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南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
南 京 工 業(yè) 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文
題目 YZY400全液壓靜力壓樁機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 楊 秀 生
學(xué) 號(hào) 9
專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化
班 級(jí) 410102
指導(dǎo)老師 鄭 鳳 琴
2005年6月
目錄：
摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
總論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
1 液壓缸的參數(shù)值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .9
2 液壓泵的選用 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
3 電動(dòng)機(jī)的選用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
3.1 電動(dòng)機(jī)Ⅰ的選用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
3.2 電動(dòng)機(jī)П的選用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4 液壓閥的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
4.1方向控制閥的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.1.1單向控制閥的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.1.2 換向閥的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
4.2壓力閥的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.3流量控制閥的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .14
4.4壓力表開關(guān)的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.5壓力表的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5 液壓油的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
6 聯(lián)軸器的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
7 油箱的設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
7.1確定油箱的有效容積大致外形尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
7.2濾油器的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
7.2.1 吸油濾油器(粗濾器)的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
7.2.2 回油濾油器（精濾器）的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
7.3空氣濾清器的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.4液位計(jì)的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.5油箱各板尺寸及附件安裝位置的確定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.5.1油箱的總體設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.5.2初定各板面的厚度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.5.3隔板的設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.5.4各面板的安裝尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.5.4.1上面板中各安裝尺寸的確定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.5.4.2起吊螺釘?shù)倪x用及校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.5.4.3蓋板上各器件的定位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
.1螺栓的布置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
.2起吊螺釘布置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
.3空氣濾清器的定位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
.4回油濾油器的定位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
.5吊環(huán)的選擇及安裝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
7.5.4.4左面板上液位計(jì)的定位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
7.5.4.5右面板上放油口的定位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
7.5.4.6隔板上吸油濾油器的定位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
7.5.4.7底腳的設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
7.5.4.8油箱厚及焊接寬度的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8 油管的設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.1鋼管管徑的選擇與設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 28
8.1.1液壓泵的吸油管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 28
.1泵Ⅰ的吸油管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .28
.2 泵Ⅱ的吸油管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 29
8.1.2 液壓泵的排油管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .29
.1 泵Ⅰ的排油管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 29
.2 泵Ⅱ的排油管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 29
8.1.3 液壓系統(tǒng)油路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .30
.1單只壓樁油缸進(jìn)油油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .30
.2 壓樁系統(tǒng)總油路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 30
.3 泵Ⅰ對(duì)壓樁油缸進(jìn)油油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
.4 泵Ⅱ?qū)簶队透走M(jìn)油油路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
8.1.4 夾樁系統(tǒng)油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .31
.1 單只夾樁油缸進(jìn)油油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 31
.2夾樁系統(tǒng)進(jìn)油油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
8.1.5 行走系統(tǒng)（縱移和橫移）. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .31
8.1.6 頂升系統(tǒng)油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.1.7 回油系統(tǒng)油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
.1 泵Ⅰ的回油油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
.2 泵Ⅱ的回油油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
.3 系統(tǒng)的總回油油路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
8.2膠管的選擇. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
8.3接頭體的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
9.總結(jié)與展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
致謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
參考書目 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
摘 要
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是YZY400全液壓靜力壓樁機(jī)的設(shè)計(jì),我們是團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì),我完成靜壓樁機(jī)的液壓系統(tǒng)。我首先參考一些液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，根據(jù)其主要參數(shù)，確定液壓元器件，然后確定整個(gè)樁機(jī)液壓部分的所有尺寸并完成部件的選定，最后對(duì)各元器件定尺寸。
關(guān)鍵詞：靜壓樁機(jī) ; 液壓系統(tǒng) ; 液壓元件
Abstract
The task of graduate design will design a pile driver of statics YZY400 include hydraulic pressure. Our collecting will finish this task , while I will finish the hydraulic of this system . First of all , I reference some hydraulic machinaes , then make sure the hydraulic element, secondly , I make sure all dimension of tread part and chose parts , lastly , I finish to cheak all dimension and intensity.
