1、毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目：液压马达测试台动力源设计 机 电 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称： ）（职称： ）年 月 摘要马达作为液压系统的执行元件，是整个液压系统的心脏，它们的性能直接影响着整个液压系统的性能。因此马达性能的精确测试有着非常重要的意义。马达的性能测试是辨别产品优劣、改进结构设计、提高工艺水平、保证系统性能和促进产品升级的重要手段。本次设计就是通过测定液压马达在给定外界情况下的排量、流量、容积效率等，检验液压马达是否合格。设计了液压马达测试台液压系统，并对有关参数进行了计算，绘制了液压马达实验系统原理图、泵站装配图一系
2、列相关二维图纸，为液压马达测试台液压系统的设计奠定了理论基础。关键词 液压系统；设计；液压马达；结构本科生毕业设计（论文）IIAbstractMotor as actuator of hydraulic systems, is the heart of the entire hydraulic system, which directly affects the performance of the hydraulic performance of the system. Therefore precise motor performance test has a very important
3、 meaning. Motor performance testing is to identify advantages and disadvantages of products, improved structural design, improve technology level, to ensure system performance and an important means of promoting a product upgrade. This design is by measuring the hydraulic motor in the given external
4、 displacement, flow, volumetric efficiency, in the case of tested hydraulic motors is qualified. Design of test platform hydraulic system of hydraulic motor, and the corresponding parameters are calculated, draw a schematic diagram of a hydraulic motor test system and pump Assembly drawing a series
5、of two-dimensional drawings, design of test bench for hydraulic motors laid a theoretical foundation.Key words：Hydraulic system； Design ；Hydraulic motor； structure 键入文字III目 录摘要 .IAbstract II目 录 III第 1 章 绪论 11.1 课题背景 .11.1.1 国内外马达测试台发展状况 11.1.2 马达测试台未来发展趋势 21.1.3 存在问题 31.2 液压传动与控制概述 .42 液压马达测试台液压系统设计
6、 .72.1 液压马达测试台工作原理 72.2 主油泵的选择 82.3 液压马达性能表达式及参数 .83 液压元件的选择 103.1 油泵选择 .103.2 电机选择 .103.3 联轴器的选择 .123.2 管道尺寸的确定 123.2.1.管道的计算 123.2.2.硬管的选择 143.2.3.软管的选择 153.2.4.管子连接以及管接头的选择 163.3 液压阀的选择 173.3.1 溢流阀的选择 .173.3.2.单向阀的选择 173.3.3.蝶阀的选择 183.3.4.球阀的选择 18IV3.4 液压辅件的选择 193.4.1 空气滤清器的选择 193.4.2 液位液温计的选择 19
