机械毕业设计（论文）快速组合液压压力实验系统的设计【全套图纸】

1、第一章 绪 论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

2、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

3、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

4、，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

5、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 全套图纸，加1538937061.2.1 基本概况经过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1

6、0位。1.2.2 当前供需概况通过技术引进，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；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，

7、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。1998年国产液压件产量480万件，销售额约28亿元（其中机械系统约占70%）；气动件产量360万件，销售额约5.5亿元（其中机械系统约占60%）；密封件产量约8亿件，销售额约10亿元（其中机械系统约占50%）。据中国液压气动密封件工业协会1998年年报统计，液压产品产销率为97 .5%（液力为101%），气动为95.9%，密封为98.7%。这充分反映了产销基本衔接。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

8、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。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今后发展走势1.3.1 影响发展的主要因素1.3.1.1 企业产品开发能力不强，技术开发的水平和

9、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；1.3.1.2 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；1.3.1.3 行业内生产专业化程度低，力量分散，低水平重复严重，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；1.3.1.4 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

10、成愈来愈大的冲击。1.3.2 发展走势随着社会主义市场经济的不断深化，液压、气动和密封产品的市场供求关系发生较大变化，长期来以“短缺”为特征的卖方市场已基本成为以“结构性过剩”为特征的买方市场所取代。从总体能力看，已处于供大于求的态势，特别是一般低档次液压、气动和密封件，普遍供过于求；而主机急需的技术含量高的高参数、高附加值的高档产品，又不能满足市场需要，只能依赖于进口。在我国加入wto后，其冲击有可能更大。因此，“十五”期间行业产值的增长，决不能依赖于量的增长，而应针对行业自身的结构性矛盾，加大力度，调整产业结构和产品结构，也就是应依靠质的提高，促进产品技术升级，以适应和拉动市场需求，求得更

11、大的发展。第二章 设计题目分析2.1 设计题目：快速组合液压压力实验系统的设计2.2 技术要求及参数：1、系统压力：6.3mpa；油缸行程：250mm；油缸最大速度：110mm/s；2、液压系统组成：(a) 调压回路；(b) 保压泵卸荷回路；(c) 减压回路；(d) 平衡回路；(e) 多缸顺序回路；3、实验装置的结构设计；4、系统的安装、调试、故障诊断及排除要求。2.3 工作量要求：1、完成毕业实习并上交实习报告；2、专题论文，题目自拟，不少于3000汉字； 3、专题外文翻译不少于5000以上印刷符号4、设计计算说明书内容不少于15000汉字，设计、计算应有一定量的计算机应用内容；5、图量折合

12、6 7张a1图纸，其中cad制图不少于30%第三章 方案分析3.1 总体方案的分析一个优秀的设计应该是技术上先进，经济上合理，操作和维修方便，运转安全可靠，要达到这几个方面的要求。除了技术上的问题以外，还必须具有正确的设计指导思想和丰富的实践经验。当然要达到这些要求是需要一个过程的，我们应努力缩短这个过程。还应指出，一个设计良好的液压系统，往往不是一次就可以完成的，而需要经过反复推敲、检验不断的调整和修改内容才能逐步达到完善。一般情况下，液压系统的设计过程大体上包括下述的几个基本步骤：拟订液压系统的步骤及方案，完成液压系统的原理图及装配图的设计；液压系统的计算；选择或设计各种液压元件；对系统进

13、行必要的验算；绘制正式液压系统图和装配图等。在拟订液压系统方案以前，必须明确液压实验台需要用来完成哪些功能，各个液压回路需要用怎样的方式来组成才能更合理的去完成实验功能。因为液压传动具有一系列的优点，所以本实验台采用“全液压化”设计。但它在某些方面也许存在缺陷，亦有不如其他传动方式的地方。但我会尽量扬长避短，使设计出来的机器是较先进的和较合理的。首先要了解清楚所设计的液压系统要完成的实验功能是什么。明确实验台的实验功能，并了解完成这些实验功能所需要的回路，选定用什么样的液压回路及完成液压回路所需要的液压元件。明确液压系统所需要的各个回路之间的关系以及完成这些回路所需要的各个元件之间的连接方式，

