油田管材矯直機液壓系統(tǒng)設計

油田管材矯直機液壓系統(tǒng)設計,油田管材矯直機液壓系統(tǒng)設計,油田,管材,矯直機,液壓,系統(tǒng),設計 ? 任務書 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 學生姓名 學??? 號 年級專業(yè)及班級 指導教師及職稱 ?副教授 學??? 院 工學院? ? ? ? ? ? ? 2012 年?12? 月??3 日 填 寫 說 明 ? 一、畢業(yè)論文（設計）任務書是學校根據已經確定的畢業(yè)論文（設計）題目下達給學生的一種教學文件，是學生在指導教師指導下獨立從事畢業(yè)論文（設計）工作的依據。此表由指導教師填寫。 二、此任務書必需針對每一位學生，不能多人共用。 三、選題要恰當，任務要明確，難度要適中，份量要合理，使每個學生在規(guī)定的時限內，經過自己的努力，可以完成任務書規(guī)定的設計研究內容。 四、任務書一經下達，不得隨意更改。 五、各欄填寫基本要求。 （一）畢業(yè)論文（設計）選題來源、選題性質和完成形式： 請在合適的對應選項前的“□”內打“√”，科研課題請注明課題項目和名稱，項目指“國家青年基金”等。 （二）主要內容和要求： 1．工程設計類選題 明確設計具體任務，設計原始條件及主要技術指標；設計方案的形成（比較與論證）；該生的側重點；應完成的工作量，如圖紙、譯文及計算機應用等要求。 2．實驗研究類選題 明確選題的來源，具體任務與目標，國內外相關的研究現狀及其評述；該生的研究重點，研究的實驗內容、實驗原理及實驗方案；計算機應用及工作量要求，如論文、文獻綜述報告、譯文等。 3．文法經管類論文 明確選題的任務、方向、研究范圍和目標；對相關的研究歷史和研究現狀簡要介紹，明確該生的研究重點；要求完成的工作量，如論文、文獻綜述報告、譯文等。 （三）主要中文參考資料與外文資料： 在確定了畢業(yè)論文（設計）題目和明確了要求后，指導教師應給學生提供一些相關資料和相關信息，或劃定參考資料的范圍，指導學生收集反映當前研究進展的近1－3年參考資料和文獻。外文資料是指導老師根據選題情況明確學生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻。 （四）畢業(yè)論文（設計）的進度安排： 1．設計類、實驗研究類課題 實習、調研、收集資料、方案制定約占總時間的20%；主體工作，包括設計、計算、繪制圖紙、實驗及結果分析等約占總時間的50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時間的30%。 2．文法經管類論文 實習、調研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時間的60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時間的40%。 六、各欄填寫完整、字跡清楚。應用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應責任人親筆簽名。 ? ? 畢業(yè)論文 （設計）題目 油田管材矯直機液壓系統(tǒng)設計? 選題來源 □結合科研課題?? 課題名稱：???????????????????????????????????????? ■生產實際或社會實際?????????? □其他??? 選題性質 □基礎研究????? ■應用研究???? □其他 題目完成形式 □畢業(yè)論文????? ■畢業(yè)設計???? □提交作品，并撰寫論文 主要內容和要求 油田管材矯直機液壓系統(tǒng)可以保證油田管材矯直機按預訂工藝過程的要求（壓力、溫度、速度、時間）和動作程序準確有效的工作。 主要要求： 一、進行必要的設計計算 二、設計油路板 三、繪制液壓系統(tǒng)圖 四、繪制液壓系統(tǒng)安裝簡圖 五、編寫設計說明書 說明：設計工作量應至少完成折合A0號圖紙三張和一份12000字以上的設計計算說明書。 注：此表如不夠填寫，可另加附頁。 主要中文參考資料與外文資料 [1]濮良貴，紀名剛主編.機械設計[M].高等教育出版社，2004.2 [2]孫桓,陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1999 [3]張世亮.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 [4]董林福.液壓與氣壓傳動[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006 [5]王積偉.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005 [6]機械工程手冊編委會.機械工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997 [7]章宏甲，黃 誼[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005 [8]許福玲.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [9]張利平.現代液壓技術應用220例[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004 [10]雷天覺.液壓工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996 工作進度安排 起止日期 主要工作內容 2012.11.06～2012.12.02 選題 2012.12.03～2012.12.05 接受任務書 2012.12.06～2013.01.13 撰寫開題報告和開題 2013.01.14～2013.03.29 畢業(yè)設計 2013.03.30～2013.04.01 中期考核 2013.04.02～2013.05.06 完善畢業(yè)設計與畢業(yè)設計總結 2013.05.07～2013.05.10 提交正稿與指導老師評閱 2013.05.11～2013.05.26 專業(yè)委員會評閱，答辯與修改定稿 要求完成日期：20??? 年??? 月??? 日??????? 指導教師簽名：? ?????????????????????? 審查日期：20??? 年??? 月??? 日??????????? 專業(yè)委員會主任簽名： ????????????????? 批準日期：20??? 年??? 月??? 日??????????? 學院指導委員會簽名（公章）：?????????? 接受任務日期：20??? 年??? 月??? 日? ??????學生本人簽名：???????? ??????????????? 注：簽名欄必須由相應責任人親筆簽名。此表可從教務處網站下載中心下載。 設計 ? 油田管材矯直機液壓系統(tǒng)設計 THE DESIGN OF HYDRAULIC PRESSURE SYSTEM FOR THE OIL FIELD PIPE FLATTENING MACHINE ? ? ? 學生姓名： 學??? 號： 年級專業(yè)及班級： 指導老師及職稱： 副教授 學??? 院：工學院 ? 提交日期：2013年5月 ? ? ? ? ? 開題報告 ? ? ? ? ? ? 學生姓名 學??? 號 年級專業(yè)及班級 ? 指導教師及職稱 學??? 院 ? ? ? ? ? ? ? 2013 年 1月7日 ? 畢業(yè)論文（設計）題目 油田管材矯直機液壓系統(tǒng)設計 文獻綜述（選題研究意義、國內外研究現狀、主要參考文獻等，不少于1000字） 一．? 選題研究意義 液壓技術對現代社會中人們的日常生活、工農業(yè)生產、科學研究活動正起著越來越重要的作用，已成為現代機械設備和裝置中的基本技術構成、現代工程控制的基本技術要素和工業(yè)及國防自動化的重要手段，并在國民經濟各行業(yè)以及幾乎所有技術領域中日益廣泛應用，應用液壓技術的程度已成為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志 在工業(yè)生產中，各種矯直機被廣泛用作材料的矯直，由于液壓矯直機優(yōu)良的性能，液壓矯直機的使用相當廣泛,它不僅操作方便,而且可以大大提高工作效率。液壓矯直機也是冶金行業(yè)的重要設備，被廣泛應用在冶煉、焊接、噴涂、搬運、裝配等工作場合。 油田管在加熱、精整、運輸及各種加工過程中，由于外力作用，溫度變化及內力消長等因素的影響，往往產生不同程度的彎曲、瓢曲、浪形、鐮彎或歪扭等塑性變形或內部殘余應力。為了消除這些形狀缺陷和殘余應力，獲得平直的成品油田管，油田管需要在矯直機上進行矯直。 ? ? 二．? 國內外研究現狀 矯直技術多用于金屬加工的后部工序，在很大程度上決定著產、成品的質量水平。矯直技術同其他金屬加工技術一樣在20世紀取得了長足的進展，相應的矯直理論比取得了很大的進步。不過理論滯后于實踐的現象比較明顯。另外，就矯直理論的總體來看，仍然處于粗糙階段，首先就是其基本參數的確定還要依靠許多經驗算法和經驗數據，如輥數、輥距、輥徑、 壓彎量及矯直速度等。 到 20 世紀 70 年代以來，矯直技術與矯直理論的發(fā)展明顯加快，如拉彎矯直技術很快走向成熟；開發(fā)成功平動(萬能)矯直技術、行星矯直技術、全長矯直技術、程序控制矯直技術、變凸度及變輥距矯直技術，以及雙間旋轉矯直技術等。根據近年矯直技術的不斷提高和發(fā)展，首先在矯直過程的變形機理方而取得不少的研究成果，如拉力對矯直的作用，在斜輥矯直機上壓緊力對矯直的作用，殘留應力對矯直尺寸精度的影響，等曲率接觸區(qū)對矯直變形的重義作用等。就我國工業(yè)發(fā)展水平來看，常規(guī)的矯直設備尚需添補和改造，不過應該盡量采用新的高效能的常規(guī)設備，如新的拉彎矯直設備，新的 3—1—3 矯直機，大型二輥矯直機、滾動模轉矯直機及變輥距矯直機等；新的矯直技術也需積極開發(fā)，如振動矯直、高效高精度滾光矯直、液壓拉彎矯直、高精度壓力矯直，矯直過程的計算機控制、復合輥形的矯直技術以及復合轉轂矯直技術等；在矯直理論研究方面應該走出自己的道路，如材料強化影響的計算方法、變形能的測定及計算方法、等曲率塑性區(qū)長度及深度對矯直質量的影響，在矯直過程中克服殘留應力影響的方法，減少矯直過程的摩擦損失，最佳結構參數的確定方法，斜輥的受力測定與計算方法、熱處理軋材的矯直方法以及雙向旋轉矯直法等。所有這些已經遇到的和想到的問題，即使不能概括全面，只要同行們從實際出發(fā)，發(fā)現問題，抓住不放，搞出結果，將來一定會集腋成裘，形成我國的矯直理淪體系。并讓它更好地為我國社會主義四化建設服務。 隨著國民經濟的發(fā)展，近年內，管材生產不論在數量上還是品種上，都有相當大的增長。新型高效率的管材精整設備，尤其是管材矯宜機，是保證管材質量的重要關鍵。國內外對管材矯直機均做了大量的研究工作。 管材生產在數量上和晶種方面有很大增長，這就提出了管材精整過程現代化。制造新型高生產率的精整設備的任務首先是管材矯直機。擺在我們面 前的任務，是生產新型管材矯直機。為進一步完善精整過程和提高軋制速度，必須制造新的高效率管材矯 直機。提高被矯管材材質的機械性能和矯直速度，要求認其而客觀地研究 斜輥式和其它型式矯直機的矯直過程。足夠精確地確定矯宜過程的力能參 數，對于設計和使用管材矯直饑是非常重要的，因為這樣才有可能正確地 評價矯直機的承裁能力，減少多余的安全系數，進而減輕不必要的設備重 量。在研究工作中，最困難的是測量斜輥式矯直機矯直力能參數。因為在 這種情況下其力的相互作用關系是相當復雜的. ? 三．? 參考文獻 [1] ?王海文. 軋鋼機械設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1983 [2]? 施東成. 軋鋼機械理論與結構設計. 北京：冶金工業(yè)出版社，1993 [3]? 邵曉榮. 包耳. 互換性與測量技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社，2001 [4]? 鄒家祥. 軋鋼機械. 北京：冶金工業(yè)出版社，2002 [5] ?韓曉娟. 機械設計課程設計. 北京：機械工亞出版社，2000 [6]? 連家創(chuàng). 軋機基本理論進展. 西安：西安重型機械研究所出版，1983， ? 研究方案（研究目的、內容、方法、預期成果、條件保障等） 一．研究目的 設計油田管矯直機的液壓系統(tǒng) ? 二．研究內容 1.? 矯直原理 2.? 矯直機基本參數確定 3.? 各零件基本參數及校核 4.? 液壓系統(tǒng)設計 5.? 設計小結 ? 三．研究方法 1.查閱資料 2.方案比較，借鑒經驗 3.機械CAD/CAM輔助設計繪圖 4.機械設計基礎原理分析 ? 四.預期成果 設計出一種高效率、高性能的油田管矯直機液壓系統(tǒng)，工作可靠，部件工作性能好，維修方便。 五.條件保障 1.扎實的理論基礎 2.完備的研究條件 3.較強的實際動手能力 4.負責的指導老師 ? 進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等） 1.? 了解最基本的矯直機構造、性能及其特點； 2.? 材料的篩選； 3.? 矯直機的設計； 4.? 測試樣品； 5.? 測試樣機及測定次數； 6.? 矯直機使用性能測試； 7.? 應用試驗； 8.? 技術創(chuàng)新； 9.? 總結經驗 ? ? ? ? 論證小組意見 ? ? ? ? ????????????????????????????? 組長簽名： ??????????????????????????????????????????????? 20??? 年?? 月?? 日 專業(yè)委員會意見 ? ? ??????????????????????????????專業(yè)委員會主任簽名： ???????????????? ??????????????????????????????20?? 年?? 月?? 日 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應責任人親筆填寫。 2.此表可從教務處網站下載中心下載。 （設計） 開題論證記錄 學? 院：??? 工學院??????? ???????????????????????????記錄人：??????????? ? 學生姓名 學??? 號 年級專業(yè)及班級 指導教師姓名 指導教師職稱 副教授 論文（設計）題目 油田管材矯正機液壓系統(tǒng)設計 論證小組質疑： 1\設計的主要目的 2\液壓傳動的優(yōu)點 3\矯直機的主要組成 ? 學生回答簡要記錄： 1\為了提高學生的創(chuàng)新思維與實踐動手能力,加強同學理論聯系實際的意識,為今后的工作設計打下良好的基礎. 2\結構簡單,體積小,輸出功率大,易于實現無級變速,頻繁換向何自動化可以保證矯直機準確有效的工作. 3\矯直機油主機\進出料裝置及液壓和電控系統(tǒng)組成. ? ? ? ? ? 論證小組 成員簽名 ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 論證地點：?????????????????????????? 論證日期：??? 年??? 月??? 日 注：此表可從教務處網站下載中心下載。記錄、簽名欄必須用黑色筆手工填寫。 中 期 檢 查 表 學? 院：?????? ????????? 學生姓名 學??? 號 年級專業(yè)及班級 ???? 指導教師姓名 指導教師職稱 論文（設計）題目 油田管材矯直機液壓系統(tǒng)設計 畢業(yè)論文（設計）工作進度 已完成的主要內容 尚需解決的主要問題 查閱資料完成楷體報告 矯直機液壓系統(tǒng)基本參數確定方案比較 各零件基本參數的確定及校核 ? ? ? 大部分零件圖沒完成,油路板零件圖完成困難 裝配圖的繪畫 整體修改以及準備答辯 ? ? ? 指導教師意見 ? ? ? ? ???????????????????? 簽??? 名：?????????? 年??? 月??? 日?? 檢查小組意見 ? ? ?????????????????????? 組長簽名：?????????? 年??? 月??? 日?? ? 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應責任人親筆填寫。 2.此表可從教務處網站下載中心下載。 ? ? ? 目??? 錄 ? ? 摘要……………………………………………………………………………1 關鍵詞……………………………………………………………………………1 1前言……………………………………………………………………………1 ? 1.1矯直機國外現狀…………………………………………………………………1 ? 1.2矯直機國內現狀……………………………………………………………………2 ??? 2矯直機設計………………………………………………………………………3 ? 2.1矯直機的介紹…………………………………………………………………3 ? 2.2設計要求………………………………………………………………………4 ? 2.3方案制定………………………………………………………………………4 ??? 3確定液壓系統(tǒng)主要參數……………………………………………………………4 ? 3.1初選系統(tǒng)壓力………………………………………………………………5 ? 