基于二通插裝閥的液壓試驗臺的設計說明書
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第43頁
摘要 1
Abstract 2
第一章 緒論 3
前 言 3
1.1 畢業(yè)論文的目的 4
1.2畢業(yè)設計的要求 5
1.3歷史液壓系統(tǒng)的發(fā)展 5
1.4液壓實驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6
1.5 畢業(yè)設計任務 7
第二章 試驗臺系統(tǒng)原理圖設計 8
2.1局部系統(tǒng)原理圖的擬定分析 10
2.1.1高壓泵功率回收試驗系統(tǒng)分析 10
2.2液壓試驗臺整體系統(tǒng)分析與實驗步驟 12
2.2.1系統(tǒng)分析 12
2.2.2試驗項目及試驗方法步驟 13
第三章 液壓元件選型與計算 18
3.1執(zhí)行元件的選型與計算 18
3.2 動力元件的選型與計算 22
3.3控制元件的選擇 28
3.4 輔助元件的選擇 29
第四章 二位三通裝配圖的設計計算 35
4.1 二通插裝閥先導閥的設計 36
4.2 控制蓋板的設計以及標準件的選擇 38
第五章 總結 41
參考文獻 42
致謝 43
I
基于二通插裝閥的高壓泵—缸功率回收試驗裝置液系統(tǒng)與插裝方向閥的設計
摘要
液壓傳動是研究以有壓流體(壓縮油)為能源介質(zhì),來實現(xiàn)各種機械傳動和自動控制的學科。近代液壓、氣壓傳動是由19世紀崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的,最早實踐成功裝置是艦艇上的炮塔轉(zhuǎn)位器,其后才在機床上應用。在20世紀30年代初期和后期在大型自動化工業(yè)中引入液壓制動。液壓實驗臺是液壓實驗室上世紀80年代初期生產(chǎn)的實驗設備,類似早期的液壓設備試驗系統(tǒng)大部分按照“傳感器+模擬二次儀表”的模式組成。液壓綜合試驗臺是對液壓系統(tǒng)的部件、附件進行耐壓試驗、性能測試、泄漏檢驗的關鍵設備 ,對提高產(chǎn)品性能質(zhì)量起著重要作用。液壓技術滲透到很多領域,不斷在民用工業(yè)、在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農(nóng)林機械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應用和發(fā)展,而且發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術。在液壓元件及系統(tǒng)試驗過程中,要對被試對象施加一定的負載,以滿足加載要求,以盡量模擬實際工況。而這部分能量都將被通過不同的途徑消耗掉。顯然,這對于大功率液壓元件及系統(tǒng)的試驗,將造成能量的大量浪費。為了節(jié)約能源,降低成本,提出了功率回收問題。將加載能量反饋回液壓系統(tǒng)中。隨著液壓機械自動化程度的不斷提高,液壓技術在高壓、高速、大功率、節(jié)能高效、低噪聲、使用壽命長、高度集成化等方面取得了重大進展?,F(xiàn)今采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志。
關鍵詞:液壓傳動,液壓試驗臺,液壓系統(tǒng),功率回收
Abstract
Study the hydraulic fluid to a pressure medium for energy ( oil compression ), to achieve a variety of mechanical transmission and automatic control subjects. Modern hydraulic, pneumatic transmission in nineteenth Century by the rising and booming oil industry and promote the rise, the earliest successful practice device is its turret changer, then applied in machine tool. In the nineteen thirties at initial stage and later stage in large industrial automation in introduction of hydraulic brake. Hydraulic test-bed hydraulic laboratory in the early 80 century production of experimental equipment, similar to early hydraulic equipment test system in accordance with the" most sensor and simulation two meters " model composition. Integrated hydraulic test bench is on the hydraulic system components, accessories for pressure test, performance testing, leak testing of key equipment, improve product performance quality plays an important role in. Hydraulic technology penetrated into many areas, continuously in the civilian industry, in machine tools, engineering machinery, metallurgical machinery, plastic machinery, agricultural machinery, automobile, shipbuilding and other industries have been substantially the use and development of, and developed into including the transmission, control and detection including a complete automation technology. In the hydraulic components and system test process, the test object was to exert a certain load, so as to meet the loading requirements, so as to simulate the actual working condition. This part of the energy will be consumed by different ways. Obviously, this for the large power hydraulic components and system test, will cause a lot of energy waste. In order to save energy, reduce the cost, put forward power recovery. Will load energy feedback hydraulic system. With the increasing of the automation of hydraulic machinery, hydraulic technology in high voltage, high speed, large power, high efficiency, low noise, long service life, high integration has made great progress. Nowadays, using hydraulic transmission has become the measure of a country the important sign of level of industry.
