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1、切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 摘 要 切斷機(jī)廣泛地被運(yùn)用在軋鋼機(jī)械中，本文中涉及的是切斷機(jī)對(duì)各種型號(hào)的鋼坯進(jìn)行尺寸處理。液壓切斷機(jī)比火焰切割機(jī)運(yùn)行成本低，而在同等體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動(dòng)力；同樣在同等的功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。所以從各個(gè)角度看選擇液壓切斷機(jī)是比較合理的。液壓切斷機(jī)是用液壓作為主傳動(dòng)系統(tǒng)的切斷機(jī)，該切斷機(jī)采用平行刀片式的下切式。下切式切斷機(jī)的上下兩個(gè)刀片都是運(yùn)動(dòng)的，蛋剪切軋件的動(dòng)作由下刀片來(lái)完成的。目前被廣泛應(yīng)用于初扎和鋼坯車間。 切斷機(jī)液壓系統(tǒng)主要由三部分組成。分別是刀架系統(tǒng)、載物臺(tái)抬升系統(tǒng)和工件夾緊系統(tǒng)。其中，刀架系統(tǒng)主要控制刀具的進(jìn)刀和

2、快退；載物臺(tái)抬升系統(tǒng)用來(lái)移動(dòng)工件；工件夾緊系統(tǒng)用來(lái)固定工件。其中，刀架系統(tǒng)單獨(dú)采用變量泵驅(qū)動(dòng)，而載物臺(tái)抬升系統(tǒng)和工件夾緊系統(tǒng)共用一個(gè)定量泵，其動(dòng)作由換向閥實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：切斷機(jī)；液壓系統(tǒng)；油缸 Hydraulic system of the Shearing machine Abstract Shearing machine is widely used in steel rolling machines, this paper introduces the contin

3、uous casting machine by using shearing machine to handle various types of steel billet. Hydraulic shearing machine has lower operating cost than flame cutting machines. However, in the same volume, the hydraulic device generates mush power than electrical equipment. In the same power, the hydraulic

4、device small volume, light weight and compact structure. So from various perspectives, choosing hydraulic shearing machine that uses hydraulic pressure as the main drive. It chooses the down-cut sheet of parallel slice. The up-cut sheet an the down-cut sheet of down-cut shearing machine are movable,

5、 but the action of shearing the rolled piece is done by down-cut sheet. At present, it is widely used in the workshop of bloom and billet. The hydraulic system of shearing machine mainly consists of three parts: the system of down-cut bed, the driving system of table roller vehicle and the system l

6、ifted by top-cut set. Its down-cut bed`s shearing system. Mainly controls advancement and retreat of the down-cut slice. The driving system of table roller vehicle is used to keep the shearing machine having the same speed with billet an resets quickly after finishing shearing. The lifting system of

7、 top-cut table can drift the top-cut bed. And the shear cylinder of down-cut bed is driven by variable pump independently, while the cylinder of table roller and lifting vat of top-cut bed are used a quantitative pump, and the operation is done by using reversing valve. Key Words：shearing machine

8、; hydraulic system; fuel tank 目 錄 第一章 緒論 5 第二章切斷機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 7 2.1 切斷機(jī)的設(shè)計(jì)要求與參數(shù) 7 2.1.1 設(shè)計(jì)要求 7 2.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 7 2.2 進(jìn)行工況分析，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 7 2.2.1 液壓缸的載荷計(jì)算 7 2.2.2 初選系統(tǒng)的工作壓力 8 2.2.3 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 8 2.2.4計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需流量 10 2.2.5 計(jì)算液壓執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力 11 2.3 制定液壓系統(tǒng)基本方案和擬

9、定液壓系統(tǒng)圖 13 2.3.1 制定基本方案 13 2.3.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 17 2.4 液壓元件的選擇 19 2.4.1 液壓泵的選擇 19 2.4.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定 20 2.4.3 液壓閥的選擇 22 2.4.4 管路的選擇 22 2.4.5 油箱的有效面積的確定 24 2.5液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 24 2.5.1 驗(yàn)算回路中壓力損失 24 2.5.2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱升溫 26 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 3.2 計(jì)算液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸 28 3.2.1 缸筒長(zhǎng)度L 28 3.2.2 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 28 3.3 液壓缸主要零部件設(shè)計(jì) 29

10、 3.3.1 缸筒 29 3.3.2 活塞 30 3.3.3 活塞桿的導(dǎo)向套和密封 31 3.3.4 放氣裝置 31 3.3.5 油口 31 第四章 液壓泵站的設(shè)計(jì) 33 4.1 集成回路的設(shè)計(jì) 33 4.1.1 液壓集成回路設(shè)計(jì) 33 4.1.2 液壓集成塊及其設(shè)計(jì) 34 4.2 管路的選擇 35 4.2.1 管路材料的選擇 35 4.2.2 管接頭的選擇 36 4.3 液壓油箱的設(shè)計(jì) 38 4.3.1 油箱的用途及分類 38 4.3.2 液壓油箱的外形尺寸 39 4.3.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 39 4.3.4 濾油器的選擇 43 4.3.5 液壓油的選擇

11、 44 4.4 閥板的設(shè)計(jì) 46 4.4.1 閥板連接概述 46 4.4.2 閥板的設(shè)計(jì) 47 4.5 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 48 4.5.1 液壓泵的安裝方式 48 4.5.2 電機(jī)與液壓泵的連接方式 48 4.5.3 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 49 第五章 參考文獻(xiàn) 50 結(jié)束語(yǔ) 51 第一章 緒論 　 液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)部門(mén)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而且越先進(jìn)的設(shè)備，其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部門(mén)就越多。 液壓傳動(dòng)是用液體作為介質(zhì)來(lái)傳遞能量的。液壓傳動(dòng)有以下優(yōu)