3.2計算液壓缸尺寸…………………………………………………………………5 ? 3.3計算系統(tǒng)最大流量………………………………………………………………6 ??? 4液壓元件的選擇……………………………………………………………………7 ? 4.1液壓泵選擇…………………………………………………………………7 ? 4.1液壓馬達的選擇…………………………………………………………………8 ? 4.3確定驅動液壓泵的功率和電機的選擇……………………………………………8 ? 4.4 控制閥的選擇………………………………………………………………………8 ??? 5管道選擇和計算…………………………………………………………………9 ? 5.1管道種類的選擇……………………………………………………………………9 ? 5.2管道內徑的計算…………………………………………………………………9 ? 5.3管道壁厚計算…………………………………………………………………10 ? 5.4管接頭的設計……………………………………………………………………10 ??? 6油箱的設計……………………………………………………………………10 6.1油箱的功用與分類………………………………………………………………11 ? 6.2油箱基本結構…………………………………………………………………11 ? 6.3油箱容量的計算…………………………………………………………………11 ? 6.4油箱設計參考原則……………………………………………………………12 ??? 7液壓系統(tǒng)驗算…………………………………………………………………13 ? 7.1系統(tǒng)壓力損失……………………………………………………………………14 ? 7.2計算雷諾數………………………………………………………………………14 ? 7.3計算壓力損失………………………………………………………………………14 ??? 8 系統(tǒng)效率和發(fā)熱計算………………………………………………………………14 ? 8.1系統(tǒng)效率計算…………………………………………………………………15 ? 8.2系統(tǒng)的發(fā)熱計算…………………………………………………………………15 ??? 9其他輔助元件的選擇…………………………………………………………………16 ? 9.1過濾器的選擇……………………………………………………………………16 ? 9.2加熱器的選擇………………………………………………………………………17 ? 9.3溫度計的選擇……………………………………………………………………17 ??? 10油路板的設計……………………………………………………………………17 ??? 11液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維護……………………………………………………18 ? 11.1 液壓傳動系統(tǒng)得安裝與調試…………………………………………………18 11.1.1液壓系統(tǒng)的安裝……………………………………………………………18 11.1.2液壓系統(tǒng)的調試……………………………………………………………21 ? 11.2液壓系統(tǒng)的清洗………………………………………………………………23 ? 11.3液壓傳動系統(tǒng)的使用與維護…………………………………………………24 11.3.1液壓系統(tǒng)的日常檢查和定期檢查……………………………………………25 11.3.2液壓系統(tǒng)的維護保養(yǎng)………………………………………………………26 ??? 12結論…………………………………………………………………… 26 ??? 參考文獻………………………………………………………………………………27 ??? 致謝 …………………………………………………………………………………28 ? ? ? 設計 誠 信 聲 明 ? ? 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設計是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????????????????? 畢業(yè)設計作者簽名： ?????????????????????????? ????????????年??? 月??? 日 ? ? ? ? ? ? ? ? 油田管材矯直機的液壓系統(tǒng)設計 摘? 要：本次設計的矯直機液壓系統(tǒng)為輥子矯直機液壓系統(tǒng)，在油田管材生產中極易產生彎曲變形和扭曲變形的現象，由這個系統(tǒng)提供動力的矯直機的主要功能是修復變形的管材，以達到節(jié)省材料、降低成本的目的。 關鍵詞：矯直機；液壓系統(tǒng)；輥子；閥 ? THE DESIGN of HYDRAULIC PRESSURE SYSTEM FOR THE OIL FIELD PIPE FLATTENING MACHINE ? Abstract: This flattening machine is a roller flattening machine，it is very easy to get curve in the produce of oil field? pipe，the main function of this flattening machine which is provided energy by the hydraulic system is to repair these curved oil field pipe. The major purpose is to save the raw materials and depose the cost. Key words: flattening machine；hydraulic system；roller；valve ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1前言 1.1矯直機國外現狀? 根據設計任務書和國內外資料調研，國外發(fā)達國家專門有矯直機制造公司和研究機構。進十年來許多國家發(fā)展了手動伺服控制精密液壓矯直機。 ??????? 日本東和精機株式會社生產的ASP系列智能型矯直機克服了經驗矯直的種種弊端，該機能自動檢測工件在三維方向上的撓度，以計算結果為基礎，選出矯直點控制滑塊的行程值及其矯直撓度值。 ??????? 日本國際計測器株式會社與長春試驗研究所合作生產了ASC系列矯直機。該機有自動、半自動、兩種模型，采用日本技術及其關鍵的零部件，由長春試驗研究所生產主機裝配。該矯直機有智能化的分析測量系統(tǒng)、可程控的電機、電器、機械、液壓、空壓等控制技術。ASC系列矯直機靈活的人機界面、向用戶開放的技術條件為提高整機的工作效率創(chuàng)造了極大的方便[1]。 ?????? 德國DUNKES公司生產矯直機的矯直力圍從100~2000KN共11個規(guī)格的手動伺服單柱精密液壓矯直機。 ?????? 德國的MAE公司發(fā)展了ADS2.5RH型25KN和ADSF63RH型630KN閉式全自動液壓矯直機。該系統(tǒng)帶有與材料性能有關的自動優(yōu)化工藝軟件，并以可編程的微處理器控制矯直和測試順序。其功能有：最大8個感覺位置的測量、處理和記憶系統(tǒng)；數字鍵盤的屏幕顯示終端并有人機對話系統(tǒng)；以清楚的文字修正錯誤信息和相應的程序，能確定最終矯直階段的順序；大量統(tǒng)計數據的修正和求值；還有與主計算機連接的接口。適用于矯直中、大批量生產的對稱平衡件，或自動生產線中的矯直工序[2]。 ??????? MULLER WEINGARTEN公司生產了用于矯直軸類零件的全自動液壓矯直機PRE系列。該系列矯直機為閉式，組合結構床身，由電子系統(tǒng)控制工件的回轉和夾緊，可編程控制器可進行編程記憶和主要故障防護、數據存儲及對矯直過程控制等。 還有一些生產矯直機知名度較高的企業(yè)，他們的矯直機都有較高的水平，集中表現在智能化、自動化、測量精度高、生產節(jié)拍快等。 1.2? 矯直機國內現狀 國內應用比較普遍的是Y41系列單柱矯直壓裝機，該產品自動化程度低，屬于憑經驗矯直，矯直精度低。 ??? 近年來，國內的矯直設備有了很大的發(fā)展，總的發(fā)展趨勢如下： （1）系列完整、品種規(guī)格完全。 （2）精度高，檢測、顯示手段完善，矯直工件質量好。 （3）附件齊全、矯直工藝范圍擴大。 （4）向數控化、柔性化、自動化方向發(fā)展。 ??????? 合肥工業(yè)大學與合肥壓力機械廠合作，研究成功最大矯直力為100KN的精密矯直液壓機。