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本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題目 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 學(xué) 院 專 業(yè) 交稿日期 學(xué)術(shù)誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明 所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨(dú)立進(jìn)行研究 工作所取得的成果 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 不含任何其他 個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體 均已在文中以明確方式標(biāo)明 本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 中文題目 英文題目 作者簽名 日期 年 月 日 版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 作者同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件 和電子版 允許論文被查閱和借閱 本人授權(quán)上海建橋?qū)W院可以將本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索 可以采用影印 縮印或掃描等復(fù)制手段保 存和匯編本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 保 密 在 年解密后適用本授權(quán)書 本論文屬于 不保密 請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打 如作者未做出選擇的情況下 按不保密處理 作者簽名 指導(dǎo)教師簽名 日期 年 月 日 日期 年 月 日 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 I 液壓基本回路實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 摘 要 當(dāng)今世界高端的教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)技術(shù) 基本上已被美國(guó) 德國(guó)和日本所壟斷 而國(guó)內(nèi)目前不但教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)技術(shù)比較落后 同時(shí)教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)性能檢測(cè)技術(shù) 也非常落后 尚沒有真正意義上的測(cè)試數(shù)據(jù)精確 實(shí)驗(yàn)功能全面的專業(yè)性綜合性教學(xué)液 壓試驗(yàn)臺(tái) 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)發(fā)展的落后已經(jīng)成為制約我國(guó)教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展 的一個(gè)瓶頸 而作為液壓技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ) 液壓基本回路是學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)控制的必要知識(shí) 液壓 回路是液壓系統(tǒng)的有機(jī)組成部分 任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路所組成 液壓基本 回路是指由一些液壓元件與液壓輔助元件按照一定關(guān)系組合 能夠?qū)崿F(xiàn)某種特定液壓功 能的油路結(jié)構(gòu) 最常用的基本回路是 壓力控制回路 速度控制回路 方向控制回路 多執(zhí)行元件控制回路 每一個(gè)基本回路都具備一種特定功能 液壓基本回路實(shí)驗(yàn)的開設(shè)是為了讓學(xué)生在液壓傳動(dòng)課程的學(xué)習(xí)過程中 通過實(shí)驗(yàn)?zāi)?對(duì)液壓系統(tǒng)的基本工作原理有更深層次的理解 熟悉典型的液壓回路各自的運(yùn)行特點(diǎn)及 原理 本設(shè)計(jì)選用工程液壓中常用的幾個(gè)液壓基本回路為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)臺(tái)采取臥式布 局 液壓閥安裝在集成塊上以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)油路 在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生可以清楚了解 液壓元件的組合與液壓回路之間的轉(zhuǎn)化 關(guān)鍵詞 液壓 液壓基本回路 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 集成塊 液壓系統(tǒng) 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) II THE DESIGN OF HYDRAULIC PRESSURE BASIC CIRCUIT LABORTORY STAGE Abstract Teaching today s world of high end hydraulic test rig production technology basically has been the United States Germany and Japan monopolized Domestic not only teaching the hydraulic test rig production technology is relatively backward at the same time teaching the hydraulic test rig performance detection technology is very backward yet accurate test data in the true sense of the experimental full featured professional teaching hydraulic test rig Backward teaching hydraulic test rig development has become a bottleneck restricting the development of production technology in our teaching hydraulic test stand As the basis for application of hydraulic technology basic hydraulic circuit is necessary to learn hydraulic transmission control knowledge The hydraulic circuit is an integral part of the hydraulic system any hydraulic system is composed by some basic loop The basic hydraulic circuit is the oil passage structure to achieve certain hydraulic functions by a number of hydraulic components and hydraulic auxiliary components can be combined in accordance with a certain relationship The most commonly used basic loop is the pressure control loop speed control loop direction control circuit multi element control circuit Each basic loop has a specific function Hydraulic Test creation to the students in the learning process of the hydraulic drive course experiments can have a deeper understanding of the basic working principle of the hydraulic system familiar with each of the operating characteristics and principle of a typical hydraulic circuit Several basic hydraulic circuit in the design selection of hydraulic experimental project laboratory bench to take a horizontal layout hydraulic valve mounted on the manifold to simplify the experiment station system oil line high school students can