武汉科技大学本科毕业设计说明书

1、武汉科技大学本科毕业设计本科毕业设计题目：制烟机推送机构液压系统设计学 院:机械自动化学院专 业:机械电子工程学 号:201105172047学生姓名:陈春城指导教师:卢云丹日 期:二一五年五月2摘 要目前,烟草行业在很多国家的经济生活中客观上占有比较重要的地位。随着生活水平的提高和科学技术的进步,越来越多的人们认识到吸烟对人体的健康危害极大。烟草行业作为一种客观存在的嗜好食品产业,立即全面禁止是不现实的作法。如何降低烟草有害成分,如何提高香烟质量是烟草行业目前面临的问题之一。硬盒卷烟包装机作为一种生产高质量卷烟的包装设备,在目前的国内和国际市场上都有很大的市场需求。与生产机械部分的主机厂合作

2、,我设计了一种硬盒卷烟包装机的液压系统。本文主要针对制烟机压紧机构的液压系统部分的设计，该系统通过液压缸来完成驱动，采用液压阀来控制，电机提供动力。该液压系统主要为烟机的三种运动提供服务，即往复摆动、推出运动、压紧运动。往复摆动运动是把生产的烟分开出来，摆送到推出运动装置上，然后返回。推出运动把摆动运动送来的烟送到包装压紧装置中去，然后返回。压紧运动是把包装好的盒子压紧，然后退出，如此往复。关键词：液压传动； 液压元件； 液压装置总体布局； 液压系统效率AbstractAt present, the tobacco industry occupies an importan

3、t position in the economy of many countries in life objectively. With the improvement of living standards and the progress of science and technology, more and more people realize the harm of smoking on human health. The tobacco industry as

4、a kind of objective existence of the hobby food industry, immediately banned is not realistic practice. How to reduce the harmful components of cigarette tobacco, how to improve the quality of the tobacco industry is one of the cu

5、rrent problems.Hard box cigarette packaging machine for packaging equipment for producing high quality cigarette, has a great market demand in the current domestic and international market. With the host part of the production machiner

6、y factory cooperation, I design the hydraulic system of a hard cigarette packaging machine.This paper mainly for hydraulic system of cigarette making machine of the pressing mechanism, part of the design, the system through the hydraulic cylinder driven, the ordinary hy

7、draulic valve to control the motor power. Provide service of the hydraulic system is mainly three kinds of motion machine, namely, reciprocating movement, press movement launched. The reciprocating swing motion is separate from the smoke produced and sent to the launch of the sports device, and then

8、 returned. The launch of the motion sends the smoke sent to the packaging press and then returns to the. The compression movement is to compress the box packed, and then exit, so reciprocating.Key words: Hydraulic transmission; Hydraulic components; The overall layout of the hydraulic device; Hydrau

9、lic system efficiency 目录1 绪论11.1 卷烟包装机械的发展11.2 卷烟包装机械的现状11.3 研究目的和意义21.3.1 研究目的21.3.2 研究意义22 液压系统的要求32.1 主要技术要求32.1.1 总则32.1.2 零部件制造技术要求33 液压系统的方案的设计43.1 确定工作压力43.2 拟定液压系统原理图43.2.1 液压系统三种运动方式44 烟机油缸的设计计算94.1 工况分析94.2 液压缸主要几何尺寸的计算94.2.1 液压缸内径的确定94.2.1.1 初选液压缸的工作压力94.2.1.2 计算液压缸的尺寸94.2.2 活塞杆稳定性验算104.2

10、.3 液压缸的有效面积104.2.4 液压缸的行程114.2.5 液压缸缸筒的长度114.3 液压缸结构参数的计算114.3.1 缸筒壁厚的计算和校核114.3.1.1 壁厚的计算114.3.1.2 液压缸的缸筒壁厚的校核114.3.2 液压缸油口直径d0的计算124.3.3 缸底厚度h的计算124.3.4 缸头与法兰的联结124.3.4.1 联结方式：螺纹联结124.3.5 缸头厚度h的计算134.3.6 缸头直径dg和缸盖直径dG134.3.7 缸盖的联结134.3.8 法兰直径和厚度的确定144.3.9 液压缸主要尺寸的确定144.3.9.1 最小导向长度144.3.9.2 活塞的宽度1

