周期性激振試驗機液壓_系統(tǒng)設(shè)計

本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目 ： 周期性激振試驗機液壓 系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 學(xué)院 ： 專業(yè)班級 ： 本科生院制 2015 年 6 月I 周期性激振試驗機液壓系統(tǒng)設(shè)計 摘要 自 國家大力推行預(yù)拌混泥土 以來 ， 混泥土機械 隨著 混泥土行業(yè) 快速發(fā)展 ?；炷嗤?泵車 已經(jīng) 成為 我國 建筑工地 必備 的機械設(shè)備 之一 。 但 混泥土 泵車臂架系統(tǒng)的振動會使臂架產(chǎn)生疲勞，若不清楚臂架系統(tǒng)振動疲勞壽命，會導(dǎo)致安全事故。 因此 研制 模擬 臂架系統(tǒng) 實際工況 的振動試驗機 是非常 重要 的 。 運用數(shù)量分析與 經(jīng)驗 分析相結(jié)合的方法 ，運 用液壓激振原理， 以 某型號臂架實際工作的振動情況 為例 ，設(shè)計周期性激振試驗臺的液壓系統(tǒng) 。 本文首先對液壓系統(tǒng)進行總體方案設(shè)計，然后逐一設(shè)計和選擇液壓系統(tǒng)元件，最后 提出控制策略和液壓站的組裝形式。 本文成果 可 用于實際 臂架系統(tǒng)疲勞 測試， 在 臂架系統(tǒng) 的優(yōu)化設(shè)計以及提高 混泥土 泵車整體 可靠性 等 方面 ， 具有重要意義。 關(guān)鍵字 ： 臂架系統(tǒng) 疲勞測試試驗臺 液壓激振 in of to if we t of its we a is of of s a of by as as of of to of 錄 第 1章緒論 . 1 . 1 其臂架系統(tǒng) 介紹 . 1 景及 意義 . 4 . 6 第 2章 液壓系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 . 7 . . 7 壓系統(tǒng)工作壓力 . 8 . 9 第 3章液壓系統(tǒng)元件的設(shè)計與選取 . 15 . 15 . 26 . 29 . 30 . 35 第 4章液壓站的裝配及控制策略 . 36 . 36 . 37 . 38 . 38 結(jié)論 . 46 結(jié)束語 . 47 參考文獻 . 50 第 1 頁共 51 頁 第一章 緒論 言 2015 年 我國 政府工作報告中 ，李克強總理提出要統(tǒng)籌 實施“四大板塊”和“三個支撐帶”戰(zhàn)略組合 。 為實現(xiàn)中國夢， 我國東部、中部、西部、東北部 將迎來現(xiàn)代化建設(shè)的新篇章，這些地區(qū)將 建設(shè)一批綜合交通、能源、水利、生態(tài)、民生等重大工程項目。在當(dāng)今的工程項目施工中， 規(guī)模和難度不能和以前同日而語，很多著名工程如三項大壩的建設(shè)堪稱人類歷史上的奇跡， 如果 按照古代愚公移山的施工條件， 即使在不缺乏人手的情況下，面對如此復(fù)雜和困難的施工建設(shè)，也只能望而生畏，止步不前 。 因此， 原來的人力 、 畜力已經(jīng)遠遠不能滿足 我國現(xiàn)代化 施工的要求 ；同時 為了促進社會和諧，改善工人 的 勞動條件，機械設(shè)備被用來從事大多數(shù)高風(fēng)險、高強度 、高難度 的工作 。目前 在國家施工 建設(shè)中， 尤其是在城市中，基本都配備了 各式各樣的機械設(shè)備 。機械 設(shè)備 是現(xiàn)代文明社會智慧的結(jié)晶，越來越廣泛地使用到人類的生產(chǎn)活動中 ，對人 類 生活產(chǎn)生了深遠的影響 。 