汽车液压制动系统

汽车液压制动系统 摘要 下运带式制动器的动系统属于液压系统，是一种安全，有效的制动系统。现在国内外在上下山开采中由于制动系统选取的失误，从而导致输送机断带、撒落煤炭、堵塞巷道、以及超速飞车、闸瓦冒火等事故的发生。 保证输送机在荷载大幅度变动的情况下，能始终近似等速运行。在要求停车时，能使输送机缓慢停下来。在启动时可保证系统进行启动，从而减少了动载荷对输送机的影响，提高了输送机的使用寿命在突然断电时，能保证输送机在减速度的情况下迅速停车，在转速为零时加机械阀，不会出现冒烟或冒火现象。 在系统出现负功时，能保证带速在设计参数下运行而不会超速飞车。当载荷太大时，严重超载时可报警，并使装载点停止装载，输送机及时车。当煤仓满时，使输送机正常缓慢停车。 因此，使输送机在正常情况下能平稳制动，在突然断电时系统仍然能在的减速度下平稳制动，同时能实现软启动和软制动，控制超速飞车等功能，对保证矿井正常、安全、高效生产有着重要的意义。 关键词:下运带式制动器 ; 软启动;软制动 谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书和CAD图纸(零件图、毛坯图、夹具体、装配图)及机械加工工艺卡片。下载后请留上你的邮箱号或QQ号或给我的QQ留言:359615001。1154454794我可以将压缩包送给你。欢迎朋友下次光临～ 1 ABSTRACT The system of taking type machine descend to belong to a liquid to press system, is a kind of safety, make to move system effectively.Now domestic the outside top and bottom mountain mine medium cause to transport machine to break to take,sprinkle coal,stop tunnel thus because of making error of move the system selection,and exceed the speed limit to fly the occurrence that the car,the skake tile gets very angry etc.. Assurance transports machine under the sistuation that the lotus carries significant fluctuation, can look like always etc. circulate soon.Can make to transport the machine slowness to come to a stop while request park the car.While start can promise the system carries on a start, reducing to move to carry the influence of the lotus to transport machine thus, raising to transport the service life of the machine can promise to transport machine while cutting the power suddenly at under the circumstance of the deceleration degree quick parking, Be turning soon to add the machine valve for zero:00, will not appear to emit smoke or get very angry phenomenon. At the system appear negative work ,it can promise taking soon descends to circulate but wills not exceed the speed limit to fly a car in the design parameter.When carry a lotus too big, can report to the police while overloading seriously, and make to load to order stop lading, transport machine in time a car.When the coal camalig is full, making to transport a normally slow-moving parking of machine. Therefore make to transport machine an ability is steady to make to move under the normal circumstance, under the deceleration degree that cut the power suddenly system still ability at rule steady make to move, can carry out a soft start in the meantime with soft make to move, control to exceed the speed limit to fly a car etc. So, produce meaning of have the importance towards promising the mineral well normally, safety, efficiently. Keyword: system of taking type machine descend ;Soft start;Soft make to move 2 前言 本次毕业设计是在我们学校大学的全部基础课及专业课之后进行的，是对所学各课程的一次综合性复习，也是整个大学学习成果的见证。同时这也是一次理论联系实际的训练，为以后的工作打好基础。因此，这次设计在我们的大学学习中占有十分重要的地位。 此次为液压系统的设计。液压系统属于下运带式输送机的动系统，是一种安全，有效的制动系统。现在国内外在上下山开采中由于制动系统选取的失误，从而导致输送机断带、撒落煤炭、堵塞巷道、以及超速飞车、闸瓦冒火等事故的发生。因此，使输送机在正常情况下能平稳制动，在突然断电时系统仍然能在规定的减速度下平稳制动，同时能实现软启动和软制动，控制超速飞车等功能，对保证矿井正常、安全、高效生产有着重要的意义。 经过研究，对于制动系统要采取液压制动系统，这样能确保下运带式输送机高效、安全的运行。使各种事故减少到最小，提高可靠性，从而解决了这一直困扰矿井生产的大难。 国内外在上下山开采中广泛采用带式输送机运输，其中下运方式运输占有相当大的比例。当前下运带式输送机的主要问题之一是它的制动系统。由于制动系统失效导致传输机断带，散落煤炭，睹塞，管道，以及超速飞车，闸瓦冒火等时故事时有发生。为此，使输送机在正常情况下运行，在突然断电时系统仍然能在规定的减度下平稳制动，同时能实现软启动和软制动，控制超速飞车等功能，对保证矿井正常有着重要的意义。 鼓式制动器是最早形式的汽车制动器 ，当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。另外还有电磁式制动器等。 而鼓式制动器以及盘式制动器都无法实现软启动和软制动器，但下运制动器式采用液压制动器，能够实现系统的软启动和软制动，因此其确保下运带式输送机高效，经过多年的精心研究，成功地开发出了能安全运行的“XYZD型下运带式输送机制动系统”系列产品，解决这一一困扰矿井生产的困难。 其要求如下: 1)证输送机在荷载大幅度变动的情况下，能始终近似等速运行。在要求停车时，能使 输送机缓慢停下来。在启动时可保证系统进行启动，从而减少了动载荷对输送机的 影响，提高了输送机的使用寿命。 2)在突然断电时，能保证输送机在减速度的情况下迅速停车，在转速为零时加机械阀， 3 不会出现冒烟或冒火现象。 3)在系统出现负功时，能保证带速在设计参数下运行而不会超速飞车。 4)当载荷太大时，严重超载时可报警，并使装载点停止装载，输送机及时停车。 5)当煤仓满时，使输送机正常缓慢停车。 6)当输送机皮带在滚筒上打滑时，能自动报警。如系统带有自动拉紧装置，则使拉力自动加大。无自动拉紧装置，则停止装煤，并使输送机缓慢停下来。 7)采用控制电流来使液压系统产生相应的控制力。 8)本液压系统适用于过大倾角的下运带式输送机。 9)液压系统设计合理，结构简单，具有很高的可靠性和自动化程。 4 1系统组成及工作原理 液压系统主要由供压部分(泵源回路)与工作部分(工作回路)所组成。 系统的组成如图1-1所示 图1-1 液压系统组成图 Fig.1-1 The liquid presses system to constitute diagram 1 ZDB型斜轴式柱塞泵;2 节流阀3 压力表;4 电控箱;5 速度传感器;6 皮带; 7 传动轴;8 连轴器;9 电机;10 箱;11 进油过滤器;12 回油过滤器; 1.1工作原理 2s启动时:9电控箱接到启动信号，8即处于工作状态，当a.0.2m/时，9电控箱就发 ,p出信号给2有手动功能的后备比例阀(常开)+比例溢流阀(常开)，使它输出一定的， ,p传送给1斜轴式柱塞泵，泵得到一定流量的，输出一个反扭矩，以对电机主轴产生制动的反扭矩，也就对加速过程进行控制。 正常工作时:整个系统系统卸载。 超速运行时:由8速度传感器测到信号给9控制箱 ，经判断，若超速，则控制箱给2有后备比例阀的(常开)，比例溢流阀(常开)发送一定的控制电流，2即产生相应的控制力。 [3] 停车制动时:当9得到主控停车信号，则9按一定程序给2加电至系统停车。 1.2系统特点 5 1) 证输送机在荷载大幅度变动的情况下，能始终近似等速运行。在要求停车时，能使输送机缓慢停下来。在启动时可保证系统进行启动，从而减少了动载荷对输送机的影响，提高了输送机的使用寿命。 2) 突然断电时，能保证输送机在减速度的情况下迅速停车，在转速为零时加机械阀，不会出现冒烟或冒火现象。 3) 在系统出现负功时，能保证带速在设计参数下运行而不会超速飞车。 4) 当载荷太大时，严重超载时可报警，并使装载点停止装载，输送机及时车。 5)当煤仓满时，使输送机正常缓慢停车。 6) 当输送机皮带在滚筒上打滑时，能自动报警。如系统带有自动拉紧装置，则使拉紧力自动加大。无自动拉紧装置，则停止装煤，并使输送机缓慢停下来。 7) 采用控制电流来使液压系统产生相应的控制力。 8) 本液压系统适用于任何倾角的下运带式输送机。 9)本液压系统设计合理，结构简单，具有很高的可靠性和自动化程度。 6 2 技术要求 2.1 系统参数 下运带式输送机制动系统，要求采用液压制动系统，给定功率为20kw时，设计液压制动系统，需求合理，要求整体规范化，体积尽量最小，具有经济可观性。 由于影响液压冲击的因素很多，很难用准确方法计算，故采用估算或通过试验确定的。在设计系统时，一般可以采取措施而不做计算。 表3-1 技术参数表 Table.3-1 Technique parameter form 单位 数值 备注 功率 Kw 40 转速 r/min 1480 系统压Mpa 0-31.5 力 制动力N*m 0- 随功率而 矩 定 2.2 选择液压回路 1) 调速回路和动力源 对系统需求可知，液压系统在突然制动阶段，负载压力较低，流量较大，且持续时间较短;而在平稳运行时，负载压力正常，流量较小，持续时间较长。同时注意到持续制动等情况，为此，采用回油路调速阀来调速回路。这样，可保证运动平稳性和速度稳定。 2) 油路循环方式 采用闭环循环方式。 3) 压力控制回路 在泵出口安装一导式溢流阀，实现系统的定压溢流。 