中間罐車防溢板升降液壓系統(tǒng)設(shè)計

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1、 學(xué)生課程設(shè)計（論文） 題 目： 液壓防溢板的設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 所在院(系)： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其制造化 班 級： 指 導(dǎo) 教 師： 職稱： 2011年6月20日 教務(wù)處制 攀枝花學(xué)院本科學(xué)生課程設(shè)計任務(wù)書 題　目2 中間罐車防溢板升降液壓系統(tǒng)設(shè)

2、計 1、課程設(shè)計的目的 《液壓與氣壓傳動》課程設(shè)計是機制專業(yè)學(xué)生在學(xué)完《液壓與氣壓傳動》課程之后進行的一個重要的實踐性綜合練習(xí)。學(xué)生通過設(shè)計能進一步熟悉液壓與氣壓傳動的基本概念、熟悉液壓元件的結(jié)構(gòu)和原理以及選擇、掌握液壓基本回路的應(yīng)用、熟悉液壓系統(tǒng)圖的繪制。能夠綜合運用本課程及流體力學(xué)、工程制圖等相關(guān)課程的知識設(shè)計一般工程設(shè)備液壓系統(tǒng)。同時，學(xué)生得到以下幾方面的訓(xùn)練： 1)、培養(yǎng)正確使用技術(shù)文件和資料的能力；2)、掌握系統(tǒng)方案設(shè)計的一般方法；3)、正確表達設(shè)計思想的方法和能力（繪圖）。 2、課程設(shè)計的內(nèi)容和要求 1)、查閱文獻，了解并熟悉設(shè)計工況；確定執(zhí)行元件主要參數(shù)；擬定系統(tǒng)原理圖

3、；計算選擇液壓元件；驗算系統(tǒng)性能；繪制工作圖，編制技術(shù)文件；撰寫課程設(shè)計說明書。 2) 防溢板的作用是保護中間罐車在行走過程中以免鋼水的溢出，在中間罐車到達終點時，又要將防溢板提起，以便將鋼水倒出。該系統(tǒng)通常采用雙油缸工作，工況如下： 防溢板下降 蓋緊中間罐車 保壓 防溢板升起 3)、設(shè)計原始數(shù)據(jù)見下表 設(shè)計題目號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 防溢板下降速度mm/s 30 40 50 60 70 80 90 30 40 50 防溢板的自重/T 10 11 12 13 14 15 16 17

4、 14 15 防溢板升降行程/mm 740 最大壓緊力/KN 100 110 120 130 140 150 160 130 140 150 4)要求： 每人一題，每人必須提交：系統(tǒng)圖1張、課程設(shè)計說明書一份。 3、主要參考文獻 [1]上海市職業(yè)技術(shù)教育課程改革與教材建設(shè)委員會組編.液氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社.2001.9 [2]章宏甲.液壓與氣壓傳動.第2版.北京：機械工業(yè)出版社.2001.9 [3]許福玲.液壓與氣壓傳動.武漢：華中科技大學(xué)出版社.2001 [4] 中央電大編寫小組. 液壓傳動輔導(dǎo)教材. 中央電大出版社 [5]張世偉.液

5、壓傳動系統(tǒng)的計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計. 寧夏人民出版社.1987 [6]成大先.機械設(shè)計手冊(液壓傳動單行本).第5版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2010.1 4、課程設(shè)計工作進度計劃 (1) 查閱文獻，了解并熟悉設(shè)計工況；（0.5天） (2) 確定執(zhí)行元件主要參數(shù)、擬定系統(tǒng)原理圖、計算選擇液壓元件；（1.5天） (3) 驗算系統(tǒng)性能、繪制系統(tǒng)圖；（1.5天 ，尺規(guī)繪圖 ） (4)設(shè)計油箱、集成塊并繪制油箱、集成塊工程圖（3天，尺規(guī)繪圖） (5) 撰寫課程設(shè)計說明書。（0.5天） 指導(dǎo)教師（簽字） 日期 年 月 日 教研室意見： 年 月 日 學(xué)生（簽字）

