1、優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！目錄1. 前言22. 液壓系統(tǒng)的計算與選型53. 輔助元件的計算與選取224. 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算345. 液壓站的設(shè)計39結(jié)束語46參考文獻(xiàn)47優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！1. 前言BJ-201加熱爐是一種靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進(jìn)、下降、后退的動作把料坯一步一步地移送前進(jìn)的連續(xù)加熱爐。廣泛應(yīng)用遍及石油、化工、冶金、機(jī)械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業(yè)領(lǐng)域。本次設(shè)計任務(wù)是設(shè)計步進(jìn)梁加熱爐的液壓系統(tǒng)，采用普通液壓閥，由于在以一個運(yùn)動周期中，要求能適應(yīng)不同的負(fù)載變化和鋼坯運(yùn)動速度，要通過控制系統(tǒng)的流量來滿足這些要求。為

2、了防止步進(jìn)梁前移時產(chǎn)生的慣性，本系統(tǒng)采用了緩沖閥組成壓力補(bǔ)償回路，起到了緩沖作用。為了保證步進(jìn)梁下降時平穩(wěn)下降，在回路上采用了平衡閥，保證了其平穩(wěn)下降。為了實(shí)現(xiàn)鋼坯在出現(xiàn)故障的時候能夠在任意位臵停止，系統(tǒng)加入了液壓鎖緊裝臵，以免出現(xiàn)系統(tǒng)失控。關(guān)鍵字： BJ-201加熱爐； 普通液壓閥； 鎖緊優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！AbstractWalkingbeamtypefurnaceusethebeamat thebottomof thefurnace ofthecoolsteelbeamto rise，to goahead，to comedown，to goback.It is widel

3、y used in the petro，lcehuemmica，l metalllurg，ymachiner，y heat treatme，ntsurface treatme，nbtuilding materia，leslectroni，c material，s light indust，rychemica，l pharmaceutical and other industries.Thedesignin mainlyto designthehydraulicproportioninsgystem forthewalkingbeamtypefurnace.,Itnhisdesign,thneo

4、rmalhydraulic valvewillbe used.Aswe knowthespeedof thebeamwillchangeat the reasonof thechangeof theloadin a circle,sowe mustchangetheflow ofhydraulicactuatingcylinder.Ionrdertoavoidtheinertiagenerated whenthewalkingbeamgoesahead，the bufferingvalveis beenused.In orderto ensurean steadydeclinewhenthew

5、alkingbeamgoesdown.,the balance valve is been used to ensure its steady decline.As the sa time,weuse lockingacuipemento fastingthe beamat anylocationincase of malfunction.Key word:Walking beam type furnacTeh;e normal hydraulic valve; Locking acuipement優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！1.2 設(shè)計任務(wù)本次任務(wù)是設(shè)計BJ-201 加熱爐液壓系統(tǒng)，

6、具體細(xì)節(jié)如下。1.2.1 設(shè)計題目步進(jìn)梁式板坯加熱爐液壓系統(tǒng)設(shè)計1.2.2 主要技術(shù)參數(shù)及要求1. 加熱爐橫移部件重量 10T，升降部件重量 10T，坯料重量20T；2. 步進(jìn)梁垂直位移 400mm，水平位移 1000mm；3. 液壓系統(tǒng)最高工作壓力不超過24MPa；最大工作周期為80s，最小工作周期為 20s.1.3 設(shè)計方案此次設(shè)計主要是設(shè)計一個BJ-201 加熱爐液壓系統(tǒng)設(shè)計。要求這個液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動化，能進(jìn)行過載保護(hù)，工作平穩(wěn)，能夠在一定范圍內(nèi)進(jìn)行無級調(diào)速，在步進(jìn)梁式加熱爐里，鋼坯移動是通過固定梁和載有鋼坯的移動梁進(jìn)行的。步進(jìn)梁的一個工作周期分為水平，前進(jìn)，下降，后退四個動作。在步進(jìn)

7、梁的水平運(yùn)動和升降運(yùn)動中，運(yùn)動過程都是先加速運(yùn)動，后做勻速運(yùn)動，最后做減速運(yùn)動，速度減為 0，然后切換到下一個運(yùn)動循環(huán)過程。在步進(jìn)梁的運(yùn)動中，我們始終要保證其平穩(wěn)運(yùn)動，既要控制進(jìn)入或流出液壓缸的流量。為了滿足上列工作要求，采用如下方案。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！1） 壓力的選定要根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求并考慮壓力損失，初步選定液壓系統(tǒng)的工作壓力不能超過 24MPa，由于系統(tǒng)工作壓力應(yīng)比最高工作壓力低 10-20 ,故系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力為 20MPa。采用兩個升降液壓缸來完成步進(jìn)梁的垂直運(yùn)動，采用單向節(jié)流閥進(jìn)行 回油調(diào)速，從而保證升降液壓缸的速度平穩(wěn)，同時采用了平衡閥， 保證液壓缸在下降時平

