液压系统总成设计制造原则和应注意的问题.docx
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液压系统总成设计制造原则和应注意的问题
液压系统总成设计制造原则和应注意的问题
1、设计制造液压系统总成产品的一般原则
2、油箱设计制造
3、管道的设计、布管、焊接和清洗
4、泵站设计、制造和安装
5、阀块设计、制造、装配和试验
6、结构件制造
7、液压系统的整体循环冲洗
8、液压系统的试验
9、电气安装、接线
10、涂装
一、设计制造液压系统总成产品的一般原则
（一）设计
1、必须有设计任务书或技术协议书，以明确产品的用途、使用环境、主要规格、功能要用、技术性能指标、动静态特性及其它要求。
2、液压系统采用的压力等级，通径，管径应符合国家标准。
3、系统回油流速不超过5米/秒。
4、液压系统原理图上应标明管道的管径×壁厚，各元件型号规格，在使用中的主要工作参数。
5、设计系统时，必须考虑系统发热，在一般情况下（特殊规定除外），液压泵的进口温度不应超过600C，在环境温度低时，系统必须能正常工作。
6、设计系统时，应考虑各种可能发生的事故。
元件的选择应用，配置和调节等首先考虑人员的安全和事故发生时设备损失最小。
7、设计系统时，要考虑应用元件装拆，操作，调整方便，安全。
8、必须考虑节能措施。
9、系统应设置压力测量点，测温测量点和工作油取样点，并应在系统制高点设置排气孔。
10、通到油箱的泄油管；先导控制回油管，主回油管，一般应独立配管。
11、滤油器的设置，必须考虑更换滤芯的空间。
12、蓄能器的设置，必须留有足够空间，便于充氮小车进入充氧，对于大容量的蓄能器要设置登架。
便于在蓄能器顶部接充氮工具。
13、冷却器进油口前必须装有保护元件或其它措施，防止压力超过冷却器允许压力值时造成油水混合。
14、如有电器接线。
每一独立的台架或油箱。
都应设置一个电器接线盒。
接线盒内各接线端子应标明线号，接线盒处应留有足够的站空间。
控制线的走线应按布局合理、安全、可靠、和整齐美观来考虑。
15、所有重量超过15公斤的元件、部件、台架或设备，必须能方便地起吊或设起吊装置。
16、应标明所设计的液压系统在投入工作运行时，油液应达到的清洁度等级。
17、对在严重污染、高温、易燃环境以及高海拔（1000米以上），严寒地带等特殊情况下使用的液压系统。
制造厂和设计单位与用户之间必须商量特殊现场使用要求。
（二）制造安装：
1、液压系统的安装必须在清洁的环境中进行。
近旁不允许进行喷砂和打磨等作业。
2、制造油箱、阀块、管道的材料应符合图纸要求。
其材质必须有明确的原始依据或自检的合理化报告。
3、系统所用元件都必须有出厂合格证，并应存档保管。
对在保管和运输过程中，因磕碰、锈蚀、污染等原因致使质量受到影响的元件不得用于装配。
4、系统所用元件的内部清洁度都应符合质量分等要求，必要时元件内部用于净油液（NAS8级）进行冲洗。
5、所有装在系统上的橡胶密封件，包括外购液压元件已装上的橡胶密封件，都必须在有效使用期内。
6、所有加工件，在装配前必须清除毛刺，并仔细进行清洗。
7、焊接方法：
尽可能采用水平焊接，允许采用立焊，但不允许用仰焊。
因仰焊的焊缝内部质量无法得到保证。
8、喷漆和酸洗金属表面清洁度：
应采用DIN55928第4部分标准中Sa21/2、Sa3、Be这几级。
Sa21/2级——喷漆至金属表面无氧化层和铁锈，只允许有少量点状的暗色暗影。
Sa3级——喷漆至金属表面无氧化和铁锈，全部为银灰色。
Be级——酸洗至金属表面无氧化层和铁锈，然后进行磷化处理。
（1）一般结构件、油箱外表面、油盘的清洁度应达到Sa21/2级或Be级。
