啟閉機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)題目啟閉機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：1.一次、二次安全調(diào)壓保護(hù)，分別滿(mǎn)足啟門(mén)和閉門(mén)打開(kāi)液控單向閥的壓力控制要求，并起安全保護(hù)作用。2.方向控制，實(shí)現(xiàn)啟門(mén)和閉門(mén)動(dòng)作，在此功能里設(shè)置了消除換向沖擊的功能使閘門(mén)啟、停平穩(wěn)。3.任意位置鎖定，在任何開(kāi)度均通過(guò)裝于油缸上的專(zhuān)用閥組實(shí)現(xiàn)安全鎖定，防止任何意外事故對(duì)閘門(mén)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。4.雙缸啟、閉門(mén)同步功能，通過(guò)流量調(diào)速閥分別控制兩只油缸的油量，和流量，保證兩只油缸啟、閉門(mén)同步,開(kāi)啟速度達(dá)到度達(dá)到/Min以上。設(shè)計(jì)進(jìn)度：1.第一周：確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目2.第二周：查閱資料3.第三、四周：進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)4.第五周：對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改5.第六周：完成設(shè)計(jì)6.第七周：

2、打印周：答辯指導(dǎo)教師（簽名）：摘要該啟閉機(jī)液壓控制系統(tǒng)的功能是通過(guò)擬定好的液壓系統(tǒng)圖合理設(shè)計(jì)和連接各液壓元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)系統(tǒng)壓力流量輸出正常后，讓電磁換向閥（件號(hào)20.1）電磁鐵YV2得電、YV3失電，壓力油經(jīng)過(guò)電磁換向閥(件號(hào)20.1)，分兩股進(jìn)入二個(gè)調(diào)速整流裝置(件號(hào)22、23組合)，通過(guò)截止閥、鎖緊塊進(jìn)入液壓缸有桿腔；兩處無(wú)桿腔油液經(jīng)截止閥(件號(hào)36.1、36.2)后合成一股，通過(guò)回油背壓閥19、回油濾油器回油箱，這便實(shí)現(xiàn)閥門(mén)提升動(dòng)作；讓電磁換向閥電磁鐵YV3得電、YV2失電，壓力油經(jīng)換向閥 (件號(hào)20.1)分兩路經(jīng)單向節(jié)流閥(件號(hào)27.1)進(jìn)入液壓缸鎖緊塊成為控制油打開(kāi)鎖緊塊上的液控單

3、向閥(件號(hào)31.1、31.2)， 有桿腔油液經(jīng)鎖緊塊、截止閥、調(diào)速整流閥、電磁換向閥、截止閥(件號(hào)36.1、36.2)進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，油缸靠自重下降，如果無(wú)桿腔出現(xiàn)負(fù)壓，無(wú)桿腔可通過(guò)單向閥(件號(hào)12.3)從油箱補(bǔ)油，便實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)動(dòng)作。本啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，效率高，操作簡(jiǎn)單，維修方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)㈤]機(jī)，液壓系統(tǒng)圖，液壓元件，液壓缸 目錄摘要II1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與要求11.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟11.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求12 液壓系統(tǒng)圖的擬定32.1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定32.2 基本方案的制定32.3 液壓系統(tǒng)圖的繪制53液壓缸的設(shè)計(jì)93.1 工況分析93

4、.2 液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算93.3 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算113.4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求174 液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì)204.1 液壓泵和電機(jī)的選擇204.2 油箱容積的計(jì)算214.3 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)用油量的計(jì)算214.4 油管管徑的計(jì)算214.5 其它液壓元件的選擇225 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算255.1 管路系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算255.2 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升285.3 油箱的尺寸設(shè)計(jì)30致謝32參考文獻(xiàn)331 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與要求液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各式各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)

5、揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作可靠，成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)主要是啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。綜合考慮弧形工作閘門(mén)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸務(wù)必傾斜式布置，兩端鉸鏈連接，并且在油缸的上端吊頭與埋件軸以及下端吊頭與閘門(mén)吊耳連接處內(nèi)裝自潤(rùn)滑球面滑動(dòng)軸承，滿(mǎn)足使油缸自由擺動(dòng)，并可以消除啟閉機(jī)或閘門(mén)由于安裝等誤差造成的對(duì)油缸的不利影響。油缸與管路之間采用軟管連接。1.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行：（1）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；（2）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖

6、；（3）選擇液壓元件；（4）確定液壓執(zhí)行元件的形式；（5）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算。1.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)行進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。（1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；（2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；（3）液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度；（4）各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；（5）對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；（6）自動(dòng)化程度、操作控制方式的要求；（7）對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；（8）對(duì)效率、

7、成本等方面的要求。本液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造，用于控制溢洪道弧門(mén)啟閉機(jī)油缸開(kāi)啟和關(guān)閉的液壓系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、布局美觀、性能可靠、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，其油缸工況符合用戶(hù)提供的原理要求。本套液壓系統(tǒng)配有壓力控制器(XML)、電接點(diǎn)溫度計(jì)(WSSX)、液位控制器(YKJD24)，可對(duì)系統(tǒng)壓力、油液溫度及液位高度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在閘門(mén)啟閉過(guò)程中，閘門(mén)開(kāi)度及行程實(shí)行全程控制，通過(guò)電器、液壓動(dòng)作進(jìn)行同步控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整同步。2 液壓系統(tǒng)圖的擬定2.1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定通過(guò)工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過(guò)程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，

8、它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。表2.1 主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱(chēng)參數(shù)備注1最大啟門(mén)力2630KN2最大閉門(mén)力自重閉力3工作行程1300mm4油缸內(nèi)徑100mm5活塞桿直徑70mm6油泵32SCY14-1B邵 液7電動(dòng)機(jī)(滿(mǎn)足SL41)Y180L-4-B3522KW1480rpm8有桿腔計(jì)算壓力9閘門(mén)關(guān)閉時(shí)間約17min10閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間約17min11系統(tǒng)壓力等級(jí)25MPa2.2 基本方案的制定（1）制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定后，運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中

9、小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大

10、、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。（2）制定壓力控制方案液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一

11、定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。（3）制定順序動(dòng)作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類(lèi)型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置

12、時(shí)，通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)使電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制連續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力,壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)，來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。（4）選擇液壓動(dòng)力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其

13、他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。系統(tǒng)采用流量調(diào)速閥來(lái)控制液壓?jiǎn)㈤]機(jī)兩側(cè)油缸的進(jìn)出流量，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行和糾偏。同時(shí)并聯(lián)手動(dòng)流量控制閥，便于設(shè)備調(diào)試和檢修時(shí)操作油缸和閘門(mén)，最大程度地保證了閘門(mén)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。2.3 液壓系統(tǒng)圖的繪制整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要

14、的檢測(cè)元件，關(guān)鍵部位要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要部件連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱(chēng)和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。本液壓系統(tǒng)原理圖如下：圖2.1 液壓系統(tǒng)原理圖本液壓控制系統(tǒng)由兩臺(tái)泵組供油，在通常情況下互為備用，同時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)油泵可以同時(shí)開(kāi)啟兩條門(mén)。在設(shè)備初次調(diào)試前，請(qǐng)檢查液壓系統(tǒng)的各溢流閥、各安全溢流閥、各減壓閥的調(diào)壓手柄，確定都處于松開(kāi)狀態(tài)，確定油箱內(nèi)已加滿(mǎn)液壓油，拆開(kāi)主油泵泄油膠管，從油泵泄油口加入清潔的液壓

15、油，直至充滿(mǎn)殼體，裝上主油泵泄油膠管，拆下電機(jī)的防護(hù)罩，按順時(shí)針?lè)较蚴謩?dòng)盤(pán)車(chē)2030圈，排盡油泵吸油區(qū)的空氣，裝上防護(hù)罩；點(diǎn)動(dòng)主油泵電機(jī)，確定電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確。按原理圖要求連接好缸旁鎖緊塊、工作油缸，啟動(dòng)任意一臺(tái)電機(jī)，空載運(yùn)行5分鐘，確定電機(jī)油泵運(yùn)行正常后，讓電磁鐵YV1得電，調(diào)節(jié)溢流閥（件號(hào)11）使壓力表1顯示壓力為1Mpa后，讓電磁換向閥(件號(hào)20.1)電磁鐵YV3得電，調(diào)節(jié)回油背壓溢流閥（件號(hào)19），控制壓力表2顯示壓力為0.3Mpa，鎖緊調(diào)節(jié)螺母，然后電磁溢流閥(件號(hào)11)和溢流閥(件號(hào)21.1)配合調(diào)壓，使溢流閥(件號(hào)21.1)工作壓力7Mpa(壓力表1顯示)；讓電磁鐵YV1、YV2