11、44.3.9.3 导向套长144.3.9.4 隔套长度144.3.9.5 求液压缸的最大流量145 液压元件的选择和专用件的设计155.1液压控制阀的选择155.1.1 根据液压阀额定压力来选择155.1.2 液压阀的安装方式的选择155.1.3 液压阀的控制方式的选择155.1.4 液压阀的结构形式的选择155.2其他元件的选择165.2.1 压力表165.2.2软管165.2.3 液位液温计，空气滤清器和回油滤油器滤芯的选择165.3 液压泵的选型165.4 确定油箱的有效容积165.5管道尺寸的确定175.5.1 非橡胶管道的选择175.5.2 胶管的选择185.6 电动机功率的确定18

12、6液压系统性能验算206.1 验算回路中的压力损失206.1.1 沿程压力损失206.1.2 局部压力损失206.2 液压系统的发热温升的计算216.2.1 计算液压系统的发热功率216.2.2 计算液压系统的散热功率236.2.3 根据散热要求计算油箱容量246.2.4 冷却器所需冷却面积的计算247 设计液压装置267.1 液压装置总体布局267.2 液压阀的配置形式267.3 集成块的设计267.3.1 块体结构267.3.2 集成块结构尺寸的确定267.4 绘制正式工作图277.4.1 绘制装配图278烟机液压系统使用说明298.1 概述298.2 液压系统组成及参数298.3 油箱的

13、几种控制方式299 液压系统安装及调试319.1 液压系统管道安装319.2 调试前准备工作319.3 液压系统的用液及对污染的控制329.4 调试运行中应注意的问题329.5 液压系统的维护及注意事项329.6日常维护要求339.6.1 操作保养规程339.6.2 日常维护339.6.3 检修程序339.7 常见液压故障处理办法349.8主要元件359.9易损件36总 结38致 谢39参考文献401 绪论1.1 卷烟包装机械的发展近几年来，世界上许多的卷烟包装机械生产公司十分重视高速卷烟包装机的研制工作，连续向市场推出了许多种高速卷烟包装机。如德国斯幕门公司推出了DT 700翻盖硬盒包装机组

14、，该机组的生产能力已经到达700盒/分钟。该公司还向市场推出BO型包装机组1，可包装无嘴和滤嘴卷烟，为单路软包型，其改进型的目前生产能力为550-600包/分钟。德国霓虹公司向市场推出了该公司最新研制的COMPAS500/C900/B90型卷烟包装机组，与改进后的PROTOS 100组成完整的卷烟生产线，该机组的生产能力为520包/分钟，日本的烟草公司也向市场推出了最新研制的BF2型卷烟软包包装机组。另外德国的FOCKE公司目前也在研制生产能力为700包/分钟的HLP 700型双路卷烟包装机，预计不久后也将推向市场。意大利G·D公司在开发G·DX 500软包包装机2的基础上

15、又开发了除了与之配套的C600型小包透明纸包装机以及用于两机间的LL 16型缓冲装置，从而形成了一条卷烟包装生产线（与Pack型条盒包装机相配），并已推向市场。在积极开发高速卷烟包装机组地同时，国际上的卷烟机械公司也十分重视包装机组的配套和完全自动化，许多公司都开发了与包装机组相配套的卷烟装箱机，烟箱自动堆码和运送系统等辅助设备3，从而使包装线的劳动强度减小并实现了整条包装线的完全自动化。目前，世界上对包装机组的包装材料的供应等由人工完成的问题也十分重视，并进行了研究，到目前为止，许多烟机公司都成功的开发出了一些用于对包装机组的自动安装包装材料（包括双标纸盘、内衬铝箔纸盘等）全自动喂料系统的机

16、械手，这些设备的使用，大大减轻了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。如意大利的G·D公司开发出了可把包装材料从仓库中直接运到包装机处的自行小车，可从货盘上直接把包装材料纸盘安装到机器上的机械手以及可把硬纸板直接喂进到G·DX2NV翻盖盒包装机纸板库的自动喂料装置等。意大利SASIB公司研制出了一种机械手货盘的装运系统，该系统非常灵活，可自动向货盘装卸烟箱，目前该系统已在英国一家烟厂推广使用。德国Focke公司也开发出了 531型机械手货盘装运系统，可对货盘进行高速、自动装卸作业。1.2 卷烟包装机械的现状目前，卷烟包装过程中的质量检查和控制仍是世界卷烟包装机械公司的研究重点

