液压系统毕业设计.

1、闽南理工学院 毕业设计（论文） 题目 压力机的液压系统设计 系另H 机电与光电工程系 专 业 班 级XXXX 学 号 姓名XX 指导教师 XXXXXX 完成时间 XX年XX月XX日 评定成绩 教务处制 年 月 日 小型压力机的液压系统设计 摘要 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得 到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高、配置灵活方便 、调速范围大、工作平稳且快速性好、易于控制并过载保护、易于实现自动化和机电 液一体化整合、系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现 代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术

2、要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如 冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成 型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途、特点和要求，利用 液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的 参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的 液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动 作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 Hydraulic system desig n of small

3、 presses ABSTRACT As one of the moder n mach inery equipme nt tran smissi on and con trol importa nt tech ni cal means, hydraulic tech no logy in the field of n ati onal economy has bee n widely used. Compared with other tran smissi on con trol tech no logy, hydraulic tech no logy has high en ergy d

4、ensity, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be con trolled and overload protecti on, easily realized automati on and electromecha ni cal in tegrati on ,system in tegrati on desig n ,easy maintenance in manu facturi ng operati on and other

5、sig nifica nt adva ntages in tech no logy , which make it become the basic tech no logy of moder n mecha ni cal engin eeri ng and the basic tech no logy of moder n con trol engin eeri ng. The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing mate

6、rial formation, such as stamping, bending, flanging, metal sheet draw ing, etc. Also it can be en gaged in the adjustme nt, the mounting inden tati on, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article acc

7、ording to the usage, characteristics and requireme nts of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machi ne uses the basic prin ciple of hydraulic tran smissi on, draws up a reas on able hydraulic system and un dergoes the n ecessary calculati on to determ ine the parameters of hyd

8、raulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machine is rectangular arrangement .its external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic press

9、ure system that makes the structure simple and compact, the acti on quick and reliable. This machine is equipped with the foot switch which can realize the semiautomatic craft moveme nt circulati on. 目录 第一章 前言 1 1.1液压传动的发展概况 7 1.2液压传动在机械行业中的应用 7 1.3液压机的发展及工艺特点 8 1.4液压系统的基本组成 9 第二章小型压力机的液压系统原理设计 10 2

10、.1液压压力机的基本结构 10 2.2工况分析 11 2.2.1负载循环图和速度循环图的绘制 12 2. 3拟定液压系统原理图 12 2.3.1确定供油方式 12 2.3.2自动补油保压回路的设计 12 2.3.3 释压回路的设计 13 2.4液压系统图的总体设计 14 2.4.1主缸运动工作循环 14 2.4.2顶岀缸运动工作循环 15 第三章液压系统的计算和元件选型16 3. 1确定液压缸主要参数 16 3.1.1液压缸内径 D和活塞杆直径 d的确定 16 3.1.2液压缸实际所需流量计算 17 3. 2液压元件的选择 17 3 . 2.1确定液压泵规格和驱动电机功率 17 3.2.2阀类

11、元件及辅助元件的选择 18 3.2.3管道尺寸的确定 20 3.3液压系统的验算 22 3.3.1系统温升的验算 22 24 24 26 第四章液压缸的结构设计 4.1液压缸主要尺寸的确定 4.2液压缸的结构设计 第五章液压集成油路的设计28 5.1液压油路板的结构设计 28 5.2液压集成块结构与设计 29 5.2.1液压集成回路设计 29 5.2.2液压集成块及其设计 29 第六章液压站结构设计 31 6. 1液压站的结构型式 31 6. 2液压泵的安装方式 31 6.3液压油箱的设计31 6.3.1液压油箱有效容积的确定 31 6.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 32 6.3.3 液压油

12、箱的结构设计 32 6.4液压站的结构设计 34 6.4.1电动机与液压泵的联接方式 34 6.4.2液压泵结构设计的注意事项 35 6.4.3 电动机的选择 错误！未定义书签。 第七章总结35 参考文献 错误！未定义书签 第一章 前言 1.1液压传动的发展概况 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动 原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传 动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 第一个使用液压原理的是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

13、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年他又将工作介质水改为油，进一步得到改善。 我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60 年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽 车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、 高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新 元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显 著成果。 目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装 式锥阀、电液比例阀

