限压式变量叶片泵性能测试试验台液压系统设计

限压式变量叶片泵性能测试试验台液压系统设计说明书目录摘要1Abstract2第一章、绪论3 1.1液压传动在机械行业中的应用.5 1.2液压系统的基本组成.6 1.3 液压传动的优缺点.6 1.4液压传动技术的发展及应用.7第二章、限压式变量叶片泵性能测试工作台液压系统的设计.8 2.1 限压式变量叶片泵的原理图的分析和确定9 2.2 液压液的选择10 2.3 电机、液压元件及附件的选择及设计11 2.4液压集成块的结构设计.12 2.4.1通用集成块组的结构.13 2.4.2集成块的特点.14 2.4.3液压集成块及其设计.16 2.4.4集成块设计步骤.17 2.4.5集成块上零件的绘制.19 2.4.5.1设计液压集成回路.20 2.4.5.2制作液压元件样板.22 2.4.5.3油路通道的孔径设计.25 2.4.5.4底板的外形及尺寸的设计.27 2.4.5.5集成块上液压元件的设计.28 2.4.5.6集成块上密封装置的设计.30 2.4.5.7集成块上油路的压力损失.32 2.4.5.8绘制集成块加工图.34第三章、测量系统的设计.36 3.1正确测量的测量条件和测量方法.38 3.2 转速转矩传感器的选择.40 3.3测量仪表的选择.41 3.3.1流量计的选择.41 3.3.2真空表的选择.41 3.3.3压力表的选择.41结论41致谢41参考文献42摘 要 限压式变量叶片泵作为液压元件之一，在实际生产中得到广泛的应用。限压式变量叶片泵能按负载大小自动调节流量，功率利用合理，可减少油液发热，故常用于执行元件有快慢速要求或有保压要求的场合。快速时负载小，压力低。慢速进给时，负载大，压力高，流量小，泵自动转换到特性曲线段。保压时，在近点工作，提供小流量以补偿系统泄漏这种限压式变量叶片泵的额定压力为6.3pa，从另外一方面来说，叶片泵作为液压系统的动力源，对液压系统的好坏起绝对的作用，有着巨大的影响。因此，限压式变量泵性能测试的工作台的建设很重要；本文重点讲述了限压式变量叶片泵的分类，工作原理以及在实际当中的应用，对限压式变量叶片泵的进行静态特性实验分析以及对试验台的结构进行了设计。 absraote Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced.The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer augerThis paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis.Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required.Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom.第一章 绪论1.1 液压传动在机械行业中的应用液压传动在实际生产中的应用有一下几部分：磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等 工程机械挖掘机、装载机、推土机等。 汽车工业自卸式汽车、平板车、高空作业车等。 农业机械联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等。 轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等。 冶金机械电炉控制系统、轧钢机控制系统等。 起重运输机械起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等。 矿山机械开采机、提升机、液压支架等。 建筑机械打桩机、平地机等。 船舶港口机械起货机、锚机、舵机等。 铸造机械砂型压实机、加料机、压铸机等。 本测试试验工作台适用于限压式变量叶片泵的性能的检测，包括它的流量，压力等等方面的检测，其总体方案图结构图如下： 变量叶片泵性能测试实验工作台总体方案与布局图本次设计的石材切割机液压控制系统的设计主要是为石材的加工而做的，这样，只有当需要切割石材时，液压缸才会打开行程，切割机开始工作。设计中采用PLC控制石材切割机的正反转动作，既可以简化控制线路，节省成本，又可以提高劳动生产率。1.2液压系统的组成 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、无件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，它们的性能比较如执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。