控制数控车床液压卡盘夹紧与松开的液压站的设计.pdf

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1、济源职业技术学院 毕业设计 权 设计任务书 设计题目：控制数控车床液压卡盘夹紧与松开地液压站设计 题目控制数控车床液压卡盘夹紧与松开地液压站设计 系别机电工程系 专业机电一体化 班级机电 1102班 姓名 学号 指导教师 日期 设计要求： 设计进度要求： 第一周：学习毕业设计有关文件，学校下达任务书请教辅导老师确定课题.在图书馆，网 上了解设计地相关要求技巧翻阅各类课题或本专业相关地外文资料 第二周：阅读文献，收集资料，实验室现场考察参观，设计计算，完成论文(设计 )初 稿，并交给指导教师审阅 第三周：根据指导教师提出地修改意见对论文(设计 )进行修改，完成论文地最终定稿, 交指导教师和评阅教

2、师评阅,并准备论文 (设计 )答辩 指导教师（签名）： 摘要 对于平时我们地实习，总是用手动扳手来夹紧工件，在该过程中对零件地定位仅仅是靠三 抓卡盘地字定心功能，当工件外表面不是纯粹地圆柱形时，所夹紧地零件地轴心线不在定 位轴心线上，且有很大地偏差，而产生甩动，而且在夹紧地过程中还费时费力，而如果我 们不管卡盘，用两只手来抓着工件，是卡盘自动夹紧，这样起夹紧零件地轴心线跟定位轴 心基本是同一条直线了，本设计就专门为解决这一问题而做出了一下措施，采用液压站控 制液压卡盘地夹紧与松开. 关键词：液压元件；液压站地结构；液压站地常见故障及维修 目录 摘要 . 3 第一章液压站概述. 6 1.1 液压

3、系统概述6 1.2 液压站 . 6 1.3 液压站地工作原理：7 第二章液压站设计地目地和意义7 第三章 液压站设计地内容步骤与注意事项.10 31 液压元件地选用11 32 泵和驱动电机地选择：13 33 滤油器.16 34 液压泵与电动机地连接18 35 油箱地选用.19 3.6 压力控制阀及其作用.21 3.7 实现夹紧松开地过程.22 第四章 液压站结构形式.22 4.1 液压控制装置集成方式地选择.22 4.2 液压动力源装置地结构选择.25 4.3 按照泵装置分为.26 4.4 按油箱形式分为.27 4.5 根据常用液压缸地结构形式.27 第五章液压站结构设计.28 第六章 液压系

4、统常见故障诊断与排除.29 6.1 简易故障诊断法.30 6.2 液压系统原理图分析法.30 6.3 其它分析法 30 总结 31 致谢 32 参考文献 33 第一章液压站概述 1.1 液压系统概述 液压系统主要有以下几部分组成： （1）能源装置把机械能转换成流体压力能地装置，一般最常见地是液压泵或 空气压缩机 . （2）执行装置把流体地压力能转换成机械能地装置，一般指做直线运动地液 压缸、做回转运动地液压马达等. （3）控制调节装置对液压系统图中流体地压力、流量和流动方向进行控制和 调节地装置 .如溢流阀、节流阀、换向阀等. （ 4）辅助装置指除以上三种以外地其他装置，如邮箱、过滤器、分水过

5、滤 器、油雾器、蓄能器等，它们对保证液压系统可靠和稳定地工作起重大作用. （5）传动介质传动能量地流体，即液压油或压缩空气. 1.2 液压站 液压站又称液压泵站，是独立地液压装置，它按驱动装置(主机 )要求供油，并 控制油流地方向、压力和流量，它适用于主机与液压装置可分离地各种液压机械下. 使用者只需将液压站与主机上地执行机构(油缸和油马达 )用油管相连，液压机械即可 实现各种规定地动作、工作循环. 液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气 盒组合而成 .各部件功用如下： 泵装置上装有电机和油泵，它是液压站地动力源，将机械能 转化为液压油地动力能 . 集成块是由液压阀及通道体组合而成. 它

6、对液压油实行方向、 压力、流量调节 . 阀组合是板式阀装在立板上，板后管连接，与集成块功能相同. 油 箱是钢板焊地半封闭容器，上还装有滤油网、空气滤清器 等，它用来储油、油地冷却及过滤. 电器盒分两种形式 . 一种是外接引线地端子板；一种是配置了 全套控制电路 . 1.3 液压站地工作原理：电机带动油泵旋转，泵从油泵中吸油后打油，将 机械能转化为液压油地压力能，液压油通过集成块（或阀组合）液压阀实现了 方向、压力、流量调节后经外接管路传输到液压机械地油缸或油马达中，从而 控制了液动机方向地变换、力量地大小及速度地快慢，推动各种液压机械做功. 第二章 液压站设计地目地和意义 设计数控车床液压卡盘

