液压式板簧侧曲液压矫直机设计

1、矫直机是对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机 通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度。一般有两排矫直辊，数量 不等。也有两辊娇直机，依靠两辊（中间内凹，双曲线辊）的角度变化对 不同直径的材料进行矫直。主要类型有压力矫直机、平衡滚矫直机、鞋滚 矫直机、旋转反弯矫直机等等。辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种 角度，两个或三个大的是主动压力辊，由电动机带动作同方向旋转，另一 边的若干个小辊是从动的压力辊，它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力 使之旋转的。为了达到辗子对制品所要求的压缩，这些小辊可以同时或分 别向前或向后调整位置，一般辊子的数目越多，矫直后制品精度越高。制 品被辊子咬

2、入之后，不断地作直线或旋转运动，因而使制品承受各方面的 压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到矫直的目的。板簧发生侧曲是制约汽车板簧生产质量的瓶颈问题，为了满足生产汽 车板簧的中大型企业实际需要，保证产品质量，降低工人的劳动强度，进 而提高企业的生产率和经济效益，特进行了液压式板簧侧曲液压矫直机的 设计。本文的研究内容主要有以下几个方面：1完成了娇直机的机械结构设计，并对机械结构进行了校核。2依据负载情况，确定了液压缸、液压控制元件、液压辅助元件的主 要参数，对各驱动电机的功率进行了选择，并绘制了液压系统的原理阁。本设计的主要创新点是在活塞杆的一次运动过程中通过铰杆带动压头 可以同时校核两个工件，节

3、衍了劳动时间，提高了劳动效率。关键词：板簧；液压矫直机；铰杆机构目录摘要iiabstract错误!未定义书签。目录错误!未定义书签。第一章引言1第二章国内外情况分析3第三章矫直机的矫直理论及方案说明53.1弹塑性弯曲的基本概念53.2矫直方案的论证6第四章机械部分设计计算74.1铰杆的设计74.1.1铰杆长度确定74.1.2 铰杆的受力分析74.1.3铰杆螺纹部分直径的校核84.2导轨强度校核94.2.1导轨许用压强的校核94.2.2导轨螺钉的校核94.3柱销的选择与校核104.4机架的设计与计算114.4.1机架材料的选用114.4.2机架壁厚的选用114.4.3机架导轨的选用11第五章液压

4、部分设计计算125.1液压系统原理图125.2液压工作原理135.3执行元件主要参数确定145.3.1初选拉i行元件的.t作压力145.3.2液压缸主要尺汴计算145.4液压泵的计算和选择155.4.1确定液压泵的最大工作压力155.4.2确定液压泵的流量155.5电动机的选取165.6阀类元件的选择165.6.1方向控制元件的选择165.6.2溢流阀的选择175.6.3节流阀的选择175.7油箱及其附件的选择185.7.1油箱的选择185.7.2压力表的选择195.7.3冷却器的选择195.7.4加热器的选择205.7.5液压油的选择205.7.6过滤器的选择215.7.7管路的选择215.

5、7.8管接头的选择22结论23致谢错误!未定义书签。参考文献25第一章引言矫直技术在冶金工业中运用的非常广泛，由其在现代化程度较高 的连铸生产线中的连铸坯矫直设备也是必不可少的；钢板、型钢、钢 管等乳钢厂的精整车间，矫直机则更是必不可少的设备之一。因为轧 件在乳制生产过程中，由于冷却不均、塑性变形或运输等一系列原因 使轧件出现不同程度的瓢曲、挠曲、波浪、镰刀弯和歪扭，或内部残 余应力（如：钢轨、型材和管材常常出现弧形弯曲；工字钢容易产生 翼缘内并、外扩和扭转；板、带材则经常出现波浪形（边浪弯、中间浪 弯）、瓢曲或镰刀弯等），因而轧机出来的轧件通常都会具有不平直 性以及形状尺寸精度误差较大的情况