1.3液压传动优缺点优点：1体积小、重量轻，单位重量输出的功率大（一般可达32MPa,个别场合更高）。 2可在大范围内实现无级调速。 3操纵简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。 4惯性小、响应速度快，起动、制动和换向迅速。(液压马达起动只需0.1s) 5易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作为工作介质，自润滑性好。 6液压元件易于实现系列化 标准化和通用化。 缺点： 1由于液压传动系统中存在的泄漏和油液的压缩性，影响了传动的准确性，不易实现定比传动。 2不适应在温度变化范围较大的场合工作。 3由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液压传动的效率还不是很高，不易远距离传动。 4液压传动出现故障不易查找。1.4液压传动技术的发展及应用 液压技术，从年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经有多年的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是世纪中叶的事情了。第二次世界大战期间，在一些武器装备上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，大大的提高了武器装备的性能。同时，也加速了液压技术本身的发展。战后，液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用和发展。世纪年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展，再次将液压技术向前推进，使其在各个工业领域得到了更加广泛的应用。现代液压技术与微电子技术、计算机技术、传感技术的紧密结合已经形成并发展成为一种包括传动、控制、检测在内的自动化技术。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善发展比例控制和伺服控制、开发数字控制技术上也有许多新成果。同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)和测试(CAT)、微机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压技术发展和研究的方向。继续扩大应用服务领域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技术发展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技术。 目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面：（1）各种举升、搬运作业。尤其在行走机械和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种主要方式。如起重机、起锚机等。（2）各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。例如，各种液压机、塑料注射成型机等。（3）高响应、高精度的控制。飞机和导弹的姿态控制等装置。（4）多种工作程序组合的自动操作与控制。如组合机床、机械加工自动线。（5）特殊工作场合。例如地下水下、防爆等。第二章、限压式变量叶片泵性能测试工作台液压系统的设计2.1 限压式变量叶片泵的原理图的分析和确定 液压泵主要有三个种类，柱塞泵、齿轮泵，和叶片泵。实验内容也各不相同。其中叶片泵的实验方法必须参照中华人民共和国国家标准JB/T7039-93来执行。另外国家标准还对液压泵的测试按其性质分为液压泵形式实验和液压泵出厂实验。液压泵的形式实验主要目的是全面掌握产品的结构完整性，工作性能和耐久性。确定设计或生产能否定型，它的实验项目较为严格，主要包括静态特性、动态特性，结构完整性和耐久性。实验结构为产品的特性曲线，其测量精度较高。可作为科研开发，设计定型和生产定型的依据。液压泵出厂实验的主要目的是查明已定型产品在生产过程中的质量稳定性，它的测试性能没有形式实验那么高。实验项目主要是表态特性，实验结构数据主要用于制定实验工况下的参考数据，测试精度不如形式实验精度那么高。主要用做出厂实验，产品验收和修复验收。而此次设计的试验台需要符合形式实验和出厂实验，主要做出厂实验。故而需要参照相关的国家标准来执行，例如:JB/T7042-93,JB/T7.39-93,在实验中，还要参照液压泵、马达空载排量测定方法，GB7936-87，将其综合考虑。