該機采用移動式手動液壓伺服控制，具有壓力、行程和油溫數字顯示和預置功能，并具有多種報警。該機的研制成功，提高了我國型材精密矯直工藝裝備的水平。對軸類零件，棒類零件等進行精密矯直，可提高工件精度和生產效率。 手動伺服控制精密矯直液壓機帶有適應各種軸類零件的附件，調整操作方便，矯直精度高，國外發(fā)達國家已普及應用。我國液壓機行業(yè)在調整產品結構中，應積極開發(fā)技術附加值高的精密矯直液壓機系列及成套附件，完善檢測裝置，這樣對以國產品替代自產品，提高經濟效益，增強市場競爭力等都具有廣闊的前景。 ??????? 在型材轎直方面，國外學者將重點放在了鋼軌的研究上面，代表性的是澳大利亞的Schleinzer.G的“鋼軌輥式矯直殘余應力的研究”。這篇論文通過建立彈塑性模型，從理論上研究了鋼軌矯直過程，并通過建立三維有限元模型，全面仿真了矯直時鋼軌內的殘余應力變化。通過結合試驗和已有文獻，徹底分析了鋼軌內應力的分布及對鋼軌性能的影響。比較全面的還有美國的Varney的“輥式矯直機理”。 2? 矯直機的設計 2.1? 矯直機的介紹 現行矯直方式可分為兩大類：A輥式矯直；B三點彎曲式矯直。輥式矯直機比較普遍，本文主要研究前一種可逆輥式矯直理論及其所用的液壓系統(tǒng)設備。本次設計的矯直機為可逆輥式矯直機。其示意圖如下圖1所示。 圖1? 輥式矯直機 Fig1?? Roll flattening machine 機架上方安裝有三個液壓缸驅動的上矯直輥，在底座的工作臺上對應安裝兩個與主機軸線成一定角度的下矯直輥。輥子的母線呈雙曲線。在工作臺的兩端還有兩個沖頭，分別有兩個沖頭液壓缸驅動。進出料裝置是將矯直后的管材送到物料架中。它們均采用電動機驅動的滾道輸送管材。 2.2? 設計要求???????????????? （1）完成動作：直線運動，液壓缸的壓下和上升。 （2）運動速度要求：沖頭缸缸和矯直缸對運動速度并不像精密機床那樣要求嚴格，可以說基本上沒有什么要求，只要能完成動作即可，但要求動作穩(wěn)定。 （3）操作控制方式：沖頭缸和矯直缸的壓下和上升，均由各自的電磁換向閥控制。 2.3? 方案制定 根據以上的設計要求，初步制定液壓系統(tǒng)的主要部分實現方案。 （1）調速方式 執(zhí)行元件是由機械部分給定的油缸，對速度的精度要求不高，故本系統(tǒng)采用單向節(jié)流閥的回油調速回路。 （2）液壓系統(tǒng)及其工作原理 系統(tǒng)的油源為變量液壓泵1，液壓執(zhí)行器為上輥缸13（三個），沖頭缸（兩個）和兩個雙向定量液壓馬達4（兩個）。系統(tǒng)的控制主要采用了疊加式液壓閥5-9,14-16，各液壓缸的升降由電磁換向閥10、12和17-19控制，速度通過疊加式單向節(jié)流閥8、9、14-16調節(jié)；系統(tǒng)最高工作壓力由疊加式電磁溢流閥7設定，兩沖頭缸3的工作壓力分別由疊加式減壓閥5和6控制，在液壓馬達回路上，設有分流集流閥25，以保證二液壓馬達通過擺線針輪行星減速器帶動下輥同步旋轉，液壓馬達的換向則由閥11控制。通過調節(jié)變量葉片泵上的壓力調節(jié)器，葉片泵的輸出流量變化，各執(zhí)行器速度相應變化。電接觸式溫度計20、加熱器21、冷卻器23等溫控裝置分別用于系統(tǒng)的溫度檢測、加熱和冷卻；22為空氣過濾器，24為回油過濾器。整個液壓站安裝在機器的底座上。 （3）技術特點 該管材矯直機工藝先進、性能穩(wěn)定、效率高，具有良好的社會效益和經濟效益。液壓系統(tǒng)為變量泵供油的回油節(jié)流調速系統(tǒng)，有利于系統(tǒng)能量的合理使用和散熱。二液壓馬達采用分流集流閥實現同步控制。系統(tǒng)采用疊加閥式集成，液壓站結構緊湊，外形美觀，調整方便。該系統(tǒng)可推廣至其他型材的矯直機中。 3 確定液壓系統(tǒng)主要參數 已知在三個輥輪液壓缸做整體矯直工作時最大負載F=106KN，兩個沖頭液壓缸做 局部矯直工作時最大負載F=96KN，上三輥輪下壓速度v=40mm/s，沖頭速度v=20mm/s。 3.1? 初選系統(tǒng)壓力 壓力和流量是液壓系統(tǒng)最主要的兩個參數。根據這兩個參數來計算和選擇液壓元件、輔件和原動機的規(guī)格型號。系統(tǒng)壓力選定后，液壓缸主要尺寸的排量即可確定。 系統(tǒng)壓力選定的是否合理，直接關系到整個系統(tǒng)的合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定情況下，若系統(tǒng)壓力選得過低，則液壓元、輔件的尺寸和重量就增加，系統(tǒng)造價也相應增加；若系統(tǒng)壓力選得較高，則液壓設備的重量、尺寸和造價會相應降低。然而，若系統(tǒng)壓力選用過高，由于對制造液壓元、輔件的材質、密封、制造精度等要求的提高，反而會增大或增加液壓設備的尺寸、重量忽然造價，其系數效率和使用壽命也會相應下降，因此不能一味追求高壓。參照《液壓傳動系統(tǒng)》中常用系統(tǒng)壓力表9-3初選壓力為12MPa。 因為回路上有疊加式單向節(jié)流閥，所以選取回油腔壓力（背壓）P2，由表1取 0.5 MPa。 表1 背壓經驗數據 Table 1 Experience data of Back pressure 回路特點?????????????????? 背壓 (MPa)??????????????? 回路特點????????????? 背壓(MPa)?? 回油路上設有節(jié)流閥???????? 0.2—0.5?? ?????????采用補油泵的閉式回路???????? 1—1.5?????????? 回油路上有背壓閥或調速閥?? 0.5—1.5 桿徑比d/D一般按下述原則選?。? 當活塞桿受拉時，一般取d/D=0.3~0.5，當活塞桿受壓時，為保證壓桿的穩(wěn)定性，??? 一般取d/D=0.5~0.7 [3]。本次設計取d/D=0.7。 3.2? 計算液壓缸尺寸 液壓缸示意圖如圖2所示 圖2? 液壓缸 Fig2? Hydraulic cylinder 由公式???????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????（1） 其中為無桿腔壓力，為有桿腔壓力 為無桿腔的有效面積， =??????????????????????????????????????????????????????????????????? （2） 液壓缸有腔桿的有效面積，=??????????????????????????????????????????????????? （3） ??????? ——液壓缸的機械效率，一般取0.9——0.97，在此取=0.95 由原始數據：沖頭液壓缸負載F=96KN，上輥液壓缸負載F=106KN。代入上式可得上輥液壓缸： = 計算得D=108.423mm 圓整后取D為標準110 mm，可得d=0.7D=77mm 取d=80mm 可得==94.985cm2? ，? ==46.54265cm2 沖頭液壓缸： = 計算得D=98.72mm 圓整后取D為標準100mm，可得d=0.7D=70mm 可得==78.5cm2? ，? ==38.465cm2 3.3? 計算系統(tǒng)最大流量 上輥液壓缸： =AV=94.985 =22.7964L/min??????????????????????????????????????????? （4） ??????? =3 =68.3892 L/min 沖頭液壓缸： =AV=78.5=9.42 L/min ?=2 =18.82 L/min 可知工作時系統(tǒng)最大流量qmax=87.2292+25.6=112.8292L/min 4? 液壓元件的選擇 4.1? 液壓泵選擇 (1) 確定液壓泵工作壓力: 液壓泵的最大工作壓力Pp=+??????????????????????????????????????????????????????????????????????? （5） 式中? 為執(zhí)行元件的最大工作壓力12 MPa ?為液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失。初算時按經驗數據選?。汗苈泛唵?、流速不大的取=0.2-0.5MPa；管路復雜、流速較大的取=0.5-1.5MPa。 據經驗取? =1 MPa， 故Pp=13MPa (2) 確定液壓泵流量 由原理圖可知，當二流方坯同時出坯時，流量最大 由? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（6） ???????? K——系統(tǒng)泄漏系數，取1.1 ——同時動作的液壓缸的總流量 由于系統(tǒng)采用一個泵供油，故： =1.2112.8292=124.11212L/min (3) 選擇液壓泵的規(guī)格： 按照系統(tǒng)擬訂的液壓泵的形式，根據其最大工作壓力和流量，參考產品樣本選擇液壓泵的規(guī)格。 