多功能翻身床的相关计算

毕业设计（论文）原创性申明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中特别加以标注引用，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名 ： 日期 ： 年 月 日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用、毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计（论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名： 签字日期 ： 年 月 日 签字日期 ： 年 月 日摘 要在未来10到20年我国人口将达到15亿多，那时六十岁以上人口的人数将达到总人口的50%多，一对年轻夫妻伺候八个老人是很普遍的，老年化得人数不断增加失去自理能力占老年总数的30%到40%，事故伤残人员半身不遂人员高位截瘫也越来越巨大他们需要庞大的护理队伍而现代社会床具没有能左、右翻身及设置的桌面方便阅读,就餐.因此重伤病号、半身不遂、高位截瘫的病人不能象正常人一样随意翻身，尤其是体重的病人在护理人员的帮助下翻一次身也很麻烦和不方便，也不及时，很容易造成病人生疮溃烂，因没有辅助设施使病人不能消遣多余的时间等人生疮溃烂，很容易造成病，多功能翻身床特别适合医院、家庭的重伤、半身不遂、高位截瘫、体重的病人，使病人有个舒适的感受，他们自己控制开关随时翻身不生褥疮，减轻病人的痛苦，有利康复效果非常明显。关键词：医疗设备；多功能翻身床；医院病床；设计AbstractIn the next 10 to 20 years Chinas population will reach more than 1.5 billion, then the number of people over six years old will reach more than 50% of the total population, a young husband and wife wait on eight elderly is very common, the number of aging have been increase the total number of lost self-care ability was aged 30% to 40%, accident disabled staff officers paraplegia paraplegia increasingly great care that they need a large team of the modern bed not able to left, right turn over and set the desktop to facilitate reading , dining. so seriously sick, hemiplegia, paraplegia, as normal as the patients can not turn around freely, especially in patients with body weight with the help of the nurses have turned a lot of trouble and inconvenience to themselves, nor in time can easily lead to patients with sores fester, because there is no support facilities so that patients can not spare the time and others recreational sores fester, it is likely to cause disease, multi-turning-bed suitable for hospitals, families of serious injuries, hemiplegia, paraplegia, weight of patient, so patients a comfortable feeling, their own control switch does not turn over any health bedsores, to reduce the patients pain, recovery from the effect was very obvious.Key word: Medical equipment；Multi-functional over a bed；Hospital beds；design；目 录中文摘要2英文摘要2目 录31 液压传动系统的设计与计算1.1明确系统的设计要求51.2分析系统的工况51.3液压缸的计算61.3.1液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算71.3.2 液压缸壁厚和外径的计算101.3.3液压缸工作行程L的确定121.3.4 液压缸缸盖厚度的确定121.3.5液压缸缸体长度的确定131.4 液压缸结构的设计131.4.1缸体与缸盖的连接形式131.4.2活塞杆与活塞的连接形式141.4.3活塞杆导向部分的结构141.4.4 活塞及活塞杆处密封圈的选用141.5 液压缸的安装连接结构151.5.1 液压缸的安装形式151.5.2 液压缸进、出油口形式及大小的确定151.6 液压缸主要零件的材料和技术要求151.6.1 缸体151.6.2 活塞151.6.3 活塞杆151.6.4 缸盖161.7 液压缸固定处削轴的验算162 驱动与控制系统的设计2.1行走驱动液压缸的设计计算212.1.1 液压缸主要尺寸的确定212.1.2液压缸的结构设计212.2驱动系统方案的选择252.3驱动方案的确定263 液压泵的计算与设计3.1 液压泵参数的计算与选型273.2 电动机的计算与选型273.3 液压控制阀的选择283.4 液压辅件的选择29 3.4.1 过滤器的选型293.4.2 油箱的选型与设计303.4.3 管件的选择313.4.4 密封装置323.5 液压泵站的结构设计324 单片机设计345 床体附件销轴的验算356 多功能翻身床所用液压元件一览表42结 语43参考文献44附 录45后 记461液压传动系统的设计与计算1.1明确系统的设计要求现设计一台多功能翻身的病床，工作要求如下：液压缸伸进左侧床板缓慢匀速升起达到规定的角度停止-保持在此角度一段时间后液压缸退回左侧床板匀速缓慢下降，与床板齐平停留一段时间后液压缸伸进右侧床板缓慢匀速升起到达定的角度停止保持在此角度一段时间后液压缸退回右侧床板匀速缓慢下降，与床板齐平液压缸伸进左侧床板缓慢匀速升起达到规定的角度停止保持在此角度一段时间液压缸退回仰座床板匀速缓慢下降，与床板齐平。1.2分析系统工况该液压系统的液压缸的伸进和退回均为匀速4mm/s，最大行程是692.8mm，工作负载为2000N，启动换向时间t=5s，a=4毫米每平方，静摩擦系数Fs=0.2动摩擦系数Fa=0.1。速度循环图和负载循环图如下图示液压系统图： 1.3液压缸的计算1.3.1液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算.初选液压缸的工作压力液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定的，对于不同用途的液压缸，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。参考同类设计，初定液压缸的工作压力为=1.2 MPa。.确定液压缸的主要结构尺寸本设计系统选用单作用、液压缸固定的单杆式液压缸。设计取液压缸缸体内径等于活塞杆的直径的三倍，即=3。取液压缸回油腔背压为=0.5MPa。当压力油进入无杆腔时，对活塞产生的推力： (1.1) (1.2) 式中 工作过程中最大的外负载，即活塞杆伸出时最大的推力； 液压缸密封处的摩擦力它的精确值不易求得，常用液压缸的机械效率来进行估算；液压缸的机械效率，一般=0.90.97，设计取 =0.97；将各数值代入公式（1.1）、（1.2），可计算液压缸无杆腔的有效面积： =2.17m=21.7 cm 则液压缸的直径： =5.26 cm=52.6 mm 由=3，可求活塞杆的直径 =/2=52.6/3=26.3mm 设计考虑实际工作条件，设计取液压缸缸体内径=63 mm、活塞杆直径=32mm。可计算液压缸实际的无杆腔的有效面积：cm活塞杆弯曲稳定性的验算活塞杆完全伸出时需考虑活塞杆弯曲稳定性，设定受力完全作用在活塞杆轴线上，主要验算： N 圆截面： m 式中 MPa活塞杆弯曲失稳临界的压缩力，N；安全系数，设计取=4；实际弹性模数；材料组织缺陷系数，钢材一般取；活塞杆截面不均匀系数，一般取；材料的弹性模数，MPa,钢材 =；液压缸安装及导向系数，根据实际安装取 =2；活塞杆横截面惯性矩，m； 液压缸的支承长度，根据设计 =62mm将各数据上述公式，可求得： =9.1 N N =227.5 kN=2 kN 活塞杆弯曲稳定性满足设计要求。.