GPC-1智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)論文

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中文摘要 如今，機(jī)械行業(yè)正朝著全方位、多領(lǐng)域、多分支的方向發(fā)展。液壓技術(shù)和其他技術(shù)相比，有著緩沖性能好、工作穩(wěn)定性高、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等顯著優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械行業(yè)中發(fā)揮的作用日益重要。液壓技術(shù)給機(jī)械行業(yè)提供新的手段，同時(shí)機(jī)械行業(yè)的進(jìn)步也逐步推動(dòng)液壓技術(shù)的進(jìn)步，這是兩者相輔相成的結(jié)果。但液壓技術(shù)的發(fā)展離不開學(xué)生這些新生力量，只有學(xué)生學(xué)的好，才有更多的科研人員參與液壓研發(fā)。所以更好的改善液壓教學(xué)，在促進(jìn)液壓技術(shù)進(jìn)步中起著格外重要的作用。針對(duì)這種實(shí)際需要，本論文設(shè)計(jì)了GPC-1型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)。它綜合了傳統(tǒng)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)和新型液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特性，同時(shí)也有著成本低、質(zhì)量

2、優(yōu)、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。本論文根據(jù)目前的需求和功能研究的基礎(chǔ)上，分析了傳統(tǒng)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的利弊，制定了液壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案；對(duì)主要液壓元件進(jìn)行了初步的篩選；對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后，完成了對(duì)總裝圖的三維圖、二維零件圖等的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)臺(tái)；液壓；集成塊；泵站畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要Title GPC-01 Intelligent Hydraulic test Stand Design AbstractNowadays, hydraulic technology occupies an important position in the whole machinery indu

3、stry of our country. Hydraulic technology provides new means for the machinery industry, while the progress of the machinery industry has also gradually promoted the progress of hydraulic technology, which is the result of both complement each other. But the development of hydraulic technology can n

4、ot be separated from the students, these new forces, only the students learn well, only more scientific research personnel to participate in Hydraulic Research and development. Therefore, better hydraulic teaching plays an extremely important role in promoting the progress of hydraulic technology. I

5、n view of this practical need, the GPC-1 intelligent hydraulic test-bed is designed in this paper. It combines the characteristics of the traditional hydraulic test rig and the new hydraulic test-bed, and also has the advantages of low cost, high quality and easy maintenance.This paper according to

6、the basic requirements and functional research on the analysis of the advantages and disadvantages of the traditional hydraulic experimental platform, developed the design scheme of hydraulic test bench; the main hydraulic components of the preliminary screening; to the hydraulic system and electric

7、al control system design. At last, the design of the 3D drawing and 2D part drawing of the assembly drawing is completed.Keywords: hydraulic valve; Hydraulic;Integrated block; pumping station目 錄前 言1第一章 緒 論2 1.1課題背景及目的2 1.2研究狀況2 1.3發(fā)展趨勢(shì)4第二章 液壓系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)5 2.1設(shè)計(jì)要求5 2.2制定基本方案5 2.2.1制定調(diào)速方案5 2.2.2制定壓力控制方案6

8、2.2.3制定順序動(dòng)作方案6 2.2.4選擇液壓動(dòng)力源6 2.3液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理圖7 2.4初選系統(tǒng)壓力工作9 2.5計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸10第三章 液壓元件的設(shè)計(jì)與選用12 3.1 液壓泵的選型與安裝13 3.1.1 液壓泵壓力工作的確定13 3.1.2 液壓泵流量的確定13 3.1.3 液壓泵的安裝方式13 3.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定15 3.3 液壓閥的選型與安裝16 3.4 液壓油缸的選型18 3.5 液壓油管的選型18 3.6 液壓油箱的設(shè)計(jì)19 3.6.1 液壓油箱由效容積的確定19 3.6.2 液壓油箱的散熱計(jì)算19 3.6.3 液壓油箱的容量計(jì)算20 3.6.4 液壓油箱的

9、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20 3.7液壓泵站22 3.7.1 液壓泵站的組成22 3.7.2 液壓泵站的選擇23 3.8液壓集成塊23 3.8.1 塊體的結(jié)構(gòu)23 3.8.2 集成塊結(jié)構(gòu)尺寸的確定24 3.8.3集成塊的加工24第四章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)26 4.1線路設(shè)計(jì)基本原理26 4.1.1主電路的設(shè)計(jì)26 4.1.2 控制電路的設(shè)計(jì)26 4.2 繪制原理圖26 4.3 元器件的選擇27 4.3.1 斷路器的選擇27 4.3.2 熔斷器的選擇27 4.3.3 熱繼電器的選擇27 4.3.4 中間繼電器選擇27 4.3.5 交流接觸器的選擇27 4.3.6 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇28 4.3.7 按鈕的選擇28

10、 4.4控制柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29參考文獻(xiàn)30致謝31前 言GPC-1型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)充分響應(yīng)了當(dāng)今時(shí)代液壓技術(shù)的發(fā)展要求，即在保留傳統(tǒng)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新的賦予其智能化、信息化、虛擬化和模塊化的特性，整套設(shè)備能大大緩解目前高校實(shí)驗(yàn)室中設(shè)施老舊和缺失的情況。與此同時(shí)該設(shè)備在整個(gè)液壓課程教學(xué)中將發(fā)揮極大的作用，是學(xué)生學(xué)習(xí)液壓課程中的不可或缺的重要組成部分。此論文重點(diǎn)論述了GPC-1型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)原理和元件組成。經(jīng)過(guò)多個(gè)角度分析該實(shí)驗(yàn)臺(tái)與其它傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的異同，突出它的智能特性，其最突出的優(yōu)點(diǎn)為：學(xué)生能夠根據(jù)自己的想法，制定獨(dú)特的液壓系統(tǒng)，可以在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上做多種實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)所需元件可由

11、學(xué)生自行選型、搭接；同時(shí)，由于設(shè)計(jì)時(shí)特意為該實(shí)驗(yàn)臺(tái)加入了若干傳感器（位移、流量、壓力），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可被傳至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，從而獲得精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并且能自動(dòng)繪制出圖線，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的各種參數(shù)一目了然。論文圍繞實(shí)驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)原理以及總成結(jié)構(gòu)展開，然后輔以電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 第一章 緒 論1.1課題背景及目的如今，機(jī)械行業(yè)正朝著全方位、多領(lǐng)域、多分支的方向發(fā)展。液壓技術(shù)和其他技術(shù)相比，有著緩沖性能好、工作穩(wěn)定性高、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等顯著優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械行業(yè)中發(fā)揮的作用日益重要。液壓技術(shù)給機(jī)械行業(yè)提供新的手段，同時(shí)機(jī)械行業(yè)的進(jìn)步也逐步推動(dòng)液壓技術(shù)的進(jìn)步，這是兩者相輔相成的結(jié)果。有句俗話說(shuō)的好

12、，“教育是國(guó)家的靈魂”，先進(jìn)技術(shù)的發(fā)明單單依靠現(xiàn)有的人力和資金是難以實(shí)現(xiàn)的，只有國(guó)家培養(yǎng)出來(lái)新生力量的質(zhì)量不斷提高，教育興國(guó)的目的才能實(shí)現(xiàn)。液壓元件與系統(tǒng)系列課程，是中國(guó)高校廣大大學(xué)生學(xué)習(xí)液壓科目的必修課程，因?yàn)楸救艘彩窃搶I(yè)的，所以我認(rèn)識(shí)到，由于該課程本身具有抽象性，學(xué)生僅僅對(duì)著課本學(xué)習(xí)很難會(huì)有顯著的效果。所以幫助學(xué)生們更好的理解液壓系統(tǒng)的具體工作情況，將大大減少學(xué)生們學(xué)習(xí)這門課程的難度。目前國(guó)內(nèi)的大多數(shù)高校，普遍存在著實(shí)驗(yàn)室中液壓設(shè)備老舊、功能少、故障率高的現(xiàn)狀。有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能單一，只能進(jìn)行其中一種或兩種實(shí)驗(yàn)，實(shí)用性不高；也有的缺少數(shù)據(jù)采集部分，由于缺乏圖表、圖像信息，單單做個(gè)實(shí)驗(yàn)滿足不了