6、： 接受任務(wù)時間： 年 月 日 注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。 論文）指導(dǎo)教師成績評定表 題目名稱 評分項目 分值 得分 評價內(nèi)涵 工作 表現(xiàn) 20% 01 學(xué)習(xí)態(tài)度 6 遵守各項紀(jì)律，工作刻苦努力，具有良好的科學(xué)工作態(tài)度。 02 科學(xué)實踐、調(diào)研 7 通過實驗、試驗、查閱文獻、深入生產(chǎn)實踐等渠道獲取與課程設(shè)計有關(guān)的材料。 03 課題工作量 7 按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)，工作量飽滿。 能力 水平 35% 04 綜合運用知識的能力 10 能運

7、用所學(xué)知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題，能正確處理實驗數(shù)據(jù)，能對課題進行理論分析，得出有價值的結(jié)論。 05 應(yīng)用文獻的能力 5 能獨立查閱相關(guān)文獻和從事其他調(diào)研；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。 06 設(shè)計（實驗）能力，方案的設(shè)計能力 5 能正確設(shè)計實驗方案，獨立進行裝置安裝、調(diào)試、操作等實驗工作，數(shù)據(jù)正確、可靠；研究思路清晰、完整。 07 計算及計算機應(yīng)用能力 5 具有較強的數(shù)據(jù)運算與處理能力；能運用計算機進行資料搜集、加工、處理和輔助設(shè)計等。 08 對計算或?qū)嶒灲Y(jié)果的分析能力（綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力）

8、 10 具有較強的數(shù)據(jù)收集、分析、處理、綜合的能力。 成果 質(zhì)量 45% 09 插圖（或圖紙）質(zhì)量、篇幅、設(shè)計（論文）規(guī)范化程度 5 符合本專業(yè)相關(guān)規(guī)范或規(guī)定要求；規(guī)范化符合本文件第五條要求。 10 設(shè)計說明書（論文）質(zhì)量 30 綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹合理；實驗正確，分析處理科學(xué)。 11 創(chuàng)新 10 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。 成績 指導(dǎo)教師評語 指導(dǎo)教師簽名： 年　月　日 摘要 現(xiàn)代機械一般多

9、是機械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結(jié)合的一個綜合體。液壓傳動與機械傳動、電氣傳動并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計在現(xiàn)代機械的設(shè)計工作中占有重要的地位。因此，《液壓傳動》課程是工科機械類各專業(yè)都開設(shè)的一門重要課程。它既是一門理論課，也與生產(chǎn)實際有著密切的聯(lián)系。為了學(xué)好這樣一門重要課程，除了在教學(xué)中系統(tǒng)講授以外，還應(yīng)設(shè)置課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生理論聯(lián)系實際，掌握液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計的技能和方法。 液壓傳動課程設(shè)計的目的主要有以下幾點： 1、綜合運用液壓傳動課程及其他有關(guān)先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際只是，進行液壓傳動設(shè)計實踐，是理論知識和生產(chǎn)實踐機密結(jié)合起來，從而使這些知識得到進一步的鞏固、加

10、深提高和擴展。 2、在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類標(biāo)準(zhǔn)元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計技能，提高學(xué)生分析和嫁接生產(chǎn)實際問題的能力，為今后的設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。 3、通過設(shè)計，學(xué)生應(yīng)在計算、繪圖、運用和熟悉設(shè)計資料（包括設(shè)計手冊、產(chǎn)品樣本、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及進行估算方面得到實際訓(xùn)練。 關(guān)鍵字 防溢板，液壓傳動，液壓設(shè)計 目 錄 摘要……………………………………………………………………………………5 ABSTRACT…………………………………………………………………………6 1

11、 緒論…………………………………………………………………………………9 1.1題目擬定………………………………………………………………………9 1.1.1 工況參數(shù)…………………………………………………………………9 1.1.2 設(shè)計要求…………………………………………………………………9 1.2明確系統(tǒng)要求…………………………………………………………………9 2 設(shè)計要求及工況分析……………………………………………………………10 2.1分析系統(tǒng)工況…………………………………………………………………10 2.2負載與運動分析……………………………………………………………