16、得電、YV3失電，逐級(jí)調(diào)節(jié)電磁溢流閥（件號(hào)11）和鎖緊閥塊上安全溢流閥（件號(hào)30.1、30.2），使安全溢流閥溢流壓力為19Mpa，最后先松開(kāi)電磁溢流閥(件號(hào)11)手柄，讓電磁鐵YV2、YV3失電、YV1得電，逐級(jí)調(diào)節(jié)電磁溢流閥(件號(hào)11)溢流閥控制壓力為18 Mpa，配合調(diào)節(jié)工作油泵手動(dòng)變量，使工作泵組輸出壓力和流量符合工況要求的壓力油，鎖緊所有壓力閥上的調(diào)節(jié)螺母，這便完成了對(duì)1#工作油泵和1#油缸組的壓力調(diào)試。用同樣的方法啟動(dòng)2#油泵電機(jī)組，可完成對(duì)2#油缸組的壓力調(diào)試。液壓系統(tǒng)動(dòng)作說(shuō)明：本系統(tǒng)含二組工作油缸，其工作原理一樣，下面以1#油缸組為例作動(dòng)作說(shuō)明。系統(tǒng)壓力流量輸出正常后，讓電磁換

17、向閥（件號(hào)20.1）電磁鐵YV2得電、YV3失電，壓力油經(jīng)過(guò)電磁換向閥(件號(hào)20.1)，分兩股進(jìn)入二個(gè)調(diào)速整流裝置(件號(hào)22、23組合)，通過(guò)截止閥、鎖緊塊進(jìn)入油缸有桿腔；兩處無(wú)桿腔油液經(jīng)截止閥(件號(hào)36.1、36.2)后合成一股，通過(guò)回油背壓閥19、回油濾油器回油箱，這樣便實(shí)現(xiàn)閥門(mén)提升動(dòng)作；讓電磁換向閥電磁鐵YV3得電、YV2失電，壓力油經(jīng)換向閥 (件號(hào)20.1)分兩路經(jīng)單向節(jié)流閥(件號(hào)27.1)進(jìn)入油缸鎖緊塊成為控制油打開(kāi)鎖緊塊上的液控單向閥(件號(hào)31.1、31.2)，有桿腔油液經(jīng)鎖緊塊、截止閥、調(diào)速整流閥、電磁換向閥、截止閥(件號(hào)36.1、36.2)進(jìn)入油缸無(wú)桿腔，油缸靠自重下降，如果無(wú)

18、桿腔出現(xiàn)負(fù)壓，無(wú)桿腔可通過(guò)單向閥(件號(hào)12.3)從油箱補(bǔ)油，這樣便實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)動(dòng)作。速度及同步控制說(shuō)明：二組油缸控制方法一樣，下面以1#油缸組為例來(lái)說(shuō)明。工作油缸動(dòng)作正常后，在閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉過(guò)程中，調(diào)節(jié)左、右兩路調(diào)速整流裝置上調(diào)速閥（件號(hào)23.1、23.2）可調(diào)節(jié)活塞桿退回、伸出速度，調(diào)速閥可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)活塞桿運(yùn)動(dòng)速度。所以，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)速閥可達(dá)到兩只油缸基本同步。在閘門(mén)啟閉過(guò)程中，同孔閘門(mén)兩只油缸要求同步，閘門(mén)開(kāi)度方向不同步誤差不大于10mm。閘門(mén)開(kāi)度及行程控制裝置全程實(shí)行自動(dòng)檢測(cè)，當(dāng)左油缸運(yùn)動(dòng)速度快于右油缸運(yùn)動(dòng)速度，自動(dòng)糾編儀發(fā)信，電磁換向閥(件號(hào)25.1)電磁鐵YV5得電，進(jìn)入左油缸的壓力油會(huì)經(jīng)過(guò)

