液压冲击试验台设计3

本科毕业设计（论文）中文题目液压冲击试验台设计外文题目HYDRAULICIMPACTTESTRIGDESIGN摘要在我国大发展、快发展的大背景下,我们的国民经济也处于不断上升的过程中,工业的发展成为带动经济发展的重要力量。在这过程中,液压技术也得到了较大的发展空间,液压技术渗透在我国工业的各项领域中,其中,液压传动是一门较新的技术,虽然仅短短几十年的发展历程,可是如今却被大规模地应用在矿山、冶金机械、工程机械、机床等多种机械以及相关的武器装备里。抗冲击性能作为产品可靠性的重要组成部分,现在已备受产品生产者和使用者的关注。冲击试验则是测试产品抗冲击性能约一个重要手段。为了提高检测产品的抗冲击性能的试验水平,改进和完善冲击试验机性能则是一个重要的研究方向。本论文主要设计了一种对被试件进行冲击性能试验的试验台。介绍了该试验台液压系统和测控系统的设计及工作原理，确定了元件的主要参数。验算液压系统的性能，以及液压控制系统的设计步骤，以及设计液压系统时应注意的问题。在综合国内外文献的基础上介绍了液压冲击试验机的发展历史,研究与应用现状,并介绍了液压冲击试验与冲击波形的运用状况。关键词液压系统；测试；性能ABSTRACTINOURCOUNTRYUNDERTHEBACKGROUNDOFGREATDEVELOPMENT,FASTDEVELOPMENT,OURNATIONALECONOMYISRISINGINTHEPROCESS,THEDEVELOPMENTOFINDUSTRYBECOMETHEIMPORTANTFORCEINDRIVINGTHEDEVELOPMENTOFECONOMYHYDRAULICTECHNOLOGYINTHEPROCESS,ALSOGETTHELARGERDEVELOPMENTSPACE,HYDRAULICTECHNOLOGYINTHEDOMAINOFINDUSTRYINCHINA,AMONGTHEM,THEHYDRAULICTRANSMISSIONISARELATIVELYNEWTECHNOLOGY,ALTHOUGHONLYASHORTSPANOFDECADESOFDEVELOPMENT,BUTNOWHASBEENLARGELYUSEDINMINING,METALLURGICALMACHINERY,ENGINEERINGMACHINERY,MACHINETOOLSANDVARIOUSMACHINERYANDRELATEDEQUIPMENTSHOCKRESISTANCEASANIMPORTANTPARTOFPRODUCTRELIABILITY,PRODUCTPRODUCERSANDUSERSOFTHEWATCHESNOWIMPACTTESTISATESTPRODUCTSHOCKRESISTANCEABOUTANIMPORTANTMEANSINORDERTOIMPROVETHELEVELOFDETECTIONPRODUCTSSHOCKRESISTANCEOFTHETEST,TOIMPROVEANDPERFECTTHEIMPACTTESTINGMACHINEPERFORMANCEISANIMPORTANTRESEARCHDIRECTIONTHISPAPERMAINLYDESIGNSASHOCKPERFORMANCETESTINGOFTHESPECIMENSTESTRIGTHETESTRIGOFHYDRAULICSYSTEMAREINTRODUCEDANDTHEDESIGNANDWORKINGPRINCIPLEOFMEASUREMENTANDCONTROLSYSTEM,DETERMINETHEMAINPARAMETERSOFTHEELEMENTCHECKINGTHEPERFORMANCEOFHYDRAULICSYSTEMANDHYDRAULICCONTROLSYSTEMDESIGNSTEPS,ANDTHEPROBLEMSSHOULDBEPAIDATTENTIONTOWHENDESIGNTHEHYDRAULICSYSTEMONTHEBASISOFCOMPREHENSIVELITERATUREATHOMEANDABROADTOINTRODUCETHEDEVELOPMENTHISTORYOFHYDRAULICIMPACTTESTINGMACHINE,RESEARCHANDAPPLICATIONSTATUSQUO,ANDINTRODUCESTHEHYDRAULICIMPACTTESTANDTHEAPPLICATIONOFSHOCKWAVEKEYWORDSHYDRAULICSYSTEMTESTPERFORMANCE目录摘要I前言11绪论211论文研究的社会背景、目的和意义2111论文研究的社会背景2112课题研究的目的和意义312国内外的冲击试验台研究现状3121液压冲击试验台的发展现状3122冲击试验的研究62冲击试验台整体方案设计821液压冲击试验台的工作原理8211冲击动力学基本概念8212液压冲击试验台的数学模型822液压冲击试验台设计预期成果1023液压冲击试验台主体设计与实现10231系统要求10232冲击头的设计11233导向立柱的设计12234试验台整体模型的建立与实现133冲击试验台液压系统设计1431冲击试验台液压系统的设计要求14311冲击