6、，其原因主要是受到乳钢生产工 艺和冷却过程综合影响的结果。除此之外，还存在着外部机械损伤等 原因。如果对轧件不进行校直处理或校直精度无法满足，就会对产品 的后续加工和使用造成影响，甚至会产生废品。从而增加了成本，不 利于制造业的发展。查阅相关资料分析归纳，使轧件形状产生缺陷的主要原因有以下 几方面： 由于压力不均匀（特别是轧制异型材）、轧件材料性能不均6j、 轧件加热不均匀、上下轧辊圆周速度不一致以及孔型调整不正确等， 都会使轧件造成纵向或横向的挠曲； 轧件横截面厚度不均匀、断面形状不对称以及轧件在轧后冷却 的过程中横截面各处冷却速度不一致或收缩不均久1,轧件也将产生变 形； 高温状态下轧件过

7、长时间停留在辊道运输的过程中或在运输 过程中轧件出现跳动，轧件会由于自身重力而引起弯曲； 在高温状态下进行剪切、鋸切轧件等操作，轧件也会产生相应挠曲。国家对各类产品都制定了相关的质量标准，来保证产品的安全可 靠性。限制了轧件的变形必须在一定的公差范围内。倘若仅仅从轧制 生产工艺方面来消除轧件的挠曲和瓢曲这会是非常的不现实也是相当 困难的。因而要将己经产生变形的乳件进行相关的矫正，我们则需要 有专门的娇直设备，使其达到标准所制定的公差范围以内，从而得到 平直性好的产品。这使得矫直机成为了冶金工业中不可缺少的设备之本课题来源于汽车板簧生产企业开发项目。课题所研究板簧校直机设计以解决在实际生产过程中

8、制约汽车板 簧生产质量的瓶颈问题，满足生产汽车板簧的中大型企业实际需耍， 保证产品生产质量，降低工人的劳动强度，进而提高企业的生产率和 经济效益。本课题采用液压机械式结构，用液压缸作为动力执行件，适应生 产不同规格板簧侧曲的校直，尽可能降低制造成本，具有操作的直观 性和简单性，满足操作工人文化和技术素质相对较高的中大型企业的 需要。通过对机械工艺有关知识的系统学习，我们初步具备了本专业的 一些基础知识，为了更好的将所学知识寓于实际，落入实践，在老师 的指导帮助下，我们在这学期进行了毕业设计，通过完整的构想，细 致的计算和检验，完成了毕业设计的工作要求。对于工作成果的优劣 良莠，我们不知道，也无

9、从得知，但有一点我们可以肯定，毕业设计 里包含着我们的汗水，蕴含着我们的辛劳。首次进行这类综合性的设计，对于我们这些刚刚走出书本知识的 学生来说，难度是比较大的，设计中出现的错误和不当必然很多，我 诚恳的希望老师给与我们批评指正，以帮助我们更好成长。第二章国内外情况分析随着汽车产业的不断壮大，对汽车的配件工业也提出了更高的耍求， 车用板簧作为减震部件对汽车性能的影响是可想而知的。对于板簧来讲， 其平整度对板簧性能影响甚大。处理后的板簧并非令部符合耍求，这必然 要求对板簧侧曲进行矫直，这就导致了矫直机的产生。这里先说一下矫直 技术的发展史。矫直技术产生的确切时间尚未找到准确的文字记载。但从文物发

10、掘中 看到我国春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工矫直和平整 技术己经达到很高水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品与工具, 小自针锥、大到铁杵都耍求矫直技术来完成成品的制造。手工矫直与平整 工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤、砧台等。常借助高温加热进 行大型工件的手工矫直。“矫枉必须过正”的哲理就是古代人在矫直及整形 的实践中认识到物质的反弹特性，这不但一语道破了矫直技术的矫正原理, 同吋对丁社会的改造也有着指导意义。由于中国社会的特殊条件，好多技术停用在手工状态，欧洲在18世纪 末到19世纪初叶进行了产业革命，机械化的生产逐渐地代替手工劳动。到 了 19世纪30年代，冶铁