2.1 液压液的选择1、 选择液压油的原则1、 选择工程机械用液油的依据 （1） 液压件。不同的液压元件对所用液压油都有一个最低的配置要求，因此选择液压油时，应注意液压件种类及其使用的材质、密封件和涂料或油漆等与液压油的相容性，保证各运动副润滑良好，使元件达到设计寿命，满足使用性能的要求。液压泵是对液压油的黏度和黏温性能最敏感的元件之一，因此，常将系统中泵对液压油的要求作为选择液压油的重要依据（有伺服阀的系统除外）（2）系统工况。如果对执行机构速度、系统压力和机构动作精确度的要求越高，则对液压油的耐磨和承载能力等的要求也越高。 根据系统可能的工作温度，连续运转时间和工作环境的卫生情况等，选油时须注意油的黏度、高温性能和热稳定性，以减少油泥等的形成和沉积。（3）油箱大小。油箱越小对油的抗氧化安定性、极压抗磨性、空气释放性和过滤性等要求就越高。（4）环境温度。针对工程机械在地下、水上、室内、室外、寒区、或是处于温度变化的严寒区，以及附近有无高温热源或明火等环境温度特点，合理选用液压油。若附近无明火，工作温度在60以下，承载较轻时，可选用普通液压油，如果设备须在很低的温度下启动时，须选用低凝液压油。 综上所述，若液压油的质量合格，系统执行机构运动速度很高时，油液的流速也高，液压损失随之增大，而泄漏相对减少，故宜选择黏度较低的油；反之，当油的流速低时，泄漏量相对增大，将对工作机构运动速度产生影响，这是宜选择黏度较高的油。通常，当工作压力高时，宜选用黏度高的液压油，因为解决高压时的泄漏问题比克服其黏阻更应优先；当工作压力较低时，宜选用低黏度的油。环境温度高时，应采用黏度较高的油，反之，应采用黏度较低的油。（5）液压油的最后确定。液压油初步选定后，还须注意核查其货源、黏度、质量、使用特点、适用范围，以及对系统和元件材料的相容性，看各项指标是否能完全满足使用要求。（6）经济性。要综合考虑液压油的价格、使用寿命、以及液压系统和维护、安全运行周期等情况，着眼于经济效益好的品牌。2、选择液压油的经济性分析 选择液压油时，不能只注意油价，而忽视了品种、质量、维护与再生等情况，如，在高温热源和明火附近的高温、高压和精密液压系统，要选用磷酸酯液抗燃液压油，不能因价贵而用价廉的含水抗燃液代替，这样会使液压泵过早的磨损，降低系统精度；又如，在高压液压系统中，应选用抗磨液压油，若选用便宜的机械油或防锈、抗氧液压油，则液压泵寿命会缩短。以SO黏度为等级为VG46的品种L-HH和L-HM油为例，分别用于相同的YB-D25型叶片泵（压力为12.5MPa,温度为65，转速为500r/min），连续运行250h后测其磨损量，用L-HH油时泵的磨损量为用L-HM油时的63倍。因此，在中高压系统中，不该使用L-HH或L-HL油，而要选用L-HM抗磨液压油。 对于寒区和严寒区室作作业工程机械的高压系统，则于气温低，环境温度变化大，应该选用高黏度指数的低温液压油，以使系统低温油液流动性好，冷启动在液压设备中使用寿命短。2.HL液压油(也称通用型机床工业用润滑油) l)规格HL液压油是由精制深度较高的中性基础油加抗氧和防锈添加剂制成的。HL液压油按40C运动粘度可分为15、22、32、46、68、100六个牌号。2) 用途 HL液压油主要用于对润滑油无特殊要求,环境温度在OC以上的各类机床的轴承箱、齿轮箱、低压循环系统或类似机械设备循环系统的润滑。它的使用时间比机械油可延长一倍以上。该产品具有较好的橡胶密封适应性,其最高使用温度为80C。3)质量要求(l)适宜的粘度和良好的粘温性能。要求油的粘度受温度变化的影响小,即温度变化不致影响液压系统的正常工作。(2) 具有良好的防锈性、抗氧化安定性。(3) 其有较理想的空气释放值、抗泡性、分水性和橡胶密封适应性。使用注意事项(l)使用前要彻底清洗原液压油箱,清除剩油、废油及沉淀物等,避兔与其他油品混用。(2)本品不适用于工作条件苛刻,润滑要求高的专用机床。对油品质量要求较高的齿轮传动装置、液压系统及导轨,应选用中、重负荷齿轮油、抗磨液压油或HG液压油。(3)本油品代替机械油用于通用机床及其他类似机械设备的循环系统的润滑,经济效益显著能延长换油周糊平均节约润滑油1/3-1/2。3.抗磨液压油(HM液压油)l)规格, 抗磨液压油(HM液压油)是从防锈、抗氧液压油基础上发展而来的,它有碱性高锌、碱性低锌、中性高锌型及无灰型等系列产品,它们均按40C运动粘度分为22、32、46、68四个牌号。2) 用途(l)抗磨液压油主要用于重负荷、中压、高压的叶片泵、柱塞泵和齿轮泵的液压系统J目YB一D25叶片泵、PF15柱塞泵、CBN一E306齿轮泵、YB一E80/40双联泵等液压系统。(2) 用于中压、高压工程机械、引进设备和车辆的液压系统。