY5120HBC90液压元件的选择与装配 作 者 专 业 工程机械运用与维护 班 级 机0401 成 绩 校内指导教师 校外指导教师 2007年 5 月 23 日摘 要随着现代基础设施的飞速发展，车载泵作为一种高效，灵活的混凝土机械，已被广泛应用。本文针对三一SY5120HBC90车载泵的技术参数和结构来说明其一些特性，并重点向我们介绍了其电磁阀，柱塞泵，蓄能器等一些液压元件。通过对它们性能和原理的分析来说明选择这些元件的选择依据，装配质量的好坏直接影响到产品的整体性能，本文提到到一些装配所需注意事项。关键词：SY5120HBC90液压元件；工作原理；选择 ；装配 目录第一章，SY5120HBC90车载泵的组成11 车载泵性能参数12 车载泵主体构造第二章，SY512OHBC90部分液压元件的选择及选择依据 21 液压传动介绍22 主油泵的工作原理23 蓄能器的工作原理及选择24 油箱的设计及油管的选择25 阀类元件的选择26 高压过滤器的选择第三章，装配注意事项第四章，结束语第一章 SY5120HBC90车载泵的组成图1.1 SY5120HB90车载泵的外观图11 SY5120HB90车载泵的性能参数产品型号 SY5120HBC90 自重 12103Kg 最大行驶速度 85Km/H 行驶系统 车辆品牌 东风牌 燃料种类 柴油 排量/功率 5880ml/118KW 轮胎规格 9.00-20-16PR 轮距(前/后) 1900mm/1800mm 最小转弯直径 18m 泵送系统 驱动方式 液压式 柴油机品牌/型号 道依茨/BF 6M 1013C 柴油机功率 161KW 油缸内径行程 140mm1600mm 输送缸内径行程 230mm1600mm 系统油压 32Mpa 高低压切换 自动切换 理论泵送压力 高压11.5Mpa 理论泵送压力 低压7.5 Mpa 理论泵送次数 高压13次/分钟 理论泵送次数 低压22次/分钟 燃料箱容积 290L 油箱容积 600L 液压冷却方式 风冷 全长 8960mm 总宽 2470mm 总高 3040mm 车辆型号 EQ1126DJ1 底盘型号 EQ1126DJ1 发动机型号 EQB160-20 排放标准 GB3847/GB17691 轴距 4700mm 轴数 2 混凝土理论排量 低压90m3/h 混凝土理论排量 高压53m3/h 高压泵送 理论水平距离 650m/125A管 理论垂直高度 150m/125A管 料斗容积 0.6m3 上料高度 1500mm 塌落度 14cm-23m 最大骨料尺寸 40mm 阀门形式 S阀 水泵最大压力 6Mpa 混凝土管清洗方式 水洗/干洗 水箱容量 300L 润滑方式 手动/自动润滑 操作方式 手动/有线 12 SY5120HBC90主体构造图1.2.1 A、底盘东风底成熟可靠,维护网络完善,性能优良,价格便宜。 图 1.2.2B、动力系统DEUTZ六缸柴油机专供泵送时使用，确保了工作的稳定性和可靠性。 系机电工程学号200412630120C、液压系统独特而富于创造性的开式液压系统，显示出强大的功能：液压系统集开、闭式的优势于一体，既有开式系统液压清洁度高、温度低的优点，又具有闭式系统换向冲击小的长处，最大限度地提高了系统的功效。同时，全液压系统换向避免了频繁的电器动作，使工作更可靠。 D、电控系统人性化,智能化的操作系统具有良的人机界面,可在显示器上进行各种功能操作与显示,可靠性高,维护方便.且具有近控及遥控两种操用模式,操作简单自如。 E、泵送系统由于采用了内径达230mm的大口径输出缸，使得吸料性更佳，综合考虑施工效率以及管道的耐用性，将最大泵送排量设定在120m3/h，而换向频率仅为24次/分钟，减少了眼镜板切割环的磨损，在获得理想工作效率的同时，使得损耗降至最低。