插件式液壓PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)4

1、目 錄第1章 緒論21.1 課題背景及意義21.2 課題研究?jī)?nèi)容3第2章 液壓系統(tǒng)元件的選擇42.1 液壓系統(tǒng)中各元件的選擇4 2.2 管路的設(shè)計(jì)13第3章 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)183.1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能原理設(shè)計(jì)183.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)及其工作原理243.3 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置的設(shè)計(jì)26第4章 液壓泵站（動(dòng)力源裝置）設(shè)計(jì)294.1 液壓泵站的組成及類型294.2 液壓油箱及其設(shè)計(jì)與制造32第5章 液壓試驗(yàn)臺(tái)回路的PLC程序設(shè)計(jì)465.1 PLC概述465.2 液壓回路原理分析525.3 輸入輸出地址分配535.4 程序設(shè)計(jì)方法535.5 PLC外接線圖59第6章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的維護(hù)和常見(jiàn)故障排除方法6

2、06.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的日常檢查和定期檢查606.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)常見(jiàn)故障及排除方法63小結(jié)65參考文獻(xiàn)66插件式液壓PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)第1章 緒 論1.1 課題背景及意義液壓傳動(dòng)具有重量輕，功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局靈活、控制方便等特點(diǎn)!液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)流程主要分為兩大部分：一是系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)；二是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也稱施工設(shè)計(jì)，它包括液壓裝置及電氣控制裝置的設(shè)計(jì)。液壓裝置設(shè)計(jì)是液壓系統(tǒng)功能原理設(shè)計(jì)的延續(xù)和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。液壓傳動(dòng)課程是基礎(chǔ)理論、液壓元件、液壓系統(tǒng)三部分組成,而液壓系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)既重要又靈活。因此，液壓實(shí)驗(yàn)是液壓傳動(dòng)課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)是根據(jù)現(xiàn)代教學(xué)理論和最新的液壓傳動(dòng)課程教學(xué)大

3、綱要求而設(shè)計(jì)的，它具備了低泄漏、噪音低、可靠性高、能耗低、智能化高、操作簡(jiǎn)單的 特點(diǎn)。而傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)存在著內(nèi)容固定、功能單一、實(shí)驗(yàn)回路已接好、不易修改的缺陷。實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用在液壓泵的壓油口各設(shè)置一個(gè)先導(dǎo)式溢流閥作安全閥；壓力控制的測(cè)量精度，通過(guò)采用多個(gè)不同量程的壓力表與多個(gè)壓力表開(kāi)關(guān)組成多套獨(dú)立的測(cè)量裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)；液壓實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，采用相應(yīng)的傳感器來(lái)直接測(cè)出數(shù)據(jù),使實(shí)驗(yàn)的測(cè)量更輕松可靠；實(shí)驗(yàn)元件均為獨(dú)立元件，各元件獨(dú)立安裝于一標(biāo)準(zhǔn)閥板上，閥板四周接元件，外接相應(yīng)數(shù)量的管接頭，各相關(guān)閥采用快接頭。學(xué)生在學(xué)了液壓元件有關(guān)知識(shí)后,通過(guò)液壓元件的拆裝實(shí)驗(yàn),在加深對(duì)液壓元件實(shí)物形體、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功用理

4、解的基礎(chǔ)上,使用插件式液壓PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái),可以根據(jù)在書(shū)本中學(xué)到的知識(shí),參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)選做(或由教師指定)若干個(gè)實(shí)驗(yàn)回路；自己擬定實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行液壓回路設(shè)計(jì)即元件及液壓附件的選用,然后親自動(dòng)手安裝元件、接油管、連導(dǎo)線、組成電液實(shí)際系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中可得出所測(cè)系統(tǒng)的工況數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行理論分析或驗(yàn)證,提出完善的設(shè)想。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)中，腦、手并用；通過(guò)液壓回路的組裝實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生初步具備液壓系統(tǒng)的調(diào)試、分析能力；此實(shí)驗(yàn)方式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)有極大的作用。這樣無(wú)疑提高了學(xué)生綜合應(yīng)用流體力學(xué)基本理論和液壓傳動(dòng)基本原理去分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力檢驗(yàn)。與此同時(shí),也加深了對(duì)運(yùn)用PLC

5、控制的理解和認(rèn)識(shí)。1.2 課題研究?jī)?nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是：自行設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，采用集中裝配型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，液壓泵站，實(shí)驗(yàn)臺(tái)，過(guò)渡板等，其他液壓元件通過(guò)計(jì)算查表，選取標(biāo)準(zhǔn)器件。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下。(1)設(shè)計(jì)插裝式液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的液壓原理圖。(2)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎、實(shí)用的插裝式液壓實(shí)驗(yàn)架。(3)設(shè)計(jì)與液壓原理圖相關(guān)的電氣控制原理圖。(4)設(shè)計(jì)、計(jì)算并選取液壓系統(tǒng)管路、油箱等附件。(5)各類液壓回路的PLC程序設(shè)計(jì)。第2章 液壓系統(tǒng)元件的選擇2.1液壓系統(tǒng)中各元件的選擇設(shè)計(jì)原始資料：要求工作循環(huán)中系統(tǒng)壓力為63MPa，和額定流量為12Lmin。 2.1.1 泵與電機(jī)的選擇(1)泵的選擇：VP系列變量葉片泵

6、屬限壓式變量葉片泵，具有壓力調(diào)整裝置和流量調(diào)整裝置。泵的輸出流量可根據(jù)負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，使其輸出功率與負(fù)載工作速度和負(fù)載大小相適應(yīng)，具有高效、節(jié)能、安全可靠等特點(diǎn)，特別適用于作容積調(diào)速的液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力源，如金屬切削機(jī)床、壓力機(jī)械、皮革機(jī)械、液壓站等。選用型號(hào)：VP-12-FA3。其牌號(hào)含義是 VP-12-FA3型變量葉片泵最大流量（0.35MPa1800r/min）：12Lmin； 壓力調(diào)節(jié)范圍：5.07.0MPa； 額定轉(zhuǎn)速：1800rmin； 最低轉(zhuǎn)速：800rmin； 最高轉(zhuǎn)速：1800rmin； 驅(qū)動(dòng)功率：2.0kW； 安裝方式：法蘭安裝； 旋轉(zhuǎn)方向（從軸端看）： 順時(shí)針； 重量：5

