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1000L/min大流量液压实验台设计DESIGN OF A HYDRAULIC TEST BENCH WITH 1000L/min FLOW摘要目前液压系统已经在航空航天、民用设等方面得到了非常广泛的运用。液压系统在对状态监测、故障诊断还有对液压元器件进行分析和检测技术也是一天天成熟起来。但在对大流量安全阀进行实验的技术，相较国外无论是技术上还是理论上都比较落后。和大流量安全阀发展的速度不能够成正比。国内对大流量安全阀的检测上，是没有这个技术的，也不可以进口先进的检测设备。所以，对其进行设计和研究是非常有必要的。本次设计的题目是1000L/min大流量液压实验台设计，主要研究的对象是安全阀。本次设计的主要内容有：对液压传动的应用进行了解和掌握；对液压实验台的研究现状还有发展前景有了比较全面的认识。明确设计的步骤，本次检测的目的还有检测回路的确定等等。对电机、液压元件还有液压集成块进行选择、设计及确定。设定正确的测量条件，选择正确的测量方法，完成流量计的选择等。关键词 液压系统；1000L/min；大流量；实验台；安全阀IIAbstractAt present， the hydraulic system has been widely used in aerospace and civil settings. The hydraulic system is mature day by day in condition monitoring， fault diagnosis and hydraulic components analysis and detection. However， the technology of large flow safety valve is relatively backward in technology and theory. And the development speed of large flow safety valve can not be directly proportional to the speed. The detection of large flow safety valve in China is neither technical nor imported. Therefore， it is very necessary to design and research it.The topic of this design is the design of 1000 liters of large flow hydraulic test stand. The main object of study is safety valve. The main contents of this design are as follows: the application of hydraulic transmission is understood and mastered， and the research status of the hydraulic test bench and the prospect of development have a more comprehensive understanding. Clear the design steps， the purpose of this test is the determination of the detection loop and so on. The motor， hydraulic components and hydraulic manifold blocks are selected， designed and determined. Set the correct measurement conditions， select the correct