4) 组成液压系统 在主回路初步选定基础上，只要在增添一些必要的辅助回路便可组成完整的液压系统了。例如:在液压泵进口设置一过滤器;出口设一压力表及压力表开关，以便观测泵的压 7 力。 2.3 体介质的选定 液压油是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质，在液压系统中起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。对于液压油来说，首先应满足液压装置在工作温度下与启动温度下对液体粘度的要求，由于油的粘度变化直接与液压动作、传递效率和传递精度有关，还要求油的粘温性能和剪切安定性应满足不同用途所提出的各种需求。另外，液压油要对液压系统金属和密封材料有良好的配伍性，良好的过滤性;具有抗腐蚀能力和抗磨损能力以及抗空气夹带和起泡倾向;热稳定性及氧化安定性要好;具用破乳化必性;对于某些特殊用途，还应具有耐燃性和对环境不造成污染(如易于生物降解和无毒性)。普通液压系统选用矿物油型液压油作为流体介质，其中室内液压设备多选用气轮机油和普通 [2]液压油，室外液压设备选用则应选用抗磨液压油。 根据国外统计，液压系统故障的80%以上是由于液压介质及污染所造成的。因正确选择液压系统工作介质，对提高液压设备的工作可靠，延长元件和系统的工作寿命，保证设备安全运行都有重要意义。 2.3.1 择液压油需要考虑的主要因素 1) 压系统的环境条件 环境温度变化情况 要了解环境温度的上限和下限。环境温度低要选用要选用低粘度液压液，温度高要选用高黏度液压液。如果温度变化范围很大，则选用高黏度指数液压油。，如果环境温度变化很低，则选用低黏度指数液压油。 2) 液压设备附近有无火或高温热源 如果液压液的泄露半径(12~18mm或更远一些)内有明火或高温热源存在，而且泄露或喷出的液压液是可燃的，则有着火的危险，此种情况不能用矿物油而应采用难燃液。矿井下作业面有瓦斯，煤尘等易燃易暴物存在，为安全起见，亦选用难燃液。 3) 环境湿度程度 如果环境潮湿，液压油中很容易混入水分，所以对其防锈性，抗乳性，水解稳定性等要求更高一些。 环境保护要求 对用于食品，粮食，医药，包装等机器的液压系统，泄露的液压液不能对产品造成危险。对这类系统不宜采用矿物油，应尽量采用无污染的水或少污染的HFA. 2.3.2 压系统的工作条件 8 应考虑泵的类型，工作压力，温度液压元件使用的金属，密封件及涂料，负载循环情况等，以便选择合理的品种。 1)液压介质的理化性能 液压介质的理化性能和使用性能要适应系统的环境条件和工作条件的要求。例如，高压高速系统要特别重视液体的温度流动性等。 2)经济性的综合分析 即要综合考虑液压的价格，使用寿命，维护以及安全运行周期等多方面情况，着眼综合经济效益好。 2.3.3 油质品种的选择 表3-1 液压系统的工作环境及工作条件 Table.3-1 The liquid presses the work condition of the system 工况 压力:〈7Mpa 压力:7~14Mpa 压力:7~14Mpa 环境 :::505050温度:以下 温度:以下 温度:~80 室内，固定液压设备 HL或HM HL HM 露天，寒冷或严寒区 HR或HV HS或HV HS或HV 高温或明火附近，井HFAS或HFAM HFB,HFC或HFAM HFDR 下 一般而言，齿轮泵对液压介质抗磨性能的要求比叶片泵，柱塞泵低，所以要用齿轮泵可考虑用HL(低压)或HM油，而叶片泵，柱塞泵一般选用HM油 根据液压介质与材料的相容性选择 选择液压介质时，要注意分析液压系统中所有金属，密封材料，涂料等与介质的相容性的材料，应更换介质或改变不相容的介质。 2.4 系统参数设计 液压马达载荷转矩计算 Tw,Pc/2*3.14*n (4-1) Tw,40000/2*3.14*1480/60=230.63 (n*m) 取液压马达的机械效率为0.95，则其转矩 9 T,Tw/m (4-2) T=230.63/0.95=243.67(n*m) 10 3 液压元件的选择 3.1液压泵的选择 1) 依据初定的系统压力选择泵的结构形式一般P<21Mpa,选用齿轮泵和双作用叶片泵。双作用叶片泵;P>21Mpa,，选用柱塞泵。 2) 源动机为柴油机，汽油机，主机为行走机械，宜选用齿轮泵，双作用叶片泵。双作用叶片泵因瞬时理论流量而用于噪声指标要求较高的主机。 3) 若系统采用节流调速回路，或可通过改变原动机的转速节流流量，或系统对速度无调节要求，可选用定量泵或手动变量泵。恒压变量泵适用于要求恒压源的系统，如液压伺服系统;限压式变量泵和恒功率变量泵适用于要求低压大流量，高压小流量的系统。 4) 若系统要求高效节能，应选用变量泵。 3.1.1初选系统工作压力 对液压系统各执行元件整个工作循环的速度，负载变化规律(如负载速度谱)进行分析，确定各执行元件的最大负载，最低和最高运动速度，工作行程及最大行程，列表备用。 液压系统的压力，即泵的出口压力与液压设备的工作环境，精度要求等有关，常用的液压系统的压力推荐如表5-1 根据载荷最大值，参看下表，初步确定该系统的压力为11Mpa. 表5-1 系统工作压力 table.5-1The system work pressure 机械类型 机床 小型机械 液压机 工作压力 0.8~10 10~18 20~32 3.1.2 液压工作压力的确定 Pp?P1，?P (5-1) P1—是液压执行元件的最高工作压力， ?P-从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。?P初算时可按经验数据选取:管路简单、流速不大的，取?P=(0.2~0.5)Mpa;管路复杂，进口有调速阀的，取?P=(0.5~1.5)Mpa 此液压系统管路较复杂，也有控制阀，因此估计取为?P,1Mpa，所以算得液压泵得最高工作压力Pa为: 11 考虑压力储备，液压泵得最高压力为 Pp,+?P,11+1=12Mpa (5-2) P1 3.1.3. 液压泵排量的确定 q= / =(2*3.14*230..63)/11*0.95=102.5mL/r. (5-3) 2,TP,W1m 根据以上求得Pp和q按系统中拟订的液压泵的形式，从手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所以泵的额定压力一般要比最大工作压力大25%~60%。 P= Pp+ Pp*33.3%=16.Mp. (5-4) 初选为柱塞泵，则额定压力为16Mpa 3.1.4 泵流量的计算 3Q=q*n=102.5*1450=0.02579/s (5-5) m 3.1.5 确定液压泵的驱动功率 在工作循环中 (5-6) 610P=(*Q)/=11*0.02579/0.80=35.46 kw ,P，p1 表5-2 泵的相关数据 table.5-2 The related data of the pump 各参数名称 额定压力(Mpa) 转速(r/smin) 转矩(N.m) 排量驱动功率Kw ml/r 参数大小 16 1450 231 1035.46 2.5 根据以上数据，参看机械设计手册，与之相符的是型号为ZDB型定量泵技术规格 [3]表5-3 ZDB型定量泵技术规格 table.5-3 ZDB type fixed amount pump technique specification 型号 排量ml/r 压力(Mpa) 驱动功缸体与轴转速转矩 率Kw 的夹角 (r/smin) (N.m) 额定 最大 ,ZDB725 106.7 16 25 43 1450 246 25 3m泵的流量Q= Q=q*n=106.71450/60=0.02578/s ， 12 3.1.6 斜轴式柱塞泵特点: 1) 柱塞是由连杆带动运动的，所受径向力很小，因此允许缸体有较大摆动角，最大摆动角可达25度，这一点对液压马达传递扭矩更有利。 2) 缸体受到倾角力矩很小，缸体端面与配油盘帖合均匀。泄露损失小，容积效率高，摩擦损失小，机械效率高。 3) 结构坚固，冲击性能好。 4) 对油的过滤精度要求低。 5) 由于需要大容量推力轴承，来承受偏心轴向载荷，而轴承寿命低，成为泵的薄弱环节。 6) 缸体与传动轴在转动时存在转速差，因而在大容量时 允许转速低。 7) 利用摇摆缸变量，结构复杂，尺寸和重量都大，成本高。 3.2 比例阀的选择 在完成液压系统结构方案和参数计算的基础上，即可拟订液压系统工作图，同时完成液压控制阀和及附件的选择。 3.2.1 液压控制阀选择 1) 安装形式的选择 一般液压系统多选择板式连接或管式连接的普通液压控制阀，这类阀价格低，供货方 [4]便，易组装。 2) 控制方式的选择 若液压系统为闭环控制，或要求连续地按比例控制液压参数，应选用普通液压阀，以降低成本。根据本设计系统，根据系统要求应选用流量控制阀，我选的是节流阀， 3) 规格的选择 液压控制阀的规格指其通径(公称流量和公称压力)。阀的通径阀的通径大小根据其在液压系统中的实际通流量及工作压力进行选择。分析流经某个阀的的实际最大流量时应注意油路的串并联关系等因素;根据泵的额定流量Q=153L/min,管子直径D=45mm,所以选择的阀的公称流量和公称直径应大于以上两者。 液压控制阀的公称压力应大于阀的实际工作压力。液压控制阀的实际工作压力因其在液压系统中的位置不同而异，如安装在进油口的液压阀的实际最高工作压力等于系统的最高压力，安装在回油的液压阀的最高工作压力低于系统的最高压力。由于阀是安装在进油 13 路上顾，阀的公称压力P>=12, P1 根据以上条件，及辅助元件的最大流量，和根据管子的通径D=45则查产品样本表可选择LF型单向节流阀，公称直径d=50mm，额定流量Q=370L/min..公称压力P=14 3.3 油管的选择 液压系统的所有元件与附件均是依靠液压导管和管接头进行连接，将液压油从油泵输送到各执行机构去，再从执行机构引回油箱形成封闭的回路，构成一个完整的液压系统。因此，液压导管和接头也是液压系统必不可少的组成部分。从重量看，导管和接头要占液压系统总重量的30~50%;从它的分布来说，在制动器的各个部分;从它的重要性来看，如果系统中任意一根导管或一个接头损坏，都可能造成液压系统的瘫痪。所以，导管和接 [1]头的设计选择和安装连接都是液压系统设计中必须认真考虑的问题。 导管的作用是连接各液压元件，保证液压系统中油液的循环和能量的传递。在液压、气动传动及润滑系统的管道中常用的管子油钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。 3.3.1 选择管路时注意事项 高压胶管的工作压力，对不经常使用的情况可提高20,;对于频繁使用，经常弯扭者要降低40%。对于胶管使用及设计中应注意下列事项: 1)管的弯曲半径不宜过小，一般不应小于表中所列的值。胶管与管接头的链接处应留有一段直的部分，此断长度不应小于管外径的两倍。 2)导胶管在通入压力油后，长度方向将发生收缩变形，一般收缩量为管长的3,4,弯曲半径不宜过小，一般不应小于表中所列的值。胶管与管接头的链接处应留有一段直的。因此，胶管安装时应避免处于拉紧状态。 3)安装时应保证不发生扭转变形，为便于安装，可沿管长涂以色纹，以便检查。 4)胶管的管接头轴线，应尽量放置在运动的平面内，避免两端互相运动时胶管受扭。 [5]5)胶管应避免与机械上尖角部分相接触和摩擦，以免管子摩坏。 3.3.2 油管内径的计算 管子内径d的计算，按流速选取 Qv/ d?1130* mm (5-7) 3m式中:Q——液体流量 /s 由于先前选的是ZDB型柱塞泵，所以 14 3 Q=n*q/60=1450*106.7=0.02561 /s (5-8) m 在实际计算时，考虑到泵的承载能力取Q=0.012561 v——为流速 m/s,，推荐流速:对于吸油管v?1,2m/s(一般取1m/s以下.)，对于压油管v?3,6m/s(压力高，管道短或油黏度小的情况取大值，局部或特殊情况取v?10m/s);对于回油管v?1.5~2.5m/s. 管道短或油粘度小的情况可取v10m/s)对于回油管v?1.5,2.5m/s。根据需求，回油管可选v=2.5m/s. 