7、3.4.3 加热器的选择 203.4.4 泄油口球阀的选择 213.4.5 压力表仪器的选择 .213.4.6 减震喉的选择 .224 油箱的设计 234.1 油箱的作用 .234.2 油箱的种类 .234.3 油箱的结构设计 234.4 油箱的设计计算 .265 阀块的设计 285.1 概述 285.2 阀块的设计原则 285.3 阀块的设计 295.3.1 集成回路的选择 .295.3.2 阀块油道设计 .295.3.3 阀块选材安装 .306 液压泵站的设计 316.1 概述 316.2 泵站设计要点 316.3 泵站布管 326.4 泵站设计 33参考文献 34致谢 361第 1 章
8、绪论1.1 课题背景1.1.1 国内外马达测试台发展状况近些年随着计算机技术、测试技术、液压技术的不断进步，马达性能测试试验台的技术取得了飞速发展。各类液压计算机辅助测试系统成为了各类液压试验台的主流。尤其是虚拟仪器测试系统的出现和逐渐发展成熟，几乎应用到了近年来所有液压元件性能测试试验台上。这类试验台采用计算机集散系统，对液压试验台进行智能检测、控制和管理。按照液压油泵试验方法国家标准控制有关条件，实时采集性能参数，并对数据进行集中处理、分析、计算、存贮、显示、传输、控制和维护，从根本上改变了传统继电控制模拟采集人工处理的方式，为企业标称产品性能提供准确的数据，同时为企业分析产品质量、改进工
9、艺提供了决策依据近年来的研究热点主要集中在降低系统污染、减小液压元件功率损耗、引入新型元器件、设计合理液压回路、引入新型的传感器测试仪表等方面。如美国的 SUNDSTRON 公司的液压传动试验室的 CAT 系统，日本制钢所的柱塞泵效率试验台，英国国家实验室拥有计算机控制的 ISO 标准试验台，法国机械工业研究中心(ETIT)也做了类似的工作。国内也有许多高等院校及科研单位正在进行液压 CAT 的研究工作，并在液压测试中进行一定程度的应用。我国已经研制出一些具有较高性能的液压计算机辅助测试系统，如机械部北京自动化研究所研制的液压元件计算机辅助测试系统，该系统可完成阀及泵的性能测试；北京理工大学研
10、制的(液压马达传动系统)工作特性的计算机辅助试验系统；上海交通大学及昆山液压件厂共同研制的液压阀的特性试验系统，北航开发的虚拟仪器试验台等。虚拟仪器技术虽然起步较晚，但发展非常迅速。在科研开发、计检、测控领域得到了广泛的应用。如：比利时Intersofi电子工程公司的RASS2PDP和RASSS 软件；美国斯坦福大学的虚拟仪器教学、试验、仿真系统；挪威CARDIAC公司的基于LabVIEW 平台的测试北海油田石油、大气、水流的MPFM系统等。虚拟仪器的开发和研究在国内尚属于起步阶段，清华大学应用虚拟技术构建的汽车发动机性能出厂检测系统；电子部三所的仪器自动计量控制系统；石油科学研究院研制的小型
11、石油精炼试验系统等；另外航天局809所、上海803所、上海交通大学、西安交通大学、浙江医科大学以及东方振动和噪声技术研究所等高校和公司在研究和开发虚拟仪器产品、虚拟仪器设计平台以及消化吸收NI等产品方面做了大量工作，其成果已在自动计量控制系统等方面得到广泛的应用。最近浙江大学流体传动及控制国家重点试验室也开发的基于虚拟仪器的液压试验台CAT 系统便是比较典型的例子，软件部分采用了VC+6.0 实现试验系统编程。硬件部分A/D 卡采用PCI1713 卡(提供了32 个模拟输入通道，12 位转换分辨率，2.5s 的转换速率)。实际应用中该型系统可根据情况的不同采用不同的接口技术，灵活地组成相应的液
12、压测试系统。虚拟仪器的兴起是测试仪器技术的一次“革命”，是仪器领域的一个新的里程碑。未来的VI 完全可以覆盖计算机辅助测试的全部领域，几乎能替代所有的模拟测试设备。基于计算机的全数字化测量分析是采集测试分析的未来，虚拟仪器必将在越来越多的领域中广泛普及。数据采集、测试、过程控制、信息传输与通信等现代信息技术汇聚在一起，将最终导致标准化、规范化的卡式仪器和软件化仪器的更广泛流行。1.1.2 马达测试台未来发展趋势随着液压技术的不断提高与发展，对液压测试技术的要求也不断提高。信息技术包含微电子、光电子、计算机技术等多项技术，以信息传递快、运算速度快、控制精确、能耗小等优点使其在控制领域有越来越广泛
13、的应用，现代工业中，液压技术已与信息技术紧密结合，提高了液压传动与控3制的精确性。在液压传动与控制中，液压系统趋于复杂化和小型化的发展趋势，液压测试技术要对液压系统和液压元件进行充分的测试，必然需要对大量的数据进行采集及处理，液压测试技术和信息技术紧密结合才能符合现代液压测试技术的需要。液压计算机辅助测试技术（Computer Aided Test）将信息技术与液压测试技术结合，可以显著提高液压测试的可靠性、精确性和自动化程度，它必定是液压测试技术的发展方向。不论何种检测系统，都必须有测试传感器。传感器使将感受到的物理量转变为电信号输出的装置，随着现代制造工艺和材料科学的反展，传感器的核心敏感