measurement method， and complete the choice of flowmeters.Keywords hydraulic system；1000L/min；large flow rate；test bench；safety valve目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 本课题研究的背景及意义11.2 液压传动概述11.2.1液压传动的工作原理及组成11.2.2液压传动的特点21.2.3液压传动的应用21.3 国内外液压实验台的发展现状31.3.1国内液压实验台的发展现状31.3.2国外液压实验台的发展现状31.4 液压实验台的发展趋势41.5 本课题研究的主要内容52 总体方案的设计与确定62.1 液压实验台的组成62.2 工作原理的确定62.3 测试回路图的确定82.4 液压油的选择93 液压试验台设计、选择与确定103.1 液压缸的设计103.1.1液压缸工作压力及载荷的确定113.1.2缸筒的设计113.1.3缸底的确定123.1.4活塞杆的设计133.1.5活塞的设计133.2 液压泵的选型与安装133.2.1液压泵工作压力的确定133.2.2液压泵型号的确定143.2.3液压泵的安装方式143.3 电动机的选择与确定143.4 阀类原件及辅助原件的选择与确定153.5 液压油管的选型183.6 液压油箱的设计193.6.1液压油箱有效容积的确定203.6.2液压油箱的散热计算203.6.3液压油箱的结构设计213.7 液压集成块的结构设计223.7.1通用集成块组的结构223.7.2集成块的特点223.7.3液压集成块及其设计223.8 液压蓄能器234 测量系统的设计244.1 正确测量的测量条件和测量方法244.2 流量计的选择245 液压试验台的操作规程25结论26致谢27参考文献2851 绪论1.1 本课题研究的背景及意义现在液压工业发展的很快，在很多机械里面液压技术是越来越重要。因为液压系统的结构复杂，功能也比较复杂，所以出现故障的情况也是比较多的。液压系统一旦有问题出现，隐藏的很深，想找到原因还是比较困难的，所以对故障进行检查的时候，需要的技术人员技术非常数量，并且还要有完善的机器。我们国家的煤矿资源是非常多的，也是我们国家非常重要的一个行业，在对煤矿进行开采的时候，它起着很大的作用，所以在开采煤炭的时候，它气的作用是非常大的。在进行开采的时候，地质是有改变的，这样一来顶板就沉下去了，在立柱的上面，压力变大了，这个时候立柱下面腔室里面的压力很快的变大了，液压控制单向阀从另外一个方向锁死了，这样压力大到安全阀可以开启的压力的时候，安全阀就卡下来了，乳化液就淌出来了，支架向下降，这样就可以实行过载保护了。一般来说，超过每分钟一百毫升的流量的安全阀，就是大流量安全阀，在立柱里面的压力太大的时候，安全阀就开下来了，液压系统就受到保护。现在开采的矿深度越来越大，冲击这个问题急需要解决，在冲击地压出现了，顶板的压力就变大了，这样液压支架这个部分产生的载荷冲击就非常大，不过液压支架对这么大的压力是承受不了的，所以这个时候就需要安全阀，对压力进行卸载，这样一来压力的最高值就被限制住了，防止出现安全事故。现在我们国家的大流量安全阀已经有每分钟一千升，现在还继续进行研究，不过没有对这种流量大的安全阀适应的实验台。所以说论文进行的研究是非常重要的。1.2 液压传动概述现代化的液压技术，集合了电子，电脑，传感器这些高科技在一起，它不光可以进行传动，还能够进行控制，检测的自动化技术。现在液压技术的压力更大，速度更快，并且对比例控制，伺服控制还有数字控制上取得了很大的进步。并且，液压零部件，跟液压系统，还有液电一体化这些等等，都是液压技术将来的发展方向。将使用的范围变得更大，设计用的是更加先进的办法，加工时候用的也是更加先进的办法，那么这样一来液压技术包含的内容也就更加多了，它是一种综合自动化的技术。1.2.1液压传动的工作原理及组成液压传动时候，它动作的原理就是，想要对动力进行传动通过液体的压力来进行，在进行液压传动的时候，将机械能转变为液压能。