19、單向節(jié)流閥（件號(hào)26.1）、電磁換向閥（件號(hào)25.1）進(jìn)行分流而降低運(yùn)動(dòng)速度，調(diào)節(jié)節(jié)流閥（件號(hào)26.1）左端可控制分流量大??；當(dāng)右油缸運(yùn)動(dòng)速度快于左油缸運(yùn)動(dòng)速度，自動(dòng)糾編儀發(fā)信，電磁鐵YV4得電，進(jìn)入右油缸的壓力油會(huì)經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥（件號(hào)26.1）、電磁換向閥（件號(hào)25.1）進(jìn)行分流而降低運(yùn)動(dòng)速度，調(diào)節(jié)節(jié)流閥（件號(hào)26.1）右端可控制分流量大??；同樣在閥門(mén)關(guān)閉過(guò)程中，通過(guò)電磁換向閥（件號(hào)25.1）得失電，可實(shí)現(xiàn)工作油缸同步的自動(dòng)微調(diào)整。單孔閘門(mén)啟、閉操作：本系統(tǒng)具有閘門(mén)下滑自動(dòng)提升功能，由于系統(tǒng)正常的內(nèi)泄漏，閘門(mén)長(zhǎng)時(shí)間保壓會(huì)出現(xiàn)閘門(mén)自動(dòng)下滑現(xiàn)象，當(dāng)閘門(mén)下滑50mm時(shí)，通過(guò)電器控制自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行

20、補(bǔ)壓實(shí)現(xiàn)提升，閘門(mén)提升至原位后發(fā)出報(bào)警；如繼續(xù)下滑至100mm，啟動(dòng)備用電機(jī)油泵，將閘門(mén)提升運(yùn)動(dòng)至原來(lái)位置并發(fā)出報(bào)警，本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)液壓?jiǎn)㈤]的工作油泵與備用泵啟、停及切換控制等功能。 油箱內(nèi)液位控制說(shuō)明：按油箱的實(shí)際使用情況合理的安裝面板式液位控制器，當(dāng)液位超過(guò)上限時(shí)，LVS1發(fā)出聲光報(bào)警，停止往油箱內(nèi)加液壓油；當(dāng)液位低于下限液面時(shí)，LVS2發(fā)出聲光報(bào)警，停泵檢查液面下降原因，人工往油箱內(nèi)加油。油箱內(nèi)油溫控制說(shuō)明：油箱內(nèi)安裝有兩個(gè)電接點(diǎn)溫度計(jì)（件號(hào)9.1、9.2）共設(shè)有四個(gè)發(fā)信點(diǎn)，當(dāng)液溫低于10時(shí)，TS1發(fā)出低溫報(bào)警，不能啟動(dòng)電機(jī)；當(dāng)溫度高于60時(shí)，TS2發(fā)出高溫報(bào)警，延時(shí)5秒停泵檢查；當(dāng)油溫低

21、于20時(shí)，TS3發(fā)信接通電加熱器；當(dāng)油溫達(dá)到40時(shí)，TS4發(fā)信斷開(kāi)電加熱器。表2.2 電磁鐵動(dòng)作表M1或M2YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9電機(jī)啟動(dòng)+-系統(tǒng)啟動(dòng)+閘門(mén)開(kāi)啟缸一過(guò)快+-+-缸二過(guò)快+-+閘門(mén)關(guān)閉缸一過(guò)慢+-+缸二過(guò)慢+-+-+閘門(mén)開(kāi)啟缸三過(guò)快+-+-缸四過(guò)快+-+閘門(mén)關(guān)閉缸三過(guò)慢+-+-缸四過(guò)慢+-+-+3液壓缸的設(shè)計(jì)3.1 工況分析本次設(shè)計(jì)是啟閉機(jī)(一站控制兩門(mén))的液壓系統(tǒng)，用于操作弧形門(mén)型液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，額定啟門(mén)力為，工作行程，內(nèi)容包括液壓油缸、液壓控制系統(tǒng)等。根據(jù)操作弧形門(mén)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)運(yùn)行的功能特點(diǎn)，對(duì)該啟閉機(jī)制訂的設(shè)計(jì)制造原則是：“安全可靠，經(jīng)久耐用、技術(shù)

22、先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單”，在設(shè)計(jì)和制造方面，全面執(zhí)行技術(shù)條款的全部?jī)?nèi)容。并可以同時(shí)開(kāi)啟兩條門(mén)，開(kāi)啟速度達(dá)到以上。3.2 液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算液壓缸的主要幾何尺寸，包括液壓缸的內(nèi)徑，活塞桿的直徑，液壓缸行程等。 液壓缸內(nèi)徑的確定（1）初選液壓缸的工作壓力根據(jù)分析，此起重機(jī)的負(fù)載較大，按類(lèi)型屬于起重運(yùn)輸機(jī)械，初選液壓缸的工作壓力為。（2）計(jì)算液壓缸的尺寸表3.1和的關(guān)系工作壓力速度比22表3.2和的關(guān)系2根據(jù)系統(tǒng)工作壓力選取速度比再根據(jù)速度比選取和的關(guān)系：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，按標(biāo)準(zhǔn)?。海畲笮谐滩闄C(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取最大行程液壓缸的有桿腔工作壓力：3 活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算因?yàn)榛钊麠U長(zhǎng)為，而活塞直徑為，需要對(duì)活塞

