液压振动阀在线检测试验台的液压系统设计

编号： 毕业设计说明书题 目： 液压振动阀在线检测试验台的液压系统设计学 院：专 业：学生姓名：学 号：指导教师：职 称：题 目 类 型 ： 理 论 研 究 实 验 研 究 工 程 设 计 工 程 技 术 研 究 软 件 开 发2010 年 5 月 20 日 摘 要在路面施工机械中,为适应各种工况的需要,高档双钢轮压路机一般都要求前后钢轮有两种工作状态:前后钢轮同时振动、前钢轮单独振动和后钢轮单独振动。目前实现的方法有两种:一种是用两个振动泵分别驱动前、后钢轮振动马达,组成两个独立的振动闭式回路,通过控制振动泵来实现上述各种工作状态;另一种是用一个振动泵驱动前后钢轮两个振马达,组成一个振动闭式回路,通过振动控制阀来实现这种工作状态。所以振动控制阀的好坏直接决定了压路机的性能和工作效益。 本文主要介绍如何设计一个液压振动阀在线检测试验台的液压系统。此系统主要进行三个方面的试验，一是产品总成流量-阻力曲线检测，二是产品密封性检测，包括产品铸件本身疏孔、疏松、沙眼等造成的沙漏和总成各零部件装配部位、密封部位的密封可靠性的检测；三是检测产品在额定流量下其电磁阀的换向是否正常。通过该系统可以提高振动控制阀的整体性能，最大程度上的降低其本身存在的不足和误差，为其在市场上的推进提供一个稳固的质量保障。关键词：液压传动；集成块；振动控制阀 AbstractIn the pavement construction machinery, to meet the various needs, high-grade double steel roller generally require before and after the steel wheel has a working state: before and after the steel wheel and steel wheel vibration, before and after the steel wheel alone alone vibration vibration. The present method has two kinds: one kind is by two vibration pump respectively drive, steel wheel vibration motor, consisting of two separate vibration closed loop, through controlling the vibration pump to achieve the various working conditions; another is to use a vibration pump driven front and rear steel wheel two vibrating motor, to form a closed loop through vibration, vibration control valve to achieve the working state. So the vibration control valve has a direct influence on the performance and effectiveness of the work roller.This paper introduces how to design a hydraulic vibration valve on-line detection of hydraulic system test bed system. This system mainly has three aspects of the test, one is the product assembly flow resistance curve detection, two is the product sealing detection, including products castings perforated, osteoporosis, Chlamydia cause and the assembly parts of the assembly of parts, the sealing position of the sealing reliability testing; three is the detection of products in the rated the electromagnetic valve flow reversing is normal. Through the system can improve the overall performance of vibration control valve, to the maximum extent to reduce its own shortcomings and errors, as on the market forward to provide a strong quality assurance.Key words: Hydraulic integrated block; vibration control valve 目 录引言 .11 绪论 .11.1 液压技术在工业生产 中的地位 .11.2 液压传动的早期运用 .11.3 液压传动的应用范围以及它的基本原理 .21.4 液压传动系统的组成 .21.5 液压传动的优缺点 .31.6 液压技术发展趋势 .31.7 试验研究背景和意义 .52 液压系统设计52.1 系统设计的主要任务52.2 基本方案和绘制液压系统图62.2.1 基本方案82.1.2 液压系统图的拟定2.3 液压元件的选择与专用件设计2.3.1 液压泵的选择2.3.2 驱动液压泵电动机的选择2.3.3 液压阀的选择2.3.4 冷却器的选择及计算3.