14、还要确定采用什么样的元件、采用什么样的原理连接和基本回路的形式。系统中多个液压回路可以使用同一个油箱，同一个溢流阀来玩成实验功能。明确系统对安全保护的要求程度，以便选用必要的合理的安全装置和措施。明确系统对实验精度的要求，如准确性、快速性等。同时要考虑高温、低温、潮湿、灰尘、振动、腐蚀等因素，以便采取相应的特殊措施。3.2 确定油路类型一般具有较大空间可以存放油箱的系统，都采用开式油路；相反，凡允许采用辅助泵进行补油，并借此进行冷却交换来达到冷却目的的系统，可采用闭式油路。通常对于固定式机械总是采用开式系统，即系统中包含一个主油箱，作为油液循环的开口环节，有利于油液的冷却和净化，但不够紧凑，不

15、过固定机械对紧凑问题要求并不严格，本系统采用开式系统。3.3 工作液体常用的工作液体有矿物油、合成油和水乳油。液压传动系统几乎都采用前两种油液，特别是各种矿物油，他既可满足一般液压系统的要求，价格又便宜；合成油液具有优良的品质指标和特殊物质，但目前产量较少、成本高、不宜多用，常用于某些有专门技术要求的精密系统中。总之，在满足要求的前提下，尽量选择价格便宜的，一般工作液体，不可优材劣用，造成浪费。3.4 选择和确定基本回路在明确实验系统要完成的实验功能和实验要求后，粗略的给液压缸一个外拉力，便可以确定液压系统的基本形式，其内容如下：3.4.1 调压回路所谓调压回路，它是用来控制系统的工作压力，使

16、它不超过某一预先调好的数值，或使工作机构在运动过程中，各阶段中具有不同的压力。有些调压回路还可以实现多级压力的变换（如图3.2.1）。在回路图（a）中，溢流阀2与节流阀1组成节流调速回路时, 溢流阀2经常开启溢流，它的调定压力必须大于执行元件的最大工作压力和管路上各种压力的总和，作溢流阀时可大10%20%根据溢流阀2的压力流量（）特性。在不同溢流量时，压力调定值是稍有波动的。图（）为远程调压回路，阀3为远程控制调压阀，阀4为先导式主溢流阀。主溢流阀的调定压力必须大于每个远程调压阀的调定压力。比较两个回路，图（）较为合理，因为它调定压力是较为准确的，并容易控制。3.4.2 保压泵卸荷回路卸荷回路

17、又称卸载回路。液压系统工作时，执行元件短时间停止工作或需要保持很大的力，而运动速度极慢甚至不动。这时液压泵输出的压力油全部或绝大部分从溢流阀流回油箱，造成动力消耗，引起油液发热，使油液加快变质，而且还影响液压系统的性能及泵的寿命，为此需保压泵卸荷回路。泵的卸荷是泵以很小的输出功率运转（np=pp0），亦即或以很低的压力（pp0）运转或输出很小的流量（q0）的压力油。使泵停止运转时也可实现泵的卸载，但泵启、停过于频繁，会缩短泵的寿命。短时间泵的卸荷不宜采用这种方法。考虑到实验中，执行元件工作不需要流量较大。不宜采用由低压大流量泵和高压大流量泵组成的双联泵卸载回路。而采用压力补偿变量泵的卸荷回路，

18、实现上述低压大流量和高压小流量的特性也是多余的。故采用如下回路，实现系统的保压，泵的卸荷。在该系统中，可用蓄能器4来保持系统压力，用压力继电器3来控制保压的范围。当两位两通电磁阀2通电时，液压泵1向系统供油。当系统不需要供油而需保持压力时，泵1继续供油，直至4贮满压力油。压力升高到压力继电器3的上限，3发讯，使2断电，泵1卸载，4保持系统压力，补充系统中的泄漏；压力下降到3的下限，3使阀2通电，1继续向系统和4供油。3.4.3 减压回路减压回路使系统中的一部分油路具有较低的稳定压力或其压力是可调的稳定压力。通常采用单向减压阀的减压回路。在图（a）中，单向阀3供主油路压力降低时防止油液倒流。减压

