液壓泵站課程設計.docx

1、.專業(yè)方向課程設計說明書題目名稱：P1 系列雙定量齒輪泵液壓泵站設計學院 ：機械工程學院專業(yè)年級：機械設計制造及其自動化11 級姓名 ：張強班級學號：液壓 11-1-02指導教師：張玉峰、張金濤二一五年一月九日.目錄一、課程設計任務書 .- 1 -二、擬定系統(tǒng)液壓原理圖 .- 2 -三、選擇或設計液壓元件 .- 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 液壓介質的選擇 .- 5 -3.5 其他液壓輔助元

2、件的設計與選擇 .- 5 -3.5.1過濾器的選擇 .- 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電動機的選擇 .- 8 -3.7聯(lián)軸器選擇 .- 9 -四、油箱設計 .-10-4.1油箱的設計 .-10-4.2隔板，放油塞，清洗孔，通氣器，注油口的設計 .-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 .-12-5.1液壓泵站的組裝 .-12-5.1.1液壓元件和管件的質量檢查 .-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-設計小結 .-14-致謝 .-14-參考文獻 .-14-.一、課程設計任務書題目： P1 系列雙定量齒輪泵液壓泵站設計原始數(shù)據(jù)：齒輪泵 1.3m?/rev（21MPa 電磁卸荷）+7.4m ?/rev（ 21MPa 電磁卸荷）；回油過濾冷卻；內(nèi)置安裝。課程設計任務書：1、泵站設計到溢流閥；2、必須設有油箱、過濾器、加熱器、冷卻器、清洗窗、液位計、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，（按國標符號繪制）泵站總裝配圖，電機泵組部件裝配圖， 裝配圖表達出液壓安裝關系和機械安裝關系

4、裝配圖與系統(tǒng)原理圖一一對應；4、主要元件參考網(wǎng)站： .kompassptc./5、說明書中列寫設計計算過程、所選元件詳細技術參數(shù)；6、任務書中沒有指定內(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 4、溫度計 5、加熱器 6、粗過濾器 7、高壓截止閥 8、冷卻器 9、警報式過濾器 10、單向閥 11、齒輪泵 I 12、齒輪泵 II 13、溢流閥 14、壓力表開關 15 、壓力表圖 2.1 液壓系統(tǒng)回路圖.三、選擇或設計液壓元件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 型號為 P101

5、 型號定量齒輪泵，額定壓力 21MPa，泵排量 1.3m?/rev ，轉速范圍在 8501800r/min ，最大流量為 1.82L/min ，選取泵 2 型號為 P107 型號定量齒輪泵，額定壓力 21MPa，泵排量 7.4m?/rev ，轉速范圍在 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)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，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)簡單實用的原則，選用普通直動

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型直動式溢流閥調壓范圍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 型號單向閥，最大流量 125L/min ，開啟壓力為 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回路出現(xiàn)問題是截斷油路。根據(jù)泵最大流量8.13L/min 和系統(tǒng)壓力 21MPa 并且依據(jù)機械設計手冊第 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 液壓介質的選擇液壓介質運動粘度， 即液壓介 質的牌號的選擇： 液壓系統(tǒng)的壓力不高， 為低壓系統(tǒng)，并且液壓系統(tǒng)回路較為簡單。在液壓系統(tǒng)中，液壓泵的負荷最重，所以根據(jù)液壓泵來選擇液壓介質的粘度， 前面選用的是齒輪泵， 根據(jù)液壓設計與使用，可以查到對于符合條件的液壓介質在 30-70 時推薦為 HL46，這種液壓油質量比機械油高，用于中低壓或簡單

8、機具的液壓系統(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計與選擇3.5.1 過濾器的選擇根據(jù)題目要求和系統(tǒng)性能的考慮，并查詢機械設計手冊第四卷，選取粗過濾器型號為 WU-16180，流量為 250L/min ，額定壓力 32MPa，過濾精度 180m，壓差指示器工作差0.35MPa，初始壓力降 0.01MPa。.3.5.2 管道及管接頭的選擇1管道內(nèi)徑計算d 4q 1.13 qvv式中 :d管道內(nèi)徑（ mm ）；q通過管道內(nèi)的流量（m3 / s ）；管內(nèi)允許流速（ m/s ），見表 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計算出內(nèi)徑 d 后，按標準系列選取相應的管子。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。并采用無縫

