《螺旋采样机的液压系统毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《螺旋采样机的液压系统毕业设计.docx（35页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、学号密级本科毕业论文螺旋采样机的液压系统设计摘要螺旋采样机主要运用于煤矿企业商品煤采样,在采制化中的起到重要的作用，该文提出了一种采样机液压系统控制的设计方案。根据螺旋采样机的工作特点，进行工况分析，设计出满足工作要求的螺旋采样机液压传动系统，对系统中各元件重要参数进行设计计算，并完成选型，最后对系统性能进行了性能验算。关键词：螺旋采样机、液压系统、设计ABSTRACTSpiralsamplingmachineismainlyusedincoalminingenterprisescommercialcoalsampling,playsanimportantroleinmining,thepap
2、erputsfbrwardasamplingmachinehydraulicsystemcontroldesignscheme.Accordingtotheworkingcharacteristicsofthescrewsamplingmachine,theworkingconditionanalysisiscarriedout,thehydraulictransmissionsystemofthescrewsamplingmachineisdesignedtomeettheworkrequirements,theimportantparametersofeachcomponentinthes
3、ystemaredesignedandcalculated,andtheselectioniscompleted,andfinallytheperfbanceofthesystemperformanceisverified.Keywords:Screwsampler,hydraulicsystem,design目录第1章绪论61.1研究意义61.2研究现状6第二章总体方案设计92.1 汽车自动煤矿采样机工作原理92.1.1 汽车自动煤矿采样机结构112.2 液压系统设计92.2.1液压系统设计要求92.2.2工况要求122.2.3拟定液压系统原理图132.2.4液压系统控制回路14第三章液压元
4、件设计选型143.1 球塞马达的计算143.1.1球塞马达的工况和要求143.1.2液压马达计算143.1.3进入液压马达最大流量的计算143.1.4IQJM球塞马达的结构示意143.2 液压阀的计算与选型153. 2.4单向阀的选择193.3电机泵组的计算选型193.4 油箱容量的计算及其附件的选择231. 4.1油箱容量的计算233. 4.2液位计的选择234. 4.3空气过滤器的选择235. 4.4加热器的计算选型246. 4.5回油过滤器的选择243.5 液压工作介质的选择253.6 管路的计算253.6.3系统压油管路的计算263.6.4回油管路的计算263.6.5泵出口软管的计算2
5、63.7其它液压辅助元件的选择273.7.1压力表的选择273.7.2压力表开关的选择27第四章液压系统的性能验算294.1液压系统压力损失294.2液压系统的发热温升计算294.2.1计算液压系统的发热功率294.2.2液压系统的散执功率304.2.3根据散热要求计算油箱容量31总结33参考文献34致谢错误!未定义书签。第1章绪论1.1 研究意义目前，选煤厂加快了智能化建设，但多数智能化环节的实现都是基于煤质指标的及时准确反馈。检测过程中采样至关重要：整个煤质化验环节，采样误差占80%,制样误差占16%,化验误差占4%o采样不具备代表性，依据煤质指标反馈进行的后续智能化环节都将失去意义,而螺
