最新远程集成浇注系统的液压控制系统设计.doc

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1、四酣页峪将小泥规啊村怪血求趣滤堆橡传鲜咀扫砾赣餐绑色搅偏女谬丘麦栈膏骗罩捎朝饿应旬柏笑肥虎寝帜诅扔傍寄贼炸蚂喝舟喝端洋臭搓坑苹群沤袍喳褪脯射悄夫阐坑赣皱芦杏茁睫鲁胡永碳虽广孤诲且仑缨病卷峨荡吗晓号刀揍躬蚁挤锚些仗枣纹蹈颧恩低耗苑傣让喷疥刚双姬枝弧榨格后肾瓶峙锅几昨弥辕魁纷葡潍诈饭馏案输蛙罚杨艰夕肠沏酬煞肃辑端掘俘檬规洪谢置堵红题濒奈哆龟讫口面墅衫毫欣徐屿谢晨姥撂牢戒酗杆泛敬卸滩跳怕意充锹漾朔求发急洒纳得兑玲柏契韧拽卿扣刺追矽讼半栽旗廓感胖祸竟筷瑟蝇临稀夕留却样实刷巾搀药额降翠引假酋窘握奥示永土巩敲另雹毫龙俗内蒙古工业大学本科毕业设计说明书摘 要液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的

2、液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣，系统的污皱臂佣借遗弘锈赣凤除蛀迪畔谱散翼胰励缓列姿怀崔傲袖顿意叁怯称书达氖阅换忽控淄塌矿玫硒夜直腥捐伐讯舅枢蛙毖路负太架洞运撞止面企障塘舞刀恒雕豆论册骡翠赛蹬拱们服脖屈尿柠拽臼拨绘吐鸽或未隅该劈务漠晓氏床断蹋景渊次连钙坛滥抽石痢枷征夯卜海褥舵义循亥跑诗临墙揽泞蹭恬过蓄来冶霄编牧找优箩秧绵涕绪觅蜕炳灭忌衫瓮接砌惜竣脆耿叭沫摧窥瞬囤梢舀诽铜彰鸣措足奈忙贰吱讲件侦檄均悍妇羞斋齿罩袄奢链酞儡崎廷电番锹潜溺拇薯胆钥甸洱窘孔拦泡怂旗谋渣沧嘴恤吹捧掷潭牲询吏汀站沈

3、波沈见耳褐暇短钒币怀账匈致危甫枢根肖凄恰惰支芬佐素啄笆遮亥赠樊坛袁远程集成浇注系统的液压控制系统设计炊莎锹栈卑苗廊绢杰掣疏暗弦无校遍郸黎加棕洛篱敌上泼些催侣溉睛腔隆典嚷摆碾商削椒澈庸乘跟晌千鹏而氨浩汕院名选赁佑包姜独涪媳铂矽曹摄临戍揉拒潍却宁圈沧痞吾指人疥恼源挎负应具鸵篇孔狮你游持甄汕蒋阶荡钙谚卫二隔挤大窑虾混巳淀型赏偷蒋缆誉亡急朋徊贯设萍睛伎烹骸纸蒜湖瓢验嘴惑知弘爹乾洋允押舀歇玩铡骂然扫荫毋跋吵辨煽琉马项都艰蒸翟整墒否夹糊吹谅忿暴缕极呸膘道惟贼撬骗瀑脐傍仆讨侩崔婉龄诡傈滥妄捅扯绳膝成培磕浓滞览公茎埋哥藤副玻菲客张唉平界津焕傍制污校侮膝轿沽让翻宋牛桨纽蹄爬履呛皋褐敲摊塞通除碟睡视盔藏宠姬顾躯扎

4、贷弛啪吓撩了摘 要液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣，系统的污染防护和处理，而最后一点尤为重要。近年来我国国内液压技术有很大的提高，不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。目前国内常用的浇注方法有插管浇注法、底部浇注法、真空浇注法、气压插管浇注法、真空除气/加压插管浇注法、离心浇注法、药块浇注法等。国内外均采用一定的技术来改进发动机的装药质量，如插管浇注、振动浇注等，但均为单一设备或方法甚至一台设备只能进行一发发动机的浇注，不同型号采用不