Keywords : pile driver ; hydraulic system ; hydraulic element ;
總 論
液壓靜力壓樁機(jī)分為"抱壓式液壓靜力壓樁機(jī)"和"頂壓式液壓靜力壓樁機(jī)"(對(duì)樁頂部施壓進(jìn)行壓樁)兩種。抱壓式液壓靜力壓樁機(jī)壓樁過程是通過夾持機(jī)構(gòu)"抱"住樁身側(cè)面，由此產(chǎn)生摩擦傳力來實(shí)現(xiàn)的；而頂壓式液壓靜力壓樁機(jī)則是從預(yù)制樁的頂端施壓，將其壓入地基的。由于施壓傳力方式不同，這兩種樁機(jī)結(jié)構(gòu)形式、性能特點(diǎn)、適用范圍也有顯著不同。其核心是液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及其配置，它直接影響整機(jī)的技術(shù)性能及節(jié)能效果。而壓樁機(jī)構(gòu)是樁機(jī)的主要工作裝置，是這種壓樁機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，直接影響樁機(jī)的壓樁能力和成樁質(zhì)量。其中，抱壓式樁機(jī)主要由壓樁系統(tǒng)和夾樁機(jī)構(gòu)組成，而頂壓式樁機(jī)主要由壓樁系統(tǒng)和樁帽組成。頂壓式樁機(jī)除壓樁機(jī)構(gòu)中沒有夾樁機(jī)構(gòu)外，一般不帶起重機(jī)，但增加了一套卷揚(yáng)吊樁系統(tǒng)。
常規(guī)的頂壓式壓樁機(jī)由于其結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)，使其工作重心較高、安全性較差，并且存在壓樁力較小、壓入樁的垂直度保障能力差等問題，因而其應(yīng)用受到限制；而抱壓式壓樁機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、工作重心低、移動(dòng)平穩(wěn)、轉(zhuǎn)場(chǎng)方便、施工效率高，因此，抱壓式壓樁機(jī)已經(jīng)占絕對(duì)主導(dǎo)地位。本文所述液壓靜力壓樁機(jī)主要是指抱壓式液壓靜力壓樁機(jī)。
靜力壓樁是利用液壓原理由高壓油泵產(chǎn)生的高壓油通過油缸把樁柱推入地下。這種壓樁方法完全避免了錘擊打樁所產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音和污染，因此施工時(shí)具有無噪音、無振動(dòng)和無污染，稱為環(huán)保型打樁機(jī)。由于它對(duì)地基及鄰近原有建筑物的振動(dòng)影響很小，樁的施工應(yīng)力也較小，因此它被廣泛用于軟土地基的沉樁工程，是一種嶄新的樁工設(shè)備。?
YZY400系列全液壓靜力壓樁機(jī)采用全液壓行走裝置實(shí)現(xiàn)縱向、橫向、轉(zhuǎn)向及平臺(tái)升降調(diào)整動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)靈活可靠。尤其適用于空心的園柱形混凝土預(yù)制樁。該系列樁機(jī)運(yùn)行時(shí)能直接從壓力表取得壓樁力數(shù)據(jù)，不用試樁，可計(jì)算出單樁承載力。施工無震動(dòng)、低噪音、無污染，符合國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法規(guī)，適用于大中城市樁基礎(chǔ)施工的需要。
該機(jī)能獨(dú)立完成吊、壓、拔樁作業(yè)，不僅可以壓方樁也可以壓管樁。具有縱橫向行走、360度回轉(zhuǎn)、機(jī)身調(diào)平等功能，全部動(dòng)作作為液壓驅(qū)動(dòng)。其部件均可以公路、鐵路運(yùn)輸。該機(jī) 壓樁時(shí)噪聲低、無振動(dòng)、無泥漿，對(duì)環(huán)境影響小。
該機(jī)能通過儀表直接反饋貫樁力，具有其他類型樁工機(jī)械不可比的優(yōu)越性。新型抱夾混凝土預(yù)制管樁段的裝置，已不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的夾樁器。具有夾樁力大、夾樁面積大，能全浮動(dòng)自適應(yīng)吻合于管樁表面，可大大降低管樁破損率。該裝置可抱夾薄壁管樁而不損樁。因此起應(yīng)用比較廣泛。
1. 液壓缸的參數(shù)值
從其他同學(xué)處得到系統(tǒng)各液壓缸的參數(shù)值，故在此不作詳細(xì)說明，如果有需要可以參考他們的計(jì)算說明書?，F(xiàn)列舉幾個(gè)主要的參數(shù)值，如下表1所示：
表1.（系統(tǒng)各液壓缸的參數(shù)值）
名稱
流量
（×10-3m3/s）
壓力
(MPa)
單只壓樁油缸
2.36
25
單只夾樁油缸
1.83
25
單只長(zhǎng)船油缸
0.73
25
單只短船油缸
0.73
25
單只頂升油缸
1.44
25
2. 液壓泵的選用
由上表1，夾樁油缸和行走（縱移和橫移）油缸的壓力均為25MPa，最大流量為439.2L/min（1.83×4×10-3m3/s），可選用一單泵供油；而壓樁油缸的壓力為25MPa，且最大流量為567.2 L/min（2.36×4×10-3m3/s），因此確定此缸為雙泵供油。
