第 1 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 第一 章 緒 論 隨著工業(yè)生產(chǎn)和材料科學(xué)的迅速發(fā)展，液壓元件、液壓技 術(shù) 在各行各業(yè)有著廣 泛的 應(yīng)用。特別是在近 年來 計(jì)算機(jī)的迅速發(fā) 展 和應(yīng)用，使液壓技 術(shù)更 顯示其非凡的魅力 。液 壓傳動和控制裝 置 的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷 擴(kuò)大 ，對液壓元件的品 種及 性能所提出的要 求 也越來越高。因此 開展 液壓領(lǐng)域的基礎(chǔ)分 析， 以滿足各種用途 的 需要，已成為一項(xiàng) 重要 的任務(wù)。在上述這 些工 作中，一套綜合 性 的實(shí)驗(yàn)室是必不可 少的 。這無論對于科學(xué) 研究 還是對于生產(chǎn)廠 家 始終占有重要的地位。而液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)， 專用試驗(yàn)臺越來越 不適 應(yīng)要求。走向智 能 化、 綜合化、以靜壓 傳 動代替液力傳動是 目前 試驗(yàn)臺的發(fā)展趨勢 ，此 次的試驗(yàn)臺設(shè)計(jì) 正 是朝著這個方向邁出了可喜的一步。 液壓元件在各行業(yè)中特別是危險行業(yè)中的應(yīng)用，對其可靠 性 要求和適應(yīng)性要求 越來 越高。因此檢測液 壓元 件的個各種性能 是 普遍關(guān)心的問題。 實(shí)驗(yàn) 臺是其中的紐帶。 實(shí)驗(yàn) 臺的性能直接關(guān) 系 到產(chǎn)品的質(zhì)量。 第 2 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 第 3 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 液 壓 技 術(shù) 簡 介 一液壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 1借助油管的連接可方便靈活的布置傳動機(jī)構(gòu)； 2液壓 傳 動與 電 傳 動 ，機(jī)械傳 動 相比 具 有 重 量輕、體 積 小 的 特點(diǎn)； 3能在較大范圍內(nèi)較方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速； 4 運(yùn)動 平 穩(wěn)， 能 在 低 速下穩(wěn)定 運(yùn) 轉(zhuǎn)， 由 于 以 液體為介 質(zhì) ， 油 液本身具有吸振能力，而 第 4 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 不像機(jī)械裝置那樣因加工和裝配誤差引起震動的撞擊； 5液壓系統(tǒng)借助安全閥可以自動的實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，同時，以 油為介質(zhì)時 ， 相對運(yùn)動表面可以自行潤滑 ， 故使用壽命長； 6操作簡單，對于機(jī)電傳動相配合以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動 控制。 二液壓傳動的缺點(diǎn) 1由于液壓系統(tǒng)的泄露，因此效率較低； 2工作受溫度變化影響大，溫度變化引起液體的粘度變化， 隨之泄露發(fā)生變化，往往不易保持運(yùn)動速度的穩(wěn)定； 3液壓元件的制造精度要求較高，因而價格較貴， 使用和維 修需要較高的 技術(shù)水平的專業(yè)知識； 4由于油液的泄 露 ，故而帶來的問題是 對 環(huán)境具有污染， 對 環(huán)境的要求和適應(yīng)能力比不上純機(jī)械式傳動裝置； 三液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 提高液壓元件的可靠性和效率，減小噪聲和震動，提高液 壓 系統(tǒng)中液壓泵的壓 力和 角速度，太高液壓 馬達(dá) 的低速穩(wěn)定性和 角 速度范圍，提高液 壓控 制閥的過流能力和 靜動 態(tài)特性，增大元 件 的容量，延長元件 的使 用壽命，降低制造 成本 ，擴(kuò)大使用范圍 ， 發(fā)展小型化一級組成緊湊節(jié)能的液壓集成系統(tǒng)等。 四問題的提出 液壓行業(yè)的發(fā)展到今天對其性能要求已越來越嚴(yán)格，性能 的 好壞直接影響到產(chǎn) 品的 運(yùn)用。而性能的優(yōu) 劣一 般只有通過實(shí)驗(yàn) 來 檢測。實(shí)驗(yàn)的種類 有研 究性試驗(yàn)，鑒定性 試驗(yàn) ，抽樣性試驗(yàn)， 形 式試驗(yàn)，出廠試驗(yàn) 等。 對于實(shí)驗(yàn)所需的試 驗(yàn)臺 類別按其試驗(yàn)范 圍 第 3 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 分：通用試驗(yàn)臺， 專用 試驗(yàn)臺，模擬試驗(yàn) 臺。 