畢業(yè)設(shè)計(jì)--液壓綜合測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　緒論</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，在各種機(jī)械中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，因而對(duì)液壓元件和系統(tǒng)的性能要求也越來(lái)越高。但也由于液壓系統(tǒng)組成和功能日益復(fù)雜，工作原理難以掌握，給設(shè)備的維護(hù)修理帶來(lái)諸多不便。系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了故障人們很難準(zhǔn)確判斷出故障元件及其損壞程度，因而在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)修理中存在著相當(dāng)大的

2、盲目性。所以在故障診斷和排除時(shí)，不但需要熟練的技術(shù)人員，同時(shí)還要有完善的檢測(cè)設(shè)備。常常需要檢測(cè)液壓元件的多種技術(shù)指標(biāo)，才能找出故障的部位和根源，達(dá)到及時(shí)維修的目的。</p><p>　　由于液壓傳動(dòng)是在一個(gè)密封的環(huán)境里通過(guò)液壓油液等傳動(dòng)介質(zhì)來(lái)傳遞能量和動(dòng)力，因而液壓元件的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵主要是在其內(nèi)部，不像機(jī)械零件那樣，故在液壓元件發(fā)生故障時(shí)，很難通過(guò)觀察外表來(lái)辨別它的性能好壞，因而需要專門的液壓元件檢測(cè)設(shè)備。像伺服缸、

3、比例伺服閥等液壓元件市場(chǎng)價(jià)格都比較高，若不經(jīng)過(guò)檢測(cè)就更換新的液壓元件，不僅在資源上是一種浪費(fèi)，在資金上也是一種浪費(fèi)，這無(wú)疑是在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中提高了成本，以至于影響了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，因而在在大中型企業(yè)中有必要設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠檢測(cè)液壓元件性能好壞的綜合檢測(cè)裝置。</p><p>　　針對(duì)上述情況，我設(shè)計(jì)了一臺(tái)綜合液壓檢測(cè)裝置可以滿足液壓元件的測(cè)試要求，為液壓元件的維修和檢測(cè)提供了一種操作簡(jiǎn)單、實(shí)用的檢測(cè)維修設(shè)備。該液壓檢測(cè)

4、裝置不僅可以對(duì)普通閥、伺服閥和比例閥進(jìn)行快速檢測(cè)，而且也可以對(duì)液壓缸、伺服缸進(jìn)行試驗(yàn)。</p><p>　　液壓綜合測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　本測(cè)試臺(tái)主要用于現(xiàn)場(chǎng)下線閥、油缸等液壓元件修復(fù)測(cè)試使用。測(cè)試的閥主要有方向閥、單向閥、溢流閥、減壓閥、流量閥，且對(duì)不同通經(jīng)的閥均可測(cè)量。測(cè)試的液壓缸主要有活塞缸、柱塞缸、伺服缸。其測(cè)試性能和設(shè)計(jì)要求是：</p><p

5、><b>　　2.1系統(tǒng)參數(shù)</b></p><p>　　系統(tǒng)的最高壓力為315bar，系統(tǒng)的最大流量100L/min。</p><p>　　2.2系統(tǒng)的測(cè)試要求 </p><p>　　2.2.1對(duì)方向閥（包括普通閥、比例閥WRZ、WRA）的測(cè)試要求</p><p><b>　?。?）換向?qū)嶒?yàn)。</

6、b></p><p>　　（2）內(nèi)部泄漏量實(shí)驗(yàn)。</p><p>　?。?）穩(wěn)定壓差—流量特性實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　2.2.2對(duì)單向閥（包括液控單向閥）的測(cè)試要求</p><p>　?。?）內(nèi)部泄漏量實(shí)驗(yàn)。</p><p>　?。?）最小開(kāi)啟壓力實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　（3）穩(wěn)定

7、壓差—流量特性實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　2.2.3對(duì)壓力閥（溢流閥、減壓閥）的測(cè)試要求</p><p>　?。?）壓力調(diào)整—流量特性關(guān)系。</p><p>　?。?）壓力調(diào)整與泄漏量。</p><p>　　2.2.4對(duì)流量閥的測(cè)試要求</p><p>　　壓力調(diào)整—流量特性關(guān)系實(shí)驗(yàn)。</p><p

8、>　　2.2.5對(duì)伺服閥與比例閥的測(cè)試要求</p><p>　　（1）測(cè)試壓力增益與零位泄漏。</p><p>　?。?）額定流量、滯后、零偏電流和死區(qū)。</p><p>　?。?）穩(wěn)定壓差條件下、額定流量測(cè)試。</p><p><b>　　（4）動(dòng)態(tài)測(cè)試。</b></p><p>　　另外

9、，還包括伺服缸的動(dòng)態(tài)測(cè)試。</p><p>　　2.3液壓部分基本組成</p><p>　　a：動(dòng)力單元：液壓源 蓄能器站 </p><p>　　b：系統(tǒng)回路：控制閥組 液壓缸 測(cè)量接口 閥板組 主測(cè)試臺(tái)</p><p><b>　　2.4需完成的內(nèi)容</b></p><

10、p>　　a：測(cè)試裝置方案設(shè)計(jì)、元件選擇</p><p>　　b：系統(tǒng)回路部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　c：主閥臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　d：回油小泵站設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　e：測(cè)試塊設(shè)計(jì)</b></p>&l

11、t;p>　　2.5設(shè)計(jì)計(jì)算要求（完成與設(shè)計(jì)相一致的設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份）</p><p>　?。?）根據(jù)需完成的各項(xiàng)工作，進(jìn)行液壓系統(tǒng)總體方案的選擇和確定；</p><p>　　（2）根據(jù)要求，計(jì)算出系統(tǒng)所需的最大壓力、流量； </p><p>　　（3）液壓缸的設(shè)計(jì)及校核；</p><p>　　（4）液壓元件的選擇；</p>

12、<p>　?。?）液壓裝置的總體設(shè)計(jì)；</p><p>　　（6）驗(yàn)算系統(tǒng)性能，如系統(tǒng)的壓力損失、熱平衡等。</p><p><b>　　2.6需完成的圖紙</b></p><p>　　完成工程設(shè)計(jì)圖紙折合甲1圖紙7張（含一張手工制圖）</p><p>　?。?）液壓測(cè)試裝置原理圖；</p>&l

13、t;p>　?。?）主閥臺(tái)裝配圖；</p><p>　?。?）蓄能器裝配圖；</p><p>　　（4）測(cè)試塊零件圖；</p><p>　?。?）主閥臺(tái)水平、垂直面板圖；</p><p>　　（6）回油小泵站裝配圖等。</p><p>　　液壓測(cè)試系統(tǒng)回路的方案選擇</p><p>　　多功

14、能液壓測(cè)試裝置的液壓系統(tǒng)包括液壓主油路、各種液壓元件的測(cè)試回路、液壓循環(huán)冷卻回路和液壓回油油路等。</p><p>　　首先，擬定主油回路,因本設(shè)計(jì)為綜合測(cè)試裝置，系統(tǒng)壓力大，流量大，因此發(fā)熱高，為便于散熱，應(yīng)采用開(kāi)式系統(tǒng)回路。</p><p>　　其次，該系統(tǒng)主要測(cè)試各種閥，因此應(yīng)根據(jù)各種閥的要求單獨(dú)擬定系統(tǒng)回路，然后再加以綜合，以滿足測(cè)試的要求和需要。</p><p