Keywords: hydraulic transmission, hydraulic test rig, hydraulic system, power recovery
第一章 緒論
前 言
畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段,是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結。畢業(yè)設計也是學生完成本專業(yè)教學計劃的最后一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié),是使學生綜合運用所學過的基本理論、基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術問題而進行的一次基本訓練。這對學生即將從事的相關技術工作和未來事業(yè)的開拓都具有一定意義。液壓實驗臺是液壓實驗室上世紀80年代初期生產(chǎn)的實驗設備,類似早期的液壓設備試驗系統(tǒng)大部分按照“傳感器+模擬二次儀表”的模式組成。在試驗過程中,一般由模擬記錄儀器在紙上記錄試驗曲線或由試驗人員讀取并記錄試驗數(shù)據(jù),然后試驗人員根據(jù)試驗曲線和數(shù)據(jù)手工處理,得到設備的性能。教學實驗臺利用壓力表測量液壓系統(tǒng)中某一給定點的壓力,表盤指針所指示的刻度對應某一壓力值,由于小幅度波動的壓力振擺和隨時間而漂移的壓力偏移值很難通過壓力表指針反映出來,有限的刻度格數(shù)使讀數(shù)依賴于實驗操作者的目測習慣,從而使測量精度得不到保證:原實驗使用動態(tài)應變儀、光線示波器、感光紙記錄閥從一種穩(wěn)定工作狀態(tài)到另一穩(wěn)定工作狀態(tài)的過渡過程曲線,操作過程復雜繁瑣,對液壓系統(tǒng)加載一卸荷時的被控壓力隨時間變化所反映的動態(tài)特性參數(shù)如動態(tài)超調(diào),只能做出定性分析;實驗臺利用橢圓齒輪流量計測量流量,由于指針指示的刻度值是通過流量計的流體體積總量,因此實驗時需利用秒表觀測流量計指針每分鐘走過的格數(shù)來計算此時的流量值,當流量較小時,如測量溢流閥的溢流量時,齒輪的轉(zhuǎn)速很低,泄漏量較大,致使誤差很大;為測量液壓缸活塞桿在不同負載條件下的運動速度,實驗時首先測出活塞桿的總行程,再利用秒表測量活塞桿走完這段行程所用時間,兩者相除得到活塞桿的運動速度,這種方法很難客觀準確地反映液壓缸活塞桿帶負載工作時的速度特性。對于像閥門快開、快關這樣的快速性試驗,往往是通過人的經(jīng)驗來判斷設備是否工作正常。顯然用這種試驗方法得到的結果帶有嚴重的人為誤差,效率低、精度差,而且試驗過程操作繁瑣、分析不方便。因此,對現(xiàn)有的教學實驗臺進行必須進行更新?lián)Q代才能滿足實際需求。
1.1 畢業(yè)論文的目的
1、 培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術問題的獨立工作能力,拓寬和深化學生的知識。培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想,設計構思和創(chuàng)新思維,掌握工程設計的一般程序規(guī)范和方法。
2培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想和使用技術資料、國家標準等手冊、圖冊工具書進行設計計算,數(shù)據(jù)處理,編寫技術文件等方面的工作能力。培養(yǎng)學生進行調(diào)查研究,面向?qū)嶋H,面向生產(chǎn),向工人和技術人員學習的基本工作態(tài)度,工作作風和工作方法。
3、使學生進一步鞏固、加深對所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的掌握,使之系統(tǒng)化、綜合化。
4、使學生獲得從事科研工作的初步訓練,培養(yǎng)學生的獨立工作、獨立思考和綜合運用已學知識解決實際問題的能力,尤其注重培養(yǎng)學生獨立獲取新知識的能力。
5、培養(yǎng)學生在制定研究(設計)方案、設計計算、工程繪圖、實驗方法、數(shù)據(jù)處理、文件編輯、文字表達、文獻查閱、計算機應用、工具書使用等方面的基本工作實踐能力,使學生初步掌握科學研究的基本方法。
6、使學生樹立具有符合國情和生產(chǎn)實際的正確設計思想和觀點;樹立嚴謹、負責、實事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識、善于與他人合作的工作作風。
本設計課題結合本專業(yè)教學內(nèi)容,對液壓功率回收試驗臺作深入的學習和分析,按給定條件和要求完成液壓功率回收試驗臺方案確定、液壓功率回收試驗臺的設計計算、液壓系統(tǒng)標準元件的計算選型和液壓非標準元件的設計計算等任務。著重培養(yǎng)學生綜合運用本科的基本理論和專業(yè)知識,提高分析與解決工程設計和工程技術問題的能力。
1.2畢業(yè)設計的要求
1、畢業(yè)設計應在教師指導下獨立完成,學生在畢業(yè)設計中必須發(fā)揮主觀能動性。
2、學生要認真閱讀畢業(yè)設計任務書和畢業(yè)設計指導書,明確設計任務、設計目的、設計內(nèi)容和設計要求,認真搞好畢業(yè)設計調(diào)研,廣泛收集資料和閱讀相關文獻,按設計進程要求,保質(zhì)保量的完成畢業(yè)設計任務。
3、在畢業(yè)設計中要正確處理參考資料與創(chuàng)新的關系。要利用已有資料,更重要的是要根據(jù)設計任務的特定設計要求和具體工作條件,進行創(chuàng)新設計。
4、完成畢業(yè)設計說明書一份,要求畢業(yè)設計說明書含設計任務、設計依據(jù)和全部設計內(nèi)容,設計說明書字數(shù)1萬字以上。要求畢業(yè)設計說明書按《貴州大學本科畢業(yè)論文(設計)工作指南》的相關要求書寫。
5、圖紙要求:繪制試驗裝置液壓系統(tǒng)原理圖(1號圖或零號圖)、所設計的液壓元件的裝配圖(1號圖或零號圖)和零件圖。要求圖面整潔,圖紙內(nèi)容表達完整,圖紙標注規(guī)范,符合國家標準。
1.3歷史液壓系統(tǒng)的發(fā)展
液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動,是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術,1795年英國約瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進一步得到改善。
第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末 20 世紀初的20年間,才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎。20 世紀初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻,使這兩方面領域得到了發(fā)展。
