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1、双缸长冲程液压抽油机的设计1引言液压传动的实用化与迅速发展,很大程度上取决于专用设备的开发与普及。美国、日本及一些欧洲国家都已开发出了专业的液压成形设备。国际上能够提供成套技术与设备的制造商多数集中在欧洲;液压泵是液压系统的动力源,液压抽油机机中的液压泵大多是柱塞泵。由于泵的流量一定,也就意味着在工作周期的各个阶段其流量均为最大工作流量,在不需最大工作流量的工序上,多余的压力油经溢流阀回路流回油箱,而驱动液压泵的电机始终保持着维持最大工作流量时的转速,因此电机所消耗的功率也始终维持在工作周期中的最大功率上,造成了大量的电能浪费。 在液压回路上加装变频器回路,根据工作周期中所需的压力的变化,利用
2、变频器的变频功能改变驱动电机的电源频率,使周期中的每一个确定的液压工作流量都对应不同的电机转数(频率),使电机的转数根据工作要求的变化而实时变化,从而可达到对液压系统的工作流量和工作压力进行实时控制和节约电能的目的。增压缸是在成形的最后阶段为成形工件的小圆角而为液压室提供高压的一种措施。由于所需压强较高,一般的液压元件难以满足,若整个系统采用超高压泵和耐高压液压元件,势必会增加制造成本,所以采用了增压缸来满足成形后期所需的高压。我国自行设计研制并全部采用国产液压元件的全演压抽油机样机已经完成,1987年底通过了台架试验。 以前,油田大多数采用机械式抽油机,因结构笨重,耗费大量钢材,功耗大,工况
3、作业灵活性差,已逐渐淘汰。国外六十年代已有商品的液压抽油机,国内因国产液压元件质量较差,阻碍了浓压抽油机的研制。 用于油田的抽油机数以万台计,如以我们研制的液压抽油机为例,有着明显的经济效益。它的功率比同类机械式抽油机减少了10KW,而所耗钢材只有原机械式抽油机的1/3左右。设备成本也明显地降低为原值的4/5。液压抽油机是已被国内外油田生产实践所证实了的具有采油经济性好、重量轻、体积小、冲程长度及冲程次数可实现无级调节和工作性能优越等特点的新型抽油设备.目前液压抽油机已得到国内油田工程技术人员的高度重视,使液压抽油机近十几年来得到了迅速发展,并在油田生产中得到了一定的应用。2设计任务书本设计,
4、是一种利用电动机动力,通过由油泵、液压缸、控制装置等组成的液压系统和金属支架,带动抽油泵的泵筒和泵杆作相对运动,完成抽吸原油作用。在我国现有的采油机械中,机械式抽油机效率低、自重重、冲程短、成品高。现普遍在各油田应用的游梁式抽油机就属于这种机械。进来投入使用的链式抽油机,虽然具有六米冲程,但是自重重、效率低、成品高、可靠性差等缺点还没解决。本设计的目的是在于提供一种结构简单,加工制作容易、自重轻、冲程长,造价低,不用大基础的液压式抽油机。双缸长冲程液压抽油机,以汽油、柴油发动机或电动机为动力。驱动液压泵,产生具有一定压力的工作油,通过电磁滑阀使油管油缸和抽油杆油缸相对移动,抽吸提升原油。双缸重
5、叠布置,二者下腔由油路相连,起到变平衡作用。上部抽油杆油缸为单作用缸,柱塞与抽油杆和抽油泵柱塞连接;下部为双作用缸,活塞下部与油管和抽油泵泵筒连接,活塞上部油腔用来调整平衡力。该机用于油田采油作业。2.1 题目名称:双缸长冲程液压抽油机的设计2.2设计技术要求:该机用于油田开采石油生产机械,主要有:机械零部件、液压系统等组成。2.3 原始数据及要求:表2.1原始数据冲程S(m)冲次n(次/min)功率(KW)井深(m) 油温()5.4373010002000-30+30 3设计计算说明书3.1 双缸长冲程液压抽油机设计概述3.1,1主机的功能结构:该双缸长冲程液压抽油机用于油田的抽油生,其结构
