畢業(yè)設(shè)計(jì)-森林火車輪軸超聲在線自動(dòng)檢測液壓系統(tǒng)研究(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 RS 公司同類產(chǎn)品接近。安裝連接尺寸不完全符合國際標(biāo)準(zhǔn)，主要用于工程機(jī)械、冶金設(shè)備。目前正在被新油研系列液壓閥所替代。 榆次液壓件廠、四平液壓件廠、武漢液壓件廠等 。 聯(lián)合設(shè)計(jì)系列高壓閥 20 世紀(jì) 70 年代有關(guān)科研院所和企業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)與試制，吸取了國際上同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)，遵循了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的設(shè)計(jì)原則，安裝連接尺寸符合國際標(biāo)準(zhǔn)。 上海液壓件二廠、沈陽液壓件廠、邵陽液壓件廠等 。 威格士（ VICKERS）系列液壓閥 1980 年從美國威格士（ VICKERS）公司引進(jìn)的38 個(gè)圖號(hào)的液壓閥產(chǎn)品，工藝性好、便于批量生產(chǎn)，連接尺寸符合國際標(biāo)準(zhǔn) 。 榆次液壓件廠、上海液壓件一廠 。 力士樂（ REXROTH）系列液壓閥 1980 年從西德力士樂（ REXROTH）公司引進(jìn)，包括 60 多個(gè)品種，大多數(shù)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，具有體積小、通流能力強(qiáng)等特點(diǎn) 。 北京華德液壓工業(yè)集團(tuán)公司 液壓閥分公司、天津液壓件 廠、上海立新液壓件廠、沈陽液壓件廠等 。 廣州機(jī)床研究所 GE 系列中高液壓閥 1987 年由廣州機(jī)床研究所研制成功。該系列閥具有力士樂閥的一些優(yōu)點(diǎn)，鑄造閥體、機(jī)加工 流道；安裝連接尺寸符合國際標(biāo)準(zhǔn)。可用于機(jī)床、冶金、船舶交通、起重、建筑等廣州機(jī)床研究所、南通液壓件廠、西安液壓件廠、佛山液壓件廠、上海高行液壓件廠、安陽液壓件廠等 。 東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 9 的液壓設(shè)備中，完全可以替代廣研所中低壓系列閥的換代產(chǎn)品，對原使用中低壓系列板式閥的設(shè)備可以采用過渡板連接 。 大連組合機(jī)床研究所 D系列液壓閥 1986 年由大連組合機(jī)床研究所推出，安裝板面 符合國際標(biāo)準(zhǔn) 。 海門液壓件廠有限責(zé)任公司等 。 新 YUKEN 系列閥 1992 年開始，按日本油研公司當(dāng)前技術(shù)合資生產(chǎn)，安裝連接尺寸符合國際標(biāo)準(zhǔn)，是榆次中高壓系列液壓閥的換代產(chǎn)品 。 榆次油研液壓有限公司 。 在我們這個(gè)液壓系統(tǒng)中，推薦選用阿托斯液壓閥，因?yàn)榘⑼兴挂簤洪y精度較高，質(zhì)量 較國內(nèi)同類產(chǎn)品 好， 而價(jià)格在國外品牌中是較低的。 (4) 液壓閥的安裝連接方式 由于閥的安裝連接方式對后續(xù)設(shè)計(jì)的液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式有決定性的影響，所以選擇液壓閥時(shí)應(yīng)對液壓控制裝置的集成方式做到心中有數(shù)。例如采用板式連接液壓閥，因閥 可以裝在油路板或油路塊上，一方面便于系統(tǒng)集成化和液壓閥裝置設(shè)計(jì)合理化；另一方面更換液壓閥時(shí)不需拆卸油管，安裝維護(hù)較為方便；如果采用疊加閥，則需根據(jù)壓力和流量研究疊加閥的系列型譜進(jìn)行選型等。