19、阀的最低调整压力应不小于0.5mpa，最高压力至少比系统压力小0.5mpa 。当减压回路上执行元件需调速时，调速元件应放在减压阀的后面，避免因减压阀泄漏（指减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件的速度发生影响，使调速更加精确。在回路（b）采用的是单向减压阀（如图中3所示）的减压回路，减压阀的调定范围可从最低压力（0.50.7mpa）至溢流阀调定压力之间调节。由于减压阀工作时，阀口的压力损失和泄漏油路泄漏所造成的容积损失。总有一定的功率损耗，故大流量的回路不宜采用。综合考虑，液压系统设计的各项原则和系统的精度要求，选取图（b）作为满足要求的回路之一。3.4.4 平衡回路平衡回路主要用来防止垂直或

20、倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件。因自重而自行下落，在活塞向下运动的回油路上串联一个产生一定被压的元件，阻止活塞因自重而下落的回路称平衡回路。故回路中必须有垂直或倾斜放置的液压缸，所以要选取垂直放置的液压缸。 在图（a）中，调整平衡阀的开启压力稍大于立式活塞缸和工作部件自重形成的下腔背压，可防部件自行下落，平衡阀1起平衡锤的作用，因回油腔有背压而运动平稳，但功率损失较大。在图（b）中，用的是远程调压阀1，在活塞向下运行时，1被进油口的控制油打开，回油腔背压消失，利用运动部件的势能，因而系统的效率被提高。阀1的开启压力与回油腔的背压无关。一般只需系统压力的30%40%，必须指出这种回路，在回

21、油路上应串联单向节流阀2，以控制活塞的下降速度。如无2则1打开后，回油腔无背压而控制油路将因失压而关闭。当建立新的压力后再次打开，阀的时闭、时开，致使活塞向下运动过程中产生振动和冲击，运动不平稳。故选此回路为实验回路。由于平衡阀是滑阀结构，有泄漏，长期停放将缓慢下降，故仅适用于运动部件重量不很大和停留时间较短的系统。如长期停留不动，就采用锥阀结构的液控单向阀组成锁紧回路。3.4.5 多缸顺序动作多缸顺序动作用以实现多个执行元件按预定次序动作的回路。按其控制方式可分为：压力控制回路、行程控制回路和时间控制回路三种。压力控制回路可采用顺序阀控制的顺序回路。它可以分为：压力继电器控制顺序回路，如图（

22、a）所示；行程控制顺序回路（可采用行程阀控制），如图（b）所示；行程开关控制顺序回路如图（c）所示。综合各种实际情况，考虑各种回路的控制方式及经济性和快速反应，选用行程阀控制的顺序回路，所以图（b）较为适合。第四章 液压回路的初步计算4.1 系统压力的初步确定系统压力选的是否合理，直接关系到整个系统设计的合理程度。在液压系统功率一定的情况下，若系统压力选的过低，则液压元、辅件的尺寸和重量就会增加，系统造价也相应增加；若系统压力选的过高，则液压设备的尺寸和重量就会降低，从而造价也相应降低。因此，合理选择系统压力便显得尤为重要。另外，系统压力的选择也会影响系统的效率和使用寿命。因此，不能一味追求高

23、压。作为试验台我初步假设液压缸所受到的拉力为5n1kn。4.2 计算液压执行元件的主要参数4.2.1 计算液压缸的主要尺寸4.2.1.1 选定液压缸的类型液压缸活塞往复运动时的速度及压力差值较小，所以无须选用差动式液压缸，因而选用普通缸就可以完成实验要求。 4.2.1.2 分析考虑到试验台施加负载的简便性，采用砝码加重，其加重范围是5 n1kn。活塞杆受到外负载的拉力，所以不用进行活塞杆的压杆稳定性校核。4.2.1.3 缸筒内径d当最大推力 f = 1kn时，即f = 1*103n时 (式4.1)其中： 为油缸的机械效率，一般取=0.9 为系统压力，根据题目知=6.3(mpa)则： = 0.0