14、元件也越来越精密，测量误差和非线性失真越来越容易为人们控制。液压测试中，需要多种物理量的检测，传感器的高速发展为液压测试精确性提供了有力的保障。运用模块化思维能助你理顺头绪，分清构成事物的诸功能、结构要点（模块）及其间的联系，从而能作出更好的设计工程设计、产品设计、工艺设计、组织机构设计、布局设计等等。利用计算机技术及传感器技术改造旧式液压测试设备或开发新式高精度、高自动化液压测试设备具有广阔的研究前景。计算机高速处理数据的能力正好满足液压系统动态测试和动态分析的要求，开发以计算机为中心的液压测试设备可以很好的对液压系统进行动态测试和动态分析。液压系统的自动化控制与液压测试密不可分，液压系统闭
15、环反馈控制必然要求对液压系统参数进行测量和反馈，液压测试技术的发展也有利于液压传动及控制技术的发展与提高；发展液压测试技术以提高液压控制技术也是以后液压测试技术的重要发展方向。1.1.3 存在问题由于被测（马达）的型号不同，存在大功率（马达）测试能耗大，浪费液压油，主要反映在系统的容积损失和机械损失。如果全部压力能都能4得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。有液压元件测试必然存在液压油污染问题，不论哪一类液压油流入环境，都会造成不同程度的危害。在使用中，液压油会慢慢老化，老化的油液在更换时不能被回收，就会排到环境中，造成污染；泄漏是液压系统常见的故障，油流到环境中会造成污染，同时
16、也会造成经济上的损失。因此对于液压介质，应开发新的无污染、可降解的液压油，这样即使流到环境中，一定时间后也会降解而不造成危害；如果还是使用对环境有危害的液压油，就应该加强管理，防止或减少它流到环境中去，使对环境危害最小。由于泄漏产生的环境问题也是不可忽视，而泄漏也是液压系统的一个顽疾。对于泄漏的防治需要技术和管理上的支持，在设计、使用、维护阶段都应考虑此问题，维修时要做好液压油的回收。1.2 液压传动与控制概述在液压传动与控制（油，合成液，高水基油，）作为介质来实现各种机械量输出（应力，速度，位移）。它具有简单的电气传动、机械传动，气压传动，传动功率大，小，响应速度快等特点，因此被广泛应用于各
17、种机械设备及精密自动控制系统。液压传动技术是一种新技术，它的历史较短，但发展速度很快。自 1795 以来，首次出版，液压技术在工程领域；1906 用于国防武器。世界大战第二次期间，迫切需要军事工业快速反应，自动化控制系统的高精度，从而在液压伺服控制系统。60 年以来，由于发展的空间，原子能技术，大血管和电子技术，不断提出新的要求的液压技术，从民用到国防，控制系统一般传输的高精度，该技术具有更广泛的发展和应用。在国防工业：海，陆，空作战武器采用液压传动与控制。如飞机，坦克，军舰，雷达，火炮，导弹和火箭。5在民用工业：有机床行业，冶金行业，工程机械，农业，汽车业，纺织业，造船业。此外，近年来，太阳
18、跟踪系统的出现，模拟装置模拟驾驶，飞机，船舶驾驶模拟器，地震灾后重建，火箭发射器，空间环境仿真，高层建筑防震系统和紧急制动装置，采用液压技术。总之，所有的工程领域，各种机械设备的场合，可采用液压技术。它是发展如此迅速，如此广泛的应用，其原因是液压技术具有优良的特性，总结了液压动力传动系统具有明显的优点：输出功率和单位体积重量单位输出功率；液压传动装置具有结构紧凑，体积小，灵活的特点，简单的实现调速范围宽，无级调速，易于与电气控制自动化匹配；易于实现过载保压与保护，可靠安全；装置易于执行序列化，通用化，标准化；新的液压技术与计算机控制相结合，构成了“电-机-液压- 光” 的整合为了便于数字实现。
19、液压机是在产品形成的最广泛的设备之一，自第十九世纪以来发展很快，在液压机的工作适应性强，已广泛应用于国民经济的各个部门。由于液压系统的整体结构，已经比较成熟，国内外液压机的发展不仅体现在控制系统中，这主要表现在速度快，效率高，能耗低；机电液一体化，为了充分利用先进的机械和电子技术促进整个液压系统；智能化，自动化，自动诊断系统的预处理，调整故障；液压元件集成化，标准化，才能有效地防止泄漏，并从四个方面污染。作为液压系统和液压压力机这两部分，由于技术的发展更加成熟，没有不同，国内外模型，主要的区别是，加工和安装。好的技术，使机器的冷却和过滤，以防止振动和冲击，明显提高了。在设计电路结构方面，液压机