從某種程度上說， 機械設(shè)備的 優(yōu)劣 反應(yīng)了 一個 國家的強弱水平。 隨著我國以經(jīng)濟建設(shè)為 中心 的戰(zhàn)略部署，改革開放三十多年來 各個領(lǐng)域 都取得了跨越式發(fā)展。 為了提高工作效率和降低工作成本，如今的社會分工更加明確。 科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力， 每個行業(yè)均離不開 機械 的 發(fā)展 。圍繞行業(yè)的需求，科技工作者們研發(fā)了 人們 耳熟能詳?shù)?行業(yè)專用機械設(shè)備 ，如 金融行 業(yè)的點鈔機 、混泥土行業(yè)中的混泥土泵車等 。 泥土泵車 及其臂架系統(tǒng)的 介紹 混泥土泵車，簡稱為泵車，是一種將輸送混泥土的泵送系統(tǒng)和用于布料的臂架系統(tǒng)集成在汽車底盤上的機械設(shè)備 （ 如圖 1示 ） 。通常，我們將混泥土泵車看做由六部第 2 頁共 51 頁 分組成，分別是底盤部分、臂架系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)。 混泥土泵車是 混泥土機械 近十年來發(fā)展最快的裝備之一，在混泥土機械所占比例較大，也是 保證工程建設(shè)低成本、高質(zhì)量和高速度的重要手段 ?；炷嗤帘密囀且环N專門用來輸送混泥土的機械，借助臂架系統(tǒng)可以將混泥土水平輸送 和 垂直輸送結(jié)合在一起，并且能保證混泥土的均勻性和密實性 1。混泥土泵車 因為裝備有汽車底盤，所以移動起來很方便，也有利于商品混泥土的發(fā)展。 1、底盤部分 2、臂架系統(tǒng) 3、回轉(zhuǎn)機構(gòu) 4、液壓系統(tǒng) 5、電氣系統(tǒng) 6、泵送系統(tǒng) 圖 1型號混泥土泵車結(jié)構(gòu)簡圖 泵車主要用于建筑施工場地，能夠滿足施工現(xiàn)場各種混泥土輸送要求。 泵車 具有澆筑質(zhì)量好、澆筑速度快、布料范圍廣、機動靈活、環(huán)境污染少等優(yōu)勢，受到建筑市場的青睞。如今，泵車 早已成為泵送混泥土施工機械的首選 機械設(shè)備 ，在建筑施工過程中必不可少 2。 上世紀初，德國開始研制混泥土泵，并取得了 一些研究成果，奠定了基礎(chǔ) 。上世紀60年代中期，出現(xiàn)了劃時代意義的產(chǎn)品混泥土輸送泵車，并且裝備了能夠回轉(zhuǎn)和伸縮的布料桿，大大提高了混泥土泵的機動性，使混泥土澆筑變得更加方便。從此 ， 車第 3 頁共 51 頁 載式混泥土泵取代了傳統(tǒng)的固定式混泥土泵，泵車成為發(fā)展的 主流 方向。 在 2008 年，全球爆發(fā)金融危機時， 國家 實行 4 萬億救市 政策 ，重點發(fā)展工程機械行業(yè)，許多大小工程機械企業(yè)進行了大規(guī)模的擴張，泵車技術(shù)也得到飛速發(fā)展， 2011年 9 月，三一重工成功下線 長度為 86m 的 7 節(jié)臂架混泥土泵車 ，理論排量大 240m3/h，創(chuàng)造了 泵送排量最大、 臂架 長度 最長 和 節(jié)數(shù)最多 的 三項世界紀錄。目前 ， 在混泥土泵行業(yè)中，三一重工、中聯(lián)重科都處于世界領(lǐng)先地位 3。 泵車的臂架系統(tǒng)是一個典型的柔性多體系統(tǒng) 4。臂架系統(tǒng)是 混泥土泵車的主要組成部分之一，該系統(tǒng)是由連桿，臂架，連接件，液壓缸和輸送管組成的可折疊和展開的多個平面四連桿機構(gòu)，對泵車的性能影響很大 （如圖 1示） 。