17、之一，在研究开发和使用先进的、有效的和低成本的额测控仪器和系统方面，近几年也取得了不少成果。为了检查和保证所生产卷烟成品（烟包、条盒）的外观质量，一些公司研制并推广了一种先进的在线烟包可视检查系统，该系统可监测成品烟包的外观质量并自动剔除有缺陷的烟包。如意大利的G·D公司的烟包可视检查系统以及美国R·J雷诺士公司和VIDEK公司联合研制的PAC 1000型光学烟包检查系统等。这些系统一般都有光学测头（由光学镜头等组成），电子控制装置、微处理机和剔除部分组成，利用光学照相原理进行工作，可对烟包上封签，外包透明纸和上部铝箔纸的位置，底部封口，侧封口，受挤压的烟包以及其他常见的缺

18、陷进行检查，同时也可剔除有缺陷的烟包。有的系统还配有CRT用于显示所处理的多达30种参数。总的看来，在今后相当长时间内，世界卷烟包装机械仍将向高速、高生产效率、便于操作和维修保养，高灵活性，产品质量好且稳定以及全自动化方向发展。同时，其噪音和安全性将得到改善，也将利用计算机技术对生产资料和数据进行管理与整个卷烟厂的主计算机系统相联，以便更有效的对全厂的生产进行科学管理。1.3 研究目的和意义1.3.1 研究目的目前,烟草行业在很多国家的经济生活中客观上占有比较重要的地位.随着生活水平的提高和科学技术的进步,越来越多的人们认识到吸烟对人体的健康危害极大.烟草行业作为一种客观存在的嗜好食品产业,立

19、即全面禁止是不现实的作法.如何降低烟草有害成分,如何提高香烟质量是烟草行业目前面临的问题之一.硬盒卷烟包装机作为一种生产高质量卷烟的包装设备,在目前的国内和国际市场上都有很大的市场需求.与生产机械部分的主机厂合作,我设计了一种硬盒卷烟包装机的液压系统.1.该文详细地介绍了应用液压系统设计的基本方法.2.原有的卷烟包装机工况显示简单粗糙,仅仅显示设备的故障很多情况下已无法满足烟厂的生产需求.在现代工业自动化中,复杂设备的故障诊断已成为一个重要问题.经过实际运行,硬盒卷烟包装机自动控制系统已产品化。1.3.2 研究意义通过本次毕业设计，培养学生综合能力运用液压传动、机械设计、理论力学、材料力学等课

20、程中所学理论知识的能力；强调设计的独创性和实用性，培养和提高设计者独立分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作岗位和创造性的开展工作打下坚实基础。2 液压系统的要求2.1 主要技术要求2.1.1 总则液压系统的设计应符合液压原理图，油缸设计图、平面布置图。2.1.2 零部件制造技术要求(1) 液压泵电机组 液压泵的额定排量应符合设计要求。 油泵电机组工作时的噪声应不大于90db。(2) 控制阀组 阀的响应时间应少于29ms。在工作压力29.1MPa的情况下阀的内泄漏不大于0.004L/min。 溢流阀应足以排出液压泵的流量而无震动，其整定压力最大不超过上述最大系统压力的120%。 其余各控

21、制阀的选用应满足液压系统工作要求，其额定压力和流量应大于实际通过该阀的最高压力和最大流量。 压力控制阀、换向阀、流量控制阀、压力继电器、高压球阀、压力变送器等关键元件应选用国际知名品牌。 电磁阀控制电压均为直流24V。3 液压系统的方案的设计3.1 确定工作压力压力的选择要根据载荷大小和设备和类型而定。还要考虑执行元件的装配空间和经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况,工作压力低,势必要加大执行元件的结构尺寸,对某些设备来说,尺寸要受到限制,从材料消耗角度看也不经济;反之压力选得太高,对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。3.2 拟定液压系统原理图3

22、.2.1 液压系统三种运动方式该烟机液压系统主要为烟机的三种运动提供服务，即往复摆动推出运动压紧运动。往复摆动运动是把生产的烟分开出来，摆送到推出运动装置上，然后返回，如此往复。推出运动把摆动运动送来的烟送到包装压紧装置中去，然后返回，如此往复。压紧运动是把包装好的盒子压紧，然后退出，如此往复。 往复摆动在整个系统中，把溢流阀安装在三个运动回路的最前端用来控制整个回路的压力，使各回路压力保持正常，当压力表6.1显示压力不在正常工作范围内时，溢流阀开启调节压力。油液经过电磁换向阀、单向阀。通过节流阀的控制影响摆动的幅度。完成运动后，油液由各阀返回油箱。液压原理参见图3.1 图3.11 油箱泵组

