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1、摘要 本说明书主要对无轨胶轮式龙门吊车的液压系统进行了系统的论证和设计说明。首先根据系统的工况分析拟订了系统原理图，在满足系统要求的前提下对各标准元件进行了选取和校核，并对液压传动部分非标准零部件进行了设计计算，其中主要包括系统原理设计、液压站设计、阀组的油路体以及油箱部件的设计。最后对管道、集成块、液压泵、电动机的布局、连接和固定进行了设计。对于机械部分的设计，主要是考虑并实现了稳定性、安全性、美观和维修的方便性。关键词：集成块 液压系统 执行元件 AbstractThis manual mainly of the trolley type gantry crane trucks of Hy
2、draulic Expansion bar system demonstration and design of the system description. First, under the condition of the system developed a system diagram, system requirements are met under the premise of the standard components for the selection and verification, and some non-standard components for hydr
3、aulic design calculation, which mainly include the system principle Design, Hydraulic Design, Manifold valve body and the mail part of the design. Finally, pipelines, manifold blocks, hydraulic pumps, motors layout, connections, and fixed for the design. For the design of mechanical parts, mainly to
4、 consider and achieve stability, security, appearance and ease of maintenance. Key words：Integrated piece Hydraulic system Elevator functional 目录引言I第一章 液压传动的发展概况- 1 -1.1 液压传动的工作原理和组成- 1 -1.1.1 工作原理：- 2 -1.1.2液压系统的基本组成：- 2 -1.2 液压传动的优缺点- 2 -1.3 液压系统的应用领域- 3 -第二章 全液压式无轨胶轮式龙门吊介绍- 5 -第三章 全液压式无轨胶轮式龙门吊车-
5、7 -液压系统设计- 7 -3.1 无轨胶轮式龙门吊车液压系统主要技术要求- 7 -3.2 无轨胶轮式龙门吊车液压系统原理图设计- 7 -3.2.1 要考虑的基本问题- 7 -3.3 液压系统设计计算- 11 -第四章 液压系统工作介质选择- 12 -4.1 液压系统对工作介质的要求- 12 -4.1.1 粘度- 12 -4.1.2 润滑性- 12 -4.1.3 氧化安定性- 12 -4.1.4 剪切安定性- 12 -4.1.5 防锈和抗腐蚀性- 13 -4.1.6 抗乳化性- 13 -4.1.7 抗泡沫性- 13 -4.1.8 对密封材料的相容性- 13 -4.1.9 其他要求- 13 -4
6、.2 抗磨液压油(HM液压油)- 14 -4.2.1 规格- 14 -4.2.2 用途- 14 -4.2.3 质量要求- 14 -4.2.4 注意事项- 15 -4.3 根据设备的类型选择- 15 -4.4 品种选择- 16 -第五章 液压系统连接装置的结构设计- 18 -5.1 元件连接方式的选择- 18 -5.1.1 液压阀的板式集成：- 18 -5.1.2 液压阀的块式集成：- 18 -5.1.3 叠加阀集成- 19 -5.2 集成块的设计- 19 -5.2.1 通用集成块的结构- 19 -5.2.2 集成块的特点- 19 -5.2.3 集成块装置的设计步骤- 20 -5.3 叠加阀装置