20、国内外往往设计一体化，封闭，插装阀，节流阀和复合材料部件和系统已被广泛应用于液压系统。特别是集成块可以生产专业化，质量良好的循环，可靠的性能和设计相对较短。6在集成块近几年新的液压元件在电路的组成基础上开发的，也有其独特的优势，它不需要另外的连接件，其结构紧凑，体积相对较小，不管连接更轻，从而消除了油管，共同导致泄漏，振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小，重量轻，密封性能好，功率损耗小，动作速度快，易于集成，开始从 70 年初的出现，现在它已经发展很快。中国开始实施该阀的研究和生产的 1970，并已广泛应用于冶金，锻造设备，显示出巨大的优势。72 液压马达测试台液压系统设计2.1 液压马达测试台工
21、作原理液压马达在进行性能实验时，需要配置与其技术参数相应的在不同转速，不同转向，不同负载的加载装置。以前在现场从经济角度和结构简单等方面考虑，液压马达往往按照液压泵的工况进行实验，其缺点是由于没有按照液压马达的工况测试，测试参数精度低。不同转速情况下的有关参数部分失真。因此测试台设置了一套液压马达的加载测试装置，能够对液压马达按照实际工况进行性能实验。图 2-1 液压马达实验回路液压马达的加载测试系统如图 2-1 所示：系统由高压泵，溢流阀，压力传感器，循环泵等组成。各元件的选型可根据被试的具体液压马达型号确定。其中被试马达的油液由液压站高压柱塞泵提供，采用溢流阀用于改变马达的工作压力。液压马
22、达的加载由双向液压泵实现不同的加载值，由加8载泵不同的输出流量和不同的加载压力完成，调节溢流阀即可调节系统的加载压力。2.2 主油泵的选择液压马达测试台的测试范围根据具体被试马达改变主油泵及其他液压元件的型号。原始设计参数：选取被试马达 Pmax=25MPa Q=300L/min。对应选取主油泵为 2 台恒压变量泵：A10VS100DFR1/32R-PPB12N00，排量：100 mL/r，压力级 32MPa。2.3 液压马达性能表达式及参数液压马达的排量 3(/)10(/)mVqnmLr：在空载条件下测出的流量和转速，即认为是液压的空载排量VMk 。泵的空载排量 Vpk 为空载时测出的排量最
23、大值。泵轴输入的理论转矩 TPth ：=2PkVp其中 Ph 为泵的出口压力(MPa)； P i 为泵的进口压力(MPa)。容积效率 MV:(/)10%KM机械效率 mth其中TM 为液压马达轴输出转矩(N.m) ； T Mth 为在没有漏损和摩擦损失的情况(理想情况 )下，为克服液压马达负载而输入的“液压转矩”。th()(PkhiNm()2MkthMfVpTNm9其中 T f 为液压马达本身内部摩擦等造成的阻力矩。所以 1(/)/()0%(/)MmthMffMTT总效率 :nmVpq103 液压元件的选择3.1 油泵选择由于液压系统的工作压力高，负载压力大，功率大。大流量。所以选轴向柱塞变量
24、泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备（如龙门刨床、拉床、液压机） ，柱塞式变量泵有以下的特点：1） 工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易，尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求，油液泄漏小，容积效率高，能达到的工作压力，一般是（ ） ，最高可以达到 。204510Pa510Pa2） 流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目，流量变增大。3） 改变柱塞的行程就能改变流量，容易制成各种变量型。4） 柱塞油泵主要零件均受压，使材料强度得到充分利用，寿命长，单位功率重量小。主油泵为 2 台恒压变量泵：160PCY14，排量：160 mL/r，压力级32MPa。3.2电机选择电气传动用交
25、流电动机是将直流电能转变为机械能的旋转机械，特点是：调速优良，过载能力大，可实现频繁的无级快速起动制动和反转，多用于宽调速的场合和要求有特殊运行性能的自动控制场合。交流电机中最常用的是三相异步电动机和同步电动机，异步电动机结构简单，维护方便，重量较轻，成本较低，工作效率较高，负载特性较硬，能满足大多数工业机械的电气传动需要；同步电动机广泛适用于拖动不要求调速和功率较大的生产机械。比较之后，本系统选择通用异步电动机。电动机分交流电动机和直流电11动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便，因此无特殊要求时不宜采用。生产单位一般用三相交流电源，因此，如无特殊要求都应选
