上料机液压系统设计

上料机液压系统设计指导老师：沈涛2008级机电一体化专业 学号：200811692 姓名：胡崇浸摘 要液压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、航空和机床中，液压技术得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术和电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业化发展水平的重要标志之一。液压传动具有很多优点，在我国机电一体化的发展中占着重要地位。现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。掌握液压传动系统设计的技能和方法，有利与更好的把液压传动利用到社会生产中去，提高生产效率降低生产成本。从而实现科技与社会生产的完美结合。对我国经济发展和腾飞起着重要作用。有利与快速实现我国的现代化建设。关键词：上料机；液压传动；设计Hydraulic loading systemAuthor: huchongjinTutor : shentaoAbstractRelative to the hydraulic mechanical transmission is a new technology. In engineering machinery, metallurgical, military, agricultural, automotive, aerospace and machine tools, hydraulic technology is a universal application. With the atomic energy, space technology and electronic technology, and development of hydraulic technology to a wider realm, including the development of a transmission, control and monitoring, including a complete automation technology. Today, hydraulic transmission has become the measure of a countrys level of industrialization and the development of an important landmark. Hydraulic transmission has many advantages, the development of mechatronics in China play an important part in the position. Modern machinery is generally more mechanical, electrical, hydraulic three closely linked, combined with a complex. Hydraulic and mechanical drive, electrical drive listed as the three traditional forms, the design of hydraulic system design in modern machinery occupies an important position. Master hydraulic system design skills and methods, enabling the hydraulic transmission and better use of social production to reduce production costs to improve production efficiency. Technology and social production in order to achieve the perfect combination. Off Chinas economic development and play an important role. Favorable and rapid realization of Chinas modernization.Keywords: Feeder; hydraulic transmission; Design目 录1 