采用單向順序閥的平衡回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)【優(yōu)秀畢業(yè)論文 答辯通過(guò)】

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：液壓；液壓基本回路；平衡回路；實(shí)驗(yàn)臺(tái) a in of as a of of in so is is of of is by a of a in of of on a in to of of on of of s of 錄 1 緒論 . 1 言 . 1 目背景 . 1 究意義 . 2 內(nèi)外相關(guān)研究情況 . 2 文主要研究?jī)?nèi)容 . 3 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 . 5 壓系統(tǒng)的組成 . 5 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求及步驟 . 5 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 . 5 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 . 5 統(tǒng)工況分析 . 6 統(tǒng)方案確定 . 6 衡回路實(shí)驗(yàn)裝置功能原理設(shè)計(jì) . 7 衡回路概述 . 7 向順序閥平衡回路分析 . 7 向順序閥的平衡回路原理圖擬定 . 7 3 液 壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及元 件選型 . 9 壓缸設(shè)計(jì) . 9 壓缸工作壓力 . 9 壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸 . 9 壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 13 壓缸所需流量計(jì)算 . 15 制元件的選型 . 15 類閥規(guī)格型號(hào) . 15 壓閥安裝連接方式 . 16 助元件選型 . 16 管選用及計(jì)算 . 16 接頭 . 17 壓油 . 18 油器 . 18 氣濾清器 . 18 液位計(jì) . 18 4 液壓站設(shè)計(jì) . 19 壓泵裝置 . 19 壓泵安裝方式 . 19 壓泵設(shè)計(jì)選型 . 19 動(dòng)電機(jī)選型 . 20 動(dòng)機(jī)與液壓泵聯(lián)接方式 . 20 軸器選型 . 20 箱設(shè)計(jì) . 22 箱有效容積確定 . 22 箱外形尺寸 . 22 箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 23 壓控制裝 置 . 24 5 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 25 述 . 25 驗(yàn)臺(tái)組件設(shè)計(jì) . 25 驗(yàn)臺(tái)面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 25 驗(yàn)臺(tái)面板結(jié)構(gòu) . 25 壓元件布局 . 25 定油孔位置與尺寸 . 26 制實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板相關(guān)圖 . 26 6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算及組裝調(diào)試與故障處理 . 26 力損失驗(yàn)算 . 27 作進(jìn)給時(shí)進(jìn)油路壓力損失 . 27 作進(jìn)給時(shí)回油路壓力損失 . 28 統(tǒng)溫升估算 . 28 壓系統(tǒng)安裝 . 30 壓元件的檢查 . 30 壓元件和管道的安裝 . 30 壓系統(tǒng)調(diào)試 . 31 統(tǒng)常見(jiàn)故障的診斷 . 31 7 結(jié)論 . 32 參 考文獻(xiàn) . 27 致 謝 . 34 V 畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 . 34 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 . 35 附 錄 . 36 1 緒論 1 1 緒論 言 液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)、機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)。現(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、 90%的數(shù)控加工中心、 95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù) 2。 液壓傳動(dòng)由于其具有傳動(dòng)功率大、易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，使得其在各類機(jī)械設(shè)備中得到 了廣泛的應(yīng)用。 本文首先概述了國(guó)內(nèi)外液壓技術(shù)的研究進(jìn)展及研究現(xiàn)狀，分析了課題的研究背景、闡述課題研究的意義和內(nèi)容。論文闡述了平衡回路實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，主要對(duì)回路的工作原理、實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)組成、參數(shù)計(jì)算等方面做了詳細(xì)的分析與研究。通過(guò)查閱相關(guān)資料，應(yīng)用相關(guān)公式，對(duì)液壓元件、油箱等進(jìn)行了選擇，并完成液壓站的設(shè)計(jì)，根據(jù)原理圖以及各項(xiàng)參數(shù)來(lái)進(jìn)行管路及管接頭的選擇，最終確定裝置總的結(jié)構(gòu)。最后計(jì)算其性能的好壞并進(jìn)行溫升校核等各項(xiàng)指標(biāo)。 目背景 液壓傳動(dòng)由于其具有傳動(dòng)功率大、易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，使得其在各類 機(jī)械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓傳動(dòng)與控制是現(xiàn)代機(jī)械工程的基礎(chǔ)技術(shù)，由于其在功率質(zhì)量比、無(wú)級(jí)調(diào)速、自動(dòng)控制、過(guò)載保護(hù)等方面的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)、各類機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段。特別是 20世紀(jì) 90年代以來(lái)，新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，并與現(xiàn)代電子與信息相結(jié)合，進(jìn)一步刺激和推動(dòng)了液壓技術(shù)的發(fā)展，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。 液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門。