机械毕业设计（论文）高性能液压站设计【全套图纸】

1、目 录绪论3第一章 我国液压行业发展概况41.1发展历程41.2 目前状况51.3 液压气动技术发展趋势61.3.1 影响发展的主要因素61.3.2 今后发展走势7第二章 液压泵站的介绍10第三章 泵站的设计及元件和辅助件的选择113.1 液压泵和电机的选择113.1.1 液压泵的选择113.1.2计算液压泵所需电动机的功率123.1.3联轴器133.1.4传动底座133.2 油箱的设计143.2.1油箱的作用及分类143.2.2油箱容积的确定153.2.3油箱的结构163.3 管路的计算173.3.1管子内径和壁厚的计算方法173.3.2安装油管时的注意事项183.4 阀板的设计203.4.

2、1阀板的设计步骤203.4.2本设计中主要用阀213.5 加热器的选择243.6 冷却器的选择253.7 蓄能器的选择263.7.1蓄能器的用途263.7.2蓄能器的类型和特点263.7.3蓄能器的计算273.7.4检查蓄能器充气压力的方法293.8 过滤器的选择303.9 自过滤系统33第四章验算系统的技术性能354.1系统的压力损失计算364.1.1管路的沿程压力损失pf364.1.2局部压力损失pr364.1.3阀类元件的压力损失pv364.2液压冲击计算374.2.1液压冲击的定义374.2.2液压冲击的危害374.2.3冲击波的传播速度374.2.4液压冲击的最大压力升高值的计算38

3、4.3液压系统的发热温升的计算39参考文献40致谢41绪论 液压传动是一种传动形式，也是一种能量转换装置。它利用液体的压力来传递能量，与纯机械系统相比有许多优点，近年来发展较快，随着各项技术的完善，各方面都有了长足的进步。尤其是和计算机的结合也由拼装、混合到整合，步步深入，在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以精确的控制， 液压传动已经位居各种传动之首。这些情况使液压传动中的元件类型、油路结构、系统设计和制作工艺等发生了深刻的变化，也改变了人们对它进行的认识、分析和综合的方式方法。随着液压技术的不断完善，和工业发展的需要，液压技术在各行各业中得到了广泛的应用，而且各行业的液压系统也各有特点

4、。在这次设计过程中，得到了各位老师和同学的大力帮助，在此一并表示感谢！受自身水平所限，设计中难免存在缺点和不足，恳请各位老师批评和指正第一章 我国液压行业发展概况1.1发展历程 我国液压（含液力，下同）、气动和密封件工业发展历程，大致可分为三个阶段，即：20世纪50年代初到60年代初为起步阶段；6070年代为专业化生产体系成长阶段；8090年代为快速发展阶段。其中，液压工业于50年代初从机床行业生产仿苏的磨床、拉床、仿形车床等液压传动起步，液压元件由机床厂的液压车间生产，自产自用。进入60年代后，液压技术的应用从机床逐渐推广到农业机械和工程机械等领域，原来附属于主机厂的液压车间有的独立出来，成

5、为液压件专业生产厂。到了60年代末、70年代初，随着生产机械化的发展，特别是在为第二汽车制造厂等提供高效、自动化设备的带动下，液压元件制造业出现了迅速发展的局面，一批中小企业也成为液压件专业制造厂。1968年中国液压元件年产量已接近20万件；1973年在机床、农机、工程机械等行业，生产液压件的专业厂已发展到100余家，年产量超过100万件，一个独立的液压件制造业已初步形成。这时，液压件产品已从仿苏产品发展为引进技术与自行设计相结合的产品，压力向中、高压发展，并开发了电液伺服阀及系统，液压应用领域进一步扩大。气动工业的起步比液压稍晚几年，到1967年开始建立气动元件专业厂，气动元件才作为商品生产

6、和销售。含橡塑密封、机械密封和柔性石墨密封的密封件工业，50年代初从生产普通o型圈、油封等挤压橡塑密封和石棉密封制品起步，到60年代初，开始研制生产机械密封和柔性石墨密封等制品。70年代，在原燃化部、一机部、农机部所属系统内，一批专业生产厂相继成立，并正式形成行业，为密封件工业的发展成长奠定了基础。 进入80年代，在国家改革开放的方针指引下，随着机械工业的发展，基础件滞后于主机的矛盾日益突出，并引起各有关部门的重视。为此，原一机部于1982年组建了通用基础件工业局，将原有分散在机床、农业机械、工程机械等行业归口的液压、气动和密封件专业厂，统一划归通用基础件局管理，从而使该行业在规划、投资、引进

