溢流桥制动回路毕业论文.doc

毕业设计（论文）溢流桥控制液压马达刹车回路的动画演示第一部分：液压回路的结构特点和动作特性液压制动的优点是：作用滞后时间较短(0103s)；工作压力高(可达1020MPa)，因而轮缸尺寸小，可以安装在制动器内部，直接作为制动蹄的张开机构(或制动块的压紧机构)，而不需要制动臂等传动件，使之结构简单，质量小；机械效率较高(液压系统有自润滑作用)。液压制动的主要缺点是过度受热后，部分制动液汽化，在管路中形成气泡，严重影响液压传输，使制动系效能降低，甚至完全失效。图1、溢流桥控制液压马达制动回路图全液压制动系统由：充液阀、蓄能器、脚踏阀、钳盘制动器（或其他形式的制动器），以及制动尾灯开关，压力开关等组成。压力油经由充液阀向蓄能器供油后，一路进入脚踏阀，脚踏阀实际上为一个脚踩的比例换向阀，然后进入轮胎旁的制动器。当制动力不够时可由蓄能器短时供油。还有一种是气推液形式的刹车。由发动机上的真空助力泵产生压力气体，推动刹车油缸，刹车油壶的右进入刹车油缸，起到增力的目的，然后进入制动器中。目前大多数制动器为碟刹，而不是鼓刹。如图1所示：该回路是用溢流桥控制的液压马达制动回路图。该溢流桥控制的液压马达制动回路结构特点：该溢流桥控制的液压马达制动回路。由一个双向定量液压马达、四个单向阀、一个溢流阀、一个三位四通电磁换向阀和一台带有进出油压力显示的液压源泵站组成，其中电气部分包括了控制马达正反转需要的两套开关线圈指示灯线路系统。马达未启动，当按下标签为L的按键开关（常开）时，地磁线圈A得电，意味着三位四通电磁换向阀的标签为A的电磁铁得电，三位四通电磁换向阀处于左工位工作，压力油经液压源泵站经过三位四通电磁换向阀的左工位到液压马达的右侧，由右侧进口进入马达，驱动马达输出功率，这时马达平稳工作。马达未启动，当按下标签为R的按键开关（常开）时，地磁线圈B得电，意味着三位四通电磁换向阀的标签为B的电磁铁得电，三位四通电磁换向阀处于右工位工作，压力油经液压源泵站经过三位四通电磁换向阀的右工位到液压马达的左侧，由左侧进口进入马达，驱动马达输出功率，这时马达也平稳工作。当马达由平稳转动要提车时，两个按键开关（常开）都断开，电路系统中的两个电磁铁都不得电，三位四通电磁换向阀处于中位工作，压力油经液压源泵站经过三位四通电磁换向阀的中位又回到了油箱里，液压源不做功。液压马达在惯性作用下有继续转动的趋势，它此时所排出的高压油经单向阀由溢流阀限压，另一侧靠单向阀从油箱吸油。该回路中的溢流阀既限制了换向阀回中位时引起的液压冲击，又可以使马达平稳制动。适当调节溢流阀的压力，可以调节马达的制动性能。该溢流桥控制的液压马达制动回路运动特性：采用溢流桥可实现马达的制动。当换向阀回中位时，液压马达在惯性作用下有继续转动的趋势，它此时所排出的高压油经单向阀由溢流阀限压，另一侧靠单向阀从油箱吸油。该回路中的溢流阀既限制了换向阀回中位时引起的液压冲击，又可以使马达平稳制动。还需指出，图中溢流桥出入口的四个单向阀，除构成制动油路外，还起到对马达的自吸补油作用。第二部分：仿真动画的制作过程 FluidSIM机电液一体化仿真分析软件简介：FluidSIM软件由德国Festo公司 Didactic 教学部门和Paderborn大学联合开发，是专门用于液压与气压传动的教学软件，FuidSIM软件分两个软件，其中FluidSIM-H用于液压传动教学，而FluidSIM-P用于气压传动教学。 FluidSIM软件的主要特征是 1）CAD功能和仿真功能紧密联系在一起。FluidSIM软件符合DIN电气液压（气压）回路图绘制标准，CAD功能是专门针对流体而特殊设计的，例如在绘图过程中，FluidSIM软件将检查各元件之间连接是否可行。最重要的是可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，并有元件的状态图显示，这样就使回路图绘制和相应液压（气压）系统仿真相一致，从而能够在设计完回路后，验证设计的正确性，并演示回路动作过程。 2）系统学习的概念。FluidSIM软件可用来自学、教学和多媒体教学液压（气压）技术知识。液压（气压）元件可以通过文本说明、图形以及介绍其工作原理的动画来描述；各种练习和教学影片讲授了重要回路和液压（气压）元件的使用方法。 3）可设计和液压气动回路相配套的电气控制回路。弥补了以前液压与气动教学中，学生只见液压（气压）回路不见电气回路，从而不明白各种开关和阀动作过程的弊病。电气液压（气压）回路同时设计与仿真，提高学生对电气动、电液压的认识和实际应用能力。 FluidSIM软件用户界面直观，采用类似画图软件似的图形操作界面，拖拉图标进行设计，面向对象设置参数，易于学习，用户可以很快地学会绘制电气液压（气压）回路图，并对其进行仿真。 回路系统的搭建制作：假定已经安装好了FluidSIM机电液一体化仿真分析软件。选择开始菜单-所有程序Festo DidacticFluidSIM-H3.5打开FluidSIM机电液一体化仿真分析软件；单击新建按钮，新建了一个仿真文件。