15、>　　3.1主油路的方案選擇</p><p>　　任何液壓元件測(cè)試系統(tǒng)都離不開(kāi)液壓動(dòng)力部分——油源。在測(cè)試不同的液壓元件時(shí)所需要系統(tǒng)提供的壓力和流量都是不一樣的，在測(cè)試液壓元件的泄漏量時(shí)流量很小用小流量泵，在測(cè)試液壓元件的通流能力時(shí)需要較大流量用大流量泵。主油路的防污能力的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)回路壓力和流量的穩(wěn)定性等，都是我們?cè)O(shè)計(jì)要考慮的因素。</p><p>　　方案一：如圖3.1所示，

16、為了保證系統(tǒng)壓力，該油路采用了溢流閥調(diào)壓回路，且為了防止污物進(jìn)入系統(tǒng)，該油路還在泵的出口處安裝了一道精過(guò)濾器來(lái)保證供油清潔。為考慮到停機(jī)檢查維修時(shí)防止管路中油液倒流回液壓泵，特在過(guò)濾器處增設(shè)單向閥。該油路的油源部分采用了大小相同的兩套泵組（圖中只作了一個(gè)液壓泵），需要小流量時(shí)只要一個(gè)液壓泵工作即可。</p><p><b>　　圖 3.1</b></p><p>　

17、　方案二：如圖3.2所示，該油路不僅采用了濾油器、單向閥、溢流閥和大小相同的兩套泵組（圖中只作了一個(gè)液壓泵），為保證液壓系統(tǒng)調(diào)定壓力和流量的穩(wěn)定性，還添加了蓄能器。又因該系統(tǒng)用來(lái)測(cè)試各種閥，因此應(yīng)滿足不同通徑，不同壓力等級(jí)，所以采用變量泵，以減少用定量泵的功率損失，且為了節(jié)省功率采用了卸載回路。</p><p><b>　　圖 3.2</b></p><p>　　方

18、案比較：方案一結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但不能保證壓力和流量穩(wěn)定，而且功率損失大。而方案二可以，且功率損失小，所以選擇方案二。</p><p>　　3.2換向閥測(cè)試回路的方案選擇</p><p>　　換向閥是利用閥芯在閥體中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液壓油路的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動(dòng)作的控制閥門。換向閥應(yīng)滿足流體流經(jīng)閥時(shí)的壓力損失要小，互不相同的通口間的泄漏要小，換向要平穩(wěn)迅速且可靠等條件。所以換

19、向閥的性能是決定著回路的關(guān)鍵。</p><p>　　方案一：如圖3.3所示，換向閥測(cè)試時(shí)，分別采用兩個(gè)單向節(jié)流閥12、13對(duì)其A口和B口進(jìn)行加載。換向閥的主要試驗(yàn)內(nèi)容包括換向性能試驗(yàn)、中位機(jī)能測(cè)試和泄漏特性試驗(yàn)。</p><p>　　換向性能試驗(yàn)：在額定壓力和流量，換向閥連續(xù)進(jìn)行換向，測(cè)試其P口、T口、A口和B口的壓力變化以及流量變化，判斷換向閥是否能夠正常換向。</p>&

20、lt;p>　　中位機(jī)能測(cè)試：在額定壓力和流量下，記錄換向閥處于中位時(shí)各口的壓力值，判斷換向閥的中位機(jī)能是否合格。</p><p>　　泄漏特性試驗(yàn)：使換向閥處于每一位置時(shí)，再關(guān)閉保壓球閥5和14，分別記錄每一位置時(shí)被試閥11各口的壓力值，根據(jù)壓力損失值間接測(cè)試被試閥各口的泄漏量。</p><p><b>　　圖 3.3</b></p><p

21、>　　方案二：如圖3.4所示，該回路主要可測(cè)試內(nèi)容有功能和換向性能試驗(yàn)、泄漏量試驗(yàn)等。</p><p>　　功能和換向性能試驗(yàn)：調(diào)節(jié)溢流閥2，使系統(tǒng)壓力為被試閥10的額定壓力，將被試閥10連續(xù)動(dòng)作十次，試驗(yàn)換向和復(fù)位情況。要求換向和復(fù)位迅速，不得有外滲漏現(xiàn)象，換向不得有叫聲和抖動(dòng)。</p><p>　　泄漏量試驗(yàn)：將A、B點(diǎn)堵死，調(diào)節(jié)溢流閥2，使系統(tǒng)壓力為被試閥10的額定壓力，按照滑

22、閥機(jī)能和結(jié)構(gòu)，分別從A（或B）和T口測(cè)量被試閥10的閥芯在各個(gè)不同位置時(shí)的內(nèi)泄漏量（對(duì)有泄漏口的，應(yīng)包括外泄漏量，并在泄漏口測(cè)量）。</p><p><b>　　圖 3.4</b></p><p>　　方案比較：方案一結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，費(fèi)用高。方案二測(cè)試性能已經(jīng)滿足基本要求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，綜合考慮各種因素，采用方案二。</p><p>　　3.3單向

23、閥測(cè)試回路的方案選擇</p><p>　　單向閥通常分為普通單向閥和液控單向閥。普通單向閥的作用是使油液只能沿一個(gè)方向流動(dòng)，不許它反向倒流。而液控單向閥則反向倒流時(shí)需要提供控制壓力油。單向閥的試驗(yàn)內(nèi)容包括正向最小開(kāi)啟壓力，穩(wěn)態(tài)壓差流量測(cè)試和內(nèi)泄漏特性。液控單向閥還需要進(jìn)行控制壓力的試驗(yàn)，測(cè)試使被試液控單向閥反向開(kāi)啟并保持全開(kāi)所必須的最小控制壓力。</p><p>　　方案一：如圖3.5所示

24、，換向閥5在左、右位時(shí)，可以分別對(duì)單向閥9的緊密性內(nèi)泄漏試驗(yàn)、穩(wěn)態(tài)壓差流量測(cè)試和最小開(kāi)啟壓力試驗(yàn)，液控單向閥的控制壓力有減壓閥7控制。</p><p><b>　　圖 3.5</b></p><p>　　方案二：如圖3.6所示，與方案一系統(tǒng)回路基本一樣，但方案二采用了量杯測(cè)量泄漏量。因單向閥泄漏很小，流量計(jì)測(cè)試流量不明顯，使用量杯測(cè)量顯得更準(zhǔn)確。</p>

25、<p><b>　　圖 3.6</b></p><p>　　方案比較：綜上所述，方案二更合理，因此采用方案二。</p><p>　　3.4壓力閥測(cè)試回路的方案選擇</p><p>　　壓力閥大體可分為溢流閥和減壓閥。溢流閥是通過(guò)閥口的溢流使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。減壓閥主要是維持該閥出口壓力恒定

26、，不受進(jìn)口壓力通流量大小的影響。它們的試驗(yàn)內(nèi)容主要包括穩(wěn)態(tài)壓力流量特性和壓力調(diào)整與泄漏量的關(guān)系等。</p><p>　　方案一：如圖3.7所示。</p><p>　　穩(wěn)態(tài)壓力流量特性：將被試閥6調(diào)定在所需流量和壓力值上，包括最高和最低壓力值，然后在每一試驗(yàn)壓力值上使流量從零增加到最大值，再?gòu)淖畲笾禍p少到零，測(cè)試此試驗(yàn)過(guò)程中被試閥6的進(jìn)口壓力。</p><p>　　溢

27、流閥內(nèi)泄漏試驗(yàn)：將溢流閥8全開(kāi)，在被試閥6完全閉死的狀態(tài)下，試驗(yàn)系統(tǒng)給額定壓力的油液，通過(guò)被試閥6的開(kāi)啟和密封過(guò)程，從被試閥6的回油口測(cè)量的流量為內(nèi)泄漏量。</p><p>　　減壓閥外泄漏量：在溢流閥8設(shè)定所需壓力下，經(jīng)過(guò)其先導(dǎo)閥的外泄漏量不得大于規(guī)定值。</p><p><b>　　圖 3.7</b></p><p>　　方案二：①溢流閥