液压缸的工作压力的确定根据设计选取缸径和活塞杆的直径，计算无杆腔有效面积=31.17 cm 有杆腔有效面积=28.03 cm。计算出活塞杆伸出时所需液压油的压力： MPa 根据计算结果，设计取液压缸的工作压力 =0.45 MPa。.液压缸工作速度确定液压缸处于工作行程时：其活塞杆的行进速度 v为:式中：v活塞杆的行进速度Q进入有杆腔的流量A活塞面积代入数据计算，得：同上当液压缸处于回程时：其活塞杆的行进速度 v为:1.3.2 液压缸壁厚和外径的计算.液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚不同而各异。一般设计可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸一般用无缝钢管材料，大多数属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算： (4.3)式中 液压缸的壁厚，m； 液压缸的内径，m； 试验压力，MPa ,一般取最大工作压力的（1.251.5）倍，设计取 =1.251.5=1.875MPa； 缸筒的材料的许用应力, MPa, 缸筒的材料选用无缝钢=100110 MPa,设计取 =100 MPa。将各数据代入上式(4.3)，计算出液压缸的壁厚为： 设计取 =12 mm。则液压缸缸体的外径： mm .液压缸壁厚的验算液压缸壁厚的验算应包括以下四个方面：（1）额定工作压力应低于一定的极限值，以保证工作安全： MPa (4.4)式中 额定工作压力，MPa； 缸筒材料的屈服强度，MPa，设计选用缸筒材料为：45钢，则=335 MPa。 液压缸缸体的外径； 液压缸缸体的内径；将各已知数据代入上式(4.4)，得： 计算知：额定工作压力远小于一定的极限值。（2）额定压力也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生： （0.350.42） MPa （0.350.42）=（0.350.42）=（1.822.18）MPa =1.2MPa 式中 缸筒发生完全塑性变形的压力，MPa；（3）验算缸筒径向变形应处在允许的范围内： D= (4.5)式中 缸筒耐压试验压力，MPa，设计取 =6.16 MPa；缸筒材料的弹性模数，MPa，设计取 MPa；缸筒材料的泊松比，钢材：=0.3；将已知各数据代入上式(4.5)，求得： =0.099 mm 查手册，变形量没有超出密封圈的允许范围。（4）验算缸筒的爆裂压力是否远大于耐压试验压力： =2.36 =11.5 MPa=6.16 MPa式中 缸筒的爆裂压力；缸筒材料的抗拉强度，MPa，设计取 =610 MPa；通过以上四方面的计算知：液压缸壁厚满足要求。1.3.3液压缸工作行程L的确定液压缸工作行程的长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，选取L=692.8mm。最小导向长度H的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度）增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。对于一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求: 式中： L液压缸的最大行程； D液压缸的内径。 1.3.4 液压缸缸盖厚度的确定液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求进行近似计算：无孔时： 有孔时： 式中 缸盖的有效厚度，m； 缸盖止口内径，m； 缸盖孔的直径，m； 试验压力，MPa ,设计取 =1.875 MPa；则液压缸无孔后缸盖的厚度： =3.73 mm 液压缸前缸盖的厚度： =4.52 mm 将计算的数据圆整设计取值：后缸盖的厚度=4 mm；前缸盖的厚度=5 mm。1.3.5液压缸缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应大于活塞的行程、缸盖滑动支承面的长度与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑端盖的厚度。活塞的行程等于活塞杆的行程为：692.8 mm；缸盖滑动支承面的长度，根据液压缸的内径而定：当D80mm时，取=（0.8-1.2）D ，设计=37.8 mm；活塞的宽度一般取=（0.6-0.8）D ，故设计= 37.8 mm。则液压缸缸体内部长度： 692.837.837.8=768.4 mm 考虑实际，取液压缸缸体内部长度=770 mm，则缸体外形长度=780 mm。