11、技术也发展起来，使得当时英国的生铁产量增加 了 2.7倍，由原来的7万吨增长到了 19万吨。19世纪50年代开辟了炼钢 技术发展的新纪元。随着平炉炼钢技术的发明，钢产量增长迅速。到了 19 世纪末，钢材产量占钢产量的比重也显著增加，钢产量增加了 50多倍。这 吋己经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。进入20世纪，由于电力的 发展，电力驱动替代了蒸汽动力，也使得机械工业得到了很好的发展。在 1905年英国制造出了大概是我们能够见到的最早的矫直机一辊式板材矫直 机。20世纪初，出现了矫直圆材的二辊式矫直机，解决了钢管矫直的问题, 同吋也提高了棒材矫直的速度。20世纪20年代，日本制造了多辊矫直机

12、。 20世纪30至40年代，在我国的金属制品业和钢铁工业中相继引进了国外技术发达的板材矫直机和型材矫直机。随着电子技术及计算机技术的发展, 矫直机的品种、规格、结构及控制系统都得到不断的发展与完善。20世纪 70年代，改革开放以后我国接触到了国外大量的设计研究成果。值得自豪 的是我国科技界一直在研究矫直技术，奋力直追，努力提高科研设计和创 新能力，缩小与国外先进国家的距离。在20世纪50起年代，我国刘天明 提出了双曲线辊形设计的精确计算法和文献28提出了矫直曲率方程式。6080年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研宄并取得了显著的 成果。近年来我国在多斜辊薄壁管矫直机、反弯辊形九斜辊矫直机

13、、复合 转毂式矫直机、双向反弯辊形2辊矫直机、3斜辊薄铜管矫直机、平行辊异 辊距矫直机及液压自动切料机等研制方面相继取得成果。目前，在国内市场上出售的和生产上使用的板簧矫直机大多为机械式 的，采用液压式的很少，或者即使采用也因为一系列难以解决的问题而束 之高阁，成为一摆设。正是基于这种情况，我们对液压式板簧矫直机进行 了设想，并对其原理、结构作了分析，设计成了这种液压式机构。希望能 为液压矫直机的发展做一些铺贽。第三章矫直机的矫直理论及方案说明3.1弹塑性弯曲的基本概念轧件在矫直机上弯曲变形时实际上是一个横向弯曲的过程。如果在轧件厚 度h与矫直轧件时的两个支点距离/的比值（%）很小的情况下，对

14、于剪应力 的影响可以忽略，从而可以得出矫直轧件时的弯曲近似乎是一个纯弯曲变形。外负载弯曲力矩m的作用于乳件产生的弯曲变形时，拉仲变形主耍发生在中性 层以上的纵向纤维，而压缩变形则主耍出现在中性层一下的纵向纤维。根据外 负荷力矩m的大小，轧件的弯曲变形有三种情况：（1）纯弹性弯曲在外负荷力矩的作用下，轧件表面层的最大应力小于或等于材料的屈服极 限，各层的纵向纤维都处于弹性变形状态。外负荷去除后，在弹性内力矩的作 用下，纵向纤维的变形能够全部恢复，这种变形称为纯弹性变形。（2）弹塑性弯曲随着外负荷弯曲力矩的增大，轧件各层纤维继续产生变形。当外负荷增加 到一定的数值，轧件表层纵向纤维应力超过了材料的

15、屈服极限时，纤维就会产 生塑性变形。外负荷越人吋，塑性变形区由表层向中性层扩展的深度也越大。 当除去外负荷后，在弹性内力矩作用下，各层纵向纤维的变形只可以弹性恢复 一部分，但己经无法再全部恢复。这种弯曲变形称为弹塑性弯曲变形。（3）纯塑性弯曲随着外负荷弯曲力矩的继续增大，整个轧件断面的纵向纤维应力都超过了 材料的屈服极限，则所有的纵向纤维都处于塑性变形状态。当除去外负荷后，在弹性内力矩作用下，纵向纤维的变形只能恢复弹性变形部分，但无法全部恢 复。这种弯曲变形称为纯塑性弯曲变形。由以上可知：（1）在外负荷弯曲力矩m作用下，轧件中同时有弹性和塑性变 形的；（2）轧件弹塑性弯曲变形过程由两个阶段组成