7、技术和科研开发等方面得到基础件局的指导和支持。从此进入了快速发展期，先后引进了60余项国外先进技术，其中液压40余项、气动7项，经消化吸收和技术改造，现均已批量生产，并成为行业的主导产品。近年来，行业加大了技术改造力度，19911998年国家、地方和企业自筹资金总投入共约20多亿元，其中液压16亿多元。经过技术改造和技术攻关，一批主要企业技术水平进一步提高，工艺装备得到很大改善，为形成高起点、专业化、批量生产打下了良好基础。近几年，在国家多种所有制共同发展的方针指引下，不同所有制的中小企业迅猛崛起，呈现出勃勃生机。随着国家进一步开放，三资企业迅速发展，对提高行业水平和扩大出口起着重要作用。目前

8、我国已和美国、日本、德国等国著名厂商合资或由外国厂商独资建立了柱塞泵/马达、行星减速机、转向器、液压控制阀、液压系统、静液压传动装置、液压件铸造、气动控制阀、气缸、气源处理三联件、机械密封、橡塑密封等类产品生产企业50多家，引进外资2亿多美元。 1.2 目前状况 经过40多年的努力，我国液压、气动和密封件行业已形成了一个门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。据1995年全国第三次工业普查统计，我国液压、气动和密封件工业乡及乡以上年销售收入在100万元以上的国营、村办、私营、合作经营、个体、“三资”等企业共有1300余家，其中液压约700家，气动和密封件各约300余家。按1996年国

9、际同行业统计，我国液压行业总产值23.48亿元，占世界第6位；气动行业总产值4.19亿元，占世界第10位。 通过技术引进，自主开发和技术改造，高压柱塞泵、齿轮泵、叶片泵、通用液压阀门、油缸、无油润滑气动件和各类密封件第一大批产品的技术水平有了明显的提高，并可稳定的批量生产，为各类主机提高产品水平提供了保证。另外，在液压气动元件和系统的cad、污染控制、比例伺服技术等方面也取得一定成果，并已用于生产。目前，液压、气动和密封件产品总计约有3000个品种、23000多个规格。其中，液压有1200个品种、10000多个规格（含液力产品60个品种、500个规格）；气动有1350个品种、8000多个规格；

10、橡塑密封有350个品种、5000多个规格，已基本能适应各类主机产品的一般需要，为重大成套装备的品种配套率也可达60%以上，并开始有少量出口。 我国液压、气动和密封工业虽取得了很大的进步，但与主机发展需求，以及和世界先进水平相比，还存在不少差距，主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。以液压产品为例，产品品种只有国外的1/3，寿命为国外的1/2。为了满足重点主机、进口主机以及重大技术装备的需要，每年都有大量的液压、气动和密封产品进口。据海关统计及有关资料分析，1998年液压、气动和密封件产品的进口额约2亿美元，其中液压约1.4亿美元，气动近0.3亿美元，密封约0.3亿美元，比1997年稍有下降。

11、按金额计目前进口产品的国内市场占有率约为30%。1998年国内市场液压件需求总量约600万件，销售总额近40亿元；气动件需求总量约500万件，销售总额7亿多元；密封件需求总量约11亿件，销售总额约13亿元。 1.3 液压气动技术发展趋势 1.3.1 影响发展的主要因素 (1)企业产品开发能力不强，技术开发的水平和速度不能完全满足先进主机产品、重大技术装备和进口设备的配套和维修需要； (2)不少企业的制造工艺、装备水平和管理水平都较落后，加上质量意识不强，导致产品性能水平低、质量不稳定、可靠性差，服务不及时，缺乏使用户满意和信赖的名牌产品； (3)行业内生产专业化程度低，力量分散，低水平重复严重

12、，地区和企业之间产品趋同，盲目竞争，相互压价，使企业效益下降，资金缺乏、周转困难，产品开发和技术改造投入不足，严重地制约了行业整体水平的提高以及竞争实力的增强； (4)国内市场国际化程度日益提高，国外公司纷纷进入中国市场参与竞争，加上国内私营、合作经营、个体、三资等企业的崛起，给国有企业造成愈来愈大的冲击。 1.3.2 今后发展走势 社会需求永远是推动技术发展的动力。降低能耗、提高效率、适应环保需求、机电一体化、高可靠性等是液压技术继续努力的目标，也是液压产品参与市场竞争的关键。综合国内外专家的意见，走向二十一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

13、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：、减少能耗，充分利用能源；、控制污染；、故障诊断和主动维护；、机电一体化，实现液压系统柔性化和智能化；、液压cad技术，尤其是cad/cam/capp的推广应用；新材料和新工艺的应用。 具体来说： 1减少能耗,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方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，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。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用

14、集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。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，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。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。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。2主动维护液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设

15、备恶性事故的发展。要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这

16、是液压行业努力的方向。3机电一体化电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：(1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压on-oe系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展,压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。(2)发展和计算机直接接口的功耗为5ma以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀(小

17、于3ms)等。(3)液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断,由于计算机的价格降低,监控系统,包括集中监控和自动调节系统将得到发展。(4)计算机仿真标准化，特别对高精度、“高级”系统更有此要求。(5)由电子直接控制元件将得到广泛采用，如电子直接控制液压泵，采用通用化控制机构也是今后需要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。液压（含液力、下同）、气动、密封件，是各类现代化机械装备的动力，传动与控制的关键基础件。它们直接决定着主机的性能、水平、质量及可靠性。建国以来，与机械工业各类主机相比，本行业起步较晚，其发展已严重影响和制约主机的现代化水平。此问题引起国家领导和上级主

