液壓泵站課程設(shè)計(jì).docx

1、.專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目名稱：P1 系列雙定量齒輪泵液壓泵站設(shè)計(jì)學(xué)院 ：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)年級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化11 級(jí)姓名 ：張強(qiáng)班級(jí)學(xué)號(hào)：液壓 11-1-02指導(dǎo)教師：張玉峰、張金濤二一五年一月九日.目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 .- 1 -二、擬定系統(tǒng)液壓原理圖 .- 2 -三、選擇或設(shè)計(jì)液壓元件 .- 3 -3.1 齒輪泵 .- 3 -3.2.液壓閥類元件的選擇 .- 3 -3.2.1溢流閥 .- 3 -3.2.2單向閥 .- 4 -3.2.3截止閥 .- 4 -3.3 液壓輔件選擇 .- 5 -3.3.1壓力表 .- 5 -3.4 液壓介質(zhì)的選擇 .- 5 -3.5 其他液壓輔助元

2、件的設(shè)計(jì)與選擇 .- 5 -3.5.1過(guò)濾器的選擇 .- 5 -3.5.2管道及管接頭的選擇 .- 6 -3.5.3空氣濾清器的選擇 .- 7 -3.5.4液位計(jì)的選擇 .- 7 -3.5.5冷卻器的選擇 .- 8 -3.5.6加熱器的選擇 .- 8 -3.6電動(dòng)機(jī)的選擇 .- 8 -3.7聯(lián)軸器選擇 .- 9 -四、油箱設(shè)計(jì) .-10-4.1油箱的設(shè)計(jì) .-10-4.2隔板，放油塞，清洗孔，通氣器，注油口的設(shè)計(jì) .-10-4.3吊耳 .-11-4.4管路的配置 .-11-五、液壓泵站的組裝和使用維護(hù) .-12-5.1液壓泵站的組裝 .-12-5.1.1液壓元件和管件的質(zhì)量檢查 .-12-5.

3、2液壓元件和管道安裝 .-12-5.2.1液壓元件的安裝 .-12-5.2.2管道安裝 .-12-設(shè)計(jì)小結(jié) .-14-致謝 .-14-參考文獻(xiàn) .-14-.一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： P1 系列雙定量齒輪泵液壓泵站設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：齒輪泵 1.3m?/rev（21MPa 電磁卸荷）+7.4m ?/rev（ 21MPa 電磁卸荷）；回油過(guò)濾冷卻；內(nèi)置安裝。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書：1、泵站設(shè)計(jì)到溢流閥；2、必須設(shè)有油箱、過(guò)濾器、加熱器、冷卻器、清洗窗、液位計(jì)、空氣濾清器以及各元件所必須的配附件；3、需完成泵站系統(tǒng)原理圖，（按國(guó)標(biāo)符號(hào)繪制）泵站總裝配圖，電機(jī)泵組部件裝配圖， 裝配圖表達(dá)出液壓安裝關(guān)系和機(jī)械安裝關(guān)系

4、裝配圖與系統(tǒng)原理圖一一對(duì)應(yīng)；4、主要元件參考網(wǎng)站： .kompassptc./5、說(shuō)明書中列寫設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程、所選元件詳細(xì)技術(shù)參數(shù)；6、任務(wù)書中沒(méi)有指定內(nèi)容自定；7、油箱上通孔必須有密封措施；.二、擬定系統(tǒng)液壓原理圖液壓系統(tǒng)回路圖如下：1、油箱2、空氣濾清器3、液位計(jì) 4、溫度計(jì) 5、加熱器 6、粗過(guò)濾器 7、高壓截止閥 8、冷卻器 9、警報(bào)式過(guò)濾器 10、單向閥 11、齒輪泵 I 12、齒輪泵 II 13、溢流閥 14、壓力表開(kāi)關(guān) 15 、壓力表圖 2.1 液壓系統(tǒng)回路圖.三、選擇或設(shè)計(jì)液壓元件3.1 齒輪泵已知齒輪泵流量，參考提供網(wǎng)站圖 3.1 雙聯(lián)變量葉片泵參數(shù)選取泵 1 型號(hào)為 P101

5、 型號(hào)定量齒輪泵，額定壓力 21MPa，泵排量 1.3m?/rev ，轉(zhuǎn)速范圍在 8501800r/min ，最大流量為 1.82L/min ，選取泵 2 型號(hào)為 P107 型號(hào)定量齒輪泵，額定壓力 21MPa，泵排量 7.4m?/rev ，轉(zhuǎn)速范圍在 8501800r/min ，最大流量為 8.14L/min ，由于是內(nèi)置安裝選取法蘭盤型。根據(jù)所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25%60%，所以擬定系統(tǒng)工作壓力為 21MPa。3.2.液壓閥類元件的選擇閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過(guò)該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。3.2.1 溢流閥溢流閥我們根據(jù)簡(jiǎn)單實(shí)用的原則，選用普通直動(dòng)