臂架系統(tǒng)是在泵車工作過程中，輸送管內(nèi)部壓力不連續(xù)以及混泥土漿體產(chǎn)生的沖擊力作用，會使臂架系統(tǒng)產(chǎn)生周期性振動。臂架振動主要有兩方面的危害：一方面是振 動會影響澆筑精度， 另一方面是產(chǎn)生振動疲勞 。 1架油缸 2架 3 4桿 5架油缸 6桿 7架 8架油缸 9桿 10桿 11架 12架油缸 13桿 14桿 15架 圖 1泥土泵車臂架簡圖 第 4 頁共 51 頁 泥土泵車臂架系統(tǒng)激振試驗 背景及意義 隨著泵車在建筑施工上的廣泛使用， 泵車臂架系統(tǒng)的 可靠性 引起 了 有關(guān)人員的重視 。有興趣的科技工作人員花費了心血和時間去研究臂架系統(tǒng)， 目前 他們 研究 泵車 臂架系統(tǒng)主要在以下幾個方向： (1)從 泵車液壓系統(tǒng) 不同工況的 的仿真分析 中得到 液壓系統(tǒng)對臂架運動的影響 ； (2)臂架系統(tǒng) 在虛擬樣機上的 振動分析 、運動學(xué)仿真分析和動力學(xué)仿真分析 ； (3)運用各種方法對 泵車臂架 進行 穩(wěn)定性分析 ，如有限元分析等 。 長安大學(xué)的呂彭民、汪紅兵兩位學(xué)者從 液壓系統(tǒng)對臂架運動影響 的角度出發(fā) ， 詳細分析了 在不同峰值的液壓缸沖擊載荷作用下 的 臂架系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng) 。 他們 指出 液壓沖擊峰值大小 與泵車的振動有著密切的關(guān)系 。 減小油缸液壓沖擊峰值可大大減小臂架結(jié)構(gòu)的動應(yīng)力 ， 從而改善結(jié)構(gòu)的疲勞壽命 5。 沈陽建筑大學(xué)高鳳陽教授在混泥土泵車臂架振動分析一文中 對臂架系統(tǒng)進行了振動分析 ， 他 通過建模和采用 件仿真，分析臂架的振動特性，掌握了泵車臂架系統(tǒng)部分振動規(guī)律 。 臂架姿態(tài)對振動的影響也較大，關(guān)節(jié)角度越小振動越大，為減小振動幅度提供了參考 6。 在長安大學(xué)的王海英和胡新杰 兩位學(xué)者在混泥土泵車結(jié)構(gòu)應(yīng)力場分析與試驗研究一文中， 從有限元分析方面， 通過有限元建模，用相關(guān)軟件進行靜強度分析，然后在實驗臺驗證了有限元計算結(jié)果。對比后，找出了臂架出現(xiàn)裂紋的原因并提出了改進方法 7。 管很多的學(xué)者研究了臂架系統(tǒng)的振動特性，并提出了可行的減振方法， 例如 出的模態(tài)控制方法 8。 但是 臂架系統(tǒng)的振動是不能消除的，臂架系統(tǒng)始終存在 振動 疲勞問題，而在疲勞試驗這一 方面 ，大多數(shù)研究學(xué)者進行的是仿真實驗，并沒有設(shè)計試驗機去測試。 第 5 頁共 51 頁 目前， 市 面 上 也有很多類型的 振動試驗機 供應(yīng)。 大多數(shù) 振動 試驗機 測試的是中高頻的 小振幅 振動，主要針對的是小型設(shè)備在生產(chǎn)制造，組裝運輸，工作使用過程中的振動試驗 。例如市面上典型的 某型號 振動試驗臺（如圖所示）， 振動頻率為 1 400幅 5雖然 市面上 也有改進版的型號，但其頻率和振幅遠遠滿足不了泵車臂架的振動試驗需要。 圖 1某型號振動試驗臺 生活 告訴我們， 只有 實踐 才 是 檢驗真理的唯一標準。對于像臂架 系統(tǒng) 一樣的復(fù)雜振動系統(tǒng)，無論分析 、 計算 以及仿真 多么精 確 ， 都 必須 要經(jīng)過疲勞試驗 ，以 驗證計算和仿真結(jié)果 的正確性 。因此，設(shè)計一臺 以某型號泵車臂架系統(tǒng)為振動測試對象的 周期性激振試驗機是必不可少的 ， 然而 由于時間和作者水平的有限，本論文設(shè)計的是周期性激振液壓機的液壓系統(tǒng)部分 。 