6、和工作原理见图1.1由图1.1可见,该长冲程液压式抽油机为双油缸液压系统(或称主液压系统),其长油缸为单作用缸,双杠重叠布置。上面油缸(或称抽油杆油缸)中的柱塞和光杆相连,上面油缸的工作使抽油杆和抽油泵柱塞作上下往复运动,起抽吸原油作用。下面油缸(或称为油管油缸)中的活塞通过活塞杆接头和油管柱相连,下面油缸活塞的工作使油管柱和抽油泵泵筒作上下往复运动,用油管柱重量作为抽油机的平衡重。上下两个油缸中活塞运动的配合,恰好使抽油泵柱塞相对于泵筒的冲程长度等于抽油杆柱和抽油管柱位移的总和(此时忽略抽油杆柱和油管柱的变形)。而且抽油杆柱的冲程长度比油管柱的冲程长度大24倍;液压系统采用闭合回路,并带有自
7、动补油装置,两个油缸工作腔的工作油是由电动机驱动的动力油泵交递传送的。为了调整平衡效果,以适应不同的井况,在油管油缸的上腔加一储能器及调压阀,用以调整和补偿压力。更好地平衡抽油杆和油管柱重。为了补偿系统工作腔工作油渗漏损失,系统内设有补压补油液装置。上述两种功能均由一个独立的、有二个压力继电器控制的油泵供工作油分系统实现的。为了防止油温过高或过低,系统内设有降温和升温装置。为了使抽油泵的启动和油缸换向减少冲击,系统中设有缓冲结构。当泵出口压力超过溢流阀的标定压力时,工作油不经滑阀和二个油缸,而经溢流阀溢流到泵的吸油口,保护了抽油机的各部件安全进行。当液压系统工作油因渗漏等原因有损失时,系统油压
8、降低、当降到压力继电器的标定压力时,由另一台电动机驱动的供油系统的油泵运转,油泵是不经常运动的补油泵,它运转送出的高压油经滤油器、电磁滑阀进入主液压系统,以补充油液不足。储能器是用来调整油管油缸上腔的平衡压力,以更好地平衡油管油缸和抽油杆油缸。当液体渗漏等愿意造成油缸上腔压力变化,不能做好起平衡作用时,电磁继电器和电磁滑阀动作,起动分系统油泵,按溢流阀的标定压力往储能器和油缸工的上腔冲压。恢复原平衡效果。上述冲压达到溢流阀和的标定压力时,溢流阀溢流工作油回到油箱,压力继电器、恢复原工况。金属支架起着稳定油杆油缸柱塞作用,当油杆油缸柱塞伸出时,柱塞上部滑套移定器依托在金属支架导柱上。3.1.2
9、液压系统的组成:抽油机的总体结构、液压系统的原理图如图3.1所示,1. 抽油杆油缸 2.油管油缸 3.油路 4. 电磁滑阀 5.溢流阀 6.滤油器 7. 控温器 8. 油泵 9. 控温器 10. 电动机 11.溢流阀 12.溢流阀 13. 电磁滑阀 14.滤油器 15. 油泵 16.油箱 17.抽油泵柱塞 18.抽油泵泵筒 19. 抽油杆柱 20.油管 21.继电器 22.活塞 23.继电器 24.蓄能器 25.固定架 图3.1抽油机的总体结构、液压系统的原理图3.1.3 技术特点:该双缸长冲程液压抽油机是一种新型半自动化抽油设备。液压系统采用闭合回路,并带有自动补油装置,两个油缸工作腔的工作
10、油是由电动机驱动的动力油泵交递传送的。为了调整平衡效果,以适应不同的井况,在油管油缸的上腔加一储能器及调压阀,用以调整和补偿压力,更好地平衡抽油杆和油管柱重。为了补偿系统工作腔工作油渗漏损失,系统内设有补压补油液装置。上述两种功能均由一个独立的、有二个压力继电器控制的油泵供工作油分系统实现的。为了防止油温过高和过低,系统内设有降温和升温装置,为了使抽油泵的启动和油缸换向减少冲击,系统中设有缓和结构。1) 本机的主要动作由液压传动,采用PLC控制,手控与自控相结合方式,控制机动、灵活可靠;动作平衡可靠,故障少;降低了劳动强度。2) 通过设置液控单向阀及油路的合理拼搭等动作连锁控制措施,保证机器工