绪论11.1液压技术的发展11.2液压传动的优点12任务分析22.1系统机构的主要构成22.1任务要求与分析23方案选择33.1方案的拟定33.2方案的分析与确定34总体设计44.1负载分析44.1.1工作负载44.1.2摩擦负载44.1.3惯性负载44.2速度负载图54.3主要参数的确定74.3.1工作压力74.3.2液压缸尺寸74.3.3活塞杆稳定性84.3.4液压缸最大流量84.3.5系统各阶段时间84.3.6系统各阶段工况图94.3.7液压缸的其他参数104.3.8 液压缸主要零部件的选择104.4液压系统图的确定134.5液压元件的选择144.5.1液压泵和电机的选择144.5.2阀类元件及辅助元件的选择144.6辅助元件尺寸的确定及选用164.7液压系统性能的验算184.7.1压力损失的确定184.7.2 系统的发热与温升195液压系统的使用方法20结 论20致 谢22参考文献23附 录 31需要重新做目录 格式错误1 绪论随着科技步伐的加快，液压技术在各个领域中得到了广泛应用，液压系统已成为主机设备中最关键的部分之一。但是，由于设计、制造、安装、使用和维护等方面的因素，影响了液压系统的正常运行。因此，了解系统工作原理，懂得一些设计、制造、安装、使用和维护等方面的知识，是保证液压系统能正常运行并极大发挥液压技术优势的先决条件。本文主要研究的是液压传动系统，液压传动系统的设计需要与主机的总体设计同时进行。设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。1.1 液压技术的发展液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫布拉曼（Joseph Braman，1749-1814），在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。第一次世界大战（1914-1918）后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间，才开始进入正规的工业生产阶段。1925年维克斯（F.Vikers）发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁尼斯克（GConstantimsco）对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910年对液力传动（液力联轴节、液力变矩器等）方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战（1941-1945）期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20多年。在1955年前后，日本迅速发展液压传动，1956年成立了“液压工业会” 。近2030年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。汽车起重机的外形图如图2-1所示。1.2 液压传动的优点与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：（1）液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。（2）重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。（3） 操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1），可自动实现过载保护。（4）一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。（5）很容易实现直线运动。（6）很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。2 任务分析2.1 系统机构的主要构成机构不断地将材料从低的位置运到高的位置，然后又回到起始位置重复上一次的运动。其结构如图1.1所示，滑台采用V形导轨，其导轨面的夹角为90度，滑台与导轨的最大间隙为2mm，工作台和活塞杆连在一起，在活塞杆的作用下反复做上下运动。图1.1 上料机构示意图2.2 任务要求与分析 上料机又成为塑料上料机。标准材质，是废旧塑料生产流水线里必备的产品。 上料机的优点： 1、温度范围广、防粘性佳，可加档板，提升角度大，容易清洗，维修简单。 2、用于各种环境下的输送，适合各种特殊场合与用途。 3、具有高强度、耐酸、碱、盐水等特点，用于各种环境下的输送本设计要求系统快进上升过程所需时间不超过1.5s，慢速上升过程所需时间不超过4s,快速下降过程所需时间不超过1s。系统总共承受的负载为6500N，所以系统负载很小，应属于低压系统。系统要求快上速度大于40m/min,慢上的速度小于10m/min,快下的速度大于60m/min，要完成的工作循环是：快进上升、慢速上升、停留、快速下降。