毕业设计（论文）-钢坯称重装置液压系统结构设计1.doc

毕业设计钢坯称重装置液压系统结构设计姓 名：王操 学 号： 11130050 班 级： 11机械2 专 业： 机械工程及自动化 所在系：机械工程系 指导教师：杨秀萍 钢坯称重装置液压系统结构设计摘 要液压传动是实达成生产过程自动化，尤其是产业自动化不可缺少的紧要门径，其在冶金装置中的利用非常广泛。当今,钢厂中衡量元件与称重台正常选用刚性联合方法，这样如此衡量元件直接担当钢坯拖动时的摩擦力，从而缩小了元件的利用寿命；同时，摩擦不能传送的基础，导致称重平台破坏。同时摩擦力不能传送到底座，造成了称重台的破损。钢坯称重液压系统选用液压缸将钢坯撑起称重，可以解决以上问题，从而达成称重进程。钢坯称重液压系统是冶金行业连铸连轧配置中用于钢坯智能称重的关键配置，该配置机能的好坏直接关系企业生产成本的核算继而感化企业的经济效益，液压系统的功用是联合电气操控对机械部份启动。 本次设计中，经过屡次现场调研，达成了钢坯称重液压系统的设计、安置与调试全过程，并将其整顿成相关文献资料。关键词： 钢坯；称重；液压系统Design of Hydraulic Winch SystemABSTRACTWinch has lifting and pulling characteristics, and has been widely used in lifting transportation, construction, port, geological prospecting and other various areas. According to the requirements, the winch has various forms of structures and operation modes. The steel ladle winch introduced here is designed by way of fluid drive. It has strong safety, reliability, smooth operation and convenient installation. Be familiar with the work of the steel ladle winch. On this basis, a large number of data collections and researches should be done. Finally we can determine the design of hydraulic systems illustrative the components.Calculate the flow of the hydraulic system. Choose hydraulic valves,hydraulic motor and tank pipes according to the flow and pressure.Design the capacity and hydraulic of the station. Complete the assembly diagram of hydraulic system（Including the hydraulic pump assembly and oil tank parts diagram）.Key Words:Wich;Hydraulic System;Hydraulic pump station;Oil tank目录第一章绪论11.1 液压传动系统概论11.1.1传动的类型及液压传动的定义11.1.2液压系统的组成11.1.3液压传动系统的优缺点11.2 液压传动的发展史21.3 课题的研究意义21.4 研究方法及手段2第二章系统功效分析42.1 工况分析42.1.1已知条件及技术规定42.1.2参数计算42.2 拟定液压原理图72.2.1液压回路的选取72.2.2确定液压原理图9第三章液压元件选取113.1 液压泵的确定113.1.1液压泵的类型及特点113.1.2确定液压泵的流量及压力123.1.3选取液压泵的规格133.2 电机的确定133.3 液压阀的确定153.3.1压力操控阀153.3.2流量操控阀163.3.4方向操控阀173.4 过滤器的选取173.4.1吸油过滤器。