13、學(xué)習(xí)的需求。針對(duì)這一種請(qǐng)況，本論文設(shè)計(jì)出的這種新型液壓試驗(yàn)臺(tái)較好的彌補(bǔ)了上述傳統(tǒng)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的缺憾。從某些方面來(lái)看該液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)代表著當(dāng)前國(guó)內(nèi)新型液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的較高水平。1.2研究狀況傳統(tǒng)的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般都沒有測(cè)控裝置，也就是說(shuō)，除了基本的泵站和液壓元件以外，最多加入了一些傳敢器和儀表，因此，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)只能用紙和筆手動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且油路換向也只能依靠手動(dòng)，字動(dòng)化較低。所以這種方式不置可否存在著不穩(wěn)定因素，最重要的，實(shí)驗(yàn)的精度一般很低。不過(guò)這類實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般只是以演示給學(xué)生看為主要目的，最多驗(yàn)證驗(yàn)證一些重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。為了滿足市場(chǎng)需要，現(xiàn)在的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要分為一下幾種：第一種是透明式。由于液壓系統(tǒng)需要

14、有介質(zhì)也就是液壓油才能正常運(yùn)作，而液壓油在封閉的液壓元件中是無(wú)法從外界觀察的，所以不透明的液壓元件增加了學(xué)生在做液壓實(shí)驗(yàn)時(shí)理解的難度，市面上就出現(xiàn)了透明的液壓元件。其殼體材料一般采用透明玻璃，管子也是采用的透明塑料管，而液壓油一般被調(diào)制成被區(qū)分開來(lái)的顏色。這樣做的好處顯而易見，學(xué)生可以對(duì)油液的流向和流速親眼可見，好理解的同時(shí)還能結(jié)合課本上所學(xué)內(nèi)容加深映像，比較好的能滿足當(dāng)前大學(xué)教育的要求，所以深受一般高校廣泛認(rèn)可。第二種是快插式。這種設(shè)計(jì)一般被廣泛運(yùn)用在目前高校的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備中。所謂快插，就是在實(shí)驗(yàn)臺(tái)中運(yùn)用到了很多快插接頭。一般在液壓元件的殼體上都裝有卡口，通過(guò)這種卡口可以將液壓元件穩(wěn)固的裝

15、在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)面板上，這種設(shè)計(jì)自然而然就能滿足人員自行設(shè)計(jì)液壓回路的需要，可以應(yīng)自己需求調(diào)整元件位置。另外，有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)會(huì)自帶若干液壓集成塊，以滿足快速插裝液壓閥的需要。這種快插式設(shè)計(jì)一般具有很強(qiáng)的拓展性和互換性，將液壓元件和對(duì)應(yīng)的PLC控制系統(tǒng)相連接，就能組成電液控制系統(tǒng)，除此之外還能添加單片機(jī)控制、工控機(jī)、計(jì)算機(jī)控制等裝置。具有良好的互換性以便各個(gè)不同品牌的液壓元件能夠相互替換。國(guó)內(nèi)有名的設(shè)備主要有：吉大開發(fā)的快遞插裝認(rèn)一組合式液壓與氣動(dòng)教學(xué)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，有美國(guó)費(fèi)斯托公司開發(fā)的TF/500液壓基木回陸快遞插裝式液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)。第三種液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般具有不同的操縱方式。已過(guò)時(shí)的單一的手動(dòng)控制已經(jīng)難以

16、滿足現(xiàn)今液壓技術(shù)發(fā)展的需要，所以現(xiàn)在的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般都通過(guò)電氣控制、計(jì)算機(jī)程序控制或者是繼電器、工控機(jī)等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)控制。對(duì)于想鍛煉自己能力的同學(xué)還可以根據(jù)自己的需要自行設(shè)計(jì)程序，模擬各種真實(shí)場(chǎng)景下的液壓回路，這很有利于培養(yǎng)畢業(yè)后踏入社會(huì)的綜合應(yīng)用能力。第四種實(shí)驗(yàn)臺(tái)帶有計(jì)算機(jī)仿真功能。這類實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般具有測(cè)試和仿真兩大功能。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝有各種傳感器以收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合處理，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)自帶的軟件實(shí)現(xiàn)圖形的自動(dòng)繪制，相比于早期的手工繪圖，具有自動(dòng)化、誤差小、速度快、易于打印的優(yōu)點(diǎn)。有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)連接計(jì)算機(jī)，安裝有仿真程序。這種仿真程序自帶動(dòng)畫效果，能較為逼真的演示

17、液壓系統(tǒng)運(yùn)作的過(guò)程。利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的仿真功能，學(xué)生能根據(jù)要求自行調(diào)試，因?yàn)榉抡嬷灰揽坑?jì)算機(jī)軟件，所以大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)的成本，也一定程度上減少了油路的泄漏。最重要的是，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真軟件直接檢查出自己設(shè)計(jì)的油路的錯(cuò)誤，真正上實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作時(shí)大大減少了錯(cuò)誤率。1.3發(fā)展趨勢(shì)時(shí)代在向前，液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)用到的技術(shù)也應(yīng)該與時(shí)代相接軌。因此，在這個(gè)強(qiáng)調(diào)智能化、信息化、虛擬化的時(shí)代，現(xiàn)代液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)也應(yīng)朝著智能化、信息化、虛擬化發(fā)展，當(dāng)今的教育模式?jīng)Q定著液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的更新應(yīng)遵從以下幾點(diǎn)：一是智能化：將計(jì)算機(jī)充分的運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，結(jié)合PLC自動(dòng)控制或者單片機(jī)，便宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，系統(tǒng)自帶的拓展單元便于增加更多模塊或外接工用設(shè)備

18、。完善仿真功能，可將仿真軟件打包發(fā)給每一位學(xué)生個(gè)人電腦上，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上自行模擬液壓回路，然后再上實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，便于提早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并將之解決。二是信息化：在液壓回路中加裝多種傳感器，比如壓力、流量、速度傳感器以收集實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的電信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將這些電信號(hào)轉(zhuǎn)換成可視的圖像參數(shù)。三是虛擬化：可以利用計(jì)算機(jī)自主搭健虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并佐以計(jì)算機(jī)的多媒體教學(xué)功能，使用動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)回路，對(duì)教學(xué)具有極大的幫助。在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)技術(shù)方面，德國(guó)的博世力士樂、費(fèi)斯托以及日本的川崎有著很成熟的應(yīng)用，有很多值得學(xué)習(xí)的地方。國(guó)內(nèi)浙大、吉大在這方面做了深入的研究，其他單位也有比較快的進(jìn)展。第二章 液壓系統(tǒng)