23、桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算?；钊麠U彎曲失穩(wěn)臨界負(fù)荷,可按下式計(jì)算在彎曲失穩(wěn)臨界負(fù)荷時(shí),活塞桿將縱向彎曲。因此活塞桿最大工件負(fù)荷按下式驗(yàn)證。式中 活塞桿材料的彈性模數(shù)，鋼材：活塞桿橫截面慣性矩，圓截面：安裝及導(dǎo)向系數(shù)安全系數(shù)，一般取安裝距經(jīng)計(jì)算活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算合格。3 液壓缸的有效面積根據(jù)上面的結(jié)果，則液壓缸的有效面積為：無(wú)桿腔面積有桿腔面積3 液壓缸的行程液壓缸的行程為。3 液壓缸缸筒的長(zhǎng)度液壓缸缸筒的長(zhǎng)度由液壓缸的行程決定，液壓缸缸筒長(zhǎng)度。3.3 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁厚，油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等?；⌒喂ぷ鏖l門(mén)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸為傾斜式布置，兩端鉸接連接，并且在油缸的上

24、端吊頭與埋件軸以及下端吊頭與閘門(mén)吊耳連接處內(nèi)裝自潤(rùn)滑球面滑動(dòng)軸承，滿(mǎn)足使油缸自由擺動(dòng)，并可以消除啟閉機(jī)或閘門(mén)由于安裝等誤差造成的對(duì)油缸的不利影響。油缸與管路之間采用軟管連接。3.3.1 缸筒壁厚的計(jì)算和校核（1）壁厚的計(jì)算查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由上求得缸體內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值，得外徑?？芍?）液壓缸的缸筒壁厚的校核缸的額定壓力,取。液壓缸缸壁的材料選45號(hào)鋼，查金屬工藝學(xué)表6-5（GB699-88），得其材料抗拉強(qiáng)度。取安全系數(shù)為，=mmmm壁厚合適。3.3.2 液壓缸油口直徑的計(jì)算式中 液壓缸油口直徑液壓缸內(nèi)徑 液壓缸最大輸出速度油口液流速度=20mm3. 缸底厚度h的計(jì)算該液壓缸為平形缸底且有油孔，其材

25、料是45號(hào)鋼。式中 缸底厚度缸底油孔直徑試驗(yàn)壓力液壓缸內(nèi)徑缸底材料的許用應(yīng)力，取安全系數(shù)n=5，則由于缸的額定壓力，所以取3. 缸頭與法蘭的聯(lián)結(jié)計(jì)算（1）聯(lián)結(jié)方式：螺栓聯(lián)結(jié)（2）計(jì)算每個(gè)螺栓的總拉力F 選用6個(gè)螺栓均布在缸頭上，則計(jì)算直徑螺栓連接缸頭和法蘭，主要受到變載荷的作用，而影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素為應(yīng)力幅，故應(yīng)滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度條件查機(jī)械原理與設(shè)計(jì)表15-3公式，設(shè)螺栓直徑14mm，取=1，=1，=2，=3.9。求得=螺栓和被聯(lián)結(jié)件均為鋼制，采用金屬墊片，故取相對(duì)剛度系數(shù)即有由設(shè)計(jì)手冊(cè)，選M14，與原設(shè)相符。3. 缸頭厚度的計(jì)算本液壓缸選用螺釘聯(lián)結(jié)法蘭，其計(jì)算方法如下：式中 法蘭厚度法蘭受

