畢業(yè)設計（論文）流水線工位上料機液壓系統(tǒng)設計（液壓站及油箱）

1、 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題 目： 流水線工位上料機液壓系統(tǒng)設計 （液壓站及油箱） 學生姓名 指導教師 趙新 二級學院 龍蟠學院 專 業(yè) m06機械設計及其自動化（模具設計） 班級06模具設計 學號 提交日期 2010年 5月 21日 答辯日期 2010年 6月 4日 金陵科技學院學士學位論文 目錄目 錄摘 要iiiabstractiv第1章 序言11.1 液壓技術在機械制造工業(yè)中的應用11.2 液壓技術在其他行業(yè)的應用21.3 液壓技術在工業(yè)生產中的發(fā)展21.4 液壓傳動的優(yōu)缺點31.5 液壓技術在工業(yè)生產中的地位41.6 液壓系統(tǒng)的設計流程4第2章 液壓系統(tǒng)設計52.1設計任務書要求52

2、.2任務分析523方案選擇52.4總體設計62.5負載圖和速度圖的繪制82.6液壓缸主要參數(shù)的確定82.7液壓系統(tǒng)圖的擬定122.8液壓元件的選擇14第3章 液壓站的設計173.1 液壓站簡介173.2 液壓站的結構設計17第4章 液壓系統(tǒng)中油箱設計214.1油箱有效容積的確定214.2 結構設計234.3減少油箱噪音23第5章 輔助元件的設計245.1 濾油器245.2 空氣濾清器24第6章 液壓系統(tǒng)清洗、使用與維護256.1 清洗液壓系統(tǒng)256.2 系統(tǒng)的使用和維護25總結27致 謝28參考文獻2933金陵科技學院學士學位論文 摘要摘 要液壓站是由液壓油箱、液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分

3、組成。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。流水線工位上料機的設計是在原有上料機的基礎上，運用現(xiàn)在的靈活性、安全性、經濟性等指標；結構以能夠滿足靈活性要求較高的流水線作業(yè)的需要。在生產流水線上，普遍采用上料機進行大中型待加工工件、物料的起降和搬運。流水線各加工工位配上合適的上料機，工作強度大大降低，生產效率成倍提高，同時操作控制靈活方便。工位上料機動力系統(tǒng)通常采用液壓系統(tǒng)進行工作，這一工作方式功率大，重量輕，結構簡單可靠，配置柔性較好，生產適應性很強，便于實現(xiàn)自動化控制，體現(xiàn)出諸多優(yōu)良性能。關鍵字：流水線上了機；液壓系統(tǒng)；液壓站；油箱金陵科技學院學士學位論文 abstracta

4、bstracthydraulic station is a hydraulic tank, pump unit and hydraulic control unit has three major components. hydraulic tank with air filter, oil filter, liquid level indicator and cleaning holes and so on. line station on the feeder is designed to be the original on the feeder, based on the use of

5、 the existing flexibility, security, economic and other indicators; structure to the flexibility required to meet the needs of the higher pipeline operations. in the production line, the commonly used feeding machine and medium-sized workpieces to be processed, the material of the landing and handli

6、ng. pipeline of processing station coupled with a suitable loading machine, greatly reduced the intensity of work, productivity has doubled and redoubled, while operational control flexibility. station on the feeding machine power system commonly used hydraulic system work, which means big power, li

7、ght weight, simple structure, reliable and flexible configurations better, producing highly adaptable, easy to realize automatic control, reflecting a number of excellent properties. keywords: the assembly line；hydraulic systems；hydraulic station；fuel tank金陵科技學院學士學位論文 第2章 液壓系統(tǒng)設計第1章 序言1.1 液壓技術在機械制造工業(yè)

8、中的應用近二十年來，許多工業(yè)部門和技術領域對高響應、高精度、高功率重量比和大功率的液壓控制系統(tǒng)的需要不斷擴大，促使液壓控制技術迅速發(fā)展。特別是反饋控制技術在液壓系統(tǒng)只中的應用，電子技術與液壓技術的結合，使這門技術不論在元件和系統(tǒng)方面、理論與應用方而都口趨完善和成熟，并形成為一門學科，成為液壓技術的重要發(fā)展方向之一。目前液壓控制技術已經企許多部門得到廣泛應用，諸如冶金、機械等工業(yè)部門，飛機、船舶交通部門，航空航天技術，海洋技術近代科學試驗裝愛好武器控制等。我國于五十年代開始液壓伺服元件和系統(tǒng)的研究工作，現(xiàn)在已生產幾種系列電掖伺服閥產品，液壓控制系統(tǒng)也在越來越多的部門得到了成功的應用。隨著國民經濟

9、的發(fā)展，液壓控制技術會在史多的部門為實現(xiàn)我國四個現(xiàn)代化的宏偉日標而發(fā)揮更大的作用。隨著技術的不斷進步，目前國外液壓系統(tǒng)己采用了節(jié)能效果極佳的壓力一流量補償負載傳感閉式系統(tǒng)，國內有些公司也采用這套技術。其特點是:可以實現(xiàn)壓力一流量控制。泵輸出的流量即執(zhí)行元件的速度只與操縱閥桿行程大小有關，而與負載大小無關，因此該系統(tǒng)具有良好的速度控制特性。該液壓系統(tǒng)所提供功率與執(zhí)行元件所要求的功率相差甚小，因而具有良好的功率控制特性，功率浪費損失小。由于系統(tǒng)的無用功率小，而且在系統(tǒng)不工作時，系統(tǒng)可以近似地實現(xiàn)“0”流量輸出，因而發(fā)熱小，不會產生過熱現(xiàn)象，提高了整個液壓系統(tǒng)的工作壽命。液壓技術作為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控

