電液執(zhí)行器畢業(yè)論文

1、<p><b>　　電液執(zhí)行器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　電液執(zhí)行器是一種智能型機(jī)、電、液一體化動力裝置，隨著閥門技術(shù)的不斷應(yīng)用與發(fā)展，電液執(zhí)行器也得到了更廣泛的應(yīng)用。本課題所設(shè)計(jì)的是一種快關(guān)閥上應(yīng)用的電液執(zhí)行器，很大程上減小了閥門的開關(guān)時(shí)間，使得閥門的完全開啟和關(guān)閉的時(shí)間提高到了0.2

2、s。通過對國外電液執(zhí)行器的借鑒，本課題對電液執(zhí)行器的液壓系統(tǒng)原理圖及執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)。本文介紹了電液執(zhí)行器的組成、液壓原理圖及其控制機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用撥叉式機(jī)構(gòu)，以其獨(dú)特的扭矩曲線成為驅(qū)動大部分角行程閥最理想的機(jī)械，為大口徑閥門提供較大的開啟扭矩。采用的液壓系統(tǒng)則由各液壓元件按邏輯原理組成，通過電氣信號的轉(zhuǎn)換從而實(shí)現(xiàn)功率的轉(zhuǎn)換，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，驅(qū)動閥門開啟和關(guān)閉。液壓系統(tǒng)采用內(nèi)置小油缸一體化設(shè)計(jì)無需額外配置龐大的液

3、壓站，減小了執(zhí)行器的整體體積。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電液執(zhí)行器、快關(guān)閥、撥叉式結(jié)構(gòu)</p><p>　　The design of the electro-hydraulic actuator</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design of operation

4、 structure of the electro-hydraulic actuators digest electro-hydraulic actuator is a kind of intelligent machine, with a integration of electricity, liquid and power installation.With the continuous application and devel

5、opment of valve technology, electro-hydraulic actuator has been more widely used. This topic is design of the quick closing valve on the application of electro-hydraulic actuator, largely reduced the switching time of th

6、e valve, the valve fully open and clo</p><p>　　Key words: electro-hydraulic actuators,quick closing valves,fork type structure</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒

7、論1</b></p><p><b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1.2電液執(zhí)行器的發(fā)展背景及優(yōu)勢1</p><p>　　1.3近些年電液執(zhí)行器在國內(nèi)外的發(fā)展情況2</p><p>　　1.4課題研究的方法及意義2</p><p>　　第二章 電液執(zhí)行器液壓

8、系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1電液執(zhí)行器的基本結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)4</p><p>　　2.1.1電液執(zhí)行器的基本結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.1.2電液執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)4</p><p>　　2.1.3電液執(zhí)行器的液壓控制系統(tǒng)5</p><p>　　2.2電液執(zhí)行器的液壓系統(tǒng)原理圖5</p

9、><p>　　2.2.1液壓控制原理5</p><p>　　2.2.2液壓系統(tǒng)原理圖6</p><p>　　2.2.3液壓系統(tǒng)主要元件6</p><p>　　2.2.4液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7</p><p>　　2.3電液執(zhí)行器的設(shè)計(jì)參數(shù)8</p><p>　　2.4電液執(zhí)行器的工況分析8&l

10、t;/p><p>　　2.4.1電液執(zhí)行器液壓缸工況分析8</p><p>　　2.4.2電液執(zhí)行器液壓缸負(fù)載和速度循環(huán)圖9</p><p>　　第三章 電液執(zhí)行器液壓缸的計(jì)算10</p><p>　　3.1液壓缸的負(fù)載計(jì)算10</p><p>　　3.2液壓缸缸筒的確定11</p><p&g

11、t;　　3.2.1缸筒的的選擇11</p><p>　　3.2.2缸筒的計(jì)算11</p><p>　　3.3液壓缸活塞桿的確定13</p><p>　　3.3.1活塞的選擇13</p><p>　　3.3.2活塞桿的計(jì)算14</p><p>　　3.3.3活塞桿的導(dǎo)向套、密封裝置、和防塵圈15</p&

12、gt;<p>　　3.4液壓缸流量的確定17</p><p>　　第四章 液壓泵站及液壓閥的確定19</p><p>　　4.1液壓泵組的確定19</p><p>　　4.2液壓閥的確定22</p><p>　　4.2.1插裝閥的選擇22</p><p>　　4.2.2電磁換向閥的選擇22&l

13、t;/p><p>　　4.2.3溢流閥的選擇23</p><p>　　4.2.4單向閥的選擇23</p><p>　　4.2.5液壓鎖的選擇24</p><p>　　4.2.6平衡閥的選擇24</p><p>　　4.3液壓油箱及其附件的確定24</p><p>　　4.4蓄能器的確定2

14、6</p><p>　　4.5管件及壓力表輔件的確定28</p><p>　　第五章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算30</p><p>　　5.1液壓系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算30</p><p>　　5.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗(yàn)算32</p><p>　　5.3系統(tǒng)的散熱量計(jì)算32</p><p>　　5

15、.4系統(tǒng)熱平衡時(shí)溫度的驗(yàn)算33</p><p>　　第六章 液壓系統(tǒng)閥塊的設(shè)計(jì)34</p><p>　　第七章 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35</p><p><b>　　結(jié) 論36</b></p><p><b>　　致 謝38</b></p><p><

16、b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1引言 </b></p><p>　　執(zhí)行器作為一種動力裝置，是自動化技術(shù)工具中接受控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置，綜合了氣動、液壓、控制、機(jī)電、計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)，可以快速、穩(wěn)定地

17、對被控對象的位置進(jìn)行精確控制，不僅應(yīng)用于各種閥門的驅(qū)動、控制中，而且現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在電力、水利、冶金、造紙、航天、管線、石化、工業(yè)裝備、食品加工等領(lǐng)域眾多需要動力驅(qū)動的部位[1]。執(zhí)行器按其形式不同可分為電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器、電液執(zhí)行器。電液執(zhí)行器將控制模塊和液壓動力模塊集成一體，分為直行程電液執(zhí)行器和角行程電液執(zhí)行器兩種，針對于電液執(zhí)行器目前市場上的使用情況，使用最多的有兩種：一種是電液伺服執(zhí)行器，采用開式液壓循環(huán)系統(tǒng)，通過伺服閥調(diào)節(jié)

18、液壓油流動方向及流量大小，實(shí)現(xiàn)對被控對象的調(diào)節(jié)；另一種是電動機(jī)控制電液執(zhí)行器，采用閉式循環(huán)液壓系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電動機(jī)或者伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速來控制雙向泵壓力油輸出方向和流量，對被控對象進(jìn)行精確控制[2]。本文主要研究的則是電液執(zhí)行器。</p><p>　　1.2電液執(zhí)行器的發(fā)展背景及優(yōu)勢</p><p>　　隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，對自動化控制系統(tǒng)中配套的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，提出了大力矩、長行程、

