大型吹塑机液压系统设计毕业设计说明书.doc

本科生毕业设计说明书题 目: 大型吹塑机液压系统设计摘要随着国民经济和现代工程技术的发展液压技术的应用日益广泛，希望掌握液压技术的工程技术人员越来越多。正确合理的设计和使用液压系统，对于提高各类液压设备及装置的工作品质和技术性能具有重要的意义。 大中型塑料中空成型机的液压传动及控制系统是关键性的组成部分，利用液压驱动可方便，可靠地实现整机的自动循环。 本次设计说明书通过分析大中型中空成型工艺流程，对大中型塑料中空成型机液压系统进行了设计，包括对各液压原理图的设计，系统性能的验算等。 设计过程中参考了国内外现有的各种较新的文献资料，设计内容得到了充实。关键词：液压系统 液压技术 大型塑料挤出中空成型机AbstractWith the development of national economy and modern engineering technology, the hydraulic pressure technology application widespread day by day, more and more people hope grasping the hydraulic pressure technology. Rationally design and use of hydraulic system is significance for raising work quality and technical performance of equipment and installations. Hydraulic drive and control system of large and medium-sized hollow plastic molding machine is the key component .Throw the hydraulic drive it is convenient and reliably to achieve the unit automatically work cycle. Through analyzing the large and middle scale spatial formation technical process in this design, to design he spatial shaper hydraulic system of the large and middle scale plastics including design of various hydraulic pressure schematic diagram, calculation of system performance and so on.In the design process, referring all kinds of the newer reference of the world, so the design has been enriched.Keywords: hydraulic system hydraulic technology large and medium-sized hollow plastic extrusion molding machine 题目介绍设计题目：大中型塑料挤出中空成型机液压系统设计参数：挤塑缸负载60t、合模缸负载60t、所需塑料1.5L、容积高度400m、容积20L、挤出时间10s、整机循环时间小于2min、其他参数查看相关资料查取。要求：1、制定设计方案、合理选择机构和传动部件。 2、按照机器的工况分析，进行计算和选择传动系统和传动部件。 3、根据要求，绘制出控制系统原理图，并从性能、价格、使用维护方便选择控制系统。 4、绘制出液压系统原理图，绘制出各种换向阀电磁给电工作图，并根据要求选择各种液压元件，管道，液压缸等。 5、液压系统关键部分的液压系统原理图。