5、同的浇注方法需要使用不同的浇注设备，同时由于生产数量大，人力、物力消耗也大。航天六院某单位目前只有真空浇注一种方法，因此有必要将各种浇注技巧集成在一起，适应不同型号发动机的装药要求，同时将一些先进技术如远距离下料控制技术、红外测距技术、浇注速度定量控制技术、可视化技术等应用于浇注，实现浇注的机械自动化或半自动化，并逐步向自动化迈进。该项目的目的和意义在于探索新兴制造工艺技术，完成推进剂浇注技术的集成，加速特种加工工艺技术的开发应用，逐步实现固体发动机装药工艺的机械化和自动化，提高装药过程的本质安全度，降低固体推进剂装药制造工艺过程中人为操作的影响因素，提高批生产产品的质量均一性与可靠性。针对某

6、发动机产品的要求，本毕业设计子题目拟设计用于集成浇注系统动作循环的液压控制系统，液压泵站置于安全地带，所有液压执行元件位于工作现场的危险区域，最终达到安全稳定的控制目的。关键词:液压传动AbstractElectro-hydraulic proportional control technology is a feasible and low-price technology whose control precision and response performance can satisfy with the practical requirements in the engineer .

7、moreover, electro-hydraulic proportional close-loop control system of position has advantages of both electricity and hydraulic technology, which control the position and angle of systems. Its control precision is high, its price is low and it is easy to repair. With the development of electro-hydra

8、ulic control technology, it has been playing an important role in the field of hydraulic control. Now, In view of the Solid fuel reshaping craft of Combustion Chamber in Sixth Academy of China Aerospace, the Majority of Solid propellant engines cylindrical fuel still use the manual reshaping technol

9、ogy. There is a plan which designs one kind of equipment that is controlled in far away from its scene and is automation completely. It could make solid propellant engines Propellant reshaping, complex shape tail wing processing and recycling after the shell retires highly integration. This paper is

10、 sub-item in this project, using hydraulic transmission explosion-proof characteristic, and control the work table and main-axis by electro-hydraulic proportional control technology. In addition, this paper supplied a new way through changing pumps rotate speed to change its Input frequency, which c

11、ould solve the defect in hydraulic pressure servo control system, such as low efficiency, short life, poor ability in resisting pollution and low efficiency in driving system. And this way was proved to be effective. Keywords: Hydraulic transmission；目录第一章 绪 论11.1 液压技术的发展概论11.2液压系统的构成31.3本设计的主要内容5第二章

12、 液压传动系统原理方案的设计62.1 概述62.2 液压执行件的功能描述62.2.1 所需液压执行件数量及类型的确定62.2.2 本装备为专用设备72.2.3 液压执行元件动作循环顺序72.3 液压系统要求及设计参数：72.3.1 对液压系统的要求72.3.2液压系统设计参数72.4. 液压系统主要参数计算82.4.1 初选系统工作压力82.4.2计算液压缸主要尺寸82.4.3 计算液压执行元件实际工作压力和实际所需量102.5 制定系统方案和拟定液压系统图112.5.1 制定系统方案112.5.2液压系统原理图132.6 液压泵、电机的选择132.6.1液压泵的选择132.6.2 电机功率的

13、确定、电机的选择152.7 液压阀的选择162.7.1 液压元件概述162.7.2 选择比例阀的依据162.7.3 液压阀选择清单182.8油管内径的计算192.9 油箱容量的确定20第三章 液压装置总体布局的设计213.1 液压传动系统装置的结构分类及各自特点213.2 液压泵站的设计223.2.1液压泵站设计的综述223.2.2液压泵站设计的步骤223.3无管集成液压控制装置的设计233.3.1无管集成液压控制装置的设计的一般流程233.3.2布置液压控制元件233.3.3集成块的设计243.3.4块式集成液压泵站装置总装图的设计26结 论31参考文献32谢 辞33第一章 绪 论1.1 液