28、測(cè)試回路（如圖3.8所示）</p><p>　　壓力調(diào)整與流量測(cè)試：在回路中，通過(guò)調(diào)整可調(diào)流量控制閥5可獲得不同的壓力和流量，用流量計(jì)8測(cè)試通過(guò)溢流閥7的流量。</p><p>　　壓力調(diào)整與泄漏量測(cè)試：調(diào)節(jié)被試閥7至全封閉，在一定壓力和流量下，然后再調(diào)節(jié)被試閥7，使其開(kāi)啟，再完全關(guān)閉，從被試閥7的回油口測(cè)量的流量即為內(nèi)泄漏量。調(diào)節(jié)可調(diào)流量控制閥5可獲得不同的壓力和流量下的泄漏量。<

29、/p><p><b>　　圖 3.8</b></p><p>　?、跍p壓閥測(cè)試回路（如圖3.9所示）</p><p>　　壓力調(diào)整與流量測(cè)試：把背壓閥10調(diào)節(jié)到一定壓力，再調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥5來(lái)控制油路流量和壓力，用流量計(jì)11測(cè)試通過(guò)減壓閥的流量。</p><p>　　壓力調(diào)整與泄漏量測(cè)試：減壓閥為外泄漏閥，通過(guò)調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥

30、5可得到不同壓力下的泄漏量。關(guān)閉背壓閥10，打開(kāi)換向閥7，通過(guò)換向閥7的流量即是減壓閥6的泄漏量。</p><p><b>　　圖 3.9</b></p><p>　　方案比較：方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但無(wú)壓力和流量調(diào)定，不能滿足壓力調(diào)整與流量、泄漏量的關(guān)系。方案二測(cè)試性能較可靠，系統(tǒng)回路并不比方案一復(fù)雜。所以選擇方案二。</p><p>　　3.5

31、流量閥測(cè)試回路的方案選擇</p><p>　　流量閥的作用是在閥的進(jìn)出口壓差變化的情況下，維持通過(guò)的流量恒定，從而維持與之串聯(lián)的被控對(duì)象的流量恒定。</p><p>　　方案一：如圖3.10所示，該方案試驗(yàn)內(nèi)容主要包括穩(wěn)態(tài)流量壓力特性、入口壓力階躍響應(yīng)和出口壓力階躍響應(yīng)等。</p><p>　　壓力調(diào)整與流量特性試驗(yàn)：將被試閥6調(diào)定在所需流量和壓力值上，包括閥的最高

32、和最低流量值，然后在每一試驗(yàn)流量值上使壓差從零增加到最大值，再?gòu)淖畲笾禍p小到零，測(cè)試此試驗(yàn)過(guò)程中被試閥6的流量變化。</p><p>　　入口壓力階躍響應(yīng)特性：將被試閥6調(diào)定在所需流量和壓力值上，使被試閥6的供油壓力發(fā)生階躍變化，記錄下被試閥6的流量變化。</p><p>　　出口壓力階躍響應(yīng)特性：將被試閥6調(diào)定在所需流量和壓力值上，調(diào)整比例方向閥11，使出口壓力發(fā)生階躍變化，記錄下被試閥

33、6的流量響應(yīng)變化。</p><p><b>　　圖 3.10</b></p><p>　　方案二：如圖3.11所示。</p><p>　　壓力調(diào)整與流量特性試驗(yàn)：用單向節(jié)流閥5來(lái)調(diào)節(jié)流量和壓力大小，使用溢流閥9來(lái)產(chǎn)生一定背壓。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將被試閥7調(diào)定在所需流量和壓力值上，包括閥的最高和最低流量值，然后在每一試驗(yàn)流量值上使壓差從零增加到最大值

34、，再?gòu)淖畲笾禍p小到零，測(cè)試此試驗(yàn)過(guò)程中被試閥7的流量變化。</p><p>　　進(jìn)口壓力變化對(duì)流量的影響試驗(yàn)：將單向節(jié)流閥5全開(kāi)，調(diào)節(jié)被試閥7，使其通過(guò)的流量為最小穩(wěn)定流量的1~2倍，調(diào)節(jié)溢流閥2，使被試閥7的進(jìn)口壓力從最低變化到最高。被試閥7進(jìn)口在此時(shí)的流量變化率是（流量最大值—流量最小值）/流量平均值×100%.</p><p>　　出口壓力變化對(duì)流量的影響試驗(yàn)：將單向節(jié)流閥

35、5全開(kāi)，調(diào)節(jié)溢流閥2至閥7的公稱壓力。調(diào)節(jié)閥7，使通過(guò)的流量為最小穩(wěn)定流量和最大流量，分別作如下試驗(yàn)。調(diào)節(jié)溢流閥9，使閥7的出口壓力在公稱壓力的5%和90%范圍內(nèi)取六個(gè)數(shù)值，用流量計(jì)和秒表測(cè)量每個(gè)不同出口壓力下流經(jīng)閥7的流量。計(jì)算流量變化率，繪制壓力——流量特性曲線。</p><p><b>　　圖 3.11</b></p><p>　　方案比較：方案二結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，回

36、路能夠滿足測(cè)試流量閥的性能要求。方案一雖能測(cè)試階躍響應(yīng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用較高。因此選用方案二。</p><p>　　3.6伺服缸、伺服閥與比例閥測(cè)試回路的擬定</p><p>　　伺服閥、伺服缸的測(cè)試需要傳感電路，只需將傳感器接入普通閥的回路中，將普通閥換成伺服閥、比例閥即可完成試驗(yàn)。伺服閥安裝在伺服缸上，用單向節(jié)流閥來(lái)調(diào)整油路的壓力和流量，即可完成試驗(yàn)。具體方案在這不再累贅。</p

37、><p>　　綜合液壓測(cè)試系統(tǒng)原理圖的方案擬定</p><p>　　4.1綜合液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)原則</p><p>　　液壓系統(tǒng)原理圖擬定是通過(guò)對(duì)液壓回路的反復(fù)對(duì)比選出合適的液壓回路，既要考慮結(jié)構(gòu)性能可靠性，還要保證盡可能經(jīng)濟(jì)、有效的利用能量，達(dá)到高效、可靠運(yùn)行的目的。然后把各種液壓回路放在一起，進(jìn)行歸納、總結(jié)、整理，再增加或更換一些必要的元件和液壓輔助油路，最后得到

38、完整的綜合液壓系統(tǒng)回路。</p><p>　　一般液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)原則：</p><p>　?、藕侠淼脑O(shè)計(jì)應(yīng)該在保證產(chǎn)品必備功能的前提下，使制造成本最低。</p><p>　　⑵設(shè)計(jì)過(guò)程中既要針對(duì)產(chǎn)品的不同功能特點(diǎn)，又要使產(chǎn)品具有良好的維修方便性。 </p><p>　?、亲罱K工作循環(huán)中每個(gè)動(dòng)作都要可靠，無(wú)相互干擾。<

39、/p><p>　?、仍谠倪x用方面，應(yīng)盡量選用那些效率高、能耗低的元件，減少能量消耗，防止系統(tǒng)過(guò)熱。</p><p>　?、蓤?jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的“三化”原則。</p><p>　　4.2確定綜合液壓測(cè)試系統(tǒng)原理圖</p><p>　　動(dòng)力源部分，采用兩個(gè)變量泵為系統(tǒng)提供壓力和流量，當(dāng)小流量時(shí)，采用單個(gè)泵工作。泵的調(diào)定壓力由遠(yuǎn)程比例溢流閥