26、用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。异步电动机有笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。我国新设计的 Y 系列三相笼型异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等，由于启动性能较好，也适用于某些要求启动转矩较高的机械，如压缩机等。在经常起动、制动和反转的场合（如起重机等） ，要求电动机转动惯量小和过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机 YZ 型（笼型）或YZR（绕线型） 。电动机除按功率、转速排成系列之外，为适应不同的输出轴
27、要求和安装需要，电动机机体又有几种安装结构形式。根据不同防护要求，电动机结构还有开启式、防护式、封闭式和防爆式等区别。电动机的额定电压一般为 380V。电动机类型要根据电源种类（交流或直流） ，工作条件（温度、环境、空间位置尺寸等） ，载荷特点（变化性质、大小和过载情况） ，起动性能和起动、制动、反转的频繁程度，转速高低和调速性能要求等条件来确定。根据工作环境和要求,选用 Y 系列三相异步电动机。2、 电 动 机 功 率电动机的容量（功率）选的合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求，就不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能力又不能
28、充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率应数都较低，增加电能消耗，造成很大浪费。12电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。电动机的发热与其运行状态有关。运行状态有三类，即长期连续运行、短时运行和重复短时运行。变载下长期运行的电动机、短时运行的电动机（工作时间短，停歇时间长）和重复短时运行的电动机（工作时间和停歇时间都不长）的容量要按等效功率法计算并校验过载能力和起动转矩，其计算方法可参看有关电力拖动的书籍。电机选择 Y2-280S-4B35 75KW 型电机。3.3 联轴器的选择联轴器是连接两轴或轴和口转件，在传递运动和动力过程中一同回转而不分开的一种装置。此外，联轴器还可能具有补
29、偿两轴相对位移、缓冲和减振以及安全防护功能。联轴器的类型应根据使用要求和工作条件来确定。具体选择时考虑以下几点：1.所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲和减振方面的要求。2.联轴器工作转速高低和引起的离心力大小，对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器。3.两轴相对位移的大小和方向，当安装调整后，难以保持两轴精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加位移时，应选用挠性联轴器。4.联轴器的可靠性和工作环境。5.联轴器的制造、安装、维护和成本，在满足使用性能的前提下应选择拆装方便、维护简单、成本低的联轴器。一般的非金属弹性元件联轴器，由于具有良好的综合性能，适宜于一般
30、的中小功率传动。泵联轴器选择 MLS9,133.2 管道尺寸的确定3.2.1.管道的计算由新版机械设计手册第四卷，第 23 篇，第 4 章液压传动系统设计计算，查得管道内径计算公式为：vqd4壁厚计算公式2PP管道内最高工作压力（Pa） ；d管道内径（m） ；管道材料的许用应力（MPa） ， ；nbb管道材料的抗拉强度（MPa） ， b=520MPa；n安全系数，对钢管来说，P7 MPa 时，取 n=8；P17.5 MPa 时，取 n=6；P 17.5 MPa 时，取 n=4；这里取 n=8。则bnd2管道内液体的流动速度如表 3.2 所示表 3.2 允许流速推荐值管道 推荐流速/(m/s)液
31、压泵吸油管道 0.51.5, 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取吸油管路油液流速为 1 m/s，压油管路流速为 6 m/s，回油管路14为 2 m/s。液压泵吸油管道内径：，mvqdV46.05143。圆整取标准值 50 mm。液压泵吸油管道壁厚：，ndPb74.05289.2圆整取标准值 3 mm。液压泵压油管道内径：，mvqdV2360154圆整取标准值 32 mm。液压泵压油管道壁厚：，ndPb352042圆整取标准值 4 mm。3.2.2.硬管的选择对于具有不同管路长度的刚性联接一般使用硬管。在硬管和软管之间做出选择时，应选择硬管，因为