7、kg。 (2)電動(dòng)機(jī)的選擇:Y系列的電動(dòng)機(jī)為全封閉自扇冷或水冷式籠型三相異步電機(jī)，用于空氣中有易燃、易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)合。它適用于電壓為380V且無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如泵、馬達(dá)和機(jī)床等。 根據(jù)給定參數(shù)的計(jì)算所得液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為2.0kw，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用電機(jī)型號(hào)：Y100L1-4。該電機(jī)可防水滴、鐵屑及其他物件沿垂直方向掉入電機(jī)內(nèi)部，它可作為泵、機(jī)床等的動(dòng)力源使用。該電機(jī)性能如下。 額定功率：2.2kw； 同步轉(zhuǎn)速：1500rmin，四級(jí)； 滿載轉(zhuǎn)速：1430rmin； 額定轉(zhuǎn)矩：2.2N·m； 電壓：380V；凈重：34kg。（3）液壓缸的選擇型號(hào)B-LB140C-6.3B2

8、00A額定壓力：6.3Mpa最低工作壓力：0.3Mpa最高工作壓力：10Mpa允許最高工作速度：300mms-1最低工作速度：8 mms-1最高使用溫度：-1080缸徑：40mm活塞桿直徑：18mm允許行程：200mm2.1.2 液壓介質(zhì)的選擇液壓工作介質(zhì)的選擇應(yīng)該是根據(jù)液壓系統(tǒng)中重要元件的油膜承載能力確定的，故應(yīng)在保證承載能力的條件下，選擇適合的介質(zhì)黏度。工作介質(zhì)黏度太大，系統(tǒng)的壓力損失大，效率降低，而且泵的吸油狀況惡化，容易產(chǎn)生空穴和氣蝕作用，使泵運(yùn)轉(zhuǎn)困難，黏度太小，則系統(tǒng)泄漏太多，容積損失增加，系統(tǒng)效率亦低，并使系統(tǒng)的剛性變差。因此，為了使液壓系統(tǒng)能夠正常和穩(wěn)定地工作，要求工作介質(zhì)的黏度

9、隨溫度的變化要小。工作介質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)部件起潤(rùn)滑作用，以降低摩擦和磨損，保證系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常工作，故要求液壓系統(tǒng)的介質(zhì)要具有很好的潤(rùn)滑作用。另外液壓介質(zhì)還要有抗氧化性，防銹和不腐蝕金屬，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性，潔凈度高等要求。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 葉片泵工作溫度：540；推薦選用運(yùn)動(dòng)黏度(378)：30-49mm2s。綜合考慮以上情況選用：LHM32礦物油型液壓油。LHM32礦物油型液壓油，運(yùn)動(dòng)黏度0時(shí)不大于420mm2s，40時(shí)運(yùn)動(dòng)黏度范圍是288355mm2s，是防銹抗氧精制礦物油，可改善液壓試驗(yàn)系統(tǒng)的抗磨性，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保持性能安全可靠。其部分

10、質(zhì)量指標(biāo)如下。運(yùn)動(dòng)黏度：28835.2mm2s；黏度指數(shù)：不小于95；傾點(diǎn)：不高于-15;抗磨性試驗(yàn)：不大于50(葉片泵試驗(yàn))；機(jī)械雜質(zhì)：無(wú)；空氣釋放值：不大于6min(50)； 泡沫性：15010(24)。2.1.3 減壓閥的選擇減壓閥用于將出口壓力調(diào)低，并能保持出口壓力的恒定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)：DR。直動(dòng)式減壓閥型號(hào)：DR6DP1-5XB/75YM；通徑： 6mm；輸入壓力: 小于31.5 MPa；輸出壓力 :小于7.5 MPa；背壓（油口Y）: 小于16 MPa；最大流量： 小于60L/min；推薦流量： 20 Lmin；液壓油： 礦物油（DIN51524）磷酸酯液；油

11、溫范圍： -2080；粘度范圍： 10500 mm2s；過(guò)濾精度: NAS1638九級(jí)；重量: 1.2Kg；2.1.4 換向閥的選擇換向閥是借助于閥芯荷閥體之間的相對(duì)移動(dòng)來(lái)控制油路的通斷關(guān)系，改變油液的流動(dòng)方向，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。對(duì)換向閥的基本要求：油液通過(guò)閥的壓力損失要小；互不相通的油口之間的密封性好、泄漏量要??；換向控制力小，換向可靠，動(dòng)作靈敏；換向平穩(wěn)，沖擊小。根據(jù)設(shè)計(jì)要求查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)如下：（1）二位三通電磁換向閥的選擇型號(hào)：3WE6A61B/CG24N925L通徑 ：6；介質(zhì): 礦物油、磷酸酯；介質(zhì)溫度: -3080；介質(zhì)粘度:（2.8-380）×10-6

12、mm2s；工作壓力: ABP腔 31.5MPa； T腔 16 MPa（直流） 10 MPa（交流）；消耗功率: 26W（直流）；吸合功率: 46VA交流；啟動(dòng)功率: 130VA交流；接通時(shí)間: 45ms（直流）30ms（交流）；斷開(kāi)時(shí)間: 20ms；額定流量: 60L/min；重量: 1.6Kg；電源電壓: 交流50HZ 110V 220V； 直流 12V 24V 110V；流量截面（中間位置）：W型機(jī)能為額定斷面的3%； Q型機(jī)能為額定斷面的6%；最高環(huán)境溫度： 50；最高線圈溫度： 150；開(kāi)關(guān)頻率： 1500直流 7200交流。（2）二位四通電磁換向閥型號(hào)： 3WE6N61B/CG24N

13、925L通徑： 6；介質(zhì)： 礦物油、磷酸酯；介質(zhì)溫度： -3080；介質(zhì)粘度： （2.8-380）×10-6mm2s；工作壓力: ABP腔 31.5MPa； T腔 16 MPa（直流） 10 MPa（交流）；消耗功率: 26W（直流）；吸合功率: 46VA交流；啟動(dòng)功率: 130VA交流；接通時(shí)間: 45ms（直流）30ms（交流）；斷開(kāi)時(shí)間: 20ms；額定流量: 60L/min；重量: 1.6Kg；電源電壓: 交流50HZ 110V 220V； 直流 12V 24V 110V；流量截面（中間位置）: W型機(jī)能為額定斷面的3%； Q型機(jī)能為額定斷面的6%；最高環(huán)境溫度: 50；最高

14、線圈溫度: 150；開(kāi)關(guān)頻率: 1500直流 7200交流（3）三位四通電磁換向閥（Y型）。型號(hào): 4WE6J61B/CG24N通徑: 6；介質(zhì): 礦物油、磷酸酯；介質(zhì)溫度： -3080；介質(zhì)粘度:（2.8-380）×10-6mm2s；工作壓力： ABP腔 31.5MPa； T腔 16 MPa（直流） 10 MPa（交流）；消耗功率： 26W（直流）；吸合功率： 46VA交流；啟動(dòng)功率： 130VA交流；接通時(shí)間： 45ms（直流）30ms（交流）；斷開(kāi)時(shí)間： 20ms；額定流量： 60L/min；重量： 1.6Kg；電源電壓： 交流50HZ 110V 220V； 直流 12V 24