16、，在外负荷弯曲力矩作用下 的弹簧塑性弯曲阶段和除去外负荷后的弹性恢复阶段（轧件产生弹性恢复变 形）o3.2矫直方案的论证压力机一般分为两种：一种为机械式；一种为液压式。其中机械式结构复 杂，操作繁琐、工作不稳定、维护困难、而且制造成本高周期长。而液压装置 重量轻，惯性小，反应快，工作比较平稳，易于实现快速启动、频繁的换向和 制动。相对于机械式，液压式传动操纵更方便，因为它是对液体的流量、压力 和流动方向进行调节和控制，因此也更容易实现工业的自动化。另外，液压式 还有着机械式无法比拟的优点，其液压元件能自行润滑，而液压装置易于实现 过载保护，因此使用寿命较长。由于液压元件己实现了通用化、系列化、

17、标准 化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。而且相对于机械传动，用 液压传动来实现直线运动更为简单。结合对比以上两种压力机，可以看出液压 传动优点突出，因此本设计拟采用液压式压力机。液压式压力机的机体结构一 般常用的有卧式、立式等不同种类。工作缸一般有单缸。双缸和多缸等。系统 的传动方式一般有液压泵直接传动、液压粟一蓄能器传动和增压器传动等。对于本液压式矫直机，由于液压系统本身的优点，决定了此机构比其他形 式矫直机的优点有以下三个方面： 本液压系统的执行元件是单液压缸，采用了对称结构，可实现一次加 工两个工件的工作。在活塞的一次上升过程中，通过铰杆带动两个冲头，作用于 两边板簧而实现一

18、次加工两个工件，提高了工作效率。由于立式设备占地面积虽 小，但高度方向要求io米以上，对于厂房高度或吊车等均有影响，操作不方便。 卧式设备占用厂房面积大，但操作、出装等方便，因而本设备采用卧式方案。 由于采用了液压工作机，液压站的特点决定了其工作平稳，在停车时， 冲击性比较小，因而对机构的性能耍求降低了。 液压件皆为标准件，更换方便。同时此机构操作方便，易于控制，而对 于机械式矫直机，机构比较庞大，且对各配件的耍求比较高，同时曲柄在回转 吋不平衡，易产生冲击性颤动。第四章机械部分液压式板簧矫直机，属于压力矫直机，对板簧的冲击力要小于板簧材料的 屈服极限。为了提高矫直机的稳定性和强度，在机架焊接

19、加强肋，同时机架通 过地脚螺栓与固定基相连。机架采用ht2000材料，铸造出之后，在对配合面进 行机械加工，提高表面光洁度。4.1铰杆的设计由于铰杆用于传递较大的力，故选用强度较大的30mn碳素结构钢，在使用前经淬火和回火提高性能，经查表可知，其屈服极限=540mpa，抗拉强度 fboompa。4.1.1铰杆长度确定取两铰杆夹角为170°与90°时为两极限位置，则由于压头冲程为100mm 可知，设铰奸长力ll(sin85° -sin45° )=100346mm取l=350mm，采用对称结构，l,=l2=350mm 4.1.2铰杆的受力分析当铰杆的夹角为1

20、70"时，铰杆所受的力最大，此时由铰杆作用于压头上的 最大力fq=600kn，如下图所示：fo 1500由理论力学 ff cos5° =cos5° =15o5.7kn液压缸作用在活塞上的力f=2xf0tan5° =262.5kn此时活塞杆的受力最大铰杆主要受压应力，当两铰杆之间的夹角为90°时，压应力最大。540360mpa作用于铰杆上的压力f=1505.7kn安全系数n=1.5,则铰杆的许用压应力=1-5铰杆的截面为矩形，其面积a=bh=0.06x0.072=4.32x 10压应力口=?/八=1505.7乂1000/(4.32父 10-3)=

21、3491<() 满足要求4.1.3铰杆螺纹部分直径的校核计算项目计算内容计算结果计算螺钉受力螺钉部分工作载 荷f二焱zf=1500kn剩余预紧力f"=0. 8ffz，=1200kx连杆最大压力f0=f+ f"fo=27ookn相对刚度系数金属c, -0.25 +c2预紧力f x - fo- c, f +c2f ' =2325kn螺钉拉力变化幅2fa=187. 5kn计算螺纹杆应力幅假设螺纹杆直径自定d=72 mmd=72 mm螺纹杆几何尺寸查手册 d二65. 5. 5 mm, d2=68. 103 mm p=6 mm, h=0. 866, p=0. 866x6

