液压系统工况分析.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date液压系统工况分析兰州交通大学液压系统工况分析摘要：本文首先对液压系统进行工况分析，通过分析计算，绘制速度、负载循环图，初步选定液压缸工作压力，并计算加紧液压缸和工作缸尺寸以及各阶段流经液压缸的流量；其次根据液压系统供油方式、调速方式、速度换接方式以及加紧回路的选择拟定液压系统图，并且对系统工作状态分析；再次通过对流通各元件的的流量的计算，合理选择液压系统元件；最后通过

2、对压力损失和系统升温的验算，对液压系统进行性能分析，达到要求。关键词：工况分析；液压系统原理图；液压泵；液压阀；压力损失Abstract：According to the requirements of the mission statement title, the first condition of the hydraulic system analysis, through analysis and calculation, rendering speed, duty cycle graph, the initial selection of hydraulic cylinders w

3、orking pressure, and calculated to intensify the work of hydraulic cylinders and cylinder size and flow of the various stages The hydraulic cylinder of the flow; second oil hydraulic system according to mode, speed mode, the speed-for-access approach and the choice of stepping up the development of

4、hydraulic system circuit diagram and working status of the system; once again flow through various components of the flow Calculation , a reasonable choice of hydraulic system components; last through the pressure loss and temperature of the checking system, hydraulic system performance analysis, me

5、et the requirements.Key words: Engineering Analysis; hydraulic system diagram; hydraulic pump; hydraulic valve; pressure loss目录1 序言2 设计的技术要求和设计参数3 工况分析3.1 确定执行元件3.2 分析系统工况3.3 负载循环图和速度循环图的绘制3.4 确定系统的主要参数 3.4.1液压缸的设计 3.4.2计算液压缸工作循环各阶段的压力、流量和功率3.5 拟定液压系统原理图3.5.1确定液压传动系统的类型3.5.2速度控制回路的选择 3.5.3换向和速度换接回路的

6、选择3.5.4油源的选择和能耗控制3.5.5压力控制回路的选择3.6 液压元件的选择 3.6.1确定液压泵和电机规格 3.6.2阀类元件和辅助元件的选择 3.6.3油管的选择 3.6.4油箱的设计3.7 液压系统性能的验算3.7.1估算系统的效率3.7.2系统发热和温升验算3.8 液压元件的清洗3.9 常见故障及排除方法 1序言液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，液压传动系统由液压泵、阀、执行器及辅助件等液压元件组成。液压传动原理是把液压泵或原动机的机械能转变为液压能，然后通过控制、调节阀和液压执行器，把液压能转变为机械能，以驱动工作机构完成所需求的各种动作。液压传动技术是机械设备中发展速

7、度最快的技术之一，其发展速度仅次于电子技术，特别是近年来液压与微电子、计算机技术相结合，使液压技术的发展进入了一个新的阶段。从70年代开始，电子学和计算机进入了液压技术领域，并获得了重大的效益。例如在产品设计、制造和测试方面，通过利用计算机辅助设计进行液压系统和元件的设计计算、性能仿真、自动绘图以及数据的采取和处理，可提高液压产品的质量、降低成本并大大提高交货周期。总之，液压技术在与微电子技术紧密结合后，在微计算机或微处理器的控制下，可以进一步拓宽它的应用领域，使得液压传动技术发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，使它在国民经济的各方面都得到了应用。作为一种高效率的专用机床，

8、组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣

9、、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线运动和回转运动，如图1所示，如果动力滑台要实现二次进给，则动力滑台要完成的动作循环通常包括：原位停止快进I工进II工进死挡停留快退原位停止。 2.设计的技术要求和设计参数工作循环：快进工进快退停止；系统设计参数如表1所示，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs = 0.2、fd = 0.1。表1 设计参数参 数数 值切削阻力（N）15000滑台自重 (N)22000快进、快退速

10、度(m/min)5工进速度(mm/min)100最大行程(mm)350工进行程(mm)200启动换向时间（s）0.1液压缸机械效率0.9 3.工况分析3.1 确定执行元件金属切削机床的工作特点要求液压系统完成的主要是直线运动，因此液压系统的执行元件确定为液压缸。3.2 分析系统工况 在对液压系统进行工况分析时，本设计只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载、和机械摩擦阻力负载，其他负载可以忽略。（1）工作负载工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，即沿液压缸轴线方向的力为工作负载，即=15000N（2）惯性负载最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速