26、力總和密封環(huán)內(nèi)徑密封環(huán)外徑螺釘孔分布圓直徑密封環(huán)平均半徑法蘭材料的許用應(yīng)力均壓槽一般寬為，深為，O型密封圈的壓縮率為W=（，缸頭和法蘭的聯(lián)結(jié)是固定的，其密封也是固定的，取W=20%，即得，為密封圈直徑。， 法蘭直徑和厚度的確定法蘭直徑取與缸頭直徑相同，即 法蘭厚度取3. 缸蓋的聯(lián)結(jié)計(jì)算聯(lián)接方式：螺栓聯(lián)接缸體螺紋處的拉應(yīng)力為：切應(yīng)力為：合成應(yīng)力為：式中 螺紋擰緊系數(shù)，動(dòng)載荷，取缸體螺紋處所受的拉力，螺紋內(nèi)徑螺栓個(gè)數(shù)，取螺紋處的拉應(yīng)力螺紋材料的許用應(yīng)力，安全系數(shù)，一般取由設(shè)計(jì)手冊(cè)，取M14。3. 缸頭直徑和缸蓋直徑取兩者相同，即=+3. 液壓缸主要尺寸的確定圖3.1 液壓缸結(jié)構(gòu)圖(1)最小導(dǎo)向長(zhǎng)度

27、(2)活塞的寬度(3)導(dǎo)向套長(zhǎng)，取(4)隔套長(zhǎng)度(5)求液壓缸的最大流量啟門(mén)流量的計(jì)算：無(wú)桿腔回油流量：有桿腔進(jìn)油流量：3.4 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求在液壓?jiǎn)㈤]機(jī)液壓油缸各零部件材料的選擇上，嚴(yán)格按用戶(hù)要求和相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。油缸缸體材料采用優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管，活塞桿采用符合GB699的優(yōu)質(zhì)45#實(shí)心鍛鋼正火處理、銷(xiāo)軸材料采用鍛鋼40Cr調(diào)質(zhì)處理、并做無(wú)損探傷檢測(cè)，上端蓋、下端蓋及活塞、吊頭材料均采用45鋼鍛焊結(jié)構(gòu)、其焊縫為類(lèi)焊縫、并按類(lèi)焊縫進(jìn)行檢查和探傷。油缸活塞桿強(qiáng)度、油缸內(nèi)徑、活塞寬度、活塞導(dǎo)向桿長(zhǎng)度及零部件的公差、配合的設(shè)計(jì)依據(jù)DL/T5167-2002、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)

28、標(biāo)準(zhǔn)要求，從設(shè)計(jì)上保障了油缸啟閉機(jī)性能的先進(jìn)性及可靠性。導(dǎo)向套用QA19-4材料，導(dǎo)向面的配合公差為H9和f8，粗糙度Ra0.2umRa0.3um。配合面的圓度公差為，同軸度為。3. 缸體缸體端部連接結(jié)構(gòu)及缸體材料液壓缸的工作壓力,其材料選用45號(hào)無(wú)縫鋼，并調(diào)質(zhì)到241-285HB，其結(jié)構(gòu)連接方式選用法蘭式連接。液壓缸的缸體材料為優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管制作，強(qiáng)度高于ST5.2N，內(nèi)徑采用GB1184中的H9配合要求，表面粗糙度達(dá)Ra0.2，直線(xiàn)度要求達(dá)1000:0.1，圓度要求達(dá)0.25，孔口有導(dǎo)向角，粗糙度為Ra0.8，缸口采用法蘭連接，法蘭材料為45#鍛鋼，并經(jīng)正火處理。有關(guān)焊接采用氬弧焊，焊前預(yù)熱

29、，焊后局部高溫回火去應(yīng)力處理，并對(duì)焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷，按JB4730-1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。技術(shù)要求（1）缸體內(nèi)徑采用H8、H9配合。液壓缸采用O型橡膠密封，表面粗糙度Ra取m，需珩磨。（2）缸體內(nèi)徑d的圓度公差值取10級(jí)精度，圓柱度公差值取8級(jí)精度。（3）缸體端面T的垂直公差值選7級(jí)精度。（4）為了防止腐蝕和提高壽命，缸體的表面應(yīng)鍍上厚度為30-40的鉻層，鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。3. 缸蓋液壓缸的缸蓋材料選用鍛焊鋼件，材料為45#并經(jīng)正火處理，并在其表面熔堆黃銅、青銅或其他材料。各配合處的圓柱度高于9級(jí)。技術(shù)要求（1）直徑基本尺寸（同缸徑）、（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓度公差值選取7級(jí)精

