液压综合测试装置的设计说明书.doc

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1、第一章 绪论随着科学技术的发展，液压技术也得到了飞速发展，其应用范围也越来越广，在各种机械中发挥着越来越重要的作用，因而对液压元件和系统的性能要求也越来越高。但也由于液压系统组成和功能日益复杂，工作原理难以掌握，给设备的维护修理带来诸多不便。系统一旦出现了故障人们很难准确判断出故障元件及其损坏程度，因而在工程机械液压系统修理中存在着相当大的盲目性。所以在故障诊断和排除时，不但需要熟练的技术人员，同时还要有完善的检测设备。常常需要检测液压元件的多种技术指标，才能找出故障的部位和根源，达到及时维修的目的。 由于液压传动是在一个密封的环境里通过液压油液等传动介质来传递能量和动力，因而液压元件的结构关

2、键主要是在其内部，不像机械零件那样，故在液压元件发生故障时，很难通过观察外表来辨别它的性能好坏，因而需要专门的液压元件检测设备。像伺服缸、比例伺服阀等液压元件市场价格都比较高，若不经过检测就更换新的液压元件，不仅在资源上是一种浪费，在资金上也是一种浪费，这无疑是在产品生产过程中提高了成本，以至于影响了企业的竞争力，因而在在大中型企业中有必要设计一台能够检测液压元件性能好坏的综合检测装置。针对上述情况，我设计了一台综合液压检测装置可以满足液压元件的测试要求，为液压元件的维修和检测提供了一种操作简单、实用的检测维修设备。该液压检测装置不仅可以对普通阀、伺服阀和比例阀进行快速检测，而且也可以对液压缸

3、、伺服缸进行试验。第二章 液压综合测试装置的设计要求本测试台主要用于现场下线阀、油缸等液压元件修复测试使用。测试的阀主要有方向阀、单向阀、溢流阀、减压阀、流量阀，且对不同通经的阀均可测量。测试的液压缸主要有活塞缸、柱塞缸、伺服缸。其测试性能和设计要求是：2.1系统参数系统的最高压力为315bar，系统的最大流量100L/min。2.2系统的测试要求 2.2.1对方向阀（包括普通阀、比例阀WRZ、WRA）的测试要求（1）换向实验。（2）内部泄漏量实验。（3）稳定压差流量特性实验。2.2.2对单向阀（包括液控单向阀）的测试要求（1）内部泄漏量实验。（2）最小开启压力实验。（3）稳定压差流量特性实验

4、。2.2.3对压力阀（溢流阀、减压阀）的测试要求（1）压力调整流量特性关系。（2）压力调整与泄漏量。2.2.4对流量阀的测试要求 压力调整流量特性关系实验。2.2.5对伺服阀与比例阀的测试要求（1）测试压力增益与零位泄漏。（2）额定流量、滞后、零偏电流和死区。（3）稳定压差条件下、额定流量测试。（4）动态测试。另外，还包括伺服缸的动态测试。2.3液压部分基本组成a：动力单元：液压源 蓄能器站 b：系统回路：控制阀组 液压缸 测量接口 阀板组 主测试台2.4需完成的内容a：测试装置方案设计、元件选择b：系统回路部分设计c：主阀台结构设计d：回油小泵站设计e：测试块设计2.5设计计算要求（完成与设

5、计相一致的设计说明书一份）（1）根据需完成的各项工作，进行液压系统总体方案的选择和确定；（2）根据要求，计算出系统所需的最大压力、流量； （3）液压缸的设计及校核；（4）液压元件的选择；（5）液压装置的总体设计；（6）验算系统性能，如系统的压力损失、热平衡等。2.6需完成的图纸完成工程设计图纸折合甲1图纸7张（含一张手工制图）（1）液压测试装置原理图；（2）主阀台装配图；（3）蓄能器装配图；（4）测试块零件图；（5）主阀台水平、垂直面板图；（6）回油小泵站装配图等。第三章 液压测试系统回路的方案选择多功能液压测试装置的液压系统包括液压主油路、各种液压元件的测试回路、液压循环冷却回路和液压回油油