按試驗(yàn)的內(nèi)容分 ： 性能試驗(yàn)臺，特殊性能試驗(yàn)臺，壽命試驗(yàn)臺。 現(xiàn)今，在液壓行業(yè)中，液壓產(chǎn)品種類繁多，通用性及標(biāo)準(zhǔn) 程 度低，同時存在試驗(yàn)的要求不同。 液 壓 技 術(shù) 現(xiàn) 狀 及 發(fā) 展 趨勢 液壓技術(shù)史實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一 。 它的水平 直接影響機(jī)電產(chǎn)品 的質(zhì) 量和水平。因此世 界各 國對液壓技術(shù)的 發(fā) 展給予很大的重視，液壓技術(shù)在國名經(jīng)濟(jì)中越來越重要。 一 我國液壓技術(shù)從五十年代制造葉片泵及閥門已經(jīng)過 40 余年的 發(fā)展，已形成了門 類齊 全，有一定生產(chǎn)能 力和 技術(shù)水平初具規(guī) 模 的生產(chǎn)科研體系。 通過科技攻關(guān)和技術(shù)引進(jìn)，產(chǎn)品水平有一定的提高，生產(chǎn) 出 一些具有世界先進(jìn) 水平 的產(chǎn)品。如高壓齒 輪泵 ，中高壓葉片泵 ， 高壓斜軸柱塞泵。 高壓 液壓控制閥，精密 濾油 器，電液伺服閥 及 比例閥等產(chǎn)品。另外在 術(shù)污染控制故障診斷機(jī)電一體 化海水及高水基溶 液的 應(yīng)用，現(xiàn)代控制技 術(shù)應(yīng) 用等方面也取得 了 不少可喜 成就。 國內(nèi)液壓工業(yè)重視同國外企業(yè)進(jìn)行有效的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)合作 。 近年來，先后從國 外引 進(jìn)斜軸柱塞泵。馬 達(dá)斜 軸通式柱塞泵中 速 馬達(dá)疊加閥插裝閥 轉(zhuǎn)向 器液壓缸液壓系統(tǒng) 等制 造技術(shù)。為提高 生 產(chǎn)水平和生產(chǎn)能力起了重要的作用。 二 在國外液壓 工 業(yè)發(fā) 展 逐漸高于機(jī) 械 工業(yè) 發(fā) 展速度，日本 從 1963 年在液壓增加為 而同期的機(jī)械工業(yè)增長為 美 第 4 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 國等國家增加速度也高于機(jī)械工業(yè)的發(fā)展速度。 據(jù)統(tǒng)計(jì)各國液壓工業(yè)產(chǎn)值占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的 23%， 而我國只 占 充分說明我國的液壓技 術(shù)使用率低，需努力擴(kuò)大其應(yīng)用 領(lǐng)域。 美德等主要國家人均產(chǎn)值中日本最高，其主要原因是日本 工 廠自動化程度高， 管理 完善。此外，日本 各企 業(yè)外協(xié)力量大， 它 的一些零件擴(kuò)散給 協(xié)力 工廠，實(shí)現(xiàn)零件專 業(yè)化 。這些是銷售額 最 高的原因之一。 三 由于機(jī)械市場需求不斷擴(kuò)大，要求發(fā)展適用于大型工程項(xiàng) 目 城市建設(shè)及適應(yīng)新 的作 用環(huán)境所需的產(chǎn)品 ，要 求多樣化和不斷 提 高其性能。 液壓技術(shù)主要發(fā)展方向： 大型化：針對大型工程，如水利工程，天海工程。 小型化：針對市政建設(shè)發(fā)展小型化的操作優(yōu)良的產(chǎn)品。 高速化： 改善速度和方向變換性能。 高效化：提高作業(yè)性能和減少能耗。 輕量化：安裝簡便，搬用性能好。 機(jī)電一體化 ： 發(fā)動機(jī)的液壓系統(tǒng)根據(jù)各種作業(yè)模式實(shí)現(xiàn)綜合控 制以達(dá)到作業(yè)自動化。 改善操作性能 ： 提高 舒 適性 ， 利用電子操作 器 ， 減少操作人員 的勞動強(qiáng)度。提高耐久性和延長早起故障時間。 液壓系統(tǒng)發(fā)展方向： 高壓化：開始系統(tǒng)為 34式系統(tǒng)達(dá)到 47 節(jié)約能耗 ： 要求各元件的效率高 ， 減少管路壓力損失 。 減輕元 第 5 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 件重量，實(shí)現(xiàn)小型化，改善液壓系統(tǒng)控制性能和防止液漏。 采用電子技術(shù)直接控制，實(shí)現(xiàn)智能化合自動化。 用靜壓傳動裝置 替?zhèn)鹘y(tǒng)夜里變矩齒輪箱的傳動。 降低噪音和震動、 減少外部泄露，發(fā)展無泄漏系統(tǒng)。 提高產(chǎn)品的清潔度 ， 保證產(chǎn)品的可靠度 ， 要求元件制造廠建立 質(zhì)保體系。 實(shí)現(xiàn)故障診斷便于維護(hù)。 