11、度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。已知加减速时间为0.1s，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为5m/min，因此惯性负载可以表示为（3）阻力负载阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。静摩擦阻力 Ffj = fjN=N动摩擦阻力 Ffd= fdN =N根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表2所示。表2 液压缸在各工作阶段的负载（单位：N）工况负载组成负载值F液压缸推力=F/起动=4400 N4889 N加速=+4071 N4523 N快进=2200 N2444 N工进=+17200 N19111 N

12、反向起动=4400 N4889 N加速=+4071 N4523 N快退=2200 N2444 N注：此处未考虑滑台上的颠覆力矩的影响。3.3 负载循环图和速度循环图的绘制根据表2中计算结果，绘制组合机床动力滑台液压系统的负载循环图如图2所示。图2 组合机床动力滑台液压系统负载循环图图2表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大为19111N，其他工况下负载力相对较小。所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度m/min、快进行程mm、工进行程mm、快退行程mm，工进速度 mm/min。根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统的速度

13、循环图如图3所示。图3 组合机床液压系统速度循环图3.4 确定系统的主要参数3.4.1 液压缸的设计液压缸是液压系统中的执行元件，它是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置。液压缸在液压系统中的作用是将液压能转变成机械能，使机械实现直线往复运动或小于360o的往复摆动运动。液压缸结构简单，工作可靠，在液压系统中得到了广泛的应用。1.液压缸常用类型随着液压技术的飞速发展和普遍应用，液压缸的类型也逐渐繁多。液压缸可分为推力液压缸和摆动液压缸，推力液压缸又可以分为活塞缸、柱塞缸两类，活塞缸和柱塞缸的输入为压力和流量，输出为推力和速度。本设计课题为组合机床液压机，专门传递推力，属于中压缸。柱塞缸

14、只能实现一个方向的运动，反向运动要靠外力。通常成对反向布置使用，这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，不但结构复杂，而且动作不够灵敏，不能满足本设计的要求；双作用单活塞杆液压缸结构简单，制造便宜，容易操作，安装面积小，可以满足力和运动的要求。综上所述，液压缸选用单作用活塞缸。双作用单活塞杆液压缸的活塞、活塞杆和导向套上都装有密封圈，因而液压缸被分隔为两个互不相通的油管，当活塞腔通入高压油而活塞杆腔回油时可实现工作进程，当从反方向进油和回油时可实现快速回程。2. 初选液压缸的工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，其值为19111N，其它工况时的负载都相对较低，参考第2

15、章表3和表4按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法，初选液压缸的工作压力p1=3MPa。3. 确定液压缸的主要尺寸由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进、快退速度要求相等，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。通常利用差动液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔工作面积是有杆腔工作面积两倍的形式，即活塞杆直径d与缸筒直径D呈d = 0.707D的关系。工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸的

16、回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)，选取此背压值为p2=0.8MPa。工进时液压缸的推力计算公式为，式中：F 负载力 hm液压缸机械效率 A1液压缸无杆腔的有效作用面积 A2液压缸有杆腔的有效作用面积 p1液压缸无杆腔压力 p2液压有无杆腔压力因此，根据已知参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为液压缸缸筒直径为根据无杆腔面积和有杆腔面积的关系式，即缸筒和活塞杆直径之间的关系d = 0.707D，可求得液压缸活塞杆直径为d=0.7079.68=6.84cm,根据GB/T2348-1993，将液压缸的内径和活塞杆直径分别圆整到相近的标准值为：D=100mm，d=80mm。 根据圆整后

17、的液压缸内径和活塞杆直径，可得液压缸无杆腔面积和有杆腔的实际有效工作面积分别为3.4.2 计算液压缸工作循环各阶段的压力、流量和功率 根据液压缸的负载循环图和速度循环图及液压缸的有效工作面积，可以计算出液压缸在工作循环各个阶段的压力、流量和功率。当液压缸做差动连接快进时，由于管路中有压力损失，液压缸有杆腔中的压力必须大于无杆腔中的压力，此处选管路压力损失，则有杆腔压力为。液压缸工进时回油腔中的背压,快退时回油腔中的背压。 液压缸差动连接快进时，其无杆腔进油压力、输入流量、输入功率和有杆腔压力分别为 工进阶段液压缸的进油压力、输入流量、输入功率和有杆腔压力分别为 液压缸快退时无杆腔压力、输入流量