8、穩(wěn)下落。2） 平移機(jī)構(gòu)的水平運(yùn)動用一個水平液壓缸來實(shí)現(xiàn)，采用了普通差裝閥組成壓力補(bǔ)償回路，有效防止了步進(jìn)梁前移時產(chǎn)生的慣性沖級，起到了緩沖作用。3) 在快速運(yùn)動的液壓機(jī)械或系統(tǒng)需要大流量時為節(jié)省能源， 通常采用多泵供油或?qū)⑿钅芷髯鳛檩o動力源供油。為解決大流量的供油問題，本系統(tǒng)設(shè)計了用三位無通換向閥組成的差動回路， 成功的滿足了步進(jìn)梁下降所需的大流量。4) 以上液壓缸的動作實(shí)現(xiàn)都要用一供一備的變量液壓泵來提供壓力油。2. 液壓系統(tǒng)的計算與選型2.1 系統(tǒng)工作壓力的確定優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！壓力的選定要根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求并考慮壓力損失，初步選定液壓系統(tǒng)的工作壓力不能超過24MPa，由

9、于系統(tǒng)工作壓力應(yīng)比最高工作壓力低10-20 故,系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力為20MPa。2.2 執(zhí)行元件的計算與選型升降液壓缸分為上升和下降兩個動作，采用兩個升降液壓缸完成，水平液壓缸分為前進(jìn)和后退兩個動作，采用一個水平液壓缸完成。要完成液壓缸的選取，先要計算其負(fù)載。2.2.1 升降液壓缸由上圖可知：p圖 2.1液壓缸受力圖p´ D2 ´ P41= F +´(D2 - d 2 ) ´ P + F42fc（2.1）優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！由（2.1）式可得：4FphPìï1 cm ïîí1-P 

10、3;P êë2 ê1- çæ d ö2 ùüï÷ úý1è D ø úûïþD =（2.2）1式中 P液壓缸工作壓力，初算時可取系統(tǒng)工作壓力2P液壓缸回油腔背壓力，初算時無法準(zhǔn)確確定，根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊表 2-2，取P2 為 2MPa。d/D活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊表 2-3，取d/D=0.7.F工作循環(huán)中最大的外負(fù)載。F fc液壓缸密封處摩擦力，它的準(zhǔn)確值不易求得，常用液壓缸的機(jī)械

11、效率hcm進(jìn)行估算F + F=fcFhcm（2.3）式中cmcmh液壓缸的機(jī)械效率，一般h=0.90.97，這里取cmh=0.95。外負(fù)載 F=30×103×9.8=294000N優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！由于由兩個液壓缸同時作用，所以單個液壓缸的負(fù)載為外負(fù)載的一半。所以F=147000N代入（2.2）式得3.14´14´106 ´ 0.95 é1- 2 (1- 0.72 )ù4 ´147000êë14úûD = 123.2mmd=0.7D=86.24mm根據(jù)機(jī)械設(shè)

12、計簡明手冊表 2-4，D 圓整到 160mm，d 圓整到 110mm。由于升降缸的垂直位移是 400mm，查機(jī)械設(shè)計手冊，采用升降缸的型號為ZQ-160/110X6302.2.2 水平液壓缸其中外負(fù)載F=30×103×9.8×0.1=29400N 取P1=14MPa,P2=2Mpa,cm=0.95,d/D=0.7代入（2.2）式得優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！4 ´ 294003.14 ´14 ´106 ´ 0.95 é1- 2 (1- 0.72 )ùêë14ú

13、1;D = 55.0mmd=0.7D=38.5mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計簡明手冊表 2-4，D 圓整到 80mm，d 圓整到 56mm由于水平缸的水平位移為 1000mm，查機(jī)械設(shè)計手冊，采用水平缸的型號為ZQ-80/56X12002.3 執(zhí)行元件速度的計算由于設(shè)計任務(wù)要求的工作循環(huán)周期在 20 到 80s 之間，并且由于每個工況的運(yùn)動速度不同，先將任務(wù)分配與如下圖 2.2系統(tǒng)工況圖步進(jìn)梁在每個運(yùn)動階段的運(yùn)動過程中，都是先加速后勻速最 后減速，由于加速和減速的過程中所有時間極短，可以忽略不計，優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！故按期平均速度計算。上升速度V上下降速度V下前進(jìn)速度V=400mm/10s=

14、40mm/s=400mm/5s=80mm/s=1000mm/10s=100mm/s前后退速度V后=1000mm/5s=200mm/s運(yùn)動周期T=10s+5s+20s+10s=45s2.4 執(zhí)行元件流量的計算2.4.1 升降液壓缸基本參數(shù) D=160mm，d=110mm， V上=40mm/s， V下=80mm/s上升時進(jìn)入升降缸的流量：ppQ=´ D2 ´ V=´（160mm）2 ´ 40mm/s=48.23L/min升4上4下降時進(jìn)入升降缸的流量：()Q= p ´ D2 -d2´ V= p ´ é(160mm )2