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所用液壓閥的安裝方式的選擇，通常應(yīng)考慮如下四個(gè)方面的因素： ① 體積與結(jié)構(gòu) 液壓系統(tǒng)工作流量在 100L/min 以下時(shí)，可優(yōu)先選用疊加閥，這樣會(huì)大大減少油路塊（或通道體）的數(shù)量，從而使系統(tǒng)體積減小，重量減輕；系統(tǒng)工作流量在 200L/min以上時(shí)，可優(yōu)先考慮使用插裝閥，這時(shí)插裝閥的一系列優(yōu)點(diǎn)可得到充分發(fā)揮； 系統(tǒng)流量在 100~200L/min 之間時(shí)，優(yōu)先順序應(yīng)是常規(guī)板式閥、疊加閥、插裝閥。 ② 價(jià)格 實(shí)現(xiàn)同等功能時(shí)，相同規(guī)格的不同類型的閥相比較，常規(guī)板式液壓閥價(jià)格最低，疊加閥次之，而插裝閥最高。 隨著國內(nèi)疊加閥、插裝閥生產(chǎn)廠商的增多和技術(shù)不斷進(jìn)步，其價(jià)格將會(huì)與常規(guī)閥接近。另外，雖然單個(gè)疊加閥、插裝閥的價(jià)格最高，但是由它組成系統(tǒng)時(shí)油路塊的簡化反而會(huì)抵消一部分成本。從目前發(fā)展趨勢看，疊加閥與插裝閥的使用量處于增長和上升狀態(tài)，而常規(guī)板式閥則保持以往水平或稍有下降。 ③ 貨源 國內(nèi)生產(chǎn)常規(guī)閥的歷史較長且制造廠家較多，技術(shù)工藝 也比較成熟，因此顯得貨源充足，價(jià)格低廉。生產(chǎn)疊加閥的廠家較少且規(guī)模較小，產(chǎn)品品種規(guī)格不全，貨源遠(yuǎn)不如常規(guī)閥充足，從而造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不能大量采用疊加閥。但隨著一批國內(nèi)合資企業(yè)疊加閥的批量生產(chǎn)， 會(huì)大大改善疊加閥貨源不足問題。制造插裝閥的廠家較多，但目前的狀況是，以蓋板式二通插裝閥為例，各制造廠家處于自身利益目的，一般不愿意將插裝閥（插裝件與蓋板）以元件的形式出售給用戶使用，而希望提供整套插裝閥液壓系統(tǒng)。但插裝閥系統(tǒng)價(jià)格一般較高，致使用戶難以接受，從而限制了插裝閥的大量推廣應(yīng)用。 ④ 其他 現(xiàn)代液壓系統(tǒng)日趨復(fù)雜，通 常一個(gè)液壓系統(tǒng)往往包含許多回路或支路，各支路通東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 10 過流量和工作壓力不盡相同，這種情況下若牽強(qiáng)、機(jī)械地選用同一類型的液壓閥有時(shí)未必合理。這時(shí)可統(tǒng)籌考慮，根據(jù)系統(tǒng)工況特點(diǎn)，混合選用幾類閥（如有的回路選用常規(guī)閥，而有的回路則選用疊加閥或插裝閥）。同等功能相同規(guī)格的常規(guī)閥與疊加閥比較，一般常規(guī)閥性能指標(biāo)要優(yōu)于疊加閥 ，所以對于性能指標(biāo)有較高要求的系統(tǒng)在選擇液壓閥時(shí)除了考慮壓力、流量的合理匹配外，還應(yīng)對液壓閥的性能指標(biāo)有所了解。 (5) 方向控制閥的選用 對于結(jié)構(gòu)簡單的普通單向閥，主要應(yīng)注意其開啟壓力的合理選用：較低的開 啟壓力，可以減小液流經(jīng)過單向閥的阻力損失；但是，對于作背壓閥使用的單向閥，其開啟壓力較高，一保證足夠的背壓力。對于液控單向閥，除了本款換向閥中相關(guān)的注意事項(xiàng)外，為避免引起系統(tǒng)的異常振動(dòng)和噪聲，還應(yīng)注意合理選用其泄壓方式：當(dāng)液控單向閥的出口存在背壓時(shí)，宜采用外泄式，其他情況可選用內(nèi)泄式。 對于換向閥，應(yīng)注意從滿足系統(tǒng)對自動(dòng)化和運(yùn)行周期的要求出發(fā)，從手動(dòng)、機(jī)械、電磁、電液動(dòng)等形式中合理選用其操縱形式。 由于本系統(tǒng)要求有一定的自動(dòng)化程度，所以選用電磁控制方式 (6) 過濾器的確定 過濾器以前稱濾油器，其功用是過濾液壓油液中的雜質(zhì)，降低油液 污染度，保證液壓系統(tǒng)正常工作。由于液壓系統(tǒng)的各類故障絕大多數(shù)由油夜污染造成，而過濾器是保持油液清潔的主要手段，所以合理選擇和設(shè)置液壓系統(tǒng)中的過濾器顯得非常重要。 