7、地夹紧与松开是学习完液压与气压传动课程理论教案以后 进行地重要实践环节，本课程地学习目地在于使学生综合运用液压与气压传动课程及 其他选修课程地理论知识和生产实际知识，进行液压传动地设计实践，是理论知识和生产 实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展.并运用所学专业技 术理论知识设计优化地液压系统、并运用有关国家标准、设计手册等技术资料选取满足系 统基本性能要求地液压元件.通过设计实际训练，是自己提高液压系统地设计能力，为解决 以后工程问题打下良好地基础. 液压传动课程设计是一项全面地设计训练，它不仅可以巩固所学地理论知识，也可以 为以后地设计工作打好基础.在设计过程中必须

8、严肃认真，刻苦专研，一丝不苟，精益求精. 本设计是用来控制液压卡盘地夹紧与松开，设计中需要明确所要控制地对象地性能. 液压站设计中所需地液压缸地规格选用P23 125x35 如下图： 规格活 塞 有 效 面 积 平 房 厘 活 塞 行 程 最 大 使 用 压 力 MPa 极 限 转 速 r/min 最 大 推 拉力 KN 推荐动力 卡盘 净重 kg M P23100X26 66 20 3.5 5000 20 K52460 ， k55160 13 P23125X35 103 25 3.5 4000 32 K52，k55 （ 160 ， 200） 16 P23160X52 162 30 3.5 3

9、500 51 K52，k55 （ 200 ， 250） 30 P23200X65 261 30 3.5 3000 82 K52，k55 （ 250 ， 315） 42 液压缸性能参数 规 格 D 楔心 套行 程 爪行 程直 径 许 用 推 拉 力 KN 最 大 加 紧 力 KN 极 限 转 速 r/min 加紧范围撑紧范围推 荐 气 缸 P21 推 荐 油 缸 P23 净 重 kg 160 17 9 15 30 3000 12-14 （160） 60（ 30 ） - 140 （160） 160 100 125 11.5 200 20 10 25 50 2500 16-180 （200） 75（

10、 36 ） - 180 （200） 160 125 160 19.5 250 25 13 35 75 2000 25-230 （250） 96（ 45 ） - 230 （250） 200 160 200 30.4 315 25 13 48 100 1500 40-280 （315） 110（ 60） -280 （315） 250 200 50 400 30 16 58 120 1000 40-370 （400） 150（60） -370 （400） - 200 - 540 30 16 100 220 700 （ 120） - （540） (140)-(540) - 300 - 630 30 1

11、6 130 289 500 50-630 70-630 - 300 - 液压卡盘性能参数 K52 楔式通孔动力卡盘选用地是D200 地其尺寸最大长度是H=137 液压卡盘选用K52 D200 地液压卡盘 . 第三章 液压站设计地内容步骤与注意事项 液压站原理图 1 油箱 2 变量泵 3 可调式减压阀 4 溢流阀 5 压力继电器 6 压力表 7 三位四通换向阀 8 液压缸 9 单向阀 10 滤油器 图中，油箱地容积1、泵 2 地功率下面通过计算可以得到，采用可调式减压阀3 地目地是 为了通过压力表6地读数，来调节其大小，溢流阀4 起系统保压地作用，压力继电器5 地 作用是防止液压缸压力过大时改变

12、其运动方向，三位四通换向阀7 地作用可以控制液压缸 左右移动，断电地时候不会夹紧或松开，液压缸8是执行元件，单向阀9 地作用是防止回 流，滤油器10 地作用是过滤系统中地杂质. 31 液压元件地选用 各种泵地介绍 （1）齿轮泵是液压系统中广泛采用地一种液压泵，它一般做成定量泵，按结构不同， 齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，而外啮合齿轮泵应用最广. （2）叶片泵地结构较齿轮泵复杂，但其工作压力较高，且流量脉动小，工作平稳，噪 声较小，寿命较长.所以它被广泛应用于机械制造中地专用机床、自动线等中低压液压系统 中，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液地污染也比较敏感.叶片泵根据各密封工作容 积

13、在转子旋转一周吸、排油液次数地不同可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵. （3）柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞帮两种代表性地结构形式；由于径向柱塞泵属 于一种新型地技术含量比较高地高效泵，随着国产化地不断加快，径向柱塞泵必然会成为 柱塞泵应用领域地重要组成部分； 液压泵地选用：在设计液压系统时，应根据设备液压系统地工作情况和其所需要地压 力、流量、工作稳定性等来确定液压泵地类型和具体规格. 类型 工程 齿轮泵双 作 用 叶 片泵 限 压 式 变 量叶片泵 轴 向 柱 塞 泵 径 向 柱 塞 泵 螺杆泵 工 作 压 力 /MPa 206.3 21720 3510 2010 转速 /(r? min1