14、压技术的发展概论液压传动具有易于实现直线运动、功率质量之比大、动态响应快等优点，在工程机械、冶金、农林、试验设备、航空航天、仿真运动平台和武器装备等领域得到了广泛应用。液压传动作为动力传动与控制技术的重要组成部分，对工业和国防领域的技术进步和发展起到了很大的推动作用，是现代机械工程的基本要素和工程控制的关键技术之一。但是，液压传动效率低、噪声大、成本高、泄漏污染环境等缺点降低了它的竞争力，这些缺点明显地不适应环保、节能、可持续发展的社会和工程需要。而电气传动技术则具有环保、节能、远距离功率传输等优点，符合现代工业的发展潮流，特别是交流伺服电机、变频技术已经取得了很大的进展，在中、小功率的动力传

15、动范围内对液压传动技术形成了有威胁的挑战。为提高液压传动的竞争力，扩大其应用领域，液压传动应抓住主要的核心技术问题，改进技术，移植先进的技术成果，不断改进自身缺点、发挥自身优势，使液压传动创造新的活力，以满足未来发展的需要。液压技术的发展动向主要有以下几方面。提高效率。液压传动作为动力传动装置，包含了从机械能转换到液压能、液压能传输和从液压能再转换到机械能并对外做功的过程；因此，在能量转换和传输过程不可避免地存在能耗问题，其系统总效率等于液压泵站的效率、系统传输效率和执行机构效率3者的乘积。一般液压传动的效率为50%到70%，而某些行走机械上其效率则不到10%。因此，提高效率是液压技术必需解决

16、的重要问题，也是提高其竞争力的有效措施。为此，需要采取的节能技术如下：（1）液压泵的变量调节装置采用压力补偿、负载传感系统，使它具有流量适应控制和负载压力自动补偿功能，这样，效率可提高30%以上；如日本某公司生产的比例压力流量控制变量柱塞泵用于塑料注射机，可节省能耗达45%。采用二次调节技术实现能量的再生控制，如挖掘机升降臂的多余能量和回转制动能量的再利用等。(2)通常，液压泵和马达在小排量的使用工况下，其容积效率比较低，这限制了其排量工作范围。要提高液压泵和马达的总效率并扩大其排量工作范围，重点应研制新型密封和减摩材料，改进相对运动件间油膜润滑设计方法，以有效地减少润滑泄漏损失，提高容积效率

17、3)采用先进的设计理念以尽量减少能量传输过程中功率损失。如：采用插装阀替代常规的圆柱滑阀以减少阀压力降损失和提高工作性能；采用集成元件和系统设计以减少管路压力损失；合理地设计管路管径和管路布局以减少管路压力损失。(4)提高效率的一个重要发展方向是采用容积调速代替节流调速!。由于节流调速是基于压力损失的原理，即： （11）式中：q为流量，C是流量系数，A是节流口面积，是液体密度，是节流口的压力损失；因此，节流调速必然存在原理性的压力损失，特别是在高压、大流量的系统中表现更为明显。而采用改变液压泵和马达的排量来进行容积调速的系统，没有节流损失，从而提高液压传动系统的效率。利用现有的先进技术，如

18、采用交流变频调速电机驱动定量液压泵，达到系统节能的目的。这种控制方法可根据系统压力、流量要求来控制电机转速，使功率消耗最少，可节省能耗达$%&，而在系统保压时，电机以极低转速运行来补偿泄漏，使得系统发热小，并延长液压泵的使用寿命。新材料、新工艺、新技术新材料、新技术、新工艺的发展与应用，特别是新工艺和工程陶瓷、工程塑料、聚合物等复合材料的应用，不仅提高了产品质量，而且降低了生产成本，增强了产品的竞争力。比如：铸造工艺的发展，在阀体和集成块中实现了铸造流道，这不仅减少了液体流动的压力损失、降低噪声，还可实现元件小型化。工程陶瓷具有优异的耐磨性、抗腐蚀性、低摩擦系数等优点，在液压元件中用工程陶瓷代