19、高精確度、多功能、快速切斷及快速調(diào)節(jié)等高難度的技術(shù)要求。智能型電液執(zhí)行器完全能滿足這些要求。目前，國內(nèi)的氣動和電力執(zhí)行器大部分依靠進(jìn)口，電液執(zhí)行器的智能控制需要進(jìn)一步開發(fā)，以期滿足國內(nèi)需求。</p><p>　　傳統(tǒng)電液伺服執(zhí)行器將油源站與電液伺服系統(tǒng)集成為一體，所有部件如電動機(jī)-泵單元、伺服或比列控制閥、液壓缸、位置反饋組件、壓力表、液位和溫度報(bào)警傳感器、過濾器、溢流閥、單向閥等都安裝在容器內(nèi)部。伺服閥為電液伺

20、服執(zhí)行器的控制核心，既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件，其功用是將小功率的電信號輸入轉(zhuǎn)換為大功率液壓能（壓力和流量）輸出，能夠?qū)敵隽髁亢蛪毫M(jìn)行連續(xù)雙向控制，從而實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行器位移、速度、加速度和力的控制，高精度的電液伺服執(zhí)行器輸出推力大，全行程時(shí)間短，響應(yīng)快，控制精度高，無超調(diào)，運(yùn)行非常平穩(wěn)，適合于高壓差、高黏度介質(zhì)等嚴(yán)酷工況條件[3]。但其往往需要配套使用一個(gè)液壓站或者帶一套伺服控制系統(tǒng)，體積龐大，對液壓油清潔度要求高，往往存在等問

21、題，而且生產(chǎn)成本、使用成本（能耗和維護(hù)費(fèi)用）高。因而僅在少數(shù)需要大驅(qū)動力或高精度連續(xù)調(diào)節(jié)控制的時(shí)候才使用。</p><p>　　電液執(zhí)行器集成了電控系統(tǒng)的簡易性、液控系統(tǒng)響應(yīng)的快速性、電控系統(tǒng)的可靠性和靈活性，具有響應(yīng)速度快、控制精度高、輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。電液執(zhí)行器克服了氣動執(zhí)行器的控制精度低、電動執(zhí)行器的可控性差等問題，在一定的應(yīng)用場合和工作環(huán)境下，具有無可比擬的優(yōu)勢，因而廣泛應(yīng)用在電廠、石化等相對比

22、較特殊的場合。</p><p>　　1.3近些年電液執(zhí)行器在國內(nèi)外的發(fā)展情況</p><p>　　最近幾年，液壓技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)電控液壓系統(tǒng)已落伍，取而代之的是一體化的電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。早期市場上電液執(zhí)行器多為德國產(chǎn)品，但隨著電子元器件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制理論的發(fā)展，國內(nèi)外執(zhí)行機(jī)構(gòu)都跨入智能控制時(shí)代。目前，羅托克（ROTORK）、西博斯（SIPOS‐SIEM

23、ENSPositioner的縮寫）、瑞基(RAGA)、奧馬（AUMA）、ABB、上儀ROTORK、利米托克（ LIMITORQUE ）等各種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及美國福斯，韓國HKC,韓國YTC,英國FCT 等著名國際品牌的氣動執(zhí)行器。其中英國的羅托克已成為全球閥門自動化以及流體控制市場的領(lǐng)導(dǎo)者，在海洋石油平臺、污水處理、石油及石化、電廠等方面都有著廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　除了這些國外品牌的電液執(zhí)行器之外，國

24、內(nèi)優(yōu)秀廠家也在這幾年陸續(xù)開發(fā)出民族品牌的電液產(chǎn)品。比如國內(nèi)的天津市太平洋儀表有限公司DYZT電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)、武漢熱工儀表廠DYJ(Z)、鞍山拜爾、麗水中德石化，雖然品質(zhì)還有待提升，成本還很高昂（單價(jià)甚至超過了原裝進(jìn)口的韓國產(chǎn)品），但畢竟我們的民族企業(yè)家走出了艱難的第一步，期待他們越走越好。國內(nèi)市場上還有高仿國外的產(chǎn)品，對照原裝產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外形，很容易辨認(rèn)，對此，我們也只能說借鑒是好的，但是要在借鑒的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)才會更好。希望國內(nèi)一些廠商

25、能夠沿著“第一臺仿制，第二臺改進(jìn)，第三臺自產(chǎn)”的路走下去，不要只留在初級階段。 要創(chuàng)造出屬于我們自己的領(lǐng)先品牌。</p><p>　　1.4課題研究的方法及意義</p><p>　　執(zhí)行器控制技術(shù)在我國運(yùn)用已經(jīng)多年，但很多技術(shù)都還存在著一些不成熟，本課題采用的主要的研究方法是文獻(xiàn)研究法、案例分析法和模擬法進(jìn)行研究。通過文獻(xiàn)研究，探究一種新型電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，研究和設(shè)計(jì)電液執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及工作原理

26、；通過對現(xiàn)有電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析,創(chuàng)設(shè)一個(gè)相似的模型，然后通過模型來間接研究原有的電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所獲得資料來自于校閱覽室、圖書館、網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫和對企業(yè)的走訪與調(diào)研。本課題研究的主要內(nèi)容是電液執(zhí)行器的電液控制系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。</p><p>　　1、本地/遠(yuǎn)程控制：可以在本地或遠(yuǎn)程操作閥門開啟、關(guān)斷；</p><p>　　2、遠(yuǎn)程部分行程測試功能：定期進(jìn)行部分行程測試，可以防止閥門長期在全開

27、狀態(tài)而</p><p><b>　　無法關(guān)閉。</b></p><p>　　3、保位功能：閥門不動作（閥門開關(guān)到位或故障時(shí)），自動切斷油路保壓，保持閥門</p><p><b>　　處于原位。</b></p><p>　　4、自動保壓：在動力電源丟失的情況下，系統(tǒng)可以保持正常工作壓力≥8HRS。&l

28、t;/p><p>　　5、ESD 關(guān)閥：當(dāng)控制器接收ESD（緊急關(guān)閥）信號后，閥門緊急關(guān)斷，該信號為優(yōu)先級</p><p><b>　　信號。</b></p><p><b>　　6、控制器輸出：</b></p><p>　　1) 報(bào)警及指示綜合報(bào)警指示燈輸出:包括液位低、油溫高、壓力低、電源故障、閥位

29、丟失。</p><p>　　2) 閥位反饋：具有開閥到位及關(guān)閥到位狀態(tài)指示2×SPDT。</p><p>　　3) ESD 指示：當(dāng)有ESD 信號時(shí)，ESD 指示燈亮。</p><p>　　4) 部分行程測試指示：當(dāng)進(jìn)行部分行程測試時(shí)，控制器輸出1×SPDT 信號。</p><p>　　第二章 電液執(zhí)行器液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)&