18、管部门的重视，近年来作为国家重点支持的产业，在规划、引资、引进技术及科研开发等方面得到重点支持。目前液压、气动、密封工业被列为机械工业振兴发展的四大重点之一。 第二章 液压泵站的介绍液压泵站是液压系统的动力源，它向系统提供一定压力、流量和清洁度的工作介质，是液压系统的重要组成部分。液压泵站适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械上。液压泵站的结构形式，主要以泵装置的结构形式、安装位置及冷却方式来区分，按泵装置的机构形式安装位置可分三种：（1） 上置立式：泵装置立式安装在油箱盖板上，主要用于定量系统。（2） 上置卧式：泵装置卧式安装在油箱盖板上，主要用于变量泵系统，以便于流量调节。（3） 旁置式

19、：泵装置卧式安装在油箱旁单独的基础上，旁置可装备备用泵，主要用于大容量油箱。按站的冷却方式可分为两种：1. 自然冷却：靠油箱本身与空气热交换冷却，一般用于油箱容量小于250升的系统。2. 强迫冷却：采用冷却器进行强制冷却，一般用于油箱容量大于250升的系统。液压系统通常由以下五个相对独立的单元组合而成，它们是：泵组、油箱组件、控温组件、蓄能器组件及过滤器组件。实际上可以根据不同的要求进行合理取舍，设计出与工况相识应的液压泵站。泵组由液压泵、原动机、联轴器、传动底座及管路附件等组成。油箱用于存储系统所需的足够的油液，散发系统工作时产生的一部分热量、分离油液中的气体和沉淀物。控温组件有升温和降温两

20、种控制组件组成。当液压系统的自身热平衡不能使工作介质处于合适的温度范围时，应在液压系统中设置控温组件，使介质温度始终处于设定的范围内。蓄能器组件通常由蓄能器、控制装置、支承台架等部件组成。在液压站中应用最广泛的是气囊式蓄能器。过滤组件的作用是从液体中分离非溶性固体微粒，防止颗粒污染物对液压元件的磨损和堵塞小截面流道，防止油液本身的劣化变质，保持工作介质的清洁度。第三章 泵站的设计及元件和辅助件的选择3.1 液压泵和电机的选择3.1.1 液压泵的选择选择液压泵的主要原则是满足系统的工况要求，并以此为根据确定泵的输出量、工作压力和结构型式。（1） 确定泵的额定流量泵的流量应满足执行元件最高速度要求

21、，所以泵的输出量q应根据系统所需的最大流量和泄漏量来确定，即 qkq式中：q-泵的输出流量(min); k-系统的泄漏系数，一般k=1.1-1.3(管路长取大值，管路短取小值)；-执行元件实际需要的最大流量（l/min）由计算所得的流量选用泵有以下几种情况 ：1. 如果系统由单泵供给一个执行元件，则按执行元件的最高速度要求选用液压泵。2. 如果系统由双泵供油，则按工作进给的最高速度要求选用小流量泵；快速进给由双泵同时供油，应按快进的速度要求，求出快速进给的需油量，从中减去工作进给的小流量泵的流量，即为大流量泵的流量。3. 系统由一台液压泵供油给几个执行元件，则应计算出各个阶段每个执行元件所需流

22、量，作出流量循环图，按最大流量选取泵的流量。4. 多个执行元件同时动作，应按同时动作的执行元件的最大流量之和确定泵的流量。5. 如果系统中有蓄能器做执行元件的能源补充，则泵的流量规格可选小一些。6. 对于工作过程始终用节流阀调速的系统，在确定泵的流量时，还应加上溢流阀的最小溢流量（一般取3l/min）.求出泵的输出流量后，按产品样本选确定流量等于或稍大于计算出的泵流量q。值得注意的是：第一，选用的泵额定流量不要比实际工作流量大得太多，避免泵的溢流过多，造成较大的功率损失。第二， 因为确定泵额定流量时考虑了泄漏的影响，所以额定流量比计算所需的流量要大些，这样将使实际速度可能稍大。（2）确定泵的额

23、定压力泵的工作压力应根据液压缸的最高工作压力来确定，即ppkpm 或 pppm+p式中： pp泵的工作压力 pm执行元件的最高工作压力 p进油路和回油路的总压力损失。初算时，对节流调速和较简单的油路可取（0.2-0.5）mpa ;对于进油路设有调速阀和管路较复杂的系统可取（0.5-1.5）mpa； k系数，考虑液压泵至执行元件管路中的压力损失，取k=1.3-1.5液压泵产品样本中，标明的是泵的额定压力和最高压力值。算出pp后，阴暗额定压力来选择泵，应使被选用泵的额定压力等于或高于计算值。在使用中，只有短暂超载场合，或产品说明书中特殊说明的范围，才允许按高压选取液压泵。本设计中，按设计题目要求，