但从系统的用途可以看出系统对速度的精度要求并不高，所以在选调速回路时应满足经济性要求。3 方案选择3.1 方案的拟定3.1.1 供油方式 从系统速度相差很大可知，该系统在快上和慢上时流量变化很大，因此可以选用变量泵或双泵供油。3.1.2 调速回路 由于速度变化大，所以系统功率变化也大，可以选容积调速回路或双泵供油回路。3.1.3 速度换接回路 由于系统各阶段对换接的位置要求不高，所以采用由行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换接。3.1.4 平衡及锁紧 为了克服滑台自重在快下过程中的影响和防止在上端停留时重物下落，必需设置平衡及锁紧回路。根据上述分析，制定有两种方案可以满足系统要求。（1） 用变量泵供油和容积调速回路调速，速度换接用二位二通电磁阀来实现，平衡和锁紧用液控单向阀和单向背压阀。系统特点：机械特性、调速特性很好，功率损失较小，但是系统价格较贵。（2） 用双泵供油，调速回路选节流调速回路，平衡及锁紧用液控单向阀和单向背压阀实现。系统特点;机械特性、调速特性虽不及第一种方案，但其经济性很好，系统效率高。3.2方案的分析与确定综上所述，考虑到系统的流量很大，变量泵不好选择等综合因素考虑,放弃第一种方案;第二种方案双联式定量叶片泵的经济性好，系统效率高，能快速的进退。因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的、供油方式不太合适，宜选用双联式定量叶片泵作为油源，所以选第二种方案。4 总体设计4.1 负载分析4.1.1 工作负载 此系统的工作阻力即为工件的自重与滑台的自重。 4.1.2 磨擦负载由于工件为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和结构尺寸可根据公式计算出滑台垂直作用于导轨的压力约为120N，取静摩擦系数和动摩擦系数分别为：则有：静摩擦负载 动磨擦负载 4.1.3 惯性负载惯性负载是运动部件速度变化时，由其惯性而产生的负载，可用牛顿第二定律计算：加速 减速 制动 反向加速 反向制动 根据以上计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而下滑，系统中应设置平衡回路。因此在对快速向下运动的负载分析时，就不考虑滑台2的重量。则液压缸各阶段中的负载如表4.1所示（）。表4.1 液压缸各阶段负载工况计算公式总负载 F/N缸推力 F/N启 动6533.947180.15加 速7445.548181.91快 上6516.977161.51减 速5764.836334.98慢 上6516.977161.51制 动6340.546536.63反向加速1476.151521.80快 下16.9718.65制 动1442.211584.854.2 负载图和速度图的绘制按照前面的负载分析结果及已知的速度要求、行程限制等，绘制出负载图及速度图如图4.1所示。图4.1 液压缸各阶段负载和速度4.3 液压缸主要参数的确定 4.3.1 初选液压缸的工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑以下因素：（1） 各类设备的不同特点和使用场合。（2） 考虑经济和重量因素，压力选的低，则元件尺寸大，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。根据分析此设备的负载不大，按类型属机床类，所以初选液压缸的工作压力为2.0MPa4.3.2 计算液压缸的尺寸按标准取：80mm。根据快上和快下的速度比值来确定活塞杆的直径：按标准取：活塞宽度：导向套长度：液压缸缸筒长度：所以液压缸的有效作用面积为：无杆腔面积 有杆腔面积 4.3.3 活塞杆稳定性校核因为活塞杆总行程为450mm，而且活塞杆直径45 mm，= =10 =10,由此可知,活塞杆弯曲稳定性良好,不需要进行稳定性校核。4.3.4 求液压缸的最大流量4.3.5 验算各工作阶段时间活塞在液压缸内完成各个工作阶段的行程时间，可大致作为系统在完成该各个阶段所需的时间，由公式得出:快上时： 慢上时： 快下时：所以，该系统各阶段工作所需时间皆符合设计要求。表4.2工作循环中各个工作阶段的液压缸压力、流量和功率工况压力流量功率P/W快上163211.005013.06慢上16340.91952.48快下00054226.7820.514.3.6 系统各阶段工况图液压缸的内径D和活塞杆直径d都已在前面的计算中算出，分别为80mm和45mm，由表4.2绘出液压缸的工况图，如图4.2所示。图4.2系统工况图4.3.7 液压缸其它参数的选择（1）活塞的最大行程S已由要求给定为450mm。（2）小导向长度 当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保留有一最小导向长度。