则d?1130=30.75mm 0.012651/2.5 表5-4回油管路的管子尺寸 table.5-4Return to the pipe size of the pipeline road 钢丝层数 胶管内径(mm) 胶管外径(mm) 最小弯曲半径(mm) II 32 45 450 根据以上表格选者两层钢丝胶管，胶管外径为45mm，内径32mm,最小弯曲半径450: 0.012651/5在压油路段可取v=5m/s, 则d?1130=15.05mm 表5-5 压油油管路的管子尺寸 Table.5-5Press the pipe size of the oil pipeline road 钢丝层数 胶管内径(mm) 胶管外径(mm) 最小弯曲半径(mm) 19 31 300 II 3.4 管接头的选用 在液压系统中，管子与元件或管子与管子之间，除外径大于50mm的金属管采用法兰连接外，对于小直径的油管普遍采用管接头连接方式。管接头的形式和质量，直接影响油路阻力和连接强度。其密封性能是影响系统外泄露的重要原因。所以，对管接头的合理选 [6]择，要给予足够重视。 焊接式，卡套式和扩口式管接头应用较普通，其基本型有7种:端直通管接头，直通管接头，端直角管接头，直角管接头，端三通管接头，三通管接头，四通管接头。凡带端字的都是用于管端与机件间连接，其余则用于管件间的连接。 15 表5-6各路段管接头的尺寸大小 Table.5-6 The size size that each road segment tube deal with contact 路段 管路外径 连接方式(螺纹连接) 型号 油箱到阀的回油管路 45 M482 GB3733.1——83 ， 油箱到泵的压油管路 31 M322 GB3733.1——83 ， 3.5 油箱设计 油箱的主要作用是储存液压系统所需的油液，并有散热和分离液压油中的空气，沉淀油中的杂质等作用。 油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。 油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用;圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较 [5]大，在大型冶金设备中经常采用。 3.5.1 油箱的要求 1)油箱必须有足够大的容积。一方面尽可能地满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质;而工作时又能保持适当的液位。 2)吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。吸油管可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口要斜切45?角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。 3)吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面高度的2/3,3/4。 4)为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。 16 5)油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运、放油和散热。在油箱的适当位置要设吊耳，以便吊运，还要设置液位计，以监视液位。 6)对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。常用的方法有: a 酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 b喷丸后直接涂防锈油。适用于一般矿物油和合成液压油，不适合含水液压液。因不受处理条件限制，大型油箱较多采用此方法。 c 喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。 d喷砂后进行喷塑。适用于所有介质。但受烘干设备限制，油箱不能过大。 考虑油箱内表面的防腐处理时，不但要顾及与介质的相容性，还要考虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔以及经济性，条件允许时采用不锈钢制油箱无疑是最理想的选择。 油箱设计的好坏直接影响到液压系统的可靠性，且泵的寿命有决定性的影响。制油箱进入泵的吸入段的性能，流回油箱的回流及油液在油箱中的流动，可以减少气的混入及气浊的发生。 油箱在系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡，沉淀固体杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气滤清器及液位计等。 3.5.2 油箱的设计要点 设计油箱应考虑如下几点。 1) 油箱必须有足够大的容积。以满足散热要求，停车时能容纳液压系统中所有的油工作时又保持适当的油位要求等。 2) 吸油管及回油管应插入最低油位以下。以防止吸油管吸入空气，回油管飞溅产生气泡。管口一般与油箱低、箱壁的距离不小于管径的3倍。吸油管安装80或100um的网式虑油器，安装位置要便于装卸或清洗虑油器。回油管口斜切445度角并面向箱壁，以防回油冲击油箱底部的沉淀物。 3) 吸油管和回油管的距离尽可能远一点，中间要设置隔板，使油液在油箱中流动速度缓慢一点，时间长一点，这样能提高散热，分离空气及沉淀物的效果。 4) 为了保持油液清洁，油箱应油密封的顶盖，顶盖上应设有滤油网的注油口及带空气滤清器的通气孔，注油及通气一般都由一个空气滤清器来完成。为了便于放掉油，油箱低应有一定倾斜度，最低处设放油阀。 17 5) 箱壁杀过那应考虑安装液面指示器、冷却器、加热器及温度计等位置。 6) 油箱也可以设计完全密封的充压式油箱，用以改善液压泵的吸油状况。一般充气压力为0.07,0.1Mpa。 7) 油箱应该有足够的强度和刚度，一般可用2~5mm的钢板直接焊接，大容量需设骨架。 为侧油面，油箱侧壁应设设液位指示器，。 为了防止污染，油箱内壁应涂以耐油防锈的保护层。若介质为难燃介质，可直接选择不锈钢钢板。 3.5.3 油箱的结构 通常地面用的油箱可用钢板或铝板焊制而成全封闭的结构。形状可按具体要求来定，但考虑到散热，应始油箱的形状在相同容量下得到较大的散热面积，对清洁度要求较高的液压系可用不锈钢板加工而成，可防止生锈使油液不被污染。 为使油箱能够承受安装其上的物体的重量;机件转动时的转矩以及阀门换向时的冲击，油箱应制造的坚固一些。考虑到散热，沉淀杂质，清洗等，箱内箱内应设置一隔板将吸，排油口隔开。隔板高度一般为液面高度的3/4，以利杂质沉淀与循环导热;油箱底面应略带倾斜，并在最底处设置放油小孔。油箱上部设置带滤网的加油口，不加油时加盖封闭，以利防尘。在油箱的上部还安装带空气滤清器的通气孔，进气面积要足够大，以使油箱液面保持在一定的大气压下，在油箱的侧壁易见处应设置油位指示器。此外还应开设供安装，清洗，维修等用的窗口，平时加盖密封。 吸油管应尽可能远离回油管。回油管应切成45度的斜口，斜口的朝向距离最近的箱壁，以利于散热和沉淀杂质。回油管口与油箱底面的应为管径的三倍以上。吸油管必须深插在油液中，但为防止将箱底的沉淀物吸入液压泵，吸油管离箱底的距离应不小于管径的两倍，距箱边应不小于管径的三倍。 3.5.4 油箱容量的计算 初始设计时，先按经验(1—1)确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求对系统进行校核。 经验公式为: V,s*Q (5-9) s——经验系数，见表5-7 18 Q——液压泵每分钟排出液压油的容积(在设计中考虑泵的安全和使用寿命通常Q要 比泵的实际流量小一些) 表.5-7 经验系数 Table.5-7 Experience coefficient 类型 低压系统 中压系统 锻压机械 S 2~4 5~7 6~12 3实际流量Q=0.1547 ,计算时选用Q=0.1101 m 3系统属于中压系统 故V,s*Q=5*0.1101=0.5505 m 在确定油箱尺寸时，一方面要满足系统供油的要求，还要执行元件全部排油时，油箱 能溢出，以及系统最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限制。 长、宽、高的计算: 如果考虑油箱靠自然冷却需使系统保持在允许温度T以下，对长，宽，高之比为1:1 1~1:2:3的油箱，其散热面积为 32A=6.66* (5-10) V 则A,6.6*0.1576,1.05m*m 由公式可得: A,a*b， 如果选长，宽，高之比为1:1:2 ，则a,b时， A,a*a 所以: a*a=1.05 长a,1.02m;宽b,a,1.02m ; 高c,2*a,2*1.02,2.04m; 3.5.5 油箱散热的计算 油箱散热计算的目的在于 1)统的最高工作温度; 2)所选油箱面积是否符合散热要求; 3)确定油箱容积 液压系统产生的热量，主要包括液压泵和液压执行机构的功率损失;溢流阀溢流损失; 油液流过各类元件及管路等的压力损失所产生的热量。液压系统总发热量Hz的计算如下: 19 Hz=Hb+Hf+Hy+Hq 液压泵的功率损失所产生的热量Hb Hb=N(1—り)*0.86(kcal/h) (5-11) 式中N——液压泵输入功率; N=PbQb/り(W) (5-12) Pb——液压泵的出口压力(Pa) り——液压泵的总效率 Qb——液压泵的流量 表5-8泵的总效率 Table.5-8 the total efficiency of the pump 类型 低齿轮泵 叶片泵 拄塞泵 总功率 06~0.7 0.60~0.75 0.80~0.85 由于前面选择的是ZDB型柱塞泵，所以取り=0.85 前面以得出出口压力Pb=11Mpa 3考虑泵的承载，选择流量比实际数值小的数， Qb=0.1 m 所以带入公式N=PbQb/り=35kw Hb=N(1—り)*0.86(kcal/h)=4515l/h) (5-13) 油液通过溢流阀所产生的热量Hf Hf=0.864?PQf(kcal/h) 前面已经确定溢流阀的类型，故此Qf=q*n 所以Hf=0.864?PQf(kcal/h)=586kcal/h 管路和其他附件损失所产生的热量Hq. Hq.=(0.03~0.05)Nb*0.86(kcal/h)=0.03*43000*0.86=1109.4kcal/h (5-14) 所以Hz=Hb+Hf+Hy+Hq=6050kcal/h 液压系统中产生的热量，其一部分使油液与液压系统温度上升，剩余部分的热量散发 到周围空气中，油的温度上升与散热面积的关系: max=Ta+H/KF ?t =Tmax—Ta=H/KF (5-1) Tmax——最高温度气温度 H——进入油箱的热量 20 K——油箱的散热的系数。与油箱的周围通风条件的好坏而不同，通风很差时K=8~9;良好时K=15~17.5;风扇强行冷却时K=20~23，强迫水冷时K=110~175。这里取K=110。 F——油箱的有效的散热面积 ?t——油温(一般以55度考虑)与周围环境温度的温差。 Tmax=Ta+H/K*F (5-16) ?t =Tmax—Ta=K*F/H=50 (5-17) 在允许的范围内。 3.5.6 空气滤清器 一般在油箱盖上应设置空气滤清器，它包括空气滤清器装置和注油过滤网。 根据需求可选择KGQ型空气滤清器。 3.5.7 温度计 3.6 YWZ型液位指示器 一般在油箱侧壁上设置油标，以此作为油箱中油位的指示器。 3.7 冷却器 液压系统在工作时，由于管路的压力损失，积容损失和机械损失基本上都转化为热能而使油温升高。温度升高会使油液变质，各液压元件泄露增加，降低容积效率;使橡胶密封失效;甚至会使一些运动件之间间隙变小而卡死。所以，为了保持液压系统的良好性能，使产生较大热量下，单靠自然散热，油温会超过允许值，这时，就要采用冷却器对油液进行强迫冷却。 在液压系统中，如果系统发热较高，环境温度又较高，单靠自然散热，油箱温度可能超过允许值，这时就要对油箱采取冷却措施。 