32、硬管成本低、阻力小、安全。多选用无缝钢管，无缝钢管耐压高，变形小，耐油，抗腐蚀，虽装配时不易弯曲，但装配后能长久保持原状，用于中压系统。硬管可分为两大类，一类是通经定尺寸，另一类是外径定尺寸的。泵的吸油和压油口直径是固定的，分别为 50 mm 和 32 mm，根据新版机械设计手册第四卷，第 23 篇，第 9 章，表 23.9-2钢管公称通径、外径、壁厚、联接螺纹和推荐流量表，选取钢管管道直径如表 3.3 所示。表 3.3 系统管径 (mm)15管道 外径 内径吸油管道 60 50压油管道 42 32布管的基本要求是：1.为了减少摩擦损失，管子长度应尽可能最短。2.固定点之间的直管段至少要有一个
33、松弯以适应热胀冷缩。应不惜任何代价的避免紧死的直管。这种直管能在管路中造成严重的拉压应力，并使得管子从接头体后退才能装卸的管接头难以联接。3.弯管应减至与布管的几何形状一致的最少数量，并采用尽可能大的弯管半径，否则难以与管接头找正。管子总应该有一段直管接近管接头，而把任何近处的弯管调整到远处。4.所有管路，尤其是高压管路均应适当支撑，尤其在高压系统中弯管前后及与软管连接之前必须支撑。流量的任何突然扰动都将在弯管处产生使弯管伸直的倾向，如果管子未加支撑则导致“甩动” 。不过管夹不应将管子卡死，而应为热胀冷缩留出足够的窜动自由度。5.弯管的半径 R 应根据管子中心和外径 d 来规定。最小弯管半径为
34、外径的 2.5 倍。3.2.3.软管的选择软管用于连接相互运动的液压元件之间的挠性联接，或者用于有关元件的布置很不利，致使软管连接成为唯一现实的解决的办法的场合。软管还起吸振和消声的作用，泵的出口要有一段软管，其目的就在于此。系统压力、压力波动、油液流速、温度、油液、及环境条件构成了液压软管使用中的重要因素。液压系统用的高压软管由合成橡胶制成，并根据拟用的负载加固。与油连接的是耐油合成橡胶制成的内管，内管外面有若干层加固层。加固材16料可以是天然或合成纤维或细金属丝或它们的组合。加固层可以是编织的，缠绕的或两者兼而有之。最外面是一层耐油的蒙皮。各层之间有粘接剂。系统压力，压力波动，油液流速，温
35、度，油液及环境条件构成液压软管使用中的重要因素。本系统在泵的出口处应设液压软管，目的是吸收泵出口处的压力脉动。型号：A324SP-353.2.4.管子连接以及管接头的选择管子与元件、管子与管子都需要相互连接。连接有可拆卸连结和永久性连接。永久性接头可以是熔焊的、钎焊的、冷挤压的和胶合的。这种接头是由航空航天工业开发的，主要考虑可靠度高、安装成本低和重量轻。虽然是为航空航天工业开发的，但是这种接头中有许多现在已经用于工业界。当然，它们是不能重复使用的。可拆连接是可以重复使用的，所用的连接件有法兰、管接头、底板之类，也可以不用联接件而直接把管子与元件连上。管接头的主要作用是连接管子与元件、连接管子
36、与管子及在隔墙处提供连接与固定。焊接式、卡套式、扩口式管接头应用较普遍，管接头的基本型有 7 种：端直通管接头、直通管接头、端直角管接头、直角管接头、端三通管接头、三通管接头和四通管接头。凡带端字的都是用于管子与机件之间的连接，其余是用于管件之间的连接。法兰与管子的连接，可以是螺纹连接也可以是焊接。法兰和法兰之间，法兰和机件之间，用螺纹进行连接，用 O 型密封圈密封。液压系统中，金属管之间，金属管与元件之间的连接，可采用焊接连接、法兰连接和管接头连接。直接焊接时，焊接工作要在现场进行，安装后拆卸不方便，焊接质量不易检查。17根据本系统的实际情况，主要选择焊接式端直通管接头。根据如下标准选择：卡
37、套式端直通管接头(GB 3733.1-83)卡套式直角管接头 (GB 3740.1-83)卡套式三通管接头 (GB 3745.1-83)液压马达测试台管道尺寸的确定方法及计算公式与液压泵的相同，计算得出压油管管径 32mm。3.3 液压阀的选择液压元件主要包括有：油泵，电机，各种控制阀，管路，过滤器等。有液压元件的不同连接组合构成了功能各异的液压回路，在液压系统中，用来控制流体压力的阀统称为压力控制阀，简称压力阀。按用途，压力阀可分为溢流阀、遥控阀、安全阀、电磁溢流阀、卸荷溢流阀、制动阀、背压阀、平衡阀、缓冲阀、压力继电器、压力表保护阀等。压力控制阀的安装连接方式可分为螺纹式、板式和法兰式，其