正確合理地設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)，對(duì)于提高各類液壓機(jī)械設(shè)備及裝置的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。在整個(gè)液壓系統(tǒng) 中，液壓基本回路起著至關(guān)重要的作用，決定著能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期所需的要求。因此，此次設(shè)計(jì)液壓回路實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置供實(shí)驗(yàn)使用，對(duì)滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要及熟悉液壓基本回路進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化有著非常重要的意義。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 究意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生在完成機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣壓傳動(dòng)等課程理論教學(xué)以后所進(jìn)行的重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課題的學(xué)習(xí)目的在于學(xué)生綜合使用液壓與氣壓傳動(dòng)等專業(yè)課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行液壓基本回路實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)緊密結(jié)合起來(lái)，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一 步的鞏固、加深和擴(kuò)展、為在將來(lái)選用和設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)及進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 通過(guò)該題目原理圖的設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生熟悉液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序，了解并掌握液壓傳動(dòng)這門技術(shù)。通過(guò)液壓傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本方法?？傊ㄟ^(guò)本題目的設(shè)計(jì)，是對(duì)大家知識(shí)面的考核，并且可以使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生對(duì)四年所學(xué)課程得到一次較為全面的實(shí)踐鍛煉。 內(nèi)外相關(guān)研究情況 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、水平有了一定的提高。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(lái)的要求 3。綜合國(guó)內(nèi)外專家的意見(jiàn)，其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)方面： a. 減少能耗 充分利用能量液壓技術(shù)在機(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。如果全部壓力都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的效率得到顯著提高。 b. 主動(dòng)維護(hù) 液壓系 統(tǒng)維護(hù)已從過(guò)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)生。 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)人員的感官和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)看、聽(tīng)、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(kù)，并利用計(jì)算機(jī)，根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫(kù)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)只需修畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 改和增減少量的規(guī)則。 另外，還應(yīng)開(kāi)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。 c. 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)的液壓傳動(dòng)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、慣性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。 (1) 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、低振動(dòng)、無(wú)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(kāi)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、傳感器等高新技術(shù)。 液力耦合器向高速大功率和集成化的液力傳動(dòng)裝置發(fā)展，開(kāi)發(fā)水介質(zhì)調(diào)速型液力耦合器和向汽車應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，開(kāi)發(fā)液力減速器，提高產(chǎn)品可靠性和平均無(wú)故障工作時(shí)間；液力變矩器要開(kāi)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(kāi)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。 (2) 氣動(dòng)行業(yè) ：產(chǎn)品向體積小、重量輕、功耗低、組合集成化方向發(fā)展，執(zhí)行元件向種類多、結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高方向發(fā)展；氣動(dòng)元件與電子技術(shù)相結(jié)合，向智能化方向發(fā)展；元件性能向高速、高頻、高響應(yīng)、高壽命、耐高溫、耐高壓方向發(fā)展，普遍采用無(wú)油潤(rùn)滑，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料。 文主要研究?jī)?nèi)容 平衡回路的功用就是在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落，使執(zhí)行元件的回油路上保持一定的背 壓值來(lái)平衡工作的穩(wěn)定。平衡回路在工程機(jī)械、起重機(jī)械以及一些具有垂直運(yùn)動(dòng)部件的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用，它對(duì)于保證液壓系統(tǒng)的安全性等方面起到了重要作用 4。