則由新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.5——44可查得夾樁油缸和行走油缸所選用的泵為A7V500型號(hào)斜軸式軸向柱塞泵；壓樁油缸所選用的泵為A7V107型號(hào)。其參數(shù)如表2所示：
表2.（泵的型號(hào)及參數(shù)值）
型號(hào)
流量
（L/min）
壓力
(MPa)
排量
(ml/r)
泵Ⅰ
A7V500
500
35
500
泵П
A7V107
150.5
35
107
3. 電動(dòng)機(jī)的選用
首先預(yù)設(shè)泵的總效率為90%，既η=0.9
3.1 電動(dòng)機(jī)Ⅰ的選用
電動(dòng)機(jī)Ⅰ是用來驅(qū)動(dòng)泵Ⅰ（A7V500型號(hào)）工作，其選用過程如下：
確定類型：選用Y系列（IP230）三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V。
功率的確定：
轉(zhuǎn)速：選用轉(zhuǎn)速為1483r/min
根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表35.1——10可選用Y315M3——4型號(hào)。其參數(shù)如表3所示：
表3.（電動(dòng)機(jī)型號(hào)及參數(shù)值）
型號(hào)
額定功率
（KW）
轉(zhuǎn)速（r/min）
電流 (A)
效率(%)
功率因數(shù)(cos￠)
堵轉(zhuǎn)電流
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
額定電流
額定轉(zhuǎn)矩
Ⅰ
Y315M—4
220
1483
413
94
0.88
6.5
1.4
П
Y250S—4
75
1480
141
92
0.88
6.8
2.0
3.2電動(dòng)機(jī)的選用
電動(dòng)機(jī)П是用來驅(qū)動(dòng)泵П（A7V107型號(hào)）工作，其選用過程如下：
確定類型：選用Y系列（IP230）三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V。
功率的確定：
轉(zhuǎn)速：選用轉(zhuǎn)速為1480r/min
根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表35.1——10可選用Y250M——4型號(hào)。其參數(shù)如表3所示：
4. 液壓閥的選用
選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和液壓油通過閥的流量來確定的。本系統(tǒng)的工作壓力都為25MPa，則應(yīng)選用中、高壓的液壓閥。
4.1方向控制閥的選擇
4.1.1 單向閥的選擇
單向閥1：此閥用在泵1的排油口管道上，用來防止系統(tǒng)中的液壓油回流而沖擊液壓泵。該閥的工作壓力為35MPa，最大通過流量為439.2L/min（1.83×4×10-3m3/s），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——133選用榆次型板式聯(lián)接DF—F50K1型號(hào)。其參數(shù)如表4所示：
單向閥2：此閥用在泵2的排油口管道上，用來防止系統(tǒng)中的液壓油回流而沖擊液壓泵。該閥的工作壓力為35MPa，最大通過流量為127.2L/min[（2.36－1.8）×4×10-3m3/s]，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——133選用榆次型板式聯(lián)接DF—B32K1型號(hào)。其參數(shù)如表4所示：
單向閥3：此閥用在泵1對(duì)夾樁油缸的供油油路上，以防止液壓油回流沖擊器件。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為439.2L/min，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——133選用榆次型板式聯(lián)接DF—B50K1型號(hào)。其參數(shù)如表4所示：
單向閥4：此閥用在壓樁油缸進(jìn)（出）油口，由于同時(shí)與調(diào)速閥搭配使用而可以使多個(gè)壓樁油缸能同步運(yùn)動(dòng)。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為141.8L/min（2.36×10-3m3/s），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——133選用榆次型直角單向閥DF—B32K1型號(hào)。其參數(shù)如表4所示：
液控單向閥5：此閥用于夾樁油缸的進(jìn)（出）油路中，主要是功能是形成液壓鎖，保持油缸在工作狀態(tài)某時(shí)刻的壓力恒定。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為439.2L/min，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——143選用SV32P型號(hào)。其參數(shù)如表4所示：