6、型溢流閥： 靈敏度高，壓力溢流量的影響較小，適合在中高壓大流量下工作。根據(jù)泵的最大流量8.14L/min及參考網(wǎng)站.圖 3.2 溢流閥參數(shù)選擇 DG02型直動(dòng)式溢流閥調(diào)壓范圍7-25MPa ，最大流量 16L/min 。3.2.2 單向閥單向閥選擇管式連接方式，根據(jù)泵的最大流量8.13L/min 及參考網(wǎng)站圖 3.3 單向閥參數(shù)選取 CIT-03 型號(hào)單向閥，最大流量 125L/min ，開(kāi)啟壓力為 0.35MPa，最高使用壓力為 21MPa。3.2.3 截止閥截止閥的作用主要是為了當(dāng)回路出現(xiàn)問(wèn)題是截?cái)嘤吐?。根?jù)泵最大流量8.13L/min 和系統(tǒng)壓力 21MPa 并且依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 4

7、卷,選擇 JZFS-T10BII型截止閥，額定流量 100L/min ，最高使用壓力為 35MPa。.3.3 液壓輔件選擇3.3.1 壓力表根據(jù)泵額定壓力 21MPa，依據(jù)參考網(wǎng)站圖 3.5 壓力表參數(shù)選擇 AT（63）壓力表，壓力范圍為25MPa。3.4 液壓介質(zhì)的選擇液壓介質(zhì)運(yùn)動(dòng)粘度， 即液壓介 質(zhì)的牌號(hào)的選擇： 液壓系統(tǒng)的壓力不高， 為低壓系統(tǒng)，并且液壓系統(tǒng)回路較為簡(jiǎn)單。在液壓系統(tǒng)中，液壓泵的負(fù)荷最重，所以根據(jù)液壓泵來(lái)選擇液壓介質(zhì)的粘度， 前面選用的是齒輪泵， 根據(jù)液壓設(shè)計(jì)與使用，可以查到對(duì)于符合條件的液壓介質(zhì)在 30-70 時(shí)推薦為 HL46，這種液壓油質(zhì)量比機(jī)械油高，用于中低壓或簡(jiǎn)單

8、機(jī)具的液壓系統(tǒng)，允許粘度范圍為16-850 mm2 / s ，其最佳粘度范圍為70-250 mm2 / s 。符合液壓站的要求。3.5 其他液壓輔助元件的設(shè)計(jì)與選擇3.5.1 過(guò)濾器的選擇根據(jù)題目要求和系統(tǒng)性能的考慮，并查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷，選取粗過(guò)濾器型號(hào)為 WU-16180，流量為 250L/min ，額定壓力 32MPa，過(guò)濾精度 180m，壓差指示器工作差0.35MPa，初始?jí)毫?0.01MPa。.3.5.2 管道及管接頭的選擇1管道內(nèi)徑計(jì)算d 4q 1.13 qvv式中 :d管道內(nèi)徑（ mm ）；q通過(guò)管道內(nèi)的流量（m3 / s ）；管內(nèi)允許流速（ m/s ），見(jiàn)表 3.1。表

9、3.1 允許流速推薦值管道推薦流速（ m/s ）液壓泵吸油管0.52 ，一般常取1 以下液壓系統(tǒng)壓油管2.5 6 ，壓力高，管道短，粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管1.5 32計(jì)算出內(nèi)徑 d 后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。分別取吸油、壓油、回油管路的液壓油流速分別如下：1.55m/ s1.51)對(duì)于液壓泵壓油管這段取流量為70L/min ，壓力為 14MPa；2)分支到各條液壓支路的壓油管取流量為50L/min ，壓力為 14MPa；3) 回油管選取流量為 120L/min ，壓力為 6MPa。經(jīng)計(jì)算可得：吸油路、壓油路、回油路管路的內(nèi)徑分別為： 0.053m、0.022m、0.053m。并采用無(wú)縫