30、lt;/p><p>　　2.1電液執(zhí)行器的基本結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)</p><p>　　2.1.1電液執(zhí)行器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　電液執(zhí)行器由電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門控制機(jī)構(gòu)和蓄能器等基本機(jī)構(gòu)組成，電液執(zhí)行器的的基本結(jié)構(gòu)如圖所示：</p><p>　　2.1.2電液執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　1、全密

31、封全天候防護(hù)的碳鋼外殼，裝配式結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固可靠；</p><p>　　2、撥叉式機(jī)構(gòu)，以其獨(dú)特的扭矩曲線成為驅(qū)動大部分角行程閥最理想的機(jī)械，其特點(diǎn)是為大口徑閥門提供較大的開啟扭矩；</p><p>　　3、導(dǎo)向桿不但能吸收撥叉機(jī)構(gòu)的橫向力，也校正了活塞桿的運(yùn)動方向；</p><p>　　4、青銅的撥叉襯套和滑塊提供了極高的機(jī)械效率，并且可延長使用壽命；</p&g

32、t;<p>　　5、外部的行程調(diào)整螺釘，使?jié)M行程在90°～ 100°精確可調(diào)；</p><p>　　6、活塞桿和導(dǎo)向桿的表面鍍鉻并經(jīng)過拋光處理，可有效的防腐和減少摩擦阻力；</p><p>　　7、燒結(jié)銅的導(dǎo)向塊襯套、活塞桿襯套、彈簧作用桿襯套、導(dǎo)向桿襯套上包有聚四氟乙烯，可有效地防腐和減少摩擦阻力；</p><p>　　8、無電鍍

33、鎳和經(jīng)拋光處理的活塞，可有效地防腐和減少摩擦阻力；</p><p>　　9、聚四氟乙烯的活塞和活塞桿密封圈，安裝在O 型圈外面以降低滯后、提高靈敏度、防止粘連問題；</p><p>　　10、導(dǎo)向柱的表面鍍鉻并經(jīng)過拋光處理，可有效地防腐和減少摩擦阻力；</p><p>　　11、液壓缸最大壓力為32.0MPa。</p><p>　　2.1.3

34、電液執(zhí)行器的液壓控制系統(tǒng)</p><p>　　1、本地/遠(yuǎn)程控制：可以在本地或遠(yuǎn)程操作閥門開啟、關(guān)斷；</p><p>　　2、遠(yuǎn)程部分行程測試功能：定期進(jìn)行部分行程測試，可以防止閥門長期在全開狀態(tài)而無法關(guān)閉。</p><p>　　3、保位功能：閥門不動作（閥門開關(guān)到位或故障時(shí)），自動切斷油路保壓，保持閥門處于原位。</p><p>　　4

35、、自動保壓：在動力電源丟失的情況下，系統(tǒng)可以保持正常工作壓力≥8HRS。</p><p>　　5、ESD 關(guān)閥：當(dāng)控制器接收ESD（緊急關(guān)閥）信號后，閥門緊急關(guān)斷，該信號為優(yōu)先級信號。</p><p><b>　　6、控制器輸出：</b></p><p>　　1) 綜合報(bào)警指示燈輸出:包括液位低、油溫高、壓力低、電源故障、閥位丟失。</p

36、><p>　　2) 閥位反饋：具有開閥到位及關(guān)閥到位狀態(tài)指示2×SPDT。</p><p>　　3) ESD 指示：當(dāng)有ESD 信號時(shí)，ESD 指示燈亮。</p><p>　　4) 部分行程測試指示：當(dāng)進(jìn)行部分行程測試時(shí)，控制器輸出1×SPDT 信號。</p><p>　　2.2電液執(zhí)行器的液壓系統(tǒng)原理圖</p>

37、<p>　　2.2.1液壓控制原理</p><p>　　液壓系統(tǒng)由各液壓元件按邏輯原理組成，通過電氣信號的轉(zhuǎn)換從而實(shí)現(xiàn)功率的轉(zhuǎn)換，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，驅(qū)動閥門開啟和關(guān)閉。</p><p>　　1、閥門開關(guān)操作 :該系統(tǒng)能夠驅(qū)動閥門打開或關(guān)閉及時(shí)保持系統(tǒng)壓力維持在正常工作范圍內(nèi)（）,給開閥信號時(shí)，電機(jī)/雙向泵順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動閥門打開，給關(guān)</p><p>　

38、　閥信號時(shí)，電機(jī)/雙向泵逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動閥門關(guān)閉。</p><p>　　2、蓄能器壓力控制: 蓄能器的壓力由壓力開關(guān)控制 ，當(dāng)蓄能器壓力低于低壓壓力設(shè)定值 時(shí)，電機(jī)啟泵，給蓄能器補(bǔ)壓，低壓壓力設(shè)置由壓力開關(guān)設(shè)定，當(dāng)壓力升到高壓壓力設(shè)定值 時(shí)，電機(jī)停止，系統(tǒng)保壓，高壓壓力設(shè)置由壓力開關(guān)設(shè)定。</p><p>　　3、ESD 關(guān)閥：當(dāng)有ESD 信號時(shí)，電磁閥得電，邏輯閥打開，蓄能器中的液壓油通

39、過進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的有桿腔，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無桿腔中的液壓油通過回油箱，從而驅(qū)動閥門快速關(guān)閉。</p><p>　　4、流量控制：由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)油缸兩腔的流量不同，通過平衡閥可以消除由于流量不平衡而引起的振蕩和噪音。</p><p>　　2.2.2液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　液壓系統(tǒng)原理圖如圖所示：</p><p>　　圖2.2液壓系統(tǒng)原理圖<

40、;/p><p>　　2.2.3液壓系統(tǒng)主要元件</p><p>　　1、電 機(jī)（21）：一臺電機(jī)，功率為1.5KW，380VAC 50Hz，提供動力；</p><p>　　2、液壓泵（20）：一臺雙向液壓泵，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)動作及為蓄能器提供壓力油；</p><p>　　3、吸油過濾器（23）：粗過濾液壓油，保護(hù)液壓泵及液壓元件；</p&g

41、t;<p>　　4、液位顯示器（25）：用于觀察油箱油液的液位，帶溫度顯示；</p><p>　　5、回油過濾器（22）：液壓系統(tǒng)回油過濾,保證油箱油液清潔；</p><p>　　6、溢流閥（18、19）：保障系統(tǒng)油壓安全（出廠已經(jīng)設(shè)定好，禁止隨意調(diào)整）；</p><p>　　7、壓力繼電器（7、8）：系統(tǒng)間歇運(yùn)行模式，設(shè)定系統(tǒng)高、低壓值；</p

42、><p>　　8、壓力表及開關(guān)（9、11）：可觀察系統(tǒng)的壓力；</p><p>　　9、ESD 電磁閥（5）：控制邏輯閥通斷，使閥門在ESD 情況下快速關(guān)斷；</p><p>　　10、液壓鎖（14）：閥門不動作或故障時(shí)，自動切斷油路保壓，使閥門保持原位。。</p><p>　　11、呼吸閥（24）：空氣過濾作用，防止外界臟物對油箱內(nèi)油液的污染及