40、來(lái)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)的工作壓力由帶有方向閥的可調(diào)溢流閥來(lái)控制。因溫室和工作時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱量較大，決定在泵站部分加入冷卻循環(huán)系統(tǒng)以降低系統(tǒng)的發(fā)熱量。為了能夠檢測(cè)油箱的油量，系統(tǒng)采用油標(biāo)等測(cè)量設(shè)備。由于油箱中的油液在換油時(shí)要和空氣接觸，為了防止空氣的進(jìn)入油液，故在油箱上安裝了空氣濾清器。同時(shí)油箱應(yīng)有放油口?？紤]到該系統(tǒng)今后的維修，需要在液壓泵和油箱之間設(shè)置截止閥。</p><p>　　為防止液壓泵在工作時(shí)把一些油箱的雜質(zhì)或者泵的

41、磨損顆粒帶入到系統(tǒng)中，所以把精過(guò)濾放在液壓泵之后。為防止過(guò)濾器堵塞，在選擇過(guò)濾器時(shí)應(yīng)考慮選擇帶有警報(bào)器裝置，且能在堵塞時(shí)通過(guò)自身帶有的壓力傳感器感應(yīng)進(jìn)出口過(guò)濾器的壓差來(lái)自動(dòng)控制壓力繼電器打開(kāi)旁路釋放壓力，以防止堵塞壓力過(guò)大而損壞液壓泵。</p><p>　　考慮到試驗(yàn)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)壓力和流量不足，決定在系統(tǒng)中加入一個(gè)蓄能器,以穩(wěn)定液壓系統(tǒng)壓力和流量。并在蓄能器與液壓泵之間設(shè)置單向閥，防止蓄能器里的油液在液壓泵不工作

42、時(shí)倒灌。此外在蓄能器和系統(tǒng)之間設(shè)置了截止閥，供充壓、檢查、維修蓄能器或長(zhǎng)時(shí)間泵不工作時(shí)使用。</p><p>　　考慮到整個(gè)系統(tǒng)的布局整潔、合理、緊湊性，決定系統(tǒng)中各閥主要用板式來(lái)連接?？紤]到各測(cè)試試驗(yàn)的快速性，決定在整個(gè)回路中增加一些快換接頭，各測(cè)試試驗(yàn)單獨(dú)甩出接頭，以便和其它元件快速組合，完成不同的試驗(yàn)功能?？紤]到各閥測(cè)試完后會(huì)有余油殘留在閥中，還有由泄漏留下很多油液，為減少浪費(fèi)，決定在系統(tǒng)中增加余油收集回路

43、。</p><p>　　由于簡(jiǎn)化液壓管路，流量計(jì)和其他測(cè)試元件公用回油管路，為了防止在其它使用回油管路時(shí)油液倒流過(guò)流量計(jì)，故在流量計(jì)后加了單向閥。由于系統(tǒng)主油路上的過(guò)濾精度達(dá)不到測(cè)試元件要求，所以在一些控制油路中再設(shè)置一道超精過(guò)濾器。</p><p>　　綜上所述，將各個(gè)試驗(yàn)原理圖改進(jìn)并加以綜合得到綜合液壓測(cè)試圖。該圖主要包括泵站和主臺(tái)兩部分（詳圖見(jiàn)附原理圖）。</p>&l

44、t;p>　　4.3綜合液壓測(cè)試系統(tǒng)原理圖</p><p>　　綜合液壓系統(tǒng)原理圖具體如下圖4.1與4.2所示：</p><p>　　圖4.1 泵站原理圖</p><p>　　圖4.2 主臺(tái)原理圖</p><p>　　液壓元件的計(jì)算和選擇</p><p>　　5.1設(shè)計(jì)參數(shù)的要求</p><

45、p>　　設(shè)計(jì)要求液壓執(zhí)行元件的最大工作壓力使31.5Mpa，最大流量是100L/min。</p><p>　　考慮到在檢測(cè)不同液壓元件時(shí)所需要的系統(tǒng)壓力和流量大小是不同的，但只要能夠保證所需的最大工作壓力和最大工作流量即可，其它工作壓力大小可以通過(guò)溢流閥調(diào)定。</p><p>　　5.2液壓泵的計(jì)算和選擇</p><p>　　5.2.1確定液壓泵的最大工作壓力

46、</p><p>　　查閱《液壓與氣壓傳動(dòng)》第330頁(yè)得知，液壓泵的最大工作壓力Pp按下式計(jì)算</p><p>　　Pp=P1+∑△p (5-1)</p><p>　　式中 P1——液壓執(zhí)行元件工作腔的最大工作壓力，P1=31.5MPa；</p><p>　　∑

47、△p——從液壓泵出口到液壓執(zhí)行元件入口處的總管路損失。</p><p>　　∑△p的準(zhǔn)確計(jì)算須在選定液壓元件并繪制出管路布置圖后才能進(jìn)行計(jì)算。初算時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取：當(dāng)管路簡(jiǎn)單或有節(jié)流閥調(diào)速時(shí)，取∑△p=0.2~0.5MPa；當(dāng)管路復(fù)雜或有調(diào)速閥調(diào)速時(shí)，取∑△p=0.5~1.5MPa。在此取∑△p=1.5MPa，所以Pp=31.5+1.5=33 MPa，故在選擇液壓泵時(shí)要求泵的最大供油壓力應(yīng)不小于33 MPa。

48、</p><p>　　5.2.2確定液壓泵的流量Qp</p><p>　　查閱《液壓與氣壓傳動(dòng)》第330頁(yè)得知,液壓泵的最大流量Qp由系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量qmax確定，即</p><p>　　Qp≥Kqmax （5-2）</p><p&g

49、t;　　式中 Qp——液壓泵的流量：</p><p>　　K——考慮系統(tǒng)泄漏和溢流閥保持最小溢流量的系數(shù)，通常取K=1.1~1.3，在此取K=1.2。</p><p>　　qmax——液壓執(zhí)行元件所需最大流量，由設(shè)計(jì)參數(shù)可知qmax=100L/min。</p><p>　　所以Qp≥Kqmax=1.2×100=120 L/min。</p>

50、;<p>　　5.2.3確定液壓泵的型號(hào)和規(guī)格</p><p>　　根據(jù)算出的壓力和流量（單個(gè)變量泵的最大流量應(yīng)大于等于60L/min，但有蓄能器，所以單個(gè)泵也可小于60L/min）。查《力士樂(lè)產(chǎn)品樣本》選取A4VSO40HS/22R-PZB13N00Z型號(hào)變量柱塞泵，具體參數(shù)見(jiàn)下表。</p><p><b>　　表5-1 泵參數(shù)</b></p&

51、gt;<p>　　查液壓《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第1頁(yè)表1-2知，柱塞泵的效率是0.81~0.88，現(xiàn)取0.88。</p><p><b>　　5.3電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)泵的轉(zhuǎn)速和功率選擇相應(yīng)的電機(jī)，由上述知。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷（成大憲）第17-53頁(yè)表17-1-35選用

52、Y225M-4型號(hào)的電機(jī)。</p><p>　　表5-2 電機(jī)參數(shù)</p><p>　　5.4液壓管路的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)方案確定后，各液壓元件是通過(guò)管路連接，由于主油路以及其它各回路之間的流量和壓力是不同的，所以各回路管子的類型和通經(jīng)也不相同。</p><p>　　5.4.1液壓管路的計(jì)算公式</p>&l

53、t;p>　　查閱機(jī)《械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷（成大憲）第21-579頁(yè)可得，</p><p>　　管子內(nèi)徑 （mm） （5-3）</p><p>　　管子壁厚 （mm） （5-4）</p><p>　　鋼管：