12、…10 2.3確定液壓缸主要參數(shù)，編制工況圖……………………………………………11 2.4液壓泵的選擇…………………………………………………………………13 2.5電動機的選擇…………………………………………………………………13 2.6確定油管……………………………………………………………………13 2.7確定油箱……………………………………………………………………14 3 油箱的設(shè)計………………………………………………………………………15 3.1油箱的長寬高確定……………………………………………………………15 3.2各種油管的尺寸……………………………………………………

13、…………16 3.3吸油管和過濾器之間管接頭的選擇……………………………………………16 3.4過濾器的選取…………………………………………………………………16 3.5堵塞的選取……………………………………………………………………17 3.6空氣過濾器的選取……………………………………………………………17 3.7液位/溫度計的選取…………………………………………………………17 3.8 油箱內(nèi)隔板及除氣網(wǎng)的設(shè)置…………………………………………………18 4 確定系統(tǒng)原理圖…………………………………………………………………19 4.1 快速和慢速換接回路……………………………

14、……………………………19 4.2 換向回路和快速回路…………………………………………………………19 4.3 卸荷回路……………………………………………………………………20 4.4 保壓回路……………………………………………………………………20 4.5 防溢板液壓系統(tǒng)原理圖………………………………………………………21 5 驗算液壓系統(tǒng)性能………………………………………………………………23 5.1驗算系統(tǒng)壓力損失……………………………………………………………23 5.1.1快進時……………………………………………………………………23 5.1.2工進時……………

15、………………………………………………………23 5.1.3快退時……………………………………………………………………23 5.2驗算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升…………………………………………………………24 5.2.1工況持續(xù)時間……………………………………………………………24 5.2.2驗證溫升…………………………………………………………………24 參考文獻……………………………………………………………………………26 1 緒論 1.1題目擬定 1.1.1工況參數(shù) 防

16、溢板的的作用是保護中間罐車在行走過程中以免鋼水的溢出，在中間罐車到達終點時，又要將防溢板提起，以便將鋼水倒出。該系統(tǒng)通常采用雙油缸工作，工況如下：防溢板下降蓋緊中間罐車保壓防溢板升起。 防溢板下降速度：，防溢板的自重：，防溢板升降行程：總行程，快速行程700,慢速行程；壓緊力：。啟動制動時間。 1.1.2設(shè)計要求： 1、升降速度可調(diào)，保壓過程中油泵卸荷。 2、設(shè)計計算液壓系統(tǒng)。 3、畫出原理圖；選擇液壓元件。 4、畫出集成塊圖。 1.2明確系統(tǒng)設(shè)計要求 1、主機的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局；主機對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸以及質(zhì)量上的限制。 2、主機的工藝流程或工

17、作循環(huán)；液壓執(zhí)行元件的運動方式（移動、轉(zhuǎn)動或擺動）及其工作范圍。 3、主機各液壓執(zhí)行元件的動作順序或互鎖要求，各動作的同步要求及同步精度。 4、液壓吃性元件的負載和運動速度的大小及其變化范圍。 5、對液壓系統(tǒng)工作性能（如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等）、工作效率、自動化程度等方面的要求。 6、液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，如周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動等。 7、其他方面要求，如液壓裝置在外觀、色彩、經(jīng)濟性等方面的規(guī)定或限制。 2 設(shè)計要求及工況分析 2.1分析系統(tǒng)工況 對液壓系統(tǒng)進行工況分析，就是要查明它的每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的運動速度

18、和負載的變化規(guī)律，這是滿足主機規(guī)定的動作要求和承載能力所必須具備的。液壓系統(tǒng)承受的負載可由主機的規(guī)格規(guī)定，可由樣機通過實驗測定，也可以由理論分析確定。當(dāng)用理論分析確定系統(tǒng)的實際負載時，必須仔細考慮它所有的組成項目，例如：工作負載（切削力、擠壓力、彈性塑性變形抗力、重力等）、慣性負載和阻力負載（摩擦力、背壓力）等，并把他們繪制成圖。 2.2負載與運動分析 要求設(shè)計的防溢板實現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進工進快退停止。主要性能參數(shù)與性能要求如下：最大壓緊力；防溢板的自重；下降速度，工進速度，快退速度，防溢板快降行程：，防溢板慢降行程，防溢板上升行程：；啟動制動時間，液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸。 由