冷却器的形式很多，对于固定装置的液压系统的回路上。 液压系统工作时，一般要求油温在55度左右，因此冷却器是保证液压系统正常工作的一种很重要的辅件。冷却器一般分水冷式和风冷式两种，常用水冷式。选择冷却器的主要参数式散热面积。前面已经由散热需要选择水冷。 3.8 滤油器 为了提高液压系统的可靠性与元件的使用寿命，对液压系统的清洁度要求也随之提高。在系统工作过程中要求液压油保持优良的物理与化学性质及油液的清洁，这是保证系 21 统正常工作，不发生故障的先决条件。为此在液压系统中按其要求安装各种滤油器，对液压油进行过滤，以清洁其杂质，这是十分必要。 3.8.1 滤油器在液压系统中的安装位置 通常有如下几种: 1) 安装在液压泵的吸油路上，这种安装方式要求滤油器有较大的通油能力和较小的阻力。主要保护液压泵。 2) 安装在液压泵的压油路上，这种方式可以保护液压泵以外的其他液压元件。为了防止滤油器堵塞时泵过载，滤油器并联设置旁路阀或者滤油器设置堵塞指示装置。 3) 安装在回油路上，这种方式简洁的保护整个液压系统，由于回油压力低，可用强度较低的滤油器，滤油器并联地单向阀在滤油器堵塞时，起着旁通阀地作用。 4) 安装子在液压系统支路上，使滤油器不通过全部流量，这样滤油器的容量可以相应地小一点，同时不降低主油路地压力，而且滤油器也不承受高压[7]。 3.8.2 选择滤油器时应考虑问题 1) 具有足够大的通油能力，压力损失小; 2) 滤芯具有足够的强度; 3) 滤芯抗腐蚀性好，能在规定温度下长期工作; 4) 滤芯的更换、清洗及维修方便。 根据设计要求分别选了二种过滤器 1)置在油箱内部的过滤器，其与吸油管路连接，可以选用网式油器，因为它一般安装在液压泵吸油路上，以此保护泵。它具有结构简单，通油能力大，阻力小，易清洗等特点。根据尺寸需求选择SFG225G40-0VA型号。流量250L/min，通径50mm，属于螺纹联接。 2)安置在回油管路上的选择线隙式滤油器 ，因为这种滤油器一般安装在回油管路上，根据管路尺寸，选择线隙式滤油器XU-A630X*F型号。 3.9 压力表 压力表是测量压力的仪表，这里我们选用Y-60型号，量程为40Mpa 3.10全使用及注意事项 1) 油泵采用倒灌自吸，油泵的进油口不高于油箱的出油口。 22 2) 传动轴与液压的联接误差不大于0.05。 表5-9压力表规格尺寸 Table.5-8 Manometer specification size 表直径 D L M 精度等级 dd;1 100 100 118 5.5 20 M201.5 1.5 ， 3) 油泵的传动轴与所联结的输出轴之间采用弹性联轴器联结。一般情况下不哟果农皮带或齿轮驱动油泵。 4) 吸油管道上的截至阀通径应壁吸油管通径大一个档次。吸油管长应小于2500mm。管上弯头不多于两个。 5) 工作介质推荐使用N32,N36。 6) 油泵的正常工作温度10,65摄氏度，在此范围以外，系统必须装加热或冷却系统。 7) 灌油时，将油液先经20u以下的滤油器过滤。 8) 系统安装后第一次使用时应先解除与其它传动件的连接，用手盘油泵轴使石头充满油液。 23 4 绿色设计和经济型分析 近几十年来，随着科学技术的发展，工业设计为人类 创造了前所未有的现代生活方式和舒适的生活环境。与此同时，人类凭借着自身的智慧和先进的技术，肆意开采资源，加速了能源的消耗，对地球的生态平衡 同， 造成了巨大的破坏，能源危机、环境污染、物种灭 绝、人口剧增等种种问题闯入人们的视野。1987年，挪威首相布伦特兰夫人在《我们共同的未来》报告 中第一次提出了地球“可持续发展” 的概念，尤其是1992年在巴西里约热内卢举行“世界环境与发展大会” 以来，“可持续发展”观念受到各国政府、企业与知识界的高度重视。各国政府先后制定了自己国家的可持续发展战略，绿色设计的思想也迅速传播开来。 绿色设计的基本思想是将防止污染，保护环境的战略自觉集成到产品开发中，使产品在生产与流通 过程中能够同时实现其宜人价值、生态价值与经济价 值。 “少量化、再利用、资源再生” 的三“RE” (Reduce，Reuse，Recycling)原则是绿色设计的基本原则。 如果把绿色设计运用到液压系统的设计中，那么Reduce是指降低系统的能耗，减少对环境的污染， 提高液压元件的可靠性。Reuse、Recycle指液压介质 的循环利用，元部件的可装拆性、易修理性等。 4.1 降低消耗 4.1.1 资源的最佳利用 液压系统是由动力、执行、控制与辅助元件连接件组成的。设计时要尽量提高液压系统的集成度，以优 化装配、节省材料为目标来简化设计方案，减少用于装配的零件数目。采用的原则是对多个元件的功能进 行优化组合，实现系统的模块化，并考虑工艺性来实现基本液压回路的紧凑。如减小液压元件的体积，简 化液压元件间的连接，设计易于拆卸的元件等。在满足功能、性能的基础上，重点放在元件的连接、嵌入咬合式等。焊接连接的装配和拆卸的复杂程度最高，导致零部件破坏性拆卸;螺钉连接的装配容易而可拆卸程度要受环境的影响，如果生锈则会导致拆卸复 杂;铆钉连接的机械装配性较好但拆卸复杂;嵌入咬 面要注意不要将马达降低规格使用，另一方面也要注意提高马达的容积效率。而对于液压缸来说，应尽量改善其密封条件，减少泄漏，减少功率损失。 控制元件虽然不属于能量转换装置，但是如果能够根据实际液压系统功能的要求，合 24 理选择控制元件和系统管路的规格，也可以减少液压系统的压力损失，提高回路的效率。对于一般的液压设备通常选用开关式控制元件，而对一些自动化程度较高，动作复杂的压设备可选用能对输出油液的压力、流量进行连续控制和远程控制的电液比例阀和电液伺服阀。在确定系统管路时，应注意优化管路系统，力求在满足功能要求的情况下，系统简单可靠不出现多余的管路，尽可能减少弯头，从而做到在降低成本的同时，有效节省能源。 4.1.2 优化系统的设计 要想使一个液压系统达到节能效果，应对系统的功率损失、复杂程度、成本及可靠性等因素进行综合考虑，在满足系统工作性能的基础上，有效降低能耗。在设计液压系统时除合理地选取元件外，还要系统地考虑提高元件的可靠性问题。在设计时可以采用提高元件的平均强度、降低元件的平均应力、减少元件的应力变化、减少元件的强度变化等方法和手段来提高元件的可靠性。系统中应用蓄能器作为辅助能源可以作为一种节能措施。也可采用液压和其它传动类型相结合的方法来达到节能的目的。例如，利用机一液传动能克服纯液压传动的体积和重量大、传动效率低等缺点。采用气一液传动具有速度快、泄漏少、能耗低、经济性好等优点。也可采用高水基传动介质，此种介质用水代替油，因此节约能源。在我国随着液压技术的不断发展，高水基液压元件，也在逐渐增多。提高液压元件的 10[]可靠性，就可以减少元件的消耗，提高系统的工作效率、工作性能，也就降低了成本。 4.2 减少污染 4.2.1 减少油液的泄漏 对于液压系统而言，最主要的污染源是液压油的泄漏。液压油的泄漏不仅对环境造成污染，同时又降低了系统的效率，增加了能耗。因此降低油的泄漏是非常关键的。液压油的泄漏一般分内泄漏和外泄漏，内泄漏是指元件内部高压腔的油泄漏到低压腔，它对环境虽不造成污染，但是降低了元件的性能，应加以控制。而外泄漏是主要污染源，要降低系统的泄漏，关键是解决好液压油的密封问题。液压油的密封一般采用密封囤密封，0形圈以其使用简单而广泛用于液压系统中。在使用0形圈时，其零件的配合精度往往比使用V形圈、Y形圈要高，这是由0形圈的密封特性决定的。正确选择零件的配合间隙，即密封间隙，对密封的可靠性有很大的影响;同时要合理选择预压缩量和密封结构。在速度梯度大、换向频繁、压力冲击大、使用可靠性要求比较高、更换密封困难或不允许经常更换的地方，均采用V形密封圈，最好是纯合成橡胶与夹布合成橡胶配合使用。Y形圈不管从密封性能或 25 抗扭拧能力，都比V形圈要好。一般来讲，为了增加密封效果、提高液压缸往复运动伸缩轴的寿命，在活塞杆、伸缩轴的端部安装防尘圈，也可使用带密封的防尘圈。另外，应尽量使用高粘度的工作油，以减少泄漏。最终应实现机械传动装置的工作介质绿色化，采用无毒液压油。 4.2.2 减少噪声污染 液压系统噪声是对工作环境的严重污染。液压系统噪声分机械噪声和流体噪声。在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达等都以高速回转，如果它们的转动部件不平衡，就会产生周期性的不平衡力，引转轴的弯曲振动，因而产生噪声。这种振动，管路会因共振产生很大的声响。为了控制这些噪声，应对转子进行动平衡试验，设计时注意避开共 振区。机械噪声还包括机械零件缺陷和装配不合格而引起的高频噪声。因此必须严格 [9]保证制造和安装的质量。 在液压系统噪声中流体噪声占相当大的比例，这种噪声是由于油液的流速、压力的突变、流量的周期性变化、以及泵的困油、气穴等原因引起的。以液压泵为例，在液压泵的吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化，形成压力脉动，从而引起液压振动，并经出口传播至整个液压系统;同时液压回路的管道和阀类元件将液压泵的压力变化反射，在回路中产生波动，与泵发生共振，产生噪声。另一方面，开式液压系统中溶解了大约5, 的空气，当系统中的压力低于空气分离压时，油中的气体就迅速地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击。因此在设计液压泵时，齿轮泵的齿轮模数尽量取小，齿数尽量取多，卸荷槽的形状和尺寸要合理，尽量减小冲击;柱塞泵的柱塞数应为奇数，最好为7个，并在吸、压油配流盘上对称开上三角槽，以防柱塞泵的困油;为防止空气混入，泵的吸油口应足够大，而且应没人油箱液面以下一定深度，以防吸油后液面下降吸人空气;为减少液压冲击，可以延长阀门关闭时间，并在易产生液压冲击的部位近设置蓄能器，以吸收压力波;增大管径和使用软管，对减少和吸收振动都颇为有利。 26 5 结论 本次设计的制动系统基本保证输送机在荷载大幅度变动的情况下，能始终近似等速运行。在要求停车时，能使输送机缓慢停下来。在启动时可保证系统进行启动，从而减少了动载荷对输送机的影响，提高了输送机的使用寿命。 在突然断电时，能保证输送机在减速度的情况下迅速停车，在转速为零时加机械阀，不会出现冒烟或冒火现象。在系统出现负功时，能保证带速在设计参数下运行而不会超速飞车。 因在外上下山开采中由于制动系统选取的失误，从而导致输送机断带、撒落煤炭、堵塞巷道、以及超速飞车、闸瓦冒火等事故的发生。因此，使输送机在正常情况下能平稳制动，在突然断电时系统仍然能在规定的减速度下平稳制动，同时能基本实现软启动和软制动，控制超速飞车等功能，也就保证矿井正常、安全、高效生产。 设计过程中，也存在着一些不足之处，例如: 1)由于条件的限制，不能在工厂实地进行改动设计跟踪、观察。 2)在下运制动器的设计过程中，由于时间和条件的限制，有些功能还不够完善。 27 参考文献 [1] 隗金文 王慧编. 液压传动. 北京:东北大学出版社. 2001 [2] 张培生等编. 液压传动 .北京: 国防大学出版社. 1979 [3] 大连工学编. 金属切削机床液压传动. 北京:.科学出版社. 1997 [4] 李壮云主编. 液压元件与系统 .北京:机械工业出版，1998 [5] 张利平编. 液压站设计与使用 北京:海洋出版社. 1996 [6] 徐等编.《机械设计手册5卷》.北京.机械工业出版社. 1992 28 [7] 雷天觉 液压工程手册。北京.机械工业出版社. 1990 [8] 林建亚. 何存兴主编.液压元件. 北京. 机械工业出版社. 1992 [9]李昌熙.乔石主编. 矿山机械液压传动. 北京. 煤炭工业出版社. 1985 附录A 液压系统的绿色设计 前言 绿色设计思想的前奏与认识基础与“可持续发展” 的经济思想和社会发展理论有着密切的关联。 近几十年来，随着科学技术的发展，工业设计为人类 创造了前所未有的现代生活方式和舒适的生活环境。与此同时，人类凭借着自身的智慧和先进的技术，肆意开采资源， 29 加速了能源的消耗，对地球的生态平衡造成了巨大的破坏，能源危机、环境污染、物种灭 绝、人口剧增等种种问题闯入人们的视野。