四 21 世紀(jì)的液壓技術(shù) 由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高科技成果，如自動控制，計(jì)算 機(jī) 技術(shù)，微電子技術(shù) ，摩 擦磨損技術(shù)，可靠 性技 術(shù)及新工藝技術(shù) ， 是傳統(tǒng)的及時有了 新的 發(fā)展，也是液壓技 術(shù)和 元件質(zhì)量有了新 的 提高。盡管如此，走向 21 世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有新的突破。只 能靠現(xiàn)有的技術(shù)現(xiàn)狀改進(jìn)和發(fā)展。 分利用能量 液壓機(jī)械將機(jī)械能轉(zhuǎn) 化 壓力能及反轉(zhuǎn)換向， 已 取得了很大 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 ， 如果全部壓力都能得到充分利用 ， 則將使效率顯著提高 。 減少 損失應(yīng)從以下幾個方面入手： （ 1）減少元件及系統(tǒng)內(nèi)部壓力損失 （ 2）減少或消除節(jié)流損失 （ 3）改善系統(tǒng)性能 泄露控制是提高液壓傳動和電氣，機(jī)械傳動競爭能力的一 個 重要的課題，它直接影響著液壓技術(shù)領(lǐng)域的擴(kuò)大。 第 6 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 電子技術(shù)和液壓技術(shù)相組合使傳統(tǒng)的液壓傳動與控制技術(shù) 增 加了活力擴(kuò) 液壓 技術(shù)的發(fā)展，是人工設(shè)計(jì)變成自動化和半自動化的 方式，尤其是 推廣和應(yīng)用液壓技術(shù)迅速發(fā)展。 下一個目標(biāo)是使用 技術(shù)全面開發(fā)液壓產(chǎn)品，建立計(jì)算機(jī) 集成系統(tǒng)，使液壓設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有一個突破性的發(fā)展。 第二 章 方案及 其 論 證 計(jì) 要 求 及 參數(shù) 一 課題的名稱 電控液壓傳動試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二 主要技術(shù)參數(shù) 1功率： N=90壓力： P=40 要求 1主回路采用閉式系統(tǒng) 2液壓加載 3微機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集處理 4試驗(yàn)臺精度 C 級 四 試驗(yàn)臺的功能 主要為測試轉(zhuǎn)載機(jī)靜壓驅(qū)動系統(tǒng)的性能及其參數(shù)匹配，既 繪 出力 是否能實(shí)現(xiàn)真正的恒功率輸出。 動 方 案 論證 一 靜壓傳動簡介 第 7 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 靜壓行走驅(qū)動與其它方案相比較，因具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，近 年 來在工程機(jī)械上獲 得了 日益廣泛的應(yīng)用。 在輪 式裝載機(jī)上采用 靜 壓傳動具有一系列 的優(yōu) 點(diǎn)：無級、靈敏的 行駛 、直接換向、操 作 簡單；廣泛的控制 與調(diào) 節(jié)方法；行駛自動 化； 液壓泵和馬達(dá)能 靈 活的安裝；可有效 的利 用所提供的功率； 能利 用靜壓系統(tǒng)幫助 制 動；液壓馬達(dá)無超載等。 二 方案的比較 實(shí)現(xiàn)此目的的功能可以采用大致以下三種方案來實(shí)現(xiàn)，一 種 是純機(jī)械式的，第二種是流體 三種是流體 機(jī) 械式； （ 1）對于機(jī)械式的 系 統(tǒng)，它具有可靠性高 ， 穩(wěn)定性好，環(huán) 境 的適應(yīng)性強(qiáng)，抗污 染能 力好，維修方便， 造價 低等優(yōu)點(diǎn)。但是 純 機(jī)械式系統(tǒng)重量大 ，能 耗大，噪音高，傳 動定 位精度低，系統(tǒng) 反 饋補(bǔ)償差，隨著科 學(xué)技 術(shù)的發(fā)展，純機(jī)械 式的 驅(qū)動方式已不能 適 應(yīng)現(xiàn)代工程對高精 度， 低能耗，低成本， 高效 率，無級傳動的 要 求。故本實(shí)驗(yàn)臺不采用機(jī)械式的設(shè)計(jì)方案。 （ 2）對于流體 又可分為氣壓 壓靜壓 - 機(jī)械式，液動 幾種傳動方案 ，可以很方便的實(shí) 現(xiàn)無級傳動，而且 實(shí)現(xiàn) 了動力源與執(zhí)行機(jī) 構(gòu)遠(yuǎn) 離，中間的傳動 部 件少，結(jié)構(gòu)簡單， 傳動 精度高。能耗相對 較低 的特點(diǎn)，但是由 于 流體傳動有泄漏， 以及 流量的非線性等缺 點(diǎn)， 使得它一方面對 環(huán) 境存在污染的問題 ，對 于元件的密封以及 加工 精度都有很高的 要 求，從而提高了成 本； 另一方面，由于流 量的 非線性，使得系 統(tǒng) 對反饋信息的處理 精確 性相對不好，而且 反饋 比較部分的閥控 裝 置的精度等級要求 尤為 嚴(yán)格，從而導(dǎo)致了 系統(tǒng) 對油污敏感，抗 污 第 8 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 染能力相對較差，系統(tǒng)的清潔度要求高。 （ 3）對于電子 方面由 于它 引入了 微處理 芯 片，能夠敏捷且迅 速精 確的對各種數(shù)據(jù)進(jìn) 行分 析處理，并且能 夠 做到通過軟件來實(shí) 現(xiàn)動 力源極限負(fù)載控制 ，輸 出量的微量調(diào)解 與 處理，對系統(tǒng)的工況實(shí)行監(jiān)控與診斷調(diào)節(jié)等功能，而且在流體 械傳動部分都可以 采用 液壓靜壓傳動方案 與液 力液動傳動方案 兩 種，由于在流體傳 動中 的傳動元件的限制 ，使 其變速變距范圍 比 較小，為了能更好 的適 應(yīng)各種工況。路況 環(huán)境 的要求，一般都 附 加一個換擋變速器 。以 擴(kuò)大其傳動范圍， 但是 如此，便可能產(chǎn) 生 一個問題，就是在 換擋 過程中產(chǎn)生牽引力 中斷 ，但是在靜壓傳 動 系統(tǒng)中這個問題得到了很好的解決。 為 了保持一定的 技 術(shù)領(lǐng)先 ， 以及適應(yīng)試驗(yàn)臺對多種工況進(jìn)行模 擬實(shí)驗(yàn)測試調(diào)節(jié)得 到實(shí) 驗(yàn)要求，方便的實(shí) 現(xiàn)系 統(tǒng)的各種運(yùn)動， 故 本實(shí)驗(yàn)臺采用電子 液壓傳動方式。 三 展望未來 以上所訴的各種方案表明，液壓靜壓行駛驅(qū)動以它相對于 壓 力變矩器驅(qū)動的各種優(yōu)點(diǎn)可以再直至 60 千瓦功率輪式裝載機(jī)中成 功實(shí)施。 借助于現(xiàn)代化的驅(qū)動方案，配合激動的可編程計(jì)算機(jī)控制，也 可以再營運(yùn)費(fèi)用降 低的 同時，提高機(jī)械的 工作 效率，將來還可 以 提供，并且通過計(jì) 算機(jī) 進(jìn)行控制，以至于 可使 驅(qū)動裝置所需的 功 率以最佳的耗油量進(jìn)行。 加 載 方 案 論 證 試驗(yàn)臺的加載方案主要有： （ 1）機(jī)械方法加載，主要包括： 第 9 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 摩擦測功器加載； 扭板彈簧產(chǎn)生鉸鏈力矩加載； 慣性圓盤產(chǎn)生慣性力矩加載。 以上方法的共同特點(diǎn)是：簡單易行，但是能模擬變化規(guī)律 簡 單的負(fù)載，且不能連續(xù)可調(diào)。不適合較大的功率情況。 （ 2）電的加載方法 主要是用電力測功機(jī)加載 ， 其主要缺點(diǎn)是 ；工作時間不能過長。 （ 3）液壓加載方法 主要是通 過 溢流 加 載 （ 也叫節(jié)流 加 載 ） ，其 簡 單易行、 連 續(xù) 加 載、易于控制的優(yōu) 點(diǎn)使 大多數(shù)的試驗(yàn)臺都 采用 這種加載方案。 故 本試驗(yàn)臺也采用這種加載方案。 第三 章 具體 設(shè)計(jì) 機(jī) 的 選 擇 根據(jù)泵的驅(qū)動規(guī)律，再考慮 選 擇聯(lián)軸 器 的效率損失 ， 電機(jī) 的 額定功率必須大于 泵的 驅(qū)動功率。轉(zhuǎn)速匹 配良 好，調(diào)速性能好 ， 選擇直流電 機(jī) 的型 號 為： 額 定轉(zhuǎn)速 為 2200r/其額定功率為 90 回 路 液 壓泵 和 馬 達(dá) 的 選 擇 一 主回路液壓泵的選擇 液壓泵的額定壓力： P=40液壓泵的容積效率為： 械效率為： =機(jī)額定轉(zhuǎn)速 n=2200r/ 10 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 Q 定功率： N=90壓泵的輸出功率： N 出 N 0 壓泵的實(shí)際輸出流量： Q N 出 P 0 103 106 60 103 壓泵的理論輸出流量： Q 壓泵的排量： q Q0 p n 000 103 r 由以上的參數(shù)，查手冊選擇變量液壓泵的型號為： 壓泵的最大 排量： 0 r 液壓泵的變量范圍： 090mL/r 最大輸出流量： 0 3 0 10 3 180L / 大輸出轉(zhuǎn)矩： M p pq p 0 90 m 二 主回路液壓馬達(dá)的選擇 最大速度： v=35km/h 第 11 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 輸出部分的輸出直徑： D=擇變量液壓馬達(dá)的容積效率： 械效率： 壓離合器最大傳動比： 速器傳動比： 速器傳動比： 略管路的一切能量損失 液壓馬達(dá)的輸出功率： N 入 N 泵 出 壓馬達(dá)的輸入流量： Q=壓馬達(dá)的理論輸出流量： 壓馬達(dá)的輸出功率： N N 泵 出 出部分的最大轉(zhuǎn)速： n 35 103 35 103 0 D 60 總傳動比： n 馬達(dá) i 129r / 12 