22、=5. 196螺纹杆危险截面 面积ac=- (d )246ac3279. 89mm2螺纹杆应力幅fa(j ="acoa 22. 87mpei确定许用应力q275幅，选择螺纹杆 材料选择螺纹杆性能 等级10. 9 级，,=10x100,ct、. =9x/10=900(7h =1000mpa <7、=900mpa螺纹杆疲劳极限<7_, =0. 32(jh =<j_x =320mpa极限应力幅ekmku古士/.门么，查表知 s-0.52,k(jkm=lf 辗制，ku =1.59 ka=3.9iini=56- 5mpa许用应力幅<rj=23. 7mpa校核螺钉变载荷强

23、度应满足条件, 22. 87<23. 7满足经以上计算可知，m72的螺纹杆满足条件。4.2导轨强度校核4.2.1导轨许用压强的校核导轨的最大许用压强p=2.5mpa处于极$位置时，导轨受到的向上的作用力为f1=f2=5 x 1500tan5° =65.6kn作用面积 a=0.05x0.25=0.0125 m2最大压强 p= fi/a=65.6x 103/0.0125=2.1mpa<p满足压强耍求4.2.2导轨螺钉的校核计算项目计算内容计算结果计算螺钉受力导轨受到的向 上的最大力fq=- x1500tan5°2fq=65. 6kn螺钉工作载荷fi-0, f2= f

24、q/4hvo, e2=16. 4kn剩余预紧力f=0. 8 f212kn螺钉最大拉力fo= f2+f"eo=29. 52kn相对刚度系数无垫片c, -0.25c' + c，预紧力fz-f0- c, f2c| +f z =10. 17kn螺钉拉力变化 幅fa-2 一f,x ci2c| + c2fao. 82kn计算螺钉应力幅假设螺钉直径自定d=36 mmd=36 mm螺钉几何尺寸查手册 di=32. 75 mm，d2=34. 05 mm, p=3 mm, h=0. 866p=2. 598 mm螺钉危险截面 面积ac= (di- )246ac二819. 9 mm2螺钉应力幅fa(

25、j =w ac(j( impa确定许用应力 幅，选择螺钉材 料35钢35钢选择辊钉性能 等级5. 6 级，a；, =5x100， o、二6x(7h/10(jh =500mpa <7、=300mpa螺钉疲劳极限=0. 32(7h=160mpa极限应力幅=查表知 f =0.62，kgkm=1.25f 辗制，ku=1.5, k(r=3.457iini=56- 5mpa许用应力幅弋 = um/sa = 18. 84mpa校核螺钉变载荷强度应满足条件'<'，1<18. 84满足由以上计算可知，该导轨螺钉满足条件。4.3柱销的选择与校核柱销主要受剪切力，当两连杆之间的夹角

26、为170°吋，剪切力最大，材料选q275 4f r = jt d2zd 彡 69.2取d=72mm,满足要求4.4机架的设计与计算 4.4.1机架材料的选用由于铸铁流动性小，体收缩和线收缩小，容易获得形状复杂的铸件。在铸 件中加入少量合金属元素可提高耐磨性。基于以上优点选用铸铁作为机架材料 等。ht200可以承受较大的弯曲应力，因此选用ht200作为机架材料。4. 4. 2机架壁厚的选用机架当量尺寸n=2l + b + h3l-铸件的长度，l=2947 mm b-铸件的宽度，b=2300 mmh-铸件的高度，h= 1025 mm=3. 073，-,、丄竹2x 2.947 + 2.3