11、作时,严格按照规定的先后顺序动作,以免因系统失灵或操作者失误打乱动作节拍,损坏模具与机器。3.2液压缸总体设计液压缸是液压系统中广泛应用的另一种执行原件,它的作用是将液压能转换为机械能,输出往复直线运动或者小于360的往复直线运动。其特点是结构简单,加工制造容易,工作可靠。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比;液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。本系统有2个液压缸,下面介绍液压缸的设计过程;3.2.1液压缸主要零件材料及技术要求3.2.1.1缸体液压缸缸体的常用材料为20、35、45号无缝钢管。因20号钢的力学性能略低,且不能调质,应用较少。当缸
12、筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需焊接时,则应采用焊接性能较好的35钢,粗加工后调质。一般情况下,均采用45钢,并应调质到241285HBS。缸体毛坯也可采用锻钢、铸钢或铸铁件。铸钢可采用ZG35B等材料,铸铁可采用HT200HT350间的几个牌号或球墨铸铁。因此,本设计液压缸缸体选用35钢。1、缸体内径采用H8、H9配合。表面粗糙度:活塞采用橡胶密封圈密封时,为0.10.4。2、缸体内径D的圆度公差值可按9、10或11级精度选取,圆柱度公差值应按8级精度选取。3、为了防止腐蚀和提高寿命,缸体内表面应镀以厚度为3040的铬层,镀后进行珩磨或抛光。3.2.1.2缸盖液压缸的缸盖可选用35、45号
13、锻钢或ZG35、ZG45铸钢或HT200、HT300、HT350铸铁等材料。本设计选用35号锻钢。1、的圆度和圆柱度不大于直径公差的一半;2、和D的同轴度不大于0.03mm;3、端面A、B对轴线的垂直度,在直径200mm上不大于0.06mm;4、导向孔表面粗糙度不低于6。3.2.1.3活塞液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁、灰铸铁(HT300、HT350)、钢(有的在外径上套有尼龙66、尼龙1010或夹布酚醛塑料的耐磨环)及铝合金等,这里选用Q235。1、D对的径向跳动,不大于D的公差的一半;2、端面对轴线垂直度在直径上200mm不大于0.06mm;3、D的圆度,圆柱度不大于公差的一半。3.2.1
14、.4抽油杆由于是空心抽油杆,起内径为40mm;外径为60mm;故选用45钢。1、粗加工后热处理,调质硬度217255HBS,必要时高频淬火;2、d和圆度和圆柱度,不大于相应直径公差的一半;3、工作表面直线度在5400mm长度上不大于0.1mm;4、d和的径向跳动不大于0.01mm;5、端面垂直度,在直径200mm上不大于0.06mm;6、螺纹一般按2和3级精度制造;7、工作表面粗糙度不低于8。3.2.2液压缸结构设计3.2.2.1液压缸缸体与缸盖的连接结构采用焊接连接见图3.2图3.2 焊接连接优点:结构简单,外形尺寸小。缺点:1、焊后易变形,且内径不易加工;2、清洗、装拆有一些困难。3.2.