183.4.2空气过滤器193.5 联轴器的选取203.6 选取液位计203.7 选取放油塞21第四章液压泵站设计234.1 液压泵站的组成及类型234.2 油箱设计244.2.1油箱的功效244.2.2 油箱的类型254.2.3 液压油箱的结构与设计264.2.4 液压油箱的容积确定284.3 液压油箱的外形294.4 液压泵站装置图29致谢33天津理工大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书第一章绪论1.1 液压传动系统概论1.1.1传动的类型及液压传动的定义一部完全的机械都是由原动机、传动装置和动作机组成。原动机是机械的能源；动作机是机械对外做功的部份；而传动装置则是设立在原动机和动作机之间的部份，用于达成能量的传送、转变和操控，以满意动作机对力（或力矩）、动作速率及位置的规定1。依照传动件（或转速）的差别，有机械传动、电气传动、流体传动（液体传动和睦体传动）及复合传动等。液压传动依靠液压行为动作介质来进行能量传送的一种传动形式，它经过能量转变装置（如液压泵），将原动机（如电动机）的机械能转变为液体的压力能，然后经过封闭管道、操控元件等，有另一种能量装置（如液压缸、液压马达）将液体的压力能转变为机械能，以启动负载和达成执行机构所需的直线或旋转运动。因为其的特殊技术优势，已成为当代机械配置与装置达成传动及操控的重要技巧之一。1.1.2液压系统的组成液压传动与操控的机械配置或装配中,其液压系统大部份利用具备连续流动性的液压油等动作介质,经过液压泵将启动泵的原动机的机械能转变为液体的压力能,通过压力、流量、方向等各种操控阀，输送到执行机构（液压缸、液压马达）中，转变为机械能去启动负载。如此液压系统正常都是有动力源、执行器、操控阀、液压附件及液压动作介质等几部份组成23。正常来说，可以达成某种特定功效的液压元件的配合，称为液压回路。为了达成对某一机械或装配的动作规定，将多少特定的根本会路连接或复合而成的整体称为液压系统。1.1.3液压传动系统的优缺点液压系统相比于机械传动、电力传动、气压传动相比，具备下列的优点1,3,5：.液压传动能在运转中达成无级调速，调速简易且调速范畴很大。.在等同功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，惯性小，布局紧凑（如液压马达的重量只要同功率电动机重量的1020），而且能传送较大的力或转矩。.液压传动动作较平稳，响应快，冲击小，能高速发动、制动和换向。液压传动装置的换向频率、反转运动可达500次/min，来去直线运动最大可达1000次/min。当然液压传动系统也有缺点,主要包括3：.由于正常采用液体为动作介质，易泄露，油液可压缩，所以不能用于传动比规定精确的场合。.在液压传动中，由于有机械损失、压力损失、泄漏损失，所以效率较低，故不适于远距离传动。. 液压传动需要有单独的能量源，液压能不能向电能那样从远处传来。1.2 液压传动的发展史液压传动和睦压传动统称为流体传动，是按照17世纪帕斯卡建议的液体静压力传动道理而发展起来的一门新兴技能，1795年英国的约瑟夫布拉曼（JosepBraman),在伦敦用水做介质，以水压机的形式将其应用在工业生产中，出生了世界上第一台水压机。1905年又将动作介质改变为油，水压机得到进一步改善1。 1.3 课题的研究意义钢坯提升机称重装置是轧钢厂用于称重进入加热炉钢坯的重量，以便检查、分析钢坯在加热过程中烧损情况，为精确计算成材率提供参考数据的装置。采用将钢坯吊起后再称重方案，可以解决传统称重配置由于钢坯表面的氧化皮受提升机振动的感化而脱落在压力应变电阻片（电子称重配置）上，感化称重精度，导致不能正常利用的问题。1.4 研究方法及手段对钢坯称重装置液压系统结构的设计，必须在熟悉钢坯称重装置液压系统结构动作原理的前提下，大量的搜集资料、调研，最后确定设计方案，拟定系统原理图，完成液压系统总装图（包括油箱零件图液压站的装置图）。以上是完成设计所需要做的研究内容，在完成研究内容的过程中需要用到多种计算、绘图工具。设计中鉴于大量绘图动作，必须熟练Auto CAD软件的利用，最后液压泵站装置图和液压油箱零件图都利用此绘图工具出图。液压系统设计中，首先分析液压绞车的各种工艺，并在此基础上，进行液压系统原理图的设计，确定液压系统的各个元件。经过对资料的分析、整顿，掌握机械设计相关技术和设计方法。计算整个液压系统的流量，并根据流量和压力选取液压阀的类型和各个辅助元件，设计液压站装置。计算整个系统的功率，最后在满意动作压力、流量的前提下确定最终方案。第二章系统功效分析2.1 工况分析2.1.1已知条件及技术规定本设计已知条件:1）. 系统有较好的速率稳定性和加工精度；2）. 液压缸总行程200mm，总时间小于20s； 3）. 液压缸快速上升100mm/2s，慢速上升100mm/6s，称重4s，慢速下降100mm/6s，快速下降100mm/2s。4）. 钢坯最大称重为100吨，建议系统最高动作压力16MPa。 