19、于兩個液壓缸在各個時刻所受負載相同,所以只要分析其中一個即可.單缸所受負載的變化可分為以下幾個階段: （1）在下降剛開始啟動時，液壓缸要受到防溢板慣性力的作用，此力為。 （2）當(dāng)下降達到恒速狀態(tài)時，防溢板完全靠自重下降，此時液壓缸所受負載為。 （3）在慢降階段,因為油液壓力逐漸升高，約達到最大壓緊力的左右，故此時。 （4）在保壓階段，因為系統(tǒng)要求最大壓緊力為150KN,所以每個液壓缸所受負載為75KN。 （5）在上升的啟動階段,液壓缸除了受到防溢板自身的重力外,同樣要受到慣性力的作用,此時慣性力為。 （6）勻速上升階段, 。 （7）在上升的制動階段,同樣要考慮慣性力的作用,此時，

20、推出。 根據(jù)技術(shù)要求和已知參數(shù)對液壓缸各工況外負載進行計算，結(jié)果如下： 表2.2.1 負載情況和工況表 工況 計算公式 外負載（N） 快降 啟動加速 快降 勻速 慢降（工進） 保壓 快速回退 啟動 快速回退 勻速 快速回退 制動 根據(jù)已知參數(shù)，各工況持續(xù)時間近似計算結(jié)果如下： 表2.2.2 工況持續(xù)時間表 工況 計算式 時間 快降 5（） 慢降 0.8（） 上升 7.2（） 由以上數(shù)據(jù)，并在負載和速度過渡段作粗略的線性處理后，可得到負載循環(huán)圖和速

21、度循環(huán)圖： 圖2.2.1 負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖 2.3確定液壓缸主要參數(shù)，編制工況圖 根據(jù)《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》可選液壓缸的設(shè)計壓力，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到缸下行時，滑塊自重蠶蛹液壓方式平衡，則可計算出液壓缸無桿腔的有效面積，取液壓缸的機械效率。 液壓缸內(nèi)徑： 按，取標(biāo)準(zhǔn)值。 又由，可推出，，即為標(biāo)準(zhǔn)值。由此計算兩腔面積： 因此，液壓缸在各階段的壓力和流量計算如下： 表2.3.1 液壓缸各階段的壓力和流量表 工作階段 計算式 負載 工作腔壓力 輸入流量 快降啟動 快降勻速 慢降

22、 保壓 上升啟動 勻速上升 制動 循環(huán)中各階段的功率計算如下： 表2.3.2 循環(huán)中各階段的功率 工作階段 計算式 功率 快速下行階段 勻速下行階段 慢降階段 保壓階段 上升起動階段 勻速上升階段 制動階段 2.4液壓泵的選擇 由液壓缸的工況圖，可以得出液壓缸的最高工作壓力在保壓時出現(xiàn)，，考慮泵至缸的進油路壓力損失，估取為，則最高工作壓力實際為。液壓泵的最大供油量按液壓缸的最大輸入流量進行估算，取泄漏系數(shù)，則單缸的流量為根據(jù)以上壓力和流

23、量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取外嚙合雙聯(lián)齒輪泵，其額定壓力，最高壓力，排量，額定轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速。 2.5電動機的選擇 由以上第四點計算結(jié)果所選泵的參數(shù)情況，及系統(tǒng)各個階段功率計算的結(jié)果可知，系統(tǒng)的最大功率出現(xiàn)在防溢板上升階段，此時液壓泵的最大理論功率為： 取泵的總效率為，則液壓泵的實際功率即所需電機功率為 根據(jù)此數(shù)值按，查閱電動機產(chǎn)品樣本選取型電動機，其額定功率為，轉(zhuǎn)速為，額定轉(zhuǎn)矩為。 按所選電動機轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，取液壓泵的容積效率，則液壓泵的最大理論流量為：，故大于計算所需流量，滿足使用要求。 2.6確定油管 各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定