15、2.2 活塞与活塞杆的连接结构采用螺纹连接见图3.3图3.3螺纹连接优点:连接稳固,活塞与活塞杆之间无公差要求。缺点:装卸较麻烦,螺纹加工也较麻烦。3.2.2.3活塞与缸体的密封形式采用O型密封见图3.4图3.4 O型密封优点:属于挤压密封,结构简单,方便,摩擦系数小,安装空间小,适用范围广。3.2.2.4活塞杆的导向装置与密封、防尘装置采用端盖直接导向见图3.5图3.5 端盖直接导向3.2.3抽油杆液压缸设计计算3.2.3.1 主油缸缸抽油杆速度由设计参数知,冲次n=5(1/min),即抽油机每分钟完成5个工作循环,所以每一工作循环时间t: (3-1)设提升行程时间与下行程时间相等,则上行程
16、时间t1 : (3-2)抽油杆上行程速度v: (3-3)3.2.3.2 抽油杆所具有的落下负载 回程时抽油杆所具有的落下负载,回程时抽油杆受力如图3.6所示:图中 FG1抽油杆自重FG2活塞杆自重Fa惯性载荷FB摩擦载荷 FC油注液阻 图3.6抽油杆受力由受力分析可知,落下负载W为: (3-4)(1)抽油杆直径d=24mm,抽油杆面积A0: (3-5)抽油杆长取h=1500mm,液压油密度 r=8.6kg/dm3,抽油杆自重FG1: (3-6)(2)活塞杆自重、传力结构等结构部件的自重为FG2,根据经验得: (3-7)(3)惯性载荷Fa (3-8)式中 G抽油杆所受重力g重力加速度;g=9.8
17、1m/s2;变化量即活塞杆加速度 ,取t=0.5s, 则 (3-9)(4)摩擦载荷FB (3-10)-摩擦系数,本设计=0.05;(5)油注液阻 FC: (3-11) 根据GB2714-80,取抽油泵公称直径d1=25则 (3-12)把FG1、FG2、Fa、FB、FC代入式(2-4)中得 (3-13)3.2.3.3主油缸参数设下行程时,抽油杆的重力势能全部被蓄能器(平衡回路中)回收,且在上行程时全部被释放出来,帮助主油缸提升负载。则上行程时主缸提升负载F为: (3-14)由F=PA可以看出,提升力与油缸有效面积A和油缸工作压力P有关。P不能太高,过高的压力会影响元件的强度和密封性,缩短元件和系
18、统的寿命,则A面积就很大,油缸变粗重量增加,消耗材料,同时泵的流量很大。由提升载荷5NF10N,初选主油缸工作压力1.5MpaP 2Mpa ,初步确定P=1.65Mpa。计算主油缸主要结构尺寸:计算主油缸活塞杆直径D为 (3-15)计算时可令回油背压0,那么对于单杆液压缸,无杆腔进油时可得 则取标准直径为 (标准直径)计算主油缸活塞杆内径d(标准直径)活塞有效工作面积 (3-16)主油缸工作压力P为 (3-17)为了能合理确定和,在计算机上进行辅助计算,对于液压缸的强度校核见附表。对计算结果进行综合考虑,确定计算合理。3.2.3.4液压缸长度及壁厚确定1) 液压缸的长度一般有工作行程长度来确定
19、,由于整个抽油冲程为5400mm,则确定抽油杆油缸液压缸长度为360 mm,油管油缸液压缸长度为740mm;2) 对于高压系统或16时,液压缸缸筒厚度一般按薄壁筒计算:液压缸缸筒厚度(m);试验压力(MPa),当工作压力p16 MPa时,=1.5p;工作压力p6 MPa时,=1.25p;本系统是高压系统,所以=1.25p=7.5(MPa)D液压缸内径, 缸体材料的许用应力,;则1.58(),取153.2.3.5液压缸进出油口尺寸的确定液压缸的进、出油口,可布置在缸筒或前、后端盖上,其连接型式有螺纹、方形法兰和矩形法兰等(图3.7)。图3.7液压缸的进、出油口尺寸代号液压缸的进、出油口采用螺纹连
20、接,国家标准GB/T2878-93(等效于ISO6149-1980)规定了液压缸进、出油口采用螺纹连接的油口尺寸系列见表3.1。表3.1液压缸进、出油口采用螺纹连接的油口尺寸系列M50.8M81M101M121.5M141.5M161.5M181.5M201.5M221.5M272M332M422M502M602注:螺纹精度为6H得螺纹连接的油口尺寸M272。3.2.3.6最小导向长度确定根据液压系统设计简明手册P13 (3-18)L液压缸最大相对行程, L=5400;D液压缸内径,D=160;得H=107;活塞宽度B,一般取B=(0.61.0)D,取120;缸体内部长度等于活塞的行程和宽度之