38、中螺纹式连接的管口结构及技术条件可参见国家标准 GB/T2878-93。3.3.1 溢流阀的选择溢流阀是使系统中多余流体通过该阀溢出，从而维持其进口压力近于恒定的压力控制阀。在液压系统中，溢流阀可作定压阀，用以维持系统压力恒定，实现远程调压或多级调压；作安全阀，防止液压系统过载；作制动阀，对执行机构进行缓冲、制动；作背压阀，给系统加载或提供背压；它还可与电磁阀组成电磁溢流阀，控制系统卸荷。溢流阀可分为：直动式、先导式。当溢流量变化时，直动式溢流阀的进口压力是近于恒定的。本系统选取选取溢流阀：DB20-1-30B/315。183.3.2.单向阀的选择单向阀又称止回阀，它使液体只能沿一个方向通过。
39、其作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它返回倒流。用在液压泵的出口，防止系统压力突然升高而损坏液压泵，防止系统中的油液在泵停机时倒流回油箱；用作旁通阀，与其它类型的液压阀相并联，从而构成组合阀。单向阀还可做保压作用，对开启压力大的单向阀，还可做背压阀使用。分类：按进出口流道的布置形式可分为直通式和直角式两种，按阀芯的结构形式可分为钢球式和锥阀式。对单向阀的要求主要有：1.通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好；2.动作灵敏，工作时无撞击和噪声。单向阀的弹簧在保证能克服阀芯摩擦力和重力而复位的前提下，弹簧刚度尽可能小，从而减小单向阀的压力损失。一般，单向阀的开启压力为 0.0350.05
40、 MPa，通过额定流量时的压力损失不应超过 0.10.3 MPa。选择单向阀，规格为 S20P1，通径为 25 mm，开启压力为 0.15 MPa，重量 0.32 kg。3.3.3.蝶阀的选择在吸油口设置一个蝶阀，当拆卸液压泵时，不会使油液流出，前面已经算出吸油管直径为 50 mm，系统压力 1.2 MPa。根据天津塘沽瓦特斯有限公司的产品样本，选择蝶阀规格为 XD71X-10C DN50，直径为 50 mm，工作压力 0.6-1.0 MPa。3.3.4.球阀的选择主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封 V 型球阀其 V 型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强
41、的19剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换，同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。选用球阀 YJZQ-J32N，公称压力 31.5MPa 。主要元件列表：序号 型号 名称数量备注1 YJZQ-J20B 高压球阀 22 XD71X-10C DN50 蝶阀 23 DB20-1-30B/315 溢流阀 24 S20P1 单向阀 25 YJZQ-J32N 高压球阀 1表 4-13.4 液压辅件的选择3.4.1 空气滤清器的选择空气滤清器简称空滤器。它不仅可以防止液压系统工作时，由空气中带入油箱的灰尘，还可以防止加油过程中混入颗
42、粒物质，从而简化了油箱的结构，有利于油箱的净化。空气过滤器装于油箱上，连通大气，使得油箱内气体压力不至于过高或者过低，因为过高影响油箱安全，过低降低泵自吸能力，而且容易产生气泡，影响系统性能；空气过滤器还用于油液的抽取和注入。注油口与通气器一般合二为一。取下通气帽时可以注油，放回通气帽即成通气过滤器。周围环境较脏时，应采用油浴式空气过滤器。当周围空气的温度较大时，有与空气干燥器合用的注油通气器，它兼有除湿、收尘和注油的功能。20空气过滤器的精度不应小于系统的过滤精度,空气过滤器的空气流量应大于系统最大流量的 3 倍以上,在安装条件允许的情况下,流量尽可能大些,以防止滤芯堵塞影响系统的正常工作。
43、由前面的计算可知，系统的总流量为 300 L/min，根据温州黎明液压有限公司的产品样本，选择空气滤清器的规格为 EF4-50，过滤精度为 10 m，空气流量为 2 m3/min。3.4.2 液位液温计的选择由前面的计算可知，油温是在 3055之间变化的，油箱的高度为1000 mm，则油面的最高高度为 Hmax=100080%=800 mm，液位计的下刻线至少应比吸油过滤器或吸油管口上缘高出 75 mm，吸油管口上缘高度为300 mm，则取液位计的下刻线距油箱最低点距离为 380 mm，根据温州黎明液压有限公司的产品样本，选择 YWZ 液位液温计，规格为 YWZ-450T。3.4.3 加热器的