15、V 110V；流量截面（中間位置）：W型機(jī)能為額定斷面的3%； Q型機(jī)能為額定斷面的6%；最高環(huán)境溫度： 50；最高線圈溫度： 150；開(kāi)關(guān)頻率： 1500直流 7200交流。（4）三位四通電磁換向閥（O型）型號(hào)： 4WE6E61B/CG24N通徑： 6；介質(zhì)： 礦物油、磷酸酯；介質(zhì)溫度： -3080；介質(zhì)粘度：（2.8-380）×10-6mm2s；工作壓力： ABP腔 31.5MPa； T腔 16 MPa（直流） 10 MPa（交流）；消耗功率： 26W（直流）；吸合功率： 46VA交流；啟動(dòng)功率: 130VA交流；接通時(shí)間: 45ms（直流）30ms（交流）；斷開(kāi)時(shí)間: 20ms

16、；額定流量: 60L/min；重量: 1.6Kg；電源電壓: 交流50HZ 110V 220V； 直流 12V 24V 110V；流量截面（中間位置）: W型機(jī)能為額定斷面的3%； Q型機(jī)能為額定斷面的6%；最高環(huán)境溫度: 50；最高線圈溫度: 150；開(kāi)關(guān)頻率: 1500直流 7200交流。2.1.5 直動(dòng)式順序閥的選擇順序閥是用來(lái)控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作.通過(guò)改變控制方式、泄油方式和油路的接法，順序閥還可構(gòu)成其他功能，作背壓閥、平衡閥或卸荷閥用。根據(jù)設(shè)計(jì)要求查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)。型號(hào): DZ6DP/-50B通徑: 6mm；調(diào)節(jié)方式: 調(diào)節(jié)按鈕；輸入壓力: 油口PB(X） 小于31.5

17、Mpa；輸出壓力: 油口A 小于21.0 Mpa；背壓油口（Y）：小于16 Mpa；液壓油： 礦物油（DIN51524）磷酯酯液；油溫范圍： -2080；粘度范圍： 10-38 mm2s；過(guò)濾精度： NAS1638九級(jí)；最大流量： 60L/min。推薦流量： 20 Lmin2.1.6 單向節(jié)流閥的選擇型號(hào)： MK6G1.2/通徑： 6mm； G表示管式連接；流量： 14L/min；工作壓力： 小于35Mpa；單向閥開(kāi)啟壓力： 0.05MPa；介質(zhì)： 礦物液壓油、磷酸酯液；介質(zhì)粘度： 2.8-380 mm2s；介質(zhì)溫度： -20-100；安裝位置： 任意。2.1.7 壓力表開(kāi)關(guān)的選擇壓力表開(kāi)關(guān)是

18、小型截止閥或截流閥，主要用于切斷流路與壓力表的連接，或者調(diào)節(jié)其開(kāi)口大小起阻尼作用，減緩壓力表急劇抖動(dòng)，防止損壞。根據(jù)計(jì)算，最大工作壓力為60MPa，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選壓力表型號(hào)：AF6EA30100。AF6EA30130牌號(hào)的含義如下。工作壓力：小于315MPa；單閥螺紋連接；壓力表指示范圍：10MPa(指示范圍應(yīng)超過(guò)最大范圍的30)。2.1.8 溢流閥的選擇DBDBW型溢流閥具有壓力高，調(diào)壓性能平穩(wěn)，最低調(diào)節(jié)壓力和調(diào)壓范圍大等優(yōu)點(diǎn)。DB型閥組要用于控制系統(tǒng)壓力；DBW型電磁溢流閥也可以控制系統(tǒng)的壓力并能在任意時(shí)刻使之卸荷。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)泵的出口壓力為6MPa，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇溢流閥型號(hào)：直動(dòng)式溢流

19、閥DBDH6P10B/100、先導(dǎo)式溢流閥DBl050B/100V。 DBDH6P10B/100型直動(dòng)式溢流閥部分參數(shù)如下。通徑：6mm；工作壓力：P口40MPa，T口小于315MPa；流量：50Lmin；介質(zhì)粘度范圍： 2.8380 mm2s；介質(zhì)溫度范圍： -2070；推薦流量： 20 Lmin DBl050B/100V型先導(dǎo)式溢流閥部分參數(shù)如下。 通徑：10mm；最大調(diào)節(jié)壓力：10MPa；最大流量：250Lmin；背壓： 小于31.5MPa；工作壓力油口AB（X）： 小于35.0MPa；過(guò)濾精度： NAS1638九級(jí)。推薦流量： 63 Lmin2.1.9 液控單向閥的選擇液壓試驗(yàn)系統(tǒng)馬達(dá)

20、部分試驗(yàn)油路采用兩單向閥與兩液控單向閥組成的“橋式油路”，以保證在馬達(dá)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)時(shí)回流油液都經(jīng)過(guò)流量計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大壓力6.0MPa和流量15Lmin選擇液控單向閥，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇液控單向閥型號(hào)：SV10PA2-30B/。SL10GB1302型液控單向閥是錐閥式結(jié)構(gòu)，只允許油流正向通過(guò)，反向則截止。當(dāng)接通控制油口X時(shí)，壓力油使錐閥離開(kāi)閥座，油液可反向流動(dòng)。此液控單向閥參數(shù)的含義如下。V代表不帶泄油口；10代表通徑10；P代表連接方式板式；A不帶先導(dǎo)閥；2代表開(kāi)啟壓力0.5MPa；30代表系列號(hào)；2代表米制。液控單向閥的部分技術(shù)規(guī)格如下。X口控制容積：2.23；Y口控制容積：-；工作壓力

21、：小于315MPa；控制壓力：0.5315MPa；油溫范圍：-3070；液流方向：A至B自由流通、B至A自由流通（先導(dǎo)控制）；黏度范圍：28380mm2s；重量：25kg。2.1.10 過(guò)濾器的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用濾油器型號(hào)：XU-16×200。此濾油器為中壓線隙式濾油器，為法蘭連接。其部分技術(shù)規(guī)格如下。流量：16Lmin；過(guò)濾精度：200m；額定壓力：618MPa；初始?jí)毫担?.06MPa；重量：240kg。2.1.11 壓力表的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇耐震壓力表，基本數(shù)據(jù)如下：公稱直徑: 100mm；測(cè)量范圍：10MPa；精確度等級(jí)：1.5；接頭螺紋：M20×1.5。