本文設(shè)計(jì)的是采用單向順序閥平衡回路的實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，研究的工作有： a. 外文翻譯 ：選擇相關(guān)的外文文獻(xiàn)并進(jìn)行翻譯。 b. 原理分析 ：采用單向順序閥的平衡回路的原理分析與設(shè)計(jì)。 c. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置 ：設(shè)計(jì)出合理的、能滿足使用要求的平衡回路實(shí)驗(yàn)裝置。 d. 采用液壓缸加載 ：為了使活塞平穩(wěn)運(yùn)行并且考慮到此回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的實(shí)際性，可將重物 （實(shí)現(xiàn)工作的部件）換成水平放置的液壓缸，形成負(fù)負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸加載。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 e. 繪制工作圖并編制技術(shù)文件 ：包括液壓系統(tǒng)原理圖，液壓傳動(dòng)裝置裝配圖，主要零件的零件圖，設(shè)計(jì)說(shuō)明書等。 f. 計(jì)算并選擇液壓元件型號(hào) ： 計(jì)算液壓缸的主要尺寸以及所需要的壓力和流量；計(jì)算液壓泵的工作壓力、流量和傳動(dòng)功率；選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)的類型和規(guī)格；選擇閥類元件和輔助元件的規(guī)格。 g. 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 ：壓力損失驗(yàn)算及系統(tǒng)溫升校核， 說(shuō)明設(shè)計(jì)的合理、可行性 。 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 5 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 壓系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)主要由以下五個(gè)主要部分來(lái)組成： (1) 能源裝置 ：液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)等）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能，給系統(tǒng)提供壓力油液。 (2) 執(zhí)行元件 ：液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。將流體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出，推動(dòng)負(fù)載做功。 (3) 控制元件 ：液壓控制閥。通過(guò)它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流量和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥（安全閥）、減壓閥、順序閥、壓力 繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥等；方向控制閥分為單向閥、換向閥。 (4) 輔助元件 ： 油箱、管件、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開(kāi)關(guān)等。通過(guò)這些元件把系統(tǒng)連接起來(lái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種工作的循環(huán)。 (5) 工作介質(zhì) ： 液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，用它來(lái)進(jìn)行能量和信息的傳遞。 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求及步驟 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 通常所說(shuō)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都是指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與主機(jī)的設(shè)計(jì)是緊密聯(lián)系的，二者往往同時(shí)進(jìn)行。所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)首先應(yīng)滿足主機(jī)的拖 動(dòng)、循環(huán)工作的要求，其次還必須符合結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、工作安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等方面的要求。 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可分為兩大步驟：一、液壓系統(tǒng)的原理及性能設(shè)計(jì)。二、液壓系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)（液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓站的設(shè)計(jì)）。液壓站具有外形整齊、美觀大方，便于裝配維護(hù)和電液信號(hào)的采集，隔離了振動(dòng)、發(fā)熱對(duì)主機(jī)的影響等諸多突出優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代機(jī)床及其它工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中被廣泛采用。液壓站按照動(dòng)力源與控制裝置是否安裝在一起，可分為整體式液壓站和分離式液壓站。一個(gè)液壓系統(tǒng)能否可靠有效地運(yùn)行 ，在很大程度上取決于液壓站結(jié)構(gòu)選型 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 是否合理及設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣，后續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)必須給予足夠重視。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具體的流程包括： 明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析系統(tǒng)工況、確定主要參數(shù)、擬定液壓系統(tǒng)原理圖、選擇液壓元件、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能、繪制工作圖編制技術(shù)文件。 統(tǒng)工況分析 負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析統(tǒng)稱為液壓系統(tǒng)的工況分析，它是確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的基本依據(jù)。