14、) 300 7000500 4000500 2000600 6000700 18001000 18000 容积效率0.7 0.950.8 0.950.8 0.90.9 0.980.85 0.950.75 0.95 总效率0.6 0.850.75 0.850.7 0.850.85 0.950.75 0.920.7 0.85 功 率 重 量 比 中中小大小中 流 量 脉 动 率 大小中中中很小 自吸特性好较差较差较差差好 对 有 污 染 地敏感性 不敏感敏感敏感敏感敏感不敏感 噪声大小中中中很小 寿命较短较长较短长长很小 单 位 功 率 造价 最低中等较高高高较高 应用范围机 床 、 工 程 机

15、械 、 农 机 、 矿 机 、 起 重 机 机 床 、 注 射 机 、 液 压 机 、 起 重 机 械 、 工程机械 机 床 、 注 射机 工程机 械 、 锻 压 机 械 、 矿 山 机 械 、 冶金机 械 、 起 重 运输机 械、船 舶 、 飞 机 等 机 床 、 液 压 机 、 船 舶机械 精密机 床 ， 精 密 机 械 ， 食 品、化 工、石 油 、 纺 织 机械 一般负载小、功率小地液压设备，可用齿轮泵或双作用式定量叶片泵；精度较高地 中、小功率地也有设备，可用螺杆泵或双作用式定量叶片泵；负载较大并有快速和慢速工 作行程地也有设备，可选用限压式变量叶片泵；负载大、功率大地液压设备，可选

16、用径向 柱塞泵或轴向柱塞泵；机械设备辅助装置地液压系统，如送料、定位、夹紧、转位等装置 地液压系统，可选用造价较低地齿轮泵. 定量泵地选用：（1）若系统采用节流调速回路，或通过改变原动机地转速调节流量， 或系统对速度无调节要求，可选用定量泵或手动变量泵.此时手动变量泵不宜在小排量工况 下工作，因小排量工况不仅效率低，而且工作不稳定.（ 2）若系统要求高效节能，应选用 变量泵恒变量泵适用于要求恒压源地系统，如液压伺服系统；限压式变量泵和恒功率变量 泵适用于要求低压大流量、高压小流量地系统. 32 泵和驱动电机地选择： 1）确定液压泵地工作压力液压泵地最大工作压力 Pp=P1+P =3.5+0.3

17、=3.8MPa （ 1.1） 式中 P1-执行元件地最大工作压力； P-液压泵出口到执行元件入口之间地压力损失.初算时按经验数据选 取：管路简单、流速不大地取P=0.2 0.5MPa：管路复杂、流速较大地取 P=0.51.5MPa. 由上式可得出所选液压泵为中低压泵，综合考虑下来，在此设计中，选 用双作用叶片泵来做为液压站地动力源. 2）确定液压泵地流量Qp有以下三种情况 多液压缸（液压马达）同时动作液压泵地流量要大于同时动作地几个液压缸 （液压马达）所需地最大流量，并要考虑到系统地漏损和液压泵磨损后容积效率地下 降，即 QpK （q ）max (1.2) 式中 K- 系统泄漏系数，一般取1.

18、11.3； 大流量取小值；小流量取大值； （q ）max-同时动作地液压缸（液压马达）地最大总流量，从qt 图上查得； 对于工作过程始终用节流调速地系统，在确定流量时，需加上溢流阀地最小溢流量， 一般取 23L/min. 采用差动液压缸回路时液压泵所需流量为 QpK （A1-A2 ） max （1.3） 式中 A1、A2 液压缸无杆腔、有杆腔地有效面积； max 活塞地最大移动速度. 当系统使用蓄能器时液压泵流量按系统在一个循环周期中地平均流量选 取，即 z ViK Qp - (1.4) i=1 Ti 式中 Vi- 液压缸（液压马达）在工作周期中地总耗油量； Ti- 机器地工作周期； Z-液压

19、缸（液压马达）地个数. 综上，由原理图得出该链接为差动链接，估算液压泵所需流量： Q=1.2x103cm 2x0.5m/min=6.18 L/min 3）选择液压泵地规格按照系统中拟定地液压泵地形式，根据其最大工作压力和 流量，参考产品样本就可选择液压泵地规格. 按式（ 1.1）确定地Pp 是系统地静态压力.系统工作过程中存在过渡过程中地 动态压力，其最大值往往比静态压力要大很多.所以选取液压泵地额定压力时应比系统 最高压力大25%60%,使液压泵有一定地压力储备.高压系统地压力储备宜取小值， 中、低压系统地压力储备应取大值；最高压力出现时间较短，压力储备可取小些；反 之，压力储备应取大些.液

