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1.1液压系统概述液压系统主要有以下几部分组成
(1)能源装置把机械能转换成流体压力能的装置,一般最常见的是液压泵或空气压缩机
(2)执行装置把流体的压力能转换成机械能的装置,一般指做直线运动的液压缸、做回转运动的液压马达等
(3)控制调节装置对液压系统图中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置如溢流阀、节流阀、换向阀等
(4)辅助装置指除以上三种以外的其他装置,如邮箱、过滤器、分水过滤器、油雾器、蓄能器等,它们对保证液压系统可靠和稳定地工作起重大作用
(5)传动介质传动能量的流体,即液压油或压缩空气
1.2液压站液压站又称液压泵站,是独立的液压装置,它按驱动装置主机要求供油,并控制油流的方向、压力和流量,它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械下使用者只需将液压站与主机上的执行机构油缸和油马达用油管相连,液压机械即可实现各种规定的动作、工作循环液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成各部件功用如下泵装置——上装有电机和油泵,它是液压站的动力源,将机械能转化为液压油的动力能集成块——是由液压阀及通道体组合而成它对液压油实行方向、压力、流量调节 阀组合——是板式阀装在立板上,板后管连接,与集成块功能相同油箱——是钢板焊的半封闭容器,上还装有滤油网、空气滤清器等,它用来储油、油的冷却及过滤电器盒——分两种形式一种是外接引线的端子板;一种是配置了全套控制电路
1.3液压站的工作原理电机带动油泵旋转,泵从油泵中吸油后打油,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)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第二章液压站设计的目的和意义设计数控车床液压卡盘的夹紧与松开是学习完《液压与气压传动》课程理论教学以后进行的重要实践环节,本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其他选修课程的理论知识和生产实际知识,进行液压传动的设计实践,是理论知识和生产实际知识紧密结合起来,从而使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展并运用所学专业技术理论知识设计优化的液压系统、并运用有关国家标准、设计手册等技术资料选取满足系统基本性能要求的液压元件通过设计实际训练,是自己提高液压系统的设计能力,为解决以后工程问题打下良好的基础液压传动课程设计是一项全面的设计训练,它不仅可以巩固所学的理论知识,也可以为以后的设计工作打好基础在设计过程中必须严肃认真,刻苦专研,一丝不苟,精益求精本设计是用来控制液压卡盘的夹紧与松开,设计中需要明确所要控制的对象的性能液压站设计中所需的液压缸的规格选用P23125x35如下图规格活塞有效面积平房厘米活塞行程最大使用压力MPa极限转速r/min最大推拉力KN推荐动力卡盘净重kgP23100X
2666203.5500020K52460,k5516013P23125X
35103253.5400032K52,k55(160,200)16P23160X
52162303.5350051K52,k55(200,250)30P23200X
65261303.5300082K52,k55(250,315)42液压缸性能参数规格D楔心套行程爪行程直径许用推拉力KN最大加紧力KN极限转速r/min加紧范围撑紧范围推荐气缸P21推荐油缸P23净重kg1601791530300012-14
(160)60
(30)-140
(160)
16010012511.520020102550250016-180
(200)75
(36)-180
(200)
16012516019.525025133575200025-230
(250)96
(45)-230
(250)
20016020030.4315251348100150040-280
(315)110
(60)-280
(315)25020050400301658120100040-370
(400)150
(60)-370
(400)-200-5403016100220700
(120)-
(540)140-540-300-6303016130289500
[50]-
[630]
[70]-
[630]-300-液压卡盘性能参数K52楔式通孔动力卡盘选用的是D200的其尺寸最大长度是H=137液压卡盘选用K52D200的液压卡盘第三章液压站设计的内容步骤与注意事项液压站原理图1油箱2变量泵3可调式减压阀4溢流阀5压力继电器6压力表7三位四通换向阀8液压缸9单向阀10滤油器图中,油箱的容积
1、泵2的功率下面通过计算可以得到,采用可调式减压阀3的目的是为了通过压力表6的读数,来调节其大小,溢流阀4起系统保压的作用,压力继电器5的作用是防止液压缸压力过大时改变其运动方向,三位四通换向阀7的作用可以控制液压缸左右移动,断电的时候不会夹紧或松开,液压缸8是执行元件,单向阀9的作用是防止回流,滤油器10的作用是过滤系统中的杂质3.1液压元件的选用各种泵的介绍
(1)齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而外啮合齿轮泵应用最广
(2)叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低压液压系统中,但其结构复杂,吸油特性不太好,对油液的污染也比较敏感叶片泵根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵
(3)柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞帮两种代表性的结构形式;由于径向柱塞泵属于一种新型的技术含量比较高的高效泵,随着国产化的不断加快,径向柱塞泵必然会成为柱塞泵应用领域的重要组成部分;液压泵的选用在设计液压系统时,应根据设备液压系统的工作情况和其所需要的压力、流量、工作稳定性等来确定液压泵的类型和具体规格类型项目齿轮泵双作用叶片泵限压式变量叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵螺杆泵工作压力/MPa﹤
206.3~21≤720~3510~20﹤10转速/r・min﹣¹300~7000500~4000500~2000600~6000700~18001000~18000容积效率
0.7~
0.