單向閥6：此閥用在夾樁油缸進(jìn)（出）油口，由于同時(shí)與調(diào)速閥搭配使用而可以使多個(gè)壓樁油缸能同步運(yùn)動(dòng)。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為109.8/min（1.83×10-3m3/s），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——133選用榆次型直角單向閥DF—B32K1型號(hào)。其參數(shù)如表4所示：
液控單向閥7：此閥用于頂升油缸的進(jìn)（出）油路中，主要是功能是形成雙向液壓鎖，保持油缸在工作狀態(tài)某時(shí)刻的壓力恒定。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為86.4L/min（1.44×10-3m3/s），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——143選用SV20P型號(hào)。其參數(shù)如表4所示：
表4.（單向閥參數(shù)值）
閥號(hào)
型號(hào)
公稱通徑
（mm）
額定流量
(×10-3m3/s)
額定壓力
(MPa)
數(shù)量
1
DF—B50K1
50
8.334
35
1
2
DF—B32K1
32
4.167
35
1
3
DF—B50K1
50
8.334
35
1
4
DF—B32K1
32
4.167
35
4
5
SV32P
32
31.5
2
6
DF—B32K1
32
4.167
35
4
7
SV20P
20
31.5
8
4.1.2 換向閥的選用
換向閥1：此閥為三位四通的手動(dòng)換向閥，它主要用于控制泵2對(duì)壓樁油缸供油的進(jìn)油方向。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為127.2L/min，根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——165選用DMG—04—3D＊—21型號(hào)。其參數(shù)如表5所示：
換向閥2：此閥為三位四通的手動(dòng)換向閥，它主要用于控制泵1對(duì)壓樁油缸供油的進(jìn)油方向。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為439.2L/min，根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——165選用DMG—06—3D＊—50型號(hào)。其參數(shù)如表5所示：
換向閥3：此閥為三位四通的手動(dòng)換向閥，它主要用于控制夾樁油缸的進(jìn)油方向。該閥的工作壓力為25MPa，最大通過流量為439.2L/min，根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——165選用DMG—04—3D＊—21型號(hào)。其參數(shù)如表5所示：
換向閥4和5：此二閥均為三位四通的手動(dòng)換向閥，它主要用于分別控制行走運(yùn)動(dòng)中橫移兩油缸的進(jìn)油方向。該二閥的工作壓力均為25MPa，最大通過流量都為43.8L/min（0.73×10-3m3/s），根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——162選用4WMM16型號(hào)，其參數(shù)如表5所示：
換向閥6和7：此二閥均為三位四通的手動(dòng)換向閥，它主要用于分別控制行走運(yùn)動(dòng)中縱移兩油缸的進(jìn)油方向。該二閥的工作壓力均為25MPa，最大通過流量都為43.8L/min，根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——162選用4WMM16型號(hào)。其參數(shù)如表5所示：
換向閥8、9、10和11：此四閥均為三位四通的先導(dǎo)電磁換向閥，它主要用于分別控制頂升油缸的進(jìn)油方向。該四閥的工作壓力均為25MPa，最大通過流量都為86.4L/min，TDV 4/3E H選用型號(hào)。其參數(shù)如表5所示：
表5.(換向閥的型號(hào)及參數(shù)值)
閥號(hào)
型 號(hào)
公稱通徑
（mm）
額定壓力
(MPa)
額定流量
（L/min）
1
DMG—04—3D＊—21
16
31.5
200
2
DMG—06—3D＊—50
32
31.5
500
3
DMG—06—3D＊—50
32
31.5
500
4
4WMM16
16
0— 31.5
300
5
4WMM16
16
0— 31.5
300
6
4WMM16
16
0— 31.5
300
7
4WMM16
32
0— 31.5
300
8
TDV 4/3E H
16
250 bar
100
9
TDV 4/3E H
16
250 bar
100
10
TDV 4/3E H
16
250 bar
100
11
TDV 4/3E H
16
250 bar
100
4.2壓力閥的選擇
溢流閥1：此閥主要用于泵1所在的排油油路上，以使得該工作油路的壓力為25MPa。其工作壓力為25MPa，最大通過流量為439.2L/min，根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——12選用先導(dǎo)式DB20型號(hào)板式聯(lián)接。其參數(shù)如表6所示：
溢流閥2：此閥主要用于泵2所在的排油油路上，以使得該工作油路的壓力為25MPa。其工作壓力為25MPa，最大通過流量為127.2L/min，根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——12選用先導(dǎo)式DB10型號(hào)板式聯(lián)接。其參數(shù)如表6所示：