第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機床中有30%應用了液壓傳動。應該指出,日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近20~30 年間,日本液壓傳動發(fā)展之快,居世界領先地位。
液壓傳動有許多突出的優(yōu)點,因此它的應用非常廣泛,如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等;行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等;鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等;土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構等;發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等;船舶用的甲板起重機械(絞車)、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等;特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等;軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。
1.4液壓實驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在我國,液壓行業(yè)已形成了門類齊全,有一定生產(chǎn)能力和技術水平,初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系。目前全國約有近300家企業(yè),還有液壓研究室(所),國家級液壓元件質(zhì)量監(jiān)督檢測中心以及國家重點實驗室。我國液壓工業(yè)重視同國外企業(yè)進行有效的經(jīng)濟和技術合作,近年來先后從國外引進了很多液壓元件和液壓系統(tǒng)等制造技術,為提高產(chǎn)品水平和生產(chǎn)能力起了重要作用。目前已和美國、日本、德國共同建立了某些合資企業(yè),這些企業(yè)將推動我國液壓工業(yè)的發(fā)展。
在國外,液壓工業(yè)的發(fā)展速度高于機械工業(yè)。為了滿足用戶的需要,主機品種日益增多,產(chǎn)品更新速度加快,相應要求液壓元件增加品種,實現(xiàn)多樣化,因而液壓件屬于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品相對減少,大部分屬于成批或小批生產(chǎn)。為適應這種動向,國外生產(chǎn)方式也有所變化。國內(nèi)、外有些廠家采用可編程控制器控制方式,如天津鍛壓機械廠有近54%的產(chǎn)品裝有PM。通過采用Pth控制,使系統(tǒng)的控制性能和可靠性大大提高。丹麥的紅血們公司采用SIEMNES的可編程控制器,實現(xiàn)對壓力和位移的控制。而與國外發(fā)展情況相比,國內(nèi)極少有采用工業(yè)控制機控制方式的產(chǎn)品,成熟的產(chǎn)品是采用可編程控制器的控制方式。隨著液壓技術、控制理論、微型計算機、測量測試技術、數(shù)字信息處理、可靠技術的發(fā)展,新的液壓試驗臺已朝著高速、高效、智能化、多功能化的液壓計算機輔助測試(CAT)方向發(fā)展,早期按照“傳感器+模擬二次儀表”的模式組成液壓設備試驗系統(tǒng)已停產(chǎn)或停止使用,基于虛擬儀器技術的液壓CAT系統(tǒng)廣泛應用于新的液壓實驗臺制造及應用。采用的計算方法有平均值濾波法、中值濾波算法、自然應濾波算法、新型PID算法等。采用有vB6等應用軟件開發(fā)液壓CAT實驗軟件。由于原有設備的陳舊或故障面積太大,僅法相用MCS—51單片機技術對舊式液壓實驗臺重新開發(fā)與利用,因此,很少發(fā)現(xiàn)采用液壓計算機輔助測試(CAT)對舊式液壓實驗臺重新開發(fā)與利用,對舊式液壓試驗臺重新開發(fā)與利用有一定的推廣應用價值。
1.5 畢業(yè)設計任務
1.5.1、設計題目
基于二通插裝閥的高壓泵—缸功率回收試驗裝置液壓系統(tǒng)與插裝方向閥的設計
1.5.2、主要設計內(nèi)容
(1)試驗裝置液壓系統(tǒng)的設計。
(2)試驗裝置液壓系統(tǒng)的液壓元件的選型設計。
(3)插裝方向閥的結構和強度設計。
(4)繪制液壓系統(tǒng)原理圖和插裝方向閥的裝配圖和零件圖。
(5)擬定被試泵、被試缸的試驗項目及試驗步驟。
(6)撰寫設計說明書。
1.5.3、主要設計參數(shù)
被試驗液壓元件的主要性能參數(shù):
A.液壓泵
壓力:P=28 MPa; 轉(zhuǎn)速:n2000 r/min;
B.液壓缸
壓力:P=25 MPa; 行程:S=800 mm
缸徑:D=140 mm; 速度:V=6 m/min
第二章 試驗臺系統(tǒng)原理圖設計
擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個設計工作中最重要的步驟,對系統(tǒng)的性能以及設計方案的經(jīng)濟性與合理性具有決定性的影響。液壓系統(tǒng)圖是整個液壓系統(tǒng)液壓設計中最重要的一環(huán),它的好壞從根本上影響整個液壓系統(tǒng)。擬定液壓系統(tǒng)原理圖的一般方法是,根據(jù)主機動作和性能要求先分別選擇和擬定基本回路,然后將基本回路加上必要的連接措施有機地組合成一個完整的液壓系統(tǒng)。擬定液壓系統(tǒng)圖時,應考慮以下幾個方面的問題:
一、 所用液壓執(zhí)行元件的類型
二、 液壓回路的選擇
1. 首先確定對主機主要性能起決定性影響的主要回路。例如機床液壓系統(tǒng)、調(diào)速和速度換接是主要回路。
2. 然后再考慮其它輔助回路,例如有垂直運動部件的系統(tǒng)要考慮平衡回路,有多個執(zhí)行元件的系統(tǒng)要考慮順序動作,同步和防干擾回路等。
三、 液壓回路的綜合
液壓回路的綜合是把選出來的各種液壓回路放在一起,進行歸并、整理、再增加一些必要的元件或輔助油路,使之成為完整的液壓傳動系統(tǒng)。進行這項工作時還必須注意以下幾點:
(1)盡可能省去不必要的元件,以簡化系統(tǒng)結構。
(2)最終綜合出來的液壓系統(tǒng)應保證其工作循環(huán)中的每個動作都安全可靠,無相互干擾。
(3)盡可能提高系統(tǒng)的效率,防止系統(tǒng)過熱。
(4)盡可能使系統(tǒng)經(jīng)濟合理,便于維修檢測。
(5)盡可能采用標準元件,減少自行設計的專用件。