950.8~
0.
950.8~
0.
90.9~
0.
980.85~
0.
950.75~
0.95总效率
0.6~
0.
850.75~
0.
850.7~
0.
850.85~
0.
950.75~
0.
920.7~
0.85功率重量比中中小大小中流量脉动率大小中中中很小自吸特性好较差较差较差差好对有污染的敏感性不敏感敏感敏感敏感敏感不敏感噪声大小中中中很小寿命较短较长较短长长很小单位功率造价最低中等较高高高较高应用范围机床、工程机械、农机、矿机、起重机机床、注射机、液压机、起重机械、工程机械机床、注射机工程机械、锻压机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、船舶、飞机等机床、液压机、船舶机械精密机床,精密机械,食品、化工、石油、纺织机械一般负载小、功率小的液压设备,可用齿轮泵或双作用式定量叶片泵;精度较高的中、小功率的也有设备,可用螺杆泵或双作用式定量叶片泵;负载较大并有快速和慢速工作行程的也有设备,可选用限压式变量叶片泵;负载大、功率大的液压设备,可选用径向柱塞泵或轴向柱塞泵;机械设备辅助装置的液压系统,如送料、定位、夹紧、转位等装置的液压系统,可选用造价较低的齿轮泵定量泵的选用
(1)若系统采用节流调速回路,或通过改变原动机的转速调节流量,或系统对速度无调节要求,可选用定量泵或手动变量泵此时手动变量泵不宜在小排量工况下工作,因小排量工况不仅效率低,而且工作不稳定
(2)若系统要求高效节能,应选用变量泵恒变量泵适用于要求恒压源的系统,如液压伺服系统;限压式变量泵和恒功率变量泵适用于要求低压大流量、高压小流量的系统3.2泵和驱动电机的选择1)确定液压泵的工作压力液压泵的最大工作压力Pp=P1+△P=
3.5+
0.3=
3.8MPa(
1.1)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按经验数据选取管路简单、流速不大的取△P=
0.2~
0.5MPa管路复杂、流速较大的取△P=
0.5~
1.5MPa由上式可得出所选液压泵为中低压泵,综合考虑下来,在此设计中,选用双作用叶片泵来做为液压站的动力源2)确定液压泵的流量Qp有以下三种情况
①多液压缸(液压马达)同时动作液压泵的流量要大于同时动作的几个液压缸(液压马达)所需的最大流量,并要考虑到系统的漏损和液压泵磨损后容积效率的下降,即Qp≥K(∑q)max
1.2式中K---系统泄漏系数,一般取
1.1~
1.3;大流量取小值;小流量取大值;(∑q)max---同时动作的液压缸(液压马达)的最大总流量,从q—t图上查得;对于工作过程始终用节流调速的系统,在确定流量时,需加上溢流阀的最小溢流量,一般取2~3L/min.
