三噸叉車液壓系統(tǒng)設計【原創(chuàng)】【3張CAD圖紙】

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The purpose of forklift truck loading and unloading, storage and open and the short form the move work. Because have good mobility, forklift truck and a strong applicability. Apply to more than goods, the volume and must be quickly distribution and the department, so use turnover forklift ports, railway station, warehouse almost indispensable freight model. Because of the social demand for forklift truck increasing, make the performance of the forklift truck improved varieties and specifications, and the number is growing, using range and grow. As Chinas economic construction, speed up the pace of the engineering construction will also increase; engineering construction also cannot leave the hoisting machinery. At present the control system is mainly crane mechanical hydraulic control, with electro-hydraulic proportional control technology and electronic technology in control system is more and more big and the proportion of its superiority, the electro-hydraulic control will be the main development trend. Along with the hydraulic components, computer technology and information technology, the development of the intelligent hydraulic crane are coming in. Then the giant can replace people do harder work for human development have cant estimate role. Keywords: forklift、electro-hydraulic control、hydraulic components31第一章 引言1.1叉車的簡史及發(fā)展叉車在企業(yè)的物流系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，是物料搬運設備中的主力軍。廣泛應用于車站、港口、機場、工廠、倉庫等國民經(jīng)濟各部門，是機械化裝卸、堆垛和短距離運輸?shù)母咝гO備。自行式叉車出現(xiàn)于1917年。第二次世界大戰(zhàn)期間，叉車得到發(fā)展。在這幾年中，中國工業(yè)車輛行業(yè)的產(chǎn)銷量每年平均以31.67%的速度增加，出口的年均增長速度更是達到55.12%以上。到目前為止，并不能看出有明顯復蘇的跡象。中國工業(yè)車輛企業(yè)的國際化步伐剛剛才邁出,征途中充滿著艱辛和風險。今年第二季度后，本土工業(yè)車輛企業(yè)的銷量呈現(xiàn)回升趨勢，這主要得益于國內(nèi)經(jīng)濟的復蘇。在一段時間之后，中國工業(yè)車輛市場又重新回到快速增長的軌道上。過去，企業(yè)在考慮物流解決方案時更多采用室內(nèi)起重機械和人力搬運。如今，這個時代已經(jīng)一去不復返。對機械化和效率的追求使得越來越多企業(yè)傾向于用工業(yè)車輛作業(yè)方式取代舊有的搬運方式，這已經(jīng)成為動力，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，這種趨勢已難以逆轉(zhuǎn)。 中國在往后時間里將繼續(xù)采取積極的宏觀經(jīng)濟政策，以保持經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長。國家的經(jīng)濟總量在穩(wěn)步提。工業(yè)化程度在不斷加深；物流業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢；全社會的固定資產(chǎn)投資將持續(xù)保持在較高水平。在未來幾年這些都為工業(yè)車輛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場需求。中國叉車工業(yè)車輛市場是一個開放的市場，中國工業(yè)車輛行業(yè)同樣是一個開放的行業(yè)。