18、、输入功率和有杆腔压力分别为根据上述液压缸各个工作阶段的压力、流量和功率的计算结果，可绘制出液压缸的工况图，如图4所示。 图4 液压系统工况图3.5 拟定液压系统原理图液压传动系统的草图是从液压系统的工作原理和结构组成上来具体体现设计任务所提出的各项要求，它包括三项内容：确定液压传动系统的类型、选择液压回路和组成液压系统。确定液压传动系统的类型就是在根据课题提供的要求下，参照立式组合机床液压系统的具体特点，选择适合的系统类型。选择液压回路就是在根据课题提供的要求和液压传动系统具体运动特点，选择适合本课题的液压回路。组成液压系统就是在确定各个液压回路的基础上，将各个液压回路综合在一起，根据课题的

19、实际要求，对液压系统草图进行适当的调整和改进，最终形成一个合理有效、符合课题设计要求的液压传动系统原理图。根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，成本低，节约能源，工作可靠。3.5.1确定液压传动系统的类型液压传动系统的类型究竟采用开式还是采用闭式，主要取决于它的调速方式和散热要求。一般的设计，凡具备较大空间可以存放油箱且不另设置散热装置的系统，要求尽可能简单的系统，或采用节流调速或容积-

20、节流调速的系统，都宜采用开式。在开式回路中，液压泵从油箱吸油，把压力油输送给执行元件，执行元件排出的油则直接流回油箱。开式回路结构简单，油液能得到较好的冷却，但油箱的尺寸大，空气和赃物易进入回路；凡容许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统，对工作稳定和效率有较高要求的系统，或采用容积调速的系统都宜采用闭式。在闭式回路中，液压泵的排油管直接与执行元件的进油管相连，执行元件的回油管直接与液压泵的吸油管相连，两者形成封闭的环状回路。闭式回路的特点是双向液压泵直接控制液压缸的换向，不需要换向阀及其控制回路，液压元件显著减少，液压系统简单，用油不多而且动作迅速，但闭式回路也有其缺点，就是回路

21、的散热条件较差，并且所用的双向液压泵比较复杂而且系统要增设补、排油装置，成本较高，故应用还不普遍。本课题设计的液压传动系统类型采用开式液压系统，系统的结构简单。3.5.2 速度控制回路的选择 工况图4表明，所设计组合机床液压系统在整个工作循环过程中所需要的功率较小，系统的效率和发热问题并不突出，因此考虑采用节流调速回路即可。虽然节流调速回路效率低，但适合于小功率场合，而且结构简单、成本低。该机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度-负载特性，因此有三种速度控制方案可以选择，即进口节流调速、出口节流调速、限压式变量泵加调速阀的容积节流调速。钻镗加工属于连续切削加工，加工过程中切削力变化不大，因

22、此钻削过程中负载变化不大，采用节流阀的节流调速回路即可。但由于在钻头钻入铸件表面及孔被钻通时的瞬间，存在负载突变的可能，因此考虑在工作进给过程中采用具有压差补偿的进口调速阀的调速方式，且在回油路上设置背压阀。由于选定了节流调速方案，所以油路采用开式循环回路，以提高散热效率，防止油液温升过高。3.5.3 换向回路和速度换接回路的选择 所设计多轴钻床液压系统对换向平稳性的要求不高，流量不大，压力不高，所以选用价格较低的电磁换向阀控制换向回路即可。为便于实现差动连接，选用三位五通电液动换向阀。由前述计算可知，当工作台从快进转为工进时，进入液压缸的流量由25.08L/min降为0.785 L/min，