如电脑数控机床、隧道掘进机、履带式起重机、液压反铲挖掘机和采煤机等的液压系统。（3）除适用于各种液压泵的中高压液压系统外也可用于中等负荷工业齿轮(蜗轮、双曲线齿轮除外)的润滑。其应用的环境温度为一10C-40C。该产品与丁腈橡胶具有良好的适应性。3)质量要求(l)合适的粘度和良好的粘温性能,以保证液压元件在工作压力和工作温度发生变化的条件下得到良好润滑、冷却和密封。(2)良好的极压抗磨,以保证油泵、液压马达、控制阀和油缸中的摩擦副在高压、高速苛刻条件下得到正常的润滑,减少磨损。(3优良的抗氧化安定性、水解安定性和热稳定性,以抵抗空气、水分和高温、高压等因素的影响或作用,使其不易老化变质，延长使用寿命。(4良好的抗泡性和空气释放值,以保证在运转中受到机械剧烈搅拌的条件 下产生的泡沫能迅速消失;并能将混入油中的空气在较短时间内释放出来,以实现准确、灵敏、平稳地传递静压。(5)良好的抗乳化性,能与混入油中的水分迅速分离,以免形成乳化液,引起液压系统的金属材质锈蚀和降低使用性能。(6良好的防锈性,以防止金属表面锈蚀。4)注意事项(l)要保持液压系统的清洁,及时清除油箱内的油泥和金属屑。 (2)按换油参考指标进行换油,换油时应将设备各部件清洗干净,以免杂质等混入油中,影响使用效果。(3)储存和使用时,容器和加油工具必须清洁,防止油品被污染。(4)该油品主要适用于钢-钢摩擦副的液压油泵。用于其它材质摩擦副的液压油泵时,必须要有油泵制造厂或供油单位推荐本产品所适用的油泵负荷限值。4.HR、HG液压H液压油是在环境温度变化大的中低压液压系统中使用的液压油。该油具有良好的防锈、抗氧性能,并在此基础上加入了粘度指数改进剂,使油品具有较好的粘温特性。该类油由于用量小至今尚未大力开发,在此不作详细介绍。HG液压油原为普通液压油中的32G和68G,曾用名为液压导轨油,该产品是在HM液压油基础上添加油性剂或减磨剂构成的丶一类液压油。该油不仅具有优良的防锈、抗氧、抗磨性能,而且具有优良的抗粘滑性。该产品主要适用于各种机床液压和导轨合用的润滑系统或机床导轨润滑系统及机床液压系统。在低速惰况下,防爬效果良好。目前的液压一导轨油属这一类产品。5.H、HS液压油(低温液压油)l)规格这是两种不同档次的液压油,在GB7631.2一87中均属宽温度变化范围下使用的液压油。此二类油都有低的倾点,优良的抗磨性、低温流动性和低温泵送性。HV、HS液压油按基础油分为矿油型与合成油型两种,按40。C运动粘度,H油为15、22、32、46、68、100六个牌号HS油分为15、32、32、46四个牌号。2)用途(l)H低温液压油主要用于寒区或温度变化范围较大和工作条件苛刻的工程机械、引进设备和车辆的中压或高压液压系统。如数控机床、电缆井泵.以及船舶起重机、挖掘机、大型吊车等液压系统。使用温度在一30C以上。(2)HS低温液压油主要用于严寒地区上述各种设备。使用温度为一30C以下。3)质量要求(l)适宜的粘度。(2)良好的极压抗磨性能。(3)优良的低温性能,点较低,能保证工程机械或设备在寒区或严寒区环境下易于启动和正常运转。(4)优良的粘温性能,粘度指数均在130以上,保证液压设备在温度变化幅度较大的情况下得到良好的润滑、冷却和密封。(5) 良好的抗乳化性和防锈性能。良好的氧化安定性、水解安定性和热稳定性能。4)注意事项(l)低温液压油是一种既具有抗磨又具有高低温性能的高级液压油,应注意 合理使用。(2)低温液压油不能用于有银部件的液压设备。(3)HV油和HS油由于基础油组成不同,所以不能混装混用八以免影响使用性能。其它注意事项同HM液压油。（一）液压油的选用液压系统运行故障的70%是由液压油引起的,因此,正确、合理地选用液压油对于提高液压设备的工作可靠性,延长系统及元件的寿命,保证机械设备的安全、正常运行具有十分重要的意义。压油的选用应当是在全面了解液压油性质并结合考虑经济性的基础上,根据液压系统的工作环境及其使用条件选择合适的品种,确定适宜的粘度。液压的品种选定后,粘度的选择具有决定的意义J目粘度选择适宜就可有效提高统的工作效率灵敏度与工作可靠性,还可以减少温升与降低磨损,从而延长系统和元件的使用寿命。l.液压油品种的选择在本章第二节中,对于汽车与工程机械所使用的液压油及共选用已进行了绍。在此仅就液压油品种的选择再作一归纳。2.3 电机、液压元件及附件的选择及设计 由于溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min,而工进时输入液压缸的流量0.5L/min，由小流量液压泵单独供油，所以小液压泵的流量规格最少应为3.5L/min。 