工況分析就是分析每個(gè)液壓元件在各自工作循環(huán)中的負(fù)載和速度隨時(shí)間（或位移）的變化規(guī)律，并用負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖加以表示，以便了解運(yùn)動(dòng)過(guò)程的本質(zhì)。 對(duì)于此題目設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置運(yùn)動(dòng)動(dòng)作較為簡(jiǎn)單，這兩種圖均可省略。此題涉及到的液壓執(zhí)行元件的外負(fù)載包括工作負(fù)載、摩擦負(fù)載、慣性負(fù)載三類，其中摩擦負(fù)載、慣性負(fù)載在此可忽略不計(jì)，故液壓缸的外負(fù)載即為工作負(fù)載。其中的工作負(fù)載為負(fù)負(fù)載（與運(yùn)動(dòng)方向相同而助長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)的負(fù)載）。 此裝置機(jī)構(gòu)最終是要在實(shí)驗(yàn)室里使用，負(fù)載為 F=3000N、回路動(dòng)作速度范圍 13m/ 統(tǒng)方案確定 a. 確定供油方式及動(dòng)力系統(tǒng) 此次設(shè)計(jì)的裝置在實(shí)驗(yàn)室為觀察現(xiàn)象而使用，速度一 般較低，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱等方面考慮，采用定量泵供油。動(dòng)力由常用的三相異步電機(jī)提供，通用性更好，便于使用與維護(hù)。 b. 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)多而復(fù)雜，此次設(shè)計(jì)僅為觀察平衡回路現(xiàn)象變化，故可以選擇簡(jiǎn)單的單作用活塞桿液壓缸。 c. 壓力等變換方式 本系統(tǒng)采用三位四通電磁換向閥，利用其閥芯機(jī)能的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)換向及液壓缸的進(jìn)與退。 d. 能源裝置泵的類型 葉片泵具有流量均勻，壓力脈動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，排量大等優(yōu)點(diǎn)。在工程機(jī)械、船舶、壓鑄和冶金設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。 工作原理主要是當(dāng)葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內(nèi)圓上。兩個(gè)葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，完成兩次吸油與排油。 雙作用葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)滑動(dòng)兩次，完成兩次吸油和兩次壓油，雙作用葉片泵可用作定量泵。定量泵可以滿足回路要求，故泵可選用雙作用葉片泵。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 衡回路實(shí)驗(yàn)裝置功能原理設(shè)計(jì) 衡回路概述 為了防止立式放置的液壓缸活塞，因?yàn)榇怪边\(yùn)動(dòng)工作部件的重力而自行下滑，或在工作部件下行時(shí)速 度失控這種現(xiàn)象發(fā)生，往往在液壓系統(tǒng)中設(shè)置能產(chǎn)生一定背壓的液壓元件，以保證活塞在任意位置上被鎖定，并且可以控制工作部件的下落速度，這樣的液壓回路稱為平衡回路。平衡回路在工程機(jī)械、起重機(jī)械以及一些具有垂直運(yùn)動(dòng)部件的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。其作用就是防止立式安裝的液壓缸受負(fù)載力或重力的作用自行下落，或者下落時(shí)出現(xiàn)超速失控現(xiàn)象等，它對(duì)于保證液壓系統(tǒng)的安全性等方面起到了重要作用 5。 向順序閥平衡回路分析 順序閥與單向閥組合成單向順序閥起到平衡閥的作用。順序閥和平衡閥都屬于壓力閥，用于控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 壓力，是基于閥芯上液壓力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作的。順序閥的主要作用是以壓力作為控制信號(hào)，在一定的控制壓力作用下自動(dòng)接通或切斷油路；平衡閥是為了防止重物自由下落（即通常所說(shuō)的負(fù)負(fù)載）時(shí)超速而保持一定背壓的壓力控制閥。順序閥與單向閥組合起來(lái)用于平衡重物下行，即起平衡閥的作用。 單向順序閥平衡回路的主要缺點(diǎn)是：由于順序閥和換向閥不可避免地產(chǎn)生泄漏，活塞和與之相連的工作部件會(huì)因?yàn)轫樞蜷y和換向閥的泄漏而緩慢下落。它主要是根據(jù)普通順序閥的特點(diǎn)進(jìn)行分析的。這樣的順序閥平衡回路不宜使用在保證重物準(zhǔn)確停止并保持的系統(tǒng)中 ，一般可用在停止要求不嚴(yán)格，保持時(shí)間不長(zhǎng)，或者在運(yùn)動(dòng)時(shí)需要有一定背壓使下降運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合 6。 向順序閥的平衡回路原理圖擬定 平衡回路的功用就是在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落，使執(zhí)行元件的回油路上保持一定的背壓值來(lái)平衡工作的穩(wěn)定。為了使活塞平穩(wěn)運(yùn)行并且考慮到此回路實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的實(shí)際性，可將重物（實(shí)現(xiàn)工作的部件）換成水平放置的液壓缸，即在工作缸右端增加一個(gè)支路作為負(fù)載，形成負(fù)負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)加載。單向順序閥設(shè)計(jì)的平衡回路原理圖如下圖 示。 具體過(guò)程為：調(diào)整單向順序閥 5、 6，使其開(kāi)啟壓力與工作缸 7 右腔面積稍大于負(fù)載缸所提供的流量。換向閥 4 接左位 13電，在負(fù)載拉力作用下活塞右移，回油路上就存在一定的背壓，只要將這個(gè)背壓調(diào)得與右邊調(diào)壓閥壓力相當(dāng)，活塞就可以平穩(wěn)運(yùn)行，系統(tǒng)速度不會(huì)過(guò)大或過(guò)小，不會(huì)影響工作的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 平穩(wěn)性。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，單向順序閥 5、 6 關(guān)閉，工作缸活塞就停止運(yùn)動(dòng)，不在繼續(xù)右移，泵 3 通過(guò)閥 4 中位卸載。換向閥接右位時(shí)，工作缸 7 活塞左移，2電。 圖 向順序閥的平衡回路原理圖 123， 4三位四通換向閥， 5控外泄）， 6789101112 3 液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及元件選型 9 3 液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及元件選型 壓缸設(shè)計(jì) 液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，應(yīng)用廣泛，種類繁多。