20、压泵地流量按系统所需最大流量选取. 在此选用额定压力 P额=1.4xPp=1.4x3.8=5.32MPa 4）确定驱动液压泵地功率工作循环中，液压泵地压力和流量比较恒定，即工况 图 p t 、qt 曲线变化比较平稳时，则液压泵地驱动功率 PpQq Pp=-=3.8x6.18/0.8=29.355kW(1.5) p 式中 Pp-液压泵地最大工作压力； Qq- 液压泵地流量； p-液压泵地总功率. 液压泵地总效率即是液压泵地容积效率与其机械效率之乘积.各类液压泵地总效率可 参考表 1.1 中地数值估取，液压泵规格大取较大值；规格小取小值；变量泵一般取较小值. 液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵 总

21、效率0.6 0.80.650.850.70.850.80.9 表 1.1 液压泵地总效率 33 滤油器 液压油中往往含有颗粒状杂质，会造成液压元件相对运动表面地磨损、滑阀卡滞、节 流孔口堵塞，使系统工作可靠性大为降低.在系统中安装一定精度地滤油器，是保证液压系 统正常工作地必要手段.滤油器地过滤精度是指滤芯能够滤除地最小杂质颗粒地大小，以直 径 d 作为公称尺寸表示，按精度可分为粗滤油器（d 100 )普通滤油器 (d10 )，精滤油器 （d5 )，特精滤油器（d1 ).一般对滤油器地基本要求是： （1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸地杂质进入系统 . （2）滤芯应有足够强度，

22、不会因压力而损坏. （3）通流能力大，压力损失小. （4）易于清洗或更换滤芯. 滤油器地类型特点： （1）网式滤油器 网式滤油器，其滤芯以铜网为过滤材料，在周围开有很多孔地塑料或金属筒形骨架 上，包着一层或两层铜丝网，其过滤精度取决于铜网层数和网孔地大小.这种滤油器结构简 单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低，一般用于液压泵地吸油口. (2)线隙式滤油器 线隙式滤油器，用钢线或铝线密绕在筒形骨架地外部来组成滤芯，依靠铜丝间地微小 间隙滤除混入液体中地杂质.其结构简单，通流能力大，过滤精度比网式滤油器高，但不易 清洗，多为回油滤油器. （3）纸质滤油器 纸质滤油器，其滤芯为平纹或波纹地酚醛树脂

23、或木浆微孔滤纸制成地纸芯，将纸芯围 绕在带孔地镀锡铁做成地骨架上，以增大强度.为增加过滤面积，纸芯一般做成折叠形.其过 滤精度较高，一般用于油液地精过滤，但堵塞后无法清洗，须经常更换滤芯. （4）烧结式滤油器 烧结式滤油器，其滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间地微孔来挡住油液中地杂质 通过 .其滤芯能承受高压，抗腐蚀性好，过滤精度高，适用于要求精滤地高压、高温液压系 统. 滤油器地安装 (1）泵入口地吸油粗滤器 用来保护泵，使其不致吸入较大地机械杂质，根据泵地要求，可用粗地或普通精度地 滤油器，为了不影响泵地吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器地过滤能力应为泵流量地 两倍以上，压力损失不得超过0

24、.010.035MPa. (2)泵出口油路上地高压滤油器 这种安装主要用来滤除进入液压系统地污染杂质，一般采用过滤精度1015mm 地滤油 器.它应能承受油路上地工作压力和冲击压力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或 堵塞状态发讯装置，以防泵过载和滤芯损坏. （3）系统回油路上地低压滤油器 可滤去油液流入油箱以前地污染物，为液压泵提供清洁地油液.因回油路压力很低，可 采用滤芯强度不高地精滤油器，并允许滤油器有较大地压力降. （4）安装在系统以外地旁路过滤系统 大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成地滤油子系统，滤除油液中地杂质，以保 护主系统 . 安装滤油器时应注意，一般滤油器只能单

25、向使用，即进、出口不可互换. 吸油、回油滤油器优缺点： 吸油滤油器一般安装在油泵地吸油口处，用以保护油泵和其他液压元件，以避免吸入 污染杂质，可以有效地控制液压系统地清洁度. 回油滤油器用于液压系统回油过滤，过滤液压系统中由于元件磨损产生地金属颗粒， 心脏密封件产生地污染物，使流回油箱地油液保持清洁. 相比较下来，我选择用在吸油口安装一个网式滤油器，回油口用一个烧结式滤油器. 34 液压泵与电动机地连接 将液压泵与电动机连接方式，采用连轴器方式,采用联轴器，用来把电动机轴与泵轴联 接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离. 联轴器有刚性联轴器、挠性联釉器两大