6、旋采样机会提高采样的代表性。1.2 研究现状早在20世纪60年代，美国就开展了煤炭生产及燃煤系统的采样研究。在制定媒质标准的同时，对其采样方法、工具及煤的生产的分析仪器也作了相应的规定。金属物料采样机是仿照煤炭采样机而产生的。美国江比郎公司的入场煤采制样系统，为美国政府所认可，成为美国当今煤炭生产，销售中的成熟定型装备，远销世界20多个国家和地区。目前，己积累生产300多台，经受了广泛的考验。中国进口第一台采样机是秦皇岛商检局于1983年从美国拉奇姆公司引进的,它是按照ISo的采样标准进行设计的，其整机是一种在落料处往复流槽式的采样系统，具有定量采样和定时采样两种模式，所以系统设置比较复杂。目
7、前国内自行设计的车辆采样装置主要分为龙门式和悬臂式两种，且国内仅仅由两家。通过对多个厂家的考察，发现我国自制的采样装置普遍存在采样深度不够，从而造成煤样含水量指标检测不准的缺陷。所以，虽然国内市场上有一些成品出现，但是总体并不是令人十分满意。采样机采样原理为螺旋采样式，其采样过程具有自我清洁的功能，这样可以避免样品污染、混淆等情况。双螺旋装有硬质合金刀头，在采样时，将大块的煤以切削的方式钻碎然后通过螺旋叶片提升采集。这样有效解决了点采样需采一点放一次样的问题，使三点采样时间小于等于180秒，实现采三点放一次样的目的。破碎机在入口处设有旋转和平移刮板，采用锤式破碎结构，这能及时有效的清理机体内部
8、附着的煤渣，该破碎机可以提供给用户不大于6mm13mm的材料。操作系统有自动、半自动等三种操作系统。操作时，仅需按下启动命令，整个过程均可自动完成，若出现差错，会自动报警并有手动或自动紧急关闭。系统设有自动测距定位系统，来保证采样准确点可以达到国标。可以和保密系统联网，实现对运输车辆所装运煤炭的矿点、煤在过磅称重、煤样采取、样品制作、分析化验、计质计量结算的全过程进行保密运作，使得采制样品设备应用更加公平、公正。如图1.1、图1.2是一些采样机的模型。图1 5ECYII-9600全自动火车图2 5E-CYQ9500全自动汽车采样机1.3 研究内容1、螺旋采样机液压系统设计2、液压元件计算选型3
9、、系统性能验算第二章总体方案设计2.1 汽车自动煤矿采样机工作原理2.1.1 汽车自动煤矿采样机结构2.1汽车自动煤矿采样机结构图如图2.1所示，自动煤矿采样机是由初级采样机（螺旋采样机）、行车、初级采样机计数器、车辆秤、初级给料机速度监测、堵塞检测、初级子样秤、破碎机速度监测、二机采样机计数器、二级采样机、样品容器、最终样品秤、斗式提升机堵塞检测、斗式提升机速度监测、监测显示器组成。工作原理：初级采样机从火车中收集到采集样品然后经过行车运送至初级子样秤。初级子样秤称量后，通过破碎机破碎进入二级采样机经过二次采样机采样后的样品最终进入样品容器中称量。2.2液压系统设计2.2.1液压系统设计要求
10、1、明确液压系统的动作和性能要求。例如，执行元件的运动方式、行程和速度范围、负载条件、运动的平稳性和精度、工作循环和动作周期、同步或联锁的要求、工作可靠性要求等。2、明确液压系统的工作环境。例如环境温度、湿度尘埃、通风情况、是否易燃、外界冲击振动的情况及安装空间的大小等。2.2.2工况分析这里所指的工况分析主要是对液压马达的工作情况的分析，分析的目的是了解在工作过程中执行元件的速度、负载变化的规律，并将此规律用曲线表示出来，作为拟定液压系统方案确定系数主要参数的依据。若液压执行元件动作比较简单,也可不做图，只需找出最大负载和最大速度即可。1、运动学分析如图2.2.2所示是马达运转示意图。柱塞行
11、程=Pinax-P0由图可知当柱塞运动至D点时位移达到最大,故作位移时间图2.3如下。图2.4是速度与时间图像。图2.5是加速度与时间图像。由速度图可知，整个过程分为零速区、加速区、等速区、减速区和零速区五个阶段。式中，Pmax一马达中心至滚动体中心的最大半径（向径）夕。马达中心至滚动体中心的最小半径（向径）图2. 2. 3柱塞运动位移与时间图图2. 2导轨曲线分析图2.4速度与时间图1.ILJ图2.5加速度与时间图2、负载分析（1）工作负载Fl如下图2.5,球塞幅与导轨相互作用的切向分力通过球塞传递给缸体。法向分力作用于柱塞，一部分通过有油液传递给缸体，另一部分作用在配流轴上，作用于缸体上的