②采用差动液压缸回路时液压泵所需流量为Qp≥K(A1-A2)νmax(
1.3)式中A
1、A2—液压缸无杆腔、有杆腔的有效面积;νmax—活塞的最大移动速度
③当系统使用蓄能器时液压泵流量按系统在一个循环周期中的平均流量选取,即 zViK Qp≥∑-----
1.4i=1Ti式中Vi---液压缸(液压马达)在工作周期中的总耗油量;Ti---机器的工作周期;Z---液压缸(液压马达)的个数综上,由原理图得出该链接为差动链接,估算液压泵所需流量Q=
1.2x103cm²x
0.5m/min=
6.18L/min3)选择液压泵的规格按照系统中拟定的液压泵的形式,根据其最大工作压力和流量,参考产品样本就可选择液压泵的规格按式(
1.1)确定的Pp是系统的静态压力系统工作过程中存在过渡过程中的动态压力,其最大值往往比静态压力要大很多所以选取液压泵的额定压力时应比系统最高压力大25%~60%使液压泵有一定的压力储备高压系统的压力储备宜取小值,中、低压系统的压力储备应取大值;最高压力出现时间较短,压力储备可取小些;反之,压力储备应取大些液压泵的流量按系统所需最大流量选取在此选用额定压力P额=
1.4xPp=
1.4x
3.8=
5.32MPa4)确定驱动液压泵的功率工作循环中,液压泵的压力和流量比较恒定,即工况图p—t、q—t曲线变化比较平稳时,则液压泵的驱动功率PpQqPp=-----=
3.8x
6.18/
0.8=
29.355kW
1.5ηp式中Pp---液压泵的最大工作压力;Qq---液压泵的流量;ηp---液压泵的总功率 液压泵的总效率即是液压泵的容积效率与其机械效率之乘积各类液压泵的总效率可参考表
1.1中的数值估取,液压泵规格大取较大值;规格小取小值;变量泵一般取较小值液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率
0.6~
0.
80.65~
0.
850.7~
0.
850.8~
0.9表
1.1液压泵的总效率3.3滤油器液压油中往往含有颗粒状杂质,会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞,使系统工作可靠性大为降低在系统中安装一定精度的滤油器,是保证液压系统正常工作的必要手段滤油器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小,以直径d作为公称尺寸表示,按精度可分为粗滤油器(d<100普通滤油器d<10,精滤油器(d<5,特精滤油器(d<1一般对滤油器的基本要求是
(1)能满足液压系统对过滤精度要求,即能阻挡一定尺寸的杂质进入系统
(2)滤芯应有足够强度,不会因压力而损坏
(3)通流能力大,压力损失小
(4)易于清洗或更换滤芯滤油器的类型特点
(1)网式滤油器网式滤油器,其滤芯以铜网为过滤材料,在周围开有很多孔的塑料或金属筒形骨架上,包着一层或两层铜丝网,其过滤精度取决于铜网层数和网孔的大小这种滤油器结构简单,通流能力大,清洗方便,但过滤精度低,一般用于液压泵的吸油口2线隙式滤油器线隙式滤油器,用钢线或铝线密绕在筒形骨架的外部来组成滤芯,依靠铜丝间的微小间隙滤除混入液体中的杂质其结构简单,通流能力大,过滤精度比网式滤油器高,但不易清洗,多为回油滤油器
(3)纸质滤油器纸质滤油器,其滤芯为平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的纸芯,将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上,以增大强度为增加过滤面积,纸芯一般做成折叠形其过滤精度较高,一般用于油液的精过滤,但堵塞后无法清洗,须经常更换滤芯
(4)烧结式滤油器烧结式滤油器,其滤芯用金属粉末烧结而成,利用颗粒间的微孔来挡住油液中的杂质通过其滤芯能承受高压,抗腐蚀性好,过滤精度高,适用于要求精滤的高压、高温液压系统滤油器的安装1)泵入口的吸油粗滤器用来保护泵,使其不致吸入较大的机械杂质,根据泵的要求,可用粗的或普通精度的滤油器,为了不影响泵的吸油性能,防止发生气穴现象,滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上,压力损失不得超过