experiment a clear understanding of the hydraulic components the transformation between the combination and a hydraulic circuit Key Words hydraulic pressure hydraulic pressure basic circuit laboratory stage integrated block hydraulic system 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 III 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 引言 1 1 1 歷史液壓系統(tǒng)的發(fā)展 1 1 2 液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 1 1 2 1 減少能耗 充分利用能量 2 1 2 2 主動(dòng)維護(hù) 2 1 2 3 機(jī)電一體化 2 2 設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)參數(shù) 4 2 1 設(shè)計(jì)要求 4 2 2 設(shè)計(jì)參數(shù) 4 3 制定系統(tǒng)方案及擬訂液壓系統(tǒng)圖 5 3 1 制定系統(tǒng)方案 5 3 1 1 壓力控制回路 5 3 1 2 速度控制回路 8 3 1 3 方向控制回路 11 3 1 4 多執(zhí)行元件控制回路 11 3 2 擬訂液壓系統(tǒng)圖 14 4 系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算及元件選取 16 4 1 系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 16 4 2 動(dòng)力源的選取 16 4 2 1 液壓泵的選擇 16 4 2 2 電動(dòng)機(jī)功率的確定 16 4 2 3 連軸器的選擇 17 4 3 液壓元件的選擇 17 5 集成塊及泵站設(shè)計(jì) 19 5 1 集成塊的設(shè)計(jì) 19 5 2 泵站的設(shè)計(jì) 20 5 3 液壓試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分設(shè)計(jì)說明 20 6 實(shí)驗(yàn)回路分析 21 6 1 二級(jí)調(diào)壓泄荷回路 21 6 1 1 實(shí)驗(yàn)油路 21 6 1 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 21 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) IV 6 2 節(jié)流調(diào)速及加載回路 22 6 2 1 實(shí)驗(yàn)油路 22 6 2 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 22 6 3 變量泵特性實(shí)驗(yàn)回路 23 6 3 1 實(shí)驗(yàn)油路 23 6 3 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 23 6 4 順序動(dòng)作回路 24 6 4 1 實(shí)驗(yàn)油路 24 6 4 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 24 6 5 差動(dòng)連接快速回路 26 6 6 1 實(shí)驗(yàn)油路 26 6 6 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 26 6 6 雙泵快速回路 27 6 6 1 實(shí)驗(yàn)油路 28 6 6 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 28 6 7 同步回路 29 6 7 1 實(shí)驗(yàn)油路 29 6 7 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 29 6 8 速度換接回路 30 6 8 1 實(shí)驗(yàn)油路 30 6 8 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 30 結(jié) 論 32 參考文獻(xiàn) 33 致 謝 34 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 1 引言 1 1 歷史液壓系統(tǒng)的發(fā)展 液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng) 是根據(jù) 17 世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳 動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù) 1795 年英國(guó)約瑟夫 布拉曼 Joseph Braman 1749 1814 在倫敦用水作為工作介質(zhì) 以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上 誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī) 1905 年將工作介質(zhì)水改為油 又進(jìn)一步得到改善 第一次世界大戰(zhàn) 1914 1918 后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用 特別是 1920 年以后 發(fā)展 更為迅速 液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的 20 年間 才開始進(jìn)入正規(guī)的工 業(yè)生產(chǎn)階段 1925 年維克斯 F Vikers 發(fā)明了壓力平衡式葉片泵 為近代液壓元件 工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步建立奠定了基礎(chǔ) 20 世紀(jì)初康斯坦丁 尼斯克 G Constantimsco 對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究 1910 年對(duì)液力傳動(dòng) 液力聯(lián)軸節(jié) 液力變矩器等 方面的貢獻(xiàn) 使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展 第二次世界大戰(zhàn) 1941 1945 期間 在美國(guó)機(jī)床中有 30 應(yīng)用了液壓傳動(dòng) 應(yīng)該 指出 日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近 20 多年 在 1955 年前后 日本 迅速發(fā)展液壓傳動(dòng) 1956 年成立了 液壓工業(yè)會(huì) 近 20 30 年間 日本液壓傳動(dòng) 發(fā)展之快 居世界領(lǐng)先地位 液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn) 因此它的應(yīng)用非常廣泛 如一般工業(yè)用的塑料加 工機(jī)械 壓力機(jī)械 機(jī)床等 行走機(jī)械中的工程機(jī)械 建筑機(jī)械 農(nóng)業(yè)機(jī)械 汽車 等 鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械 提升裝置 軋輥調(diào)整裝置等 土木水利工程用的防洪 閘門及堤壩裝置 河床升降裝置 橋梁操縱機(jī)構(gòu)等 發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置 核發(fā) 電廠等等 船舶用的甲板起重機(jī)械 絞車 船頭門 艙壁閥 船尾推進(jìn)器等 特 殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置 測(cè)量浮標(biāo) 升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等 軍事工業(yè)用的火炮操 縱裝置 船舶減搖裝置 飛行器仿真 飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等 1 2 液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果 如自動(dòng)控制技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 微電子 技術(shù) 磨擦磨損技術(shù) 可靠性技術(shù)及新工藝和新材料 使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展 也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量 水平有一定的提高 盡管如此 走向二十一世紀(jì)的液 壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破 應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展 不斷擴(kuò)大其 應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 