液压系统性能验算3.1 液压系统压力损失3.2 液压系统的发热温升计算3.3 计算液压系统冲击压力4 基于 SolidWorks 软件的液压集成块设计5 振动控制阀（09V001）测试大纲5.1 09V001 耐压试验315.2.功能试验326 结 论 谢 辞参考文献桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 44 页引言在路面施工机械中,为适应各种工况的需要,高档双钢轮压路机一般都要求前后钢轮有三种工作状态:前后钢轮同时振动、前钢轮单独振动和后钢轮单独振动。目前实现的方法都要通过振动控制阀来实现这种工作状态。所以振动控制阀的好坏直接决定了压路机的性能和工作效益，在线检测该产品是不可缺少的关键步骤。北京拓星的技术方案只是捡漏，用气动系统捡漏，其压力 0.5Mpa，达不到系统20Mpa、300L/min 检测要求。为确保振动控制阀（09v001）研发的顺利进行，特设计一套液压系统，用于控制阀的测试、试验。1 绪论1.1 液压技术在工业生产中的地位液压传动作为一种传动方式，由于具备功率密度高，结构小巧，配置灵活，组装方便，可靠耐用等独到的特点，已成功地用于一切需要中等以上功率输出，且需对运动过程进行灵活控制和调节的地方，是现代化传动与控制的关键技术之一。 21 世纪是一个自动化技术高速发展的阶段，随着科技的发展和人类的新需要，大型智能型行走机器人将应运而生。据了解，液压技术作为做功或能量传递环节是其中必不可少的一部分。故无论现在还是将来，液压技术在国民经济中都占有重要的一席之地，发挥着无法替代的作用。液压技术在很多领域都有运用，不断在工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、船舶、汽车等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。如今，液压传动运用程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的 95%的工程机械、90% 的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。由此可见液压传动产品等在国防建设和国民经济中的地位和作用十分重要。液压技术的在机电产品性能的提高方面具有重大意义。它不仅是最大程度满足机电产品实现功能多样化的必要条件，也是完成重大技术装备、重大工程项目的基本保证，更是重大工程和机电产品项目和装备可靠性的保证。所以说液压技术的发展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化必不可少的重要手段。1.2 液压传动的早期运用1795 年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905 年约瑟夫布拉曼将工作介质水改为油，又进一步得到改善。 第一次世界大战(1914-1918)后液压传动这一项技术得到了广泛应用，特别是 1920桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 44 页年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 第二次世界大战(1941-1945)期间，在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出，日本液压传动的发展相对于美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前之后，日本开始大力发展液压传动技术，并于 1956 年成立了“液压工业会” 。近 2030 年间，日本液压传动发展很快逐渐赶超其他国家，如今在这一领域居世界领先地位。1.3 液压传动的应用范围以及它的基本原理液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车） 、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。液压传动的基本原理是在密闭的容器内，运用有压力的油液作为工作介质，实现能量转换和传递动力的。考虑到实际情况，工作介质常采用矿物油，它的作用和机械传动中的链条、皮带、和齿轮等传动元件相类似。 在液压传动中，液压油缸就是一个比较完整而又简单的液压传动系统，分析它的运行过程，可以进一步了解液压传动的基本原理。1.4 液压传动系统的组成液压系统可以分成执行元件（油缸或液压马达） 、动力元件（油泵） 、控制元件（各种阀） 、工作介质和辅助元件等五部分组成。 1、动力元件（油泵） 它的作用是把原动机的机械能转变成液体的液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达）马达做旋转运动，油缸做直线运动。它是将液体的液压能转换成机械能。 3、控制元件 液压传动系统的控制元件由流量阀、压力阀和方向阀等。