15、 - (110mm )2 ù ´ 80mm/s=50.83L/min降4下4ëû2.4.2 水平液壓缸基本參數(shù) D=80mm，d=56mm， V=100mm/s， V=200mm/s前后前進(jìn)時進(jìn)入水平缸的流量：ppQ=´ D2 ´ V=´ (80mm )2 ´100mm/s=30.14L/min前4前4優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！后退時進(jìn)入水平缸的流量：()Q= p ´ D2 -d2´ V= p ´ é(110mm )2 - (80mm )2 ù ´

16、; 200mm / s=53.69L/min后4后4ëû由于升降缸是由兩個缸同時作用，故其流量是兩個液壓缸流量之和。2.5 繪制液壓系統(tǒng)工況圖2.5.1 流量循環(huán)圖圖 2.3系統(tǒng)流量循環(huán)圖優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！2.5.2 壓力循環(huán)圖升降缸實(shí)際工作壓力計算:基本參數(shù)D=160mm，d=110mm， P=2Mpa, F=147000N,2=0.95,cm由公式 （2.1） 和（2.3）可得：當(dāng)步進(jìn)梁上升時升降液壓缸實(shí)際工作壓力P=8.79Mpa；1當(dāng)步進(jìn)梁下降時液壓缸通過重力自己下降，由蓄能器提供油液， 故其工作壓力為 0.水平缸的實(shí)際工作壓力計算:基本參數(shù)D=8

17、0mm，d=56mm，P=2Mpa，F(xiàn)=29400N，2=0.95cm由公式 （2.1）和（2.3）可得當(dāng)步進(jìn)梁前進(jìn)時水平液壓缸實(shí)際工作壓力P=7.08MPa；1由公式p´ (D2 -d2 )´ P =F+ p´ D2 ´ P +F和（2.3）可得4142fc當(dāng)步進(jìn)梁后退時水平液壓缸實(shí)際工作壓力P 系統(tǒng)的壓力循環(huán)圖如下：=15.99MPa；1優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！圖 2.4系統(tǒng)壓力循環(huán)圖2.5.3 功率循環(huán)圖由于功率N=PQ（2.4）所以步進(jìn)梁上升時所需的功率 N=8.79Mpa×2× 48.23L/min=14.14K

18、w；步進(jìn)梁下降時所需的功率 N=0；步進(jìn)梁前進(jìn)時所需的功率 N=7.08Mpa×30.14L/min=3.56Kw； 步進(jìn)梁后退時所需的功率 N=15.99Mpa×53.69L/min=14.31Kw 所以功率循環(huán)圖如下：優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！圖 2.5系統(tǒng)功率循環(huán)圖2.6 液壓元件的選擇和專用件設(shè)計2.6.1 液壓泵的選擇確定液壓泵的最大工作壓力PPP³ P +åDPP1（2.5）式中 P1液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力；p從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失。p 的準(zhǔn)確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進(jìn)行，初算時可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)

19、據(jù)選取；管路簡單，流速不大的，取p=（0.20.5）Mpa；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取p=（0.51.5）Mpa，這里取 1.2Mpa。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！由于上述計算的最大壓力P1=15.99Mpa，所以Pp17.19Mpa。確定液壓泵的流量QP多液壓缸或液壓馬達(dá)同時工作時，液壓泵的輸出流量應(yīng)為K（）QQPmax（2.6）式中 K-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 K=1.11.3，這里取 1.2；Qmax同時動作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，可從（Q-t）圖上查得。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取 0.5×10-4m3/s。根據(jù)上述計算

20、， Q=101.66L/min，Q1.2×（101.66+0.05maxP×60）=125.59L/min。根據(jù)以上求得的 pP和 Q 值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，P從產(chǎn)品樣本或手冊中選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 2560。參照力士樂柱塞泵樣本，選取力士樂 a4vso71 系列柱塞泵，其性能參數(shù)如下所示排量：71ml/r，最高轉(zhuǎn)速：2200r/min，最大流量：2200r/min 時 156L/min，1500r/min 時 107L/min；最大功率：2200r/min 時 91Kw，1500r/min 時 62

21、Kw；容積效率：0.9， 額定壓力：35MPa。確定液壓泵的驅(qū)動功率由于在工作循環(huán)中，液壓泵的壓力和流量比較大，即（Q-t），優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！（P-t）曲線起伏較大，所以必須分別計算出各個動作階段內(nèi)所需功率，驅(qū)動功率取其平均功率N 2 t +N 2 t +.+N11t +t +.+t12222 tnnnN=per（2.7）式中t ，t1t2-一個循環(huán)內(nèi)每一動作階段內(nèi)所需要的n時間（s）；N ，N N一個循環(huán)內(nèi)每一動作階段內(nèi)所需要的功12n率（W）。其中N =14.14KW,N=3.56KW,N =0,N =14.31KW。t=10s,1t =10s,t =5s,t2341=

22、5s234代入上式得N =10.24KW。per查閱機(jī)械設(shè)計手冊第四卷表17-1-29，選取電動機(jī)型號為Y4-160M2-2.其參數(shù)為：額定功率 P效率=0.89。2.6.2 液壓閥的選擇=15KW，轉(zhuǎn)速 n=2930r/min，額選擇閥根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件，溢流閥按液壓泵的最大流量選取；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最低穩(wěn)定速度的要求。控制閥地 流量一般要選的比實(shí)際通過的流量大一些，必要時也允許有 20的以內(nèi)的短時間過流量。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！升降液壓缸:上升時的流量為 96.46L/min，下降時的流量為