24、15 (m)根据液压缸内径系列（gb234880）取d = 40 (mm)4.2.1.4 无杆腔有效面积a1 = 1.256*10-3 1.3*10-3 (m2)4.2.1.5 活塞杆直径d活塞杆往复运动时的速度比为 (式4.2)由液压缸的公称直径选其速比和活塞杆的直径d，故取 = 1.46d= 0.022 (m)根据国家标准gb2348 80活塞杆活塞直径系列，取 d = 22 (mm) 4.2.1.6 有杆腔活塞的有效面积a2= 8.7606*10-4 (m2) 8.8*10-4 (m2)因为在该系统中液压缸是水平放置的需要,回路中较小的背压，选回油背压pb根据机械设计手册375 5取pb

25、 = 0.5 mpa4.2.2 系统压力计算p进 = 1.53 (mpa) p退 = 2.74 (mpa) p工 = 6.3 2.74 = 3.56 (mpa)其中：为油缸的机械效率，一般取= 0.9 令活塞杆的伸出为进，收缩为出。4.2.3 系统流量计算活塞杆进时 q进 = = 8.58 (l/min)活塞杆退时 q退 = = 5.81 (l/min)式中：v 为容积效率，弹性密封时v = 11 活塞运动速度的速度，由题目易知1 = 0.110 m/s因为实验台是简单的装置，其最大的速度1 = 0.110m/s，而按照上式计算带入活塞杆的最大面积，其流量是最大的，故无需考虑其退回时的速度。4

26、.2.4 油管的计算4.2.4.1 管道内径计算由流体力学知道，提高流速会使压力损失增大，减少流速势必会增加管道内径及其辅件的体积和重量，同时流速与液压冲击密切相关，流速增大，冲击压力增大。所以根据允许流速原则，应使压力损失p不大于（5-6）%的系统压力，且压力高、流量大和管道较短时取较大流速值。油管内径的计算公式，查机械设计手册第五卷如下：d = (式4.3) 式中：qp 通过油管流量，此处为泵的流量(l/min) 油在管路中的允许流速 （m/s）取 qp = 8.58 l/min 当p6 mpa时，取 = 5 m/s d = = 6.023 mm由机械设计手册第五卷 gb2351-80取标

27、准值为8 mm4.2.4.2 壁厚的计算接受拉伸薄壁筒公式计算壁厚 (式4.4)式中： 管子壁厚（m）p 管内油液最大工作压力（pa）d 管子内径（m）； =b /nb 管材的抗拉强度，选45号钢时，b = 600 mpan 安全系数，对于钢管来说，当p 7 mpa时，取 n = 8 = 0.336 mm考虑到连接时选取胶管，所以选择管壁适当增大。按机械设计手册第五卷 表379 - 1 ，此时选取壁厚为的1mm。胶管在使用及设计中应注意下列事项： 胶管的弯曲半径不宜过小，一般不应小于表379 3 所列的值。胶管与管接头的连接处应留有一段直的部分，此段长度不应小于管子外径的两倍。 胶管的长度应考

28、虑到胶管在通入压力油后，长度方向将发生收缩变形，一般收缩量为管长的3 % 4 % ，因此，胶管安装时应避免处于拉紧状态。 胶管在安装时应保证不发生扭转变形，为便于安装，可沿管长涂以色纹，以便检查。 胶管的管接头轴线，应尽量放置在运动的平面内，避免两端互相运动时胶管受扭。 胶管应避免与机械上尖角部分相互接触和摩擦，以免管子损坏。所以，初选钢丝编织胶管的钢丝层数为：层；选取胶管内径：9 mm；选取胶管外径：17 mm；最小弯曲半径：110 mm4.2.5 系统功率计算活塞杆进时 n进 = p进*q进 0.22 (kw)活塞杆退时 n退 = p退*q退 0.27 (kw)第五章 液压系统方案拟定5.