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 q 03 r 2129 根據(jù)以上參數(shù)，查手冊選擇液壓馬達(dá)的型號為： m 0 107 0 1 得： p 35的最大扭矩 M 94 594 r p 0 n 100 r Q0 03 取最高轉(zhuǎn)速： 500r / 03 1T 500 103 r 故變量馬達(dá)的變量范圍： 00Ml/r 轉(zhuǎn)速變化范圍： 11332500r/達(dá)及變速箱輸出的最高轉(zhuǎn)速、最大扭矩、最低轉(zhuǎn)速、最低扭 矩為 ： N r / M M N r / 馬達(dá)輸出 2500 133 變 速 294 039 第 13 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 箱 輸 出 i 202 45 i 54 96 2 3 三 液壓泵和液壓馬達(dá)的校核 本試驗(yàn)臺的電動機(jī)轉(zhuǎn)速為 2200r/所需的最大扭矩為： N 0 550 M 9550550 40 p 對于電機(jī)； p 60 n 550 60 200 M 9550P 9550 100 n M 200 此泵的選擇合適。 故得出馬達(dá)和泵的各項(xiàng)指數(shù)為： 最 大 扭 矩 小 扭 矩 大 排 量 / r 最 大 排 量 / r 泵 90 0 馬達(dá) 07 載 回 路 的設(shè) 計(jì) 計(jì)算 一 加載液壓泵的選擇 選擇液壓泵的容積效率為： 械效率為： 14 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 變速箱總的機(jī)械效率為： 壓 泵的輸入功率為： N 入 N 馬達(dá)出 壓泵的輸入功率為： N 出 N 入 壓泵的最大輸入轉(zhuǎn)速： n 馬 達(dá) 500 294r / 壓泵的最小輸入轉(zhuǎn)速： n 馬 達(dá) 133 96r / 速箱輸出的最大轉(zhuǎn)速： N 2 2 0 速箱輸出的最小轉(zhuǎn)速： M 60 2 103 60 296 據(jù)以上參數(shù)，查手冊，選擇加載液壓泵的型號為： 壓泵的最大流量： 0 3 壓泵的實(shí)際流量： Q 15 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 在此選擇加載 泵的規(guī)格為： 項(xiàng)目 最 大 排 量 大 輸 入 功 率 最 大 壓 降 p 最 大 輸 入 轉(zhuǎn) 速 數(shù)據(jù) 80 0294r/ 加載泵的校核 泵的最大轉(zhuǎn)速，最大扭矩必須大于或等于變速箱所輸出的 最 大轉(zhuǎn)速與扭矩。 當(dāng)變速箱的轉(zhuǎn)速為 n=191 時所輸出的扭矩為最大： 取此時的轉(zhuǎn)速為： n=200r/ 550 200 3288 此項(xiàng)合 格 又 n 變 137 / 960r / 項(xiàng)合 格 故 在 此 選 用 系 列 的 變 量 柱 塞 泵 ， 其 型 號 為 ： 四 章 油箱及 輔 助元件的設(shè)計(jì) 與 選 擇 箱 的 設(shè) 計(jì)計(jì)算 一 油箱設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個問 題 箱一般 用 的 鋼 板焊接而成，尺寸 高大 的油箱需要加焊角 板、 液壓泵和電動機(jī) 直 第 16 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 立安裝時，震動比一般水平安裝要好些，但山熱條件差。 箱的有效容積（油面高 度 為郵箱高度 80%時的容積 ） 應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱 、 散熱平衡的原則 來計(jì)算，但這只是 在系 統(tǒng)負(fù)載較大、長期 聯(lián)系 工作時才有必要 進(jìn) 行，一般只需要按液壓泵的額定流量 Q 估算既一般低壓系統(tǒng)郵箱 的有效容積為液壓泵每分鐘排量的 24 倍即可，中壓系統(tǒng)為 57 倍，高壓系統(tǒng)為 1012 倍。 油管和回油管之間要有 隔 板，以增加油液循 環(huán)的 距離，使油液有足 夠的 時間分離氣泡， 沉 淀雜質(zhì)。 底離地應(yīng)有一定的距 離且適當(dāng) 傾 斜，以增大散熱面 積； 在最低的部分設(shè)置 放油 閥或放油塞，以 利 用排放污油；郵箱 側(cè)壁 應(yīng)設(shè)置由位計(jì)；濾 油器 的安裝位置應(yīng)便 于 裝拆；箱內(nèi)各處應(yīng)便于清洗。 箱正常工作的溫度應(yīng)在一定范 圍 內(nèi)，在環(huán)境溫度變 化較 大的場合要安裝熱 交換 器，但必須考慮 它 的安裝位置及測溫、控制等措施。 的郵箱經(jīng)噴丸、酸洗和表面清潔后 ， 內(nèi)壁可涂一層與工件液相容的塑料或耐油清漆。 