1987年，挪威首相布伦特兰夫人在《我们共同的未来》报告 中第一次提出了地球“可持续发展” 的概念，尤其是1992年在巴西里约热内卢举行“世界环境与发展大会” 以来，“可持续发展”观念受到各国政府、企业与知识界的高度重视。各国政府先后制定了自己国家的可持续发展战略，绿色设计的思想也迅速传播开来。 绿色设计的基本思想是将防止污染，保护环境的战略自觉集成到产品开发中，使产品在生产与流通 过程中能够同时实现其宜人价值、生态价值与经济价 值。 “少量化、再利用、资源再生” 的三“RE” (Reduce，Reuse，Recycling)原则是绿色设计的基本 原则。如果把绿色设计运用到液压系统的设计中，那么Reduce是指降低系统的能耗，减少对环境的污染， 提高液压元件的可靠性。Reuse、Recycle指液压介质 的循环利用，元部件的可装拆性、易修理性等。 1 降低消耗 1.1 资源的最佳利用 1.1.1 优化液压元件的连接与拆卸性 液压系统是由动力、执行、控制与辅助元件连接件组成的。设计时要尽量提高液压系统的集成度，以优化装配、节省材料为目标来简化设计方案，减少用于装配的零件数目。采用的原则是对多个元件的功能进 行优化组合，实现系统的模块化，并考虑工艺性来实现基本液压回路的紧凑。如减小液压元件的体积，简 化液压元件间的连接，设计易于拆卸的元件等。在满足功能、性能的基础上，重点放在元件的连接、嵌入咬合式等。焊接连接的装配和拆卸的复杂程度最高，导致零部件破坏性拆卸;螺钉连接的装配容易而可拆卸程度要受环境的影响，如果生锈则会导致拆卸复 杂;铆钉连接的机械装配性较好但拆卸复杂;嵌入咬合是装配性和拆卸性均较好的一种连接方式，但在连接强度要求高的情况下，连接的安全性可能出现问题。例如在齿轮泵中，齿轮与轴的联接可采用多面轴，这样可减少高速旋转中产生的噪声和振动，而且因取消了键联接，结构简单，易于装配和拆卸。为了使液压系统结构更紧凑，根据安装形式的不同，阀类元件可制成各种结构形式。管式连接和法兰式连接的阀，占用的空间较大，装拆和维修保养都不太方便，因此尽量采用板式和插装式连接的阀。板式连接的普通液压阀可安装到集成块上，利用集成块上的孔道实现油路间的连接，或可直接将阀做成叠加是1992年在巴西里约热内卢举行“世界环境与发展口 30 及执行元件的接口，其接头可做成快速双向接头，提高装配性和可拆卸性;插装阀便于将几个插装式元件组合成复合阀。 1.1.2 液压介质的回收再利用 液压介质的回收再利用也是实现液压系统资源最佳利用的重要环节。液压油的回收再利用的关键是做好油的过滤工作和油温控制，只有清洁不变质的油才是可以再利用的。安装过滤器是保证油清洁的关键对过滤精度要求高的系统元件要用精过滤器。及时清 洗滤芯和油箱也是保证油液清洁的一个环节。 油温控制主要是防止油液变质，温度的升高引起油液的氧化，使油液变质。另外，油温的升高，导致油液粘度下降，使元件系统的内外泄漏增加，系统的效率可以降也可以通过安装冷却器来降温，冷却器的合理选用能有效地降低温升，防止油液变质。 1.2 能量的最小损耗 1.2.1 合理选取元件 要减少能量的损耗就要提高液压系统的效率。选择性能良好，效率高的液压元件是提高液压系统效率装配的零件数目。采用的原则是对多个元件的功能进行优化组合，实现系统的模块化。 1)动力元件的选取。 应根据具体场合合理选取，如果可能，可以优先选用效率高的变量泵。这类泵可以根据实际工况的需要自动调节排量大小，减少流量过剩，也就减少了功率损失。另外，在选取泵时，最好不要将大容量的泵降低规格使用，因为当工作压力和流量小于泵的额定值时，泵的总效率将下降，不能物尽其用，也就造成了功率损失。 2)执行元件的选取。 选取液压马达时，一方面要注意不要将马达降低规格使用，另一方面也要注意提高马达的容积效率。而对于液压缸来说，应尽量改善其密封条件，减少泄漏，减少功率损失。 3)控制元件及管路的选取。 控制元件虽然不属于能量转换装置，但是如果能够根据实际液压系统 功能的要求，合理选择控制元件和系统管路的规格，可以减少液压系统的压力损失，提高回路的效率。对于一般的液压设备通常选用开关式控制元件，而对一些自动化程度较高，动作复杂的液压设备可选用能对输出油液的压力、流量进行连续控制和远程控制的电液比例阀和电液伺服阀。在确定系统管路时，应注意优化管路系统，力求在满足功能要求 31 的情况下，系统简单可靠不出现多余的管路，尽可能减少弯头，从而做到在降低成本的同时，有效节省能源。 1.2.2 优化系统的设计 要想使一个液压系统达到节能效果，应对系统的功率损失、复杂程度、成本及可靠性等因素进行综合考虑，在满足系统工作性能的基础上，有效降低能耗。在设计液压系统时除合理地选取元件外，还要系统地考虑提高元件的可靠性问题。在设计时可以采用提高元件的平均强度、降低元件的平均应力、减少元件的应力变化、减少元件的强度变化等方法和手段来提高元件的可靠性。 系统中应用蓄能器作为辅助能源可以作为一种节能措施。也可采用液压和其它传动类型相结合的方法来达到节能的目的。例如，利用机一液传动能克服纯液压传动的体积和重量大、传动效率低等缺点。采用气一液传动具有速度快、泄漏少、能耗低、经济性好等优点。也可采用高水基传动介质，此种介质用水代替油，因此节约能源。在我国随着液压技术的不断发展，高水基液压元件，也在逐渐增多。提高液压元件的可靠性，就可以减少元件的消耗，提高系统的工作效率、工作性能，也就降低了成本。 2 减少污染 2.1 减少油液的泄漏 对于液压系统而言，最主要的污染源是液压油的泄漏。液压油的泄漏不仅对环境造成污染，同时又降低了系统的效率，增加了能耗。因此降低油的泄漏是非常关键的。液压油的泄漏一般分内泄漏和外泄漏，内泄漏是指元件内部高压腔的油泄漏到低压腔，它对环境虽不造成污染，但是降低了元件的性能，应加以控制。而外泄漏是主要污染源，要降低系统的泄漏，关键是解决好液压油的密封问题。液压油的密封一般采用密封囤密封，0形圈以其使用简单而广泛用于液压系统中。在使用0形圈时，其零件的配合精度往往比使用V形圈、Y形圈要高，这是由0形圈的密封特性决定的。正确选择零件的配合间隙，即密封间隙，对密封的可靠性有很大的影响;同时要合理选择预压缩量和密封结构。在速度梯度大、换向频繁、压力冲击大、使用可靠性要求比较高、更换密封困难或不允许经常更换的地方，均采用V形密封圈，最好是纯合成橡胶与夹布合成橡胶配合使用。Y形圈不管从密封性能或抗扭拧能力，都比V形圈要好。一般来讲，为了增加密封效果、提高液压缸往复运动伸缩轴的寿命，在活塞杆、伸缩轴的端部安装防尘圈，也可使用带密封的防尘圈。另外，应尽量使用高粘度的工作油，以减少泄漏。最终应实现机械传动装置的工作介质绿色化，采用 32 无毒液压油。 2.2 减少噪声污染 液压系统噪声是对工作环境的严重污染。液压系统噪声分机械噪声和流体噪声。在液 压系统中，电动机、液压泵和液压马达等都以高速回转，如果它们的转动部件不平衡，就 会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动，因而产生噪声。这种振动传到油箱和管 路时，会因共振产生很大的声响。为了控制这些噪声，应对转子进行动平衡试验，设计时 注意避开共振区。机械噪声还包括机械零件缺陷和装配不合格而引起的高频噪声。因此必 须严格保证制造和安装的质量。在液压系统噪声中流体噪声占相当大的比例，这种噪声是 由于油液的流速、压力的突变、流量的周期性变化、以及泵的困油、气穴等原因引起的。 以液压泵为例，在液压泵的吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化，形成压力 脉动，从而引起液压振动，并经出口传播至整个液压系统;同时液压回路的管道和阀类元 件将液压泵的压力变化反射，在回路中产生波动，与泵发生共振，产生噪声。另一方面， 开式液压系统中溶解了大约5, 的空气，当系统中的压力低于空气分离压时，油中的气体 就迅速地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击。 因此在设计液压泵时，齿轮泵的齿轮模数尽量取小，齿数尽量取多，卸荷槽的形状和尺寸 要合理，尽量减小冲击;柱塞泵的柱塞数应为奇数，最好为7个，并在吸、压油配流盘上 对称开上三角槽，以防柱塞泵的困油;为防止空气混入，泵的吸油口应足够大，而且应没 人油箱液面以下一定深度，以防吸油后液面下降吸人空气;为减少液压冲击，可以延长阀 门关闭时间，并在易产生液压冲击的部位附近设置蓄能器，以吸收压力波;增大管径和使 用软管，对减少和吸收振动都颇为有利。 附录B The liquid presses the green design of the system The prelude and the understanding foundation of the green design thought and the economy of"can keep on a development" thought to develop theories to have a close connection and society. In the last several decades, along with science technical development, the industrial design is mankindcreate the unprecedented modern life style and comfortable life environment.At the 33 same time, mankind with lend the intelligence of the oneself and the technique of the forerunner, mine a resources without restraint, accelerate the depletion of the energy, bring huge breakage to the permafrost ecosystem balance, the energcrisis,pollution of the environment,species puts out to cut off,the population play increase etc. various problems intrude into people's visual field.In 1987, prime minister NWEBLUN in Norway especially madam BRUTEF put forward the concept of the Earth"can keep on a development" for the first time in 《 we the common future 》 the report, was in 1992 particularly at Brazil Rio de Janeiro held since"the world environment and the development conference", "can keep on a development" idea was high value by all countries government,business enterprise and the knowledge field.All countries government drew up an oneself a nation successively of can keep on a development strategy, the thought of[with] green design also spreads to open quickly. The basic thought of[with] green design will prevent?from a pollution, the strategy of the environmental protection awares of self to integrate to the product development, can make during the period of producing and circulating the product carry out a worth and economic price value of its pleasant value,ecosystem in the meantime. Three"RE"(Reduce, Reuse,Recycling) principles of"the jot turn,make use of again, the resources rebirth" are the basic principles of[with] green designs.If make use of the green design to the liquid to press the design of the system in, so the Reduce mean lowering system can consume, reducing the pollution to the environment, raising the credibility that the liquid presses a component.The Reuse,Recycle points the circulating exploitation that the liquid presses to lie quality, dollar the parts can pack to dismantle sex and fix sex etc. easily. 