2.1.2参数计算 液压缸所受外力负载F包括三种类型，即 (2-1) 式中：动作负载 ； 运动部件速率变化时的惯性负载； 导轨摩擦阻力负载，由于运动元件动作仅为升降，故导轨摩擦负 载力为0。 (2-2) 式中：运动部件的重力，； 重力加速率； 加速或减速时间，正常，本设计为； 上升：； 下降： 按照上述计算成果，列出各动作阶段所受的外负载。 表2.1动作循环各阶段的外负载Table 2.1 operating cycle each phase of the external load动作循环外负载F/N动作循环外负载F/N快速上升快速下降慢速上升慢速下降上升制动下降制动称重钢坯称重装置液压系统配置属于重型机器，此系统为高压系统，初算背油压可忽略不计。由于本次设计采用双杠刚醒同步机构。液压缸负载为总压力的一半。液压活塞面积计算公式： (2-3)式中：F液压缸负载（N） P液压缸动作压力（Pa） D液压缸内径（m）系统初定压力16MPa。全行程距离200mm。根据公式计算活塞面积： (2-4) (2-5)计算液压杠速率: 根据行程数比系数查文献，确定液压缸的内径为D=200mm确定液压缸的活塞杆直径为d=140mm油箱流量计算公式: (2-6) 液压缸的实际有效面积： ； ； 。 依据上述前提可算出液压缸在动作循环中各阶段内的压力、流量和功率。动作循序计算公式负载回油腔压力动作腔压力输入流量输入功率上升启动20000012.5快速2200000.512.8慢速9800000.515.69.429.2停止2000000.512.5下降启动20000012.30.6慢速98000015.20.6快速22000012.40.68.0停止20000012.30.6称重98000015.1 2.2 拟定液压原理图2.2.1液压回路的选取1） 循环形式的选取：液压传动系统正常分为开式系统与闭式系统。开式系统的油液经液压泵从油箱中吸取，经过操控阀进入执行元件，再经操控阀回油箱，在油箱内进行冷却、沉淀杂质等，其结构相对闭式系统简单，成本低，根据调研，现场有较大的空间放置油箱且规定结构尽可能简单，故采用开式系统。2） 液压泵类型的选取：泵源正常有叶片泵、齿轮泵、柱塞泵等几种形式。其中柱塞泵为中高压泵，其余为中低压泵，本系统动作负载大，为大钢坯称重系统故采用中高压泵，故选用柱塞泵，考虑系统的速率变化不大，可选用手动变量式柱塞泵。3） 执行元件的选取：执行元件正常有达成来去直线运动的液压缸与达成连续转动的液压马达两种元件。本设计主要完成钢坯的起升与下降，故选用的执行元件为液压缸，根据调研采用四缸同步动作。4） 多执行元件的同步回路选取：此系统为多执行元件，其对位置同步精度规定高，故必须采用相应的同步操控方案，其正常有多个普通节流阀或者调速阀同时利用；利用分流集流阀；利用同步马达；利用伺服阀配合液压缸位置传感器四种方案，炼钢厂钢坯辊道升降操控是非常庞大的系统，与其他配置还有配合规定，且对其可靠性比规定较高，一旦操控功效发生故障，将会引起严重的后果和巨大的经济损失。为了达到高可靠性，这里优先选取机械原理的同步操控方案，因此比例伺服阀加位置传感器的同步操控方法这里不合适；由于此配置运动时同步规定比较高，所以普通的分流集流阀在这里精度达不到规定。为了满意上述动作规定，利用同步马达在这里比较合适，即可满意配置的同步操控规定，又能确保了配置的可靠性。5） 换向回路的选取：换向回路中的换向阀正常根据实际操作与系统特点来选，此液压配置规定的自动化程度较高，且流量不是很大，故采用电磁换向阀保障换向平稳；如流量过大，可选用电液换向阀。 图2.1 电液换向阀与电磁换向阀Fig2.1 electro-hydraulic directional control valve and electromagnetic directional valve6） 调速回路的选取：调速回路根据操控元件的差别可分为节流调速、容积调速和容积节流调速回路。本系统采用手动变量式泵，一旦调定泵的压力它就相当于定量泵，故采用节流调速回路。此调速回路结构简单，动作可靠，且成本低便于维护。图2.2 节流调速回路与容积调速回路Fig2.2 throttling speed control circuit and the volumetric speed control loop7） 锁紧回路的选取：由于此系统用于钢坯称重，故规定有相对静止的环境，为保持执行元件停止运动或微小位移的情况下系统压力保持基本不变，且负载可以锁紧在任意位置，宜采用锁紧回路。锁紧正常可以经过三位换向阀的中位O形或M形等滑阀机能达成，同时还可以经过液控单向阀锁紧，或者采用平衡阀锁紧。其中换向阀的中位机能虽能达成，但由于滑阀的泄漏，锁紧精度不高，故采用液压锁保障锁紧精度。