它的组成有下面几点： 1、动力零部件可以将电动机的机械能转变为液压能，说的就是油泵，对于液压系统来说来说，动力就是从油泵这来的。2、执行元件这个部分可以将液压能转变为机械能，带动它进行来回的直线动作，或者是回转动作。3、控制元件在这个系统里面，可以对液体的压力，流量，还有流动的方向进行调整。4、辅助的零件在这个系统里面，辅助零件比较多，比方说油箱，油管，接头等等。5、液压油在这个系统里面，可以对能量进行传送的工作介质有乳化液，矿物油等等。液1.2.2液压传动的特点1、液压传动的好处点（1）这种传动是非常稳定的，灵活性好，惯性不大，不管是开启，刹车还是改变方向速度都是很快的。（2）功率一样的时候，液压传动部分都是比较小的，质量小，构造非常紧凑。（3）液压进行传动的时候，在工作中也可以进行无极调速，并且对速度进行调整的时候最大可以到1：2000。（4）用起来非常便利，可以进行自动化控制。在跟电气一起进行控制，那么自动工作流程是非常复杂的，并且控制的距离也是很远的。（5）在过载出现的时候，可以对系统进行保护。并且它的零部件可以自己进行润滑，使用时间是比较长的。2、液压传动不好的地方（1）液压传动的传动比确保不了，因为它自身使用的液压油容易被压缩，有的还会漏出来。（2）对于油的温度感觉是非常灵敏的，所以影响工作时候的稳定性。传动的时候，温度不能太高，也不能太低，比较合适的温度是-1560。（3）要想让泄漏少一些，所以加工液压零件的时候，精度要求是很高的，并且油要是弄脏了它用起来就没有那么灵敏了。（4）在液压系统里面，一旦有故障出现了，想要知道什么原因还是比较困难的。（5）转换液压传动的能量的时候，尤其是在节流调整速度系统里面，损失的压力，还有流量很大，所以说这个系统的效率不高。1.2.3液压传动的应用现在液压技术在很多地方都是用到，主要在下面几个地方： 1、所有需要进行举升，进行搬运的地方，特别是在形式的机器上，还有在一些驱动功率非常大的地方，液压传动是主要的形式。2、很多机器需要进行推，挤，还有挖掘的动作的，这个时候就需要用到液压。3、控制需要反应快，精度高的时候。比方说在飞机，导弹控制上。4、需要很多个工作程序组合在一起，让操作还有控制都实现自动化。比方说组合机床，自动生产线。5、比较特别的工作的地方。比方说进行防爆的地方等等。1.3 国内外液压实验台的发展现状1.3.1国内液压实验台的发展现状一般的试验台实在是太简单了，操作是需要人工来进行，记录数据，进行试验都是需要人工来进行，工人劳动强度大不说，试验的标准掌握不了，并且进行该实验的时候，非常的不一致，实现不了控制，也没法将产品的质量变得更好。现在我们国家的超声检测，主要是测量流量，测量压力的，它将原来的检测仪器的灵敏度进行了大范围的提高，现在的超声测量仪，不管是用频差，还是相差的时候，一定要在液体声速改变不大的情况下进行，在液压系统里面，油的温度，还有压力改变是非常大的。这样一来声速肯定会有很大的改变，这样就必然会有影响，超声对液压零件进行检测，对于测量时候精度的要求完全是可以符合的。并且液压系统里面，CAT试验台用的是比较多的，它的功能不错，对于综合实验的要求是满足不了的。还有电脑帮助CAT，它的组成有两部分，一个是硬件，一个是软件，测量的信号非常复杂的时候，要想让信号受到的干扰小一点，对数据进行处理，让系统对干扰进行抵抗，这样测量出来的数值真实性更高，更加可靠。在试验台，原来使用的液压试验台回路非常简单，效果不好，要想进行液压传动，基本上都是控制泵还有阀，它的组成是实物液压零部件，这样一来这个试验台就非常重，并且外形很大，又因为实物零件，实物管路都是看不到的，想要看它里面的结构，流动等是看不清的。并且，因为零点所处地点不能变化，这样液压回路就非常简单。还有，原来用的液压试验台自动化程度不高，因为原来的试验台控制零件用的都是继电器，花钱多不说，功能还少，耗费的电量大，使用时间短，并且电路连接的太复杂，还有可靠性不好，灵活性不好，自动化程度差这些不好的地方。