6、路等。 首先，拟定主油回路,因本设计为综合测试装置，系统压力大，流量大，因此发热高，为便于散热，应采用开式系统回路。 其次，该系统主要测试各种阀，因此应根据各种阀的要求单独拟定系统回路，然后再加以综合，以满足测试的要求和需要。3.1主油路的方案选择 任何液压元件测试系统都离不开液压动力部分油源。在测试不同的液压元件时所需要系统提供的压力和流量都是不一样的，在测试液压元件的泄漏量时流量很小用小流量泵，在测试液压元件的通流能力时需要较大流量用大流量泵。主油路的防污能力的设计，液压系统回路压力和流量的稳定性等，都是我们设计要考虑的因素。 方案一：如图3.1所示，为了保证系统压力，该油路采用了溢流阀调

7、压回路，且为了防止污物进入系统，该油路还在泵的出口处安装了一道精过滤器来保证供油清洁。为考虑到停机检查维修时防止管路中油液倒流回液压泵，特在过滤器处增设单向阀。该油路的油源部分采用了大小相同的两套泵组（图中只作了一个液压泵），需要小流量时只要一个液压泵工作即可。图 3.1 方案二：如图3.2所示，该油路不仅采用了滤油器、单向阀、溢流阀和大小相同的两套泵组（图中只作了一个液压泵），为保证液压系统调定压力和流量的稳定性，还添加了蓄能器。又因该系统用来测试各种阀，因此应满足不同通径，不同压力等级，所以采用变量泵，以减少用定量泵的功率损失，且为了节省功率采用了卸载回路。图 3.2 方案比较：方案一结构

8、比较简单，但不能保证压力和流量稳定，而且功率损失大。而方案二可以，且功率损失小，所以选择方案二。3.2换向阀测试回路的方案选择 换向阀是利用阀芯在阀体中的相对运动，实现液压油路的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作的控制阀门。换向阀应满足流体流经阀时的压力损失要小，互不相同的通口间的泄漏要小，换向要平稳迅速且可靠等条件。所以换向阀的性能是决定着回路的关键。方案一：如图3.3所示，换向阀测试时，分别采用两个单向节流阀12、13对其A口和B口进行加载。换向阀的主要试验内容包括换向性能试验、中位机能测试和泄漏特性试验。换向性能试验：在额定压力和流量，换向阀连续进行换向，测试其P口、T口、A口和B

9、口的压力变化以及流量变化，判断换向阀是否能够正常换向。中位机能测试：在额定压力和流量下，记录换向阀处于中位时各口的压力值，判断换向阀的中位机能是否合格。泄漏特性试验：使换向阀处于每一位置时，再关闭保压球阀5和14，分别记录每一位置时被试阀11各口的压力值，根据压力损失值间接测试被试阀各口的泄漏量。 图 3.3方案二：如图3.4所示，该回路主要可测试内容有功能和换向性能试验、泄漏量试验等。功能和换向性能试验：调节溢流阀2，使系统压力为被试阀10的额定压力，将被试阀10连续动作十次，试验换向和复位情况。要求换向和复位迅速，不得有外渗漏现象，换向不得有叫声和抖动。泄漏量试验：将A、B点堵死，调节溢流

10、阀2，使系统压力为被试阀10的额定压力，按照滑阀机能和结构，分别从A（或B）和T口测量被试阀10的阀芯在各个不同位置时的内泄漏量（对有泄漏口的，应包括外泄漏量，并在泄漏口测量）。 图 3.4方案比较：方案一结构较复杂，费用高。方案二测试性能已经满足基本要求，且结构简单，综合考虑各种因素，采用方案二。3.3单向阀测试回路的方案选择单向阀通常分为普通单向阀和液控单向阀。普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。而液控单向阀则反向倒流时需要提供控制压力油。单向阀的试验内容包括正向最小开启压力，稳态压差流量测试和内泄漏特性。液控单向阀还需要进行控制压力的试验，测试使被试液控单向阀反向