二 郵箱尺寸的確定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： V=經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于高壓，一般去 25，這里選取 K=4 Q表示液壓泵的實(shí)際輸出流量 計(jì)算得：V=133=532L/為油液不需要在有箱內(nèi)散熱，所以無須對郵箱容積的計(jì)算。 第 17 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 又考慮到 郵箱是補(bǔ)油箱，且采用水冷散熱，經(jīng)計(jì)算選擇： 長 寬 高 = 三 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 油箱體：油箱體有 鋼板焊接而成，取鋼板厚度為 5 箱為固定式，油箱側(cè)板壁上開清洗孔，以便于清洗油箱。 油箱底部 ： 油箱底部 有 吸油口 ， 安有吸油過 濾 器 。 油箱地面與 基礎(chǔ)面的距離大約是 150箱底用 板。 油箱蓋：油箱 蓋多用鑄鐵或鋼板兩種材料制成，為便于取材， 也選用 板。在油箱側(cè)壁有液位液溫計(jì)。 液位液溫計(jì)：在油箱側(cè)壁有液位液溫計(jì)。 四 油箱的防噪音防銹設(shè)計(jì) 箱體及箱蓋的材質(zhì)，在條件允許的情況下，用鑄鐵代替鋼板， 以便于吸震。箱體與箱蓋間增加防震橡皮墊。 箱 附 件 的選取 一 空氣濾清器的選擇 為了使油 箱 里的油 液 能夠在大 氣 壓的作 用下順利被 吸 取及 排 放，不至于在泵和 管路 中產(chǎn)生氣泡，必須 使得 油箱與外部的空 氣 相連通，這樣就產(chǎn) 生一 個問題，就是容易 使得 空氣中的污染物 進(jìn) 入到油箱里污染油 液。 于是，在此空氣濾 清器 的作 用就顯得十 分 的重要，一般的， 在油 箱蓋上設(shè)置空氣濾 清器 ，它包括空氣濾 清 裝置和注油過濾網(wǎng)。 二 液位指示器的選擇 油箱中的 液 位指示 器 ：油箱的 容 量應(yīng)該 保證 在工作時 油 面 的 波動的上升和下降 之間 ，一旦油面低于下 限位 置，油的散熱不 那 第 18 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 么充分，則造成泵 的吸 油不充分，嚴(yán)重時 會引 起油液因固定在 一 個小范圍內(nèi)因油液熱極化和污染。一般在油箱側(cè)面 2/3 處設(shè)置液 位指示器。 為了準(zhǔn)確 知 道油箱 里 的油液的 高 度，以 保證 在供油期 間 管 道 中的油液有充分供 應(yīng)。 因此，游標(biāo)一般放 在郵 箱側(cè)壁的上側(cè)， 它 包括了油溫的指示 器和 液位指示器，本油 箱 選 擇的液位指示器 型 號為： 型號 L E B 80 150 112 三 冷卻器的選用 為了提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，應(yīng)使系統(tǒng)在允許的溫度下工 作 并保持在 30 50 范圍內(nèi) ， 最高不超過 60 ， 最低不低于 15 。 油液溫度過高，將 使油 液變質(zhì)，加速其污 染。 同時有的粘性和 潤 滑能力降低，增加 油液 的泄露，縮短液壓 元件 的壽命。因此， 冷 卻器是保證液壓系統(tǒng)正常工作的一種很重要的附件。 液壓系統(tǒng)在工作時 ， 油液因與管道產(chǎn)生摩擦以及各種的閥口時 有液阻的產(chǎn)生，故 在工 作時油也會產(chǎn)生大 量的 熱量，特別是 在 高 壓高速閉式回路中 ，油 液的溫升情況顯得 尤為 突出。因?yàn)橛鸵?的 粘溫定性，在溫度 過高 時，油液的粘度會 大大 下降，由此產(chǎn)生 的 問題是泄露量的增 加， 系統(tǒng)壓力降低，能 量損 耗增大等一系列 不 利于液壓系統(tǒng)的因 素出 現(xiàn)。為了保證系統(tǒng) 的正 常工作，在郵箱 散 熱條件不利的情況 下， 一般采用增加冷卻 器的 措施來對油溫進(jìn) 行 控制，特別是高壓 高速 的液壓系統(tǒng)中，因 此冷 卻器在液壓回路 中 就成了一種必不可 少的 輔件。冷卻器按照 其冷 卻方式分，一般 可 以分為水冷式和風(fēng) 冷式 兩種，在通風(fēng)條件 不好 的情況下，一般 采 用水冷式。就本系 統(tǒng)來 說，選用的是水冷 式的 冷 卻器，冷卻器 的 第 19 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 主要參數(shù)是散熱面積。 四 濾油器的選擇 液壓系統(tǒng)的 75%以上的故障是和液壓油的污染有關(guān) 。 油液的污 染能加速液壓元件 的磨 損，卡死閥芯，堵 塞工 作間隙和小孔， 使 元件失效。導(dǎo)致液 壓系 統(tǒng)不能正常工作， 因而 ，必須對油液進(jìn) 行 過濾，濾油器的作 用就 在于過濾混在液壓 油中 的雜質(zhì)，使進(jìn)入 到 液壓系統(tǒng)中去的油 液的 污染度降低，保證 系統(tǒng) 的正常的工作。 一 般對濾油器的要求是： 有足夠的過濾精度，過濾精度是指濾油器芯濾去雜質(zhì)的粒 度 大小，以其直徑 D 的公稱尺寸表示。粒度越小，精度越高。精 度 分粗，精，和特精四個等級。 