54、 （5-5）</p><p>　　銅管： ≤25 MPa</p><p>　　式中 d——管內(nèi)直徑；</p><p>　　Q——管內(nèi)流量，L/min；</p><p>　　v——管內(nèi)油液流速，按推薦值選定；</p><p&

55、gt;<b>　　δ——管子壁厚；</b></p><p>　　p——管內(nèi)工作壓力，MPa；</p><p>　　σp——管道材料的許用應(yīng)力，MPa；</p><p>　　σb——管道材料的抗拉強(qiáng)度，MPa；</p><p>　　n——安全系數(shù)，當(dāng)p＜7 MPa時(shí)，n=8；7MPa≤p≤17.5 MPa時(shí)，n=6；p＞1

56、7.5MPa時(shí)，n=4。</p><p>　　金屬管內(nèi)油液的流速推薦值v：吸油管路取0.5~2m/s，現(xiàn)取v=1.5 m/s；壓油管路取2.5~6m/s，現(xiàn)取v=5 m/s；短管道及局部收縮處取5~10/s，現(xiàn)取v=10 m/s；回油管路取1.5~3m/s，現(xiàn)取v=2.5 m/s；泄油管路取v≤1m/s，現(xiàn)取v=0.5 m/s。</p><p>　　5.4.2主壓油管路的計(jì)算和選用<

57、/p><p>　　由系統(tǒng)所給參數(shù)可知，系統(tǒng)所需最大流量為100L/min，故在兩泵聯(lián)合工作時(shí)所用的管路應(yīng)按Q=100L/min計(jì)算，兩泵在單獨(dú)工作時(shí)可按Q=50L/min計(jì)算。系統(tǒng)所需最大壓力31.5MPa，所以一般選擇鋼管。</p><p>　　5.4.2.1兩泵單獨(dú)工作時(shí)壓油管計(jì)算</p><p>　　由前面說(shuō)明可知v=5 m/s、Q=50L/min。</p&

58、gt;<p>　　由式（5-3）得 （mm） 即d≥14.578mm。</p><p>　　查閱《工程材料》第157頁(yè)，表7-13可得，選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼，則σb=539 MPa。由于系統(tǒng)工作壓力p＞17.5MPa，所以安全系數(shù)n=4。</p><p>　　由式（5-4）、（5-5）得（mm） 即δ≥1.785mm。</p><p>

59、;　　查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第864頁(yè)，表5-2得，選取油管的公稱直徑DN=15mm，鋼管外徑D=22mm，管子壁厚δ=3mm，即選用22×3無(wú)縫鋼管。</p><p>　　5.4.2.2兩泵聯(lián)合工作時(shí)壓油管計(jì)算</p><p>　　由前面說(shuō)明可知v=5 m/s、Q=100L/min、σb=539 MPa、安全系數(shù)n=4。</p><p>　　

60、由式（5-3）得(mm） 即d≥20.6mm。</p><p>　　由式（5-4）、（5-5）得（mm） 即δ≥2.5mm。</p><p>　　查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第864頁(yè)，表5-2得，選取油管的公稱直徑DN=25mm，鋼管外徑D=34mm，管子壁厚δ=5mm，即選用34×5無(wú)縫鋼管。</p><p>　　5.4.3主回油管路的計(jì)算&

61、lt;/p><p>　　由前面說(shuō)明可知v=2.5 m/s、Q=100L/min、σb=539 MPa、安全系數(shù)n=8。因回油管路直接與油箱相連，所以回油管中壓力很小，現(xiàn)取p=1.0 MPa。</p><p>　　由式（5-3）得 (mm） 即d≥29.2mm。</p><p>　　由式（5-4）、（5-5）得（mm） 即δ≥0.217mm。</p>&l

62、t;p>　　查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第864頁(yè)，表5-2得，選取油管的公稱直徑DN=32mm，鋼管外徑D=42mm，管子壁厚δ=2mm，即選用42×2無(wú)縫鋼管。</p><p>　　5.4.4吸油管路的計(jì)算</p><p>　　由前面說(shuō)明可知v=1.5 m/s，由泵的計(jì)算知泵的流量為60L/min，σb=539 MPa，安全系數(shù)n=8。因吸油管路直接與油箱相連，所

63、以吸油管中壓力很小，現(xiàn)取p=1.0 MPa。</p><p>　　由式（5-3）得 (mm） 即d≥29.2mm。</p><p>　　由式（5-4）、（5-5）得（mm）即δ≥0.217mm。</p><p>　　查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第864頁(yè)，表5-2得，選取油管的公稱直徑DN=32mm，鋼管外徑D=42mm，管子壁厚δ=2mm，即選用42

64、15;2無(wú)縫鋼管。</p><p>　　5.4.5控制油路管子的設(shè)計(jì)</p><p>　　因液壓系統(tǒng)控制油路的流量和壓力都比較小，因此對(duì)管子的內(nèi)經(jīng)和壁厚要求不，滿足要求即可。參考相關(guān)設(shè)備，查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第864頁(yè)，表5-2得，選取油管的公稱直徑DN=12mm鋼管外徑D=18mm，管子壁厚δ=2.5mm，即選用18×2.5無(wú)縫鋼管。</p><

65、;p>　　5.5液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.5.1液壓缸主要參數(shù)的確定</p><p>　　由于液壓缸在本液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所起的作用只是用來(lái)檢測(cè)換向閥的換向機(jī)能，被壓不大，故對(duì)液壓缸的各種設(shè)計(jì)參數(shù)要不是很嚴(yán)格，只要能滿足要求即可。</p><p>　　為了便于觀察換向閥的機(jī)能，液壓缸的速度不能太快，也不能太慢，即液壓缸內(nèi)徑要適中，根據(jù)相關(guān)設(shè)備資料和

66、上述數(shù)據(jù)，現(xiàn)取液壓缸工作的速度現(xiàn)取為0.4m/s。</p><p>　　查閱《液壓與氣壓傳動(dòng)》第109頁(yè)單干活塞缸的相關(guān)公式，得</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中 ——活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度；</p&g

67、t;<p>　　q——流經(jīng)液壓缸的流量；</p><p><b>　　——容積效率；</b></p><p><b>　　D——液壓缸內(nèi)經(jīng)；</b></p><p><b>　　d——活塞桿直徑。</b></p><p>　　查閱《液壓與氣壓傳動(dòng)》第128頁(yè)表3-

68、3知，當(dāng)p＞7 MPa時(shí)，取活塞桿的直徑d=0.7D1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷（成大憲）第21-278頁(yè)知，當(dāng)活塞密封為彈性材料時(shí)，取容積效率≈0.98。</p><p>　　將q=100 L/min、v=100mm/s、=0.98代入上式，得</p><p>　　D=72.1mm d=50.5mm</p><p>　　5.5.2液壓缸的選擇

69、</p><p>　　液壓缸的缸筒長(zhǎng)度最大工作行程決定，缸筒的一般工作長(zhǎng)度不可超過(guò)20倍的內(nèi)徑。</p><p>　　查閱《力士樂(lè)產(chǎn)品樣本》，根據(jù)計(jì)算的液壓缸內(nèi)徑和活塞桿的直徑來(lái)選取液壓缸： </p><p>　　表5-4 液壓缸參數(shù)</p><p>　　液壓系統(tǒng)輔助裝置的計(jì)算與選擇</p><p><b>