22、2.2 管路的設(shè)計(jì) 管路是液壓系統(tǒng)傳遞工作介質(zhì)的各種油管的總稱。管接頭用于油管與油管或油管與液壓元件之間的連接。為保證液壓系統(tǒng)工作可靠，管路及管接頭應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，良好的密封，其壓力損失要小，拆裝要方便。 2.2.1 管路的種類及材料（1）管路的種類按管路在液壓系統(tǒng)中的作用，可分為以下幾種。主管路包括吸油管路、壓油管路和回油管路，用來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力能的傳遞?？刂乒苈酚脕?lái)實(shí)現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測(cè)儀表連接的管路。旁通管路將通入壓油管路的部分或全部壓力油直接引回油箱的管路?？紤]到系統(tǒng)為中高壓系統(tǒng)，需要保證運(yùn)行時(shí)的安全性以及系統(tǒng)的耐用性，系統(tǒng)內(nèi)所用的所有管路，包括軟管和硬管，根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力

23、60MPa、系統(tǒng)的最大流量15Lmin計(jì)算選取。（2）管路的材料軟管選用麻線或棉線編織體為骨架的橡膠軟管，用于壓力較低的回油路或氣動(dòng)管路中。該管適用于普通液壓液體，工作溫度范圍為-40100、內(nèi)徑為5-51mm的鋼絲增強(qiáng)液壓橡膠軟管。不適用于蓖麻油基和酯基液體。2.2.2 油管尺寸的選擇（1）油管內(nèi)徑確定 排油管內(nèi)徑的確定 油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)的流量。油管內(nèi)徑d（mm）由式確定 d=4.61× 式中q流經(jīng)油管的流量，L/min； d排油管內(nèi)徑，mm； v油管內(nèi)允許流速，m/s。流經(jīng)油管的流量q為15L/min，油管內(nèi)允許流速為2.5-6m/s，取v=5m/s，經(jīng)計(jì)算得d=

24、7.98 mm。按標(biāo)準(zhǔn)圓整后取內(nèi)徑為d=8mm。吸油管內(nèi)徑的確定流經(jīng)油管的流量q為15 L/min，油管內(nèi)允許流速為0.5-2m/s，取1.5m/s，由上述中公式可得吸油管內(nèi)徑d=14.58mm。按標(biāo)準(zhǔn)圓整后取內(nèi)徑為d=15mm?；赜凸軆?nèi)徑的確定流經(jīng)油管的流量q為15 L/min，油管內(nèi)允許流速為1.5-3m/s，取2m/s，由上述中公式可得回油管內(nèi)徑d=12.63mm。按標(biāo)準(zhǔn)圓整后取內(nèi)徑為d=14mm。 （2）油箱管路的選擇排油管的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇油箱管路，基本數(shù)據(jù)如下：型號(hào)：1型（一層鋼絲編織的液壓橡膠軟管）；公稱內(nèi)徑：8mm；成品軟管外徑：最小值 16.7mm；最大值 18.3mm

25、；增強(qiáng)層外徑：最小值 12.1mm； 最大值 13.3mm；設(shè)計(jì)工作壓力：32.0MPa；最小彎曲半徑：115mm。吸油管的選擇本設(shè)計(jì)中吸油管選擇有縫鋼管。回油管的選擇本設(shè)計(jì)中回油管選擇塑料軟管。 2.2.3 管接頭的選擇根據(jù)系統(tǒng)中各元件間連接方式和尺寸的要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)共選用以下接頭。快換接頭（兩端開(kāi)閉式）適用于介質(zhì)溫度為-2080，以油、氣為介質(zhì)的管路系統(tǒng)中兩端開(kāi)閉式快換接頭。型號(hào) JB/ZQ4078-1997公稱通徑： 8mm；公稱壓力： 31.5MPa；公稱流量：25L/min；重量： A型 0.20kg； B型 0.25kg。2.2.4 液壓管路的連接方法液壓管路的連接有焊接、螺

26、紋連接和法蘭連接三種，可根據(jù)不同的情況，視壓力、管路類型、材料等綜合參考選定。（1）焊接焊接連接成本低，不易泄漏，不需要管路配件，因此在保證安裝和拆卸的條件下，應(yīng)盡量采用焊接。本液壓試驗(yàn)系統(tǒng)的油箱管路宜采用焊接方式。手工電弧焊焊接接頭的型式、尺寸可參見(jiàn)GB 985-80。（2）螺紋連接螺紋連接適用于管徑較小的油管，低壓管直徑在508以下；高壓管在2542896mm以下。管路旋入端的連接螺紋采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的普通細(xì)螺紋，本系統(tǒng)主要采用普通細(xì)牙螺紋連接，并用組合墊圈或“O”形墊圈進(jìn)行端面密封。密封性能好，廣泛用于高壓系統(tǒng)。硬管安裝時(shí)，對(duì)于平行或交叉管道，相互之間需有10mm以上的空隙，防止干擾和振動(dòng)。

27、在高壓大流量場(chǎng)合為防止管道振動(dòng)，每隔1m左右用管夾將管路固定在支架上。管道安裝時(shí)路線應(yīng)盡可能短，布置要整齊，直角轉(zhuǎn)彎要少，其彎曲半徑應(yīng)大于管道外徑的3倍，管道不得有波浪變形、凹凸不平、壓裂扭曲等現(xiàn)象。對(duì)安裝前的鋼管應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否有銹蝕現(xiàn)象，若有應(yīng)清洗干凈，確認(rèn)合格再行安裝。（3）法蘭連接系統(tǒng)有些地方需要法蘭連接，如油管直徑較大時(shí)，常用直通法蘭連接鋼管于液壓元件。中間法蘭常用于管路與管路的連接。法蘭蓋用于堵住液壓元件或管路上的連接法蘭的油路。本設(shè)計(jì)采用螺紋連接。第3章 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)3.1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能原理設(shè)計(jì)3.1.1 液壓PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求液壓PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)能滿足液壓與氣壓傳動(dòng)

28、等通用教材內(nèi)容要求。系統(tǒng)除了可以進(jìn)行常規(guī)的液壓基本控制回路實(shí)驗(yàn)外，還可進(jìn)行模擬液壓控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、液壓技術(shù)課程設(shè)計(jì)，以及可編程控制器（PLC）學(xué)習(xí)及其基本應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等，是機(jī)電完美結(jié)合的典型實(shí)驗(yàn)設(shè)備。要求能適應(yīng)于理工科及大專院校、中專院校、職業(yè)學(xué)校中機(jī)械工程、機(jī)電一體化等專業(yè)開(kāi)設(shè)液壓與氣壓傳動(dòng)、PLC可編程序控制器原理及應(yīng)用等相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可作為機(jī)、電、液一體化的綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。學(xué)生通過(guò)操作實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)，可以更準(zhǔn)確、形象地深入了解，掌握液壓元件的結(jié)構(gòu)，液壓基本回路的控制原理及設(shè)計(jì)方法等。還能通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握PLC可編程序控制的功能，控制原理及編程技巧。3.1.2 基本結(jié)構(gòu)液壓PLC控制實(shí)