24、泵的额定压力pe=31.5mpa;额定流量qe=40l/min可据此选定轴向柱塞泵 型号 25mcy14-1b 恒力液压厂3.1.2计算液压泵所需电动机的功率液压泵实际需要的输入功率是选择电动机的主要依据。由于液压泵存在着容积损失和机械损失，为了满足液压泵向系统输出所需要的压力和流量，液压泵的输入功率必须大于它的输出功率，液压泵实际需要的驱动功率： pi=pq/6107n = pqt/6107nm = 31.5x106x40/0.8x6x107 = 26.25kw式中： p液压泵的最高实际工作压力（pa）； q液压泵的实际流量(l/min)； pi液压泵的输入功率（kw）； qt液压泵向系统输

25、出的理论流量(l/min)； n液压泵的总效率； nm液压泵的机械效率； 6107单位换算系数。按要求选定电机 型号：y180l-4 机械设计手册 在定量泵电动机功率的计算中，一般取额定的压力和流量。变量泵应根据压力-流量特性曲线计算驱动电动机的功率。因为很多的变量泵的特性是随着工作压力的升高而流量变小(如恒功率变量泵等)，所以不能按最高工作压力和最大流量计算。3.1.3联轴器为了补偿液压泵和电动机在安装是两轴的同轴度误差，通常采用弹性联轴器。常用的联轴器有简单型弹性圈柱销联轴器和弹性圈柱销联轴器。它们的共同特点是传递转矩范围较大，转速较高，弹性较好，能缓冲转矩急剧变化引起的振动，能补偿轴向位

26、移。使用时应注意，弹性圈一定要用耐油橡胶。要定期检查弹性圈，发现损坏应及时更。简单型弹性圈柱销联轴器结构简单，装卸方便，使用寿命长，所以应用较多。按要求选定联轴器 型号：3.1.4传动底座泵组的传动底座在结构上应具有足够的强度和刚度，还应考虑便于安装，检修和在适合的部位设置泄油盘，以防工作介质污染场地。为了减小噪声和振动，当泵组置于油箱盖上时，应加装由弹性材料制成的防振垫。3.2 油箱的设计3.2.1油箱的作用及分类油箱的主要功能：储存系统所需的足够油液；散发系统工作时产生的一部分热量；分离油液中的气体及沉淀污物。按照油箱液面是否与大气相同，可分为开式油箱和闭式油箱。开式油箱应用最广，液面与大

27、气相通，为减少油液污染，油箱盖上应设置空气过滤器。闭式油箱一般分为隔离式和充气式两种。隔离式油箱分为带折叠器的和带挠性隔离器的两种结构。当液压泵工作时，折叠器和挠性隔离器收缩或鼓起，使液面保持大气压力，而外界空气又不与油箱内的油液接触。一般折叠器和挠性隔离器的体积比液压泵的最大流量大25%以上。为防止油箱内液面压力低于大气压力，需安装低压报警器，自动停机装置或自动紧急补油装置。充气油箱又称压力油箱，油箱完全封闭，通入经过虑和干燥的空气，充气压力（0.05-0.07mpa）。压力过高，会使油液中溶入过多的空气。为防止压力过高或过低，应设置安全阀和电接点压力表和报警器，充气油箱的结构与开式油箱相同

28、。按照油箱的形状，分为矩形油箱和圆筒形油箱。通常采用矩形油箱，他便于制造，占地面积小，能充分利用空间。3.2.2油箱容积的确定油箱容积的确定，是设计油箱的关键。油箱容积应能保证当系统有大量供油而无回油时，最低液面应在进油过滤器之上，保证不会吸入空气；当系统有大量回油而无供油，或系统停止运转，油液返回油箱时，油液不致溢出。初始设计时，可依据使用情况，按下面经验公式确定油箱容积。v=aqp=10x40=400l考虑到自过滤系统以及泄漏等方面，确定油箱容积为500l。确定油箱的尺寸： 从散热角度而言，最好把油箱做成正方形或长方形，长、宽、高比例优先选取1：1：1-1：2：3，以便在相同的条件下，得到

29、最大的散热面积。 本油箱选择长方形设计，尺寸如下： 长：1000mm 宽：710m 高：700mm式中： v油箱的有效容积(m3) qp液压泵的流量(m3/min) a经验系数，此处取a=10初算散热面积a=6.65(v2)1/3 =6.65x0.63=4.2m2因为油箱的容积大于250升，原则上应采取强制冷却。如果安装空间不受限制，可是当增大油箱容积，以提高其散热能力。由于本设计中只设计泵站部分，并不是整个液压系统回路。故在此不作按系统发热散热关系确定油箱容量的计算。3.2.3油箱的结构油箱的结构应能使油箱实现存油、散热和分离污物及防止污染的作用。结构设计应注意以下几个问题：（1）.开式油箱