14、、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推 广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量 可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而 且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅 速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛 。 1.2液压传动在机械行业中的应用 机床工业 磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、 加工中心等 工程机械一一挖掘机、装载机、推土机等 汽车工业一一自卸式汽车、平板车、高空作业车等 农业机械一一联合收割机的控制系

15、统、拖拉机的悬挂装置等 轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 冶金机械电炉控制系统、轧钢机控制系统等 起重运输机械一一起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等 矿山机械一一开采机、提升机、液压支架等 建筑机械一一打桩机、平地机等 船舶港口机械一一起货机、锚机、舵机等 铸造机械一一砂型压实机、加料机、压铸机等 本机器适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以 从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本 机器具有独立的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动 三种操作方式。本机器的工作压力、压制速度、空载快

16、速下行和减速的行程范围均可根 据工艺需要进行调整，并能完成一般压制工艺。此工艺又分定压、定程两种工艺动作供 选择。定压成型之工艺动作在压制后具有保压、延时、自动回程、延时自动退回等动作。 本机器主机呈长方形，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作 灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 1.3液压机的发展及工艺特点 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，自19世纪问世以来发展很快，液 压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的 液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系 统方面，也主要

17、表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械 和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断 和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四 个方面。 作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型 无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防 止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成 化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。 特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计

18、的周期也比较短。 近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它 不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从 而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密 封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至 今已得到了很快的发展。我国从 1970年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛 的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性。 液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，压力 机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材

19、料，如塑 料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺，也可适用于校正和压装等工艺。 由于需要进行多种工艺，液压机具有如下的特点： （1）工作台较大，滑块行程较长，以满足多种工艺的要求； （2）有顶出装置，以便于顶出工件； （3）液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便； （4）液压机具有保压、延时和自动回程的功能，并能进行定压成型和定程成型的操作， 特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制； （5）液压机的工作压力、压制速度和行程范围可随意调节，灵活性大。 1.4液压系统的基本组成 1）能源装置一一液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能 转换成液压能，给系统提供压力油液

20、。 2）执行装置一一液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机械能，推 动负载做功。 3）控制装置一一液压阀。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得 以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向，根据控制功能的不同，液压 阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀（安全阀）、 减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方 向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分 为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 4） 辅助装置一一油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些

21、 元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。 5）工作介质一一液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信 息。 第二章小型压力机的液压系统原理设计 2.1小型压力机的基本结构 小型压力机机身属于四立柱机身。机身由上横梁、下横梁和四根立柱组成。液压机 的各个部件都安装在机身上，其中上横梁的中间孔安装工作缸，下横梁的中间孔安装顶 出缸，工作台面上开有开有T型槽，用来安装模具。活动横梁的四个角上的孔套装在四 立柱上，上方和工作缸活塞相连接，由其带动横梁上下运动。机身在液压机工作中承受 全部的工作载荷。 工作缸采用活塞式双作用缸，当压力油进入工作缸上腔，活塞带动横梁向下运动， 其速度慢，压

22、力大，当压力油进入工作缸下腔，活塞向上运动，其速度较快，压力较小, 符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求。 活动横梁是立柱式液压机的运动部件，位于液压机机身的中间，中间圆孔和上横梁 的工作活塞杆连接，四角孔在工作活塞的带动下，靠立柱导向作上下运动，活动横梁的 底面也开有T型槽，用来安装模具。 在机身下部设有顶出缸，通过顶杆可以将成型后的塑件顶出。 液压机的动力部分是高压泵，将机械能转变为液压能，向液压机的工作缸和顶出缸 提供高压液体。 2.2工况分析 本次设计是在毕业实习时，根据浙江省瑞安市一家客户的要求，根据客户提供的工 况条件，立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑行时，运动

23、部件的质 量为500K 1工作负载工件的压制抗力即为工作负载：Ft = 150 103 9.8 = 1.47 106N 2. 摩擦负载静摩擦阻力：Ffs=0.2 500 9.8 = 980N 动摩擦阻力：Ffd =0.1 500 9.8 =490N 3. 惯性负载Fn=m(-)=500-750 N 也 t0.2 Fb=0.5 106 0.024 = 12000N 自重：G = mg = 4900N 4. 液压缸在各工作阶段的负载值： 其中：m=0.9m 液压缸的机械效率，一般取 m=0.9-0.97 。 表1.1:工作循环各阶段的外负载 工况 负载组成 推力F/ J 启动 F = Fb + F