29、驗(yàn)臺(tái)主要由實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)、電氣控制器件、液壓元器件、液壓專用泵站等部分組成。3.1.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能液壓與氣壓傳動(dòng)是高等院校機(jī)械類的重要課程之一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的有機(jī)組成部分之一。傳統(tǒng)的液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)存在著內(nèi)容固定、功能單一、管路已連接好不易修改、實(shí)驗(yàn)以演示為主、學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少等缺陷。本次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)以前的來(lái)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法上作了較大改變，以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富、多變，實(shí)驗(yàn)過(guò)程加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，具有機(jī)電液一體化的功能為目標(biāo)，具體功能有：(1)實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本能完成液壓傳動(dòng)課程教學(xué)中的各種實(shí)驗(yàn)。所有液壓元件均采用實(shí)物元件，系統(tǒng)的額定工作壓力6.3MPa，縮小了教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的差距，并能為實(shí)

30、際的液壓系統(tǒng)提供一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，既達(dá)到了液壓傳動(dòng)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，又兼顧了?shí)用性。同時(shí)還可以做PLC液壓控制液壓回路實(shí)驗(yàn)。液壓傳動(dòng)基本實(shí)驗(yàn)回路如下：圖3-1簡(jiǎn)單的壓力調(diào)定回路。圖3-2 多個(gè)溢流閥的壓力調(diào)節(jié)回路(二級(jí)調(diào)壓回路)。多個(gè)溢流閥并聯(lián)壓力調(diào)節(jié)回路圖3-3用減壓閥的減壓回路。圖3-4采用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路圖3-5調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路。圖3-6調(diào)速閥并聯(lián)的速度換接回路。圖3-7采用節(jié)流閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路(進(jìn)油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速、旁路節(jié)流調(diào)速）。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 出口節(jié)流調(diào)速回路 旁路節(jié)流調(diào)速回路圖3-8采用順序閥的順序動(dòng)作回路。圖3-9采用壓力繼電器的順序動(dòng)作回路。圖3-10

31、采用液控單向閥的閉鎖(平衡)回路。(2)一機(jī)多功能 實(shí)驗(yàn)臺(tái)不僅能完成教學(xué)實(shí)驗(yàn)，而且能完成實(shí)際液壓系統(tǒng)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)為單側(cè)布置，可供一組學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所有實(shí)驗(yàn)元件均為獨(dú)立組件，應(yīng)用橡膠軟管由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、組裝實(shí)驗(yàn)回路。每個(gè)工位都有液壓油的供給回油接口、壓力測(cè)試接口和實(shí)驗(yàn)回路的電氣控制輸入輸出接口等，具有多種功能并可擴(kuò)展。(3)直觀性強(qiáng) 該實(shí)驗(yàn)臺(tái)所完成的實(shí)驗(yàn)回路能較好地反映出油路走向和元件的作用，使課堂教學(xué)的抽象性與實(shí)際回路的應(yīng)用性能有機(jī)結(jié)合。3.2實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)及其工作原理多功能液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)組成和功能如圖3-11所示。(1)液壓源部分:系統(tǒng)采用一個(gè)變量葉片泵向系統(tǒng)供油?？紤]到實(shí)驗(yàn)

32、過(guò)程中的安全性和電機(jī)的低壓?jiǎn)?dòng)等因素，在液壓泵的壓油口設(shè)置了一個(gè)先導(dǎo)式溢流閥做安全閥，并利用其遠(yuǎn)程控制口通過(guò)一個(gè)二位二通電磁換向閥3控制系統(tǒng)卸荷與升壓。試驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)泵站采用旁置式結(jié)構(gòu)。圖3-111-電機(jī)；2-單作用變量葉片泵；3-壓力表；4-先導(dǎo)式溢流閥；5-二位二通換向閥；6-減壓閥；7-三位四通電磁換向閥（Y型）；8-三位四通電磁換向閥（O型）；9-單向節(jié)流閥；10-二位三通換向閥；11-工作缸；12-行程開(kāi)關(guān)；13-夾緊缸(2)壓力測(cè)試部分:為了提高測(cè)量精度，系統(tǒng)可以采用多個(gè)不同量程的壓力表與壓力表開(kāi)關(guān)組成多個(gè)獨(dú)立的測(cè)壓裝置，分別與布置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的測(cè)壓接口相連，構(gòu)成測(cè)壓接口。用于泵出

33、口壓力的調(diào)整。(3)執(zhí)行器:液壓缸組件為系統(tǒng)的執(zhí)行器，它由兩個(gè)液壓缸組成，可對(duì)頂安裝或順序安裝。兩缸之間設(shè)有一具有兩個(gè)導(dǎo)桿的支架，導(dǎo)桿上裝有一個(gè)滑塊(圖中未畫(huà)出)與左液壓缸的活塞桿相連，模擬工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，支架上裝有一標(biāo)尺?；瑝K上裝有指針、行程開(kāi)關(guān)擋塊和行程調(diào)速閥的擋塊等，兩液壓缸活塞桿工作區(qū)段還裝有一根鋁合金導(dǎo)軌，上面裝有行程開(kāi)關(guān)，可在導(dǎo)軌上移動(dòng)或者固定。以上兩缸中左液壓缸是主液壓缸，在組裝系統(tǒng)中一般擔(dān)當(dāng)工作缸；右液壓缸是輔助液壓缸，對(duì)頂安裝可做加載缸，順序安裝時(shí)用于順序動(dòng)作的演示。(4)采用了帶單向閥的快換接頭:在供油回油和壓力測(cè)試接口中，泵有供油接口，當(dāng)未接油管時(shí)具有自封作用?；赜秃蛪毫τ?/p>

34、接口采用擴(kuò)口式管接頭。(5)液壓元件組件及橡膠軟管部分(圖中未畫(huà)出):該實(shí)驗(yàn)臺(tái)連接回路時(shí)所需的元件及管件是獨(dú)立組件，液壓元件為板式閥，各自獨(dú)立安裝在一塊標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)渡板上，過(guò)渡板四周按元件外接油口的相應(yīng)數(shù)量裝有管接頭，過(guò)渡板的背面有“T”形掛釘，用于液壓元件的掛裝。(6)備用液壓元件:本實(shí)驗(yàn)臺(tái)所配置的備用液壓元件主要有：直動(dòng)式先導(dǎo)式溢流閥、減壓閥、(單向)順序閥、單向閥、液控單向閥、(單向)節(jié)流閥、(單向)調(diào)速閥、行程調(diào)速閥、二位四通換向閥、三位四通換向閥(O、H、M型中位機(jī)能)和壓力繼電器等。與傳統(tǒng)的液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)相比，本次設(shè)計(jì)的液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合性強(qiáng)。3.3 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置的設(shè)計(jì)3.3.1 液