12、點(diǎn)：易于獲得較大的力或力矩，功率重量比大，易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)較大范圍的無(wú)級(jí)變速，傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)快速而且無(wú)沖擊，與機(jī)械傳動(dòng)相比易于布局和操縱，易于防止過(guò)載事故，自動(dòng)潤(rùn)滑、元件壽命較長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 液壓傳動(dòng)的基本目的就是用液壓介質(zhì)來(lái)傳遞能量，而液壓介質(zhì)的能量是由其具有的壓力及流量來(lái)表現(xiàn)的。而所有的基本回路的作用就是控制液壓介質(zhì)的壓力和流量。因此液壓基本回路的作用就有三個(gè)方面：控制壓力、流量的大小，控制流動(dòng)的方向。所以基本回路可以按照這三方面而分成三類：壓力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 1）切斷機(jī)特點(diǎn) 一般有全自動(dòng)鋼筋切斷機(jī)，和半自動(dòng)鋼筋切斷機(jī)之分。全

13、自動(dòng)的也叫電動(dòng)切斷機(jī)是電能通過(guò)馬達(dá)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能控制切刀切口，來(lái)達(dá)到剪切鋼筋效果的。而半自動(dòng)的是人工控制切口，從而進(jìn)行剪切鋼筋操作。而目前比較多的是應(yīng)該屬于液壓鋼筋切斷機(jī) 液壓鋼筋切斷機(jī)又分為充電式和便攜式兩大類。 鋼筋切斷機(jī)分類 適用于建筑工程上各種普通碳素鋼、熱扎圓鋼、螺紋鋼、扁鋼、方鋼的切斷。 　　切斷圓鋼：（Q235-A）直徑：（Φ6-Φ40）mm 　　切斷扁鋼最大規(guī)格：（70x15）mm 　　切斷方鋼：（Q235-A）最大規(guī)格：（32x32）mm 　　切斷角鋼最大規(guī)格：（50x50)mm 2）切斷機(jī)行情 國(guó)內(nèi)外切斷機(jī)的對(duì)比：由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤(rùn)不高等原因，所

14、以廠家?guī)资陙?lái)基本維持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國(guó)外同行相比具體有以下幾方面差距。 　　1)國(guó)外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm，而國(guó)內(nèi)一般為17mm．看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來(lái)麻煩，不易管理．因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí)，不是換刀墊就是換刀片，有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度。 　　2)國(guó)外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過(guò)硬，使切斷機(jī)在承受過(guò)載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過(guò)國(guó)產(chǎn)機(jī)器． 　　3)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計(jì)不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國(guó)外都是雙螺栓固定，25～27mm厚，因此國(guó)外刀片在受力及壽

15、命等綜合性能方面都較國(guó)內(nèi)優(yōu)良。 　　4)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少．國(guó)內(nèi)一般為28～31次，國(guó)外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率較高。 　　5)國(guó)外機(jī)型一般采用半開(kāi)式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤(rùn)滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤(rùn)滑．國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開(kāi)、全閉、半開(kāi)半閉3種，潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑2種。 　　6)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；國(guó)外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛

16、刺、尖角，整機(jī)光潔美觀。而國(guó)內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，但沒(méi)有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過(guò)程拼體力、經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。 第二章切斷機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.1 切斷機(jī)的設(shè)計(jì)要求與參數(shù) 2.1.1 設(shè)計(jì)要求 工藝動(dòng)作要求：撥盤(pán)快進(jìn)撥動(dòng)工件下降，夾緊缸夾緊工件，刀架快進(jìn)接近工件，刀架工進(jìn)慢速切斷工件，撥盤(pán)及刀架同時(shí)退回，夾緊缸松開(kāi)工件，一個(gè)工序結(jié)束。 2.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 快進(jìn)負(fù)載G1=200N 切斷負(fù)載G2=12000N

17、返回負(fù)載G3=300N 快進(jìn)返回速度V1=1m/min 工進(jìn)速度V2=0.3m/min 切斷缸活塞直徑D1=80mm 切斷缸活塞桿直徑d1=40mm 撥盤(pán)缸活塞直徑D2=40mm 撥盤(pán)缸活塞桿直徑d2=28mm 液壓缸機(jī)械效率η=0.9 回油腔背壓pb=0.4MPa 夾緊缸夾緊時(shí)工作壓力5 MPa，夾緊缸與撥盤(pán)缸型號(hào)相同 切斷機(jī)工作環(huán)境溫度-10℃~35℃ 2.2 進(jìn)行工況分析，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 2.2.1 液壓缸的載荷計(jì)算 活塞上載荷力： F=G/η η-液壓缸的機(jī)械效率，一般取0.90~0.95，這里η=0.90 求得相應(yīng)的作用與活塞上的載荷力，

18、并列于表2-1 表2-1 各液壓缸載荷力 液壓缸名稱 工況 液壓缸外負(fù)載 G/N 活塞上載荷 F/N 切斷缸 快進(jìn) 200 200/0.9=222.22 工進(jìn) 12000 12000/0.9=13333.33 返回 300 300/0.9=333.33 撥盤(pán)缸 快進(jìn) 200 200/0.9=222.22 返回 300 300/0.9=333.33 2.2.2 初選系統(tǒng)的工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備的類型來(lái)定，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件的供應(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)

19、構(gòu)尺寸，對(duì)某些元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度也不經(jīng)濟(jì)，反之，壓力選的太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度要求很高，必須提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)固定的尺寸不太受限制的設(shè)備，壓力可以選的低一些。具體選擇可參考下表2-2。 表2-2 按載荷選工作壓力 載荷(KN) ＜5 5~10 10~20 20~30 30~50 ＞50 工作壓力（MP） ＜0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 參考參考同類型組合機(jī)床，初定液壓缸的工作壓力為=40Pa 2.2.3 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 2.2.3.1切斷