前面我們所算的泵的最大工作壓力僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)工作過程中存在過渡過程中的動態(tài)壓力，其最大值往往比靜態(tài)壓力大的多。所以選取液壓泵的額定壓力時應該比系統(tǒng)的最高壓力大20%~60%，從而使液壓泵有一定的壓力儲備。高壓系統(tǒng)的壓力儲備應該取小值，中、低壓系統(tǒng)的壓力儲備應該取大值；最高壓出現時間較短，壓力儲備可取小些；反之，壓力儲備應該取大些。液壓泵的流量應該按所需的最大流量選取。 故最大工作壓力為 =15.6 MPa； 最大流量為 =161.35L/min 根據計算的流量和壓力，選擇泵的規(guī)格V4-125[4]，最高工作壓力16MPa,最大流量181L/min 4.2? 液壓馬達的選擇 根據最高工作壓力選定XM系列斜盤式軸向柱塞馬達[4] XM1-E80? 排量80mL/r? 額定壓力16MPa? 額定轉速320r/min? 額定轉矩180Nm????? ????? 最大轉矩229Nm? 額定功率5KW 4.3? 確定驅動液壓泵的功率和電機的選擇 因為在工作循環(huán)中，液壓泵的壓力和流量比較恒定，即泵的壓力和流量隨時間的變化比較平穩(wěn)，則液壓泵的驅動功 ??????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（7） 式中??? ——液壓泵的最高工作壓力； ??????? ——液壓泵的流量； ??????? ——液壓泵的總效率。 液壓泵的總效率即是液壓泵的容積效率與其機械效率之乘積。各類液壓泵的效率各不相同，一般葉片泵的總效率。在計算過程中取葉片泵的總效率0.85，故葉片泵的驅動功率 故選擇電機型號：Y200L—4[4]，其額定功率為30KW。 4.4? 控制閥的選擇 選擇控制閥的依據是系統(tǒng)的最高壓力和通過閥的實際流量以及閥的操縱、安裝方式等，需要注意的問題是： （1）確定通過閥的實際流量。 （2）控制閥的使用壓力、流量不要超過其額定值。否則，容易引起液壓卡緊和液動力，對閥的工作品質造成不良影響。也不要使通過減壓閥、順序閥的流量遠小于其額定流量，否則，容易產生振動和其它不穩(wěn)定現象。 （3）注意單向閥開啟壓力的合理選用。一般來說，為了減小流動阻力損失，應盡能使用低開啟壓力的單向閥。 （4）注意電磁換向閥的應用場合。 （5）注意節(jié)流閥、調速閥的最小穩(wěn)定流量符合要求，其最小穩(wěn)定流量關系到執(zhí)行元件的最低工作速度是否能實現，故不可忽視。 據系統(tǒng)的工作壓力和通過各元、輔件的實際流量，所選擇的閥格如表2所示[4]。 表2 液壓元件表 Table 2 Table of Hydraulic pressure element 元件名稱???????????????? 型號????????????????????????? 額定流量（）??????????? 額定壓力（） 單向閥????????? ?????????????????????CPG-10-5?????????????????????????? 250????????????????????????????????????????????? 250 疊加式減壓閥???????????????????? DR10-30/Y??????????????????????? 60??????????????????????????????????????????????? 31.5??????????????? 疊加式電磁溢流閥??????? ?????ZDB6-40B/??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 31.5? 疊加式單向節(jié)流閥???????????? MK20G1.2???????????????????? 3.? 5-200???????????????????????????????????????? 31.5 三位四通電磁換向閥?????? 34DK-H10B-T???????????????????? 40??? ????????????????????????????????????????????31.5 分流集流閥??????????????????????????? 3FJLK??????????????????????????? 10-50??????????????????????????????????????????? 21 5? 管道選擇和計算 5.1? 管道種類的選擇 液壓傳動系統(tǒng)常用的管道有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管等。選擇的主要依據是系統(tǒng)的工作壓力、工作環(huán)境和液壓裝置的總體布局等，視具體工作條件、參考液壓手冊加以確定。因鋼管的承壓能力強，價格低廉，強度高，剛度好，故本次設計采用鋼管。 5.2? 管道內徑的計算 管道內徑一般根據所通過的最大流量和允許流速，按下式計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? （8） 式中? ——通過管道的最大流量； ——管道內液流允許流速； ??????? ——管道的內徑； ① 吸油管道內徑的計算：?? 取=1m/s 根據機械設計手冊選[5] ② 壓油管道內徑的計算??? 取=4m/s 根據機械設計手冊選 ③ 回油管道的計算?? 取v=2m/s 根據機械設計手冊選 5.3? 管道壁厚計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????（9） 式中： 為金屬管道內壁（m） d為管子內徑(m) P為工作壓力(pa) []允許壓力(pa) 其中 []=? ：管道材料的抗拉強度? （MPa） n：安全系數；? 因為P<17.5MPa,取n=6 選取材料為10低碳鋼制造的無縫鋼管 =335MPa 故吸油管道壁后： ? = =5.37 mm 查表得標準管道[6] ??????? 取=5.5mm 同理：壓油管道 =3.5mm ?回油管道 =4.5mm 5.4? 管接頭的設計 管接頭是連接油管與液壓元件或閥板的可拆卸的連接件。管接頭應滿足拆裝方便、密封性好、連接牢固、外形尺寸小、壓降小、工藝性好等要求。 本次設計采用卡套式管接頭，這種管接頭結構簡單、安裝方便。 6? 油箱的設計 6.1? 油箱的功用與分類 油箱的主要功用是：儲存液壓系統(tǒng)工作所需要的油液；散發(fā)系統(tǒng)工作中產生的熱量；沉淀污物并逸出油液中的氣體。 液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱利用主機的內腔作為油箱，這種油箱結構緊湊，各處漏油易于收回，但增加了設計和制造的復雜性，維修不方便。如果散熱條件不好，就會使主機產生變形。分離式油箱單獨設置，與主機分離，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振動對主機工作精度的影響，因此，得到了普遍的應用。另外，按油箱液面是否與大氣相通，可分為開式油箱和閉式油箱。開式油箱廣泛應用于一般的液壓系統(tǒng)；閉式油箱則用于水下和高空無穩(wěn)定氣壓或對工作穩(wěn)定性與噪聲有嚴格要求處。 6.2? 油箱基本結構 為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體或長六面體為宜，如油箱的頂蓋上要求安放泵和電動機以及閥的集成裝置等。這基本決定了箱蓋的尺寸；最高油面只允許達到油箱的80%。據這兩點可決定油箱的三向尺寸。當油箱容量較小時，可采用2.5～4mm的鋼板直接焊接而成；當油箱的容量較大且較高時，一般那采用角鋼焊成骨架后再焊上鋼板。為使油箱能夠承受安裝其上的物體重量，機器運轉時的轉矩及沖擊等，油箱應有足夠的剛度，頂蓋要適當加厚并用螺釘通過焊接在箱體上的角鋼加以固定。頂蓋可以是整體式的，也可以分為幾塊。泵，電動機和閥集成裝置可直接固定在頂蓋上，也可固定在安裝板上。安裝板與頂蓋之間應設置減振裝置，如墊上橡膠板以緩和振動。油箱底腳高度應在150mm 以上，以便散熱，搬移和放油。油箱四周要有吊耳，以便起吊裝運。 6.3? 油箱容量的計算 按經驗公式計算油箱的容量 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? （10） 式中? ——經驗系數，一般 ——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積，。 