有足夠的過濾能力 ， 過濾能力即一定壓力降下允許通過濾油器 的最大流量，一般 用濾 油器的有效過濾面 積來 表示。對濾油器 過 濾能力的要求，應(yīng) 結(jié)合 濾油器在液壓系統(tǒng) 中的 安裝位置來考慮 ， 如結(jié)合濾油器安裝 在吸 油管路上時，其過 濾能 量應(yīng)在泵能量的 兩 倍以上。 濾油器應(yīng)有一點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度，不因液壓力的作用而破壞。 濾芯抗腐 蝕 性能好 ， 并能在規(guī) 定 的液壓 力 的作用下 持 久的 工 作。 濾芯要利于清洗和更換，便于拆卸和維護(hù)。 濾油器按過濾精度來分為粗濾油器和精濾油器兩大類；按 濾 油器的結(jié)構(gòu)形式可 分為網(wǎng)式、線隙式、磁式、燒結(jié)式和紙質(zhì)式等； 按過濾的方式可分為表面型、深度型和中間型過濾器。 第 20 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 根據(jù)設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、流通能力 、 工作壓力、油液的粘度和工作溫度來選用不同的濾油器及其型號。 濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置，通常有以下幾種： （ 1）安裝在泵的吸油口 （ 2）安裝在泵的出油路口 （ 3）安裝在系統(tǒng)的回油路上 （ 4）安裝在系統(tǒng)的分支油路上 本泵的濾油器采用線式濾油器 ， 安裝在液壓泵的吸油路上 ， 以 保護(hù)液壓泵 。 它具有 結(jié) 構(gòu)簡單 、 流通能力大 、 過濾效果好 、 阻 力小、易清 洗等特點(diǎn)。 由于濾油器的通油能力一般應(yīng)大于實(shí)際通流能力的 2 倍以上 , 故： 10 6 s 油液的動力粘度 A有效油面積 P 壓力差 K濾油通油能力系數(shù) 因?yàn)樵摓V油器安裝在泵的吸油口處，故采用線式濾油器， 所以 K=為一般來說對于一般的液壓回路系統(tǒng)，大多采用 號油 液就能滿足要求， 又因?yàn)?油液的流速 第 21 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 油液的流速 由表可查得： =30， 03 所以 30 0 2 27000 Q 取 0 所以 Q=25=以 A Q K P 106 由以上的幾項(xiàng)數(shù)據(jù)可以選定濾油器的型號為： 0F 型號 過濾精度 流量 通徑 0F 80m 100L/2利用冷卻器和加熱器的綜合使用來控制油液的溫度，冷卻 器 和電加熱器控制溫 度總 稱為熱交換器。冷 卻器 和電加熱器的聯(lián) 合 使用，是為了控制 油溫 的突然升高和突然 下降 ，以及啟動時油 溫 過低的情況。他 們之間要配合使用。本系統(tǒng)選用電加熱器型號為： 。 加熱器的發(fā)熱能力： H c r v T t ( h) 其中 c油的比熱，取 c=kq r油的比重，取 r=900m 3 v郵箱容積， v=0.4 m 3 t 郵箱加熱后的溫升， t =30 第 22 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 T加熱時間，取 T=電加熱器的功率由式 N 加熱器的安裝要求： H 熱器部分應(yīng)全部侵入油中 ， 嚴(yán)防因油的蒸發(fā)或油面下降而 使 其露出油面，為保證上述要求，加熱器應(yīng)橫向安裝。 加熱器與冷卻器的聯(lián)合使用 ， 可以準(zhǔn)確的控制溫度 ， 以便使液 壓油溫度在最合適的位置。 系 統(tǒng) 發(fā) 熱 功 率 的 確定 在忽略系統(tǒng)泄露以及其他能量損耗的情況下，可以近似的 認(rèn) 為系統(tǒng)的所有能量損失全部的轉(zhuǎn)化為了能量，由此可得到： r 系統(tǒng)的發(fā)熱功率 系統(tǒng)的輸入功率 系統(tǒng)的輸出功率 因?yàn)榭傮w估計(jì)的系統(tǒng)的總效率為 以上式也可以寫成： 1 所以 18為按照正常的工作溫度，一般選擇室溫為 20 ，系統(tǒng)正常 工作允許的油溫為 45 。 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用的是閉式回路，而且運(yùn)轉(zhuǎn)使得油速較高， 系 統(tǒng)的工作壓力較高，所以對于管路的散熱量可以忽略不計(jì)。 第 23 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 的 選擇 在主油路上有兩 個 安全閥，一組起緩沖制動的閥組。 安全閥的選 擇 ： 因?yàn)榇藘砷y 作 安全 作 用，故其調(diào) 定 壓力 為 40防止各種突發(fā)事件的發(fā)生。故在此選用較大的流量。取 L=60L/沖制動閥組中的安全閥：為了穩(wěn)定系統(tǒng)壓力與保持一定的壓力， 故取調(diào)定壓力位 45大流量取 L=10L/徑取 =6沖制 動 閥組中 的 單 向 閥：選 擇 P L=10L/ 徑 取 =6 型號為： 器 儀 表 及傳 感 器 的 選擇 本試驗(yàn)臺系統(tǒng)所用到的儀表主要是檢測 泵的輸出壓力的 壓力表。 