29、1 拟定液压系统原理图的相关注意事项在确定了上述诸多问题的基础上，便可着手拟定和绘制初步的液压系统原理图。 拟定液压系统原理图是液压设计中的一个很重要的步骤，这一步要做的工作就是合理应用压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路等基本回路的有关知识和各种液压元件的基本特征及功能的知识，组成一个满足工作机构要求的液压系统。首先，将挑选出来的各典型回路合并、整理，增加必要的元件或辅助回路；其次，加以综合，构成一个结构简单，工作安全可靠、动作平稳、效率高、调整和维护保养方便的液压系统，形成系统原理图。但能够满足同样要求的液压系统不会是唯一的，一定会有多种形式和结构，应当从不同的系统中，选择最佳方案。

30、在拟定液压系统原理图时，还应特别注意分析国内外类似设计中的液压系统，并从分析比较中吸取精华，为我所用。在前人工作成果的基础上加以改进和提高，这对比较缺乏经验的我们来说极为重要，这样可以避免重复性的工作和少走弯路，成功的把握较大，也应当防止一味的照搬照抄，脱离实际造成浪费。在绘制液压系统原理图时，常须注意几个重要的问题： 1、当系统有较多的执行机构时，要防止互相干扰和影响。例如用一台油泵向几个油缸或马达供油，当其中一个油缸的负载突然降低时，会使并联的其它所有的油缸或马达的压力也随之降低，建立不起压力，因而不能正常工作。如果几个油缸的耗油量和工作压力相差很大时，就应考虑用多台油泵分别单独供油，或装

31、设单向阀、减压阀、顺序阀等，以便控制油缸或马达完成规定的动作。2、统的组成应力求简化，避免出现多余回路或多余的元件和装置。不必要的复杂化，不仅浪费，而且导故障的增加，多消耗能量，使油液发热，维修不方便。应当遵循的原则是：完成的动作要求使用的元件越少越好，回路越简单越好。对于系统所用的每个元件的作用都应能够说明，否则该元件就是多余的，一定要取消。设计时，还必须尽力使系统及其元件符合标准化、系列化和通用化的“三化”的原则，尽可能选用标准件与通用件，只有在满足不了要求的情况下，才可以设计专用的非标准件。3、证系统使用可靠性。尽量提高设备的运转率。当系统有过载危险存在时，应装设安全阀。4、要采取措施减

32、少系统的振动冲击、噪声、漏油污染环境等，对高温、低温、潮湿、腐蚀、灰尘等使用场合，要有专门的措施。要特别注意液压系统的安装、操作和经常性的维护检修方便以及对操作者可靠的安全保护措施。这些方面的问题往往被缺乏操作经验的设计者忽略，结果，系统本身虽然合理，但却不受使用和操作人员的欢迎，也不能算是成功之作。5、系统效率，防止系统过热这就要求在选择回路以及在组成系统的整个设计过程中，应力求减少系统压力和容积损失。它涉及的面广，比如：要注意选用高效率的液压元件、辅件；正确选用液压油；合理选择油管内径。尽量减少油管长度和弯曲处；采用效率较高的压力、流量和功率适应回路等。6、为了调整和检修上的方便，在拟定液

33、压系统时，就应在需要检测系统参数的地方，设置工艺接头以便于安装检修仪表。5.2 系统工作原理图的拟定由于所设计的题目是快速回路，所以以简便、快捷的完成所需功能为设计的根本出发点，因而各个小回路可以作为一个分支回路来进行设计。但是，所遵循的设计要求可以是节省元件和经济性，故在油源和溢流阀方面可共用，而其他液压元件可不必共用通过实验可以培养和提高学生的动手能力和综合运用能力，对各种液压元件有一个感性的认识，并还起到了加强设计性实验以及综合运用的实践环节的作用。运用这种实验台的主要特点是： 1、该系统全部采用标准的工业液压元器件，使用安全可靠，贴近实际。 2、快速而可靠的连接方式，特殊的密封接口，保

