3000kg舞臺升降液壓系統(tǒng)設計說明書

1、一設計題目 設計一套適用于舞臺升降機的液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使演出平臺保持一定的精度，同步、平穩(wěn)的上升、下降，并可在1米的行程范圍內任意高度停留。系統(tǒng)結構緊湊，重量輕反應迅速，安全可靠。舞臺重量3000KG，舞臺停止時，采用蓄能器保壓，泵卸荷。舞臺的同步采用分流集流閥。二動作分析運動部件的動作循環(huán)為：根據(jù)已知條件繪制運動部件的速度循環(huán)圖三擬定液壓系統(tǒng)原理圖主缸運動工作循環(huán)：（1） 工作勻速上升：1YA得電，2YA斷電。進油路：單向閥三位四通電磁換向閥左位調速閥分流集流閥液控單向閥回油路：液控單向閥三位四通電磁換向閥油箱 （2） 工作勻速下降：1YA斷電，2YA得電進油路：單向閥三位四通電磁換向閥右

2、位液控單向閥回油路：液控單向閥三位四通電磁換向閥油箱 詳細解釋： （1）工作勻速上升當液壓系統(tǒng)總開關開啟，上升控制開關開啟時，三位四通電磁換向閥左位接通，經(jīng)分流集流閥分流，在經(jīng)過液控單向閥流入液壓缸下缸，使舞臺加速啟動后勻速上升，回油經(jīng)液控單向閥、三位四通電磁換向閥流回油箱。（3） 工作勻速下降 當液壓系統(tǒng)達到設定位置時（行程開關SQ3）后，保持一段時間后，系統(tǒng)下降，三位四通電磁換向閥右位接通，經(jīng)單向閥、三位四通電磁換向閥流入液壓缸上缸，使舞臺勻速下降，回油經(jīng)液控單向閥、三位四通電磁換向閥流回油箱。電磁鐵工作情況表四機械系統(tǒng)設計方案（一）.工作系統(tǒng)負載分析（1）外負載 F=3000kgKN（2

3、）慣性負載 Fm=mV/t=3000KN ?。?）阻力負載靜摩擦阻力Ffs=fs*Fn ， fs動摩擦阻力Ffd=fd*Fn，fd又因為KN=FG所以KN KN液壓缸在各工作階段的負載F 單位：KN工況負載組成負載值啟動階段F=Ffs+ FG上升階段F= Ffd+ Fm +FG保持階段F= Ffd+FG下降階段F=Ffs+Ffd-Fm+FG（二）根據(jù)負載設計參數(shù)1.初選液壓缸的工作壓力，根據(jù)計算得出各階段負載值的最大值，查表2.2-2，載荷1020KN取液壓缸的工作壓力為3MPa。2.確定液壓缸的主要結構參數(shù)查表2.2-5，按工作壓力P5MPa,取桿徑比=0.5，查表2.2-4，取p2=1MP

4、aD=D=102.37=根據(jù)表GB/T 2348-2001標準圓整后D=110mm,d=63mm.液壓缸兩腔的實際有效面積A1= = A2= 經(jīng)驗算，活塞桿的強度和穩(wěn)定性均符合要求.五液壓系統(tǒng)設計方案1.流量功率計算（一）慢速上升（二）慢速下降2液壓泵設計與校核取油路壓力損失Mpa,整個過程中最大工作壓力Mpa=Mpa整個過程中最大流量為取泄露系數(shù)液壓泵的輸出流量qp考慮到節(jié)流調速系統(tǒng)中，溢流閥的性能特點。應加上溢流閥穩(wěn)定工作時的最小溢流量一般取為3L/min。 選擇V=40ml/r的YB1-40型的單聯(lián)葉片泵，額定轉速=960r/min。則泵的額定流量為：由于液壓缸在快速工進時輸入功率最大，

5、這時液壓泵的工作壓力為 Mpa，流量為 ，查表液壓泵的總功率取總效率，液壓泵驅動電動機所需功率 查電動機產(chǎn)品樣本，選用Y132M2-6型異步電動機額定功率P,n=960r/min，效率78%。3. 選擇基本回路（1）由于舞臺升降系統(tǒng)需要保持一定精度、同步、平穩(wěn)地上升下降可選擇同步缸的同步回路（2）舞臺上升速度可以調節(jié)，可選擇進油節(jié)流閥調速回路（3）舞臺停止時采用輔助液壓泵保壓和鎖緊回路（4）選擇調壓和卸荷回路將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)4. 閥類元件及輔助元件 根據(jù)閥類及輔助元件所有油路的最大壓力和通過最大試驗流量，選出這些液壓元件。葉片泵額定流量/min額定壓力Mpa型號規(guī)格YB1-40，V=4