1.4液压缸结构的设计 液压缸是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动的机械能。液压缸的结构形式为活塞缸，其作用方式为单作用液压缸，即一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方向依靠重力实现。液压缸结构简图如下：液压缸结构简图1活塞杆；2法兰盖；3缸盖；4、7密封圈；1.4.1缸体与缸盖的连接形式缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。设计选用缸体与缸盖的连接形式：法兰连接，结构形式简图如图法兰连接结构形式简图 法兰连接结构的优点：结构简单、成本低、易于加工、便于装拆、强度较大、能承受高压。1.4.2活塞杆与活塞的连接形式活塞杆与活塞的连接形式分：整体式结构和组合式结构；组合式结构 又分为螺纹连接、半环连接和锥销连接。设计选用：螺纹连接形式。其特点：结构简单、在振动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置、应用较多。1.4.3活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构采用：端盖整体式直接导向。其特点：端盖与活塞杆直接接触导向，结构简单，但磨损后只能更换整个端盖。1.4.4 活塞及活塞杆处密封圈的选用活塞及活塞杆处的密封圈的选用，应根据密封的部位、使用压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。选用密封圈密封的优点：（1）结构简单，制造方便，成本低；（2）能自动补偿磨损；（3）密封性能可随压力加大而提高，密封可靠；（4）被密封的部位，表面不直接接触，所以加 工精度可以放低（5）既可用于固定件，也可用于运动件。设计选用：O 型密封圈，其截面结构简图如图O 型密封圈截面简图1.5 液压缸的安装连接结构液压缸的安装连接结构包括液压缸的安装结构、液压缸进出油口的连接等。1.5.1.液压缸的安装形式根据设计的工作要求和安装位置，选用：首、尾部均采用耳环的安装形式。即缸体固定，活塞杆运动。1.5.2.液压缸进、出油口形式及大小的确定液压缸进、出油口设计布置在缸体上，液压缸设计无专用的排气装置，进、出油口设在液压缸的侧面，以便空气能首先从液压缸排出。进、出油口的形式选用：螺孔连接，安装尺寸：M181.5。1.6 液压缸主要零件的材料和技术要求液压缸主要零件如缸体、活塞、活塞杆、缸盖的材料和技术要求如下：1.6.1缸体材料：QT600-02；主要表面粗糙度：液压缸内圆柱表面粗糙度为Ra=0.2-0.4；技术要求：（1）内径用H9的配合；（2）内径圆度、圆柱度不大于直径公差之半；（3）缸体与端盖采用螺纹连接时，螺纹采用H6级精度；（4）为防止腐蚀和提高寿命，内径表面可以镀0.030.04 mm厚的硬铬，再进行抛光，缸体外涂耐腐蚀油漆。1.6.2活塞材料：45钢；主要表面粗糙度：活塞外圆柱表面粗糙度为Ra=0.8-1.6；技术要求：（1）外径D的圆度、圆柱度不大于外径公差之半；（2）活塞外径用橡胶密封圈密封时可取f7-f9配合，内径与活塞杆的配合可取H8。1.6.3活塞杆材料：45钢；主要表面粗糙度：杆外圆柱表面粗糙度为Ra=0.4-0.8；技术要求：（1）材料热处理：调质20-25HRC；（2）外径表面直线度在500mm长度不大于0.03mm；（3）与活塞的连接可采用H8/h8配合。其简图如图 活塞杆简图1.6.4缸盖材料：HT200；主要表面粗糙度：配合表面粗糙度为Ra=0.8-1.6 um；技术要求：（1）配合表面的圆度、圆柱度不大于直径公差之半；（2）端面A、B对孔轴线的垂直度在直径1000 mm上不大于0.04 mm；（3）对D的同轴度不大于0.03 mm1.7液压缸固定处销轴的验算液压缸固定处销轴的材料均采用45号调质钢，其许用弯曲应力 =60Mpa，剪切疲劳极限为1)液压缸上部的销轴 （1）求支反力根据静力平衡方程求得支反力: Fra=F/2=1000N Frb=F/2=1000N Fs=F/2=1000N（2）绘制轴的剪力图和弯矩图初估销轴的直径故d=22mm校核其强度：故该销轴强度通过(2)液压缸底座的销轴设计与校核（1）求支反力根据静力平衡方程求得支反力: Fra=F/2=1150N Frb=F/2=1150N Fs=F/2=1150N（2）绘制轴的剪力图和弯矩图初估销轴的直径故d=22mm校核其强度：故该销轴强度通过2 驱动与控制系统的设计2.1 行走驱动液压缸的设计计算2.1.1 液压缸主要尺寸的确定如下图所示：图（2.1）D=64mmd=32mm液压缸的最大行程L=692.8mm最小导向长度H=66.14mm活塞的宽度B=37.8mm缸盖滑动支撑面的长度l=37.8mm 2.1.2液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后，就进行个部分得结构设计。