对于一般的液压缸，当液压缸的最大行程为S，缸筒直径为D时，最小导向长度为： 所以取。（3）活塞的宽度的确定 取B=0.8D=64mm（4）活塞杆长度的确定活塞杆的长度活塞杆的长度应大于最大工作行程、导向长度、缸头、缸盖四者长度之和。既L+H+=450+95+78+32=655mm.但是为了使其能够工作，必须和工作台连接，所以还应支出一部分。考虑实际工作环境和连接的需要，取这部分长度为50mm。所以液压缸的总长=655+50=705mm。4.3.8 液压缸主要零部件的设计4.3.8.1 缸筒结构的确定根据系统额定压力、用途和使用环境等因素的综合考虑，缸筒与端盖选用法兰连接形式。这样的结构较简单，易加工，易装卸，虽说重量比螺纹连接大，但比拉杆连接小，外径较大。因此选用缸体为钢管，端部焊法兰的缸筒结构。4.3.8.2 缸筒材料的选用要求材料具有足够的强度和冲击韧性，根据液压缸的参数和用途选用45钢。4.3.8.3 缸筒壁厚的计算 缸筒壁厚(m)，(m)、且=1.63、D=0.08(m)、材料的许用应力取610、安全系数n取5、缸筒的外径公差余量和腐蚀余量分别取0.0005(m)、0.001(m)则：(m)取0.006(m)(m)所以缸筒壁厚为0.0085(m)。4.3.8.4 活塞结构的设计液压力的大小与活塞的有效面积有关，活塞的直径应与缸筒内经一致。根据密封装置型式选用车式角形滑环组合密封的组合活塞结构形式。活塞与活塞杆的连接形式选用卡环型，活塞材料选用45钢。活塞杆选用实心杆，45钢材料，为增加耐磨性和防锈性，活塞杆表面进行镀鉻处理，镀层厚度0.04mm,并进行抛光或磨削加工。4.3.8.5 活塞杆的导向套、密封装置、防尘圈及排气阀的选择活塞杆的导向套安装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧安装防尘圈，以防活塞杆在后退时把杂质灰尘等带到密封装置，而损坏密封装置。综合考虑，导向套选用端盖式，青钢材料；选用O型密封圈加挡圈的密封件装置，型特康防尘圈。由于液压缸垂直安放，所以排气阀应设在端盖上方，与压力腔相通。因此排气阀选用整体排气阀的结构形式。4.3.8.6 液压缸缸体的选择液压缸缸体的常用材料为20、35、45号无缝钢管。因20号钢的机械性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则应采用焊接性能比较好的35号钢，粗加工后调质。一般情况下，均采用45号钢，并应调质到241 HB285HB。缸体毛坯可采用锻钢，铸铁或铸铁件。铸钢可采用ZG35B等材料，铸铁可采用HT200 HT350之间的几个牌号或球墨铸铁，特殊情况下可采用铝合金等材料。根据设计条件，这里采用铸铁。 4.4液压系统图的拟定液压系统图的拟定，主要是考虑以下几个方面的问题：4.4.1 供油方式 从工况图分析可知，该系统在快上和快下时所需流量较大，且比较接近。在慢上时所需的流量较小，因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的供油是不合适的，宜选用双联式定量叶片泵作为油源。4.4.2 调速回路 由工况图可知，该系统在慢速时速度需要调节，考虑到系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，所以采用调速阀的回油节流调速回路。4.4.3 调速换接回路 由于快上和慢上之间速度需要换接，但对换接的位置要求不高，所以采用由行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换接。4.4.4 平衡及锁紧 为防止在上端停留时重物下落和在停留斯间内保持重物的位置，特在液压缸的下腔（无杆腔）进油路上设置了液控单向阀；另一方面，为了克服滑台自重在快下过程中的影响，设置一单向背压阀。 根据以上确定的液压系统结合采用的三位四通Y型中位机能的电磁换向阀。拟定本液压系统如图4.3：系统工作过程：快上时：电磁阀2有电，两泵同时工作，液压油经过电换向阀6、液控单向阀7、背压阀8，流入无杆腔，再经过单向电磁阀9、换向阀6回油箱。慢上时：活塞走到420mm处，压下行程开关，行程阀3,4换接，同时使电磁3有电，大流量泵经过它卸荷，只有小流量泵供油，调速阀10调节回油，工作速度大幅度下降。快下时：行程阀复位，电磁阀1有电，双泵同时供油，经过换向阀6（左位）、调速阀10、背压阀8、液控单向阀7、换向阀6回到油箱。图4.3液压系统原理图4.5 液压元件的选择4.5.1 确定液压泵的型号及电机功率液压缸在整个工作循环中最大工作压力为，由于该系统比较简单，所以取其压力损失，所以液压泵的工作压力为两个液压泵同时向系统供油时，若回路中的泄漏按10%计算，则两个泵总流量为，慢进时液压缸所需流量为40.19L/min，所以，高压泵的输出流量为44.209L/min。