21、和(5520mm)。3.2.3.7液压缸的排气装置当液压系统由于长期停止工作,系统中的油液由于本身重量的作用和其它原因而流出,这时会有空气渗入或油中混有空气,都会使液压缸运动不平稳,重新工作时产生爬行、噪声、发热等现象。为防止这些不良现象的产生,一般在液压缸的最高位置设置放气阀。3.3辅助装置的设计液压系统的液压装置,采取集中式,其中油箱的结构尺寸的确定比较方便,安装和维修都比较方便,并且,油源的振动及发热不会对其它装置产生影响。液压站由油箱装置、液压泵装置和液压连接装置三部分组成。3.3.1油箱装置的设计在液压传动的过程中,油箱是不可缺少的,它的作用是存储液压油液、逸出空气、沉淀杂质、分离水
22、分、散发油液热量。因此,进行油箱设计时,要考虑到油箱的容积、油液在油箱中的冷却和加热,油箱中的装置和防噪音等问题。3,3.1.1油箱容量设计 油箱主要设计参数,取油面的高度为油箱高h的0.8倍,与油直接接触的便面算全散热面,初步求油箱有效容积为 (3-19) 由V=0.8abh求的各边之积 (3-20) 取a=1.17 m,bh=1.17,与油不直接接触表面算办散热面,油箱的有效容积和散热面积分别 (3-21) 最大温差是在初步确定油箱容积的情况下,验算其散热面积是否满足要求,当系统的发热量求出后,可根据散热的要求确定油箱的容量。由个公式求得油箱的散热面积为 (3-22) 如不考虑管路的散热,
23、上式简化为 (3-23) 则计算发热功率,液压系统的发热功率转化为热量: (3-24) (3-25) (3-26) (3-27) 整个工作循环中泵的工作效率系统的有效输出功率 (3-28) 则油温为-3030+15.245.2C,既没有超过最高允许范围 50C70C设油箱的壁厚为,根据上述计算,油箱尺寸设计如下:油箱长: a=1328 油箱宽:b=720 油箱高:h=980 油箱壁厚:=5挡板高:h=6303.3.1.2油箱的结构设计进行油箱结构设计时,首先要考虑的是油箱的刚度,其次要考虑便于换油和清洗油箱,以及考虑油泵装置安装和拆卸的方便,当然油箱的结构应该尽量简单,以利于密封和提高其经济性
24、。油箱体一般由Q235钢板焊接而成,钢板厚度为,大者取大值。油箱分为整体式油箱、两用油箱和独立油箱,一般独立油箱应用最为广泛。油箱侧壁上安装油位指示器;油箱底面与基础面的距离一般为,以保证通风良好,充分散热;油箱下部焊接底脚。本课题的油箱采用独立油箱,焊接式,钢板厚度取5mm,油箱底面与基础面的距离取120mm。在油箱后面上安装油位指示器。油箱底部一般为倾斜状,底部最低处有排油口。为了使吸油区和回油区分开,便于回油中杂质的沉淀,油箱底部需要设置隔板,回油经过隔板上方溢流至吸油区,经过金属网进入吸油区,既有利于回油中的杂质和气泡的分离,又有利于散热。隔板的位置,取吸油区容积为油箱容积的1/2,隔
25、板的高度约为最低液面的2/3,隔板的厚度等于或者稍大于油箱侧壁的厚度。油箱盖多采用铸铁或钢板两种材料制成,本课题采用45钢制造而成。在油箱盖上考虑有下列孔道:吸油管孔、回油管孔、通大气孔(孔口安装空气过滤器,同时为加油装置)以及安装液压集成装置的安装孔等。把液压泵、液压泵电机及集成块装置安装在油箱盖上,其优点主要是结构紧凑,因产生的噪音和振动较大,所以选取缸盖的厚度为16mm。防噪音问题是现代化机械装备设计中必须考虑的问题之一。油路系统的噪音源,以液压泵站为首,因此,进行油箱设计时,应从下列几个方面着手减轻噪音:1、箱体及箱盖的材质,在条件允许的情况下,用铸铁代替钢板,以利于吸振,然而铸铁的焊
26、接性能较差,所以本课题的材料采用Q235;2、箱体与箱盖之间需要增加防震橡皮垫;3、吸油区与回油区之间增设一层金属网,以便分离回油液中的气泡;4、油泵排油口用橡胶软管与阀类元件相连接;5、回油管管接头振动和噪音较大时,改变回油管直径或者增设一条回油管,使每个回油管接头的通路减少。3.3.1.3其它注意事项1、吸油管端部的滤油器与油箱底面距离不得小于20mm。在条件允许时,油箱盖的吸油管孔应比滤油器的直径稍大,以便对滤油器进行清洗与更换;2、油箱内外应涂有防锈油漆。3.3.2 液压泵的计算和安装方式液压泵装置是指将电能转变为液体势能所需要的设备、元件及辅助元件,具体而言,主要指电机、联轴器、液压