20、缸 已知：快進(jìn)負(fù)載G1=200N 切斷負(fù)載G2=12000N 返回負(fù)載G3=300N 快進(jìn)返回速度V1=1m/min 工進(jìn)速度V2=0.3m/min 活塞直徑D=80mm 活塞桿直徑d=40mm 液壓缸機(jī)械效率η=0.9 背壓pb=0.4MPa 按標(biāo)準(zhǔn)直徑算出液壓缸有效面積 A1=D2= (8010-3)2m2=50.2410-4 m2 A2=（D2 -d2）= (8010-3-4010-3)2m2=37.6810-4 m2 活塞桿強(qiáng)度校核 σ=≤【σ】 式中： Fmax-----活塞桿所受的最大載荷，F(xiàn)m

21、ax=12000N d-----活塞桿直徑，d=4010-3m 所以有： σ=Pa 活塞桿材料為碳鋼【σ】=100~120M Pa ∵σ≤【σ】 ∴強(qiáng)度符合，校核完畢。 2.2.3.2 撥盤(pán)缸與夾緊缸 已知：快進(jìn)負(fù)載G1=200N 返回負(fù)載G3=300N 快進(jìn)返回速度V1=1m/min 活塞直徑D=40mm 活塞桿直徑d=28mm 液壓缸機(jī)械效率η=0.9 背壓pb=0.4MPa 按標(biāo)準(zhǔn)直徑算出液壓缸有效面積 A1=D2= (4010-3)2m2=12.5610-4 m2 A2=（D2 -d2）= (4010-3-2810-3)2m2=6.4110-4 m2

22、 活塞桿強(qiáng)度校核 σ=≤【σ】 式中： Fmax——活塞桿所受的最大載荷，F(xiàn)max=300N D——活塞桿直徑，d=2810-3m 所以有： σ=Pa 活塞桿材料為碳鋼=100~120M Pa ∵σ≤ ∴強(qiáng)度符合，校核完畢。 2.2.4計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需流量 根據(jù)已經(jīng)確定的液壓缸的尺寸結(jié)構(gòu)，可以計(jì)算出各個(gè)執(zhí)行元件在各個(gè)工作階段的實(shí)際所需流量。 表2-3 各工況所需流量 工況 執(zhí)行元名 稱 運(yùn)動(dòng)速度 V/m/min 結(jié)構(gòu)參數(shù) A/mm2 流量 q/L/min 計(jì)算公式 撥盤(pán)缸下降 撥盤(pán)缸

23、 1 m/min 1256 1.256 Q=V1A1 撥盤(pán)缸上升 撥盤(pán)缸 1 m/min 641 0.641 Q=V1A2 切斷缸快進(jìn) 切斷缸 1 m/min 5024 5.024 Q=V1A1 切斷缸工進(jìn) 切斷缸 0.3 m/min 5024 1.507 Q=V1A2 切斷缸返回 切斷缸 1 m/min 3768 3.768 Q=V2A1 2.2.5 計(jì)算液壓執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力 如下表所示各個(gè)缸的實(shí)際工作壓力。 表2-4 切斷缸所需的實(shí)際壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù)載F 進(jìn)油壓力 回油腔背壓 輸入功率P

24、 N Pa kW 快進(jìn) = P=q 222.22 0.344106 4105 0.0011 工進(jìn) = P=q 13333.33 3106 4105 0.0753 返回 = P=q 333.33 0.612106 4105 0.0027 表2-5撥盤(pán)缸所需的實(shí)際壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù)載F 進(jìn)油壓力 背壓 輸入功率P N Pa kW 快進(jìn) = P=q 222.22 0.381106 4105 0.0051 返回 = P=q 333.33 1.31106 4105 0.0341

25、 表2-6 夾緊缸所需的實(shí)際壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù)載F 進(jìn)油壓力 背壓 輸入功率P N Pa kW 夾緊 P=q 222.22 5.0106 4105 放松 P=q 333.33 0 4105 2.3 制定液壓系統(tǒng)基本方案和擬定液壓系統(tǒng)圖 2.3.1 制定基本方案 2.3.1.1 確定切斷機(jī)液壓系統(tǒng)的總主組成及作用 用于將工件剪切成規(guī)定尺寸的機(jī)械稱為切斷機(jī)。由液壓作為主傳動(dòng)的切斷機(jī)叫做液壓切斷機(jī)。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五部分組成，即動(dòng)力組件、執(zhí)行組件、控制組件、輔助組件和液壓油。 切斷機(jī)動(dòng)力組件的作用是將原動(dòng)機(jī)的

26、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，在本套系統(tǒng)中采用一個(gè)定量泵和一個(gè)變量泵供油。 執(zhí)行組件的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本方案主要采用三個(gè)執(zhí)行組件：切斷缸、撥盤(pán)缸和夾緊缸，對(duì)于簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用液壓缸直接驅(qū)動(dòng)，有切斷機(jī)的特點(diǎn)決定，可采用單活塞桿液壓缸，其有效工作面積大，雙向不對(duì)稱，往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)。 切斷機(jī)控制組件在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，其液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又可分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流閥

27、、集流閥等；方向控制閥包括單向閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開(kāi)關(guān)式控制閥、定制控制閥和比例控制閥。系統(tǒng)中將用到大部分常見(jiàn)控制組件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。 系統(tǒng)的輔助組件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位溫度計(jì)等。起連接、輸油、貯油、過(guò)濾、貯存壓力和測(cè)量等作用。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)。有各種礦物油、乳化油和合成型液壓油幾大類。本系統(tǒng)選用20號(hào)機(jī)械油。 2.3.1.2 擬定液壓執(zhí)行組件運(yùn)動(dòng)控制回路 2.3.1.2.1 切斷缸基本回路的確定 1）.容積節(jié)流調(diào)速回路 容積節(jié)流調(diào)速回路一般用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，