根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取PV2R12-6/26型双连叶片液压泵，其小液压泵和大液压泵的排量分别为6ml/r和26ml/r,当液压泵的转速时该液压泵的理论流量为20.08L/min，若取液压泵的容积效率，由于液压缸在工进时输入功率最大，这是液压泵工作压力为2MPa，流量为27.1L/min.按图标去液压泵的总效率为则液压泵驱动电动机所需的功率为： 根据此数值查阅电动机产品样本选取Y100L-6型电动机，其额定功率为，额定转速。（二）阀类原件及辅助原件：1）单向阀单向阀分成两类:有普通单向阀和液控单向阀.普通单向阀只允许液流向一个方向通过.液控单向阀既有普通单向阀的功能,并且只要在远程控制口通以一定压力的控制油液,液流反向也能通过.在工程应用中常用两个液控单向阀组成液压锁. 图2.11 单向阀 液控单向阀可作为单向闭锁和保压使用。它用于液压系统中，阻止油液反向流动，起到普通单向阀作用；但可利用控制压力油，通过控制活塞打开单向阀芯，使油液实现反向流动。液控单向阀可用在需要严格封闭的油路中，进行单向闭锁，起到保压作用。对单向阀的要求：1、对于正向开启压力为0.04Mpa的液控单向阀，使用时不允许阀芯锥面垂直向上方安装。2、管接头连接处，禁止用油漆、麻丝、聚四氟乙烯密封带，可用密封胶。3、对于外泄式结构的液控单向阀，控制活塞部分的泄漏油应从L口单独接回油箱。3.单向阀 DIF-L10H1液压元件产品样本技术规格：型号开启压力压力（kgf/cm）流量（l/min）接口尺寸（mm）DIF-L10H10.3521025104.溢流阀 YF-B 10B液压元件产品样本 技术规格：型号重量（）压力（/）接口尺寸（mm）额定流量YF-B 10B2.60.5-6.310405. 三位四通电磁换向阀 34-H10B-T液压元件产品样本 技术规格：型号重量（）压力（kgf/cm）流量（ml /min）允许背压（kgf/cm）接口尺寸（mm）34-H10B-T3.53204063.3106. 单向顺序阀 XYA-F10D-B（A） 液压元件产品样本技术规格：型 号重量（）压力 （kgf/cm）接口尺寸（mm）阀径（mm）XYA-F10D-B（A）1.520010127.液控单向阀 液压元件产品样本技术规格：型 号流量（）压力（kgf/cm）开启压力（kgf/cm）控制压力（kgf/cm）接口尺寸（mm）252102108108. 二位二通电磁换向阀 22-H10B液压元件产品样本P364技术规格：型 号压力（kgf/cm）允许背压（kgf/cm）流量（ml /min）接口尺寸（mm）阀径（mm）22-H10B3201.014010129.单向调速阀 QA-H10液压元件产品样本 P322技术规格：型 号最高压力（kgf/cm） 流量（l/min）最小稳定流量（l/min）接口尺寸（mm）QA-H1032040410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，可选用这些元件的型号及规格,如表2-3。表2-3 小型液压压力机集成阀元件明细表序 号名 称通过流量型号及规格1油管14mm紫铜管2油箱70L油箱3滤油器11.47XLX-06-804双联叶片泵9.75YB1-6.3/6.35单向阀4.875DIF-L10H16溢流阀4.875YF-B 10B7三位四通电磁换向阀9.7534-H10B-T8单向顺序阀9.75XYA-F10D-B（A）9液控单向阀9.7510二位二通电磁换向阀4.87522-H10B11单向调速阀9.75QA-H1012压力表Y100T13压力表开关K-3B14电动机Y90S-62）溢流阀图示为球阀式直动型溢流阀。它也有一个阻尼活塞，但与锥阀式结构不同，活塞与球阀之间不是刚性连接，而是通过阻尼弹簧使活塞与球阀接触（活塞两端的液压力平衡）。由于活塞的阻尼作用，可使始终与活塞相连接的球阀运动平稳。当压力油自进油口经环形槽进入油腔时，同时液压油经油道进入阀芯右面腔。当油口处压力升高到作用在阀芯右侧的力超过弹簧力的时候。阀芯左移，阀口处于某一开度，油腔和回油环形槽接通，油液从回油口排出，这时压力油作用在阀心上的力就和开度下作用在阀芯上的弹簧力保持平衡：PA=Fs=k(x0+x)由于阀芯位移量x远小于x0，所以 PA=Fs=k(x0+x)kx0 P=F/A= k(x0+x)/Akx0/A=常数即压力也就基本稳定在kx0数值上。图3.13 溢流阀3）三位四通换向阀由阀体和阀芯组成。阀体圆孔内有5条环形槽，分别对应P、A、B、T1四个油口，阀芯上有三个凸台。