11、开启并保持全开所必须的最小控制压力。方案一：如图3.5所示，换向阀5在左、右位时，可以分别对单向阀9的紧密性内泄漏试验、稳态压差流量测试和最小开启压力试验，液控单向阀的控制压力有减压阀7控制。 图 3.5方案二：如图3.6所示，与方案一系统回路基本一样，但方案二采用了量杯测量泄漏量。因单向阀泄漏很小，流量计测试流量不明显，使用量杯测量显得更准确。 图 3.6方案比较：综上所述，方案二更合理，因此采用方案二。3.4压力阀测试回路的方案选择压力阀大体可分为溢流阀和减压阀。溢流阀是通过阀口的溢流使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。减压阀主要是维持该阀出口压力恒定，不受进口压力

12、通流量大小的影响。它们的试验内容主要包括稳态压力流量特性和压力调整与泄漏量的关系等。方案一：如图3.7所示。稳态压力流量特性：将被试阀6调定在所需流量和压力值上，包括最高和最低压力值，然后在每一试验压力值上使流量从零增加到最大值，再从最大值减少到零，测试此试验过程中被试阀6的进口压力。溢流阀内泄漏试验：将溢流阀8全开，在被试阀6完全闭死的状态下，试验系统给额定压力的油液，通过被试阀6的开启和密封过程，从被试阀6的回油口测量的流量为内泄漏量。减压阀外泄漏量：在溢流阀8设定所需压力下，经过其先导阀的外泄漏量不得大于规定值。 图 3.7方案二：溢流阀测试回路（如图3.8所示）压力调整与流量测试：在回

13、路中，通过调整可调流量控制阀5可获得不同的压力和流量，用流量计8测试通过溢流阀7的流量。压力调整与泄漏量测试：调节被试阀7至全封闭，在一定压力和流量下，然后再调节被试阀7，使其开启，再完全关闭，从被试阀7的回油口测量的流量即为内泄漏量。调节可调流量控制阀5可获得不同的压力和流量下的泄漏量。 图 3.8减压阀测试回路（如图3.9所示）压力调整与流量测试：把背压阀10调节到一定压力，再调节单向节流阀5来控制油路流量和压力，用流量计11测试通过减压阀的流量。压力调整与泄漏量测试：减压阀为外泄漏阀，通过调节单向节流阀5可得到不同压力下的泄漏量。关闭背压阀10，打开换向阀7，通过换向阀7的流量即是减压阀

14、6的泄漏量。 图 3.9方案比较：方案一结构简单，但无压力和流量调定，不能满足压力调整与流量、泄漏量的关系。方案二测试性能较可靠，系统回路并不比方案一复杂。所以选择方案二。3.5流量阀测试回路的方案选择流量阀的作用是在阀的进出口压差变化的情况下，维持通过的流量恒定，从而维持与之串联的被控对象的流量恒定。方案一：如图3.10所示，该方案试验内容主要包括稳态流量压力特性、入口压力阶跃响应和出口压力阶跃响应等。压力调整与流量特性试验：将被试阀6调定在所需流量和压力值上，包括阀的最高和最低流量值，然后在每一试验流量值上使压差从零增加到最大值，再从最大值减小到零，测试此试验过程中被试阀6的流量变化。入口

15、压力阶跃响应特性：将被试阀6调定在所需流量和压力值上，使被试阀6的供油压力发生阶跃变化，记录下被试阀6的流量变化。出口压力阶跃响应特性：将被试阀6调定在所需流量和压力值上，调整比例方向阀11，使出口压力发生阶跃变化，记录下被试阀6的流量响应变化。 图 3.10方案二：如图3.11所示。压力调整与流量特性试验：用单向节流阀5来调节流量和压力大小，使用溢流阀9来产生一定背压。试验开始时，将被试阀7调定在所需流量和压力值上，包括阀的最高和最低流量值，然后在每一试验流量值上使压差从零增加到最大值，再从最大值减小到零，测试此试验过程中被试阀7的流量变化。进口压力变化对流量的影响试验：将单向节流阀5全开，