如下图所示：按住左侧元件库中的液压马达图标，拖动到刚才新建文件的空白处，于是我们创建了一个双向定量液压马达模型；右击刚刚创建好的模型，在弹出的下拉列表中选择旋转90度，如下图所示： 按住左侧元件库中的溢流阀图标，拖动到文件的合适位置，创建溢流阀模型。双击溢流阀模型，在弹出的溢流阀对话框中把压力设置为12Mpa。如下图所示： 按住左侧元件库中的n位四通换向阀图标，拖动到文件的合适位置，创建一个换向阀模型。双击创建的模型，弹出配置换向阀结构对话框，如下图所示： 在左端驱动中勾选弹簧复位，控制方式选择液控电控旁边的小三角，在下拉列表中选择电磁铁图标；右端驱动设置和左端驱动相同。阀体栏中第一个工位选择交叉工位，第二个工位（也就是静止位置）选择囧型工位，第三个工位选择平行工位，点击确定。配置换向阀结构对话框设置如下图所示： 双击创建好的三位四通电磁换向阀左端电磁铁小圆圈，在弹出的标签对话框中输入字母A，同理在双击创建好的三位四通电磁换向阀左端电磁铁小圆圈，在弹出的标签对话框中输入字母B。按住左侧元件库中的单向阀图标，拖动到合适位置，创建单向阀模型，利用右键选择功能和shift选择复制功能，创建4个单向阀模型，注意单向阀的开口方向，单向阀的布置如下图所示： 在溢流阀底部合适的位置创建一邮箱模型（方法略）。 拖动液压源泵站到合适位置，为系统创建液压油源模型。双击泵站模型，在弹出的液压源对话框中，把工作压力设置为12mpa点击确定。 为了保证系统仿真时不出现错误信息，要求系统创建的模型各个接口处都应该是闭合，所以，这里有必要创建一个压力表模型，一来可以方便的完成闭合液压油源的多余接口，二来，还可以提供一个回油压力的显示渠道。当然在理想的仿真系统中，如果没有特意设置的背压的话，回油压力一般是等于0的。 按住左侧元件库中的压力表图标，拖动到液压油源的合适位置，给系统的压力油源设置一个回油压力表。 至此，我们已经创建好了所有的液压部分的元件模型，如下图所示： 系统的管路搭建：按照前面所述的溢流桥控制的液压马达制动回路结构特点，依次给创建好的液压元件连接管路，（方法点击各个液压元件旁边的小圆点，靠近时为绿色显示，拖动到想要连接的液压元件旁边的小圆点上）如果管路位置不合理，还可以通过拖动的方法来改变管路的位置。 创建系统电气控制系统：根据需要分别拖动+24伏和0伏电源电压、两个按钮开关（常开）、两个电磁线圈和两只电灯泡到合适位置，创建电气控制回路。并把这些电气元件连接起来，构成系统的电气控制回路。双击左侧按钮开关在弹出的标签中输入字母L，双击这一路上的电磁线圈，在弹出的标签对话框中输入字母A；双击右侧按钮开关在弹出的标签中输入字母R，双击这一路上的电磁线圈，在弹出的标签对话框中输入字母B。 至此，我们完成了整个溢流桥控制的液压马达制动回路的创建工作。如下图所示：回路系统的模拟仿真： 点击播放按钮开始溢流桥控制的液压马达制动回路的仿真。鼠标移动到按钮开关（常开）L附件，常按按钮L，则系统工作状态如下图所示：鼠标移动到按钮开关（常开）R附件，常按按钮R，则系统工作状态如下图所示：当换向阀回中位时，液压马达在惯性作用下有继续转动的趋势，它此时所排出的高压油经单向阀由溢流阀限压，另一侧靠单向阀从油箱吸油。该回路中的溢流阀既限制了换向阀回中位时引起的液压冲击，又可以使马达平稳制动。还需指出，图中溢流桥出入口的四个单向阀，除构成制动油路外，还起到对马达的自吸补油作用。第三部分：制作总结通过本次溢流桥控制的液压马达制动回路的制作和仿真，我们初步了解了溢流桥控制的液压马达制动回路的功能和机理，并初步了解和掌握了FluidSIM机电液一体化仿真分析软件的初步应用。液压制动的优点是：作用滞后时间较短(0103s)；工作压力高(可达1020MPa)，因而轮缸尺寸小，可以安装在制动器内部，直接作为制动蹄的张开机构(或制动块的压紧机构)，而不需要制动臂等传动件，使之结构简单，质量小；机械效率较高(液压系统有自润滑作用)。全液压制动系统由：充液阀、蓄能器、脚踏阀、钳盘制动器（或其他形式的制动器），以及制动尾灯开关，压力开关等组成。压力油经由充液阀向蓄能器供油后，一路进入脚踏阀，脚踏阀实际上为一个脚踩的比例换向阀，然后进入轮胎旁的制动器。当制动力不够时可由蓄能器短时供油。还有一种是气推液形式的刹车。由发动机上的真空助力泵产生压力气体，推动刹车油缸，刹车油壶的右进入刹车油缸，起到增力的目的，然后进入制动器中。而我们本次的制作和仿真正是针对溢流桥控制的液压马达制动回路而展开的。 我们这里过创建的溢流桥控制的液压马达制动回路由一个双向定量液压马达、四个单向阀、一个溢流阀、一个三位四通电磁换向阀和一台带有进出油压力显示的液压源泵站组成，其中电气部分包括了控制马达正反转需要的两套开关线圈指示灯线路系统。在压力油泵站组成部分中，包含了保护系统压力的溢流阀和检查系统出油、回油压力的监测压力表两只。此外该回路还配备了电路控制驱动，有两个按钮开关（常开）来控制二位四通电磁换向阀电磁铁的得电与否。采用溢流桥可实现马达的制动。当换向阀回中位时，液压马达在惯性作用下有继续转动