2 1 2 1 減少能耗 充分利用能量 液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面 已取得很大進(jìn)展 但一直存 在能量損耗 主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上 如果全部壓力能都能得到 充分利用 則將使能量轉(zhuǎn)換過程的效率得到顯著提高 為減少壓力能的損失 必須 解決下面幾個(gè)問題 減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失 以減少功率損失 主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi) 部流道的壓力損失 采用集成化回路和鑄造流道 可減少管道損失 同時(shí)還可減少漏油 損失 減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失 盡量減少非安全需要的溢流量 避免采用節(jié)流 系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力 采用靜壓技術(shù) 新型密封材料 減少磨擦損失 發(fā) 展 小 型 化 輕 量 化 復(fù) 合 化 廣 泛 發(fā) 展 3 通 徑 4 通 徑 電 磁 閥 以 及 低 功 率 電 磁 閥 改善液壓系統(tǒng)性能 采用負(fù)荷傳感系統(tǒng) 二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路 為及時(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng) 防止污染對(duì)系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響 必須發(fā)展新 的污染檢測(cè)方法 對(duì)污染進(jìn)行在線測(cè)量 要及時(shí)調(diào)整 不允許滯后 以免由于處理 不及時(shí)而造成損失 1 2 2 主動(dòng)維護(hù) 液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過去簡(jiǎn)單的故障拆修 發(fā)展到故障預(yù)測(cè) 即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí) 預(yù)先進(jìn)行維修 清除故障隱患 避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展 要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究 當(dāng)前 憑有經(jīng) 驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn) 通過看 聽 觸 測(cè)等判斷找故障已不適于現(xiàn)代 工業(yè)向大型化 連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展 必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化 加強(qiáng) 專家系統(tǒng)的研究 要總結(jié)專家的知識(shí) 建立完整的 具有學(xué)習(xí)功能的專家知識(shí)庫 并 利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫中知識(shí) 用推理機(jī)中存在的推理方法 推算出 引出故障的原因 提高維修方案和預(yù)防措施 要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家 系統(tǒng)通用工具軟件 對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則 另外 還應(yīng)開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng) 包括自調(diào)整 自潤(rùn)滑 自校正 在故障 發(fā)生之前 進(jìn)市補(bǔ)償 這是液壓行業(yè)努力的方向 1 2 3 機(jī)電一體化 電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合 使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力 擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域 實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性 實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化 智 能化 改變液壓系統(tǒng)效率低 漏油 維修性差等缺點(diǎn) 充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 貫性小 響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn) 其主要發(fā)展動(dòng)向如下 1 電液伺服比例技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大 液壓系統(tǒng)將由過去的電氣液壓 on oE 系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng) 為適應(yīng)上述發(fā)展 壓力 流量 位 置 溫度 速度 加速度等傳感器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化 計(jì)算機(jī)接口也應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和兼容 2 發(fā)展和計(jì)算機(jī)直接接口的功耗為 5mA 以下電磁閥 以及用于脈寬調(diào)制系統(tǒng)的 高頻電磁閥 小于 3mS 等 3 液壓系統(tǒng)的流量 壓力 溫度 油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷 由 于計(jì)算機(jī)的價(jià)格降低 監(jiān)控系統(tǒng) 包括集中監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展 4 計(jì)算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)化 特別對(duì)高精度 高級(jí) 系統(tǒng)更有此要求 5 由電子直接控制元件將得到廣泛采用 如電子直接控制液壓泵 采用通用化 控制機(jī)構(gòu)也是今后需要探討的問題 液壓產(chǎn)品機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展 液壓行業(yè) 液壓元件將向高性能 高質(zhì)量 高可靠性 系統(tǒng)成套方向發(fā)展 向低能耗 低 噪聲 振動(dòng) 無泄漏以及污染控制 應(yīng)用水基介質(zhì)等適應(yīng)環(huán)保要求方向發(fā)展 開發(fā) 高集成化高功率密度 智能化 機(jī)電一體化以及輕小型微型液壓元件 積極采用新 工藝 新材料和電子 傳感等高新技術(shù) 液力偶合器向高速大功率和集成化的液力傳動(dòng)裝置發(fā)展 開發(fā)水介質(zhì)調(diào)速型液 力偶合器和向汽車應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展 開發(fā)液力減速器 提高產(chǎn)品可靠性和平均無故障 工作時(shí)間 液力變矩器要開發(fā)大功率的產(chǎn)品 提高零部件的制造工藝技術(shù) 提高可 靠性 推廣計(jì)算機(jī)輔助技術(shù) 開發(fā)液力變矩器與動(dòng)力換檔變速箱配套使用技術(shù) 液 粘調(diào)速離合器應(yīng)提高產(chǎn)品質(zhì)量 形成批量 向大功率和高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)參考了 QCS008A 實(shí)驗(yàn)臺(tái) FESTO 公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)和現(xiàn) 今液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)模塊化的設(shè)計(jì)理念 綜合它們的優(yōu)點(diǎn) 設(shè)計(jì)方案初定十個(gè)工程上常遇 到的基本回路 在此基礎(chǔ)上將各個(gè)回路糅合成最終的系統(tǒng)回路 回路間的運(yùn)行互相 獨(dú)立互不干擾 有效利用各液壓元件 優(yōu)化液壓元件的使用 2 設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)參數(shù) 2 1 設(shè)計(jì)要求 通過查閱相關(guān)資料和深入實(shí)際的調(diào)查研究 依據(jù)液壓基本回路的構(gòu)成 設(shè)計(jì)一 臺(tái)液壓基本回路實(shí)驗(yàn)臺(tái) 用于液壓專業(yè)本科學(xué)生 同時(shí)適用于其他相關(guān)人員 的液 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 4 壓基本回路實(shí)驗(yàn) 典型基本回路總數(shù) 7 8 種 所確定基本回路應(yīng)具有應(yīng)用的典型性 同類型回路 只能選擇一種 每種回路的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颡?dú)立實(shí)驗(yàn)并特別顯示對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)回路 且實(shí)驗(yàn)結(jié) 果正確 液壓元件優(yōu)化使用 2 2 設(shè)計(jì)參數(shù) 系統(tǒng)額定壓力為 6 3MP 課題設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容 1 由設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)參數(shù)擬定系統(tǒng)方案及回路原理圖 2 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算計(jì)元件的選取 3 集成快及泵站的設(shè)計(jì) 4 試驗(yàn)回路的分析 3 制定系統(tǒng)方案及擬訂液壓系統(tǒng)圖 3 1 制定系統(tǒng)方案 液壓基本回路是指由一些液壓元件與液壓輔助元件按照一定關(guān)系組合 能夠?qū)?