26、类，其中挠性联釉器又可以分为无弹性元件地 挠性联釉器和有弹性元件地挠性联釉器两大类别.选择联釉器考虑以下几点： （1）所需传递地转矩大小和性质以及对缓冲减振功能地要求.例如，对大功率地重载 传动，可选用齿联轴器；对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动地传动，可选用轮胎式 联袖器等具有高弹性地联轴器. （2） 联轴器地工作转速高低和引起地离心力大小.对于高速传动轴，应选用平衡精度 高地联轴器，例如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心地滑块联轴器等. 液压泵与电机之间地联轴器，一般用简单弹性套柱销联轴器或弹性.其二者地共同特点 是传递扭矩范围较大，转速较高，弹性好，能缓冲扭矩急剧变化引起地振动，能补偿轴

27、位 移.但在使用中应定期检查弹性圈. 安装联轴器地技术要求如下： （1）半联轴器做主动件. （2）联轴器与电动机轴配合时采用H7/H6 配合，与泵轴则采用H8/H7 地配合 . （3）最大同轴度偏差不大于0.1mm，轴线倾角不大于40. 35 油箱地选用 1液压油箱在液压系统中地主要作用为储油、散热、分离油中所含空气及消除泡沫. 选用油箱首先要考虑其容量，一般移动式设备取泵最大流量地23 倍，固定式设备取3 4 倍；其次考虑油箱油位，当系统全部液压油缸伸出后油箱油面不得低于最低油位，当油 缸回缩以后油面不得高于最高油位；最后考虑油箱结构，传统油箱内地隔板并不能起沉淀 脏物地作用，应沿油箱纵轴线

28、安装一个垂直隔板.此隔板一端和油箱端板之间留有空位使隔 板两边空间连通，液压泵地进出油口布置在不连通地一端隔板两侧，使进油和回油之间地 距离最远，液压油箱多起一些散热作用. 油箱设计是要注意一下几个问题： （1）油箱应有足够地刚度和强度； （2） 油箱要有足够地有效容积 （3）吸油管和回油管应尽量相距远些 （4）防止油液污染 （5）油箱要进行油温控制 （6）油箱内壁要加工 2油箱容量地确定 按使用情况确定油箱容量 初始设计时，可依据使用情况，按下列经验公式确定油箱容积. V=aq=6x6.18x10 3 =37.08x103 m3 (1.6) 式中 V-油箱地有效容积（m3）； q-液压泵地流

29、量（m3/min）； a-经验系数，见下表： 行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金机械 A 12 24 57 612 10 如果安装空间不受限制，可适当增大油箱容积，以提高其散热能力. 系统确定后，应按照系统地发热与散热关系进行校核. 油箱容量地标准 油箱容量地选定应符合JB/T 7938-2010 液压泵站油箱公称容量系列地规定. 3 油箱结构简介 长期以来，液压油箱地结构型式，基本上是由矩形板折边压形成四棱柱，再用 封板堵住两侧而构成.端部封板及中间隔板由冲压成形，箱体是经四次压圆角，接头 外焊接而成地.这种结构地液压油箱制造工艺较差，主要表现在箱体钢板下料时要求 地精度较高；不同机型上地

30、液压油箱必须使用自己专用地一套压型模具.每套模具地 体积大、造价高、利用率低.箱底面及端部，以及箱底面和侧面分别折成形断面； 再焊好加油口和中间隔板等附件后，扣合拼焊而成.这种结构地液压油箱具有以下优 点： 1、下料精度要求不高； 2、对原材料机械性能适应力强； 3、折边部位可随意调整，适合多品种小批量生产； 4、不用模具，大大节省了费用，缩短了生产周期等等. 结构设计：通过对油箱地了解，该油箱，是单件地生产，因此，采用拼焊地方 法焊接而成.进行油箱结构设计时，首先考虑地是油箱地刚度，其次考虑便于换油和 清洗油箱以及安装和拆卸油泵装置，油箱地结构应该尽量简单，以利于密封和降低 造价 . （1）

31、油箱体油箱体由Q235 钢板焊接而成，取钢板厚度36mm，箱体大者取大值， 本设计地油箱板厚度为4mm.在油箱侧壁上安装油位指示器.在油箱与隔板垂直地一个壁上 常常开清洗孔，以便于清洗油箱. （2）油箱底部油箱底部采用倾斜地方式，用焊接方法与壁板焊接而成，采用这种结 构，便于排油，底部最低处有排油口. （3）油箱隔板为了使吸油区和压油区分开，便于回油中杂质地沉淀，油箱中设置了 隔板 .隔板地安装方式主要有两种，第一种：回油区地油液按一定方向流动，既有利于回油 中地杂质、气泡地分离，又有利于散热.第二种：回油经过隔板上方溢流至吸油区，或经过 金属网进入吸油区，更有利于杂质和气泡地分离.在本设计中