27、泵、吸油管、排油管以及吸油管口的滤油器。正确地设计尤其是正确的安装液压泵装置,是液压系统正常工作的重要保证,必须予以足够的重视。设泵的流量只供液压缸,而无别的损耗,液压泵的工作压力的确定 (3-29)取=0.28Mpa, P液压执行元件的最高工作压力,对于本系统 P=1.9 Mpa.泵的额定压力在最高工作压力加上25%的压力储备,所以泵的额定压力应为: (3-30) 液压泵流量的确定Q (3-31)取泄漏系数K=1.2,求得液压泵流量: (3-32)则 故液压泵选用CB-B2.5,理论排量200.9ml.r ,额定压力6Mpa,额定转速1450r.min主要安装形式有立式和卧式安装,本课题采用
28、卧式安装(见图3.8)。图3.8 支架钟罩卧式安装安装液压泵应注意的问题:1、 为了防止振动与保证液压泵的使用寿命,液压泵必须牢固的紧固法兰上,注意经常检查螺钉是否松动;2、 调整好液压泵与电机的联轴器,使二者同心,用手拨动联轴器时不能有松紧不一致的现象;3、液压泵吸油管路的安装必须注意密封可靠及油管插入油液有足够的深度,以防止空气被吸入液压泵;4、安装液压泵时,应注意各类液压泵的吸油高度,正确确定液压泵与油液液面的距离,叶片泵的吸油高度一般不大于500mm。3.3.3电动机的选择驱动泵的电机功率: (3-33)式中 液压泵最大工作压力 Q液压泵流量 n液压泵总容积则 (3-34) 选用电机型
29、号为Y160L-4,额定功率为15kw,转速1460r/min.电机的安装形式主要有立式和卧式两种,为了使液压站结构紧凑,在这里电机的安装采用卧式安装。将电机固定在油箱的盖板上。3.3.4液压泵与电机的联接液压泵与电机之间的联轴器,一般用弹性套柱销联轴器,其特点是结构简单,维护方便,承载能力大,具有一定补偿两轴相对偏移和一般减振性能,应用于启动频繁、经常正反转、载荷平稳的传动。查机械设计实用手册P835表52-21选取TL6型弹性套柱销联轴器见图3.9。 图3.9弹性套柱联轴器安装联轴器的技术要求是:1、半联轴器做主动件;2、半联轴器与电动机轴的配合时采用配合,与液压泵轴端采用低于的配合,否则
30、应该验算轮毂长度;3.最大同轴度偏差不大于0.1mm,轴线倾斜度不大于40。3.3.5 其它辅助元件的选择在液压传动系统中,液压辅助元件是指那些不直接参与能量转换,也不直接参与方向、压力、流量等控制的在液压系统中必不可少的元件或装置。主要包括过滤器、蓄能器、油箱、管路和管接头以及密封装置等。其中,过滤器、油箱等一些辅助装置在前面章节已经详述,在本节不在赘述。3.3.5.1空气过滤器的选择空气过滤器安装在油箱盖板上,选择时要考虑油箱的容积和加油速度,参考机械设计手册第四卷,P19-584表198-114,选取空气过滤器的型号为EF-50见图3.10。图3.10 EF型空气滤清器外形尺寸安装尺寸见
31、表3.2表3.2EF型空气滤清器安装尺寸型号基 本 尺 寸螺钉(四只均布)ABabcEF-5015059668292M6143.3.5.2液位计的选择油箱的左侧壁上安装长形油标,油标的选择要考虑到油箱液面的变化范围,同时在条件允许的情况下,可一起安装温度计,以便比较直观地观测到油液温度,从而更能准确的控制工作油温。参考简明手册P184表670,所选油位指示器的型号为:油标YWZ-150T见图3.11 L107mm ,E80mm ,B42mm。图3.11YWZ型液位计外形尺寸3.3.5.3 管路和管接头的选择在液压传动系统中,吸油管路和回油管路一般采用钢管,也可以使用橡胶和塑料软管。本液压系统的
32、设计过程中,油箱内部的管路采用钢管。取钢管时,钢管的弯曲半径不能太小,一般应为管道半径的35倍。管接头的选取要以管路内径为依据,同时要注意考虑所能承受的最大压力。因为液压系统中油液的泄漏多发生在管路的连接处,所以管接头的重要性不能忽视,管接头必须在强度足够的条件下能在振动、压力冲击下保持管路的密封性。要保证在高压处不能向外泄漏,在有负压的吸油管路上不允许空气向内渗入。本液压系统中所需要的管接头几乎全部采用卡套式端管接头,这种管接头能满足相对较高的压力要求,而且不需要另外的密封件,尺寸小,拆卸方便,具体管接头见装配图。查简明手册P116 表67 选取管接头为J18 GB3733.183 见图3.