它们的作桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 44 页用是对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制并根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件 除了上述的主要原件外液压传动系统还有一些辅助元件，包括滤油器、压力表、冷却器、蓄能装置、管件及油箱等，它们在液压传动系统中同样起着重要作用。 5、工作介质 液压传动中各类传递能量的的液压油或乳化液称为工作介质，它经过油泵和液动机实现能量转换。1.5 液压传动的优缺点液压传动的优点 （1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的 1020%。由于惯性力较小，当出现过载或停车时，并不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达 1：2000(一般为 1：100） 。 （3）换向容易，在不改变电机转动方向的状况下，可以比较方便地达到直线往复运动和工作机构旋转的转换； （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长； （6）操纵控制简便，自动化程度高； （7）容易实现过载保护。（8)液压元件实现了通用化、系列化、标准化、便于设计、制造和使用。液压传动的缺点 （1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁； （2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高； （3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平； （4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不适合在过高或过低的温度下工作，通常情况下工作温度在-1560范围内较合适。（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。1.6 液压技术发展趋势桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 44 页现代液压技术与计算机控制技术、微电子技术、传感技术等为代表的新技术紧密结合，形成一个完善高效的控制中枢，成为包括传动、控制、检测、显示乃至校正、预报在内的综合自动化技术。液压技术是中大功率机械设备实现自动化必不可少的基础技术，应用到了工业生产的各个方面。下面从液压技术最近几年对于人才的需求方面，来展望液压技术的发展趋势。 1 .可靠性和性能稳定性逐渐提高 可靠性和工作过程中的稳定性是涉及面最广的综合指标，它包括器、元、辅、附件的可靠性，系统的可靠性设计、制造以及可靠性维护三大方面。随着比如复合材料、工程塑料、高强度轻合金等新材料的应用，新的工艺结构的出现，元、器件性能的可靠性得以大大增加。系统可靠性设计这项理论的成熟与普及，为合理地进行元器件的选配提供了理论依据。此外，精度的提高和过滤技术的完善（典型现代液压元件的动态间隙为 0 ,5 一 5 m ，而) 过滤器精度可达 1 一 3 m ，除了能彻底清除固体杂质外，还能分离油中的气体和水分。电子报警逻辑系统和在线实时油污检测器的应用，使得液压系统的维护从过去的简单拆修发展到主动维护，可以对预见的很多因素进行全面的分析，最大程度地提前消除诱发故障的潜在因素。 2 .增强对环境的适应性、拓宽应用范围 液压传动虽然具有很多优点，但由于存在着发热、噪声、工作介质污染等不尽人意的地方，使其应用受到某种程度上的制约。面对环保意识越来越强的未来，应采取相应措施逐步解决和改善以上问题。 3.工业用液压很多，具体说有： 1、制动用的，矿上大绞车的制动都是液压的； 2、起重用的，比如工程机械上都是，还有千斤顶； 3、支撑用的，矿上的液压支架和单体支柱； 4、调整方向的，船、飞机都是； 5、调速和缓冲的，机床；但最近几年弱电的发展，取代了很多液压控制。 6、传动作用的，液力耦合器；液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。如今世界液压元件的总销售额高达 350 亿美元。据统计，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的 2%3.5%，而我国只占 1%左右，这充分说明我国液压技术使用率较低，努力扩大其应用领域，将有广阔的发展前景。液压气动技桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 10 页 共 44 页术具有独特的优点，如:液压技术具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。因此，液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来，液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术的优点，克服缺点，注意和电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高效率，适应环保需求，提高可靠性，这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 液压产品技术发展趋势由于液压技术广泛应用了高科技成果，如：自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等，使传统技术有了新的发展，也使产品的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向 21 世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中在以下几个方面。 