一方面，因為具備較低成本及較大市場規(guī)模，國際工業(yè)車輛制造業(yè)正處于從全球范圍內(nèi)向中國轉(zhuǎn)移的過程中；另外一方面，中國本土企業(yè)急于突破國內(nèi)市場的激烈競爭局面，正在全面實施走出去的戰(zhàn)略，積極開拓國際市場，以尋求更為廣闊的發(fā)展空間。 就目前而言，中國工業(yè)車輛產(chǎn)業(yè)前一階段的比較優(yōu)勢主要來自于低成本因素；但也應該看到，行業(yè)近年來取得了舉足輕重的進步，中國工業(yè)車輛企業(yè)不論是在規(guī)模上還是在技術(shù)上，與發(fā)達國家企業(yè)間的差距正在漸漸的拉近。 隨著中國本土企業(yè)如星星之火燎燃之勢以及全球工業(yè)車輛產(chǎn)業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移，不久的將來或許成為世界最大的制造中心。在成就這種定位的過程中，本土企業(yè)需要在技術(shù)、管理上有更多的突破和創(chuàng)新。 1.2 課題主要內(nèi)容和要求課題：設計一臺叉車液壓系統(tǒng)其具體要求如下： 1、液壓系統(tǒng)原理的設計和確定2、液壓系統(tǒng)參數(shù)及所用元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算和確定3、液壓系統(tǒng)的熱平衡計算4、液壓元件、輔件的選擇5、液壓站的結(jié)構(gòu)布置1.3 研究方法、步驟和措施1.查找資料：為了能完成好本次畢業(yè)設計，我查閱有關(guān)液壓傳動與起重機械的資料，了解到要完成好本次畢業(yè)設計所需要的相關(guān)知識及相應的方法與技巧。 2.閱讀起重機械：本次設計是設計液壓叉車，叉車是起重機械的一種。起重機械是用來對物料起重、運輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機械設備，它可以減輕體力勞動，提高勞動生產(chǎn)效率或生產(chǎn)過程中進行某些特殊的工藝操作，實現(xiàn)機械化與自動化。 3. 了解液壓傳動的內(nèi)容及相關(guān)的專業(yè)課內(nèi)容：熟悉液壓傳動的內(nèi)容及相關(guān)的專業(yè)課內(nèi)容，記錄各個知識要點及其之間的相互聯(lián)系，進行全面的專業(yè)知識的深化與提高其的綜合運用能力。 4.熟悉液壓起重機械設計的主要參數(shù)：根據(jù)液壓起重機械的特點，設計液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)有：最大起升力傾斜最大推力、 轉(zhuǎn)向缸最大推力 、起升缸最大起升速度、 傾斜缸最大移動速度、 各機構(gòu)的工作類型。 5.各參數(shù)的確定：叉車的主要參數(shù)首先 由使用單位根據(jù)生產(chǎn)需要提出，具體數(shù)字應按國家標準或工廠標準來確定。因此，在確定參數(shù)時應當進行調(diào)查研究，充分協(xié)商和慎重確定。 6要注意的安全事項：叉車在工作時必須安全可靠。要使一臺叉車工作安全可靠，除了要使各個機構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)滿足要求外，還要裝設安全與指示裝置。 7具體的設計步驟： 確定設計方案，設計系統(tǒng)原理圖； 進行理論計算，確定系統(tǒng)參數(shù)； 選擇液壓元件； 設計繪制油路塊； 液壓裝配結(jié)構(gòu)圖設計與各零件的結(jié)構(gòu)圖設計； 撰寫設計、計算說明書。第二章 設計內(nèi)容和要求2.1叉車的用途及種類工業(yè)需要的車型和配置。1、車型的分類叉車一般分為三大類：內(nèi)燃叉車、電動叉車和倉儲叉車。（1）內(nèi)燃叉車內(nèi)燃叉車又可以分為普通內(nèi)燃叉車、重型叉車、集裝箱叉車和側(cè)面叉車。 內(nèi)燃叉車通常叉車采用的是柴油、汽油、液化石油氣或天然氣發(fā)動機作為動力， 重型叉車采用柴油發(fā)動機作為動力，承載能力 10.052.0噸。通常用于貨物較重的碼頭、鋼鐵等行業(yè)的戶外作業(yè)。 集裝箱叉車采用柴油發(fā)動機作為動力。主要集作用是裝箱搬運，如集裝箱堆場或港口碼頭作業(yè)。 側(cè)面叉車采用柴油發(fā)動機作為動力。主要用來叉取長條型的貨物，如木條、鋼筋等。 （2）電動叉車以電動機為動力，蓄電池為能源。因此廣泛應用于對環(huán)境要求較高的工況，如醫(yī)藥、食品等行業(yè)。（3）倉儲叉車主要是為倉庫內(nèi)貨物搬運而設計的叉車。而因其車體緊湊、移動靈活、自重輕和環(huán)保性能好在倉儲業(yè)得到廣泛的應用。電動托盤搬運叉車主要集中用在倉庫內(nèi)的水平搬運及貨物裝卸。通常有步行式和站駕式兩種操作方式，可根據(jù)效率要求選擇。電動托盤堆垛叉車其結(jié)構(gòu)上比電動托盤搬運叉車多了門架，貨叉提升高度通常在4.8米內(nèi)。主要集中用于倉庫內(nèi)的貨物堆垛及裝卸。 前移式叉車縮回時作業(yè)通道寬度一般為2.73.2米，提升高度最高可達11米左右。常用于倉庫內(nèi)中等高度的堆垛、取貨作業(yè)。 電動揀選叉車在某些工況下，不需要整托盤出貨。按照訂單揀選多種品種的貨物組成一個托盤，這一個環(huán)節(jié)稱為揀選。2.2 叉車系統(tǒng)主要參數(shù)叉車最大起升力 3噸叉車傾斜最大推力 2噸轉(zhuǎn)向缸最大推力 500kg起升缸最大起升速度 400mm/s傾斜缸最大移動速度 360mm/s轉(zhuǎn)向缸最大移動速度 300mm/s第三章 液壓系統(tǒng)原理的設計及計算3.1 液壓傳動概述3.1.1 液壓傳動的發(fā)展概況液壓傳動是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應用的一門技術(shù)。