采用液控單向閥的平衡回路實驗裝置設計開題報告.doc

畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：采用液控單向閥的平衡回路實驗裝置設計系別機電信息系專業(yè)機械設計制造及其自動化班級姓名學號導師2012年12月26日-1-1.畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況）1.1題目背景：液壓傳動與控制是現(xiàn)代機械工程的基礎技術,由于其在功率質量比、無級調速、自動控制、過載保護等方面的獨特技術優(yōu)勢，使其成為國民經(jīng)濟中各行業(yè)、各類機械裝備實現(xiàn)機械傳動與控制的重要技術手段。特別是20世紀90年代以來，新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，并與現(xiàn)代電子與信息相結合，進一步刺激和推動了液壓技術的發(fā)展，使其在國民經(jīng)濟各行業(yè)獲得廣泛應用。正確合理地設計和使用液壓系統(tǒng)，對于提高各類液壓機械設備及裝置的工作品質和技術經(jīng)濟性能具有重要意義1。1.2研究意義：本課程的學習目的在于學生綜合使用液壓與氣壓傳動等專業(yè)課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識，進行液壓試驗裝置的設計實踐，使理論知識和生產(chǎn)實際知識緊密結合起來，從而使這些知識得到進一步的鞏固、加深和擴展。通過該題目原理圖的設計，可以使學生熟悉液壓傳動系統(tǒng)設計的一般程序，了解并掌握液壓傳動這門技術，掌握機械設計的一般程序和基本方法?？傊ㄟ^本題目的設計，可以使機械設計制造及其自動化專業(yè)的學生對四年所學課程得到一次較為全面的實踐鍛煉。1.3國內(nèi)外相關研究情況：由于液壓技術廣泛應用了高技術成果，如自動控制技術、計算機技術、微電子技術、磨擦磨損技術、可靠性技術及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質量、水平有一定的提高2。綜合國內(nèi)外專家的意見，其主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個方面：1)減少能耗,充分利用能量液壓技術在將機械能轉換成壓力能及反轉換方面，已取得很大進展，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，則將使能量轉換過程的效率得到顯著提高。2）主動維護液壓系統(tǒng)維護已從過去簡單的故障拆修，發(fā)展到故障預測，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時，預先進行維修，清除故障隱患，避免設備惡性事故的發(fā)展。另外，還應開發(fā)液壓系統(tǒng)自補償系統(tǒng)，包括自調整、自潤滑、自校正，在故障發(fā)生之前，進市補償，這是液壓行業(yè)努力的方向。要進一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，對于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則3。3）機電一體化電子技術和液壓傳動技術相結合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術增加了活力，擴大了應用領域7。實現(xiàn)機電一體化可以提高工作可靠性，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智-2-能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差等缺點，充分發(fā)揮液壓傳動出力大、貫性小、響應快等優(yōu)點4。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、結構緊湊、定位精度高方向發(fā)展；氣動元件與電子技術相結合，向智能化方向發(fā)展；元件性能向高速、高頻、高響應、高壽命、耐高溫、耐高壓方向發(fā)展，普遍采用無油潤滑，應用新工藝、新技術、新材料5。2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要內(nèi)容：（1）研究采用液控單向閥+單向節(jié)流閥的平衡回路的原理；（2）設計出合理的、能滿足使用要求的平衡回路實驗裝置；（3）采用液壓缸加載；（4）繪制主要零件圖；（5）選擇液壓元件型號；（6）對系統(tǒng)進行溫升校核。2.2研究方案、研究方法或措施：液壓系統(tǒng)的設計可分為兩大步驟：一、液壓系統(tǒng)的原理及性能設計。二、液壓系統(tǒng)的技術設計(液壓裝置的結構設計即液壓站的設計)。液壓站按照動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。一個液壓系統(tǒng)能否可靠有效地運行，在很大程度上取決于液壓站結構選型是否合理及設計質量的優(yōu)劣，設計時必須給予足夠重視6。2.2.1平衡回路的概述為了防止立式放置的液壓缸活塞，因為垂直運動工作部件的重力而自行下滑，或在工作部件下行時速度失控這種現(xiàn)象發(fā)生，往往在液壓系統(tǒng)中設置能產(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12。其作用就是防止立式安裝的液壓缸受負載力或重力的作用自行下落,或者下落時出現(xiàn)超速失控現(xiàn)象等,它對于保證液壓系統(tǒng)的安全性等方面起到了重要作用13。2.2.2回路中個元件的作用由于液控單向閥1為錐面密封結構，其閉鎖性能好，能夠保證活塞較長時間停止在某位置處不動。在回油路上串聯(lián)單向節(jié)流閥2，用于保證活塞下行運動的平穩(wěn)性。假如回油路上沒有串接節(jié)流閥2，活塞下行時液控單向閥1被進油路上的控制油打開。由于回油腔沒有背壓，運動部件由于自重而加速下降，造成液壓缸上腔供油不足而壓力降低，使液控單向閥1因控制油路降壓而關閉，加速下降的活塞突然停止。閥1關閉后控制油路又重新建立起壓力，閥1再次被打開，活塞再次加速下降。這-3-樣不斷重復，由于液控單向閥時開時閉，使活塞一路抖動向下運動，并產(chǎn)生強烈的噪聲、振動和沖擊14。溢流閥有定壓、調壓、限制保護的作用，減壓閥有調節(jié)壓力大小的作用，泵的壓力要小于溢流閥的壓力。2.2.3采用液控單向閥設計的平衡回路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平衡工作的穩(wěn)定15。為了使活塞平穩(wěn)運行并且考慮到此回路實驗裝置設計實現(xiàn)的實際性，可將重物（實現(xiàn)工作的部件）換成利用水平放置的液壓缸，形成負負載來實現(xiàn)。三位四通手動換向閥切換至左位時，回油路上的單向節(jié)流閥處于調整狀態(tài)。油缸活塞下降時，單向節(jié)流閥處于節(jié)流限速工作狀態(tài)，當泵突然停止轉動或換向閥突然停止中位時，油缸下腔油壓力升高，液控單向閥關閉，使液壓缸下腔不能回油，從而是機構鎖住。特點:用單向節(jié)流閥限速,液控單向閥鎖緊的平衡回路。圖1采用液控單向閥的平衡回路3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作3.1研究的重、難點（1）研究采用液控單向閥的平衡回路的原理；（2）采用液壓缸加載。3.2已開展工作（1）認真復習液壓基本回路一章的相關內(nèi)容及控制閥的相關知識；（2）大致繪制了該實驗裝置設計的原理圖；（3）自己查找學習液壓站的相關知識。4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）4.1基本要求：（1）有部分計算機繪圖；（2）按時完成開題報告及中期報告；-4-（3）外文翻譯（字數(shù)）：3000漢字；（4）參考文獻（篇數(shù)）：不少于18篇，其中外文不少于3篇；（5）論文（字數(shù)）：不少于20000漢字；4.2進度計劃：（1）1-3周：查找資料，完成開題報