25kn單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 作而不會(huì)過熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無法辦到的。液壓件能自行潤滑，使用壽命較長。 6） 由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 制造和使用都比較方便。液壓元件的 排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。 7） 用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡單。 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是： 1） 液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)化，這是由液壓油液的可壓縮性和泄 漏等原因造成的。 2） 液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失 等），長距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。 3） 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影 響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 4） 為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價(jià) 較貴，而且對(duì)油液的污染比較敏感。 5） 液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。 6） 液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不 易找出原因。 總的說來，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的一些缺點(diǎn)有的現(xiàn)已大為改善，有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步得到克服。 南昌航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 The Thesis of Nanchang Institute of Aeronautical Technology １０ 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 明確設(shè)計(jì)要求，制定基本方案 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手進(jìn)行液壓系統(tǒng)南昌航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 The Thesis of Nanchang Institute of Aeronautical Technology １１ 各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面的情況了解清楚。 ⑴ 單柱液壓機(jī)主機(jī)概況： ① 液壓機(jī)公稱力 25 KN ② 液壓系統(tǒng)最大工作壓力 8 Mpa ③ 骨塊行程 125 MM ④ 壓頭下行速度 45 mm/s ⑤ 壓頭上行速度 130 mm/s ⑵ 液壓系統(tǒng)要完成以下動(dòng)作循環(huán)： 制定液壓系統(tǒng)基 本方案 確定液壓執(zhí)行元件的形式 在本設(shè)計(jì)中 ,液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸兩類。活塞缸和柱塞缸的輸入為壓力和流量，輸出為推力和速度。 液壓缸除了單個(gè)地使用外，還可以組合起來或和其它機(jī)構(gòu)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)特殊的功能。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]表 我們選擇活塞缸類中的單桿活塞液壓缸，其特點(diǎn)及適用場合見表 21。 表 21 名稱 特點(diǎn) 適用場合 單桿活塞液壓缸 有效工作面積大，雙向不對(duì)稱 往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)等 確定液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 1）為了實(shí)現(xiàn)液壓缸的進(jìn)和退，我們選擇電磁換向閥作為液壓系統(tǒng)的方向控制閥。 電磁換向閥的基本工作原理是通過電磁鐵控制滑閥閥芯的不同位置，以改變油液的流動(dòng)方向。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，滑閥由彈簧保持在中間位置或初始位置（脈沖式閥除外）。若推動(dòng)故障檢查按鈕可使滑閥閥芯移動(dòng)。電磁換向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是用來實(shí)現(xiàn)液南昌航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 The Thesis of Nanchang Institute of Aeronautical Technology １２ 壓油路的換向、順序動(dòng)作及卸荷等。由于電磁鐵的推力有限，電磁換向閥應(yīng)用在流量不大的液壓系統(tǒng)中。 2）為了實(shí)現(xiàn)其工進(jìn)，可以選擇調(diào)速閥或節(jié)流閥作為速度控制閥。 節(jié)流閥的調(diào)節(jié)應(yīng)該輕便、準(zhǔn)確。在小流量調(diào)節(jié)時(shí)，如通流截面相對(duì)于閥心位移的變化率較小，則調(diào)節(jié)的精確性較高。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口，便可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的大小。 而調(diào)速閥的工作原理：液壓泵出口（即調(diào)速閥進(jìn)口）壓力，由溢流閥調(diào)整，基本上保持恒定。調(diào)速閥出口處的壓力由活塞上的負(fù)載決定。所以當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，調(diào)速閥進(jìn)出口壓差將將減小。 調(diào)速閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用和節(jié)流閥相仿，它適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大而運(yùn)動(dòng)速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。 