一直到現(xiàn)在為止，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。 1795年英國(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀末20世紀初的20年間,才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年F.Vikers發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎。20世紀初GConstantimsco對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機床中有30%應用了液壓傳動。應該指出,日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近20多年。在1955年前后,日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956年成立了“液壓工業(yè)會”。近幾十年間，歐洲和日本的液壓傳動發(fā)展之快，屆世界領(lǐng)先地位。 3.1.2 液壓傳動的基本原理液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，利用液壓的靜壓能實現(xiàn)信息、運動和動力的傳遞及工程控制的技術(shù)，工作原理基于流體力學的帕斯卡原理(液體靜壓力傳遞原理)，因此又稱為容積式液體傳動或靜液傳動，液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(液壓缸或馬達)把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，從而驅(qū)動工作機構(gòu)，實現(xiàn)直線往復運動和回轉(zhuǎn)運動。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 3.1.3 液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)由動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。1、動力元件（油泵）它的作用是把液體利用原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動中的動力部分。2、執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達）它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能。其中，油缸做直線運動，馬達做旋轉(zhuǎn)運動。3、控制元件包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無級調(diào)節(jié)液動機的速度，并對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進行調(diào)節(jié)控制。4、輔助元件除上述三部分以外的其他元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件主要包括:各種管接頭(擴口式、焊接式、卡套式,sae法蘭）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測壓接頭、管夾等及油箱等，它們同樣十分重要。5、工作介質(zhì)工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。3.2 草擬液壓系統(tǒng)原理圖典型的叉車系統(tǒng)如上圖所示。泵1由內(nèi)燃機驅(qū)動，排出的壓力油進入優(yōu)先流量控制閥9。泵1的大部分流量進入多路換向閥組3。轉(zhuǎn)向控制閥是一個隨動元件，它能根據(jù)方向盤輸入角度的大小是要經(jīng)過反饋元件對車輪轉(zhuǎn)角進行自動控制。該元件的輸入需要很小的功率，只要帶動控制閥的閥芯就可以，而與輸入相對應的輸出力卻很大，足以驅(qū)動叉車轉(zhuǎn)向。進入多路換向閥組3的壓力油在起升和傾斜兩個控制閥都沒有動作時，直接流回油箱。由于流量控制閥2的作用，這時泵并完全卸荷，保留的壓力要足以驅(qū)動轉(zhuǎn)向助力機構(gòu)工作。閥組3中的傾斜閥控制傾斜液壓缸7的動作；起升控制貨叉的升降動作。升降液壓缸6是單作用液壓缸，其回程靠門架，貨叉或貨物的自重完成。為保證回程動作的穩(wěn)定性，系統(tǒng)中設置了單向節(jié)流閥4和節(jié)流限速閥5.這兩個閥可防止貨物下降過快和并可對系統(tǒng)進行一定的緩沖防護。3.3 液壓系統(tǒng)的參數(shù)確定3.3.1 提升裝置參數(shù)確定液壓缸行程為1m, 活塞桿直徑為125mm，提升裝置的有效面積變?yōu)椋何灰茰p半，負載變?yōu)閮杀?，取系統(tǒng)壓力為100bar。最大流量由裝置最大速度決定。在該動滑輪系統(tǒng)中，裝置的活塞桿速度是叉車桿速度(0.08m/s)的一半，于是：3.3.2傾斜裝置參數(shù)確定傾斜力F為，該力由兩個雙作用缸提供，因此每個液壓缸所需提供的力為。