28、并使其供油量與所需油量相適應(yīng)。液壓缸慢進(jìn)速度由變量泵調(diào)節(jié)，以減少功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱；快退時(shí)由調(diào)速閥調(diào)節(jié)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 2）.壓力控制方案 切斷缸在切斷材料時(shí)剪切力突然消失，使活塞由于慣性突然前沖，引起液壓沖擊，故在液壓缸端部安裝蓄能器，吸收多余能量，減少液壓沖擊，實(shí)現(xiàn)緩沖。詞匯錄用變量泵供油，故在回路中設(shè)置安全閥起保護(hù)作用。 圖2-1 切斷缸基本回路 2.3.1.2.2 撥盤(pán)缸基本回路的確定 雙液控單向閥鎖緊回路 由于載物臺(tái)在剪切時(shí)承受極大的載荷，為了在極大沖擊下仍具有較好的剪切效果，載物臺(tái)必須具有較高的精度，采用雙液控單向閥

29、鎖緊回路。它能在液壓缸不工作時(shí)使活塞迅速平穩(wěn)、可靠且長(zhǎng)時(shí)間的被鎖緊，不為向上的剪切力所移動(dòng)。當(dāng)液壓缸上腔不進(jìn)油時(shí)液控單向閥關(guān)閉，液壓缸下腔不能回油，活塞被鎖進(jìn)不能下落。但由于液控單向閥有一定泄露，因此，鎖緊時(shí)間不能太長(zhǎng)。但剪切過(guò)程較短，撥盤(pán)缸需要鎖緊時(shí)間不長(zhǎng)，故滿足要求。 圖2-2 撥盤(pán)缸基本回路 2.3.1.2.3 夾緊缸基本回路的確定 壓力繼電器起安全保護(hù)作用，實(shí)現(xiàn)壓力互鎖，即只有在元件被夾緊后，才能正常工作。 圖2-3 夾緊缸基本回路 2.3.1.3 制定順序動(dòng)作方案 撥盤(pán)快進(jìn)撥動(dòng)工件下降→夾緊缸夾緊工件→刀架快進(jìn)接近工件→刀架工進(jìn)慢速切斷工件→撥盤(pán)及

30、刀架同時(shí)退回→夾緊缸松開(kāi)工件，一個(gè)工序結(jié)束。 2.3.1.4 液壓元的選擇 切斷缸承受負(fù)載壓力大，屬于中（高）壓系統(tǒng)。而柱塞泵的柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，易得到高精度的配合，可在高壓下工作，故選用柱塞泵。 撥盤(pán)缸與夾緊缸所承受負(fù)載不是很大，屬于低壓系統(tǒng)，可使用定量葉片泵為動(dòng)力源。 2.3.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 圖2-4 液壓原理圖 表2-7 切斷機(jī)電磁鐵工作循環(huán)表 工 況 電磁體 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 夾緊缸夾緊 + 撥盤(pán)缸下降 + 刀架快進(jìn) + 切斷 +

31、 刀架返回 + 夾緊缸放松 - 撥盤(pán)缸上升 + 2.4 液壓元件的選擇 2.4.1 液壓泵的選擇 2.4.1.1 高壓液壓泵的選擇 1)確定液壓泵的最大工作壓力Pp Pp≥Pj+∑△P 由表2-4可知工進(jìn)階段液壓缸壓力最大，若取進(jìn)油路總壓力損失，則液壓泵最高工作壓力可按式算出 Pp≥Pj+∑△P=（3106+5105）Pa=35.0105 Pa 因此泵的額定壓力可取1.2535.0Pa=43.75Pa。 2）液壓泵流量的確定 Qp≥K∑Qmax 式

32、中： K——系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=1.1~1.3，這里取K=1.2； ∑Qmax——高壓系統(tǒng)液壓缸最大總流量，∑Qmax=5.024 L/min； 則： Qp=1.25=6 L/min 故選用A7V20型斜軸式軸向柱塞泵，其額定壓力為35MPa,額定流量為28.8 L/min，額定轉(zhuǎn)速為4100r/min。(參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）》P22-144表22.5-44) 2.4.1.2 低壓系統(tǒng)液壓泵的選擇 1)確定液壓泵的最大工作壓力Pp Pp≥Pj+∑△P 由表2-4可知夾緊階段液壓缸壓力最大，若取進(jìn)油路總壓力損失，壓力繼電器可靠動(dòng)作需要壓力差為，則液壓泵 最高

33、工作壓力可按式算出 Pp≥Pj+∑△P+=（5106+5105+5105）Pa=51105 Pa 因此泵的額定壓力可取1.2551.0Pa=63.75Pa。 2）液壓泵流量的確定 Qp≥K∑Qmax 式中： K——系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=1.1~1.3，這里取K=1.1； ∑Qmax——高壓系統(tǒng)液壓缸最大總流量，∑Qmax=1.256 L/min； 則： Qp=1.11.25=1.38 L/min 故選用YB1-2.5型葉片泵，其額定壓力為6.3MPa,額定流量為3.625L/min，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min。(參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）》P22-104表22.5

34、-21) 2.4.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定 2.4.2.1 高壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的確定 驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率為： P= 式中： PN——液壓泵最大工作壓力，PN=3106Pa QN——液壓泵額定流量，QN=28.8 L/min η——液壓泵總效率，η=0.9 則： P==1.6KW 考慮到剪切時(shí)間很短，而電動(dòng)機(jī)一般允許在短時(shí)間內(nèi)超載25%，因此， P=1.28KW 故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）》第五卷，選定Y2-90S-2型三相異步電機(jī)，其額定電流為3.4A，轉(zhuǎn)速為2840r/min，效率為79%。 2.4.2.2 低壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的確定 驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率為： P= 式