减少损耗，充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换过程中，总存在能量损耗。为减少能量的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失；减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量；采用静压技术和新型密封材料，减少摩擦损失；改善液压系统性能，采用负荷传感系统、二次调节系统和采用蓄能器回路。 泄漏控制泄漏控制包括：防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害两个方面。今后，将发展无泄漏元件和系统，如发展集成化和复合化的元件和系统，实现无管连接，研制新型密封和无泄漏管接头，电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今后努力的重要方向之一。 污染控制过去，液压界主要致力于控制固体颗粒的污染，而对水、空气等的污染控制往往不够重视。今后应重视解决：严格控制产品生产过程中的污染，发展封闭式系统，防止外部污染物侵入系统；应改进元件和系统设计，使之具有更大的耐污染能力。同时开发耐污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的在线测量；开发油水分离净化装置和排湿元件，以及开发能清除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。 主动维护开展液压系统的故障预测，实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的开发研究，建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机和知识库中的知识，推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。要进一步开发液压系统故障诊断专家系统通用桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 11 页 共 44 页工具软件，开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自校正，在故障发生之前进行补偿，这是液压行业努力的方向。 机电一体化机电一体化可实现液压系统柔性化、智能化，充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点，其主要发展动向如下：液压系统将有过去的电液开发系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统，同时对压力、流量、位置、温度、速度等传感器实现标准化；提高液压元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更适应机电一体化需求，发展与计算机直接接口的高频，低功耗的电磁电控元件；液压系统的流量、压力、温度、油污染度等数值将实现自动测量和诊断；电子直接控制元件将得到广泛采用，如电控液压泵，可实现液压泵的各种调节方式，实现软启动、合理分配功率、自动保护等；借助现场总线，实现高水平信息系统，简化液压系统的调节、争端和维护。 液压 CAD 技术充分利用现有的液压 CAD 设计软件，进行二次开发，建立知识库信息系统，它将构成设计-制造-销售-使用-设计的闭环系统。将计算机防真及适时控制结合起来，在试制样机前，便可用软件修改其特性参数，以达到最佳设计效果。下一个目标是，利用 CAD 技术支持液压产品到零不见设计的全过程，并把 CAD/CAM/CAPP/CAT，以及现代管理系统集成在一起建立集成计算机制造系统（CIMS） ，使液压设计与制造技术有一个突破性的发展。 新材料、新工艺的应用新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液压的发展引起新的飞跃。为了保护环境，研究采用生物降解迅速的压力流体，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介质替代矿物液压油。铸造工艺的发展，将促进液压元件性能的提高，如铸造流道在阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件内部流动，减少压力损失和降低噪声，实现元件小型化。1.7 课题研究背景和意义近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中，液压传动技术起到了至关重要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为下业机械、下程建筑机械等行业小可缺少的重要技术。为了确保振动控制阀（09v001）的研发顺利进行及市场推进，所以设计一套液压夹具系统，用于振动阀的测试、试验。2 液压系统设计液压系统是液压机械的一个组成部分，液压系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 12 页 共 44 页2.1 系统设计的主要任务2.1.1 产品总成流量-阻力曲线检测：产品额定流量 266L/min。