根据以上压力和流量的数值查产品目录，选用RV2R34的双联叶片泵，前泵输出流量47ml/r, 后泵输出流量200ml/r，额定压力为，容积效率0.9总效率0.8，所以驱动该泵的电动机的功率可由泵的工作压力(2.03MPa)和输出流量(970r/min) 求出：查看电机产品目录、拟选用电动机的型号为Y160L-6,功率为11000W，额定转速为970r/min。4.5.2 选择阀类元件及辅助元件根据系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的流量，可选出这些元件的型号及规格如表4.3所示油管的确定：可按公式：快退时候流量最大为226.78l/min,V取10m/s计算 根据标准:本油路系统中出油口采用内径为25mm，外径为34mm的紫铜。表4.3 元件的型号及规格序号名称通过流量根据流量选择型号及规格1滤油器400XUA4030FS2双联叶片泵44.209/195.249PV2R24（47/200）3单向阀200CIT-10-35-504行程阀（二位二通）20022EF3-E10B5溢流阀144.43Y2-Ha32L6三位四通电液换向阀239.458H-1WEH7液控单向阀239.458CT1-10B8单向顺序阀239.458AXF3-20B9二位二通电磁换向阀22EF3-E10B10单向调速阀239.458MSA30EF25011电动机Y90S-6油箱：油箱必须有足够大的容量，以保证系统工作时油液能保持一定的高度，在最高液面以上要留出等于油液容量10。15的空气容量；对于管路较长的系统，还应考虑液压系统停止工作时能容纳油液自由流回油箱时的容量；此外，还应考虑沉淀杂质，分离水、气和散热等方面的效果。油箱容积根据液压泵的流量计算，取其体积质，分离水、气和散热等方面的效果。油箱容积根据液压泵的流量计算，取其体积：，即取V=3247=741 L取800L。式中 液压泵每分钟排除的油的容积， 经验系数，见表4.4表4.4经验系数a系统类型行走机械低压系统高压系统锻压系统冶金机械10油箱的长、宽、高之比在1：1：11：2：3范围内，设定油箱可以设计为L=800mm,D=950mm,H=1200mm。由于油箱选择容量时系数偏大，就把油箱壁厚包括在以上的计算出的长度中。油箱容量大于400ml，壁厚取3mm，油箱底部厚度取8mm，箱盖应为壁厚的3倍，取9mm。为了增加油液的循环距离，使油液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质，消散热量，所以吸油管和回油管相距较远，并且中间用隔板隔开，油箱底应微微倾斜以便清洗。由于油箱基本装满油，隔板高取液面高的3/4，取为900mm.为减少因油箱发热和液压振动对工作精度的影响，维修、保养方便，油箱单独设置，与主机分开。在油箱底板位置处沿箱体周边做一个油盘，以收集安装在油籍上的液压元件中所渗漏的液体，保证油液不渗漏到其他部件，保持系统清洁。在易观察到的位置设置油箱液位计，最低允许油位设置在泵吸油口以上80mm处，以便当液位达到最低允许油位时，发出警报信号，提醒操作者加油。油管选用橡胶软管，管接头选用可拆式橡胶软管接头。4.6辅助元件尺寸的确定及选用4.6.1 压力表广泛应用于各个领域，它能直观地显示出各个工序环节的压力变化，洞察产品或介质流程中的条件形式，监视生产运行过程中的安全动向，构筑了一道迅速可靠的安全保障，为防范事故，保障人身和财产安全发挥了重要作用，被称作安全的“眼睛”。在本设计中所选用的压力表是Y-100T。表4.4 过滤器类型及特点类 型名 称特点说明表面型网式过滤器过滤精度与金属丝网层数及网孔大小常采用100、150、200目（每英寸长度上孔数）的铜丝网线隙过滤器1、滤芯由绕在心架上的一层金属线组成，依靠线间隙微小间隙来挡住油液中杂质的通过2、压力损失约为0.030.06 MPa深度型纸芯式过滤器1、压力损失约为0.010.04 MPa2、过滤精度高，但堵塞后无法清洗，必须更换纸芯烧结式过滤器1、滤芯由金属粉末烧结而成，利用金属颗粒间的微孔来挡住油中杂质通过。改变金属粉末的颗粒大小，就可以制出不同过滤精度的滤芯2、压力损失约为0.030.2 MPa3、过滤精度高，滤芯能承受高压，但金属颗粒易脱落，堵塞后不易清洗吸附型磁性过滤器1、滤芯由永久磁铁制成，能吸住油液中的铁屑、铁粉或带磁性的磨料2、常与其他形式滤芯合起来制成复合式过滤器4.6.2 过滤器过滤器能滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。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的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，以致影响液压系统正常工作和寿命。