24、，液壓缸進、出油管則按輸入、排出的最大流量計算。由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個階段的進、出油量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算如下表所示。表中數(shù)值說明，液壓缸快進、快退速度與設(shè)計要求相近。這表明所選液壓泵的型號、規(guī)格是適宜的。 表2.6.1 流量速度表 快進 工進 快退 輸入流量 排出流量 運動速度 根據(jù)上表中數(shù)值，當(dāng)油液在壓力管中流速取時，按課本中式（7-9）算得與液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為： 這兩根油管都按選用外徑內(nèi)徑的無縫鋼管。 2.7確定油箱 油箱的容量按式估算，其中為經(jīng)驗系數(shù)，低

25、壓系統(tǒng)；中壓系統(tǒng)；高壓系統(tǒng)?，F(xiàn)取，得 按規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)值。 3 油箱的設(shè)計 3.1 油箱的長寬高確定 油箱的體積為： 因為油箱的長、寬、高的比例范圍是，此處選擇比例是。由此可算出油箱的長、寬、高大約分別是、、。并選擇開式油箱中的分離式油箱設(shè)計。其優(yōu)點是維修調(diào)試方便，減少了液壓油的溫升和液壓泵的振動對機械工作性能的影響；其缺點是占地面積較大。 由于系統(tǒng)比較簡單，回路較短，各種元件較少，所以預(yù)估回路中各種元件和管道所占的油液體積為。因為推桿總行程為，選取缸的內(nèi)腔長度為。忽略推桿所占的體積，則液壓缸的體積為

26、 當(dāng)液壓缸中油液注滿時，此時油箱中的液體體積達到最小為： 則油箱中油液的高度為： 由此可以得出油液體下降高度很小，因此選取隔板的高度為,并選用兩塊隔板。此分離式油箱采用普通鋼板焊接而成，參照書上取鋼板的厚度為：。 按箱底厚度應(yīng)大于箱壁的原則： 箱底厚度為： 按箱蓋厚度應(yīng)為3—4倍箱壁的原則： 箱蓋厚度為： 為了易于散熱和便于對油箱進行搬移及維護保養(yǎng)，取箱底離地的距離為。 故可知，油箱的總長總寬總高為： 長：，寬：，高： 郵箱外形圖大致如下： 圖2.7.1 郵箱外形圖 3.2 各種油管的尺寸 回油管直徑取上邊用到油管的最大管好，內(nèi)徑為：,外徑為：。 泄

27、油管的尺寸取為和回油管尺寸一樣。 吸油管尺寸的確定： 取吸油管中油液的流速為1m/s。則依書上公式7—9得： 查資料[1]表42.7—133得，將其取公稱直徑圓整取,故有外徑為。 3.3 吸油管和過濾器之間管接頭的選擇 在此選用卡套式軟管接頭 查《機械設(shè)計手冊—4》表23.9—66得其連接尺寸如下表： 表2.7.1 卡套組合直角管接頭 公稱壓力 管子內(nèi)徑 卡套式管 接頭 公稱尺寸 極限偏差 3.4 過濾器的選取 取過濾器的流量至少是泵流量的兩倍的原則，取過濾器的流量為泵流量的倍。故有 ：

28、 查《中國機械設(shè)計大典》表42.7—7得，先取通用型WU系列網(wǎng)式吸油中過濾器： 表2.7.2 通用型WU系列網(wǎng)式吸油中過濾器參數(shù) 型號 通徑 mm 公稱流量 過濾精 度 尺寸 M（d） H D _ 3.5 堵塞的選取 考慮到鋼板厚度只有，加工螺紋孔不能太大，查《中國機械設(shè)計大典》表42.7—178選取外六角螺塞作為堵塞，詳細尺寸見下表： - - 16 - - 表2.7.3 外六角螺塞 基本尺寸 極限偏差 重量

29、 3.6空氣過濾器的選取 按照空氣過濾器的流量至少為液壓泵額定流量2倍的原則，即： 選用系列液壓空氣過濾器，參照《機械設(shè)計手冊》表23.8-95得，將其主要參數(shù)列于下表： 表7.6 參數(shù) 型號 過濾注油 口徑 注油流量 空氣流量 油過濾面 積 四只螺釘 均布 空氣進濾 精度 油過濾精 度 注：油過濾精度可以根據(jù)用戶的要求是可調(diào)的。 3.7 液位/溫度計的選取 - - 26 - - 選取系列液位液溫計，參照《機械