2.1.2 产品密封性检测（系统压力按20Mpa,保压时间按120s）：产品铸件本身疏孔、疏松、沙眼等造成的沙漏；总成各零部件装配部位、密封部位的密封可靠性。2.1.3 检测产品在额定流量下其电磁阀的换向是否正常（系统压力达到 7Mpa 即可进行检测）2.2 基本方案和液压系统图的拟定2.2.1 基本方案（1）制定压力控制方案液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力。液压夹紧系统(5 个缸)夹紧测试阀 09V001，系统压力要求为 315 bar；产品密封性检测，同时检查各阀体及各油口等是否有渗漏现象，保压 2 分钟，需调整系统压力为 20|Mpa；检测产品在额定流量下其电磁阀的换向是否正常，要求系统压力达到 7Mpa。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。用安全阀起安全保护作用。需要无级连续地调节压力时，可用比例溢流阀。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。（2）制定顺序动作方案主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行，有的则是随机的或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动多路换向阀控制。加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气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接续的动作。行程开关安装比较方便，而用行程阀需连接相应的油路，因此只适用于管路联接比较方便的场合。另外还有时间控制、压力控制等。例如液压泵无载启动，经过一段时间，当泵正常运转后，延时继电器发出电信号使卸荷阀关闭，建立起正常的工作压力。压力控制多用在带有液压夹具的机床，挤压机、压力机等场合。当某一执行元件完成预定动作时，回路中的压力达到一定的数值，通过压力继电器发出电信号或打开顺序阀使压力油通过，来启动下一个动作。（3）选择液压动力源桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 13 页 共 44 页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。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型式的过滤器。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。根据以上基本方案和设计要求产品总流量达到 266L/min,系统压力达到 20Mpa 的要求，现拟定以下三种方案。方案一：选用两个变量高压高流量柱塞泵，两个电机方案二：选用一个高低压组合流量定量泵，一个叶片泵，两个电机方案三：选用一个叶片泵、一个柱塞泵，两个电机方案一中，柱塞泵和电机的单价分别为 1.5 万元/台、1.3 万元/台，成本较高；方案二中，查得机械设计手册，高低压组合流量定量泵流量最大能达到 230L/min，压力最大能达到 17.5Mpa，不符合设计要求；方案三中，柱塞泵可供液压系统进行密封性试验和产品在额定流量下其电磁阀的换向是否正常试验，叶片泵可为液压夹具系统和保压试验所共用，从而节约了成本和提高了泵的利用效率。 2.1.2 液压系统图的拟定整机的液压系统原理图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。为便于液压系统的维护和监测，在系统中加载阀、卸荷安全阀和柱塞泵的出口的装设必要的压力表。大型设备的关键部位，要附设备用件，以便意外事件发生时能迅速更换，保证主机连续工作。各液压元件尽量采用国产标准件，在图中要按国家标准规定的液压元件职能符号的常态位置绘制。对于自行设计的非标准元件可用结构原理图绘制。系统图中应注明各液压执行元件的名称和动作，注明各液压元件的序号以及各电磁铁的代号，并附有电磁铁、行程阀及其他控制元件的动作表。综合上述分析和所拟定的方案，将各种回路合理滴组合为振动阀在线检测液压系统设计原理图，如下图所示。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 14 页 共 44 页2.3 液压元件的选择与专用件设计2.3.1 液压泵的选择确定液压泵的最大工作压力 pP在进行产品密封性检测试验时，要求整个工作循环中提供的最大压力是 20Mpa，如取进油路上的压力损失为 0.8Mpa，则小流量泵泵 1 的最大工作压力至少为应为P1=20+0.8=20.8Mpa 大流量泵泵 2 是在检测产品中电磁换向阀漏油时才工作的，如取回油路的压力损失为 0.5Mpa，则大流量泵泵 2 的最高工作压力至少应为P1=7+0.5=7.5Mpa确定液压泵的流量 qP桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 15 页 共 44 页两个液压泵向系统提供的最大流量为 266L/min，多个液压缸同时工作时，液压泵的输出流量应为qPK( qmax)式中 K系统泄漏系数，一般取 K1.11.3； qmax同时动作的液压缸的最大总流量若回路中的泄漏按液压缸输入的 10%估计，则两个泵的总流量为 292.6L/min对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取0.5104 m3s，所以液压泵的流量规格最少为 300L/min。