19、總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一種GPC-1新型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)可操作的實(shí)驗(yàn)有：（1）壓力形成實(shí)驗(yàn)；（2）液壓泵性能實(shí)驗(yàn)；（3）溢流閥靜動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)；（4）節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)；（5）比例閥性能實(shí)驗(yàn)。2.2制定基本方案 2.2.1制定調(diào)速方案液壓回路的方向控制可以由三位四通換向閥或者邏輯控制單元來(lái)完成。像本論文設(shè)計(jì)的中小型系統(tǒng)，就基本上通過(guò)三位四通換向閥的由機(jī)組合來(lái)完成按照目標(biāo)的動(dòng)作。對(duì)液壓高壓系統(tǒng)大流量的高壓力、大流量的液壓系統(tǒng)，是用先導(dǎo)控制閥完成。液壓回路速度控制由液壓執(zhí)行元件的輸入或輸出流的變化或密封的體積的變化量空間完成使用。相應(yīng)的調(diào)速模式是由容積調(diào)速和節(jié)流調(diào)速。

20、節(jié)流調(diào)速一般都是采用定量泵來(lái)泵油，基本上都是用調(diào)速閥或節(jié)流閥來(lái)切換液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入端或者是輸出段流量來(lái)調(diào)整液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度。這種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是向外散發(fā)的熱量過(guò)于大，效率不高，主要用在小功率設(shè)備上。容積節(jié)流調(diào)速使用變量泵泵油，用調(diào)速閥或者節(jié)流閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，讓其流量供需相符合。這種調(diào)速回路的效率也很高，速度穩(wěn)定性很好，但它的結(jié)構(gòu)比一般的節(jié)流調(diào)速回路復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速一般又分為進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)、出口節(jié)流調(diào)節(jié)和旁路節(jié)流三種型式。進(jìn)油節(jié)流的影響不大，和回油節(jié)流閥通常用于負(fù)載回路，和旁路節(jié)流是用于高速環(huán)路。本液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)采用開式循環(huán)，在開式循環(huán)中，液壓油從液壓油箱進(jìn)入液

21、壓泵，當(dāng)液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤簣?zhí)行元件的機(jī)械能，充分釋放完成內(nèi)能的轉(zhuǎn)換后，又重新流入液壓油箱。2.2.2制定壓力控制方案液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)正在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的壓力必須盡量保持在一個(gè)穩(wěn)定的壓力范圍內(nèi)，但是也有例外，有的液壓系統(tǒng)就需要人為的改變壓力和流量。也由的需要多次或不停連續(xù)地改變那壓力。由于采用節(jié)流調(diào)速，這個(gè)系統(tǒng)由定量泵泵油，并加裝所需的溢流閥，使得系統(tǒng)壓力恒定。2.2.3制定順序動(dòng)作方案采用閉環(huán)控制以滿足液壓伺服智能實(shí)驗(yàn)臺(tái)的伺服系統(tǒng)對(duì)外界干擾敏感、控制精度要求高的要求。閥門的控制來(lái)滿足系統(tǒng)快速響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率小，沒有計(jì)算效率低，熱效率大，大的情況參數(shù)。采取機(jī)械形勢(shì)反饋組成機(jī)

22、液伺服系統(tǒng)，其輸入裝置用樣件或靠模，反饋元件、對(duì)比元件用絲桿-螺母、齒輪、杠桿等機(jī)構(gòu)，放大原件采取伺服閥。采用電氣元件作為電氣形式反饋即構(gòu)成電液伺服系統(tǒng)的輸入元件比較元件。采用電液伺服閥作為放大元件。比較容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)校正的方法是采用電液閥作為系統(tǒng)的放大元件，因?yàn)樗徐`活的信號(hào)處理能力，而且功率較小能夠方便的調(diào)整開環(huán)增益。目前使用比較廣泛的電液伺服系統(tǒng)擁有了電和液兩方面的優(yōu)點(diǎn)。采用的是直線運(yùn)動(dòng)液壓缸作為位置伺服控制系統(tǒng)的執(zhí)行器，采用位移傳感器作為傳感器，系統(tǒng)分析時(shí)加入微分環(huán)節(jié)即可。行程開關(guān)安裝方便，與閥門連接相應(yīng)的油路，因此對(duì)管道的連接方便的地方很適合，為降低成本，同時(shí)使操縱可靠，就采用了電腦P

23、LC控制方式。2.2.4選擇液壓動(dòng)力源液壓系統(tǒng)的介質(zhì)為液壓油，液壓泵從液壓油箱中吸取油液，液壓動(dòng)力源即為所謂的-泵站。液壓源的油液流進(jìn)系統(tǒng)前不能帶有雜質(zhì)，所以必須安裝有凈化裝置。一般在泵和油箱之間的管路都裝有吸油過(guò)濾裝置，使進(jìn)入系統(tǒng)的油液符合使用要求。由于液壓油都含有苯類致癌物質(zhì)，所以人員操作設(shè)備時(shí)應(yīng)戴橡膠手套，避免皮膚長(zhǎng)時(shí)間、大量接觸以造成人體危害。2.3液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理圖一般原理圖的設(shè)計(jì)都要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始之前就要完成。本次設(shè)計(jì)的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)可以分為大概三個(gè)子部分。一是活塞缸的油路設(shè)計(jì)；二是柱塞缸的進(jìn)油回油油路的設(shè)計(jì)；三是活塞缸的壓力控制油路（須要實(shí)現(xiàn)伺服加載，后面將重點(diǎn)講述）。在設(shè)

24、計(jì)思路上，我力求設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)適用，性價(jià)比高，于是在某些不必要的結(jié)構(gòu)上盡可能簡(jiǎn)化，在關(guān)鍵技術(shù)上重點(diǎn)把關(guān)。所謂液壓原理圖，就是由選定好的控制回路圖和液壓泵站合在一起的圖。本人設(shè)計(jì)原理圖為求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，注意每個(gè)元件間的連接關(guān)系，防止誤動(dòng)作產(chǎn)生。要設(shè)法加強(qiáng)系統(tǒng)的工作效率，一定的減少能量損失。液壓智能實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)圖如圖l所示。該液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的油液來(lái)自油箱，和定量泵3和變量泵16與其各自固連的電動(dòng)機(jī)4共同組成液壓泵站。液壓缸分為主缸和負(fù)載缸，主缸為實(shí)驗(yàn)缸，負(fù)載缸提供負(fù)載，也可做對(duì)頂實(shí)驗(yàn)。在做液壓系統(tǒng)的壓力形成實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于要在各種負(fù)載時(shí)讀出實(shí)驗(yàn)缸的壓力，所以主油路和負(fù)載油路同時(shí)連通，給溢流閥14

25、不同的值，讓負(fù)載缸13的伸出桿向左運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)定量泵3，節(jié)流閥9，三位四通換向閥11處于左位，主缸12根據(jù)溢流閥5調(diào)節(jié)壓力，記錄壓力表的各個(gè)值。做定（變）量泵的性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開泵3、溢流閥5、節(jié)流閥9和手動(dòng)換向閥8，測(cè)試在不同的壓力或者流量下液壓泵的噪聲、震動(dòng)情況和效率。做溢流閥的性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開節(jié)流閥9，三位四通換向閥保持中位，截止閥8也處于原位。油液流過(guò)溢流閥10，通過(guò)其控制油路的截止閥的開閉來(lái)測(cè)試溢流閥的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。做節(jié)流調(diào)速性能試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)分別打開三個(gè)節(jié)流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)口、旁路、出口三種節(jié)流形式的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)液壓缸測(cè)試，減壓閥11被釋放，節(jié)流閥的大小進(jìn)行調(diào)整，以及燃料供應(yīng)到液壓缸的額定流量。