23、101.66L/min； 電 磁 換 向 閥 ： 查 閱 力 士 樂 液 壓 樣 本 ， 選 取4WEH16J7XO/6EG24K4 力士樂系列三位四通電磁換向閥，1 個。單向節(jié)流閥：查閱力士樂液壓樣本，選取 Z2FS16-3X/SV力士樂系列單向節(jié)流閥，2 個。液壓鎖：查閱力士樂液壓樣本，選取 Z2S16-2-5X/V 力士樂系列液壓。平衡閥：查閱機(jī)械設(shè)計手冊，選取 FD16PA10 平衡閥.水平液壓缸:水平液壓缸前進(jìn)時的流量為 30.14L/min，水平液壓缸后退時的流量為 53.69L/min.。電磁換向閥：查閱力士樂液壓樣本，選取 5-WE10J3X/CG24K4/V 力士樂系列三位四

24、通電磁換向閥，1 個。單向節(jié)流閥：查閱力士樂液壓樣本，選取Z2FS10-5-3X/V 力士樂系列單向節(jié)流閥，2 個。液壓鎖：查閱力士樂液壓樣本，選取 Z2S10-1-3X/V 力士樂系液壓鎖液控式單向閥。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！其它閥的選擇:電磁溢流閥：查閱力士樂液壓樣本，選取 DBW10A12-50 電磁溢流閥。單向閥：查閱機(jī)械設(shè)計手冊，選取 S30A3O 單向閥。截止閥：查閱機(jī)械設(shè)計手冊，選取 YJZQ-H10N 截止閥。2.6.3 蓄能器的選擇蓄能用的蓄能器包括“做輔助動力源”，“補(bǔ)償泄漏保持恒壓”， “做應(yīng)急動力源”，“改善頻率特性”和做液壓空氣彈簧等。由于本系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)

25、，故選用皮囊式蓄能器。蓄能器總?cè)莘e的計算：蓄能器的總?cè)莘e V，即充氣容積（對0活塞式蓄能器而言，是指氣腔容積與液腔容積之和）。根據(jù)玻爾定律：P V n =PV n =P V n =C（2.8）001122蓄能器工作在絕熱過程（t<1min）時，n=1.4，其總?cè)莘e：V =èø0éæ 1 ö0.715æ 1 ö0.715 ù 0.715 êç÷ç÷ú(2.9)êëè øúûP充氣壓力，MPa0

26、優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！P最低工作壓力，MPa1P最高工作壓力，MPa2以上壓力均為絕對壓力，相應(yīng)的氣體容積分別為V ，V ，01n-指數(shù)，絕熱過程n=1.4（對氮?dú)夂涂諝猓琕有效工作容積，L。w（1） 計算P1作為輔助動力源來說，蓄能器的最高工作壓力為（2.10）P =（P11）max+(p)max（P ）max最遠(yuǎn)液壓機(jī)構(gòu)的最大工作壓力，MPa1( p)max-蓄能器到最遠(yuǎn)液壓機(jī)構(gòu)的壓力損失之和，MPa由系統(tǒng)圖和計算可得，（P×3=1.5MPa。）max=15.99MPa. ( p)1=0.5MPamax所以P=（P1）max+( p)1=15.99MPa+1.5M

27、Pa=17.49MPa。max（2） 計算P2作為輔助動力源的蓄能器，為使其在輸出有效工作容積過程中液壓機(jī)構(gòu)的壓力相對穩(wěn)定些，一般推薦P =（0.60.85）P這里取P（1） 計算P12=25MPa。20在保護(hù)膠囊，延長其使用壽命的條件下：優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！（2.10）P =（0.80.85）P01這里取P =0.8P=0.8×17.49MPa=13.99MPa01（2） 計算VW對于作為輔助動力源的蓄能器，可按下式粗算：V=ånVK-åQ tp（2.11）Wi=1i60åni=1V最大耗油量處，各執(zhí)行元件耗油量總和，LiA液壓缸工作腔

28、有效面積，m2il液壓缸的行程，miK-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K-=1.2åQ泵站總供油量，L/minpt泵的工作時間，sVi其中 ån-應(yīng)急操作時，各執(zhí)行元件耗油量，LV =101.66L/min´ 5s=8.47Lii=1Qt=96.46L/min× 10s+30.14L/min× 20s+101.66L/min×p5s+53.69L/min×10s=44.12L將以上參數(shù)帶入公式（2.11），得：V=9.43LW將以上求得參數(shù)代入公式（2.9）得V=49.71L0優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！查力士樂樣本，選取 N

