采用液控单向阀的平衡回路实验装置设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：采用液控单向阀的平衡回路实验装置设计系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师2012年12月26日-1-1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1题目背景：液压传动与控制是现代机械工程的基础技术,由于其在功率质量比、无级调速、自动控制、过载保护等方面的独特技术优势，使其成为国民经济中各行业、各类机械装备实现机械传动与控制的重要技术手段。特别是20世纪90年代以来，新兴产业不断涌现，并与现代电子与信息相结合，进一步刺激和推动了液压技术的发展，使其在国民经济各行业获得广泛应用。正确合理地设计和使用液压系统，对于提高各类液压机械设备及装置的工作品质和技术经济性能具有重要意义1。1.2研究意义：本课程的学习目的在于学生综合使用液压与气压传动等专业课程的理论知识和生产实际知识，进行液压试验装置的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过该题目原理图的设计，可以使学生熟悉液压传动系统设计的一般程序，了解并掌握液压传动这门技术，掌握机械设计的一般程序和基本方法。总之，通过本题目的设计，可以使机械设计制造及其自动化专业的学生对四年所学课程得到一次较为全面的实践锻炼。1.3国内外相关研究情况：由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高2。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：1)减少能耗,充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。2）主动维护液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则3。3）机电一体化电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域7。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智-2-能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点4。产品向体积小、重量轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展；元件性能向高速、高频、高响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展，普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、新材料5。2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要内容：（1）研究采用液控单向阀+单向节流阀的平衡回路的原理；（2）设计出合理的、能满足使用要求的平衡回路实验装置；（3）采用液压缸加载；（4）绘制主要零件图；（5）选择液压元件型号；（6）对系统进行温升校核。2.2研究方案、研究方法或措施：液压系统的设计可分为两大步骤：一、液压系统的原理及性能设计。二、液压系统的技术设计(液压装置的结构设计即液压站的设计)。液压站按照动力源与控制装置是否安装在一起，可分为整体式液压站和分离式液压站。一个液压系统能否可靠有效地运行，在很大程度上取决于液压站结构选型是否合理及设计质量的优劣，设计时必须给予足够重视6。2.2.1平衡回路的概述为了防止立式放置的液压缸活塞，因为垂直运动工作部件的重力而自行下滑，或在工作部件下行时速度失控这种现象发生，往往在液压系统中设置能产生一定背压的液压元件，以保证活塞在任意位置上被锁定，并且可以控制工作部件的下落速度，这样的液压回路称为平衡回路12。其作用就是防止立式安装的液压缸受负载力或重力的作用自行下落,或者下落时出现超速失控现象等,它对于保证液压系统的安全性等方面起到了重要作用13。2.2.2回路中个元件的作用由于液控单向阀1为锥面密封结构，其闭锁性能好，能够保证活塞较长时间停止在某位置处不动。在回油路上串联单向节流阀2，用于保证活塞下行运动的平稳性。假如回油路上没有串接节流阀2，活塞下行时液控单向阀1被进油路上的控制油打开。由于回油腔没有背压，运动部件由于自重而加速下降，造成液压缸上腔供油不足而压力降低，使液控单向阀1因控制油路降压而关闭，加速下降的活塞突然停止。阀1关闭后控制油路又重新建立起压力，阀1再次被打开，活塞再次加速下降。这-3-样不断重复，由于液控单向阀时开时闭，使活塞一路抖动向下运动，并产生强烈的噪声、振动和冲击14。溢流阀有定压、调压、限制保护的作用，减压阀有调节压力大小的作用，泵的压力要小于溢流阀的压力。2.2.3采用液控单向阀设计的平衡回路平衡回路的功用就是在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落，使执行元件的回油路上保持一定的背压值来平衡工作的稳定15。为了使活塞平稳运行并且考虑到此回路实验装置设计实现的实际性，可将重物（实现工作的部件）换成利用水平放置的液压缸，形成负负载来实现。三位四通手动换向阀切换至左位时，回油路上的单向节流阀处于调整状态。油缸活塞下降时，单向节流阀处于节流限速工作状态，当泵突然停止转动或换向阀突然停止中位时，油缸下腔油压力升高，液控单向阀关闭，使液压缸下腔不能回油，从而是机构锁住。特点:用单向节流阀限速,液控单向阀锁紧的平衡回路。图1采用液控单向阀的平衡回路3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1研究的重、难点（1）研究采用液控单向阀的平衡回路的原理；（2）采用液压缸加载。3.2已开展工作（1）认真复习液压基本回路一章的相关内容及控制阀的相关知识；（2）大致绘制了该实验装置设计的原理图；（3）自己查找学习液压站的相关知识。4.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）4.1基本要求：（1）有部分计算机绘图；（2）按时完成开题报告及中期报告；-4-（3）外文翻译（字数）：3000汉字；（4）参考文献（篇数）：不少于18篇，其中外文不少于3篇；（5）论文（字数）：不少于20000汉字；4.2进度计划：（1）1-3周：查找资料，完成开题报告；（2）4-8周：完成方案设计，绘制总装配图；完成外文翻译，写中期报告；（3）9-14周：完成全部技术设计；（4）15-16周：撰写毕业设计论文；（5）17周：答辩前准备。5.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师：年月日6.所在系审查意见：系主管领导：年月日