16、调节被试阀7，使其通过的流量为最小稳定流量的12倍，调节溢流阀2，使被试阀7的进口压力从最低变化到最高。被试阀7进口在此时的流量变化率是（流量最大值流量最小值）/流量平均值100%.出口压力变化对流量的影响试验：将单向节流阀5全开，调节溢流阀2至阀7的公称压力。调节阀7，使通过的流量为最小稳定流量和最大流量，分别作如下试验。调节溢流阀9，使阀7的出口压力在公称压力的5%和90%范围内取六个数值，用流量计和秒表测量每个不同出口压力下流经阀7的流量。计算流量变化率，绘制压力流量特性曲线。 图 3.11方案比较：方案二结构简单，回路能够满足测试流量阀的性能要求。方案一虽能测试阶跃响应，但结构复杂，费

17、用较高。因此选用方案二。3.6伺服缸、伺服阀与比例阀测试回路的拟定伺服阀、伺服缸的测试需要传感电路，只需将传感器接入普通阀的回路中，将普通阀换成伺服阀、比例阀即可完成试验。伺服阀安装在伺服缸上，用单向节流阀来调整油路的压力和流量，即可完成试验。具体方案在这不再累赘。第四章 综合液压测试系统原理图的方案拟定4.1综合液压系统原理图设计原则 液压系统原理图拟定是通过对液压回路的反复对比选出合适的液压回路，既要考虑结构性能可靠性，还要保证尽可能经济、有效的利用能量，达到高效、可靠运行的目的。然后把各种液压回路放在一起，进行归纳、总结、整理，再增加或更换一些必要的元件和液压辅助油路，最后得到完整的综合

18、液压系统回路。 一般液压系统设计应考虑的几点原则：合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，使制造成本最低。设计过程中既要针对产品的不同功能特点，又要使产品具有良好的维修方便性。最终工作循环中每个动作都要可靠，无相互干扰。在元件的选用方面，应尽量选用那些效率高、能耗低的元件，减少能量消耗，防止系统过热。坚持标准化、通用化、系列化的“三化”原则。4.2确定综合液压测试系统原理图动力源部分，采用两个变量泵为系统提供压力和流量，当小流量时，采用单个泵工作。泵的调定压力由远程比例溢流阀来调节，系统的工作压力由带有方向阀的可调溢流阀来控制。因温室和工作时系统发热量较大，决定在泵站部分加入冷却循环系统以降

19、低系统的发热量。为了能够检测油箱的油量，系统采用油标等测量设备。由于油箱中的油液在换油时要和空气接触，为了防止空气的进入油液，故在油箱上安装了空气滤清器。同时油箱应有放油口。考虑到该系统今后的维修，需要在液压泵和油箱之间设置截止阀。为防止液压泵在工作时把一些油箱的杂质或者泵的磨损颗粒带入到系统中，所以把精过滤放在液压泵之后。为防止过滤器堵塞，在选择过滤器时应考虑选择带有警报器装置，且能在堵塞时通过自身带有的压力传感器感应进出口过滤器的压差来自动控制压力继电器打开旁路释放压力，以防止堵塞压力过大而损坏液压泵。考虑到试验时可能会出现压力和流量不足，决定在系统中加入一个蓄能器,以稳定液压系统压力和流

20、量。并在蓄能器与液压泵之间设置单向阀，防止蓄能器里的油液在液压泵不工作时倒灌。此外在蓄能器和系统之间设置了截止阀，供充压、检查、维修蓄能器或长时间泵不工作时使用。考虑到整个系统的布局整洁、合理、紧凑性，决定系统中各阀主要用板式来连接。考虑到各测试试验的快速性，决定在整个回路中增加一些快换接头，各测试试验单独甩出接头，以便和其它元件快速组合，完成不同的试验功能。考虑到各阀测试完后会有余油残留在阀中，还有由泄漏留下很多油液，为减少浪费，决定在系统中增加余油收集回路。由于简化液压管路，流量计和其他测试元件公用回油管路，为了防止在其它使用回油管路时油液倒流过流量计，故在流量计后加了单向阀。由于系统主油