12、径向力合力为0。设处于进油区段球塞上的径向液压力处于回油区段球塞上的液压力矢量为1。则作用在缸体上的径向力合力为图2. 5缸体球塞壁图图2. 6球塞在侧向力T作用下的压力分布图（2）摩擦阻力负载FfHH尸lb+闻虽然缸体中球与球窝之间由润滑油润滑，但是在高转速时，也会有润滑不充分而降低机械效率的情况。F1=Kf2)式中，R为球体于球窝的接触应力f为摩擦系数。（3）惯性负载Fa是指球体速度发生变化时，由球体惯性而产生的负载可用牛顿第二定律即Fi,=ma(2.3)式中m为球体质量，a为球体的加速度。2.2.3拟定液压系统原理图液压系统原理图由控制回路及液压源组合而成。液压系统基本回路分为压力控制回
13、路、速度控制回路以及换向控制回路。经过研究，选择多级调压回路、采用调速阀的节流调速回路、容积调速回路。各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免误动作发生。要尽量减少能量损失环节，提高系统的工作效率。2.2.4液压系统控制回路液压系统控制回路如图2.7图2.7液压系统控制回路P为压力油路，T为回油路，A,B为液控单向阀控制油路1一压力表；2截止阀；3一二位三通电磁换向阀；4一液控单向阀5-单向定量液压泵；6液位计；7过滤器；8温度调节器9一油箱10双单向节流阀；11一双向定量液压马达；12、13液控单向阀14一三位四通电液换向阀；15一压力继电器；16
14、带旁通阀的过滤器：17-YV1、YV2、YV3为电磁铁回路控制系统工作原理：如图在启动系统前，先闭合Yvl断开YV2、YV3,启动电机。若在空载时无异常情况，则使YVl断电，使YV2、YV3闭合。当启动电机后，液压油于油箱经过过滤器然后通过单向定量液压泵，然后通过液控单向阀然后流经三位四通电磁换向阀，经过双液控单向阀，经过双单向节流阀，经过定量液压马达，然后回流。经过双单向节流阀、双液控单向阀，然后通过三位四通电磁换向阀，然后通过带旁通阀的过滤器最终回到油箱。其中液压表的作用是观察液压机液压系统中各工作点的压力，以便出现不正常情况时于操作人员把系统的压力调整到符合要求的工作压力；截止阀起切断油
15、路作用；：位三通电磁换向阀的作用是实现电、气联合控制，能实现远间隔操作；液控单向阀的作用是防止油液反向流动；单向定量液压泵的作用是将机械能转换为液体的压力能；液位计的作用是测量介质液位；过滤器的作用是消除介质中的杂质，保护阀门及设备的正常使用；温度调节器的作用是对温度、压力、液位、容量、速度等物理量的测量显示,并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动阀进行PID调节和控制、报警控制、数据采集等功能；油箱的作用是储存液压系统所需的工作液体，同时兼有散热、沉淀杂质和分离液体中汽泡；单向节流阀的作用是控制流量；定量液压马达的作用是将原动机输入的机械能转换成液体压力能的能量转换装置，同时也向液压系统提
16、供压力油；双液控单向阀的作用是可对液压缸两腔进行保压锁定；三位四通电液换向阀的作用是实现液压油流的沟通、切断和换向；压力继电器的作用是利用液体压力信号控制电器触点的启闭的液压电气转换元件；带旁通阀的过滤器的作用是在过滤器发生堵塞时，旁通阀被顶开，可以暂时保证设备运行不受影响；电磁铁的作用是主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。第三章液压元件设计选型3.1 球塞马达的计算3.1.1 球塞马达的工况和要求球塞马达最大输出转矩F=7000N液压缸最大工作压力P=IoMPa马达排量L45L马达转速40r/min3.1.2 液压马达计算q,=nxV(3.1)式中V-液压马达排量n
