液压泵站课程设计.docx

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液压泵站课程设计

专业方向课程设计说明书

题目名称：

P1系列双定量齿轮泵液压泵站设计

学院：

机械工程学院

专业年级：

机械设计制造及其自动化11级

姓名：

强

班级学号：

液压11-1-02

指导教师：

玉峰、金涛

二Ｏ一五年一月九日

一、课程设计任务书

题目：

P1系列双定量齿轮泵液压泵站设计

原始数据：

齿轮泵1.3mℓ/rev（21MPa电磁卸荷）+7.4mℓ/rev（21MPa电磁卸荷）；回油过滤冷却；置安装。

课程设计任务书：

1、泵站设计到溢流阀；

2、必须设有油箱、过滤器、加热器、冷却器、清洗窗、液位计、空气滤清器以及各元件所必须的配附件；

3、需完成泵站系统原理图，（按国标符号绘制）泵站总装配图，电机泵组部件装配图，装配图表达出液压安装关系和机械安装关系装配图与系统原理图一一对应；

4、主要元件参考：

.kompassptc./

5、说明书中列写设计计算过程、所选元件详细技术参数；

6、任务书中没有指定容自定；

7、油箱上通孔必须有密封措施；

二、拟定系统液压原理图

液压系统回路图如下：

1、油箱2、空气滤清器3、液位计4、温度计5、加热器6、粗过滤器7、高压截止阀8、冷却器9、警报式过滤器10、单向阀11、齿轮泵I12、齿轮泵II13、溢流阀14、压力表开关15、压力表

图2.1液压系统回路图

三、选择或设计液压元件

3.1齿轮泵

已知齿轮泵流量，参考提供

图3.1双联变量叶片泵参数

选取泵1型号为P101型号定量齿轮泵，额定压力21MPa，泵排量1.3mℓ/rev，转速围在850~1800r/min，最大流量为1.82L/min，选取泵2型号为P107型号定量齿轮泵，额定压力21MPa，泵排量7.4mℓ/rev，转速围在850~1800r/min，最大流量为8.14L/min，由于是置安装选取法兰盘型。

根据所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大25%～60%，所以拟定系统工作压力为21MPa。

3.2.液压阀类元件的选择

阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。

3.2.1溢流阀

溢流阀我们根据简单实用的原则，选用普通直动型溢流阀：

灵敏度高，压力溢流量的影响较小，适合在中高压大流量下工作。

根据泵的最大流量8.14L/min及参考

图3.2溢流阀参数

选择DG02型直动式溢流阀调压围7-25MPa，最大流量16L/min。

3.2.2单向阀

单向阀选择管式连接方式，根据泵的最大流量8.13L/min及参考

图3.3单向阀参数

选取CIT-03型号单向阀，最大流量125L/min，开启压力为0.35MPa，最高使用压力为21MPa。

3.2.3截止阀

截止阀的作用主要是为了当回路出现问题是截断油路。

根据泵最大流量8.13L/min和系统压力21MPa并且依据机械设计手册第4卷,选择JZFS-T10BII型截止阀，额定流量100L/min，最高使用压力为35MPa。

3.3液压辅件选择

3.3.1压力表

根据泵额定压力21MPa，依据参考

图3.5压力表参数

选择AT（

63）压力表，压力围为25MPa。

3.4液压介质的选择

液压介质运动粘度，即液压介质的牌号的选择：

液压系统的压力不高，为低压系统，并且液压系统回路较为简单。

在液压系统中，液压泵的负荷最重，所以根据液压泵来选择液压介质的粘度，前面选用的是齿轮泵，根据《液压设计与使用》，可以查到对于符合条件的液压介质在30-70℃时推荐为HL46，这种液压油质量比机械油高，用于中低压或简单机具的液压系统，允许粘度围为16-850