43、排氣；油箱加油可旋開上蓋后進(jìn)行加油；</p><p>　　12、蓄能器（6）：儲存壓力油，提供足夠的壓力油用于快速關(guān)斷閥門；</p><p>　　13、單向閥（12-17）：系統(tǒng)壓力控制和隔離不同功能系統(tǒng)油路；</p><p>　　14、平衡閥（2）:平衡油缸兩腔進(jìn)出口流量，消除流量不平衡而造成的管路振蕩和</p><p><b>

44、　　噪音</b></p><p>　　2.2.4液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.3電液執(zhí)行器的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　撥桿設(shè)定回轉(zhuǎn)角度 液壓缸最大壓力 32Mpa </p><p>　　最大輸出力矩 15000Nm 動作時(shí)間 </p

45、><p>　　死區(qū) 0.1%～7.0% 精度 0.15～7%</p><p>　　線性度 <全行程的0.05% 回差 <全行程的0.1%</p><p>　　輸入信號 模擬4～20mA. DC標(biāo)準(zhǔn)信號</p><p>　　電源電壓

46、AC 220V/380V±10% 瞬時(shí)最大電流12A/AC </p><p>　　連續(xù)平穩(wěn)電流5.5A/AC 平均功率 1.2千瓦</p><p>　　2.4電液執(zhí)行器的工況分析</p><p>　　2.4.1電液執(zhí)行器液壓缸工況分析</p><p>　　1、液壓缸所

47、受外負(fù)載主要有三種類型，即：</p><p>　　式中： ：工作負(fù)載；</p><p>　　：回轉(zhuǎn)油缸摩擦阻力負(fù)載，啟動時(shí)為靜摩擦阻力，</p><p>　　啟動后為動摩擦阻力。</p><p>　　靜摩擦阻力： </p><p>　　動摩擦阻力： </

48、p><p>　　式中： （靜摩擦阻力系數(shù)) (動摩擦阻力系數(shù))</p><p>　?。哼\(yùn)動部件及外負(fù)載對支承面的正壓力； </p><p>　　液壓缸在各工作階段的負(fù)載值： </p><p>　　其中： ——液壓缸的機(jī)械效率，一般取</p><p>　　工作循環(huán)各階段的外負(fù)載：</p><p

49、>　　表2.1液壓缸工況分析</p><p>　　2.4.2電液執(zhí)行器液壓缸負(fù)載和速度循環(huán)圖</p><p>　　液壓缸的負(fù)載和速度循環(huán)圖如圖所示：</p><p>　　圖2.4液壓缸負(fù)載循環(huán)圖</p><p>　　圖2.5液壓缸速度循環(huán)圖</p><p>　　第三章 電液執(zhí)行器液壓缸的計(jì)算</p>

50、<p>　　3.1液壓缸的負(fù)載計(jì)算</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)需要，液壓缸系統(tǒng)供油為14~16Mpa，按要求選；</p><p>　　液壓缸最大推力的確定：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)尺寸的需要，初步確定閥桿中心線與液壓桿中心線的距離，?。?</p><p>　　設(shè)定撥桿

51、的轉(zhuǎn)動范圍是，設(shè)計(jì)要求最大扭矩為：,當(dāng)撥桿處于中心位置時(shí)，即：時(shí)，此時(shí)扭矩為給定值：，如圖3.1所示：</p><p>　　當(dāng)撥桿轉(zhuǎn)動到最大角度時(shí)：即：時(shí)，，如圖3.1所示</p><p>　　此時(shí)液壓桿所受推力為：</p><p>　　當(dāng)撥桿轉(zhuǎn)動到最大角度時(shí)：即：時(shí)，此時(shí)扭矩為給定值：，如圖3.1所示</p><p>　　此時(shí)液壓桿所受推力

52、為：</p><p>　　液壓桿所受推力范圍是： </p><p>　　確定液壓缸的液壓缸的最大推力為：</p><p>　　所以當(dāng)撥桿在范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動時(shí)，液壓桿的行程為：</p><p>　　?。?</p><p>　　圖3.1液壓缸受力分析</p&

53、gt;<p>　　3.2液壓缸缸筒的確定</p><p>　　3.2.1缸筒的的選擇</p><p>　　1、連接型式的選擇：</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)給出液壓缸的額定壓力為16Mpa,考慮到液壓缸的用途和使用環(huán)境因素，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選取液壓缸筒的連接型式為法蘭連接，其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、易加工、易裝卸。</p><p>&l

54、t;b>　　2、材料的選擇：</b></p><p>　　液壓缸筒材料的選擇應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，根據(jù)設(shè)計(jì)所給出的液壓缸參數(shù)和用途，材料選擇45鋼，液壓缸缸筒選用無縫鋼管，則材料的力學(xué)性能為：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　。</b></p><

55、;p>　　3.2.2缸筒的計(jì)算</p><p>　　1、液壓缸缸筒內(nèi)徑D的確定：</p><p>　　根據(jù)3.1計(jì)算可知，液壓缸工作最大負(fù)載，工作壓力。</p><p>　　可得： </p><p>　　由文獻(xiàn)[8]21-312表21-6-38</p><p>　　可知：

56、 </p><p><b>　　缸筒壁厚的確定：</b></p><p>　　液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布材料規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。</p><p>　　本設(shè)計(jì)按照薄壁缸

57、筒設(shè)計(jì)，材料為無縫鋼管，其壁厚按薄壁缸筒公式計(jì)算為：</p><p>　　最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)P=16Mpa</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　；</b></p>

58、<p>　　為缸筒材料的許用應(yīng)力，n為安全系數(shù)，通常取n=5. </p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　代入式則 ， </p&g

59、t;<p>　　為保證選取的壁厚安全，所以選取壁厚：。</p><p><b>　　缸筒壁厚驗(yàn)算</b></p><p>　　對于液壓缸缸筒的壁厚要進(jìn)行驗(yàn)算，液壓缸缸筒的壁厚為：，則液壓缸缸筒外徑為：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　為保證工作安全，額定壓力

60、應(yīng)低于一定極限值，所以：</p><p>　　顯然工作壓力，工作壓力低于極限壓力，所以壁厚滿足條件。</p><p>　　4、缸筒底部厚度的確定：</p><p>　　缸筒底部為平面時(shí)，其厚度可以按照四周嵌住的圓盤強(qiáng)度公式進(jìn)行近似的計(jì)算：</p><p><b>　　，</b></p><p>　

61、　——筒內(nèi)最大工作壓力，</p><p>　　——筒底材料許用應(yīng)力，，其選用方法與上述缸筒厚度計(jì)算相同</p><p>　　——計(jì)算厚度外直徑，m</p><p>　　所以： </p><p><b>　　5、缸體長度的確定</b></p><p>　　