主要包括：缸体与缸盖得连接结构,活塞杆与活塞的连接结构，活塞杆导向部分结构，密封装置，缓冲装置，排气装置，及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件不同，结构形式也各不相同。缸体与缸盖的连接形式缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力，缸体材料以及工作条件有关。本设计缸筒与前缸盖采用螺纹连接，缸筒与后缸盖采用焊接。这类液压缸适用于中型液压缸，能承受较大的冲击载荷和恶劣的外界环境条件。缸筒的设计：缸筒的材料：一般要求有足够的强度和冲击韧性，缸筒的材料采用焊接性良好的液压缸筒用精密内径无缝刚管，材料45钢。根据前面的计算结果：主要满足缸筒的外径为64mm, 内径为63mm。缸筒的CH端开有油口，其油口的连接。缸筒的技术要求：缸筒内径表面的粗糙度取。缸筒内径应进行研磨不得有纵向和横向刀痕。活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆连接有多种型式，所有型式均需有锁紧措施，以防止工作时由于往复运动而松开。同时在活塞和活塞杆之间设置静密封。密封型式根据工作条件来定。活塞的结构有整体和组合活塞两类。整体活塞可才用活塞环，O形密封圈，唇形密封圈及迷宫密封等。组合活塞可采用组合密封，但结构较复杂，加工工作量大。本设计采用O形密封的设计。这种设计的活塞密封圈结构简单。当活塞和缸筒密封时采用组合密封的设计。这种设计的活塞密封圈密封性好，耐磨性好，结构简单紧凑，工作位置稳定。内部活塞杆和活塞之间的O形密封圈，由于活塞杆和活塞连接配合处的活塞内径为查表选取: 名称O形橡胶密封圈的尺寸与公差标准=摘自GB/T 3452.1-1992 参照ISO3601/1-1988内径d1=40.0内径极限偏差=0.30截面直径d2=1.800.08截面直径d2=2.650.09截面直径d2=3.550.10截面直径d2=5.300.13截面直径d2=7.000.15活塞的技术要求：设计的活塞选用35号钢。活塞与活塞杆的配合为: 活塞与缸筒的配合为: 外径粗糙度为：活塞杆的设计活塞杆的技术要求：设计的活塞杆选用45号钢。活塞杆和前端盖配合为：；活塞杆表面的粗糙度；强度验算：活塞杆的直径通常是按照液压缸的速度或速比的要求来确定的，然后再校核结构强度和稳定性。先前计算中按照速比确定了活塞杆的直径为。按强度条件校核 当活塞杆的长度时，应按强度条件校核活塞杆直径： （2.1） 式中：F-活塞杆推力活塞杆材料的许用应力 式中代入式（2.1）数据计算得：满足强度条件。活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与缸盖、导向环的结构、密封、防尘和锁紧装置等。导向环的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可以做成与端盖分开的结构。导向环的位置可安装在密封圈的内侧。本设计采用做成与端盖分开的结构。两个缸盖的设计:后缸盖的设计：其具体结构见下图，后缸盖上开有进油口、密封槽。前缸盖的设计：内侧开有密封圈的沟槽，伸入缸筒内的缸盖部分也开有密封沟槽。液压缸推力的计算液压缸的效率液压缸的效率包括机械效率和容积效率。机械效率是由各运动件摩擦损失造成的，在额定压力下，通常可取。容积效率是由各密封件泄漏造成的，当采用弹性体密封圈时，总效率为：当液压缸的无杆腔进油时，液压油作用在活塞上的推力F： （1.3）式中 ：D活塞直径 p工作行程时工作压力代入式（1.3）数据计算，得：代入式（1.3）数据计算，得：当液压缸的无杆腔进油时，液压油作用在活塞上的推力F： 式中 d活塞杆直径代入数据计算，得： 缸筒和前缸盖连接处的螺纹选用M903。名称普通螺纹的基本牙型及基本尺寸标准=摘自GB/T 192-1981，单位=(mm)公称直径D、d第一系列=90螺距p=3中径D2或d2=88.051小径D1或d1=86.7522.2驱动系统方案的选择液压驱动床板翻转的工作原理是以压力油作为驱动力而进行工作的，被驱动件的运动速度，决定于油液在油缸（直线油缸）内容积变化的快慢，而驱动力的大小，则决定于油液的单位压力及作用的有效面积。1、液压驱动的特点输出力大体积小。作为传力介质的液压油，其可压缩性不大（高压研究动态性能时不可忽略），能传递的压力大。