因此，在本設(shè)計(jì)中選擇 調(diào)速閥作為速度控制閥。 液壓源系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。在無其它輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱， 溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。在此，我們?cè)诒玫男】谘b上粗濾油器。（進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精濾油器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁過濾器或其他型式的濾油器。根 據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 液壓系統(tǒng)各液壓元件的確定 液壓介質(zhì)的選擇 液壓介質(zhì)應(yīng)具有適宜的粘度和良好的粘溫特性；油膜強(qiáng)度要高，具有較好的潤滑性能；能抗氧化，穩(wěn)定性好；腐蝕作用小，對(duì)涂料、密封材料等有良好的適應(yīng)性；同時(shí)液壓介質(zhì)還應(yīng)具有一定的消泡能力。 選擇液壓介質(zhì)時(shí)，除專用液壓油外，首先是介質(zhì)種類的選擇。根據(jù)液壓系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)是否有抗燃性的要求，決定選用礦油型液壓油或抗燃型液壓液。 其次，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中所用液壓泵的類型選用具有合適粘度的介質(zhì)。 最后，還應(yīng)考慮使 用條件等因素，如環(huán)境溫度、工作壓力、執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度等。當(dāng)工南昌航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 The Thesis of Nanchang Institute of Aeronautical Technology １３ 作溫度在 60℃ 以下，載荷較輕時(shí)，可選用機(jī)械油；工作溫度超過 60℃時(shí)，應(yīng)選用汽輪機(jī)油或普通液壓油。若設(shè)備在很低溫度下啟動(dòng)時(shí)須選用低凝液壓油。 據(jù)參考文獻(xiàn) [2]表 中各普通液壓油質(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)用以及本設(shè)計(jì)中單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的要求選用 N32 號(hào)普通液壓油，其各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)見表 22。 表 22 名稱 N32 號(hào)普通液壓油 代號(hào) / 原牌號(hào) YAN32 / 20 號(hào) 運(yùn)動(dòng)粘度 mm2/s (40℃ ) 28． 8~ 運(yùn)動(dòng)粘度 mm2/s (50℃ ) 17~23 粘度指數(shù)≥ 90 抗氧化安定性 (酸值達(dá)2mgKOH/g)≥ h 1000 凝點(diǎn)≤ ℃ 10 閃點(diǎn) (開口 )≥ ℃ 170 防銹性 (蒸鎦水法 ) 無銹 臨界載荷≥ N 600 抗泡沫性 (93℃ )≤ ml 起泡 50 / 消泡 0 抗磨性（四球， DB） N 800 應(yīng)用 適用于環(huán)境溫度 0~40℃的各類中高壓系統(tǒng)（適用工作壓力為 擬定液壓系統(tǒng)圖 在這種單柱液壓機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了“工進(jìn) → 快退 → 停止”的動(dòng)作循環(huán)（見圖21）?？?以進(jìn)行沖剪、彎曲、翻邊、裝配、冷擠、成型等多種加工工藝。表2 3 示此單柱液壓機(jī)的動(dòng)作循環(huán)表，圖 22 則是這種液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)圖，其滑塊的工作情況如圖所示。 南昌航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 The Thesis of Nanchang Institute of Aeronautical Technology １４ 換 向 延 時(shí) 快 退 停 止進(jìn) 給停 止 圖 21 單柱液壓機(jī)動(dòng)作循環(huán)圖 1 Y A 2 Y A7 油 箱1 Y B1 4 0葉 片 泵2 5 K N 單 柱 液 壓 機(jī) 液 壓 系 統(tǒng) 原 理 圖6 Y D F 3 E 1 0 B B電 磁 溢 流 閥5 A X F 3 E 1 0 B單 向 順 序 閥3 A Q F 3 E 1 0 B單 向 調(diào) 速 閥4 油 缸2 3 4 D F 3 O E 1 0 B D電 磁 換 向 閥 圖 22 單柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖 進(jìn)油路 液壓泵 1 → 電磁換向閥 2（左位）→ 單向調(diào)速閥 3 → 液壓油缸 4上腔 回油路 液壓油缸 4下腔 → 單向順序閥 5 → 電磁換向閥 2（右位）→ 油箱 7 表 23 單 柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表 南昌航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 The Thesis of Nanchang Institute of Aeronautical Technology １５ 動(dòng)作名稱 信號(hào)來源 電磁換向閥 2 的工作狀態(tài) 滑塊 工進(jìn) 1YA通電 左位 快退 2YA通電 右位 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般 來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。 公稱力為 25KN 的單柱液壓機(jī)屬小型液壓機(jī)類型，一般情況下，載荷不會(huì)太高，參考資料 [2]表 ，初步確定系統(tǒng)工作壓力為 4MPa。 液壓缸主要參數(shù)的確定 液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的的問題 液壓缸的設(shè)計(jì)和使用正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面，經(jīng)常碰