35、壓裝置結(jié)構(gòu)液壓裝置按其總體配置分為分散配置型和集中配置型兩種主要結(jié)構(gòu)類型，而集中配置型即為通常所說(shuō)的液壓站。本設(shè)計(jì)的液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用集中配置型液壓裝置，它是將液壓系統(tǒng)的執(zhí)行器安放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，而將液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、輔助元件等獨(dú)立安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)之外，即集中設(shè)置所謂液壓站。此實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)是將液壓站設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)旁側(cè)，作為執(zhí)行器的液壓缸置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上方，液壓站通過(guò)管路將液壓油傳遞至液壓缸中從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3.3.2 鋁型材、通用卡件說(shuō)明鋁型材區(qū)就是實(shí)驗(yàn)操作區(qū)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將裝有卡件的氣動(dòng)閥卡或液壓閥在T型結(jié)構(gòu)的型材上，再連接好氣管或油管，就可以實(shí)訓(xùn)了，可以很方便的拆卸，液壓閥放置圖如3-12：圖3-12選擇做實(shí)驗(yàn)

36、要用的帶有卡件的液壓閥，將卡件上活動(dòng)件按下，把卡件下掛鉤放入型材槽內(nèi)，再將卡件與型材相貼，松開(kāi)卡件活動(dòng)件，上活動(dòng)鉤就鉤住型材，并要仔細(xì)檢查是否真的卡住，（可用手向下扳一下），此過(guò)程一定要仔細(xì)，否則容易造成人身傷害。即將帶有卡件的液壓閥固定在型材上，拆卸與放置順序相反。3.3.3 液壓元件均配有可方便安裝的過(guò)渡板，實(shí)驗(yàn)的時(shí)候只需要將元件掛在“T”形槽中即可，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中實(shí)驗(yàn)油路均采用開(kāi)閉式快換接頭，通過(guò)軟管相連接即可構(gòu)成實(shí)驗(yàn)回路。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上“T”形槽l與實(shí)驗(yàn)臺(tái)是通過(guò)螺釘連接的，選用M6的螺釘，在每個(gè)“T”形槽上可以用四個(gè)螺釘進(jìn)行連接，以滿足實(shí)驗(yàn)臺(tái)板2與“T”形槽1之間有足夠的連接強(qiáng)度，螺釘受到剪切

37、的壓力，即確保實(shí)驗(yàn)臺(tái)所受的壓力要小于螺釘連接的許用應(yīng)力。圖3-13實(shí)驗(yàn)臺(tái)上每?jī)蓚€(gè)“T”形槽之間的間距為40mm，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只要將相應(yīng)的液壓元件通過(guò)活動(dòng)構(gòu)固定到“T”形槽里面，再通過(guò)軟管連接相應(yīng)的接頭就能構(gòu)成所需的液壓回路，接通液壓動(dòng)力源即可實(shí)驗(yàn)。3.3.4 液壓元件與底座集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將液壓控制元件固定在輔助連接件底座(過(guò)渡板)上，底座內(nèi)開(kāi)有一系列的通油孔道，液壓控制元件之間的油路聯(lián)系是通過(guò)這些孔道再與油管相連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。讓液壓元件與底座相連，省去了大量的管件，結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)驗(yàn)時(shí)使用方便，外形整齊美觀，安裝位置靈活，油路通道短，壓力損失較小，不易泄漏。在底座內(nèi)孔道與孔道相交處容易形成污染物集存窩或

38、者氣窩，容易有細(xì)屑。為了改善不良后果，可以把較長(zhǎng)的盲孔改為通孔，鉆完后再把一端用螺塞等堵頭進(jìn)行封堵，可選用錐螺紋螺塞等。第4章 液壓泵站（動(dòng)力源裝置）設(shè)計(jì) 液壓泵站是多種元件、附件組合而成的設(shè)計(jì)，作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，它為一個(gè)或幾個(gè)系統(tǒng)存放一定清潔度的介質(zhì)，并輸出一定壓力、流量的液體動(dòng)力，兼作整體使液壓站安放液壓控制裝置基座的整體裝置。液壓泵站是整個(gè)液壓系統(tǒng)或液壓站的一個(gè)重要部件，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣和使用維護(hù)的合理性，對(duì)液壓設(shè)備性能關(guān)系很大。4.1液壓泵站的組成及類型4.1.1 液壓泵站的組成液壓泵站通常由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、過(guò)濾組件和儲(chǔ)能器組件五個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成，見(jiàn)表4-1。盡管

39、這五個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了根據(jù)機(jī)器設(shè)備的工況特點(diǎn)和使用的具體要求進(jìn)行合理取舍外，還經(jīng)常需要將它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，合理構(gòu)成一個(gè)部件。例如，油箱上常需要將控溫組件中的溫度計(jì)、過(guò)濾器組件作為油箱附件而組合在一起構(gòu)成液壓油箱等。4.1.2 液壓泵站的類型液壓泵站的類型頗多，分類方式及特點(diǎn)各異。按液壓泵組布置方式的分類a.上置式液壓泵站。此類液壓泵站中的泵組布置在油箱之上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵至于油箱之上時(shí)，稱為臥式液壓泵站；當(dāng)電動(dòng)機(jī)立式安裝，液壓泵置于油箱內(nèi)時(shí)，稱為立式液壓泵站。上置式液壓泵站的特點(diǎn)是占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝，噪音低且便于收集漏油，油箱容量可

40、達(dá)1000L，在中、小功率液壓站中被廣泛采用，其液壓泵可以使用定量型或變量型（恒功率式、恒壓式、恒流量式、限壓式及壓力切斷式等）。對(duì)于臥式液壓泵站置于油箱之上，為了防止液壓泵站進(jìn)油口出產(chǎn)生過(guò)大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象，應(yīng)注意各類液壓泵的吸油高度不要超過(guò)其允許值，各類液壓泵的吸油高度見(jiàn)表4-2.表4-1 液壓泵站的組成組成部分元器件作用組成部分元器件作用液壓泵組液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能控溫組件油溫計(jì)顯示、觀測(cè)油液溫度原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）驅(qū)動(dòng)液壓泵溫度傳感器檢測(cè)并控制油溫聯(lián)軸器連接原動(dòng)機(jī)和液壓泵加熱器油液加熱傳動(dòng)底座安裝和固定液壓泵及原動(dòng)機(jī)冷卻器油液冷卻油箱組件油箱儲(chǔ)存油液、散發(fā)