图3.4是厂方提供的一种锁紧回路，即经过液控单向阀锁紧，但考虑到由于泵站距执行元件距离较远，且管路较细，在动作改变时，压力来不及调整，且还会感化其稳定性，故将其拆除，因此本设计在泵站上安置液压锁来达成锁紧，同时也避免了阀组10对系统的不稳定性感化。 图2.3厂方给定的系统原理图执行元件部份Fig2.3 the manufacturer of the given system schematic diagram execution component parts图2.4 调压回路Fig2.4 voltage regulation circuit8） 调压回路的选取：调压回路是用来操控系统的动作压力，使系统动作不超过一定的压力值，或是使系统动作在差别的压力状态。调压回路采用电磁溢流阀。这种叠合式电磁溢流阀结构紧凑、所占空间小、减少管路连接、装置容易用于液压系统的卸载，且能改善系统和回路的机能，提高抗振和抗冲击性，并减少管路的振动等现象。9）辅助回路的选取：冷却回路，此配置用于钢坯连铸车间，外部环境温度高，故应设有冷却装置；过滤回路，为了保障进油路油液的清洁，应有过滤装置，但为了避免吸油时泵的进油口吸油不畅，故在泵的出口设置高压过滤器，为了避免回油杂质进入油箱，保障油箱内的油质清洁，在回油路上设置相应的回油过滤器。10）其他：考虑到此系统应用于现场生产，对其连续动作规定较高，为了不使因某一部件的损坏而感化整个生产线的生产，整套系统应为开一备一。为了便于检修，应在一定的位置安置阀门，以便随时拆卸检修。为了及时发现异常现象，采用一定的监测报警装置。2.2.2确定液压原理图 综合上述分析和拟定的方案，将各种回路合理地组合成为该液压系统原理图，如图所示。 图2.5 系统原理图Fig2.5 system schematic diagram第三章液压元件选取3.1 液压泵的确定3.1.1液压泵的类型及特点液压泵是任何一台液压配置不可缺少的能源元件，它的功效是将原动机的机械能转变为液压能，即向液压系统提供具备所需压力和流量的液体。液压泵的动作原理是经过转动带来液压泵腔容积的变化,从而压缩液压油使油液具备一定的压力能。液压泵属于容积式泵，它正常都有定子、转子和挤子三种零件；依照挤子结构可以分为：齿轮式、叶片式、柱塞泵和螺杆泵四大类3,7,9。1. 齿轮泵结构较为简单，工艺性好，体积小，重量轻，维护简易，利用寿命长，但是动作压力较低，流量脉动和压力脉动较大，如高压下不采用端面补偿时，其容积效率将会明显下降。内齿合齿轮泵与外齿合齿轮泵相比，其优点是结构紧凑、体积小、吸油机能好，但是结构较复杂，加工性较差。2.叶片泵结构紧凑，外形尺寸小，运动平稳，流量均匀，噪声小，寿命长，但是与齿轮泵相对比油液污染较敏感，结构较为复杂。单功用式叶片泵有一个排油口和一个吸油口，转子旋转一周，每两片间的容积各吸、排油一次，若在结构上把转子和定子的偏心距做成可变的，就是变量叶片泵。单功用式叶片泵适用于低压大流量的场合。双功用式叶片泵转子每转一周，叶片在槽内来去运动两次，完成两次吸油和排油。由于它有两个吸油区和两个排油区，相对转子中心对称分布，所以功用在转子上的功用力相互平衡，流量比较均匀。3.柱塞泵精度较高，密封机能好，动作压力高，因此得到广泛应用。但它结构比较复杂，制造精度高，成本高，对油液污染敏感。轴向柱塞泵是柱塞平行缸体轴线，沿轴向运动；径向柱塞泵的柱塞垂直于配油轴，沿径向运动，这两类泵均可行为液压马达用。4.螺杆泵螺杆泵实际上是一种齿轮泵，其特点是结构简单，重量轻；流量及压力的脉动小，输送均匀，无紊流，无搅动，很少产生气泡；动作可靠，噪声小，运动平稳性较高，容积效率高，吸入扬尘高。但加工较难，不能改变流量。适用于机床或精密机械的液压传动系统。正常应用两螺杆或三螺杆泵，有立式与卧式两种安置形式。3.1.2确定液压泵的流量及压力1.设计压力的选定参考表3.1预选空包下降时的设计压力;满载上升时的设计压力。表3.1 液压配置常用的动作压力Table 3.1 Hydraulic equipment commonly used in the working pressure配置类型机 床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械、起重运输机磨床组合机床龙门刨床拉床动作压力P/（MPa）0.82.03528810101620322.液压马达排量计算查阅液压手册，取液压马达的机械效率，则空包下降时的马达排量：m3/rad (3.1)满载上升时的马达排量：m3/rad (3.2)3.