23、可选二位二通行程换向阀来进行速度换接，以减少速度换接过程中的液压冲击。由于工作压力较低，控制阀均用普通滑阀式结构即可。由工进转为快退时，在回路上并联了一个单向阀以实现速度换接。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。3.5.4 油源的选择和能耗控制 本设计多轴钻床液压系统的供油工况主要为快进、快退时的低压大流量供油和工进时的高压小流量供油两种工况，若采用单个定量泵供油，显然系统的功率损失大、效率低。在液压系统的流量、方向和压力等关键参数确定后，还要考虑能耗控制，用尽量少的能量来完成系统的动作要求，以达到节能和降低生产成本的目的。在图4工况图的一个工作循

24、环内，液压缸在快进和快退行程中要求油源以低压大流量供油，工进行程中油源以高压小流量供油。其中最大流量与最小流量之比32，而快进和快退所需的时间与工进所需的时间分别为：ss上述数据表明，在一个工作循环中，液压油源在大部分时间都处于高压小流量供油状态，只有小部分时间工作在低压大流量供油状态。从提高系统效率、节省能量角度来看，如果选用单个定量泵作为整个系统的油源，液压系统会长时间处于大流量溢流状态，从而造成能量的大量损失，这样的设计显然是不合理的。 如果采用一个大流量定量泵和一个小流量定量泵双泵串联的供油方式，由双联泵组成的油源在工进和快进过程中所输出的流量是不同的，工进时，大泵卸荷，大泵出口供油压

25、力几近于零。 除采用双联泵作为油源外，也可选用限压式变量泵作油源。但限压式变量泵结构复杂、成本高，且流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，最后确定选用双联液压泵供油方案，有利于降低能耗和生产成本，如图6所示。图5 双泵供油油源3.5.5 压力控制回路的选择由于采用双泵供油回路，故采用液控顺序阀实现低压大流量泵卸荷，用溢流阀调整高压小流量泵的供油压力。为了便于观察和调整压力，在液压泵的出口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设测压点。将上述所选定的液压回路进行整理归并，并根据需要作必要的修改和调整，最后画出液压系统原理图如图7所示。为了解决滑台快进时回油路接通油箱，无法实现液压缸差动连接的问题，必须在

26、回油路上串接一个液控顺序阀8，以阻止油液在快进阶段返回油箱。同时阀7起背压阀的作用。考虑到这台机床用于钻孔（通孔与不通孔）加工，对位置定位精度要求较高，图中增设了一个压力继电器16。当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，压力继电器发出快退信号，操纵电液换向阀换向。 在进油路上设有压力表开关和压力表，钻孔行程终点定位精度不高，采用行行程开关控制即可。图6 液压系统原理图（1） 快进进油路：滤油器1双联叶片泵2单向阀3管路5电液动换向阀6的P口到A口管路11、12行程阀18管路19液压缸20左腔回油路：液压缸20右腔管路21电液动换向阀6的B口到T口油路9单向阀10油路12行程阀18管路19液压缸20

27、左腔（2） 第一次工进进油路：滤油器1双联叶片泵2单向阀3电液动换向阀6的P口到A口油路11调速阀13电磁换向阀15油路19液压缸20左腔回油路：液压缸20右腔油路21电液动换向阀6的B口到T口管路9顺序阀8背压阀7油箱（3） 第二次工进进油路：滤油器1双联叶片泵2单向阀3电液动换向阀6的P口到A口油路11调速阀13调速阀14油路19液压缸20左腔回油路：液压缸20右腔油路21电液动换向阀6的B口到T口管路9顺序阀8背压阀7油箱（4） 快退进油路：滤油器1双联叶片泵2单向阀3油路5电液动换向阀6的P口到B口油路21液压缸20右腔回油路：缸20左腔油路19单向阀17油路12电液动换向阀6的A口到

28、T口油箱3.6 液压元件的选择 本设计所使用液压元件均为标准液压元件，因此只需确定各液压元件的主要参数和规格，然后根据现有的液压元件产品进行选择即可。3.6.1 确定液压泵和电机规格（1）计算液压泵的最大工作压力由于本设计采用双泵供油方式，根据图4液压系统的工况图，大流量液压泵只需在快进和快退阶段向液压缸供油，因此大流量泵工作压力较低。小流量液压泵在快速运动和工进时都向液压缸供油，而液压缸在工进时工作压力最大。此时缸的输入流量较小，故泵至液压缸间的进油路压力损失估取为。根据式，算得小流量泵的最高工作压力为 =2.72+0.8=3.52大流量泵仅在快进和快退时向液压缸供油，由工况图可知快退时液压