1 Lower depletion 1.1 One resources of the best make use of 1.1.1 excellent turn the conjunction that the liquid presses a component with dismantle to unload The liquid presses system from the motive,performance,control and assistance component conjunction the piece constitute.Design to raise the integration degree that the liquid presses system as far as possible, with the excellent disguise go together with,economical material for target to simplify the design project, reduce spare parts number of used for the assemble.The adoptive principle is the function to several components to enter to go excellent turn a 34 combination, the mold piece that carries out system turn, and consider a craft to carry out the tightly packed that the basic liquid presses back track.If let up the physical volume that the liquid presses a component, JIAN3 HUA4 YI4 presses a conjunction between components, the design is easy to dismantle component etc. for unload.In satisfying the foundation of the function,function, the point puts in the conjunction of the component and imbeds to bite match type etc..Weld the assemble of the conjunction with dismantle the complicated degree for unload tallest, cause zero parts destructivenesses dismantle to unload;The assemble of the bolt conjunction is easy but can dismantle to unload degree to want under the influence of environment, if become rusty and then will cause to dismantle to unload to reply miscellaneous;Rivet the machine assemble oftheconjunction compare good but dismantle to unload complications;Imbeding to bite to match is to assemble sex and dismantle to unload sex all and more good of a kind of conjunction method, but link under the sistuation that link strength to have high request of the safety may appear a problem.For example in the wheel gear the pump, the tie of the wheel gear and stalk's connect can adopt many noodles stalks, can reduce high speed to revolve so in the output noise and the vibration, and connect because of canceling the key tie, the structure is simple, being easy to assemble and dismantling to unload.Tightly packed for making the liquid press the system structure more, according to install the dissimilarity of the form, the valve component can make into various structure form.The valve of the tube type conjunction and the method lan type conjunction, take up of the space compare greatly, packing to dismantle and maintaining to maintain all not that convenient, so adopt the plank type and put the valve of the pack type conjunction as far as possible.The common liquid of the plank type conjunction's pressing valve can install to the integration a piece up, make use of an integrated piece up of the teaching of Confucius carry out a conjunction between oil roads, or can make the valve in to fold to add directly is in 1992 at Brazil Rio de Janeiro hold"the world environment and the development and the performance component connected, its deal with contact can make into a fast double to deal with contact, the exaltation assemble with can dismantle to unload sex;Put to pack valve easy to put several the pack type component constitute compound valve. 1.1.2 liquids press to lie quality to be recycled The liquid presses to lie quality to be recycled is also the important link that carries out a 35 liquid to press the best exploitation of the system resources.Liquid's pressing the key of the be recycled of oil is to work well oil of the percolation work and oil temperature control, only sweep the oil of the constant quality and just can make use of again.Install the filter is the key that promises the oil sweep to request a high system component to use a extractive filter towards filtering accuracy.In time pure wash the filter and fuel tank is also a links that promises the oil liquid sweep. The oil temperature control mainly is keep the oil liquid from change in character, the temperature goes up to cause the oil liquid to oxidize, making the oil liquid change in character.Moreover, the oil temperature go up, causing the oil liquid glue a degree to descend, make the component system of inside leak to leak increment, the efficiency of the system's can decline can also pass to install water cooler to reduce the heat, the reasonable of the water cooler's choosing to use can lower WEN SHENG availably, keeping the oil liquid from change in character. 