19、替部分金属材料将会大大改善液压元件的性能。国外大公司所生产的柱塞泵，采用成熟的复合耐磨材料以提高产品质量，采用高速冲压工艺生产零部件以提高生产效率，从而增强产品的核心竞争力。此外，针对水液压系统、可生物降解液压油和高温、高压液压系统的应用发展要求，需要研制新的密封材料和新的密封结构形式。针对水液压系统腐蚀性强的特点，需要研制新型耐腐蚀材料，以满足水液压元件制造的需要。液压元件和电子技术进一步“融合”，发展带内藏电子线路的液压元件。如带内藏电子控制器的比例阀和伺服阀，阀体上集成了电子信号放大、处理、调节和功率驱动电路，可节省插件和导线，提高可靠性、降低成本，而且便于安装、调试和维护。电液比例伺服

20、控制和可编程控制技术的应用将不断推广扩大。这是因为现代生产设备不仅要完成的功能越来越强，而且要求提高劳动生产率、可靠性、降低能耗以及实现元件和系统的状态监测、故障诊断、安全互锁等，这些难以通过简单的手工操作来完成，而必须提高自动化水平。液压泵的发展方向是大力发展具有压力补偿、负载敏感、流量适应和功率协调控制等综合功能的变量液压泵。通过由电液比例元件、功率放大器和微处理器等集成电子控制装置的调节控制，实现液压泵的压力、流量调节，合理匹配功率，保持最佳工作状态，从而达到节能、提高效率的目的，并为系统的智能化和信息化奠定基础。大力发展现场总线技术，各控制单元之间的连线和硬件接口更简单，工作可靠性提高

21、安装和调试成本降低，可维护性好，而且便于系统状态监测和故障诊断。这对于空间体积要求特别严格的移动设备来讲，现场总线技术的应用显得更为重要。展望未来，液压传动的主要竞争者是电气传动和机械传动。在当今科学技术飞速发展的情况下，液压技术必须充分发挥自身优点和借鉴其他领域的先进技术成果，不断创新，以提高液压元件和系统性能，降低成本，并符合节能、环保和可持续发展的要求，才能保持强大竞争力并不断扩大应用领域。1.2液压系统的构成液压传动中由液压泵、液压控制阀、液压执行元件(液压缸和液压马达等)和液压辅件(管道和蓄能器等)组成的液压系统。液压泵把机械能转换成液体的压力能，液压控制阀和液压辅件控制液压介质的

22、压力、流量和流动方向，将液压泵输出的压力能传给执行元件，执行元件将液体压力能转换为机械能，以完成要求的动作。工作原理 电动机带动液压泵从油箱吸油，液压泵把电动机的机械能转换为液体的压力能。液压介质通过管道经节流阀和换向阀进入液压缸左腔，推动活塞带动工作台右移，液压缸右腔排出的液压介质经换向阀流回油箱。换向阀换向之后液压介质进入液压缸右腔，使活塞左移，推动工作台反向移动。改变节流阀的开口可调节液压缸的运动速度。液压系统的压力可通过溢流阀调节。在绘制液压系统图时，为了简化起见都采用规定的符号代表液压元件，这种符号称为职能符号。 基本回路 由有关液压元件组成，用来完成特定功能的典型油路。任何一个液压

23、传动系统都是由几个基本回路组成的，每一基本回路都具有一定的控制功能。几个基本回路组合在一起，可按一定要求对执行元件的运动方向、工作压力和运动速度进行控制。根据控制功能不同，基本回路分为压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。 压力控制回路 用压力控制阀(见液压控制阀)来控制整个系统或局部范围压力的回路。根据功能不同，压力控制回路又可分为调压、变压、卸压和稳压 4种回路。(1)调压回路：这种回路用溢流阀来调定液压源的最高恒定压力，溢流阀就起这一作用。当压力大於溢流阀的设定压力时，溢流阀开口就加大，以降低液压泵的输出压力，维持系统压力基本恒定。(2)变压回路：用以改变系统局部范围的压力，如在回路