62、液壓缸缸體內(nèi)部的長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度的和。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑D的20-30倍。</p><p><b>　　即：缸體內(nèi)部長度</b></p><p><b>　　缸體長度mm</b></p><p>　　即取缸體長度為500mm</p><

63、;p>　　3.3液壓缸活塞桿的確定</p><p>　　3.3.1活塞的選擇</p><p>　　活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，它與缸的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動配合表面；間隙過大，會引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。</p><p>

64、;<b>　　1、活塞的結(jié)構(gòu)型式</b></p><p>　　根據(jù)活塞密封裝置型式來選用活塞結(jié)構(gòu)型式（密封裝置則按工作條件選定）。通常分為整體活塞和組合活塞兩類。</p><p>　　整體活塞在活塞圓周上開溝槽，安置密封圈，結(jié)構(gòu)簡單，但給活塞的加工帶來困難，密封圈安裝時(shí)也容易拉傷和扭曲。組合活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要由密封型式?jīng)Q定。組合活塞大多數(shù)可以多次拆裝，密封件使用壽命長

65、。隨著耐磨的導(dǎo)向環(huán)的大量使用，多數(shù)密封圈與導(dǎo)向環(huán)聯(lián)合使用，大大降低了活塞的加工成本。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)需要，活塞桿的結(jié)構(gòu)型式采用整體活塞，同時(shí)采用O型密封圈密封。</p><p>　　2、活塞與活塞桿的連接型式</p><p>　　活塞與活塞桿連接有多種型式，所有型式均需有鎖緊措施，以防止工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動而松開。同時(shí)在活塞與活塞之間需設(shè)置靜密封。根據(jù)設(shè)

66、計(jì)的需要，本設(shè)計(jì)采用軸套型的連接方式。</p><p><b>　　3、活塞的密封結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　通過設(shè)計(jì)需要以及對結(jié)構(gòu)的分析，活塞的密封方式采用O型密封圈，具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）密封部位結(jié)構(gòu)簡單，安裝部位緊湊，重量較輕；2）有自密封作用，往往只用 一個(gè)密封件便能完成密封；3）密封性能較好，用作靜密封時(shí)幾

67、乎可以做到?jīng)]有泄露；4）運(yùn)動摩擦阻力很小，對于壓力交變的場合也能適應(yīng)；5）尺寸和溝槽已標(biāo)準(zhǔn)化，成本低，便于使用和外購。</p><p><b>　　4、活塞材料</b></p><p>　　活塞桿為無導(dǎo)向環(huán)活塞，所以材料采用45鋼。</p><p>　　3.3.2活塞桿的計(jì)算</p><p><b>　　活

68、塞桿結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　活塞桿的桿體選擇實(shí)心桿，活塞桿的外端頭部與載荷的拖動機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作中產(chǎn)生偏心承載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，根據(jù)液壓缸的具體工作要求，確定活塞桿的桿頭連接型式為大螺栓頭連接。</p><p><b>　　活塞桿材料的選擇</b></p><p>　　一般用中碳鋼（

69、45鋼）調(diào)制處理，對活塞桿通常要求淬火，淬火深度一般要求0.5~1mm,或活塞桿直徑每毫米淬深0.03mm。</p><p><b>　　活塞桿直徑的計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求液壓缸伸出和退回的時(shí)間相同，液壓桿從零位運(yùn)動到最大行程位置所需時(shí)間為和從最大行程運(yùn)動到零位所需時(shí)間均為10s,則: 對于雙作用單邊活塞桿液壓缸，其活塞桿直徑可根據(jù)往復(fù)運(yùn)動速

70、比（即面積比）來確定：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊21-290表21-6-16可知速比，可得：</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[8],21-312表21-6-38：可得</p><p><b>　　活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算</b></p><p>　　活塞桿在穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：</p&g

71、t;<p>　　式中：——活塞桿作用力，N</p><p><b>　　——活塞桿直徑，m</b></p><p>　　——材料的許用應(yīng)力，無縫鋼管</p><p><b>　　代入式中：</b></p><p>　　3.3.3活塞桿的導(dǎo)向套、密封裝置、和防塵圈</p>

72、<p>　　活塞桿的導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封，外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當(dāng)導(dǎo)向套采用非常耐磨材料時(shí)，其內(nèi)圈還可裝設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)型式有軸套式和端蓋式兩種。</p><p><b>　　導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)</b></p>&

73、lt;p>　　根據(jù)液壓缸的使用要求，本設(shè)計(jì)采用軸套式的連接型式，增加導(dǎo)向環(huán)，降低了加工成本，同時(shí)增加了活塞桿的穩(wěn)定性，適用于行程較長的液壓缸。</p><p><b>　　導(dǎo)向套的材料</b></p><p>　　金屬導(dǎo)向套一般采用摩擦因數(shù)小、耐磨性好的青銅材料制作，非金屬導(dǎo)向套可以用尼龍、聚四氟乙烯+玻璃纖維和聚三氟氯乙烯材料制作。</p>&l

74、t;p><b>　　導(dǎo)向套長度的確定</b></p><p>　　當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動支承面中點(diǎn)距離為H，稱為最小導(dǎo)向長度。如果導(dǎo)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，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。</p><p>　　對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足：</p><p>　　式

75、中：L—液壓缸的最大行程(mm)</p><p>　　D—液壓缸內(nèi)徑(mm)</p><p>　　?。?mm</p><p>　　導(dǎo)向套滑動面的長度，在缸徑小于或等于80mm時(shí)，?。?lt;/p><p>　　取導(dǎo)向滑動面長度： </p><p><b>　　活塞桿寬度一般?。?/p>

76、</b></p><p><b>　　取活塞寬度：　　　</b></p><p><b>　　4、中隔圈的確定</b></p><p>　　在長行程液壓缸內(nèi)，由于安裝方式及負(fù)載的導(dǎo)向條件，可能使活塞桿導(dǎo)向套受到過大的側(cè)向力而導(dǎo)致嚴(yán)重磨損，因此在長行程液壓缸內(nèi)需在活塞與有桿側(cè)端蓋之間安裝一個(gè)中隔圈，使活塞桿在全部

77、外伸時(shí)仍能有足夠的支撐長度，活塞桿在缸內(nèi)支撐長度的最小值應(yīng)滿足下式：</p><p><b>　　5、緩沖裝置的確定</b></p><p>　　液壓缸的活塞運(yùn)動的速度在0.1m/s以下時(shí)，不必采用緩沖裝置；在0.2m/s以上時(shí)，必須設(shè)置緩沖裝置，通過計(jì)算，本課題液壓缸的活塞運(yùn)動速度為0.1m/s,不需設(shè)置緩沖裝置。</p><p><b