70、;　　6.1蓄能器的選擇</b></p><p>　　蓄能器是將壓力液體的壓力能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)再由勢(shì)能轉(zhuǎn)換為液壓能而做功的容器。因此，蓄能器可作為輔助的或者應(yīng)急的動(dòng)力源，可以補(bǔ)充系統(tǒng)的泄漏，穩(wěn)定系統(tǒng)的壓力，以及吸收泵的脈動(dòng)和回路上的液壓沖擊等。根據(jù)蓄能器的種類、特點(diǎn)和用途選用蓄能器的類型，再根據(jù)計(jì)算出的蓄能器總?cè)莘e和工作壓力，即可選擇蓄能器的產(chǎn)品型號(hào)。因該設(shè)計(jì)的蓄能器主要是輔助動(dòng)力源

71、以備應(yīng)急使用，所以該蓄能器滿足要求即可，根據(jù)相關(guān)設(shè)備以及系統(tǒng)的壓力和流量選定蓄能器具體型號(hào)，見(jiàn)附錄二。</p><p><b>　　6.2過(guò)濾器的選擇</b></p><p>　　過(guò)濾器的功用是過(guò)濾混在油液中的雜質(zhì)，把油液中雜質(zhì)顆粒大小控制在能保證液壓系統(tǒng)正常工作的范圍內(nèi)，使工作介質(zhì)保持清潔，延長(zhǎng)元器件的使用壽命，保證液壓元件工作性能可靠。液壓系統(tǒng)故障的75%左右是由

72、介質(zhì)的污染所造成，因此過(guò)濾器對(duì)液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可缺少的重要輔件。過(guò)濾器按其過(guò)濾精度可分為：粗過(guò)濾器（過(guò)濾以上的顆粒）、普通過(guò)濾器（過(guò)濾顆粒）、精過(guò)濾器（過(guò)濾顆粒）、特精過(guò)濾器（過(guò)濾顆粒）。</p><p>　　過(guò)濾器選擇的基本要求是：過(guò)濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)的要求；具有足夠大的過(guò)濾能力，壓力損失要小；濾芯及外殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不致因油壓而破壞；有良好的抗腐蝕性，不會(huì)對(duì)油液造成化學(xué)的或機(jī)械的污染；在規(guī)定的工作溫度下，

73、能保持性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性；清洗維護(hù)方便，更換濾芯容易；結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單、緊湊；價(jià)格低廉等。然后，再根據(jù)液壓系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)要求，選擇過(guò)濾器的型號(hào)，具體型號(hào)選擇見(jiàn)附錄二。</p><p><b>　　6.3油箱的選擇</b></p><p>　　油箱在系統(tǒng)中的主要功能是儲(chǔ)油和散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污物的作用。根據(jù)系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積、型式和附件，

74、可以使油箱充分發(fā)揮作用。</p><p>　　6.3.1油箱容量的計(jì)算</p><p>　　油箱的容量，即油面高度為油箱高度80%時(shí)的油箱有效容積，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱、散熱平衡的原則來(lái)計(jì)算。對(duì)于一般情況而言，油箱的容量可以按液壓泵的額定流量估算出來(lái)，由《液壓與氣壓傳動(dòng)》第86頁(yè)得油箱的計(jì)算公式</p><p>　?。↙）

75、 （6-1）</p><p>　　式中 ——液壓泵的額定流量，單位為L(zhǎng)/min；</p><p>　　——與壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)；低壓系統(tǒng)=2~4，中壓系統(tǒng)=5~7，高壓系統(tǒng)=10~12，現(xiàn)取=11。</p><p>　　——泵的額定流量，此處應(yīng)取兩變量泵額定流量之和，即=120L/min。</p><p>　　

76、所以V=11×120=1320L。</p><p>　　6.3.2油箱規(guī)格的選擇</p><p>　　油箱采用開(kāi)式，由于油箱中的油液在換油時(shí)要和空氣接觸，為了防止空氣的進(jìn)入油液，故在油箱上安裝了空氣濾清器，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷（成大憲）第21-725頁(yè)表21-8-182，選用1500規(guī)格油箱，具體參數(shù)見(jiàn)下表。 </p><p>　　表6-1 油箱規(guī)

77、格</p><p>　　6.4液壓系統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算</p><p>　　液壓系統(tǒng)的各種能量損失都將轉(zhuǎn)化為熱量，使系統(tǒng)工作溫度升高，從而產(chǎn)生一系列不利影響。系統(tǒng)中的發(fā)熱功率主要來(lái)自于液壓泵、液壓執(zhí)行元件和溢流閥等的功率損失。管路功率損失一般很小，再加上管路的散熱作用，通?？梢院雎圆挥?jì)。</p><p>　　6.4.1系統(tǒng)發(fā)熱功率的計(jì)算</p><p&

78、gt;　　因該系統(tǒng)各種閥是間斷工作的，所以閥的發(fā)熱量可忽略不計(jì)，而管路的散熱量與發(fā)熱量基本持平，因此系統(tǒng)的總發(fā)熱量可以認(rèn)為液壓泵的發(fā)熱量。由前面知泵的效率是0.88，液壓泵的輸入功率可以認(rèn)為電機(jī)的額定功率，即</p><p>　　泵的總輸入功率 =2×37MPa =74KW</p><p>　　發(fā)熱功率 =74（1－0.88）KW=8.88 KW</p>&l

79、t;p>　　6.4.2系統(tǒng)的散熱功率</p><p>　　液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，一部分使工作介質(zhì)的溫度升高；一部分經(jīng)冷卻表面散發(fā)到周圍空氣中去。因管路的散熱量與發(fā)熱量基本持平。所以，一般認(rèn)為系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量全部由油箱表面散發(fā)。查《液壓與氣壓傳動(dòng)》第337頁(yè)，系統(tǒng)的散熱功率可由下式計(jì)算</p><p><b>　　（6-2）</b></p><p&

80、gt;　　式中 ——系統(tǒng)的散熱功率，單位為KW；</p><p>　　K——油箱散熱系數(shù)，單位為W/(m2·℃)，見(jiàn)下表6-2；</p><p>　　A——油箱的散熱面積，單位為m2；</p><p>　　t1——系統(tǒng)中工作介質(zhì)的溫度，單位為℃，一般最高不大于60℃（見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷第21-724頁(yè)）；</p><

81、p>　　t2——環(huán)境溫度，單位為℃，取t2=20℃。</p><p>　　表6-2 油箱散熱系數(shù) （單位；W/(m2·℃)）</p><p>　　現(xiàn)設(shè)油箱在通風(fēng)良好的條件下散熱，則取K=15 W/(m2·℃) ，系統(tǒng)的熱量全部由A散發(fā)時(shí)在平衡狀態(tài)下（即=）達(dá)到溫升為</p><p><b>　　(6-3)&

82、lt;/b></p><p>　　由《液壓與氣壓傳動(dòng)》第338頁(yè)知，當(dāng)油箱三邊的尺寸比例在1:1:1到1:2:3之間，液面高度為油箱高度的80%時(shí)，其散熱面積A（單位m2）還可以用下式計(jì)算</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中 V——油箱有效面積，單位m3。</p>

83、<p>　　此時(shí)， =69.5℃</p><p>　　則 =89.5℃ ＞60℃</p><p>　　不滿足要求，所以需要裝設(shè)冷卻器。</p><p><b>　　6.5冷卻器的選擇</b></p><p>　　但是為了預(yù)防功率損失大，冷卻器還是需要的，