试验台的组成14312本设计实例的设计参数和技术要求1432工况分析1433液压缸的典型结构1434确定液压系统的主要参数15341初选工作压力15342确定液压缸的主要尺寸设计及校核15343计算最大流量1935导向环的设计计算19351导向环的主要优点19352导向环的型式19353导向环的尺寸不同2036活塞杆导向套21361结构式21362材料21363尺寸配置21364加工要求2237拟定液压系统原理图22371设计思想22372液压系统原理图2238液压元件的选择23381液压执行元件的选择23382液压泵的选择23383原动机的选型24384液压控制阀的选择25385管路的选择25386确定油箱容积26387蓄能器的选择27388过滤器的选择27389液压油的选择2739液压系统性能验算27391系统压力损失计算27392液压系统发热温升计算284采集测试数据的系统研究3141数据的采集方案设计31411信号及数据采集31412A/D转换的基本概念32413瞬态冲击力测量系统32414测试系统的方案设计3342信号采集硬件选取33421速度传感器的选择33422数据采集卡的选择34423信号调节与采集发生电路355数据处理及分析系统的实现3651信号预处理36511消除信号直流分量36512信号的平滑处理366产品经济分析387总结39致谢40参考文献41附录A译文42附录B外文文献46前言冲击试验台是指对被试件施加较大的瞬间冲击试验力，进行冲击试验的材料冲击试验台。我们可以使用替换冲击头与试件基座的方式，来实现冲击力大小不同的试验。而且在电子和机械等各种制造行业和样品的制造和运输搬运以及其运行的过程中无不到处存在的各种各样得类型、不同程度得碰撞冲击。因此检测产品的抗冲击力的性能成为了反映其质量的很重要因素之一,同时也是这产品的可靠性地重要的组成的部分。人们不断地追求着产品的高精度,高可靠的性的要求,和航空航天的等行业发展的需要,并越来越受到的人们的重视。并与之相应的冲击试验台的也在不断的发展。本章的首先在综合了国内外文献的基础的上详细说明了冲击试验台的历史发展研究和应用的现状,并介绍了冲击的试验的运用的情况,然后根据参数进行了液压系统的设计，机械的方面设计，并且对他进行验算。本次的液压冲击试验台设计完成，非常有利于冲击试验得进行。1绪论11论文研究的社会背景、目的和意义111论文研究的社会背景冲击是非周期性的，可以看作是进行瞬时负载的结构系统，该能量传递能够从系统的外部进入内部，一般情况可以分为简单的和复杂的冲击，简单，影响幅度与时间的曲线影响，可与国际接轨，简单的一些几何形状，如长方形半正弦波复杂的冲击，它的幅度随时间变化的曲线振动复杂的形状。冲击常使设备招来受迫振动和自然频率响应，产品性能和结构强度与程度的损坏或破坏船舶工程机械车辆和各类飞机，在其运行时往往会影响他们的工作力量结构和安装设备。液压冲击试验台在实验室进行实验时，需要承受较大的冲击损坏，然后评价该产品的结构的耐冲击性，和实验数据，优化产品结构强度。准确地评估产品的耐冲击性，能够有效地提高了产品的可靠性。通过实验室测试，以模拟包装和运输的物品在运输，装卸和碰撞损坏，产品运输的时候受到冲击，测试产品的抗冲击能力冲击试验台。冲击试验台主要包含摆锤式冲击试验台，落锤冲击试验台和现有的冲击试验台HOPKINSON。其中，摆锤式冲击试验台主要是进行材料冲击性能测试，能级小，一般只能有几百焦耳金属落锤冲击试验测试比较广泛，规模最大的综合性重型工程结构超高落锤冲击试验机保护研究所，能量水平可达到10万焦耳，速度可达17米/秒HOPKINSON压杆冲击试验台主要是针对小样本的高速冲击试验，更快的速度子弹冲击，但较低的水平。国外更先进的冲击试验台是INSTRON冲击试验台。主要使用了高速控制系统电液伺服，它的特点是高使用率蓄压器的液体储蓄，然后用与少数部分达到非常高的速度范围内可以维护影响和效果的高速率，但对性能的影响都在当前水平是比较小的测试，最大的英斯特朗VHS160/10020高速动态冲击试验机冲击只160KN，只有48KJ的能量，而且价格昂贵。冲击岩石时的能量在一个单一的支撑结构中高达几百万焦耳的能量，现有的冲击试验台无法满足煤矿冲击测试支持重型设备和材料的需求，而且还具有很多问题。如冲击试验台无法组合的静态和动态加载，并以不同的方式被应用。112课题研究的目的和意义液压冲击试验台试验台是指一种用冲击力冲击试验样品。机械，电子等制造行业，生产，运输的过程，存在着各种各样，不同程度的碰撞，不同的耐冲击性，因此成为一个重要因素来检测产品。其质量和可靠性也是该产品的重要组成部分。对于需要高精度，高可靠性要求的设备，以及航空航天等行业，越来越多的重视人的关注。也就是说，液压冲击试验机也在不断发展。本文旨在建立一个液压试验台，能进行冲击试验，并可以得出，在一定的冲击能量范围内的能量，变形量，速度的影响之间的关系，此外，本文的研究内容具有以下意义第一，在全面的功能要求和经济成本的前提下，先后建设了大范围的冲击能量，精度高，数据采集的综合性液压冲击试验台，并具有许多的优点。虽然这种液压冲击试验台还是有一定的局限性，但由于在我国液压冲击试验台研究水平不是很高，甚至国际上都刚刚起步，成本高，并且保密性很高，因此本次研究的试验台有较高的实用价值和现实意义。