7、设计- 24 -5.3.1 叠加回路设计- 24 -5.3.2 绘制液压叠加回路总装图- 25 -第六章 液压泵站的设计- 26 -6.1液压泵站的设计- 26 -6.2液压泵站类型的选择- 27 -6.2.1 液压泵站的组成- 27 -6.2.2 液压泵站的类型- 27 -6.3 油箱的设计- 28 -6.3.1 油箱的作用- 28 -6.3.2 油箱的种类- 28 -6.3.3 油箱的设计- 29 -参 考 文 献- 32 -致 谢- 33 -附录一 ：英文原文- 35 -附录二：中文翻译- 45 -引言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
8、的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 第一个使用液压原理的是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年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。 我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效
9、率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。 目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。 液压传动课程
10、设计的目的主要有以下几点： 1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实际只是，进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，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，学生应在计算、绘图、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。 本次设计是波纹机液压系统的设计，首先要确定波纹机的工作过程，在根据工作过程选择相应的控制回路，确定系统的
11、工作原理图，在计算各个回路在正常工作情况下的压力与所需的流量，选取所需的各个元件，确定元件的型号、生产厂家。 本次设计的重点在于液压站的装配与阀组的安装。经过去榆次的实习，对液压站的大概安装有了初步的了解，本次设计我根据自己所需元件的大小，个数对各个元件的位置安装做了大概设计，经过老师的提议也做了很多改进。由于机器工作的需要，我做了一个叠加阀组，一个集成块阀组，初次做集成块不免有些不足之处，也学到了很多东西。 第一章 液压传动的发展概况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，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的
12、高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。第一个使用液压原理的是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年他又将工作介质水改为油,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(GCo
13、nstantimsco)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。 我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。 目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型
14、元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。1.1 液压传动的工作原理和组成液压传动是以液体为工作介质，利用压力能来驱动执行机构的传动方式。 驱动机床工作台的液压系统是由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等