24、fs -G = 8080N 8977.8N 加速 F=Fb+Ffd +Fm-G = 8340N 9266.7N 快进 F =Fb +Ffd G = 7590N 8433.3N 工进 F =Ffd +Ft +Fb G =1477590N 1641766.67 N 快退 F = G +Ffd +Fb =5390N 5988.9N 2.2.1负载循环图和速度循环图的绘制 负载图按上面的数值绘制，速度图按给定条件绘制，如图2所示: V (m/s ) il O. 3 -0. 06 16 20 L (mm) F (N) 度| V| 1S41766. 67 89 77. 8 9266. 7 8433. 3

25、16 20 5988.9 926 根据机械设计手册成大先 管接头联接螺纹M2* 2。 (2).液压泵回油管道的内径: 取 v=2.4m/s d = d = 4 70.65 10 25mm 60 3.14 2.4 根据机械设计手册成大先 管接头联接螺纹M33X 2。 3. 管道壁厚的计算 P20-641查得：取d=25mm钢管的外径 D=34mm; d 管道内径 m 二 管道材料的许用应力 6管道材料的抗拉强度 n安全系数，对钢管来说, Pa， Pa n p ： 7MPa 时，取 n=8; p . 17.5MPa 时, 取 n=6; p . 17.5MPa 时，取 n=4。 根据上述的参数可以得

26、到: 我们选钢管的材料为45#钢，由此可得材料的抗拉强度二b =600MPa; 二 600MPa 4 =150MPa (1) .液压泵压油管道的壁厚 、 pd31.2506x 20如0 m2.1mm 2二2 150MPa (2) .液压泵回油管道的壁厚 6_3 邑m = 31.25 1025 10= 2.6mm 所以所选管道适用。 2二2 150MPa 3.3液压系统的验算 上面已经计算出该液压系统中进，回油管的内径分别为 32mm,42m。 但是由于系统的具体管路布置和长度尚未确定，所以压力损失无法验算。 3.3.1系统温升的验算 在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，且发热量最大。为了

27、简化计算，主 要考虑工进时的发热量。一般情况下，工进时做功的功率损失大引起发热量较大，所以 只考虑工进时的发热量，然后取其值进行分析。 当 V=10mm/s时，艮卩 v=600mm/min ：:.223 q D v 0.320.6m /min =48 10 m/min 即勺=48L4min 此时泵的效率为0.9，泵的出口压力为26MP则有 26 汉 48 P 入KW =23KW 60 0.9 600-3-3 P输出=Fv KW 60 即P输出=14.7KW 此时的功率损失为: P = p入一 P 出二 2314.7 KW 二 8.3KW 假定系统的散热状况一般，取K

28、=2 1KW/cm C , 油箱的散热面积A为 A =0.065 V2 =0.065 ：16502m2 =9.08m2 系统的温升为 ：tP竽 C=35.7：C KA 20X0 X9.08 30-50 C 根据机械设计手册成大先 P20-767:油箱中温度一般推荐 所以验算表明系统的温升在许可范围内。 第四章液压缸的结构设计 4.1液压缸主要尺寸的确定 1）液压缸壁厚和外经的计算 液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。 液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆 筒，其内应力分布规律应壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。 液压缸的内径D与其壁厚：

29、的比值D/. JO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，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算 PyD 2F1 设计计算过程 式中液压缸壁厚（m）； D液压缸内径（m）； Py试验压力，一般取最大工作压力的（1.25-1.5）倍MPa ; U缸筒材料的许用应力。无缝钢管：I-100110MPa。 Py =18.3 1.25=22.9 MPa 4 =迪空型卫32 = 03加 则 2二.220在中低压液压系统中，按上式计算所得液压 取 =35mm 缸的壁厚往往很小，使缸体的刚度往往很不够，如在切削过程中的变形、安装变形等引 起液压缸工作过程卡死或漏油。因此一般不作计算