32、，采用隔板地方式，主要为了 将装置中地气泡分离.隔板地位置在油箱地中间，将吸油区和回油区分开，隔板地厚度等于 油箱侧壁厚度 . （4）油箱盖油箱盖多用铸铁或钢板两种材料制造，现采用钢板，在油箱盖上钻下列 通孔：回油管孔、通大气孔（孔口有空气滤清器）. 1 吸油管 2 过滤器 3 空气过滤器 4 回油管 5 上盖 6 油面指示器 7、9隔板 8 放油阀 减少油箱噪音： 防噪音问题是现代机械设备设计中必须考虑地问题之一.油路系统地噪音源，以泵站为 首，因此进行油箱设计时，从以下几个方面减轻噪音： （1）油箱与箱盖间增加防震橡皮垫； （2）用地脚螺栓将油箱牢固固定在基础上； （3）油泵排油口用橡胶软

33、管与阀类元件相连接； （4）回油管管接头振动噪音较大时，改变回油管直径或增设一条回油管，使每个回油 管接头地通路减少. 3.6 压力控制阀及其作用 对于夹紧压力控制，我选用地是可调式减压阀，压力地现实由压力表地读数来确 定，在原理图中地压力表地作用就是为了配合减压阀，起到能够确定夹紧力地作用.减压阀 地 调 速 范 围 应 该 为0到3.5MPa ， 因 而 压 力 表 地 读 数 应 为0到4MPa. 溢流阀地主要作用是对液压系统定压或进行安全保护，几乎在所有地液压系统中都要用 到它，其性能好坏对整个系统地正常工作有很大影响.在本设计中，溢流阀地作用是用对液 压系统定压地.压力继电器是一种将

34、油液地压力信号转换成电信号地电液控制元件，当油液 压力达到继电器地调定压力时，即发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元 件动作，使油路卸压、换向、执行元件实现顺序动作或关闭电动机使系统停止工作，起安 全保护作用等.原理图中地压力继电器地作用主要是用来防止压力冲击地，当液压缸一端压 力突然增大时，压力继电器就将换向阀换到中位，停止其突然地变化，方向阀采用三位四 通地作用还有重要地一点就是在断电时可以保证所夹地工件不会松开掉下来.原理图中地单 向 阀 地 作 用 是 防 止 回 流 ， 回 油 路 中 地 单 向 阀 还 起 到 断 电 时 做 背 压 阀 . 3.7 实现夹紧松开地过程

35、 液压油从油箱里出来后经过液压泵到达减压阀，当三位四通换向阀左端得电时液压缸 被推动杆向右运动，当右端得电时液压缸被推动杆向左运动.突然断电时处于中位，油液不 能流动，缸内杆也不动. 第四章 液压站结构形式 4.1液压控制装置集成方式地选择 液压控制装置是液压系统中各类控制阀及其连接体地统称, 在液压站中多用无管集 成.亦即将各类控制阀固定在某种专用或通用地连接体(又称辅助件 ) 上,辅助件内开地一系列 通道 (油道 ) , 控制阀之间地油路联系主要由这些通道而非管道实现.按所采用辅助件地形式 不同 , 又可分为板式、块式、链式、叠加阀式和插入式等五种集成方式.它们地优点是结构 紧凑、安装方便

36、、外形美观、压力损失较小等.但因结构上各不相同,故又各有特点及其适用 地场合 . 板式集成 在阀板上 , 按系统要求 , 通过阀板中切削或铸造出地通道实现油路联系, 构成一个回路. 对较复杂地系统, 则需将其分解成几个回路, 用几个阀板安装标准板式控制元件, 阀板间通过 管道来连接 . 阀板又有整体式和剖分式两种形式1、2、8 .整体式阀板地油路通道是在整块板上钻 出或用精密铸造铸出.此种阀板地可靠性好, 应用较多 , 但其工艺性较差,特别是深孔地加工较 难。 剖分式阀板由底板与面板组成, 通常面板上钻出通道孔, 在底板与面板结合地面铣削或 铸出矩形沟槽, 然后用粘合剂将底板与面板粘合在一起,

37、 并用相当数量地螺钉紧固成为一完 整地封闭体 .面板上地通道孔分别与各液压元件上相应油口对应, 各元件之间油路联系借助 底板上地沟槽来实现.剖分式阀板制造方便, 但可能会因液压冲击造成粘合剂失效, 引起油路 串腔 , 导致液压系统工作失常. 综上所述可知: 板式集成对于动作复杂地液压系统, 回路元件数量地增加, 导致所需阀板 尺寸和数量增大, 致使有些孔道深到无法钻出, 而铣槽往往出现渗漏串腔现象.此外 , 阀板是 根据特定地液压系统专门设计制作地, 不易实现标准化和通用化, 不易组织专业生产.当用户 需要更改回路或追加元件时, 阀板就要重新设计加工, 设计和加工地差错也会使整块阀板报 废.所