35、中: PN——液壓泵最大工作壓力，PN=1.31106Pa QN——液壓泵額定流量，QN=3.625 L/min η——液壓泵總效率，η=0.9 則： P==0.342KW 考慮到剪切時(shí)間很短，而電動(dòng)機(jī)一般允許在短時(shí)間內(nèi)超載25%，因此， P=0.274KW 故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）》第五卷，選定Y2-632-2型三相異步電機(jī)，其額定電流為0.7A，轉(zhuǎn)速為2820r/min，效率為68%。 2.4.3 液壓閥的選擇 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)和規(guī)格，見(jiàn)下表 表2-8 液壓切斷機(jī)液壓閥及附件明細(xì)表 序 號(hào) 名

36、稱 通 徑 型號(hào) 規(guī)格 數(shù) 量 壓力 MPa 流 量 L/min 1 過(guò)濾器 12 WU-16180 16 1 2 安全閥 10 J-36B 1 3 單向閥 10 RFB-G-04-1-32 ~7 1 4 壓力表 5 YN60 1 5 電磁換向閥 6 34E0-H6B-T 31.5 6 1 6 單向調(diào)速閥 10 RFB-G-04-1-32 1 7 蓄能器 20 HXQ-A1.0D 17 1 8 冷卻器 GLC1-0.4 1 9 過(guò)濾器

37、12 WU-16180 16 1 10 單向閥 10 RFB-G-04-1-32 ~7 1 11 電磁換向閥 6 34E0-H6B-T 31.5 6 1 12 雙液控單向閥 10 RFB-G-04-1-32 1 13 溢流閥 10 YF-B10B 0.5~7 40 1 14 過(guò)濾器 12 WU-16180 16 1 15 單向閥 10 RFB-G-04-1-32 ~7 1 16 壓力表 5 YN60 1 17 電磁換向閥 24-63BH 32 1 18

38、 壓力繼電器 HED2O 2.5 1 2.4.4 管路的選擇 由于本液壓系統(tǒng)管路較為復(fù)雜，根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量來(lái)計(jì)算。取主要幾條管路，根據(jù)以下公式確定他們的內(nèi)徑和壁厚，其數(shù)值見(jiàn)表： （1）管道內(nèi)徑計(jì)算 d=2 （2）管道壁厚計(jì)算 = 式中： d——油管內(nèi)經(jīng) q——管內(nèi)流量（m3/s） v——管中油液的流速 ——油管壁厚 P——管內(nèi)工作壓力（MPa） n——安全系數(shù)（P＜7 MPa時(shí)，取n=8；P≥17.5MPa時(shí)，取n=4） b——管道材料的抗拉強(qiáng)度，取b

39、=45 MPa 管道內(nèi)的流速可參考表2-8 表2-9 允許流速推薦值 管道 推薦流速（m/s） 液壓泵吸油管道 0.5~1.5 一般取1以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3~6 壓力高、油管短、粘度小取值小 液壓系統(tǒng)回油管道 1.5~2.6 表2-10 主要管路內(nèi)徑表 管路名稱 通過(guò)流量（L/min） 允許速度(m/s) 管內(nèi)徑(mm) 管內(nèi)工作壓力(MPa) 所選管道內(nèi)徑與壁厚(mm) 高壓吸油管 28.8 0.6 31.97 3.5 32,2.5 高壓回油管 5.024 2.5 6.54 0.4 8,1 低壓吸油管 3.

40、625 0.6 11.34 5.1 12,1.6 低壓回油管 1.256 2 3.66 0.4 5,1 2.4.5 油箱的有效面積的確定 油箱容積的經(jīng)驗(yàn)公式： V=aq 式中： a——與系統(tǒng)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，（由文獻(xiàn)《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集》表2.4-3）中壓系統(tǒng)取a=66 q——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積，QV=28.8+3.625=32.43L/min 則： V=632.43=194.55L 選取標(biāo)準(zhǔn)值250L。 2.5液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 2.5.1 驗(yàn)算回路中壓力損失 2.5.1.1 切斷缸回路的壓力損失 管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿

41、途損失△P1、管件局部損失△P2和控制閥的壓力損失△P3三部分組成： △P=∑△P1+∑△P2+∑△P3 1）沿程壓力損失 由于液體在同一管路中，液體的平均流速越大，他的沿程壓力損失就越大，因此，所需考慮的是切斷缸流量最大時(shí)即快進(jìn)時(shí)的進(jìn)油路壓力損失。此管長(zhǎng)L=12m，管內(nèi)徑d=0.01m，快進(jìn)時(shí)流量Q=5.024L/min=0.08410-3m3/s。選用L—HM46號(hào)礦物油型液壓油，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后的運(yùn)動(dòng)粘度取v=4.610-5 m2/s，油的密度為=850kg/ m3。 油液在管道中實(shí)際流速為： v===6.4m/s 雷諾數(shù) Re===1391.3＜2300 ∴進(jìn)油管道中油液為層

42、流 在進(jìn)油路上，流速則壓力損失為 在回油路上，流速為進(jìn)油路流速的兩倍即v=3.02m/s，則壓力損失為 2）局部壓力損失 由于采用了集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過(guò)各閥的局部損失，結(jié)果列于下表 表2-11 部分閥類元件局部壓力損失 元件名稱 額定流量 實(shí)際通過(guò)流量 額定壓力損失 實(shí)際壓力損失 單向閥2 25 16 2 0.82 三位四通電磁閥 63 16/32 4 0.26/1.03 二位四通電磁閥 63 32 4 1.03 單向閥 25 12 2 0.46 若去集成塊進(jìn)油路的壓