1.2 least of the energies exhaust 1.2.1 reasonable selection component Wanting to reduce energy to exhaust the efficiency that will raise a liquid to press system.Choose function good, efficiency the high liquid press a component is the spare parts number that raises a liquid to press the system efficiency to assemble.The adoptive principle is the function to several components to carry on excellent turn a combination, the mold piece that carries out system turn, andtest (1)theselectionofthemotivecomponent. According to concrete situation reasonable selection, if possibility, can have the initiative to choose to use an efficiency to change quantity a pump highly.This pump can regulate a row to have great capacity automatically according to the demand of[with] actual work condition small, reduce the discharge excess, also reduce powerloss.Moreover,whileselectbyexaminations pump, best don't lower the pump of the big capacity the specification usage, because of being the work pressure and discharge small in pump of when the sum settle value, pump of the total efficiency will descend, can't thing exhausted it use, also resulting in the power lose. (2)Carry out the selection of the component. Wanting to notice and do not lower motor on the other hand when select by examinations 36 the liquid press motor the specification usage, also want to notice the capacity efficiency of the exaltation motor on the other hand.But press an urn to the liquid to say, should improve it to seal completely a condition as far as possible, reducing leakiness, reducing the power loss. (3)Control the selection of the component and the tube road. Control although the component don't belong to the energy conversion to equip, if can press system according to the actual liquid.The request of the function, the reasonable choice control component and system take care of the specification of the road, can reduce the pressure loss that the liquid presses system, the efficiency of the exaltationbacktrack.Pressanequipments to the general liquid to usually choose to use the switch type control component, but is higher to some automation degree, act a complicated liquid to press the equipments can choose to use an ability carry on the electricity liquid comparison valve and the electricity liquid servovalve of continuous control and the long range control towards outputting the oil liquid of pressure,discharge.Under the circumstance that the certain system tube road, should notice excellent turn the tube road system, try hard for at satisfy function a request, the system is in brief dependable and appear surplus of tube road, reduce a curved head possibly, attain thus at decline low cost of in the meantime, save energy effectively. 1.2.2 excellent turn the design of the system Wanting to want make a liquid press system to attain the economy energy result, the factors such as power loss,complicated degree,cost and credibility etc.s that reply system carry on comprehensive consideration, lowering in satisfying the foundation of the system work function and effectively can consume.While designing a liquid to press system in addition to selecting by examinations a component reasonably, also wantsystematically a dependable problem of consider the exaltation component.While design can adopt the average strength of the exaltation component,lower the mean stress of the component and reduce a component of should dint variety,reduce the strength of the component variety etc. the method and means to raise the credibility of the component. Applied in the system the ability machine is to lend support to energy and can be a kind of economy energy measure.Can also adopt a liquid to press to spread to move the method that the type combine together with other to attain the purpose of[with] economy energy.For example, make use of machine a liquid to spread the physical volume and weight that the kinetic energy 37 overcomes a pure liquid to press to spread tmovebig,spread to move low etc. weakness of efficiency.The adoption annoys a liquid to spread to move to have speed quick,leak little,can consume low,economy good etc. advantage.Can also adopt high water group to spread to move to lie quality, this kind lie quality to replace oil with the water, therefore economize energy.Press along with the liquid at the our country technical of develop continuously, high liquid of water group presses a component, also Be increasing gradually.Raise the credibility that the liquid presses a component, can reduce the depletion of the component, raise the work efficiency of the system and work function, also lower cost. 2 Reduce a pollution 2.1 reduce the leakiness of the oil liquid Press the system but speech to the liquid, the pollution source of the most is the leakiness that the liquid presses oil.The liquid presses the leakiness of the oil to not only bring pollution to environment, lowering the efficiency of the system again in the meantime, increase can consume.The leakiness that therefore lowers oil is very decisive.The liquid presses the leakiness of the oil general the part of duty leak and leak to leak, inside the leakiness mean internal high pressure gap of component of the oil leak to the