0.01~
0.035MPa2泵出口油路上的高压滤油器这种安装主要用来滤除进入液压系统的污染杂质,一般采用过滤精度10~15mm的滤油器它应能承受油路上的工作压力和冲击压力,其压力降应小于
0.35MPa,并应有安全阀或堵塞状态发讯装置,以防泵过载和滤芯损坏
(3)系统回油路上的低压滤油器可滤去油液流入油箱以前的污染物,为液压泵提供清洁的油液因回油路压力很低,可采用滤芯强度不高的精滤油器,并允许滤油器有较大的压力降
(4)安装在系统以外的旁路过滤系统大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统,滤除油液中的杂质,以保护主系统安装滤油器时应注意,一般滤油器只能单向使用,即进、出口不可互换吸油、回油滤油器优缺点吸油滤油器一般安装在油泵的吸油口处,用以保护油泵和其他液压元件,以避免吸入污染杂质,可以有效的控制液压系统的清洁度回油滤油器用于液压系统回油过滤,过滤液压系统中由于元件磨损产生的金属颗粒,心脏密封件产生的污染物,使流回油箱的油液保持清洁相比较下来,我选择用在吸油口安装一个网式滤油器,回油口用一个烧结式滤油器3.4液压泵与电动机的连接将液压泵与电动机连接方式,采用连轴器方式采用联轴器,用来把电动机轴与泵轴联接在一起,机器运转时两轴不能分离;只有在机器停车并将联接拆开后,两轴才能分离联轴器有刚性联轴器、挠性联釉器两大类,其中挠性联釉器又可以分为无弹性元件的挠性联釉器和有弹性元件的挠性联釉器两大类别选择联釉器考虑以下几点
(1)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求例如,对大功率的重载传动,可选用齿联轴器;对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动,可选用轮胎式联袖器等具有高弹性的联轴器
(2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小对于高速传动轴,应选用平衡精度高的联轴器,例如膜片联轴器等,而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等液压泵与电机之间的联轴器,一般用简单弹性套柱销联轴器或弹性其二者的共同特点是传递扭矩范围较大,转速较高,弹性好,能缓冲扭矩急剧变化引起的振动,能补偿轴位移但在使用中应定期检查弹性圈安装联轴器的技术要求如下
(1)半联轴器做主动件
(2)联轴器与电动机轴配合时采用H7/H6配合,与泵轴则采用H8/H7的配合
(3)最大同轴度偏差不大于
0.1mm,轴线倾角不大于40′3.5油箱的选用1.液压油箱在液压系统中的主要作用为储油、散热、分离油中所含空气及消除泡沫选用油箱首先要考虑其容量,一般移动式设备取泵最大流量的2~3倍,固定式设备取3~4倍;其次考虑油箱油位,当系统全部液压油缸伸出后油箱油面不得低于最低油位,当油缸回缩以后油面不得高于最高油位;最后考虑油箱结构,传统油箱内的隔板并不能起沉淀脏物的作用,应沿油箱纵轴线安装一个垂直隔板此隔板一端和油箱端板之间留有空位使隔板两边空间连通,液压泵的进出油口布置在不连通的一端隔板两侧,使进油和回油之间的距离最远,液压油箱多起一些散热作用油箱设计是要注意一下几个问题
(1)油箱应有足够的刚度和强度;
(2)油箱要有足够的有效容积
(3)吸油管和回油管应尽量相距远些
(4)防止油液污染
(5)油箱要进行油温控制
(6)油箱内壁要加工2.油箱容量的确定按使用情况确定油箱容量初始设计时,可依据使用情况,按下列经验公式确定油箱容积V=aq=6x
6.18x10﹣³=
37.08x10﹣³m³