29、缸的工作压力比快进时大，取进油路压力损失为,则大流量泵的最高工作压力为=2.25+0.5=2.75（2） 确定液压泵的流量 在整个工作循环过程中，液压油源应向液压缸提供的最大流量出现在快进工作阶段，为25.08 L/min，若整个回路中总的泄漏量按液压缸输入流量的10%计算，则液压油源所需提供的总流量为： 工作进给时，液压缸所需流量约为0.785 L/min，但由于要考虑溢流阀的最小稳定溢流量3 L/min，故小流量泵的供油量最少应为3.79 L/min。（3） 确定液压泵的规格 根据上述计算的液压泵的最高工作压力和流量，确定型双联叶片泵能够满足上述设计要求，因此选用型双联叶片泵，其中小泵的排

30、量为，大泵的排量为，若取液压泵的容积效率=0.9，则当泵的转速=960r/min时，小泵的输出流量为该流量能够满足液压缸工进速度的需要。大泵的输出流量为双泵供油的实际输出流量为该流量能够满足液压缸快速动作的需求。表3 液压泵参数元件名称估计流量规格额定流量额定压力MPa型号双联叶片泵(3.5+27.6)最高工作压力为21 MPa(4) 电机的选择由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为2.75MPa，流量为31.104L/min。取泵的总效率，则液压泵驱动电动机所需的功率为：根据上述功率计算数据，此系统选取Y112M-6型电动机，其额定功率，额定转速。 3.6.2 阀类元件和辅助元

31、件的选择图6液压系统原理图中包括调速阀、换向阀、单项阀等阀类元件以及滤油器、空气滤清器等辅助元件。1.阀类元件的选择根据上述流量及压力计算结果，对图6初步拟定的液压系统原理图中各种阀类元件及辅助元件进行选择。其中调速阀的选择应考虑使调速阀的最小稳定流量应小于液压缸工进所需流量。通过图6中4个单向阀的额定流量是各不相同的，因此最好选用不同规格的单向阀。图6中溢流阀22、背压阀7和顺序阀8的选择可根据调定压力和流经阀的额定流量来选择阀的型式和规格，其中溢流阀22的作用是调定工作进给过程中小流量液压泵的供油压力，因此该阀应选择先导式溢流阀，连接在大流量液压泵出口处的顺序阀8用于使大流量液压泵卸荷，因

32、此应选择外控式。背压阀7的作用是实现液压缸快进和工进的切换，同时在工进过程中做背压阀，因此采用内控式顺序阀。最后本设计所选择方案如表5所示，表中给出了各种液压阀的型号及技术参数。表4 阀类元件的选择2.过滤器的选择 取过滤器的流量为泵流量的2.5倍。由于所设计的组合机床液压系统为普通的液压传动系统，对油液的过滤精度要求不高，故有因此系统选取通用型WU系列网式吸油过滤器，参数如表5所示。表5 通用型WU系列网式吸油中过滤器参数型号通径mm公称流量过滤精度尺寸M（d）HDWU100100-J321001001533.空气滤清器的选择选用EF系列液压空气滤清器，其主要参数如表6所示。表6 液压空气滤

33、清器参数型号过滤注油口径mm注油流量L/min空气流量L/min油过滤面积L/minAmmBmmammbmmcmm四只螺钉均布mm空气过滤精度mm油过滤精度mE-32321410512010050475964M580.279125注：液压油过滤精度可以根据用户的要求进行调节。4液压工作介质的选择考虑到液压系统内部的需要及工作环境的需求，选用矿油型液压油。根据液压系统的最高工作压力及使用温度，选用普通液压油。工作介质污染的来源：系统内部残留、系统外界侵入、系统内部生成。控制措施：制造液压元辅件及油路块要加强工序之间的清洗、去毛刺，防止零件落地、磕碰；装配前要认真清洗零件；存放油液的器具要放置在凉