30、，按经验选取，必要时按上式进行校 核。 液压缸壁厚算出后，即可求出缸体的外经 D1为 D1 一 D 2 =320 2 35 = 390mm 2）液压缸工作行程的确定 液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，并参阅P2表2-6中的系列尺寸来选取标准值。 液压缸工作行程选 l = 500mm 缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度 t按强度要求可用下面两式进行近似计算。 无孔时 Py t 一族仇上 有孔时 PyD2 t -0.433D2, , ! Yb -do ) 式中t 缸盖有效厚度（m）； D2缸盖止口内径（m）; d0缸盖孔的直径（m）。 液压缸： q 无孔时

31、 t K0.433汉 320 02一 m = 63mm 110 取 t=65mm 122 Qx 310 有孔时 t433。31 1000 270mEm 取 t =50mm 3）最小导向长度的确定 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（如下图2所示）。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。 对一般的液压缸，最小导向长度 H应满足以下要求： 设计计算过程 20 2 式中L 液压缸的最大行程; D液压缸的内径。 活塞的宽度B 一般取B=（0.6-10）D ;缸盖滑动支承

32、面的长度h，根据液压缸内径D 而定； 当 D80mr时，取 1 0.6 1.0 d。 为保证最小导向长度H,若过分增大11和B都是不适宜的，必要时可在缸盖与活塞 之间增加一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定，即 1 C = H -一 h B 2 滑台液压缸： 最小导向长度： H 一500 320 = 185mm 20 2 取 H=200mm 活塞宽度：B=0.6D=192mm 缸盖滑动支承面长度： h =0.6d =168mm 1 隔套长度：C =240 -?(192 +168 )=-60mm所以无隔套。 液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度

33、还要考虑 到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20-30倍。 液压缸： 缸体内部长度L二B丨=192 500mm = 692mm 当液压缸支承长度LB_(10-15)d时，需考虑活塞杆弯度稳定性并进行计算。本设 计不需进行稳定性验算。 4.2液压缸的结构设计 液压缸主要尺寸确定以后，就进行各部分的结构设计。主要包括：缸体与缸盖的连 接结构、活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆导向部分结构、密封装置、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。设计时根据具体情况 进行选择。 设计计算过程 1)缸体与缸盖的连接形式 缸体与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及

34、工作条件有关。 本次设计中采用外半环连接，如下图 6所示： 缸体与缸盖外半环连接方式的优点： (1) 结构较简单 (2) 加工装配方便 缺点： (1) 外型尺寸大 (2) 缸筒开槽，削弱了强度，需增加缸筒壁厚 2)活塞杆与活塞的连接结构 参阅 P5表2-8，采用组合式结构中的螺纹连接。如下图 7所示： 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，如组合机床与工程机械上的液压缸。 2)活塞杆导向部分的结构 (1)活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖、导向套的结构，以及密封、防尘 和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可做成与端盖分开的导 向套结构

35、。后者导向套磨损后便于更换，所以应用较普遍。导向套的位置可安装在密封 圈的内侧，也可以装在外侧。机床和工程机械中一般采用装在内侧的结构，有利于导向 套的润滑；而油压机常采用装在外侧的结构，在高压下工作时，使密封圈有足够的油压 将唇边张开，以提高密封性能。 参阅 P6表2-9，在本次设计中，采用导向套导向的结构 形式，其特点为： 导向套与活塞杆接触支承导向，磨损后便于更换，导向套也可用耐磨材料。 盖与杆的密封常采用丫形、V形密封装置。密封可靠适用于中高压液压缸。 防尘方式常用J形或三角形防尘装置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、使用的压力、温度、运动速

36、度的范围不同而选择不同类型的密封圈。 参阅 P7表2-10，在本次设计中采用0形密封圈 第五章 液压集成油路的设计 通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。管式元件通过油管来实现相互之间的 连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，占用 空间也越大，维修、保养和拆装越困难。因此，管式元件一般用于结构简单的系统。 板式元件固定在板件上，分为液压油路板连接、集成块连接和叠加阀连接。把一个 液压回路中各元件合理地布置在一块液压油路板上，这与管式连接比较，除了进出液压 油液通过管道外，各液压元件用螺钉规则地固定在一块液压阀板上，元件之间由液压油 路板上的孔道勾通。板式元件