1.6式中V----油箱的有效容积(m³);q----液压泵的流量(m³/min);a----经验系数,见下表行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金机械A1~22~45~76~1210如果安装空间不受限制,可适当增大油箱容积,以提高其散热能力系统确定后,应按照系统的发热与散热关系进行校核油箱容量的标准油箱容量的选定应符合JB/T7938-2010《液压泵站油箱公称容量系列》的规定3油箱结构简介长期以来,液压油箱的结构型式,基本上是由矩形板折边压形成四棱柱,再用封板堵住两侧而构成端部封板及中间隔板由冲压成形,箱体是经四次压圆角,接头外焊接而成的这种结构的液压油箱制造工艺较差,主要表现在箱体钢板下料时要求的精度较高;不同机型上的液压油箱必须使用自己专用的一套压型模具每套模具的体积大、造价高、利用率低箱底面及端部,以及箱底面和侧面分别折成U形断面;再焊好加油口和中间隔板等附件后,扣合拼焊而成这种结构的液压油箱具有以下优点
1、下料精度要求不高;
2、对原材料机械性能适应力强;
3、折边部位可随意调整,适合多品种小批量生产;
4、不用模具,大大节省了费用,缩短了生产周期等等结构设计通过对油箱的了解,该油箱,是单件的生产,因此,采用拼焊的方法焊接而成进行油箱结构设计时,首先考虑的是油箱的刚度,其次考虑便于换油和清洗油箱以及安装和拆卸油泵装置,油箱的结构应该尽量简单,以利于密封和降低造价
(1)油箱体油箱体由Q235钢板焊接而成,取钢板厚度3~6mm,箱体大者取大值,本设计的油箱板厚度为4mm在油箱侧壁上安装油位指示器在油箱与隔板垂直的一个壁上常常开清洗孔,以便于清洗油箱
(2)油箱底部油箱底部采用倾斜的方式,用焊接方法与壁板焊接而成,采用这种结构,便于排油,底部最低处有排油口
(3)油箱隔板为了使吸油区和压油区分开,便于回油中杂质的沉淀,油箱中设置了隔板隔板的安装方式主要有两种,第一种回油区的油液按一定方向流动,既有利于回油中的杂质、气泡的分离,又有利于散热第二种回油经过隔板上方溢流至吸油区,或经过金属网进入吸油区,更有利于杂质和气泡的分离在本设计中,采用隔板的方式,主要为了将装置中的气泡分离隔板的位置在油箱的中间,将吸油区和回油区分开,隔板的厚度等于油箱侧壁厚度
(4)油箱盖油箱盖多用铸铁或钢板两种材料制造,现采用钢板,在油箱盖上钻下列通孔回油管孔、通大气孔(孔口有空气滤清器)1吸油管2过滤器3空气过滤器4回油管5上盖6油面指示器
7、9隔板8放油阀减少油箱噪音防噪音问题是现代机械设备设计中必须考虑的问题之一油路系统的噪音源,以泵站为首,因此进行油箱设计时,从以下几个方面减轻噪音
(1)油箱与箱盖间增加防震橡皮垫;
(2)用地脚螺栓将油箱牢固固定在基础上;
(3)油泵排油口用橡胶软管与阀类元件相连接;
(4)回油管管接头振动噪音较大时,改变回油管直径或增设一条回油管,使每个回油管接头的通路减少
3.6压力控制阀及其作用对于夹紧压力控制,我选用的是可调式减压阀,压力的现实由压力表的读数来确定,在原理图中的压力表的作用就是为了配合减压阀,起到能够确定夹紧力的作用减压阀的调速范围应该为0到
3.5MPa,因而压力表的读数应为0到4MPa溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护,几乎在所有的液压系统中都要用到它,其性能好坏对整个系统的正常工作有很大影响在本设计中,溢流阀的作用是用对液压系统定压的压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件,当油液压力达到继电器的调定压力时,即发出电信号,以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作,使油路卸压、换向、执行元件实现顺序动作或关闭电动机使系统停止工作,起安全保护作用等原理图中的压力继电器的作用主要是用来防止压力冲击的,当液压缸一端压力突然增大时,压力继电器就将换向阀换到中位,停止其突然的变化,方向阀采用三位四通的作用还有重要的一点就是在断电时可以保证所夹的工件不会松开掉下来原理图中的单向阀的作用是防止回流,回油路中的单向阀还起到断电时做背压阀
