锡柴汽车厂液压综合试验台设计【优秀毕业论文 答辩通过】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 编号 无锡太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 锡柴汽车厂液压综合试验台设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923010 学生姓名： 康 海 成 指导教师： 屠德刚 （职称： 高级工程师 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 需要购买对应 纸 咨询 14951605 I 无锡太湖学院本科毕业设计 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计 锡柴汽车厂液压综合试验台设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 91 学 号： 0923010 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 、 题目 锡柴汽车厂液压综合试验台设计 、专题 二、课题来源及选题依据 本课题是对自卸车上所有液压元件进 行综合试验装置，以满足工厂质量控制的要求。由于试验台已制造完成，并经多年使用，故在完善液压电控原理的基础上，加以改进。学生在设计中还须对现有液压电控系统进行分析，须重新设计液压电控原理。故学生在设计过程中，可掌握较强的实际工作经验，完成从设计到实际生产及运行调试的整个过程，这样一来就能很好的掌握机电一体化技术，提高解决实际工作问题的能力，为以后工作打下极好的基础。 三、本设计应达到的要求 ： 1 达到技术指标所规定要求，满足实际工作需要。 2整机结构简单实用，加载机架部件需作应力变型分析。 3 有较高的工作可靠性；安全性。 4工作时噪音小，发热较小，设备外形美观及操作方便。实习地点：无锡。 按照用户提出的完整技术要求，写出液压及电气的技术数据，并经用户确 认。 工作量要求： 1 验台装配图；液压站装配图；油缸加载设备装配图。 压原理图。 重要零件图：油缸加载设备重要零件图 及液压集成块图 2#等。 3. 油缸加载设备的应力应变分析 ; 液压集成块三维图 4完整的设计及使用说明书（电液选型；参数计算）。 5必要的技术资料翻译（ 8000字符）。 四、接受任务学生： 机械 91 班 姓名 康海成 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计指导： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 摘 要 液压实验台是进行液压元件检测的关键设备，是集机、液、电 为一体的现代化高技术设备。 本文针对实验室和生产的需求，提出了设计题目。并对该机的机械系统、液压系统、控制系统进行了全面设计。 液压系统设计中 ,首先分析液压实验台的工作过程，并在此基础上进行了液压系统原理图的设计，确定了液压系统的执行元件。计算了整个液压系统的流量 ,并根据流量和压力进行了液压阀的选型、油箱的设计和各个辅助元件的选择。计算了核个系统的的功率，据此选择了电动机的型号，最后绘制了液压泵站的装配图。 由于传统液压实验台采用继电器等元件作为控制系统的控制元件，存在可靠性、灵活性差等缺点。文中通过实例说 明利用 电气控制系统采用可编程控制器 对 现了整机的自动化。本设计己经应用于实际生产 ,取得了良好的效果。 关键词 ：液压实验台；可编程控制器；液压阀；液压系统；控制系统 he is of is a at of In of of of of At of on of of of of of At of as as of LC as of It of LC At to a V 目 录 摘 要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 况和发展趋势 . 