30、液面应和大气连通，为防止空气中的污物进入油箱，油箱上部的通气孔必须配置空气滤清器。一般通气孔兼作注油孔用。（2）.在液压泵的吸油管路上，必须安装网式过滤器，以清除较大的颗粒杂质（0.13-0.14mm），保护液压泵。为了不影响液压泵的吸油能力，过滤器的通油能力必须大于泵流量的两倍。过滤器的安装方式应能便于取出过滤器。（3）.建议在回油路上安装精过滤器，虑除更细微的颗粒杂质，保证流回油箱的油液清洁，以保护液压系统中的液压元件不受细微颗粒杂质的损伤和卡死。系统泄漏的油液经过过滤后返回油箱。（4）.液压泵的吸入油管和回油管的距离应尽可能远些，管口都应插入液面以下，以免发生空吸和回油冲溅产生气泡。管口

31、制成45度斜角，以增大吸油及回油截面，使油液流动速度变化不至过大。斜口应面向箱壁。吸油管离油箱底距离h2d（d为管径），距箱边不小于3d，回油管离箱底距离h3d。（5）.设置隔板将吸油管和回油管隔开，并使油液循环，将油液中的气泡和杂质分离和沉淀。隔板结构有溢流式标准型、回流式及溢流式等几种，还可根据需要在隔板上安装虑网，溢流式隔板高度不低于液面至箱底高度的2/3。隔板下部应开有缺口，使吸油侧的沉淀物经此缺口至回油侧，然后经放油口排出。（6）.放油孔应设置在油箱底部最低位置。使换油时油液和污物能顺利从放油孔排出。为此，油箱底部应做成倾斜的。如果油箱底部做成向中间倾斜，则放油孔开在中间隔板处，如果

32、油箱底部向一边倾斜，则最低处应是回油侧，放油孔应开在回油侧的最低处。（7）.一般油箱可卸下上盖清洗，但容积较大的油箱，则应在油箱侧壁上设置清洗孔又称人孔，平时用侧板密封。清洗是卸下侧板。（8）.系统的泄漏油管应尽量单独接入油箱，其中，各类阀的泄漏油管应在液面之上，以免产生背压；液压泵和马达的泄漏油管应引入液面以下，以免进入空气。（9）.液位计的设置 按照规定，充液点附近必须有液位计，使充液时清晰可见。（10）.其它装置 一般油箱上应装温度计，温度计直接插入油液；如系统需用电加热器，可装在油箱侧壁，其位置必须保证点加热器始终侵入油中。（11）按gb3766-83的规定，油箱底部应离地面150mm

33、以上，以便于搬移，放油和散热。（12）当油箱重量较大时，应设置吊环，便于起重机吊运。（13）油箱应有足够的刚度和强度，特别是上置泵组的油箱，应防止产生大的振动和噪声。（14）为防止油液流到地面，应在油箱下部或上盖附近四周设置油盘。油盘应有排油口，以便于油盘的清洗。（15）油箱内壁必须仔细清除焊接后产生的屑和铁锈，涂刷耐油漆或喷塑，不要涂普通油漆，防止油漆剥落而堵塞过滤器 3.3 管路的计算所谓液压系统中的管路是指，液压系统中传递工作液体的管子，连接管与管之间、管与液压元件或机体之间的各种接头和法兰盘等。 生产实践中，选用管子时经常不需要计算，管子尺寸主要根据系统中所用元件连接口径的大小来决定。

34、应当指出，为了检查选用的管径是否合适，可用验算管路中液体流速的方法进行校核。3.3.1管子内径和壁厚的计算方法如下：（1）计算管子内径 其公式为 d=1.13（q/v）1/2 式中： d管子内径 q管内通过的最大流速 v允许流速推荐允许流速可按下表选取名称流速（m/s）液压泵吸油管0.6-1.2中、低压油管2-4高压油管5- 6回油管1.5-2阀内通道和缩口等6安全阀口或溢流阀口30吸油管径： d1 = 1.13(q/v1)1/2= 1.13(40x10-3/60x1.0)1/2 = 0.029m压油管径： d2 = 1.13(q/v2)= 1.13(40x10-3/60x5) = 0.013

35、m回油管径： d3 = 1.13q/v3= 1.13(60x10-3/60x1.5)1/2 = 0.029m值得注意的是，在选取管子内径时，应当满足压油管、吸油管和回油管的适当要求。（2）计算管子壁厚 其运算公式为： e=pd/2s式中： p 管内工作压力 d 油管半径 s 油管材料许用应力。s=sb/n,sb为材料的抗拉强度，n为安全系数。对于钢管，p7mpa时，取n=8;p17.5mpa时,取n=6;p17.5mpa时,取n=4。应当指出，油管是外购件，油管的内、外景都有标准规格，因此计算出的内径和壁厚最后均应按标准选取。吸油管壁厚：e1= pd/2s=2mm压油管壁厚：e2= pd/2s