43、力損失，回油路壓力損失為，則進(jìn)油路和回油路總的壓力損失為 查表一得快退時(shí)液壓缸負(fù)載F=526N；則快退時(shí)液壓缸的工作壓力為 可算出快退時(shí)泵的工作壓力為 因此，大流量泵安全閥2的調(diào)整壓力應(yīng)大于 從以上驗(yàn)算結(jié)果可以看出，各種工況下的實(shí)際壓力損失都小于初選的壓力損失值，而且比較接近，說(shuō)明液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)、元件的參數(shù)是合理的，滿足要求。 2.5.2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱升溫 在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占用的時(shí)間最長(zhǎng)，所以系統(tǒng)的發(fā)熱主要是工進(jìn)階段造成的，故按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。 工進(jìn)時(shí)液壓泵的輸入功率如前面計(jì)算

44、 P1=753W 工進(jìn)時(shí)液壓缸的輸出功率 P2=Fv=13333.30.3/60=66.67W 系統(tǒng)總的發(fā)熱功率為： = P1 －P2=(753-66.67)W=686.33W 已知油箱容積V=250L=25010-3m3,則按式（8-12）油箱近似散熱面積A為 A=0.065=0.065=2.58m2 假定通風(fēng)良好，取油箱散熱系數(shù)，則可得油液溫升為 △T===17.74℃ 設(shè)環(huán)境溫度，則熱平衡溫度為

45、 T1=△T+T2=25+17.74=41.74℃≤=55℃ 所以油箱散熱基本可達(dá)要求。 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 在上一章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，已對(duì)液壓缸的主要尺寸做了計(jì)算，本章繼續(xù)對(duì)液壓缸的其與主要尺寸及結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 液壓缸是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件，它和主機(jī)工作機(jī)構(gòu)有直接的聯(lián)系，對(duì)于不同的機(jī)種和機(jī)構(gòu)，液壓缸具有不同的用途和工作要求。因此，在設(shè)計(jì)液壓缸之前，必須對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，編制工況圖，選定系統(tǒng)的工作壓力，然后根據(jù)使用要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.2 計(jì)算液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸主要有三個(gè)：缸筒內(nèi)徑D

46、、活塞桿外徑d和缸筒長(zhǎng)度L。在上一章中已經(jīng)做過(guò)缸筒內(nèi)徑D及活塞桿外徑的計(jì)算，此處從略。 缸筒內(nèi)徑D=80mm 活塞桿內(nèi)徑d=40mm 3.2.1 缸筒長(zhǎng)度L 缸筒長(zhǎng)度由最大工作行程長(zhǎng)度加上各種結(jié)構(gòu)需要來(lái)確定，即： L=l+B+A+M+C 式中： l——活塞的最大工作行程；l=640mm； B——活塞寬度，一般為（0.6~1）D；取B=180=80mm； A——活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般?。?.6~1.5）D;取A=180=80mm； M——活塞桿密封長(zhǎng)度，有密封方式?jīng)Q定； C——其他長(zhǎng)度，C=30mm； 故缸筒長(zhǎng)度為：L=640+80+80+15+30=845mm 3.2.

47、2 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面到中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將是液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 圖3-1 油缸的導(dǎo)向長(zhǎng)度 油缸的導(dǎo)向長(zhǎng)度對(duì)于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足下式： H≥L/20+D/2 式中： L——液壓缸最大工作行程（m）；L=0.64m D——缸筒內(nèi)徑（m）；D=0.08m 故最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H≥72mm 3.3 液壓缸主要零部件設(shè)計(jì) 3.3.1 缸筒 3.3.1.1 缸筒結(jié)構(gòu) 缸筒與缸頭的連接用螺紋連接，其特

48、點(diǎn)是：徑向尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。安裝時(shí)應(yīng)防止密封圈扭轉(zhuǎn)。 圖3-2 缸筒的外螺紋連接 3.3.1.2 缸筒的材料 一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒還要有良好的焊接性能。故選用30鋼的無(wú)縫鋼管。 3.3.1.3 對(duì)缸筒的要求 ①有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生永久變形。 ② 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。 ③內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。 ④需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或

49、管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過(guò)大的變形。 總之，缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸筒、油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液，同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)“軌跡”。設(shè)計(jì)液壓缸缸筒時(shí)，應(yīng)該正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須具有一定的強(qiáng)度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和意外的沖擊力；缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的尺寸公差等級(jí)、表面粗糙度和形位公差等級(jí)，以保證液壓缸的密封性，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。 3.3.2 活塞 經(jīng)以上計(jì)算活塞桿直徑d=40mm，缸筒內(nèi)徑D=80mm。 故活塞和活塞桿加工為一體，材料為45鋼。在外徑套尼龍6的活塞套以增強(qiáng)耐磨性。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：

50、 圖3-3 活塞的密封 密封方式采用YX型密封圈，使壓力可達(dá)到32MPa，密封性能較好。 桿外端，由于工作時(shí)軸線固定不動(dòng)，故采用小螺柱頭。 3.3.3 活塞桿的導(dǎo)向套和密封 活塞桿導(dǎo)向套裝載液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用一堆活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以及保證缸筒內(nèi)有桿腔的密封，外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜塵，灰質(zhì)及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)形式，有軸套式和端蓋式兩種。此處采用軸套式 圖3-4 導(dǎo)向套結(jié)構(gòu) 其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)向套一般安裝在密封圈缸筒油腔之間，以利用缸內(nèi)的壓力油對(duì)導(dǎo)向套進(jìn)行潤(rùn)滑。 3.3.4

51、 放氣裝置 液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停放重新工作時(shí)，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會(huì)滲入空氣，為了讓防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正常現(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。對(duì)于要求不高的液壓缸往往不設(shè)專門(mén)的排氣裝置，而是將油口至于缸體兩端的最高處，這樣也能利用液流將空氣帶到油箱而排出，但對(duì)于穩(wěn)定性要求較高的液壓缸，常常在液壓缸的最高處設(shè)專門(mén)的排氣裝置，如排氣閥，排氣塞等。如圖所示，松開(kāi)螺釘即可排氣，將氣排完后擰緊螺釘液壓缸便可正常工作了。 圖3-5 放氣裝置 3.3.5 油口 油口包括油口孔和油口連接螺紋。油缸的進(jìn)、出油口均可布置在端蓋或缸筒上，此處布置在缸筒上。 由《機(jī)械