23、2 溢流阀 5.1 软管6.1 压力表 7.1 电磁换向阀 8.1 叠加式双液控单向阀9.1单向节流阀 13 快换接头 14 高压软管 推出运动（往复）该运动过程因为运动行程由液压缸的行程来决定,对压力要求不是很严格,整个运动回路中无须节流阀来调压。液压原理图参见图3.2图3.27.2 电磁换向阀8.2 叠加式双液控单向阀 压紧运动（往复）烟机工作的最后环节是压紧封装，对压紧回路中压力要求较严格，它通过压力表6.2压力开关节流阀控制力在所要求的工作范围内。液压原理图参见图3.3图3.33 过滤器 5.2 软管 5.3 软管6.2压力表 7.3 电磁换向阀 8.3 叠加式双液控单向阀9.2单向节

24、流阀 11 压力开关该液压系统包括液压系统压力保护、油箱部分电气控制等几个部分。其完整液压系统见图3.4图3.4 制烟机液压系统原理图1 油箱泵组 2溢流阀 3过滤器4 球阀 5 软管 6 压力表7 电磁换向阀 8 叠加式双液控单向阀 9 单向节流阀10 截止阀 11 压力开关 12 叠加式溢流阀13 快换接头 14 高压软管 15 快换接头4 烟机油缸的设计计算4.1 工况分析本次设计是烟机分烟包装的液压系统，重点对压紧缸设计，推出缸及摆动缸部分由其他同学完成。额定压紧力为，工作行程，内容包括液压油缸、液压控制系统等。根据操作烟机工作特点，对该设计制造原则是：“安全可靠，经久耐用、技术先进、

25、操作简单”，在设计和制造方面，全面执行技术条款的全部内容。使烟机的工作方便简洁。4.2 液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸，包括液压缸的内径，活塞杆的直径，液压缸行程等。该设计为压紧工作回路中的油箱设计，烟机工作中该回路油箱承受的载荷若能满足要求则其他回路中同型号的油箱也会满足工作要求。4.2.1 液压缸内径的确定4.2.1.1 初选液压缸的工作压力烟机的负载较小，初选液压缸的工作压力为。4.2.1.2 计算液压缸的尺寸 （4.1） （4.2）表4.1 和的关系工作压力速度比1.331.46；22表4.2 和的关系1.151.251.331.462根据系统工作压力，选取速度比再根据速

26、度比选取和的关系： （4.3）查机械设计手册，按标准取：，最大行程查机械设计手册，选取最大行程液压缸的有杆腔工作压力： （4.4）4.2.2 活塞杆稳定性验算因为活塞杆长为，而活塞直径为，需要对活塞杆进行稳定性验算。活塞杆弯曲失稳临界负荷,可按下式计算 （4.5）在弯曲失稳临界负荷时,活塞杆将纵向弯曲。因此活塞杆最大工件负荷按下式验证。 （4.6）式中 活塞杆材料的弹性模数，钢材：活塞杆横截面惯性矩，圆截面：安装及导向系数安全系数，一般取安装距经计算活塞杆稳定性验算合格。4.2.3 液压缸的有效面积根据上面的结果，则液压缸的有效面积为：无杆腔面积 （4.7） 有杆腔面积 （4.8） 4.2.4

27、 液压缸的行程液压缸的行程为。4.2.5 液压缸缸筒的长度液压缸缸筒的长度由液压缸的行程决定，液压缸缸筒长度。4.3 液压缸结构参数的计算液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚，油口直径、缸底厚度、缸头厚度等。油缸与管路之间采用软管连接。4.3.1 缸筒壁厚的计算和校核4.3.1.1 壁厚的计算查机械设计手册，由上求得缸体内径标准值，查表得外径为。可知 4.3.1.2 液压缸的缸筒壁厚的校核缸的额定压力,取。液压缸缸壁的材料选45号钢，查金属工艺学表6-5（GB699-88），得其材料抗拉强度。取安全系数为， （4.9） （4.10） =所以壁厚合适。4.3.2 液压缸油口直径d0的计算 （4.1