30、度。（2）與的同軸度公差值為。（3）端面A、B與直徑軸心線(xiàn)的公差值選7級(jí)精度。（4）導(dǎo)向孔的表面粗糙度為Ram。3. 活塞活塞與活塞桿的連接形式：螺紋連接活塞與缸體的密封：O型密封圈密封活塞的材料：選用45號(hào)鋼活塞的技術(shù)要求（1）活塞外徑與對(duì)內(nèi)徑的徑向跳動(dòng)公差值選取7級(jí)精度。（2）端面T對(duì)內(nèi)孔的軸線(xiàn)垂直度公差值選取7級(jí)精度。（3）外徑的圓柱度公差值選取10級(jí)精度。3. 活塞桿活塞桿的端部結(jié)構(gòu)：外螺紋連接端部結(jié)構(gòu)尺寸：端部為螺紋連接，其活塞桿螺紋尺寸為螺紋M48，螺紋長(zhǎng)為40?；钊麠U結(jié)構(gòu)：活塞桿選用實(shí)心桿活塞桿的材料：45號(hào)鋼技術(shù)要求（1）活塞桿和的圓度公差值選10級(jí)精度。（2）活塞桿的圓柱度公

31、差值選取7級(jí)精度。（3）端面T的垂直度公差值選7級(jí)精度。（4）活塞桿上的螺紋按7級(jí)精度加工。（5）活塞桿上工作表面的粗糙度為m。（6）桿頭開(kāi)有夾頭及導(dǎo)向角，表面硬度達(dá)HRC60以上。3. 活塞桿的導(dǎo)向、密封與防塵導(dǎo)向套（1）材料：QA19-4（2）導(dǎo)向套內(nèi)徑的配合，選為H8/f9，表面粗糙度為m。（3）密封：選用O型密封圈；防塵：防塵圈3. 液壓缸的緩沖裝置緩沖裝置是為了防止和減少液壓運(yùn)動(dòng)時(shí)的沖擊，通過(guò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生內(nèi)壓力抵抗液壓推力、慣性力和載荷力，降低液壓桿的速度。該系統(tǒng)中活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度較小，移動(dòng)慣性不大，選用固定性的緩沖方式。3. 排氣裝置當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停止工作，系統(tǒng)中的油液由于本身重量的作用

32、和其他原因而流出，這時(shí)易使空氣進(jìn)入系統(tǒng)，如果液壓缸中有空氣或混入空氣，都會(huì)使液壓缸運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，所以要安裝排氣裝置。4 液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì)油泵最高工作壓力、最大工作流量，電機(jī)功率的計(jì)算。油泵工作壓力計(jì)算液壓泵的出口壓力必需滿(mǎn)足系統(tǒng)中啟門(mén)的最大工作壓力（），并考慮沿程壓力流量損失和油泵的使用工作壽命等因素，選取油泵出口壓力，根據(jù)招標(biāo)文件要求，液壓系統(tǒng)油泵最高工作壓力應(yīng)滿(mǎn)足：其中：（油缸啟動(dòng)額定工作壓力）（安全系數(shù)）（系統(tǒng)中沿程壓力損失）故：油泵最大工作流量計(jì)算油泵最大工作流量：其中：為系統(tǒng)的泄漏系數(shù)：由于系統(tǒng)不允許有外漏，內(nèi)漏不能過(guò)大，所以取1.2。：為同時(shí)動(dòng)作的液壓缸最大總工作流量，故：

33、 油泵排量計(jì)算其中：為油泵最大工作流量。為電機(jī)工作轉(zhuǎn)速，選用三相異步電機(jī)，4級(jí)轉(zhuǎn)速故額定轉(zhuǎn)速。那么：因此：油泵選用邵液公司提供的32SCY14-1B柱塞泵，排量，在轉(zhuǎn)速情況下，流量為，額定工作壓力為,排量可調(diào)。電機(jī)功率計(jì)算其中： 為液壓系統(tǒng)油泵出口壓力那么:選用： 電機(jī)，型號(hào)為Y180L-4-B35，轉(zhuǎn)速,電機(jī)功率為。4.2 油箱容積的計(jì)算一控二油箱體積的選取油箱容積應(yīng)滿(mǎn)足檢修時(shí)使油缸無(wú)桿腔的油流回油箱，故油箱的容積計(jì)算如下：油箱容積。即：選取油箱容積為：。4.3 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)用油量的計(jì)算液壓系統(tǒng)工作用油量=（油箱容積+油缸桿腔容積+管路容積）1.2，即：液壓系統(tǒng)推薦采用46#抗磨液壓油(L-H