试验台测试功能具有较大的优势，尤其是在价格方面。做一些优化设计后，设计的新型液压冲击试验台，可进行材料科学方面的研究。因此，从实际需要和经济的角度来看，这一课题的研究设计具有非常重要的意义。同时本试验台的研究，具有一定的社会效益和经济效益。12国内外的冲击试验台研究现状121液压冲击试验台的发展现状随着计算机国外的技术，信息技术和测试技术，许多外国研发单位液压件正在积极开发和测试，并快速发展。液压试验台在德国，美国，英国，日本发展水平较高，例如SUNDSTRON公司，力士乐柱塞泵，日本制钢所，他们使用的试验台液压泵试验台进行测试。近年来，液压试验平台，具有高速度，高效率，多样化，自动化的计算机辅助测试技术，液压试验台测试技术的发展，新技术的特点更是突飞猛进，计算机测试技术应用在液压领域越来越多，而且有更大的发展潜力。在基于电子液压油泵试验台技术是综合运用计算机技术，传感技术，比例控制技术，运用高科技水平研发的一个完整的测试设备。按照不同类型的排量液压泵和各种测试，依据中华人民共和国的机械行业标准设计的测试平台，电脑模拟在各种工作条件，分析出测试数据曲线特征。液压冲击试验台主要部件是液压系统，液压回路系统，传感器，数据采集卡，电脑等。其中，设计符合国家相关标准，这部分已经形成，近年来，主要研究自动化控制系统的比例液压系统的一部分。液压技术，经过十年的发展，主要是通过改进现有的技术和扩大其应用领域，以满足未来需求的液压技术，极大的重视研究，能源利用效率，减少污染和机电一体化和计算机技术结合相关技术，使之在未来一段时间内，冲击试验台的研究主要内容集中在运用各种技术手段，不断提高系统性能测试，节约能源，减少污染，推出了全方面的应用研究。机械，电子等制造行业，生产，运输，处理各类产品的过程中，处处伴有不同程度的碰撞，不同的耐冲击性，因此成为一个重要方面检测产品体现其质量和可靠性也是该产品的重要组成部分。对于需要高精度，高可靠性的要求，以及航空航天等行业，越来越多的被人们所关注。因此，冲击试验台也在不断发展。开发测试驱动脉冲发生器的功率标志着冲击试验台的发展经历了三个阶段。第一个阶段是早期的橡胶，毛毡垫，弹簧等，机械驱动力冲击脉冲波形。这些自动化冲击试验台的影响往往很低，我们只能产生单一类型的波形。第二阶段是自动控制的理论的发展，不仅增加了新的自动化设备，新材料的发展为基础，而且使用了特殊的材料，液压或气动控制的特征在于使用脉冲功率发生器的组合作为缓冲，另一个脉冲发生器可以产生对应于不同的波形，这个力的脉冲发生器精度相对比较高，而且性能相对比较稳定。第三阶段是上个世纪以来八十年代末，随着计算机的应用和集成电子技术的快速发展，能够生产出各种功率脉冲波形，特征在于智能脉冲发生器输出功率，充满着一种新的高冲击试验自动化机器控制和数据分析设备。此冲击试验机现在正逐渐被第二代冲击试验台所取代，并且是非常受欢迎的。这些产品是886系列推动公司的美国MTS冲击试验台，美国公司的SM系列的AVCON冲击试验台，LANSMONT现场力学试验机器，跌落冲击机。一般来说，由于美国，日本，欧洲等国家和地区，并在试验台的发展早于我国在冲击试验方面的研究，所以含量较高高于中国目前的水平。如图11（A）所示美国公司的LANSMONT现场机械冲击具有更高的共振频率，确保具有清晰的冲动波形，端面轴承，固体表面强度高，钢制的底座，以满足更大的硬度和产品的耐用性。复杂结构的冲击波发生器可以提供精确的冲击波型，光学位移传感器，这种冲击试验台不同于普通的缓冲方式，但使用特殊的缓冲材料，这大大降低了频谱脉冲毛刺对脉冲响应失真的低频区域的影响，脉冲变形引起这种高的频率噪声也减少了25，但是，这些材料需要选择和与配置相匹配的缓冲垫材料，并需要定期的更换。（A）B图11冲击试验台（A）机械式冲击台；（B）冲击试验机FIG11IMPACTTESTINGRIGAMECHANICALIMPACTTESTRIGBIMPACTTESTINGMACHINE上图冲击试验机在日本是比较有代表性的，如图11（B），其中MDST系列可产生两个波形梯形波与半正弦波脉冲。它可用于测试包装货物等效下降。设定和自动控制的测试条件是利用计算机自动化控制设备。加速度测量与各种分析（合成，SRS，SR，损伤边界线图等）。采取控制策略，以防止再次工作，它有非常高刚度的冲击支座。此系列是该公司较为先进的产品。而其锯齿发生器用传统方法生产的，使用锥形圆柱形垫末端制造力脉冲发生器，半正弦波，梯形波是采用特殊的专用材料作为力脉冲成形器的，控制变化与高压缸波形，以实现冲击试验的标准。图12西北机器厂的Y52系列冲击台FIG12Y52IMPACTTESTINGRIGFROMNORTHWESTMANUFACTURINGCOMPANY国内目前也有很多公司和研究机构在生产及研究各类冲击试验机。虽然这些冲击试验机在设备，部分结构各不相同，但广大厂商和研究机构的成果是第二代冲击试验台，其波形产生相对简单，就是橡胶，液压和气动来提供一个波形缓冲器。这些制造商和研究机构，如测试仪器苏州，苏州新区东菱振动试验仪器有限公司，无锡市苏威试验设备有限公司，液压沈阳工程学院。苏州工厂测试设备CP系列冲击台，虽然能针对不同尺寸的产品做质量检测，其缓冲区只能产生半正弦波。