37、的液压系统安装、调试和维修方便，压力损失小，外形 美观。但是，其结构标准化程度差， 互换性不好，结构不够紧凑，制造加工困难，使用受到限制。此外，还可以把液压 元件分别固定在几块集成块上，再把各集成块按设计规律装配成一个液压集成回路，这 种方式与油路板比较，标准化、系列化程度高，互换性能好，维修、拆装方便，元件更 换容易；集成块可进行专业化生产，其质量好、性能可靠而且设计生产周期短。使用近 年来在液压油路板和集成块基础上发展起来的新型液压元件叠加阀组成回路也有其独 特的优点，它不需要另外的连接件，由叠加阀直接叠加而成。其结构更为紧凑，体积更 小，重量更轻，无管件连接，从而消除了因油管、接头引起的

38、泄漏、振动和噪声。 本次设计采用系统由集成块组成，由于本液压系统的压力比较大，所以调压阀选择 DB/DBW型直动溢流阀，而换向阀等以及其他的阀采用广州机床研究所的 GE系列阀。 5.1液压油路板的结构设计 液压油路板一般用灰铸铁来制造，要求材料致密，无缩孔疏松等缺陷。液压油路板 的结构如图8所示，液压油路板正面用螺钉固定液压元件，表面粗糙度值为Ra0.8um, 背面连接压力油管（P）、回油管（T）、泄露油管（L）和工作油管（A、B）等。油管 与液压油路板通过管接头用米制细牙螺纹或英制管螺纹连接。液压元件之间通过液压油 路板内部的孔道连接，除正面外，其它加工面和孔道的表面粗糙度值为 Ra6.31

39、2.5um. 图5.1 :液压油路板的结构 此外液压油路板的安装固定也是很重要的。油路板一般采用框架固定，要求安装、 维修和检测方便。它可安装固定在机床或机床附属设备上，但比较方便的是安装在液压 站上。 5.2液压集成块结构与设计 521液压集成回路设计 1) 把液压回路划分为若干单元回路，每个单元回路一般由三个液压元件组成，采 用通用的压力油路P和回油路T,这样的单元回路称液压单元集成回路。设计液压单元 集成回路时，优先选用通用液压单元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。 2) 把各个液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，一个完整的液压集成 回路由底板、供油回路、压力控制回路

40、、方向回路、调速回路、顶盖及测压回路等单元 液压集成回路组成。液压集成回路设计完成后，要和液压回路进行比较，分析工作原理 是否相同，否则说明液压集成回路出了差错。 5.2.2液压集成块及其设计 YB32-150型液压压力机由底板、换向集成块、释压集成块、顶盖组成，由紧固螺栓把它 们连接起来，再由四个螺钉将其紧固在液压油箱上，液压泵通过油箱与底板连接，组成 液压站(见第六章)，液压元件分别固定在各集成块上，组成一个完整的液压系统。下 面分别介绍其设计。 (1) 底板及供油块设计 图8为底板块及供油块，其作用是连接集成块组。液压泵供应的压力油P由底板引 入各集成块，液压系统回油路T及泄漏油路L经底

41、板引入液压油箱冷却沉淀。 (2) 顶盖设计 图5.2 :顶盖集成块的设计 图9是顶盖。顶盖的主要用途是封闭主油路，安装压力表开关及压力表来观察液压泵及 系统各部分工作压力的。 （3）集成块设计 集成块的设计步骤： 1）制作液压元件样板。根据产品样本，对照实物绘制液压元件顶视图轮廓尺寸，虚 线绘出液压元件底面各油口位置的尺寸，按照轮廓线剪下来，便是液压元件样板。若产 品样本与实物有出入，则以实物为准。 若产品样本中的液压元件配有底板，则样板可按底板提供的尺寸来制作。若没有底板， 则要注意，有的样本提供的是元件的俯视图，做样板时应把产品样本中的图翻成 180。 2 ）决定通道的孔径。集成块上的公用