21、路上的过滤精度达不到测试元件要求，所以在一些控制油路中再设置一道超精过滤器。综上所述，将各个试验原理图改进并加以综合得到综合液压测试图。该图主要包括泵站和主台两部分（详图见附原理图）。4.3综合液压测试系统原理图综合液压系统原理图具体如下图4.1与4.2所示：图4.1 泵站原理图图4.2 主台原理图第五章 液压元件的计算和选择5.1设计参数的要求设计要求液压执行元件的最大工作压力使31.5Mpa，最大流量是100L/min。考虑到在检测不同液压元件时所需要的系统压力和流量大小是不同的，但只要能够保证所需的最大工作压力和最大工作流量即可，其它工作压力大小可以通过溢流阀调定。5.2液压泵的计算和选

22、择5.2.1确定液压泵的最大工作压力查阅液压与气压传动第330页得知，液压泵的最大工作压力Pp按下式计算 Pp=P1+p (5-1)式中 P1液压执行元件工作腔的最大工作压力，P1=31.5MPa； p从液压泵出口到液压执行元件入口处的总管路损失。p的准确计算须在选定液压元件并绘制出管路布置图后才能进行计算。初算时，可按经验数据选取：当管路简单或有节流阀调速时，取p=0.20.5MPa；当管路复杂或有调速阀调速时，取p=0.51.5MPa。在此取p=1.5MPa，所以Pp=31.5+1.5=33 MPa，故在选择液压泵时要求泵的最大供油压力应不小于33 MPa。5.2.2确定液压泵的流量Qp查

23、阅液压与气压传动第330页得知,液压泵的最大流量Qp由系统工作时的最大流量qmax确定，即QpKqmax （5-2）式中 Qp液压泵的流量： K考虑系统泄漏和溢流阀保持最小溢流量的系数，通常取K=1.11.3，在此取K=1.2。 qmax液压执行元件所需最大流量，由设计参数可知qmax=100L/min。所以QpKqmax=1.2100=120 L/min。5.2.3确定液压泵的型号和规格根据算出的压力和流量（单个变量泵的最大流量应大于等于60L/min，但有蓄能器，所以单个泵也可小于60L/min）。查力士乐产品样本选取A4VSO40HS/22R-PZB13N00Z型号变量柱塞泵，具体参数见

24、下表。 表5-1 泵参数规格额定压力流量（n=1500r/min）功率（n=1500r/min）净重40350bar60L/min35KW39kg 查液压液压系统设计元器件选型手册第1页表1-2知，柱塞泵的效率是0.810.88，现取0.88。5.3电动机的选择根据泵的转速和功率选择相应的电机，由上述知。查机械设计手册第4卷（成大宪）第17-53页表17-1-35选用Y225M-4型号的电机。 表5-2 电机参数型号额定功率额定电流转速同步转速效率功率因数质量Y225S-437KW70.4A1480r/min1500 r/min91.8%0.87284kg5.4液压管路的设计计算当设计方案确定

25、后，各液压元件是通过管路连接，由于主油路以及其它各回路之间的流量和压力是不同的，所以各回路管子的类型和通经也不相同。5.4.1液压管路的计算公式查阅机械设计手册第5卷（成大宪）第21-579页可得， 管子内径 （mm） （5-3） 管子壁厚 （mm） （5-4） 钢管： （5-5） 铜管： 25 MPa式中 d管内直径； Q管内流量，L/min； v管内油液流速，按推荐值选定； 管子壁厚； p管内工作压力，MPa； p管道材料的许用应力，MPa； b管道材料的抗拉强度，MPa； n安全系数，当p7 MPa时，n=8；7MPap17.5 MPa时，n=6；p17.5MPa时，n=4。金属管内油液