1 柴汽车厂简介 . 1 内外自卸车的概况和发展趋势 . 1 压检测技术的概况和发展趋势 . 2 题的提出与意义 . 3 题的主要内容 . 4 2 总体方案的确定 . 5 计依据 . 5 定液压系统方案 . 6 定控制系统方案 . 6 定外观及机械附件的设计方案 . 6 体配置设计 . 6 3 液压系统的设计及其校核 . 7 压系统的组成 . 7 源装置 . 7 行元件 . 7 节控制元件 . 7 助元件 . 7 压系统的主要优缺点 . 7 压传动的优点 . 7 压传动的缺点 . 8 压系统方案设计 . 8 压系统原理图设计 . 8 压系统参数设计和液压件的选择 . 12 压辅助元件的设计与选择 . 25 压元件的安装和键校核 . 29 4 机械附件设计 . 32 卸钢架的设计 . 32 案的拟定 . 32 案的确定及部件分析 . 34 箱的设计 . 35 验台操作面板及控制电柜的外形设计 . 37 计依据与问题的提出 . 37 计方案的确定 . 37 5 控制系统的设计 . 39 继电器控制系统的比 较 . 39 微型计算机的比较 . 39 靠性高的原因 . 40 安装与抗干扰措施 . 40 统的调试和运行 . 41 电前的检查 . 41 试运行主要过程 . 41 统的维护 . 42 制系统的设计 . 42 设计内容 . 42 控制流程的拟订 . 43 制电路元气件的选用 . 43 编制 . 44 6 限元分析方法 . 46 限元分析方法简介 . 46 行有限元分析的目的和意义 . 46 塞杆的受力变形情况进行分析 . 47 析步骤 . 47 析载荷 . 47 析结果 . 47 卸钢架端板受力变形的分析 . 48 析步骤 . 48 析载荷 . 48 析结果 . 48 7 活塞杆的最优化设计 . 49 化设计简介 . 49 塞杆的可靠性优化设计方法 . 49 塞杆的工况分析 . 49 择设计变量、建立目标函数 . 49 8 液压综合实验台测试实例 . 51 卸油缸试验 . 51 载的往复运行 . 52 行程长度 . 52 载的往复运行（最大推力（慢速）对顶） . 52 内泄漏及外泄漏 . 53 向阀（ 验 . 53 泄漏 . 53 压试验 . 53 向压力损失 . 54 启压力 . 54 9 液压原理改进设计 . 55 压系统现状 . 55 压系统的改造 . 55 压系统改造原理图的绘制 . 55 10 结论与展望 . 57 论 . 57 望 . 57 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 锡柴汽车厂液压综合实验台设计 1 1 绪论 况和发展趋 势 柴汽车厂简介 一汽解放汽车有限公司无锡锡柴汽车厂是一汽解放汽车有限公司无锡柴油机 厂下设生产各类改装车的专业化分厂，是一汽集团在华东地区设立的改装汽车生产基地。工厂具有年产 10000 辆改装汽车和 5000 辆底盘的生产能力，拥有国家公安部和国家技术监督总局核准的汽车安全环保性能检测线。产品的销售、服务纳入一汽营销大网络统一运作，已经发展培育了 46 家锡柴改装车专营销售网点。 图 柴汽车厂生产的刚性自卸车 内外自卸车的概况和发展趋势 据有关资料显示，到 2007 年国内专用车保有量将达到 275 万辆，每年需求量 34 万辆，原有专用车更新量 12 万辆。每年以 速度递增，其发展速度高于普通货车的增长速度，且会向重型化发展。目前，专用汽车重、中、轻比例约为 2:5:3，随着中国加入 外技术的引进及合资合作等多种方式的技术改造和提高，加上国家大型项目拉动，以及开发中西部的需求，重型车将 有较大发展，逐渐向 3:4:3 的合理比例接近。 新工艺、新材料的应用以及机、电、液一体化是专用汽车今后发展的另一方向，如液压辅助装置装卸货物，纤维增强复合材料， 窝板在各种厢式车上的应用，特殊复合材料在防弹运钞车的运用，大大提高了专用车的整体性能，促进了专用汽车的发展。 自卸车起源于欧洲，它是一种适宜在恶劣天气及空间受限制的工作条件下工作的工程汽车，其用途由最初的修路逐渐发展应用到采矿业、水电工程、铁路工程和机场等不同行业的工程项目中。