表 24 過濾器的類型 序號(hào) 類型 作用 1 吸油過濾器 保護(hù)液壓泵 2 高壓過濾器 保護(hù)液壓泵以外的液壓元件 3 回油過濾器 濾除液壓元件磨損后生成的 污物 4 離線過濾器 獨(dú)立于主系統(tǒng)之外，連續(xù)清 除系統(tǒng)雜質(zhì) 5 泄油過濾器 防止生成物進(jìn)入油箱 6 注油過濾器 防止注油時(shí)污物侵入 7 安全過濾器 保護(hù)抗污染能力低的液壓元 件 該系統(tǒng)有兩個(gè)過濾器，分別是吸油過濾器和回油過濾器。 (7) 油箱容量的確定 油箱容量首先應(yīng)能保持對系統(tǒng)有足夠的油液供應(yīng)，即油箱容量應(yīng)等于或大于系統(tǒng)中流進(jìn)油箱的所有油液的體積，同時(shí)在工作循環(huán)期間能保持安全的工作液位。其次還應(yīng)考慮散熱、空氣溢出、水分分離等因素。 油箱容量按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： Vq?? 式中 V 油箱容量， L； ? 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng) ? =2～ 4，中壓系統(tǒng) ? =5～ 7，高壓系東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 11 統(tǒng) ? =10～ 12； q 液壓泵的額定流量 表 25 油箱在液壓系統(tǒng)中的作用 序號(hào) 作用 描述 1 存儲(chǔ)液壓油液 油箱必須能夠存放液壓系統(tǒng)中的所有油液。液壓泵從油箱抽走油液 送至系統(tǒng)，載能油液在系統(tǒng)中完成動(dòng) 力傳遞之后返回油箱 。 2 散發(fā)油液熱量 液壓系統(tǒng)中的容積損失和機(jī)械損失導(dǎo)致油液溫度升高。油液從系統(tǒng)中帶回來的熱量大部分靠油箱壁散發(fā)到周圍空氣中。這就要求油箱有足夠的尺寸，盡量設(shè)置在通風(fēng)良好的位置上，必要時(shí)油箱外壁要設(shè)置翅片來增加散熱能力 。 3 逸出空氣 液壓系統(tǒng)低壓區(qū)壓力低于飽和蒸汽壓、吸油管漏氣或液位過低時(shí)由旋渦作用引起泵吸入空氣、回油的攪動(dòng)作用等都是形成氣泡的原因。未溶解的空氣可在油箱中逸出，因此希望有盡可能大的油液面積，并應(yīng)使油液在油箱里逗留較長的時(shí)間 。 4 沉淀雜質(zhì) 未被過濾器捕獲的細(xì)小污染物 ，如磨損屑或油液老化生成物，可以沉落到油箱底部并在清洗油箱時(shí)加以清除 。 5 分離水分 由于溫度變化，空氣中的水蒸氣在油箱內(nèi)壁上凝結(jié)成水滴而落入油液中，其中只有少數(shù)量溶解在油液里。未溶解的水會(huì)使油液乳化變質(zhì)。油箱 提供油水分離的機(jī)會(huì)，使這些游離水聚積在油箱中的最低點(diǎn)，以備清除 。 6 安裝元件 在中小型設(shè)備的液壓系統(tǒng)中，往往把液壓泵組和一些閥或整個(gè)液壓控制裝置直接安裝在油箱頂蓋上。油箱必須制造足夠牢固以支撐這些元件。一個(gè)牢固的油箱還在降低噪聲方面發(fā)揮作用 。 根據(jù)該系統(tǒng)的散熱狀況、工作性質(zhì) ，通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 所需油箱容量為 90L. 油箱的結(jié)構(gòu)外形圖如下： (8) 管 路 的確定 1管路種類與材料 液壓系統(tǒng)中的管路按其作用分為： ① 主管路。包括吸油管路、壓油管路和回油管路，用來實(shí)現(xiàn)壓力能傳遞。 東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 12 ② 泄油管路。將液壓元件的泄露油液導(dǎo)入油箱的管路。 ③ 控制管路。用來實(shí)現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表連接的管路。 液壓系統(tǒng)所用的管路分為硬管和軟管。硬管有無縫鋼管、有縫鋼管、銅管等； 軟管有耐油橡膠軟管、塑料管、尼龍管等。