15、组成。1.1.1 工作原理：1)电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油，油液被加压后,从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。2)工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少，工作台的移动速度减少。由此可见，速度是由油量决定的。1.1.2液压系统的基本组成：1）能源装置液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。2）执行装置液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机
16、械能，推动负载做功。3）控制装置液压阀（流量阀、压力阀、方向阀等）。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向。4）辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。5）工作介质液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。1.2 液压传动的优缺点1、液压传动优点1）在相同的体积下，液压执行装置能比电气装置产生出更大的动力。在同等功率的情况下，液压执行装置的体积小、重量轻、结构紧凑。液压马达的体积重量只有同等功率电动机的12%左右。2）液压执行装置的工作比较平稳。由于液
17、压执行装置重量轻、惯性小、反应快，所以易于实现快速起动、制动和频繁地换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达到每分钟500次，实现往复直线运动时可达每分钟1000次。3）液压传动可在大范围内实现无级调速（调速比可达1：2000），并可在液压装置运行的过程中进行调速。4）液压传动容易实现自动化，因为它是对液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节，操纵很方便。当液压控制和电气控制或气动控制结合使用时，能实现较复杂的顺序动作和远程控制。5）液压装置易于实现过载保护且液压件能自行润滑，因此使用寿命长。6）由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。2
18、、液压传动的缺点：1)液压传动是以液体为工作介质，在相对运动表面间不可避免地要有泄漏，同时，液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用，例如螺纹和齿轮加工机床的内传动链系统。2）液压传动在工作过程中有较多的能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等，故不宜于远距离传动。3）液压传动对油温的变化比较敏感，油温变化会影响运动的稳定性。因此，在低温和高温条件下，采用液压传动有一定的困难。4）为了减少泄露，液压元件的制造精度要求高，因此，液压元件的制造成本高，而且对油液的污染比较敏感。 5）液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员提出了更高的要求，既要系统地掌握液压传动的理论知识，又要有一定
19、的实践经验。 6）随着高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声日益增大，这也是要解决的问题。 总而言之，液压传动的优点是突出的，随着科学技术的进步，液压传动的缺点将得到克服，液压传动将日益完善，液压技术与电子技术及其它传动方式的结合更是前途无量。1.3 液压系统的应用领域1、液压传动在机械行业中的应用：机床工业磨床、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
20、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2、静液压传动装置的应用静液压传动由于具有无级变速，调速范围宽，可以实现恒扭或恒功率调速，容易实现电控等优点，在工程机械中具有良好的应用前景。但是在铲土运输机械和起重机械中作为主要传动就用却很少，其主要问题是在于国内液压元件质量差，而国外的液压元件价格又太高，会造成主同成本过高。90年代以来，国内已引进了德国林德公司静液压叉车，以及利勃海尔公司静液压推土机的装载机，但在国内市场所占份额很小。从国内工程机械市场的实际出发