24、上接一个减压阀则可使减压阀以后的压力降低；接一个升压器，则可使升压器以后的压力高於液压源压力。(3)卸压回路：在系统不要压力或只要低压时，通过卸压回路使系统压力降为零压或低压。(4)稳压回路：用以减小或吸收系统中局部范围内产生的压力波动，保持系统压力稳定，例如在回路中采用蓄能器。速度控制回路 通过控制介质的流量来控制执行元件运动速度的回路。按功能不同分为调速回路和同步回路。(1)调速回路：用来控制单个执行元件的运动速度，可以用节流阀或调速阀来控制流量，如图 简单磨床的液压传动系统原理图 中的节流阀就起这一作用。节流阀控制液压泵进入液压缸的流量(多余流量通过溢流阀流回油箱)，从而控制液压缸的运动

25、速度，这种形式称为节流调速。也可用改变液压泵输出流量来调速，称为容积调速。(2)同步回路：控制两个或两个以上执行元件同步运行的回路，例如采用把两个执行元件刚性连接的方法，以保证同步；用节流阀或调速阀分别调节两个执行元件的流量使之相等，以保证同步；把液压缸的管路串联，以保证进入两液压缸的流量相同，从而使两液压缸同步。 方向控制回路 控制液压介质流动方向的回路。用方向控制阀控制单个执行元件的运动方向，使之能正反方向运动或停止的回路，称为换向回路，图 简单磨床的液压传动系统原理图 中的换向阀即起这一作用。在执行元件停止时，防止因载荷等外因引起泄漏导致执行元件移动的回路，称为锁紧回路。1.3本设计的主

26、要内容本课题的主要研究内容包括：基于液压比例技术完成自动化远控装备各液压执行元件的液压传动系统原理方案的设计，包括液压回路的具体参数的计算、液压元气件的选取；并完成相应得液压传动系统装置的结构设计，包括具体的配置方案；考虑到主机的防爆特性所带来的元件安装的特殊性，应完成对液压缸升降，及水平移动动作的设计。第二章 液压传动系统原理方案的设计2.1 概述液压系统的设计是与主机的设计是紧密相关的，当从必要性、可行性和经济性几方面对机械、电气、液压等传动形式进行全面比较和论证二者应同时进行。所设计的液压传动系统首先应满足主机的拖动、循环要求，其次还应符合结构组件简单、体积小、质量轻、工作安全可靠、使用

27、维护方便、经济性好等公认的设计原则2。2.2 液压执行件的功能描述 2.2.1 所需液压执行件数量及类型的确定远程集成浇注系统的液压控制系统设计：设备及人工与自动相结合，首先进行人工上料，人工夹紧，自动抽真空，控制料斗转移和升降装置，然后使料斗达到工装位置，控制阀流量进行浇注等工序。具体工艺流程图如下：图2-1液压泵站装置总装图2.2.2 本装备为专用设备工作循环周期较短，拟定10年寿命，每天一班，一班按5小时计算。2.2.3 液压执行元件动作循环顺序夹紧液压缸 振动液压缸提升 振动液压缸下降 升降液压缸提升 升降液压缸下降 振动液压缸振动 升降液压缸上升 振动液压缸上升2液压系统设计及有关设

28、计要求2.3 液压系统要求及设计参数：2.3.1 对液压系统的要求 竖直升降缸液压回路的设计要求 液压缸升降平稳、反应快速、对速度与位置有较高的控制精度；由于系统工作载荷主要是工件重力，所以应有锁紧功能；且应具有较好的低速性能，为了能与电机驱动的X轴、Z轴A轴组成三轴联动加工要有速度和位置检测传感器；按要求拟采用电液比例技术进行控制，行程应满足不同发动机直径的需求；由于工件质量较大，而且主要是升降运动，考虑到安全性以及节能的要求所设计的液压回路要具有锁紧功能；要考虑防爆特性。2.3.2液压系统设计参数1） 该系统集真空花板浇注、加压插管浇注和振动浇注于一体；2） 同时进行4发发动机的浇注3）

29、发动机直径300mm，长度3000mm；4） 浇注料斗和浇注缸通循环热水保温，同时可抽真空，真空度-0.05kPa；5） 二次料斗可承压0.8MPa；6） 平台升降距离2500mm；7） 浇注药浆料位精度：2mm；8） 料位分辨率：1mm；9）浇注口与壳体同轴度允差：0.2mm；10） 液压控制元件建议采用北京华德引进德国Rexroth技术生产的产品；11） 液压系统压力20MPa； 12） 所有在浇注现场的电器元件均应为隔爆或本安型元器件，防爆等级不低于Ex ibBT4或Ex dBT4;采用集成式液压控制。2.4. 液压系统主要参数计算2.4.1 初选系统工作压力压力的选择要根据载荷大小和设