10、制的關鍵基礎技術之一，已成為工業(yè)機械、工程建設機械及國際尖端產品不可缺少的重要技術基礎。是它們向自動化、高精度、高效率、高速度、小型化、輕量化方向發(fā)展的關鍵技術。世界工業(yè)發(fā)達國家都將液壓工業(yè)列為競爭發(fā)展的行業(yè)，其發(fā)展速度遠高于機械工業(yè)的發(fā)展速度。液壓元件及其控制已發(fā)展成為綜合的液壓工程技術。機械制造是為國民經濟各部門和自身技術改造提供先進技術裝備的工業(yè)部門。鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、及切削等是機械制造工業(yè)獲取毛坯、成形產品及提高零件機械性能的重要生產方法，在眾多金屬冷、熱加工機器設備中普遍使用液壓技術，其中壓力機和金屬切削上料機是應用液壓技術較早較廣的領域。在車、銑、刨、磨、鉆各類液壓上料機中

11、，主要利用液壓技術可在較寬范圍內進行無級調速，具有良好的換向及換接性能，易于實現(xiàn)工作循環(huán)等優(yōu)點，完成工件及刀具的加緊、控制進給速度和驅動主軸作業(yè)，盡管現(xiàn)代數(shù)控上料機、加工中心等先進制造設備中采用離電伺服系統(tǒng)，但采用液壓傳動與控制仍然是現(xiàn)代金屬切削上料機自動化的重要途徑。在鍛造機、液壓機、折彎機、剪切機等壓力加工設備中，主要利用液壓傳動傳遞力較大、便于壓力調節(jié)控制和過載保護的特點，進行下料、成形加工等作業(yè)。鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等機器設備的生產作業(yè)環(huán)境極為惡劣，溫度高、粉塵多、濕度大、有腐蝕性氣體、振動噪聲大。因此要求機器要有良好的適應性、可靠性和維護性。在造型機及澆鑄機、焊接機、淬火機等鑄造

12、、焊接及熱處理機器設備中，主要利用液壓技術便于無級調速和遠距離遙控作業(yè)等特點，進行造型及鑄型輸送與澆鑄、高溫零件抓取等作業(yè)，以減輕勞動者勞動強度、避免和減少熱輻射和有害氣體對人身的侵襲并提高生產率。1.2 液壓技術在其他行業(yè)的應用液壓技術的應用也在不斷地向其他領域拓展，幾乎囊括了國民經濟的各個部門：從機械加工及裝配線到材料壓延和塑性成型設備；從材料及構件試驗機到電液仿真試驗臺；從建筑機械及工程機械到農業(yè)環(huán)境保護設備；從電力、煤炭等能源機械到石油天然氣的探采及各類化工設備；從礦山開采機械到鋼鐵冶金設備；從橡膠、皮革、造紙等輕工機械到家用電器、電子信息產品自動生產線及印刷、辦公自動化設備；從食品機

13、械及醫(yī)療器械到娛樂休閑及體育訓練器械；從航空航天控制到船舶、鐵路和公路運輸車輛等等。液壓傳動與控制已成為現(xiàn)代機械工程的基本要素和工程控制的關鍵技術之一。1.3 液壓技術在工業(yè)生產中的發(fā)展目前，液壓傳動及控制技術不僅用于傳動的機械操縱、助力裝置，也用于機械的模擬加工、轉速控制、發(fā)動機燃料進給控制，以及車輛動力轉向、主動懸掛裝置和制動系統(tǒng)，同時也發(fā)展到航空航天和海洋作業(yè)等領域。當前液壓技術正在繼續(xù)向以下幾個方面發(fā)展。1.3.1節(jié)能近幾年來，由于世界能源的緊缺，各國都把液壓傳動的節(jié)能問題作為液壓技術發(fā)展的重要課題。20世紀70年代后期，德、美等國相繼研制成功負載敏感泵及低功率電磁鐵等。最近美國威克斯

14、公司又研制成功用于功率匹配系統(tǒng)的cmx閥。1.3.2液壓與微電子、計算機技術相結合20世紀80年代以來，逐步完善和普及的計算機控制技術和集成傳感器技術為液壓技術與電子技術相結合創(chuàng)造了條件。隨著微電子、計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了各種數(shù)字閥和數(shù)字泵，并出現(xiàn)了把單片機直接裝在了液壓組件上的具有位置或力反饋的閉環(huán)控制液壓元件及裝置。1.3.3提高液壓傳動的可靠性由于有限元法在液壓元件設計上的應用，可靠性實驗、研究工作的廣泛開展以及新材料、新工藝的發(fā)展等，使液壓元件的壽命得到了提高。由于對飛機、船舶、冶金等一些重要液壓系統(tǒng)采用多裕度設計，并在系統(tǒng)中設置旁路凈化回路及具有初級智能的自動智能的自動故障檢測儀表