28、1）式中 液压缸油口直径 液压缸内径 液压缸最大输出速度油口液流速度=0.034m=34mm4.3.3 缸底厚度h的计算该液压缸为平形缸底且有油孔，其材料是45号钢。 （4.12）式中 缸底厚度缸底油孔直径试验压力液压缸内径缸底材料的许用应力，取安全系数n=5，则。由于缸的额定压力，所以取。 （4.13）4.3.4 缸头与法兰的联结4.3.4.1 联结方式：螺纹联结4.3.5 缸头厚度h的计算本液压缸选用螺钉联结法兰，其计算方法如下： （4.18）式中 法兰厚度法兰受力总和密封环内径密封环外径螺钉孔分布圆直径密封环平均半径法兰材料的许用应力均压槽一般宽为0.4mm，深为0.8mm，O型密封圈的

29、压缩率为W=（，缸头和法兰的联结是固定的，其密封也是固定的，取W=20%，即=0.2得，为密封圈直径。， （4.19） （4.20） （4.21）4.3.6 缸头直径dg和缸盖直径dG 取两者相同，即=+ （4.22） 4.3.7 缸盖的联结联接方式：螺纹联接4.3.8 法兰直径和厚度的确定 法兰直径取与缸头直径相同，即 法兰厚度取4.3.9 液压缸主要尺寸的确定4.3.9.1 最小导向长度 （4.27）4.3.9.2 活塞的宽度4.3.9.3 导向套长 ， 取4.3.9.4 隔套长度 （4.28） 4.3.9.5 求液压缸的最大流量压紧油液流量的计算： （4.29）无杆腔回油流量： （4.3

30、0）有杆腔进油流量： （4.31）5 液压元件的选择和专用件的设计5.1液压控制阀的选择选择液压阀主要根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统工作压力在9Mpa左右，所以液压阀都选用中、高压阀。液压阀的作用是控制液压系统的油流方向、压力和流量，从而控制整个液压系统。系统的工作压力，执行机构的动作顺序，工作部件的运动速度、方向，以及变换频率，输出力和力矩等。在液压系统中，液压阀的选择是非常重要的。可以使系统的设计合理，性能优良，安装简便，维修容易，并保证系正常工作的重要条件。不但要按系统功需要选择各种类型的液压控制阀，还需要考虑额定压力，通过流量，安装形式，动作方式，性能特点因素。5.1.1 根据

31、液压阀额定压力来选择选择的液压阀应使系统压力适当低于产品标明的额定值。对液压阀流量的选择，可以按照产品标明的公称流量为依据，根据产品有关流量曲线来确定。5.1.2 液压阀的安装方式的选择是指液压阀与系统的管路或其他阀的进出油口的连接方式，一般有三种，螺纹连接方式，板式连接方式，法兰连接方式。安装方式的选择要根据液压阀的规格大小，以及系统的简繁及布置特点来确定。5.1.3 液压阀的控制方式的选择液压阀的控制方式一般有四种，有手动控制，机械控制，液压控制，电气控制。根据系统的操纵需要和电气系统的配置能力进行选择。5.1.4 液压阀的结构形式的选择液压阀的结构方式分为：管式结构，板式结构。一般按照系

32、统的工作需要来确定液压阀的结构形式 根据以上的要求来选择液压控制阀，所选的液压阀能满足工作的需要。所以本液压系统所选的液压阀有中、高压阀。具体规格型号和名称见表2表5.1 液压控制阀序号代 号名称及规格材料数量1GRD350M200M-170溢流阀成品12KH3-08SP-L-1112-12X-KPMBI球阀成品13DHO-0713/-SP-666-24DC电磁换向阀成品34HR-012叠加式双液控单向阀成品35HQ-012/G单向节流阀成品26KHP-06-1212-04X截止阀成品17HMP-013/350叠加式溢流阀成品18DZ5E-01X-250V单向顺序阀成品29DB4E-01X-3

33、50V溢流阀成品15.2其他元件的选择5.2.1 压力表由液压系统的压力来选择压力表，查机械设计手册得：HM63-25MPa-B-G1/4-FF 压力表5.2.2软管根据系统的压力来选择高压软管和快换接头，查机械设计手册得：1SN12-DKO-S-1000 测压软管 PAV1.0606.001+PAV1.0606.003 PAV1.1313.002+PAV1.1313.003 快换接头5.2.3 液位液温计，空气滤清器和回油滤油器滤芯的选择依据液压系统的压力和流量，系统的发热量来选择，由机械设计手册得：回油滤油器滤芯 FAX-250*10液位液温计 YWZ-200TA液位液温计 WSSX-41