現(xiàn)某種特定液壓功能的油路結(jié)構(gòu) 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 最常用的基本回路是 壓力控制回路 速度控制回路 方向控制回路 多執(zhí)行 元件控制回路 每一個(gè)基本回路都具備一種特定功能 液壓基本回路實(shí)驗(yàn)臺(tái)的回路 選取應(yīng)盡量貼近現(xiàn)實(shí)工程中的液壓工作實(shí)際 選取典型的液壓回路 3 1 1 壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制或調(diào)節(jié)整個(gè)液壓系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)局部油 路上的工作壓力 壓力控制回路主要有調(diào)壓回路 減壓回路 卸荷回路 平衡回路 保壓回路等 1 調(diào)壓回路用來調(diào)定或限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力 或者使執(zhí)行元件在工作 過程的不同階段能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同的壓力變換 這一能一般由溢流閥來實(shí)現(xiàn) 圖 3 1 基本調(diào)壓回路 2 許多機(jī)電設(shè)備在使用工作間歇的過程中 為了減少動(dòng)力源和液壓系統(tǒng)的功率 損失 節(jié)省能源 降低液壓系統(tǒng)發(fā)熱 形成卸荷回路 液壓泵的輸出功率等于壓力和流量的乘積 因此使液壓系統(tǒng)卸荷有兩種方法 一種是將液壓泵出口的流量通過液壓閥的控制直接接回油箱 使液壓泵在接近 零壓的狀況下輸出流量 這種卸荷方式稱為壓力卸荷 另一種是使液壓泵在輸出流量接近零的狀態(tài)下工作 此時(shí)盡管液壓泵工作的壓 力很高 但其輸出流量接近零 液壓功率也接近零 這種卸荷方式稱為流量卸荷 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 6 a 用 主 換 向 閥 中 位 機(jī) 能 的 卸 菏 回 路 b 用 兩 位 兩 通 電 磁 換 向 閥 的 卸 菏 回 路1b 圖 7 4卸 菏 回 路圖 3 2 卸荷回路3 減壓回路的功能在于使系統(tǒng)某一支路上具有低于系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定工作壓力 如在機(jī)床的工件夾緊 導(dǎo)軌潤(rùn)滑及液壓系統(tǒng)的控制油路中常需用減壓回路 最常見的減壓回路是在所需低壓的分支路上串接一個(gè)定值輸出減壓閥 如圖 3 3a 所示 圖 3 3b 是二級(jí)減壓回路 閥 3 的調(diào)定壓力必須低于閥 2 液壓泵的最大工作壓 力由溢流閥 1 調(diào)定 去系統(tǒng) a b 圖 7 8減 壓 回 路123412435去系統(tǒng) 圖 3 3 減壓回路 4 增壓回路用來使系統(tǒng)中某一支路獲得比系統(tǒng)壓力更高的壓力油源 增壓回路 中實(shí)現(xiàn)油液壓力放大的主要元件是增壓器 增壓器的增壓比取決于增壓器大 小活 塞的面積之比 圖 3 4a 是使用單作用增壓器的增壓回路 它適用于單向作用力大 行程小 作 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 業(yè)時(shí)間短的場(chǎng)合 如制動(dòng)器 離合器等 圖 3 4b 是采用雙作用增壓器的增壓回路 它能連續(xù)輸出高壓油 適用于增壓行 程要求較長(zhǎng)的場(chǎng)合 圖 7 9增 壓 回 路 121b a 865743231 圖 3 4 增壓回路 5 平衡回路的功能在于使液壓執(zhí)行元件的回油路上始終保持一定的背壓力 以 平衡掉執(zhí)行機(jī)構(gòu)重力負(fù)載對(duì)液壓執(zhí)行元件的作用力 使之不會(huì)因自重作用而自行下 滑 實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)對(duì)機(jī)床設(shè)備動(dòng)作的平穩(wěn) 可靠控制 21c b 圖 7 10平 衡 回 路a 圖 3 5 平衡回路 6 保壓回路的功能在于使系統(tǒng)在液壓缸加載不動(dòng)或因工件變形而產(chǎn)生微小位移 的工況下能保持穩(wěn)定不變的壓力 并且使液壓泵處于卸荷狀態(tài) 保壓性能的兩個(gè)主 要指標(biāo)為保壓時(shí)間和壓力穩(wěn)定性 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 8 a 圖 7 1保 壓 回 路 b 123434256781 圖 3 6 保壓回路 3 1 2 速度控制回路 速度控制回路 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一就是能方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速 調(diào)速問題是 機(jī)床液壓系統(tǒng)的核心問題 在液壓系統(tǒng)中 執(zhí)行元件的速度是由供給執(zhí)行元件的液 體流量和作用在執(zhí)行元件 如工作缸活塞 上的有效工作面積來決定的 由于執(zhí)行 元件的有效工作面積在系統(tǒng)運(yùn)行過程中無法改變 因此 為了控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng) 速度 一般只能通過改變輸入液壓缸流量的辦法來實(shí)現(xiàn) 由于液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量 是可以改變的 因此對(duì)變量馬達(dá)來說 既可以用改變輸入流量的辦法來變量 也可 以用改變液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)排量的辦法來變速 改變輸入執(zhí)行元件流量來達(dá)到使執(zhí)行元件改變運(yùn)動(dòng)速度也有兩種辦法 一種是 采用定量泵 由節(jié)流元件來調(diào)節(jié)輸入執(zhí)行元件的流量 另一種是采用變量泵 靠調(diào) 節(jié)泵的每轉(zhuǎn)排量來調(diào)節(jié)對(duì)執(zhí)行元件的輸入流量 前者稱為節(jié)流調(diào)速 后者稱為容積 調(diào)速 另外還有一種方法叫做容積節(jié)流調(diào)速 是用自動(dòng)改變流量的變量泵及節(jié)流元 件聯(lián)合進(jìn)行調(diào)速 速度控制回路是研究液壓系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)和變換問題 常用的速度控制回路有 調(diào)速回路 快速回路 速度換接回路等 1 節(jié)流調(diào)速回路 1 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 進(jìn)油調(diào)速回路是將節(jié)流閥裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)油路上 其優(yōu)點(diǎn)是 液壓缸回油腔 和回油管中壓力較低 當(dāng)采用單桿活塞桿液壓缸 使油液進(jìn)入無桿腔中 其有效工 作面積較大 可以得到較大的推力和較低的運(yùn)動(dòng)速度 這種回路多用于要求沖擊小 負(fù)載變動(dòng)小的液壓系統(tǒng)中 2 回油節(jié)流調(diào)速回路 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 回油節(jié)流調(diào)速回路將節(jié)流閥安裝在液壓缸的回油路上 其優(yōu)點(diǎn)是 節(jié)流閥在回 油路上可以產(chǎn)生背壓 相對(duì)進(jìn)油調(diào)速而言 運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn) 常用于負(fù)載變化較大 要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的液壓系統(tǒng)中 而且在 a 一定時(shí) 速度 v 隨負(fù)載 F 增加而減小 3 