3.7实现夹紧松开的过程液压油从油箱里出来后经过液压泵到达减压阀,当三位四通换向阀左端得电时液压缸被推动杆向右运动,当右端得电时液压缸被推动杆向左运动突然断电时处于中位,油液不能流动,缸内杆也不动第四章液压站结构形式
4.1 液压控制装置集成方式的选择 液压控制装置是液压系统中各类控制阀及其连接体的统称在液压站中多用无管集成亦即将各类控制阀固定在某种专用或通用的连接体又称辅助件上辅助件内开的一系列通道油道控制阀之间的油路联系主要由这些通道而非管道实现按所采用辅助件的形式不同又可分为板式、块式、链式、叠加阀式和插入式等五种集成方式它们的优点是结构紧凑、安装方便、外形美观、压力损失较小等但因结构上各不相同故又各有特点及其适用的场合 板式集成在阀板上按系统要求通过阀板中切削或铸造出的通道实现油路联系构成一个回路对较复杂的系统则需将其分解成几个回路用几个阀板安装标准板式控制元件阀板间通过管道来连接阀板又有整体式和剖分式两种形式[
1、
2、8]整体式阀板的油路通道是在整块板上钻出或用精密铸造铸出此种阀板的可靠性好应用较多但其工艺性较差特别是深孔的加工较难;剖分式阀板由底板与面板组成通常面板上钻出通道孔在底板与面板结合的面铣削或铸出矩形沟槽然后用粘合剂将底板与面板粘合在一起并用相当数量的螺钉紧固成为一完整的封闭体面板上的通道孔分别与各液压元件上相应油口对应各元件之间油路联系借助底板上的沟槽来实现剖分式阀板制造方便但可能会因液压冲击造成粘合剂失效引起油路串腔导致液压系统工作失常综上所述可知:板式集成对于动作复杂的液压系统回路元件数量的增加导致所需阀板尺寸和数量增大致使有些孔道深到无法钻出而铣槽往往出现渗漏串腔现象此外阀板是根据特定的液压系统专门设计制作的不易实现标准化和通用化不易组织专业生产当用户需要更改回路或追加元件时阀板就要重新设计加工设计和加工的差错也会使整块阀板报废所以板式集成适合不太复杂的中低压系统采用 块式集成块式集成是按典型液压系统的各种基本回路做成通用化的六面体辅助件——集成块通常其四周除一面安装液压执行装置的管接头外其余三面安装标准板式阀及少量叠加阀或插装阀这些元件之间的油路联系由集成块内部所开通道孔实现;块的上下两面为块间叠积结合面布有上下贯穿通道体的公用压力油孔、回油孔、泄油孔及块间连接螺栓孔多个回路块叠积成一摞通过四只长螺栓固紧块之间的油路联系通过公用油孔来实现对于较复杂的系统可按系统组成特点将其划分为几摞摞间用管道连接即可块式集成的显著优点是:可简化设计;更改系统、增减元件方便设计柔性大
[1];集成块主要加工部位是六个平面及各个孔其尺寸比板式集成的阀板要小得多故加工容易且便于组织专业化生产降低成本;大大减少了管接头数量并且结构紧凑占地面积小泄漏少稳定性好;通道孔粗而短故压力损失小、发热少、效率较高块式集成既可用于低压系统也可用于高压系统 链式集成链式集成[
1、9]与块式集成非常相似它的辅助件通常有阀块、连接块、隔板和端板每个阀块仅安装一个标准板式阀或组合叠加阀依靠阀块中的孔道及各辅助件把油路联系起来每一组短螺栓仅将相邻的两个阀块连接在一起如同链条一环扣一环地串联成一个整体阀块上面安装液压阀;阀块两面是块间或块与其它辅助件间的连接结合面两侧面间通常开有5条呈轴对称分布的公用主油道及4个短螺栓孔故可在阀块不变的情况下以对称轴为中心旋转180°安装来改变油路关系从而减少阀块及其它辅助件的品种提高通用化程度和变更系统的灵活性阀块底面有通向执行器、液压泵或油箱的三个螺纹孔口可根据需要用螺塞进行阻通连接块的两侧结合面与同规格阀块两侧结合面的连接尺寸完全一致也开有五条轴对称油道和四个螺栓孔连接块上不安装液压阀其作用是使5条公用通道两两沟通实现油路关系的改变并且通过其底面都开有与公用油道相通的两个螺纹孔接至压力继电器、压力表等元件这两个螺纹孔不用时也可用螺塞堵死隔板安装在相邻两个阀块或阀块与连接块之间它的两个侧面与阀块的两侧向结合面尺寸相同也有与阀块一样位置的四个螺栓孔其作用是通过阻通相邻辅助件的5条公用通道中的一条或几条共有20种方案实现油路关系的改变端板上既不安装液压阀也没有内部通道用螺栓与整个链式集成装置最外侧的阀块连接一方面从两端堵死阀块的5条公用通道另一方面把整个链式集成装置安装在台架上链式集成的优点是:组合排列方便灵活4种辅助件经适当排列即可实现集成;设计施工周期短工效高;辅助件少工艺简单;设计程度规范易于实现CAD等其缺点是流通直角转变较多流阻损失较大故一般适于小流量液压系统采用 