如果工作壓力為90bar，則環(huán)形面積為：.先假設活塞直徑D=80mm，面積給定，則活塞桿直徑可以求出為了保證環(huán)形面積大于所需值，活塞桿直徑必須小于該計算值，取 ，則環(huán)形面積為：傾斜機構(gòu)所需最大壓力為：第四章 液壓元件、輔助元件的選擇液壓元件主要包括有：油泵，電機，各種控制閥，管路，過濾器等。有液壓元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)液壓控制系統(tǒng)的要求進行液壓元件的選擇計算.4.1 油泵和電機選擇4.1.1 油泵選擇 齒輪泵主要是根據(jù)泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。是由兩個齒輪、泵體與前后蓋組成兩個封閉空間，所以當齒輪轉(zhuǎn)動時，齒輪脫開側(cè)的空間的體積從小逐漸 變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大逐漸變小，從而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠兩個齒輪的嚙合線來隔開的。齒輪泵的排出口的壓力是 完全取決于泵出處阻力的大小。 外嚙合雙齒輪泵的結(jié)構(gòu)。由一對相互嚙合的齒輪和泵缸把介質(zhì)通過齒輪的轉(zhuǎn)動吸入腔和排出腔隔開。當齒輪轉(zhuǎn)動時，吸入腔側(cè)輪齒相互脫開處的齒間容積逐漸增大，壓力降低，介質(zhì)在壓差作用下就會進入齒間。伴隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，一個個齒間的介質(zhì)被帶至排出腔。這時排出腔側(cè)輪齒嚙合處的齒間容積逐漸縮小，從而將介質(zhì)排出。齒輪泵適用于輸送不含固體顆粒、無腐蝕性、粘度范圍較大的潤滑性介質(zhì)。而泵的流量可至300米3/時，壓力可達3107帕。它通常用作液壓泵和輸送各類油品。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單緊湊,制造容易,維護方便，有自吸能力，但流量、壓力脈動較大且噪聲大。齒輪泵必須配帶安全閥，以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過容許值而損壞泵或原動機。液壓泵為齒輪泵，其參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速：（r/min）1500壓力：（MPa）12流量：（L/r）80功率：(KW)34.5吸入口徑：(mm)15排出口徑：(mm)15重量：(Kg)60安裝要求：電機與泵的連接應用彈性連軸器，以確保兩者之間的要求為同軸度上，當每隔轉(zhuǎn)動連軸器時，將聯(lián)軸節(jié)作徑向移動時會感到比較輕快。泵的進油管道不能使用過長，彎頭不能過于繁多，過濾器應接有進油口管道，其濾孔一般可用40目到60目過濾網(wǎng)，過濾器不允許露出油面。4.1.2 電動機的選擇：電動機的選擇范圍包括：電動機的種類、類型，容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及其各項經(jīng)濟指標等。而且對這些參數(shù)要綜合進行考慮。在選擇電動機時，應該首先是在多種工作形式下選擇電動機的容量。根據(jù)前面所求出得出液壓泵需要37.29KW以上功率的電動機。根據(jù)通常的需要，一般采用Y系列小型籠型異步電動機，Y系列電動機是按國際電工委員會（IEC）標準全國統(tǒng)一設計的新系列產(chǎn)品，適用于傳動無特殊性能要求的各種機械設備。本設計的電動機采用B級絕緣。外殼防護等級為。為全封閉自扇冷式。根據(jù)電動機的基本安裝、結(jié)構(gòu)型式選定的電動機為額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。根據(jù)查表查出電動機型號為Y225M-4，其額定功率為7.5KW。4.1.3 連軸器的選用連軸器的選擇應根據(jù)負載情況，計算轉(zhuǎn)矩。軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來選擇。計算轉(zhuǎn)矩由下式求出： 根據(jù)上面得出的數(shù)據(jù)選擇連軸器的型號如下： 名稱： 梅花形彈性連軸器ML6，具體參數(shù)如下： 4.2 控制閥的選用液壓系統(tǒng)應盡可能由多的標準液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實際流量，下面是根據(jù)該原則來選擇壓力控制閥，流量控制閥，換向閥的。液壓閥的形式比較多，不相同型號性能不同。液壓閥選型時應該根據(jù)系統(tǒng)需求選取最合適規(guī)格及產(chǎn)品。液壓閥可參照如下幾點選?。?、液壓閥的實際流量2、液壓閥的額定壓力和額定流量3、液壓閥的安裝連接方式4、方向控制閥的選用4.2.1壓力控制閥壓力控制閥是制壓力的閥的總稱。主要是用來滿足對執(zhí)行機構(gòu)提出的力或力矩的要求。主要安全閥、溢流閥、減壓閥和順序閥。壓力：壓力控制閥的額定壓力應大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力，以保證壓力控制閥正常工作。壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應在法的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。