27、+ 1.025经计算，n=3由机械设计手册查得，壁厚为20 mm,实际为y安全起见，将机架立 柱壁厚设计为100 mm。4. 4.3机架导轨的选用由于丝杠带动滑块通过在导轨中运动来调整板簧支点间的距离，精度要求 一般，燕尾形导轨可用一根镶条来调整磨损间隙，尺汴紧凑，调整方便。因此 可选用燕尾形导轨来作为机架导轨。对导轨的要求：硬度不低于190hbs，不高于255hbs。导轨经粗加工后 要进行一次时效处理。第五章液压部分5. 1液压系统原理图1ab12缸压液/ 1.一2/,2g1ogm阀流节/ 1oo6-ngty表力压/ 1940/o1xk6adbd阀流溢/ 18s2xo4hiuz器滤过/ 17

28、/o2£i2yyg器热口力, 165e32na6oo/i，：ioio4ba箱由 15800xl计度温e42)j43piy(y机电 13o6ingty泵压液声 1lrql2器却冷声 1o5i米-2d23-og-s-ds阀向换磘电声 1序号号代称名数量图5-15. 2液压工作原理液压泵开启之后，液压油经过滤器过滤，经溢流阀、压力表、节流阀和三 位四通电磁换向阀进入液压缸，当左端电磁铁通电时，p、a接通，b、t接通， 液压油推动活塞杆向上运动，从而完成校直板簧的动作，当右端电磁铁通电时， p、b接电时，液缸不动作。使用三位四通电磁换向阀的好处是可以使液压缸在 其行程过程中任意位置停止。油箱

29、中的油温一般在30-50°c范围内工作比较合 适，最高不大于60°c最低不小于15°c。过高将使油液迅速变质，同时使泵的 容积效率下降；过低，油泵启动困难。因此，在液压回路中设置了加热器和冷 却器，以便在温度过低时对液压油进行加热，在温度过高时对液压油进行冷却。 系统中溢流阀的主耍作用是：当液压系统达到或超过溢流阀调定压力时，系统 压力液体经该阀溢出，防止系统过载，保障系统安全。通过调节节流阀，可以 控制输入或排出执行元件的流量，从而达到调速的目的。5. 3执行元件主要参数确定5.3. 1初选执行元件的工作压力系统工作压力低会使液压系统结构庞大，废材料，系统工作压

30、力过高，虽 然省材料，结构紧凑，重量轻，但对系统的耍求过高，耍注意治漏、噪声控制 和可靠性问题的妥善处理，因此初步选定系统初步选定系统工作压力为20mpa 的中压系统。5.3.2液压缸主要尺寸计算缸筒内径：由以上计算可知，液压缸承受的最在负载力f=262. 5kn,缸内径d为：i4f -3d=i x10 =81. 78 mm up将d=81.78 mm圆调整到标准值为d=100 mm活塞直径d:取活塞行程为 d=0. 5d=0. 5 x 100=50 mm缸筒长度：缸筒长度=活塞行程+活塞导向长度+活塞杆密封长度+其他极限位置时，两铰杆的夹角分别为90°和170° ,则活塞

31、杆行程为sl=350 (sin85° -sin45° ) =101. 2 mm取活塞行程为标准值125 mm活塞宽度 s2=0. 8d=0. 8 x 100=80 nun活塞杆导向长度s3=l. 2d=120 mm其它长度s4=50 mm液压缸总长度 s=s1+s2+s3+s4=125+80+120+50=375 mm5.4液压泵的计算和选择5.4.1确定液压泵的最大工作压力pp =a/7 = 20 +1 = mpa5. 4. 2确定液压泵的流量v, = 25 mm/ s返程速度：4= 12.5mm/5行进速度：8返程时执行元件所需流量jl1q, =-(d2 -d2) v=

32、-x3.14x(0.12 -0.072)x0.025 = 0.1l/s '44二行进时执行元件所需流量的最大值液压泵的流量k为修正系数1.2.q/f =1.2x0.1 = 0.121/55.4.3液压栗的选择主要根据系统的工况来选择液压泵。泵的主要参数有压力、流量、转速、 效率。为了保证系统正常运转和泵的使用寿命，一般固定调和系统中，正常压 力为泵的额定压力的80%左右；泵的流量要大于系统系统工作时的最大流量。 为了延长泵的寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。由于齿轮泵具有结构简单，工艺性好，体积小，重量轻，维护方便，使用 寿命长等优点，因此可选用齿轮泵作为液压泵。在本液压系统中