42、通道，即压力油孔P、回油孔T、泄露孔L（有时 不用）及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不小于压力油孔。 直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定。孔与孔之间的连接孔 （即工艺孔）用螺塞在集成块表面堵死。 与液压油管连接的液压油孔可采用米制细牙螺纹或英制管螺纹。 3 ）集成块上液压元件的布置。把制做好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布 局，有的液压元件需要连接板，则样板应以连接板为准。 电磁阀应布置在集成块的前、后面上， 要避免电磁阀两端的电磁铁与其它部分进行相 碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布 置在同一水平面，或在直径

43、d的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔之间的最小壁 厚h必须进行强度校核。 液压元件在水平面上的孔道若与公共孔道相通，则应尽可能地布置在同一垂直位置或 在直径d范围内，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应互相垂直，不然 也要钻中间孔道。 设计专用集成块时，要注意其高度应比装在其上的液压元件的最大横向尺寸大2mm, 以避免上下集成块上的液压元件相碰，影响集成块紧固。 4 ）集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂 直位置后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道、集成块固定螺孔相 通。液压元件泄露孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布

44、置。根据水平 孔道布置的需要，液压元件可以上下左右移动一段距离。溢流阀的先导部分可伸出集成 块外，有的元件如单向阀，可以横向布置。 5 ）集成块零件图的绘制 集成块的六个面都是加工面，其中有三个面要装液压元件，一个侧面引出管道。块内 孔道纵横交错，层次多，需要由多个视图和 23个剖视图才能表达清楚。孔系的位置 精度要求较高，因此尺寸、公差及表面粗糙度应标注清楚，技术要求也应予说明。集成 块的视图比较复杂，视图应尽可能少用虚线表达。 为了便于检查和装配集成块，应把单向集成回路图和集成块上液压元件布置图绘在旁 边。而且应将各孔道编上号，列表说明各个孔的尺寸、深度以及与哪些孔相交等情况。 第六章液压

45、站结构设计 液压站是由液压油箱，液压泵装置及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有空 气滤清器，滤油器，液面指示器和清洗孔等。液压站装置包括不同类型的液压泵，驱动 电机及其它们之间的联轴器等，液压控制装置是指组成液压系统的各阀类元件及其联接 体。 6. 1液压站的结构型式 机床液压站的结构型式有分散式和集中式两种类型。 (1) 集中式 这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置独立于机床之 外，单独设置一个液压站。这种结构的优点是安装维修方便，液压装置的振动、发热都 与机床隔开；缺点是液压站增加了占地面积。 (2) 分散式 这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置分散在机床的 各处。

46、例如，利用机床或底座作为液压油箱存放液压油。把控制调节装置放在便于操作 的地方。这种结构的优点是结构紧凑，泄漏油回收，节省占地面积，但安装维修方便。 同时供油装置的振动、液压油的发热都将对机床的工作精度产生不良影响，故较少采用, 一般非标设备不推荐使用。本次设计采用集中式。 6. 2液压泵的安装方式 液压站装置包括不同类型的液压泵、驱动电动机及其联轴器等。其安装方式为立式 和卧式两种。 1. 立式安装将液压泵和与之相联接的油管放在液压油箱内，这种结构型式紧 凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证， 吸油条件好，漏油可直接回液压油箱， 并节省占地面积。但安装维修不方便，散热条件不好。 2.

47、卧式安装 液压泵及管道都安装在液压油箱外面，安装维修方便，散热条件好, 但有时电动机与液压泵的同轴度不易保证。 考虑到维修，散热等方面的要求。本设计中采用卧式联接。 6.3液压油箱的设计 液压油箱的作用是贮存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液，并对 回油进行冷却，分离出所含的杂质和气泡。 6.3.1液压油箱有效容积的确定 液压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。液 压油箱的有效容量V可概略地确定为： 3 V - Qv m 系统类型 低压系统 (pE2.5MPa ) 中压系统 (p 兰 6.3MPa ) 中高压或大功率系 统(p6.3MPa ) a 24

48、 57 612 根据实际设计需要，选择的p=26MPa，所以此系统属于中高压系统(p 3MPa)， 所以取： 式中 V -液压油箱有效容量; V =(612)Qv Qv -液压泵额定流量。 参照机械设计手册成大先 P20-767锻压机械的油箱容积通常取为每分钟流量 即: 取 V =6 156.8 12 156.8=940.8 1881.6 的6-12倍 应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。 为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高 度的80% 所以，实际油箱的体积为： 6.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 液压油箱的有效面积