苏州高新区东菱振动试验仪器有限公司SH200机可生产冲击半正弦和梯形波。然而，中国已经制定了少数厂家可以生产多种波形的脉冲发生器，并使用在冲击试验台上。西北机器厂冲击机Y52系列可生产GB，GJB，而美国受到的电气和电子产品的影响，能够满足标准的波形，如图12，它是目前中国国内冲击试验机中比较先进的系列。其液压缸可以调节试验台的跌落高度。系统导向机构，能确保系统的冲击有足够的自由度，限制冲击的横向速度在一定范围之内。支承系统主要对试验台起缓冲作用。多脉冲波形发生器能够产生半正弦，锯齿峰经过三次冲击波和梯形波的形式，它是冲击机的一个关键组成部分。制动助力系统控制升降台的高度。电气测量和控制系统利用微型电子技术来控制冲击试验台的动作顺序，测量和分析冲击试验台的信号，可打印冲击加速度波形台面等实验数据和参数分析。该产品是由于在主要设备方面来实现的在单个机器上试验多种不同的波形，设计的目标是要达到国际第三代的冲击试验机的水平。正弦波电源脉冲由橡胶作为成型机来实现的，冲击垫使用铅块来生产可以产生锯齿波，梯形波的产生也是用橡胶垫结合高压气缸来触发和控制。内部现有的文献，国内许多科研机构都做冲击试验台的驱动力基本原理，力学模型，设计方法，对冲击试验台上的正弦波，设计生产出符合国家标准，IEC标准或受美国试验机的标准，但是在冲击机的核心部件力脉冲发生器梯形波、后峰锯齿波方面的解决方法虽然也曾探索过采用液压小孔节流,并采取气液结合的控制方式,但是现有的研究成果显示其还存在以下不足一、波形超差严重、调节不便二、只能产生一种峰值、脉宽的波形,不能按照需求任意选择三、调节不便。因此要解决现有冲击波形成形器存在的问题,并降低冲击试验机的成本,需要研制性能更好、价格较低的新型冲击脉冲成形器122冲击试验的研究常用的测试可以衡量的生产和工艺试验材料加工机械零件的冲击能量的影响，并总结出了很多经验，这是在以下几个方面成功应用（1）材料的冲击能量被测试的宏观缺陷其差异在显微组织中更为敏感，在质量和鉴定测试冶金，钢铁加工和热处理正确性的步骤有效地利用，检查产品的稳定性和质量（2）由于生产的钢的冲击敏感相对脆性转变温度依赖性功能，它们被用来确定在钢转变温度的变化趋势。（3）冲击试样异常间隙敏感，所以常常用于评估高能金属灵敏度水平的影响和（4）冲击试验常用近年来，研究钢的冲击能量，以确定钢的灵敏度的适宜性（5）由于冲击试验装置相对简单，易于加工的样品，测试时间短等，因此与其他的测试方法使用也引起了关注。例如，断裂韧性和冲击能量之间的关系，建立了一批经验公式。随着科学与技术，自动化，计算机和光电子技术特别是快速发展的快速发展，促进（数字化）的影响试验台的发展。不仅提高力和位移测量的精度，以在先进技术行列拥有一席之地。从物理意义上只有定性的冲击能量不是利用价值非常明确，定量测量并且有很多成功击中参数和裂缝的形式在影响指标变化。这些指标反映了材料的耐冲击性将是下一个性能的影响，因为试验台的发展的影响，以创造一个更好的角度发展。新标准的实施和深刻的理解难免会在许多方面的巨大成就。冲击测试是在所使用的材料科学更广泛的分析工具领域。它在航天，航空，兵器，电子，电气，汽车，包装等行业的重要作用。冲击试验设备目前主要存在测试，测试钢铁产品包装的产品在市场上。在最后的类型，一般被分成两类一类是，摆锤式试验台，在一定高度和角度摆锤下落击中被试件另一种是落锤冲击试验机，用锤子自由落体砸向被试件。冲击能量较大，市场现有的产品主要集中在低功率，可达几十万焦耳，个别能量非常大的冲击试验台还需要定制。在这项研究中，对当地的材料试验机做市场研究威海试验机厂，深圳SANS可以生产出30000J冲击试验台。准确，平稳，缺点体型较大，成本高，因为这种试验台上有非常多的管路和巨大的油源系统，需要经常的去管理。并且还有导向立柱，高精度导柱圆柱体，刚性，但质量是非常大的结构。2冲击试验台整体方案设计21液压冲击试验台的工作原理211冲击动力学基本概念冲击是系统受到了瞬时冲击时，它的力、位移、速度或加速度会产生骤然变化的情况。冲击属于特殊情况下的一种振动，它和普通状态下的振动有所不一样，具有自己特殊的特性1冲击过程是瞬时的，持续时间非常的短；2冲击是突然的、猛烈的能量释放、能量传递和转换过程；3冲击激励常常是非周期性的，其频谱也是连续的，冲击过程一次性的完成，不呈现周期性；4系统在冲击作用下所产生的运动为瞬态运动，运动状态与冲击持续时间及系统的固有周期有关。从理论分析，运动的影响力是激励脉冲瞬态响应非周期性过渡性步骤或其他系统。机械振动引起的快速脉冲响应可能会消失，但最大应力（或位移）将强制系统造成严重破坏。一个冲击的动态过程的整体影响是随时间变化而变化的动态过程。理想的冲击载荷波形规则主要为矩形，三角形，锯齿等。但在工程实践中，时域波形很有可能会出现非规律性的激励，但你可以用规则的图形来表示一个特定的冲击。对于非负载波形相同冲击（冲击形式），该系统的动态响应将是不同的，系统的响应主要取决于冲击波形的峰值，时间的长短和冲击波形。212液压冲击试验台的数学模型根据该方案的功能要求，测试结果的分析内容主要有，瞬时速度，瞬间的冲击力大小还有位移和能量大小。由于破坏性能测试的测试期间会强烈振动，测量必须以非接触方式。综合考虑各种因素，选择的目标加速度为测量的基数。