33、，选用p5100-f20型号的液压泵该泵采用先进的压力平衡结构和经过特殊表面处理的侧板结构，耐压抗磨性强，采用专门设计的特殊油 泵轴承，更适合重载冲击等苛刻条件，具有体积小、噪声低、压力高、行程大、 性能好、寿命长等特点。p5100-f20的技术参数如下：排量20ml/r,齿宽$ ,额定压力23mpa,最高压力8mpa,工作转速2400r/min, 输入功率22.5kw,计算可得其流量q =如吼 xl0 =20x2400x 0.91 x 10'3 =43.68l/s5. 5电动机的选取由于p5100-f20液压泵的驱动功率为22.8kw,可选择y(ip34)j2防护式笼 形感应电动机，

34、容量范围为7.5-125kw，转速范围580-2960r/min，电压380v，能 防止水滴、铁屑或其他物件沿垂直方向掉入电机内部。5.6阀类元件的选择5.6.1方向控制元件的选择方向控制元件主要有以下几种：按控制方式分，可以分为人力控制、机械控制、压力控制、电气控制(似 括电磁-液压控制)按工作位数分，可以分为二位、三位、多位；按通路数分，可分为二通、三通、四通、止通等；按安装方式分，可分为管式、板式、插装式、叠加式。在木系统中采用三位四通的电磁换向阀，它是依靠电磁铁推动阀芯改变在 阀孔内的位置，控制液流通、断或流动方向的。这种阀容易实现远程自动控制 应用甚广。控电方式电磁铁分为直流(dc)

35、电磁铁和交流(ac)电磁铁。直流 电磁铁换向平稳、换向频率高、工作可靠。交流电磁铁虽然启动快，但是换向 冲击大，换向频率低，滑阀卡时，绕圈易烧毁，可靠性差，故采用直流湿式电 磁铁。在木系统中之所以采用三位四通电磁铁换向阀是因为它可以使液压缸在 其行程中任意位置停止，控制方便。由计算可知，通过换向阀的最大流量为o.ll/s可选用dsg-01/os电磁转换阀。该系列电磁换向阀配有强吸力、高性能的 湿式电磁铁，具有高压大流量、压力损失低等特点。dsg-03-3c2-d24-50型电磁换向阀可满足要求，其技术参数如下，最大流量 20l/min，最高使用压力31.5mpa，t 口允许背压16mpa，最高

36、换向频率240次/min， 质量5kg，满足使用要求。5.6.2溢流阀的选择溢流阀的主耍作用是：当液压系统的压力达到或超过溢流阀调定压力时， 系统压力液体流经该阀溢出，防止系统过载，保障系统案例或将系统压力稳定 在调定值。直动型溢流阀，阻力小，动作比较灵敏，压力超调量较小，结构简单，成 本低。因此可选用直动型溢流阀。dbda6k10/40型溢流阀，技术参数如下：通径6mm,工作压力:p 口 40mpa, t 口 31. 5mpa ,流量50l/min,介质矿 物油磷酸酯液压液，介质温度-2070°c,介质粘度(2. 8-380) xlq/s可以满足使用要求。5. 6. 3节流阀的选择

37、节流阀的主耍作用是用于控制输入或排出执行元件的流量q，达到调速的目 的。mg型节流阀是直接安装在管路上的管式节流阀，该阀节流口采用轴向三角 槽结构，用于控制执行元件速度。可以选择mg10g1.2/2型节流阀，其技术参数 如下通径(mm)10流量(l/min)50连接螺纹公制m22x15英制1/2工作压力(mpa)31. 5mpa图5-2外形尺寸如图5-3所示e通径d'd2l'sis2t>重量/kg10g1/248802746140.7图5-35.7油箱及其附件的选择5.7.1油箱的选择油箱在系统屮的功能，主要是储油和散热，同时也有分离油液中的气 体及沉淀污物的作用。在本系