（2）油箱内表面，管道内表面的清洁度要求达到Sa3级或Be级。
9、各种管接头，螺塞，液压元件的连接螺钉都应用测力矩板手来拧紧，拧紧力矩应符合表1—5规定。
表1—1滑阀固定螺钉拧紧力矩表（螺钉强度10.9级）
螺钉直径mm
5
6
8
10
12
16
18
20
24
30
拧紧力矩NM
9
15
30
69
120
295
405
530
900
1000
拧紧力矩KgM
0.92
1.53
3.06
7.04
12.24
30.08
41.3
59.14
91.77
101.97
表1—2比例、伺服阀固定螺钉拧紧力矩表（螺钉强度10.9级）
螺钉直径mm
4
5
6
8
10
12
16
18
20
拧紧力矩NM
2.6
5.8
9
19
44
77
191
263
380
拧紧力矩KgM
0.265
0.59
0.92
1.94
4.49
7.85
19.48
26.82
38.75
表1—3公制螺塞拧紧力矩表31.5Mpa
螺钉直径mm
10
12
14
16
18
22
27
33
拧紧力矩NM
32.4
46.1
62.8
82.4
104
155
233.4
349
拧紧力矩KgM
3.3
4.7
6.4
8.4
10.6
15.8
23.8
35.6
表1—4管接头拧紧力矩表31.5MPa
管接头直径mm
10
12
14
16
18
22
27
33
42
48
50
60
拧紧力矩NM
32.4
46.1
62.8
82.4
104
155
233.4
349
565
738.5
801
1153
拧紧力矩KgM
3.3
4.7
6.4
8.4
10.6
15.8
23.8
35.6
57.6
75.3
81.7
117.6
表1—5焊接式管螺母拧紧力矩表31.5Mpa
钢管外径mm
10
12
14
18
22
28
34
42
50
63
拧紧力矩NM
40
44.5
79
123
178
277
356
518
624
1109
拧紧力矩KgM
4.1
4.5
8
12.6
18.1
28.2
36.3
52.8
63.6
113.1
表1—6管制管接头拧紧力矩表31.5Mpa
管接头直径mm
1/8″
1/4″
3/8″
1/2″
3/4″
1″
11/4″
11/2″
2″
拧紧力矩NM
24.6
55.9
89.2
141.2
226.5
336.4
565
733
1138
拧紧力矩KgM
2.51
8.7
9.1
14.4
23.1
34.3
57.6
74.7
116
10、装配时零件间的接缝应平整，不得有明显错边。
11、系统出厂前必须进行耐压试验，循环冲洗（达到清洁要求），和分回路功能试验。
并预先准备好试验方案和试验需要的有关液压件和配件。
12、装配试验合格后的系统所有外露油口应用耐油塞子封口（禁用纸张，棉纱，木塞等杂物封口），以免系统内部污染。
并在各个独立系统的适当位置标上该系统的液压系统原理图。
13、液压系统的设计制造还应符合GB3.766-83液压系统通用技术条件。
二、油箱设计制造原则
（一）油箱设计
1、需考虑油箱以下功能：
储存油液；防止污染和促进污染物的分离；促进散热；促进空气从油中分离；安置系统中部分元件。
2、油箱设计除应有足够强度外，还须有足够刚度，以免油箱承重后不致在搬运过程中产生永久变形。
3、油箱容积的确定，至少考虑以下因素
（1）容积不低于，泵平均流量（升/分）的三倍；
（2）在系统正常流量时，液压下降时不得低于液位计低面刻线；
（3）应考虑系统因重力流回油箱的全部液体的油箱容积；
（4）至少考虑液体容量10%的附加容量，作为液体热膨胀和空气从液体中分离之用。
4、油箱底部应高于安装面150毫米以上。
以便搬运、放油、散热，并应有足够的支承面。