10、鋼管進(jìn)行管路的連接。計(jì)算出內(nèi)徑 d 后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。分別為：50mm 、 25mm 、50mm 。3.管道壁厚的計(jì)算根據(jù)系統(tǒng)壓力和流量采用無(wú)縫鋼管，選擇相應(yīng)滿足要求的鋼管厚pd2式中 管壁厚度（ m）；p 管道內(nèi)最高工作壓力（ Pa）；d 管道內(nèi)徑（ m ）； 材料許用拉應(yīng)力，其值b ；n.b 管道材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）；n 安全系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)， p7MPa 時(shí)，取 n=8 ；p 17.5MPa 時(shí)，取 n=6 ； p 17.5MPa 時(shí)，取 n=4 。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表選擇管的標(biāo)準(zhǔn)外徑和內(nèi)徑。 吸油路管路內(nèi)徑和外徑為 40mm 、50mm ，壓油路管路內(nèi)徑和外徑為 20mm

11、、28mm ，回油路管管路內(nèi)徑和外徑為 40mm 、50mm 。對(duì)于液壓泵站采用無(wú)縫鋼管， 可以采用多種接頭形式，有焊接式管接頭，擴(kuò)口密封管接頭，卡套式管接頭。焊接式管接頭式最常用的，它采用接管焊接油管，焊接工作很大，需要酸洗，耐振性很好。擴(kuò)口密封接頭，需要對(duì)油管進(jìn)行擴(kuò)口處理，耐振性很差并且只能用于管徑小于 34mm 的系統(tǒng)。卡套式連接裝配比較方便， 但是對(duì)油管的要求很高。 綜合比較， 我們發(fā)現(xiàn)采用焊接式管接頭比較符合我們的要求，但是也有很多不足，接頭型號(hào)也不是很全面，需要考慮專門設(shè)計(jì)接頭，采用螺紋密封和連接。3.5.3 空氣濾清器的選擇空氣濾清器主要是保持液壓油箱油液的純潔度， 以免灰塵進(jìn)入

12、。 查參考網(wǎng)站選用型號(hào)為 T0Y0-30 ，精度 400 m 。3.5.4 液位計(jì)的選擇液位計(jì)一般設(shè)置在油箱側(cè)壁上， 以指示油箱中的液面位置。 通常油箱上還應(yīng)該設(shè)置溫度計(jì)， 以檢測(cè)其油溫， 為了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性， 選取帶溫度計(jì)的液位指示器。所以，查參考網(wǎng)站選取型號(hào) LS-3。.3.5.5 冷卻器的選擇圖 3.6 冷卻器根據(jù)參考網(wǎng)站選擇此K-16 滾牙式油冷卻器LD 系列冷卻器。3.5.6 加熱器的選擇根據(jù)液壓傳動(dòng)，加熱器一般不超過(guò)3W / cm2 ，所以選擇 2W / cm2 的加熱器。3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇在前面已經(jīng)確定了液壓泵的型號(hào)為P101 齒輪泵為 21KW,液壓泵工作壓力為21MPa，

13、流量 70L/min, 根據(jù)表 3.2 取泵的總效率p0.65 則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為。.pP qP14120P25.13 KWP600.65表 3.2液壓泵的總效率液壓泵類型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.6 0.70.65 0.800.60 0.750.80 0.85查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 Y90S-4 和 Y132S-4 三相異步電動(dòng)機(jī)。額定功率為 1.1KW 和 5.5KW,同步轉(zhuǎn)速 1400r/min ， 為 90%3.8 聯(lián)軸器選擇電機(jī)與液壓泵的傳動(dòng)一般有帶傳動(dòng)或者聯(lián)軸器連接兩軸， 一般聯(lián)軸器是兩軸轉(zhuǎn)速相同， 要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。 帶傳動(dòng)是用于中心距離比較大， 傳動(dòng)比不為 1

14、 不能采用聯(lián)軸器直接連接的傳動(dòng)。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 可以知道電動(dòng)機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n1 2950r/min，液壓泵的額定轉(zhuǎn)速為n22000r/min, 最高轉(zhuǎn)速為2500r/min , 可以知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滿足液壓泵的轉(zhuǎn)速范圍，并且液壓泵站要求結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵要求上置， 所以可以確定采用聯(lián)軸器傳動(dòng)。 下面進(jìn)行聯(lián)軸器的選擇：根據(jù)公式 :其中 P 為電動(dòng)機(jī)的輸出功率， T 為輸出軸的轉(zhuǎn)矩， n 為額定轉(zhuǎn)速， 效率，由此可以計(jì)算出公稱轉(zhuǎn)矩 T143.25 N.m 。查機(jī)械設(shè)計(jì)第八版的工作系數(shù) K a =1.5 ，計(jì)算轉(zhuǎn)矩 TcaK a T1.5143.25214.87 。為了減小啟動(dòng)載荷，緩和沖擊，所以應(yīng)該