26、的流速推荐值v：吸油管路取0.52m/s，现取v=1.5 m/s；压油管路取2.56m/s，现取v=5 m/s；短管道及局部收缩处取510/s，现取v=10 m/s；回油管路取1.53m/s，现取v=2.5 m/s；泄油管路取v1m/s，现取v=0.5 m/s。5.4.2主压油管路的计算和选用由系统所给参数可知，系统所需最大流量为100L/min，故在两泵联合工作时所用的管路应按Q=100L/min计算，两泵在单独工作时可按Q=50L/min计算。系统所需最大压力31.5MPa，所以一般选择钢管。5.4.2.1两泵单独工作时压油管计算 由前面说明可知v=5 m/s、Q=50L/min。 由式（

27、5-3）得 （mm） 即d14.578mm。查阅工程材料第157页，表7-13可得，选用1Cr18Ni9Ti不锈钢，则b=539 MPa。由于系统工作压力p17.5MPa，所以安全系数n=4。由式（5-4）、（5-5）得（mm） 即1.785mm。查阅液压系统设计元器件选型手册第864页，表5-2得，选取油管的公称直径DN=15mm，钢管外径D=22mm，管子壁厚=3mm，即选用223无缝钢管。5.4.2.2两泵联合工作时压油管计算 由前面说明可知v=5 m/s、Q=100L/min、b=539 MPa、安全系数n=4。由式（5-3）得(mm） 即d20.6mm。由式（5-4）、（5-5）得（

28、mm） 即2.5mm。查阅液压系统设计元器件选型手册第864页，表5-2得，选取油管的公称直径DN=25mm，钢管外径D=34mm，管子壁厚=5mm，即选用345无缝钢管。5.4.3主回油管路的计算 由前面说明可知v=2.5 m/s、Q=100L/min、b=539 MPa、安全系数n=8。因回油管路直接与油箱相连，所以回油管中压力很小，现取p=1.0 MPa。由式（5-3）得 (mm） 即d29.2mm。由式（5-4）、（5-5）得（mm） 即0.217mm。查阅液压系统设计元器件选型手册第864页，表5-2得，选取油管的公称直径DN=32mm，钢管外径D=42mm，管子壁厚=2mm，即选用

29、422无缝钢管。5.4.4吸油管路的计算由前面说明可知v=1.5 m/s，由泵的计算知泵的流量为60L/min，b=539 MPa，安全系数n=8。因吸油管路直接与油箱相连，所以吸油管中压力很小，现取p=1.0 MPa。由式（5-3）得 (mm） 即d29.2mm。由式（5-4）、（5-5）得（mm）即0.217mm。查阅液压系统设计元器件选型手册第864页，表5-2得，选取油管的公称直径DN=32mm，钢管外径D=42mm，管子壁厚=2mm，即选用422无缝钢管。5.4.5控制油路管子的设计 因液压系统控制油路的流量和压力都比较小，因此对管子的内经和壁厚要求不，满足要求即可。参考相关设备，查

30、阅液压系统设计元器件选型手册第864页，表5-2得，选取油管的公称直径DN=12mm钢管外径D=18mm，管子壁厚=2.5mm，即选用182.5无缝钢管。5.5液压缸的设计计算5.5.1液压缸主要参数的确定由于液压缸在本液压系统设计中所起的作用只是用来检测换向阀的换向机能，被压不大，故对液压缸的各种设计参数要不是很严格，只要能满足要求即可。为了便于观察换向阀的机能，液压缸的速度不能太快，也不能太慢，即液压缸内径要适中，根据相关设备资料和上述数据，现取液压缸工作的速度现取为0.4m/s。查阅液压与气压传动第109页单干活塞缸的相关公式，得 （5-6） （5-7） 式中 活塞杆的运动速度； q流经

31、液压缸的流量； 容积效率； D液压缸内经； d活塞杆直径。查阅液压与气压传动第128页表3-3知，当p7 MPa时，取活塞杆的直径d=0.7D1，由机械设计手册第5卷（成大宪）第21-278页知，当活塞密封为弹性材料时，取容积效率0.98。将q=100 L/min、v=100mm/s、=0.98代入上式，得D=72.1mm d=50.5mm5.5.2液压缸的选择液压缸的缸筒长度最大工作行程决定，缸筒的一般工作长度不可超过20倍的内径。查阅力士乐产品样本，根据计算的液压缸内径和活塞杆的直径来选取液压缸： 表5-4 液压缸参数型号液压缸内径活塞杆直径行程CDT3MS2/80/56/800Z1XR8