第二章，SY512OHBC90部分液压元件的选择及选择依据 21 液压传动介绍 一、 液压传动：它是以液压油为工作介质，通过动力元件(油泵)将原动机的机械能变为液压油的压力能，再通过控制元件，然后借助执行元件(油缸或油马达)将压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件遥控操纵和对流量的调节，调定执行元件的力和速度。当外界对上述系统有扰动时，执行元件的输出量一般要偏离原有调定值，产生一定的误差 液压控制：和液压传动一样，系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件，也是通过油液传递功率。二者不同之点是液压控制具有反馈装置，反馈装置的作用是执行元件的输出量(位移、速度、力等机械量)反馈回去与输入量(可以是变化的，也可以是恒定的)进行比较，用比较后的偏差来控制系统，使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统，也叫液压随动系统或液压伺服系统。液压传动系统中用的是通断式或逻辑式控制元件，就其控制目的，是保持被调定值的稳定或单纯变换方向，也叫定值和顺序控制元件。二、液压传动系统优缺点 在目前四大类传动方式(机械、电气、液压和气压)中，没有一种动力传动是十全十美的，而液压传动具有下述极其明显的优点： (1)从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在四类传动方式中是力压群芳的，有很大的力矩惯量比，在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。 (2)从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，动作响应性快，能迅速换向和变速，调速范围宽，调速范围可达100：l到2000：1；动作快速性好，控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，便于与电气控制相配合，以及与CPU(计算机)的连接，便于实现自动化。 (3)从使用维护上看，元件的自润滑性好，易实现过载保护与保压，安全可*；元件易于实现系列化、标准化、通用化 (4)所有采用液压技术的设备安全可靠性好。 (5)经济：液压技术的可塑性和可变性很强，可以增加柔性生产的柔度，和容易对生产程序进行改变和调整，液压元件相对说来制造成本也不高，适应性比较强。 (6)液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化已成为世界发展的潮流，便于实现数字化。 液压传动的缺点： 任何事物都是一分为二的，液压传动也不例外： (1)液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比，因而不能用于如加工螺纹齿轮等机床的内联传动链中。 (2)油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动。 (3)在高温和低温条件下，采用液压传动有一定的困难。 (4)为防止漏油以及为满足某些性能上的要求，液压元件制造精度要求高，给使用与维修保养带来一定困难。 (5)发生故障不易检查，特别是液压技术不太普及的单位，这一矛盾往往阻碍着液压技术的进一步推广应用。液压设备维修需要依赖经验，培训液压技术人员的时间较长。液压控制系统中用的是伺服控制元件，具有反液压泵的工作原理及主要结构特点22 主油泵的工作原理 图2.2.1 SY5120HBC90采用力士乐斜轴式柱塞泵，它由缸体与柱塞构成，柱塞在缸体内作往复运动，在工作容积增大时吸油，工作容积减小时排油。采用端面配油。 