溢流閥3：此閥主要用于夾樁油缸的油路上，用來調(diào)整夾樁時(shí)的壓力。其工作壓力為25MPa，最大通過流量為439.2L/min，根據(jù)新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷表23.7——12選用先導(dǎo)式DB20型號(hào)板式聯(lián)接。其參數(shù)如表6所示：
表6. (溢流閥的型號(hào)及參數(shù)值)
閥號(hào)
型 號(hào)
公稱通徑
（mm）
最大流量
（L/min）
調(diào)壓范圍
(MPa)
1
DB20
20
250
0 — 31.5
2
DB10
10
200
0 — 31.5
3
DB20
20
500
0 — 31.5
4.3流量控制閥的選用
調(diào)速閥1：該閥用于壓樁油缸的油路上，由于與單向閥搭配使用而實(shí)現(xiàn)多個(gè)壓樁油缸能同步運(yùn)動(dòng)。其工作壓力為25MPa，最大通過流量為141.8L/min，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——99可選用2FRM16型號(hào)。其參數(shù)值如表7所示：
調(diào)速閥2：該閥用于夾樁油缸的油路上，由于與單向閥搭配使用而實(shí)現(xiàn)多個(gè)夾樁油缸能同步運(yùn)動(dòng)。其工作壓力為25MPa，最大通過流量為109.8L/min，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——99可選用2FRM16型號(hào)。其參數(shù)值如表7所示：
表7. (調(diào)速閥的型號(hào)及參數(shù)值)
閥號(hào)
型 號(hào)
公稱通徑
（mm）
最大流量
（L/min）
工作壓力
(MPa)
數(shù) 量
1
2FRM16
16
160
0 — 31.5
4
2
2FRM16
16
160
0 — 31.5
4
4.4壓力表開關(guān)的選擇
壓力表開關(guān)用子泵與壓力表之間，用來測(cè)量泵的出口壓力，從而調(diào)整泵的流量。其工作壓力最大為35MPa，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.8——220可選用KF—L8/14E型號(hào)。其參數(shù)值如表8所示：
表8. (壓力表的型號(hào)及參數(shù)值)
型 號(hào)
壓力
(MPa)
公稱通徑
（mm）
壓力表直徑
（mm）
接頭螺紋
（mm）
數(shù) 量
KF—L8/14E
35
8
Φ60
M14×1.5
3
4.5壓力表的選擇
該表是用來標(biāo)明泵出口壓力和夾樁油缸油路壓力的大小。其工作壓力最大為35MPa，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.10——48可
選用Y—60型號(hào)。其參數(shù)值如表9所示：
表9. (壓力表的型號(hào)及參數(shù)值)
種 類
型 號(hào)
調(diào)壓范圍
(MPa)
數(shù) 量
彈簧管壓力表
Y—60
0 — 40
3
5. 液壓油的選擇
由于本樁機(jī)液壓系統(tǒng)對(duì)液壓油無特殊要求，只是其額定壓力較高，達(dá)到25Mpa；在工作狀態(tài)時(shí)油溫必然升高，因此選用抗磨液壓油。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.3——30查得柱塞泵用油粘度推薦值為40—98mm2/s。于是根據(jù)所得的用油粘度推薦值查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.3——13得抗磨性液壓油的質(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)用選用YB—N46號(hào)抗磨液壓油。其部分參數(shù)如下：
運(yùn)動(dòng)粘度：41.4——50.6 mm2/s
抗磨性（四球PB）：1000N
由上表明YB—N46號(hào)抗磨液壓油完全符合本樁機(jī)的工作要求。
6. 聯(lián)軸器的選擇
在選擇標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器時(shí)一般都是以聯(lián)軸器所需的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc小于所選聯(lián)軸 器的許用轉(zhuǎn)矩[T]或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩Tn為原則。由于傳動(dòng)軸系載荷變化特性不同以及聯(lián)軸器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能不同，聯(lián)軸器實(shí)際傳遞的轉(zhuǎn)矩等于傳動(dòng)軸系理論上虛傳遞的轉(zhuǎn)矩T通常為：
式中，T——理論轉(zhuǎn)矩（Nm）,在有制動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；當(dāng)制動(dòng)器的理論轉(zhuǎn)矩大于動(dòng)力幾的理論轉(zhuǎn)矩時(shí)，應(yīng)按前者計(jì)算聯(lián)軸器。