进行密封性检测时，通过减压阀，使泵 1 为系统提供 20Mpa 的压力；泵 2 提供所需大流量。)选择液压泵的规格 根据以上求得的 pP和 qP值，按系统中拟定的液压泵的形式，查阅产品目录选择相应的液压泵。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 2560。最后确定选取柱塞泵型号为 10MCY14-1B，叶片泵型号为 PV2R4-184。2.3.2 驱动液压泵电动机的选择在工作循环中，我们采用的是定量液压泵，所以其的压力和流量比较恒定，即则Pqp式中 pP液压泵的最大工作压力(Pa)； qP液压泵的流量(m 3/s)； P液压泵的总效率；取柱塞泵的总效率为 0.6，所以 kWMparmL16.05.in/2/631取叶片泵的总效率为 0.6，所以 P371i2应该指出，确定液压泵的原动机时，一定要同时考虑功率和转速 iangge 因素。对于电动机来说，除电动机功率满足泵的需要外，电动机的同步转速不应高出泵的额定转速。2.3.3 液压阀的选择阀的规格各种阀类元件的规格型号，按液压系统原理图和系统工况情况从产品样本中选取。各种阀的额定压力和额定流量，一般应与其工作压力和最大通过流量相接近，必要时，可允许其最大流量超过额定流量的 20%。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 16 页 共 44 页具体选择时，注意溢流阀应使其能通过液压泵的全部流量。另外对所有的压力阀来说，都有个合适的调压范围，不要使该阀的额定压力高出使用压力太多。流量阀注意该阀的最小稳定流量能够满足液压系统执行机构最低稳定速度的需要。换向阀必要时可使实际流量最多高出其额定流量 20%，主要是考虑使换向的压力损失不要过大。阀的型式，按安装和操作方式选择为板式连接。板式液压阀需要专用底板连接，液压管路与连接板相连，液压阀用螺丝固定在底板上。由于元件集中布置，安装，操纵，调节及维修都比较方便，应用极为广泛。与板式阀相连的连接体有连接板和集成块二种形式。连接板结构简单，检查油路较方便，但板上油管多，装配极为麻烦，占空间也大。根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件的实际流量，可选出这些元件的规格和型号：序号 元件名称 型号规格估计通过流量/（L/min）数量1 叶片泵 PV2R4-184 17.5Mpa184cm3/rev1800r/min-2 泵套 37kw -3 联轴器 -4 柱塞泵 10MCY14-1B 31.5Mpa63ml/r2000r/min-5 泵套 11kw -6 联轴器 -7 电磁溢流阀 s-BSG-10-2B3B-N1-D2425Mpa8 远程调压阀 DG-01-22 25Mpa桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 17 页 共 44 页9 电液换向阀 DSHG-06-2B2B-D24-N125Mpa10 直角单向阀 S30P1 31.5Mpa11 溢流阀 S-BG-10-40 25Mpa12 电磁溢流阀 DBW10B-1-30B/315XG2431.5Mpa13 远程遥控溢流阀DBT1-30B/315/231.5Mpa14 电磁换向阀 DSG-03-2B2A-D2431.5Mpa15 电液换向阀 DSHG-06-2B2B-D24-N131.5Mpa16 叠加式减压阀DGMX2-5 -PP-GW-E25Mpa2.3.4 冷却器的选择及计算在选择冷却器时应首先要求冷却器安全可靠、压力损失小、散热效率高、体积小、重量轻等。水冷式冷却器的冷却面积计算（1）式中 A冷却器的冷却面积（m 2）；Nh液压系统发热量（W）；Nhd液压系统散热量（W）；K散热系数，见表 55；T av平均温差（）。（2）T1、T 2进口和出口油温（）；桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 18 页 共 44 页t1、t 2进口和出口水温（）。系统发热量和散热量的估算：（3）式中 N p输入泵的功率（W）； c系统的总效率。合理、高效的系统为 70%80%，一般系统仅达到50%60%。（4）式中 K 1油箱散热系统（W/m 2），取值范围见表 56。表 56 油箱散热系数油箱散热情况 散热系数 K1/W（m 2） -1整体式油箱，通风差 1128单体式油箱，通风较好 2957上置式油箱，通风好 5874强制通风的油箱 142341A油箱散热面积（m 2）；t油温与环境温度之差（）冷却水用量 QS（单位：m 3/s）的计算：（5）式中 C油的比热容（J/kg），一般 C=2010J/kg；Cs水的比热容（J/kg），一般 Cs=1J/kg； s油的密度（kg/m 3），一般 s=900kg/m3；rs水的密度（kg/m 3），一般 rs=1000kg/m3；Q油液的流量（m 3/s）。2.3.5 油管及管接头的确定液压系统用油管传送液体，用管接头把油管、元件连接起来。油管的种类有无缝钢管、有缝钢管、橡胶软管、紫铜管、尼龙管、塑料管等，该系统选用紫铜管。管道内径计算桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 19 页 共 44 页vqd4式中 q通过管道内的流量(m 3/s)； v管内允许流速(m/s)，见表 42。