摇臂钻床液压控制系统设计(一)(2)
2016-01-12 01:08
导读：径实取外径 吸油管16.7L/min1m/s18.825mm20mm28mm 压油管16.7L/min4m/s9.41mm10mm14mm 回油管16.7L/min2m/s13.31mm14mm18mm 4.3 各种阀类的选择 根据本系统的设计技术要求，选择一
径 实取 外径
吸油管 16.7L/min 1m/s 18.825mm 20mm 28mm
压油管 16.7L/min 4m/s 9.41mm 10mm 14mm
回油管 16.7L/min 2m/s 13.31mm 14mm 18mm
4.3 各种阀类的选择
根据本系统的设计技术要求，选择一个有电磁换向阀，叠加式双单向节流阀，叠加式压力计电器，叠加式减压阀组成液压回路。实现卡盘的卡紧，松开和退回，钻头的正转反转等动作。阀的规格根据系统的工作压力和工作年限来通过样本的选取决定[8]。
4.3.1 换向阀的选取
一般来说，流量在190L/min以上的适宜用二通插装阀；190L/min以下时可采用滑阀式换向阀。70L/min以下时通常用电磁换向阀。
控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也可以有20％以内的短时间过流量。
根据以上要求，本系统选择的换向阀为电磁换向阀，具体的型号和尺寸由相关厂家的样本中查得。
其中电磁换向阀的产品型号为：4WE6E6X/EG24NZ5L/B10。
4.3.2 单向阀的选择
应选择开启压力小的单向阀，开启压力较大的单向阀可作为背压阀使用。所以，本系统选择叠加式双单向节流阀，具体型号和尺寸可由相关厂家样本中查得。其中叠加式双单向节流阀的型号为：Z2FS6-3-L4X/2Q。
4.3.3 减压阀的选择
减压阀根据不同的需要，可将液压系统区分成不同的压力油路，例如控制机构的控制油路或其他辅助油路，以使不同的执行机构产生不同的工作力；减压阀也可用作稳定油路工作压力的调节装置，使油路不受压力源压力变化及其他阀门工作时引起压力波动的影响。
根据以上要求，本系统选择的减压阀为叠加式P口减压阀，具体型号和尺寸可由相关厂家样本中查得。
内容来自www.nseac.com
本系统中的叠加式减压阀型号为：ZDR6DP3-30/2.5YM。
4.3.4 压力继电器的选择
压力继电器是利用液体压力信号来启动或关闭电器触点的液压电器转换元件。它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电器元件动作，实现泵的加载和卸荷。其设定值通常是比系统正常工作压力高出约0.5Mpa，所以本系统的压力继电器预先调定压力为3.5Mpa。
根据以上要求，本系统选择的压力继电器为叠加式压力继电器，具体型号和尺寸可由相关厂家样本中查得[9]。
叠加式压力继电器的型号为：HED40H10/5Z14/2。
表4-3 系统中所用到的元件现总结
Table.4-3 system uses the part presently summarizes
序号 名称 数量 规格
1 减压阀 2 ZDR6DP3-30/2.5YM
2 压力继电器 1 HED4OH10/5Z14/2
3 双单向节流阀 2 Z2FS6-3-L4X/2Q
4 电磁换向阀 2 4WE6E6X/EG24NZ5L/B10
5 WU型网式过滤器 1 WU-40180
6 空气滤清器 1 QUQ1-200.4
7 液位计 1 YWZ-80T
4.4 液压泵的选择
1) 确定液压泵的最大工作压力：
（4-3）
式中 －额定压力
－从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。的准确计算要待元件选定并会出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取：管路简单，流速不大的，取
2) 确定液压泵的流量：
（4-4）
（科教作文网 zw.nseac.com整理）
式中 K－泄露系数 一般取1.1-1.3；
－系统最大流量
发生在马达全速运转时:
3) 选择泵的规格
根据以上求得的和值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所以选择的泵的额定压力一般要比最大工作压力大。
泵取YBX-16限压式变量泵，排量调节为，额定压力6.3Mpa，调节范围，转速，驱动功率为2.6Kw 效率。
4.5 液压泵驱动电机的选择
液压泵在额定压力和额定流量下工作时，其驱动电机的功率一般可直接从产品样本或技术手册中查得，但其数值在实际中往往偏大。因此，也可以根据具体工况用下述方法计算出来[10]。
整个系统中所需功率最大的工况是发生在马达最大转速的情况下。
（4-5）
式中 －泵的最大工作压力
－泵的流量
－泵的总效率
P=
综上所述，由厂家样本中查出本系统所选择的电机型号为Y90L-4B35 额定功率1.5kw 转速1440r/min
4.6 液压马达的选取
由系统所给定的马达排量为16.3ml/r，正常工作时转矩为,工作压力为1.5Mpa。选用YM-A19B，理论排量 19ml/r额定压力6.0Mpa，调速范围100-2000r/min\，最高转矩 10-80Nm，机械效率大于[11]。
马达的载荷转矩
（4-6）
（科教范文网 fw.nseac.com编辑发布）
取马达的机械效率0.95，则理论转矩为
（4-7）
4.7 确定油箱的有效容积
按公式4-8初步确定油箱的有效容积
（4-8）