36、=pdn/2sb=31.5x13x4/2x600=2.5mm回油管壁厚：e3= pd/2s=2mm按国标选取油管类型通径(mm)外径(mm)壁厚(mm)接螺纹管接头吸油管32425m42x2压油管12183m18x1.5回油管32425m42x23.3.2安装油管时的注意事项 1. 安装油管时，必须按图样进行，并要注意各支管的方向和基准高度。2. 在安装过程中要注意机器和管内无杂物，各开口处要加盖，防止杂物进入。3. 油管在机器上的装配大体上平行或成直角，保证外形美观。4. 油管的交叉要尽量少。5. 并行或交叉的油管之间必须留有间隙。防止相互接触，以免产生振动。6. 法兰盘必须在油管的平直部分

37、结合，切勿在弯曲部分结合，并且保证法兰盘与油管的轴线成直角。7. 较细的油管应沿着机器主体和管路布置。8. 焊接、装配和搬运时，每个法兰面都不得损伤，并检查管内无杂物后才可进行安装。9. 油管支架的距离可参见下表外径101418222834425063支架最大距离400450500600700800850900100010. 为防止油管振动，须将管子安装在牢固的地方。11. 工作过程中，如发现振动现象，应采取必要的措施，切勿凑合使用。12. 为防止振动，可将木块或橡胶垫装在架子上，使铁管不直接接触管子。3.4 阀板的设计 3.4.1阀板的设计步骤如下：（1）分解液压系统 当液压系统较复杂时，为

38、了避免体积过大，以及钻孔过深，可将整个液压系统分解为几个部分，每一部分安装在一个阀板上，每块阀板上的元件数一般不多于10个，使每块阀板边长不致过大。然后用油管将这几块阀板连接起来，组成一个完整的液压系统，系统比较简单时，也可不分解。考虑到加工、安装、操作及维护的方便，应使同一分支油路的元件安排在同一块阀板上这样做能减少阀板间的连接油管。（2）按照元件的外形尺寸制作元件样板，放在图纸上安排位置。若元件数量不多，也可直接在图纸上安排元件位置。元件布置是否合理，直接影响阀板的设计质量。 为了缩小阀板尺寸，元件只见举例不应过大，一般取5-10mm，以元件不会相碰为准个厂家生产的液压元件外形尺寸的准确度

39、不同，安排是应予注意。 电磁阀的阀芯应水平安置，以免阀芯自垂对其性能引起的不良影响。为了减少阀板上的钻孔数量，缩短钻孔深度，在安排元件位置时，应使有联系的元件相邻安置。若有两个元件有油口相通，则两油口的连线应与阀板的某一边平行，这样只需钻一个横孔，两油口即可连通。当元件数量较多时，为了避免不相通的油口相互连接，应分层钻孔。通常在靠近液压元件的地方安排第一层孔，做泄油和控制油的通道，它们的直径较小。第二层为通压力油的横孔；第三层孔为回油孔通道。为防止油路串腔，孔与孔之间的壁厚不得小于5mm。当元件数量少时，可以分两层或只安排一层孔。（3）确定孔径 阀板正面的孔径应等于元件油口的直径。反面一般用来

40、安装油管，所以反面应加工出螺纹孔，其尺寸应与管接头一致。横孔一般是中间油道，不直接与元件的油口或管接头连接，钻孔后要用螺塞堵住，所以孔径应等于螺塞的螺纹小径。为减小阀板厚度，横孔直径可略小于安流量选定的孔径。如果要在阀板侧面、安装管接头，则此横孔直径应按管接头尺寸选取。为便于加工，泄露油孔的直径可设计的稍大些。如果泄露油孔太深不便加工，也可将各元件的泄油口单独或分组接上油管回油。（4）阀板材料及加工 阀板材料通常采用ht200。不得有疏松、缩孔及裂纹等缺陷。安装液压元件的正面应磨削加工，粗糙度不大于1.6um。阀板还应进行耐压试验，在工作压力的1.3倍时，各接口及螺塞处不得有泄漏。（5）粘合式

41、阀板 当系统压力低于1.5-2mpa时，为避免加工深孔的困难，可采用粘合式阀板。粘合式阀板有面板和底板组成，面板上安装阀类元件，面板的背面洗出矩形槽，与板底共同形成油路通道。槽宽大于或等于直孔的直径，深度安通油面积与油管通油截面相同来确定。槽与槽之间要有足够的间隔，以便安装螺钉。进出油的管接头一般安排在板底的背面。面板和底板的结合面要进行磨削加工，并有一定的平面度要求。装配时涂上厌氧密封胶，然后用螺钉固紧。阀板应有足够的刚度，厚度不小于30mm。 3.4.2本设计中主要用阀一、溢流阀1功用和要求溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。对溢流阀的主要要