26、將進(jìn)出油口相接觸的液壓缸的借口于快速頭接上。液缸的主要測(cè)試項(xiàng)目有以下：(1)在空載工做狀態(tài)下，啟動(dòng)壓力就低，慢慢的擰緊這那么調(diào)壓閥11的手桿，液壓缸先向無(wú)桿腔通入液壓油，再有壓力表8寫下活塞桿的壓力值在啟動(dòng)時(shí)的大?。?2)泄漏的解決方案，通過(guò)上下移動(dòng)，使壓力油進(jìn)入氣缸的每個(gè)氣缸，使活塞運(yùn)行到盡頭，然后逐漸擰緊閥11手柄，調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)測(cè)試額定壓力缸，保持壓力5分鐘，拆下液壓缸的回油管路和測(cè)量杯，看到泄漏的大小等。圖2-2 液壓系統(tǒng)圖(3)電壓試驗(yàn)，根據(jù)調(diào)整方法（2），當(dāng)運(yùn)行到活塞的行程結(jié)束時(shí)后，壓力調(diào)節(jié)閥11轉(zhuǎn)移到測(cè)量氣缸壓力等級(jí)的1.5倍，保壓2分鐘，觀察到的破壞或永久變形部分的樣子；(4)外滲

27、漏，在(2)、(3)測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目中，查看活塞桿的地方及其他結(jié)合面出油的具體樣式。測(cè)試液壓閥時(shí)，同測(cè)試液壓缸不是不相同，調(diào)整跳接閥13的大小，使供油量達(dá)到液壓閥的額定流量。將快速接頭各種與液壓閥的進(jìn)出油口鏈接在一起。就拿溢流閥來(lái)說(shuō)，我們需要做的主要測(cè)試如下：（1）壓力變化范圍，改變那測(cè)是閥的調(diào)壓手輪，讓其以最小壓力達(dá)到被測(cè)閥額定壓力，在就從額定壓力調(diào)回最低時(shí)候的壓力，重復(fù)三次，仔細(xì)看看壓力表8的上下變化的情景，并記錄其調(diào)壓范圍的大??；(2)壓力就那么振擺值的測(cè)試，換向閥10就那么上移，測(cè)試調(diào)壓閥11的額定壓力測(cè)量。壓力振擺值可由壓力表8讀出；(3)內(nèi)泄漏，換向閥10往上移動(dòng)，閥的調(diào)壓手輪不停變換，使

28、閥口處于常閉。調(diào)壓閥24的額定壓力由溢流閥泄漏測(cè)量記錄調(diào)整高0.3-0.5MPa，然后值應(yīng)小于某一特定值；(4)壓力損失小，閥10動(dòng)作，調(diào)整被測(cè)閥壓力調(diào)節(jié)手輪來(lái)充分釋放位置，分別由壓力表8和9（低表）測(cè)量入口和出口壓力。不同的是測(cè)量閥門的壓力損失。2.4初選系統(tǒng)壓力工作壓力的選擇要取決于負(fù)載和設(shè)備類型。同時(shí)考慮到組件的裝配空間的實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)條件和零部件供應(yīng)的限制。載荷固定的條件是的，壓力就那么工作低，這一定要改變執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)備越復(fù)雜，設(shè)備的尺寸也跟著增大，隨著尺寸的增大，系統(tǒng)的用料就隨之增多，成本就增加；反之，壓力就那么高，對(duì)系統(tǒng)中液壓元件的材質(zhì)、加工精度、密封要求就很高，肯定要就那么

29、備成本。就這么來(lái)說(shuō)，就這么固定的尺寸不就那么的設(shè)備，壓力可以就低一些，行走機(jī)械就那么備壓力要選的高一些。具體選擇可參考表2-1、表2-2。表2-1 按載荷選擇壓力載荷/kN55-1010-2020-3030-5050壓力就那么工作/MPa0.8-11.5-22.5-33-44-55表2-2 常用的系統(tǒng)壓力機(jī)械類型機(jī)床小型工程機(jī)械建筑機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床刨床拉床壓力工作/MPa0.8-23-52-88-1010-1820-32本實(shí)驗(yàn)臺(tái)壓力屬于中低壓，故初選最大工作壓力為7MPa。2.5計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸液壓缸由關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見圖2-1。（1）（2）圖2-1 液壓缸的主要設(shè)計(jì)參數(shù)圖（1）

30、表示液壓缸活塞桿正受壓，圖（2）表示活塞桿工作正受拉。活塞桿受拉時(shí) （3-1）活塞桿受壓時(shí) （3-2）式中 無(wú)桿腔活塞有效面積（）；有桿腔活塞有效面積（）； 液壓缸工作腔壓力(Pa)； 液壓缸回油腔壓力()，即背壓，初算時(shí)按表選??； D活塞直徑； d活塞桿直徑。表2-3 執(zhí)行元件背壓系統(tǒng)類型背壓/MPa簡(jiǎn)單輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)回油帶調(diào)速閥系統(tǒng)回油路帶背壓閥系統(tǒng)帶補(bǔ)油泵的閉式系統(tǒng)回油路復(fù)雜的大型系統(tǒng)回油路短，且直接回油箱可忽略不計(jì)液壓缸如果在受拉情況下工作，其活塞面積為 （3-3）運(yùn)用式（3-3）須先搞定A1與A2的關(guān)連，或者活塞桿徑d與活塞直徑D的關(guān)系，令桿徑比，其比值可按表2-4和表2-5選取為

31、0.5。表2-4 按壓力選取d/D工作壓力/MPa5.05.0-7.07.0d/D0.5-0.550.62-0.700.7表2-4 按速比要求確定v2/v11.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71注：無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)桿速度； 有桿腔進(jìn)油時(shí)桿速度。初選為,液壓缸機(jī)械效率取0.9，由式可計(jì)算出，則可以由表選取液壓缸背壓為0.2MPa,則可由公式 （3-4）計(jì)算出D=40.093mm,按表2-5圓整為40mm。表2-5 常用液壓缸內(nèi)徑D（mm）4012550140631608018090200100220110250 經(jīng)過(guò)液壓缸的不同品牌的對(duì)比，甄選為上

32、海油威生產(chǎn)的型號(hào)為CJT70-LA40A300B-AND-E的液壓缸兩臺(tái)，缸內(nèi)徑為40（標(biāo)記為A），支撐形式為橫向底腳型，行程為300，緩沖方式為兩端有緩沖，接口方向?yàn)樯?，排氣口方向?yàn)樽?，工作壓力?Mpa，耐壓10.5MPa，價(jià)格為500元/個(gè)，在同類型品牌中，質(zhì)量較好，價(jià)格一般，性價(jià)比較高，故選用次液壓缸。第三章 液壓元件的設(shè)計(jì)與選用3.1 液壓泵的選型與安裝3.1.1 液壓泵壓力工作的確定 （3-1）是最高壓液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，所以系統(tǒng)由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)到7MPa最大壓力設(shè)計(jì)，所以工作壓力6.3MPa泵。3.1.2 液壓泵流量的確定 (3-2)根據(jù)中低壓液壓系統(tǒng)的流量要求，本液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系

33、統(tǒng)要求最大流量為12L/min，取泄露系數(shù)K=1.1，可以求得液壓泵的最大流量=13.2L/min。那么由以上參數(shù)，綜合考慮后選擇南京液壓機(jī)械制造廠有限公司生產(chǎn)的YB1-6.3型定量葉片泵，壓力為6.3MPa、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速為1450rpm、泵的排量為6.3ml/r。變量泵選擇南京液壓機(jī)械制造廠有限公司生產(chǎn)的VVP-12型變量泵，轉(zhuǎn)速為1800rpm、最大工作壓力7Mpa、額定工作流量為12L/min。油泵從軸端看為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)油口和出油口在同方向上的。3.1.3 液壓泵的安裝方式液壓泵站可由多種不同類型的液壓泵、電機(jī)及其聯(lián)軸器組成，為了防止油液進(jìn)入內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致腐蝕，外表還裝有罩殼保護(hù)。其安裝方法