叠加阀式集成叠加阀式集成是在块式集成基础上发展起来的但不需要另外的连接块而是以带有公用油道的叠加阀作连接体通过螺栓将直接叠合在一起的所有液压阀固定在最底层的底板块上底板块侧面的螺纹孔口可接至执行器、液压泵或油箱并可根据需要用螺塞进行阻通因同一规格的叠加阀的油口和螺栓孔的大小、位置及数量均与相匹配的板式换向阀相同故只要把同一规格的叠加阀按一定顺序叠积起来再将换向阀装于这些叠加阀的上面即可构成各种典型液压回路叠加阀式集成的优点是:标准化、通用化、集成化程度高设计、加工及装配周期短便于实现CAD;结构紧凑、外形美观、体积小、重量轻、占地面积小;配置灵活、安装维护方便便于通过增减叠加阀实现液压系统原理变更;减少了辅助件及管件耗材少成本低;消除了漏油减小了振动和噪声压力损失小且使用安全可靠其缺点是回路形式少受通径限制不能满足复杂和大功率液压系统的需要 插入式集成插入式集成的辅助件为整体式多孔通道块所连接的液压阀主要为插装阀又称逻辑阀插装阀本身无阀体靠插入零件阀心、阀套等与通道块中的孔配合并由控制盖板固定在通道块中通过通道把各插装阀连通起来通道块外表面装上控制插装阀启闭的各种先导阀即组成液压集成装置通道块既是各插装阀的阀体又是油路的连接通道由于插装阀流通能力大动作灵敏标准化程度高故集成后的液压装置更加紧凑特别适合重型机械、冶金、塑料机械等大流量系统采用其缺点是液压系统变更灵活性差通道块的孔系较复杂不便于设计与加工
4.2 液压动力源装置的结构选择液压动力源向系统提供工作介质并可作为整体式液压站安放液压控制装置的基座是液压站的重要组成部分液压动力源装置由液压泵组及液压油箱组成按液压泵组的布局液压动力源装置有以下两大类: 上置式动力源上置式液压动力源装置的泵组置于油箱之上根据电动机安装方向又有立式图a与卧式图b之分前者的电动机立式安装液压泵置于油箱内;后者的电动机卧式安装液压泵置于油箱之上上置式液压动力源装置的优点是占地面积小结构紧凑适用于小功率液压系统卧式的电动机与泵轴的同轴度不易保证且吸油高度不能过大 非上置式动力源非上置式液压动力源装置的泵组置于底座或地基上泵组坐落在与油箱一体的公用底座上时称整体型液压动力源若泵组放在油箱侧面称旁置式若泵组放在油箱下面称下置式;泵组单独装在地基上称分离型液压动力源非上置式液压动力源装置的优点是能有效改善泵的吸油性能易维护但占地面积大适用于大功率液压系统
4.3按照泵装置以泵装置的结构形式、安装位置及冷却方式来区分按泵装置的机构形式、安装位置可分三种
1、上置立式泵装置立式安装在油箱盖板上,主要用于定量泵系统一思想
2、上置卧式泵装置卧式安装在油箱盖板上,主要用于变量泵系统,以便于流量调节
3、旁置式泵装置卧式安装在油箱旁单独的基础上,旁置式可装备备用泵,主要用于油箱容量大250升,电机功率
7.5千瓦以上的系统按站的冷却方式可分为两种
1、自然冷却靠油箱本身与空气热交换冷却,一般用于油箱容量小于250升的系统一思想
2、强迫冷却采取冷却器进行强制冷却,一般用于油箱容量大于250升的系统液压站以油箱的有效贮油量度及电机功率为主要技术参数油箱容量共有18种规格(单位升/L)
25、
40、
63、
100、
160、
250、
400、
630、
800、
1000、
1250、
1600、
2000、
2500、
3200、
4000、
5000、6000本系列液压站根据用户要求及依据工况使用条件,可以做到
1、按系统配置集成块,也可不带集成块
2、可设置冷却器、加热器、蓄能器
3、可设置电气控制装,也可不带电气控制装置.