5、油箱底部的形状及油箱底部设置的放油口，必须能将油放尽。
6、油箱必须在便于观察处设置目标液位计、油温计。
重要设备必须加设液位、油温自动控制和报警系统。
7、各种检测装置（如温度计……等）应考虑装拆方便、利于更换和维修。
8、布置在油箱外边的各类元件、辅件，均应提供拆卸液压元件、液压辅件而不使油箱放油的手段。
9、油箱应备有一个或一个以上的孔盖（或人孔），以便清洗油箱整个内部。
10、油箱内腔壁上尽量保持平整，少焊和少装东西，以便清洗内腔污垢。
11、回油管终端管口必须在油箱最低液面以下200mm，与油箱底面距离应大于2~3倍回油管外径。
12、吸油管和油箱侧壁距离应大于3倍吸油管外径。
管端设在至少离箱底最高点50mm处。
13、油箱必须有较好的密封性，防止尘埃进入，非加压油箱应装有空气滤清器，过滤精度不低于40um。
14、油箱顶盖和油箱壁上的紧固螺钉用螺孔、底孔应是盲孔，以免箱内污染。
15、重要设备的油箱应考虑消泡措施。
16、油箱一般均设置足够强度和刚度的吊耳或起吊孔。
17、伺服系统的油箱，宜采用不锈钢板。
（二）油箱制造
1、油箱箱壁和箱盖用板材材质必须符合图纸要求，并有明确的原始依据或自行合理化检验报告和合格证。
2、箱壁、箱盖用板材的平直度应符合GB1184—80中12级。
应无严重的锈蚀。
3、厚度在8mm以下的板材。
尽可能用剪板机下料，厚度在10mm以上时用火焰切割。
割口表面粗糙度应达到Ra≤25，当达不到时留加工余量。
采用切削加工。
4、在焊接前，必须清除板材焊接部位及周围的氧化层与铁锈。
以防影响焊接质量。
5、箱体焊接时。
应尽量用夹具将板材定位、固定。
6、箱体焊接后的长度公差、角度公差和形位公差应符合图纸要求。
7、箱体上各焊缝质量应符合图纸要求。
8、焊接时，如果是分层焊。
每焊完一层。
必须用钢丝刷刷净焊层。
进行检查有无夹渣、气孔、咬边等现象。
如果有可用气动工具等挖去后补焊，然后再焊另一层。
9、油箱焊接前。
板边要加工出坡口。
10、焊接时尽量用水平焊。
不允许用仰焊。
11、矩形油箱的箱壁、箱盖焊缝的内外都必须满焊。
圆形油箱的箱壁焊缝内侧必须凸出0.4mm以上的焊材贮油盘可采用单面焊缝,但必须焊透.
12、所有焊接在油箱壁和箱盖上的法兰、管道、管接头应凸出0.4mm以上的焊材。
13、油箱制造完毕后。
内腔不允许遗留搭接缝隙，因缝隙中的污垢很难清除。
14、油箱内外壁的毛刺和焊接飞溅物必须全部清除。
不得留有对安装作业和搬动时产生危险的尖角。
15、油箱焊接后，油箱内侧焊缝必须打磨或喷丸处理，达到焊缝表面光洁、无任何焊渣。
16、油箱很界完毕后应先进行渗漏检验，检查是否有渗漏处。
渗漏检查方法：
（1）可以在油箱外部所有焊缝涂上石灰液。
待干后，在油箱内注入少量煤油，将焊缝处于煤油浸泡位置，停留10分钟；检查外部是否有煤油渗出。
逐步翻动油箱，使各面的焊缝都能以此法检查到。
（2）也可以在外部石灰液干后，在油箱内注满清水。
停放8个小时后检查是否有渗漏。
（3）对于压力油箱还必须进行加压试验，试验压力为工作压力的1.5倍。
保压2小时不得有渗漏。
17、油箱内壁须用酸洗磷虾法清洗，除锈。
或用喷丸处理除锈。
18、酸洗磷化处理后的油箱内外清洁度都应达到Be级。
19、喷丸处理后的油箱内外清洁度应达到Sa3级。
外壁清洁度应达到Sa2½级。
20、酸洗磷化处理后的油箱，必须停放48小时，待磷酸盐充分析出后在清洗涂漆。
在此期间不得用污油的手触摸或其他污油织物擦摸油箱表面。
21、喷丸处理后的油箱必须在6小时内涂漆。
在此期间不得用污油的手触摸或其他污、油织物擦摸油箱表面。