32、0mm56mm800mm第六章 液压系统辅助装置的计算与选择6.1蓄能器的选择蓄能器是将压力液体的压力能转换为势能储存起来，当系统需要时再由势能转换为液压能而做功的容器。因此，蓄能器可作为辅助的或者应急的动力源，可以补充系统的泄漏，稳定系统的压力，以及吸收泵的脉动和回路上的液压冲击等。根据蓄能器的种类、特点和用途选用蓄能器的类型，再根据计算出的蓄能器总容积和工作压力，即可选择蓄能器的产品型号。因该设计的蓄能器主要是辅助动力源以备应急使用，所以该蓄能器满足要求即可，根据相关设备以及系统的压力和流量选定蓄能器具体型号，见附录二。6.2过滤器的选择 过滤器的功用是过滤混在油液中的杂质，把油液中杂质颗

33、粒大小控制在能保证液压系统正常工作的范围内，使工作介质保持清洁，延长元器件的使用寿命，保证液压元件工作性能可靠。液压系统故障的75%左右是由介质的污染所造成，因此过滤器对液压系统来说是不可缺少的重要辅件。过滤器按其过滤精度可分为：粗过滤器（过滤以上的颗粒）、普通过滤器（过滤颗粒）、精过滤器（过滤颗粒）、特精过滤器（过滤颗粒）。过滤器选择的基本要求是：过滤精度应满足液压系统的要求；具有足够大的过滤能力，压力损失要小；滤芯及外壳应有足够的强度，不致因油压而破坏；有良好的抗腐蚀性，不会对油液造成化学的或机械的污染；在规定的工作温度下，能保持性能稳定，有足够的耐久性；清洗维护方便，更换滤芯容易；结构尽

34、量简单、紧凑；价格低廉等。然后，再根据液压系统技术参数要求，选择过滤器的型号，具体型号选择见附录二。6.3油箱的选择 油箱在系统中的主要功能是储油和散热，也起着分离油液中的气体及沉淀污物的作用。根据系统的具体条件，合理选用油箱的容积、型式和附件，可以使油箱充分发挥作用。6.3.1油箱容量的计算油箱的容量，即油面高度为油箱高度80%时的油箱有效容积，应根据液压系统的发热、散热平衡的原则来计算。对于一般情况而言，油箱的容量可以按液压泵的额定流量估算出来，由液压与气压传动第86页得油箱的计算公式 （L） （6-1）式中 液压泵的额定流量，单位为L/min； 与压力有关的经验参数；低压系统=24，中压

35、系统=57，高压系统=1012，现取=11。 泵的额定流量，此处应取两变量泵额定流量之和，即=120L/min。 所以V=11120=1320L。6.3.2油箱规格的选择油箱采用开式，由于油箱中的油液在换油时要和空气接触，为了防止空气的进入油液，故在油箱上安装了空气滤清器，查阅机械设计手册第5卷（成大宪）第21-725页表21-8-182，选用1500规格油箱，具体参数见下表。 表6-1 油箱规格规格工作容积工作容量标准质量15001676L1676L510kg6.4液压系统的发热计算 液压系统的各种能量损失都将转化为热量，使系统工作温度升高，从而产生一系列不利影响。系统中的发热功率主要来自于

36、液压泵、液压执行元件和溢流阀等的功率损失。管路功率损失一般很小，再加上管路的散热作用，通常可以忽略不计。6.4.1系统发热功率的计算因该系统各种阀是间断工作的，所以阀的发热量可忽略不计，而管路的散热量与发热量基本持平，因此系统的总发热量可以认为液压泵的发热量。由前面知泵的效率是0.88，液压泵的输入功率可以认为电机的额定功率，即泵的总输入功率 =237MPa =74KW 发热功率 =74（10.88）KW=8.88 KW6.4.2系统的散热功率 液压系统产生的热量，一部分使工作介质的温度升高；一部分经冷却表面散发到周围空气中去。因管路的散热量与发热量基本持平。所以，一般认为系统产生的热量全部由