还有原来用的试验台会出现泄漏的情况，那么实验的地方就弄脏了，液压传动系统里面，基本上液压油都是石油，浪费非常大，还对环境有污染。1.3.2国外液压实验台的发展现状日本人，还有美国人研究的液压万能试验台，他们的不仅可以进行电子测试，还能够通过电脑对数据进行处理，电液伺服阀的好处是静态，动态下，性能都非常不错，分辨率非常高，滞环线性度也不小，工作的地方是很大的，在动态的电液伺服试验机上是更加的适合的。不好的地方是，因为静态的液压万能试验机，它的好处是没有办法完全发挥出来的，这样一来价格非常高，对污染的抵抗性也没有那么好，工作时候响动是不小的，油的温度很快变高了，有的时候还要对它进行降温。在西德生产的UPV液压万能实验机，它在进行控制的时候，通过速度控制器，对力矩进行控制，这样就将压力控制阀进行带动，有一个载荷施加在上面，还会反馈给系统速度电流，这种控制办法是原来使用的。在论文的这个试验台上对产品进行进行测试，并且还能够对行业进行检测，测量出来的数据，自动化进行采集，并且在当下就显示出来。这个试验台的使用范围不小，可以对很多类型的液压零件来进行试验，它的结构非常紧凑，用起来非常便利，这个系统人机互换是非常良好的，很多试验都是可以进行高的，可以设定测量时候的控制数据，对数据进行记录，进行处理，这些都是自动化进行的，对于操作人员来说，劳动强度是减轻了不少，并且操作环境也编号了，实验效率是非常高的，测量的精度也很高。不过，不好的地方就是，这个机器购买的时候花的钱很多，零件的可靠性影响到试验的最终效果，机器在用，后期维修，还有对程序进行编制的时候，都不简单，需要专业人士来进行。1.4 液压实验台的发展趋势1、平台用的是电脑软件，这样液压传动试验就可以模拟进行所谓虚拟试验，它其实是从虚拟的现实中来的。根本上来说，VR这个系统其实就是对真正的环境进行模仿，所以说不管是虚拟的现实环境，还是虚拟的实验，它的技术关键都是仿真技术。在上世纪八十年代，美国人将虚拟的仪器研究出来了，这种仪器是将仪器的技术跟电脑技术更高层次的进行结合，这个机器是跟别的机器完全不一样的，虚拟仪器可以通过一样的原理，对传统的一起来进行虚拟的实验，使用者只需要通过电脑面板对数据进行收集，进行分析，进行显示，这样一来测试就可以自动化，智能化的进行了。虚拟机器按照自己对仪器定义的功能，通过虚拟的机器，使用者可以将自己需要的测试系统组件起来。因为电脑对于数据的处理能力是非常强大的，只需要一个数据收集的卡，那么使用者可以通过软件建造任何需要的仪器。2、平台以电脑网络来然液压传动实验实现网络化现在的电脑网络，还有电脑通信技术一直在进行研发，网络实验平台的概念也产生了，不管是教学也好，还是实验也好，他们的环境已经天翻地覆的改变了，所以现在比较重要的是开放性，还有共享性。现在网络系统使用的范围是很大的了，电脑网络上也可以上课，很多大学都有远程教育。使用的人在不同的地方，不一样的时间，都可以对实验来进行研究，时间也好，人力，物力这些都是节省了不少的，所以说共享实验资源，这样这个试验台的是用来就可以最大程度的发挥出来，有更新的实验办法创造出来，让实验水平变得更高，这些都是非常有必要的。3、要想让液压传动实验变得智能化，可以通过PLC来实现通过非常高超的控制技术，对新的试验台进行开发，进行研究，进行改进，把原来的液压技术跟高超的控制技术结合起来，这样的话，试验台的自动化程度就变高了很多。4、要想对液压系统进行测量，分析故障，那么它的平台就是液压故障诊断系统液压故障诊断系统，它在对问题进行诊断的时候是非常智能化的，这种系统里面有很多专家的理论知识，还有很多时间经验在里面，可以对人类专家进行模仿，将液压系统的故障在这个大的知识库里面去比对，这样就可以将出现故障的原因找出来了。5、液压传动用的是水来进行，这样对能源是可以节省不少，并且对环境也没有污染德国人，在1995年的时候就研究出来一种水压滑阀，后来有研究出来了海水轴向柱塞，还有海水轴向马达。在1996年的时候，研究出来了比例流量对纯水进行控制的液压系统。现在，液压系统技术的发展趋势就是对纯水液压技术进行研究。