41、油液熱量、逸出空氣、分離水分、沉淀雜質(zhì)和安裝元件過(guò)濾器組件各類過(guò)濾器分離油液中的固體顆粒，防止堵塞小截面流道,保持油液清潔度液位計(jì)顯示和觀測(cè)液面高度蓄能器組件蓄能器蓄能、吸收液壓脈動(dòng)和沖擊通氣過(guò)濾器注油、過(guò)濾空氣放油塞清洗油箱或更換油液放油支撐架臺(tái)安裝蓄能器表4-2 液壓泵的吸油高度液壓泵螺桿泵齒輪泵葉片泵柱塞泵吸油高度5001000300400500500b.非上置式液壓泵站。此類液壓泵站式將布置在底座或是地基上。如果泵組安裝在于油箱一體的公用底座上，則稱為整體型液壓泵站，它又可分為旁置式、下置式兩種；如果將它泵組安裝在地基上，則稱為分離式液壓泵。非上置式液壓泵站由于液壓泵置于油箱頁(yè)面以下，

42、故能有效改善液壓泵的吸入性能，液壓泵可以是定量型或變量型（恒功率式、恒壓式、恒流量式、限壓式及壓力切斷式等），且具有高度低，便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大。因此，使用時(shí)又要求很快投入運(yùn)行的場(chǎng)合。上置式與非上置式液壓泵站的綜合比較見(jiàn)表4-3表4-3 上置式與非上置式液壓泵站的綜合比較項(xiàng)目上置式非上置式立式臥式占地面積小較大振動(dòng)較大小清洗油箱較麻煩容易漏油收集方便需另設(shè)滴油盤(pán)需另設(shè)滴油盤(pán)液壓泵工作條件泵浸在油中，工作條件好一般好安裝要求泵與電動(dòng)機(jī)又同軸度要求泵與電動(dòng)機(jī)又同軸度的要求；需考慮液壓泵的吸油高度；吸油管與泵的連接出密封要求嚴(yán)格泵與電動(dòng)機(jī)又同軸度要求；吸油管與泵的連接處密封要求嚴(yán)格應(yīng)用中小型

43、液壓站中小型液壓站較大型液壓站c.柜式和便攜式液壓站。柜式液壓泵站式將泵組和油箱整體置于封閉型柜體內(nèi)，其優(yōu)點(diǎn)是外形整齊美觀，且可在柜體上方便地布置壓力、流量、溫度等測(cè)量?jī)x表板和電控箱。柜體封閉泵從而屏蔽了噪音，同時(shí)能有效的減少外界污染。其缺點(diǎn)是由于需顧及操作和維護(hù)的空間及液壓系統(tǒng)的散熱，致使其外形尺寸較大，通常僅用于中小功率及實(shí)驗(yàn)式場(chǎng)合下。將液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、油箱及少數(shù)控制元件集成在一起的液壓動(dòng)力單元或液壓動(dòng)力包，即為便攜式液壓泵站。它體積與重量較小，壓力高（可達(dá)25MPa以上，帶增壓器的最高可達(dá)200MPa），但油箱容量較小（通常為330L），應(yīng)用非常廣泛。按液壓泵組的驅(qū)動(dòng)方式分類 液壓

44、泵站油電動(dòng)機(jī)型、機(jī)動(dòng)型和手動(dòng)型三種驅(qū)動(dòng)方式。以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的電動(dòng)型液壓泵站適宜有穩(wěn)定電力供應(yīng)的固定式機(jī)械設(shè)備采用，工作式噪音低應(yīng)用最為普通。以柴油機(jī)或汽油機(jī)為原動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)型液壓泵站，不需要電源，便于沒(méi)有電力供應(yīng)或電力短缺的偏遠(yuǎn)地區(qū)以及野外作業(yè)的各類施工設(shè)備使用，但工作時(shí)噪音較大。以人力操作的手動(dòng)型液壓泵站，實(shí)質(zhì)是一種手搖泵，盡管其工作效率較低，但通過(guò)簡(jiǎn)單配管即可向小行程液壓缸供油，常與小型壓力機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、彎管機(jī)核對(duì)搶險(xiǎn)救援拆破器具、液壓剪等手動(dòng)機(jī)具和設(shè)備配套使用，并可作為機(jī)動(dòng)車(chē)輛的便攜式動(dòng)力源，用于車(chē)輛搶修及日常維護(hù)保養(yǎng)等。按液壓泵組輸出壓力高低和流量特性分類 按液壓泵組輸出壓力高低可將液

45、壓泵站分為低壓、中壓、高壓和超高壓等類型等；按液壓泵組輸出流量特性可將液壓泵站分為定量型和變量型兩種而變量型泵站按壓力-流量的調(diào)節(jié)特性又可分為恒功率式、恒壓式、恒流量式及壓力切斷式等。不同的輸出壓力和流量特性分別可以適應(yīng)不同的主機(jī)工況和工作要求。本設(shè)計(jì)采用上置式臥式液壓泵。4.2液壓油箱及其設(shè)計(jì)與制造4.2.1 液壓油箱的功用液壓油箱簡(jiǎn)稱油箱，它往往式一個(gè)功能組件，在液壓系統(tǒng)中具有儲(chǔ)存油液、散發(fā)油液熱量、逸出空氣、分離水分、沉淀雜質(zhì)和安裝元件等作用。其詳細(xì)說(shuō)明如下：存儲(chǔ)液壓油液：油箱必須能夠存放液壓系統(tǒng)中所有油液。液壓泵從油箱抽走油液送至系統(tǒng)，油液在系統(tǒng)中完成動(dòng)力傳遞之后返回油箱。散發(fā)油液熱量

46、:液壓系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失導(dǎo)致油液溫度升高。油液從系統(tǒng)中帶回來(lái)的熱量大部分靠油箱壁散發(fā)到周?chē)諝庵校@就要求油箱有足夠的尺寸，盡量設(shè)置在通風(fēng)良好的位置上，必要時(shí)油箱外壁要設(shè)置翅片來(lái)增加散熱能力。逸出空氣:液壓系統(tǒng)低壓區(qū)液壓低于飽和蒸汽壓、吸油管漏氣或液位過(guò)低時(shí)由旋渦作用引起泵吸人空氣、回油的攪拌作用都是形成氣泡的原因。油液泡沫會(huì)導(dǎo)致噪聲和損壞液壓裝置，尤其在液壓泵中會(huì)引起氣蝕。未溶解的空氣可在油箱中逸出，因此增大油液面積，并使油液在油箱里停留較長(zhǎng)的時(shí)間，有助于排出氣泡。沉淀雜質(zhì):未被過(guò)濾器捕獲的細(xì)小污染物，如磨損屑或油液老化生成物，可以沉落到油箱底部并在清洗油箱時(shí)加以處理。分離水分:由于溫