1 4 本 文的主要內(nèi)容 課題的 任務(wù) 包括： (1)完成激振試驗機液壓系統(tǒng)方案設(shè)計，參數(shù)指標：激振頻率 0頻率連續(xù)可調(diào)； 系統(tǒng)驅(qū)動力不小于 100 驗機重量不大于 90 連續(xù)第 6 頁共 51 頁 工作不低于 2500 h； (2)分析驅(qū)動力與激振力以及各結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系 (3)完成液壓系統(tǒng)方案設(shè)計，完成液壓原理圖以及關(guān)鍵元器件選型； (4)設(shè)計液壓站主要零部件； (5)提出控制策略 。 論文的主要內(nèi)容如下： （ 1）方案設(shè)計： 周期性激振試驗機 激振原理， 液壓系統(tǒng) 回路 設(shè)計； （ 2） 液壓系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計： 液壓缸設(shè)計 、油箱 設(shè)計 以及液壓站 設(shè)計 ； （ 3） 液壓元件的選取 ： 液壓閥、液壓輔件、液壓泵以及電機的選用； （ 4） 液壓系統(tǒng)的控制策略 ： 用 之滿足工作要求 。 第 7 頁共 51 頁 第二章 液壓系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 期性激振試驗機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求 周期性激振試驗機根據(jù)臂架最大工作應(yīng)力施加交變激振力，使臂架產(chǎn)生上下往復(fù)的周期運動，達到疲勞試驗?zāi)康?。所設(shè)計的液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的激振力頻率在 0頻率是連續(xù)可調(diào)的 ； 液壓系統(tǒng)的驅(qū)動力不小于 100 1000N） ，系統(tǒng)能夠連續(xù)工作2500 壓系統(tǒng)工況分析 本液壓系統(tǒng)驅(qū)動的負載運動非常簡單，只要使臂架 系統(tǒng) 產(chǎn)生上下往復(fù)的周期運動即可。臂架 系統(tǒng)末端 往復(fù)的實際運動速度與位移如圖 2架 系統(tǒng)末端 的實際運動速度與臂架 系統(tǒng)振動 疲勞關(guān)系可以忽略，為了簡化運動的控制， 假設(shè) 在每一 個振動 周期內(nèi) 的運動是勻速的。 圖 2架末端縱向位移仿真曲線 第 8 頁共 51 頁 圖 2架末端縱向速度仿真曲線 臂架系統(tǒng)仿真結(jié)果顯示臂架末端位移振副 X 實測值得誤差為 9。計算實際振幅 A 根據(jù)計算式 %A （ 2 得 實踐振幅 A=248查閱相關(guān)資料，為了滿足振動要求和 根據(jù)振幅的平均值，振幅 A=250據(jù) 臂架系統(tǒng)末端 的 直線往復(fù) 運動狀況， 選取 雙作用液壓缸作為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。 定 液壓系統(tǒng)工作壓力 液壓系統(tǒng)的 工作壓力主要是根據(jù)負載的大小和設(shè)備類型來而定 10。 同時 ， 要兼顧執(zhí)行元件的安裝空間、經(jīng)濟條件、元件供應(yīng)情況等客觀 限制 條件 。一般來說， 對于應(yīng)用 在不同場合的液壓系統(tǒng) ，其 工作壓力的選擇可參考表 2 表 2負載選擇工作壓力 負載 30工作壓力 320L ( ) 壁厚 3 34 5 （ 3） 油箱底腳高度一般 175右以便搬運和放油，其壁厚一般是箱體壁厚的 2倍。 （ 4） 如果液壓泵及電機安裝在油箱蓋板上，油箱蓋板的設(shè)計厚度應(yīng)為側(cè)板厚度的3倍以上以避免產(chǎn)生幅度較大的振動。油箱蓋板必須用螺釘與箱體所焊的角鋼固定連接。頂蓋可以是整體式的；也可以是分體式，分成幾塊，分別安裝閥塊和電機、液壓泵等。 mm mm 2 頁共 51 頁 （ 5） 從人機學(xué)的角度看，要在油箱的恰當(dāng)位置設(shè)置吊耳或者起吊螺釘，方便油箱移動。 （ 6） 油箱常設(shè) 23 塊隔板，將吸油區(qū)和回油區(qū)分開，這樣既利于散熱也有利于沉淀雜質(zhì)及排出氣體。隔板高度為油液面高度的 2/33/4。 （ 7） 油箱蓋板開設(shè)通氣孔將油液液面與外界大氣連通。通氣孔處設(shè)空氣過濾器有一舉兩 得的效果：除了能過濾空氣外，它的濾網(wǎng)還可當(dāng)做注油的過濾裝置。 （ 8） 油箱底板 要 適當(dāng)傾斜，而且要在最低位置處安放放油塞 23。在箱壁位置易見處安放液面指示器 ， 在油箱壁開設(shè)清洗窗口，平時用密封墊 圈 和蓋板 將其封死，需要清洗或檢查時擰下螺釘即可 。 （ 9） 為了保證油液的質(zhì)量，泵吸油管需要裝有一個油液過濾器。它跟油箱的底面要保持一定的空間距離，其側(cè)面距離箱壁要大于 3倍管徑，其底面和油箱底板的距離要大于 2 倍管徑，從而使油液能順利進入濾油器?；赜凸芸诰嚯x最低液面要大于 200側(cè)面距離箱壁要大于 3倍管徑，以避免回油時 油液飛濺起泡。回油管口要斜切 450角，能夠增大出油口面積，并面向箱壁有利于散熱、減緩流速和沉淀雜質(zhì)。泄漏油管口要始終保持在油液液面以上，不宜在油液液面下方，避免增加漏油腔的背壓。吸油管、泄露油管、回油管通過頂蓋的孔都需要安裝優(yōu)質(zhì)密封圈，避免油液受污染。 （ 10） 新油箱要經(jīng)噴丸處理、酸洗處理和清洗表面等一系列加工處理過程，內(nèi)壁可以涂上與油液相容的耐油涂料或者塑料薄膜等。 箱的容量設(shè)計 油箱容積的經(jīng)驗公式為 （ 3 第 33 頁共 51 頁 式中 液壓泵每分鐘排出油的體積， 3/a 經(jīng)驗系數(shù)，見表 3 3經(jīng)驗系數(shù) a 的取值 系統(tǒng)類型 行走機械 低壓系統(tǒng) 高壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶煉系統(tǒng) a 12 24 57 612 10 根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計為低壓系統(tǒng)故 a 取 3，入公式（ 3得 =336 L 根據(jù) 7938壓泵站油箱公稱容量系列 如 表 3選擇油箱的公稱容量 V=400 L。 表 3箱公稱容量 油箱公稱容量（ L） 0 16 25 40 63 100 160 250 315 400 500 630 800 箱長、寬、高 根據(jù) 00求，即 當(dāng)油箱液面達到油箱高度的 80%左右時，能夠達到 400L 的容量，根據(jù)長寬高比值 關(guān)系 ，設(shè)定油箱長 x 寬 體壁厚 因為本次設(shè)計油箱容量為 400L 大于 320L，所以壁板厚度選擇 為 5箱體采用焊接 方法組合起來。 箱 底 腳 第 34 頁共 51 頁 此次油箱設(shè)計由于安裝高度的沒有限制，油箱腳需直接承受油箱重量，考慮到搬運與放油因素，故確定選用 45號鋼，腳高為 200度為 10圖 3。 圖 3油箱地腳零件圖 箱頂蓋 油箱配件的選用為頂置式，故頂蓋厚度適當(dāng)選大，蓋板厚度選為 20于常用的 3倍 于 壁板 的 標準設(shè)計厚度。