17、液压马达的转速3.1.3 进入液压马达最大流量的计算进入液压马达最大流量w=qv=58.4Lmin3.1.4IQJM球塞马达的结构示意图3.1球塞马达的结构示意图(A口)图3.2球塞马达的结构示意图（B口）IQ川球塞马达的结构如图3.1所示。主要零件有钢球，壳体，缸体，输出轴，柱塞，滚轮组，配流轴等。马达的缸体上径向开有8个柱塞孔。每个柱塞孔内安放一个柱塞。柱塞的顶部为球面，与滚轮组一起组成柱塞组件。每个柱塞孔的底部开有配流窗口。若变换马达的进排油口，则缸体将反向旋转。除轴旋转的结构外，若固定缸体与轴，则马达通油后，壳体与配流轴一起旋转，此时多作车轮马达用，故选用IQJM32-1.6球塞马达较
18、为合适。3. 2液压阀的计算与选型4. 2.1阀类元件的选择原则在液压系统中，液压阀用于控制和调节油液的压力、流量和方向，其选型的正确与否直接关系整个液压系统的性能，其选用原则为：1）根据液压阀的应用场合及性能要求，合理选择液压阀中位机能的类型和型号。2）所选液压阀要能与液压系统动力元件等配套。3）优先选用已有标准系列的产品，尽量避免自行设计。4）液压阀的工作压力要低于其额定压力，通过液压阀的实际流量要小于其额定流量。5）对于电气控制液压元件，要注意其额定电压和交直流的匹配关系。6）选用液压阀时，要综合考虑液压阀的连接方式、操纵方式、经济性和可靠性等因素。3.2.2叠加式单向节流阀的选型叠加式
19、单向节流阀工况及要求为:最大工作压力IOMPa;最大流量58.4Lmin;稳定工作时，叠加式单向节流阀通过改变节流口断面大小来调节油路流量，实现流量控制。在反向时，油流直接通过单向阀回油。选用不同安装位置可实现进口节流或出口节流。故选用Z2FS10-20B型叠加式单向节流阀，压力至35Mpa流量至60Lmin,介质温度范围：-2070C,介质粘度范围：2.838Omm7s。图3.3叠加式单向节流阀该阀是叠加式设计成对节流单向阀。该阀用于限制来自一个或二个工作油口的主流量或控制流量。两个对称设置的节流单向阀在一个方向上限定流量(通过调整节流阀芯)在相反方向上允许自由流动。用于进口节流控制时，油液
20、从油口A流经节流口到达工作油口，节流阀芯(4.1)可借助于设定螺钉进行轴向调整，从而可以设定节流口(1)。同时，在油路A中的油液通过节流(4.1)流经油孔(2)到达弹簧加截侧，存在的压力与弹簧力共同作用使节流阀(4.1)保持在节流位置。油液从执行器回流推动节流阀芯(4.2),允许油液自由流经阀，此时阀作为单向阀工作。这样的设计也是为了改变执行器的速度，同时在液控方向阀的情况下，成对节流阀用于液控阻尼的调整。在此情况下，它被安装于主阀和控制阀之间。Z2FS10型叠加式单向节流阀外形尺寸如下：图3.4叠加式单向节流阀厂标牌2-调节螺栓3-左旋：节流口开大；右旋节流口关小4-阀的安装孔5-油控孔A、
21、B、P、T6-“0”型圈隔板7-将进口节流改为出口节流时，把阀绕轴旋转180即可实现3.2.2叠加式液控单向阀的选择Z2S10型叠加液控单向阀结构图如图3.5叠加式液控单向阀它可用于关闭一个或两个工作油口，无泄漏持续时间长，稳定性好。油液从A到AI或B到BI自由流通，反向则被截止。如果油流通过阀，例如从A到AL压力油作用在阀芯上，阀芯则向右远动并推动钢球离开阀座。单向阀被控制油打开时，油可从Bl到B流通,压力在Bl腔卸荷叫单向阀全部开启，为保证两个主单向阀在换向中位时能可靠的关闭，阀的A,B口与回油路连接。通过叠加式液控单向阀的最大流量为58.4Lmin,叠加式液控单向阀的最高工作压力为IOM
22、Pa。选择叠加式液控单向阀型号为Z2S10T-20B,其主要技术参数为：最高工作压力3L5MPa;最大流量120Lmin;直通式；开启压力0.6MPa；控制压力范围0.63L5MPar图3. 5叠加式液控单向阀I-阀芯2-钢球3-单向阀3.2.3换向阀的选择电磁换向阀的主要作用是通过切换液控单向阀控制口与控制油路或泄漏油路的通断来控制液控单向阀的开闭。其最大工作压力为IOMPa稳定工作时系统流量很小，故卸荷时流量较小；电磁溢流阀采用管式连接。由此选择三位四通电液换向阀型号为4WE10J31B/CG24NZ5L,其主要技术参数为：通径10mm；工作压力31.5MPa；额定流量60Lmin其三位四