52、設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四卷）》P19-230表19-6-29選取M272油口。 第四章 液壓泵站的設(shè)計(jì) 4.1 集成回路的設(shè)計(jì) 通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過(guò)油管來(lái)實(shí)現(xiàn)相互之間的連接液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式連接一般用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。 板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個(gè)液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進(jìn)出液壓油液通過(guò)管道外，各液壓元件用

53、螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間由液壓油路板上的勾通。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度高差，互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設(shè)計(jì)規(guī)律裝配成一個(gè)液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短。使用近年來(lái)在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件，同疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積

54、更小，重量更輕，無(wú)管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄露、振動(dòng)和噪聲。 通過(guò)綜合考慮，本設(shè)計(jì)中擬采用這樣的方案： 系統(tǒng)由集成塊組成，液壓閥采用榆次油研液壓公司生產(chǎn)的系列閥。 4.1.1 液壓集成回路設(shè)計(jì) (1)把液壓回路劃分為若于單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓?jiǎn)卧苫芈贰ＴO(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧苫芈罚詼p少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。 (2)把各液壓?jiǎn)卧苫芈愤B接起來(lái)，組成液壓集成回路，一個(gè)完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、高速回路、頂蓋及測(cè)壓回路等單元

55、液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同，否則說(shuō)明液壓集成回路出了差錯(cuò)。 4.1.2 液壓集成塊及其設(shè)計(jì) （1）底板及供油塊設(shè)計(jì) 底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄露油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。 （2）頂蓋及測(cè)壓塊設(shè)計(jì) 頂蓋的主要用途是封閉油路，安裝壓力表開(kāi)關(guān)及壓力表來(lái)觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。設(shè)計(jì)頂蓋時(shí)，要充分利用頂蓋的有效空間，也可把測(cè)壓回路，卸荷回路等布置在頂蓋上。 （3）集成塊設(shè)計(jì) 若液壓?jiǎn)卧蓧K回路中液壓元件較多或者不好安排時(shí)，可以采用過(guò)渡

56、板把閥與集成塊連接起來(lái)。如：集成塊某側(cè)面要固定兩個(gè)液壓元件有困難，如果采用過(guò)渡板則會(huì)使問(wèn)題比較容易解決。，使用過(guò)渡板時(shí)，應(yīng)注意，過(guò)渡板不能與上下集成塊上的元件相碰，避免影響集成塊的安裝，過(guò)渡板的高度應(yīng)比集成塊小2mm。過(guò)渡板厚度為3540mm，在不影響其它部件工作的條件下，其長(zhǎng)度可稍在于集成塊尺寸。過(guò)渡板上孔道的設(shè)計(jì)與集成塊相同?？刹捎孟葘⑵溆寐葆斉c集成塊連好，再將閥裝在其上的方法安裝。 集成塊設(shè)計(jì)步驟為: ①制作液壓元件樣板。 ②決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔P、回油孔T、泄漏孔L(有時(shí)不用)及四個(gè)安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。 直接與

57、液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定?？着c孔之間的連接孔(即工藝孔)用螺塞在集成塊表面堵死。 與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋。 ③集成塊上液壓元件的布置。把做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應(yīng)以連接板為準(zhǔn)。 電磁閥應(yīng)布置在集成塊的前、后面上，要避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其它部分相碰。液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為好。孔道相通的液壓元件盡可能在同一水平面上，或在直徑d的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚h必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 液壓元件在水平面上的孔道若與公共油孔相通，則應(yīng)盡可能地布置

58、在同一垂直位置或在直徑d范圍，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。 4.2 管路的選擇 4.2.1 管路材料的選擇 在液壓傳動(dòng)裝置中，常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。 鋼管能承受較高的壓力，價(jià)廉；但彎制比較困難，彎曲半徑不能太小，多用在壓力較高，裝配位置比較方便的地方。一般采用無(wú)縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于1.6Mma時(shí)，也可用焊接鋼管。 紫銅管能承受的壓力較低（），經(jīng)過(guò)加熱冷卻處理后，紫銅管軟化，裝配時(shí)可按需要進(jìn)行彎曲；但價(jià)貴且抗振能力較弱。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般只作回油管用。 膠管用作連接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的管

59、道。膠管高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻線或棉線編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本高，因此非必要時(shí)盡量不用。 油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)綜合考慮，本設(shè)計(jì)中的油管選用鋼管。選定的鋼管的基本參數(shù)如表2.10所示。 表2.10鋼管公稱通徑、外徑、壁厚、連接螺紋及推薦流量表 公稱通徑Dg (mm) 鋼管外徑 (mm) 管接頭連接螺紋(mm) Pa(Mpa) 推薦管路通過(guò)流量(L/min) 管子壁厚(mm) 40

60、50 4.5 65 75 6 1000 4.2.2 管接頭的選擇 管接頭有多種類型，常用的類型有焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接闊大扣壓式膠管接頭、可拆式膠管接頭、兩端開(kāi)閉式快速接頭。不同的管接頭類型有不同的特點(diǎn)為。各各類型的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。 圖4-1焊接式管接頭 焊接式管接頭：特點(diǎn)：利用接管與管子焊接，并用O形密封圈端面密封。對(duì)管子尺寸精度要求較高，工作壓力40Mpa。 圖4-2卡套式管接頭 卡套時(shí)管接頭：特點(diǎn)：利用卡套變形卡住管子進(jìn)行密封，裝拆方便，但對(duì)管子尺寸精度要求較高，工作壓力40Mpa。 圖4-3擴(kuò)口式管