一般对过滤器的基本要求是：1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的机械杂质进入系统。2）流通能力大，即全部流量流过时，不会引起过大的压力损失。3）滤芯应有足够强度，不会因压力油的作用而损坏。4）易于清洗或更换滤芯，便于拆装和维护。过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小，以直径D作为公称尺寸表示，按精度可分为粗过滤器（D100um），普通过滤器（ D10um），精过滤器（D5um）特精度过滤器（D1um），过滤器的具体类型及特点见表4.4。因为本上料机系统是属于低压系统，根据表4.4的各种类型特点可以选出过滤器为深度型纸芯式过滤器。4.6.3工作介质（液压油）的选用液压油的用途： 传递运动与动力：将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处，由于液体本身具有黏度，在传递过程中会产生一定的动力损失。 密封：油本身的黏性对细小的间隙有密封的作用。 冷却：系统损失的能量会变成热，被油带出。液压油的主要性质： 密度：单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V，质量为M的液体，密度P为： P=m/v 矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加，但变动值很小，可以认为是常值，我国采用20。C时的密度作为油液的标准密度。 可压缩性：液体受压力作用而发生体积减小的性质称为可压缩性。若液压油中混入空气时，其可压缩性将显著增加，并将严重影响液压系统的工作性能。因此，在液压系统中尽量减少油液中混入的气体及其他挥发性物质（如汽油、煤油等）的含量。 黏性：液体在外力的作用下流动时，分子间的内聚力阻碍分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力的这种特性，叫做液体的黏性。液体只有在流动时才呈现出黏性，静止液体是不呈现黏性的。液压油的分类及选用：液压油有很多种类，不同的液压油使用于不同的场合，具体的液压油种类及用途等见表4.5。表4.5 常见液压油系列品种及其用途种类牌号原名用途油名代号普通液压油N32号液压油N68G号液压油YA-N32YA-N6820号精密机床液压油40号液压导轨油用于环境温度045工作的各类液压泵的中、低压液压系统抗磨液压油N32号抗磨液压油N150号抗磨液压油N168K号抗磨液压油YA-N32YA-N150YA-N168 K20抗磨液压油80抗磨液压油40抗磨液压油用于环境温度-1040工作的高压柱塞泵或其他泵的中、高压系统低温液压油N15号低温液压油N46D号低温液压油YA-N15YA-N46 D低凝液压油工程液压油用于环境温度-20至高于40工作的各类高压油泵系统高粘度指数液压油N32H号高粘度指数液压油YD-N32 D用于温度变化不大且对粘温性能要求更高的液压系统在确定油液黏度时主要应考虑系统工作压力、环境温度及工作部件的运动速度。其选择考虑的因素如下：液压系统的工作压力：工作压力较高的系统宜选用黏度较高的液压油，以减少泄漏；反之便选用黏度较低的油。由于液压传动具有元件体积小、重量轻、传动平稳、工作可靠、操作方便、易于实现无级变速等优点，因此在许多工业部门的传动系统被采用。不同工业部门由于使用要求、操作条件、应用环境的差异，所用的液压传动系统差别也很大。正确选用液压油品种，确保液压系统长期平稳、安全运行，是保证连续生产、节省材料消耗和提高经济效益的有效措施。 按国际标准化组织ISO 6743/4-1982“润滑剂，工业润滑油和有关产品分类(第4部分)H组液压系统，根据应用场合不同分为：流体静压系统液压油、液压导轨油、难燃液压油和流体液力系统四类。1999年ISO发布了ISO 6743-4：1999(E)分类，新增加了环境可接受的液压油一类。我国于1987年发布了GB 7531.2-87液压油分类标准，等效采用ISO6743/4-1982分类法。不同的工作机械和不同的使用情况对液压传动工作介质的要求有很大不同.为了很好地传递运动和动力,液压传动工作介质应具备如下性能:1 合适的黏度,较好的黏温特性。2 润滑性能好。3 质地纯净,杂质少。4 对金属和密封件有良好的相容性。5 氧化、水解、剪切都有良好的稳定性。6 抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。7 体积膨胀系数小，比热容大。8 流动点和凝固点低，闪点和燃点高。9 对人无害，成本低。 根据不同的应用场合应选用不同类型的液压油品种，加上液压泵的类型、工作温度和压力、操作条件和周围环境的不同，选用液压油是一项细致并要求具备一定油品知识的工作。 