33、12。图3.12卡套式端直通管接头3.3.5.4 布置液压系统管道时应注意的问题1. 要尽量缩短管路,避免过多的交叉迂回;2. 弯曲钢管时要用弯曲器,弯曲部分要保持圆滑,防止皱折;3. 金属管道在连接时要注意留有膨胀余地。4使用说明书4.1双缸长冲程液压抽油机液压系统的安装油管的安装应注意以下几点:(1) 泵的吸油管高度尽量高一些,一般小于500;(2) 吸油管下端应安装滤油器,以保证油液清洁。 (3) 扩口管接头锥面结合处要先锪平整,以免紧固后泄漏;(4) 回油管插入液面以下,以免产生气泡;(5) 溢流阀的回油管不应与泵的吸油口接近,否则油温将升高。全部管路应两次安装,一次试装后拆下的管道用
34、温度为40 60C的10%20%的稀硫酸或稀盐酸溶液酸洗3040min,取出后用10%的苏打水中和,溶液温度为3040C。然后用温水清洗、干燥、涂油以备正式安装。正式安装时管内不得有沙子、氧化皮和杂物。液压元件的安装应注意以下几点:(1) 安装液压元件时应用干净的煤油清洗。(2) 安装前密封圈应突出安装平面,保证安装后有一定的压缩量,以防泄露。(3) 安装板式元件用紧固螺钉要均匀拧紧,最后是安装平面全面接触。安装液压泵应注意以下几点:(1) 液压泵传动轴于电机驱动轴的同轴度偏差应小于0.1。一般采用挠性联轴器连接,不允许三角皮带直接带动泵轴转动。(2) 液压泵的旋向和进、出口不得接反。4.2双
35、缸长冲程液压抽油机的维护在生产中用的液压抽油机,必须建立有关使用和维护方面的制度,以保证液压系统的正常工作。为了使液压抽油机保持必要的工作精度,延长设备的使用寿命,经常性地维护保养工作是很重要的。对系统中有连接件间有无松动和泄露、泵的噪声和发热、阀的动作是否可靠以及油液的温升和污染等,应按时进行检查液压抽油机的维护应注意一些几点:(1) 抽油机的整机全部外涂防护油漆,在液压泵站外围搭小围房,防风、防雨、防尘。(2) 抽油机起动前应先使安全阀置于低压,待运转正常后,才调至安全压力,进入工作状态。(3) 抽油机工作时,油箱中的液压油应维持油箱容量的80%左右,在液面调低至70%时,应及时补油。(4
36、) 本系统使用的是30号机械油。油液应保持清洁,定期换油,油箱应经常清洗。油箱的油温应该保持在35C 60C范围内。由于我国幅员辽阔,北方气候寒冷异常,在低温下使用液压抽油机时,应该注意:起动油泵时,应加热使油融化,泵也应时停时开,反复几次使油温升高,油压装置运转灵活后,再投入抽油工作。紧靠加热器,使油温变热时不够的,应该使各液压元件也热起来,这时才能工作。 5标准审查报告5.1 产品图样的审查双缸长冲程液压抽油机的设计已经基本完成,现以具备全套图纸和一线基本数据,根据有关规定,对其进行标注化审查,结果如下: (1) 产品的图样完整、统一、表达准确清楚、图样清楚。符合GB4440-84、GB-
37、83机械制图的规定。(2) 产品图样公差与配合的选择与标准符合GB/T1800、3-1998的规定。(3) 产品图样的编号符合JB/T5054.5-2000中华人民共和国机械行业标准产品图样及设计的完整性。(4) 图纸的标题栏与明细栏符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的规定。(5) 产品图样粗糙度的标注符合GB131-83表面特征代号及注法的规定。(6) 产品图样焊缝的代号符合GB324-80焊缝代号的规定。5.2 产品技术文件的审查(1) 产品的技术文件名称、术语符合ZB/TJ01和0351-90产品图样及设计文件术语及有关标准的规定。(2) 量和单位符