Pw、n————分別為驅(qū)動(dòng)功率（KW）和轉(zhuǎn)速（r/min）
K——————工作情況系數(shù)，取K = 2
Kw——————?jiǎng)恿C(jī)系數(shù)，取Kw = 1.0
Kz——————啟動(dòng)系數(shù)，取Kz = 1.0
Kt——————溫度系數(shù)，取Kt = 1.0
由上式，對(duì)泵Ⅰ有：
對(duì)泵Ⅱ有：
根據(jù)電動(dòng)機(jī)以及以上數(shù)據(jù)查新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷，對(duì)泵Ⅰ、泵Ⅱ分別選擇聯(lián)軸器GY9和GY8型號(hào)。其參數(shù)值如下表所示：
表10. (濾油器的型號(hào)及參數(shù)值)
型號(hào)
公稱轉(zhuǎn)矩Nm
許用轉(zhuǎn)矩r/min
軸孔直徑d1 d2
軸孔長(zhǎng)度L
D
D1
b
B1
s
重量
kg
Y型
J1型
GY9
6300
3600
90
172
132
260
160
66
84
10
47.8
GY8
3150
4800
75
142
107
200
130
50
68
10
27.5
7. 油箱的設(shè)計(jì)
7.1確定油箱的有效容積大致外形尺寸
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷第37篇“關(guān)于油箱的設(shè)計(jì)”一節(jié)中可知：油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的3——5倍。由于考慮到系統(tǒng)的發(fā)熱量和散熱量，以確定是否用冷卻器，從而對(duì)其容量進(jìn)行調(diào)整?，F(xiàn)暫且按自然環(huán)境冷卻撕來計(jì)算油箱的容量。
由于是兩個(gè)單泵供油，且最大流量分別是439.2141.8L/min 和127.2L/min，于是有：
V = 4×439.2 + 4×127.2
= 2.27×10-3m3
即取油箱的有效容積為2.27×10-3m3
由V = abh得abh = 2.27×10-3m3；于是油箱的長(zhǎng)、寬、高設(shè)計(jì)如下：
油箱長(zhǎng)：= 1740mm
油箱寬：= 1450mm
油箱高：= 900mm
具體形狀如“油箱”設(shè)計(jì)圖所示：
7.2 濾油器的選擇
濾油器的選擇分為吸油濾油器和回油濾油器，其選擇依據(jù)如下：
a.根據(jù)實(shí)際最大流量來選擇，吸油濾油器為粗濾油器，回油濾油器為精濾油器；
b.液壓系統(tǒng)對(duì)濾油器的過濾精度要求為：粗濾油器80——180u，精濾油器10——20u;
c.壓力損失應(yīng)盡可能??；
d.結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單，尺寸應(yīng)較?。ㄊ芸臻g限制），阻力小，通流潛力大，而且根據(jù)樁機(jī)要求應(yīng)比較容易洗清。
考慮到以上幾個(gè)方面，特別是油箱放置于駕駛室下面，清洗困難；所以選濾油器為箱外式的。
7.2.1 吸油濾油器(粗濾器)的選擇
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.10——4；泵1的最大通過流量為439.2L/min，泵2的最大通過流量為127.2L/min，其工作壓力都為25MPa；由于是14個(gè)濾油器安裝在箱體內(nèi)的隔板上，因此可選用WU——160×180F型號(hào)；其參數(shù)值如表10所示：
表10. (濾油器的型號(hào)及參數(shù)值)
型號(hào)
通徑
mm
流量
L/min
壓力
MPa
過濾精度
μm
數(shù)量
WU—160×180F
40
160
180
14
ZU—H400×20FS
50
400
31.5
20
1
7.2.2 回油濾油器（精濾器）的選擇
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.10——12；泵1的最大通過流量為439.2L/min，泵2的最大通過流量為127.2L/min，其工作壓力都為25MPa；于是可選用ZU——H630×20FS型號(hào)；其參數(shù)值如表10所示：
7.3空氣濾清器的選擇
一般在油箱蓋上應(yīng)設(shè)置空氣濾清器，它包括空氣濾清裝置和注油過濾網(wǎng)。空氣濾清器的選擇主要是滿足空氣、油量的要求，其選擇依據(jù)是：
l 一般空氣流量為泵流量的1.5倍左右；
l 滿足同時(shí)作為加油裝置；
l 空間尺寸受樁機(jī)駕駛室下空間限制。
由以上三個(gè)方面的要求選擇：
Q空氣 = 1.5×（439.2 + 127.2）
=851.7 L/min
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.10——33,可選用EF5——65型號(hào)；其參數(shù)值如表11所示：
表11. (空氣濾清器的型號(hào)及參數(shù)值)
型號(hào)
加油流量
L/min
空氣流量
L/min
螺釘（四只均布）
mm
過濾精度 μm
EF7—100
110
1055
M8×20
0.105