47、度變化，空氣中的水蒸氣在油箱內(nèi)壁上凝結(jié)成水滴而落入油液中，其中只有很少溶解在油液里，未溶解的水會(huì)使油液乳化變質(zhì)。油箱提供油水分離的機(jī)會(huì)，使這些游離水聚積在油箱中的最低點(diǎn)，以被清除。安裝元件在中小設(shè)備的液壓系統(tǒng)中，往往把液壓泵組和一些閥直接安裝在油箱頂蓋上，油箱必須制造得足夠牢固以支撐這些元件。一個(gè)牢固的油箱還在降低噪聲方面發(fā)揮作用。油箱的總?cè)萘堪ㄓ鸵喝萘亢涂諝馊萘?。油液容量是指油箱中油液最多時(shí)，即液面在液位計(jì)的上刻度線時(shí)的油液體積。在最高液面以上要留出等于油液容量的1015的空氣容量，以便形成油液的自由表面，容納熱膨脹和泡沫，促進(jìn)空氣分離，容納停機(jī)或檢修時(shí)靠自重流回油箱的油液。4.2.2 油

48、箱的類型按油箱結(jié)構(gòu)和用途不同，通?？煞譃檎w式油箱、兩用油箱和獨(dú)立式油箱三種類型。整體式油箱 整體式油箱是指在液壓系統(tǒng)或機(jī)器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。例如，在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的各類機(jī)床床身或底座的內(nèi)部的空腔往往稍加一點(diǎn)成本就可制成不漏油的油箱，或者車(chē)輛與工程機(jī)械上的管形構(gòu)件用作油箱，這樣不需要額外的附加空間。整體式油箱以最小的空間提供最大的性能，并且通常提供特備整潔的外觀。但是必須細(xì)心設(shè)計(jì)，以克服可能存在的局部發(fā)熱和操作者難以接近等工作問(wèn)題。兩用油箱 兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的用油的公用油箱。例如，拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)殼可用做拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)的油箱；再如采用液壓傳動(dòng)的齒輪淬火及空腔底座，兼作液壓

49、系統(tǒng)和淬火用油的油箱。兩用油箱的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間。但油幾個(gè)局限性與此優(yōu)點(diǎn)相抵觸。油液必須既滿足液壓系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)介質(zhì)的要求，又滿足傳動(dòng)系齒輪的潤(rùn)滑或工件淬火等其他工藝目的的要求。再某些高性能液壓系統(tǒng)中，這些要求可能式幾乎互不相容的。此外，油液溫度控制可能很困難，因?yàn)閷?duì)于總量減少了的油液來(lái)說(shuō)存在著兩個(gè)熱源。如果必須另設(shè)冷卻器來(lái)控制油溫，用冷卻器所需的空間可能抵消所節(jié)省的空間。獨(dú)立油箱 獨(dú)立油箱式應(yīng)用最為廣泛的一類油箱，其熱量主要通過(guò)油箱壁靠輻射和對(duì)流作用散發(fā)，因此油箱應(yīng)該盡可能窄而高的形狀。獨(dú)立油箱最通常用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，它通常做成矩形的，液壓泵和電動(dòng)機(jī)旁置于油箱的左面的公共底座上；液壓泵吸油管在

50、液面以下或以上穿過(guò)油箱側(cè)壁進(jìn)入油箱。按照油箱液面與大氣是否相通。油箱還有開(kāi)式與閉式之分。開(kāi)式油箱應(yīng)用最廣，油箱中液面與大氣相通，為減少油液污染，油箱頂蓋上應(yīng)設(shè)置通氣過(guò)濾器，使大氣與油箱內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器相通。在潮濕地區(qū)應(yīng)用的油箱，在通氣過(guò)濾器上好用裝有一定量的干燥劑。閉式油箱油隔離式和充壓式兩種。隔離式油箱又有帶折疊器和帶撓性隔離性隔離器兩種結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立油箱。4.2.3 油箱的容量油箱容量是油箱最基本的參數(shù)。油箱的總?cè)萘堪ㄓ鸵喝萘亢涂諝馊萘俊Ｓ拖淙莘e的確定是油箱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。油箱的容積應(yīng)能保證當(dāng)系統(tǒng)有大量供油而無(wú)回油時(shí)，最低液面應(yīng)在進(jìn)口過(guò)濾器之上，保證不會(huì)吸入空氣，當(dāng)系統(tǒng)有大量回油而無(wú)

51、供油，或系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，油液返回油箱時(shí)，油液不致溢出。按使用情況確定油箱容量 初始設(shè)計(jì)時(shí)，可依據(jù)使用情況按照油箱容積的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定油箱容積，經(jīng)驗(yàn)公式為 V0=qp 式中V0油箱的有效容積，m3； qp液壓泵的流量，m3min； 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于安裝空間允許的固定機(jī)械，或需借助油箱頂蓋安放液壓泵及電動(dòng)機(jī)和液壓閥集成裝置時(shí)，系數(shù)可適當(dāng)取較大值。低壓系統(tǒng)=24，中壓系統(tǒng)=57 ，高壓系統(tǒng)=615。 已知泵的流量為15Lmin，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng)不好，油箱散熱性較差。系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，故取=6，則 V0=qp=6×15=90L查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用油箱的公稱容量100L，即油箱的最高位占總高度的80左右

52、，就可以保證液壓系統(tǒng)的部分油液在自重的作用下返回油箱而不會(huì)溢出。如果安裝空間不受限制，可適當(dāng)增加油箱的容積，以提高其散熱能力，系統(tǒng)確定后當(dāng)按照系統(tǒng)的發(fā)熱與散熱關(guān)系進(jìn)行校核。4.2.4 標(biāo)準(zhǔn)油箱的規(guī)格及外形尺寸油箱的公稱容量100L，故取油箱的總?cè)莘eV=125V0 =125L。在確定了油箱的容積以后，即可從標(biāo)準(zhǔn)油箱系列中選定油箱的具體規(guī)格，標(biāo)準(zhǔn)油箱的外形尺寸如表4-44.2.5 系統(tǒng)溫升驗(yàn)算（1）工作參數(shù)以模擬機(jī)床工作為例快進(jìn)：v1=10m/min 工進(jìn)：25m/min工作壓力：5Mpa車(chē)削力：F=2.5·D2=3140N表4-4 標(biāo)準(zhǔn)油箱的外形尺寸公稱油箱容量b1b2l1l2h近似油液深度固定孔d1最小壁厚（不含箱頂）100460360633393410340143由于液壓系統(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。因此，系統(tǒng)的總發(fā)熱功率可按以下式計(jì)算Ph=Php+PhA+PhV+PhlPhp=Ppi（1-）PhA=PA（1-）PhV=·103Phl=0.03·PP式中 Ppi液壓泵的