23、通电液换向阀如图所示(c)图3.6(三位四通电液换向阀)a）结构图b）详细图形符号c）简化图形符号P为接进油油路，A和B接控制油路，T接回油油路3.2.4单向阀的选择此处单向阀的主要作用是防止油液的倒流并且正向液流通过压力损失小，反向截止时密封性能好；其最高工作压力为IOMPa；最大流量为58.4Lnin.据此选择单向阀型号为S15A12.0B/,其主要技术参数为：通径15n三;最大工作压力31.5MPa；开启压力0.05MPa；管事连接；最大允许流量65Lmin时的压力损失约为0.05MPa.如图符号图3.7单向阀结构图单向阀有阀体，阀芯和弹簧等零件组成，阀的连接形式为螺纹管式连接，阀体左端
24、油口为进油，右端油口为出油。当进口来油时，压力油作用在阀心左端，克服右端弹簧力使阀心右移，阀心锥面离开阀座，阀口开启，油液经阀口，阀心上的径向孔和轴向孔，从右端出口流出。若油液反向，由右端油口进入，则压力油与弹簧同向作用，将阀心锥面紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。在这里，弹簧力很小，仅起复位作用，因此正向开启压力只需0.05MPa；反向截止时，因锥阀阀心与阀座孔为线密封，且密封力随压力增高而增大，因此密封性能良好。3.3电机泵组的计算选型3.3.1液压泵的计算选型（1）供油压力的计算(3. 2)Px=P1+沟有供油压力稳定工作时，液压马达有最大工作力，通过伺服阀的流量很小，即伺服
25、阀的压降很小，考虑伺服阀、液控单向阀压降及管路损失，取p=0.5,则供油压力为px=p1+p=9+0.5=9.5MPa(3.3)(2)液压泵工作压力的计算考虑到泵出口过滤器、单向阀的压降，及泵出口到电磁溢流阀阀块管路的压力损失，取泵出口压力为9.8MPa0考虑液压泵的压力储备，可取液压泵的工作压力为IOMPa。(3)液压泵最大输出流量的计算工作稳定时，柱塞马达达到最大转动速度，则柱塞马达所需要的最大流量为Q系统=Qm=58.4Lrrrin考虑到系统工作时需要的流量不大，选1台电机泵组同时工作向系统供油，则电机泵组应向系统提供的最大流量为心=2=58.4Lmin4)(4)液压泵的选择稳定工作时要
26、求系统压力保持稳定，故选择恒压式定量泵；在根据上面计算出来的压力和流量选择齿轮泵，型号为CB-FC40,其主要技术参数为：最大排量40mL；额定压力16MPa；转速2000rmin。液压泵的最大输出功率为NO=ppqm=10IO6pt7(58.46Cl0)1175=9.33W(35)当泵压力为0时，取液压泵容积效率v=,机械效率%=095；则液压泵的输入功率3.3.2电动机的选择液压泵所要求的输入功率Ni=9.82kW,转速2000rmin,据此选择电动机型号为Y160M-4-B5型三相异步电动机。其主要技术参数为：额定功率IlkW；满载时转速1460rmin;效率93.8%。3.3.2电机泵
27、组的验算电动机最大输出功率为1193.8%=10.23Ni故电动机可以驱动液压泵。同时液压泵所能提供的最大流量：40q=q11v=Lr1460rminx1=58.4=58.4IOoO（3.7）所以液压泵能提供系统所需的最大流量。故电动机泵组的选择能满足系统的需求。3.3.4泵出口处电磁溢流阀的选择定压溢流阀的作用：在定量泵的节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进
28、行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%20%）。溢流阀的调定压力位IOMPa；据此选择电磁溢流阀型号为DBWIoAI-50B/200-6CG24NZ5L,常闭式,其主要技术参数为：通径IOmm；最高设定压力IOMPa；最大流量200Lmi11;管式连接；内控内排。图3.8DBW先导式溢流阀结构图溢流阀旁边接液压泵的出口，用过来保证液压系统即泵的出口压力恒定或限制系统压力的最大值。前者称为定压阀，主要用于定量泵的进油和回油节流调速系统；后者称为安全阀，对系统起保护作用，有时也旁接在执行元件的进口，限制执行元件的最高压力。电磁溢流阀除完成溢流阀功能外，还可