据统计，液压系统运行的故障绝大部分是由于液压油选用和使用不当引起的，因此，正确选用和合理使用液压油，对液压设备运行的可靠性，延长系统和元件的使用寿命，保证设备安全，防止事故的发生着重要的意义。特别是液压系统朝着缩小体积、减轻重量、增大功率、提高效率、增加可靠性和环境友好的方向发展，正确选用液压油显得更为重要，在选择时应考虑的因素如下： 1 液压系统的工作压力：工作压力较高的系统宜选用黏度较高的液压油，以减少泄露；反之便选用黏度较低的液压油。2 运动速度：执行机构运动速度较高时，宜选用黏度较低的液压油。3 环境温度：工作环境温度高时选用粘度较高的液压油，以减少泄露和容积损失。4 液压泵的类型：在液压系统中，对液压泵的润滑要求苛刻，不同类型的泵对油的黏度有不同的要求。 经综合因素考虑，选用N32号普通液压油。在平时的使用中要注意液压油的更换和液压系统的清洗,液压油在使用中一定发会生变质，继续使用变了质的液压油会造成液压系统工作不正常，零部件磨损和腐蚀，严重时会造成重大事故。反之，若液压油还没有变质就更换，不但造成浪费，而且还需停机换油，增加不必要的开支。因此，在使用中了解液压油的质量状况，在它发生明显变质时及时更换，是保护设备、降低成本的一项重要手段。液压油的变质包括油品组成和性质的变化，主要是液压油的氧化变质、轻质馏分的挥发、添加剂损耗和油品污染等，所有这些都会使液压油的性能发生变化，影响正常使用。 为了能正确掌握使用中油品的更换时间，我国制定了各类常用润滑油换油指标的国家标准及行业标准。 缺少结论性的选择 这些抄书的东西尽量精简下 里面穿插些自己的东西，即对于该设计该如何进行选择，其原因4.7 液压系统的性能验算4.7.1 压力损失及调定压力的确定根据计算慢上时管道内的油液流动速度约为0.50m/s，通过的流量为1.5L/min，数值较小，主要压力损失为调整阀两端的压降；此时功率损失最大；而在快下时滑台及活塞组件的重量由背压阀所平衡，系统工作压力很低，所以不必验算。所以有快进做依据来计算卸荷阀和溢流阀的调定压力，由于供油流量的变化，快进时液压缸的速度为此时油液在进油管中的流速为（1）沿程压力损失 首先要判别管中的流态，系统采用N32液压油。室温为20时，动力粘度，所以有：因此管中为层流，则沿程阻力损失系数，若取进、回油管长度均为2m，油液的密度为，则其进油路上的沿程压力损失为（2）局部压力损失 局部压力损失包括管道安装和管接头的压力损失和通过液压阀的局部压力损失，前者视管道具体安装结构而定，一般取沿程压力损失的10；而后者则与通过阀的流量大小有关，若阀的额定流量和额定压力损失为和，则当通过阀的流量为q时的阀的压力损失式为：因为25mm通径的阀的额定流量为260L/min，所以通过整个阀的压力相比14MPa很小，且可以忽略不计。同理，快上时回油路上的流量，则回油路油管中的流速。由此可计算出（层流），,所以回油路上沿程压力损失为:(3）总的压力损失 同上面的计算所得可求出 （4）压力阀的调定值溢流阀的调节器定压力应大于压力0.30.6MPa，所以取溢流阀定压力为2.4MPa背压阀的调定压力以平衡滑台自重为根据，即, 取。4.7.2 系统的发热与温升根据以上的计算可知，在快上时电动机的输入功率为；慢上时的电动机输入功率为；而快上时其有用功率为；慢上时的有效功率为；所以慢上时的功率损失为，小于快上时的功率损失，现以较大的值来校核其热平衡，求出发热温升。油箱的三个边长在1：1：11：2：3范围内，则散热面积为假设通风良好，取，由于升降台在上升后有时间停留，在快下后也有上料上时间要停留，综合考滤取其工作时理论的油温升的1/4作油箱的温升，所以油液的温升为室温为20，热平衡温度为28.7565，没有超出允许范围。系统合格。5液压系统使用方法液压系统的使用方法见表5-1。表5-1 液压系统使用方法故障现象产生原因排除方法系统无压力或压力不足1、 溢流阀开启，由于阀芯被卡住，不能关闭。阻尼孔堵塞，阀芯与阀座配合不好或弹簧失效2、 其他控制阀阀芯由于故障卡住，引起卸荷3、 液压元件磨损严重，或密封损坏，造成内外泄漏4、 液位过低，吸油堵塞或油温过高5、 泵转向错误，转速过低或动力不足1、 修研阀芯与壳体，清洗阻尼孔，更换弹簧2、 找出故障部位，清洗或修研，使阀芯在阀体内运动灵活3、 检查泵、阀及管路各连接处的密封性，修理或更换零件和密封4、 加油，清洗吸油管或冷却系统5、 检查动力源流量不足1、 油箱液位过低，油液黏度大，过滤器堵塞引起吸油阻力大2、 液压泵转向错误，转速过低或空转磨损严重，性能下降3、 回油管在液位以上，空气进入4、 蓄能器漏气，压力及流量供应不足5、 其它执行元件及密封件损坏引起泄漏1、 检查液位，补油，更换粘度适宜的液压油，保证吸油管直径2、 检查原动机，液压泵及液压泵变量机构，必要时换泵3、 检查管路连接及密封是否正确可靠4、 