34、1，-4080°C空气滤清器 QUQ2-20*1.05.3 液压泵的选型液压泵的最大流量：液压泵的额定工作压力：查机械设计手册，选用轴向柱塞泵CY14-1B型。5.4 确定油箱的有效容积初步确定油箱的有效容积,跟据经验公式来确定油箱的容量,V= (5.1) 式中-液压泵每分钟排出的压力油的容积 -经验系数已知所选泵的总流量为2.5L/min,查表3表5.3系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金系统12245761210得=2故V=2×0.0025=0.005设计油箱图如图5.1图5.1 油箱设计图5.5管道尺寸的确定5.5.1 非橡胶管道的选择（1） 管道内径的计算本

35、系统管路很复杂，取其中主要的几条来计算，按照公式：d1130 (5.8)-液体流量-流速，对于吸油管v=12m/s,一般取1m/s以下，对于压油管v36m/s,对于回油管v1.52.5m/s。再按照公式d= (5.9)算出管道内径：-液体流量-流速查机械设计手册得：125.5.2 胶管的选择根据工作压力和按公式得管子的内径选择胶管的尺寸规格。高压胶管的工作压力对不正常使用的情况下可提高20%；对于使用频繁，经常扭变的要降低40%。胶管在使用及设计中应主要下列事项：（1）胶管的弯曲半径不宜过小，一般不应小于320，胶管与管接头联接处应留有一段直的部分，此段长不应小于管外径的两倍。（2）胶管的长度

36、应考虑到胶管在通入压力油后，长度方向将发生收缩变形，一般收缩是取3%4%，胶管安装时避免处于拉紧状态。（3）胶管安装是应保证不发生扭转变形，为便于安装，可沿管长涂以色纹，以便检查。（4） 胶管的接头轴线，应尽量放置在运动的平面内，避免两端互相运动时胶管受（5）胶管应避免与机械上的尖角部分想接触和摩擦，以免管子损坏。5.6 电动机功率的确定1在选择电动机的类型时要根据工作机的要求来选取。负荷平稳且无特殊要求的长期工作制机械，应首先采用鼠笼型异步电动机。2电动机的结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式，应根据防护要求及环境条件进行选择。3选用电动机的类型，除满足工作机械的要求外，还需满足电网的要求。

37、如启动时能维持电网电压水准，保持功率因数在合理的范围内等。4电动机功能应有适当的备用容量。通常对在变载荷作用下，长期稳定连续运行的机械，所选用的电动机额定功率应稍大于工作机的功率。5 烟机在整个动作循环中，系统的压力和流量都是变化的，所需功率变化较大，为满足整个循环的需要，按较大功率段来确定电动机功率。从工况图来看出，活塞杆在上升时系统的压力和流量均较大。泵通过一个溢流阀、一个电磁换向阀、一个节流阀和一个液控单向阀供油给油缸。N=P×Qmax/60×其中：为电机效率取0.88.P为液压系统油泵出口压力那么:N=56.52×24.3÷60÷0.

38、88=26Kw 查产品样品，选用电机，型号为Y270M-4，转速n=1480rpm,电机功率为27kw。6液压系统性能验算6.1 验算回路中的压力损失本系统较为复杂，有多个液压缸执行元件动作回路，其中环节较多，管路损失较大的要算快速运动回路，故主要验算由泵到液压缸这段管路的损失。6.1.1 沿程压力损失沿程压力损失，主要是液压缸快速运动时进油管路的损失。此管路长为5m，管内径0.012运动时通过的流量为2.7L/s，正常运转后的粘度为= 27 ，油的密度为=918Kg/油在管路的实际流速 =2.93m/s (6.1)Re=37022300 (6.2)油在管路中呈紊流流动状态，其沿程阻力系数为：

39、= (6.3)根据公式=求得沿程压力损失为:=0.023MPa6.1.2 局部压力损失局部压力损失包括通过管路中折管和管接头等处的管路局部压力损失，以及通过控制阀的局部压力损失。其中管路局部压力损失相对来说小得多，故主要考虑通过控制阀的局部压力损失。 从系统图中可以看出,从大泵的出口到油缸的进油口,要经过单向阀、电磁换向阀、单向调速阀、溢流阀。单向阀的额定流量为50L/min,额定压力损失0.3MPa, 电磁换向阀的额定流量为150L/min,额定压力损失为0.2MPa, 单向调速阀的额定流量为160L/min,额定压力损失为0.3MPa。溢流阀的额定流量为120L/min,额定压力损失为0.