78、>　　排氣閥的選擇</b></p><p>　　排氣閥的位置選擇要合理，水平安裝的液壓缸，其位置應(yīng)設(shè)在缸體兩腔端部的上方，查參考文獻(xiàn)[8],21-297表21-6-23可知，選擇整體排氣閥。這種排氣閥簡單、方便，單螺紋與錐面的密封處同軸度要求較高，否則擰緊排氣閥后不能密封，會造成外泄露。閥的材料選擇45碳素鋼。</p><p><b>　　油口的確定</b

79、></p><p>　　液壓缸的進(jìn)、出油口可布置在端蓋或缸筒上，本課題將液壓缸進(jìn)、出油口布置在缸筒上，進(jìn)、出油口處的流速不大于5m/s。</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[8],21-298表21-6-25，根據(jù)16MPa中型系列單桿液壓缸油口安裝尺寸（ISO8138）確定。進(jìn)出油口的尺寸為M27x2。連接方式為螺紋連接。</p><p>　　密封件、防塵圈的選

80、用</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[8],21-299，表21-6-27可知密封件和防塵圈的型號和尺寸。</p><p>　　3.4液壓缸流量的確定</p><p>　　1、液壓缸實(shí)際有效面積：</p><p><b>　　無桿腔面積：</b></p><p><b>　　有桿腔面積：&

81、lt;/b></p><p>　　2、液壓缸所需流量計(jì)算</p><p><b>　　根據(jù)流量公式得：</b></p><p>　　活塞桿伸出流量： </p><p>　　活塞桿縮回流量： </p><p>　　式中： 、——液壓缸流量</p>

82、;<p>　　——液壓缸無桿腔面積</p><p>　　——液壓缸有桿腔面積</p><p><b>　　——液壓桿運(yùn)動速度</b></p><p><b>　　通過計(jì)算得出：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>

83、;　　所以，液壓缸的最大流量為0.15。</p><p>　　第四章 液壓泵站及液壓閥的確定</p><p>　　液壓泵站是多種元、附件的組合而成的整體，作為液壓系統(tǒng)的動力源，它為一個(gè)或幾個(gè)系統(tǒng)存放一定清潔度的工作介質(zhì)，并輸出一定壓力、流量的液體動力，兼作整體式液壓站安放液壓閥組的基座的整體裝置。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，設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣和使用維護(hù)的合理性，對液壓設(shè)備性能

84、影響很大。</p><p>　　液壓泵站通常由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、過濾器組件、和蓄能器組件五個(gè)相對獨(dú)立的部分組成。盡管這五個(gè)部分相對獨(dú)立，但在液壓泵站的設(shè)計(jì)和使用中，除了根據(jù)及其折本的工作特點(diǎn)和使用的具體要求合理進(jìn)行取舍外，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，常需將控溫組件中的液溫計(jì)和過濾器組件作為油箱附件而組合在一起構(gòu)成液壓油箱等。</p><p>　　液壓泵

85、站按液壓泵組布置的方式不同有多種分類方式，包括：上置式液壓泵站和非上置式液壓泵站，本設(shè)計(jì)考慮到節(jié)省占地面積，結(jié)構(gòu)緊湊，采用上置式液壓泵站的安裝方式，電動機(jī)采用立式安裝，液壓泵置于油箱內(nèi)，這種安裝方式也成為立式液壓泵站。</p><p>　　4.1液壓泵組的確定</p><p><b>　　1、液壓泵的選擇</b></p><p>　　液壓泵的主

86、要技術(shù)參數(shù)有壓力、排量、轉(zhuǎn)速、效率等，為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和使用壽命，一般在固定設(shè)備中，正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右；要求工作可靠性較高的系統(tǒng)或移動的設(shè)備，系統(tǒng)正常工作壓力為泵的額定壓力的60%~70%。</p><p>　　通過對液壓系統(tǒng)原理圖的分析可知，液壓缸的換向是通過液壓泵的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，所以本設(shè)計(jì)采用雙作用泵，通過對比分析可知，齒輪泵的結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格相對較低、可以滿足設(shè)計(jì)的流量和壓力要求，所以本

87、設(shè)計(jì)采用雙作用齒輪泵。</p><p>　　通過3.3計(jì)算可知，液壓缸的最大流量為。</p><p>　?。?）確定液壓泵的最大工作壓力:</p><p>　　式中： ――缸的最大工作壓力（）；</p><p>　　――從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失。管路簡單，流速不大的取0.2－0.5MPa;復(fù)雜管路取0.5－1.5MPa。

88、此處取 ＝1MPa。</p><p><b>　　代入可得：</b></p><p>　?。?）確定液壓泵的流量：</p><p>　　本課題其他支路無速度要求，故液壓泵流量只要滿足電液執(zhí)行器的液壓缸的速度要求即可，故按液壓缸缸的速度來選取液壓泵</p><p><b>　　(4.2)</b><

89、;/p><p>　　式中 —系統(tǒng)泄漏系數(shù) 取，此處取</p><p>　　代入式（4.2）可得：</p><p>　?。?）選擇液壓泵的規(guī)格</p><p>　　根據(jù)以上求得的和值，按系統(tǒng)中擬立的的液壓泵形式，從樣本中選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊21-138，表21-

90、5-16可知，選CBN-E306型齒輪泵，下表為其性能參數(shù)</p><p>　　表4.1雙作用齒輪泵性能參數(shù)</p><p><b>　　電機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)液壓泵的驅(qū)動功率選擇電機(jī)，查參考文獻(xiàn)[7],17-53表17-1-35選取Y112M-2型號三相異步電動機(jī)。其性能參數(shù)如下。</p><p>

91、;　　表4.2電動機(jī)性能參數(shù)</p><p><b>　　3、聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　梅花形彈性聯(lián)軸器具有減震、緩沖、徑向尺寸小，不用潤滑、維護(hù)方便的特點(diǎn)，通過梅花形連接可以防止泵的震動傳給其它元件，并且也可以避免泵的震動加劇。而且適用于啟動頻繁，中低速、中小功率的傳動，正滿足本課題的要求，所以選擇梅花形聯(lián)軸器。</p><p&g

92、t;<b>　　（3.23）</b></p><p>　　式中 ——理論轉(zhuǎn)矩（）；</p><p><b>　　——驅(qū)動功率（）；</b></p><p><b>　　——工作轉(zhuǎn)速（）；</b></p><p>　　——動力機(jī)系數(shù)：電動機(jī)；</p><p&

93、gt;　　——工作系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6-55，表6-2-2</p><p><b>　　——啟動系數(shù)；</b></p><p><b>　　——溫度系數(shù)；</b></p><p><b>　　——公稱轉(zhuǎn)矩（）。</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算的值和電機(jī)與泵的軸頸以及長度