系统动作压力和流量取液压马达的容积效率为，则空包下降时所需的制动动作压力和流量为：MPa (3.3)L/min (3.4)满载上升时所需的压力和流量为：=22.5MPa (3.5)L/min (3.6)3.1.3选取液压泵的规格选取电机转速为r/min,则液压泵的排量cm3/r (3.7)且泵的流量，查阅机械设计手册5，选取SCY14-1B型手动变量柱塞泵。其规格如表3.2所列，外形如图3.1所示。表3.2 液压泵规格Table.3.2 Hydraulic pump specifications型号最大排量/最大压力/转速/容积效率(%)重量/kg63SCY14-1B6331.5150065图3.1 液压泵外形图Fig.3.1 Hydraulic pump contour map3.2 电机的确定电动机为整个液压系统提供动力，它把电能转变为机械能带动液压泵转动，从而达成系统动作。电动机有很多种，大致上可以分为Y型和三角形两种。通常设计中选取最常用的Y型三相异步电动机。电动机的选取正常来说是根据系统功率来确定的，其次是根据转速来确定。根据系统的最大压力和流量，可计算电动机的功率:W (式3.8)本次设计中选取电动机的具体依据是根据液压泵的转速来确定，由于连接在液压泵上，所以根据我们已经选好的液压泵的转速为1500r/min , 初步确定选取电动机的转速为1500r/min，所以在与之相匹配的系列中进行筛选，同时又根据此系统的功率KW，所以选取电动机的额定功率也与之相差不多，在超过系统功率的前提下联合功率规定进行选取电动机。查阅机械设计手册6，故选取Y180L-4型电动机。其规格如图3.3所列，其外形如图3.2所示。表3.3 电动机型号Table 3.3 Type of motor型号额定功率/kw满载转速/额定电流/A效率（%）重量/kgY180L-422147042.591.5192图3.2 电机外形图Fig.3.2 motor figure3.3 液压阀的确定一个完全的液压系统是由四个部份组成，分别为动力元件、执行元件、操控元件和辅助元件。其中的液压操控元件即液压操控阀(简称液压阀)是操控操控液压系统中液体的流向、压力及流量，使液压执行元件及其启动的动作机构获得所需的运动方向、速率等。将差别的液压阀经过适当的组合，可以达到操控液压系统的执行元件(液压缸与液压马达)的输出力和转矩、速率与运动方向等目的10。任何一个液压系统，不论其如何简单，都不可缺少液压阀。而在同一目的的液压机械配置中，经过液压阀的差别组合和利用，可以组成右路的结构也截然差别。所以液压阀是液压技术种品种与规格最多、应用最广泛的元件3,9,15。液压阀机能的好坏，动作是否可靠，以及能否正确选用都将对整个液压系统是否正常动作产生直接的感化。它是液压系统分析、设计的关键部份，要引起足够重视。液压阀的种类较多，根据差别的分类方法有以下几种类型。根据阀用途差别分类，液压阀可分为三大类:方向操控阀(如单向阀、换向阀等)、压力操控阀(如溢流阀、减压阀等)以及流量操控阀(如节流阀、调速阀等)。而方向操控阀又是液压系统中占数量比重较大的操控元件，它是利用阀芯与阀体间相对位置的改变来达成油路的接通与断开，以满意系统对油流方向的规定11。 压力操控阀是利用功用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行动作。它是操控和调节液压系统油液压力或利用液压力行为操控信号操控其他元件动作的阀类。流量操控阀是液压系统中操控油液流量的元件，它是依靠改变阀的通油面积的大小或通油通道的长短来改变液阻，从而操控经过阀的流量达到调节执行元件的运转速率的目的。这三类阀还可根据需要互相组合成为组合阀，以减少管路连接，使其结构更为紧凑、连接简单，并提高效率1213。3.3.1压力操控阀压力操控阀依照用途差别，又可分为溢流阀、减压阀和顺序阀3。（1) 溢流阀可以操控液压系统在达到一定压力时保持恒定状态。用于过载保护的溢流阀又称为安全阀。当系统发生故障时，系统内部压力升高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开，保证系统的安全。（2)减压阀可以操控分支回路得到比主回路油压低的稳定压力。低压阀依照所操控压力功效差别，又可分为定值减压法、定差减压阀和定比减压阀。（3) 顺序阀顺序阀的基本功效是操控多个执行元件的顺序动作，根据其功效的差别，分别称为顺序阀、背压阀、卸荷阀和平衡阀。顺序阀的机能与溢流阀基本相同，但由于功效的差别，对顺序阀还有其特殊的规定：(1)为了使执行元件准确达成顺序动作，规定顺序阀的调压精度较高，偏差小；(2)为了顺序动作的准确性，规定阀关闭时内泄漏量小；(3)对于单向顺序阀，规定反向压力损失及正向压力损失值均应较小。