流量：通過壓力控制閥的實際流量應小于壓力控制閥的額定流量。根據(jù)上述選用原則，可以選擇DBD型直動式溢流閥，他有較低的調(diào)節(jié)壓力，且對內(nèi)泄漏要求不高。型號：DBDH10P10/5通徑：10mm介質(zhì)溫度：重量：3.7Kg4.2.2流量控制閥流量控制閥是在一定壓力差下，依靠改變節(jié)流口液阻的大小來控制節(jié)流口的流量，從而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達）運動速度的閥類。 主要的形式有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等。此閥通常是水平安裝流量控制閥又叫做400X流量控制閥,是一種采用高精度先導方式控制流量的多功能閥門。適用于配水管需控制流量和壓力的管路中，保持預定流量不變，將過大流量限制在一個預定值，并將上游高壓適當減低，即使主閥上游的壓力發(fā)生變化，也不會影響主閥下游的流量。流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。流量：通過流量控制閥的流量應小于該閥的額定流量。測量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意的事在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求該叉車液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有調(diào)速閥，單向節(jié)流閥的規(guī)格和型號如下：1單向節(jié)流閥的選擇：型號：MK10P-10通徑：10mm壓力：31.5MPa流量至：120L/min介質(zhì)溫度：重量：3Kg2調(diào)速閥的選擇：型號：2FRM10-20通徑：10mm壓力：31.5MPa流量至：120L/min 介質(zhì)溫度：重量：3.2Kg4.2.3 方向控制閥方向控制閥的選用原則如下：1.液壓系統(tǒng)的最大壓力應低于閥的額定壓力2.流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量。 3.滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指液動換向閥，多路閥，單向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號及規(guī)格如下：1液動換向閥的選擇型號：3WH10HA-L4X通徑：10mm 壓力： 31.5MPa 流量至：120L/min 介質(zhì)溫度： 重量：4.4Kg2多路閥的選擇型號：DCV140/2-E2-2S1C1A1-U1G08通徑：10mm 壓力： 31.5MPa 流量至：120L/min 介質(zhì)溫度：重量：9.7Kg3單向閥的選擇型號：MK10P-10通徑：10mm壓力：31.5MPa流量至：120L/min介質(zhì)溫度：重量：2.3Kg4.3 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算4.3.1 油管尺寸的確定管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為：1. 主管路2. 泄油管路3. 控制管路油管種類很多，其中就有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管通常采 用在回油管用。1. 管接頭的選用以及連接方法：管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有：焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。2. 管道的內(nèi)徑計算： （1）式中 Q通過管道內(nèi)的流量 v管內(nèi)允許流速 ，見表：表3.2：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管0.51.5液壓系統(tǒng)壓油管道36，壓力高，管道短粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道1.52.6 (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取v=4m/s 根據(jù)機械設計手冊P20-641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm; 管接頭聯(lián)接螺紋M272。(2). 回油管道的內(nèi)徑計算：取v=2.4m/s根據(jù)機械設計手冊成大先P20-641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm; 管接頭聯(lián)接螺紋M332。3. 管道壁厚的計算 式中： p管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d管道內(nèi)徑 m管道材料的許用應力 Pa，管道材料的抗拉強度 Pan安全系數(shù)，對鋼管來說，時，取n=8；時，取n=6； 時，取n=4。根據(jù)上述的參數(shù)可以得到：我們選鋼管的材料為45#鋼，由此可得材料的抗拉強度=600MPa; (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 (2). 