图3.14 三位四通换向阀4 限压式变量叶片泵当齿轮旋转时，在A腔，由于轮齿脱开使容积逐渐增大，形成真空从油箱吸油，随着齿轮的旋转充满在齿槽内的油被带到B腔，在B腔，由于轮齿啮合，容积逐渐减小，把液压油排出、利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化，完成泵的功能，不需要配流装置，不能变量结构最简单、价格低、径向载荷大图3.15 限压式变量叶片泵（三）油管：各原件间连接轨道的规格按液压原件接口处的尺寸决定，液压缸进，出油管则按输入、排出的最大流量计算。由于液压泵选定之后液压缸在各个工作阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以需要重新计算。按照经验值推荐去油液在压油管的流速v=3m/s,则算得与液压缸无杆腔及有杆腔相连的油管内径分别为这两根油管都选用内径、外径mm的冷拔无缝钢管。（四）油箱 油箱容积按公式估计，取其经验数据，故其容积为,按GB/T79381999规定，其标准值为V=250L。2.4液压集成块的结构设计集成块这种结构是液压集成的最早形势，在我国已经形成了多种系列。很多集成块都有固定的完整的回路，但还有些回路需自己设计，大约占系统回路的20%到30%。2.4.1通用集成块组的结构集成块组，是按通用的液压典型回路设计成的通用组件，它由集成块、底块和顶盖按一定得顺序叠加，用四只螺栓垂直固紧而成。液压元件一般安装在集成块的前面、后面和右侧面，左侧面不安放元件，留着连接油管，以便向执行元件供油，为了操纵方便，通常把需要经常调节的元件，如调速阀、溢流阀、减压阀等布置在右侧面或前面。元件通过块体的内部的油道孔，每一块都有自己的压油孔p、回油孔o、泄露油孔L、和连接螺栓孔，有的回路省略掉泄油孔。2.4.2集成块的特点从集成块的组成原理图可以看出，集成块由板式元件与通道体组成，元件可根据要求自由选用。集成块与其他连接方式相比有以下特点：（1）有现有的板式标准元件，可以组成各种回路，方便增加和替换， 因而具有极大的灵活性。（2）由于是在小块体上加工各种孔道，故制造简单，工艺孔大为减少，便于检查和及时发现毛病。如果加工中除了问题，仅报废其中一小块通道体，而不使整个系统报废。（3）集成块最大限度的减少管道接头使泄露减少到最小程度，提高 元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。 2）把各液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，即为组合铣床的液压集成回路图。一个完整的液压集成回路由底板、供油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路、顶盖及测压回路等单元液压集成回路组成。液压集成回路设计完成后，要和液压回路进行比较，分析工作原理是否相同，否则说明液压集成回路出了差错。2.4.3液压集成块及其设计集成块是由底板、各中间块和顶盖组成，由四个紧固螺栓把它们连接起来，再由四个紧固螺钉将其紧固在液压油箱上，液压泵通过油管与底板连接组成液压站，液压元件分别固定在各集成块上，组成一个完整的液压系统。1. ）底板及供油块设计 底板块及供油块，其作用是连接集成块组。液压泵供应的压力油P由底板引入各集成块，液压系统回油路T及泄油路L经底板引入液压油箱冷却沉淀。2.）顶盖及测压盖设计 顶盖及测压块。顶盖的主要用途是封闭主油路，安装压力表开关及压力表观察泵及系统各部分工作压力。设计顶盖时，要充分利用顶盖的有效空间，也可把测压回路、卸荷回路以及定位夹紧回路等布置在顶盖上。3、）中间块的设计若液压单元集成块回路中液压元件较多或者不好安排时，可以采用 过渡板把阀与集成块连接起来。如：集成块某个侧面要固定两个液压集成元件有困难，如果采用过渡板则会会使问题比较容易解决。使用过渡板时，应注意，过渡板不能与上下集成块上的元件相碰，避免响集成块的安装，过渡一般安装在集成块的正面，过渡板厚度为35-40mm，在不影响其它部件工作的条件下，其长度可稍大于集成块尺寸。过渡板上孔道的设计与集成块相同。可采用先将其用螺钉与集成块连好，再将阀装在其上的方法安装。2.4.4.集成块设计步骤1)制作原件样板，方法与油路板一节相同。 2)决定通道的孔径。集成块上的公用通道，即压力油孔P、回油孔T、泄油孔L及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不得小于压力油孔。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规定确定。孔与孔之间的连接孔用螺塞在集成块表面堵死。与液压油管连接的液压油孔可采用米制细牙螺纹或英制管螺纹。3）集成块上液压元件的布置。把制作好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，样板应以连接板为准。