22、油箱内壁表面应涂耐油的涂料，如锌粉、过氯乙稀涂料、Ro —1耐油涂料等确经试验成功的耐油涂料，并应有试验证明资料和产品合格证。
（三）油箱装配
1、装配前油箱内部涂层必须确认已牢固，外壁可先只涂一层底漆，待装配完再涂面漆。
2、装配前油箱壁必须清洗干净。
可利用确经试验成功的，适合于清洗液压系统的清洗剂。
并应有试验证明资料和产品合格证。
3、擦洗油箱内壁时。
严禁用棉纱或棉质纤维布类。
可用百绸布或吸水泡沫海棉。
轻轻按擦，当擦干后，还见有小污垢，可用浸有石油醚的吸水海棉或用湿面粉团轻轻按吸。
直到目视在白绸布或湿面粉团上无污物为止。
4、如清洗干净后暂不装配，也应立即加盖。
并对所有接管口用洁净塑料盖或塑料膜封好。
5、检查所有需要安装在油箱上的零部件是否符合图纸要求，各个配件（如：
加热器、液位计、油温计等）的规格、型号。
是否符合，并必须具有出厂合格证。
6、凡要装入油箱内腔的零件、配套件也必须清洗干净。
7、油箱内腔个零部件、配套件安装完毕后。
必须立即加盖。
此后不得再在箱壁上焊接零件及钻透壁的孔。
9、安装的配套件，如规定了连接螺纹的拧紧力矩。
则必须用测力矩扳手规定力矩拧紧。
三、管道的设计、布管、焊接和清洗原则
（一）设计与布管
1、泄油管路，先导控制回路，主回油管路应设计成各自独立回油箱的管道。
2、伺服系统的管道应采用不锈钢管或紫铜管。
3、布管设计和配管时都应首先根据系统图，所需连接的组件，液压元件、管接头、法兰作一个统盘的考虑。
4、管道的敷设排列和走向应整齐一致，层次分明，尽量采用水平或垂直布管。
水平管道的不水平度应≤2/1000；垂直管道的不垂直度应≤2/1000。
必须用水平仪检测。
如果在一台独立的机架上布置，则在配管前必须用水平仪先将机架校平到水平度1/1000以上。
5、在一列平行布置的管道，各管道之间的平行度允差为2/1000。
6、平行或交叉的管子之间，必须有10mm以上的空隙。
7、管道的配置必须使管道、腋芽法和其他元件装卸、维修方便。
8、系统中任何一段管道或元件应尽量能自由拆装而不影响其他元件。
9、配管时必须使管道有一定的刚性和抗振动能力。
应适当配置管道支架和管道。
管夹间距应符合表3—1规定。
表3-1管夹间距表
管子外径（mm）
<10
>10~25
>25~50
>50~80
管夹间距离（mm）
≤1
≤1.5
≤2.0
≤3.0~3.5
弯管部分应在起弯点附近增设支架或管夹。
10、管道不得与支架或管夹直接焊接。
11、管道的重量不应由阀、泵等其他液压元件和辅件承受；也不应由管道支承较重的元件重量。
12、较长的管道必须考虑防止温度变化使管子伸缩而引起应力的有效措施。
13、配管时，管子的管径、壁厚和材质应与图纸相符。
14使用的管道的材质必须有明确的原始依据资料或自行理化检验报告和合格证，对于材质不明的管子不允许使用。
15、管子表面必须无氧化皮、裂纹、折皱、夹层、凹坑等缺陷。
应有良好的直线度。
直线度应在2/1000以内。
16、液压系统管子直径在50mm一下的可用砂轮切割。
直径50mm以上的管子一般应采用机械加工方法切割。
如用气割。
则必须用机械加工方法车去因气割形成的组织变化部分。
同时可车出焊接坡口。
17、管子切割表面必须平整。
去除毛刺、氧化皮、熔渣的杂物。
切口表面与管子轴线垂直股公差为管子外径的1/100。
18、一条管路油多段管段与配套元件组成时，应依次逐段接管。
完成一段，组装后，在配制其后一段。
（为了避免一次焊完产生累积误差）。
（二）弯管
1、液压系统的弯管应采用冷弯法。
2、弯管处的最小弯管半径R应大于管子外径的3倍。
3、有二个连续弯头之间的距离L最小值应符合表3—2规定。
见图3—1
表3—2弯头之间最小距离L
管子外径D（mm）
6；8