注意：1.空氣流量是指空氣的15流動(dòng)的值；
2.空氣濾清器最好安裝在油箱的上部；
3.空氣濾清器和油箱結(jié)合部分應(yīng)加密封墊圈。
7.4 液位計(jì)的選擇
一般在油箱側(cè)壁上設(shè)置油標(biāo)，以此作為油箱中油位的指示器；同時(shí)由于本樁機(jī)對(duì)液壓油溫度要求較高，所以應(yīng)有溫度計(jì)。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷，可選用YWE——300T型號(hào)帶溫度計(jì)的液位指示器。其參數(shù)值如表12所示：
表12. (濾油器的型號(hào)及參數(shù)值)
型號(hào)
總長(zhǎng)度
mm
螺釘中心距離
mm
溫度計(jì)刻度表高度
mm
YWZ—300
327
300
250
7.5油箱各板尺寸及附件安裝位置的確定
7.5.1油箱的總體設(shè)計(jì)
上面板：安裝空氣濾清器及回油濾油器等器件
左面板：安裝液位計(jì)
右面板：設(shè)計(jì)兩個(gè)放油口
隔板：安裝吸油濾油器
7.5.2初定各板面的厚度
考慮到工作環(huán)境比較惡劣，油箱容易銹蝕；同時(shí)，考慮到其經(jīng)濟(jì)和重量，有效體積等，故定其厚度δ=8mm。
7.5.3隔板的設(shè)計(jì)
隔板的作用是加長(zhǎng)回油到吸油口的時(shí)間以防止高溫油被吸入，使液壓油自然冷卻的時(shí)間加長(zhǎng)，從而達(dá)到油溫的平衡；同時(shí)使液壓油有足夠的時(shí)間進(jìn)行沉淀，使得吸油質(zhì)量更好。耕具系統(tǒng)流量可設(shè)計(jì)隔板稍高于油面，且下面是開口型式。
油面高一般取油箱高的0.8倍，既h = 0.8×900mm（=720mm）?？紤]到油箱各板的厚度以及長(zhǎng)，現(xiàn)取隔板尺寸各參數(shù)如下：
長(zhǎng)度：1724mm
寬度：780mm
厚度：8mm
由于吸油口濾油器為網(wǎng)狀，并安裝多個(gè)在隔板上，因此隔板可以不開口，油液即可從一邊流向另一邊。
7.5.4 各面板的安裝尺寸
7.5.4.1上面板中各安裝尺寸的確定
理論上蓋板尺寸應(yīng)為1870mm×1580mm，但已定出的前、后、左、右各板、都是有厚度的，但在實(shí)際安裝中應(yīng)考慮到是螺栓聯(lián)接的，因此取蓋板的尺寸為1876mm×1576mm。這樣就可以避免各側(cè)板的尺寸及焊接誤差而造成蓋板放不上去。
蓋板上有空氣濾清器等器件，則應(yīng)設(shè)計(jì)出定位尺寸。又因?yàn)樯w板不能焊接上去，它要裝拆，這樣應(yīng)該用螺栓聯(lián)接上去（這就需要在箱體內(nèi)壁上部焊上四快鋼板）?？紤]到空間尺寸，可以選用等邊角鋼，因其厚度不能太大，選取型號(hào)為4的角鋼，其寬為40mm，厚度為6mm。
在蓋板上還應(yīng)安裝起重裝置，根據(jù)空間限制，采用起吊螺釘。
7.5.4.2 起吊螺釘?shù)倪x用及校核
油箱自重的計(jì)算（壁厚δ=8mm）：
前后面板的體積： V1 = a hδ= 1.74×0.9×8×10-3 = 12.6×10-3
左右面板的體積： V2 = b hδ= 1.45×0.9×8×10-3 = 10.44×10-3
下面板的體積： V3 = a bδ= 1.74×1.45×8×10-3 = 20.3×10-3
于是總體積： V = V1 +V2 +V3
= 2×（12.6 +10.44）×10-3 + 20.3×10-3
=66.38×10-3 m-3
所以有 G =ρg v =7.8×10-3×9.8×66.38×10-3 =5.07 KN
M =ρv= 7.8×10-3×66.38×10-3 = 517.76 kg
又考慮到起吊穩(wěn)定，在四個(gè)角上裝四個(gè)起吊螺釘。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷P21—102—103，取螺釘為M22。
7.5.4.3蓋板上各器件的定位
7.5.4.3.1 螺栓的布置
蓋板上無承重部分，螺栓主要是擰緊固定蓋板的作用；當(dāng)然為了密封螺栓選擇個(gè)數(shù)不能太少，但太多了會(huì)增加拆裝的麻煩，故選擇22個(gè)螺栓進(jìn)行擰緊。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》取M12。其中設(shè)計(jì)較長(zhǎng)邊上為6個(gè)等中心距，且離邊距為22mm；較短邊上為5個(gè)等中心距，且離邊距為25mm。見“油箱”設(shè)計(jì)圖：
7.5.4.3.2 起吊螺釘布置
它不能和蓋板支承鋼產(chǎn)生干涉，但是邊不能太向中間。角鋼的最里邊與邊距的距離為65mm，而螺釘為M22，則中心孔距離邊應(yīng)大于65mm。為了螺栓不與吊環(huán)相沖突，去起吊螺釘?shù)闹行木嗟竭吘酁?00mm。見“油箱”設(shè)計(jì)圖：
7.5.4.3.3 空氣濾清器的定位
考慮到箱蓋上安裝有電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器等器件，再根據(jù)本身尺寸的大小，將其安裝于距左右兩端中心170mm，距離后邊端450mm處。見“主泵站”設(shè)計(jì)圖：
7.5.4.3.4 回油濾油器的定位