42、求是：调压范围大，调压偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。2直动式溢流阀工作原理当作用在阀芯上的液压力大于弹簧力时，阀口打开，使油液溢流。通过溢流阀的流量变化时，阀芯位置也要变化，但因阀芯位移量极小，作用在阀芯上的弹簧力变化很小，因此可以认为，只要阀口打开，有油液流经溢流阀，溢流阀入口处的压力基本上就是恒定的。调节弹簧的预压力，便可调整溢流压力。改变弹簧的刚度便可改变调压范围。特点：直动式溢流阀结构简单，灵敏度高，但压力受溢流流量的影响较大，不适于在高压、大流量下工作。锥阀和球阀式阀芯结构简单，密封性好，但阀芯和阀座的接触应力大。滑动式阀芯用的较多，但泄漏量大。3先导式溢流阀工作

43、原理它由先导阀和主阀组成。系统的压力作用于主阀和先导阀上，当先导阀未打开时，腔中液体没有流动，作用在主阀左右两方的液压力平衡，主阀被弹簧压在右端位置，阀口关闭。当系统压力增大到使先导阀打开时，液流通过阻尼孔、先导阀流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，使主阀右端的压力大于左端的压力，主阀在压差的作用下向左移动，打开阀口，实现溢流作用。调节先导阀的调压弹簧，便可实现溢流压力的调节。特点：先导式溢流阀的导阀部分结构尺寸一般都较小，调压弹簧不必很强，因此压力调整比较轻便。但是先导式溢流阀要导阀和主阀都动作后才能起控制作用，因此反应不如直动式溢流阀灵敏。4应用在系统中，溢流阀的主要用途有：（1） 作溢流阀，

44、使系统压力恒定。（2） 作安全阀，对系统起过载保护作用。（3） 作背压阀，接在系统回油路上，造成一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。（4） 实现远程调压或使系统卸荷。本设计中所选溢流阀型号通径mm最大流量l/min最大工作压力mpa背压mpa调节压力mpa需过滤精度质量kgdbw10a2-5x/315-6ag24n10 250351631.5nas1638九级3.8二、单向阀液压系统中常用的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。本设计中用普通单向阀。普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。压力油从阀体左端的通口流入时，克服弹簧作用在阀芯上的力，使阀芯向右移动，打开阀

45、口并通过阀芯上的径向孔、轴向孔从阀体右端的通口流出。但是压力油从阀体右端的通口流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀孔上，使阀口关闭，油液无法通过。单向阀的阀芯也可以用钢球式的结构，它制造起来方便，但密封性较差，只适用于小流量的场合。在普通单向阀中，通油方向的阻力应尽可能小，而不通油方向应有良好的密封性。单向阀可装在泵的出口处，防止系统中的液压冲击影响泵的工作。同理，单向阀可以用来分隔油路，防止油路间的相互干扰。本设计中所选单向阀型号通径mm最大工作压力mpa开启压力mpa油温范围（度）粘度范围mm2/srvp12-101231.50.05-20802.85003.5 加热器的选择在寒冷地区

46、使用的液压设备，在开始工作时，必须将油箱中的液压油加热。加热器的功率估算如下：ncvtt式中 v油的体积（m3） t油液加热温升（度）取t=25度 c油的比热容（w.h/(kg.k)） t加热时间取（h） 取 t=0.5h 油的密度取（kg/m3） 则 n20009000.4250.84060=6kw采用电加热器 ，其功率nt= n/ 电加热器热效率一般取 =0.6-0.8 则 nt= n/=6/0.8=7.5kw选取电加热器 型号：gyy4-220/5功率kw电压v浸油长度mm生产厂商5220620上海电热电器厂3.6 冷却器的选择冷却器的计算主要是根据热交换量确定需要的换热面积和冷却水量（

47、1） 换热面积计算 冷却器必须的换热面积a（m3） a=n2/k. tm式中： n2冷却器热流量tm油和水之间的平均温度差k冷却器的传热系数(w/(m2k) 多管式取k=350-580 本设计中取k=450其中：n2应等于系统热流量与油箱散热流量之差，或根据油液的温度要求和流量计算需交换的热量 n2=q=cw(t1-t2)其中：w=q.pc油的比热(kj/kg.c) 取c=2000t1进口油温 取t=t1-t2=20度t2出口油温 q油的流量（l/min） 考虑到溢流阀及蓄能器的油流量 取q=60l/minp有的密度(kg/l) 取p=900 n2=q = cw(t1-t2)= 2000900

48、6020=15600a = q/kt =1.75m2选取冷却器 型号：glc2-2.1 温州黎明液压厂3.7 蓄能器的选择3.7.1蓄能器的用途：蓄能器是储存和释放压力能的装置，在液压系统中的主要用途如下：（1） 储存能量 蓄能器可储存一定容积的压力油，在需要时释放出来，供液压系统使用。a. 提高液压缸的运动速度 。液压缸在慢速运行时，需要的流量较少，可用小液压泵供油，并且把液压泵输出多余的压力油储存在蓄能器里。当液压缸快速运行时，需要的流量也大，这是系统压力较低，于是蓄能器将压力油排出，与液压泵输出的压力油同时供给液压缸，使液压缸实现快速运动。液压缸实现快速运动时，由于蓄能器参与供油，因此不