21、，本文对静液压传动在国内的推广应用提出探讨性的意见如下：（1）静液压传动叉车在发达国家已经被广泛采用，由于国内部分仓库、码头和工厂等使用部门对叉车的机动性能（尤其是低速性能）、噪声已经有较高的要求，因此这些部门正在成为国内静液压叉车用户。国内叉车和液压元件生产企业应该看到静液压叉车的良好前景，联合研究开发适合我国国情的叉车静液压系统，提供能先进，工作可靠，价格适中的产品。也可以采用与国际静液压元件制造公司联合开发的方式，加快开发的速度。（2）中小型多功能工程机械由于具有挖掘，装载，叉车和起重等多功能，在发达国家已经得到了广泛的应用。随着我国经济建设尤其是城市建设的发展，中小型多功能工程机械也将
22、在我国推广应用，而它们无疑将首先采用静液压传动作为其主要传动装置。国内工程机械企业应该看到中小型多功能工程机械的发前景，联合国内外静液压元件生产企业共同开展对它们的研究开发，以促进中小型多功能工程机械在我国的发展。（3）在国内大型铲土运输和起重机械中，由于配套的静液压与电子控制元件的技术难度大，价格太高，在国内用户中难以接受。因此，在我国暂时不宜将静液压传动研究开发的重点放在与大型铲土运输和起重机械配套上，而应将重点放在上述两类工程机械上。第二章 全液压式无轨胶轮式龙门吊介绍2.1 全液压式无轨胶轮式龙门吊车简介无轨式龙门吊车是针对我国路桥施工单位所大量使用的有轨龙门吊车，随着工程建设速度的不
23、断加快而突显出来的：转场困难、建场费用高、使用范围小、使用效率低等缺陷而设计的。它即满足有轨龙门吊车的要求同时又具备普通吊车的功能。它可以生产多种吨级的车型（16吨、20吨、25吨、32吨、45吨等）。其主要优点：安全可靠、吊装走行操作简单灵活、体积小调遣方便、一机多用使用范围广、使用成本低等优点。无轨式龙门吊车全液压无轨胶轮式式龙门吊车，包括吊臂和大梁，在大梁的一端设置底盘，在大梁的另一端连接可调支墩，在底盘之上设有吊车转盘，吊臂装设在吊车转盘上，在吊臂与吊车转盘上连有液压油缸，在吊车转盘上还设有操作室和液压动力设备仓；在底盘的下方，设有可伸缩式支架，在支架的两端，各设有挂装式液压驱动走行轮
24、和液压支座；在支墩的下方，设有两组液压驱动走行轮。每个液压驱动走行轮均通过转盘装设在轮座上，转盘装配有液压转向马达；所述液压驱动走行轮、液压支座和转向马达分别与液压动力设备仓和操作室连接。具有结构简单合理，操作控制稳定灵活，调迁方便，一车多用等特点。2.2 全液压式无轨胶轮式龙门吊车工作原理一种全液压无轨式龙门吊车，包括吊臂、大梁，其特征在于：在大梁的一端设置底盘，在大梁的另一端连接支墩，在底盘之上设有吊车转盘，吊臂装设在吊车转盘上，在吊臂与吊车转盘上连有液压油缸，在吊车转盘上还设有操作室和液压动力设备仓；在底盘的下方，设有走行支架，在走行支架的两端，各设有液压驱动走行轮和液压支座，液压驱动走
25、行轮通过转盘装设在轮座上，转盘装配有转向马达；在支墩的下方，设有两组液压驱动走行轮，两组液压驱动走行轮分别通过转盘装设在组合轮座的下方，组合轮座上设有转向马达，转向马达通过中间转盘与两组液压驱动走行轮上的转盘相连接，组合轮座通过调节销铰接在支墩的下方；所述液压驱动走行轮、液压支座、转向马达和吊车部分的所有驱动设备均与液压动力设备仓和操作室连接。 第三章 全液压式无轨胶轮式龙门吊车液压系统设计液压系统设计是主机设计的重要组成部分，设计时必须满足主机工作循环所需要的全部技术要求，且静态性能好、效率高、结构简单、工作安全可靠、寿命长、经济性好、使用维修方便。液压系统的设计还有与主机的总体设计（包括机
26、械、电气设计）综合考虑，以保证整机性能的优良。液压系统设计作为无轨胶轮式龙门吊车设计的重要组成部分，设计时必须满足主机工作循环所需的全部技术要求，且动静态性能好，效率高，结构简单，工作安全可靠、寿命长，经济性好，使用维护方便。为此，要明确与液压系统有关的主机参数的确定原则，要与主机的总体设计综合考虑，做到机、电、液相互配合，保证整机的性能最高。压力和流量是液压系统最重要的两个参数，根据这两个参数来计算和选择液压元件、辅件和原动机的规格型号。3.1 无轨胶轮式龙门吊车液压系统主要技术要求设计无轨胶轮式龙门吊车液压系统，此系统共有五个执行元件，分别是起升卷筒马达，回转马达，臂架伸缩油缸，两个变幅油