40、2MPa。通过各阀的局部压力损失之和： =0.65 MPa通过各阀的损失之和为: =0.76MPa=0.023+0.76=0.783MPa6.2 液压系统的发热温升的计算6.2.1 计算液压系统的发热功率液压系统工作时，除执行元件驱动外载荷输出有效功率外，其余功率损失全部转化为热量，使油温升高。液压系统的功率损失主要有以下几种形式：（1）液压泵的功率损失 (6.4)式中-工作循环周期（s）； z投入工作液压泵的台数； -液压泵的输入功率（W）；-各台液压泵的总效率；-第I台泵工作时间（s）；（2）压执行元件的功率损失 (6.5)式中 M液压执行元件的数量；-液压执行元件的输入功率（W）；-液压

41、执行元件的输入效率；-第j个执行元件工作时间（s）；（3）溢流阀的功率损失 (6.6)式中 -溢流阀的调整压力（MPa）； -经过溢流阀回油箱的流量（）。（4）油液流经阀或管道的功率损失 (6.7)式中 -通过阀或管路的压力损失（MPa）； -通过阀或管路的流量（）。由以上各种损失构成了整个系统的功率损失，即液压系统的发热功率 (6.8)该公式适用于回路比较简单的液压系统，对于复杂系统，由于功率损失的环节太多，一一计算较麻烦，通常用下式计算液压系统的发热功率 =- (6.9)式中是液压系统的总输入功率，是输出的有效功率。对于本系统来说, 就是正个工作循环中的双泵的平均输入功率=13.3KW (

42、6.10)式中是液压系统的总输入功率，是输出的有效功率。 =3KW (6.11)式中 -工作周期（s）； z、n、m分别为液压泵、液压缸、液压马达的数量； 、-第i台泵的实际输出压力、流量、效率； -第i台泵工作时间（s）；、-液压缸外载荷及驱动此载荷的行程（N·m）。总的发热功率按照公式(6.9) =-=13.3-3=10.3KW6.2.2 计算液压系统的散热功率液压系统的散热渠道主要是油箱表面，但如果系统外接管路较长，而且要考虑管道的散热功率时，也应考虑管路表面散热。 (6.12)=1.932+0.5=2.432KW式中 -油箱的散热系数 -管路的散热系数、-分别为油箱、和管道的

43、散热面积-油温与环境温度之差油箱散热系数见表5表6.2.2.1 （W/）冷却条件通风条件很差89通风条件良好1517用风扇冷却23循环水强制冷却110170管道的散热系数见表6表6.2.2.2（W/）风速 /管道外径/m0.010.050.1086512514105694023则计算出的，油温会不断升高，这时，最大温差,根据公式(6.12)环境温度为，则油温。当油箱的散热面积不能再加大，或加大一些无济于事时，需要安装冷却器。6.2.3 根据散热要求计算油箱容量在初步确定油箱容积的情况下，验算其散热面积是否满足要求。当系统的发热量求出以后，可依据散热的要求拉确定油箱的容量。油箱的散热面积,根据公

44、式(6.12) 油箱的主要设计参数如下图，一般油面的高度为油箱高h的0.8倍，与油直接接触的表面算全散热面，与油不接触的表面算半散热面，油箱的有效容积和散热面积分别为 V=0.8abh=0.4 a=0.5, b=1,h=1=1.8h(a+b)+1.5ab=1.8×1(0.5+1)+1.5×0.5×1=3.45油箱的散热功率为式中 -油箱散热系数,查表得16W/ -油温与环境温度之差,取=35=16×3.45×35=1.932KW=10.3KW由此可见,油箱的散热远远满足不了系统散热的要求,管路散热是极小的。如按要求求出的油箱容积过大，远超出用油