如图目录摘要IAbstractII题目介绍III目录IV第一章 绪论11.1概述1第二章 液压系统分析和设计32.1运动与负载分析321.1塑料中空成型工艺流程分析321.2 塑料中空成型机液压系统的分析及要求32.1.3 计算工作负载42.2 确定液压缸参数52.1.1 初选系统压力52.2.2 计算液压缸的主要结构尺寸62.2.3 计算各液压执行元件的实际工作压力8第三章 拟定液压系统原理图103.1.2 恒速系统方案113.2 控制缸回路液压控制系统设计123.3 合模缸回路液压控制系统设计14331 同步回路143.3.2 保压、泄压回路163.4 吹针缸的液压控制回路的设计183.5 其他回路的设计183.6整机液压控制系统原理图193.71 A/D、D/A卡的选择223.72 传感器的选择22第四章 液压元件参数计算及选择234.1 液压泵的选择234.1.1 液压泵工作压力的确定234.1.2 液压泵流量的确定234.2电动机的选择234.3 液压阀的选择244.4油路的选择274.41 主管路管道的计算274.5液压油箱的设计294.5.1 液压油箱有效容积的确定294.5.2 液压油箱结构设计3046 液压缸结构参数的计算334.6.1 液压缸的主要尺寸计算334.6.2 活塞的选取354.6.3 活塞杆的强度计算364.6.4 液压缸的结构设计36第五章 液压系统性能验算395.21 冷却器的选择和计算41第六章 其他设计436.1 油路的设计4361.1 液压油路板的结构与设计446.1.2 液压泵的安装方式456.1.3 电动机与液压泵的连接方式456.1.4 滤油装置46第七章 总结48参考文献49致谢5050第一章 绪论1.1概述中空吹塑在工业生产和日常生活中，我们会碰到许多塑料纸中空制品，如储存酸、碱的大容器，各种各样的塑料瓶、热水瓶壳、儿童玩具、水壶等。它们多半是采用中空吹塑生产的。中空吹塑工艺是将挤出或注射成型所得到的半熔融状态的管坯置于各种形状的模具中，在管坯中同人压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。中空吹塑可分为：挤出吹塑，注射吹塑，拉伸吹塑和多层吹塑共4大类。中空吹塑的详细分类见下图。挤出吹塑设备包括挤出机、机头、模具、吹气系统和锁模装置。伴随着中空吹塑容器的快速发展，要求容器质量高、成型工艺先进、成型设备专门化。例如，容器颈口的成型定径技术、控制型坯壁厚技术、模内和模外自动修边机械化、生产大型容器的设备、生产多层容器等，以适应社会的需求。在当前中空制品生产中，挤出吹塑仍占绝对优势，这是因为挤出吹塑具有明显的下列优点：（1）适用于多种塑料，型坯通过机头需要比较低的压力并且在低压（通常在0.2-1.0MPa）吹胀，容器的残余应力比较小，耐拉伸、冲击、弯曲与环境等各种应变的性能较高，具有较好的使用性能；（2）生产率比较高；（3）型坯温度比较均匀，容器破裂减少；（4）能够生产小至几个毫升、大至数万升容积上网容器。（5）能够生产单层和多层、单组分或多组分的各种各样的容器；（6）设备造价低、投资较少、容器生产成本较低；（7）吹塑模具仅由阴模构成，可以通过简单地调节机头口模间隙或挤出条件，就可以改变容器的壁厚；（8）可以成型壁厚很小或形状复杂、不规则且为整体式的容器等。形状复杂的大型容器为了使用方便，其造型是多种多样的，各部位的厚度要求不一致，例如，底部，拐弯处、提手处的要厚一些。此外，容器不同位置，其吹胀比不想同，引起容器壁厚不均匀。要想获得壁厚均匀和使用方便的理想容器，应该对不同部位型坯横截面的壁厚应按吹胀比的大小及其使用要求而变化。吹胀比大的部位需要型坯壁厚些，反之，型坯壁厚要薄些。 以计算机电液比例技术来控制型坯壁厚，以成型壁厚分布均匀或者有选择地增加壁厚的吹塑制品，成为塑料挤出吹塑成型机的一项关键技术，在制品生产过程中显示出以下优点：（1）节省原来（2）冷却时间缩短（3）飞边减少（4）更均匀的产品（5）降低了废品率，生产率得到了提高（6）生产以前不可能生产的制品（7）比较短的调整时间基于电液伺服技术以实施编程调节的型坯壁厚控制器始于上世60年代末，至今已日趋完善和成熟，并形成产品。随着电液比例技术的出现，由于电液比例技术具有廉价，抗污染性好、便于维护和在一定程度上满足适时控制动态响应要求等特点，因而现在多采用比例阀实现塑料挤吹中空成型机的位置控制，再结合编程调节控制器进行型坯壁厚控制，在实际成型加工过程中显示出强有力的生命力和实用价值。根据文献介绍，欧美发达国家，壁厚控制装置普及速度惊人。