15、等，加強了油液的污染度控制。上述領域的一些重要成果，使液壓系統(tǒng)的可靠性逐漸提高。1.3.4高度集成化疊加閥、集成塊、插裝閥的應用以及把各種控制閥集成于液壓泵及液壓執(zhí)行元件上形成組合元件，有些還把單片機等集成在其控制機構上，達到了集機、電、液于一體化的高度集成化。此外，高壓高轉速低噪聲組件的研究，高效濾材的研究，環(huán)保型工作介質及其相應高壓液壓組件的研究等也是值得關注的動向。1.4 液壓傳動的優(yōu)缺點1.4.1液壓傳動的優(yōu)點液壓傳動之所以在工程實際中應用廣泛，是因為它與機械傳動等相比，具有許多優(yōu)點。（1）液壓傳動可在運行過程中方便地實現(xiàn)無級，調速范圍可達1000：1。液壓傳動裝置可在極低的速度下輸出

16、很大的力。（2）在輸出相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、質量輕、結構緊湊、慣性小。由于液壓系統(tǒng)中的壓力比電樞磁場中單位面積上的磁力大三十倍到四十倍，液壓傳動裝置的體積和質量只占相同功率電動機的12%左右。因此，液壓傳動易于實現(xiàn)快速啟動、制動及頻繁換向，每分鐘的換向次數(shù)可達500次（左右擺動）、1000次（往復移動）。（3）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，特別是采用電液和氣液傳動時，可實現(xiàn)復雜的自動控制。（4）液壓傳動易于實現(xiàn)過載保護。當液壓系統(tǒng)超負荷時，液壓油可以經溢流閥流回油箱，系統(tǒng)得到過載保護。（5）易于設計、制造。液壓元件已經實現(xiàn)了標準化、系列化和通用化。液壓系統(tǒng)的設計、制造和使用都比較方

17、便。液壓元件的排列布置也有很大的靈活性。1.4.2液壓傳動的缺點（1）不能保證嚴格的傳動比。這是由于液壓介質的可壓縮性和不可避免的泄漏等因素引起的。（2）系統(tǒng)工作時，對溫度的變化較為敏感。液壓介質的粘性隨溫度的變化而變化，從而使液壓系統(tǒng)不易保證在高溫和低溫下都具有良好的工作穩(wěn)定性。（3）在液壓傳動中，能量需經過兩次變換，且液壓能在傳動過程中有流量和壓力損失，所以系統(tǒng)能量損失較大，傳遞效率較低。（4）元件的制造精度高、造價高，對其使用和維護提出了較高的要求。（5）出現(xiàn)故障時，比較難于查找和排除，對維修人員的技術水平要求高。1.5 液壓技術在工業(yè)生產中的地位當前，液壓技術作為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關

18、鍵基礎技術之一，已成為工業(yè)機械、工程建設機械及國際尖端產品不可缺少的重要技術基礎。是它們向自動化、高精度、高效率、高速度、小型化、輕量化方向發(fā)展的關鍵技術。世界工業(yè)發(fā)達國家都將液壓工業(yè)列為競爭發(fā)展的行業(yè)，其發(fā)展速度遠高于機械工業(yè)的發(fā)展速度。液壓元件及其控制已發(fā)展成為綜合的液壓工程技術，其應用和發(fā)展已被視為衡量一個國家的工業(yè)水平和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。1.6 液壓系統(tǒng)的設計流程液壓系統(tǒng)的設計一般泛指液壓傳動系統(tǒng)的設計。由于液壓傳動系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)從結構和工作原理而言并無本質區(qū)別。通常所說的液壓系統(tǒng)設計，皆為液壓傳動系統(tǒng)設計。液壓系統(tǒng)的設計與主機的設計是緊密聯(lián)系的，所設計的液壓系統(tǒng)首先應滿

19、足主機的拖動、循環(huán)要求，其次還要符合結構簡單、體積小重量輕、工作安全可靠、使用維護方便經濟性好等公認的設計原則。第2章 液壓系統(tǒng)設計2.1設計任務書要求試設計一臺流水線上料機的液壓系統(tǒng)。要求驅動它的液壓傳動系統(tǒng)完成快速上升-慢速上升-停留-快速下降的工作循環(huán)。其垂直上升工件最大質量為600kg，工作滑動平臺重量為1500n，快速上升行程350mm，速度要求45mm/s，慢速上升行程100mm，最小速度為5mm/s，快速下降行程450mm，速度要求60mm/s。工作滑動平臺采用90夾角的v字形導軌，滑動平臺與導軌的最大間隙為1mm，啟動和停止的加速和減速時間為0.2s。2.2任務分析系統(tǒng)總共承受

20、的負載為6500n，所以系統(tǒng)負載很小，應屬于低壓系統(tǒng)。系統(tǒng)要求快上速度大于45mm/s,慢上的速度大于5mm/s,快下的速度大于60mm/s，要完成的工作循環(huán)是：快進上升、慢速上升、停留、快速下降。但從系統(tǒng)的用途可以看出系統(tǒng)對速度的精度要求并不高，所以在選調速回路時應滿足經濟性要求。23方案選擇2.3.1方案擬定（1）供油方式從系統(tǒng)速度相差很大可知，該系統(tǒng)在快上和慢上時流量變化很大，因此可以選用變量泵或雙泵供油。（2）調速回路由于速度變化大，所以系統(tǒng)功率變化也大，可以選容積調速回路或雙泵供油回路。（3）速度換接回路由于系統(tǒng)各階段對換接的位置要求不高，所以采用由行程開關發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實