44、选择加热器的作用在于低温起动时，将油液温度升高到适当的值（15） 。采用电加热器加热器安装在油箱内。加热器的发热能力可按下式估计： TQVCN式中N 加热器的发热能力；C 油的比热，取 C=1800J/(kg)；油的密度，取 =900 kg/m3；V油箱内的油液体积；Q油加热后的温升，取 Q=15 ；21T加热时间，取 T=3600s。有前面的设计可知，油箱的尺寸为 85010001860，则邮箱中油液的体积为 30.851.680%1.4mV则 19.479J/s5W7.69K36N加热器的功率为 NP式中热效率。 =0.86。则加热器的功率为 7.6958.KW0P经计算，可确定取 3 个
45、 3 KW 的加热器既可满足要求。根据温州黎明液压有限公司的产品样本，选择加热器的规格为 SRY6-2-220/3，功率为 3 KW，数量为 3。3.4.4 泄油口球阀的选择在油箱底部泄油口设置截止阀，用于排出油箱底部的污泥；在油箱盖板上边缘的泄油口设置一截止阀，用于排出盖板上积蓄的油液。 根据奉14化市朝日液压有限公司的产品样本，选择内螺纹连接式高压球阀，规格为底部：Q11F-16-DN25，通径为 25，工作压力 1.6 MPa。3.4.5 压力表仪器的选择1.压力表选用 YN 系列耐震压力表，这种压力表适于测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。22选
46、择温州黎明生产的压力表，型号 Y100AZ/M20X1.5/H/40MPa，测量范围 040MPa2.压力表开关压力表开关是小型的截止阀或节流阀，主要用于切断压力表和油路的连接，或调节开口度起着阻止作用，减轻压力表急剧跳动，防止损坏。根据压力表的连接规格，选择奉化生产的压力表开关，型号 KF-L8/14E，通径 8mm，工作压力 31.5MPa,压力表接头螺 M201.5，压力油进口 M141.5。3.压力传感器根据不同的使用要求，压力传感器可以与数字测量仪、巡回检测装置或计算机等配套使用，便于实现测试自动化。本系统选择 UE 生产的压力传感器，型号 H100-612-M201，压力测试范围
47、0400bar，电压输出型号 010V。3.4.6 减震喉的选择液压泵在安装时，要求较高的同心度，特别是斜轴泵对安装位置比较特殊。安装减震喉既可以减小油箱与泵连接应力，接头两端可任意偏转，便于自由调节轴向或横向压力，还可以降低液压泵吸油的冲击。主泵吸油口道通径为 60mm，所以选择 KXT 型可曲挠橡胶接管，型号为：KXT-(I)-60 ，其工作压力为 2.0MPa，爆破压力： 6.0MPa，真空度：100kPa，适用温度：-20+115。234 油箱的设计4.1 油箱的作用储存供系统工作循环所需要的油量；散发系统工作过程中产生的一部分热量；促进油液中的空气分离用消除泡沫；沉淀杂质；分离水分；
48、为系统提供安装元件的位置。4.2 油箱的种类两用油箱：指机床有其他用油目的与液压油的公用的油箱；整体形油箱：指在主机设备的结构内部形成的自然油箱；独立油箱：也叫分离油箱，指与主机设备分开的油箱。这类油箱由于独立于主机，可减少油的温升及电动机、油泵的的振动对主机工作精度的影响。独立油箱的形状，有矩形的、圆柱形的或油罐形的。矩形油箱是使用最为普通的一种油箱，它既便于，又能充分利用空间，容量小于 2000L的普通油箱一般都采用这种形式。按照设备的布置要求，油箱采用旁置式独立油箱，有效地改善了油泵的的吸油条件。4.3 油箱的结构设计油箱能容纳当液压系统停止工作时所有工作介质的流回，工作时又能保持适当的
49、液位；油箱有足够的刚度和强度。油箱采用 10mm 不锈钢板焊接而成，并附以筋板以增加刚度。油箱顶盖板安装冷却循环电动机、齿轮泵、过滤器、冷却器等元件，故采用 12mm 不锈钢板制作；24吸油管和回油管之间的距离较远并用隔板隔开，以增加油液循环流动的距离，提高散热效果，并使油液有充分的时间沉淀污物和排出气泡。回油管全插入最低液面以下 100mm，避免回油冲入油液使油中混入气泡。回油管管端切成 45 度角，增大排油口面积。排油口面向箱壁，便于散热。油箱、电机泵组及蓄能器组都安装在同一底座上，底座兼作集油盘，以免油液直接流到地面。油盘设有排油阀门，便于油盘清洁。油箱底板设有适当的斜度，并在箱底最低处安装放油阀，能够排净存油和清洗油箱。油箱正面还设置清洗孔，能够清理整个油箱内部。为了防止油液被污染，注油孔上加装滤网；通气孔上装有空气过滤器，过滤精度为 5m。油箱上留有安装冷却