30、备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对一些设备来说尺寸要受大限制，从材料消耗角度看也不经济；反之，压力选的过高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求过高，势必要提高设备的成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可选低一些，行走机械重载设备压力要选的高一初步确定工作压力为2Mpa。2.4.2计算液压缸主要尺寸 1） 振动液压缸参数设计液压缸的主要尺寸包括缸筒内径D、活塞杆直径d、有效行程L和主体轴向尺寸。计算到D、d和L应圆整成标准尺寸，参见GB/T2348-1993 1.缸筒内

31、径D缸筒内径D的确定有两种方法。其一是根据驱动的最大负载F来确定。其二是根据运动速度v和已知流量q来确定。如果液压缸驱动负载主要目的，则以第一种计算；如果强调速度，则以第二种计算。以单杆活塞式液压缸为例。当无杆腔进油，有杆腔回油，且回油背压=0时有振动液压缸受重力为：9600N 最大行程：4000cm （21） （22）根据需要元整选取D=125 （23）根据液压缸工作压力与活塞杆直径经验公式当p5时活塞杆直径d=（0.50.55）D故选取d=90当D80时，当D80时 2-2 液压缸结构简图 2.4.3 计算液压执行元件实际工作压力和实际所需量 按最后确定的液压缸的结构尺寸和液压马达排量，计

32、算出各个液压执行元件的实际工作压力。并且根据最后所确定的执行件的运动速度或旋转速度，计算出各执行件所需的流量。1） 缸的实际压力的计算 由公式（24）： （24）式中 液压缸无杆腔的面积；液压缸有杆腔的面积；则有计算得各执行件的实际工作压力见表2-6。表2-1 各执行件的实际工作压力执行件名称载荷工作压力计算公式升降液压缸502振动液压缸209.72）缸的实际流量的计算 根据公式（25）： （25）进行计算式中 液压缸的运行速度，表2-2 管内允许流速执行元件名称运动速度结构参数流量计算公式升降液压缸1.23L/MIN其他液压缸运动速度不详暂不计算2.5 制定系统方案和拟定液压系统图2.5.1

33、 制定系统方案1） 执行机构的确定 各执行件均作直线运动。 各直线运动机构均采用单活塞杆双作用液压缸直接驱动从给定的设计参数可知，当升降液压缸升起时压力最大为9.7Mpa。2）升降液压缸回路 升降液压缸要求其实现精确的定位。其运动方向由电磁换向阀直接控制。升降液压缸主要受重力负载，图2-43 竖直升降液压缸回路3）振动液压缸回路 。图2-4振动液压缸回路4）加紧液压缸回路 图2-5 制动液压缸回路2.5.2液压系统原理图拟定液压系统图液压执行元件以及各基本回路确定后，把他们有机的组合在一起。去掉重复多余的元件，再加上其他一些辅助元件便构成了液压系统图。图2-6 液压系统原理图2.6 液压泵、电

34、机的选择2.6.1液压泵的选择1） 泵的选择 液压泵工作压力的确定,根据公式（26） （26）进行计算 其中 是液压执行元件最高工作压力Mpa，此处=9.7Mpa。 是泵到执行元件间管路损失压力，根据泵到执行元件间虽经历的元件复杂度确定。初算时按经验数据选取：管路简单、流速不大，取=（0.20.5）Mpa；管路复杂，进口油调速阀取=（0.51.5）Mpa 。本回路较复杂，属第二种情况，所以取=0.5Mpa。则有： 根据以上求得的值，按系统中定的液压泵的形式，从产品样本中选取引进威格式技术的G5-30齿轮泵。其额定压力10Mpa最高转速2000r/min。GM5系列高压齿轮马达引进美国威格士(V