本次設計的液壓系統(tǒng)原理圖如下圖所示
圖2.1
2.1局部系統(tǒng)原理圖的擬定分析
2.1.1高壓泵功率回收試驗系統(tǒng)分析
在液壓泵試驗時,用液壓馬達進行加載,加載能量有液壓馬達轉(zhuǎn)換成機械能反饋驅(qū)動液壓馬達,進行效率回收,不足能量由補償泵補入被試泵或系統(tǒng),這種試驗系統(tǒng)稱機械反饋液壓補償功率回收液壓泵試驗系統(tǒng)。
液壓泵和馬達試驗過程中, 要對被試件進行加載, 現(xiàn)在一般采用節(jié)流加載和測功器馬達加載。在加載過程中, 液壓能又被強制轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蜋C械能量。這部分能量都被加載器吸收或通過不同途徑消耗掉, 如轉(zhuǎn)換成熱能被冷卻器帶走, 或由元器件表面和外殼及管道壁散發(fā)掉等。對于大功率液壓元件而言, 長時間的壽命試驗、超載試驗以及批量產(chǎn)品性能試驗等來說, 勢必造成能量的大量浪費。液壓泵或馬達試驗, 按其加載方式可以分為功率回收加載方式和直接加載方式。功率回收方式節(jié)能和減少系統(tǒng)發(fā)熱方面效果顯著, 但系統(tǒng)復雜直接加載系統(tǒng)簡單, 但耗能。要采取措施充分利用這部分能量, 故在實踐中采用功率回收試驗方法。‘ 我們在試驗臺研制時, 常采用機械補償功率回收試驗系統(tǒng)和液壓補償功率回收試驗系統(tǒng)。
在液壓泵試驗系統(tǒng)中,3為被試泵,1為被試泵的補油泵,對被試泵進行補油。6為節(jié)流加載元件,實現(xiàn)對液壓泵3的加載,液壓泵3的工作壓力由壓力表7測得,流量值由流量計9測得,液壓泵3的吸油真空度由真空表12測得,溢流閥4作為安全閥使用,并與二位二通電磁閥5配合使用,以實現(xiàn)液壓泵的沖擊試驗。10為被試泵做壽命試驗時候的加載馬達,以在加載過程中,加載能量有液壓馬達轉(zhuǎn)換成機械能反饋驅(qū)動液壓馬達,進行效率回收。該系統(tǒng)可對液壓泵進行跑合試驗、效率試驗、沖擊試驗、超載試驗、自吸試驗以及液壓泵的運轉(zhuǎn)過程檢查。此外,在試驗系統(tǒng)中,還應設置加熱器、冷卻器、濾油器、以及溫度傳感器等,以保證油液的工作溫度和清潔度。
本次試驗對壽命試驗進行功率回收,做如下分析:本次試驗用的是機械反饋液壓補償功率回收液壓泵試驗系統(tǒng),此時3是被試液壓泵,10是加載液壓馬達,12為并聯(lián)補償泵,加載液壓馬達10對被試泵3進行加載,并進行能量的轉(zhuǎn)換和反饋,加載液壓馬達10的反饋能量不能滿足被試泵3的功率要求,不足能量由并聯(lián)補償泵12以流量的形式不補入系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,加載液壓馬達10的反饋轉(zhuǎn)矩必須大于等于被試泵3所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
故排量匹配關系為:
式中符號同前。
由于加載馬達的排量大于被試泵3的排量,被試泵3的輸出流量不能滿足加載馬達10的流量要求,不足流量采用并聯(lián)補償泵12補償。
2.1.2 液壓缸功率回收系統(tǒng)分析
在液壓缸試驗時,用加載液壓缸對被是液壓缸進行加載,加載能量由加載液壓缸轉(zhuǎn)換成液壓能補入系統(tǒng),系統(tǒng)不足能量由并聯(lián)補償泵補入系統(tǒng),這種試驗系統(tǒng)稱作液壓反饋液壓補償功率回收液壓缸試驗系統(tǒng)。
液壓缸功率回收系統(tǒng)原理圖做如下系統(tǒng)分析:
在液壓反饋液壓補償功率回收液壓缸試驗系統(tǒng)中,被試液壓缸1與加載液壓缸2對接,液壓泵4為主泵或并聯(lián)補償泵。液壓泵3為輔助供油泵。當被試液壓缸1左腔進壓力油活塞桿外伸推動加載液壓缸2活塞桿縮回時,加載液壓缸2以泵工況運行,對被試液壓缸1進行加載,并把加載能量轉(zhuǎn)換成液壓能經(jīng)整流閥7反饋到被試液壓缸1的供油路中,同理,當被試液壓缸1右腔進壓力油活塞桿縮回時,加載液壓缸2仍對被試液壓缸1進行加載和能量反饋。系統(tǒng)不足能量由并聯(lián)補償泵4以液壓能形式補入系統(tǒng)。
根據(jù)力平衡方程:
忽略整流閥7的壓力損失: (實際上)
則被忽略元件與加載元件的參數(shù)匹配關系為:
在液壓試驗中采用功率回收后,試驗系統(tǒng)復雜,同時操作調(diào)節(jié)也比較復雜。因此功率回收方案,一般只在液壓元件壽命試驗時候采用。因為壽命試驗是在被試元件額定工況下,連續(xù)運行若干小時,要消耗大量的能量,同時在試驗過程中,一般不在進行系統(tǒng)調(diào)節(jié),因為,功率回收被廣泛應用于液壓泵、液壓馬達、液壓缸的壽命試驗中。
2.2液壓試驗臺整體系統(tǒng)分析與實驗步驟
2.2.1系統(tǒng)分析
對液壓試驗臺系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)做如下系統(tǒng)分析:
1為被試液壓缸,2為加載液壓缸,9為被試液壓缸供油泵,12為加載液壓缸補油泵。變量泵9向被試液壓缸1提供壓力油,由變量泵12向加載液壓缸3提供壓力油單向節(jié)流閥是被是液壓缸1的背壓閥,同時起緩沖作用溢流閥14-1和14-2是加載液壓缸3的加載閥,實現(xiàn)對液壓缸3的回油加載,從而對被試液壓缸1的活塞桿形成推力或拉力負載,液壓缸兩腔的壓力油相應壓力表測得。此外,本次缸的試驗中,還可對壽命試驗進行過濾回收。當被試液壓缸1左腔進壓力油活塞桿外伸推動加載液壓缸2活塞桿縮回時,加載液壓缸3以泵工況運行,對被試液壓缸1進行加載,并把加載能量轉(zhuǎn)換成液壓能經(jīng)整流閥7反饋到被試液壓缸1的供油路中,同理,當被試液壓缸1右腔進壓力油活塞桿縮回時,加載液壓缸3仍對被試液壓缸1進行加載和能量反饋。系統(tǒng)不足能量由并聯(lián)補償泵9以液壓能形式補入系統(tǒng)。
20為被試泵,22為被試泵的補油泵,對被試泵進行補油。6-3為節(jié)流加載元件,實現(xiàn)對液壓泵20的加載,液壓泵20的工作壓力由壓力表4-5測得,流量值由流量計24測得,液壓泵20的吸油真空度由真空表26測得,溢流閥11-2作為安全閥使用,并與二位二通電磁閥25-2配合使用,以實現(xiàn)液壓泵的沖擊試驗。16為被試泵做壽命試驗時候的加載馬達,以在加載過程中,加載能量有液壓馬達轉(zhuǎn)換成機械能反饋驅(qū)動液壓馬達,進行效率回收。該系統(tǒng)可對液壓泵進行跑合試驗、效率試驗、沖擊試驗、超載試驗、自吸試驗以及液壓泵的運轉(zhuǎn)過程檢查。在做壽命試驗時,20是被試液壓泵16是加載液壓馬達,22為并聯(lián)補償泵,加載液壓馬達16對被試泵20進行加載,并進行能量的轉(zhuǎn)換和反饋,加載液壓馬達16的反饋能量不能滿足被試泵20的功率要求,不足能量由并聯(lián)補償泵22以流量的形式不補入系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,加載液壓馬達16的反饋轉(zhuǎn)矩必須大于等于被試泵20所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。在試驗系統(tǒng)中,還設置了冷卻器、濾油器,以保證油液的工作溫度和清潔度。