10
12
16
18；20
22
25
28
30
34
38
42
最小距离（mm）
60
70
90
140
150
160
175
190
200
225
255
280
4、管子弯曲成形处外表应圆滑，不应有明显的波浪及压扁现象，要求：
其椭圆率Dmax-Dmin/100%<8%
壁厚减薄率So-Smin/100%<10%
波浪度H/D×100%<3%
5、弯管时应采用与管子外径相符的弯管模具。
（三）管道的焊接
1、焊接高压管道的焊工，应持有有有效的高压管道焊接合格证。
2、管道的对接焊，应按表3—3规定作出坡口及留出间距b。
表3—3管道对接焊缝坡口及间距b
tmm
焊缝形式
坡口形状
bmm
cmm
α
-3
I行
2~3
>3~20
V行
2~3
2
60º
3、管子焊接前，应将坡口及其附近宽10~20mm处表面赃物、油迹、水分和锈斑等清除干净。
4、焊接工艺选择
（1）乙炔气焊主要用于一般炭钢，管壁厚度t≤3mm的管子。
（2）电弧焊主要用于一般炭钢，管壁厚度t>3mm的管子。
（3）管子的焊接最好采用氩弧焊。
对厚壁管t≥5mm管应采用氩弧焊大底，电弧焊填充。
（4）最好采用管子内孔充保护气体方法焊接。
5、在管道焊接全过程中，应防止风、雨、雪的侵袭。
6、焊条、焊剂与所焊管材相匹配，其牌号必须有明确的原始依据资料，并必须有产品合格证且在有效使用期内。
7、焊条、焊剂在使用前应按其产品说明书的规定烘干，并在使用过程中保持干燥。
一般情况下应将焊条放入烘箱内，在300℃温度下烘1侠士，然后保温到100℃后取出，在当天使用。
焊条药皮应无脱落和显著裂纹。
8、管道与法兰的焊接应用对接焊法兰，如图3—3a，或家对接焊筒的法兰，如图3—3b。
不可采用插入式焊接法兰，如图3—3c。
9、管道与管接头焊接应采用对接焊。
10、管道与管道的焊接应采用对接焊，如图3—4a。
不允许用套接焊如图3—4b。
11、对接焊的截面N-N如图3—4a必须与管子中心线成直角，不允许倾斜，如图3—4a中M-M。
12、焊接截面不允许在转弯角处，如图3—5。
13、应避免在管道的二个弯管之间存在焊缝，如图3—6所示，因这种焊缝内腔难于清理。
如不可避免时，此种寒风必须采用在管道内通入惰性气体保护焊。
也可用加中间管街头或一对法兰来解决。
14、在长值管道的中部、应避免管子与管子直接焊接，因这种焊缝内腔难于清理。
可改为加中间管接头或一对法兰来解决。
如不可避免时，此种焊缝必须采用在管道内通入惰性气体保护焊。
15、压力管道宜采用转动平焊。
16、在配管焊接时，必须先点焊定位，再拆下来焊接。
焊后再组装上整形。
17、管材焊接后，对壁厚≤5mm焊缝，应在温室下自然冷却，不得用强风或淋水强迫冷却。
18、管道焊接，在焊缝内壁必须比内壁高出0.5~0.4mm。
不允许出现凹入内壁的现象。
在焊完后再用锉、磨或喷砂（丸）方法清理焊缝内壁，去除焊渣、毛刺、达到光洁程度。
19、焊缝应焊透，焊缝外部应均匀平整，焊缝成型后，焊缝质量应符合设计要求。
20、压力管道的焊缝应抽样作射线探伤。
对于一批管材，焊条或焊剂的管件焊缝必须作首件射线探伤。
此后对工作压力<6.3Mpa的管道按5%量抽查；对工作压力6.3~31.5Mpa的管道按15%量抽查。
其质量应达到GB3323—82KⅡ级的规定。
21、管道配管焊接以后，所有管道都应按应有位置预安装一次。
将各液压元件、泵站、阀架、阀块连接起来。
各连接口应自然贴合、对中。
不能强扭接合。
当松开管接头或法兰连接螺钉时，相对接合面中心线的相错位置和二贴合面之间的间隙量应符合表3—4的规定：
表3—4
管道直径（mm）
≤16
>16~38
>38~60
>60~100