29、XQ1-63/20-L-H 型蓄能器，其公稱容積為 63L，其公稱壓力為 20MPa。查力士樂樣本，選取安全閥組 ABZSS30M30/330B/S307G24K43. 輔助元件的計算與選取3.1 油箱的選擇油箱在系統(tǒng)中的功能，主要是儲油和散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污染的作用。根據(jù)系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積，形式和附件， 以使油箱充分發(fā)揮作用。油箱有開式和閉式兩種。開式油箱應(yīng)用廣泛，箱內(nèi)液面與大氣相通，為防止油液被大氣污染，在油箱頂部設(shè)臵空氣濾清器， 并兼作注油口用。閉式油箱一般指箱內(nèi)液面不直接與大氣相通， 而將通氣孔與具有一定壓力的惰性氣體相接，充氣壓力可達(dá)到0.05MPa。

30、油箱的形狀一般采用矩形，而容量大于 2m3的油箱采用圓筒形結(jié)構(gòu)比較合理，設(shè)備重量輕，油箱內(nèi)部壓力可達(dá) 0.05MPa。油箱必須有足夠大的容量，以保證系統(tǒng)工作時能夠保證一定的液面高度， 為滿足散熱要求，需要設(shè)臵冷卻裝臵。油箱的回油口一般都設(shè)臵系統(tǒng)所需要求的過濾精度的回油過濾器，以保持返回油箱具有允許的污染登記，油箱的排油口為了優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！防止意外落入油箱中的污染物，要裝吸油網(wǎng)式濾油器。油箱中需設(shè)臵隔板將吸回油管隔開，使液流循環(huán)，油流中的氣泡與雜質(zhì)分離與沉淀。油箱的排油口與回油口之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些，管口都應(yīng)插入最低油面之下，以免發(fā)生吸空和回油沖濺產(chǎn)生氣泡。管口制成 45

31、 度的斜角，以增大吸油及出油的截面。油箱有效容量一般為泵每分鐘流量的37 倍。對于行走機(jī)械， 冷卻效果比較好的設(shè)備，油箱的容量可選擇小些；對于固定設(shè)備， 空間，面積不受限制的設(shè)備，則應(yīng)采用較大的容量，如冶金機(jī)械 液壓系統(tǒng)的油箱容量通常取每分鐘流量的 710 倍，鍛壓機(jī)械的油箱容量通常取為每分鐘流量的 612 倍。本系統(tǒng)為冶金機(jī)械的設(shè)計，故V=（710）Q，其中V 為油箱P容積，QP為泵的最大流量，由泵的技術(shù)參數(shù)可知，2200r/min 時 最大流量為 156L/min，取 V=10 Q，所以 V=156L/min×10=1560L/min,P故可取油箱容量為 1600L，所以采用矩形

32、閉式油箱。3.2 濾油器的選擇濾油器是液壓系統(tǒng)中的重要元件。他可以清除液壓油中的污染物，保持油液清潔度，確保液壓元件工作的可靠性。濾油器按其過濾精度的不同，有粗過濾器，普通過濾器，精 密過濾器和特精過濾器四種。在選用濾油器時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。（1） 有足夠的過濾精度，過濾精度是指通過濾芯的最大堅硬顆優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！粒的大小，以其直徑d 的公稱尺寸表示。其顆粒越小，精度越高。不同的液壓系統(tǒng)有不同的過濾精度要求。應(yīng)該指出，近年來，有 一種推廣使用高精度濾油器的觀點(diǎn)，實(shí)踐證明，采用高精度濾油 器，液壓泵，液壓馬達(dá)的壽命可延長 410 倍，可基本消除閥的污染，卡緊和堵塞故障，并可延

33、長液壓油和濾油器本身的壽命。（2） 有足夠的通油能力，通油過濾能力是指在一定壓降和過濾精度下允許通過濾油器的最大流量，不同類型的濾油器可通過的流量值有一定的限制，需要時可查閱有關(guān)樣本和手冊。濾芯便于清洗和更換。根據(jù)濾油器在液壓系統(tǒng)中所處的位臵不同，濾油器的種類也多種多樣。網(wǎng)式濾油器：裝在液壓泵吸油管路上，用以保護(hù)液壓泵。它具有結(jié)構(gòu)簡單，通油能力大，阻力小，易清洗等特點(diǎn)。線隙式濾油器：一般用于中，低壓系統(tǒng)，這種濾油器阻力小， 通流能力大，但不宜清洗。紙質(zhì)濾油器：比一般其它類型濾油器過濾精度高，可濾除油 液中的微細(xì)雜質(zhì)。這種濾油器有用于高壓管路的和低壓管路上的 兩種。可安裝壓差發(fā)訊裝臵。用于要求過

34、濾質(zhì)量高的液壓系統(tǒng)中。燒結(jié)式濾油器：是由燒結(jié)青銅濾芯作為過濾元件，加上鋼質(zhì) 殼體而成的。這種濾油器耐高壓，高溫，有時顆粒脫落影響精度， 堵塞后不易清洗。用于要求過濾質(zhì)量高的液壓系統(tǒng)中。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！片式濾油器：用于一般過濾，油流速度比超過 0.51m/s。磁性濾油器：用于吸附鐵屑與其他濾油器合用。查閱液壓設(shè)計手冊(電子版)，回油路上的過濾器選用 SRFA-160 × 10FC 回油過濾器， 過濾精度為 10 um ， 系統(tǒng)流量為147.18L/min，濾油器通油能力為 160L/min，滿足系統(tǒng)要求。3.3 冷卻器的選擇液壓系統(tǒng)工作時，因液壓泵，液壓馬達(dá)，液壓缸