38、以 , 板式集成适合不太复杂地中低压系统采用. 块式集成 块式集成是按典型液压系统地各种基本回路, 做成通用化地六面体辅助件 集成块 , 通常其四周除一面安装液压执行装置地管接头外, 其余三面安装标准板式阀及少量叠加阀或 插装阀 , 这些元件之间地油路联系由集成块内部所开通道孔实现。块地上下两面为块间叠 积结合面 , 布有上下贯穿通道体地公用压力油孔、回油孔、泄油孔及块间连接螺栓孔, 多个 回路块叠积成一摞, 通过四只长螺栓固紧, 块之间地油路联系通过公用油孔来实现.对于较复 杂地系统 , 可按系统组成特点, 将其划分为几摞.摞间用管道连接即可. 块式集成地显著优点是: 可简化设计。更改系统、

39、增减元件方便, 设计柔性大 1 。 集 成块主要加工部位是六个平面及各个孔, 其尺寸比板式集成地阀板要小得多, 故加工容易 , 且 便于组织专业化生产, 降低成本。大大减少了管接头数量, 并且结构紧凑, 占地面积小 , 泄漏 少, 稳定性好。通道孔粗而短, 故压力损失小、发热少、效率较高. 块式集成既可用于低压系统也可用于高压系统. 链式集成 链式集成 1、9 与块式集成非常相似, 它地辅助件通常有阀块、连接块、隔板和端板. 每个阀块仅安装一个标准板式阀或组合叠加阀, 依靠阀块中地孔道及各辅助件把油路联系起 来.每一组短螺栓仅将相邻地两个阀块连接在一起, 如同链条一环扣一环地串联成一个整体.

40、阀块上面安装液压阀。阀块两面是块间或块与其它辅助件间地连接结合面, 两侧面间 通常开有 5 条呈轴对称分布地公用主油道及4 个短螺栓孔 , 故可在阀块不变地情况下, 以对称 轴为中心旋转180 安装来改变油路关系.从而减少阀块及其它辅助件地品种, 提高通用化程 度和变更系统地灵活性.阀块底面有通向执行器、液压泵或油箱地三个螺纹孔口, 可根据需 要用螺塞进行阻通. 连接块地两侧结合面与同规格阀块两侧结合面地连接尺寸完全一致, 也开有五条轴对称 油道和四个螺栓孔.连接块上不安装液压阀, 其作用是使 5 条公用通道两两沟通, 实现油路关 系地改变 , 并且通过其底面都开有与公用油道相通地两个螺纹孔接

41、至压力继电器、压力表等 元件 (这两个螺纹孔不用时也可用螺塞堵死). 隔板安装在相邻两个阀块或阀块与连接块之间,它地两个侧面与阀块地两侧向结合面尺 寸相同 , 也有与阀块一样位置地四个螺栓孔.其作用是通过阻通相邻辅助件地5 条公用通道中 地一条或几条 (共有 20 种方案 ) , 实现油路关系地改变. 端板上既不安装液压阀, 也没有内部通道.用螺栓与整个链式集成装置最外侧地阀块连 接, 一方面从两端堵死阀块地5 条公用通道 , 另一方面把整个链式集成装置安装在台架上. 链式集成地优点是: 组合排列方便灵活, 4 种辅助件经适当排列即可实现集成。设计施 工周期短 , 工效高。辅助件少 , 工艺简

42、单。设计程度规范, 易于实现 CAD 等.其缺点是流通 直角转变较多 , 流阻损失较大 ,故一般适于小流量液压系统采用. 叠加阀式集成 叠加阀式集成是在块式集成基础上发展起来地,但不需要另外地连接块, 而是以带有公 用油道地叠加阀作连接体, 通过螺栓将直接叠合在一起地所有液压阀固定在最底层地底板块 上.底板块侧面地螺纹孔口可接至执行器、液压泵或油箱, 并可根据需要用螺塞进行阻通.因 同一规格地叠加阀地油口和螺栓孔地大小、位置及数量均与相匹配地板式换向阀相同, 故只 要把同一规格地叠加阀按一定顺序叠积起来, 再将换向阀装于这些叠加阀地上面, 即可构成 各种典型液压回路. 叠加阀式集成地优点是:

43、标准化、通用化、集成化程度高, 设计、加工及装配周期短, 便 于实现 CAD 。 结构紧凑、外形美观、体积小、重量轻、占地面积小。配置灵活、安装维 护方便 , 便于通过增减叠加阀实现液压系统原理变更。减少了辅助件及管件, 耗材少 , 成本 低。 消除了漏油 , 减小了振动和噪声, 压力损失小 , 且使用安全可靠.其缺点是回路形式少, 受 通径限制 , 不能满足复杂和大功率液压系统地需要. 插入式集成 插入式集成地辅助件为整体式多孔通道块,所连接地液压阀主要为插装阀(又称逻辑阀 ). 插装阀本身无阀体, 靠插入零件 (阀心、阀套等) 与通道块中地孔配合, 并由控制盖板固定在 通道块中 , 通过通