液壓泵回油管道的壁厚 所以所選管道適用。在液壓系統(tǒng)中，管道的主要作用是傳輸載能工作介質(zhì)。通常是應在所連接的設備及各液壓裝置部件、元件等組裝、固定完畢后再進行管道安裝。防振、防漏問題在安裝管道特別要注意。 （1）管道敷設管道敷設應變預裝拆和維護，并不妨礙生產(chǎn)人員行走及機電設備的運行和維護。橡膠軟管應遠離熱源或采取隔熱措施，并避免相互間與其他物體間產(chǎn)生磨擦，還應避免急彎，管道最小彎曲半徑應在10倍管徑以上。官長除滿足彎曲半徑和移動行程外，尚應留4%的余量。 （2）管道加工在管道安裝過程中，應根據(jù)其尺寸、形狀及焊接要求加工管材。切割加工的管材端部應平整，無裂紋和重皮等缺陷；需彎曲加工的鋼質(zhì)管道，彎管前要進行退火處理，以防彎管時起皺或變扁，彎曲半徑一般應大于管子外徑的3倍，彎制后的橢圓旅應小于8%；管端螺紋應與相配的螺紋的基本尺寸和公差標準一致，螺紋加工后應無裂紋和凹痕等缺陷；管子的焊接坡口形式、尺寸及接頭間隙可根據(jù)壁厚進行加工和組對。經(jīng)加工而成的管道，應將切削、毛刺等去除干凈。 （3）管道焊接應根據(jù)焊接對象的材質(zhì)選用合適的焊接材料；管壁較厚的管道焊前應進行預熱。管道焊接完畢，要將焊縫及周圍的熔渣及飛濺物清理干凈，并進行耐壓試驗，試驗壓力為工作壓力的1.52倍，試壓不合格的管道應進行補焊，同一部位的返修次數(shù)不宜超過3次。 (4) 酸洗和循環(huán)沖洗 酸洗方法有以下兩種：槽式酸洗其工序流程為： 脫脂水沖洗酸洗水沖洗中和鈍化水沖洗干燥涂防銹油（劑）封口。循環(huán)酸洗，其工序流程為：水試漏脫脂水沖洗酸洗中和鈍化水沖洗干燥涂防銹油（劑）封口 。酸洗時應遵循有關(guān)規(guī)程。酸洗后，管道內(nèi)壁應無附著物；用鹽酸、硝酸或硫酸洗時管道內(nèi)壁呈灰白色；用磷酸酸洗時管道內(nèi)壁呈灰黑色。酸洗合格后，須在專用沖洗臺上將各段管子連接在一起進行循環(huán)沖洗。沖洗后應對沖洗質(zhì)量進行檢驗，沖洗清潔度可用顆粒計數(shù)法監(jiān)測。4.3.2 過濾器的選擇過濾器的選擇應考慮以下幾點：(1)具有足夠大的通油能力，壓力損失小，通常過濾器的通油能力實際的流量要大二倍，或比管路的最大流量大。(2)過濾精度必須滿足要求，通常的液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高。要求間隙越小，過濾精度要求就會越高，過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如下所示：表 6.1 過濾精度與液壓系 表6.2 液壓等級壓力等級高級過濾器壓力16MPa中級過濾器16MPa壓力1.6MPa低級過濾器壓力1.6MPa（3）濾芯應有足夠的強度，過濾器的實際壓力應小于樣本給出的工作壓力（4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長期工作。4.3.2.1 吸油過濾器的選擇 其性能與特點： 1.安裝連接方便，簡化系統(tǒng)管路； 2.設置自封閥，使更換，清洗濾芯或維修系統(tǒng)非常方便； 3.具有濾芯污染發(fā)訊器與油路旁通閥，提高了液壓系統(tǒng)的可靠性。4.3.2.2回油過濾器的選擇 其性能與特點： 1.要求安裝連接方便，簡化系統(tǒng)管路； 2.必須要具有濾芯污染發(fā)訊器與油路旁通閥液壓系統(tǒng)的可靠性； 3.采用直回濾油，使更換濾芯或向油箱加油方便； 4.液流擴散器； 5.濾芯采用玻璃纖維過濾材質(zhì)。4.3.3 溫度液位計的選擇安裝在被測介質(zhì)外面，主要是經(jīng)過帶孔螺栓連接在儲液溶器上，隨著溶液上下變化，帶動管柱內(nèi)上下移動，從而顯示容器內(nèi)的狀態(tài)。4.3.3.3 液位溫度計的參數(shù)型號：YWZ-80T測量范圍：100-1000MM精確度：1MM水壓測試：10MPa抗拉強度：60-75Mpa沖擊強度：12-13KJ/m2耐溫：-20至100C防腐性：高4.3.4 冷卻器的選擇表6.2冷卻器的種類和特點 表6.2種類特點冷卻方式冷卻方式 列管式：固定折板式，浮頭式，雙重管式，U形管式，立式、臥式等利用板式人字或斜波紋結(jié)構(gòu)疊加排列形成的接觸點，使液流在流速不高的情況下形成紊流，提高散熱效果 散熱效果好，散熱系列可達350580W/（ ）波紋板式：人字波紋式，斜波紋式等 利用板式人字或斜波紋結(jié)構(gòu)疊加排列形成的接觸點，使液流在流速不高的情況下形成紊流，提高散熱效果散熱效果好，散熱系數(shù)可達230815W/（）風冷卻式風冷式：間接式、固定式及浮動式或支撐式和懸掛式等用風冷卻油，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、熱阻小、換熱面積大、使用、安裝方便 散熱效率高，油散熱系數(shù)可達116175W/（ ）制冷式機械制冷式：箱式、柜式利用氟里昂制冷原理把液壓油中的熱量吸收、排出冷卻效果好，冷卻溫度控制較方便4.4 液壓系統(tǒng)性能檢驗與計算（1） 系統(tǒng)壓力損失檢驗計算時不同的工作階段要分開來計算，回油路上的壓力損失要折算到進油路上去，因此某一階段的系統(tǒng)總的壓力損失為： 式中： 系統(tǒng)進油路的壓力總損失 系統(tǒng)回油路的壓力總損失 根據(jù)上式計算工作過程中的壓力損失。管內(nèi)的流速：根據(jù)油管尺寸的計算，取則雷諾數(shù)： 可知液流為層流。