34、证实验组装随便、快捷、拆接不漏油，清洁干净。 3、精确的测量仪器，方便的测量方式，使得简单，读数准确。 4、采用继电器控制方式，调整灵活，响应速度快。5、可以通过压力继电器测试系统的相关数据。 根据前面的叙述，可以知道，所选的回路可以是前面各个回路功能的综合，也可以是由各个小回路组成的。但快速性这一设计要求的实现，应该从回路中元件的数目少，连接方便为出发点，所以选择单个回路完成实验要求就可以；如同时考虑到实验室空间的可节约性，我选择双面实验台，它是一个实验台同时满足两组学生的实验需要。第六章 液压泵站的设计及相应元件的选择6.1 液压站组成及工作原理6.1.1 液压站组成液压站又称液压泵站，是

35、液压传动装置的动力源。它按主机要求供油，并控制油流的方向、 压力和流量，适用于驱动装置与液压站分离的各种机械上，将液压站与驱动装置（油缸或油马达）用油管相连，液压系统即可实现各种规定的动作、工作循环。液压泵站通常由以下几个相对独立的单元组合而成：泵组、油箱组件、控温组件、蓄能器组和过滤器组件。各部件功用如下：泵 组 由液压泵、电动机、联轴器、传动底座及管路附件等组成，它是液压站的动力源，将机械能转化为液压油的压力能。控温组件 控温组件由升温和降温两种控制组件组成。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；当系统的热平衡

36、计算满足要求时，可以不使用。蓄能器 储存液压油液的压力能。油 箱 是板焊的半封闭容器，上还装有滤油网空气滤清器等，油箱用于储存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污染物。过滤器组件 的作用是从液体中分离非溶性固体颗粒，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。6.1.2 液压站工作原理电机带动油泵工作提供压力源，电机通过带动油泵旋转，泵从油箱中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力能，液压油通过集成块（或阀组合）被液压阀实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中，从而控制了液动机方

37、向的变换、力量的大小及速度的快慢，推动各种液压机械做功。6.2 泵、电机的选择6.2.1 泵的选择液压泵是能量转换装置，它向系统提供具有一定压力和能量的液体，把机械能转换成液体的压力能 。6.2.1.1 液压泵工作压力的确定液压泵的最大工作压力 pp p1+p (式6.1)式中: p1 执行元件的最大工作压力 p 液压泵出口到执行元件入口之间的压力损失初算时可按经验数据选取：管路简单，流速不大时取：p = 0.2 0.5 mpa ；管路复杂，流速较大时取：p = 0.5 1.5 mpa ；本设计中，管路较简单，流速较小，所以取p = 0.5 mpa则：pp p1+p = 6.3 mpa6.2.

38、1.2 确定液压泵的流量qp多液压缸同时动作时，液压泵的流量要大于同时动作的几个液压缸所需的最大流量，并要考虑到系统的泄漏和液压泵损失后的容积效率的下降，即qp k（qmax） (式6.2)本系统只有一个执行元件，因此泵的最大流量大于执行元件的最大流量，并且考虑到泄露取qp = k （qmax） (式6.3)式中：k 系统的泄露系数，一般取k = 1.1 1.3(q)max 同时动作的液压缸的最大总流量执行元件的最大流量,本系统暂时取： k = 1.1按题目要求只有多缸顺序动作时，其总流量达到最大：(q)max = q进 = 8.58 = 8.58 (l/min)所以， qp = 1.1 *

39、8.58 = 9.438 9.44 (l/min)6.2.1.3 选择液压泵液压泵的规格型号按计算值在产品样本选取，为了使液压泵工作安全可靠，液压泵应有一定的压力储备量，通常泵的额定压力可比工作压力高25%60%。泵的额定流量则宜与qp相当，不要超过太多，以免造成过大的功率损失。根据算出的流量和系统压力选择液压泵，以及管路短、弯曲少的特点。取泵的额定压力比系统工作压力高一点就可以，而前面的计算中已经考虑了管路的损失，在此处就可以不考虑或考虑较小的部分，以免考虑重复使系统被压较大造成不必要的浪费，且系统功率下降，而系统还过于庞大。按照系统中拟定的液压泵的形式，根据前述计算知该液压泵的流量约为 q