自卸车具有良好的驱动能力、通过能力和机动性能以及比刚性车辆低得多的运营 成本。其优越的性能在国内外得到了工程承包商的广泛认可，使之成为年销售量增长率最快的重型工程车辆。 自卸车的开发历史并不很长，其中有瑞典的沃尔沃（ 美国的特雷克斯（ 卡特彼勒（ 公司。三家的年产量占全世界年产量的 80%以上。 无锡太湖学院 学士学位论文 2 铰接式卡车以其独特的车架结构、全轮驱动方式，显示出卓越的机动性和通过性，发展迅速，已深为广大用户青睐。铰接式卡车不仅初期投资少，同时投入产出比高，用户投资的利润回报率高，是一种很有前途、值得大力推广的车型。这种先进的运输设备已在我国的工程施 工中得到了推广，市场前景广阔。 成立于 1927 年的 司是瑞典最大的工业企业集团，总部设在比利时的布鲁塞尔。 1966 年该公司开始生产铰接式自卸车，现在主要在瑞典 产，年生产能力在 2000辆左右，主要型号有 四种机型。有效载重量 2541t。总部位于美国诺沃克的 司为世界三大自卸车生产基地之一，主要产品包括 30、 型号。 由于国内铰接式自卸车开发时间很短，现在还几乎处于空白状态，因此国内市场几乎全由 几个大公司 所占据。目前，徐工集团工程机械制造厂在综合我国国情和施工现场实际情况的基础上，自主开发载重量为 25t 的 接式自卸车。该车在总体上采用 6 6 全轮驱动、液力传动、防滑差速器、自动换档、双向驾驶、液压转向及橡胶弹性悬挂，在最近的上海宝马车展上一亮相，就引起了国内外同行的广泛关注。 压检测技术的概况和发展趋势 液压设备由于具有单位功率重量轻、体积小、易获得大力矩、可实现无级变速、控制载荷容易等突出优点，而得到越来越广泛地应用。国内各类机械设备配置的液压系统也越来越多，而且日趋复杂。液压 技术的应用已成为现代化工程机械和农业机械的典型标志。 虽然液压系统具有许多的优点，但由于设计、制造、管理水平以及客观条件限制，液压系统在使用过程中免不了要发生故障，使得液压设备达不到设计要求甚至不能正常作。同时随着现代化机械的液压系统向着高性能、高精度和复杂化方向的发展，液压元件的价格昂贵，一旦液压系统出现故障，从维修成本考虑我们不能每次都更换有故障的液压元件，而是应该找出故障所在，首先选择尽快修复。但是，因为液压传动系统的密闭性，以及一些工作人员对液压传动知识了解不够，使得机械中经常出现的许多液压技术上的 故障难以诊断和排除。 由于故障排查和检测技术的缺乏，而延长了修理周期，严重影响生产的情况是屡见不鲜的。因此，开展液压系统故障检测和诊断技术的研究越来越受到重视，已成为液压技术发展的一个重要方向。 由于液压系统是一个有机联系的多元件复杂整体，故障现象和故障原因并非是一一对应关系，呈现出综合性和系统性的特点，再加上液压系统工作元件及工作介质的封闭特性，给系统的状态检测及不解体在线故障诊断带来相当多的困难。目前，主要还停留在人工巡回检测和定期检修的水平上。近年来，由于计算机技术、检测技术、 信息技术和智能技术的发展，大大地促进了液压系统故障检测与诊断技术地发展。检测方法主要有以下几种： 查找液压系统故障的最简便方法就是 “ 感官诊断法 ” ，又称为 “ 四觉诊断法 ” ，这是指有经验的维修技术人员凭感官和经验，通过看、听、触、嗅等方法判断故障原因。 锡柴汽车厂液压综合实验台设计 3 用一个电热源对液压系统中的管道进行加热，从管道外壁的温升情况即可迅速判明金属管道内，有无油液、油液流动的方向以及大概流速。但是这种方法不能测试压力等其它参数，测试结果也易受外界因素、测试部位、测试方法的影响，有时候要经过大量的实验才 能找出故障部位。 是通过分析设备磨损的微粒来诊断系统的故障。但由于铁谱技术是一门新兴的技术，目前所用设备的成本较高。 包括综合性检测实验台和单一功能的检测实验台。利用实验台可以很方便的检测出被测试液压元件的多种参数，再与标准值比较，即可迅速判明哪一个元件出现故障。 所谓仪器检测法就是使用仪器、仪表进行故障诊断的方法。这些仪器、仪表是在不拆卸液压设备的情况下进行参数测量后与正常值相比较从而断定是否有故障。