49、确定后，需设计液压油箱的外形尺寸，一般设计尺寸比（长: 宽：高）为1: 1: 11: 2: 3。但有时为了提高冷却效率，在安装位置不受限制时，可 将液压油箱的容量予以增大，本设计中的油箱根据液压泵与电动机的联接方式的需要以 及安装其它液压元件需要，选择长为 1.5m,宽为1.1m，高为1.0m。 6.3.3 液压油箱的结构设计 一般的开式油箱是用钢板焊接而成的，大型的油箱则是用型钢作为骨架的，再在外 表焊接钢板。油箱的形状一般是正方形或长方形，为了便于清洗油箱内壁及箱内滤油器， 油箱盖板一般都是可拆装的。设计油箱时应考虑的几点要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是34mrp容量大的油箱一般取46m

50、m本设计中取油箱 的壁厚为6mm对于大容量的油箱，为了清洗方便，也可以在油箱侧壁开较大的窗口， 并用侧盖板紧密封闭。 2. 底板与底脚：底板应比侧板稍厚一些，底板应有适当倾斜以便排净存油和清洗， 液压油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。油箱的底部应装设底脚， 底脚高度一般为150200mm以利于通风散热及排出箱内油液。一般采用型钢来加工底 脚。本设计中用的是槽钢加工的。 图10所示为一般液压油箱底面的构造的五种情况，我们根据具体设计和生产的需 要来确定液压油箱底面的构造，根据本设计的需要，选了（c）型构造。 图6.1 :液压油箱底部构造的五种情况 3. 顶板：顶板一般取得厚一些，

51、为 610mm因为本设计把泵、阀和电动机安装 在油箱顶部上时，顶板厚度选最大值10mm顶板上的元件和部件的安装面应该经过机械 加工，以保证安装精度，同时为了减少机加工工作量，安装面应该用形状和尺寸适当的 厚钢板焊接。 4. 隔板：油箱内一般设有隔板，隔板的作用是使回油区与泵的吸油区隔开，增大 油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀。隔板 的安装型式有多种，隔板一般沿油箱的纵向布置，其高度一般为最低液面高度的2/3 3/4。有时隔板可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过；在中部开有较大 的窗口并配上适当面积的滤网，对油液进行粗滤。 5. 侧板：侧板厚度一般

52、为3-4mm侧板四周顶部应该加工成高出油箱顶板 34mm 为了使液压元件的在工作等的情况下泄漏出来的油不至于洒落在地面上或操作者的身 上，同时可以防止液压油箱的顶板在潮湿的气候中腐蚀。 回油管及吸油管为了防止出现吸空和回油冲击油面形成泡沫， 油泵的吸油管和回油 管应布置在油箱最低液面50100mm以下，管口与箱底距离不应小于 2倍的管径，防止 吸入沉淀物。管口应切成45，切口面向箱壁，与箱壁之距离为 3倍管径。回油管的出 口绝对不允许放在液面以上。本设计的管口与箱底的距离为 160mm切口与箱壁的距离 为 250mm 6. 回油集管的考虑：单独设置回油管当然是理想的，但不得已时则应使用回油集

53、管。对溢流阀、顺序阀等，应注意合理设计回油集管，不要人为地施以背压。 7. 吸油管：吸油管前一般应该设置滤油器，其精度为 100200目的网式或线式 隙式滤油器。滤油器要有足够大的容量，避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离应不小 于20mm吸油管应插入液压油面以下，防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油 搅动油面，致使油中混入气泡。 8. 泄油油管的配置：管子直径和长度要适当，管口应该在液面之上，以避免产 生背压。泄漏油管以单独配管为最好，尽量避免与回油管集流配管的方法。 9. 过滤网的配置：过滤网可以设计成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50100目左右的金属网。 10. 滤油器：滤油器的作用及过滤精度液压系统中的液压油经常混有杂质，如 空气中的尘埃、氧化皮、铁屑、金属粉末。密封材料碎片、油漆皮和纱纤维。这些