2.2.2試驗項目及試驗方法步驟
1、 液壓泵試驗
(1) 跑合試驗
被試液壓泵20在空載下啟動運轉(zhuǎn),在逐漸加載至額定壓力下運轉(zhuǎn),觀察運作狀態(tài)。
關閉截止閥5-3,啟動電機21、23,全開節(jié)流閥6-3,被試泵22在最大排量,空載情況下啟動,達到額定轉(zhuǎn)速后運轉(zhuǎn)2分鐘以上(溢流閥14-3的調(diào)定壓力為被試泵20額定壓力的110%),用流量計24測定額定轉(zhuǎn)速下被試泵的空載流量。要求空載流量不低于額定流量的95%,不得高于額定流量的110%(即為液壓泵額定流量的95%—110%)。
然后調(diào)節(jié)節(jié)流閥6—3,使節(jié)流閥6-3的閥口逐漸關閉,節(jié)流阻力逐漸增加,對被試泵20 進行加載,分級跑合,直至液壓泵的出口壓力上升為額定壓力,然后運轉(zhuǎn)五分鐘以上。要求液壓泵在整個跑合過程中運轉(zhuǎn)正常,跑合結束。若在跑合過程中發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,應停止試驗,并對液壓泵進行分解檢查。
(2) 效率試驗
檢查被試液壓泵在額定工況下的容積效率和總效率。
關閉截止閥5-3,啟動電機21、23,然后調(diào)節(jié)溢流閥14-3的調(diào)定壓力為被試泵20的額定壓力,全開節(jié)流閥6-3,使被試泵22為最大排量。被試泵在額定工況下(液壓泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速、最大排量的工況)運轉(zhuǎn)2分鐘以上。然后用流量計24測量出液壓泵的輸出流量Q,轉(zhuǎn)矩儀測量出輸入轉(zhuǎn)矩,用轉(zhuǎn)速儀測量出轉(zhuǎn)速,計算液壓泵的容積效率和總效率。
容積效率=(滿載流量/空載流量)100%;
總效率=(輸出功率/輸入功率)100%;
輸出功率=額定壓力滿載流量
輸入功率=
滿載流量是指液壓泵在額定工況下的實際輸出流量,空載流量是指液壓泵在空載工況下的實際輸出流量,也可以用液壓泵的理論流量代替。
要求:容積效率、總效率不得低于液壓泵的規(guī)定值。
(3) 沖擊試驗
指被試泵新一種工況突然轉(zhuǎn)化為另一種工況,并以一定頻率轉(zhuǎn)化多次,觀察被試泵的在沖擊過程的運轉(zhuǎn)情況。被試泵在額定工況下以10-15次/分的頻率沖擊100次。
沖擊試驗由節(jié)流閥6-3、溢流閥11-2和二位二通電磁閥25-2配和完成。關閉截止閥5-3,啟動電機21、23,調(diào)節(jié)節(jié)流閥6-3,是被試液壓泵在額定工況下運行。在使二位二通電磁閥25-2通電,溢流閥11-2開啟溢流,被試泵20卸荷運行,突然在使二位二通電磁閥25-2斷電,溢流閥11-2關閉,被試泵又在額定工況下運行,并在額定壓力下保壓1/3周期,二位二通電磁閥25-2又通電,溢流閥11-2又開啟溢流,被試泵20又卸荷運行,如此反復沖擊100次。
要求:沖擊過程不得有異?,F(xiàn)象,液壓泵的卸荷壓力不得超過額定壓力的10%。
(4) 超載試驗
被試泵在超載情況下運行一段時間,觀察運行狀況。
關閉截止閥5-3,啟動電機21、23,全開節(jié)流閥6-3,使被試泵20為最大排量。被試泵20在額定轉(zhuǎn)速、最大排量下,調(diào)節(jié)溢流閥14-3使被試泵的輸出壓力達到液壓泵的最高壓力或達到額定壓力的125%(選擇其中高者),運轉(zhuǎn)10分鐘以上,觀察被試泵的運轉(zhuǎn)狀況,不得有異?,F(xiàn)象。
(5) 壽命試驗
將并聯(lián)器19連接,關閉截止閥5-3,二位二通電磁閥25-3通電,處于右位,二位三通電磁閥20-1處于右位。啟動電機10,啟動電機23。電機10驅(qū)動馬達,被試泵采用馬達驅(qū)動。調(diào)節(jié)溢流閥14-3使被試泵為額定壓力,被試泵在額定轉(zhuǎn)速下,運轉(zhuǎn)1000小時。在運轉(zhuǎn)過程中定期檢查運轉(zhuǎn)狀況,運轉(zhuǎn)結束后,運轉(zhuǎn)結束后再進行被試泵的效率試驗,各項效率值應符合規(guī)定值,在分解檢查被試泵的主要零件的磨損情況。
(6) 吸油阻力對液壓泵的影響試驗(自吸試驗)
研究液壓泵吸油阻力對液壓泵自吸能力的影響。
全開截止閥5-3,啟動電動機21。全開節(jié)流閥6-3,使被試泵20為最大排量,調(diào)節(jié)溢流閥14-3使被試泵為額定壓力。油泵在額定工況下運轉(zhuǎn),由真空表28檢測被試液壓泵20吸油口處的真空度。在額定工況下,液壓泵的吸油真空度應符合技術性能要求。
再逐漸關閉截止閥5-3,使液壓泵的吸油阻力逐漸加大,當截止閥5-3閥口關閉到一定程度時,液壓泵自吸困難,輸出流量減少,并出現(xiàn)振動和噪聲。
本項試驗僅適用于有自吸要求的液壓泵。
(7) 運轉(zhuǎn)過程檢查
在1—4項試驗的全過程中,檢查液壓泵的振動,噪聲、溫度、外滲漏等,運轉(zhuǎn)過程中不得有異?,F(xiàn)象,結合面不得有滲漏油。
2、 液壓缸試驗
(1) 空載運行
被試液壓缸空載往復運動,觀察運行情況。
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器脫開,電磁閥20-1通電,處于左位,背壓閥4-1、4-2全開,啟動電動機10.使被試液壓缸1在空載工況下全行程往復運動數(shù)次(5次以上),觀察運行情況,不得有外滲漏、卡死、爬行等不正?,F(xiàn)象。
(2) 最低啟動壓力
檢測被試液壓缸在無負載工況下啟動運行時(速度為設計最低值),被試液壓缸兩腔的壓力差。
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器脫開,背壓閥4-1、4-2全開,溢流閥11-2全開,被試液壓缸處于空載工況。調(diào)節(jié)溢流閥11-2,從零壓開始逐漸加壓到被試液壓缸1啟動,用壓力表4-1和4-2測量被試液壓缸1在活塞啟動時兩腔的壓力值,其差值即為最低啟動壓力值。液壓缸的最低啟動壓力值不得超過規(guī)定值。
(3) 最低穩(wěn)壓速度 檢查被試液壓缸在設計的最低速度下的運行狀況,不得有爬行。
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器脫開,啟動電動機10。調(diào)節(jié)溢流閥11-2為被試液壓缸額定壓力的110%,調(diào)節(jié)加載閥14-1和14-2,使被試液壓缸1的工作腔的壓力為其額定壓力(由壓力表4-1和4-2觀察),調(diào)節(jié)變量泵9,使被試液壓缸在滿負載工況下,以設計的最低工作速度,全行程往復運動五次以上,油缸不得有爬行等不正常現(xiàn)象。