27、缸。主要参数起升高度6m，载重10吨，龙门架宽8m，行程速度2km/h。3.2 无轨胶轮式龙门吊车液压系统原理图设计拟定液压系统图是整个设计工作中的一个重要步骤，对系统的性能以及设计方案的经济性与合理性具有决定性的影响。这一步要做的主要工作一是选择和拟定基本回路，二是把选择的回路组成液压系统。3.2.1 要考虑的基本问题（一）确定和选择基本回路1）方向控制回路 对于装载机、起重机、挖掘机等工作环境恶劣的液压系统，主要考虑安全可靠，一般采用手动（脚踏）换向阀。由若干单连动手动滑阀及安全溢流阀、单向阀、补油阀等组成的多路换向阀，因为具有多种功能（指方向、流量和压力控制），其中串并型的各滑阀之间的动
28、作互锁，各执行元件只能实现单动，因而得到广发应用。若液压设备要求的自动化程度较高，应选用电动换向，即小流量时选用电磁换向阀，大流量时选用电液换向阀或二通插装阀。需要计算机控制时选用电液比例换向阀或电液数字阀。采用电动时，各执行元件之间的顺序、互锁、联通等要求可由电气控制系统完成。采用手动双向变量泵的换向回路，多用于起重卷扬、车辆马达等闭式回路。采用两位四通，两位五通，三位四通，三位五通换向阀都可以使执行元件换向，两位换向阀只能使执行元件正反两个方向运动，三位换向阀有中位，不同的中位滑阀机能可使系统获得不同的性能，如M型滑阀机能的换向阀可使执行元件停止，液压泵卸荷。五通换向阀有两个回油口，执行元
29、件正反方向运动时，两回油路上设置不同的背压，可获得不同的速度，换向阀的控制方式可根据操作需要来选择，如手动，电磁换向或电液换向等。如果液压缸使用重力或弹簧来回程的单作用缸，用两位三通阀就可以使其换向，现根据系统的要求，液压缸是双作用活塞缸，通过一个二位四通电磁换向阀控制上料缸的伸出、退回，通过一个电磁三位四通换向阀控制左右主轴液压缸的伸出与退回，通过两个三位四通电磁换向阀来分别实现左右波纹液压缸的运动和换向。2)调压回路调压回路是用来控制系统的工作压力，使他不超过某一预先调定的数值，或者是工作机构在运动过程的各个阶段中具有不同的压力。在液压系统中一般用溢流阀来调定系统的组成节流调速系统时，溢流
30、阀时经常开启溢流，若系统中无节流阀时，溢流阀做安全阀用，只有当执行元件处于形成终点，泵输出油路闭锁或系统超载时，溢流阀才开启，起安全保护作用。是系统的执行元件和阀以及管道不受到破坏。3) 同步控制回路同步控制回路是多个执行元件以相同的位移或相同的速度运动的液压回路，流量同步回路流量同步是通过流量控制阀控制进入或流出液压缸的流量，使液压缸活塞运动速度相等，实现速度同步图为液压缸单侧回油节流同步回路，在各液压缸的回油路上装上单向节流阀，调节节流阀的流量已达近似的速度同步，节流阀液压同步回路液压系统简单，成本低，可以调速和实现多液压缸的同步，但同步精度受油液温度和负载的影响较大，仅达5%，且系统效率
31、低，不宜用于偏载或负载变化频繁的场合，如果一个液压缸的油路中采用比例调速阀，两液压缸运动过程中通过检测元件随时检测位移误差，调节比例调速阀的流量，和另一夜压缸调速阀的流量相等，同步精度还可提高。用分流集流阀来实现速度同步，其液压系统简单经济，纠偏能力大，同步精度约为1%-3%,但当流量低于阀的工程流量过多时，阀的压降与流量成平方倍的下降，分流精度就显著的下降，这是在选择分流集流阀时必须注意的问题，分流集流阀的压降一般为0.8-1.2MPa，因此它不宜用于低压系统。4）保压回路保压回路是指在液压系统工作过程中的某个时间段，保持一定的压力一段时间，以提高产品的质量，高压系统保压时，由于液压缸和管路
32、的弹性变形和油液的压缩，储存一部分的弹性能，回程时如释放过快，将引起液压系统剧烈的冲击，震动和噪声，甚至导致管路和阀门的破裂，故保压后必须缓慢释压，所以保压和泄压时同时考虑的两个问题。保压回路有以下几种：用液控单向阀的保压回路，在液压缸无杆腔的油路上接入一个液控单向阀，利用单向阀锥形阀座的密封机能来实现保压，一般在20MPa工作压力下保压十分钟，压力降不超过两兆帕，但阀座的磨损和油液的污染会使保压性能下降.向系统自动补油保压，这种回路能自动的向封闭的高压腔中补充高压油，保压时间长，压力波动不超过1-2兆帕，它利用了液控单向阀具有一定保压性能的长处，有避开了直接开动液压泵消耗功率的缺点。用辅助泵