30、設(shè)計手冊》表23.8-98選取 型?？紤]到鋼板的剛度，將其按在偏左邊的地。 3.8 油箱內(nèi)隔板及除氣網(wǎng)的設(shè)置 為了延長油液在油箱中的逗留時間，促進油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與系統(tǒng)中的循環(huán)，以更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉積的作用，在油箱中的上下板上設(shè)置隔板，其隔板的高度為油箱內(nèi)油液高度的2/3以上。隔板高度取為箱內(nèi)油面高度的，故可知隔板的高度為： 隔板的厚度仍然取。 并在下隔板的下部開缺口，以便吸油側(cè)的沉積物經(jīng)此缺口至回油側(cè)，經(jīng)放油孔排出。 在油箱中為了使油液中的氣泡浮出液面，并在油箱內(nèi)設(shè)置除氣網(wǎng)，其網(wǎng)眼的直徑可用網(wǎng)眼直徑為的金屬網(wǎng)制成，并傾斜布置。 在油箱內(nèi)回油管與

31、吸油管分布在回油測和吸油測，管端加工成朝向箱壁的 斜口，以便于油液沿箱壁環(huán)流。 油管管口應(yīng)在油液液面以下，其入口應(yīng)高于底面倍管徑，但不應(yīng)小于，以避免空氣或沉積物的吸入或混入。對泄油管由于其中通過的流量一般較小，為防止泄油阻力，不應(yīng)插入到液面以下。另外在油箱的表面的通孔處，要妥善密封，所以在接口上焊上高出箱頂?shù)耐古_，以免維修時箱頂?shù)奈畚锫淙胗拖洹? 4 確定系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)設(shè)計要求： 1、升降速度可調(diào)，保壓過程中油泵卸荷。 2、設(shè)計計算液壓系統(tǒng)。 3、任意位置可停。 4、要求兩缸同步，但精度要求不高。 根據(jù)系統(tǒng)

32、設(shè)計要求，再結(jié)合速度循環(huán)圖和負載循環(huán)圖，首先選擇調(diào)速回路。由于工況要求為：防溢板下降蓋緊中間罐車保壓防溢板升起，由于當(dāng)防溢板快速下降即將蓋緊中間罐車的時候要求速度有所減小，即實現(xiàn)一次工進，所以應(yīng)該設(shè)置快速和慢速換接回路，此回路受壓力繼電器的控制。 4.1 快速和慢速換接回路 如下所示： 圖3.1 快速和慢速換接回路 快速回路和換向回路的選擇，系統(tǒng)中采用快、慢速換接回路后，不管采用什么油源形式都必須有單獨的油路直接通向液壓缸，以實現(xiàn)快速運動。當(dāng)防溢板由保呀轉(zhuǎn)為快退時，回路中通過的流量很大，為了保證換向平穩(wěn)期間，可采用電液換向閥式換接回路。 4.2 換向回路和快速回路 換向回路和

33、快速回路如下： 圖3.2 換向回路和快速回路 4.3 卸荷回路 再由于系統(tǒng)保壓過程中要求油泵卸荷，故設(shè)置卸荷回路如下： 圖3.3 卸荷回路 同時在保壓過程中，通過設(shè)置在進油路上的液控單向閥和電接點壓力表當(dāng)換向回路中的換向閥位于中位時，液控單向閥對系統(tǒng)實行保壓，從而達到系統(tǒng)設(shè)計要求。 4.4 保壓回路 保壓回路如下： 圖3.4保壓回路 4.5 防溢板液壓系統(tǒng)原理圖 把上面選出的各種回路組合畫在一起，就可以得到如下圖所示的防溢板液壓系統(tǒng)原理圖： 圖3.5 防溢板液壓系統(tǒng)原理圖 表6：系統(tǒng)動作循環(huán)表 動作名稱 信號來源 電磁鐵工作狀態(tài) 液壓元件

34、工作狀態(tài) 1YA 2YA 3YA 4YA 換向閥7 換向閥5 換向閥10 快進 啟動按鈕 + - + - 左位 左位 右位 工進 壓力繼電器發(fā)出信號 + - - - 右位 保壓 電接點壓力表發(fā)出信號，液控單向閥保壓 - - - + 中位 右位 左位 快退 停止按鈕 - + + - 右位 左位 右位 根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況、系統(tǒng)原理圖、系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件、輔件元件以及其他液壓元件，由于兩條支路上的液壓元件完全相同，所以現(xiàn)只選一條支路即可，