所以液压泵 1 吸油管道 cmsmrLd 6)10108./(2064/8.0in26341 液压泵 2 吸油管道 csmrevcd/.in318液压系统压油管道 L4/in2643液压系统回油管道 csmd/i计算出内径 d 后，按标准系列选取相应的管子。管道壁厚 的计算2pd式中 p管道内最高工作压力(Pa)； d管道内径(m)； 管道材料的许用应力(Pa)， b/n对于铜管25Mpa，取1= 2 =3= 4=20Mpa所以 12dpcmMpa52065.348.732dpcmpa204M36又油管外径 D=d+2，所以D1=6+5=11cm D2=8+4=12cm D3=4+2=6cm D4=6+3=9cm最终确定选油管直径 D=12cm。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 20 页 共 44 页（3）管接头的选择常用的管接头有焊接管接头、卡套管接头、扩口管接头、扣压式胶管接头、快速管接头。2.3.6 油箱设计油箱的功用是储存油液、散发热量、沉淀杂质和分离油液中的气泡。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。 （1）油箱容量的确定初设计时，先按下式确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。油箱容量的经验公式为V aqV式中， qV液压泵每分钟排出压力油的容积(m 3)； a经验系数，见表 43。又 qV=266+184 1800/10000=300L/min=0.3m3/min,取 a=10所以 V0.3 10=3m3。（2）油箱的设计要点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）油箱底部应距地面 150mm 以上，以便于搬运、放油和散热。在油箱的适当位置要桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 21 页 共 44 页设吊耳，以便吊运，还要设置液位计，以监视液位。 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。 喷沙后喷涂耐油漆。 在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。（3）油箱结构的选择油箱可分为开式和、隔离式和压力式三种类型。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。隔离式油箱一般用于周围环境恶劣灰尘特别多的场合；压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达 0.050.07Mpa，用于泵吸油能力差且安装补油泵不合算的场合。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。根据系统需要该系统采用开式矩形油箱。3.液压系统性能验算液压系统初步设计是在某些估计参数情况下进行的，当各回路形式、液压元件及联接管路等完全确定后，针对实际情况对所设计的系统进行各项性能分析。对一般液压传动系统来说，主要是进一步确切地计算液压回路各段压力损失、容积损失及系统效率，压力冲击和发热温升等。根据分析计算发现问题，对某些不合理的设计要进行重新调整，或采取其他必要的措施。3.1 液压系统压力损失压力损失包括管路的沿程损失 p1，管路的局部压力损失 p2和阀类元件的局部损失 p3，总的压力损失为桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 22 页 共 44 页 p p1 p2 p3， ，21vdlp2v2nq式中 l管道的长度(m)； d管道内径(m)； v液流平均速度(v/s)；油密度(kg/m 3)；沿程阻力系数；局部阻力系数。、 的具体值可参考液压流体力学有关内容。qn阀的额定流量(m 3s)； q通过阀的实际流量(m 3s)； pn阀的额定压力损失(Pa)，可从产品样本中查到。对于泵到执行元件间的压力损失，如果计算出的 p 比选泵时估计的管路损失大得多时，应该重新调整泵及其他有关元件的规格尺寸等参数。系统的调整压力pT pl p式中 pT液压泵的工作压力或支路的调整压力。3.2 液压系统的发热温升计算3.2.1 计算液压系统的发热功率液压系统工作时，除执行元件驱动外载荷输出有效功率外，其余功率损失全部转化为热量，使油温升高。液压系统的功率损失主要有以下几种形式：液压泵的功率损失zi iPrithtTP11)(式中 Tt工作循环周期(s)； z投入工作液压泵的台数；Pri液压泵的输入功率(W)； Pi各台液压泵的总效率；ti第 i 台泵工作时间(s)。液压执行元件的功率损失Mj jrjthtPT12)(式中 M液压执行元件的数量； Prj液压执行元件的输人功率(W)； j液压执行元件的效率； tj第 j 个执行元件工作时间(s)。溢流阀的功率损失Ph3 pyqy桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 23 页 共 44 页式中 py溢流阀的调整压力(Pa)； qy经溢流阀流回油箱的流量(m 3/s)。(4)油液流经阀或管路的功率损失Ph4 pq式中 p通过阀或管路的压力损失(Pa)； q通过阀或管路的流量(m 3/s)。由以上各种损失构成了整个系统的功率损失，即液压系统的发热功率Phr Phl Ph2 Ph3 Ph4上式适用于回路比较简单的液压系统，对于复杂系统，由于功率损失的环节太多，一一计算较麻烦，通常用下式计算液压系统的发热功率Phr PrPc式