33、保压的回路，此回路是在液压系统的回路中增设一台辅助液压泵，当液压缸加压完毕要求保压时，有压力继电器发讯，是辅助泵向封闭的高压腔攻油，维持系统压力稳定，由于辅助液压泵只需补充系统的泄漏，可选用小流量高压泵，功率损耗小。保压的压力稳定性取决于辅助液压泵出口处的溢流阀的稳压性能。用蓄能器的保压回路，用蓄能器代替副主液压泵保压，压力波动小，不超过0.1-0.2兆帕，蓄能器的容量由保压时间内系统的泄漏量来决定。用液压缸的回油保压的回路。这种方法简单可靠，保压质量高，功率损失大，适合于一个液压缸运动，另一些液压缸需要保压的场合。另外的一种保压方法是采用方向阀的中位机能来保压，比如中位机能是M型和O型的电磁
34、换向阀，在电磁换向阀的中位时，能够使系统保压，但这种保压的时间短，适用于较低压的系统的保压。5）压力控制回路在定量泵系统中，溢流阀常和节流阀配合组成调压回路，这是一种最基本最常用的调压回路，系统中所需要的流量由节流阀调节，油液在节流阀前受阻，只是液压泵出口管道系统的压力增高，当达到溢流阀的调定压力时，溢流阀开启，又溢流量通过，回路的压力靠溢流阀调定，并在不断溢流的过程中保持回路的压力基本稳定，调压回路的性能主要取决于溢流阀的压力流量特性6）卸荷回路先导式溢流阀的远程控制口通过两位两通电磁阀与油箱连通，当电磁阀不带电时，两位两通电磁阀的通路被隔开，系统正常工作，当电磁铁通电时，溢流阀的远程调控口
35、接通油箱，溢流阀主阀芯上腔的压力接近于零，由于主阀芯的弹簧很软，主阀芯很容易被抬到最高位置，使阀口开到最大，这时泵输出的全部油液，将通过溢流阀流回到油箱，使主油路卸荷，卸荷压力越低，功率损失越小，目前已经将两位两通电磁阀与溢流阀制作成一体，成为电磁溢流阀。另一种是系统的主回路泄荷是使用电磁换向阀的中位机能，比如中位机能为H,K,M型的电磁换向阀，可使液压泵在不工作的时候通过阀的中位机能泄荷。7）调速回路的选择液压调速分为节流调速、容积调速和容积节流调速三大类。综合考虑波纹机液压系统的要求，系统对低速性能的要求不是很高，负载的变化不是很大，而对系统的温升要求比较严格，（设备工作环境温度-1035
36、度），所以选用节流调速回路，使液压系统效率比较高，同时对系统的温升有很大的调节性。8）经过液压基本回路的选择和设计，拟定系统原理图如图2-1所示：工作原理如下：3.3 液压系统设计计算行程速度v=2km/h=0.55m/s起升高度H=6m载重10t龙门架宽B=8m流量计算初选系统压力为25Mpa载重10吨，起重臂伸缩架摆幅为4570。拉力F=M*G*cos45=70000N据算液压缸主要尺寸P1A1-p2A2=F/m其中P1=25MpaP2=1Mpam=0.95F=70000n得到d/D=0.5取D=60mmD=30mm查标准取D=63mmD=32mm.v=0.3m/sq =Av=5.6L/m
37、in流量q=7L/min总流量Q=960L/min第四章 液压系统工作介质选择4.1 液压系统对工作介质的要求4.1.1 粘度粘度是选择工作介质的首要因素。在相同工作压力下，粘度过高，各部件运动阻力增加，温升快，泵的自吸能力下降，同时，管道压力降和功率损失增大。反之，粘度过低会增加泵的容积损失，并使油膜支撑能力下降，而导致摩擦副间产生干摩擦。所以，在给定的运行条件下，工作介质对不同的液压元件和装置要具有合适的粘度范围。同时在温度、压力变化下和剪切力作用下，油的粘度变化均要小。4.1.2 润滑性为了提高比功率和容积效率，液压系统和元件发展趋向是高压、高转速。在这样的条件下，液压元件内部摩擦副在高
38、负荷或其他工作状况下，多数处于边界润滑状态。因此，为防止发生粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等，以免造成泵和马达性能降低，寿命缩短，系统产生故障，要求工作介质对元件的摩擦副有良好的润滑性和极压抗磨性。4.1.3 氧化安定性工作介质与空气接触，特别是在高温、高压下容易氧化、变质。氧化后酸值增加会增强腐蚀性，氧化生成的粘稠状油泥甚至会堵塞滤油器，妨碍不见的运动以及降低系统效率。因此，要求它具有良好的氧化安定性和热安定性。4.1.4 剪切安定性工作介质通过液压元件的狭窄通道时，要经受剧烈的剪切作用，会使一些聚合型增粘剂高分子断裂，造成粘度永久性降低，在高压、高速时，这种情况尤为严重。为延长使用寿命，要求