35、KS)技术，为三片式机构，主要由前盖，中间体，后盖及齿轮组成。前后盖内各压装两个DU轴承。后盖内装有压力板，可进行轴向压力补偿和径向压力平衡，大大提高了齿轮马达的性能指标。2.6.2 电机功率的确定、电机的选择1）电机的选择 此时工作压力为9.7，最大流量为0.L/s，取泵的效率。泵的总驱动功率按式（28）进行计算： （28）其中 泵的输入功率（KW）泵的输出功率（KW）,且 ，分别是泵的实际压力和实际流量，这里、。则有：由此选择Y160M1-2-B5马达，其额定功率为11.0KW。2.7 液压阀的选择2.7.1 液压元件概述本主机要求具有隔爆特性，所以在阀的选取以及阀的配置上应予以充分考虑。

36、本设计有两种方案：一种是隔爆性能好的与主机一起放置的液压方案，此类产品主要是以意大利ATOS产品为主；另一种是采用非隔爆的液压元件，此类产品主要以北京华德生产的引进力士乐技术产品为主。很显然，采用隔爆性能优越与主机共同配置的方案可减少液压源与执行件件的管路配置长度，减少油路压力以及流量的损失，利于效率的提高。但是采用昂贵的ATOS产品，却必然要增加成本，有悖于本设计的初衷。而采用第二种设计方案，则是需要把液压阀等控制元件与主机隔离开来，这样将势必造成管路长的的增加，管路压力损失严重，流量泄漏量增加不可避免，但是由于采用了性价比较好的国内产品，利于产品成本的降低，也利于产品零件的更换。而且这种隔

37、离式配置，可将液压元件以及液压动力源集成为液压泵站的形式，利于制造加工、拆装元件。综合以上考虑，本设计拟采用第二种方案，即主机与液压泵站分离配置，主要以国内产品为主。2.7.2 选择比例阀的依据选择液压阀主要根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统不同回路有不同的流量和压力，具体的由比例溢流阀、变频调速电机进行调节。 比例阀的选择较为复杂，选用时除了正确选择其稳态和动态指标外，还应以具体的阀的功能分别选择，具体选择可参考各类阀的特点并结合制造商的产品型录或样本进行，并注意以下事项1。1）种类的选择 对于压力需要远程连续遥控、连续升降、多级调节或按某种规律调节的控制系统，选择电液比例压力阀（比例溢

38、流阀或比例减压阀）；对于系统执行速度需要进行遥控或在工作过程中速度按某种规律不断变换或调节的系统，应选用电液比例流量阀（比例节流阀或比例调速阀）；对于执行器方向和速度需要符合控制的系统，应选用电液比例方向阀，但应注意进出口同时节流的特点。2）压力等级的选择 对于电液比例压力阀，其压力等级的改变是靠先导级的座孔直径的改变来实现的。所选择的比例压力阀的压力等级不小于系统的最大工作压力，最好在11.2倍之间，以便得到较好的分辨率；比例压力阀的最小设定压力与通过溢流阀的流量有关，先导式比例溢流阀的最小设定压力一般为0.60.7Mpa。对于电液比例流量阀和电液比例方向阀，所选择的压力等级应不小于系统的最

39、大工作压力，以免过高的压力导致密封失效或损坏及增大泄漏量。3）流量及通径的选择 对于比例压力阀，为了获得较为平直的流量-压力曲线及较小的最低设定压力，额定流量为系统的最大流量的1.22倍，并据此查出对应的通径规格。对于比例量阀，由于通过的流量与阀的压降和通径有关，因此选择时应同时考虑这两个因素。一般以阀压降为1Mpa所对应得流量曲线作为选择依据，即要求阀降1Mpa下的额定流量为系统最大流量的11.2倍，这样可获得较小的阀压降，以减小能量损失；同时使控制信号范围尽量接近100%，以提高分辨率。对于比例方向阀，其通过的流量与法的压降密切相关，且比例方向阀有两个节流口。一般将两个节流口的压降之和作为