本設計為高壓系統(tǒng)，故取=10 所以油箱的容量 考慮到散熱好及安裝的空間條件允許的情況下，設計油箱的容量為1800L 6.4 油箱設計參考原則 （1）吸油管，回油管和泄油管設置 泵的吸油管與系統(tǒng)的回油管應盡量遠離，為了防止吸油時吸入空氣和回油時油液沖入油箱攪動液面，管口都應插入油箱最低液面以下，但離箱底的距離要大于管徑的2—3倍?；赜涂趹爻尚苯?，以增大通流面積，并面向與回油管相距最近的箱壁以利于散熱和沉淀雜質。為防止箱底的沉淀物吸入液壓泵，吸油管端部應裝有足夠過濾能力的濾油器，離箱壁至少有3倍管徑的距離，距箱底不應小于20mm，以便四面進油。在系統(tǒng)泄油管單獨接入油箱的情況下，其中閥的泄油口應在液面之上，以免產生背壓；泵的泄油管則應引入液面之下，以免吸入空氣。為防止油箱表面泄露油流入地面，必要時在油箱下面或箱蓋四周設置盛油盤。 （2）加油口與空氣濾清器的設置 加油口一般設置在油箱頂部容易接近處，加油口應帶有濾網，平時加蓋密封?？諝鉃V清器的作用是：使油箱始終與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物。目前生產的空氣濾清器同時兼有加油和通氣的作用，是標準件，所以可按需選用。 （3）液位計的設置 液位計用于監(jiān)測油面的高度，故其窗口尺寸應能滿足對最高和最低液面的觀察，并應安裝在易于觀察的地方。液位計也是標準件，可按需選用。 （4）放油口與清洗窗的設置 油箱底面可做成雙斜面，也可做成向回油側傾斜的單斜面，在最低處設放油口，平時用螺塞或放油閥堵住，換油時將其打開放走污油。換油時為便于清洗油箱，大容量的油箱一般均在側壁設清洗窗，其位置安排應便于吸油濾油器的裝拆。清洗窗口平時用側板密封，清洗時取下。 （5）防污密封 油箱蓋板和窗口連接處均需加密封墊，各進油，出油管通過的孔均需裝密封圈，以防止外部污物的入侵。 （6）油溫控制 油箱正常的工作溫度應在150C—650C之間，必要時應設溫度計和熱交換器。 （7）油箱內壁加工 新油箱經噴丸，酸洗和表面清洗后，四壁可涂一層與工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。 7? 液壓系統(tǒng)驗算 7.1? 系統(tǒng)壓力損失 一般包括：沿程壓力損失；局部壓力損失； 閥類元件的局部壓力損失。 即公式：=++??????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????（11） 其中：?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? （12） =?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? （13） =（）????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? （14） 式中：為管道的長度 d為管道的內徑 為液流平均速度 為液壓油密度 ，為局部阻力和沿程阻力系數，可從液壓手冊查出 為液壓閥的額定流量 q為通過液壓閥的實際流量 為液壓閥的額定壓力損失，它是 的一項性能指標，可由產品樣本中查得 7.2? 計算雷諾數 =??? 式中：為平均流速（m/s）?????????????????????????????????????????????????????????????? （15） 為介質油動力黏度（/ s） ?d為管道內徑（m） 取d=50mm（最大處）? =3.5 m/s =40/ s ===4.375 ==0.036 7.3? 計算壓力損失 ①沿程壓力損失：???? ????????????????????????????????????????????????????????????????????（16） 其中=0.036 ；? =15m ；d=0.043m； =3.5 m/s； 查得=1030-1080 Kg/ ， 取=1060 Kg/ ==1.1 Pa ②局部壓力損失:??? =?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? （17） 在管道結構尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失常按下試做經驗計算，即: =0.1 1.1 =1.1 Pa ③閥類元件的局部壓力損失 由手冊查得 減壓閥最小壓力損失=0.25 MPa 電磁換向閥損失最大值=0.15 MPa 節(jié)流閥損失=0.1MPa 分流集流閥損失=0.15 MPa 溢流閥損失=0.2 MPa 總壓力損失 =1.1+1.1+2.5+1.5+1+1.5+2 =0.9071 MPa 由設計初選液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失為1 MPa 1MPa>0.971 MPa 所以系統(tǒng)驗算后符合要求 8? 系統(tǒng)效率和發(fā)熱計算 8.1? 系統(tǒng)效率計算 由回路效率一般表達式：? = ???????????????????????????????????????????????????????????????????????（18） 式中：、；、為每個執(zhí)行元件的工作壓力和流量 +為系統(tǒng)輸入給同時動作的執(zhí)行元件的功率 、；、為每個液壓泵的工作壓力和流量 +為同時運轉的各液壓泵的輸出功率 （1）按回路效率表達式計算回路效率，即? （2）計算系統(tǒng)總效率 葉片泵的總效率、液壓缸的總效率，則按系統(tǒng)效率表達式計算系統(tǒng)效率，即 ??????????? ?????????????????????????????????????????????????????（19） 8.2? 系統(tǒng)的發(fā)熱計算 液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機械損失構成總的能量損失，這些能量損失轉化為熱量，使系統(tǒng)油溫升高，由此產生一系列不良影響。為此，必須對系統(tǒng)進行發(fā)熱計算，以便對系統(tǒng)溫升加以控制。 計算系統(tǒng)的總發(fā)熱量，即 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????（20） 式中： 為液壓泵的輸入功率 ?? 為液壓系統(tǒng)總效率 所以==8.632KW 當只考慮油箱散熱時，其散熱量=KA???????????????????????????????????????????????????????? （21） 式中?? A 為油箱散熱面積 ?為系統(tǒng)溫升，單位為 為系統(tǒng)的發(fā)熱量，單位為W 為傳熱系數，單位 通風良好時K= 常用機械的允許溫升為： 一般工作機械 工程機械 數控機床[7] 取? ； =35 因油箱容量設計為1800L設計長為1500mm寬為1200mm高為1200mm(油箱支架高200mm)故散熱面積A為（15001200）=1.8 所以散熱量=KA=181.835=1134(w) 由于大于? 所以系統(tǒng)要冷卻裝置。 在選擇冷卻器時應首先要求冷卻器安全可靠、有足夠的散熱面積、壓力損失小、散熱效率高、體積小、重量輕等。然后根據使用場地、作業(yè)環(huán)境等情況選擇冷卻器類型。根據本次設計的情況，選取冷卻器類型：BR0.2-20 9? 其他輔助元件的選擇 9.1? 過濾器的選擇 在液壓系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內的形成或系統(tǒng)外的侵入，液壓油中難免會存在這樣或那樣的污染物，這些污染物的顆粒不僅會加速液壓元件的磨損，而且會堵塞法件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥失靈，系統(tǒng)產生故障。因此，必須對液壓油中的雜質和污染物的顆粒進行清理。 選擇過濾器應考慮如下幾個方面： ① 根據使用目的選擇過濾器的種類，根據安裝位置情況選擇過濾器的安裝形式。 ② 過濾器應具有足夠的通油能力，并且壓力損失要小。 ③ 過濾精度應滿足液壓系統(tǒng)或元件所需的清潔要求，并且有足夠的強度。 ④ 過濾器的強度及壓力損失時選擇是重點考慮的因素，安裝過濾器后會對系統(tǒng)造成局部壓降或產生背壓。 ⑤ 濾芯使用的濾材應滿足所使用工作介質的要求。 ⑥ 濾芯的更換及清洗應方便。 ⑦ 應根據系統(tǒng)需要考慮選擇合適的濾芯保護附件。 ⑧ 結構盡量簡單、緊湊、安裝形式合理。 ⑨ 價格低廉。 空氣過濾器的精度級別為普通過濾器，濾材形式為多層疊加式濾芯，能過濾掉10微米以上的顆粒。 