21、現(xiàn)速度的換接。（4）平衡及鎖緊為了克服滑臺自重在快下過程中的影響和防止在上端停留時重物下落，必需設置平衡及鎖緊回路。根據(jù)上述分析，至少有兩種方案可以滿足系統(tǒng)要求。（1） 用變量泵供油和容積調速回路調速，速度換接用二位二通電磁閥來實現(xiàn)，平衡和鎖緊用液控單向閥和單向背壓閥。系統(tǒng)的機械特性、調速特性很好，功率損失較小，但是系統(tǒng)價格較貴。（2） 用雙泵供油，調速回路選節(jié)流調速回路，平衡及鎖緊用液控單向閥和單向背壓閥實現(xiàn)。系統(tǒng)的機械特性、調速特性不及第一種方案，但其經濟性很好，系統(tǒng)效率高。2.3.2方案確定綜上所述，考慮到系統(tǒng)的流量很大，變量泵不好選，第二種方案雙聯(lián)式定量葉片泵的經濟性好，系統(tǒng)效率高，能

22、快速的進退因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用單個定量泵的、供油方式不太適，宜選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源，所以選第二種方案。2.4總體設計2.41工作負載2.42摩擦負載由于工件為垂直起升，所以垂直作用于導軌的載荷可由其間隙和結構尺寸可根據(jù)公式計算出滑臺垂直作用于導軌的壓力約為120n，取則有：靜摩擦負載 動磨擦負載 2.43慣性負載加速 減速 制動 反向加速 反向制動 根據(jù)以上計算，考慮到液壓缸垂直安放，其重量較大，為防止因自重而下滑，系統(tǒng)中應設置平衡回路。因此在對快速向下運動的負載分析時，就不考慮滑臺2的重量。則液壓缸各階段中的負載如表4.1所示（）。表4.1 液壓缸各階段負載

23、工況計算公式總負載 f/n缸推力 f/n啟 動6413.947048.29加 速7566.378314.69快 上7396.978128.54減 速7246.377963.04慢 上7396.978128.54制 動7378.148107.85反向加速242.87266.89快 下16.9718.65制 動208.93229.592.5負載圖和速度圖的繪制按照前面的負載分析結果及已知的速度要求、行程限制等，繪制出負載圖及速度圖如圖3.1所示。圖3.1 液壓缸各階段負載速度2.6液壓缸主要參數(shù)的確定2.61初選液壓缸的工作壓力根據(jù)分析此設備的負載不大，按類型屬機床類，所以初選液壓缸的工作壓力為2

24、.0mpa2.62計算液壓缸的尺寸按標準取：80mm。根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿的直徑：按標準取：45mm。所以液壓缸的有效作用面積為：無桿腔面積 有桿腔面積 2.63活塞桿穩(wěn)定性校核因為活塞桿總行程為450mm，而且活塞桿直徑45 mm，= =10 =10,不需要進行穩(wěn)定性校核。2.64求液壓缸的最大流量2.65繪制工況圖工作循環(huán)中各個工作階段的液壓缸壓力、流量和功率如表3.2所示表3.2工作循環(huán)中各個工作階段的液壓缸壓力、流量和功率工況壓力流量功率p/w快上163211.005013.06慢上16340.91952.48快下00054226.7820.51由此表繪出液壓缸的工況圖

25、，如圖3.2所示。鋼筒壁及法蘭的材料選45鋼，活塞桿材料選q235。液壓缸的內徑d和活塞桿直徑d都已在前面的計算中算出，分別為80mm和45mm。 圖3.2系統(tǒng)工況圖2.66液壓缸其它參數(shù)的選擇（1）活塞的最大行程l已由要求給定為450mm。（2）小導向長度 當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到導向套滑動面中點的距離稱為最小導向長度h。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設計時必須保留有一最小導向長度。對于一般的液壓缸，當液壓缸的最大行程為l，缸筒直徑為d時，最小導向長度為： 所以取。（3）活塞的寬度的確定 取b=0.7d=56mm（4）活塞桿長度的確定活塞桿

26、的長度活塞桿的長度應大于最大工作行程、導向長度、缸頭、缸蓋四者長度之和。既l+h+=450+95+78+32=655mm.但是為了使其能夠工作，必須和工作臺連接，所以還應支出一部分。考慮實際工作環(huán)境和連接的需要，取這部分長度為50mm.所以液壓缸的總長=655+50=705mm.2.7液壓系統(tǒng)圖的擬定液壓系統(tǒng)圖的擬定，主要是考慮以下幾個方面的問題：2.7.1供油方式 從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下時所需流量較大，且比較接近。在慢上時所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用單個定量泵的供油是不合適的，宜選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。2.7.2調速回路 由工況圖可知，該