加速度信号可以推导出瞬间的负载大小（21）TAGMTP式中瞬态压缩载荷N；TP重锤质量KG；M测得的瞬态加速度；TASM2/G重力加速度（。/当不考虑立柱轨道之间的重量和摩擦，冲击头瞬间的冲击速度可以计算出来。有人用每秒的高速摄像机，每秒2000年至2500年的帧，测量结果冲击头的冲击速度与自由落体的冲击速度非常相似，误差5以内，这表明摩擦这一部分损失的影响是可以忽略不计的冲击能量。因此，这部分被忽略在计算过程之中。以加速度为基数，可以推导出瞬时顺度和位移（22）TDAVT0（23）TSTS0式中初始冲击速度M/S；0V初始压缩位移M；S瞬态速度M/S；TV瞬态位移M。S结合式22和式23，可得到载荷位移历程。对载荷位移曲线进SPSP行一次积分可得试件吸收的冲击能大小为（24）LDSPE0对于不一样材料、不一样结构的薄壁梁，能量的吸收能力可以通过破坏的单位质量材料或者结构压碎破坏的部分所吸收的能量来度量，称为“比吸能”（25）/LAES式中，A为薄壁梁的横截面积，为材料的平均密度。22液压冲击试验台设计预期成果（1）理论冲击力输出值35200吨，冲击行程500MM，满行程冲击力衰减50工作压力/MPA2300VRE537油液在管路中主要呈紊流流动状态，它的沿程阻力系数为250164按式求得沿程压力损失为21VPDLMPA008MPA10629284508316P2局部压力损失局部压力损失主要包括通过管道中的弯管和管接头等处的管道的局部压力损失，P2和通过控制阀的局部压力损失。其中管道的局部压力损失相比之下较小，所以我们3主要计算通过控制阀的那一部分局部压力损失。MPA072MPA23045074323P由以上计算结果我们可以计算出快速冲击时候从泵到液压缸之间所有的压力损失为（008072）MPA080MPA泵的出口压力为P10508MPA113MPA依据计算结果看，液压泵的实际出口压力和泵的额定压力相比之下有一定差距，所选泵合适。392液压系统发热温升计算1）计算发热功率液压系统的功率损失全部转化为热量。按下式计算其发热功率。（315）PCRH对本系统来说，是整个工作循环中泵的输入功率。即PR（316）ZIIIIRTQT1计算得泵的输入功率为15KW系统输出功率按下式求系统的输出功率为（317）11MJJWIINIWICTTSFPT计算得泵的输出功率为4KW总的发热功率为（154）KW11KWHR2）计算散热功率前面计算求得的油箱有效容积为22，按V08ABH可以求得油箱各边之积M3275ABH8023取A275M,B、H分别为1M。根据下式求得油箱散热面积为181（2751）15275109ABHAT518M22油箱的散热功率为（218）TATKPHC式中油箱散热系数，查表，取16KTT2/W油箱与环境温度之差，取35。T表37油箱散热系数TTAB26TANKOFCOEFFICIENTOFHEATTRANSFER冷却条件KT通风条件很差89通风条件良好1517用风扇冷却23循环水强制冷却110170KW61KW编辑委员会振动与冲击手册,第二卷国防工业出版社199262液压传动与控制设计秦大同谢里阳主编化学工业出版社3液压传动系统及设计张利平化学工业出版社4吕平华100KG冲击试验机的设计分析与计算试验技术与试验机19955仇雪琴,一种新颖的冲击试验设备环境技术19976何清华行程可调式液压冲击机构的研究凿岩机械气动7唐思鹤液压缸缓冲装置设计的探讨液压与气动8路雨样等液压气动技术手册机械工业出版社,200219曹培起液压缸北京科学技术出版社1987,610王运敏主编中国采矿设备手册下科学出版社,2007911成大先机械设计手册第五版M化学工业出版社2008412李壮云液压元件与系统M机械工业出版社,2012613毛君,吴常田,谢苗浅谈采煤机的发展及趋势J中国工程机械学报，2007，5224024214STRINGER,JOHNHYDRAULICSYSTEMANALYSISJTHEMACMILLANPRLTD197615DUQIANGWUMODELINGANDEXPERIMENTALEVALUATIONOFALOADSENSINGANDPRESSURECOMPENSATEDHYDRAULICSYSTEMPHDTHESISJ，UNIVERSITY0FSASKATCHEWAN,CANADA,2003,616黄宗益,李兴华,陈明液压传动的负载敏感和压力补偿J专题综述,20045256附录A译文液压系统一般仅有以下三种基本方法传递动力电气、机械和液压。大多数应用系统实际上是将三种方法组合起来而得到最有效的最全面的系统。为了合理地确定采取哪种方法，重要的是了解各种方法的显著特征。例如液压系统在长距离上比机械系统更能经济地传递动力。然而液压系统与电气系相比，传递动力的距离较短。液压传动有许多突出的优点，它被广泛的应用，如一般工业用的塑料加工机械，压力机械，机床等；应用机械设备工程机械，建筑机械，农业机械，汽车等；钢铁行业的冶金机械，起重机械，还有轧辊调整装置等；水利工程中的控制闸门装置，河床升降装置，桥梁和其他操作机构；发电厂高速涡轮装置，核电站等；船舶甲板用的起重机械（绞车），船头门，舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。