工作原理如图2.2.1所示。径向载荷由缸体外周的大轴承所平衡，以限制缸体的倾斜利用配流盘配流柱塞装在柱塞泵缸体中，沿轴向圆周均匀分布。柱塞端部带有滑靴，由弹簧通过回程盘将其压紧在斜盘上，同时在弹簧力和工作油压力作用下，缸体被压向固定的配流盘。配流盘上有两个腰形配流窗和，一个与泵壳体的吸油口相连，称进油窗口；另一个壳体的排油口相连，称排油窗口。配流窗口之间的宽度应大于缸体底部通油口宽度，以防高低压腔串通。轴向液压柱塞泵在工作中，主传动轴带动缸体转动。由于斜盘具有倾角 ，当柱塞泵缸体转动时柱塞就在缸体的柱塞孔内作往复运动，完成液压泵的吸油压油过程。传动轴只传递转矩、轴径较小。由于存在缸体的倾斜力矩，制造精度要求较高，否则易损配流盘23 蓄能器的工作原理及选择、 图2.3.1概述：蓄能器（图2.3.1）又称蓄压器、贮能器、蓄势器，是一种能量（一定体积的高压油液的液压能）存贮装置。它的作用是在适当时候把系统中的部分能量贮存起来，以便在需要时重新放出去，使能量的利用更加合理，或达到保护系统安全的目的。产品工作原理蓄能器由胶囊、壳体分为气液两个腔室，胶囊内充氮气，胶囊与壳体组成的腔室充液压油。当液压油进入蓄能器壳体时，胶囊内气体体积随压力增加而减少，从而使液压油储存起来。若液压系统需增加液压油，则蓄能器在气体膨胀压力推动下，将液压油排出给以补充，以达到稳压、补漏的作用。如图2.3.2所示 图2.3.2蓄能器的用途主要可概括为贮存液压能和缓和冲击二方面。1、贮藏液压能：(1)积蓄能量：液压系统往往利用蓄能器在某段时间将油泵输出的部分液压能贮存起 来，用来短期地或周期地给执行机构输送大量压力油液，或用作应急的动力源，或用来在油泵卸荷而某部分液压系统保持恒压等。a 在短时期内供给强大的油压源。b补偿压力和流量及补充系统的漏油。c 用于安全装置回路。2、缓和冲击：（1） 吸收油泵的脉动。（2） 缓和冲击力。型号说明：NXQ0.6C1元件：NXQ皮囊式液压蓄能器 XYQ皮囊式液压蓄能器最大工作压力：B14MPa公称容量(升)：NXQ型：0.6、1.6、2.5XYQ型：160名称工作压力： C14MPaC26.3MPaC310MPaC414MPa外形安装尺寸：1、NXQ型：图2.3.4型 号ABDSS1MNXQ-B0.6C*28016589363153M272NXQ-B1.6C*37524812149.83780M422NXQ-B2.5C*495365.112149.83780M4222、XYQ-0.35/160型：皮囊式蓄能器的使用与维护：一、蓄能器的安装：、蓄能器应装在气阀朝上的垂直位置，並应便于检查和维护。、在蓄能器与管路系统之间应设置操作简便的截止阀，供充气时，检查蓄能器时，调节放油速度时，或者长时期停机时使用。、蓄能器与液压泵之间应设置单向阀，当泵、电机停止时防止蓄能器中所储存的压力油倒流。二、蓄能器的固定：容量小的蓄能器可以象法兰一样装于管路，容量较大的就必须牢固地支持在托架上。注意！不得用焊接的方法来固定蓄能器。三、充氮气：充氮气在蓄能器安装前后都可进行，但必须有气阀朝上的状态下进行。不得使用氧气、压缩空气和其他易燃气体。充气压力一般为液压系统最低工作压力的6090%，和最高工作压力的25%之间，但在各种不同用途时稍有不同。、取下气阀保护帽，压下气阀芯，放掉皮囊内的空气。、由油口灌入体积为蓄能器容量的1/20的液压油，以保护皮囊。然后装上带有压力表的充气工具，並与充气管接通。、通过充气工具的手柄打开进气阀，充入低压的干燥氮气，直到菌形阀关闭，慢慢地胀大皮囊。、继续充入燥氮气直到充气压力。关闭进气阀，卸下充气工具，检查有无漏气后，牢固地装上保护帽。四、维护：、检查漏气：蓄能器设置后，开始每周检查一次，以后每月一次每年二次。、检查方法：把蓄能器的油口和油箱连接，之间设置一个截止阀，並在截止阀前装上一个压力表。