在这个系统里面，液压介质用的是水，那么污染就不存在了，安全性很好，干净等好处，还有，进行水传动的时候，结构不复杂，效率还非常高，经济效益不错等好处，所以在很多行业里面都是对它非常看好的。1.5 本课题研究的主要内容1、对现在的安全阀实验办法进行研究之后，将设计试验台的方案确定下来；2、对液压系统进行设计，主要确定液压零部件，设计液压零部件，将装配图画出来；3、对技术路线的主要内容进行研究（1）要知道这个流量比较大的试验台工作时候的原理是什么，将设计思路搞清楚，将设计方向确定下来，将设计方案初步确定下来。（2）设计这个流量大的试验台的结构，将数据算出来，进行校核。2 总体方案的设计与确定2.1 液压实验台的组成液压实验台的组成有液压系统，电气控制系统，实验油管，还有对油管进行悬挂的装置，试验台架子；要是使用者有需要的话，那么要加一个电脑处理数据的系统，要是没有需要的话，在提供货物的时候，不需要带实验的台架，使用者自己有。在机架上将这三个部分，液压实验系统，电气控制系统，还有悬挂有关装置和油管，他们所有的零件都装上去，这样运输的时候可以整体进行，并且方便对地点进行更换。系统里面的泵阀等零件都是装在机架里面下面，油箱的零件装在机架的上半部分的后面，电气柜是装在机架的上面的前面，这样一来看上去很漂亮，也非常整齐，安全性好，还干净。1、液压实验系统这个系统的控制用的是电气来进行的，这样零件就可以完成各种实验了。它的组成是非常多的，有油箱零部件，还有过滤部分，有超高压加载动力源系统，还有进行试验的油路系统，还有辅助的油路系统，还有气动的排出油的系统等等。2、电气控制系统对于这个系统来说，主要的电路电压是380V，进行控制的电路，电压是交流电压220V、直流电压是24V。在进行试验的时候，它的程序都是PLC控制的，在进行液压系统的控制之后，试验台就可以按照规定将需要的动作都完成，并且还具备一定的安全保护装置。3、实验油管及实验油管悬挂机构刚生产好的试验台，一定要匹配的的是连接试验台跟油缸使用的高压软管，这个高压软管要有一定的长度，主要是为了拆装起来便利一些，效率高一些，还有将油管的快换接头要配置好，可以在试验台上将平衡支架装起来，将平衡器装起来，这样就可以将油管悬挂起来，用的时候可以把油管上面一头拉下来，跟油缸的油口里连接起来，不用的时候，通过平衡器，油管就被悬挂起来了。4、出厂实验台架这个实验台架的组成有架体，有油缸V型支承等。在架体的上面将V型支承涨上去，可以把油缸装上去，接油槽是通过将架体上面焊接起来的，一个封闭的构造，专门是用来对漏出来的油进行收集的，这些收集来的油都到了下面的集油箱里面去，装有液位传感器在油箱里面，当收集的油多刀一定程度的时候，集油系统里面，回油泵就自己开启下来了，将这些油进行过滤，之后就到了液压系统的油箱里面去；装有一个漏板在接油槽的里面，这个漏板是有一定高度的，可以将一些比较小的零件，还有工具都放在上面，这样就可以避免这些小零件，工具沾到油。实验台架可以对零部件进行选择，可以买，也可以进行定做。2.2 工作原理的确定论文设计这个液压试验台安全阀检测系统，主要检测的就是安全阀的性能，对于批图的液压零件，分析它的性能，进行检测，正常检测的时候花费的时间是比较长的，花销也比较大。论文设计的这个试验台安全阀检测系统，可以对零部件的流量进行检测，进行工作的时候，会有噪声出现，工作时候比较稳定，用电脑将温度-时间的曲线生成出来，这样就可以按照这个曲线来看它有没有哪里坏了，机器工作起来速度更快，那么检验花费的时间就比较短了，花销自然也就变小了，从理论到实践的使用时间就不需要那么长了，不仅可以对控制线路进行简化，让成本变得更低，并且将劳动生产率变得更高，2-1图纸里面就是它详细的结构。图2-1 安全阀性能测试实验工作台总体方案与布局图液压试验台安全阀检测系统，他可以对需要检测的零部件来进行检测，这款系统是一种检测系统，它是在液压实验工作台上进行的，它工作时候的顺序是： 1、首先将安全阀关起来，之后将所有的溢流阀都开下来，将泵开启半分钟，将管子里面的空气全部都排出去。2、将溢流阀都关起来，对安全阀进行调整，一直调整到合适的压力才行。