检查蓄能器性能与压力5、 修理或更换泄漏1、 接头松动，密封损坏2、 板式连接或法兰连接接合螺钉预紧力不够或密封损坏3、 系统压力长时间大于液压元件或辅件额定工作压力4、 油箱内安装水冷式冷却器，如油位高，则水漏入油中1、 拧紧接头，更换密封2、 预紧力应大于液压力，更换密封3、 元件壳体内压力不应大于油封许用压力，更换密封4、 拆修过热1、 冷却器通过能力小或出现故障2、 液位过低或粘度不适合3、 油箱容量小或散热性差4、 压力调整不当，长期在高压下工作5、 油管过细过长，弯曲太多造成压力损失增大，引起发热6、 系统中由于泄漏、机械摩擦造成功率损失过大7、 环境温度高1、 排除故障或更换冷却器2、 加油或更换粘度合适的油液3、 增大油箱容量，增设冷却装置4、 调整溢流阀压力至规定值，必要时改进回路5、 改变油管规格及油管路6、 检查泄漏，改善密封，提高运动部件加工精度、装配精度和润滑条件7、 尽量减少环境温度对系统的影响振动1、 液压泵：吸入空气，安装位置过高，吸油阻力大，齿轮齿形精度不够，叶片卡死断裂，柱塞卡死欲动不灵活，零件磨损使间隙过大2、 液压油：液位太低，吸油管插入液面深度不够，油液粘度太大，过滤堵塞3、 溢流阀：阻尼孔堵塞，阀芯与阀座配合间隙过大，弹簧失效4、 其他阀芯欲动不灵活5、 管道：管道细长，没有固定装置，互相抨击，吸油管与回油管太近6、 机械：液压泵与电动机联轴器不同心或松动，运动部件停止时有冲击，换向缺少阻尼，电动机振动1、更换进油口密封，吸油口管口至泵吸油口高度要小于500 mm 保证吸油管直径，修复或更换损坏零件2、加油，吸油管加长侵入到规定深度，更换合适粘度液压油，清洗过滤器3、清洗阻尼孔，修配阀芯与阀座间隙，更换弹簧4、清洗、去毛刺5、增设固定装置，扩大管道间距及吸油管和回油管距离冲击1、 蓄能器充气压力不够2、 工作压力过高3、 先导阀、换向阀制动不灵及节流缓冲慢4、 液压缸端部没有缓冲装置5、 溢流阀故障使压力突然升高6、 缓冲中有大量空气1、 给蓄能器充气2、 调整压力至规定值3、 减少制动锥斜角或增加制动锥长度，修复节流缓冲装置4、 曾设缓冲装置或背压阀5、 修理或更换6、排除空气结论经过这几个月的毕业设计和对相关资料的收集，让我深刻的感受到了本次毕业设计的艰辛，同时通过这次的毕业设计的制作也让我了解了上料机的基本结构、工作原理、使用方法等。本次设计的上料机运用十分广泛，拥有经济价值较高，使用方便，维护简单等特点。通过本课题的设计，我主要达到了以下几点目的： 1、综合运用液压传动课程，及其他有关机械、电子课程的理论知识和生产实际，进行液压传动系统的局部设计。是理论知识和生产实践紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深提高和扩展。 2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能力，为今后的设计工作打下良好的基础。3、通过设计，熟悉并提高计算、绘图(CAD)、及运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。4、培养自己自主学习，实际动手及团队协作能力。本设计由于知识水平和时间上的不足，文中错误之处在所难免，恳请广大老师、同学批评指正！致谢从接受课题到现在完成毕业设计，衷心的感谢我的指导老师沈涛老师给予了精心的指导和热情的帮助。尤其在课题设计的前期准备阶段和本人的数据库的设计阶段，指导老师提出许多宝贵的设计意见，在最后的修改阶段老师在百忙之中抽出时间为我们提供了必要的帮助，这样使得我们得以顺利的完成毕业设计工作，在短暂的几个月的相处时间里，老师渊博的知识，敏锐的思路和实事求是的工作作风给我留下了深刻的印象，这将使得我终身受益，谨此向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。参考文献 1、机械设计手册第5版：单行本.液压传动.北京：化学工业出版社，2010.12、机械设计手册. 第5版：单行本.常用设计资料. 北京：化学工业出版社，2010.13、液压传动系统设计与使用/张利平编著. 北京：化学工业出版社，2010.34、液压工程师技术手册/王益群，高殿荣主编. 北京：化学工业出版社，2009.115、材料力学/田玉梅，吕书清主编. 北京：科学出版社，20096、现代液压技术应用220例/张利平主编2版. 北京：化学工业出版社，2009.57、机械设计基础/李海萍主编. 北京：机械工业出版社，2005.7(2009.1重印)8、机械制造基础/王甫茂,李正峰主编. 上海：上海交通大学出版社，2005(2008重印)9、机械设计实用手册.第二版.化学工业出版社.2010.510、液压与气动技术/阳彦雄,李亚利主编. 北京：北京理工大学出版社，2008.5(2009.7重印)