二相对面中心线错位置
≤1
≤1.5
≤2
≤2.5
二相对端面间的间隙（mm）
≤1
≤1.5
≤2.5
≤3.5
对于较粗管道发生错位时可用气焊具火烤整形消除。
22、可以在全部配管焊管完后将管夹与机架焊牢；也可以按需求交叉进行。
23、管道在配管、焊接、预安装后，再次拆开，全面检查去除毛刺、焊渣情况，不留后患，然后进行酸洗、磷化。
（四）酸洗、磷化处理]
1、配管和管子焊接后高压管路在酸洗磷化前应进行耐压试验，耐压试验可单根进行，也可几根管子串连一起检查。
配管的一端装上堵头（或盲盖）另一端注入试验用油，装上试验台，连接压力油源，用系统工作压力的2倍进行试验，保压5分钟，检查焊缝有无渗漏现象，（允许敲击配管检查）。
2、管道在酸洗处理后的表面清洁度应达到Be级（金属表面无氧化层和铁锈）。
3、管道的酸洗磷化可以将管道分解后用浸槽法进行；也可管道连接在一起，进行循环酸洗、磷化法。
4、经酸洗磷化后的管道，对管内通入热空气进行快速干燥。
5、磷化、干燥处理后，可暂不作防锈处理，如需涂防锈涂料，则必须在磷化处理48个小后才能涂装。
在管道内壁的防锈涂料应主义要和以后管道清洗时的清洗液或使用液压油相容。
（五）管道的清洗
1、管道在酸洗，磷化后再次安装起来进行系统整体的循环冲洗装置以前，须对每一根管道内壁先进行一次预清洗。
2、管道的预清洗可以利用一台有泵，操纵阀和循环清洗液的冲洗装置进行。
可以将各段管道分别接到冲洗装置的出、入口进行循环冲洗。
也可将冲洗的全部管道按照不同直径分组连接，分组冲洗。
每组连接的管径大小最好一致，如管径不一致，则按照从大到小的顺序依次连接起来，并从大直径端向小直径方向冲洗。
（1）清洗液的选用，见本文第七节第
（二）款。
（2）冲洗过程中，清洗液的流动状态可有三种选择：
连续循环冲洗，清洗液单向流动，不加负载或微量负载，首次冲洗60分钟，取液样检测（液温不超过70℃）
脉动冲洗，控制清洗液流动方向的换向阀，以通液时间和不通液时间的比例为5：
1。
周期为30秒~60秒。
冲洗60分钟，取样检测（液温不超过70℃）
混合冲洗：
脉冲洗15分钟，交替冲洗15分钟，交替进行，冲洗60分钟，取样检测（液温不超过70℃）
（3）管道的预清洗检测结果要求，冲洗液的清洁度应达到液压系统设计要求的等级或差一等级。
3、经清洗合格的管道应立即用干净的塑料堵头或塑料薄膜密封管口，存放在清洁干燥的室内。
需总安装管道时方可启封。
（六）软管的应用与安装
1、软管只能应用于：
（1）设备可动元件之间
（2）便于替换件的更换处
（3）抑制机械振动或噪声的传递处
2、安装软管必须考虑
（1）使长度尽可能短，以避免设备在运行中发生软管严重弯曲与变形。
（2）在安装或使用时扭转变形最小。
（3）不应使软管位于易磨损之处，否则应予保护。
（4）如软管自重会引起过分变形时，软管应有充分的支托或使管端下垂布置。
（5）软管的弯曲半径，与设备连接的管端安装位置使软管的弯曲，扭转变形都应在软管产品说明书的允许范围内。
3、如软管的故障会引起危险，必须限制使用软管或予以屏蔽。
4、软管在装入系统中前，也应将内腔清洗干净。
方法参照（五）管道的清洗。
四、泵站设计、制造和安装
（一）设计
1、泵的容量不宜采用得太富裕，以免能量损失太大，油液发热太大。
2、尽量采用蓄能器来改善泵的输出功率的平滑性，减少输出压力的脉动值，减少泵和电机装机容量。
3、要求容量大的液压泵源，以采取多泵并联供油为宜，尤其是一个循环周期中大流量负荷所占时间较短的系统中。
4、大容量、短期满流量的系统，以及伺服系统，尽量采用恒压变量泵。
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