慢慢打开截止阀，使压力油流回油箱，同时注视压力表。压力表指针先是慢慢下降，达到某压力值后急速降到。指针移动速度发生变化的这个位置的读数，就是充气压力。此外，还可以利用充气工具直接检查充气压力，但每检查一次都要放掉一点气体，所以不宜用于容量特不的蓄能器。、装置长期停止使用时，应关闭油口与管路系统之间的截止阀，保持蓄能器里的油压在充气压力以上。、在装置中不起作用，请检查是否由于气阀漏气引起，以便给予补充。若皮囊内没有氮气，气阀处冒油，请拆卸检查皮囊是否损坏。若蓄能器向外漏油，请旋紧连接部分。 使用蓄能器须注意如下几点:(1)充气式蓄能器中应使用惰性气体(一般为氮气),允许工作压力视蓄能器结构形式而定,例如,皮囊式为3.532MPa.(2)不同的蓄能器各有其适用的工作范围,例如,皮囊式蓄能器的皮囊强度不高,不能承受很大的压力波动,且只能在-2070的温度范围内工作.*注Tobul可生产供应耐高温（如耐150的皮囊式）、超高压力（最高可达2万PSI）的各种蓄能器。(3)皮囊式蓄能器原则上应垂直安装(油口向下),只有在空间位置受限制时才允许倾斜或水平安装.(4)装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定.(5)蓄能器与管路系统之间应安装截止阀,供充气,检修时使用.蓄能器与液压泵之间应安装单向阀,防止液压泵停车时蓄能器内储存的压力油液倒流5检查和维护5. 1日常检查蓄能器投入运行后，应定期对胶囊内的充气压力进行检查，发现有漏损应及时补充气体，漏损严重时应查明原因(胶囊损坏、充气阀密封不严或充气阀与充气阀座密封不严等)，及时修复。5.2蓄能器长期停用的处理蓄能器长期停止使用时，应关闭油口与压力油管之间的截止阀，保持蓄能器内的油压在充气压力以上。5. 3蓄能器的维修a.充气阀密封不严，卸压后更换充气阀;b.充气阀与充气阀座密封不严，卸压后更换付圈;c.胶囊破损，卸压后更换胶囊。更换胶囊时，若蓄能器为A1型、AB型结构时，蓄能器可以不从系统上卸下而直接更换，若蓄能器为A型结构时，蓄能器应从系统上卸下才能更换胶囊;d.阀体、充气阀座与壳体连接处漏油，卸压后更换O形密封圈，方法参照本条c.上述任何一种维修，均在维修前先卸去蓄能器中的液压油，然后用充气工具排尽胶囊中的气体，然后才能拆卸蓄能器及各零件。三、油箱的设计油箱的作用是储油，散发油的热量，沉淀油中杂质，逸出油中的气体。其形式有开式和闭式两种：开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气隔绝。开式油箱应用较多。1.油箱设计要点(1)油箱应有足够的容积以满足散热，同时其容积应保证系统中油液全部流回油箱时不渗出，油液液面不应超过油箱高度的80%。(2)吸箱管和回油管的间距应尽量大。(3)油箱底部应有适当斜度，泄油口置于最低处，以便排油。(4)注油器上应装滤网。(5)油箱的箱壁应涂耐油防锈涂料。2.油箱容量计算油箱的有效容量V可近似用液压泵单位时间内排出油液的体积确定。 四、管道的选择1.油管类型的选择液压系统中使用的油管分硬管和软管，选择的油管应有足够的通流截面和承压能力，同时，应尽量缩短管路，避免急转弯和截面突变。(1)钢管：中高压系统选用无缝钢管，低压系统选用焊接钢管，钢管价格低，性能好，使用广泛。(2)铜管：紫铜管工作压力在6.510MPa以下，易变曲，便于装配；黄铜管承受压力较高，达25MPa，不如紫铜管易弯曲。铜管价格高，抗震能力弱，易使油液氧化，应尽量少用，只用于液压装置配接不方便的部位。(3)软管：用于两个相对运动件之间的连接。高压橡胶软管中夹有钢丝编织物；低压橡胶软管中夹有棉线或麻线编织物；尼龙管是乳白色半透明管，承压能力为2.58MPa，多用于低压管道。