第4章 液压元件的选择
第4章 液压元件的选择
4.1 液压泵实验台系统部分
4.1.1 被试泵、电机及联轴器的选择
4.1.1.1 被试泵的选择
液压泵是将原动机的机械能转换为液压能的能量转换组件，在液压系统中，液压泵作为动力组件向液压系统提供液压能。
选取恒压变量泵63PCY14-1B进行了性能测试试验，被试泵公称排 量为63mL/r，额定转速为1500r/min。泵的基本参数是压力、流量、转速、效率。泵的最高压力与最高转速不宜同时使用，以延长泵的使用寿命。转速的选择应严格按照产品技术规格表中规定的数据，不得超过最高转速值。至于其最低转速，在正常使用条件下，并没有严格的限制。
液压泵的主要类型有：外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、柱塞泵。因为本系统为低压系统，故可选双螺杆泵，具体型号由系统的最大工作压力与所需液压泵的流量决定。 4.1.1.2 电机的选择
电气传动用交流电动机是将直流电能转变为机械能的旋转机械，特点是：调速优良，过载能力大，可实现频繁的无级快速起动制动和反转，多用于宽调速的场合和要求有特殊运行性能的自动控制场合。交流电机中最常用的是三相异步电动机和同步电动机，异步电动机结构简单，维护方便，重量较轻，成本较低，工作效率较高，负载特性较硬，能满足大多数工业机械的电气传动需要；同步电动机广泛适用于拖动不要求调速和功率较大的生产机械。比较之后，本系统选择通用异步电动机。
根据被试泵的规格，变频电机选择Y250M-4-B3 额定转速：1410r/min， 额定电压：380v， 额定功率：55kw。 4.1.1.3 联轴器的选择
联轴器是连接两轴或轴和口转件，在传递运动和动力过程中一同回转而不分开的一种装置。此外，联轴器还可能具有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及安全防护功能。联轴器的类型应根据使用要求和工作条件来确定。具
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燕山大学本科生毕业设计（论文）
体选择时考虑以下几点：
1.所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲和减振方面的要求。 2.联轴器工作转速高低和引起的离心力大小，对于高速传动轴，应选 用平衡精度高的联轴器，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器。 3.两轴相对位移的大小和方向，当安装调整后，难以保持两轴精确对 中，或工作过程中两轴将产生较大的附加位移时，应选用挠性联轴器。 4.联轴器的可靠性和工作环境。
5.联轴器的制造、安装、维护和成本，在满足使用性能的前提下应选 择拆装方便、维护简单、成本低的联轴器。一般的非金属弹性元件联轴器，由于具有良好的综合性能，适宜于一般的中小功率传动。
由于泵与电动机之间的传动不属于大功率传动，选择连轴器型号：黎明CC-115。
4.1.2 管道尺寸的确定
4.1.2.1 管道的计算
由新版机械设计手册第四卷，第23篇，第4章―液压传动系统设计计算，查得
管道内径计算公式为：
d?壁厚计算公式
4qv?v (4-1)
??P?d2???? (4-2)
P──管道内最高工作压力（Pa）； d──管道内径（m）；
[σ]──管道材料的许用应力（MPa），?????bn；
σb──管道材料的抗拉强度（MPa），σb=520MPa；
n──安全系数，对钢管来说，P＜7 MPa时，取n=8；P＜17.5 MPa时，
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取n=6；P＞17.5 MPa时，取n=4；这里取n=8。 则
??P?dP?d?n?2????2??b (4-3)
管道内液体的流动速度如表4-2所示
表4-2 允许流速推荐值
管道 液压泵吸油管道 液压系统压油管道 液压系统回油管道 推荐流速/(m/s) 0.5~1.5,一般常取1以下 3~6，压力高，管道短，粘度小取大值 1.5~2.6 取吸油管路油液流速为1 m/s，压油管路流速为6 m/s，回油管路为
2 m/s。
液压泵吸油管道内径： 4qV4?93.6?10?3d???44.6mm?v??1?60， 圆整取标准值50 mm。
液压泵吸油管道壁厚：
P?d?n1.92?50?8????0.74mm2??b2?520， 圆整取标准值3 mm。
液压泵压油管道内径： 4qV4?93.6?10?3d???18.2mm?v??6?60， 圆整取标准值25 mm。
液压泵压油管道壁厚：
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燕山大学本科生毕业设计（论文）
??P?d?n1.92?20?8??0.30mm2??b2?520，
圆整取标准值2 mm。
液压泵回油管道内径： 4qV4?93.6?10?3d???31.5mm?v??2?60， 圆整取标准值32 mm。
液压泵压油管道壁厚：
P?d?n1.92?32?8????0.47mm2??b2?520， 圆整取标准值2 mm。 4.1.2.2 硬管的选择
对于具有不同管路长度的刚性联接一般使用硬管。在硬管和软管之间做出选择时，应选择硬管，因为硬管成本低、阻力小、安全。多选用无缝钢管，无缝钢管耐压高，变形小，耐油，抗腐蚀，虽装配时不易弯曲，但装配后能长久保持原状，用于中压系统。硬管可分为两大类，一类是通经定尺寸，另一类是外径定尺寸的。
泵的吸油和压油口直径是固定的，分别为50 mm和42 mm，根据新版机械设计手册第四卷，第23篇，第9章，表23.9-2―钢管公称通径、外径、壁厚、联接螺纹和推荐流量表，选取钢管管道直径如表4-3所示。
表4-3 过滤系统管径 (mm)
管道 吸油管道 压油管道 回油管道
外径 50 42 42 16
内径 44 38 38