(4) 內(nèi)泄漏
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器脫開,將被試液壓缸1的活塞桿分別固定在活塞兩端,啟動電動機10。調(diào)節(jié)加載閥14-1和14-2,使被試液壓缸1的左腔或右腔的壓力為其額定壓力,并保壓十分鐘,同時打開截止閥5-1或5-2,用量杯測量泄漏量,泄漏量不得超過規(guī)定值,為保證測量準確,應使液壓缸的油口位于上部。雙作用液壓缸需分別測量兩腔內(nèi)泄漏量。
(5) 外泄漏
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器連接,啟動電動機10。調(diào)節(jié)加載閥14-1和14-2,使被試液壓缸1的工作腔的壓力為其額定壓力,使其在額定壓力在往復運動100米,檢查活塞桿處的滲漏量,外滲漏不能成滴。
(6) 耐壓試驗
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器脫開,將被試液壓缸1的活塞分別停留在兩端位置,啟動電動機10。調(diào)節(jié)溢流閥11-1,使被試液壓缸1的工作腔的壓力為其額定壓力的1.25倍,并保壓5分鐘以上,零件不得損壞、不能有外滲漏等不正常現(xiàn)象。
(7) 全行程試驗
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器脫開,將被試液壓缸1的活塞分別停留在兩端位置,啟動電動機10。測量活塞的全行程長度,其全行程應符合設計要求。
(8) 壽命試驗
將被試液壓缸1、加載液壓缸3活塞連接器連接,電磁閥20-1通電,處于左位,電磁閥25-1斷電,處于右位,啟動電動機10、13。調(diào)節(jié)加載閥14-1和14-2,使被試液壓缸1在額定負載下,以不低于100mm/s的速度運行50000m或往復運行20萬次以上(緩沖閥6-1和6-2全開),再進行液壓缸的泄漏試驗,要求各泄漏量不得超過規(guī)定值,再分解檢查被試液壓缸1主要零件的磨損情況。
第三章 液壓元件選型與計算
一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成,即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓系統(tǒng)中的油泵,它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能,驅(qū)動負載作直線往復運動或回轉(zhuǎn)運動。 控制元件(即各種液壓閥)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,液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、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、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同,液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計等。 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、乳化液和合成型液壓油等幾大類。
液壓元件分類:
1、 動力元件- 齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵......
2、 執(zhí)行元件-液壓缸:活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動液壓缸、組合液壓缸 液壓馬達:齒輪式液壓馬達、葉片液壓馬達、柱塞液壓馬達
3、 控制元件-方向控制閥:單向閥、換向閥 壓力控制閥:溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等 流量控制閥:節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥
4、 輔助元件-蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、油管、管接頭、油箱、壓力計、流量計、密封裝置等。
3.1執(zhí)行元件的選型與計算
執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能,驅(qū)動負載作直線往復運動或回轉(zhuǎn)運動。液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復運動(或擺動運動)的液壓執(zhí)行元件。它結構簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復運動時,可免去減速裝置,并且沒有傳動間隙,運動平穩(wěn),因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應用。根據(jù)常用液壓缸的結構形式,可將其分為四種類型:活塞式、伸縮式、擺動式、加工。
液壓馬達是指輸出旋轉(zhuǎn)運動的,將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。 馬達種類:徑向柱塞馬達、軸向柱塞馬達斜軸式柱塞馬達 、斜盤式柱塞馬達 、無連桿式液壓馬達、擺缸式液壓馬達、滾柱式液壓馬達 、軸向柱塞馬達雙斜盤式柱塞馬達、軸向球塞式馬達、葉片馬達 、齒輪液壓馬達。
低速液壓馬達徑向柱塞馬達 連桿式液壓馬達是結構簡單、工作可靠、品種規(guī)格多、價格低。其缺點是體積和重量較大,扭矩脈動較大 。因此本次設計,選用柱塞變量馬達。
1、 加載液壓缸3的選擇
根據(jù)被試液壓缸的額定壓力和行程、活塞的尺寸、等要素,確定加載液壓缸3的尺寸及型號如下。類型選擇:雙作用單活塞桿液壓缸。其尺寸如下所示。
被試液壓缸的參數(shù)為下表3.1所示
額定壓力
缸徑
行程
速度
P=25 MPa
D=140 mm
S=800 mm
V=6 m/min
表3.1被試缸參數(shù)
(1) 加載液壓缸的最大推力
被試液壓缸的最大推力為
= (3-1)
其中:
D—液壓缸的活塞直徑;
P—液壓缸的額定壓力;
—液壓缸的容積效率,一般取=0.95
=
=N
=365.4N
被試液壓缸的最大推力為=365.4N
加載液壓缸的最大推力為=
=365.4N
加載液壓缸的最大推力為=365.4N
(2) 加載液壓缸的尺寸確定
根據(jù)液壓缸的推力可以初步確定出液壓缸的基本尺寸,如液壓缸的缸徑D、液壓缸活塞桿、液壓缸的行程S.