电磁阀应布置在集成块的前、后面上要避免电磁换向阀两端的电磁铁与其他部分相碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好,如图所示，孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径d的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔道之间的最小壁厚h必须进行强度校核液压元件在水平面上的孔道若与公共油孔相通，应尽可能地布置 在同一垂直位置或在直径d范围，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应互相垂直，不然也要钻中间孔道。设计专用集成块时，要注意其高度应比装在其上的液压元件的最大横向尺寸2mm，以避免上下集成块上的集成元件相碰，影响集成块紧固。4）集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道，集成块固定螺孔相同。液压元件泄露孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下左右移动一段距离。溢流阀的先导阀部分可伸出集成块外，有的原件可以横向布置。2.4.5集成块零件的绘制 集成块的六个面都是加工面，其中有三个侧面要装液压元件，一个侧面引出管道。快内孔道纵横交错，层次多，需要多个视图和23个剖视图才能表达清楚。空隙的位置精度要求较高，因此尺寸，公差及表面粗糙度均应标注清楚，技术要求也要说明。集成块的视图比较复杂，是应尽肯能少用虚线表达。 为了便于检查和装配集成块，应把单向集成回路和集成块上液压元件布置简图绘在旁边。而且应将个孔道编上号，列表说明各孔的尺寸，深度以及与那些孔相交等情况。液压集成阀块是把一个液压回路中各元件合理地布置在一块液压油路板上，这与管式连接比较，除了进出液压油通过管道外，各液压元件用螺钉规则地固定在一块液压阀板上，元件之间由液压油路板上的孔道勾通。集成块的液压系统安装、调试和维修方便，压力损失小，外形美观。集成阀液压集成回路2.4.5.1设计液压集成回路把液压回路划分为若干单元回路，每个单元回路一般由三至四个液压元件组成，采用通用的压力油路P和回油路T,这样的单元称为液压单元集成回路。设计液压单元集成回路时，优先选用通用液压单元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性1。把各液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，图31即为小型液压压力机集成阀的液压集成回路。一个完整的液压集成回路由底板、供油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路、顶盖及测压回路等单元液压集成回路组成。液压集成回路设计完成后，要和液压回路进行比较，分析工作原理是否相同，否则说明液压集成回路出了差错1。2.4.5.2制作液压元件样板根据产品样本，对照实物绘制液压元件视图轮廓尺寸，依照轮廓线剪下来，便是液压元件样板。2.4.5.3.油路通道的孔径的设计集成阀块上的公用通道，即压力油孔P、回油孔T及四个安装孔。压力油孔有液压泵流量决定，回油孔一般不得小于压力油孔1。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定。本设计中油孔的大小已经在液压系统的设计中确定D=10mm。工艺孔应采用螺塞、焊接或球胀将其堵死。螺塞封堵是将螺塞旋入螺纹孔内，多用于需要打开或者改接测压元件的工艺孔封堵，螺塞应按有关标准制造。焊接封堵是将短圆柱周边牢固焊接在封堵处，对于小于5mm的工艺孔可以忽略圆柱而直接焊接封堵，多用于靠近集成块边壁的交叉孔的封堵。球胀封堵是将钢球以足够的过盈压入孔中，对用于直径小于10mm工艺孔的封堵，制造球胀式堵头及封堵孔的材料及尺寸应符合ZBJ22 0071988标准的规定。另外，不论选用螺塞、圆柱或者钢球封堵均不得凸出集成块的壁面，对于焊接封堵后应将焊接处磨平。封堵的密封质量以不漏油为准。结合集成块的实际管径和材料在比较了以上三种工艺孔的封堵阀选择焊接堵的方式10。如图3-3所示图3-3 焊接封堵本设计采用的是铸铁制作的堵头，焊接在集成阀中。集成阀中共需5个堵头，都选用9.8mm，深度为10mm，倒角为1mm的堵头，将其焊接在5个缺口处，并将表面磨平。2.4.5.4底板外形及尺寸的设计图3-4底座视图底板! e& d W2 m$ / 0 o% 基块的作用式将基块的地的作用是将集成块组件固定在油箱顶盖或者专用阀架上，并将公用通油孔通过外管接头与液压泵和油箱相连接。