本系統(tǒng)所用到許多傳感器，用來檢測系統(tǒng)壓力、流量、轉(zhuǎn)速、 扭矩、液壓油溫度。根據(jù)這些檢測值對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 壓力傳感器：需要測量 的輸出壓力，選用霍爾式 壓力傳感器，型號為： 量傳感器 ： 需要測量的流量有 達(dá)的輸出流量 ， 的輸出流量。流量 的測 量的方法有：容積 法計(jì) 量郵箱、橢圓齒 輪 流量計(jì)、電遠(yuǎn)傳浮 子流 量、計(jì)量油馬達(dá)。 本實(shí) 驗(yàn)采用渦輪式流 量 計(jì)，這種流量計(jì)既 能測 量積累流量瞬時流 量， 遙控測量方便， 其 測量精度較高。 測 達(dá)輸出流量型號為： 2 m 3 / h 第 24 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 測 輸出流量型號為： 0 m 3 / h 轉(zhuǎn)速傳感器 ： 需要測量的轉(zhuǎn)速有 的輸入轉(zhuǎn)速 ， 的 輸出轉(zhuǎn)速，變速箱的輸出轉(zhuǎn)速。 本實(shí)驗(yàn)臺對泵和馬達(dá) 檢測時，不但要進(jìn)行壓力、流量檢測 ， 也要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的測量。均選用磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器。 扭矩傳感器：需要測量 泵的輸入扭矩，變速箱的輸出扭 矩。選用應(yīng)變片式扭矩傳感器。 的輸入扭矩： 速箱的輸出扭矩： 溫油位的測量：可選用型號為 液位計(jì)，而且?guī)?有溫度計(jì)，即可顯示液位也可知道溫度。 溫度數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀： 用郵箱選用型號： 50 用郵箱選用型號： 50 液 壓 油 的 選 擇 正確而合適的 選 擇液壓油 ， 對液壓系統(tǒng)適應(yīng)各種環(huán)境的能力、 延長系統(tǒng)和元件的壽命、提高系統(tǒng)工作的可靠性等都有重要意義。 在選擇液壓油 考 慮得眾多因素中， 最 重要的是液壓油的 粘 度。液壓介質(zhì)應(yīng)具 有適 宜的粘度和良好的 粘溫 特性，高強(qiáng)度的 油 膜，具有較好的潤滑特性，能抗氧化，穩(wěn)定性好，腐蝕作用小。 本試驗(yàn)臺考慮 到 具體實(shí)際情況，選 用 礦物質(zhì)油較易維護(hù) 系 統(tǒng)，相對價格不高 ，泵 的壽命長，換油周 期長 ，濾油器洗入阻 力 較低潤滑油，防腐 性、 防銹性、穩(wěn)定性適 中， 蒸發(fā)性小，無毒 ， 使用 范圍廣，粘溫曲線較好。 第 25 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 第五 章 試驗(yàn)臺 的 工作原 理 本 試 驗(yàn) 臺 的 主 要 目 本試驗(yàn)臺的主要目 的是 測試系統(tǒng)在恒功率 輸入 的情況下能否實(shí) 現(xiàn) 恒功率輸出，通過 預(yù)編 好的程序來調(diào)節(jié)泵 、馬 達(dá)的排量，變速 箱 的檔位，溢流閥的調(diào)節(jié)壓力 。 調(diào) 速 過 程 變速箱的輸出速度和扭矩的 變 化分兩 個 階段：第一 階 段液 壓 馬達(dá)的排量 大，利用改變 的排量調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的速度 在此過程中， 液壓泵的排量由零變到最大，液壓馬達(dá) 的 轉(zhuǎn)速逐漸升高，壓 力保 持最大值，液壓馬 達(dá)的 輸出扭矩最大。 當(dāng) 繼續(xù)增加泵的 排量 至最 大值，液壓馬達(dá)的 轉(zhuǎn)速 繼續(xù)升高，此過 程 由于液壓泵的輸出 壓力 逐漸降低，使得液 壓馬 達(dá)的輸出扭矩逐 漸 降低，所以牽引力逐漸減小。第二階段 液壓泵的排量保持最 大，利用減小液壓 馬達(dá) 的排量調(diào)速。在此 過程 中，液壓馬達(dá)的 排 量由最大值逐漸減 小到 最小值，其轉(zhuǎn)速增 加到 最大，所以輸出 扭 矩下降。 泵 和 馬 達(dá) 的 控 制 原理 的 制原理 通過控制裝置 的兩個比例電磁鐵，泵中的變量缸由一個 與預(yù)選電流有關(guān)的 調(diào)節(jié) 壓力來加壓，因此 使斜 盤使排量得以無 級 調(diào)節(jié)。 一個比例電磁鐵對應(yīng)一 個流動方向。 第 26 頁 共 35 頁 買文檔就送您 01339828或 11970985 制功能符號圖 ： 的 制原理 通過控制裝置 的兩個比例電磁鐵，泵中的變量缸由一個 與預(yù)選電流有關(guān)的 調(diào)節(jié) 壓力來加壓，因此 使斜 盤使排量得以無 級 調(diào)節(jié)。 一個比例電磁鐵對應(yīng)一個流動方向。 制功能符號圖： 的控制原理 泵上裝有電磁控制閥。控制