一般地说，用仪器仪表检测比较准确有效。 包括模 糊诊断法、神经网络诊断法和专家系统诊断法。 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生。 上面提到的某些检测方法具有主观性，对检测结果的判断具有一定的影响，因此我们要加强液压检测技术的科技含量，提高其检测结果的准确性。 一方面，我们要大力开展仪器检测。这是一种实用的液压系统故障诊断方法，能够方便准确地判断出故障部位及原因，及时处理。其优点是科学、客观，避免了个人诊断的盲目性，诊断结果符 合实际，具有较高的实用推广价值。 另一方面，我们要实现主动维护技术，加强液压系统故障诊断方法的研究，液压系统故障诊断专家系统的开发应是一个具有巨大应用前景的研究领域。这就要总结专家的知识，建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的信息和知识库中的知识，用推理机中存在的推理方法推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。 要进一步开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须修改和增减少量的规则。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，在故障发生之前进行补偿，这是液压行业努力的方向。 题的提出与意义 近年来随着我国工程机械产品的不断引进和发展，大吨位液压缸以及相关液压元件的应用越来越多，而这种液压缸进口价格偏高，国产质量又不十分过关。因此，生产与使用这类液压缸的厂家，建造一台能够对其进行试验与检测的实验台，就显得非常重要与迫切。 无锡太湖学院 学士学位论文 4 本课题是对锡柴汽车厂自卸车上所有液压元件进行综合试验的装置，以满足工厂质量控制的要求。由于试验台已制造完成，并经多年使用，故在完善液压电控原理的基础上加以改进。在设计中还须对现有液压电控系统 进行分析，须重新设计液压电控原理及程序，对于进行自卸油缸试验的承载钢架进行结构设计以及油缸中重要零件的优化设计并做出必要的有限元分析。本课题使我在设计过程中，能掌握较强的实际工作经验，完成从设计到实际生产及运行调试的整个过程，这样一来就能很好的掌握机电一体化技术，提高解决实际工作问题的能力，为以后工作打下极好的基础。 题的主要内容 木课题的主要内容是完成液压实验台的总体设计。最后，将它们转化为能供指导制造、装配、安装、调试和维修用的设计图纸及各类说明书等技术文件。总之，设计的主要内容分为机械系统 、液压系统和控制系统三部分。按照用户提出的完整技术要求，写出液压及电气的技术数据，并经用户确认。 本设计需满足的要求如下： 1达到技术指标所规定要求，满足实际工作需要。 2整机结构简单实用，加载机架部件需作应力变型分析。 3 自动控制，要有较高的工作可靠性；安全性。 4工作时噪音小，发热较小，设备外形美观及操作方便。主要技术指标： 根据技术要求，我们需要在搞清设备工作原理的基础上，经改进设计，进行正式图纸绘制。在设计中还须对现有的机构进行分析，如充分利用 软件进行 有限元应力 优 化设计 ,有条件的话还要进行运动分析。且重新设计电液原理图，主机等部件。在自动化生产软件的使用编程逻辑方面有所改进使用 时部分控制。因类似设备已投入生产，故我在设计过程中，可获得并掌握较强的实际工作经验。最终完成从设计到实际生产及运行调试的整个过程，这样一来就能很好的掌握机电一体化技术，提高了解决实际工作问题的能力，为以后工作打下极好的基础。尤其这几个软件的使用对以后的研究生课程有莫大的帮助和指导性的方向。 在设计的时候，课本知识和实际生产经验的结合是我最想拥有的经历。期间充分利用已有的资源在搞清设备工 作原理的基础上，调研工厂实际情况包括设备的调试（主要是液压部分和电控部分）以及制造过程遇到的难题和解决方案，因而形成了对设备的机械部分，液压部分，电气部分技术观念和感性认识，为改进，完善设备打下坚实基础。 本课题为机电液综合