27、系統(tǒng)在慢速時速度需要調節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，所以采用調速閥的回油節(jié)流調速回路。2.7.3調速換接回路 由于快上和慢上之間速度需要換接，但對換接的位置要求不高，所以采用由行程開關發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實現(xiàn)速度的換接。2.7.4平衡及鎖緊 為防止在上端停留時重物下落和在停留斯間內保持重物的位置，特在液壓缸的下腔（無桿腔）進油路上設置了液控單向閥；另一方面，為了克服滑臺自重在快下過程中的影響，設置一單向背壓閥。 本液壓系統(tǒng)的換向閥采用三位四通y型中位機能的電磁換向閥。擬定系統(tǒng)如圖3.3：系統(tǒng)工作過程：快上時，電磁閥2有電，兩泵同時工作，液壓油經過電換向閥6、液控單向

28、閥7、背壓閥8，流入無桿腔，再經過單向電磁閥9、換向閥6回油箱。慢上時，活塞走到420mm處，壓下行程開關，行程閥3，4換接，同時使電磁3有電，大流量泵經過它卸荷，只有小流量泵供油，調速閥10調節(jié)回油。工作太速度下降。快下時，行程閥復位，電磁閥1有電，雙泵同時供油，經過換向閥6（左位）、調速閥10、背壓閥8、液控單向閥7、換向閥6回到油箱。 圖3.3液壓系統(tǒng)原理圖2.8液壓元件的選擇2.81確定液壓泵的型號及電機功率液壓缸在整個工作循環(huán)中最大工作壓力為1.63mpa，由于該系統(tǒng)比較簡單，所以取其壓力損失0.4mpa，所以液壓泵的工作壓力為兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油時，若回路中的泄漏按10%計算，

29、則兩個泵總流為，慢進時液壓缸所需流量為40.19l/min，所以，高壓泵的輸出流量為44.209l/min。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產品目錄，選用rv2r34的雙聯(lián)葉片泵，前泵輸出流量47ml/r, 后泵輸出流量200ml/r，額定壓力為14mpa，容積效率0.9總效率0.8，所以驅動該泵的電動機的功率可由泵的工作壓力(2.03mpa)和輸出流量(970r/min) 求出：查看電機產品目錄、擬選用電動機的型號為y160l-6,功率為11000w，額定轉速為970r/min。2.8.2選擇閥類元件及輔助元件根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格如表3.

30、3所示油管的確定：可按公式：快退時候流量最大為226.78l/min,v取10m/s計算 =0.022m本油路系統(tǒng)中出油口采用內徑為25mm，外徑為34mm的紫銅。表4.3 元件的型號及規(guī)格序號名稱通過流量根據(jù)流量選擇型號及規(guī)格1濾油器400xua4030fs2雙聯(lián)葉片泵44.209/195.249pv2r24（47/200）3單向閥200cit-10-35-504行程閥（二位二通）20022ef3-e10b5溢流閥144.43y2-ha32l6三位四通電液換向閥239.458h-1weh7液控單向閥239.458ct1-10b8單向順序閥239.458axf3-20b9二位二通電磁換向閥22

31、ef3-e10b10單向調速閥239.458msa30ef25011電動機y90s-6金陵科技學院學士學位論文 第三章 液壓站的設計第3章 液壓站的設計3.1 液壓站簡介 液壓站是由液壓油箱、液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同同類型的液壓泵、驅動電機及其它們之間的聯(lián)軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。 機床液壓站的結構型式有分散式和集中式兩種類型。 (1)集中式 這種型式將機床按壓系統(tǒng)的供油裝置 , 控制調節(jié)裝置獨立于機床之外，單獨設置一個液壓站。這種結構的優(yōu)點是安裝維修方便，按壓裝置的振動、發(fā)

32、熱都與機床隔開；缺點是液壓站增加了占地面積。控制調節(jié)裝置獨立于機床之卸，按壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隅(2)分散式 這種型式將機床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調節(jié)裝置分散在機床的各處。例如利用機床床身或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調節(jié)裝置放任便于操作的地方。這種結構的優(yōu)點是結構緊湊，泄漏油易回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修不方使。同時供油裝置酌振動、液壓油的發(fā)熱都將對機床的工作精度產生不良影響，故較少采用，一般非標設備不推薦使用。3.2 液壓站的結構設計3.2.1 液壓泵的安裝方式 液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵驅動電動機及其聯(lián)軸器等。其安裝方式分為上置式和非上置式兩種。 (1) 上置式安裝

33、將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在液壓油箱內(如圖3.1)，這種結構型式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省內地面積。但散熱條件不好。 圖3.1 (2）非上置式安裝 將液壓泵和與電動機放在液壓油箱旁，(如圖3.2)所示，這種結構，振動較小，油箱的清洗比較容易，但占地面積較大，吸油管與泵連接要求嚴格，應用于較大型液壓站。圖3.2流水線上料機的液壓系統(tǒng)安放在流水線上料機的結構架上面，要求結構緊湊，站地面積小，經過對比分析，采用上置式安裝,通過螺栓將電機上的法蘭與油箱和好的固定在一起,并且將泵放在油箱內,泵浸在油液中,可以改善泵的吸油條件。3.2.2 液壓