38、统中油箱选择开式油箱。其箱内液面跟大气相通，为了防止油 液被大气所污染，则在油箱顶部设置空气滤清器，并且兼作注油口用。油箱中油液温度一般为3050°c,最高不应超过65°c,最低不低于 15°co油箱的有效容量一般为泵每分钟流量的3-7倍，考虑到冷却效果，要 求本系统中选择油箱容量为泵每分钟流量的7倍。由2.2计算可知液压泵的最大流量为0.1l/s=6l/min，所以油箱的有效容 量为 7x6=42 l可选择ab40-01-/006an23es矩形油箱其技术参数如下：公称容积63l，油箱组伯为标准型，不带分隔板，带池油槽带放油螺 塞，材料为不锈钢。5. 7. 2压

39、力表的选择由于在工作过程中，机器在不可避免的有震动，因此须选用耐震压力 表。ytgn-60型压力表即符合要求，其技术性能如下：公称直径：060,测量范围 00.1; 0.16； 0.25； 0.4； 0.6； 1.0； 1.6； 2.5； 4； 6； 10； 25； 40； 60,精确度等级 1.5,接头螺纹 m14xl.5。5. 7. 3冷却器的选择液压系统工作时，因液压泵、液压马达、液压缸的容积损失和机械损 失，或控制元件及管路的压力损失和液体摩擦损失等消耗和能量，几乎全 部转换为热量。这些热量除一部分散发到周围空间，大部分使油液及元件 的温度升高，如果汕液温度过高（80°c），

40、将严重影响液压系统的正常工 作。这里就有必要设置冷却器。冷却器分为水冷式和风冷式两种。可选用2lqfl型冷却器该冷却器的特点为水从管内流过，油从管体内流过，中间折板使油流 折流，并采用双程式四成流动，强化冷却效果，检查清理方便。5. 7. 4加热器的选择当油箱中油液温度过低时，油泵启动吸入困难，因此在本系统中使用了加热器加热器的发热器能力，按下式估算h>crvrc一油的比热，取c=1675 r油的密度,900kg/州3 v油箱容积，v=0.0633 t加热时间，t=10s计算可得 h彡 1675x0 063x25x900 10237.43kvv电加热器的功率n=237.43860/7 8

41、60x0.80.35kw可选用型号为gyy2-220/1型加热器，功率为1kw，电压220v。其特 点为该加热器是用两根管子弯成，用法兰盘阎定，两端接头接通电源，用 于在敞开式或封闭式油箱中加热，其加热温度为300°c。电加热器安装在 油箱中，为了防止加热器管子表面烧焦液压油，在加热管的外边装上套管， 套管的表面耗散功率不得超过0.7w/cm2,加热器装上以后，出了故障也便于 维修更换。5.7.5液压油的选择由于齿轮泵使用的液压油的最佳运动粘度为70-250 mm 3/s,适用工作介 质品种及粘度等级为hm油，质量指标为32，46,68,100, ,150在本液压系统中，可选择l-h

42、m68型矿物质油，其性能参数如下：粘度等级：68运动粘度:61.2-74.8 mm 3/s(40°c)粘度指数：不小于95闪点：开口不低于1805. 7. 6过滤器的选择过滤器是液压系统中的重要元件。它可以清除液压油中的污染物，保 持油液清洁度，确保系统元件工作的可靠性。过滤器的类型有网式过滤器、线隙式过滤器、纸质过滤器、磁性过滤 器、烧结式过滤器、不锈钢纤维过滤器、合成树脂过滤器、微孔塑料过滤 器，由于本液压系统没有太高的精度要求、从经济性和使用性方面考虑可 选用颗粒度彡50 mm的过滤器。在本液压系统中选用zu-h40x20s纸质过滤器，其流量为40l/min, 过滤精度20 um,压差指示器工作压差为0.35mpa。可满足使用要求。5.7.7管路的选择油管的类型根据使用场合和液压系统的最大工作压力选择。液压系统 中使用的油管有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等多种。由于钢管能承受高压(最高压力可达32mpa)价格便宜，耐油、抗腐蚀和刚性都比较好，因此在本液压系统中选用钢管作为管路材料。可选用40cr材料的钢管，其抗拉强度屈服强度 (7 s = ls5mpa管内液体的最大流量q=6l/min压油管油液流速v取4m/s,回油管v取2m/s压汕管管子内径 t/2 = 4.6 = 4.6x1.5