它已成为主机必备的标准装备，是吹塑技术显著进步的一个标志。相比较，我国的吹塑中空成型技术落后于发达国家。第二章 液压系统分析和设计2.1运动与负载分析21.1塑料中空成型工艺流程分析大型塑料中空成型机一般包括：挤出机，机头，合模装置，吹胀装置，制品取出装置，液压站，强弱电控制系统。按挤出型坯的方式分为储料式和连续挤出式。大中型中空吹塑成型机挤出型坯的方式主要为储料式。它以颗粒状的聚丙烯，聚乙烯和一些添加色料为原料，通过料斗把原料送人挤出机的加热管道中，经过机筒上的加热器加热，使之成为熔融态；再以给定的压力，借助可调速的旋转，进入机头后将熔融料注入储缸内。在储料缸内的熔融塑料温度高达300。随熔料的不断注入，缸内熔料压力迅速上升，推动料位塞向上移动；当料位达到设定值时，口模打开，将熔料注射到模具中，继而进行吹气。保压，使熔融态的塑料在模具内固化成型。随着熔融料挤出到开模取出制品等一系列动作的完成，所需要的中空制品即完成了大型塑料中空成型机的主要工艺流程为：1. 通过挤出机使聚合物熔融，并使熔融体通过机头成型为管状型坯。2. 型坯达到预定长度是，吹塑模具闭合，将型坯夹持在两半模具之间，并切断后移至另一工位。3. 把压缩空气注入型坯时，吹胀型坯，使之贴紧模具型腔成型。4. 冷却5. 开模，取出成型制品21.2 塑料中空成型机液压系统的分析及要求1. 液压系统的分析 中空机挤吹塑工艺是按照一定顺序、不同性能要求的一个多执行机构的周期性动作系统。系统中执行元件多，动作复杂，顺序要求严格，并且要求具有一定的动态响应特性，因此采用液压传动更容易实现。系统中共需六组液压操作油缸：一对合模缸、吹针升降缸、扩张缸、一对桶口模缸、壁厚控制缸、贮料缸。系统中各组执行机构具有不同的压力、动作速度、位移精度、动态响应要求、保压要求等2. 对液压系统的要求合模运动要求平稳，两片模具闭合时不应有冲击；当模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，防止吹塑时将模具冲开。挤塑后，挤塑机构应保持挤塑压力，使塑料充满型腔。2.1.3 计算工作负载1.合模缸的载荷力合模缸在模具闭合过程中所受的负载力为60，则合模缸的载荷力在考虑动模及其运动部件的启动惯性力和导轨的摩擦力，取一个总的安全系数1.2，则有：1.3601010=7.810N锁模保压时，动模停止运动，其外载荷就是给定的锁模力。开模时，液压缸除要克服给定定的开模力外，还要克服运动部件的摩擦力。2. 挤塑缸的载荷力 对于挤塑缸挤塑时，工作载荷即为挤出塑料的阻力，由挤塑时已知条件给出的负载为60，则挤塑缸的工作负载在考虑摩擦阻力、惯性力的情况下，取一个总的安全系数1.3，则有： 3. 吹胀缸和控制缸的载荷力 对于这两个液压缸，由于在整个液压系统中，这两个缸所受的载荷力很小，所以两缸的负载可以不需要对其设计计算，只需粗略选择液压缸即可。2.1.4 各液压的工作速度 （1）挤塑缸的工作速度 根据已知条件粗略计算挤塑缸的工作速度： （2） 合模缸的工作速度 参看有关资料和手册选择：合模缸快进和快退的速度均为：合模缸慢进和慢退的速度均为： 。2.2 确定液压缸参数2.1.1 初选系统压力 20L塑料挤出中空成型机属于大型液压机类型，根据液压与气压传动表8-8及机械设计手册第5卷，选定系统工作压力为21MPa。对系统的合模缸、挤塑缸的工作情况进行速度和负载的分析，并绘制出速度、负载的工况图，如图所示。而吹针缸、控制缸在整个液压系统中受力不大，所以忽略考虑。挤塑缸 合模缸2.2.2 计算液压缸的主要结构尺寸1. 确定挤塑缸的内径挤塑缸为单活塞杆液压缸且以无杆腔。因塑料存储时，需要有一定的背压，所以根据资料，选择背压力为P=0.5MPa。由于各运动部件密封处有摩擦阻力所以造成损失，所以要考虑到机械效率。通常可取在0.9-0.95之间，故取。而总效率通常由机械效率和容积效率组成，这里去容积效率为.根据液压与气动传动和机械设计手册第5卷得液压缸的内径计算公式是： 其中： F液压缸的载荷 P系统的工作压力液压缸的总效率（）所以： =223.8mm根据文献机械设计手册第5卷表21-6-2和 表21-6-38选择液压缸的参数为：内径D=250mm 活塞面积A=490.87cm 杆端承压面积为 A=236.40cm 推力F=1030.84KN 拉力F=496.45KN2. 