15、采用彈性聯(lián)軸器，一般我們采用彈性柱銷聯(lián)軸器。型號(hào)的選擇需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出軸的直徑才可以確定。通過(guò)查詢電機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑為55mm 。查GB/T4323-1984 選擇 LT 型。9550 PTn.四、油箱設(shè)計(jì)4.1 油箱的設(shè)計(jì)油箱的有效容積（油面高度為油箱高度的80%時(shí)的容積）根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱，散熱平衡計(jì)算。但是對(duì)于液壓站來(lái)說(shuō)，根據(jù)液壓泵的最大流量為 10L/min ，油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為VQV式中 QV 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)表 4.1。表 4.1 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)系統(tǒng)類低壓機(jī)中高壓高壓系型構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)2457810由前面可知壓力為21MPa，系統(tǒng)為中高壓，取7 ，初步確定油箱容量

16、為V Q7 10 70L取100LV選取 100L 標(biāo)準(zhǔn)油箱 a=633mm ，b=460mm ，c=410mm油箱至少厚度 3mm 。根據(jù)以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)可知箱底厚度應(yīng)大于箱壁厚度，取其厚度為 6mm ，箱蓋厚度應(yīng)比箱壁厚度和箱底厚度大， 選取箱蓋厚度為 9mm 。為了便于放油和搬運(yùn)，應(yīng)該把油箱升起來(lái)，油箱底離地 50mm 。并且設(shè)有支架，油箱是用鋼板焊接成的， 而支架是通過(guò)單獨(dú)制作的焊接在油箱的箱底邊緣。 支架上設(shè)置有 416的螺栓固定在底板上。4.2 隔板，放油塞，清洗孔，通氣器，注油口的設(shè)計(jì)前面我們已經(jīng)確定了， 把電機(jī)機(jī)和液壓泵放置在油箱上面， 為了保證油泵吸油的干凈，需要把油箱用隔板分

17、成兩部分。一側(cè)是吸油區(qū)，另一側(cè)為回油區(qū)，并且在回油區(qū)我們把地面設(shè)計(jì)有 1/10 左右的傾斜度，以利于雜質(zhì)沉淀，并且在下方設(shè)置放油口， 在附近放置一些永磁體， 取出油液中的鐵屑， 這樣液壓回路的回油必須在回油區(qū)沉淀一下后， 才能經(jīng)過(guò)隔板下的縫隙流進(jìn)吸油區(qū)， 保證吸油的干凈。油箱需要定期清洗， 所以為了清洗的方便應(yīng)該在油箱的兩側(cè)都設(shè)置了清洗口，清洗孔采用螺絲釘連接固定板密封， 并加上密封墊子。 注油口對(duì)油箱來(lái)說(shuō)是必不可少的，考慮選擇帶有清洗油口，直接用清洗油口注油。.4.3 吊耳為了便于搬運(yùn)油箱， 在油箱的四角箱壁的上方和焊接了吊耳，吊耳有圓柱形和鉤型兩種。選用圓柱吊耳，通過(guò)估算，液壓站的重量肯定

18、不大于 600kg ，根據(jù)液壓站的設(shè)計(jì)與使用，我們選用 0.7t 的。4.4 管路的配置(1)吸油管和回油管吸油管設(shè)置在吸油區(qū)， 管口最低面在液面以下， 在管口設(shè)置了濾油器 （具體選擇見(jiàn)濾油器的選擇）。回油管設(shè)置在回油區(qū)，管口斜切 45度，這樣可以增加開(kāi)口面積，降低了液流的速度，有利于沿箱壁環(huán)流。為了防止空氣進(jìn)入管中，吸油管和回油管管口都淹沒(méi)在液面以下， 為了過(guò)濾大顆粒雜質(zhì)， 保護(hù)液壓泵， 我們?cè)谖凸芸诎惭b了過(guò)濾器。(2)泄油管泄油管單獨(dú)接入油箱，并且在油箱液面以上終結(jié)。(3)穿孔的密封吸油管，回油管以及泄油管都是要在油箱頂部進(jìn)入油箱的，如果密封不好，空氣肯會(huì)從此處進(jìn)入油箱， 所以必須考慮他