34、泵與電動機的連接 將液壓泵與電動機連接方式,采用聯(lián)軸器，用來把電動機軸與泵軸聯(lián)接在一起，機器運轉時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離(如圖3.3)。 圖3.3（一） 選擇聯(lián)軸器的類型 聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)釉器兩大類，其中撓性聯(lián)釉器又可以分為無彈性元件的撓性聯(lián)釉器和有彈性元件的撓性聯(lián)釉器兩大類別。選擇聯(lián)釉器考慮以下幾點： （1）所需傳遞的轉矩大小和性質以及對緩沖減娠功能的要求。例如，對大功率的重載傳動，可選用齒式聯(lián)軸器；對嚴重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉振動的傳動，可選用輪胎式聯(lián)袖器等具有高彈性的聯(lián)軸器。（2） 聯(lián)軸器的工作轉速高低和引起的離心力大小。對于高速傳動軸，應

35、選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。液壓泵與電機之間的聯(lián)軸器，一般用簡單彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性。其二者的共同特點是傳遞扭矩范圍較大，轉速較高，彈性好，能緩沖扭矩急劇變化引起的振動，能補償軸位移。但在使用中應定期檢查彈性圈。（二）計算聯(lián)軸器的計算轉矩 由于機器起動時的動載荷和運轉中可能出現(xiàn)的過載現(xiàn)象，所以應當按軸上的最大轉矩作為計算轉矩tca，查參考文獻4 p343，計算轉矩按下式計算；tca=kat 式中 t公稱轉矩，單位為nm；ka工作情況系數(shù)。查參考文獻4 表14-1，轉矩變化小，原動機為電動機，得ka=1.3。ka=1.3代入公式，計算得： =95

36、50=49.74nm。 tca= kat=1.349.74=64.66nm。（三）確定聯(lián)軸器的型號 根據(jù)計算轉矩tca及所選的聯(lián)軸器類型，按照tcat的條件出聯(lián)軸器標準中選定該聯(lián)軸器型號。查參考文獻4表17-5，選擇ml3型梅花形彈性聯(lián)軸器，該型號聯(lián)軸器公稱扭矩為t=90nmtca，許用轉速n=6700r/min，滿足要求。（四）安裝聯(lián)軸器的技術要求 技術要求如下：（1）半聯(lián)軸器做主動件。（2）聯(lián)軸器與電動機軸配合時采用h7/h6配合，與泵軸則采用h8/h7的配合（3）最大同軸度偏差不大于0.1mm，軸線傾角不大于40金陵科技學院學士學位論文 第4章 液壓系統(tǒng)中的油箱設計第4章 液壓系統(tǒng)中油箱

37、設計4.1油箱有效容積的確定在開式傳動的油路系統(tǒng)中，油箱是必不可少的，它的作用是，貯存油液，凈化油液，使油液的溫度保持在一定的范圍內，以及減少吸油區(qū)油液中氣泡的含量。因此，進行油箱設計時候，要考慮油箱的容積、油液在油箱中的冷卻、油箱內的裝置和防噪音等問題。油箱容積根據(jù)液壓泵的流量計算，取其體積v=（24），即取v=3247=741 l取800l油箱的三個邊長在1：1：11：2：3范圍內，設定油箱可以設計為l=1100mm,d=910mm,h=800mm。由于油箱選擇容量時系數(shù)偏大，就把油箱壁厚包括在以上的計算出的長度中。油箱容量大于400ml，壁厚取5mm，油箱底部厚度取8mm，箱蓋應為壁厚的

38、3倍，取15mm。為了增加油液的循環(huán)距離，使油液有足夠的時間分離氣泡，沉淀雜質，消散熱量，所以吸油管和回油管相距較遠，并且中間用隔板隔開，油箱底應微微傾斜以便清洗。由于油箱基本裝滿油，隔板高取液面高的3/4，約取為700mm.4.1.1 油箱容積的驗算 液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機械損失構成總的能量損失，這些能量損失轉化為熱量，使系統(tǒng)油溫升高，由此產生一系列不良影響。為此，必須對系統(tǒng)進行發(fā)熱計算，以便對系統(tǒng)溫升加以控制。液壓系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因，是由于液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失以及溢流閥的溢流損失所造成的，當液壓油溫度升高后，會引起油液粘度下降，從而導致液壓元件性能的變化，壽命降低以及液壓油老化。因

39、此，液壓油必須在油箱中得到冷卻,以保證液壓系統(tǒng)正常工作。1 系統(tǒng)總的發(fā)熱公率系統(tǒng)總的發(fā)熱公率h是估算得來的，查參考文獻1，p 46，得系統(tǒng)總的發(fā)熱公率h估算公式： 式中，n液壓泵輸入功率（kw）； 執(zhí)行元件的有效功率（kw）；若一個工作循環(huán)中有幾種工況，則應求出其總平均有效功率，系統(tǒng)總的發(fā)熱公率：h=n（1-） 式中 系統(tǒng)總效率。 由查參考文獻5，液壓泵輸入功率：n=nd1 式中nd電動機功率（kw）；1聯(lián)軸器傳動效率。查參考文獻5 p7，取=0.99，代入公式6.4得： n=0.997.5kw=7.425kw 所以，液壓泵輸入功率n=7.425kw。將n=7.425kw代入公式6.3，得：