顺序阀的主要功用为：(1)操控多个元件的顺序动作；(2)用于保压回路；(3)防止因自重引起油缸活塞自由下落而做平衡阀用；(4)用外控顺序阀做卸荷阀，使泵卸荷；(5)用内控顺序阀做背压阀3.3.2流量操控阀利用调节阀芯与阀体间的节流口面积和它所产生的局部阻力对液压系统内流量进行调节，从而操控执行元件的运动速率。流量阀按用途可分为5种(1)节流阀在调定节流口面积后，可以是在和压力变化不大和运动均匀性规定不高的执行元件的运动速率基本保持稳定。节流阀是经过改变节流截面或节流长度操控流体流量的阀门。节流阀的外形结构与截止阀并无很大区别，只是他们启闭时的形状有所差别。节流阀的启闭件大多为圆锥型，经过它来改变通道截面积而达到调节流量和压力的目的。(2) 调流阀在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压力差为定值。这样的话，在节流口面积调定以后，不管载荷压力如何变化，调速阀都可以保持节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速率保持稳定。(3)分流阀在载荷压力变化时，可以使同一油源的两个执行元件得到相同流量的叫等量分流阀；得到依照一定比例分配流量的叫比例分流阀。(4) 集流阀功用与分流阀相反，可以使流入及流阀的流量按比例分配。(3)分流阀同时具备分流阀和集流阀两种功效3.3.4方向操控阀方向操控阀是液压系统中占数量比重较大的操控元件，它是利用阀芯与阀体间相对位置的改变来达成油路的接通或断开，以满意系统对油流方向的规定。可分为普通单向阀、液控单向阀、梭阀、双压阀、快速排气阀、手动换向法、行程阀、电磁换向阀、电液换向阀等3,5,16。其中电磁换向阀是达成油路的换向、顺序动作及卸荷的液压操控阀，是经过电气系统的按钮开关、限位开关、压力继电器、可编程操控器以及其他元件发出的电信号操控的。电磁换向阀的电磁铁有交流、直流和交流本整型三种，又分干式和湿式11,12,13。直流电磁换向阀的优点是换向频率高，换向特性好，动作可靠度高，对低电压、短时超电压、超载和机械卡住反应不敏感。交流电磁换向阀的优点是动作时间短，电气操控线路简单，不需要特殊的触头保护；缺点是换向冲击大，启动电流大，线圈比直流的易损坏。湿式电磁铁具备良好的散热机能，动作噪声也小。无论干式或湿式电磁铁，直流的利用寿命总要比交流的长。根据系统动作压力与经过各液压操控阀及部份辅助元件的最大流量，经查机械设计手册8所选取的元件型号规格如表3.4所列。表. 液压系统部份辅助元件型号Table 3.4 Part of the hydraulic system of auxiliary components models名称型号平衡阀FD12PA10溢流阀DW10B2二位四通电磁换向阀4WE10D三位四通电磁换向阀4WE10M顺序阀DZ10DP3.4 过滤器的选取过滤器的功效是清除液压系统动作介质中的固体污染物，使得动作介质保持清洁，延长元器件的利用寿命，使液压元件动作机能更加稳定。所以过滤器是液压系统中不可缺少的重要辅件。其主要机能参数有：过滤精度、过滤能力、纳垢容量、动作压力和允许压力降等。过滤器可分为吸油过滤器、高压过滤器、回油过滤器、离线过滤器、泄油过滤器、安全过滤器、空气过滤器、注油过滤器、磁性过滤器、水过滤器等。选取过滤器时首先要考虑过滤器的安置型式，其次过滤器应有足够大的通油能力正常应大于实际经过流量的2倍并且压力损失较小，再次过滤器的过滤精度应满意液压系统所学的清洁规定，最后应考虑其结构尽量简单、紧凑，安置合理。表3.5过滤器的分类及用途Table 3.5 Classification and application of filter名称用途精度类别滤材形式效果吸油过滤器保护液压泵粗过滤器网式、线隙式滤芯特精过滤器能滤掉颗粒。精过滤器：能过滤掉颗粒。普经过滤器：能滤掉10颗粒。粗过滤器：能滤掉以上的颗粒。高压过滤器保护泵下游元件不受污染精过滤器纸质、不锈钢纤维滤芯回油过滤器降低油液污染度普经过滤器纸质、纤维滤芯离线过滤器连续过滤保持清洁度精过滤器纸质、纤维滤芯泄油过滤器防止污染物进入邮箱普经过滤器网式滤芯安全过滤器保护污染抵抗力低的元件特精过滤器纸质、纤维滤芯空气过滤器防止污染物随空气侵入普经过滤器多层叠加式滤芯注油过滤器防止注油时侵入污染物粗过滤器网式滤芯磁性过滤器清除油液中的铁屑粗过滤器磁性体水过滤器清除冷却水的杂质粗过滤器网式滤芯3.4.1吸油过滤器。吸油过滤器正常安置在液压泵吸油管端部，用以保护液压泵，具备结构简单，通油能力大，阻力小，易清洗等优点；但是其过滤精度较低。本次设计根据系统的流量及油管通径，选取WU-40180型网式吸油过滤器。