35、一并列入下表中： 表7：元件的類型及規(guī)格 序 號 元件名稱 型號規(guī)格 額定壓 力 額定流 量 說明 1 電接點壓力表 可測壓力點數(shù)： 2 壓力繼電器 公稱通徑， 靈敏度。 3 溢流閥 調(diào)壓范圍 公稱通徑 4 液控單向閥 公稱通徑 5 二位二通換向閥 公稱通徑 6 調(diào)速閥 公稱通徑。最高壓力 7 三位四通換向閥 公稱通徑 8 單向閥 公稱通徑 9 溢流閥 調(diào)壓范圍 公稱通徑 10 換向閥 公稱

36、通徑 11 齒輪泵 12 電動機 額定功 率為， 轉(zhuǎn)速為 5 驗算液壓系統(tǒng)性能 5.1 驗算系統(tǒng)壓力損失 由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，估算閥類元件的壓力損失、待設(shè)計好管路布局后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。但對于中小型液壓系統(tǒng)，管路的壓力損失甚微，可以不予考慮。壓力損失的驗算應(yīng)按一個工作循環(huán)中不同階段分別進行。 5.1.1 快進時 在防溢板快進時，進油路上油液通過換向閥7的流量是，換向閥5的流量是，通過液控單向閥4的流量是，并進入無桿腔。因此進油路上的總壓降為 此值不大，不會使安全閥開

37、啟，故能保證泵的流量全部進入液壓缸。 回油路上液壓缸雙缸有桿腔中的油液通過電磁換向閥7的流量都是，經(jīng)過換向閥7直接回油箱此時有桿腔和無桿腔的壓力差為： 因為是1條路的壓力差，所以需要乘以2，則 此值小于估計值，所以是安全的。 5.2.2 工進時 工進時，油液在回油路上通過換向閥7的流量是。因此在液壓缸回油腔的壓力為： 考慮到壓力繼電器動作需要壓差，故實際回油腔壓力為：，同樣的兩條支路總共的回油腔壓力為 此值小于原估計值，所以是安全的。 5.2.3 快退時 快退時，油液在進油路上電磁換向閥7的流量為。油液在回油路上通過液控單向閥4、電磁換向閥5和電磁換

38、向閥7的流量都是。因此進油路上的總壓降為 此值較小，所以所以液壓泵驅(qū)動電動機的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐? 此值與估計值相近，故不必重算。所以，快退時液壓泵的最大工作壓力應(yīng)為： 由此可得所選液壓泵的額定工作壓力滿足最大工作壓力，即安全。 5.2 驗算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 5.2.1 工況持續(xù)時間： 表4.2.1 工況持續(xù)時間表 工況 計算式 時間 快降 5（） 慢降 0.8（） 上升 7.2（） 由上述工況時間表可知，本液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)持續(xù)時間中，快速回退（即：上升）動作所占時間最多，所以系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升可用快速回退時的數(shù)值來粗略

39、計算。 5.2.2驗證溫升 快速回退階段的回路效率為： 取泵的總效率，現(xiàn)取液壓缸的總效率為，則可計算本液壓系統(tǒng)的效率為： 可見快速回退時液壓系統(tǒng)的效率比較低，這主要是由于溢流損失造成的?？焖倩赝斯r液壓泵的輸入功率為： 由系統(tǒng)的發(fā)熱量計算式：，可得快速退回階段的發(fā)熱功率： 取散熱系數(shù)，算得系統(tǒng)溫升為： 油溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。 參 考 文 獻 1、《液壓傳動》教材 機械工業(yè)出版社 2、《液壓站設(shè)計與使用》 海軍出版社 3、《機械零件設(shè)計手冊》（液壓傳動） 化學(xué)工業(yè)出版社 4、《新編液壓件使用與維修技術(shù)大全》 中國建材工業(yè)出版社 5、《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》 化學(xué)工業(yè)出版社 6、《液壓工程手冊》 機械工業(yè)出版社