49、必采用较大流量的液压泵，不但可以减少电动机功率的消耗，还可降低液压系统的油温。b. 作应急能源 液压装置在工作中突然停电、阀或泵发生故障等，这时蓄能器可作为应急能源供给液压系统油液，或保持系统压力，或将某一动作完成，从而避免发生事故。c. 实现泵停保压 如用于夹紧系统的停泵保压回路。当液压缸夹紧时系统压力上升，蓄能器充液，当达到压力继电器开启压力时，发出信号，使液压泵停止转动，此时夹紧液压缸的压力依靠蓄能器的压力油保持，从而减少液压系统的功率消耗。（2） 吸收压力脉动 除螺杆泵外，其它类型液压泵输出的压力油都存在压力脉动，从而影响液压系统的工作性能。为了减轻或消除压力脉动，一般在液压泵附近设置

50、一个蓄能器，用以吸收压力脉动。（3） 缓和压力脉动 执行元件的往复运动或突然停止、控制阀的突然切换或关闭、液压泵的突然启动或停止，往往产生压力冲击，引起机械振动。在液压系统中，将蓄能器设置在易产生压力冲击的部位，可缓和压力冲击，从而提高液压系统的工作性能。3.7.2蓄能器的类型和特点在蓄能器中，以活塞式蓄能器和气囊式蓄能器应用最为广泛。（1） 活塞式蓄能器的特点 它是利用气体压力与油液压力相平衡的原理来工作的。活塞将气体与油液隔离，避免了气体侵入或溶入油液中。液压油不容易氧化，系统工作较平稳、结构简单、工作可靠、寿命长、安装维护方便。但是，由于活塞惯性和密封摩擦阻力的影响，反应不灵敏，容量较小

51、，密封困难，缸体制造费用高。一般用于蓄能或供中、高压系统吸收压力脉动。由于活塞惯性和摩擦阻力损失等原因，不适于低压系统作吸收脉动用。（2） 气囊式蓄能器的特点 它的结构简单、气囊惯性小、反应灵敏、安装方便、维修容易。但是，皮囊和壳体制造比较困难，并且皮囊的强度不高，允许的液压波动制受到限制，只能在一定的温度范围（-2070）度内工作，故在机床液压系统中应用较多。3.7.3蓄能器的计算本设计中由于只设计泵站部分并非完整的系统回路，故初步取值p1=35mpa p2=30mpa 充气压力取推荐值p0=0.85p2根据使用情况的不同，蓄能器容量的计算分为三种情况：（1）作为能源使用，排出油的速度较慢时

52、 蓄能器用来保持系统压力和补偿泄漏等情况，蓄能器内气体的变化状态，可按等温变化考虑，即：p0v0=p1v1=p2v2=常数式中： p0-供油前充气压力(pa) p1- 最高工作压力(pa)p2-最低工作压力(pa)v0-供油前蓄能器气体体积，即蓄能器的总容量(l)v1-压力为p时的气体容积(l)v2-压力为p时的气体容积(l)由上式可知，当工作压力由p1降为p2时，气体容积变化量，即蓄能器排出的油量v=v2-v1=p0v0(1/p2-1/p1)于是蓄能器的总容积v0=v.p1.p2/p0.(p1-p2)蓄能器排油量v=5l v=v.p1.p2/p0.(p1-p2)=41mpa（3） 作为能源使

53、用，排出油的速度很快时 蓄能器内气体的变化状态可按绝热变化考虑，即： p0v1.40=p1v1.41=p2v1.42=常数当蓄能器的工作压力从p1降为p2时,排出的油量 v=p.0710v0(1/p0.712-1/p0.711)于是，蓄能器的总容积v0=v.p0.711.p0.712/p0.710(p0.711-p0.712)=54l式中的符号含义同前。对于气囊式蓄能器的充气压力p0推荐：折合型取p0=(0.8-0.85)p2;泼纹型取p0=(0.6-0.65)p2 。对于活塞式蓄能器推荐：p0=(0.8-0.9)p2 。（3）作为吸收压力冲击和压力脉动使用1.吸收压力冲击（如阀门突然关闭等情况）时，可按下面经验公式计算：v0=0.004qp3(0.0164l-t)/(p3-p1)=12.3l式中： v0蓄能器的总容积(l)p1阀门全开时油的工作压力(pa) 取31.5p3阀门关闭后油的冲击压力(pa) 取40q阀门关闭前管内的流量(l/min) 取40l产生冲击压力的管道长度(m) 取10 t 关闭阀门的时间(s),t=0为突然关闭。计算结果为正值时，才有设置蓄能器的必要，并且要尽量安装在发生压力冲击的地方。2.吸收液压