其外形如图3.3所示图3.3 吸油过滤器外形图Fig.3.3 Oil filter contour map3.4.2空气过滤器液压油箱通常都是与大气想通的，为了在油箱页面上升或下降形成油箱呼吸时，不使大气中的灰尘等侵入油箱，必须在油箱上安置空气过滤器。空气过滤器结构较为简单、安置利用比较简易。图3.4 空气过滤器外形图Fig.3.4 Air filter contour map 根据本次设计的油液流量与系统过滤精度的需要，选取QUQ2-201.0型空气过滤器。其外形与连接形式如图3.4所示。3.5 联轴器的选取联轴器是用来联接电机轴与液压泵轴，并使之共同旋转以传送扭矩的机械零件。在电机告诉运转中，有些轴还具备缓冲、减振和提高轴系动态机能的功用。正常来说，联轴器分为两个半部份组成，分别为与主动轴和从动轴联接。联轴器种类繁多，正常分为：固定式联轴器、可以使联轴器。选取联轴器时，应事先根据动作规定选定合适的类型，然后依照轴的直径计算扭矩和转速，再从机械手册中查出适用的型号。根据电机轴、液压泵轴的直径及扭矩，选取LMZ5-160型梅花型联轴器9。其外形及连接形式如图3.5所示。图3.5 梅花型联轴器Fig.3.5 Plum coupling3.6 选取液位计液位计的是用于观察液面，油液少的时候可以添加油液防止吸空发生。液位计正常设在油箱外壁上，并且靠近注油口，以便在注油时观察液面，随时掌握油液情况。液位计的下刻线这少应该比吸油过滤器上缘高出75mm，以便防止吸入空气，液位计的上刻线对应着油液的容量15。经过查阅机械设计手册，选取CYW-150型液位液温计。其外形与连接形式如图3.6所示。图3.6 液位计Fig.3.6 Liquid level meter3.7 选取放油塞放油是油箱必须的环节，放油口的大小可以根据油箱的大小自行定制，但符合放油塞的大小。放油塞在油箱的底部，要注意密封，为了防止油液泄露，要添加密封件17。根据放油口大小可以适当的选取，只要能差不多时间完成放油动作就可以。考虑到钢板厚度只有5mm,查阅文献9，选取外六角螺塞行为堵塞。其外形与油箱连接形式如图3.7所示。图3.7 放油塞Fig.3.7 Oil drain plug第四章液压泵站设计4.1 液压泵站的组成及类型液压泵站是多种元、附件组合而成的整体，行为液压系统的动力源，它为一个或几个系统存放清洁度的动作介质，并且输出一定压力、流量的液体动力。液压泵站是整个液压系统的一个重要部件，其设计质量的好坏，对液压配置机能有很大的感化12。液压泵站依照液压泵组布置形式大体可以分为：上置式液压泵站、非上置式液压泵站、柜式和便携式液压泵站。其中上置式液压泵站又可分为立式和卧式(如图4.1所示)。 旁置式：旁置式还叫分离式，是指液压泵单独安置，正常安置在油箱的旁边，旁置式可用来安置备用泵，主要用于油箱容量大比较大的，正常大于300L，电机功率8千瓦以上的液压系统。如图4.2所示。图4.1 上置式液压泵站安置示意图Fig.4.1 Installation diagram on the hydraulic pump station图4.2 旁置式液压泵站示意图Fig.4.2 Side mounted hydraulic schematic diagram依照液压泵组的启动方位又可分为：电动型、机动型、手动型。依照液压泵组输出压力高低又可分为：低压、中压、中高压、高压和超高压几类。4.2 油箱设计4.2.1油箱的功效油箱在系统中的功效，主要是储油和散热，也起着分离油液中的气体及沉淀污物的功用。根据系统的具体条件，合理选用油箱的容积、形式和附件，以使油箱充分发挥功用。油箱在液压系统中起着至关重要的功用3,18：1. 存储液压油液油箱必须可以存放液压系统中的动作循环所需的油量。液压泵从油箱抽走液压油送至系统，载能有也在系统中完成动力传送之后返回油箱。2. 散发油液热量液压系统动作过程中的容积损失和机械损失导致液压油液温度上升。油液从系统中带回的热量有很大一部份靠油箱壁散发到周围的空气中。这就规定液压油箱要有足够的尺寸，尽量安置在通风良好的位置上，必要时油箱外壁要设计翘片来增加散热能力。3. 逸出空气及消除泡沫液压系统低压区压力低于饱和蒸汽压、吸油管漏气或液位过低时，由漩涡功用引起液压泵吸入空气、回油的搅动功用等都是形成旗袍的原因。有业泡沫会导致噪声，同时会损坏液压装置，尤其在液压泵中会引起气蚀。未溶解的空气可在油箱中逸出，因此希望有尽可能大的油液面积，并使油液在油箱中逗留时间较长。4. 安置元件在中小型的液压系统中，往往把液压泵组和一些液压阀或整个液压操控装置直接安置在油箱箱顶盖上。油箱必须制造得足够牢固，用以支撑这些元件，而且一个牢固的油箱在降低液压系统噪音方面也会发挥一定的功用。