29、以在执行元件不工作时使液压泵卸载。3.3.5进油过滤器的选择过滤器的功用就是滤去油液中的杂质，维护油液的清洁，防止油液的污染，保证液压系统的正常工作。此处应安装进油过滤器，主要作用是在油液进入系统之前对其进行过滤。选择过滤器应该从如下几个方面进行考虑：(1)根据使用目的(用途)选择过滤器的种类，根据安装位置情况选择过滤器的安装形式。(2)过滤器应具有足够大的通油能力，并且压力损失要小。(3)过滤精度应当满足液压系统或元件所需清洁度要求。(4)滤芯使用的滤材应当满足所使用工作介质的要求，并且有足够的强度。(5)过滤器的强度及压力损失是选择时需要重点考虑的对象，安装过滤器后会对系统造成局部压降或产
30、生背压。(6)滤芯的更换及清洗应方便。(7)应根据系统需要考虑选择合适的滤芯保护附件(如带旁通阀的定压开启装置及滤芯污染情况指示器或信号器等)。(8)结构尽量简单、紧凑、安装形式合理。(9)价格低廉。综合以上各因素以及设计的技术要求(系统清洁度为NAS16389级)而网式过滤器一般安装在液压泵吸油管端部，起保护泵的作用，具有结构简单，通油能力大，阻力小，易清洗等有点，且系统对油液清洁度要求较高，此过滤器的过滤精度应为80urn；过滤器最高工作压力IOMPa；最大流量58.4Lmin0据此选择高压过滤器型号为WUT60X80-J,其主要技术参数为：通径40mm；公称流量160Lmin；过滤精度8
31、0日小；板式连接；压力损失小于0.OIMPa。图3.9吸油口过滤器示意图A接油箱B接液压泵3.4油箱容置的计算及其附件的选择3.4.1 油箱容量的计算系统最大流量为58.4Lmin,液压系统油箱容量通常为系统每分钟最大流量的6T0倍,本系统中取7倍；则油箱容量为58.4X7=408.8L考虑到油箱的散热，圆整取油箱容积为408L。矩形油箱三边尺寸比在1：1：1至1：2：3之间，由此取矩形油箱的尺寸为:尺寸长度/a高度/h宽度/bIm0.8m0.49m油箱的有效容积：V0=O.8V=O.8X408=326.4(L)油箱内液面最大高度：ho=O.8h=0.8X0.8=0.64(m)3.4.2液位计
32、的选择油箱内液面最大高度为0.64mO据此选择液位计型号为YWZ-250TA,其主要技术参数为：工作温度为-20至80摄氏度，液位计连接法兰距离300mm；液位控制点数为3；液位控制指示器电压24V。3.4.3空气过滤器的选择气过滤器的进入油箱空气的最大流量与系统最大流量相同，即。系统=58ALnin=0.0584/min据此选择空气过滤器型号为QUQ2-IOX1.0,其主要技术参数为：过滤精度10m；空气流量Im/min。3.4.4加热器的计算选型加热器发热功率计算公式如下所示NNCeQ(3.8)式中N为加热器的发热能力(W)；C为油的比热，取C=1680J/油g)；r为油的密度，r=900
33、kgm3;V为油箱内油液的体积，V=320L;为油加热后的温升(C),设油温为20C时加热器开始工作，油温超过25时，加热器停止工作；即加热后油液温升为5；T为加热时间(s)。设加热时间为3600s。代入数据至式中，为Crv1680900X0.325WN=672WT3600电加热器的功率公式如下P=NIn(3.9)取加热器效率为08,代入电加热器功率p=N/=672/0.8=840W根据计算结果选择电加热器型号为GYY2-220/1,数量1个,其主要技术参数为：功率IkW；额定电压220V。3.4.5回油过滤器的选择回油过滤器的功能是清除液压系统工作介质中的固体污染物，使工作介质保持清洁，延长
34、元器件的使用寿命、保证液压元件性能可靠。液压系统故障的75%左右是由介质的污染物所造成的。因此过滤器对液压系统来说是不可缺少的重要辅件。选择过滤器应该从如下几个方面进行考虑：(1)根据使用目的(用途)选择过滤器的种类，根据安装位置情况选择过滤器的安装形式。(2)过滤器应具有足够大的通油能力，并且压力损失要小。(3)过滤精度应当满足液压系统或元件所需清洁度要求。(4)滤芯使用的滤材应当满足所使用工作介质的要求，并且有足够的强度。(5)过滤器的强度及压力损失是选择时需要重点考虑的对象，安装过滤器后会对系统造成局部压降或产生背压。(6)滤芯的更换及清洗应方便。(7)应根据系统需要考虑选择合适的滤芯保