3、调整好了之后，将溢流阀完全开下来，让安全阀这个地方的流量完全变成零，慢慢的将溢流阀都关起来，并且对压力的数值，流量的数值进行记录，将压力差跟流量的大小曲线图都画出来：图2-2 压差与流量的数值绘制曲线图2.3 测试回路图的确定按照上面的实际工况，将安全阀的功能测试回路图纸画出来，下面2-3里面就是：图2-3 安全阀测试回路图2.4 液压油的选择1、按照下面的几点来确定机械伤使用的液压油（1）液压件液压零部件不一样，那么对于这些液压油来说，都是有一个最低配置的需要的，所以在确定液压油的时候，要知道液压零件是哪一种，还有它在用的时候的材质，密封零件，还有涂料等这些跟液压油是不是能够相容，确保每一个动作在进行润滑的时候效果比较好，所以，一般把系统里面，泵对于液压油的要求，将使用过的液压油确定下来。（2）系统工作的状况如果说执行装置的速度要求高，系统压力要求高，还有执行装置动作精度要求高，那么对于液压油的耐磨性要求也变高了，液压油的承受能力的要求也变高了。按照系统需要的度数，不间断工作花费的时间，还有工作地点的环境等，在选用液压油的时候，要注意油的粘性，还有在温度很高时候的性能，以及热稳定性，让油尽量少一些沉淀。（3）油箱有多大油箱小了，那么油的抗氧化性，极压抗磨性，还有过滤性等等的要求变得非常高。（4）周边的度数对于工程机器工作时候的环境，是在温度高的时候，还是温度非常低的时候，在工作周边有没有火等等，选用适合的液压油。要是机器周边没有明火，那么工作时候的度数要小于六十度，承受的载荷比较小的时候，使用的液压油是一般的，要是机器需要在很冷的环境下开启，那么使用的液压油是低凝的。（5）确定使用的液压油确定了液压油之后，还要查看这个液体的货源，查看它的粘性，质量，还有使用时候的特征，还有对于系统跟零件是不是相容，看每一项指标对于使用时候的需要能不能满足。（6）经济性对这个液压油购买时候的花费，还有使用时间，对液压系统进行维护，另外进行安全工作时间内的状况，应该使用的是产生的经济性比较好的牌子。按照上面介绍的，要是液压油的质量符合要求，系统的执行部分要是速度很快的话，那么油在流动的时候速度也是很快的，这样一来系统的损耗也跟着变大了，不过露出来油是没有多少的，所以选用的液压油应该是粘性比较小的；反过来，选用的油应该是粘性比较高的。一般来说，在工作的时候，压力要是非常大的话，选用的液压油应该是粘性比较高的，因为这个时候首先要注意的就是，怎么样要注意压力非常高的时候，不出现泄漏的状况；在工作时候压力比较小，那么油使用的是粘度比较小的。周边温度非常高的话，用的油就是粘性比较大的；反过来，用的油是粘性不大的。2、选用液压油论文里面使用的液压油是美孚牌子的，型号是VG46。283 液压试验台设计、选择与确定3.1 液压缸的设计3.1.1液压缸工作压力及载荷的确定1、工作压力国家标准规定了公称压力系列标准见下表3-1。表3-1 液压公称压力系列单位：MPa0.631.01.62.54.06.316.025.031.540.0综合考虑后选取公称压力2、载荷的确定本次设计的液压缸，其载荷为35000N。3.1.2缸筒的设计1、缸筒材料的确定部分材料的机械性能综合考虑后，选45号钢作为缸筒的材料。2、缸筒内径D的确定计算公式：，其中F为3.5X104N，PN为10Mpa将数据代入上式可以得到，参见表3-3，取D=80mm。表3-3 液压缸径尺寸系列单位（mm）8101216202532405063801001251602002503204003、缸筒壁厚的确定实用计算式：进行计算。式中：D缸筒内径80(mm)；最高允许压力15(MPa)；缸筒材料许用应力（MPa）；缸筒材料的屈服强度（MPa)；n安全系数取2。将公式转换为即将公式转换为即将上述数据代入公式，得到，取选20号钢，其屈服强度3.1.3缸底的确定图3-1缸筒底部平面图3-1 缸筒底部平面式中：缸筒底部厚度；厚度，暂取65mm；额定压力10MPa；材料20号钢，其许用应力为115MPa。取3.1.4活塞杆的设计式中 D缸筒内径速度比参见表3-4，选取；得出；参见表3-5，取d=40mm。