依照新进的液压系统污染操控理论的规定，液压油箱不应只是一个容纳污垢的场合，而规定在油箱的油液本身达到一定的清洁等级，提供给液压泵和整个液压系统，因此液压油箱的设计、制造、利用和维护都应依照以上这些功效的规定来实施。4.2.2 油箱的类型液压油箱按油箱结构和用途差别，通常可分为整体式油箱、两用油箱和独立油箱三种类型311。（1）整体式油箱整体式油箱是指在液压系统或机械的构件内部安置的油箱。例如，工业生产配置中的各类机床床身或底座内部的空腔中，往往稍微加一点成本就可制成不漏油的油箱，或者车辆与工程机械上的管形构件制行为油箱，这样不需要利用额外的附加空间。整体式油箱以最小的空间提供最大的机能，并且通常提供特别整洁的外观。但是必须细心设计，以克服可能存在的局部发热及操作者难以接近等动作问题3。（2）两用油箱两用油箱是指液压机与机械中的其他机构共同用油的公用油箱。例如，拖拉机传动系机壳可用作拖拉机液压悬挂系统的油箱；再如采用液压传动的齿轮淬火机空腔底座，兼做液压系统和淬火用油的油箱。两用油箱的最大优点是节省空间。但有几个局限性与此优点相抵触。油液必须既满意液压系统对传动介质的规定，又满意传动系齿轮的润滑或工件淬火等其他工艺的规定11。在某些高机能液压系统中，这些规定可能几乎是互不相容的。另外，油液温度操控可能较为困难，因为对于总量减少了的油液来说存在着两个热源。如果必须另设冷却器来操控油液温度，用冷却器所需的空间也可能抵消所节省的空间。(3）独立油箱独立油箱是应用最为广泛的一类油箱，最常用于工业生产配置，它通常做成矩形的，也有圆筒形的。独立油箱的热量主要经过油箱壁靠辐射和对流功用散发，因为油箱应该是尽可能窄而高的形状。例如旁置式液压泵站中的矩形油箱就窄而高，液压泵和电动机旁置于油箱左面的公共底座上。液压泵吸油管在液面以下或以上穿过油箱侧壁进入油箱。如果吸油管在液面以下进入油箱，则油箱油液正压供应给泵，改善了液压泵的吸油条件，但是吸油管上必须设置截止阀以便检修时免去油箱放油。对于整体式液压站，为了便于在油箱顶盖上安置液压泵、电动机和液压操控装置，规定较扁的油箱形状。油箱越扁，则油液脱气越容易。液压泵的吸油管较短并且便于打开进行检修。吸油过滤器易于接近。立式液压泵站可减小液压泵和电动机所需的安置位置。启动电机在箱顶以上而泵架在箱顶下方，这样布置可以保护泵并改善吸油条件，为了便于检修时电机泵盖及连带的操控元件行为整体一并拆卸下来，系统的规格不宜过大。对于行走机械的液压装置，必须考虑到当车辆处于坡路上时液面的倾斜和车辆加速与操控期间油箱中油液的前后摇荡。此时，油箱应尽可能高一些，宜用细高的立式圆筒形油箱。对于重型配置的液压系统，其所用油箱的容量超过2000L时，多采用卧式圆筒形油箱，但油箱占地面积较大13。对置于液压泵和电动机上方的油箱为泵的进出口提供正压力并使其易于接近以便检修，但是，不便于液压泵的检修，而且必须设置截止阀以便检修泵时免去放空油箱。高架油箱在液压机中应用较为普遍，通常要安放在比主液压缸更高的位置上，以便当活动滑块快速下行时，高架油箱经充液阀给主缸充液，以减少液压泵的流量规格。4.2.3 液压油箱的结构与设计油箱包括油箱体积箱上所设置的各种附件。油箱体主要由箱顶、箱壁、箱底等部份构成。为了保证装上各类元件、辅件和注油后不发生较大变形，箱体的结构设计除应有足够的强度外，还应具备足够的刚度。用叉车或吊车搬运装有油液的油箱时，不应引起油箱永久变形313。装于油箱各检测装置的各类元辅件，应便于从外部拆卸，在这些器件修理时不必将油箱放油或大量漏油，也不应造成污染。油箱内壁上应尽量保持平整，少焊和少装东西，以便于清理箱内污垢。油箱的箱顶（如图4.3）、箱壁、箱底及其附件的结构、设计和利用要点分述如下312。图4.3 吊耳Fig.4.3 Lug1.油箱必须有足够大的容量，以保证系统动作时可以保持一定的液位高度；为满意散热规定，对于管路比较长的系统，还应考虑停车维修时能容纳油液自由流回油箱时的容量；在油箱容积不能增大而又不能满意散热规定时，需要设冷却装置1217。2.设置过滤器。油箱的回油口正常都设置系统所规定的过滤精度的回油过滤器，以保持返回油箱的油液具备允许的污染等级。油箱的排油口（即泵的吸口）为了防止意外落入油箱中的污染物，有时也装设吸油网式过滤器。由于这种过滤器侵入油箱的深处，不好清理，因此，即使设置，过滤网目也是很低的，正常为60目以下。过滤器通常由壳体、滤芯及其他附件组成。液压系统管路用过滤器，是把滤芯装在壳体里利用。设在油箱里的过滤器则仅将滤芯行为过滤器利用。油箱里、油箱壁或油箱附近通常要安置过滤器，其注意事项如下1819。A.尽量采用全流量过滤以便保证油液对滤芯的最大暴露。采用部份流量过滤时，应提供足够大的过滤流量，使得最长在15min内过滤的油液体积等于系统及油箱中的油液总量。B.液压泵吸油口不带壳体的粗过滤器要