6、0ml/r 元件的型號及規(guī)格序號元件名稱估計通過流量額定流量額定壓力額定壓降型號，規(guī)格1葉片泵/minYB1-402三位四通電磁閥27302134D-B10H3壓力繼電器7PF-L8B4單向閥308021DIF-L20H25液控單向閥306021DFYB20H6溢流閥408YFL10B17調速閥0.054214XU160X80J8分流集流閥304013032ZSTF2-L40130油管根據(jù)推薦選擇在壓油管的流速3m/s，按式中 q通過管道的流量 v管內允許流速液壓缸的進出流量快速上升慢速上升快速下降慢速下降輸入流量=/min/min/min/min輸出流量=/min=/min=/min=/mi

7、n所以液壓缸無桿腔及有桿腔的油管內徑分別為這兩根管都可按GB/T 23512005選用內徑mm，外徑mm的冷拔無縫鋼管。4.5油箱根據(jù)經(jīng)驗，取數(shù)據(jù)=6，故其容積為按JB/T79381999規(guī)定，取標準值V=250L蓄能器的選擇 根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。（1）在本設計中蓄能器用來作應急能源，其有效工作容積為： 式中：液壓缸有效工作面積（）A1=9498.5*10-6 液壓缸的行程（） 油液損失系數(shù)，一般?。?）氣囊式蓄能器總容積的（）的計算： 按等溫過程計算： 式中：充氣壓力（絕對壓力） （） 最低工作壓力， 最高工作壓力， V0有效工作容積查產(chǎn)品樣本手冊，選用型，公

8、稱容積，公稱壓力驗算液壓系統(tǒng)性能 驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調整值由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個系統(tǒng)壓力損失無法全面估算，但對中小型液壓系統(tǒng)，管路壓力損失甚微，可以不予考慮。壓力損失驗算按一個循環(huán)的不同階段進行：快速上升v=/s由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個系統(tǒng)壓力損失無法全面估算，但對中小型液壓系統(tǒng)，管路壓力損失甚微，可以不予考慮。壓力損失驗算按一個循環(huán)的不同階段進行：快速上升快速上升時，進油回油通過電磁閥，流量為/min，電磁閥進油為/min，背壓閥的背壓損失為1Mpa，回油通過電磁閥/min。所以回油壓力為值略大于估計值1，重新計算油腔壓力為基本等于有效算數(shù)值?？紤]到壓力繼電器可靠動

9、作需要壓差，故溢流閥調整為所以溢流閥應調整為2.66以上。快速下降v=m/s進油壓降為回油壓降為所以快速下降時工作壓力為驗算油液溫升液壓缸有效功率液壓泵輸入功率為油箱的散熱面積為根據(jù)表油箱散熱系數(shù)查得則按式求出溫升為根據(jù)表機械允許溫升，故該液壓系統(tǒng)不必設置冷卻器。六.PLC設計 （一）PLC系統(tǒng)硬件設計 PLC控制系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)的電磁閥換向開關以及限位開關SQ1SQ3，實現(xiàn)液壓缸的變換，進而實現(xiàn)液壓缸的上升與下降，工作過程如下：（1） 按下SB1，液壓泵啟動。（2） 按下SB2，液壓缸勻速上升。（3） 按下SB3，液壓缸手動上升控制。（4） 碰到行程開關SQ2，液壓缸停止上升。（5） 按下SB4，液壓缸勻速下降控制。（6） 按下SB5，液壓缸手動下降控制。（7） 碰到行程開關SQ1，液壓缸停止下降。（8） 提前設置行程開關SQ3，液壓缸在指定位置停止。（9） 液壓泵停止 系統(tǒng)用四個按鈕控制，一個啟動按鈕，一個停止按鈕。按一下啟動按鈕就開始工作，按一下停止按鈕系統(tǒng)自動卸荷并停止工作。 舞臺升降控制系統(tǒng)PLC輸入輸出點分配見表2-1，按照升降平臺的工作過程，其PLC外