35、的容積損失和機(jī)械損失，或控制元件及管路的壓力損失和機(jī)械損失，或控制元件及管路的壓力損失和液體摩擦損失等消耗的能量，幾乎全部轉(zhuǎn)換成熱量，這些熱量使油液和元件的溫度升高，如果油液溫度過高，將嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的正常工作，因此，我們必須采取強(qiáng)制冷卻的方法，通過冷卻器來控制油液的溫度，使之適合系統(tǒng)工作的要求。對冷卻器的基本要求：（1）有足夠的散熱面積。（2）散熱效率高。(3)油液通過時壓力損失小。（4）結(jié)構(gòu)力求緊湊，堅固，體積小，重量輕。冷卻器的選擇依據(jù)：（1）系統(tǒng)的技術(shù)要求。（2）系統(tǒng)的環(huán)境。（3） 安裝條件。（4）經(jīng)濟(jì)性。（5）可靠性及壽命要求。冷卻器的計算（1）散熱面積的計算冷卻器的計算主要根據(jù)熱

36、交換量確定散熱面積和冷卻水量優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！根據(jù)熱平衡方程式：（2.12）式中H=P -P =PH =H-H21（1- ）（2.13）PcPpcmåp q式中h= å1 1（2.14）Cp qpp液壓系統(tǒng)在一個動作循環(huán)內(nèi)的平均發(fā)熱量åH tH=i iT（2.15）當(dāng)液壓系統(tǒng)處于長期連續(xù)工作狀態(tài)時，為了不使系統(tǒng)溫升增加，必須使系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量全部散發(fā)出去，即H =H2若H 0，則不設(shè)冷卻器2冷卻器的散熱面積：HtA= kD2m(2.16)（t +t ）（t+t ）式中Dt=1m22-11222（2.17）優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！H系統(tǒng)的

37、發(fā)熱功率，WP油泵的總輸入功率，WP油泵的效率p -液壓執(zhí)行元件的效率，對液壓缸一般按 0.95 計算m液壓回路效率cp q1p qp-各液壓執(zhí)行元件工作壓力和輸入流量乘積總和1-各油泵供油壓力和輸出流量乘積總和pT循環(huán)周期，sH油箱散熱功率，W1H冷卻器的散熱功率，W2t 油和水之間的平均溫差，Kmt液壓油進(jìn)口溫度，K1t液壓油出口溫度，K2t冷卻水進(jìn)口溫度，K11t冷卻水出口溫度，K22k冷卻器的傳熱系數(shù)，初步計算可按下列值選取：蛇形管式水冷k=110175W/（m2.K） 多管式水冷k=116 W/（m2.K）平板式水冷k=465 W/（m2.K）根據(jù)推薦的 k 值按上式算出的冷卻器散熱

38、面積是選擇冷卻器的依據(jù)，考慮到冷卻器工作過程中由于污垢和鐵銹的存在，導(dǎo)致優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！實(shí)際散熱面積減少，因此在選擇冷卻器時，一般將計算出來的散熱面積增大 2030。已知 參數(shù)PP=15Kw, =0.9p=0.95, mc=0.9，T=45,求得系統(tǒng)的發(fā)熱量H= P=3.46Kw（1- Pp ）=15Kw×（1-0.9×0.95×0.9）cm同時由于在前面已經(jīng)初步計算求得油箱的有效容積為 1.6m3， 一般油面的高度為油箱高 h 的 0.8 倍，與油直接接觸的表面算全散熱表面，與油不直接接觸的表面算是半散熱面。按V=0.8abh 求得油箱的各邊

39、之積，abh=1.6/0.8=2m3，取油箱的長度a=2m，油箱的寬b=1m，高度 h=1m。油箱的散熱面積為：A=1.8h（a+b）+1.5ab=8.4m2油箱的散熱功率為：H=KAT1式中：K-油箱的散熱系數(shù)，查表取K=15W/（m2.oC）； T-油溫與環(huán)境溫度之差，取T=25 oC求得H=15×7.875×25=3.13Kw1所以H=H-H>0,要設(shè)臵冷卻器。21取冷卻器的冷卻系數(shù)多管式水冷k=116 W/（m2.K），取液壓油進(jìn)口溫度t=60 oC，液壓油出口溫度 t1=50 oC，冷卻水進(jìn)口溫度t2=2511oC，冷卻水出口溫度t=30 oC。22將上述參

40、數(shù)帶入公式（2.17），求得：t=27.5 oCm所以冷卻器的散熱面積為：A=H /kt2=0.16m2m優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！將計算出來的散熱面積增大 30，所以冷卻器實(shí)際的散熱面積為A=0.16m2×(1+30 )=0.21m2查閱液壓設(shè)計手冊（電子版），選取 2LQFW-A1.0F 管型冷卻器。3.4 加熱器的選擇在低溫環(huán)境工作，為保持合適的油溫，油箱須進(jìn)行加熱。可用蒸汽加熱或電加熱。加熱器的發(fā)熱能力，可按下式估算：H ³ Cg VDt / T式中C-油的比熱（礦物油），J/（kg.K），取 C=16752093J/（kg.K）-油的密度，kg/m3，取