44、道把各插装阀连通起来, 通道块外表面装上控制插装阀启闭地各种先导阀 即组成液压集成装置.通道块既是各插装阀地阀体, 又是油路地连接通道. 由于插装阀流通能力大, 动作灵敏 , 标准化程度高 , 故集成后地液压装置更加紧凑, 特别 适合重型机械、冶金、塑料机械等大流量系统采用.其缺点是液压系统变更灵活性差, 通道 块地孔系较复杂, 不便于设计与加工. 4.2液压动力源装置地结构选择 液压动力源向系统提供工作介质, 并可作为整体式液压站安放液压控制装置地基座, 是 液压站地重要组成部分. 液压动力源装置由液压泵组及液压油箱组成, 按液压泵组地布局, 液压动力源装置有以 下两大类 : 上置式动力源

45、上置式液压动力源装置地泵组置于油箱之上.根据电动机安装方向又有立式(图a) 与卧 式(图b) 之分 ,前者地电动机立式安装, 液压泵置于油箱内。后者地电动机卧式安装, 液压泵 置于油箱之上 . 上置式液压动力源装置地优点是占地面积小, 结构紧凑 , 适用于小功率液压系统.卧式地 电动机与泵轴地同轴度不易保证, 且吸油高度不能过大. 非上置式动力源 非上置式液压动力源装置地泵组置于底座或地基上.泵组坐落在与油箱一体地公用底座 上时称整体型液压动力源, 若泵组放在油箱侧面称旁置式, 若泵组放在油箱下面称下置式。 泵组单独装在地基上称分离型液压动力源. 非上置式液压动力源装置地优点是能有效改善泵地吸

46、油性能, 易维护 , 但占地面积大 .适 用于大功率液压系统. 4.3 按照泵装置以泵装置地结构形式、安装位置及冷却方式来区分. 按泵装置地机构形式、安装位置可分三种： 1、上置立式：泵装置立式安装在油箱盖板上，主要用于定量泵系统一思想 2、上置卧式：泵装置卧式安装在油箱盖板上，主要用于变量泵系统，以便于流量调节. 3、旁置式：泵装置卧式安装在油箱旁单独地基础上，旁置式可装备备用泵，主要用于 油箱容量 大 250 升，电机功率7.5千瓦以上地系统. 按站地冷却方式可分为两种： 1、自然冷却：靠油箱本身与空气热交换冷却，一般用于油箱容量小于250 升地系统一 思想 . 2、强迫冷却：采取冷却器进

47、行强制冷却，一般用于油箱容量大于250 升地系统 . 液压 站以油箱地有效贮油量度及电机功率为主要技术参数. 油箱容量共有18 种规格（单位：升 /L）： 25、40、63、100、160、250、400、 630、 800、1000、1250、1600、2000、2500、 3200 、4000、5000、6000 本系列液压站根据用户要求及依据工况使用条件，可以做到： 1、按系统配置集成块，也可不带集成块.2、可设置冷却器、加热器、蓄能器3、可设置电 气控制装，也可不带电气控制装置. 4.4 按油箱形式分为： 1.普通钢板：箱体采用5MM 6MM 钢板焊接，面板采用1012MM 钢板，若开

48、孔过 多可适当加厚或增加加强筋. 2.不锈钢板：箱体选用304 不锈钢板，厚度23MM ，面板采用304 不锈钢板厚度3 5MM ，承重部位增加加强筋. 普通钢板油箱内部防锈处理较难实现，铁锈进入油循环系统会造成很多故障，采用全 不锈钢设计地油箱则解决了这一业界难题. 4.5 根据常用液压缸地结构形式可将其分为四种类型： 1.活塞式 单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆.单活塞液压缸，其两端进出口油口A 和 B 都可通压 力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸. 2.柱塞式 （）柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向地运动，柱塞 回程要靠其它外力或柱塞地自重； （）柱塞只靠缸

49、套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压 缸； （）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够地刚度； （）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨 损，故其垂直使用更有利. 3.伸缩式 伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，伸缩式液压缸中活塞伸出地顺序式从大到小，而 空载缩回地顺序则一般是从小到大.伸缩缸可实现较长地行程，而缩回时长度较短，结构较 为紧凑 .此种液压缸常用于工程机械和农业机械上. 4.摆动式 摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动地执行元件，也称摆动式液压马达.有单叶片 和双叶片两种形式.定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起.根据进油方向，叶片 将带动转子作往复摆动向、压力、流量地调节和控制，实现各种规定动作. 第五章