40、 = qp = 9.44（l/min），根据其最大工作压力和流量，参照液压元件产品样本就可选择液压泵的类型，该液压泵被应用于中压系统，所以选择叶片泵。但从功率方面考虑，我选择ybn中压限压式变量叶片泵。其型号是：ybn-anb其技术规格如下：排 量：12. 5 ml/r压力调节范围：2.0 7.0 mpa 额定转速：1500 r/min 最低转速：600 r/min 最高转速：1800 r/min驱动功率：2.7 kw质 量：无底板式：10 kg 低底板式：14 kg高底板式：15.5 kg生产厂家：榆次液压件厂 大连液压件厂其外形尺寸如下：表 6.1尺寸/mm型号ll1l2ll1l 2l 3

41、l 4ybx10b（v3）136.51566828176.5815.5尺寸/mm型号l 5l 6b1b2bhss1ybx10b（v3）50.556.556.556.56h920.580h893尺寸/mm型号ddd1z1z2z3ybx10b（v3）10018js69rcrc6.2.2选择驱动液压泵的电动机驱动液压泵的电机根据驱动功率和泵的转速来选择。按液压泵在系统中的使用情况，计算其驱动功率p： p = （kw） (式6.4)式中： pn 液压泵额定压力，p a；qp 液压泵的额定流量，m/s； p 液压泵的总效率，取p= 0.82； 转换系数： = pmax/ pn； pmax 液压泵实际使用

42、的最大工作压力，p a = 3.56 / 6.3 = 0.565 p = = 1.357 (kw)根据泵的技术要求及相应计算, 参照机械设计手册,查表40128 常用电动机性能及应用范围，初步选取电机的型号为：jo2型系列封闭式笼型感应电动机。jo2型系列电动机的用途是：封闭式三相鼠笼型异步电动机，能防止灰尘、铁屑或其它飞扬物件入电机内部，可用作一般用途，但可用于灰尘较多的地方如：碾米机、磨粉机及某些矿山机械等。jo2型系列电动机的特点是：外形小、重量轻、效率高、温升低、使用方便、运行可靠易于检修等优点。使用条件及工作方式：（1） 电压：jo2型380v 接法，3kw以下y接法；（2） 频率：

43、50 hz；（3）定子绕组为e级绝缘，在环境温度不超过40，海拔不超过1000mm，定子绕组用电阻法测量温升不超过75，用温度计法测量温度不超过65；（4） 工作方式为连续使用。安装形式:：101、a201、a302。技术数据如下（附表404 jo2、j2系列电机技术数据）：表 6.2型 号满载时电流转速r/min效率 %功率因数jo2-22-43.49141080.50.81型 号启动电流起动转矩最大转矩额定功率 kw额定电流额定转矩额定转矩jo2-22-471.821.5重量：30kg查附表405 jo2系列电机外形及安装尺寸如下：表 6.3机座号安 装 尺 寸 mmabcdefg2216

44、0140632250618.2机座号安装尺寸 mm外 形 尺 寸 mmhkbb1b2hl122100132051551052103656.3 联轴器的选择联轴器选用时，首先按工作条件选择合理的类型；再按转矩、轴径和转速选择联轴器的尺寸；必要时校核其薄弱件的承载能力。结合前面对工况的分析，再查机械设计师手册表2-4-1初步选尼龙柱销轴器，它的使用范围：许用扭矩 (nm)100 420000 ；轴径 (mm) 12 400 ；最大转速 r / min 一般 760 7430优点是：制造和维护更容易，结构简单，两面对称可互换，允许较大的轴向窜动，寿命较长，能缓冲减振。缺点：与弹性圈柱销联轴器相比，安

45、装精度要求高。应用：适用于启动频繁的高低速传动，可代替弹性圈柱销联轴器。选择及校核时，按最大转矩进行。由于在设计时最大转矩不易确定，故通常按计算转矩进行。其计算公式如下： (式6.5)式中： t 公称转矩， nmk 工作情况系数，见机械设计手册表2-4-2查表可知：k = 1.25 1.5，取k =1.4根据公称转矩 计算式中：p 电动机的功率 kwn 电动机的转速 r / min 经计算得： t = 10.16 nmtc = 14.224 nm以上数据，与电动机的相关数据对比，可知选择的该联轴器是符合使用要求的，因为它们的转速、转矩可以在各自符合条件且相互适合的范围内进行匹配和工作。尼龙柱销