為了是安裝方便以及考慮頂蓋的整體性能，設(shè)計為 整體式蓋板，增加油箱的 可靠性 。 箱吊耳 在左右側(cè)板的上端中間分別設(shè)置 1個轉(zhuǎn)運吊耳。由于油箱整體質(zhì)量較輕 ，直接焊接在側(cè)板上。 箱隔板 根據(jù)油箱長度為 1000油箱長度方向設(shè)置兩塊隔板，厚度與壁板厚度相同為5度為 370 箱底板 為了能夠方便清洗油箱以及方便安放放油塞，油箱底板應(yīng)該設(shè)置為斜面。一般設(shè)置第 35 頁共 51 頁 底板向一端傾斜 ，一端高、另一端低，斜角為 20。 箱清洗孔 為了方便使用者去清洗油箱 ， 設(shè)計時應(yīng)在兩側(cè) 壁板中心位置開設(shè) 一對 清洗孔，并焊接 上 法蘭， 和 清洗蓋板 用螺栓連接并且中間加密封墊圈 以防止漏油 ，平時不用時，一定要把螺栓擰緊 。 箱后處理 為了提高油箱的機械強度和去除焊屑等雜質(zhì)，油箱要進行噴丸和酸洗處理，待表面清潔后，在其內(nèi)外壁可涂上與油液相容的耐油涂料或者黏上一層塑料薄膜。 壓泵和電機的選取 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是給液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液 24。液壓泵的選擇主要是根據(jù)液壓設(shè)備的工況，功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求，首先確定液壓泵的結(jié)構(gòu)類型，然后根據(jù)液壓系統(tǒng)所要求的流量、壓力的的大小確定其規(guī)格。 由于系統(tǒng)所需的流量為 0112L/ 一般的變量葉片泵難以滿足要求，經(jīng)查機械設(shè)計手冊，選擇排量為最大 r，型號 柱塞泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為 3000r/恰能很好地滿足流量要求。 電機的選擇： 因為泵由電機帶動，所以電機的轉(zhuǎn)速與泵的轉(zhuǎn)速相同。液壓系統(tǒng)所需最大功率 P= / (3式中 為傳遞效率（包括機械效率和液壓泵容積效率），取值為 算得 P= / 01 1 =參照功率要求和轉(zhuǎn)速要求，選取電動機型號為 電機 額定功率 4步轉(zhuǎn)速 3000r/ 36 頁共 51 頁 第四章 液壓站的裝配及控制策略 液壓站又稱之為液壓泵站，是一種獨立的液壓裝置，通過控制油液的壓力、方向和流量，它可以按照主機的工作要求供油。液壓站可適用于主機和液壓裝置分離的的任何液壓機械設(shè)備。使用時，只需將液壓站與主機執(zhí)行機構(gòu) (如液壓缸等 )通過油管連接，液壓機械設(shè)備就可以滿足各種工作要求 25。液壓站的組成部分包括油箱、泵裝置、集成塊、電器盒四部分。各部件作用如表 4表 4液壓站組成部分及其作用 液壓站部件 功能 油箱 鋼板焊接而成的封閉容器，上面安裝有液位計，空氣過濾器等， 用來儲油、冷卻及過濾油。 泵裝置 裝有電機和液壓泵，是液壓站的動力源，將機械能轉(zhuǎn)換為 液壓油的動力能和壓力能。 集成塊 由液壓閥和通道體組合而成，對液壓油實行方向、流量、壓力控制。 電器盒 分兩種形式：一種設(shè)置外接引線的端子板；另一種配置了全套控制電路。 壓站的結(jié)構(gòu)類型 液壓站的結(jié)構(gòu) 類型通常 以泵裝置的結(jié)構(gòu)形式、安裝位置 和 冷卻方式來區(qū)分 。 