4.4按油箱形式分为
1.普通钢板箱体采用5MM-6MM钢板焊接,面板采用10-12MM钢板,若开孔过多可适当加厚或增加加强筋
2.不锈钢板箱体选用304不锈钢板,厚度2-3MM,面板采用304不锈钢板厚度3-5MM,承重部位增加加强筋普通钢板油箱内部防锈处理较难实现,铁锈进入油循环系统会造成很多故障,采用全不锈钢设计的油箱则解决了这一业界难题
4.5根据常用液压缸的结构形式可将其分为四种类型
1.活塞式 单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆单活塞液压缸,其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油,以实现双向运动,故称为双作用缸
2.柱塞式 (1)柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸,靠液压力只能实现一个方向的运动,柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重;(2)柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触,这样缸套极易加工,故适于做长行程液压缸;(3)工作时柱塞总受压,因而它必须有足够的刚度;(4)柱塞重量往往较大,水平放置时容易因自重而下垂,造成密封件和导向单边磨损,故其垂直使用更有利
3.伸缩式伸缩式液压缸具有二级或多级活塞,伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小,而空载缩回的顺序则一般是从小到大伸缩缸可实现较长的行程,而缩回时长度较短,结构较为紧凑此种液压缸常用于工程机械和农业机械上
4.摆动式摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件,也称摆动式液压马达有单叶片和双叶片两种形式定子块固定在缸体上,而叶片和转子连接在一起根据进油方向,叶片将带动转子作往复摆动向、压力、流量的调节和控制,实现各种规定动作第五章液压站结构设计液压站的结构设计如下图第六章液压系统常见故障诊断与排除液压执行机构不能正常工作,例如没有运动、运动不稳定、运动方向不正确、运动速度不符合要求、动作顺序错乱、力输出不稳定、爬行等许多故障现象,无论具体是什么缘故,往往可根据压力和流量这两个基本的工作参数查到故障原因并加以排除一般来说,若系统工作压力不正常,则可能液压泵、压力控制阀等有故障;若系统中流量不正常,则可能液压泵、流量控制阀等有故障
6.1简易故障诊断法目前采用最普遍的方法凭个人的经验,具体做法如下1)询问设备操作者,了解设备运行状况其中包括液压系统工作是否正常;液压泵有无异常现象;液压油检测清洁度的时间及结果;滤芯清洗和更换情况;发生故障前是否对液压元件进行了调节;是否更换过密封元件;故障前后液压系统出现过哪些不正常现象;过去该系统出现过什么故障,是如何排除的等,逐一进行了解2)看液压系统压力、速度、油液、泄漏、振动等是否存在问题3)听液压系统声音冲击声;泵的噪声及异常声;判断液压系统工作是否正常4)摸温升、振动、爬行及联接处的松紧程度判定运动部件工作状态是否正常
6.2液压系统原理图分析法根据液压系统原理图分析液压传动系统出现的故障,找出故障产生的部位及原因,并提出排除故障的方法结合动作循环表对照分析、判断故障就很容易了
6.3其它分析法液压系统发生故障时根据液压系统原理进行逻辑分析或采用因果分析等方法逐一排除,最后找出发生故障的部位,这就是用逻辑分析的方法查找出故障总结 随着社会生产力的不断提高,从人们步入工业社会以来,全世界都在大力发展工业生产,一个国家的工业越发达,说明这个国家越先进,综合国力就越强生产技术是发展工业的重心,拥有好的生产设备,好的生产技术加上综合素质高的工人,进而生产出更好的产品的重要性也越显露的体现了出来 通过这次的课程设计,综合了我所学的液压知识,在这期间,我翻阅了很多关于这方面的书籍,虽然还未有完成,大体的轮廓我以基本成型了对于一些细节的部分还需要加以补充说明该设计是对于数控车床的夹紧工件做的辅助装置我们还没有进过太多的工厂,学校里的数控车床都没有这方面的辅助装置,在这种现实的前提下,我想出了该设计希望关于这方面的装置能广泛应用于工业生产致谢本次的设计是在姚老师的引领下完成的,再次衷心感谢所有教过我的老师,是他们给了我知识,让我有了上进的资本,是他们给了我智慧,给了我勇于面对生活中所遇到的困难,并想办法解决它随后的日子里不知道还会遇到什么困难,但我坚信,任何困难都是纸老虎,只要你敢面对,它就会不攻自破,就像这篇论文,刚开始我就不知道如何下手,通过姚老师的一些提示,自己也慢慢懂得如何做好这篇论文了作为一名大专学生写毕业论文的目的,主要有两个方面;一是对学生的知识相能力进行一次全面的考核二是对学生进行科学研究基本功的训练,培养学生综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力,为以后写专业学术论文打下良好的基础在此,再次感谢所有教导过我的老师,祝他们身体健康,万事如意参考文献
[1]数控机床,主编张运吉,北京机械工业出版社
[2].金属工艺学,主编刘会霞,中国机械工业教育协会
[3].液压与气动技术,主编左健民,北京化学工业出版社
[4]液压与气压传动原理
[5].液压元件设计。