表3-4 速度比选择压力MPa1012.52020速度比1.331.462表3-5 活塞杆直径尺寸系列单位(mm）4568101214161820222528323540455056637080901001101251401601802002202502803203603.1.5活塞的设计活塞根据工作压力、速度、温度等工作条件来选择密封件的工作形式。1挡圈；2密封件；3导向环图3-2 活塞结构本油缸采用整体式活塞。见图3-2。活塞宽度式中：D液压缸缸径80mm；结合整体尺寸选取B=70mm。3.2 液压泵的选型与安装3.2.1液压泵工作压力的确定p1代表的是液压系统里面，执行零件工作时候压力的最大值，对于这个系统里面，因为设计的时候，确定最大系统压力是10MPa，那么泵在进行工作的时候，压力的大小是10MPa。3.2.2液压泵型号的确定本次设计决定采用齿轮油泵，型号是CBJF1018。3.2.3液压泵的安装方式在液压泵装置里面，它包含的东西有不一样的液压泵，驱动电动机，还有联轴器等。进行安装的时候，办法有两种，一种是立式的，一种是卧式的。1、安装要是立式的在液压油箱里面，将液压泵跟油管都放在里面，这样的结构不仅紧凑，看上去漂亮，并且电动机跟液压泵的同轴度是非常好的，吸油的状况也是非常不错的，油要是漏出来了，直接淌到液压油箱里面去，这样一来占据的地方就比较小了。不过安装起来不便利，修起来也比较麻烦，散热效果不是很好。2、安装形式是卧式的在液压油箱的外面安装液压泵，安装管道，装的时候非常便利，修起来也容易，散热效果比较好，不过，有的时候电动机跟液压泵的同轴度是没有办法确保的。在连接电动机跟液压泵的时候，有下面几种办法： （1）法兰式在法兰上直接装液压泵，之后法兰跟带动法兰的电动机连接起来，要想对电动机还有液压泵同轴度进行确保，通过法兰盘上面的止口来进行，这样的构造，不管是拆还是装都是非常的便利的。（2）支架式在支架的止口上，将液压泵装上去，通过支架的底部的面跟地板连接起来，之后再跟有底座的电动机连接起来。这样的构造，要想确保同轴度不是那么容易的，要想避免装的时候有偏差出现，那么肯定会有振动，联轴器用的是有弹性的。（3）法兰支架联接首先用法兰将电动机还有液压泵连接起来，之后法兰把支架也连接起来，之后支架在底板上进行安装。这样的结构，好处是大底板没有必要进行生产，装起来非常便利，要想确保电动机跟液压泵的同轴度，主要是通过法兰盘的止口进行的。因为这个试验台上没有在外面设置冷却部分，所以对于散热效果要首先进行考虑，液压泵在安装的时候，选用的是卧式的。3.3 电动机的选择与确定试验台工作的时候，因为需要检测的对象让这个系统的压力，还有流量都有改变，所以说试验台功率的改变不小，要相对于设计需要进行满足，那么对电动机功率进行确定的时候根据比较大的功率来进行。按照前面算的，泵提供油的时候，压力的大小是pp=10MPa，确定泵驱动功率的总数是P=45kW。要想电动机选的对，那么它的安全性要好，经济性要高，工作时候可靠性好；要是电机选的不对，不好的情况是会有浪费，严重的话机器都被烧掉了。在选电机的时候要注意它的一些因素，比方说电压，频率，转动速度等等，不过榨汁机的电机在选择的时候不光要从这些方面来看，还要看它的功率，看他的速度这些关键性的因素，所以，在这说一下怎么确定电动机的。在选电机的时候，按照复合来进行，这里要注意工作条件，负荷，还有生产流程等等，对下面几点的要求都要能够满足。1、力学性能机械性能必须是电机的机械性跟工作性配合的好，机器在工作的时候稳定性要好，对于工作时候的起动转矩，最大转矩都要能够满足要求。2、功率功率是多大，按照生产时候的机械功率来确定，在对电动机的额定载荷进行确定的时候，防止出现小马拉大车的情况，防止造成一些没有必要的浪费。3、速度电机的转动速度是多少，对于机械要求要能够满足，比方说最大速度是多少，调整速度的性能是不是满足机器工作时候的要求。