由于集成块的长和宽都是250mm，所以底板的尺寸也就随之确定了，只要在两边各加两个固定的位置就行了。如图3-4所示底板的长为（连螺钉螺纹的边圈）300mm，宽为250mm。T孔为通孔，下面是M181.5的螺纹孔，用于与油箱连接。P孔的孔深为44mm，与正前面的一个M181.5的螺纹孔相连，再连接液压泵。底板上与液压集成阀连接的四个螺纹都为M12的螺纹，深度为25mm。底板与底面固定的四个螺纹，都是直径为20mm，深度为25的螺钉螺纹。2.4.5.5. v, 9 f2 U* v9 _3.4.3集成块上液压元件的设计、 图3-5集成块在确定了集成块公用油道孔的数目、直径及在块间连接面中的位置与集成块的外形尺寸后，即可逐块布置液压元件了。把制作好的液压元件样板放在集成阀块各视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，则样板应以连接板为准。电磁阀应布置在集成阀块的前、后面上，要避免电磁换向阀两端的电磁铁与其他部分相碰。液压元件的布置应以在集成阀块上加工的孔最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面。液压元件在水平面上的孔道若与公共油孔相通，则尽可能布置在同一垂直位置，否则要钻中间孔道，集成阀块前后与左右连接的孔道应相互垂直，不然也要钻中间孔。图3-5即为小型液压压力机集成阀的集成块的各视图。正视图的三位四通电液换向阀上的孔分别标为1、2、3、4。本设计就以三位四通电磁换向阀为起点，开始做图。三位四通电磁换向阀选用的是4个M6，深度为12mm的螺栓将其与集成阀固定，1号孔为回油孔，直接连主回油孔7号孔连接，孔深197mm，因为有三个转角，所以需要工艺孔来帮忙完成，5号6号口都为工艺孔，堵头将其堵住，焊接并且将表面磨平。2号孔为三位四通电磁换向阀A孔，与左面上的分流器8号孔和单向调速阀的压力油孔9号孔连接，孔深108mm。分流器上分别连接单向阀和二位二通电磁换向阀与单向调速阀并联连接，再让液压油，由10号孔，流到背面的11号孔，孔深83mm。液压油再经过11号孔流到液压缸的上端。分流器采用的是M181.5的内螺纹与集成阀固定，单向调速阀采用的是4个M10，深度为16mm的螺栓与集成阀固定。3号孔为三位四通电磁换向阀B孔，与右面上的液控单向阀12号孔连接，孔深63mm，通过液控单向阀，再由13号孔与后面的单向阀14号孔和单向顺序阀15号孔连接，孔深154mm。单向阀与单向顺序阀并联连接，再让液压油，由16号孔流到右面的18号孔，孔深为129mm，因为打通该孔需要一个2个转角，所以需要工艺孔来帮忙完成，17号为工艺孔，堵头将其堵住，焊接并且将表面磨平。液压油再经过18号孔流到液压缸的下端。单向阀采用的是M181.5的内螺纹与集成阀固定，单向顺序阀采用4个6.5的螺纹孔与集成阀固定。4号孔为三位四通电磁换向阀的压力油孔，与主压力油孔20号孔连接，孔深为161mm。因为有一个转角，所以需要一个工艺孔来帮忙完成，19号孔为工艺孔，堵头将其堵住，焊接，并将表面磨平。21,23号孔为溢流阀上的两个孔，溢流阀用4个M14的螺栓将它与集成阀固定，21号孔为压力油孔，与主油孔20号孔相连，孔深90mm，因为有一个转角，所以需要一个工艺孔来帮忙完成，22号孔为工艺孔，堵头将其堵住，焊接，并将表面磨平。23号孔为溢流孔，与主回油孔7号孔相连，孔深为50mm。2.4.5.6. v, 9 f2 U* v9 _366集成块上密封装置的设计密封装置的作用是用来阻止有压工作介质的泄漏；防止外界空气、灰尘、污垢与异物的侵入。其中起密封作用的原件称密封件。通常在液压系统与元件中，存在工作介质的内泄漏和外泄漏，内泄漏会降低系统的容积效率，恶化设备的性能指标，甚至无法正常工作。外泄漏导致流量减少，不仅污染环境，有可能引起火灾，严重时还可能引起设备故障和人身事故。系统中侵入空气，就会降低工作介质的弹性模量，产生空穴，有可能引起振动和噪声。灰尘和异物即会堵塞小孔和缝隙，又会增加液压缸中相互运动件之间的摩擦磨损，降低使用寿命，并且加速了内外泄漏。所以为了保障液压设备工作的可靠性及提高工作寿命，密封装置与密封件不容忽视。液压缸的密封主要指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密封。密封方式有间隙密封和密封圈密封。间隙密封，这是依靠两运动件配合面之间保持一段很小的间隙，使用其产生液体摩擦阻力来防止泄漏的一种方法。用该方法密封，只适合用于直径小的、压力较低的液压缸与活塞件密封。间隙密封属于非接触式密封，它是靠相对运动件配合面之间的微小间隙来防止泄漏，实施密封，常用于柱塞式液压泵中柱塞和缸体配合、圆柱滑阀的摩擦副的配合中。通常在阀芯的外表面开几条等距离的均压槽，其作