84、在選擇冷卻器時(shí)應(yīng)首先要求冷卻器安全可靠、有足夠的傳熱面積、壓力損失小、傳熱效率高、體積小、質(zhì)量輕等。然后根據(jù)適用場(chǎng)合，作業(yè)環(huán)境情況選擇冷卻器的類型，使用現(xiàn)場(chǎng)是否有冷卻水源，液壓站是否隨行走機(jī)械一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)存在以上情況時(shí)，應(yīng)首先選擇風(fēng)冷式，而后是機(jī)械制冷式。因液壓測(cè)試臺(tái)不便用水冷卻，故采用風(fēng)冷式。最后根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率選擇冷卻器，具體型號(hào)見(jiàn)附錄二。</p><p>　　6.6軟管的設(shè)計(jì)計(jì)算</p>

85、<p>　　軟管是用于連接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件之間的管路，分高、低壓兩種。高壓軟管是以鋼絲編織或鋼絲纏繞為骨架的橡膠軟管，用于壓力油路。低壓軟管是以麻線或棉線編制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。本設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)最高壓力是31.5MPa的高壓，且油路上很多地方使用軟管，故采用高壓軟管。</p><p>　　6.6.1軟管直徑的計(jì)算</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)

86、計(jì)手冊(cè)》第5卷（成大憲），第21-579頁(yè)，表21-8-3得公式：</p><p><b>　　（6-5）</b></p><p>　　式中 A——軟管的通流截面積，cm2，,d軟管內(nèi)徑；</p><p>　　Q——管內(nèi)流量，L/min，此處Q應(yīng)選為泵的額定流量120 L/min；</p><p>　　

87、v——管內(nèi)流速，m/s，通常軟管的允許流速v≤6 m/s，在這里取v=5 m/s。</p><p>　　所以 =15.96(mm)</p><p>　　6.6.2軟管參數(shù)的選擇</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷（成大憲），第21-579頁(yè)，從表21-8-4選擇軟管：型號(hào)2T，公稱直徑16，設(shè)計(jì)工作壓力35MPa，最小彎曲半徑1

88、80，工作溫度范圍-40~100℃。</p><p>　　6.7壓力表和流量計(jì)的選擇</p><p>　　壓力表和流量計(jì)的選擇要根據(jù)液壓系統(tǒng)油路上的壓力和流量大小來(lái)選擇合適的量程，不能太大，更不能太小，具體型號(hào)選擇見(jiàn)附錄二。</p><p>　　6.8各種截止閥和快換接頭的選用</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量以及試驗(yàn)要求選取各種截止

89、閥和快換接頭，具體型號(hào)見(jiàn)附錄二。</p><p>　　液壓系統(tǒng)輔助油路的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　7.1冷卻輔助液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　7.1.1冷卻輔助液壓泵的選擇</p><p>　　液壓冷卻循環(huán)回路主要起冷卻降溫作用，對(duì)液壓泵的輸出壓力和流量要求不高，考慮到油箱的尺寸和主油路流量大小，并參考相關(guān)設(shè)備，選取液壓泵的類型為葉

90、片泵，從《力士樂(lè)產(chǎn)品樣本》選取，其型號(hào)是PVV2-1X/060R，轉(zhuǎn)速1500r/s，流量為89L/min，工作壓力為1.0MPa，則泵輸出功率為89L/min×1.0MPa=1.48KW。</p><p>　　7.1.2冷卻輔助電機(jī)的選擇</p><p>　　因液壓泵存在功率損失不能把能量全部變成液壓能，所以電機(jī)的輸出功率比泵的輸出功率大，查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第1

91、頁(yè)表1-2可知，葉片泵效率是0.64~0.81，現(xiàn)取0.7，故</p><p>　　根據(jù)液壓泵的轉(zhuǎn)速和計(jì)算出電機(jī)的功率，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷（成大憲），第17-53頁(yè)表17-1-35，選用型號(hào)為Y100L1-4的電機(jī)，具體參數(shù)見(jiàn)下表</p><p>　　表7 -1 電機(jī)參數(shù)</p><p>　　7.1.3冷卻輔助液壓元件的選擇</p><p

92、>　　由擬訂的原理圖可知該回路的閥和輔助元件較少，工作壓力也比較低，根據(jù)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的壓力和流量來(lái)選取各種元件，具體型號(hào)見(jiàn)附錄二。</p><p>　　7.1.4冷卻輔助管路的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由5.5可知，對(duì)于油液的流速v，吸油管路取0.5~2m/s，現(xiàn)取v=2 m/s；對(duì)于鋼管來(lái)說(shuō)，因管內(nèi)壓力p=1 MPa＜7 MPa，所以n=8；管道抗拉強(qiáng)度取σb=539 MPa。

93、</p><p>　　把Q=89 L/min、v=2 m/s、p=1 MPa、n=8、σb=539 MPa帶入式（5-3）、（5-4）、（5-5）得</p><p><b>　　管子內(nèi)徑 </b></p><p><b>　　管子壁厚 </b></p><p>　　查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

94、元器件選型手冊(cè)》第864頁(yè)，表5-2得，選取油管的公稱直徑DN=32鋼管外徑D=42mm，管子壁厚δ=2mm，即選用42×2無(wú)縫鋼管。</p><p>　　7.2回油輔助液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　綜合液壓測(cè)試臺(tái)在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，肯定會(huì)有大量的油液泄漏，為了減少浪費(fèi)，故設(shè)計(jì)中添加了回油輔助液壓系統(tǒng)裝置。</p><p>　　7.2.1回油輔助液壓

95、泵的選擇</p><p>　　由于該系統(tǒng)主要用來(lái)收集各種泄漏油并將其輸回主油箱，油路的壓力和流量不受液壓綜合測(cè)試系統(tǒng)油路的影響，所以該系統(tǒng)的液壓泵的流量不必太大，滿足要求即可。參考相關(guān)設(shè)備選擇葉片泵，查《力士樂(lè)產(chǎn)品樣本》的具體參數(shù)見(jiàn)下表。</p><p>　　表7-2 液壓泵參數(shù)</p><p>　　7.2.2回油輔助電機(jī)的選擇</p><p

96、>　　因液壓泵存在功率損失不能把能量全部變成液壓能，所以電機(jī)的輸出功率比泵的輸出功率大，查閱《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第1頁(yè)表1-2可知，葉片泵效率是0.64~0.81，現(xiàn)取0.7，故</p><p>　　根據(jù)液壓泵的轉(zhuǎn)速和計(jì)算出電機(jī)的功率，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷（成大憲），第17-53頁(yè)表17-1-35，選用型號(hào)為Y801-4的電機(jī)，具體參數(shù)見(jiàn)下表</p><p>　　表7

97、-3 電機(jī)參數(shù)</p><p>　　7.2.3回油輔助元件的選擇</p><p>　　根據(jù)該系統(tǒng)的壓力和流量，參考相關(guān)設(shè)備的要求，所選的輔助元件的型號(hào)和規(guī)格見(jiàn)附錄二。</p><p>　　7.2.4回油輔助管路的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于管路中的壓力和流量都不大，為減少管路的復(fù)雜性，便于安裝，該系統(tǒng)和主回油管路相連接（見(jiàn)液壓綜合測(cè)試原理

98、圖），所以取該輔助系統(tǒng)的管路和主系統(tǒng)的回油路油管相同，即選用42×2的不銹鋼管。</p><p>　　7.2.5回油輔助油箱的設(shè)計(jì)</p><p>　　由6.3.1可知，低壓系統(tǒng)=2~4，現(xiàn)取=3。再把=3、=18L/min帶入式（6-1）得</p><p>　　=3×18L/min=54L</p><p>　　查閱《機(jī)械

99、設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷（成大憲）第21-725頁(yè)表21-8-182，選用60規(guī)格油箱，具體參數(shù)見(jiàn)下表。</p><p>　　表7-4 油箱規(guī)格</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)的參數(shù)有許多是由估算或經(jīng)驗(yàn)確定的，其設(shè)計(jì)水平需通過(guò)性能的驗(yàn)算來(lái)判斷。驗(yàn)算項(xiàng)目主要由壓力損失、溫升等。</p>