low-pressure gap , it to although the environment result in pollution, but lower the function of the component, should take in to control.But leak to leak is a main pollution source, lower the leakiness of the system, the key is to resolve a good liquid to press oil of seal completely a problem.The liquid presses oil of seal completely a general adoption to seal completely to store to seal completely, 0 the form turn it is used for a liquid to press system in brief but extensively by usage in.At use 0 the form turn, the match accuracy of its spare parts usually compares an usage a V form turn,Y form turn to want high, this from 0 the form turn seal completely thecharacteristic decision.The match cleft of the right choice spare parts, then sealcompletely cleft, to seal completely of the credibility have very great influence;Want a reasonable choice to prepare compression quantity and seal completelystructureinthemeantime.Biginthespeedstepsdegree,changetomultifarious,the pressure pound at greatly and use credibility to have higher request and replace to seal completely a difficulty or disallow to usually replace of place, all adopt a V form to seal completely a turn, had better synthesize rubber and clip cloth to synthesize the rubber match usage purely.The Y 38 form turn ignore from seal completely the function or anti- to twist of the ability, all compare a V form turn to be good friends with.Speak generally, seals completely result,the exaltation liquid to press for the sake of the increment an urn of back and forth exercise flexible stalk of life span, can also use to take to seal completely at the carry of piston pole,flexible stalk a gearing dust palliative turn of dust palliative turn.Should use as far as possible moreover high glue the work oil of the degree, is leak with decrease.End should carry out a machine to spread a work of move the device to lie the quality green to turn, adopt a not poisonous liquid to press oil. 2.2 reduce the noise a pollution Liquid's pressing the system noise is the serious pollution to the work environment.The liquid presses the system noise the machine noise and fluid noise for cent.In the liquid press the system, the electric motor,liquid presses the pump and liquid to press motor etc.s all turn round at a high speed, if they turn to move the parts unbalance, will produce the unbalance dint of the periodic, cause the bent vibration of the shaft, as a result produce a noise.This kind of vibration spreads to fuel tank With the tube road, meeting because the resonance produces a very big voice ring.For controling these the noise, reply to turn son to carry on moving balance to experiment, design notice to avert from resonance area.The machine noise still includes the machine spare parts blemish and assembles an unqualified and causable high voice of noise .Therefore have to promise the quality of the manufacturing and install strictly.Press the system noise the midstream body noise voice to share a very great comparison in the liquid, thisgrow the noise is because the periodicvarietyof[with]mutation,discharge of the current velocity,pressure of the oil liquid,and pump of trap reasons, such as oil and the spirit cave...etc. to cause.With the liquid press a pump for example, produce periodic in the liquid press the pump of absorb the oil and press the oil circulation of the pressure and discharge variety, become the pressure pulsation, cause a liquid to press a vibration thus, and was spread by exit to the whole liquid to press system;The liquid presses back track in the meantime,The piping and valve component press liquid the pressure variety glint of the pump, produce motion in the back track, take place a resonance with pump, creation noise.On the other hand, the open type liquid pressed to fuse about 5% airs in the system, being 39 the pressure in the system low in When the air separation press, the air in the oil comes out for quickly a great deal of separation, formation spirit bubble, these spirit bubbles meet high pressure is break then, produce a stronger liquid to press impact.Therefore while designing a liquid to press a pump, the wheel gear mold of the wheel gear pump the number takes as far as possible small, 齿 the number takes to have another as far as possible, the shape and size that unload the lotus slot want to be reasonable, letting up impact as far as possible;Pillar's filling the pillar of the pump to fill a number should be an odd numbers, best is 7, and in absorb,press oil to go together with to flow dish symmetry open up the triangle slot, in order to prevent the pillar fills to pump of trap oil;The in bar of air sneak into, pump of absorb the oil should enough big, and should the nobody fuel tank liquid noodles following certain depth, in order to prevent absorb oil behind the liquid noodles descend to absorb person's air;In order to reduce a liquid to press impact, can prolong the valve door close time, and at easy creation the liquid press pound at of the part neighborhood constitution ability machine with absorb pressure wave;Enlarge the tube path and use a soft tube, to reduce and absorb vibrations all very beneficial. 40