46、联轴器具体的型号是：hl1代号是：q/zb 123.1.00技术参数如下：表 6.4型 号允许最大转矩nm允许最大转速r / min轴孔直径d1、d2sbhl1100743012、14；16、18；20、22212型 号l柱 销螺 栓y型轴孔d3lnd4n1hl130、40；40；50206m61612型 号dd1d2转动惯量kgm2质量kghl19070400.0021751.736.4 液压元件的选择6.4.1 液压执行元件的选择本系统的运动形式为直线往复运动，且要求有多种顺序功能，所以选取单杆柱塞缸。6.4.2 液压控制阀的选择液压法的选择依据是系统的最大工作压力pmax和通过阀的实际最

47、大流量qmax，以及安装方式等。原则上：阀额定压力和公称流量应大于等于pmax和qmax。为提高工作可靠性，应留有一定的安全裕量。各种液压阀的规格型号，可按中低压液压阀样本提供的情况和拟订的液压系统从产品中选取。压力阀根据工作压力和通过的最大流量等因素来进行选择与设计；流量阀根据工作压力，通过的最大流量，最小稳定流量等因素来选取的；方向阀根据工作压力，最大流量，所要求的滑阀功能，控制方式来选取的。选取阀的额定压力和流量相接近，必要时，通过阀的最大实际流量可允许超过其额定流量的20 %，对于可靠性要求特别高的系统，阀的额定压力应高于其工作压力较多；对于流量控制阀，还应考虑最小稳定流量。另外，还应

48、考虑控制阀的操作，安装方式等。对各回路进行分析图下：在任何一个原理图中，活塞杆所承受的最大推力都为1kn，如下数据也相同：系统压力 p进 = 1.53 (mpa) p退 = 2.74 (mpa) p工 = 3.56 (mpa) 活塞杆进时 q进 = 8.58 (l/min)活塞杆退时 q退 = 5.81 (l/min)活塞杆进时 n进 = 0.22 (kw)活塞杆退时 n退 = 0.27 (kw) 6.4.2.1 调压回路在确定的原理图（）中，如采用以上数据进行分析，可知：溢流阀的选取此回路处于调压状态时，可以对远程调压阀2的弹簧进行调节，来达到调压的目的。根据题目需要，其调压范围不需要特别大

49、，只要满足试验要求即可，所以暂定其调压范围为01 mpa 。由泵输出的系统压力6.3 mpa，p进 1.53 (mpa)，参照溢例阀流量特性曲线（样本）知：p溢 = 0.5 mpa，故减压阀先导阀弹簧调定压力应为：p弹簧 1.53 + 0.5 = 2.03 （mpa），按照中低压液压阀样本选取液压阀，选择y型溢流阀，其主要作用是控制系统压力，保护泵和油路系统安全及保持系统压力恒定。y型调压阀是一种小型的直动式溢流阀，可以和溢流阀的遥控接口，在主溢流阀的调定范围内，实现远程压力调节。远程调压阀选取的型号是：y 10by表示：溢流阀的型号 10 表示：通径b表示：该阀采用板式连接。溢流阀选取的型号

50、是：y 10b其含义与上面的相同。主要技术参数如下：表 6.5型 号流 量（l/min）压 力 （mpa）重 量（kg）最 大最 小卸 荷y 10b106.30.50.21.6外形尺寸如下：表 6.6型 号尺 寸 （mm）ceh最大h最小c1e1y 10b134.513054496529型 号尺 寸 （mm）h1s1s2s3s4t1t2y 10b46241417711型 号尺 寸 （mm）t3d1 1d2 2jfy 10b198, 16 4,8m85042压力表及压力表开关的选取a.压力表的选取查相关资料选取中低压系列压力表，压力表是测量压力的仪表，选择y-0.56.3 mpa型压力表，其精度是0.5 mpa。b. 压力表开关的选取同上所述，按照机械设计手册选取中低压系列压力表开关，选择kf型压力表开关，该压力表开关是小型的截止阀或节流阀，主要用于切断油路与压力表