可以初步確定的尺寸如下:
D=140mm;
d=100mm;
S=80mm
(3) 液壓缸的額定壓力
液壓缸的額定壓力
=25
根據(jù)如上數(shù)據(jù)最終可確定出加載液壓缸的尺寸和額定壓力如下表3.2所示
表3.2加載液壓缸的參數(shù)
額定壓力
缸徑
活塞桿
行程
速度
P=25 MPa
D=140 mm
d=100 mm
S=800 mm
V=6 m/min
2、 被試泵的加載馬達16的型號選擇
根據(jù)被試泵的轉(zhuǎn)速、額定壓力等要素,選擇被試泵的加載馬達16為ZB系列變量柱塞馬達。
被試泵的參數(shù)如下所示:
被試泵的額定壓力
=28;
被試泵的額定轉(zhuǎn)速
2000()
(1)馬達的壓力要求為:
= =28
=28
(2) 馬達的轉(zhuǎn)速要求為:
2000()
(3)馬達的轉(zhuǎn)矩要求(功率回收時)為:
=
= (3-1)
式中:
—液壓泵的進出口壓差
—液壓泵的排量
=
=
=
由于被試泵未給出流量要求,因此在泵的轉(zhuǎn)速在1500~2000的范圍內(nèi)選取排量最大、流量最大者來計算比較,選取其中的最大者。
==
=
根據(jù)以上條件可以確定出馬達的參數(shù),被試泵的加載馬達16的選擇其型號和參數(shù)如下表表3.3所示:
表3.3加載馬達16的參數(shù)
型號
排量
ml/r
壓力/MP
轉(zhuǎn)速(r/min)
容積效率
額定壓力/MP
最高壓力/MP
額定轉(zhuǎn)速
最高轉(zhuǎn)速
ZB3-75
915
28
35
970
1500
97%
3.2 動力元件的選型與計算
動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓系統(tǒng)中的油泵,它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。本次畢業(yè)設計所需的液壓泵均為變量泵,所以本次設計選用柱塞泵。它具有結構緊湊、單位功率體積小、重量輕、工作壓力高(額定壓力一般可達32—40)、在高壓下仍然能保持較高的容積效率(一般在95%左右)、容易變量等優(yōu)點;缺點是對油液污染敏感、濾油精度高、對材質(zhì)和加工精度的要求也比較高、使用和維護的要求比較嚴格、價格較貴。
1、 被試液壓缸供油泵9的選擇
根據(jù)被試液壓缸以及被試泵的加載馬達的流量要求和壓力要求,本次設計選用了PV系列變量柱塞泵。
(1) 被試液壓缸的最大流量
(3—2)
式中:
D—液壓缸的活塞直徑;
V—液壓缸的活塞平均速度;
—液壓缸的容積效率,一般取=0.95
=
=
=
液壓缸的最大實際流量為:
(2) 被試液壓缸的額定壓力
被試液壓缸的額定壓力
=25MP
(3) 被試泵加載馬達的額定壓力
被試泵加載馬達的額定壓力
=28MP
因此選擇如下被試液壓缸供油泵9,其參數(shù)如下表3.4所示
表3.4供油泵9
型號
排量
壓力/MP
轉(zhuǎn)速(r/min)
最大功率
額定壓力/MP
最高壓力/MP
額定轉(zhuǎn)速
最高轉(zhuǎn)速
PVH45
45.1
28
35
1500
1800
45
因此與之相對應的電動機10的型號便可以確定。電動機10的型號及參數(shù)如下表3.5所示
表3.5電動機10
電動機型號
額定功率/KW
同步轉(zhuǎn)速(r/min)
滿載轉(zhuǎn)速(r/min)
最大轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
電動機外形尺寸長x寬x高/mm
Y225M-4
45
1500
1480
1.9
2.2
845x430x530
2、 加載缸供油泵12的選擇
根據(jù)加載液壓缸的加流量要求和壓力要求,本次設計選用了JB系列徑向變量柱塞泵。
加載缸供油泵12的要求為:
;
(1) 加載缸供油泵12的額定壓力為=25 MPa
(2) 根據(jù)公式3-2,可得加載缸的最大實際流量為:
=
=
=
加載液壓缸的最大實際流量為:
=
加載缸供油泵12的最大實際流量為:
即:
(3) 供油泵12的的轉(zhuǎn)速與排量的計算
油泵的流量公式為:
(3-3)
式中:
—泵的轉(zhuǎn)速();
—泵的排量();
—泵的平均流量()
通過單位換算得:
()
因此可確定加載缸供油泵12的參數(shù)如下表3.6所示:
表3.6供油泵12的參數(shù)
型號
排量
壓力/MP
轉(zhuǎn)速(r/min)
最大功率
額定壓力/MP
最高壓力/MP
額定轉(zhuǎn)速
最高轉(zhuǎn)速
JB-G57
57
25
32
1000
1500
45
因此與之相對應的電動機13的型號便可以確定。電動機10的型號及參數(shù)如下表3.7所示:
表3.7電動機13的參數(shù)
電動機型號
額定功率/KW
同步轉(zhuǎn)速(r/min)
滿載轉(zhuǎn)速(r/min)
最大轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
電動機外形尺寸長x寬x高/mm
Y280S-6
45
1000
980
1.8
1.9
1050x540x640
3、 被試泵的供油泵22的選擇
根據(jù)被試泵的加載馬達的流量要求和壓力要求,本次設計選用了PV系列變量柱塞泵。
(1) 被試泵的供油泵22的壓力要求
;
(2) 被試泵的供油泵22的流量要求
由于被試泵未給出流量要求,因此在泵的轉(zhuǎn)速在1500~2000的范圍內(nèi)選取流量選取其中的最大者。
得=
因此可以得到泵22的參數(shù)如下表所示:
表3.8泵22的參數(shù)
型號
流量L/min
壓力/MP
轉(zhuǎn)速(r/min)
最大功率
額定壓力/MP
最高壓力/MP
額定轉(zhuǎn)速
最高轉(zhuǎn)速
PVB-29
109.7
16
20
1500
1800
22