旁油節(jié)流調(diào)速回路 這種回路由定量泵 安全閥 液壓缸和節(jié)流閥組成 節(jié)流閥安裝在與液壓缸并 聯(lián)的旁油路上 旁路節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失 無溢流損失 因而功率比前兩種 調(diào)速回路小 效率高 2 快速回路 為了提高生產(chǎn)效率 機(jī)床工作部件常常要求實(shí)現(xiàn)空行程 或空載 的快速運(yùn)動(dòng) 這時(shí)要求液壓系統(tǒng)流量大而壓力低 這和工作運(yùn)動(dòng)時(shí)一般需要的流量較小和壓力較 高的情況正好相反 對(duì)快速運(yùn)動(dòng)回路的要求主要是在快速運(yùn)動(dòng)時(shí) 盡量減小需要液 壓泵輸出的流量 或者在加大液壓泵的輸出流量后 但在工作運(yùn)動(dòng)時(shí)又不致于引起 過多的能量消耗 1 如圖 3 7 所示 用于快 慢速轉(zhuǎn)換的 其中快速運(yùn)動(dòng)采用差動(dòng)連接的回 路 換向閥處于右位時(shí) 液壓缸有桿腔的回油流量 q 和液壓泵輸出的流量 qp 合在 一起共同進(jìn)入液壓缸無桿腔 使活塞快速向右運(yùn)動(dòng) 這種回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 應(yīng)用較多 但由于液壓缸的結(jié)構(gòu)限制 液壓缸的速度加快有限 有時(shí)不能滿足快速運(yùn)動(dòng)的要求 常常需要和其他方法聯(lián)合使用 圖 7 24 液 壓 缸 差 動(dòng)連 接 快 速 運(yùn) 動(dòng) 回 路121 圖 3 7 差動(dòng)連接回路 2 采用雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路在回路獲得很高速度的同時(shí) 回路輸出的功 率較小 使液壓系統(tǒng)功率匹配合理 如圖 3 8 所示 在回路中用低壓大流量泵 1 和 高壓小流量泵 2 組成的雙聯(lián)泵作動(dòng)力源 外控順序閥 3 卸荷閥 和溢流閥 5 分別設(shè)定 雙泵供油和小流量泵 2 供油時(shí)系統(tǒng)的最高工作壓力 當(dāng)換向閥 6 處于圖示位置 由 于空載時(shí)負(fù)載很小 系統(tǒng)壓力很低 如果系統(tǒng)壓力低于卸荷閥 3 調(diào)定壓力時(shí) 閥 3 處于關(guān)閉狀態(tài) 低壓大流量泵 1 的輸出流量頂開單向閥 4 與泵 2 的流量匯合實(shí)現(xiàn) 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 10 兩個(gè)泵同時(shí)向系統(tǒng)供油 活塞快速向右運(yùn)動(dòng) 此時(shí)盡管回路的流量很大 但由于負(fù) 載很小回路的壓力很低 所以回路輸出的功率并不大 當(dāng)換向閥 6 處于右位 由于 節(jié)流閥 7 的節(jié)流作用 造成系統(tǒng)壓力達(dá)到或超過卸荷閥 3 的調(diào)定壓力 使閥 3 打開 導(dǎo)致大流量泵 1 經(jīng)過閥 3 卸荷 單向閥 4 自動(dòng)關(guān)閉 將泵 2 與泵 1 隔離 只有小流 量泵 1 向系統(tǒng)供油 活塞慢速向右運(yùn)動(dòng) 溢流閥 5 處于溢流狀態(tài) 保持系統(tǒng)壓力基 本不變 此時(shí)只有高壓小流量泵 2 在工作 大流量泵 1 卸荷 減少了動(dòng)力消耗 回 路效率較高 1234567圖 7 5雙 泵 供 油 快 速 運(yùn) 動(dòng) 回 路 圖 3 8 雙泵供油回路 3 速度換接回路 圖 7 28用 行 程 閥 的速 度 換 接 回 路 123 圖 3 9 速度換接回路 速度換接回路用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的變換 即在原來設(shè)計(jì)或調(diào)節(jié)好的幾種運(yùn)動(dòng)速 度中 從一種速度換成另一種速度 對(duì)這種回路的要求是速度換接要平穩(wěn) 即不允 許在速度變換的過程中有前沖 速度突然增加 現(xiàn)象 采用行程閥 或電磁閥 的速度換接回路 如圖 3 9 所示 當(dāng)換向閥處于圖示位置 時(shí) 節(jié)流閥不起作用 液壓缸活塞處于快速運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 當(dāng)快進(jìn)到預(yù)定位置 與活塞 桿剛性相連的行程擋塊壓下行程閥 1 二位二通機(jī)動(dòng)換向閥 行程閥關(guān)閉 液壓缸 右腔油液必須通過節(jié)流閥 2 后才能流回油箱 回路進(jìn)入回油節(jié)流調(diào)速狀態(tài) 活塞運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)為慢速工進(jìn) 當(dāng)換向閥左位接人回路時(shí) 壓力油經(jīng)單向閥 3 進(jìn)入液壓缸右腔 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 使活塞快速向左返回 在返回的過程中逐步將行程閥 1 放開 3 1 3 方向控制回路 液壓執(zhí)行元件除了在輸出速度或轉(zhuǎn)速 輸出力或轉(zhuǎn)矩方面有要求外 對(duì)其運(yùn)動(dòng) 方向 停止及其停止后的定位等性能也有不同的要求 通過控制進(jìn)入執(zhí)行元件液流 的通 斷或變向來實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的啟動(dòng) 停止或改變運(yùn)動(dòng)方向的回路稱為 方向控制回路 常用的方向控制回路有換向回路 鎖緊回路和制動(dòng)回路 1 換向回路 采用不同操縱形式的二位四通 五通 三位四通 五通 換向閥都可以使執(zhí)行元件 直接實(shí)現(xiàn)換向 二位換向閥只能使執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)正 反向換向運(yùn)動(dòng) 三位閥除了能 夠?qū)崿F(xiàn)正 反向換向運(yùn)動(dòng) 還有中位機(jī)能 不同的滑閥中位機(jī)能可使系統(tǒng)獲得不同 的控制特性 如鎖緊 卸荷 浮動(dòng)等 2 鎖緊回路 鎖緊回路的功能是通過切斷執(zhí)行元件的進(jìn)油 出油通道來使它停在任意位置 并防止停止運(yùn)動(dòng)后因外界因素而發(fā)生竄動(dòng) 下滑現(xiàn)象 使液壓缸鎖緊的最簡(jiǎn)單的方 法是利用三位換向閥的 M 型或 O 型中位機(jī)能來封閉缸的兩腔 使活塞在行程范圍內(nèi) 任意位置停止 但由于滑閥的內(nèi)泄漏 不能長(zhǎng)時(shí)間保持停止位置不動(dòng) 鎖緊精度不 高 3 制動(dòng)回路 制動(dòng)回路的功能在于使執(zhí)行元件平穩(wěn)地由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成靜止?fàn)顟B(tài) 要求對(duì)油 路中出現(xiàn)的異常高壓和負(fù)壓的情況能作出迅速反應(yīng) 并應(yīng)使制動(dòng)時(shí)間盡可能短 沖 擊盡可能小 3 1 4 多執(zhí)行元件控制回路 在一個(gè)液壓系統(tǒng)中 如果由一個(gè)油源給多個(gè)執(zhí)行元件供油 各執(zhí)行元件會(huì)因回 路中壓力 流量的相互影響而在動(dòng)作上受到牽制 我們可以通過壓力 流量 行程 控制來實(shí)現(xiàn)多執(zhí)行元件預(yù)定動(dòng)作的要求 這種控制回路就稱為多執(zhí)行元件控制回路 1 行程控制順序動(dòng)作回路 是利用某一執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)到預(yù)定行程以后 發(fā)出電 氣或機(jī)械控制信號(hào) 使另一執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的一種控制方式 圖 3 10 是采用行程閥控制的多缸順序動(dòng)作回路 圖示位置兩液壓缸活塞均退至 左端點(diǎn) 當(dāng)電磁閥 3 左位接入回路后 缸 1 活塞先向右運(yùn)動(dòng) 當(dāng)活塞桿上的行程擋 塊壓下行程閥 4 后 缸 2 活塞才開始向右運(yùn)動(dòng) 直至兩個(gè)缸先后到達(dá)右端點(diǎn) 將電 磁閥 3 右位接入回路 使缸 1 活塞先向左退回 在運(yùn)動(dòng)當(dāng)中其行程擋塊離開行程閥 4 后 行程閥 4 自動(dòng)復(fù)位 其下位接入回路 這時(shí)缸 2 活塞才開始向左退回 直至 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 12 兩個(gè)缸都到達(dá)左端點(diǎn) 這種回路動(dòng)作可靠 但要改變動(dòng)作順序較為困難 圖 3 10b 是采用行程開關(guān)控制電磁換向閥的多缸順序動(dòng)作回路 按啟動(dòng)按鈕 電磁鐵 1Y 得電 缸 1 活塞先向右運(yùn)動(dòng) 當(dāng)活塞桿上的行程擋塊壓下行程開關(guān) 2S 后 使電磁鐵 2Y 得電 缸 2 活塞才向右運(yùn)動(dòng) 直到壓下 3S 使 1Y 失電 缸 1 活塞向 左退回 而后壓下行程開關(guān) 1S 使 2Y 失電 缸 2 活塞再退回 a 13413241212341Y2YS3S圖 7 3行 程 控 制 順 序 動(dòng) 作 回 路 行 程 閥 控 制 的 順 序 回 路 b 行 程 開 關(guān) 控 制 的 順 序 回 路 b 圖 3 10 行程控制的順序動(dòng)作回路 2 壓力控制順序動(dòng)作回路 是利用液壓回路中壓力的差別 如順序閥 壓力繼 電器等動(dòng)作發(fā)出控制信號(hào) 使執(zhí)行元件按預(yù)定順序動(dòng)作執(zhí)行 利用液壓系統(tǒng)工作過程中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化引起的壓力變化使執(zhí)行元件按順序先后 動(dòng)作 這種回路就是壓力控制順序動(dòng)作回路 如圖 3 11 所示 假設(shè)機(jī)床工作時(shí)液壓 系統(tǒng)的動(dòng)作順序?yàn)?