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為活塞式、柱塞式、回轉(zhuǎn)式三大類；根據(jù)作用方式分為單作用式和雙作用式，前者只有一個(gè)方向由液壓缸驅(qū)動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)則由彈簧力或重力完成，后者兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)均由液壓實(shí)現(xiàn)。 從本次設(shè)計(jì)的要求分析，由于不需要太大的作用力，此處選擇活塞式即可滿足要求。而 活塞式又分為雙作用單活塞桿式液壓缸和雙作用雙活塞桿式液壓缸，對(duì)于此回路，選雙作用單活塞桿式液壓缸。 壓缸工作壓力 a. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的預(yù)選 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。本裝置為實(shí)驗(yàn)裝置，工況時(shí)載荷不大，預(yù)選系統(tǒng)工作壓力 b. 缸的工作壓力 液壓缸的工作壓力 算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力，故 壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸 a. 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿 d 的確定 由 于選用的液壓缸為單活塞桿液壓缸，故可分析圖 壓缸計(jì)算示意圖 可知，計(jì)算時(shí)應(yīng)用以下公式 1 1 2 2 P A （ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 21 4 （ 2 22 ()4A D d （ 由以上三個(gè)式子得出內(nèi)徑 14121（ 上式中 液壓缸的工作腔壓力 液壓缸的回油腔壓力（背壓力），背壓的經(jīng)驗(yàn)選?。河捎诖嗽O(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的低壓系統(tǒng)，故取值范圍為 處可取 工作缸無(wú)桿腔的有效面積； 工作缸有桿腔的有效面積； D 液壓缸內(nèi)徑（或活塞直徑）； d 活塞桿直徑，桿徑比 d/處取 F 液壓缸的最大外負(fù)載，取 F=3000N； 液壓缸的機(jī)械效率，一般取 處選取 = 由以上數(shù)據(jù)計(jì)算得出： D=整后，查相關(guān)資料，得到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。液壓缸內(nèi)徑 D=50塞桿直徑 d=28 表 壓缸內(nèi)徑 按機(jī)床類型選取 d/D 按液壓缸工作壓力選取 d/D 機(jī)床類別 d/D 工作壓力 p/（ d/D 磨床及研磨機(jī)床 2 床、拉床、刨床 25 、鏜、車、銑床 57 他 7 于選定后液壓缸內(nèi)徑 D，必須進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算。要保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A，必須保證大于最小穩(wěn)定速度的最小有效面積 A中 定流量，一般從選定流量閥的產(chǎn)品樣本中查得； m/次設(shè)計(jì)要求的速度范圍為 13m/ m/ 7。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 如果液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 說(shuō)明液壓缸不能保證最小穩(wěn)定速度，此時(shí)必須增大液壓缸的內(nèi)徑，以滿足速度穩(wěn)定的要求。 b. 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件計(jì)算 。 液壓缸的壁厚通常是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。本設(shè)計(jì)液壓缸采用無(wú)縫鋼管，即屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式 2 式中 液壓缸壁厚（ m）； D 液壓缸內(nèi)徑（ m）； 試 驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ （ 缸筒材料的許用應(yīng)力；此設(shè)計(jì)的缸體選用高強(qiáng)度鑄鐵 此時(shí)許用應(yīng)力 =60 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在安裝變形等問(wèn)題引起液壓缸工作過(guò)程卡死或漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。對(duì)于此設(shè)計(jì)即為低壓系統(tǒng)，故可選液壓缸壁厚 。 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外徑 +2 ，式中 按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 。估計(jì)算出可取液壓缸外徑 48 c. 液壓缸工作行程的確定 由于此次設(shè)計(jì)的是實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，故活塞桿外部一般不受外力，活塞桿的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作只是為了便于觀察，參考活塞桿移動(dòng)速度 1m/取液壓缸工作行程 L=200 表 壓缸活塞行程系列（ 2349(50 80 100 125 160 200 250 320 活塞理論動(dòng)作時(shí)間為 T=L/V=12（ s）。液壓缸動(dòng)作時(shí)間過(guò)于太長(zhǎng)，浪費(fèi)資源，時(shí)間太短則不利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象，此時(shí)間相對(duì)比較合理。 d. 缸蓋厚度的確定 此設(shè)計(jì)選用的液壓缸為單活塞桿雙作用缸，缸底無(wú)油孔，其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用式 行近似計(jì)算。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 （ 式中 t 缸蓋有效厚度（ m）； 缸蓋止口內(nèi)徑（圖 m），取 6有 60 （ 故可取缸蓋厚度 t=7 e. 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng) 活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐面中點(diǎn)的距離 H 稱之為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度（如圖 如果最小導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，故設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 圖 壓缸導(dǎo)向長(zhǎng)度及缸蓋厚度 對(duì)于一般的液壓缸