式中 －泵每分钟排出的容积；
－经验系数 取；
取V=100L
4.8 液压缸的载荷力计算
液压缸尺寸（由系统给出）
D=50mm,d=28mm 行程为35mm
（4-9）
式中 d－油缸内经；
P－油缸压力；
进给时
返回时 （4-10）
表4-3 液压油缸的载荷力
Tab.4-3 hydraulic ram loading force
名称 工况 活塞上的载荷力
卡紧油缸 进给 1.96KN
返回 1.35KN
5 系统性能验算
本系统比较简单，执行元件较少并且动作简单。管路损失很小，故主要验算各元件的压力损失对系统造成的影响[12]。
（转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）
5.1 沿程压力损失
主要是压油管的压力损失，管长0.5m，内径0.01m，流量16.7L/min 选用L-HL 矿物油型液压油，正常运转时的运动粘度V=35.2，油液的密度。
油在管中实际的流速为
（5-1）
（5-2）
油在管路中呈乱流流动状态，其沿程阻力系数为：
（5-3）
（5-4）
5.2 局部压力损失
局部压力损失包括通过管路中折管和管接头等处的管路局部压力损失，以及通过控制阀的局部压力损失，其中管路局部压力损失相对来说小得多，故主要计算通过控制阀的局部压力损失。
参看系统原理图可知从泵口到执行元件要经过减压阀，节流阀，换向阀各阀的性能如下表5-1所示：
表5-1 各阀额定压力损失
Tab.5-1 various valves rated pressure loss
名称 额定流量 额定压力损失
减压阀 30L/min 0.21Mpa
节流阀 80L/min 0.315Mpa
大学排名
换向阀 80L/min 0.35Mpa
所以通过各阀的局部压力损失之和为：
（5-5）
由以上计算结果可求得此系统总的压力损失为：
泵的出口压力距泵的额定压力有一定的压力裕度，所以泵的选取是合适的[13]。
6 系统发热量的计算
6.1 计算发热功率
液压系统的功率损失全部转化为热量。按下式计算其发热功率：
（6-1）
式中 －系统发热功率
－系统发出总功率
－系统有用功率
对于本系统来说，是整个工作循环中泵的平均输入功率。
（6-2）
式中 －系统周期；
－泵的输入功率；
－第i台泵工作时间；
Z－泵的台数；
－泵的总效率；
；
6.2 计算散热功率
前面求得有效容积为0.1，按求各边之积：
（6-3）
（转载自科教范文网http://fw.nseac.com）
图 6-1 油箱示意图
Fig 6-1 tank Map
选各边均为0.5m。
式中 －有效散热面积
（6-4）
式中 散热功率；
－散热系数；取=；
－温差取；
油箱散热功率满足系统发热功率的需要[14]。
7 液压系统安装、调试、维护
7.1 安装前的技术准备工作
1) 技术资料的准备与熟悉
液压系统原理图、电气原理图、管道布置图、液压元件、辅件、管件清单和有关元件样本等，这些资料都应准备齐全，以便对具体内容和技术要求逐项熟悉和研究。
2) 物资准备
按照液压系统图和液压件清单，核对液压件的数量，确认所有液压元件的质量状况。严格检查压力表的质量，查明压力表交验日期，对检验时间过长的压力表要重新进行校验，确保准确。
3) 质量检查
液压元件在运输或库存过程中极易被污染和锈蚀，库存时间过长会使液压元件中的密封件老化而丧失密封性，有些液压元件由于加工及装配质量不良使性能不可用，所以必须对元件进行严格的质量检查[15]。
7.1.1 液压元件质量检查
1) 各类液压元件型号必须与元件清单一致
2) 要查明液压元件保管时间是否过长，或保管环境不合要求，应注意液压元件内部密封件老化程度，必要时要进行拆洗、更换、并进行性能测试。
3) 每个液压元件上的调整螺钉、调节手轮、锁紧螺母等都要完整无损。
（转载自http://zw.NSEAC.com科教作文网）
4) 液压元件所附带的密封件表面质量应符合要求、否则应予更换。
5) 板式连接元件连接平面不准有缺陷。安装密封件的沟槽尺寸加工精度要符合有关标准。
6) 管式连接元件的连接螺纹口不准有破损和活扣现象。
7) 板式阀安装底板的连接平面不准有凹凸不平缺陷，连接螺纹不准有破损和活扣现象。
8) 将通油口堵塞取下，检查元件内部是否清洁。
9) 检查电磁阀中的电磁铁芯及外表质量，若有异常不准使用。
10) 各液压元件上的附件必须齐全[16]。
7.1.2 液压辅件质量检查
1) 油箱要达到规定的质量要求。油箱上附件必须齐全。箱内部不准有锈蚀，装油前油箱内部一定要清洗干净。
2) 滤油器型号规格与设计要求必须一致，确认滤芯精度等级，滤芯不得有缺陷，连接螺口不准有破损，所带附件必须齐全。
3) 各种密封件外观质量要符合要求，并查明所领密封件保管期限。有异常或保管期限过长的密封件不准使用。
4) 蓄能器质量要符合要求，所带附件要齐全。查明保管期限，对存放过长的蓄能器要严格检查质量，不符合技术指标和使用要求的蓄能器不准使用。
5) 空气滤清器用于过滤空气中的粉尘，通气阻力不能太大，保证箱内压力为大气压。所以空气滤清器要有足够大的通过空气的能力[17]。
7.1.3 管子和接头质量检查、管接头压力等级应符合设计要求.
1) 管子的材料、通径、壁厚和接头的型号规格及加工质量都要符合设计要求。
2) 所用管子不准有缺陷。有下列异常，不准使用：
a 管子内、外壁表面已腐蚀或有显著变色。
b 管子表面伤口裂痕深度为管子壁厚的10%以上。
（科教作文网http://zw.nseAc.com）
c 管子壁内有小孔。
d 管子表面凹入程度达