39、剪切安定性好。4.1.5 防锈和抗腐蚀性液压元件的各种金属零件，在工作介质中混入的水分和空气的作用下，精加工表面会发生腐蚀。腐蚀颗粒在系统内循环，会产生磨损和引起故障，并因其催化作用促使油品进一步氧化，引起元件腐蚀。所以要求工作介质具有阻止与其接触的金属元件产生腐蚀的能力和防腐蚀性。4.1.6 抗乳化性工作介质在工作过程中可能混入水或出现凝结水。混入水分的工作介质在泵和其他元件的长期剧烈搅拌下，易形成乳化液，使工作介质水解变质或生成沉淀物，引起工作系统锈蚀和腐蚀，妨碍冷却器的导热，阻滞管道和介质在阀门内的流动，降低润滑性。所以要求工作介质有良好的抗乳化性、水解安定性和水分性。4.1.7 抗泡沫
40、性空气混入工作介质后会产生气泡，混有气泡的介质在液压系统内循环，不仅会使系统的压力和能量传递不稳定，产生滞后现象，拾取可靠性和准确性，并使润滑条件恶化，产生异常的噪声、振动和工作不正常。此外，气泡还增加了与空气的接触面积，加速了工作介质氧化。所以要求工作介质具有良好的抗泡性和空气释放能力。4.1.8 对密封材料的相容性工作介质对密封材料的影响，主要表现在二个方面：一是使密封材料溶胀软化；而是使其硬化。其结果都会使密封材料的几何尺寸、机械性能和弹性适应能力受到影响，以致密封失效，引起泄漏，系统压力下降，不能正常工作。所以要求工作介质与系统内密封材料相容性好。4.1.9 其他要求对工作介质的其他要
41、求还有：低温型；难燃性；在工作压力下，具有充分的不可压缩性；比热和热传导率要大；热膨胀系数要小；具有足够的清洁度；无毒性、无臭味；储存安定性等。4.2 抗磨液压油(HM液压油)4.2.1 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。 4.2.2 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
42、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。 4.2.3 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)良好的极压抗磨性，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
43、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。4.2.4 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
44、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。 4.3 根据设备的类型选择根据摩擦副的形式及其材料。叶片泵的叶片与定子面与油接触在运动中极易磨损，其钢钢的摩擦副材料，适用于以ZDDP（二烷基二硫代磷酸锌)为抗磨剂的LHM抗磨液压油；柱塞泵的缸体、配油盘、活塞的摩擦形式与运动形式也适于使用HM抗磨液压油,但柱塞泵中有青铜部件，由于此材质部件与ZDDP作用产生腐蚀磨损，故有青铜件的柱塞泵不能使用以ZDDP为添加剂的HM抗磨液压油。同时，选用液压油还要考虑其与液压系统中密封材料相适应。 一般叶片泵可
45、选用含锌型抗磨液压油，柱塞泵最好选用无灰型油。叶片泵压力高于15MPa、柱塞泵压力高于30MPa、两种型号泵同时存在的液压系统，应选用符合Denison HF0规格的油品。 齿轮泵、叶片泵和柱塞泵是液压系统中主要的泵类型。 液压油的润滑性对三大泵类减磨效果的顺序是叶片泵柱塞泵齿轮泵。故凡是叶片泵为主油泵的液压系统不管其压力大小选用HM油为好。液压系统的精度越高，要求所选用的液压油清洁度也越高，如对有电液伺服阀的闭环液压系统要求用数控机床液压油，此两种油可分别用高级HM和HV液压油代替。试验表明：三类泵对液压油清洁度要求的顺序是柱塞泵高于齿轮泵与叶片泵，而在对极压性能的要求顺序是齿轮泵高于柱塞泵与叶片泵。根据泵阀类型及液压系统特点选择液压油参照下表。设备类型系统压力 系统温度 润滑油类型粘度等级叶片泵 7MPa 4080 HM型液压油46、687MPa4080 HM型液压油 68、100螺杆泵 5-40 HL型液压油32、464080 HL型液压油 46、68齿轮泵 5-40 HL型液压油， 中高压以上时用HM型液压油 32、46、684080 HL型液压油，中高压以上时用H