35、护附件(如带旁通阀的定压开启装置及滤芯污染情况指示器或信号器等)。(8)结构尽量简单、紧凑、安装形式合理。(9)价格低廉。回油过滤器的通过流量为56Lmin,回油过滤器安装在油箱附近的地面上。据此选择微型回油过滤器，型号为RFA-160IO-Y,其主要技术参数为：公称流量160Lmin；额定压力1.6MPa；过滤精度10um；螺纹连接；带CYB-I型发信号器24vo3.5液压工作介质的选择本设计中液压介质工作环境恶劣，属于高温高压的应用场合，所以应选择耐磨性较好的液压油。选择N46号耐磨型液压油，牌号为L-HM32,其主要技术参数为：密度850-960kgm3；运动粘度28.8-35.2mm7
36、s;比热容1.68CkJ(kgC)3.6管路的计算3. 6,1管路内径的计算公式管路内径计算公式为：在上式中：外为通过管路的流量，L/minV为流体在管路的流速，m3s3.6.2液压泵吸油管路的计算液压泵最大输出流量为58.4Lmin;吸油管路流速一般小于l2ms,此处取v=lm5;则液压泵吸油管路内径,项/4x58.4/1000顺ci”a.=J-=J=0.0352122m=35.2122mm1VvV取钢管公称通径为34mm,吸油管路油液压力很小，可取钢管外径为42mm,即钢管壁厚为4mm。3.6.3系统压油管路的计算用过压油管路流量为58.4Lmin;压油管路流速v3-6ms,系统压力不高，
37、故压油管流速可取较小值，取3m/s；则压油管路内径,项/4x58.4/1000顺nrnm90d1=J-L=().020329tn=20.3297怜九2VvV3.143压油管路油液压力较大,管子壁厚要较大，圆整取钢管公称通径为22mm外径为26mm,则壁厚为3mmO3.6.4回油管路的计算通过回油管路的流量为58.4Lmin；回油管路流速u1.52.5ms,取v=2ms；则回油管路内径,4q./4x58.4/1000/60CQQQ的a=JL=0.0248987in=24.8987nnVvV3.142取钢管内径为28mm,外径为34mm,壁厚为3mn3.6.5泵出口软管的计算软管内油液流量为58.
38、4Lmin;软管内油液为高压油，取油液在软管内的流速为3m/s；则软管内径为恒=/4 X 58.4/IOoOT V 3.14x3=0.()2()329 nn = 20.329w取胶管内径为22mm,胶管外径为26mm,钢丝层数为1层，最小曲率半径为190mm3.6.6其他管路内径壁厚计算用上述相同的方法可计算出液压系统其它管路的内、外径，如下表:表3.1管路参数管路名称管路内径mm管路外径mm管路壁厚mm系统泄露管路141823.7其它液压辅助元件的选择3.7.1压力表的选择系统中压力表主要安装在阀架上，起显示系统压力的作用，压力表的安装应便于工作人员的观察。选择压力表型号为YN-60,其主要
39、技术参数为：压力表直径60mm；测量范围0-40MPao3.7.2压力表开关的选择压力表开关是小型的截止阀或节流阀，用来切断压力表和油路的连接或调节开口度大小。它是有阻尼作用可减轻压力表急剧跳动，防止损坏，也可当作一般小流量的截止阀或节流阀使用。选择压力表开关型号为KF-L8/M14E,其主要技术参数为：进油接口螺纹M14X1.5；压力表接螺纹M14X1.5；压力等级35MPa；通径8mmo表3.2主要元件列表序号代号名称及规格材料数量01YWZ-250TA液位液温计成品102QUQ2-10*1.0空气滤清器成品103RFA-160*IO-Y回油过滤器DC:24V成品104Y160M-4-B5