按泵裝置 結(jié)構(gòu) 形式安裝位置可分 以下 三種 （如表 4 第 37 頁共 51 頁 圖 4三種安裝形式的液壓泵 表 4液壓站結(jié)構(gòu)形式 結(jié)構(gòu)形式 安裝位置 用途 上置立式 泵裝置立式安裝在油箱蓋板上 通常用在定量泵系統(tǒng)中 上置臥式 泵裝置臥式安裝在油箱蓋板上 通常用在變量泵系統(tǒng)中，便于流量調(diào)節(jié) 旁置式 泵裝置臥式安裝在油箱旁，旁置式可裝備備用泵 主要用于油箱容量 250L，電機功率 制閥的集成 控制閥的集成需要液壓 集成塊 （如圖 4示） ，液壓集成塊又 叫作 組合式液壓塊，是上世紀 60年代出現(xiàn)的 有創(chuàng)新意義的 液壓閥和聯(lián)接方法 之一 。 液壓 元件之間借助 集成塊塊 中鉆出的孔道 相 連通， 從而組成各種 回路 26。 液壓集成 塊的上下面 留有 若干 形狀不同的連 接孔作為塊 之間的 聯(lián)接，以便 疊積各種液壓回路 成為 我們 所需的 液壓 系統(tǒng)。 液壓集成塊 優(yōu)點有以下幾個方面 ： （ 1） 通過 利用板式元件 像搭積木一樣 組合成各種液壓回路，完成 系統(tǒng)所需的各種動作 ； （ 2） 液壓集成 塊 可以利用空間上的體積 、 因此能夠 縮小液壓設(shè)備 的 占用面積； （ 3） 在 塊內(nèi)孔道 取代了 管道 ，使 管路連接 、 安裝 以及 管理 變得根據(jù)方便 ； 第 38 頁共 51 頁 （ 4） 通過 縮短 連接 管路，漏油現(xiàn)象 得以改善 ， 增強了 液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性； （ 6） 靈活性大，只 需將液壓集成塊 更換 就能 變更 液壓回路。 圖 4液壓集成塊機器剖視圖 力源裝置 由于電力能源 的 價格便宜，使用方便且 對環(huán)境無污染 ，因此大多數(shù)的機械設(shè)備均青睞使用電機最為動力源。 相比內(nèi)燃機等動力設(shè)備來說，在方便取電的條件，電機的綜合性能更好，所以本次設(shè)計的液壓站也采用電機帶動液壓泵工作。 電機和液壓泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基本上是由專門的廠家負責(zé)提供。動力源裝置是液壓站的核心部件之一，因此我們必須將第三章第五節(jié)選好的型號合理裝配。裝配時要嚴格保證電機軸與液壓泵傳動軸的同軸度要求；裝配時要區(qū)分好液壓泵進、出油口的位置，避免油口位置與油管位置不對稱；液壓泵和電機之間的安裝體應(yīng)該選減振材料，如灰鑄鐵等。 壓系統(tǒng)的控制策略 經(jīng)過前輩們的努力，機械的結(jié)構(gòu)開發(fā)的很完善了，目前大多數(shù)運動形式和動力傳輸都可以被一個機構(gòu)或若干個組合機構(gòu)完成。要想在機械結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新已經(jīng)變得越發(fā)困難，所以有很多人轉(zhuǎn)型去研究機械控制了。 第 39 頁共 51 頁 信息時代為機械控制提供了良好的發(fā)展條件，如今控制成了工業(yè)界的熱門話題。大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品是離不開控制的，只不過以前大家沒有很好地認識到這點，例如：開關(guān)控制是 90%的工業(yè)產(chǎn)品必備的功能。隨著控制技術(shù)的不斷創(chuàng)新，如今的控制不再僅僅是簡單的開關(guān)、邏輯運算控制，而是過程控制，模糊控制，自動控制等先進的控制手段。