介于本次設計為達到價格合理，節(jié)約能源和提高效率的目的，所以這次決定采用EF4-50型號的空氣過濾器。 回油過濾器的精度級別為普通過濾器，濾材形式為紙質、纖維濾芯，能過濾掉5-10微米的顆粒。故采用YLH型箱上回油過濾器YLH-250×※，濾芯型號為H-X250×※ 9.2? 加熱器的選擇 液壓系統(tǒng)中的油溫，一般應控制在30-50度范圍內。最高不應高于70度，最低不應低于15度。油溫過高，將使油液迅速老化變質，同時使油液的黏度降低，造成元件內泄漏量增加，系統(tǒng)效率降低；油溫過低，使油液黏度過大，造成泵吸油困難。油溫過高或過低都會引發(fā)系統(tǒng)工作不正常，為保證油液能夠在正常的范圍內工作，需對系統(tǒng)油液溫度進行必要的控制，即采用加熱或冷卻方式。 本次設計采用GYY型電加熱器GYY2-220/6 9.3? 溫度計的選擇 本次設計采用電接觸式溫度計WTZ-288，此溫度計還能在工作溫度達到和超過給定值時，自動發(fā)出電信號，也可作為溫度調節(jié)系統(tǒng)內的電路接觸開關。 10? 油路板的設計 油路板零件圖是加工制造集成塊的主要依據，設計和繪制時應注意事項如下： ①應有足夠的視圖數目 油路板的零件圖要有足夠的視圖數目，以完整的表達和反映油路板的內外形狀及各種幾何尺寸。一般應包括油路板的正面視圖及各鉆孔層的剖面圖。 ②尺寸標注應齊全無誤 在外形尺寸標注齊全的同時，應當確定出個液壓元件的基礎線坐標，標注出各孔相對于基礎線的尺寸。零件圖上各孔的直徑與深度應標注齊全。一般孔的位置公差和孔深誤差為自由公差，故可不標注，有較高要求時，則應標明。 ③合理確定集成塊材料與技術要求 油路板材料，通常采用45鋼。鑄件不得有疏松、縮孔及裂紋等缺陷。安裝液壓元件的正面應磨削加工，表面粗糙度可按所選用的液壓閥對安裝面進行加工。 本次設計零件圖為三個電磁換向閥和三個疊加式單向節(jié)流閥組成油路板的零件圖。 11? 液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維護 11.1? 液壓傳動系統(tǒng)得安裝與調試 隨著液壓傳動技術的廣泛應用，液壓裝置在整個機械設備中所占的比重越來越大，不僅對設計制造性能優(yōu)良的液壓設備提出了更高的要求，而且對液壓系統(tǒng)安裝于調試質量的好壞也提出了更高的要求。 液壓系統(tǒng)的安裝，一般可按下述程序進行： ①? 預安裝（試裝配）：彎管、組對油管和元件、整個管路定位； ②? 第一次清洗（分配清洗）：酸洗回路、清洗油箱和各類元件等； ③? 第一次安裝：連成清洗回路及系統(tǒng)； ④? 第二次清洗（系統(tǒng)清洗）：用清洗油清洗管路； ⑤? 第二次安裝：組成正式系統(tǒng)； ⑥? 調整試驗：加入實際工作油，進行正式系統(tǒng)試驗。 下面將對液壓系統(tǒng)的安裝、清洗及調試的基本原則、要求和方法加以闡述。 11.1.1? 液壓系統(tǒng)的安裝 液壓系統(tǒng)的安裝有預安裝、第一次安裝、第二次安裝3道程序，包括液壓管道、液壓元件（包括液壓閥類元件、液壓缸和液壓泵）及輔助元件的安裝等內容。 （1）液壓管道的安裝 液壓管道是連接液壓泵、各種液壓閥和執(zhí)行機構（液壓缸、液壓馬達等）的通道。管道的選擇是否合理，安裝是否正確，清洗是否干凈等，對液壓系統(tǒng)的工作性能影響很大。 1）管道的檢查? 為保證液壓管道具有足夠的耐壓強度，在輸送壓力油過程中能量損失小，安裝使用方便，要求管道必須內壁光滑清潔、無砂、無銹蝕、無氧化皮。 檢查管道時，若發(fā)現管道內外側已腐蝕或有明顯變色，管道被割口，壁內有小孔，管道表面凹入深度達管道直徑的20%以上，管道傷口裂痕深度為管道壁厚的10%以上等情況勻不能使用。 檢查長期存放的管道，若發(fā)現內部腐蝕嚴重時，應用酸液徹底沖洗內壁，清洗干凈，再檢查其耐用程度合格后，才能進行安裝。 檢查經加工彎曲的管道時，應注意管道的彎曲半徑不宜太小。彎曲曲率太大，將導致管道應力集中的增加，降低管道的疲勞強度，同時也易出現鋸齒形皺紋。用填充物彎曲管道時，其最小彎曲半徑為： 鋼管熱彎曲：R>3D??? 鋼管冷彎曲：R>6D 管道彎曲處最大的橢圓度不應超過15%；彎曲處外側壁厚的減薄不應超過管道壁厚的20%；彎曲處內側部分不允許有扭傷、壓壞或凹凸不平的皺紋，彎曲處內外側部分都不允許有鋸齒形或形狀不規(guī)則的現象。扁平彎曲部分的最小外徑應為原管外徑的70%以下。 2）管道的安裝 ① 吸油管的安裝及要求： a吸油管道要盡量短，彎曲少，以減少吸油管的阻力，避免吸油困難，生吸空現象。泵的吸程高度，各類泵的要求有所不同，但一般不得大于500毫米[8]。 b吸油管連接應嚴密，不得有泄漏，以免泵在工作時吸進空氣，導致系統(tǒng)產生噪聲，甚至無法吸油。 c吸油管上應安裝過濾器，濾油精度通常為100~200目，過濾器的通油能力至少相當于泵的額定流量的兩倍，同時要考慮清洗時拆裝方便。 ② 回油管的安裝及要求： a執(zhí)行機構的主回油路及溢流閥的回油管應伸到油面以下，以防止油飛濺混入氣泡。 b溢流閥的回油管不允許和泵的進油口直接連通，可單獨接回油箱，也可與主回油管冷卻器相通，避免油溫上升過快。 c具有外部泄漏的單向減壓閥的泄油口與回油管連通時不允許有背壓，否則應單獨接回油箱，以免影響閥門的正常工作。 d安裝水平面的油管應有3/1000~5/1000的坡度。管路過長時，每500mm應固定一個夾持油管的管夾。 ③壓油管道的安裝及要求 壓油管的安裝位置應既靠近設備和基礎，同時又要便于支管的連接和檢修，為了防止壓力油管振動，應將管道安裝在牢固的地方。在振動的地方要加阻尼來消振，或將木塊、硬橡膠的襯墊裝在管夾上，使鐵板不直接接觸管道。 安裝壓力油管時，應符合下列要求： a管線要盡量短，轉彎數少，過度平滑，盡量減少上下彎曲和接頭數量，并保證管道的伸縮變形。在有管接頭的地方，管道的長度應能保證接頭的拆卸安裝方便。系統(tǒng)中主要管道或輔件能自由拆裝，而不影響其他元件。 b在設備上安裝管道時，應布置成平行或垂直方向，注意整齊，管道交叉要盡量少。 c平行或交叉的管道之間應有10mm以上的空隙，以防止干擾和振動。 d在圓弧部分接合，必須在平直部分接合。法蘭盤要與管道中心線成直角。在有彎曲的管道上安裝法蘭時，只能安裝在長的直線部分。 e管道的長度最高部分應設有排氣裝置，以便啟動時排除管道中的氣體。 （2）液壓元件的安裝[9] 液壓元件的安裝方法和具體要求，在產品說明書中通常都有詳細的說明，安裝時必須加以注意?，F介紹液壓元件在安裝時應注意的事項。 ①液壓閥類元件的安裝及要求?? 液壓元件安裝前，對拆裝的液壓元件要先查驗合格證書和審閱說明書，如果是手續(xù)完備的合格產品，又不是長期露天存放、內部已經銹蝕了的產品，不需要另做任何試驗，也不建議重新清洗拆裝。調試時出了故障，要準確判斷故障點，不得已時才對元件重新拆裝，尤其對國外產品更不允許隨意拆裝，以免影響產品出廠時的精度。 安裝閥類元件時，還應注意以下幾點： 1）安裝時應注意各閥件進油口和回油口的方位。 2）安裝的位置無規(guī)定時，應安裝在便于使用、維修的位置上。 3）用法蘭安裝的閥件，螺釘應均勻擰緊而不能擰得過緊，過緊有時也會造成密封不良。須擰緊，而原密封件或材料不能滿足密封要求時，應更換密封件的材料。 4）有時元件為了制造安裝方便，會開有相同作用的兩個孔，安裝后不用的要堵死。 5）需要調整的閥類，通常按順時針方向旋轉，增加流量或壓力；反時相反。 6）在安裝時，若有些閥件及連接件購置不到時，允許用通過流量超過其額定流量的40%的液壓閥件代用。 ②液壓缸的安裝及要求 液壓缸的安裝應扎實可靠。配管連接不得有松弛現象，缸的安裝面與活塞的滑動面應保持合格的平行度和垂直度。安裝液壓缸應注意以下事項[10]： 1)??????? 液壓缸的軸線應與負載作用力的中線同軸，以避免引起側向力，側向力容易使密封件磨損及活塞損壞。 2)??????? 安裝液壓缸體的密封壓蓋螺釘，其擰緊程度以保證活塞在全行程上移動靈活。螺釘擰的過緊會增加阻力，加速磨損；過松會引起泄漏。 3)??????? 在行程大和工作油溫高的場合，液壓缸一端必須保持浮動，防止熱膨脹的影響。 4)??????? 液壓缸安裝在機械設備導軌上時，必須注意缸下導軌的平行度和直線度，其允差均在0.1mm/全長。 ③液壓泵的安裝及要求 液壓泵布置在單獨的油箱上時，有兩種安裝方式：臥式和立式。立式安裝，管道和泵均在油箱內部，便于收集漏油，外形整齊。臥式安裝，管道露在外面，安裝和維修比較方便。 液壓泵一般不允許承受徑向負載，因此常用電動機直接通過彈性聯軸器傳動。安裝時要求電動機和液壓泵的軸應有較高的同軸度，其偏差應在0.1mm以下，其傾角不得大于1[8]。 安裝液壓泵還應該注意以下事項： 1)液壓泵的進口、出口和旋轉方向應該符合泵上標明的要求，不得反接。 