34、主要分為立式安裝和臥室安裝。（1） 立式安裝：液壓泵和油管連接安放在液罐內(nèi)壓力，安裝的風(fēng)格是如此的緊湊，美觀，大大減少了占地面積，也可以進(jìn)一步保證電機(jī)和液壓泵之間的同軸度，液壓油液的吸入條件不錯(cuò)，它可以直接流回，并保存區(qū)。但是，這種按裝方式不是很便利，而且散熱條件太差，拆裝檢驗(yàn)不是特別方便。（2） 臥式安裝：液壓泵安裝在外面與管道是一起的，雖然裝備的時(shí)候于維護(hù)的時(shí)候比較利便，有比較好的散熱環(huán)境，很多情況下電動(dòng)機(jī)在于液壓泵校對(duì)同軸度時(shí)不簡(jiǎn)單得到保護(hù)。泵的轉(zhuǎn)動(dòng)靠電機(jī)帶動(dòng)，因此須要選擇合適的電機(jī)。一般系統(tǒng)使用普通的傳動(dòng)電機(jī)(比如三相交流異步電動(dòng)機(jī))即可實(shí)現(xiàn),本系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及方便調(diào)速,

35、選擇了伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)查看液壓泵的功率和轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過(guò)比較同類產(chǎn)品的不同品牌，最終選擇了臺(tái)州朗博電機(jī)有限公司生產(chǎn)的y2-90l-4-b35型三相異步電動(dòng)機(jī)。實(shí)際上現(xiàn)在許多液壓系統(tǒng)可以用伺服電機(jī)直接帶動(dòng)泵來(lái)控制液壓缸的流量，從而控制其速度，不須通過(guò)閥來(lái)控制，本系統(tǒng)可以在使用中加以改造變成這樣的控制方式。但實(shí)際由于設(shè)計(jì)時(shí)間限制，在本系統(tǒng)中仍然采用閥控系統(tǒng)，降低設(shè)計(jì)難度。對(duì)于液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)于執(zhí)行元件的速度和壓力的控制是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。圖3-1 泵安裝支座泵的進(jìn)出油口這都選用自己的法蘭把油管連起來(lái)，法蘭方式鏈接就簡(jiǎn)單，加工十分簡(jiǎn)單，外形和尺寸如圖3-2所示。圖3-2 泵進(jìn)油口法蘭法蘭上沒有用于安

36、裝密封件的溝狀結(jié)構(gòu)，法蘭的密封性能由廠家配制的機(jī)械密封件保證密封性能，密封件采用PTFE材料制成,這種密封件密封性能較好，成本不高，加工容易，適合復(fù)雜程度不高的場(chǎng)合。安裝時(shí)要先用洗滌劑或者丙侗將密封件洗滌干凈并涂上密封用的膠水。3.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定根據(jù)式3-3 （3-3）查看產(chǎn)品樣本，選用的臺(tái)州朗博電機(jī)有限公司生產(chǎn)的y2-90l-4-b35型三相異步電動(dòng)機(jī)，參數(shù)為1.5kW/380V，額定轉(zhuǎn)速為1450rpm，價(jià)格為270元/臺(tái)，價(jià)格便宜且質(zhì)量可靠，性價(jià)比較高。Y2系列電動(dòng)機(jī)具有效率高，能耗低，功率足，用料優(yōu)、產(chǎn)品質(zhì)量可靠，產(chǎn)品溫升低等等優(yōu)點(diǎn)，滿足二氧化碳排放低的可持續(xù)發(fā)展要求。3.3 液

37、壓閥的選型與安裝設(shè)計(jì)液壓閥時(shí)，一般先要確定液壓閥的安裝形式，其一般決定于液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特性：液壓泵站的震動(dòng)，保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，多采用集中式配置。為了降低綜合成本，液壓元件之間采用管路相連接以達(dá)到最大的柔性優(yōu)化。通過(guò)考慮，鑒于本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，為降低成本，液壓元件采用管式連接。液壓閥與實(shí)驗(yàn)臺(tái)的安裝連接采用自制的安裝支座，安裝時(shí)，液壓閥安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上方的網(wǎng)上，支座就安裝在工作臺(tái)面上。這使得液壓閥的安裝位置容易調(diào)整，方便拆裝和組合不同的液壓回路，其外形尺寸如圖3-4所示。選擇閥類元件應(yīng)注意的問(wèn)題：選擇液壓閥時(shí)，一定要根據(jù)閥自身的參數(shù)和額定工作時(shí)通過(guò)閥的流量來(lái)完成對(duì)液壓閥的選型，本液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)

38、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的最大壓力為7MPa，各個(gè)液壓閥的規(guī)格型號(hào)見下表3-1：表3-1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓閥明細(xì)表序號(hào) 名稱選用規(guī)格1溢流閥DBDH6P10/100（華德液壓）2節(jié)流閥DRVP6-1-10（華德液壓）3調(diào)速閥2FRM6B76-2XB/16QMV（華德液壓）4三位四通電磁換向閥4WE6E61B/CG24N9Z5L（華德液壓）5二位四通電磁換向閥4WE6C61B/CG24N9Z4（華德液壓）6二位三通電磁換向閥3WE6A61B/CG24N9Z5L（華德液壓）7先導(dǎo)式組合閥DBW10B-1-10B/100U（華德液壓）3.4 液壓油缸的選型在2.2節(jié)已經(jīng)求得液壓缸的直徑為40mm，系統(tǒng)壓力工作為6.

39、3MPa。選CJT70-LA40A300B-AND-E型液壓缸，缸徑40mm，速度比2，活塞桿直徑28，工作壓力等于7MPa。3.5 液壓油管的選型 （3-4）式中 qv通過(guò)管道內(nèi)的流量（m3/s）；v管內(nèi)允許流速（m/s），見表3-2.表3-2 允許流速推薦值管道推薦流速/(m/s)液壓泵吸油管道0.5-1.5，就常取1以下液壓系統(tǒng)壓油管道3-6，壓力高，管道短，粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道1.5-2.63.6 液壓油箱的設(shè)計(jì)液壓油箱的作用是存放液壓油，隔離液壓油的雜質(zhì)于空氣，而且可以起到一定的去熱作用。3.6.1 液壓油箱有效容積的確定油箱是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的必要部分，沒有油箱就沒法實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的正

40、常運(yùn)行，很多必要的功能都需要油箱來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以設(shè)計(jì)油箱是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的必要因素，而其容量是油箱的主要急速參數(shù)。但就這么要求較高的液壓系統(tǒng)由必要分析系統(tǒng)的每個(gè)種要求，并以熱量為基礎(chǔ)采用計(jì)算的方法來(lái)確定。在各種的工作環(huán)境下影響油箱散熱的因素有很多，一般由按壓力的工作范圍來(lái)設(shè)計(jì)。油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為 （3-5）式中 qv液壓泵每分鐘排出的壓力油的容積；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見表3-3。表3-3 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)系統(tǒng)類型行走機(jī)構(gòu)低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓機(jī)械冶金機(jī)械12245761210本系統(tǒng)為中低壓系統(tǒng)，最大流量為12L/min，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取7，由公式（3-5）計(jì)算得液壓油箱的由效容積為84L。3.6.2 液壓油箱的散熱計(jì)算（1）