其中有縫鋼管、銅管、塑料管、尼龍 管僅限用低壓，一般用作吸油管、回油管、泄油管和控制管；無縫鋼管因耐高壓、變形小、耐油、抗腐蝕，裝配后不易變形，且低碳鋼的無縫鋼管具有良好的可焊性，因此在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣。若用于可動(dòng)不見之間的連接，應(yīng)采用耐油橡膠管。 2管接頭 液壓系統(tǒng)中管路之間或管路與元件之間的連接，在管路外徑大于 50mm 時(shí)采用法蘭連接，小于 50mm 時(shí)采用管接頭連接。若管路需經(jīng)常裝拆，可用快速接頭；軟管連接則采用軟管接頭（可拆式和扣壓式）。常用的鋼管連接管接頭有焊接式和卡套式。焊接式管接頭結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，耐高壓（ 32Mpa）且密封 性能好。與焊接管接頭連接的 鋼管應(yīng)選用可焊性好的低碳冷拔無縫鋼管。卡套式管接頭利用卡套刃口切入接管外壁，形成卡套與接管之間的密封，利用卡套前端的外表面與接頭體內(nèi)錐面之間形成球面接觸密封，不需要其他密封件，使用壓力可達(dá) 32Mpa。卡套式管接頭的缺點(diǎn)式卡套的制造工藝高，要求接管的尺寸精度較高，因此應(yīng)用不如焊接管接頭廣泛。 森林小火車輪軸在線自動(dòng)檢測裝置液壓系統(tǒng)的管路連接采用的也 是 焊接管接頭。 (9) 液壓缸的確定 應(yīng)盡量按已確定的液壓缸結(jié)構(gòu)性能參數(shù)（如液壓缸內(nèi)徑、活塞桿直徑、速度及速比、工作壓力等），從 現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)液壓缸產(chǎn)品（工程、冶金、車輛和農(nóng)機(jī)四大系列）若干規(guī)格中，選用所需的液壓缸，選用時(shí)應(yīng)綜合考慮如下兩方面的問題。 ① 從占用空間、重量、剛度、成本和密封性等方面，對各種液壓缸的缸筒組件、活塞組件、密封組件、排氣裝置、緩沖裝置的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比較。 ② 根據(jù)負(fù)載特性和運(yùn)動(dòng)方式綜合考慮液壓缸的安裝方式，使液壓缸只受運(yùn)動(dòng)方向的負(fù)載而不受徑向負(fù)載。從法蘭式、中線凸耳式、耳軸式、耳環(huán)式、拉桿式、腳架式中所選出的安裝方式，應(yīng)滿足液壓缸不受復(fù)合力作用，并容易找正、剛度好、成本低、維護(hù)性好等條件。 表 26 液壓缸的安裝方式 安 裝方式 特點(diǎn) 法蘭式 可提供高強(qiáng)度的中線支座，但對找正的要求較高 。可以用有桿端法蘭或無桿端法蘭安裝缸，有桿端法蘭比較適合于拉力負(fù)載。為防止下垂，水平安裝的長缸有時(shí)需要在自由端設(shè)置附加支座 。 中線凸耳式 中線凸耳沿活塞桿中心線所在平面支撐缸體，這種安裝使安裝螺栓只受 單純的拉伸或剪切，不受復(fù)合力；要求精確找正，但精確找正后很牢固 。 耳軸式 耳軸安裝使缸可以驅(qū)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)的負(fù)載。耳軸通常布置在活塞桿中心線所在平面內(nèi)，并且只承受剪切載荷。因它是一種鉸接安裝，故有助于補(bǔ)償不對正度 。 耳環(huán)式 整體式耳環(huán)是缸底蓋的 一部分。由于支點(diǎn)在缸體以外，因此，此安裝的杠桿臂較長 。 拉桿式 加長拉桿安裝與法蘭安裝一樣，也提供中線支座，剛度較低 。 腳架式 由于腳架低于活塞桿的中心線而使缸承受傾翻力矩。 應(yīng)力值高于中線凸耳安裝而剛度較低。允許稍大的不對正度。往往用鍵或銷來承受剪切載東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 13 荷，以便使安裝螺栓僅受拉力 。 從系統(tǒng)的精確度要求，結(jié)合現(xiàn)場情況，推薦使用法蘭式液壓缸 。 系統(tǒng)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括： 量輪徑缸、端面探頭升降缸、端面探頭缸、軸身探頭缸、緩沖缸、推輪