40、h= n（1-）=7.425（1-0.695）kw=2.265kw。2 散熱功率及溫升油路系統(tǒng)的散熱,主要靠油箱表面散熱,油箱的散熱功率可以用下式進行估算： =ka (kw) 式中, k油箱的散熱系數(shù)（kw/）； a油箱散熱面積（）；系統(tǒng)溫升植（）。其中，油箱的散熱面積可以用下式估算a=0.065 （） 式中，油箱的有效容積（l）。 液壓系統(tǒng)的熱平衡條件： 機器在長期連續(xù)工作下，應該保持系統(tǒng)的熱平衡，其熱平衡式為： h-=0， h-ka=0， 查參考文獻1，p40，取k=0.025 kw/，將k=0.025代入公式，得： =29.7查參考文獻1表3-32所給的允許值為：一般工作機械35，故系統(tǒng)

41、溫升驗算合格。4.2結構設計通過對油箱的了解，流水線上料機的油箱，是單件的生產，因此，采用拼焊的方法焊接而成。進行油箱結構設計時,首先考慮的是油箱的剛度,其次考慮便于換油和清洗油箱以及安裝和拆卸油泵裝置,當然,從企業(yè)的方面考慮，油箱的結構應該盡量簡單,以利于密封和降低造價。（1）油箱體 油箱體由a3鋼板焊接而成,取鋼板厚度36mm，箱體大者取大值，本流水線上料機的油箱板厚度為4mm。在油箱側壁上安裝油位指示器。在油箱與隔板垂直的一個壁上常常開清洗孔，以便于清洗油箱。（2）油箱底部 油箱底部采用傾斜的方式，用焊接方法與壁板焊接而成，采用這種結構，便于排油，底部最低處有排油口，排油口與基礎面的距離

42、為150mm，。 焊接結構油箱，油箱用a3鋼板，其厚度等于側壁鋼板的厚度，為4mm。（3）油箱隔板 為了使吸油區(qū)和壓油區(qū)分開，便于回油中雜質的沉淀，油箱中設置了隔板。隔板的安裝方式主要有兩種，第一種：回油區(qū)的油液按一定方向流動，既有利于回油中的雜質、氣泡的 分離，又有利于散熱。第二種：回油經過隔板上方溢流至吸油區(qū)，或經過金屬網(wǎng)進入吸油區(qū)，更有利于雜質和氣泡的分離。在本流水線上料機的設計中，采用隔板的方式，主要為了將沉淀的雜質分開。隔板的位置在油箱的中間，將吸油區(qū)和回油區(qū)分開，隔板的高度，為最低油面的1/2。隔板的厚度等于油箱側壁厚度。（4）油箱蓋 油箱蓋多用鑄鐵或鋼板兩種材料制造，現(xiàn)采用鋼板，

43、在油箱蓋上鉆下列通孔：回油管孔、通大氣孔（孔口有空氣濾清器）以及安裝液壓集成裝置的安裝孔。4.3減少油箱噪音 防噪音問題是現(xiàn)代機械裝備設計中必須考慮的問題之一。油路系統(tǒng)的噪音源，以泵站為首，因此，進行油箱設計時，從下列幾方面減輕噪音：（1）油箱與箱蓋間增加防振橡皮墊：（2）用地腳螺栓將油箱牢固固定在基礎上；（3）油泵排油口用橡膠軟管與閥類元件相連接；（4）回油管管接頭振動噪音較大時，改變回油管直徑或增設一條回油管，使每個回油管接頭的通路減少。金陵科技學院學士學位論文 第5章 輔助元件的設計第5章 輔助元件的設計5.1 濾油器過濾器的功用是清除油液中的各種雜質，以免其劃傷、磨損、甚至卡死有相對運

44、動的零件，或堵塞零件上的小孔及縫隙，影響系統(tǒng)的正常工作，降低液壓元件的壽命，甚至造成液壓系統(tǒng)的故障。用過濾器對油液進行過濾是十分重要的。（一）選用過濾器的基本要求在選擇過濾器的時候，考慮過濾精度，過濾器可分為四個等級：粗過濾器(d100m)；普通過濾器(d10100m)；精密過濾器(d510m)；特精過濾器(d1m )。在選擇過濾器的同時，還考慮到過濾器的過濾能力過濾能力是指在一定壓降下允許通過過濾器的最大流量。過濾器的過濾能力應大于通過它的最大流量，允許的壓力降一般為0.030.07mpa。按濾芯材料和結構形式的不同，過濾器可分為網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、燒結式過濾器及磁性過濾器等。查查參考文獻

45、2，表20-8-126中，傳動系統(tǒng)壓力7mpa的中高壓系統(tǒng)時,過濾精度為1015m，在查表20-8-132，選擇紙芯式，型號為：zu-h4010s。5.2 空氣濾清器空氣濾清器是對空氣進行凈化的裝置，它由殼體和濾芯組成，濾芯布置在殼體內。大氣中有各種異物，例如灰塵、砂粒等，會對液壓系統(tǒng)的油液造成污染，它們將加速系統(tǒng)的磨損，從而降低系統(tǒng)的使用壽命?？諝鉃V清器能防止這種情況。查參考文獻3，表6-68，選擇quq2型空氣濾清5.3 液壓油液壓設備出現(xiàn)的故障，有些是由于液壓油選擇不當所引起的。選擇液壓油時需要考慮的因素很多，其中最主要的是根據(jù)使用條件選用粘度合適的液壓油。在確定液壓油粘度時，應著重考慮