45、量的需要，且又受空间尺寸的限制，则应当缩小油箱尺寸，则需要另设冷却器。6.2.4 冷却器所需冷却面积的计算冷却面积 A= (6.13)式中 K冷却器的散热系数，用管式冷却器时，去K=116W/（W/）-平均温升= (6.14)、-液压油入口和出口温度、-冷却水或风的入口和出口温度取油进入冷却器的温度=60，油流出冷却器的温度=50，冷却水入口温度=25，冷却水出口温度=30。则： =所需冷却面积为：A=2.2考虑到冷却器长期使用时，设备腐蚀油垢。水垢对散热的影响，冷却面积应比计算面积大30，实际选用冷却器散热面积为： A=1.3×2.2=2.9查机械设计手册并圆整得 A=37 设计液

46、压装置7.1 液压装置总体布局液压系统总体布局有集中式、分散式。本液压系统选用分散式结构，该结构是将液压系统中液压泵、控制调节装置分别安装在设备上适当的地方。机床、工程机械等可移动设备一般采用该种结构。7.2 液压阀的配置形式 液压阀的配置形式有两种：板式配置、集成式配置。板式配置是把板式液压元件用螺钉固定在平板上，板上钻有与阀口对应的孔，通过管接头联接油管而将各阀按系统图接通。这种配置可根据需要灵活改变回路形式。液压实验台等普遍采用这种配置。目前液压系统大多数采用集成式。它将液压阀件安装在集成块上，集成块一方面起安装底板作用，另一方面起内部油路作用。这种配置结构紧凑、安装方便。本液压站即采用

47、该种配置方式。7.3 集成块的设计7.3.1 块体结构 集成快的材料一般为铸铁或锻钢，低压固定设备可用铸铁，高压强振场合要用锻钢，高压强振场合要用锻钢。块体结构为长方体或正方体。 对于较简单的液压系统,其阀件较少,可安装在同一个集成快。如果液压系统复杂,控制阀较多,就要采取多个集成快叠积的形式。 相互叠积的集成块,上下面一般为叠积接合面,钻有公共压力油孔P,公共回油孔T,泄漏油孔L和4个用以叠积紧固的螺栓孔.P孔,液压泵输出的压力油经调压后进入公用压力油孔P,作为供给各单元回路压力油的公用油源。T孔，各单元回路的回油均通到公用回油孔T，流回到油箱。L孔，各液压阀的泄漏油，统一通过公用泄漏油孔流

48、回油箱。集成块的其余四个表面，一般后面接通液压执行元件的油管，另三个面用以安装液压阀。块体内部按系统图的要求，钻有沟通各阀的孔道。7.3.2 集成块结构尺寸的确定 外形尺寸要满足阀件的安装、孔道布置及其他工艺要求。为减少工艺孔，缩短孔道长度，阀的安装位置要仔细考虑，使相通油孔精良在同一水平面或是同一竖直面上。对于复杂的液压系统，需要多个集成块叠积时，一定要保证三个公用油孔的坐标相同，使之叠积起来后形成三个主通道。各通油孔的内径要满足允许流速的要求，具体参照本章4.4节确定孔径。一般来说，与阀直接相通的孔径应等于所装阀的油孔通径。油孔之间的壁厚不能太小，一方面防止使用过程中，由于油的压力而击穿，

49、另一方面避免加工时，因油孔的偏斜而误通。对于中低压系统，不得小于5mm，高压系统应更大些。设计阀体如图7.17.4 绘制正式工作图液压系统确定以后，要正规绘制出液压系统图。除元件符号表示的原理图外，还包括动作循环和元件的规格型号表。图中各元件一般按系统停止位置表示，如特殊需要，也可以按运动状态画出，但要加以说明。7.4.1 绘制装配图图7.4.18烟机液压系统使用说明8.1 概述本说明书所述液压系统是用于烟机油缸摆动、推出、压紧的液压系统。本系统具有结构紧凑、布局美观、性能可靠、能耗低的优点，其油缸工况符合用户提供的原理要求。8.2 液压系统组成及参数主要元件型号及参数：(1) 油泵： CY14-1B额定压力：31.5MPa排量：2.5 ml/r转速：10001500r/min(2) 主电动机：Y200L-6 (IP54)功率：22KW转速：1480r/min(3) 液压系统内各发讯触点：DC24V(4) 工作介质：LHM-N46液压油 精度等级不低于NAS8级 (5) 油箱容积：不锈钢焊接6800L(6) 液压系统压力范围：不大于16.2 Mpa(7) 压紧力：56.52KN(8) 最大工作行程：1000mm8.3 油箱的几种控制方式动力及压力控制在设备初次调试前，请按原