特殊技术的天线控制装置，测量浮标，升降旋转舞台；军用的火炮操纵装置，船舶减摇装置，飞行器仿真，飞机起落架收放装置和方向舵控制装置和其他设备。液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的优劣，系统的污染防护和处理，而最后一点尤为重要。近年来我国国内液压技术有很大的提高，不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件如液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件即各种液压阀在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀安全阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统的作用是帮助人类工作，主要通过执行元件将压力转换为旋转或往复运动。液压原理它由两个不同大小的缸体充满了水或油。充满水的称为“水压机”，充满油的称为“液压机”。两个液缸每个都有一个可动的活塞，如果在小活塞上加点压力，根据帕斯卡定律，小活塞的压力通过液体的压力传递到大活塞，顶端的活塞将前进很长的距离。基本小活塞的横截面积为S1，外加一个小活塞上一个向下的力F1。因此，小活塞对液体的压强PF1/S1的，可以在所有方向上传输同样大小。通过大活塞的压力也为P。如果大活塞的横截面积为S2，活塞的压强P向上的压力F2PS2，横截面积是小活塞的几倍，加给小活塞小的力，活塞会有大的压力，由此用液压机压制胶合板，油，提起重物，锻造炼钢。液压系统成功而又广泛使用的秘密在于它的通用性和易操作性。液压动力传递不会像机械系统那样受到机器几何形体的制约，另外，液压系统不会像电气系统那样受到材料物理性能的制约，它对传递功率几乎没有量的限制。例如，一个电磁体的性能受到钢的磁饱和极限的限制，相反，液压系统的功率仅仅受材料强度的限制。企业为了提高生产率将越来越依靠自动化，这包括远程和直接控制生产操作加工过程和材料处理等。液压动力之所以成为自动化的重要组成部分，是因为它有如下主要的四种优点1控制方便，精确通过操作一个简单的操纵杆和按钮，液压系统的操作者便能立即起动、停止、加减速和能提供任意功率、位置精度为万分之一英寸的位置控制力。一个使飞机驾驶员升起和落下起落架的液压系统，当飞行员向某方向移动控制阀，压力油流入液压缸的某一腔从而降下起落架。飞行员向相反方向移动控制阀，允许油液进入液压缸的另一腔来收起落架。2增力，一个液压系统没有使用笨重的齿轮、滑轮杠杆就能简单有效地将不到一盎司的力放大产生儿上百吨力的输出。3恒力或恒扭矩，只有液压系统能提供不随速度变化而变化的恒力或恒扭矩，它可以驱动对象从每小时移动几英寸到每分钟几百英寸从每小时几转到每分钟几千转。4简便、安全、经济，总的来说，液压系统比机械或电气系统使用更少的运动部件，因此，它们运行与维护简便。这使得系统结构紧凑，安全可靠。例如一种用于车辆上的新型动力转向控制装置己淘汰其他类型的转向动力装置，该转向部件中包含有人力操纵方向控制阀和分配器。因为转向部件是全液压的，没有万向节、轴承、减速齿轮等机械连接，这使得系统简单紧凑。另外，只需输入很小的扭矩就能产生满足极恶劣工作条件所需的控制力这对操作空间限制而需要小方向盘的场合很重要，这也是减轻操作者疲劳所必需的。液压系统的其他优点包括双向运动、过载保护和无级变速控制，在已有的任何动力系统中液压系统亦具有最大的单位质量功率比。液压系统也有三个弱点1由于传动介质（液压油）流动的过程中部分位置流速不同，导致液体内部出现摩擦，同时液体与管道内壁也有摩擦，这都是液压油温度升高的原因。温度过高会导致更多的内部和外部的泄漏，减少其机械效率。同时由于较高的温度，液压油会膨胀。导致可压缩增大，使操作不能很好的控制传输。解决方法高温是液压系统的自身问题，只能最大减轻不能根除。使用质量更好的液压油，液压管的布局尽量避免出现弯曲，使用高品质的管材和管件，液压阀等。2液压系统的震动也是弱点之一。由于液压油在管道中流动的高速冲击和控制阀的打开关闭的过程中的影响是系统振动的原因。强烈震动会导致系统的控制动作错误，也会使系统中一些更复杂精密设备出现错误，从而导致系统故障。解决方案液压管应该是固定的，以避免急弯。为了避免频繁流动方向的变化，无法避免时应将减震措施应该做到最好。整个液压系统应具有良好的减振措施，同时避免在系统外部振荡器的影响。3液压系统有内泄露和外泄露，内泄漏是指发生在系统中的泄露过程，如液压活塞缸的泄漏，控制阀滑阀与阀体之间的泄漏，如两侧。内泄漏虽然没有液压油的损失，但是由于泄露，已经确定的控制动作会受到影响，直至系统故障。外泄露是指发生在系统与外部环境之间的泄露。液压油直接泄露到环境中，除了会影响工作环境，没有足够的动力将导致系统故障。液压油泄露到环境中也有火灾的危险。解决方案使用质量更好的密封件，以提高设备的加工精度。在液压系统及其系统中，密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件，即密封件。外漏会造成工作介质的浪费，污染机器和环境，甚至引起机械操作失灵及设备人身事故。