38、合GB3100GB3102-93的规定。(3)技术文件所用的编码符合JB/T8823-1998机械工业企业计算机辅助管理信息分类编码导则的规定。(4)技术文件的完整性符合JB/T5054.5-2000产品图样及技术文件完整性的规定及农机部门的有关具体要求。5.3 标注件的使用情况本设计所用的紧固件均采用标准的螺栓,材料及材料代号也符合国家标准和部颁标准的相关规定。5.4 审查结论经过对播种机装置和传动设计的标准化审查,认为该设计基本贯彻了国家最新颁发的各种标准,图纸和设计文件完整齐全,符合标准化得要求。结 论 1、该机为双油缸液压系统(或称主液压系统),其长油缸为单作用缸,双缸重叠布置。抽油杆
39、油缸1中的柱塞和光杆相连,抽油杆油缸的工作使抽油杆柱和抽油泵柱塞做上下往复运动,起抽汲原油的作用。油管油缸2中的活塞通过活塞杆接头和油管注相连,油管油缸活塞的工作使油管柱和抽油泵泵筒做上下往复运动,用油管柱重量作为抽油机的平衡重。上下两个油缸中活塞运动的配合,恰好使抽油泵柱塞相对于泵筒的冲程长度等于抽油杆柱和抽油管柱位移的总和2、采用液压传动,稳定迅速,反应较快,能实现过载保护,便于自动控制。工作环境适应性好,不会因环境变化影响传动及控制性能。阻力损失和泄漏较小,不会污染环境。同时成本低廉。3、通过对液压传动系统工作原理图的参数化绘制,大大提高了绘图速度,节省了大量时间和避免了不必要的重复劳动
40、,同时做到了图纸的统一规范。此次设计还锻炼了我综合运用所学专业基础知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等专业能力水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,并且意志品质力,抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。当然,由于经验和知识的局限,在设计中还存在一定不足,但以后会继续加强,努力提高自己的专业水平。参 考 文 献1左健民液压与气压传动 M.北京:机械工业出版社,20022方昌林液压、气压传动与控制 M.北京:机械工业出版社,2
41、0003何存兴液压传动与气压传动 M.武汉:华中科技大学出版社,20014章宏甲,黄谊,王积伟液压与气压传动 M.北京:机械工业出版社,20005雷天觉. 液压工程手册 M.北京: 机械工业出版社, 20036丁树模,姚如一液压传动 M.北京:机械工业出版社,20057王明智,王春行液压传动概论 M.北京:机械工业出版社,20048毛信理液压传动和液力传动 M.北京:冶金工业出版社,20049章宏甲, 黄谊液压传动 M.北京:机械工业出版社,200010薛祖德液压传动 M.北京:中央广播电视大学出版社,200411张利平. 液压气动系统设计手册 M.北京: 机械工业出版社,200712盛敬超. 工程流体力学 M.北京: 机械工业出版社,200013蔡文彦,偐永麟液 .压传动系统 M.上海: 上海交通大学出版社, 200314姜继海. 液压传动 M.北京:中央广播电视大学出版社, 200515李洪人. 液压控制系统 M.北京: 国防工业出版社, 2000致 谢经过一个学期的忙碌和工作,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周的地方,如果没有张老师的督促指导,以及一起工作的同学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。在设计过程中,得到了老师亲切关怀和耐心的指导。特别是他多次询问设计进程,