因软管弹性变形大，容易引起运动部件爬行，所以软管不宜装在液压缸和调速阀之间。2.油管尺寸的确定(1)油管内径d按下式计算：d= 式中：q为通过油管的最大流量(m3/s)；v为管道内允许的流速(m/s)。一般吸油管取0.55(m/s)；压力油管取2.55(m/s)；回油管取1.52(m/s)。(2)油管壁厚按下式计算：p?d/2 式中：p为管内最大工作压力；为油管材料的许用压力，=b/n；b为材料的抗拉强度；n为安全系数，钢管p7MPa时，取n=8；p17.5MPa时，取n=6；p17.5MPa时，取n=4。根据计算出的油管内径和壁厚，查手册选取标准规格油管。24 阀类元件的选择分布直动式电磁阀： 图2.4.1原理（如图2.4.1） 它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。特点： 在零压差或真空、高压时亦能可靠动作，但功率较大，要求必须水平安装。 液压阀块技术要求： 能满足抗高压的要求，要求不允许有气孔砂眼等铸造缺陷，不漏油。低成本、高性价比。1、 球墨铸铁连铸型材的铸件晶粒比普通砂型铸件晶粒细小，所以强度和硬度更高，且塑性、韧性也优于砂铸件。球墨铸铁的机加工效率比钢铁要高，这样在机加工过程中减少了切削抗力，提高了切削效率。2、 铸铁连铸型材不存在缩孔，缩松，气孔，夹渣等内部缺陷，组织致密，耐高压性好。连铸型材的抗压性是普通砂铸件的5-6倍，避免了液压阀在使用过程中的漏油现象。3、 球墨铸铁的抗磨损性能非常好，因此液压阀块使用的寿命大大提高。4、 铸铁型材尺寸精度高，表面光洁。在加工液压阀块过程中可减少加工余量。其它铸件或锻件单面加工余量5mm，铸铁型材单面加工余量可降到2.5mm。降低材料消耗，提高加工效率。5、 球墨铸铁连铸型材材料的致密性和突出的模具性使许多用户选择它。使用其最大的原因是它的耐高压性，很多起重机都使用这种阀块。客户要求阀块能经得起高压，但铝材不能满足这种高要求。为了搜索一种新材料，生产厂商寻找符合这种性能但不昂贵的材料。那就是说，钢铁不再选择之内，因为加工时间和修边成本会增加。最后，球墨铸铁满足了生产者的所有需求。Asiabar 400-18不但能提高压力（当液压达到40Mpa时，用这种材料制成的试管没有发生任何泄露，即使壁厚只有1mm），它还能提供卓越的机加工性能。在去处毛边的过程中节省了12%的时间，大大提高了产量。阀类元件的选择1.选择依据选择依据为：额定压力，最大流量，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。2.选择阀类元件应注意的问题(1)应尽量选用标准定型产品，除非不得已时才自行设计专用件。(2)阀类元件的规格主要根据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。选择溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，应考虑其最小稳定流量满足机器低速性能的要求。(3)一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些，必要时，允许通过阀的最大流量超过其额定流量的20%。25 高压过滤器的选择图2.5.1选择滤油器的依据有以下几点：(1)承载能力：按系统管路工作压力确定。(2)过滤精度：按被保护元件的精度要求确定。(3)通流能力：按通过最大流量确定。(4)阻力压降：应满足过滤材料强度与系数要求。1、 滤油器过滤精度的选择系统 过滤精度(m) 元件 过滤精度(m)低压系统 100150 滑阀 1/3最小间隙70105Pa系统 50 节流孔 1/7孔径(孔径小于1.8mm)100105Pa系统 25 流量控制阀 2.530140105Pa系统 1015 安全阀溢流阀 1525技术特性：滤芯材料采用HYDAC公司专用的专利产品：Betamicron材质。