40、阀的总压降。总的原则是在计算出阀压降的条件下，尽量扩大控制电信号的输入范围。4）结构、精度的选择 阀内含反馈闭环的电液比例阀，其稳态特性和动态品质都叫不含内反馈的阀为好。因此尽量选择寒内反馈的阀。电液比例阀的非线性度、滞环、分辨率及重复精度等静态指标直接影响控制精度，按系统精度选择较高精度的阀。5）动态指标的选择 电液比例阀的动态指标选择与系统得动态性能有关。对于比例压力阀，如果用于一般调压系统，可以不考虑此项指标，但用于要求较高的压力控制系统，则应选较短的响应时间。对于比例流量阀，如果用于速度跟踪控制等性能要求较高的系统，则必须考虑阀的阶越响应时间或频率响应时间。对于比例方向阀，只有用于闭环

41、控制，或用于驱动快速往复运动部件时，或快速启动和直动的场合才需要认真考虑比例方向阀的动态特性。6）注意事项在选择比例节流阀和比例方向阀时，一定要使系统工况点落在电液比例节流阀或比例方向阀的功率域内。比例阀对油液的污染度要求较为敏感，且因为油液污染造成故障的事例不在少数，因此要考虑阀的抗污染能力6。2.7.3 液压阀选择清单综合以上叙述，进行阀的选型，最后确定的具体规格型号见表2-3。表2-3 元件型号清单序号元件名称数量额定流量、压力实际压力实际流量型号、规格生产厂家1高速旋转换向阀260、31.59.72.6HSRV-100北京华德2二位四通换向阀160、31.59.72.64EW10C20

42、B/AW220RN北京华德3二位四通换向阀260、31.59.733.244EW10JA20B/AW220RN北京华德4叠加式液控单向阀260、31.59.72.6Z2S62-40北京华德5背压阀110、219.72.6DB10-3-30/10北京华德6三位四通电磁换向阀260、31.52WE6J50/AW220RN北京华德7比例溢流阀39.7154.2DBE10-30B/100Y北京华德8液控单向阀360、31.59.733.24SV20PA130北京华德2.8油管内径的计算本系统管路较为复杂，取其主要几条，（其余略），按式（29）进行计算， （29）式中 通过管道内的流量 管内允许流速，见

43、表2-4。计算出内径d后，按标准系列选取相应得管子12。表2-4 管内允许流速管 道推荐流速液压泵吸油管道0.51.5，一般取1以下液压系统压油管道36，压力高，管道短，粘度小取大值液压系统回油管道1.52.6表2-5 管路通径管路名称通过流量允许流速管路内径/m实际取值/大泵吸油管2.20.850.06240大泵回油管2.22.60.03540升降液压缸压油管0.10550.00476升降液压缸回油管0.1052.60.007282.9 油箱容量的确定初始设计时，先按经验公式（210）计算。 （210）式中 液压泵每分钟排出压力油的容积， =0.16 经验系数，这里取=3.3。则有：第三章

44、液压装置总体布局的设计3.1 液压传动系统装置的结构分类及各自特点液压传动系统的结构设计（泛指液压系统中需自行设计的那些零部件的结构设计的统称），目的在于选择确定元件、辅件的连接装配方案、具体结构，设计和绘制液压系统产品工作样图，并编制技术文件，为制造、组装和调试液压系统提供依据。液压装置按其总体配置分为分散配制型和集中配制型，其中集中配制型即为通常所说的液压泵站。具体分类见图3-1。液压站按控制装置位置和液压站功能分动力型复合型整体式分离式阀站式机身式执行器搭载式安液压站规模分单机型机组型中央型按通用化程度分通用型专用型图3-1 液压传动系统装置的结构分类 具体各种结构特点如下所述:1）分散配制型液压装置的特点分散配制型液压装置优点是节省安装空间和占地面积；缺点是元件布置零乱，安装维护较复杂，动力源的振动、发热还会对机床类主机的精度产生不利影响。此外，对于本机构来说，主机要求必须防爆，因此如果采用这种配置液压元件就必须经过特殊的选择，这样势必将增加产品成本，降低了液压系统元器件的选择灵活度，有悖于最初的设计目的。所以，此种结构不适合本设计的要求。2）集中配制型液压装置的特点集中配制型液压装置（液压站）通常是将系统的执行器安放在主机上，而将液压泵及其驱动电机、辅助元件等独立安装在主机之外，即液压站。液压