，其最佳粘度围为70-250

。

符合液压站的要求。

3.5其他液压辅助元件的设计与选择

3.5.1过滤器的选择

根据题目要求和系统性能的考虑，并查询《机械设计手册》第四卷，选取粗过滤器型号为WU-16

180，流量为250L/min，额定压力32MPa，过滤精度180μm，压差指示器工作差0.35MPa，初始压力降0.01MPa。

3.5.2管道及管接头的选择

1．管道径计算

式中:

d—管道径（mm）；

q—通过管道的流量（

）；

υ—管允许流速（m/s），见表3.1。

表3.1允许流速推荐值

管道

推荐流速（m/s）

液压泵吸油管

0.5～2，一般常取1以下

液压系统压油管

2.5～6，压力高，管道短，粘度小取大值

液压系统回油管

1.5～3

2．计算出径d后，按标准系列选取相应的管子。

分别取吸油、压油、回油管路的液压油流速分别如下：

1）对于液压泵压油管这段取流量为70L/min，压力为14MPa；

2）分支到各条液压支路的压油管取流量为50L/min，压力为14MPa；

3）回油管选取流量为120L/min，压力为6MPa。

经计算可得：

吸油路、压油路、回油路管路的径分别为：

0.053m、0.022m、0.053m。

并采用无缝钢管进行管路的连接。

计算出径d后，按标准系列选取相应的管子。

分别为：

50mm、25mm、50mm。

3.管道壁厚δ的计算

根据系统压力和流量采用无缝钢管，选择相应满足要求的钢管厚

式中

——管壁厚度（m）；

p——管道最高工作压力（Pa）；

   d——管道径（m）；

——材料许用拉应力，其值

；

  σb——管道材料的抗拉强度（Pa）；

  n——安全系数，对钢管来说，p＜7MPa时，取n=8；p＜17.5MPa时，取n=6；p＞17.5MPa时，取n=4。

据《机械设计手册》表选择管的标准外径和径。

吸油路管路径和外径为40mm、50mm，压油路管路径和外径为20mm、28mm，回油路管管路径和外径为40mm、50mm。

对于液压泵站采用无缝钢管，可以采用多种接头形式，有焊接式管接头，扩口密封管接头，卡套式管接头。

焊接式管接头式最常用的，它采用接管焊接油管，焊接工作很大，需要酸洗，耐振性很好。

扩口密封接头，需要对油管进行扩口处理，耐振性很差并且只能用于管径小于34mm的系统。

卡套式连接装配比较方便，但是对油管的要求很高。

综合比较，我们发现采用焊接式管接头比较符合我们的要求，但是也有很多不足，接头型号也不是很全面，需要考虑专门设计接头，采用螺纹密封和连接。

3.5.3空气滤清器的选择

空气滤清器主要是保持液压油箱油液的纯洁度，以免灰尘进入。

查参考选用型号为T0Y0-30，精度400

。

3.5.4液位计的选择

液位计一般设置在油箱侧壁上，以指示油箱中的液面位置。

通常油箱上还应该设置温度计，以检测其油温，为了结构设计的合理性，选取带温度计的液位指示器。

所以，查参考选取型号LS-3″。

3.5.5冷却器的选择

图3.6冷却器

根据参考选择此K-16滚牙式油冷却器LD系列冷却器。

3.5.6加热器的选择

根据《液压传动》，加热器一般不超过

，所以选择

的加热器。

3.6电动机的选择

在前面已经确定了液压泵的型号为P101齿轮泵为21KW,液压泵工作压力为21MPa，流量70L/min,根据表3.2取泵的总效率

则液压泵驱动电动机所需的功率为。

表3.2液压泵的总效率

液压泵类型

齿轮泵

螺杆泵

叶片泵

柱塞泵

总效率

0.6～0.7

0.65～0.80

0.60～0.75

0.80～0.85

查阅《机械设计手册》取Y90S-4和Y132S-4三相异步电动机。

额定功率为1.1KW和5.5KW,同步转速1400r/min，

为90%

3.8联轴器选择

电机与液压泵的传动一般有带传动或者联轴器连接两轴，一般联轴器是两轴转速相同，要求结构紧凑的场合。

带传动是用于中心距离比较大，传动比不为1不能采用联轴器直接连接的传动。

根据《机械设计手册》可以知道电动机机的转速为

，液压泵的额定转速为

最高转速为2500r/min,可以知道电动机转速满足液压泵的转速围，并且液压泵站要求结构紧凑，液压泵要求上置，所以可以确定采用联轴器传动。

下面进行联轴器的选择：

根据公式:

其中P为电动机的输出功率，T为输出轴的转矩，n为额定转速，

效率，由此可以计算出公称转矩T＝

N.m。

查《机械设计》第八版的工作系数

，计算转矩

。

为了减小启动载荷，缓和冲击，所以应该采用弹性联轴器，一般我们采用弹性柱销联轴器。

。

型号的选择需要根据电动机输出轴的直径才可以确定。

通过查询电机转轴直径为55mm。

查GB/T4323-1984选择LT型。

四、油箱设计

4.1油箱的设计

油箱的有效容积（油面高度为油箱高度的80%时的容积）根据液压系统发热，散热平衡计算。

但是对于液压站来说，根据液压泵的最大流量为10L/min，油箱容量的经验公式为

式中QV——液压泵每分钟排出压力油的容积（m3）；

  α——经验系数，见表4.1。

表4.1经验系数α

系统类型

低压机构

中高压系统

高压系统

α

2～4

5～7

8～10

由前面可知压力为21MPa，系统为中高压，取7，初步确定油箱容量为

取100L

选取100L标准油箱a=633mm，b=460mm，c=410mm

油箱至少厚度3mm。

根据以往设计的经验可知箱底厚度应大于箱壁厚度，取其厚度为6mm，箱盖厚度应比箱壁厚度和箱底厚度大，选取箱盖厚度为9mm。

为了便于放油和搬运，应该把油箱升起来，油箱底离地50mm。

并且设有支架，油箱是用钢板焊接成的，而支架是通过单独制作的焊接在油箱的箱底边缘。

支架上设置有4×φ16的螺栓固定在底板上。

4.2隔板，放油塞，清洗孔，通气器，注油口的设计

前面我们已经确定了，把电机机和液压泵放置在油箱上面，为了保证油泵吸油的干净，需要把油箱用隔板分成两部分。

一侧是吸油区，另一侧为回油区，并且在回油区我们把地面设计有1/10左右的倾斜度，以利于杂质沉淀，并且在下方设置放油口，在附近放置一些永磁体，取出油液中的铁屑，这样液压回路的回油必须在回油区沉淀一下后，才能经过隔板下的缝隙流进吸油区，保证吸油的干净。

油箱需要定期清洗，所以为了清洗的方便应该在油箱的两侧都设置了清洗口，清洗孔采用螺丝钉连接固定板密封，并加上密封垫子。

注油口对油箱来说是必不可少的，考虑选择带有清洗油口，直接用清洗油口注油。

4.3吊耳

为了便于搬运油箱，在油箱的四角箱壁的上方和焊接了吊耳，吊耳有圆柱形和钩型两种。

选用圆柱吊耳，通过估算，液压站的重量肯定不大于600kg，根据《液压站的设计与使用》，我们选用0.7t的。

4.4管路的配置

（1）吸油管和回油管

吸油管设置在吸油区，管口最低面在液面以下，在管口设置了滤油器（具体选择见滤油器的选择）。

回油管设置在回油区，管口斜切45度，这样可以增加开口面积，降低了液流的速度，有利于沿箱壁环流。

为了防止空气进入管中，吸油管和回油管管口都淹没在液面以下，为了过滤大颗粒杂质，保护液压泵，我们在吸油管口安装了过滤器。

（2）泄油管

泄油管单独接入油箱，并且在油箱液面以上终结。

（3）穿孔的密封

吸油管，回油管以及泄油管都是要在油箱顶部进入油箱的，如果密封不好，空气肯会从此处进入油箱，所以必须考虑他们的密封问题。

由于设计油箱顶盖只有9mm厚，这样薄的壁厚不利于密封，所以需要在油管进入油箱出焊接了一个20mm厚的一个凸台，这样便于密封。

并且可以防止在维修的时候，污染物进入油箱。

五、液压泵站的组装和使用维护

5.1液压泵站的组装

5.1.1液压元件和管件的质量检查

（1）液压元件的检查

液压元件的型号规格应与元件清单上一致；生产日期不宜过早，否则其部密封件可能老化；油箱部不能有锈蚀，通气过滤器、