41、=900 kg/m3 V油箱容積，m3油加熱后溫升，oCT加熱時間，s由上述計算可知，基本參數(shù) C=1800 J/（kg.K），=900 kg/m3，V=1500L取=30 oC，T=40min=2400s。將以上參數(shù)代入H C V /T，得H30.375Kw因?yàn)殡娂訜崞鞯墓β剩篘=H/，為熱效率，取 0.60.8， 這里取 0.7優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！所以電加熱器的功率N=30.375/0.7=43.39Kw查液壓設(shè)計手冊（電子版），選取 GYY4-220/8 型加熱器，其加熱功率為 8Kw。3.5 管道的選擇在液壓傳動中常用的管子有鋼管，銅管，橡膠軟管以及尼龍管等。鋼管能承受

42、較高的壓力，價廉；但彎制比較苦難，彎管半徑不能太小，多用在壓力較高，裝臵位臵比較方便的地方，一般采用無縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于 1.6MPa 時，也可用焊接鋼管。紫銅管能承受的壓力較低（ P 3.610MPa）,經(jīng)過加熱冷卻處理后，紫銅管軟化，裝配時可按需要進(jìn)行彎曲；但價貴且抗振能力較弱。尼龍管用在低壓系統(tǒng)，塑料管一般只做回油管用。膠管作聯(lián)接兩個相對運(yùn)動部件之間的管道。膠管分高，低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織踢為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管， 可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻繩或者棉線編織踢為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難， 成本高，因此非必要時不用。由于本次設(shè)計的液

43、壓系統(tǒng)屬于高壓系統(tǒng)，故考慮用鋼管。而對于聯(lián)接兩個相對運(yùn)動部件的管路則采用那個軟管聯(lián)接。軟管分高低壓兩種，壓力油路中采用以鋼絲編織或鋼絲纏繞為骨架的高優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！壓軟管，壓力較低的回油路或氣動回路中則采用以麻線或棉線編織體為骨架的橡膠軟管。3.5.1 管道內(nèi)徑計算(2.19)d=4.61QV式中Q通過管道內(nèi)的流量（L/min）V管內(nèi)允許流速（m/s），見下表表 3-1管道與流速的選擇管道推薦流速液壓泵吸油管道0.52，一般常取 1 以下液壓系統(tǒng)壓油管道2.56，壓力高，管道短，粘度小取最大值液壓系統(tǒng)回油管道1.53優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！短管道及局部收縮處51

44、0泄油管道01吸油管路:由于液壓泵的最大流量為156L/min，所以吸油管路的流量Q=156L/min，由于泵的出口是軟管連接，依據(jù)上表，取流速v=1m/s，代入公式（2.19）得d=57.5mm查液壓設(shè)計手冊（電子版），選取吸油管路公稱通徑為65mm，外徑為 73mm，壁厚為 3mm。壓力管路:（1） 泵聯(lián)接段流量 Q =156L/min×0.9=140.4L/min，根據(jù)上表，取流速v=5m/s,代入公式（2.19）得d=24.42mm查液壓設(shè)計手冊（電子版），選取吸油管路公稱通徑為32mm，外徑為 42mm，壁厚為 5mm。（2） 升降液壓缸回路流量 Q=101.66L/min

45、，根據(jù)上表，取流速v=4m/s，代入公式（2.19）得d=23.22mm查液壓設(shè)計手冊（電子版），選取吸油管路公稱通徑為32mm，外徑為 42mm，壁厚為 5mm。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！（3） 水平液壓缸回路流量Q=53.69L/min，根據(jù)上表，取流速v=4m/s，代入公式（2.19）得 d=16.88mm查液壓設(shè)計手冊（電子版），選取吸油管路公稱通徑為32mm，外徑為 42mm，壁厚為 5mm。吸油管路:由于系統(tǒng)的最大流量為156L/min，取 v=3m/s，代入公式（2.19）得d=33.24mm。查液壓設(shè)計手冊（電子版），選取吸油管路公稱通徑為32mm，外徑為 40mm，

46、壁厚為 5mm。4. 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算液壓系統(tǒng)初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式，液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對實(shí)際情況對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對一般液壓傳動系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切地計算液壓回路各段壓力損失，容積損失和系統(tǒng)效率， 壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計算發(fā)現(xiàn)問題，對某些不合理的設(shè)計要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。4.1 液壓系統(tǒng)壓力損失壓力損失包括管路的沿程損失P，管路的局部壓力損失P ，12閥類P，總的壓力損失3P=P+P1+P23優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！（2.20）（2.21）DP =1l lv2p 2d（2.22）DP =