94、，選取LMD2型聯(lián)軸器。</p><p><b>　　4.2液壓閥的確定</b></p><p>　　液壓閥是液壓系統(tǒng)中的控制元件，用來控制系統(tǒng)中液體的流向、壓力及流量，以使液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動的工作機(jī)構(gòu)獲得所需的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度（轉(zhuǎn)速）及推力（轉(zhuǎn)矩）等。</p><p>　　任何一個(gè)液壓系統(tǒng)，不論其如何簡單，都不能缺少液壓閥；同一工藝目的的

95、液壓機(jī)械設(shè)備，通過液壓閥的不同組合與使用，可以組成油路結(jié)構(gòu)截然不同的多種液壓系統(tǒng)方案，故液壓閥是液壓技術(shù)中品種與規(guī)格最多、應(yīng)用最廣的元件；一個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性及安裝維護(hù)的便利性等，在很大程度上取決于其中所采用的各種液壓閥性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過閥的最大流量選取。控制閥的流量一般要選得比實(shí)際通過的流量大一些，必要時(shí)也允許有20％以內(nèi)的過流量。本課題

96、所采用的液壓閥包括：溢流閥、單向閥、電磁換向閥、截止閥、平衡閥。</p><p>　　4.2.1插裝閥的選擇</p><p>　　插裝閥是一種用小流量控制油來控制大流量工作油液的開關(guān)式閥。本設(shè)計(jì)快速關(guān)斷時(shí)，所需流量較大最大流量為476L/min，查參考文獻(xiàn)[8],21-7-149，表21-7-150，確定插裝閥型號為：Z1B-Hb32Z-4。</p><p>　　4

97、.2.2電磁換向閥的選擇</p><p>　　電磁換向閥主要是利用電磁鐵通電吸合時(shí)產(chǎn)生的力來操縱滑閥閥芯移動的.由于受到電磁鐵的尺寸和推力的限制,電磁換向閥允許通過的流量較小,其通徑不大于10mm,本設(shè)計(jì)所用的電磁換向閥是為了調(diào)節(jié)插裝閥的開啟，所以所需的流量不大，根據(jù)原理圖和</p><p>　　華德手冊選取電磁換向閥：型號為3WE6A-61/CG24N9Z5L。</p>&

98、lt;p>　　表4.3 電磁換向閥性能參數(shù)</p><p>　　4.2.3溢流閥的選擇</p><p>　　在泵的出口處和油箱處安裝溢流閥，用來限定系統(tǒng)的最高壓力，可以起到過載保護(hù)作用，系統(tǒng)正常工作時(shí)此閥處于常閉狀態(tài)，當(dāng)某些原因?qū)е孪到y(tǒng)壓力高于正常工作壓力時(shí)，閥口打開溢流，使壓力不再升高。根據(jù)系統(tǒng)的流量與壓力要求，查華德手冊選用</p><p>　　DBW10

99、B-2-30/315G24NZ5L型溢流閥。</p><p>　　表4.4 先導(dǎo)式溢流閥能參數(shù)</p><p>　　4.2.4單向閥的選擇</p><p>　　過濾器出口處和快速關(guān)斷回路處用單向閥</p><p>　　系統(tǒng)壓力控制和隔離不同功能系統(tǒng)油路，為防止油液倒流回過濾器擊穿過濾器，故在過濾器出口處安裝單向閥，根據(jù)壓力與流量選取S20A0

100、型單項(xiàng)閥，其性能參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表4.5 單向閥性能參數(shù)</p><p>　　4.2.5液壓鎖的選擇</p><p>　　液壓鎖實(shí)質(zhì)是由兩個(gè)液控單向閥組成，閥門不動作或故障時(shí)，自動切斷油路保壓，使閥門保持原位，根據(jù)流量和壓力的要求，查華德手冊可選取Z2S6-40型疊加式液控單向閥。其性能參數(shù)如下：</p><p>　　表

101、4.6單向閥性能參數(shù)</p><p>　　4.2.6平衡閥的選擇</p><p>　　平衡油缸兩腔進(jìn)出口流量，消除流量不平衡而造成的管路振蕩和噪音</p><p>　　4.3液壓油箱及其附件的確定</p><p>　　液壓油箱簡稱油箱，是一個(gè)功能組件，在液壓系統(tǒng)中的主要功能是儲備液壓油液、散發(fā)油液熱量、溢出空氣及消除泡沫和安裝元件等。本設(shè)計(jì)所

102、選擇的油箱的功能則是：存儲液壓油液，對油箱的要求是，油箱能夠存放液壓系統(tǒng)中工作循環(huán)所需的油量。液壓泵從油箱抽走油液送至系統(tǒng)，載能油液在系統(tǒng)中完成動力傳遞后返回油箱。</p><p>　　按油箱的結(jié)構(gòu)和用途不同，通?？煞譃檎w式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱三種類型。</p><p>　　本結(jié)構(gòu)則采用整體式油箱，不需要額外的附加空間，以最小的空間提供最大的性能，同時(shí)可以保證整潔的外觀。</p

103、><p>　　按照油箱液面與大氣是否相同，油箱分為開式油箱和閉式油箱，本設(shè)計(jì)采用開式油箱，油箱中液面與大氣相同，為減少油液污染，油箱頂蓋上設(shè)置通氣過濾器，使大氣與郵箱內(nèi)的空氣過濾器相通。</p><p><b>　　1、油箱的確定</b></p><p>　　根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖可以知道，液壓缸回油時(shí)直接流回液壓泵，油箱起到補(bǔ)油作用，所以油箱所需容積

104、不大，油箱容積的確定是油箱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，主要根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)熱量和散熱量。先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初步確定油箱的容積，然后再驗(yàn)算油箱的熱平衡，本設(shè)計(jì)的油箱不需要設(shè)置冷卻裝置，采用自然冷卻的方式，油箱的有效容積（為油箱總?cè)莘e的80%）</p><p>　　式中 ——油箱的有效容積（L）；</p><p>　　——液壓泵的每分鐘流量(L)；</p><p><b>　　—

105、—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取</b></p><p><b>　　則油箱的總?cè)莘e為:</b></p><p>　　確定油箱的長、寬、高：</p><p>　　則長度為：300mm；</p><p>　　寬度為：300mm；</p><p>　　高度為：250mm。</p><p&

106、gt;　　油箱吸油管與回油管設(shè)計(jì)：油箱的吸油口與回油口之間的距離應(yīng)盡肯能遠(yuǎn)些，管口都插入最低油面之下，以免發(fā)生吸空和回油沖濺產(chǎn)生氣泡。管口制成45°的斜角，以增大吸油及回油的面積，使油液流動時(shí)速度變化不致過大，管口面向箱壁。吸油管離箱底距離（D為管徑），具箱邊不小于3D?；赜凸茈x箱底距離。</p><p>　　隔板的設(shè)置：設(shè)置隔板將吸、回油管隔開，使液流循環(huán)，油液中的氣泡與雜質(zhì)分離和沉淀。隔板的高度一般