确定合模缸的内径 合模缸因在工作过程中，快退时需要有一定的背压，所以根据文献选择背压P=0.5MPa。根据公式有： 223.8mm根据机械设计手册第五卷由表21-6-2和表21-6-38选择压缸的的参数为:缸的内径D=250mm 活塞杆为d=180mm 活塞面积为A=490.87 杆端承压面积为A=236.40 推力为F=1030.84KN 拉力为F=496.45KN根据上面的参数可得合模缸有杆腔的实际有效面积为： =236.4cm3. 确定控制缸的内径和活塞杆的直径 由于控制缸几乎不受力，所以直接选用。根据机械设计手册第五卷选择：D=40mm d=22mm 4. 确定吹针缸的内径和活塞杆的直径 由于吹针缸同样受力很小，所以也直接选用。根据机械设计手册第五卷选择：D=40mm d=22mm2.2.3 计算各液压执行元件的实际工作压力1. 挤塑缸实际压力 = =16.73MPaA=A =49087379.94=48707.06mm L= = =30.8mm由于挤出时间为10s所以 =3.08mm/s q=9.07L/min P=pq=2.53KW2. 合模缸的实际压力 P= = =16.97MPa由于合模缸快进和快退的速度均为v=40mm/s 慢进和慢退的速度均为v=10mm/s所以 合模缸快进和快退的流量分别为： =117.81L/min =56.74L/min 合模缸慢进和慢退的流量分别为：=29.45L/min=14.18L/min第三章 拟定液压系统原理图3.1 挤塑缸回路液压控制系统设计 挤塑回路中，储料缸运动平稳，不能产生大的振动，以利于熔融塑料的挤出和保证型坯的质量。因此设计出两种方案：恒压控制系统和恒速控制系统。31.1 恒压系统方案 该方案要求储料缸向下运动时，有一恒定的压力，以保证熔料密度均匀。储料缸回程蓄能时，要求回油有一定的背压力，可以防止熔料产生疏松和进入空气。现在对回路作一下简述：DT通电，是喷射行程，泵供油通过减压阀到油缸，使贮料缸获得一可调的恒定压力，另一腔作用有熔料的压力；DT断电，是蓄能行程，螺杆挤出的熔料进入贮料缸，为其下腔提供一推力，活塞上移储料，上腔回油通过溢流阀回油箱，保持一可调的恒定背压力。 1电磁换向阀 2.减压阀 3、4溢流阀此恒压系统方案在使用中存在下列问题：首先，由于环境温度的干扰和挤塑机所控温度变化的影响，会引起熔料的粘度变化，当挤出间隙不变时，熔料挤出速率会发生变化，即引起贮料缸活塞喷射不稳定，进而造成型坯壁厚存在突变现象，吹模后制品将呈现环状痕迹，还会造成控制系统循环周期的变化，从而影响制品的重复性精度和控制性能。其次，在喷射过程中，即使熔料温度不变，由于控制缸按预定规律带动心模不断上，下移动来改变成型间隙，这样会造成挤出速率的变化。若将控制恒压的普通减压阀用比例减压阀代替，可大大改善其控制性能，但同时也增加了系统的复杂程度和成本。3.1.2 恒速系统方案 该方案要求贮料缸向下运动时，保持某一恒定速率，而不受负载变化、温度变化等外界因素影响，这样可以避免出现过大超调和保证高的控制性能。贮料缸回程蓄能时，要求回油有一定的背压力，防止熔料产生疏松和进入空气。恒速回路工作原理如下：当DT通电，为喷射行程，泵通过调速阀给贮料缸上腔供油，使喷射行程保持一定速率，贮料缸另一腔作用在熔料压力；当DT断电，是蓄能行程，螺杆挤出的熔料进入贮料缸。为其下腔提供一推动力，活塞上移储能，上腔回油通过溢流阀回油箱，保持一可调的恒定背压力。1.电磁换向阀 2.调速阀 3、4 溢流阀此恒速系统保证了控制系统循环周期恒定，易实现控制缸与贮料缸间的协调动作，提高了系统的重复性精度。但此系统存在以下不足：首先，挤出机温控系统通常为热电偶反馈的继电控制系统，而且是通过测定料筒温度间接控制的，即所控温度并非定值，而是一个范围。由于环境温度的干扰和挤出机温度变化的影响，会引起熔料粘度发生变化。另外，在喷射期间挤出间隙是不断变化的，这都会造成熔料的流动摩擦力和压力的变化，而引起熔料密度的变化，最终会影响制品内部微观组织的均匀性，使制品机械性能和密闭性降低。若将控制恒速的普通调速阀用比例调速阀代替，可大大改善其控制性能，但同样增加了系统的复杂性和成本。3.2 控制缸回路液压控制系统设计 控制缸是液压控制系统的核心部件。控制缸活塞的运动直接带动型芯运动来控制型坯壁厚的变化。