摩擦阻力系數(shù)： 管子長度及總長度：標準彎頭2個所以： 進油路的壓力損失為： 壓力損失分別為：分流閥： 0.6換向閥為：0.04油路的總壓力損失為：由此得出液壓系統(tǒng)泵的出口壓力為： （2） 系統(tǒng)的總效率計算算 同時供油的液壓泵的工作壓力與輸出流量乘積之和根據(jù)上式有： 液壓系統(tǒng)總效率為： 第五章 液壓集成油路的設計5.1 液壓閥塊概況油路塊的結(jié)構(gòu)油路塊是一塊較厚的液壓元件安裝板 ，各 孔間按照液壓系統(tǒng)原理圖的通路要求，在油路板內(nèi)部鉆縱、橫孔道，在孔口開有螺紋，安裝 管接頭用以接管。為了便于設計和制造，減少工藝孔，可將油 路板的厚度分為三層，第一層為控制油孔的通道和泄露油（L 層） ，孔徑小。第二層為 壓力油孔通道（P 層） 。第三層為回油孔通道（O 層） 。 如果元件數(shù)量并不多， 盡量將壓力油孔通道和回油孔通道設計在同一層內(nèi)。通常使用的有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)分為：管式元件通過油管來連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多。系統(tǒng)壓力損失越大，結(jié)構(gòu)越復雜，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。5.2 集成塊的設計步驟1）制作液壓元件樣板。2）決定通道的孔徑。3）集成塊上液壓元件的布置。4）集成塊上液壓元件布置程序。5）集成塊零件圖的繪制集成塊的六個面都是加工面，其中有三個面要裝液壓元件，一個側(cè)面引出管道。精度要求較高，尺寸公差及表面粗糙度標注清楚，技術(shù)也要說明。集成塊的視圖比較復雜，視圖應盡量少用虛線表達。為便于檢查和裝配集成塊，把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置圖繪在旁邊。將各孔道編上號，列表說明各個孔的尺寸深度以及與哪些孔相交等。油路塊油路塊1油路塊2油路塊3第六章 液壓站結(jié)構(gòu)布置液壓站是由三大部分組成液壓油箱，液壓泵裝置及液壓控制裝置。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓站裝置包括不同類型的液壓泵，驅(qū)動電機及其它們之間的聯(lián)軸器等，液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。6.1 液壓站的結(jié)構(gòu)型式機床液壓站的結(jié)構(gòu)型式分為兩種類型。（1） 集中式 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開；缺點是液壓站增加了占地面積。（2）分散式 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，安裝維修方便。故較少采用，通常非標設備不推薦使用。本次設計采用的是結(jié)構(gòu)式的集中式。6.2 液壓泵的安裝方式液壓站裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動電動機及其聯(lián)軸器等。其安裝方式為立式和臥式兩種。1. 立式安裝 2. 臥式安裝 本設計中采用立式聯(lián)接。6.3 液壓油箱的設計 液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍的清潔油液，并對回油進行冷卻，分離出所含的雜質(zhì)和氣泡。6.3.1 液壓油箱有效容積的確定液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件方式很多，通常按壓力范圍來考慮。本設計中油箱是在叉車上使用，因此油箱不能過大，應為200-400L。液壓油箱的外形尺寸設計液壓油箱的有效面積確定后，需設計液壓油箱的外形尺寸，一般設計尺寸比為1：1：11：2：3。選擇長為1.0m,寬為0.8m，高為0.6m。6.3.2 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設計一般采用抗腐蝕性鋼材制作，而且須考量油箱內(nèi)表面防腐處理，并且顧及與介質(zhì)之兼容性、處理后之可產(chǎn)生的加工性及制造之經(jīng)濟性，一方面須滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時應能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)，工作時又能保持有效的液位。設計油箱時應考慮的幾點要求：1 壁板：本設計中采用的油箱壁厚為10mm。對于大容量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。2 底板與底腳：底板應比側(cè)板稍厚一些，底板應有適當傾斜以便排凈存油和清洗，液壓油箱底部應做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。油箱通常是采用型鋼來加工底腳的。本設計中采用的是槽鋼加工。3 頂板：頂板一般取得厚一些，頂板上的元件和部件的安裝面應該經(jīng)過機械加工，以保證安裝精度，4 隔板：油箱內(nèi)通常是設有隔板的，隔板的作用主要是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開，在流動的路徑中增大油液循環(huán)，以用來降低油液的循環(huán)速度。