内漏会引起液压系统容积效率急剧下降，达不到所需要的工作压力，甚至不能进行工作。侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损，进一步导致泄漏。因此，密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分。它的工作的可靠性和使用寿命，是衡量液压系统好坏的一个重要指标。除间隙密封外，都是利用密封件，使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下。在接触式密封中，分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封（即唇形密封）两种。附录B外文文献HYDRAULICSYSTEMTHEREAREONLYTHREEBASICMETHODSOFTRANSMITTINGPOWERELECTRICAL，MECHANICALANDFLUIDPOWERMOSTAPPLICATIONSACTUALLYUSEACOMBINATIONOFTHETHREEMETHODSTOOBTAINTHEMOSTEFFICIENTOVERALLSYSTEMTOPROPERLYDETERMINEWHICHPRINCIPLEMETHODTOUSE。ITISIMPORTANTTOKNOWTHESALIENTFEATURESOFEACHTYPEFOREXAMPLE，FLUIDSYSTEMSCALLTRANSMITPOWERMOREECONOMICALLYOVERGREATERDISTANCESTHANCANMECHANICALTYPESHOWEVER。FLUIDSYSTEMSARERESTRICTEDTOSHORTERDISTANCESTHANAREELECTRICALSYSTEMSHYDRAULICTRANSMISSIONTHEREAREMANYOUTSTANDINGADVANTAGES,ITISWIDELYUSED,SUCHASGENERALINDUSTRIALUSEOFPLASTICSPROCESSINGMACHINERY,THEPRESSUREOFMACHINERY,MACHINETOOLS,ETCOPERATINGMACHINERYENGINEERINGMACHINERY,CONSTRUCTIONMACHINERY,AGRICULTURALMACHINERY,AUTOMOBILES,ETCIRONANDSTEELINDUSTRYMETALLURGICALMACHINERY,LIFTINGEQUIPMENT,SUCHASROLLERADJUSTMENTDEVICECIVILWATERPROJECTSWITHFLOODCONTROLANDDAMGATEDEVICES,BEDLIFTSINSTALLATIONS,BRIDGESANDOTHERMANIPULATIONOFINSTITUTIONSSPEEDTURBINEPOWERPLANTINSTALLATIONS,NUCLEARPOWERPLANTS,ETCSHIPFROMTHEDECKHEAVYMACHINERYWINCH,THEBOWDOORS,BULKHEADVALVE,STERNTHRUSTER,ETCSPECIALANTENNATECHNOLOGYGIANTWITHCONTROLDEVICES,MEASUREMENTBUOYS,MOVEMENTSSUCHASROTATINGSTAGEMILITARYINDUSTRIALCONTROLDEVICESUSEDINARTILLERY,SHIPANTIROLLINGDEVICES,AIRCRAFTSIMULATION,AIRCRAFTRETRACTABLELANDINGGEARANDRUDDERCONTROLDEVICESANDOTHERDEVICESTHEROLEOFTHEHYDRAULICSYSTEMTOINCREASETHEFORCEBYCHANGINGTHEPRESSUREAHYDRAULICSYSTEMISGOODORBADDEPENDSONTHESYSTEMDESIGNISREASONABLE,THEMERITSOFTHEPERFORMANCESYSTEMCOMPONENTS,SYSTEM,POLLUTIONPREVENTIONANDTREATMENT,WHILETHELASTPOINTISPARTICULARLYIMPORTANTINRECENTYEARS,CHINASDOMESTICHYDRAULICTECHNOLOGYHASGREATLYIMPROVED,NOTSIMPLYUSINGHYDRAULICTECHNOLOGYFROMABROADFORPROCESSINGACOMPLETEHYDRAULICSYSTEMCONSISTSOFFIVEPARTS,NAMELY,POWERCOMPONENTS,THEIMPLEMENTATIONOFCOMPONENTS,CONTROLCOMPONENTS,AUXILIARYCOMPONENTSANNEXANDTHEHYDRAULICOILTHEROLEOFDYNAMICCOMPONENTSISTHEORIGINALMOTIVATIONOFTHEMECHANICALENERGYINTOFLUIDPRESSUREENERGY,THEHYDRAULICSYSTEMOFPUMPS,WHICHPROVIDEPOWERTOTHEENTIREHYDRAULICSYSTEMSTRUCTURESOFHYDRAULICPUMPSGENERALLYHAVEGEARPUMPS,VANEPUMPSANDPISTONPUMPSIMPLEMENTATIONOFCOMPONENTSSUCHASHYDRAULICCYLINDERSANDHYDRAULICMOTORSISTOPRESSURETHELIQUIDCANBECONVERTEDTOMECHANICALENERGYTODRIVETHELOADFORALINEARRECIPROCATINGMOVEMENTORROTATIONALMOVEMENTCONTROLCOMPONENTSINTHEHYDRAULICSYSTEMCONTROLANDREGULATIONOFFLUIDPRESSURE,FLOWANDDIRECTIONACCORDINGTOTHEDIFFERENTCONTROLFUNCTIONS,HYDRAULICVALVESCANBEDIVIDEDINTOPRESSURECONTROLVALVES,FLOWCONTROLVALVESANDDIRECTIONALCONTROLVALVEPRESSURECONTROLVALVEISDIVIDEDINTOBENEFITSFLOWVALVESAFETYVALVE,PRESSURERELIEFVALVE,SEQUENCEVALVE,PRESSURESWITCH,ETCFLOWCONTROLVALVESINCLUDINGTHROTTLE,ADJUSTINGVALVES,FLOWDIVERSIONVALVEASSEMBLYDIRECTIONALCONTROLVALVEINCLUDESACHECKVALVE,CHECKVALVE,SHUTTLEVALVE,VALVEANDSOONUNDERTHECONTROLOFDIFFERENTWAYS,HYDRAULICVALVESCANBEDIVIDEDINTOSWITCHINGCONTROLVALVES,CONTROLVALVESANDTHEFIXEDVALUEPROPORTIONALCONTROLVALVEAUXILIARYCOMPONENTS,INCLUDINGFUELTANKS,FILTERS,TUBINGANDPIPEJOINTS,SEALS,QUICKCOUPLINGS,HIGHPRESSUREBALLVALVE,HOSEASSEMBLY,PRESSUREFITTINGS,PRESSUREGAUGE,OILLEVEL,OILTEMPERATUREMETERANDSOONHYDRAULICSYSTEMOFHYDRAULICOILISTHEWORKOFTHEENERGYTRANSFERMEDIUM,AVARIETYOFMINERALOIL,EMULSION,OILHYDRAULICMOLDINGHOPCATEGORIESTHEROLEOFTHEHYDRAULICSYSTEMISTOHELPHUMANITYWORKMAINLYBYTHEIMPLEMENTATIONOFCOMPONENTSTOROTATEORPRESSUREINTOARECIPROCATINGMOTIONHYDRAULICPRINCIPLEITCONSISTSOFTWOCYLINDERSOFDIFFERENTSIZESANDCOMPOSITIONOFFLUIDINTHEFLUIDFULLOFWATEROROILWATERISCALLED“HYDRAULICPRESS“THESAIDOILFILLED“HYDRAULICMACHINE“EACHOFTHETWOLIQUIDASLIDINGPISTON,IFTHEINCREASEINTHESMALLPISTONONTHEPRESSUREOFACERTAINVALUE,ACCORDINGTOPASCALSLAW,SMALLPISTONTOTHEPRESSUREOFTHEPRESSURETHROUGHTHELIQUIDPASSEDTOTHELARGEPISTON,PISTONTOPWILLGOALONGWAYTOGOBASEDCROSSSECTIONALAREAOFTHESMALLPISTONISS1,PLUSASMALLPISTONINTHEDOWNWARDPRESSUREONTHEF1THUS,ASMALLPISTONONTHELIQUIDPRESSURETOPF1/SI,CANBETHESAMESIZEINALLDIRECTIONSTOTHETRANSMISSIONOFLIQUID“BYTHELARGEPISTONISALSOEQUIVALENTTOTHEINEVITABLEPRESSUREPIFTHELARGEPISTONISTHECROSSSECTIONALAREAS2,THEPRESSUREPONTHEPISTONINTHEUPWARDPRESSUREGENERATEDF2PXS2CROSSSECTIONALAREAISASMALLMULTIPLEOFTHEPISTONCROSSSECTIONA