2)安裝聯軸器時，不要用力敲打泵軸以免損傷泵轉子。 ④輔助元件的安裝 液壓系統(tǒng)的輔助元件包括：油管、管接頭、油箱、冷卻和密封裝置等。 輔助元件在液壓系統(tǒng)中起輔助作用，但在安裝時絲毫不能忽視，否則也會影響液壓系統(tǒng)的正常工作。 輔助元件的安裝注意以下幾點： 1)????? 應該嚴格按照設計要求的位置進行安裝并注意整齊和美觀。 2)????? 安裝前應該用煤油進行清洗、檢查。 在符合設計要求情況下，盡可能考慮使用、維修方便 11.1.2? 液壓系統(tǒng)的調試 工程機械設備的安裝、精度檢驗合格之后，必須進行調整試車，使設備在正常的 運轉狀態(tài)下能夠滿足生產工藝對設備提出的各項要求，并達到設備設計的最大生產力。 液壓設備調試的主要內容就是液壓系統(tǒng)的調試。 液壓系統(tǒng)的調試應按以下步驟進行[11]： （1）外觀檢查 1)??????? 各個液壓元件的安裝及其管道連接是否正確可靠；各種閥的進出油口是否搞錯；液壓泵的入口、出口和旋轉方向與泵上標明的是否符合等。 2)??????? 防止冷卻液、磨粒、灰塵及其其他雜質落入油箱，各個液壓部件的防護裝置是否具備和完好可靠。 3)??????? 油箱中的油液及其液面高度十分符合要求。 4)??????? 系統(tǒng)中各個液壓部件、管道和管接頭位置是否便于安裝、調節(jié)、檢查和維修，檢查壓力表是否安裝在便于觀察的地方。 外觀檢查發(fā)現的問題，應改正后才能進行調整試車。 （2）加油、潤滑 按設計要求，用規(guī)定牌號的潤滑油或潤滑脂，對設備部件加油潤滑。用液壓油向油箱注油，并用手按指定轉向轉動液壓泵，使泵內充滿液壓油，避免液壓泵啟動時因缺少潤滑油燒傷或咬死。 （3）空負試機 空負試機是在不帶負載運轉的條件下，全面檢查液壓系統(tǒng)的各液壓元件、各種輔助裝置和系統(tǒng)的各回路工作是否正常；工作循環(huán)或各種動作的自動換接是否符合要求。 空載試車及調整的方法與步驟： 1)??????? 間歇啟動液壓泵，使整個滑動部分得到充分的潤滑。使液壓泵在卸荷下運轉，檢查液壓泵的卸荷壓力是否在允許范圍內；看運轉是否正常，有無刺耳的噪音；油箱中的液面是否有過多的泡沫，液面高度是否在規(guī)定的范圍內。 2)??????? 使系統(tǒng)在沒有負載狀態(tài)下運轉，先令液壓缸活塞頂在缸蓋上或使運動部件頂死在擋鐵上，或用其他方法使運動逐漸停止，將溢流閥徐徐地調節(jié)到規(guī)定的壓力值，檢查溢流閥在調節(jié)過程中有無異?，F象，其次讓液壓缸以最大行程多次往復運動，打開系統(tǒng)的排氣閥排出積存的空氣；檢查安全防護裝置工作的正確性和可靠性。檢查各個元件及管道的外泄漏、內泄漏是否在允許的范圍內；空載運轉一端時間后，檢查油箱的液面下降是否在規(guī)定高度范圍內，由于液壓油進入了管道和液壓缸中，使油箱液面下降，甚至會使吸油管上的過濾網露出液面。 3)??????? 與電器配合檢查啟動和換向時運動的平穩(wěn)性，不應有爬行、跳動和沖擊現象。 4)??????? 液壓系統(tǒng)連續(xù)運轉一段時間后，檢查油液的溫升，其溫升應在允許規(guī)定值之內（一般工作油溫為35~60度[12]）。 （4）負載試機 負載試機是使液壓系統(tǒng)按設計預定的負載下工作，檢查系統(tǒng)是否實現預定的工作要求，如工作常見的力、力矩或運轉特性等；檢查噪音和振動是否在允許范圍內；檢查工作部件運動和換向的平穩(wěn)性，不應該有爬行、跳動和沖擊現象；檢查功率損耗情況及連續(xù)工作一段時間的溫升情況。 負載試機，一般是先在低于最大負載的一、二種情況下試車，如果一切正常，才進行最大負載的試機，這樣可以避免出現設備損壞事故。 11.2? 液壓系統(tǒng)的清洗 （1）液壓系統(tǒng)的清洗 液壓系統(tǒng)的清洗有第一次清洗和第二次清洗兩道程序。 ①第一次清洗——分解清洗 液壓系統(tǒng)的第一次清洗是在預安裝后，將管路全部拆下解體進行的。第一次清洗主要是酸洗管路和清洗油箱及各類元件。管路酸洗的方法為： 1)??????? 脫脂清洗。去掉油箱上的毛刺，用氫氧化鈉、碳酸鈉等（脫脂）去油后，用溫水清洗。 2)??????? 酸洗。在體積分數為20%~30%的稀鹽酸或10%~20%稀硫酸溶液中浸漬和清洗30~40min后，再用溫水清洗。清洗管子須經振動或敲打，以促使氧化皮脫落。 3)??????? 中和。在體積分數為10%的荷性鈉（蘇打）溶液中浸漬和清洗15min后，再用溫水或蒸汽清洗[13]。 4)??????? 防銹處理。在清潔干燥的空氣中干燥后，涂以防銹油。當確定清洗合格后，即可進行第一次安裝。 ②第二次清洗——系統(tǒng)沖洗 液壓系統(tǒng)的第二次清洗是在第一次安裝連成清洗回路后進行的系統(tǒng)內部循環(huán)清洗。第二次清洗的目的是把第一次安裝后殘存的污物，如密封碎塊、不同品質的洗油和防銹油以及鑄件內部沖洗掉的砂粒、金屬磨合下來的粉末等洗滌干凈，而后再進行第二次安裝組成正式系統(tǒng)，以保證順利進行正式的調整和投入正常的運轉。 首先將回路恢復到正式運轉時的狀態(tài)，并注入實際工作時所需要的油液，在實際 使用狀態(tài)下，空負荷運轉，使油液在系統(tǒng)中進行循環(huán)。第二次清洗時間將為1~3小時。 （2）液壓系統(tǒng)的試壓 液壓系統(tǒng)試壓的主要目的是檢查系統(tǒng)、回路的漏油和耐壓程度。這對保證系統(tǒng)的正常運行非常重要。 液壓系統(tǒng)的試壓一般采取分級實驗，每升一級，檢查一次，逐步升到規(guī)定的實驗壓力。這樣可以避免發(fā)生事故。 系統(tǒng)試壓時應該注意以下事項[14]： 1）試壓時，系統(tǒng)的安全閥應該調到所選定的實驗壓力值。 2）當送油時，應該將系統(tǒng)的放氣閥打開，等其空氣排除干凈后，方可關閉。同時將節(jié)流閥打開。 3）系統(tǒng)中出現不正常聲音時，應立即停止試驗。為保證安全，應查出原因并排除后，再進行試驗。 4）試驗時，應該切實注意安全措施。 11.3? 液壓傳動系統(tǒng)的使用與維護 一般來說，液壓傳動系統(tǒng)的工作是可靠的，但是如果使用和維護不當，也會出現各種故障，以至影響生產。因此，正確地使用和維護液壓系統(tǒng)是延長其使用壽命，保證工作穩(wěn)定、靈敏、可靠的重要因素。 11.3.1? 液壓系統(tǒng)的日常檢查和定期檢查 液壓設備通常采用“日常檢查[15]”和“定期檢查”的方法，以保證設備的正常運行。 表3 日常檢查項目和內容 Table 3?? Content of daily check 檢查時間???????????????? ?????????????????????項目?????????????? ???????????????????????????????????????????????內容??????? 啟動前檢查?????????????????????????????????????????????????? 液位????????? ?????????????????????是否正常，如液面過低，必須及時加標注 ???????? 行程開關和限位塊????????????????????????????????????????????? 是否緊固 ??????????? 手動、自動循環(huán)??????????????????????????????????????????????? 是否正常 啟動前檢查????????????????????????????????????????????????? 電磁閥????????????????? ???????????????????????????????????是否處于初始位置 ?????????????????????????????????????????? 壓力????????????????????????????????? 是否穩(wěn)定在正常范圍、是否波動劇烈 噪聲、振動??????????????????????????????????????????????????? 有無異常聲響 油溫????????????????????????????? 應在35 ~55 范圍內，最大60 漏油??????????????????????????????????????????????????????????????????? 漏油 電壓??????????????????????????????????????????????????????????????????? 電壓 ? ? 表4 定期檢查項目和內容 Table4?? Content of regularly check 定檢項目?????????????? ???????????????????