37、油箱表面散发。查液压与气压传动第337页，系统的散热功率可由下式计算 （6-2）式中 系统的散热功率，单位为KW； K油箱散热系数，单位为W/(m2)，见下表6-2； A油箱的散热面积，单位为m2； t1系统中工作介质的温度，单位为，一般最高不大于60（见机械设计手册第5卷第21-724页）； t2环境温度，单位为，取t2=20。 表6-2 油箱散热系数 （单位；W/(m2)）散热条件散热系数散热条件散热系数通风很差89风扇冷却23通风良好1517.5循环水冷却110175现设油箱在通风良好的条件下散热，则取K=15 W/(m2) ，系统的热量全部由A散发时在平衡状态下（即=）达到温升为 (6

38、-3)由液压与气压传动第338页知，当油箱三边的尺寸比例在1:1:1到1:2:3之间，液面高度为油箱高度的80%时，其散热面积A（单位m2）还可以用下式计算 （6-4）式中 V油箱有效面积，单位m3。此时， =69.5则 =89.5 60不满足要求，所以需要装设冷却器。6.5冷却器的选择但是为了预防功率损失大，冷却器还是需要的，在选择冷却器时应首先要求冷却器安全可靠、有足够的传热面积、压力损失小、传热效率高、体积小、质量轻等。然后根据适用场合，作业环境情况选择冷却器的类型，使用现场是否有冷却水源，液压站是否随行走机械一起运动，当存在以上情况时，应首先选择风冷式，而后是机械制冷式。因液压测试台不

39、便用水冷却，故采用风冷式。最后根据液压系统的发热功率选择冷却器，具体型号见附录二。6.6软管的设计计算 软管是用于连接两个相对运动的部件之间的管路，分高、低压两种。高压软管是以钢丝编织或钢丝缠绕为骨架的橡胶软管，用于压力油路。低压软管是以麻线或棉线编制体为骨架的橡胶软管，用于压力较低的回油路或气动管路中。本设计液压系统最高压力是31.5MPa的高压，且油路上很多地方使用软管，故采用高压软管。6.6.1软管直径的计算查机械设计手册第5卷（成大宪），第21-579页，表21-8-3得公式： （6-5）式中 A软管的通流截面积，cm2，,d软管内径； Q管内流量，L/min，此处Q应选为泵的额定流量

40、120 L/min； v管内流速，m/s，通常软管的允许流速v6 m/s，在这里取v=5 m/s。所以 =15.96(mm)6.6.2软管参数的选择 查机械设计手册第5卷（成大宪），第21-579页，从表21-8-4选择软管：型号2T，公称直径16，设计工作压力35MPa，最小弯曲半径180，工作温度范围-40100。6.7压力表和流量计的选择压力表和流量计的选择要根据液压系统油路上的压力和流量大小来选择合适的量程，不能太大，更不能太小，具体型号选择见附录二。6.8各种截止阀和快换接头的选用根据系统的压力和流量以及试验要求选取各种截止阀和快换接头，具体型号见附录二。第七章 液压系统辅助油路的设计计算7.1冷却辅助液压系统的设计7.1.1冷却辅助液压泵的选择液压冷却循环回路主要起冷却降温作用，对液压泵的输出压力和流量要求不高，考虑到油箱的尺寸和主油路流量大小，并参考相关设备，选取液压泵的类型为叶片泵，从力士乐产品样本选取，其型号是PVV2-1X/060R，转速1500r/s，流量为89L/min，工作压力为1.0MPa，则泵输出功率为89L/min1.0MPa=1.48KW。7.1.2冷却辅助电机的选择因液压泵存在功率损失不能把能量全部变成液压能，所以电机的输出功率比泵的输出功率大，查阅液压系统设计元器件选型手册第1页表1-2可知，叶片泵效率是0.640.81，现取0.7，故