34、爽干燥处；系统漏油未经沉淀不得返回油箱；在系统的适当部位设置具有一定过滤精度和一定容量的过滤器。3.6.3 油管的选择1. 管路、管接头的选择管件包括管道和管接头。液压系统中元件与元件之间的连接，液压能量的输送是借助于硬管、软管、油路块及连接板中的流道来实现的。本设计系统中采用精密无缝钢管（GB/T3639-1983），因其能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好；卡套式管接头适用于油、气及一般腐蚀性介质的管路系统。这种管接头结构简单、性能良好、重量轻、体积小、使用方便、不用焊接，是液压系统中较为理想的管路连接件。因此钢管的接头采用卡套式锥螺纹直通管接头按（GB/T 3734.1-1983）

35、选取，这些钢管均要求在退火状态下使用，管道连接采用55非密封管螺纹， 液压元件及其连接板油口主要使用米制螺纹中的普通细牙螺纹（M）和米制锥螺纹（ZM）。细牙螺纹的密封性好，常用于高压系统，但需采用组合垫圈或O型密封圈进行端面密封。2 确定油管的内径油管的管径不宜选得过大，以免使液压装置的结构庞大；但也不能选得过小，以免是管内液体流速加大，系统压力损失加大或产生振动和噪音，影响正常工作。在强度保证的情况下，管壁可尽量选的薄些。薄璧易于弯曲，规格较多，装接较易，采用它可减少管系接头数目，有利于解决系统的泄漏问题。液压系统中的泄漏问题大部分出现在管系中的接头上，为此对接头形式的确定，管系的设计及管道

36、的安装应具体考虑。图6中各元件间连接管道的规格可根据元件接口处尺寸来决定，液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流量进行计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以应对液压缸进油和出油连接管路重新进行计算，如表7所示。表7 液压缸的进、出油流量和运动速度流量、速度快进工进快退输入流量0.785排出流量运动速度m/s根据表8中数值，当油液在压力管中流速取3m/s时，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为：，取25，取15上述油管的最大内径为25mm，外径取为34mm。油箱上吸油管尺寸可根据液压泵流量和管中允许的最大流速进行计算。表2-2 允许

37、流速的推荐值液体流经的管道推荐速度m/s液压泵吸油管道0.5-1.5，一般常取1 m/s液压系统压油管道3-6，压力高，管道短，粘性小，取最大值液压系统回油管道1.5-2.6取吸油管中油液的流速为1m/s。可得：3.6.4 油箱的设计1.油箱的容量设计油箱的作用主要是储备油，此外，因为油箱有一定的表面积，能够散发油液工作时产生的热量；同时还具有沉淀油液中的污物，使渗入油液中的空气逸出，分离水分的作用；有时它还兼作液压元件和阀块的安装台等功能。本课题设计的油箱为分离式油箱，单独设计，与主机分开，减少油箱的发热和液压系统振动对主机工作精度的影响。油箱的有效容积及尺寸的确定油箱有效容量一般为泵每分钟

38、流量的37倍。对于行走机械，冷却效果比较好的设备，油箱的容量可选择小些；对于固定设备，空间、面积不受限制的设备，则应采用较大的容量。油箱中油液温度一般推荐3050。液压油箱有效容积V的确定，其主要依据就是保证泵有足够的流量。又因为设备停止后，设备中的那部分油液会因为重力作用而流回油箱，为防止液压油液从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高度的80%。计算公式：V= 式中：V-油箱的有效容积（m3） -经验系数，见表2-3 Qp-液压泵的流量（m3/min）系数类型行走机械低压系统中压系统锻压机械冶金机械12245761210 表2-3经验系数已知： Qp =3.1410-

39、2 m3/min取经验系数6所以： V=6(4+32)L=216L按JB/T7938-1999规定，取标准值V=250L。取油箱内长、宽、高比例为3:2:1，可得：，对于分离式油箱采用普通钢板焊接，油箱箱壁厚3mm，箱底厚5mm，箱盖上要安装其他液压元件，取箱盖厚10mm。为了便于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养，取箱底离地的距离为160mm。因此，油箱基体的总长总宽总高为： 为了便于油箱清洗和油液更换，取油箱底面倾斜角度为2。隔板尺寸的确定 为了延长油液在油箱中逗留的时间，促进油液在油箱中的环流，促使更多的油液在系统中的循环，油箱中应采用隔板把回油区与吸油区隔开。隔板高度取为箱内油面高度的