隔板的安裝型式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，隔板的高度一般都不會超過液面高度的2/33/4。5 側(cè)板：側(cè)板厚度一般為3-4mm，側(cè)板四周頂部應該加工成高出油箱頂板34mm，為了使液壓元件的在工作等的情況下泄漏出來的油不至于灑落在地面上或操作者的身上，同時可以防止液壓油箱的頂板在潮濕的氣候中腐蝕。6 回油集管的考慮：單獨設置回油管當然是理想的，但不得已時則應使用回油集管。對溢流閥、順序閥等，應注意合理設計回油集管，不要人為地施以背壓。7 吸油管： 吸油管前通常應該設置濾油器，濾油器與箱底間的距離應不小于20mm。吸油管應插入液壓油面以下，防止在油管吸油時卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動油面，導致油中混入氣泡。8 泄油油管的配置： 管子直徑和長度要適當，管口應該在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨配管為最好，盡量避免與回油管集流配管的方法。 9 過濾網(wǎng)的配置：過濾網(wǎng)可以設計成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾。過濾網(wǎng)通常使用50100mm左右的金屬網(wǎng)。10 濾油器： 濾油器的作用及過濾精度 液壓系統(tǒng)中的液壓油經(jīng)?；煊须s質(zhì)，如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。密封材料碎片、油漆皮和 紗纖維。這些雜質(zhì)是造成液壓元件故障的額重要原因，它們會造成油泵、油馬達及閥類元件內(nèi)運動件和密封件的磨損和劃傷，閥芯卡死，小孔堵塞等故障，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。近年來對液壓油的污染控制已經(jīng)開始引起人們的極大重視。油箱的內(nèi)部應刷淺色的以防止銹蝕耐油油漆。油箱設計如下圖油箱主視圖油箱俯視圖油箱左視圖6.4 液壓泵結(jié)構(gòu)設計的注意事項1.在液壓裝置中各部件、元件的布局要均勻、以便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且要特別地注意外觀的整齊和美觀。2.要考慮液壓油箱的大小與剛度，電動機與液壓泵裝在液壓油箱的蓋子上或者是裝在液壓油箱之外。3.在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運動部件。手動換向閥的位置必須靠近操作部位。換向閥之間應留有一定的軸向距離，以便進行手動調(diào)整或裝拆電磁鐵。壓力表及其開關(guān)應布置在便于觀察和調(diào)整的地方。4.壓泵與機床相聯(lián)的管道一般都先集中接到機床的中間接頭上，然后再分別通向不同部件的各個執(zhí)行機構(gòu)中去，這樣做有利于搬運、裝拆和維修。 5.硬管應貼地或沿著機床外形壁面敷設。相互平行的管道應保持一定的間隔，并用管夾固定。隨工作部件運動的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時應避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)，影響使用壽命。液壓站設計如下圖：液壓站主視圖液壓站俯視圖液壓站左視圖總 結(jié)畢業(yè)設計是作為學生在大學 學學習階段的最后一個環(huán)節(jié)，也是對所學基礎知識和 專業(yè)知識的一種綜合應用，更是一種綜合的再學習、再提高的過程，在這過程中對 學生的學習能力和獨立思考及工作能力也是一個培養(yǎng)， 畢業(yè)設計的水平同時也反映 了大學教育的綜合水平，因此學校很必要重視畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)，加強了對畢業(yè)設計工作的指導和動員教育在整個畢業(yè)設計過程中也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處和需要改進的地方，感覺自己所學習大的知識的只不過是冰山一角，面對復雜的東西是否還是沒能得心應手，從而再一次體會到學無止境的意義了。在完成畢業(yè)設計的時候， 我努力的把畢業(yè)設計和實際工作有機的相互結(jié)合了起來，實踐與理論相結(jié)合。這樣更能有利于自己能力的提高。這次的畢業(yè)設計是由徐桂梅老師的指導下完成的。同時也在許多同學們的相助下完成的， 在此，對于老師和同學們的幫助表示忠心的感謝。參 考 文 獻1.徐灝機械設計手冊北京：機械工業(yè)出版社，19922.成大先主編 機械設計手冊 第三版第三卷 化學工業(yè)出版社 20013.林建亞、何存興主編 液壓元件 機械工業(yè)出版社93年版4.張治宇叉車使用的一種多路換向閥叉車技術(shù)，2001(1)：31345.章宏甲 黃宜主編 機床液壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 ，19866.非標準件設計手冊及有關(guān)樣本和資料7.陸值主編.叉車設計.機械工業(yè)出版社1991.108.魏宏宇主編.起重機起升壓液壓系統(tǒng).徐州工程機械研究所.2003.129.官忠范.液壓傳動系統(tǒng).(第三版）.機械工業(yè)出版社.200610.張利平主編.液壓傳動設計指南.化學工業(yè)出版社2009.7