在同等的功率下，液压传动装置的体积小，重量轻，运动习惯量小，动态性能好。控制性能好。液压系统中，借助于调节阀可以方便地改变系统的压力、流量和方向，能实现无级调整和缓冲定位，以适应不同的工作要求。适用范围广。采用液压传动，右以实现无间隙传动，运动平衡，定位精度比气动高，自我润滑性能好，寿命长，易实现三化。液压系统的缺点是密封性能差，易污染环境，防水性能由于油液粘温性能差，限制液压驱动只能在常温下工作。另外，油液中如果混入气体，将会降低传动机构的刚性，低速爬行，音响定位精度，与气动设备相比成本高。由于以上原因，某些场合限制了其应用。2.3 驱动方案的确定1、针对于本设计，液压驱动还有以下主要的优点：1）液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置；2）重量轻，体积小，运动惯性小，反应速度快；3）操作方便，容易控制，可以实现大范围的无级调速；4）可以自动实现过载保护；5）可以自动行润滑，不需要另加润滑剂，使用寿命长。6）容易实现自动化，当采用电液联合控制时，不仅可以实现更高程度的自动化，而且还可以实现远程控制。当然，各种驱方式均具有各自的特点，但与其他几种液压驱动方式相比较，液压驱动的优点更为突出，同时，为尽量在一个自动化系统中采用同一种驱动方式（必要时可以选择几种，应根据要求选择），结合本设计的特点，以及工艺要求、使用条件、资金等具体情况全面考虑综合分析，最后选择液压驱动作为本设计的驱动方式为本设计的最佳方案。3 液压泵站的计算与设计3.1 液压泵参数的计算与选型液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。选择液压泵主要根据系统最高工作压力与最大流量。1.液压泵最高工作压力的计算 设计系统中三个液压缸的工作压力为=1.2 MPa，取进油路总压力损失=0.5 MPa，时间继电器可靠动作压力差取0.5 MPa，则液压泵最高工作压力： =+=1.2+0.5=1.6 MPa因此，液压泵的额定压力可取：Pr1.11.6=1.76 Mpa取Pr=2.5Mpa2. 液压泵最大流量的计算 1.11 (0.9351+0.2*0.9351)=1.23L/min 设计取根据上面计算所需的液压泵的最高压力和最大流量，查手册产品样本，选用：CB-B2.5型单齿轮泵，参数如下单齿轮泵型号: CB-B2.5理论排量/mLr(-1): 2.5压力/MPa|额定: 2.5转速/rmin(-1)|额定: 1450容积效率/%: 0.70驱动功率/kW(额定工作状况): 0.13Kw3.2 电动机的计算与选型液压系统采用单齿轮泵供油，液压泵的额定压力2.5 Mpa，液压泵最大流量3.625L/min，取总效率为0.9。电动机的功率： 据此查样本选用：Y180M-4型异步电动机， 参数如下电机名称 Y系列三相异步电动机类别代号 Y 型号规格 Y180M-4 极数 4 额定功率 （kw） 22转速 （r/min） 1457电压 （V） 380额定电流 （A） 43.5效率 （%） 89.5功率因数 （cos） 0.86堵转电流/额定电流 7.0堵转转矩/额定转矩 1.9噪声 （dB(A)） 85机座号 160L 最大长度 （mm） 585最大宽度 （mm） 480最大高度 （mm） 4053.3 液压控制阀的选择 液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。属控制元件。液压阀基本工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量q与阀口前后压力差p和阀口面积 A 有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯上的力是否平衡则根据结构形式需要具体分析。根据用途不同分类：（1）压力控制阀：用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。（2）流量控制阀：用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。（3）方向控制阀：用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。液压阀的性能参数：（1）公称通径：代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。（2）额定压力：阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。选择液压阀的基本要求：（1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。