61、接頭 擴(kuò)口式管接頭：特點(diǎn)：利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需要其他密封件。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于薄壁管件連接，工作壓力8Mpa。 圖 4-4扣壓式膠管接頭 扣壓式膠管接頭：特點(diǎn)：安裝方便，但增加了一道收緊工序，膠管損壞后，接頭外套不能重復(fù)使用。 圖4-5可拆式膠管接頭 可拆式膠管接頭：特點(diǎn)：對(duì)膠管尺寸精度要求較高，安裝困難，多次拆卸后管接頭仍可使用。 圖4-6兩端開(kāi)閉式快速接頭 兩端開(kāi)閉式快速接頭：特點(diǎn)：管子拆開(kāi)后，可自行密封，管道內(nèi)液體不會(huì)流失，因此適用于經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，局部阻力損失較大。 經(jīng)綜合考慮本設(shè)計(jì)選用卡套式端直通管接頭

62、。型號(hào)為：G40 GB37733.1－83。 4.3 液壓油箱的設(shè)計(jì) 4.3.1 油箱的用途及分類 液壓油箱的作用是貯存液壓油、分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣，同時(shí)還起到散熱的作用。在確定油箱的容量和尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，另一方面還要保證所有執(zhí)行器均排油時(shí)，油液不能從油箱溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時(shí)，油箱的液外不低于最低限度。此外還應(yīng)散熱、空氣逸出、水分分離等因素。 油箱有開(kāi)式和閉式兩種。 (1) 開(kāi)式油箱 開(kāi)式油箱應(yīng)用廣泛。箱內(nèi)液面與大氣相通。為防止油液被空氣污染，在 油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼作注油口用。 (2) 閉式油箱 閉式油箱一般指箱內(nèi)液面不直接與

63、大氣連通，而將通氣孔與具有一定壓力的惰性氣體相接。通氣壓力可達(dá)0.05Mpa。 油箱的形狀一般采用矩形，而容量大于2m3的油箱采用圓筒形結(jié)構(gòu)比較合理，設(shè)備重量輕，油箱內(nèi)部壓力可達(dá)0.05Mpa。 4.3.2 液壓油箱的外形尺寸 圖2.11 矩形油箱的外形尺寸 油箱結(jié)構(gòu) 油箱長(zhǎng)A(mm) 油箱高C(mm) 油箱高C(mm) 容量(L) 矩形 800 625 500 250 4.3.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在一般設(shè)備中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱，很少采用機(jī)床床身底座做為液壓油箱。 （1）隔板 ①作用 增長(zhǎng)液壓油流動(dòng)循環(huán)時(shí)間，除去沉淀的

64、雜質(zhì)，分離、清除水和空氣，調(diào)整溫度，吸收液壓油壓力的波動(dòng)及防止液面的波動(dòng)。 ②安裝型式 隔板的安裝型式有多種，可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過(guò)；還可以把隔板設(shè)計(jì)成低于液壓油面，其高度為最低油面2/3，使液壓油從隔板上方流過(guò)（見(jiàn)圖2.21）。 圖4-7 隔板的安裝形式 ③過(guò)濾網(wǎng)的配置 過(guò)濾網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開(kāi)，這樣液壓油可以經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾。過(guò)濾網(wǎng)通常使用50100目左右的金屬網(wǎng)。 （2）吸油管與回油管 ①回油管出口 回油管出口型式如圖所示，有直口、斜口、彎管直口、帶擴(kuò)散器的出口等幾種型式，斜口應(yīng)用得較多，一般為斜

65、口。為了防止液面波動(dòng)，可以在回油管出口裝擴(kuò)散器?；赜凸鼙仨毞胖迷谝好嬉韵?，一般距液壓油箱底面的距離大于300mm,回油管出口絕對(duì)不允許放在液面以上（見(jiàn)圖2.22）。 ②回油集管 單獨(dú)設(shè)置回油管當(dāng)然是理想的，但不得已時(shí)則應(yīng)使用回油集管。對(duì)溢流閥、順序閥等，應(yīng)注意合理設(shè)計(jì)回油集管，不要人為地施以背壓。 圖4-8 回油管的安裝 ③泄露油管的配置 管子徑和長(zhǎng)度要適當(dāng)，管口應(yīng)在液面這上，以避免產(chǎn)生背壓。泄露油管以單獨(dú)配管為好，盡量避免與回油管集流配管的方法。 ④吸油管 吸油管前一般應(yīng)設(shè)置濾油器，其精度為100200目的網(wǎng)式或間隙式濾油器。濾油器要有足夠的容量，避免阻力太大。濾油器與

66、箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，防止吸油時(shí)卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動(dòng)油面，致使油中混入氣泡。 ⑤吸油管與回油管的方向 為了使油液流動(dòng)具有方向性，要綜合考慮隔板、吸油管和回油管的配置，盡量把吸油管和回油管有隔板隔開(kāi)，為了不使回油管的壓力波動(dòng)波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向應(yīng)一致，而不是相對(duì)著。 圖4-9 吸油管的安裝 ⑶防止雜質(zhì)侵入 為了防止液壓油被污染，液壓油箱應(yīng)做成完全密封型的。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①不要將配管簡(jiǎn)單的插入液壓油箱，這樣空氣、雜質(zhì)和水分等便會(huì)從其周圍的間隙侵入。同時(shí)應(yīng)盡量避免將液壓泵及馬達(dá)直接裝在液壓油箱頂蓋上。 ②在接合面上需襯入密封填料、密封膠和液態(tài)密封膠，以保證可靠的氣密性。例如：液壓油箱的上蓋可直接焊接上，也可加密封墊（1.5mm厚以上的耐油密封墊）進(jìn)行密封（見(jiàn)圖2.24）。 圖4-10 正確安裝 ③為保證液壓油箱通大氣并凈化抽吸空氣，需配備空氣濾清器?？諝鉃V清器常設(shè)計(jì)成既能