10、鋼管進行管路的連接。計算出內(nèi)徑 d 后，按標準系列選取相應的管子。分別為：50mm 、 25mm 、50mm 。3.管道壁厚的計算根據(jù)系統(tǒng)壓力和流量采用無縫鋼管，選擇相應滿足要求的鋼管厚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 ）； 材料許用拉應力，其值b ；n.b 管道材料的抗拉強度（Pa）；n 安全系數(shù)，對鋼管來說， p7MPa 時，取 n=8 ；p 17.5MPa 時，取 n=6 ； p 17.5MPa 時，取 n=4 。據(jù)機械設計手冊 表選擇管的標準外徑和內(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 。對于液壓泵站采用無縫鋼管， 可以采用多種接頭形式，有焊接式管接頭，擴口密封管接頭，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。擴口密封接頭，需要對油管進行擴口處理，耐振性很差并且只能用于管徑小于 34mm 的系統(tǒng)?？ㄌ资竭B接裝配比較方便， 但是對油管的要求很高。 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，接頭型號也不是很全面，需要考慮專門設計接頭，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， 以免灰塵進入

12、。 查參考網(wǎng)站選用型號為 T0Y0-30 ，精度 400 m 。3.5.4 液位計的選擇液位計一般設置在油箱側壁上， 以指示油箱中的液面位置。 通常油箱上還應該設置溫度計， 以檢測其油溫， 為了結構設計的合理性， 選取帶溫度計的液位指示器。所以，查參考網(wǎng)站選取型號 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，加熱器一般不超過3W / cm2 ，所以選擇 2W / cm2 的加熱器。3.6 電動機的選擇在前面已經(jīng)確定了液壓泵的型號為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 則液壓泵驅動電動機所需的功率為。.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查閱機械設計手冊取 Y90S-4 和 Y132S-4 三相異步電動機。額定功率為 1.1KW 和 5.5KW,同步轉速 1400r/min ， 為 90%3.8 聯(lián)軸器選擇電機與液壓泵的傳動一般有帶傳動或者聯(lián)軸器連接兩軸， 一般聯(lián)軸器是兩軸轉速相同， 要求結構緊湊的場合。 帶傳動是用于中心距離比較大， 傳動比不為 1

14、 不能采用聯(lián)軸器直接連接的傳動。 根據(jù)機械設計手冊 可以知道電動機機的轉速為n1 2950r/min，液壓泵的額定轉速為n22000r/min, 最高轉速為2500r/min , 可以知道電動機轉速滿足液壓泵的轉速范圍，并且液壓泵站要求結構緊湊，液壓泵要求上置， 所以可以確定采用聯(lián)軸器傳動。 下面進行聯(lián)軸器的選擇：根據(jù)公式 :其中 P 為電動機的輸出功率， T 為輸出軸的轉矩， n 為額定轉速， 效率，由此可以計算出公稱轉矩 T143.25 N.m 。查機械設計第八版的工作系數(shù) K a =1.5 ，計算轉矩 TcaK a T1.5143.25214.87 。為了減小啟動載荷，緩和沖擊，所以應該

15、采用彈性聯(lián)軸器，一般我們采用彈性柱銷聯(lián)軸器。型號的選擇需要根據(jù)電動機輸出軸的直徑才可以確定。通過查詢電機轉軸直徑為55mm 。查GB/T4323-1984 選擇 LT 型。9550 PTn.四、油箱設計4.1 油箱的設計油箱的有效容積（油面高度為油箱高度的80%時的容積）根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱，散熱平衡計算。但是對于液壓站來說，根據(jù)液壓泵的最大流量為 10L/min ，油箱容量的經(jīng)驗公式為VQV式中 QV 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；經(jīng)驗系數(shù)，見表 4.1。表 4.1 經(jīng)驗系數(shù)系統(tǒng)類低壓機中高壓高壓系型構系統(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 標準油箱 a=633mm ，b=460mm ，c=410mm油箱至少厚度 3mm 。根據(jù)以往設計的經(jīng)驗可知箱底厚度應大于箱壁厚度，取其厚度為 6mm ，箱蓋厚度應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，應該把油箱升起來，油箱底離地 50mm 。并且設有支架，油箱是用鋼板焊接成的， 而支架是通過單獨制作的焊接在油箱的箱底邊緣。 支架上設置有 416的螺栓固定在底板上。4.2 隔板，放油塞，清洗孔，通氣器，注油口的設計前面我們已經(jīng)確定了， 把電機機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。一側是吸油區(qū)，另一側為回油區(qū)，并且在回油區(qū)我們把地面設計有 1/10 左右的傾斜度，以利于雜質沉淀，并且在下方設置放油口， 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)過隔板下的縫隙流進吸油區(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該在油箱的兩側都設置了清洗口，清洗孔采用螺絲釘連接固定板密封， 并加上密封墊子。 注油口對油箱來說是必不可少的，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，通過估算，液壓站的重量肯定