夾具夾緊工件 工作臺(tái)進(jìn)給 工作臺(tái)退出 夾 具松開工件 其控制回路的工作過程如下 回路工作前 夾緊缸 1 和進(jìn)給缸 2 均處 于起點(diǎn)位置 當(dāng)換向閥 5 左位接入回路時(shí) 夾緊缸 1 的活塞向右運(yùn)動(dòng)使夾具夾緊工 件 夾緊工件后會(huì)使回路壓力升高到順序閥 3 的調(diào)定壓力 閥 3 開啟 此時(shí)缸 2 的 活塞才能向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削加工 加工完畢 通過手動(dòng)或操縱裝置使換向閥 5 右位 接入回路 缸 2 活塞先退回到左端點(diǎn)后 引起回路壓力升高 使閥 4 開啟 缸 1 活 塞退回原位將夾具松開 這樣完成了一個(gè)完整的多缸順序動(dòng)作循環(huán) 如果要改變動(dòng) 作的先后順序 就要對(duì)兩個(gè)順序閥在油路中的安裝位置進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 43夾 緊 缸工 作 臺(tái) 松 開 夾 緊退 回 進(jìn) 給 a b 圖 7 36壓 力 控 制 順 序 動(dòng) 作 回 路順 序 閥 控 制 的 順 序 回 路 b 壓 力 繼 電 器 控 制 的 順 序 回 路231414233 45K K1Y2YY 圖 3 11 順序閥控制的順序動(dòng)作回路 3 同步回路 同步回路的功用是使系統(tǒng)中多個(gè)執(zhí)行元件克服負(fù)載 摩擦阻力 泄漏 制造質(zhì) 量和結(jié)構(gòu)變形上的差異 而保證在運(yùn)動(dòng)上的同步 同步運(yùn)動(dòng)分為速度同步和位置同 步兩類 速度同步是指各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度相等 而位置同步是指各執(zhí)行元件在 運(yùn)動(dòng)中或停止時(shí)都保持相同的位移量 圖 3 12a 中 在兩個(gè)并聯(lián)液壓缸的進(jìn) 回 油路上分別串接一個(gè)單向調(diào)速閥 仔細(xì) 調(diào)整兩個(gè)調(diào)速閥的開口大小 控制進(jìn)入兩液壓缸或自兩液壓缸流出的流量 可使它 們?cè)谝粋€(gè)方向上實(shí)現(xiàn)速度同步 這種回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但調(diào)整比較麻煩 同步精度不 高 不宜用于偏載或負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合 如圖 3 12b 所示 采用分流集流閥 3 同步閥 代替調(diào)速閥來控制兩液壓缸的進(jìn)入 或流出的流量 分流集流閥具有良好的偏載承受能力 可使兩液壓缸在承受不同負(fù) 載時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)速度同步 回路中的單向節(jié)流閥 2 用來控制活塞的下降速度 液控單 向閥 4 是防止活塞停止時(shí)的兩缸負(fù)載不同而通過分流閥的內(nèi)節(jié)流孔竄油 由于同步 作用靠分流閥自動(dòng)調(diào)整 使用較為方便 但效率低 壓力損失大 不宜用于低壓系 統(tǒng) 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 14 圖 7 38用 流 量 控 制 閥 的 同 步 回 路a 用 調(diào) 速 閥 的 同 步 回 路 b 用 分 流 集 流 閥 的 同 步 回 路1234 65 b 圖 3 12 采用調(diào)速閥的單向同步回路 3 2 擬訂液壓系統(tǒng)圖 綜合以上方向控制回路 順序控制回路 壓力控制回路 速度控制回路 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 最終選定的基本實(shí)驗(yàn)回路為 8 1 二級(jí)調(diào)壓泄荷回路 2 變量泵特性回路 3 節(jié)流閥調(diào)速回路 4 順序動(dòng)作回路 5 差動(dòng)回路 6 雙泵供油回路 7 同步回路 8 速度換接回路 各實(shí)驗(yàn)回路糅合成總的實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理圖如下 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 圖 3 13 液壓基本回路實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理圖 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 16 4 系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算及元件選取 4 1 系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 1 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行沒有額外的外負(fù)載要求 依據(jù)設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)額定壓力為 6 3MPa 液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸 選定液壓缸缸徑為 D 63mm 兩缸速度比為 1 33 則 d 32mm 221A 6 34 cm 223A cm 13A 1 5inqv 274inqv 3 56minqv 式中 A1 為液壓缸無桿腔面積 A2 為有桿腔面積 A3 為活塞桿面積 而 v1 為 液壓缸無桿腔速度 v2 為液壓缸有桿腔速度 v3 為差動(dòng)和雙泵快速速度 油管的選擇計(jì)算 根據(jù)選定的液壓元件的連接油口的尺寸確定管道尺寸 液壓缸的進(jìn) 出油管按 輸入 輸出的最大流量來計(jì)算 由于系統(tǒng)在差動(dòng)和雙泵快速回路中油管內(nèi)的通油量 最大 則液壓缸進(jìn) 出油管直徑 D 按產(chǎn)品樣品選用鋼管內(nèi)徑為 D 8mm 外徑為 14mm 10 號(hào)冷拔鋼管 6 9min345i2qvA 4 2 動(dòng)力源的選取 4 2 1 液壓泵的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)額定壓力為 6 3MPa 因?yàn)槭菍W(xué)生實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)只是空 載運(yùn)行 負(fù)載可以忽略不算 油泵采用了 YB 6 定量葉片泵和 YBX 16 變量葉片泵 加載裝置采用液壓缸加載 4 2 2 電動(dòng)機(jī)功率的確定 根據(jù)液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率和額定轉(zhuǎn)速 YB 6 定量葉片泵轉(zhuǎn)速為 1500r min 驅(qū)動(dòng)功率 1 5kw YBX 16 型限壓式變量葉片泵轉(zhuǎn)速 1500 r min 驅(qū)動(dòng)功率 2 6kw 采用 JO2 22 4 和 JO2 31 4 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)各一個(gè) 它們的功率分別為 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 1 5kW 和 2 2kW 滿載轉(zhuǎn)速分別為 1410rpm 和 1430rpm 4 2 3 連軸器的選擇 液壓泵連接軸徑 22mm 電動(dòng)機(jī)連接軸徑 28mm 選擇 HL2 彈性柱銷連軸器 22x52GB5014 85 和 28 x62GB5014 85 4 3 液壓元件的選擇 由系統(tǒng)工作壓力 6 3MPA 最高工作流量 20 l min 液壓閥的選擇如下 5 液壓元件明細(xì)表 序號(hào) 型號(hào) 名稱 數(shù)量 最大過流流量 備注 1 YB 6 定量葉片泵 1 6 9 l min 榆次液壓件廠 2 YBX 16 限壓變量葉片泵 1 0 16 l min 上海液壓件廠 3 YF B10B 溢流閥 1 40 l min 榆次 4 LF B10C 節(jié)流閥 1 25 l min 榆次 5 YF B10B 溢流閥 1 40 l min 榆次 6 DF B10K 單向閥 1 30 l min 榆次 7 DF B10K 單向閥 1 30 l min 榆次 8 FCG 03 20 單向調(diào)速閥 1 38 l min 榆次 9 YF B10B 溢流閥 1 40 l min 榆次 10 LF B10C 節(jié)流閥 1 25 l min 榆次 