現(xiàn)在的控制設(shè)備也五花八門，有單片機， 可編程邏輯控制器 ）是 上 世紀 60 年代 初 發(fā)展起來的一種新型自動化控制 設(shè)備 ， 它 最早 只能用來取代 傳統(tǒng)繼電器控制，只有邏輯計算、計數(shù) 、 計時及順序控制 功能，并且局限在開關(guān)量控制方面。 如今， 置控制等場合的所有領(lǐng)域，也可用于閉環(huán)的速度和位移控制，除了保留原來的功能外，還吸收了其他控制設(shè)備如計算機、分散系統(tǒng)等優(yōu)點。在大多數(shù)場合，只需要一個 可構(gòu)成包括過程控制、邏輯控制、數(shù)據(jù)采集計控制和圖形的工作站 27。 芯片，具有體積小、種類輕、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗低、編程直觀容易等特點，是機電液一體化的理想控制設(shè)備。 當(dāng)代生產(chǎn)自動化最重要、最普及、應(yīng) 用最多的工業(yè)控制裝置，被認為是現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（ 器人、 一。鑒于 著優(yōu)勢，以及 本次設(shè)計的液壓系統(tǒng) 也采用 制 。 、電源、編程器、 下圖 4第 40 頁共 51 頁 圖 4本結(jié)構(gòu) 監(jiān)測現(xiàn)場到的輸入根據(jù)編寫的控制邏輯做出響應(yīng)，控制現(xiàn)場的各種連接的機器設(shè)備。 本液壓系統(tǒng)既有開關(guān)量控制又有模擬量控制，包含 5個開關(guān)量輸入點， 5個開關(guān)量輸入點， 1個模擬量輸入點和 1個模擬量輸出點。 00多家，但由于中國起步晚，精密制造的水平還存在一些差距，故中國國內(nèi)的 界著名 家有德國的西門子公司和日本的三菱公司，西門子公司的 絡(luò)通信便利、開放性好，適合較大的控制系統(tǒng)。日本三菱 合獨立設(shè)備 的控制，并且學(xué)習(xí)和操作容易，非常適合新手，在價格方面比西門子有一定的優(yōu)勢。比較后認為選用三菱公司的 慮到輸入輸出點數(shù)和設(shè)備工作需求，選擇 需 2個特殊功能模塊，型號為 第 41 頁共 51 頁 圖 4統(tǒng)設(shè)計流程圖 當(dāng)電磁鐵 壓缸復(fù)位下行；當(dāng)電磁鐵 壓缸復(fù)位上行；當(dāng)電磁鐵 壓缸工作下行；當(dāng)電磁鐵 壓缸工作下行；當(dāng)只有 統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)。 根據(jù)液壓系統(tǒng)電磁鐵的動作順序，建立 I/O 分配表，如表 4第 42 頁共 51 頁 表 4統(tǒng) I/O 分配表 編號 輸入點 編號 輸出點 動機 000 電動機 1 動機 001 電動機 2 壓缸移動按鈕 002 電磁換向閥 6電磁鐵 003 液壓缸復(fù)位下行按鈕 003 電磁換向閥 8電磁鐵 004 液壓缸復(fù)位上行按鈕 004 電磁換向閥 8電磁鐵 005 位移傳感器 例換向閥 9電磁鐵 006 振動頻率值 比例方法閥的內(nèi)置比例放大器會接收來自 內(nèi)置放大電路如圖 置放大器會根據(jù)輸入信號的極性判斷是電磁鐵 且電磁鐵移動閥芯的距離與信號的大小成比例關(guān)系。 圖 4比例方向閥內(nèi)置放大器 電路 第 43 頁共 51 頁 根據(jù) I/圖 4 腦除了本身帶有信息處理和交換能力外，也是人們最習(xí)慣的人機交流界面、電腦就成了 收來自電腦的指令。開關(guān)量的輸出電路上，因為 了防止 好在輸出電路配備一個保險盒。 10V+10 圖 4部接線圖 當(dāng)接好線后，簡單的系統(tǒng)就可直接編寫程序，對于復(fù)雜的系統(tǒng)或