因此與之相對應的電動機23的型號便可以確定。電動機10的型號及參數(shù)如下表3.7所示:
表3.7電動機13的參數(shù)
電動機型號
額定功率/KW
同步轉(zhuǎn)速(r/min)
滿載轉(zhuǎn)速(r/min)
最大轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
電動機外形尺寸長x寬x高/mm
Y108L-4
22
1500
1470
2.0
2.2
710x355x430
3.3控制元件的選擇
制元件(即各種液壓閥)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,液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、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、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同,液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。
根據(jù)設計題目的要求本次的所有閥均采用二通插裝閥。
1、 單向閥的選型與設計
(1)插裝件的選擇
由于=
=
被試泵的流量及壓力要求為:
=25MP
因此所有的單向閥都符合要求。
根據(jù)要求選擇Z系列二通插裝閥及組件
型號:Z1A-Ha16Z-4
公稱流量:
插裝元件的選擇最高壓力:
(2) 控制蓋板的選擇
型號:TG16-D1e
2、 節(jié)流插裝閥的選型
其流量及壓力要求與上述單向閥要求一樣,因此可選擇如下插裝件。
可選JK系列插裝件。型號為:F01AH16F4
其控制蓋板可選擇基本型控制蓋板。型號為:
3、 溢流插裝閥的選型
由于=
=
被試泵的流量及壓力要求為:
=25MP
因此所有的單向閥都符合要求。
根據(jù)要求選擇Z系列二通插裝閥及組件
型號:Z1A-Ha16Z-4
公稱流量:
插裝元件的選擇最高壓力:
3.4 輔助元件的選擇
1、 過濾器的選擇
液壓油中往往含有顆粒狀雜質(zhì),會造成液壓元件相對運動表面的磨損、滑閥卡滯、節(jié)流孔口堵塞,使系統(tǒng)工作可靠性大為降低。在系統(tǒng)中安裝一定精度的濾油器,是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。過濾器用來保護泵,使其不致吸入較大的機械雜質(zhì),根據(jù)泵的要求,可用粗的或普通精度的濾油器,為了不影響泵的吸油性能,防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象,濾油器的過濾能力應為泵流量的兩倍以上,壓力損失不得超過0.01-0.035MPa。
按濾芯的材料和結構形式,濾油器可分為網(wǎng)式、線隙式,紙質(zhì)濾芯式、燒結式濾油器及磁性濾油器等。
按濾油器安放的位置不同,還可以分為吸濾器,壓濾器和回油過濾器,考慮到泵的自吸泵入口的吸油粗濾器
過濾器的選擇要求入下表所示
表3.8
系統(tǒng)類別
一般液壓系統(tǒng)
伺服系統(tǒng)
壓力
<7
>7
35
21
顆粒大小
25~50
<25
<10
<5
網(wǎng)式濾芯是在周圍開有很多孔的金屬筒形骨架1上,包著一層或兩層銅絲網(wǎng)2,過濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定。網(wǎng)式濾芯結構簡單,清洗方便,通油能力大,過濾精度低,常作吸濾器。
根據(jù)要求選擇金屬絲填絲方孔網(wǎng)的濾油器,選擇網(wǎng)號為5,金屬絲直徑為1.2的濾油器。
2、 冷卻器的選擇
冷卻器 液壓系統(tǒng)中用得較多的冷卻器是強制對流式多管頭冷卻器。油液從進油口流入,從出油口流出,冷卻水從進水口流入,通過多根散熱管后,由出水口流出,油液在水管外部流動時,它的行進路線因冷卻器內(nèi)設置了隔板而加長,因而增加了散熱效果。水管外面還附有許多橫向或縱向散熱翅片,以此擴大散熱面積和熱交換效果,其散熱面積可達光滑管的8~10倍。 冷卻器 也有使用蛇形管冷卻器。 當液壓系統(tǒng)散熱量較大時,可使用化工行業(yè)中的水冷式板式換熱器,它可及時地將油液中的熱量散發(fā)出去,其參數(shù)及使用方法見相應的產(chǎn)品樣本。
根據(jù)要求選擇LQ系列管式冷卻器
其型號為:2LQFW
3、 管件
管件包括管道、管接頭和法蘭等,其作用是保證油路的連通,并便于拆卸、安裝;根據(jù)工作壓力、安裝位置確定管件的連接結構;與泵、閥等連接的管件應由其接口尺寸決定管徑。
管件的安裝要求:
(1) 管件 管道應盡量短,最好橫平豎直,拐彎少。為避免管道皺折,減少壓力損失,管道裝配的彎曲半徑要足夠大,管道懸伸較長時應適當設置管夾及支架。
(2) 管道盡量避免交叉,平行管間距要大于100mm,以防接觸振動,并便于安裝管接頭和管夾。
(3) 軟管直線安裝時要有30%左右的余量,以適應油溫變化、受拉和振動的需要。彎曲半徑要大于9倍軟管外徑,彎曲處到管接頭的距離至少等于6倍外徑。
(4) 液壓系統(tǒng)的工作溫度一般希望保持在30~50℃的范圍之內(nèi),最高不超過65℃,最低不低于15℃,如果液壓系統(tǒng)靠自然冷卻仍不能使油溫控制在上述范圍內(nèi)時,就需要安裝冷卻器;反之,如環(huán)境溫度太低,無法使液壓泵啟動或正常運轉(zhuǎn)時,就需安裝加熱器。
4、 油箱的選擇
(1)油箱容積計算
初始設計時,可依據(jù)使用情況,按照經(jīng)驗公式確定油箱容積:
(4.5)
式中: —油箱的容積;
—液壓泵的流量;
—經(jīng)驗系數(shù),見下表。
表3.11
行走機
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