19、們的密封問(wèn)題。由于設(shè)計(jì)油箱頂蓋只有 9mm 厚，這樣薄的壁厚不利于密封，所以需要在油管進(jìn)入油箱出焊接了一個(gè)20mm 厚的一個(gè)凸臺(tái)，這樣便于密封。并且可以防止在維修的時(shí)候，污染物進(jìn)入油箱內(nèi)。.五、液壓泵站的組裝和使用維護(hù)5.1 液壓泵站的組裝5.1.1 液壓元件和管件的質(zhì)量檢查（ 1）液壓元件的檢查液壓元件的型號(hào)規(guī)格應(yīng)與元件清單上一致； 生產(chǎn)日期不宜過(guò)早， 否則其內(nèi)部密封件可能老化；油箱內(nèi)部不能有銹蝕， 通氣過(guò)濾器、液位計(jì)等油箱附件應(yīng)并全，安裝前應(yīng)清洗干凈。（ 2）管件的檢查油管的材質(zhì)、牌號(hào)、通徑、厚度、壁厚和接頭的型號(hào)規(guī)格及加工質(zhì)量均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定。金屬材質(zhì)油管的內(nèi)外壁不得有腐蝕和傷

20、口裂痕，表面凹入或有剝離層和結(jié)疤；軟管（膠管和塑料管）的生產(chǎn)日期不得過(guò)久。管接頭的螺紋、密封圈的溝槽棱角不得有傷痕、毛刺或斷絲扣等現(xiàn)象；接頭體與螺母配合不的松動(dòng)或卡澀。5.2 液壓元件和管道安裝5.2.1 液壓元件的安裝（ 1）液壓泵的安裝液壓泵與原動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)與其拖動(dòng)的主機(jī)工作機(jī)構(gòu)間的同軸度偏差在0.1以內(nèi)，軸線間的傾角不得大于1；不得用敲擊方式安裝聯(lián)軸器。5.2.2 管道安裝在液壓系統(tǒng)中， 管道的主要作用是傳輸載能工作介質(zhì)。 一般應(yīng)在所連接的設(shè)備及各液壓裝置部件、 元件等組裝、 固定完畢后再進(jìn)行管道安裝。 安裝管道時(shí)應(yīng)特別注意防振、防漏問(wèn)題。（1）管道敷設(shè)管道敷設(shè)應(yīng)變預(yù)裝拆和維護(hù)， 并不

21、妨礙生產(chǎn)人員行走及機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)。.橡膠軟管應(yīng)遠(yuǎn)離熱源或采取隔熱措施，并避免相互間與其他物體間產(chǎn)生磨擦，還應(yīng)避免急彎，管道最小彎曲半徑應(yīng)在10 倍管徑以上。官長(zhǎng)除滿足彎曲半徑和移動(dòng)行程外，尚應(yīng)留4%的余量。（2）管道加工在管道安裝過(guò)程中， 應(yīng)根據(jù)其尺寸、 形狀及焊接要求加工管材。 切割加工的管材端部應(yīng)平整， 無(wú)裂紋和重皮等缺陷； 需彎曲加工的鋼質(zhì)管道， 彎管前要進(jìn)行退火處理，以防彎管時(shí)起皺或變扁， 彎曲半徑一般應(yīng)大于管子外徑的 3 倍，彎制后的橢圓旅應(yīng)小于 8%；管端螺紋應(yīng)與相配的螺紋的基本尺寸和公差標(biāo)準(zhǔn)一致，螺紋加工后應(yīng)無(wú)裂紋和凹痕等缺陷； 管子的焊接坡口形式、 尺寸及接頭間隙可根據(jù)壁

22、厚進(jìn)行加工和組對(duì)。經(jīng)加工而成的管道，應(yīng)將切削、毛刺等去除干凈。（3）管道焊接應(yīng)根據(jù)焊接對(duì)象的材質(zhì)選用合適的焊接材料； 管壁較厚的管道焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。管道焊接完畢，要將焊縫及周圍的熔渣及飛濺物清理干凈， 并進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為工作壓力的 1.52 倍，試壓不合格的管道應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊，同一部位的返修次數(shù)不宜超過(guò) 3 次。5.3 液壓泵站的使用與檢查優(yōu)質(zhì)的液壓系統(tǒng)是針對(duì)無(wú)故障使用壽命長(zhǎng)而設(shè)計(jì)的，它僅需要很少的維護(hù)。但是少量的維護(hù)對(duì)于得到無(wú)故障工作非常重要。實(shí)踐表明液壓系統(tǒng)失效、 損壞等多數(shù)是由于污染、 維護(hù)不足和油液選用不當(dāng)造成的。為保證液壓系統(tǒng)處于良好性能狀態(tài)， 并延長(zhǎng)其使用壽命， 應(yīng)對(duì)其合理使用，并重視對(duì)其進(jìn)行日常檢查和維護(hù)。1.使用的一般注意事項(xiàng)液壓泵站使用中的注意事項(xiàng)如下：1）低溫下，油溫應(yīng)達(dá)