47、V v2 r22式中 l 管道的長度（m）；d 管道內(nèi)徑（m）；v 液流平均速度（m/s）； 液壓油密度（kg/m3）；延程阻力系數(shù)；局部阻力系數(shù)。，的具體值可參考流體力學(xué)相關(guān)內(nèi)容。（2.23）P = DP3n(Q/Q )2n式中 Q閥的額定流量(m3/s);nQ 通過閥的實(shí)際流量（m3/s）；P 閥的額定壓力損失（Pa）（可從產(chǎn)品樣本中查到）n4.1.1 升降缸回路壓力損失延程壓力損失:由于升降回路選取的管路公稱通徑為 40mm，且通過升降管路的優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！最大流量為 101.66L/min，依據(jù)公式（ 2.19），求得其實(shí)際流速 V=1.35m/s。取管路的長度為4

48、0m，油液的運(yùn)動粘度為=46mm2/s。因?yàn)镽 =Vd/e式中：d管道內(nèi)徑（m）;V管道內(nèi)實(shí)際流速（m/s）油液運(yùn)動粘度(mm2/s)R雷諾數(shù)e將上述參數(shù)代入得R =1173.9<2300，故油液在管中呈層流流動e狀態(tài)，其延程阻力系數(shù)=64/R =0.0545.e依據(jù)公式（2.21）將上述參數(shù)代入得P 局部壓力損失:=0.047MPa。1局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部損失壓力P2以及通過控制閥的局部壓力損失P。其中管路局部3壓力損失相對來說小的多，故主要計算通過控制閥的局部壓力損失。此油路的流量為 101.66L/min。由原理圖可知，由泵出口到升降回路進(jìn)油口，依次

49、經(jīng)過單向閥，三位四通電磁換向閥，液壓鎖，單向節(jié)流閥，截止閥。單向閥 S30A3O：查機(jī)械設(shè)計手冊中的特性曲線可知，當(dāng)流量為 101.66L/min 時，其壓降為 0.7MPa。三位四通電磁換向閥 4WEH16J7XO/6EG24K4，查力士樂樣本中特性曲線可知，當(dāng)流量為 101.66L/min 時，其壓降為 0.5MPa。優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！液壓鎖 Z2S16-2-5X/V，查力士樂樣本中特性曲線可知， 當(dāng)流量為 101.66L/min 時，其壓降為 0.8MPa。單向節(jié)流閥 Z2FS16-3X/SV，查力士樂樣本中特性曲線可知，當(dāng)流量為 101.66L/min 時，其壓降為

50、0.5MPa。由于截止閥在正常工作時全開，壓力損失較小，這里取其壓降為 0.1MPa。所以升降回路上通過各閥的局部壓力損失之和為：P =0.7MPa+0.5MPa+0.8MPa+0.5MPa+2×0.1MPa=2.7MPa3故升降回路上壓力損失總和為P=P+P1=0.047MPa+2.6MPa=2.747MPa3由于升降液壓缸實(shí)際最高工作壓力 8.79MPa，所以在升降液壓缸工作時，泵的實(shí)際工作壓力為 P=8.79MPa+2.747MPa=11.537MPa。由于所選定的液壓泵的額定功率為 35MPa，實(shí)際工作壓力大大小于其額定壓力，所以該泵的選擇是合適的。4.1.2 水平缸回路壓力

51、損失延程壓力損失:水平回路所選擇的管路通徑為 32mm，且通過升降管路的最大流量為 53.69L/min，根據(jù)公式（2.19），求得實(shí)際流速 v=1.11m/s。取管路的長度為 40m，油液的運(yùn)動粘度為 =46mm2/s。同理，由R =Vd/求得 Re=772<2300，故油液在管中呈層流流動狀態(tài)，其延e程阻力系數(shù)=64/R =0.083.e優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！依據(jù)公式（2.21）將上述參數(shù)代入得P 局部壓力損失:=0.051MPa.1由原理圖可知，由泵出口到水平回路進(jìn)油口，依次經(jīng)過了單向閥，截止閥，三位四通電磁換向閥，液壓鎖，單向節(jié)流閥，截止閥。三位四通電磁換向閥為5-

52、WE10J3X/CG24K力4/士V樂系列三位四通電磁換向閥，查力士樂樣本中的特性曲線可知，當(dāng)流量為53.69L/mi時n，其壓降為0.9MPa單向閥S30A3：O查機(jī)械設(shè)計手冊中的特性曲線可知，當(dāng)流量為53.69L/min時，其壓降為0.3MP。a液壓鎖為Z2S10-1-3X力/V士樂系液壓鎖液控式單向閥，查力士樂樣本中的特性曲線可知，當(dāng)流量為53.69L/mi時n，其壓降為為0.5MP。a單向節(jié)流閥Z2FS10-5-3X力/V士樂系列單向節(jié)流閥，查力士樂樣本中的特征曲線可知，當(dāng)流量為53.69L/mi時n，其壓降為0.8MP。a由于截止閥在正常工作時全開，壓力損失較小，這里取其壓降為0.1MP。a 所以水平回路上通過各閥的局部壓力損失之和為：P=0.9MPa+0.3MPa+0.5MPa+0.8MPa×+02.=12M.P6aMPa3故升降回路上壓力損失總和為P=P+P=0.051MPa+1.45MPa=1.5，0同