因此要求活塞运动灵敏，响应快，位置控制精度高，并要求较大的定位刚度，还要求控制缸无外泄和较小的内漏，否则会污染制品降低定位精度。为此，除在结构设计和制造时保证其合理性和一定精度外，必须在液压系统中采取有效控制措施。 现采用电液比例阀和电液伺服阀为控制元件的位置反馈控制系统来控制型芯的运动。考虑到伺服阀虽然具有高的频率响应和控制精度，但造价较高，且对油液的污染敏感，对工作环境和维护技术要求高，在实际生产中较难推广使用。另外，伺服阀工作压降较高（7MPa），造成系统效率低和要求泵压力高。而比例阀具有造价低廉、对工作油液清洁度和维护技术要求较低、工作压降低（1MPa），可降低泵源压力和提高系统效率。虽然其频率和控制精度要求不及伺服阀，且存在零位死区，但采取一定控制措施，完全可满足中空吹塑机的快速性和控制精度要求，同时也便于推广使用，所以现在选用电液比例阀组成电液位置控制系统（控制系统原理图如图）。为了同时满足控制型芯的移动方向和位移大小，实现连续控制，并且有较高的控制精度和动态响应要求，系统中选用了双电磁铁控制的带内部电反馈的三位四通电液比例方向阀，它除控制液流换向作用外，还通过控制阀芯位置来连续调节阀口开度实现流量的比例控制。1.电磁比例换向阀 2.减压阀 3.过滤器 4.溢流阀3.3 合模缸回路液压控制系统设计331 同步回路 合模缸合模时，需要两缸同时动作，虽然合模时没有外负载，但是为了安全起见，以及合模时，模具最终位置准确，故采用同步回路，而同步回路的精度受泄漏，摩擦阻力，制造误差，外负载以及油液中的含气量等因素都会影响同步精度。为此，同步动作回路要尽量克服或减少这些因素的影响，有时要采取补偿措施。，清除累积误差，以下有三种同步回路的方案进行选择。1.液压缸串联同步回路如下图所示为液压缸串联同步回路，它必须使用双活塞杆缸或串联的两缸有效工作面积相等，这种回路对同样的载荷，系统压力增大，其增大的倍数为串联液压缸的数目。这种回路简单，能适应较大的偏载，但由于制造上的误差，内部泄漏以及混入空气等因素将影响同步性，因此一般设有补有油等装置。 1.电磁换向阀 2.溢流阀2.液压马达同步回路 下图所示为采用液压马达的双缸同步回路，两个等排量液压马达1和2同轴相接输出相同流量的液压油分别供给两个面积相等的液压缸3和4，实现同步运行。为了消除液压缸在行程终点产生的误差，设置了单向阀5（四个）和溢流阀6组成的交叉溢流补油回路。此回路的同步精度高，但造价较贵。适用于大载荷大容量系统。 1、2液压马达 3、4液压缸 5、单向阀 6、溢流阀3 流量阀控制的同步回路 如图所示为并联调速的同步动作回路。两液压缸5和6并联，其运动速度分别用调速阀1和3来调节。当两个工作面积相同的腔做同步运动时，通过两个调速阀的流量要调节的相同。其工作原理是：当DT1得电时，两缸无杆腔同时动作，当DT2得电时，压力油通过单向阀2和3快速回退。这种同步回路结构简单，但由于两个调速阀的性能不可能完全一致，同时还受到负载变化和泄漏的影响，故同步精度不高。1、3调速阀 2、4溢流阀 5、6液压缸通过以上三种同步回路的介绍和比较，本次设计的合模缸同步回路采用流量阀控制的同步回路。因为这种同步回路和以上两种同步回路比较，价格适中，合模缸的同步精度要求不高。3.3.2 保压、泄压回路合模缸合模后，需要一分钟左右的保压，以便塑料完全冷却，不会产生废品。而当保压结束后，若直接回油则会产生巨大的液压冲击，因此要有泄压回路。1.保压回路如图所示是利用液控单向阀自动补油保压回路。当电磁铁2通电使换向阀切换至右位，液压缸上腔压力升至电接点压力表的上限时，压力表高压接触点通电，使电磁铁2断电，换向阀复至中位，液压泵经阀的M型中位卸荷，液压缸由液控单向阀保压。保压期间如果液压缸上腔因泄漏等因素，压力下降到电接点压力表下限调定值时，压力表又发出信号，使电磁铁2通电，液压泵恢复向液压缸上腔供油，使压力上升。而当电磁铁1通电使换向阀切换至左位时，液压缸活塞快速向上退回。这种回路能自动地保持液压缸上腔的压力在某一范围内，保压时间长，压力稳定性高，使用于液压机等保压性能要求较高的液压系统。1、液压泵 2.溢流阀 3、三位四通电磁换向阀 4、液控单向阀 5、压力表 6、液压缸2 释压回路当保压结束后，若直接退回油缸，则会产生巨大的液压冲击，因而要进行泄压。