46、下列因素；工作壓力的高低、工作環(huán)境溫度的高低、工作部件運動速度的大小和液壓泵對液壓油鉆度的要求。考慮的具體原則是， 1)系統(tǒng)壓力較高時，為了減少容積損失，宜選用粘度較高的液壓油；壓力較低時，可選用粘度較低的液壓油；高壓系統(tǒng)宜選用加有抗磨損添加劑的抗磨液壓油。2)環(huán)境溫度高，宜選用高粘度液壓油；環(huán)境溫度低，宜選用低粘度液壓油。3)工作部件運動速度較低的往復運動液壓系統(tǒng)低粘度的液壓油，工作部件作旋轉運動的液壓系統(tǒng)，可選用粘度較高的液壓油。查參考文獻2，選用20號機油。金陵科技學院學士學位論文 第6章 液壓系統(tǒng)清洗、使用與維護第6章 液壓系統(tǒng)清洗、使用與維護6.1 清洗液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)在制造、試驗、

47、使用和儲存中都會受到污染，而清洗是清除污染，使液壓油、液壓元件和管道等保持清潔的重要手段。生產中，液壓系統(tǒng)的清洗通常有主系統(tǒng)清洗和全系統(tǒng)清洗。全系統(tǒng)清洗是指對液壓裝置的整個回路進行清洗，在清洗前應將系統(tǒng)恢復到實際運轉狀態(tài)。清洗介質可用液壓油，清洗時間一般為2-4小時，特殊情況下也不超過10小時，清洗效果以回路濾網(wǎng)上無雜質為標準。清洗時注意事項：1、一般液壓系統(tǒng)清洗時，多采用工作用的液壓油或試車油。不能用煤油、汽油、酒精、蒸氣或其它液體，防止液壓元件、管路、油箱和密封件等受腐蝕；2、清洗過程中，液壓泵運轉和清洗介質加熱同時進行。清洗油液的溫度為（50-80）時，系統(tǒng)內的橡膠渣是容易除掉的；3、清

48、洗過程中，可用非金屬錘棒敲擊油管，可連續(xù)地敲擊，也可不連續(xù)地敲擊，以利清除管路內的附著物；4、液壓泵間歇運轉有利于提高清洗效果，間歇時間一般為（10-30）min;5、在清洗油路的回路上，應裝過濾器或濾網(wǎng)。剛開始清洗時，因雜質較多，可采用80目濾網(wǎng)，清洗后期改用150目以上的濾網(wǎng)；6、清洗時間一般為（48-60）小時，要根據(jù)系統(tǒng)的復雜程度、過濾精度要求和污染程度等因素決定；7、為了防止外界濕氣引起銹蝕，清洗結束時，液壓泵還要連續(xù)運轉，直到溫度恢復正常為止；8、清洗后要將回路內的清洗油排除干凈。6.2 系統(tǒng)的使用和維護（一）系統(tǒng)日常檢查 系統(tǒng)進行日常檢查，以保證設備的正常運行，檢查項目和內容如下

49、： 1、壓力是否穩(wěn)定和在規(guī)定范圍內； 2、全系統(tǒng)是否漏油； 3、油溫是否在范圍內，不得大于60； 4、系統(tǒng)是否有異常。（二） 系統(tǒng)定期檢查 系統(tǒng)定期檢查，檢查項目和內容如下： 1、螺釘及管接頭定期緊固，每月一次； 2、過濾器、空氣濾清器每月檢查一次； 3、對電磁換向閥按其使用手冊定期檢查維修。(三) 綜合檢查 綜合檢查每年一次。其主要內容是檢查液壓裝置的各元件和部件，判斷其性能和壽命，并對產生故障的部位進行檢修或更換元件。綜合檢查的方法主要是分解檢查，要重點排除一年內可能產生的故障因素。（四） 其他注意事項 1、液壓油應經常保持清潔； 2、在液壓泵啟動和停止時，應使溢流閥卸荷； 3、溢流閥的調

50、定壓力不得超過液壓系統(tǒng)的最高壓力； 4、盡量保持電磁閥的電壓穩(wěn)定，否則可能導致線圈過熱；金陵科技學院學士學位論文 總結總結經過“流水線工位上料機液壓系統(tǒng)設計”，不僅鞏固了以前所學的液壓傳動知識，而且還是對液壓傳動、機械設計、計算機三維設計等知識的綜合應用，是真正地把專業(yè)知識、設計能力和實踐能力有機地結合在一起。受益更深的是理清了對整個系統(tǒng)設計時的思路，也鍛煉了思維原則性和靈活性,這對于以后的學習和工作也有積極的作用。在這次上料機液壓系統(tǒng)設計中，我深刻的體會到在設計一個具體的系統(tǒng)時不像學習課本上的液壓系統(tǒng)原理一樣簡單，要考慮到整個系統(tǒng)中的設計、加工、安裝等細節(jié)，也要考慮到整個系統(tǒng)在工作時的協(xié)調性。稍有一個部件考慮不全面就會影響系統(tǒng)的工作性能，滿足不了設計要求。例如，在系統(tǒng)工作在工進階段時，若提供背壓較小就會影響工件的加工質量，若換向閥的型號及換向方式在設計中選擇不合適，就會影響換向的平穩(wěn)性，所以在設計時要遵守設計原則也要有一定的靈活性。畢業(yè)設計是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結合的機