11 FCG 03 20 單向調(diào)速閥 1 38 l min 榆次 12 24DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 作二位二通閥 12 24DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 作二位二通閥 14 24DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 作二位三通閥 15 24DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 作二位二通閥 16 24DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 作二位二通閥 17 24DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 作二位二通閥 18 34DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 榆次 19 34DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 榆次 20 液壓缸 1 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 18 21 液壓缸 1 22 DP 25 壓力繼電器 1 螺紋連接 23 液流計(jì) 1 24 XU B50 100 濾油器 1 50 l min 25 XU B50 100 濾油器 1 50 l min 26 壓力表開關(guān) 1 27 壓力表開關(guān) 1 28 壓力表開關(guān) 1 29 壓力表開關(guān) 1 30 壓力表開關(guān) 1 31 壓力傳感器 1 32 壓力傳感器 1 33 壓力表 1 34 壓力表 1 35 壓力表 1 36 流量計(jì) 1 37 YWZ 150T 液位顯示計(jì) 1 43 38 GYY2 22011 加熱器 1 39 GYY2 22011 加熱器 1 40 JO2 22 4 電動(dòng)機(jī) 1 41 JO2 31 4 電動(dòng)機(jī) 1 42 24DO B10H T 電磁換向閥 1 30 l min 作二位二通閥 43 YF B10B 溢流閥 1 40 l min 榆次 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 5 集成塊及泵站設(shè)計(jì) 5 1 集成塊的設(shè)計(jì) 集成塊設(shè)計(jì)原則 1 塊體內(nèi)油路通道應(yīng)盡量簡(jiǎn)捷 盡量減少深孔 斜孔和工藝孔 2 對(duì)于有垂直或水平安裝要求的元件 必須按其安裝要求設(shè)計(jì)集成塊 3 集成塊體的外形尺寸 應(yīng)根據(jù)所安裝元件的外形尺寸 并保證塊體內(nèi)油道 孔的最小允許壁厚 力求結(jié)構(gòu)緊湊 體積小 重量輕 4 要把工作中需要經(jīng)常調(diào)整的元件 如隘流閥 調(diào)速閥等 安裝在便于操作 和觀察的位置上 5 塊體上要設(shè)置足夠數(shù)量的測(cè)壓點(diǎn) 以便在 耐壓等調(diào)試試驗(yàn)時(shí)使用 6 集成塊與外界連接的油口 如連接液壓泵的油口 通油箱的回油口 通各 種傳感器的油口等 要留有安裝法蘭盤和管接頭的足夠空間 7 對(duì)于重 30kg 以上的集成塊 應(yīng)設(shè)置起吊螺釘孔 8 考慮鉆頭剛性及加工偏移 深孔流道的孔深與孔徑之比 一般不大于 10 9 兩邊對(duì)鉆的深孔 其交接處的過流斷面 必須不小于其中 個(gè)孔的橫斷面 積 系統(tǒng)所需的閥安裝在集成塊上集成塊的前 上 左 右四個(gè)面上 集成塊后 圖 5 1 集成塊 表面為管道連接面 下表面為泄漏油口連接面 如圖 4 1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上摞三摞集 成塊組 根據(jù)系統(tǒng)油路分布 系統(tǒng)的小獨(dú)立油路采用獨(dú)立的集成塊安裝 實(shí)驗(yàn)臺(tái)共 使用 8 個(gè)小的集成塊 塊與塊間的油道能滿足系統(tǒng)中使用的液壓元件的通油邏輯關(guān) 系 且集成塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求 5 2 泵站的設(shè)計(jì) 泵站采取臥式布局液壓閥集中安裝在三摞集成塊上 油箱設(shè)計(jì)成獨(dú)立形式 電 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 20 機(jī) 連軸器 液壓泵安裝在獨(dú)立油箱的上方 系統(tǒng)的回油通過集成塊經(jīng)回油管直回 油箱 4 2 1 油箱的設(shè)計(jì) 油箱容積的確定 中低壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的 5 7 倍 故 系統(tǒng)油箱的容積為 V 7 20 L 140L 取 V 150L 油箱的外形尺寸為長(zhǎng)為 800mm 寬為 600 mm 高為 400mm 經(jīng)驗(yàn)算系統(tǒng)滿足發(fā)熱和溫升要求 5 3 液壓試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分設(shè)計(jì)說明 3 機(jī)械本體部分主要要考慮液壓元件的安裝 考慮過 2 種形式 一種是用角鋼焊 接 這種方法造價(jià)較低 但靈活性差 另一種是采用工業(yè)鋁型材 它是現(xiàn)代化工廠 中常用的材料 這種方法安裝方便 靈活性好 便于將來功能的擴(kuò)展 外形美觀 符合試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求 造價(jià)較高但在預(yù)算以內(nèi) 液壓元件采用板式安裝 每種元件設(shè)計(jì) 1 種油路過度板 液壓元件安裝在油路 過度板上 使用時(shí)將液壓元件及油路過度板上一起安裝在臺(tái)架上 圖 5 1 工業(yè)鋁型材 圖 5 2 液壓試驗(yàn)臺(tái)樣機(jī)照片 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 6 實(shí)驗(yàn)回路分析 6 1 二級(jí)調(diào)壓泄荷回路 回路選擇開關(guān) PS 旋至 1 位 壓力表開關(guān) 30 旋至 P4 位 6 1 1 實(shí)驗(yàn)油路 泵 1 溢流閥 5 電磁換向閥 42 溢流閥 43 油箱 6 1 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 6 1 2 1 直接調(diào)壓 旋緊溢流閥 3 調(diào)壓手柄 轉(zhuǎn)向開關(guān) 1W 旋至 0 位 換向閥 42 處于下位 啟動(dòng)泵直接用溢流閥 5 調(diào)壓 由大至小 反復(fù)多次 最大壓力至 P1 4MPa 6 1 2 2 遠(yuǎn)程調(diào)壓 旋緊遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 43 的調(diào)壓手柄 旋緊溢流閥 3 調(diào)壓手柄 轉(zhuǎn) 向開關(guān) 1W 旋至 1 位 換向閥 42 處于上位 溢流閥 5 調(diào)定壓力至 4MPa 逐漸松開 遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 43 的調(diào)壓手柄 觀察壓力表 35 讀數(shù) P1 當(dāng)閥 43 的 調(diào)壓手柄松到某 一位置時(shí) 壓力表讀數(shù)開始下降 調(diào)壓手柄越松 P1 值越低 但調(diào)壓最大值不會(huì)比溢 流 5 的調(diào)定壓力大 溢流閥 5 按安全壓力調(diào)定 由此實(shí)現(xiàn)二次壓力調(diào)定 6 1 2 3 泄荷 轉(zhuǎn)換開關(guān) 1W 旋至 2 位 即三位四通換向閥右位工作 溢流閥 5 的遙控油路直通油箱壓力表讀數(shù) P1 降至最少 回路實(shí)現(xiàn)泄荷 圖 6 1 二級(jí)調(diào)壓泄荷回路 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 22 6 2 節(jié)流調(diào)速及加載回路 旋緊泵 2 的壓力調(diào)節(jié)螺釘 回路選擇開關(guān) PS 旋至 2 位 壓力表開關(guān) 34 35 36 旋至 P1 P2 P3 位 6 2 1 實(shí)驗(yàn)油路 泵 1 2 單向閥 6 7 電磁換向閥 17 液流計(jì) 23 油箱 電磁換向閥 16 節(jié)流閥 4 流量計(jì) 36 油箱 圖 6 2 節(jié)流及加載回路 6 2 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 節(jié)流加載 旋緊溢流閥 5 調(diào)壓手柄 溢流閥 3 啟動(dòng)泵 2 將溢流閥 3 壓力調(diào)至 P2 4MPa 把轉(zhuǎn)向開關(guān) 3W 旋至 1 位使換向閥 16 接通得電 調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口至 P3 2 4MPa 記錄此時(shí) P2 P3 及流過節(jié)流閥的流量 讀出流量計(jì)的讀數(shù) 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)三組 q 值基本一致 節(jié)流閥 