通常液压缸直径大于250mm，压力大于7MPa时，就要进行泄压了。而本次设计的合模缸的直径为250mm，压力大于7MPa。 1、三位四通电磁换向阀 2、节流阀 3、二位二通电磁换向阀如图所示采用单向阀泄压回路。当要卸荷时主换向阀切换为中位，此时泄漏阀的电磁铁通电，利用单向阀泄压。3.4 吹针缸的液压控制回路的设计因为回路行程短，负载小，近似等零，因而回路比较简单，只需使用单向节流调速回路，就能满足要求。3.5 其他回路的设计因本次设计的液压系统工作循环中有短时间间歇，为减少功率损耗，降低系统发热避免因液压泵频繁启停影响液压泵的寿命，多采用液压泵缷荷回路。所谓液压泵的缷荷是指在泵以很小的流量输出功率运转，即或以很低的压力运转，或输出很小的流量的液压油。如图所示为液控顺序阀双泵缷荷回路。系统在低压大流量工况时，高低压双泵同时向系统供油。但，当系统在低速重载运行时，油压升高，液控顺序阀3打开使低压大流量泵1缷荷空载运转，只由高压小流量泵2向系统供油。双泵缷荷回路适用于机床等机械设备中传动快慢交替工作的系统，有显著的节能效果。3.6整机液压控制系统原理图综合以上分析，并参照国内外等同类中空机液压系统，设计出中空机整机液压控制系统原理图如下图所示。3.7 控制方面的选择及确定 如图所示传感器是把非电量的模拟信号转换成电压或电流信号。因此，传感器也称为非电量转换。放大器是把微弱的传感器信号（通常为毫伏或微伏级）放大到A/D转换器所需的量程范围。低通滤波器降低噪声，滤去不必要的干扰，以增加信噪比。多路开关可以使更多个模拟信号共用一个A/D转换器，但这仅适用于模拟信号变化缓慢的过程。采样保持电路，由于模拟信号是连续不断的变化，而A/D转换器总需要一定的时间，所以需要把转换的信号采样后，还应保持一段的时间，以便给A/D转换器转换。A/D转换器和D/A转换器则通过相应的A/D转换和D/A转换把模拟量转换成数字和数字量转换成模拟量。3.71 A/D、D/A卡的选择 由于信号两个反馈信号和十个输出信号则应选取16个接口的A/D卡来使用。3.72 传感器的选择 位移传感器：位移可分为线位移。线位移是指物体沿某一直线移动的距离，一般称线位移的测量长度为长度测量。角位移是指物体绕着某一点移动的角度，一般称为角位移的测量为角度测量。根据位移测量范围而变化的大小，可分为：微小位移测量、小位移测量和大位移测量。根据传感器的转换结果，可分为两类，一类是将位移转换为模拟量，如自感式位移传感器、差动变压式位移传感器、电涡流传感器、电容传感器、霍尔传感器等。另一类是将位移量转换成数字量，如光栅式传感器、光电码盘、感应同步器、磁栅。本次设计用位移传感器1和2是差动变压器式传感器，此差动变压器位移传感器的测量范围，分辨率，差动变压中间部分的线性比较好，非线性误差约为 0.5%，其灵敏度高，当测量电路输入阻高时，用电压灵敏度来表示，当测量电路输入阻抗低时，用电流灵敏度来表示。由于其灵敏度较高，测量大位移时可不用放大器，因此，测量电力较为简单。压力传感器：本次设计选用的是霍尔式压力计，它是利用霍尔元件测量弹性元件变形的一种电测压力计。它的结构简单、体积小、频率响应宽、动态范围大、可靠性高。易于微型化和集成电路化。但信号转换效率低、温度影响大，使用于要求转换精度高的场合必须进行补偿。能够产生霍尔效应的器件称为霍尔元件，它是半导体材料制成的薄片，常用的材料有锗、锑化铟和砷化铟。霍尔压力计由两部分组成。一部分是弹性元件，用它来感受压力，并把压力转换位移量：另一部分是霍尔元件与磁系统。通常把霍尔元件固定在弹性元件上，这样当弹性元件产生位移时，将带动霍尔元件在具有均匀梯度的磁场中运动，从而产生霍尔电势，完成将压力或压差变换为电量的任务。第四章 液压元件参数计算及选择4.1 液压泵的选择4.1.1 液压泵工作压力的确定 液压系统中最大供油压力出现在挤塑缸上，挤塑缸的最大压力P=16.73MPa，由图可知从泵到挤塑缸之间串有一个调速阀和一个换向阀。故泵到挤塑缸间总的压力损失MPa。从而根据文献算得液压泵的最大工作压力为： MPa其中若系统在执行器停止运动时才出现最高工作压力，则，否则需对系统进行计算。出算时可凭经验进行估算：简单系统取MPa，复杂系统取MPa。