过滤精度最高可达2u，在特制材基础上，采用合理的组合，使得过滤效果更好，具有高压溃性、高流通性、值相当稳定。滤芯属绝对过滤，值大于200，过滤效率99.5%，即过滤一次就可以把一定精度下杂质滤除99.5%。滤芯结构由疏致密，纳污容量大，使用寿命长。10精度下纳污量可为44.3克。工作温度为：-30 - +100，可适用于各种工况。2、结构特点：滤芯具有很高的过滤比以及较高的稳定性，在P的变化范围内，值几乎保持不变。在滤质接缝连接处，采用V形粘接工艺此工艺已取得欧洲和美国专利。由于滤芯材质的固有强度和两侧具有坚固的结构支撑，允许压力差P相当大：Betamicron-H：210bar Betamicron-N:25bar。整只滤油器的疲劳强度：从0bar至允许的工作压力可进行一百万次交变负荷试验。最大工作压力为：420bar。过滤器不含锌成份，不会与油液起化学反应。3、开发符合绿色环保概念的产品：为了防止油液污染，保持环境清洁，HYDAC在过滤器产品上采取了 如下措施过滤器管路连接形式中全部采用垂直安装形式且配置卸压螺钉，使得在维修过程中避免油液外泄。根据用户和不同使用场合要求，生产出一种可清洗的W/HC金属网滤芯。开发生产出一种ECO/N滤芯，用过以后可进行燃烧处理，防止污染环境，处理费用相当低。第三章 装配过程中需注意事项1) 待装的零、部件，必须有质量检验部门的合格证或标记，否则不准进行装配。 (1)待装的外协加工零、部件，必须有本厂质量检验部门复检合格的证明或标记才可进行装配。 (2)待装的外购零件，必须有供给厂的出厂产品合格证明。凡经本厂拆装试验过的部件，必须有本厂质量检验部门复检的合格证明，才可进入装配。 2)装配前对零件、部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合件的轴台尺寸，内孔倒角及配合尺寸必须复检，确认得合图样才可进行装配。 3)装配前必须将零件的飞边、毛刺、切屑、油污、锈斑及其他残留不洁物去除，清洗干净，并用干燥压缩空气吹净并擦干，特别对零件上的孔道要切实达到清洁畅通。 4)减速器的润滑管路及其配置弯曲成形管路应经酸洗、中和、清洗、干燥清洁后才可进入装配。 5)装配前必须对零件的锐边、棱角，进行倒钝，图样中未规定倒角处，均按145O要求倒钝。 6)零件装配前，必须将加工过程使用的焊块、焊点，铸棒及加工中凸台残留部分清除掉并铲磨平齐。 7)装配时各种油槽的边缘应修整成光滑的圆角，铲剔成的油槽应通过油孔中心。 8)装配过程中加工的光孔或螺纹孔应符合图纸的要求，并经过检查员检查。 9)螺纹孔攻丝要求达到螺纹中心线与加工件表面的垂直度误差不得大于100mm :0.20mm螺纹齿面不得压扁、乱扣、断裂伤痕等缺陷存在。 10)装配过程中，凡自制件，如纸垫、塑料垫、橡胶垫、石棉橡胶板垫、毛毡垫及簿钢垫、薄铜垫等均应按图样制作。 11)密封件的装配 1)各种密封毡圈、毡垫、石棉绳、皮碗等密封件装配前必须浸透油。钢纸垫用热水泡软。紫铜垫作退火处理，加热温度600650并在水中冷却。 (2)对螺纹联接处的密封，采用聚四氟乙烯生料带作填料时，其缠绕层数不得多于两层，对于平面用各种密封胶作密封，其零件结合面间隙不得大于0.2mm，涂胶层不宜太厚，应均匀且薄为好。 (3)装配后密封处不得有渗漏现象。 12)弹簧在装配时，不得拉长或切短。 13)装配时管子弯曲的规定 (1)儿图样中未规定管子的弯曲半径时，最小弯曲半径应大于或等于所弯管在公称直径的两倍。 2)钢管直径小于420mm，弯曲半径大于50mm者允许不灌细砂进行冷弯。钢管直径在20-30mm弯曲半径在50200mm者无论冷弯或热弯均应灌满干燥细砂进