18、不大于 600kg ，根據(jù)液壓站的設計與使用，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置在吸油區(qū)， 管口最低面在液面以下， 在管口設置了濾油器 （具體選擇見濾油器的選擇）?；赜凸茉O置在回油區(qū)，管口斜切 45度，這樣可以增加開口面積，降低了液流的速度，有利于沿箱壁環(huán)流。為了防止空氣進入管中，吸油管和回油管管口都淹沒在液面以下， 為了過濾大顆粒雜質， 保護液壓泵， 我們在吸油管口安裝了過濾器。(2)泄油管泄油管單獨接入油箱，并且在油箱液面以上終結。(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入油箱的，如果密封不好，空氣肯會從此處進入油箱， 所以必須考慮他

19、們的密封問題。由于設計油箱頂蓋只有 9mm 厚，這樣薄的壁厚不利于密封，所以需要在油管進入油箱出焊接了一個20mm 厚的一個凸臺，這樣便于密封。并且可以防止在維修的時候，污染物進入油箱內(nèi)。.五、液壓泵站的組裝和使用維護5.1 液壓泵站的組裝5.1.1 液壓元件和管件的質量檢查（ 1）液壓元件的檢查液壓元件的型號規(guī)格應與元件清單上一致； 生產(chǎn)日期不宜過早， 否則其內(nèi)部密封件可能老化；油箱內(nèi)部不能有銹蝕， 通氣過濾器、液位計等油箱附件應并全，安裝前應清洗干凈。（ 2）管件的檢查油管的材質、牌號、通徑、厚度、壁厚和接頭的型號規(guī)格及加工質量均應符合設計要求及有關規(guī)定。金屬材質油管的內(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疤；軟管（膠管和塑料管）的生產(chǎn)日期不得過久。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機、液壓馬達與其拖動的主機工作機構間的同軸度偏差在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。 一般應在所連接的設備及各液壓裝置部件、 元件等組裝、 固定完畢后再進行管道安裝。 安裝管道時應特別注意防振、防漏問題。（1）管道敷設管道敷設應變預裝拆和維護， 并不

21、妨礙生產(chǎn)人員行走及機電設備的運行和維護。.橡膠軟管應遠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，還應避免急彎，管道最小彎曲半徑應在10 倍管徑以上。官長除滿足彎曲半徑和移動行程外，尚應留4%的余量。（2）管道加工在管道安裝過程中， 應根據(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平整， 無裂紋和重皮等缺陷； 需彎曲加工的鋼質管道， 彎管前要進行退火處理，以防彎管時起皺或變扁， 彎曲半徑一般應大于管子外徑的 3 倍，彎制后的橢圓旅應小于 8%；管端螺紋應與相配的螺紋的基本尺寸和公差標準一致，螺紋加工后應無裂紋和凹痕等缺陷； 管子的焊接坡口形式、 尺寸及接頭間隙可根據(jù)壁

22、厚進行加工和組對。經(jīng)加工而成的管道，應將切削、毛刺等去除干凈。（3）管道焊接應根據(jù)焊接對象的材質選用合適的焊接材料； 管壁較厚的管道焊前應進行預熱。管道焊接完畢，要將焊縫及周圍的熔渣及飛濺物清理干凈， 并進行耐壓試驗，試驗壓力為工作壓力的 1.52 倍，試壓不合格的管道應進行補焊，同一部位的返修次數(shù)不宜超過 3 次。5.3 液壓泵站的使用與檢查優(yōu)質的液壓系統(tǒng)是針對無故障使用壽命長而設計的，它僅需要很少的維護。但是少量的維護對于得到無故障工作非常重要。實踐表明液壓系統(tǒng)失效、 損壞等多數(shù)是由于污染、 維護不足和油液選用不當造成的。為保證液壓系統(tǒng)處于良好性能狀態(tài)， 并延長其使用壽命， 應對其合理使用，并重視對其進行日常檢查和維護。1.使用的一般注意事項液壓泵站使用中的注意事項如下：1）低溫下，油溫應達