34、M46)4.4 油管管徑的計(jì)算按設(shè)計(jì)要求，油管內(nèi)允許流速為：壓力油：吸油管：回油管：?jiǎn)㈤]閘門(mén)過(guò)程中，壓力油管最大流量為有桿腔啟門(mén)進(jìn)油量（、）回油管最大流量即為四只油缸無(wú)桿腔啟門(mén)回流量根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)為差動(dòng)閉門(mén)，油缸下腔油液流回油缸上腔。閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，泵源提供壓力油打開(kāi)液控單向閥，其余油通過(guò)溢流閥直接補(bǔ)入上腔。，取，取，取4.5 其它液壓元件的選擇表4.1 液壓元件序號(hào)代 號(hào)名稱(chēng)及規(guī)格材料數(shù)量備注01不銹鋼油箱(1600L)焊接件1邵液02Q11F-16P-G3/4球閥 DN20成品2奉化0332SCY14-1B軸向柱塞泵(32ml/r)成品2邵陽(yáng)液壓04Y180L-4-B35電機(jī)(22KW

35、) 1440r/min成品2南陽(yáng)電機(jī)05LHN-25020F-Y回油濾油器(DC24)成品1黎明06QLS1-1-10吸濕空氣濾清器成品1黎明07YWZ-500TA液位液溫計(jì)成品1遠(yuǎn)東08WSSX-411 (0100%d)電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)L=1200成品209YKJD24-1000-120液位控制器 DC24V L=1200成品1黎明10DBW20-B-2-30/315G24NZ5L電磁溢流閥 DN20成品1北液11S20A1-2單向閥成品3北液12PPT-1測(cè)壓排氣接頭(M10*1)成品18黎明13測(cè)壓軟管(M10*1)成品7黎明14成品3黎明15YN100-III(0-40MPa)耐震壓

36、力表成品2無(wú)錫海天16XML-B070D2C11+XZ-CC43FCP40B壓力控制器成品1旋耐德17XML-B300D2C11+XZ-CC43FCP40B壓力控制器成品6旋耐德18DB20-2-30/100YU/2溢流閥 DN20成品1北液194WE10J31/CG24NZ5L電磁閥 DN10成品2北液20ZDB10VB-2-200/溢流閥 DN10成品2北液21Z4S10-13B整流板成品4北液222FRM10-21/25調(diào)速閥 DN10成品4北液23YN100-III(0-4MPa)壓力表成品1無(wú)錫海天244WE6E61/CG24NZ5L電磁閥 DN6成品2北液25Z2FS6-30B疊加

37、式雙單向節(jié)流閥成品2北液26MK6G單向節(jié)流閥 DN6成品2北液27KHB-M30球閥 DN16成品8HYDAC28KHB-M16球閥 DN6成品2HYDAC29DBDS10K10/315溢流閥 DN10成品4華德30SL10PB-30/液控單向閥 DN10成品4華德31A-194SP-3000高壓軟管成品4邵液液壓32A-82SP-3000高壓膠管成品4邵液液壓33油缸(帶防水行程開(kāi)關(guān))成品434SRY2-220/2電加熱器3KW AC220V成品235KHB-M362-1212-01X球閥 DN20成品4HYDAC36Q41F-16C球閥 DN32成品2奉化37A-224SP-3000高壓

38、軟管成品4邵液液壓38CFF-510100吸油濾油器成品2黎明39100-J加油濾油器成品1黎明序號(hào)代號(hào)名稱(chēng)及規(guī)格材料數(shù)量備注01O型圈 50丁晴橡膠502丁晴橡膠503GB1235-76O型圈 24丁晴橡膠205 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算5.1 管路系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算根據(jù)計(jì)算慢下時(shí)管內(nèi)的油液流動(dòng)速度:通過(guò)的流量為/min，數(shù)值較小，主要考慮的壓力損失為快進(jìn)時(shí)的壓力損失。由于供油流量的變化，其快上時(shí)液壓缸的速度為:=150mm/s此時(shí)，油液在進(jìn)油管中的流速為:壓力損失主要包括管路的沿程損失p1，管路的局部損失p2和閥類(lèi)元件的局部損失p3，總的壓力損失為:p=p1+p2+p3 沿程壓力損失首先，要判別管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用46號(hào)抗磨液壓油，其工作環(huán)境溫度為20-50時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度=60所以有:=1373因?yàn)橄到y(tǒng)中采用紫銅管，是光