10 前后壓差 P P2 P3 隨節(jié)流 面積 A 的增大而逐次減少 此時(shí)實(shí)驗(yàn)回路中的溢流閥 3 起安全閥的作用無溢流 通 過節(jié)流閥的流量既為泵的輸出流量 此時(shí)流量不變 q 不變 由公式 可Q CAPm 知改變節(jié)流開口的面積即 A 會(huì)引起 的變化 此為節(jié)流閥的加載工作原理 P 節(jié)流調(diào)速 保持節(jié)流閥在上述實(shí)驗(yàn)的開口 逐漸旋松溢流 3 閥 至壓力表讀數(shù) P2 開始下降 溢流閥 3 開始溢流為止 觀察液流計(jì) 23 的液流情況 記錄 P2 P3 及 q 的值 如此重復(fù)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口兩次 并記錄 P2 P3 q 的值 由數(shù)據(jù)可知 P2 P3 基本保持不變 而通過節(jié)流閥的流量 q 卻隨節(jié)流面積 A 的 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 減少逐次減少 實(shí)驗(yàn)中溢流閥起定壓閥的作用 始終有溢流 保持泵的出口壓力 P2 不變 當(dāng)節(jié)流口面積 A 減少 由流量公式 可知 流流閥的流量勢(shì)必發(fā)生Q CAPm 變化 這就是節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)的調(diào)速原理 6 3 變量泵特性實(shí)驗(yàn)回路 變量泵 2 供油 通過調(diào)速閥 4 調(diào)速 壓力傳感器 31 讀出壓力值 流量計(jì) 36 讀 出流量值 速度 流量 壓力構(gòu)成變量泵特性曲線 6 3 1 實(shí)驗(yàn)油路 泵 2 單向閥 7 電磁換向閥 16 壓力表開關(guān) 26 壓力傳感器 31 節(jié)流閥 4 流量計(jì) 36 6 3 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 變量泵 2 供油 通過調(diào)速閥 4 調(diào)出不同流速 在不同流速下讀出壓力傳感器 31 壓力值 和流量計(jì) 36 的流量值 圖 6 3 變量泵特性實(shí)驗(yàn)回路 6 4 順序動(dòng)作回路 回路選擇開關(guān)旋至 5 位 壓力表開關(guān) 34 35 36 旋至 P1 P2 P4 位 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 24 6 4 1 實(shí)驗(yàn)油路 缸 泵 1 單向閥 6 溢流閥 3 液流計(jì) 23 油箱 電磁換向閥 18 電磁換向閥 19 液壓油缸 21 大腔 液壓油缸 21 小腔 電磁換向閥 12 電磁換向閥 18 油箱 缸 泵 1 單向閥 6 溢流閥 3 液流計(jì) 23 油箱 單向調(diào)速閥 8 油缸 20 大腔 油港 20 小腔 電磁換向閥 14 1 電磁換向閥 3 電磁換向閥 18 油箱 6 4 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 順序閥控制的順序動(dòng)作回路 松開溢流閥 3 的調(diào)壓手柄 旋緊溢流閥 5 和順序 閥的調(diào)壓手柄 啟動(dòng)泵 1 接通轉(zhuǎn)換開關(guān) 4W 5W 9W 10W 使電磁鐵 4ZT 6ZT 得電 逐漸旋緊溢流閥 3 的調(diào)壓手柄 直至無溢流 缸 21 快速前進(jìn) 缸 21 到達(dá)終 點(diǎn)后逐漸旋開順序閥 8 的調(diào)壓手柄 直至液壓缸 20 快速前進(jìn) 順序閥的調(diào)定壓力由 壓力表 29 讀出 為使順序閥動(dòng)作可靠 溢流閥 3 的調(diào)定壓力應(yīng)大于順序閥 8 的壓力 0 3 0 5MPa 電磁鐵 3ZT 得電 缸 20 21 快速退回 無順序動(dòng)作要求 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 圖 6 4 順序動(dòng)作回路 6 5 差動(dòng)連接快速回路 回路選擇開關(guān) PS 旋至 6 位 壓力表開關(guān)旋至 P1 P4 P7 位 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 26 6 6 1 實(shí)驗(yàn)油路 泵 1 單向閥 6 溢流閥 3 液流計(jì) 23 油箱 泵 1 單向閥 6 電磁換向閥 18 左 電磁換向閥 15 油缸 20 大腔 油缸小腔 電磁換向閥 14 左 電磁換向閥 18 箱 6 6 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 非差動(dòng)快進(jìn) 旋緊溢流閥 5 旋松溢流閥 3 的調(diào)壓手柄啟動(dòng)泵 1 轉(zhuǎn)換開關(guān) 4W 5W 轉(zhuǎn)到 1 位接通 4ZT 6ZT 逐漸旋緊溢流閥 3 的調(diào)壓手柄 直到無溢流缸 21 快速前進(jìn) 繼續(xù)調(diào)壓升高 0 8 1MPa 4W 接到 2 位 接通 3ZT 缸快速后退 重復(fù)上 述步驟兩次測(cè)出缸 21 快進(jìn) 快退的速度及壓力 差動(dòng)快速 同上調(diào)節(jié) 啟動(dòng)泵后接通后 接通 4ZT 6ZT 9ZT 系統(tǒng)快速前進(jìn) 實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快進(jìn) 缸后退時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān) 4W 轉(zhuǎn)到 2 位接通 3ZT 實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快退 15 6minqvA 27 4minqvA 321 56minqvA 式中流量 q 6 9 l min A1 為液壓缸無桿腔面積 A2 為有桿腔面積 A3 為活塞 桿面積 v1 非差動(dòng)快進(jìn) v3 為差動(dòng)快進(jìn) 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 圖 6 5 差動(dòng)連接快速回路 6 6 雙泵快速回路 回路選擇開關(guān) PS 旋至 7 位 壓力表開關(guān)旋至 P1 P4 P7 位 6 6 1 實(shí)驗(yàn)油路 泵 1 單向閥 6 溢流閥 3 液流計(jì) 23 油箱 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 28 泵 2 單向閥 7 電磁換向閥 17 溢流閥 3 液流計(jì) 23 油箱 泵 1 2 單向閥 6 7 電磁換向閥 17 電磁換向閥 18 電磁換向閥 19 油缸 21 大腔 油缸 21 小腔 電磁換向閥 12 電磁換向閥 18 油箱 6 6 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 快進(jìn)與快退實(shí)驗(yàn)方法同差動(dòng)回路 實(shí)驗(yàn)時(shí)啟動(dòng)泵 1 2 圖 6 6 雙泵快速回路 6 7 同步回路 回路選擇開關(guān) PS 旋至 9 位 壓力表開關(guān)旋至 P1 P4 P7 位 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 6 7 1 實(shí)驗(yàn)油路 缸 泵 1 單向閥 6 電磁換向閥 18 電磁換向閥 15 單向調(diào)速閥 8 油缸 20 大腔 油缸 20 小腔 電磁換向閥 14 電磁換向閥 13 電磁換向閥 18 油箱 缸 泵 1 單向閥 6 電磁換向閥 18 電磁換向閥 19 21 11 缸 大 缸 小 電磁換向閥 12 電磁換向閥 18 油箱 6 7 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 此回路是用調(diào)速閥控制的同步回路 兩個(gè)調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度 因兩缸有效面積相等時(shí) 則流量也能調(diào)整得相同 若兩缸面積不等時(shí) 則改變調(diào)速閥的 流量也能達(dá)到同步的運(yùn)動(dòng) 用調(diào)速閥控制的同步回路 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 并且可以調(diào)速 但是 由于受到油溫變化以及調(diào)速閥性能差異等影響 同步精度較低 一般在 5 7 左右 教學(xué)液壓試驗(yàn)臺(tái)基本實(shí)驗(yàn)回路的設(shè)計(jì) 30 圖 6 7 同步回路 6 8 速度換接回路 回路選擇開關(guān) PS 旋至 10 位 壓力表開關(guān)旋至 P1 P4 P7 位 6 8 1 實(shí)驗(yàn)油路 泵 1 單向閥 6 電磁換向閥 18 電磁換向閥 19 21 缸 大 缸 小 電磁 換向閥 12 節(jié)流閥 10 電磁換向閥 18 油箱 上海建橋?qū)W院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 6 8 2 工作原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 旋緊溢流閥 5 的調(diào)壓手柄旋松閥 7 啟動(dòng)泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力為 4MPA 接 通 4ZT 6ZT 液壓缸快速前