40、电动机(11KW,1460/rpm)成品105CB-Fc40-lFL齿轮泵q=40mlr成品106NL5YA42*112YA20*52联轴器成品107KF-L8/14E压力表开关成品108YN-60压力表成品1序号代号名称及规格材料数量0-16MPa09S15A12.0B/单向阀DN15成品110DBW10A1-50B/200-6CG24NZ5L电磁溢流阀DNlO成品1114WE10J31B/CG24NZ5L电磁换向阀DNlO成品112Z2S10-1-20B/叠加式液控单向阀成品113Z2FS10-20B/叠加式单向节流阀成品114WU-160*80-J吸油过滤器成品115GYY2-220/1
41、电加热器IKW220V成品116A3/A3-19*111-3500高压胶管（弯头同侧）成品217TL95-320Omm（弯曲半径：250）钢铝拖链（内宽170i702*50靠左,l*40靠右）成品118A3A3-13*I-3500高压胶管（弯头同侧）成品1191QJM32-1.6球塞马达成品1第四章液压系统的性能验算4.1 液压系统压力损失压力损失包括管路的沿程损失apl,管路的局部压力损失4p2和阀类元件的局部损失4p3,总的压力损失为(4.(1)(4.(2)(4.(3)p=pl+p2+p3TV%=yP上式中1管道的长度(m)；d管道内径(m)；V液流平均速度(ms)；P液压油密度(kgm3
42、);人-一沿程阻力系数；C-一局部阻力系数。入、C的具体值能过查文献中计算得出。(4.4)上式中qvN一一阀的额定流量(m3s);Qv通过阀的实际流量(m3s)；pn阀的额定压力损失(Pa)O4.2液压系统的发热温升计算4.2.1计算液压系统的发热功率液压系统工作时，除执行元件驱动外载荷输出有效功率外，其余功率损失全部转化为热量，使油温升高。液压系统的功率损失主要有以下几种形式：(1)液压泵的功率损失公式如下(4.5)Phl=Pri(IFPiNihf=上式中Ti工作循环周期（s）；Z-一投入工作液压泵的台数；Pri-液压泵的输入功率（W）；nPi一各台液压泵的总效率；宜-一第i台泵工作时间（s
43、）。（2）液压执行元件的功率损失公式如下1Af%=7（1-M乙，T（4.6）上式中M液压执行元件的数量；Prj-液压执行元件的输入功率（W）；nj液压执行元件的效率；tj第j个执行元件工作时间（三）。（3）溢流阀的功率损失Ph3=PyQvy（4.7）上式中py一一溢流阀的调整压力（Pa）；qvy-一经溢流阀流回油箱的流量（3s）。（4）油液流经阀或管路的功率损失PhL瓯（4.8）式中通过阀或管路的压力损失（Pa）；qv通过阀或管路的流量（fs）。由以上各种损失构成了整个系统的功率损失，即液压系统的发热功率：Phr=Ph+Ph?Ph3+PhA（4.9）4.2.2液压系统的散执功率液压系统的散热渠
44、道主要是油箱表面，但如果系统外接管较长，而且用式Phr=Phl+&2+&3+PhA（4.10）计算发热功率时，也应考虑管路表面散热。发热功率公式如下Phe=（KlAi+K2A2）T（411）上式中K1-油箱散热系数，见下表（上）；K2-管路散热系数，见下表（下）；Al、A2分别为油箱、管路的散热面积（m2）；T-油温与环境的温度之差(oC)O表4.1油箱散热系数K、冷却条件Kl通风条件很差89通风条件良好1517用风扇进行冷却23循环水进行冷却110170表4.2油箱散热系数K2风速m/sK20.010.050.1086512514105694023若系统达到热平衡，则&=,油温不再升高，此时
45、，最大温差公式如下Ar=AT1A+K2A2(4.11)环境温度为TO,则油温T=T0+Tc4.2.3根据散热要求计算油箱容量初始设计时，先按经验公式确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求校核。油箱容量的经验公式为V=ClqV(4.12)式中qv液压泵每分钟排出压力油的容积(m3)oa经验系数，见下表。表4.3经马佥系数a系数类型行走机械低压系统中压系统锻压机械冶金机械a12245761210根据经验公式初步确定油箱容积的情况下，验算其散热面积是否满足要求。当系统的发热量求出之后，可根据散热的要求确定油箱的容量。由K1A1+K2A2可得油箱的散热面积为“倍-3+(,13)如不考虑管路的散热，上式可简