4.1.2 液压泵流量的确定 系统的最大流量出现在合模缸快进时，取泄漏系数K=1.2，按文献算得液压泵最大流量为： L/min其中，K为泄漏系数，一般取1.1-1.3。根据上述结果，从力士乐的样本书中选用规格为PVVR51双联定量叶片泵，最高使用压力为21MPa，大泵排量为183ml/r，小泵排量为27ml/r，转速范围6001800r/min。选择转速800r/min的驱动电机，则大泵流量为146.4L/min，小泵为21.6L/min。4.2电动机的选择由前面的计算可知，小泵供油液压了最大为17.53MPa，根据液压与传动选取泵的总效率为=0.75，同时由公式: =65.45KW式中： -液压泵的最大工作压力 Pa -液压泵的最大流量 /s -液压泵的总效率 根据上面的数据，由机械设计手册第五卷表17-1-29选取Y2-315S-6三相异步电机，其额定功率为75KW，转速为990r/min。4.3 液压阀的选择 液压控制阀在液压系统中的功用是通过控制调节液压系统中油液的流动方向，压力和流量，使执行器及其驱动的工作机构获得所需要的运动方向，推力（转矩）及运动速度（转速）等。同一工艺液压机械设备，通过液压阀的不同组合使用，可以组成油路结构截然不同的多种液压系统方案，因此液压阀是液压元件中品种与规格最多，应用最广泛，最活跃的部分。所设计的液压系统，将来能否按照既定要求正常可靠运行，在很大程度上取决于其所采用的各种液压阀的性能优劣及参数匹配是否合理。 各种液压阀的规格型号，可以通过系统的最高液压力和通过阀的实际流量为依据，并考虑阀的控制特性，稳定性及油口尺寸，外形尺寸与重量，安装连接方式，操作方式，适应性与维修方便性，货源及产品历史等，从相关设计手册或产品样本中选取。下表为挤塑机液压系统所选哦液压阀。31球阀DN5011.6KHFM-50-F6新华液压30液位液温计1YWZ-250黎明29球阀DN5011.6KHM-50-F6新华液压28电磁水阀11.6ZCT-50A天津电磁阀厂27冷却器11.62FLQFW远望26电机1PY90-625螺杆泵11.033.83U35-10沈阳水泵厂24压力表3YN-10023压力表开关331.5KF-L28/31.5东方22吸油过滤器142240YDH240E7菲滤清器有限公司21回油过滤器11.6160ZU-A16010S20背压阀163330DBDS10P10/2.5/2上海立新19调速阀131.5322FRM6A36-L35/32QR上海立新18二位四通电磁换向阀125143WE5B-610/0FW220-50Z5L上海立新17三位四通电液比例换向阀1284604WRH16E100-30/6A24NZ4V上海立新16减压阀131.560DR6DP3-L55/7.5YM/2上海立新15精过滤器232160ZU-H16010S14单向节流阀235375DRVP10S3-10/2上海立新13三位四通电磁换向阀135804WE6E60/EW220-50NZ5L上海立新12二位三通电磁换向阀131.51203WE10B35/CW220-50上海立新11行程开关110节流阀335350DVP25S3-15/2上海立新9二位三通电磁换向阀131.5300DSHG-05-2B8A上海金海8液控单向阀131.5550SLGPA2-L49/2上海立新7三位四通电液换向阀131.5300DSHG-05-3C60上海金海6先导式缷荷阀131.5600DA30A-1-L5/1.5-10上海立新5溢流阀163330DBDHP10/31.5/2上海立新4单向阀731.5300S25G30/2上海立新3电机1Y2-315S-62双联定量泵121146.4/21.6PVVR51力士乐1油箱1编号名称 件数额定流量(MPa)额定流量L/min型号、规格 备注4.4油路的选择管路在液压系统中主要用来把各种元件及装置连接起来传递能量。用于液压系统中的管路，主要有金属硬管和耐压软管。对管路的基本要求是：1. 要有足够的强度，能承受系统的最高冲击压力和工作压力。管路与各元件及装置的2. 各连接处要密封可靠，不泄漏，绝不能松动。3. 在系统中不同的部位，应选用适当规格的管径。管路在安装前必须清洗干净，管内4. 不允许有锈蚀，杂质，粉尘，水及其他液体或胶质等污染物。5. 管路安装要固定坚实，布局合理，排列整齐 ，方便维修和更换元器件。6. 