回油濾油器的回油管應(yīng)插入最低油位以下，以防止回油管飛濺油液產(chǎn)生氣泡。管口一般與油箱底、箱壁的距離不小于管徑的3倍，安裝位置應(yīng)便于裝卸或清洗濾油器，油口應(yīng)切成45，并面向箱壁。根據(jù)空間特點(diǎn)，ZU——H630×20FS 型濾油器安裝在箱蓋上。其參數(shù)為：
進(jìn)出油口直徑 d =50mm
和油箱聯(lián)接法蘭直徑 D=280mm
安裝螺栓 4×M12
其定位尺寸：距離前端300mm,在左右兩端的中心線上。見“主泵站”設(shè)計(jì)圖：
7.5.4.3.5 吊環(huán)的選擇及安裝
原本是在箱蓋上開孔對(duì)箱體內(nèi)進(jìn)行清洗；經(jīng)總體設(shè)計(jì)，由于尺寸的原因，現(xiàn)設(shè)計(jì)吊環(huán)用于移動(dòng)箱蓋進(jìn)而清洗箱體內(nèi)的器件。其設(shè)計(jì)圖如下所示：
對(duì)吊環(huán)進(jìn)行校核：(所用材料為A3鋼，即[σ]=177MPa)
箱蓋的體積V = abh
= 1.87×1.58×2
= 74×10-3M3
箱蓋重量M = ρv
= 7.8×103×74×10-3
=577.2kg
電動(dòng)機(jī)的重量分別為330kg和820kg
聯(lián)軸器的重量分別為347.8kg和27.5kg
泵的重量分別為245kg和53kg
因此可以得到箱蓋及箱蓋上主要部件的總重量為：
W = 577.+330+820+347.8+27.5+245+53
=2100.5kg
于是許用應(yīng)力：
經(jīng)校核此吊環(huán)可安全使用。
7.5.4.4 左面板上液位計(jì)的定位
根據(jù)選取的YUZ——300T型號(hào)液位計(jì)，其兩螺孔間的距離為300mm，且根據(jù)其長(zhǎng)度、寬度，定出蓋板到液位計(jì)及液位計(jì)距前面板的距離。一般情況下，液位計(jì)的顯示最高點(diǎn)處應(yīng)在液面以下，這樣才能清楚加油是否過量；又由于油箱高900mm，油液高h(yuǎn)=0.8H(=720mm),所以取螺孔距蓋板0.1H，既為90mm。見“主泵站”設(shè)計(jì)圖：
7.5.4.5 右面板上放油口的定位
放油口應(yīng)保證能正常地放油，放油口的太小，則放油不順，油污不能排出（因?yàn)榱魉偬。?；放油口也不能太大，考慮到泄漏等因素，設(shè)計(jì)兩個(gè)放油口。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷表37.9——56，選用螺塞M48×2，由于螺塞的配合，則取放油口為Φ48。
定位：放油口應(yīng)在右面板距離底端邊50mm,且其中心距左右兩端中心的距離為750mm。見“主泵站”設(shè)計(jì)圖所示：
7.5.4.6 隔板上吸油濾油器的定位
吸油濾油器的吸油管應(yīng)插入最低油位以下，以防止吸油管吸入空氣。管口一般與油箱底、箱壁的距離不小于管徑的3倍，安裝位置應(yīng)便于裝卸或清洗濾油器。根據(jù)空間特點(diǎn)，其布置如下圖：
7.5.4.7 底腳的設(shè)計(jì)
一般油箱為了便于移動(dòng)，用及加設(shè)其它防油裝置，底角的高度不小于150mm。必須考慮以下幾點(diǎn)：
a. 樁機(jī)的油箱從裝上開始，一般很少移動(dòng)；
b. 此處無須再增設(shè)其它設(shè)備；
c. 它也應(yīng)受到空間限制，樁機(jī)駕駛室下空間高度較
綜上幾點(diǎn)，設(shè)底腳高為80mm，數(shù)量為8個(gè)。具體尺寸如下圖所示：
為了增強(qiáng)底腳的穩(wěn)定性應(yīng)加設(shè)底腳板，板厚和底腳一樣，既δ=8mm，形狀為正方形，上面開孔一便用來定油箱。其數(shù)量為8個(gè)，具體尺寸如上圖所示：
注意：a. 底腳應(yīng)焊于油箱底部四個(gè)角邊；
b. 底腳板側(cè)面板焊接；
c. 焊縫寬度為8mm。
7.5.4.8 油箱厚及焊接寬度的校核
焊縫寬度為δ′= 8mm，如下受力圖所示：
由式P =ρg h 得：
P = 0.9×103×9.8×0.72
= 6.35×103 Pa
則： F1 = PS1
= 6.35×103×1.740×0.72
= 7.96×103 KN
F2 = PS2
= 6.35×103×1.450×0.72
= 6.6×103 KN
F3= PS3
= 6.35×103×1.740×1.450
= 16.02×103 KN
F4 = PS4
= 6.35×103×1.740×0.72
= 7.96×103 KN
由于此箱各焊縫只受拉應(yīng)力而不受彎矩作用，且有A3鋼,則有：
因此焊縫寬度8mm和板厚δ= 8mm滿足條件。
8. 油管的設(shè)計(jì)計(jì)算
取吸油管油速ν1=1.5m/s，壓油管油速ν2=5m/s，回油管油速ν3=2m/s。
8.1 鋼管管徑的選擇與設(shè)計(jì)
鋼管材料根據(jù)常規(guī)選用25號(hào)鋼，即[σ]= 115MPa
8.1.1液壓泵的吸油管（取v1 = 1.5m/s）
8.1.1.1泵Ⅰ的吸油管
由于通過的額定流量為500L/min, 額定壓力是25MPa。
于是管徑：
管壁厚：
8.1.1.2 泵Ⅱ的吸油管
由于通過的額定流量為150.5L/min,額定壓力是25MPa。
于是管徑：
管壁厚：
8.1.2 液壓泵的排油管（取v2 = 5m/s）
8.1.2. 泵Ⅰ的排油管
由于通過的最大流量為7.32×10-3m3/s, 工作壓力是25MPa。
于是管徑：