100、<p>　　8.1液壓系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算</p><p>　　管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿程損失、管件局部損失和控制元件的壓力損失三部分組成。要想計(jì)算出這三種壓力損失，首先要知道液壓系統(tǒng)的管路布置情況。</p><p>　　表8-1 液壓系統(tǒng)各管段長(zhǎng)度、管徑、彎頭</p><p>　　（28×4的管道是參考設(shè)備資料選?。?lt;/p>

101、<p>　　由擬訂的方案可知，該系統(tǒng)回路較復(fù)雜，在檢測(cè)不同的液壓元件時(shí)，需要連接不同的液壓回路，表8-1選用的管路最具有代表性，只要該回路的壓力損失滿足了，其它各管路的壓力損失即可滿足，因此只需對(duì)上面的回路進(jìn)行驗(yàn)算即可。</p><p>　　8.1.1流動(dòng)類型的確定</p><p>　　由《工程流體力學(xué)》（夏泰淳）第192頁(yè)得，雷諾數(shù) （8-1）</p>

102、<p>　　式中 V——管內(nèi)的平均流速；</p><p><b>　　d——圓管直徑；</b></p><p><b>　　ρ——流體密度；</b></p><p>　　μ——流體的動(dòng)力粘度；</p><p>　　ν——流體的運(yùn)動(dòng)粘度。</p>&

103、lt;p>　　把帶入（8-1）得 （8-2）</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷（成大憲）第99頁(yè)知，L-HM是典型用于高載荷部件的液壓油，其適應(yīng)環(huán)境溫度是－10~40℃，選其運(yùn)動(dòng)粘度為ν=32×10-6m2/s 。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷（徐灝）第37-41頁(yè)表37·3-3知，礦物油的密度是850~960kg/m3，現(xiàn)取ρ=900kg/m3。

104、 </p><p>　　8.1.1.1壓油管路流動(dòng)類型的確定</p><p>　　由前面的計(jì)算可知系統(tǒng)的最大流量為Q=100L/min，單泵工作的流量為Q= 50L/min，則由式（8-2）得Ф22×3管路（d=15mm、Q= 50L/min）的雷諾數(shù)為</p><p><b>　?。?340</b></p><p

105、>　　所以該管路的流動(dòng)類型為層流。</p><p>　　Ф34×5管路（d=25mm、Q=100L/min）的雷諾數(shù)為</p><p><b>　　＞2340</b></p><p>　　所以該管路的流動(dòng)類型為紊流。</p><p>　　Ф28×4管路（d=20mm、Q=100L/min）的雷諾

106、數(shù)為</p><p><b>　　＞2340</b></p><p>　　所以該管路的流動(dòng)類型為紊流。</p><p>　　8.1.1.2回油管路流動(dòng)類型的確定</p><p>　　由式（8-2）得Ф42×4管路（d=32mm、Q= 100L/min）的雷諾數(shù)為</p><p><

107、b>　?。?340</b></p><p>　　所以該管路的流動(dòng)類型為層流。</p><p>　　8.1.2各管路沿程壓力損失的計(jì)算</p><p>　　表8-2 沿程壓力損失的計(jì)算</p><p>　　8.1.3局部壓力損失的計(jì)算</p><p>　　表8-3 局部壓力損失的計(jì)算</p&g

108、t;<p>　　8.1.4控制元件壓力損失的計(jì)算</p><p>　　表8-4 控制元件壓力損失的計(jì)算</p><p>　?。ㄓ鸵核?jīng)過(guò)的一些其它元件壓力損失很小，可忽略不計(jì)）</p><p>　　由表8-2、8-3、8-4計(jì)算可知總的壓力損失是=1.810687 MPa。由設(shè)計(jì)要求知系統(tǒng)的最高工作壓力為P1=31.5MPa，所以輸入系統(tǒng)的壓力為P=

109、 P1+△P=33.310687 MPa＜35 MPa。故選擇液壓泵的額定工作壓力為35 MPa能夠滿足要求。</p><p>　　8.2油液溫升的驗(yàn)算</p><p>　　由于系統(tǒng)回路復(fù)雜多樣，且在檢測(cè)不同的液壓元件時(shí)，所需系統(tǒng)的工作壓力和流量不相同，所以只需驗(yàn)算在最高工作壓力下系統(tǒng)的發(fā)熱和油液溫升即可。</p><p>　　油液流經(jīng)液壓泵、液壓執(zhí)行元件、控制元件

110、及管路的功率損失都將轉(zhuǎn)化為熱量，使工作介質(zhì)溫度升高。系統(tǒng)的散熱主要通過(guò)油箱表面和管道表面。但由于管道的散熱面積相對(duì)較小，且與自身壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般略去不計(jì)。但只考慮油箱散熱時(shí)，由式（6-2）知系統(tǒng)的散熱功率是</p><p><b>　　(8-3)</b></p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生的總發(fā)熱功率ΔP等于系統(tǒng)的散熱功率ΔP0時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到熱平衡狀態(tài)，&

111、lt;/p><p>　　此時(shí) (8-4)</p><p>　　由《液壓與氣壓傳動(dòng)》第338頁(yè)知，當(dāng)油箱三邊的尺寸比例在1:1:1到1:2:3之間，液面高度為油箱高度的80%時(shí)，其散熱面積A（單位m2）還可以用下式計(jì)算</p><p><b>　?。?-5）</b&g

112、t;</p><p>　　式中 V——油箱有效體積，單位m3。</p><p>　　此時(shí)， （8-6）</p><p>　　參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》第336頁(yè)知，系統(tǒng)的總發(fā)熱功率可按下式故算</p><p>　　ΔP=ΔPP +ΔPA +Δ

113、PV </p><p>　　式中 ΔPP——液壓泵的發(fā)熱功率；</p><p>　　ΔPA——液壓執(zhí)行元件的發(fā)熱功率；</p><p>　　ΔPV——閥孔損失的發(fā)熱功率；</p><p>　　液壓泵的發(fā)熱功率 ΔPP=2P△ (1－ηp)</p><p>　　式中 P△——液壓

114、泵的（輸入）功率，由上述知P△=37KW，即電機(jī)的額定功率；</p><p>　　ηp——液壓泵的總效率，由上述知ηp=0.88。</p><p>　　根據(jù)液壓泵的參數(shù)，得</p><p>　　ΔPP=2 P△(1－ηp)=2×37×（1－0.88）=8.88 KW</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中液壓執(zhí)行元件的發(fā)熱量很小，

115、可以忽略不計(jì)，故ΔPA=0；</p><p><b>　　閥孔損失的發(fā)熱功率</b></p><p><b>　　ΔPV=ΔPQ</b></p><p>　　ΔP——油液通過(guò)液壓閥的壓力降，MPa，約等于總壓力損失，即ΔP=1.810687 MPa；</p><p>　　Q——流經(jīng)液壓閥的流量，此處

116、取液壓系統(tǒng)的總流量，即Q=100L/min。</p><p>　　所以 ΔPV=ΔPQ=1.810687×100/60 KW = 3.02KW</p><p>　　ΔP=ΔPP +ΔPA +ΔPV =8.88+0+3.02=11.9 KW</p><p>　　查《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)》第790頁(yè)表4-67知，采用上置式油箱，通

117、風(fēng)良好，選擇油箱散熱系數(shù)K=74 W/(m2·℃)。</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　=38.8℃≤40℃</p><p>　　能夠滿足系統(tǒng)工作要求，所以設(shè)計(jì)合理。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　為了