107、取為油面高度的3/4。</p><p>　　放油口與清洗孔的設(shè)計(jì)：油箱底面略帶斜度，并在最低處安裝放油塞。使換油時(shí)油液和污染物能順利地從放油口流出。在郵箱的側(cè)面設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)沉淀物的定期清理。</p><p>　　油箱內(nèi)壁處理：油箱的內(nèi)壁進(jìn)行噴查處理，以清除焊渣和鐵銹。為了防銹、防漏水、減少油液污染，在油箱內(nèi)壁涂一層耐油清漆。</p><p><b&

108、gt;　　2、其他附件的選用</b></p><p>　　空氣濾清器：為防止油液被大氣污染，在油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼作注油口用，考慮油液的清潔度要求，故選用QUQ1-10X0.4型空氣濾清器</p><p>　　液位液溫計(jì)的選用：為了能夠觀察向油箱注油的液位上升情況和在系統(tǒng)中看見液位高度，并且便于觀察油溫的變化，所以安裝液位液溫計(jì)，根據(jù)油箱的容積，選用YWZ-500T型液

109、位液溫計(jì)。</p><p>　　液位控制器與溫度控制器的選用：在油箱上安裝液位控制器與溫度控制器，在油液較少與油溫過高時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，以保證設(shè)備的正常使用。選用YKJD24-450-300-150型液位控制器， WSJ-2701-B-2-E型溫度控制器。</p><p><b>　　4.4蓄能器的確定</b></p><p>　　蓄能器是一種能夠儲

110、存油液壓力能并能在需要時(shí)釋放出來供給系統(tǒng)能量的裝置，本設(shè)計(jì)的蓄能器的作用是在閥門快速關(guān)斷時(shí)提供動力。</p><p>　　蓄能器的分類包括：重錘式、彈簧式和充氣式三類，為滿足設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用充氣式蓄能器，充氣式蓄能器是利用密封氣體的壓縮膨脹來儲存、釋放能量的，主要有氣瓶式、活塞式和氣囊式三種。目前，氣囊式蓄能器應(yīng)用最為廣泛，所以本設(shè)計(jì)采用的也是氣囊式蓄能器，其特點(diǎn)是：體積小，質(zhì)量輕，安裝方便，氣囊慣性小，反應(yīng)

111、靈敏，可吸收壓力沖擊和脈動。</p><p>　　在泵的出口處安裝蓄能器，可以吸收液壓泵的工作時(shí)的壓力脈動，有助于提高系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性。</p><p>　　由于作緩和沖擊用的蓄能器容量與管路布置、流動狀態(tài)、阻尼和泄露等因素有關(guān)，此時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算較為困難，在實(shí)際應(yīng)用中常使用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算緩和最大沖擊時(shí)所需的蓄能器最小容量，查參考文獻(xiàn)[8],21-659,表21-8-101</p>

112、<p>　　式中 ——閥關(guān)閉前管內(nèi)流量(L/min);</p><p>　　——產(chǎn)生沖擊波的管長（m）；</p><p>　　——管道通流截面（cm2）；</p><p>　　——閥由全開到全關(guān)時(shí)間（s）；</p><p>　　——蓄能器最低工作壓力（MPa），取系統(tǒng)工作壓力的80%；</p><p>　

113、　——蓄能器最高工作壓力（MPa）；</p><p>　　故選取公稱容量為20L，查奉化手冊選取NXQA-20/20-L-A(M60X2)型蓄能器，其性能參數(shù)如下</p><p>　　表4.7 蓄能器性能參數(shù)</p><p><b>　　蓄能器的安裝：</b></p><p>　　由于本可以的蓄能器用來吸收壓力沖擊，消除

114、壓力脈動，故放在沖擊源及柱塞泵附近，為了不影響氣囊的正常收縮，垂直安放。</p><p>　　本蓄能器采用水平安裝（油口向下），保證氣囊的正常伸縮。</p><p><b>　　過濾器的選用：</b></p><p><b>　　過濾器的選用：</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)中75%以上的故障

115、是由于液壓油被污染而導(dǎo)致的。油液的污染會加速液壓元件的磨損，造成運(yùn)動件卡死，堵塞閥口，腐蝕元件，使液壓元件和系統(tǒng)可靠性下降，壽命降低，因而必須對油液進(jìn)行過濾。</p><p><b>　　泵出口處過濾器</b></p><p>　　由于本課題采用柱塞泵，柱塞泵的吸油能力較差，故在泵的吸油口處不安裝過濾器，</p><p>　　由于安裝在泵的出口

116、處，故安裝高壓過濾器，過濾精度不能過高，以免產(chǎn)生過大的壓力損失，考慮流量、壓力、過濾精度的綜合要求，選取DF BN/HC330QE10D1.X/L24</p><p><b>　　回油過濾器</b></p><p>　　在油液回油箱前安裝過濾器，以保證進(jìn)到油箱油液的清潔度，保證柱塞泵與系統(tǒng)的正常使用，由于伺服閥的存在，并且是回油路，可以有較大的壓力損失，所以要安裝過濾

117、精度較高的過濾器，以滿足伺服閥的要求，用RFA-160X3L-C型過濾器，其性能參數(shù)如下</p><p>　　表4.8 過濾器性能參數(shù)</p><p>　　4.5管件及壓力表輔件的確定</p><p><b>　　1、管件的確定</b></p><p>　　管件是用來連接液壓元件，輸送液壓油的連接件，主要包括油管和管接頭

118、。管件應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度，密封性能好、壓力損失小，拆裝方便。本設(shè)計(jì)采用焊接鋼管。</p><p><b>　　油管尺寸的確定</b></p><p>　　油管尺寸的確定主要是指確定油管的內(nèi)徑和壁厚。內(nèi)徑的選取以降低流量、減少壓力為前提。內(nèi)徑過小，流速過高，壓力損失大，易產(chǎn)生振動和噪聲；內(nèi)徑過大，會使液壓裝置不緊湊。查《液壓與氣壓傳動》（P149）式5-5，一般根據(jù)流量

119、確定油管的內(nèi)徑，計(jì)算公式為</p><p><b>　?。╩)</b></p><p>　　式中，——通過油管的流量，</p><p>　　——管道允許流速，，吸油管取，壓油管取，回油管取。</p><p>　　油管壁厚的確定與工作壓力和油管材料有關(guān)，金屬管壁厚的計(jì)算公式為</p><p>　　式

120、中，——油管內(nèi)油液的最高工作壓力，；</p><p>　　——管材的許用應(yīng)力（Pa)</p><p><b>　　代入數(shù)值可得：</b></p><p>　　吸油管直徑和油管壁厚</p><p><b>　　，</b></p><p>　　壓油管直徑和油管壁厚</p&g

121、t;<p><b>　　，</b></p><p>　　回油管直徑和油管壁厚</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　管接頭的確定</b></p><p>　　管接頭是油管與油管、油管與液壓元件間的可拆連接件，它應(yīng)滿足連接牢固、拆裝方便