41、系統(tǒng)發(fā)熱量計(jì)算，在液壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的損失都轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能，通過(guò)熱量散發(fā)出系統(tǒng)之外。本系統(tǒng)的散熱按系統(tǒng)輸入功率最大值的20%來(lái)計(jì)算，系統(tǒng)的輸入功率為1.5千瓦，則發(fā)熱功率為0.3kW。（2）冷卻能力計(jì)算，由于額外的冷卻裝置沒有安裝在系統(tǒng)上，忽略系統(tǒng)中其他地方的散熱，只考慮冷卻罐，顯然系統(tǒng)加熱總功率H全部由冷卻水箱考慮。這時(shí)油箱散熱面積A的計(jì)算公式為 （3-6）式中 A油箱的散熱面積（m2）；H油箱需要散熱的熱功率（W）；油溫（就這么以55考慮）與周圍環(huán)境溫度的溫度（）；K散熱系數(shù)。與油箱周圍通風(fēng)條件的好壞而不同，通風(fēng)很差時(shí)K=89；良好時(shí)K=1517.5；風(fēng)扇強(qiáng)行冷卻時(shí)K=2023；強(qiáng)迫水冷時(shí)K

42、=110175。已知步驟得出的結(jié)果H=800W，取15，散熱系數(shù)取9，則根據(jù)公式3-6計(jì)算得A=5.93m2。系統(tǒng)停止運(yùn)行之后，系統(tǒng)中存在的部分液壓油在地心引力的作用下重新流入液壓油箱，故液壓油箱的液位不能太高太高之后液壓油會(huì)從油箱里面溢出，就這么不應(yīng)高過(guò)液壓油箱液面高度的80%，固本系統(tǒng)決定的用的油箱容量為110L。3.6.3 液壓油箱的容量計(jì)算 效率，油箱的容量適當(dāng)增大，要計(jì)算液壓油箱的容積，須要計(jì)算出系統(tǒng)各個(gè)元件在同時(shí)工作時(shí)的最大流量然后乘上一定的系數(shù)即為設(shè)計(jì)值。經(jīng)過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，在液壓墊快進(jìn)時(shí)活塞缸和柱塞缸同時(shí)進(jìn)油，此時(shí)為系統(tǒng)通油的最大流量。下面計(jì)算各執(zhí)行元件同時(shí)工作的最大流量。我們已

43、知活塞缸的無(wú)桿腔直徑為180mm,桿徑為140mm,液壓墊快進(jìn)速度為100mm/s,柱塞缸桿徑為160mm,缸徑為180mm,其上行速度應(yīng)與活塞缸相同即100mm/s。活塞缸流量的計(jì)算公式本系統(tǒng)所用的油箱裝油量為1000L。3.6.4 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓油箱采用多根方管相互焊接起來(lái)的形式，配合數(shù)根角鋼，加以橫向支撐。與鑄造方式相互比較，有著表面較平整光潔，無(wú)需清理表面毛刺飛邊，且原料可以取用廢舊方鋼和板材的優(yōu)點(diǎn)，不用單單為了鑄造此油箱而單獨(dú)出鑄模，大大節(jié)省了成本。其結(jié)構(gòu)：本次的油箱主體部分有箱板、側(cè)板和頂蓋。箱板與側(cè)板之間由焊縫連接。頂蓋與箱板和側(cè)板之間沒有直接連接，采取的連接方式是：在箱

44、板和側(cè)板上焊接上等邊角鋼或者稱之為角鐵，然后把頂蓋放置于角鐵上，角鐵的焊縫必須嚴(yán)格把關(guān)，保證頂蓋的穩(wěn)定性。一般液壓油箱可以做成整體式或者焊接式的。整體式的液壓油箱適合用來(lái)做小容量的油箱，因?yàn)檎w式的油箱大都是通過(guò)焊接來(lái)制造的，大容量的油箱如果使用焊接方式加工，則模具會(huì)很大而且工藝性不好，所以大多采用焊接式。本次的油箱主體部分有箱板、側(cè)板和頂蓋。箱板與側(cè)板之間由焊縫連接。頂蓋與箱板和側(cè)板之間沒有直接連接，采取的連接方式是：在箱板和側(cè)板上焊接上等邊角鋼或者稱之為角鐵，然后把頂蓋放置于角鐵上，角鐵的焊縫必須嚴(yán)格把關(guān)，保證頂蓋的穩(wěn)定性。在箱板下布置了四個(gè)支腳（兩個(gè)前支腳，兩個(gè)后支腳），起到了支撐的作用

45、。支撐板中間加工出圓孔，從材料力學(xué)可以知道，空心結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能尤其抗彎強(qiáng)度比實(shí)心結(jié)構(gòu)更好。箱板上鏜出孔，用來(lái)作清洗孔。配備清洗孔端蓋，端蓋與箱板間用O型密封圈作靜密封，利用非標(biāo)準(zhǔn)螺母（焊接于箱板內(nèi)側(cè)）與六角頭螺栓連接清洗孔端蓋與箱板。一般液壓油箱可以做成整體式或者焊接式的。整體式的液壓油箱適合用來(lái)做小容量的油箱，因?yàn)檎w式的油箱大都是通過(guò)焊接來(lái)制造的，大容量的油箱如果使用焊接方式加工，則模具會(huì)很大而且工藝性不好，所以大多采用焊接式。在頂蓋上設(shè)置空氣濾清器（附帶注油口），起到了防止油液受污染的作用，保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定地運(yùn)行，這里選擇無(wú)錫福力德制造廠生產(chǎn)的EF7-100型空氣濾清器。油箱的箱板下

46、部即油箱底面并不是完全與地面平行的，而是在高度方向上保證一定的梯度（保證了放油的充分性，避免積液）在終端設(shè)置成與地面平行的結(jié)構(gòu)，在其中部設(shè)置放油口，配以放油塞，這里選擇型號(hào)為GN741-32-M26*1.5-os-1的剛特鋁制油塞。選擇無(wú)錫福力德制造廠生產(chǎn)的YWZ-400T型號(hào)的液位計(jì)，指示油液的位置。在油箱的側(cè)板處焊接四個(gè)吊耳，以適應(yīng)在運(yùn)輸，噴涂以及清洗等各個(gè)環(huán)節(jié)裝卸的需要。在油箱中部設(shè)置隔板，起到增加油液循環(huán)流動(dòng)時(shí)間，調(diào)整油液溫度，吸收油液壓力波動(dòng)的作用。在合適的位置設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，使回油管路與吸油管路隔開。配置小型的配電箱，用于電機(jī)與電源的連接。油箱內(nèi)外表面須通過(guò)涂漆來(lái)防止氧化生銹或者腐蝕。

47、3.7液壓泵站液壓泵站是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源，液壓泵通過(guò)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)從液壓油箱吸取油液，并通過(guò)泵的離心或者擠壓作用將液壓油泵進(jìn)系統(tǒng)，完成了從機(jī)械能到液壓油的壓力能的轉(zhuǎn)換，是液壓系統(tǒng)核心的部分。3.7.1 液壓泵站的組成液壓泵站集成了液壓系統(tǒng)的泵,電機(jī),閥,油箱以及各個(gè)輸回油管路,其可直接連接執(zhí)行元件,集供油、換向、調(diào)速等功能于一身，液壓泵站集成了液壓系統(tǒng)的泵,電機(jī),閥,油箱以及各個(gè)輸回油管路,其可直接連接執(zhí)行元件,集供油、換向、調(diào)速等功能于一身，是本液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。合理地設(shè)計(jì)泵站是保證液壓系統(tǒng)安全、穩(wěn)定以及高效工作的關(guān)鍵。是本液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。合理地設(shè)計(jì)泵站是保證液壓系統(tǒng)安全、穩(wěn)定