（2）阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。（3）所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。（4）结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量，可选出液压阀的型号及规格。本设计系统所有液压阀的额定压力为31.5 MPa，额定流量定为114 L/min。查手册，选取各阀的型号如下：（1）调速阀：QF3-E6*B通径6mm，流量为1ml/min，额定压力6.3Mpa，最小稳定流量1ml/min，最大流量6.3L/min，最低工作压力0.5Mpa（2）换向阀：4WE5E6.0/AW220-50Z5L电磁换向阀，如下图（3）溢流阀：YF3-10B电磁溢流阀；通径：10 mm；额定流量：63 L/min。3.4 液压辅件的选择液压辅件是系统的一个重要组成部分，它包括过滤器、油箱、管件、密封装置、压力表装置等。液压辅件的合理设计和选用在很大程度上影响液压系统的效率、噪声、温升、工作可靠性等技术性能。3.4.1 过滤器的选型过滤器的功用：滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。过滤器的选用要求：（1）过滤精度应满足系统要求：过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。不同液压系统对过滤器的过滤精度要求见推荐表。0.1mm为粗滤器； 0.01mm为普通滤器；0.005mm为精滤器；0.001mm为特精滤器。（2）要有足够的通油能力：通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。（3）要有一定的机械强度，不因液压力而破坏。 （4）要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等。（5）要清洗更换方便。根据设计所需要的流量选用：ZU-H100x180-J滤清器（6）要清洗更换方便。过滤器的安装：（1）安装在泵的吸油口：用于保护泵，可选择粗滤器，但要求有较大的通流能力，防止产生气穴现象。（2）安装在泵的出口：须选择精滤器，以保护泵以外的元件。要求能承受油路上的工作压力和压力冲击。（3）安装在系统的回油路上：滤去系统生成的污物，可采用滤芯强度低的过滤器。为防止过滤器阻塞，一般要并联安全阀或安装发讯装置。（4）安装在系统的支路上：当泵的流量较大时，为避免选用过大的过滤器，在支路上安装小规格的过滤器。（5）安装在独立的过滤系统中：通过不断循环，专门滤去油箱中的污物。（6）安装过滤器应注意：过滤器只能单向使用。过滤器的安装位置如下图： 过滤器的安装位置3.4.2 油箱的选型与设计油箱的功用有以下几点：（1）储存系统所需的足够油液；（2）散发油液中的热量；逸出溶解在油液中的空气；（3）沉淀油液中的污物；（4）对中小型液压系统，泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。（一） 油箱容积的确定 油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。油箱的有效容积可近似确定为：在低压系统中（ MPa）可取： 在中压系统中（ MPa）可取： 在中高压或高压大功率系统中（6.3 MPa）可取： 式中 油箱的有效容积； 液压泵的额定流量。该设计系统的压力为1.2 MPa，属于低压小功率系统，因此设计油箱的有效容积为： 应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因自重作用而流回油箱。为了防止液压油从油箱溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过油箱高度的80。（二）油箱结构的设计设计采用钢板焊接的分离式液压油箱。（1）油箱的外形尺寸液压油箱的有效容积确定后，设计液压油箱的外形尺寸，为了提高冷却效率在安装位置不受限制时 ，可将液压油箱的容量予以增大。结合实际设计液压油箱外形各尺寸：长：1000 mm 、宽：900 mm 、高：500 mm。（2）油箱中应设吸油过滤器，为方便清洗过滤器，油箱结构要考虑拆卸方便。（3）油箱底部应做成适当斜度，并设置放油塞。油箱箱盖上应安装空气滤清器，其通气流量不小与泵流量的1.5倍。大油箱还应在侧面设计清洗窗口。（4）油箱侧壁要安装油位指示计，以指示最高、最低油位。新油箱要做防锈、防凝水处理。（5）吸油管与回油管要用隔板分开，