在液压系统中，主要使用硬管，它比较安全可靠，而且经济。4.41 主管路管道的计算由于主油管道的压力比较大，根据机械手册第五卷表21-8-1推荐管内油液的流速为2.5m/s6m/s，所以取v=5m/s。1.大泵排油管管道：根据机械设计手册第五卷（21-47）的计算式得： =25mm式中： q-通过油管的最大流量 /s v-油管中允许的流速 m/s d-油管的内径 m然后根据表21-8-2，可得d=25mm D=34mm2小泵排油管道：=9.58mm根据表21-8-2，选择内径d=10mm 外径 D=18mm 3.大泵吸油管道： 根据表21-8-1推荐吸油管道的速度为 m/s 所以选取v=1m/s = =55.8mm根据表21-8-2，选择内径d=65mm 外径 D=75mm4小泵吸油管道： =21.4mm根据表21-8-2，选择内径d=25mm 外径 D=34mm5双泵并联后排油管道： =26.7mm根据表21-8-2，选择内径d=32mm 外径 D=34mm6双泵并联后吸油管道： =59.7mm根据表21-8-2，选择内径d=65mm 外径 D=75mm参数整理成表：管道名称流量L/s允许流速m/s管路内径mm内径实际取值mm外径mm大吸146.4155.86575小吸21.6121.42534总吸168159.76575大排146.45252534小排21.659.581018总排168526.732424.5液压油箱的设计油箱在液压系统中的功能是：1. 储存供系统工作循环所需的油量。2. 散发系统工作过程中产生的一部分热量。3. 促进油液中的空气分离及消除泡沫。4. 为系统提供元件的安装位置。过去认为，油箱还起到分离和沉淀油液中污染物的作用，但最近的液压系统污染控制理论，要求油箱不再是一个容纳污垢的场所，而要求在油箱中的油液本身能达到一定清洁度等级的油液，并以这样清洁的油液提供给液压泵和整个液压系统的工作回路，因此对油箱的设计制造运行和维护应按照以上这些功能要求来实施。液压油箱通常分为开式和闭式两种，本设计选用的是开式油箱。4.5.1 液压油箱有效容积的确定 油箱的有效容积（油面高度为油箱高度80%时的容积）应根据液压系统发热、散热平衡的原则来计算，这项计算在系统负载大，长期连续工作时是必不可少的。但对于一般情况来说，油箱的有效容积可以你接液压泵的额定流量（L/min）估计出来。估算式为： V其中： V-油箱的有效容积 L -与系统压力有关的经验数字低压系统 中压系统 高压系统因此有： =146.4+21.6+7.6 =175.6L/minL所以取油箱的有效面积 V=1.1m上述数据是根据实际经验得出的。它综合地考虑了油温升高，油温升高，油中杂质的沉淀及机器在运行和停止时，油液从管路流回油箱诸方面的因素。对于工程机械和行走机械，其油箱容量通常只取油泵流量(L/min)的1-2倍。这样，可使结构布局紧凑，但往往要配置冷却器。4.5.2 液压油箱结构设计 在一般设备中，液压油箱多采用钢板焊接的分离式液压油箱，很少采用机床床身底座为液压油箱。本油箱设计的简图如下。 1.隔板 （1）.作用：增加液压油箱流动循环时间，除去沉淀的杂质，分离、清除水和空气，调整温度，吸收液压油压力的波动及防止液面的波动。 （2）.安装形式：隔板的安装形式有多种，可以设计成高出液面油面，使液压油从隔板侧面流过；还可以把隔板设计成低于液压油面，其高度为最低油面的2/3，使液压油从隔板上方流过。 （3）.过滤网的配置：过滤网设计成将液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤。过滤网通常使用50-100目左右的金属网。2.吸油管和回油管 （1）.回油管路出口：回油管出口式一般有直口、斜口、弯管直口、带扩散器的出口等几种形式，斜口应用的较多，一般为45斜口。为了防止液面波动，可以在回油管出口装扩散器。回油管必须放置在液压面以下，一般距液压油箱底面的距离大于300mm，回油管出口绝对不允许放在液面以上。（2）.泄漏油管的配置：管子直径和长度要适当，管口应在液面之上，以避免产生背压。泄漏油管以单独配置为好，尽量避免与回油管集流配管的方法。 (3) .吸油管：吸油管前一般应设置滤油器，其精度为100-200目的网式或线吸式滤油器。滤油器要有足够的容量，避免阻力太大。滤油