48、以及高效工作的關(guān)鍵。箱板下布置了四個(gè)支腳（兩個(gè)前支腳，兩個(gè)后支腳），起到了支撐的作用。支撐板中間加工出圓孔，從材料力學(xué)可以知道，空心結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能尤其抗彎強(qiáng)度比實(shí)心結(jié)構(gòu)更好。箱板上鏜出孔，用來(lái)作清洗孔。配備清洗孔端蓋，端蓋與箱板間用O型密封圈作靜密封，利用非標(biāo)準(zhǔn)螺母（焊接于箱板內(nèi)側(cè)）與六角頭螺栓連接清洗孔端蓋與箱板。在頂蓋上設(shè)置空氣濾清器（附帶注油口），起到了防止油液受污染的作用，保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定地運(yùn)行，這里選擇南宮市興華過(guò)濾器材制造廠生產(chǎn)的EF7-100型空氣濾清器。油箱的箱板下部即油箱底面并不是完全與地面平行的，而是在高度方向上保證一定的梯度（保證了放油的充分性，避免積液）在終端設(shè)置成

49、與地面平行的結(jié)構(gòu)，在其中部設(shè)置放油口，配以放油塞，這里選擇型號(hào)為GN741-32-M26*1.5-os-1的剛特鋁制油塞。本系統(tǒng)對(duì)過(guò)濾精度的要求比較低，所以選用網(wǎng)式過(guò)濾器。3.7.2 液壓泵站的選擇如前文所述，之前我已經(jīng)闡述了液壓油箱、柱塞泵的選擇以及電機(jī)的選擇。已知油箱容積2000L以及其結(jié)構(gòu)，電機(jī)參數(shù)和結(jié)構(gòu)以及兩個(gè)柱塞泵的參數(shù)和結(jié)構(gòu)。首先考慮泵的安裝形式。液壓泵主要的安裝形式有臥式和立式。臥式的由臥式電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與液壓泵相連，液壓泵必須要安裝進(jìn)油過(guò)濾器。立式安裝可以把液壓泵安裝于液壓油箱的液面以下，此時(shí)不須要安裝進(jìn)油過(guò)濾器，且省去了進(jìn)油管路（因?yàn)橐簤罕媒氲揭好嫦卤脙?nèi)充滿液壓油），另外同

50、軸度較高。選擇了臥式電機(jī)通過(guò)梅花形彈性聯(lián)軸器與柱塞泵連接，采用了長(zhǎng)螺栓加安裝板的方式固定液壓泵。液壓泵的出油管接閥塊的進(jìn)油通道（P口）。閥塊安裝于油箱頂板上，其出油管接油缸。柱塞缸的進(jìn)回油管路通過(guò)頂板通油箱。泵站中要合理安裝回油過(guò)濾器和冷卻器。定量葉片泵組 y2-90l-4-b35+yb1-6 功率/電壓 1.5kw/380v 流量排量6ml/r 最高壓力6.3mpa 轉(zhuǎn)速 1450r/min變量葉片泵組 y2-90l-4-b35+vvp-12-f-a3 功率/電壓 1.5kw/380v 流量排量 06.7ml/r 最高壓力7mpa 轉(zhuǎn)速 1450r/min 電動(dòng)機(jī)功率1.5kw/380V3.

51、8液壓集成塊液壓閥塊用來(lái)安裝液壓系統(tǒng)中各個(gè)閥，在其內(nèi)部設(shè)進(jìn)回油油道以及各個(gè)閥的油路通道。液壓閥的連接方式有管式連接（各個(gè)閥通過(guò)液壓油管連接），板式連接（各個(gè)液壓閥與一個(gè)油路板連接），疊加式（各個(gè)液壓閥疊加在一起，通過(guò)長(zhǎng)螺栓固定連接）然后就是用集成閥塊連接。用集成閥塊的優(yōu)點(diǎn)是空間集約，質(zhì)量好，性能可靠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期不長(zhǎng)且能夠?qū)I(yè)化生產(chǎn)。本液壓系統(tǒng)采用集成閥塊。由于本系統(tǒng)閥較多，所以得采用多個(gè)閥塊（這里設(shè)計(jì)為4個(gè)）疊加在一起的方式組成，由于選用了大流量的邏輯閥，所以此閥塊尺寸較大，而且這個(gè)閥塊上集成的閥數(shù)量眾多，所以設(shè)計(jì)這個(gè)閥塊難度較大也是重點(diǎn)。3.8.1 塊體的結(jié)構(gòu)閥塊體的尺寸設(shè)計(jì)為矩形六面體，

52、材料用35號(hào)鋼。由于本液壓系統(tǒng)的液壓回路中液壓閥數(shù)量不少，所以可以考慮采取多個(gè)集成塊相互疊加，組合成一個(gè)整體的集成塊組，上面可以疊裝各種液壓閥，以達(dá)到節(jié)省空間、好看的目的。其中閥和集成塊貼合面可以采用O型圈加以密封，集成塊與集成塊之間采用螺栓連接。對(duì)于安裝孔進(jìn)行了合理的改變和創(chuàng)新。主級(jí)孔道考慮了加工的簡(jiǎn)便以及減小流動(dòng)阻力損失。減少了復(fù)雜孔道、傾斜孔道三維斜孔。采用法蘭連接外接油口。工藝孔道采用螺塞封堵，用于孔道清理跟檢查。設(shè)置必要的檢測(cè)油口，用于檢測(cè)液壓回路的工作參數(shù)。設(shè)置銘牌和吊裝結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)參考JK系列集成塊。三個(gè)集成塊的面用來(lái)連液壓閥，其余一個(gè)則連接液壓執(zhí)行元件。每個(gè)液壓集成塊，根據(jù)系統(tǒng)

53、圖的要求，按要求鉆孔。3.8.2 集成塊結(jié)構(gòu)尺寸的確定為了方便安裝，集成塊上孔的直徑最好和安裝在各面的液壓閥的孔徑相互匹配，都要滿足各自的流量要求?？着c孔之間的距離壁厚不可以過(guò)于的小，一是為了阻止使用的時(shí)候中被油壓給擊穿，另一塊是為了防止在加工的時(shí)候?qū)е掠涂椎钠倍e(cuò)誤的穿通了一通道。對(duì)于安裝孔進(jìn)行了一合理的改變和創(chuàng)新。主級(jí)孔道考慮了加工的簡(jiǎn)便以及減小流動(dòng)阻力損失。減少了復(fù)雜孔道、傾斜孔道三維斜孔。采用法蘭連接外接油口。3.8.3集成塊的加工為了使集成塊的安裝界面與液壓元件組合起來(lái)，還必須要使漏油的情況不出現(xiàn)，這就必須使安裝面由形位公差并滿足要求：平面度5-7級(jí)；表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差R

54、。12.5-0.8微米；起孔時(shí)候的垂直誤差度，臺(tái)上肩的同軸度必需在精度5-7級(jí)以內(nèi)。集成塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般相對(duì)復(fù)雜，為了清楚地知曉內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制圖時(shí)最好采用1：1的比例繪制，不這樣的話看起來(lái)不夠直觀，生產(chǎn)時(shí)也會(huì)出問(wèn)題。集成材料塊就選用鑄鐵也可以是中低碳優(yōu)質(zhì)鋼，最好的是既要保證強(qiáng)度，加工也要便利。本集成塊選用35號(hào)鋼。鑄鐵要經(jīng)過(guò)退火處理，有時(shí)為了保障產(chǎn)品的合格率也會(huì)采用人工時(shí)效處理。內(nèi)部流道有時(shí)可以直接鑄，這樣做的好處是省的在進(jìn)行額外的工序，清砂方面必需做好，確保鑄件干凈無(wú)毛刺無(wú)飛邊，鍛件要經(jīng)過(guò)退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)部要進(jìn)行探傷，防止裂紋。第四章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1線路設(shè)計(jì)基本原理4.1.1