40、3/4。隔板的厚度与箱壁厚度相同，取为3mm。3.7 液压系统性能的验算3.7.1 估算系统的效率本液压系统的进给缸在其工作循环持续时间中，快速进退仅占2.8，而工作进给达到97.2，所以系统效率、发热和温升可概括用工进时的数值来代表。由于本系统比较简单，压力损失验算可以忽略。液压泵工作压力的估算小流量泵在工进时的工作压力等于液压缸工作腔压力加上进油路上的压力损失及压力继电器比缸工作腔最高压力大的压力值大流量泵的工作压力就是此泵通过顺序阀卸荷时所产生的压力损失，因此，它的数值为 根据式可算出工进阶段的回路效率 前以取液压泵的总效率，液压缸的总效率，则按式3.7.2 系统发热和温升验算系统的发热

41、与温升计算跟系统效率同样只考虑工进阶段。1.计算工进工况时液压泵的输入功率=371.9W2.计算工进时系统的发热功率3.计算工进时系统的油液温升其中传热系数K=15W/()。本系统温升小，符合要求。3.8 液压元件的清洗1. 液压油箱的清洗 液压油箱的清洗程序包括：洗涤剂水清洗，酸性清洗剂、碱性清洗剂、清洗溶剂、清洗油反复清洗，清洗时应适当敲打和震动、晃动箱体，使吸附在油箱内壁的污染颗粒、油漆、氧化皮等脱落，然后用高速射流冲洗，以达到边界紊流的效果，使嵌在加工表面的微小颗粒脱落下来，最后以同种液压油清洗、冲洗并检验清洗下来的油的清洁度，直到达到系统相应的清洁度标准为止。清洗结束后应迅速干燥，涂

42、上不与液压油相溶的防锈蚀、防氧化漆。密封油箱盖，装好通气阀。2. 液压管路的清洗 管路的清洗要用洗涤剂、有机溶剂、油液按程序清洗，清洗时必须快速晃动和来回动动管子，使管内产生紊流，把吸附在管壁上的污染物冲刷下来，同时轻微地拉动软管，使软管局部舒张，以便把嵌在管壁上的污染颗粒清洗下来。3. 阀组件的清洗 清洗的程序和方法为：洗涤剂浸泡、刷洗、去除残留加工屑、壳体铸沙、氧化皮等，溶剂（柴油、汽油等）浸泡、刷洗，去除污染的油脂、零件表面的微颗粒等。体积较小的零部件也可用超声波洗涤剂清洗，超声波清洗后用与系统使用的相同牌号的液压油清洗，然后组装成阀件，各通孔接口用干净的塞子堵住，或用塑料袋封装待用。4

43、. 液压泵的清洗 泵本身污染耐受度高，拆装方便，对于这样的泵件可以采用拆卸清洗，拆成零部件用洗涤剂清洗、有机溶剂洗涤，最后用液压油清洗，按原样装配、封存，以备组装使用。装配时应注意装配环境的清净，防止粉尘、沙土落入泵内，形成第二次污染。3.9 常见故障及排除方法1.液压泵吸不上油或无压力： （1）纠正原动机旋向 （2）补充油液至最低油标线以上 （3）提高转速达到液压泵最低转速以上 （4）选用推荐粘度的工作油 （5）清洗管道或过滤装置，除去堵塞物，更换过滤油箱内的油液2.流量不足达不到额定值 （1）检查系统，修补泄漏点 （2）检查各连接处，并予以密封、紧固 （3）清洗过滤器或选用流量为泵流量2倍以上的滤油器 （4）重新调节至所需流量3.过度发热 （1）改善油箱散热条件或增设冷却器使油温控制在正常工作范围内 （2）降压至额定压力以下 （3）回油口接至油箱液面以下4.外泄漏 （1）更换密封 （2）紧固螺钉或管接头 （3）修磨密封面 （4）更换外壳体5.液压缸不能动作 （1）改善运动部件的润滑状态 （2）检查有关油路系统的泄漏情况并排除泄漏 （3）检查油管、油路，特别是软管接头是否已被堵塞 （4）减少背压6液压缸运动有爬行现象 （1）适当提高有关组件的刚度，以减小弹性变形 （2）提高液压缸的装配质量 （3）充分排除液压缸内的空气-