55、主電路的設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的液壓元件主要有電磁閥、調(diào)速閥、溢流閥、蓄能器、減壓閥、換向閥、壓力繼電器和各種儀表等。當(dāng)前，幾乎所有的大型機(jī)械都是機(jī)電液算控一體化的產(chǎn)品，壓力機(jī)液壓系統(tǒng)也不例外。通常情況下，在工業(yè)環(huán)境中都是采用PLC(可編程邏輯控制器)對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制。PLC誕生于第二十個(gè)世紀(jì)的六零年代，是一種新型的自動(dòng)化控制裝置。4.1.2 控制電路的設(shè)計(jì)由于傳統(tǒng)的繼電器控制裝置具有體積大，接線繁以及修改難等缺陷，人們便開發(fā)了PLC。最早的PLC功能遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在這么強(qiáng)大，當(dāng)時(shí)它只能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)以及順序控制等功能，且其控制僅僅適用于開關(guān)量，其能替代程序控制，先前的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閱?/p>

56、機(jī)控制，另外隨著該領(lǐng)域的發(fā)展也出現(xiàn)了多機(jī)群控制以及自動(dòng)化生產(chǎn)線之類。用一臺(tái)三菱FX2N來(lái)來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。4.2 繪制原理圖根據(jù)要求要來(lái)完成人為控制與自動(dòng)控制，繪制的控制電路圖如下：4.3 元器件的選擇4.3.1 斷路器的選擇但現(xiàn)在，PLC已進(jìn)入包括位置控制、過(guò)程控制等場(chǎng)合所有的控制領(lǐng)域，也可用于需要閉環(huán)的位置控制和速度控制，現(xiàn)在除了仍然保留的控制邏輯器的所有長(zhǎng)除外，還吸收了發(fā)展了其他的設(shè)備如計(jì)算機(jī)等的優(yōu)點(diǎn)。4.3.2 熔斷器的選擇在完成了靜態(tài)設(shè)計(jì)和確定了一液壓元件的參數(shù)還有已經(jīng)完成了元件的選型之后，就該對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。因此根據(jù)三相異步電機(jī)所給的額定電流計(jì)算出電氣柜熔斷器的選擇范圍應(yīng)

57、是:0.51-0.68A.4.3.3 熱繼電器的選擇(1) 額定電流選大一級(jí)的。(2) 額定值就為電動(dòng)機(jī)電流的 1.7-2 倍。4.3.4 中間繼電器選擇一般用于繼電保護(hù)和PLC系統(tǒng)中，用來(lái)提高觸點(diǎn)的容量。它都是用在控制傳遞電路中運(yùn)送中間信號(hào)。它的結(jié)構(gòu)與原理與交流接觸器大致相符，與接觸器的主要區(qū)別在于：中間繼電器的觸頭和接觸器的觸頭不同，前者只能通過(guò)小電流，而后者可以通過(guò)大電流。所以，它只能用在控制電路中。4.3.5 交流接觸器的選擇由PLC采用梯形圖方式編寫程序，與繼電器控制邏輯設(shè)計(jì)相似，顯得簡(jiǎn)單、直觀和好掌握等好處，對(duì)于工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，即使不具備專門的計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，也能夠輕松的掌握，

58、所以便于普及、開發(fā)和使用。4.3.6 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇4.3.7 按鈕的選擇一般選用用綠按鈕和紅按鈕各兩個(gè)來(lái)完成機(jī)械的啟動(dòng)和停止的按鈕，在選用11個(gè)綠色的按鈕來(lái)展示對(duì)輸入PLC的控制。4.4控制柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)1楊黎明等編：機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，國(guó)防工業(yè)出版社，1986。2雷天覺主編：新編液壓工程手冊(cè)，北京理工大學(xué)出版社，1998。3葉偉昌主編：機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001。4楊培元、朱福元主編：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1999。5李壯云、葛宜遠(yuǎn)主編：液壓元件與系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2000。6王春行主編：液壓控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002。7陳愈、

59、沈關(guān)俊編著：液壓閥，中國(guó)鐵道出版社，1982。8何存興：液壓元件，機(jī)械工業(yè)出版社，1981，第一版。9章宏甲，黃誼，王積偉編：液壓與氣壓傳動(dòng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2000。10GR 凱勒：液壓系統(tǒng)分析，國(guó)防工業(yè)出版社，1985，第一版。11. 夏廷棟，杜紹武：液壓系統(tǒng)的使用與管理，機(jī)械工業(yè)出版社，1986，第一版。12王友斌編：液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。13凌更成、羅金堂編：液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，機(jī)械工業(yè)出版社，1990，第一版。 14上海立新液壓有限公司元件說(shuō)明書。15黎明液壓有限公司產(chǎn)品說(shuō)明書。16. 成大先主編：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，2004。17. J.-C. Renn and C. Ts

60、ai著：Development of an unconventional electro-hydraulic proportional valve with fuzzy-logic controller for hydraulic presses.致謝時(shí)間飛逝，依稀還記得當(dāng)時(shí)在實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備開題報(bào)告的片段，而如今已經(jīng)經(jīng)過(guò)了論文的查重，正準(zhǔn)備著過(guò)一段時(shí)間的答辯，真是時(shí)間不等人??！這段時(shí)間，我都一個(gè)人負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備的調(diào)試、運(yùn)行，一個(gè)人完成了開題報(bào)告、外文翻譯、論文以及所有圖紙的設(shè)計(jì)及修改，雖然沒有隊(duì)員一起陪伴，但是也充分的吸取了其他課題同學(xué)的意見和建議，和其他同學(xué)一起完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。首先，對(duì)我的導(dǎo)師表示感謝

61、，是他的諄諄教誨讓我的大學(xué)生活充滿了成功的喜悅，高老師給予我的不僅是智慧的啟迪，還有更多的是思想上的正能量的武裝。他工作特別勤勤懇懇，專業(yè)知識(shí)豐富，為人和藹可親，是我今后一直學(xué)習(xí)的楷模。在此，我再一次感謝高老師的無(wú)私奉獻(xiàn)，祝他在今后的生活中健康平安，萬(wàn)事如意。 其次，我感謝母校，感謝母校的栽培，一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境是我們成功進(jìn)步的基礎(chǔ)，一幫催人奮進(jìn)的老師是我們成長(zhǎng)的催化劑，一系列合理的教學(xué)管理機(jī)制為我們走向成功打開一扇扇門，這一切都是母校的悉心照料與栽培。母校給我們提供了一個(gè)個(gè)鍛煉自己的平臺(tái)，讓我們的青春得到鍛煉與張揚(yáng)，在這個(gè)美麗的校園里，我結(jié)識(shí)了一幫好兄弟，讓我的生活充滿了樂趣。母校給予了我們這么多，今后我一定會(huì)把在大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)用在工作中，讓母校令我感到驕傲。 最后，我感謝我的那幫同窗好友，四年的陪伴，感情的積累，道一聲兄弟們：我們永遠(yuǎn)是好兄弟！失意時(shí)一起排憂解難，開心時(shí)一起分享喜悅，一起