4、运行经济对这一点考虑的时候，要从整个电机驱动系统所耗费的能源，以及电动机花费的钱来进行考虑，按照电动机的使用效率不一样，有的用的时间是比较短的，在用的时候效率不高，电机的效率是比较差的，总能耗的变化不是太大的，所以电机的效率不是我们考虑的重点，不过有的电器在选电机的时候，还是要注意效率的，比方说空调，循环泵等等，效率高了，总能耗才会降低。5、价格低廉对于机器的工作要求都满足的时候，电机的结构不能复杂，工作时候可靠性高，价格不能太高的机器。这篇文章里面，电机工作的环境是比较干净的，两板倒，负荷也不是很大，并且电源是三相电。那么电机的电压是380v的，电动机的系列是Y2的，三相电的笼型异步电动机。其型号为Y2-225M-4。具体参数见下表3-6。表3-6 Y系列的技术参数表型号额定功率额定电流转速效率功率因数堵转转矩最大转矩额定转矩额定转矩kWAr/min%COS倍倍Y2-225M-44584.7147592.80.872.22.33.4 阀类原件及辅助原件的选择与确定1、单向阀这个单向阀可以用来进行一个方向的闭锁，还能够对压力进行保持。在这个液压系统里面，防止油反过来淌，它的效果就是一般的单向阀的效果；不过可以通过对压力油进行控制，利用活塞将单向阀芯开下来，这样油就会反过来淌了。要是油路需要严格进行封闭，那么就要使用液控单向阀，那么闭锁用的是单向的，这样就可以维持压力。图3-3单向阀单向阀需要满足下面几点： （1）要是液压单向控制阀，在正向上进行开启的时候，压力在0.04Mpa，在用的时候绝对不能装在阀芯垂直面上面。（2）管子接头连接的这个地方，不能有密封带，可以用密封胶。（3）如果液控单向阀的结构是外泄式的，在控制活塞这个地方有油漏出来，从L这个口跟回油箱连接起来。单向阀 DIF-L10H1的技术数据：表3-7 DIF-L10H1有关数据型号开启压力压力流量接口尺寸DIF-L10H10.3521025101、溢流阀YF-B 10B下面表格里面是这个阀的技术数据：表3-8 YF-B 10B有关数据型号重量压力接口尺寸额定流量YF-B 10B2.60.5-6.310402、三位四通电磁换向阀34-H10B-T下面表格里面是这个阀的技术数据：表3-9 34-H10B-T有关数据型号重量压力流量允许背压接口尺寸34-H10B-T3.53204063.3104、单向顺序阀XYA-F10D-B（A）下面表格里面是这个阀的技术数据：表3-10 XYA-F10D-B（A）有关数据型号重量压力接口尺寸阀径XYA-F10D-B（A）1.520010125、液控单向阀 下面表格里面是这个阀的技术数据：表3-11 DFY-L10H2有关数据型号流量压力开启压力控制压力接口尺寸252102108106、二位二通电磁换向阀22-H10B查看液压零件资料P364有关数据：表3-12 22-H10B有关数据型 号压力允许背压流量接口尺寸阀径22-H10B3201.014010127、单向调速阀 QA-H10查看液压零件资料 P322有关数据：表3-13 QA-H10有关数据型号最高压力 流量最小稳定流量接口尺寸QA-H1032040410按照系统工作时候的压力，还有每一个阀，辅助零部件的流量，那么确定零件的型号，还有规格，在表格3-14里面展示。表3-14 小型液压压力机集成阀元件明细表序号名 称通过流量型号及规格1油管14mm紫铜管2油箱800L油箱3滤油器11.47XLX-06-804双联安全阀9.75YB1-6.3/6.35单向阀4.875DIF-L10H16溢流阀4.875YF-B 10B7三位四通电磁换向阀9.7534-H10B-T8单向顺序阀9.75XYA-F10D-B（A）9液控单向阀9.7510二位二通电磁换向阀4.87522-H10B11单向调速阀9.75QA-H1012压力表Y100T13压力表开关K-3B8、安全阀安全阀这个零件，因为外力的作用，它一直都是关着的，在管子里面的压力超过设定的数值的时候，那么系统里面的介质就要排放出去，避免因为管子里面的压力太大，超过设定好的数值的这种特别的阀门。安全阀是一种自动阀，主要装在管道上，装在锅炉上，装在压力容器上，维持压力在规定的数值里面，可以保护人身安全，还可以保护机器正常进行，安全阀一定要进行压力试验，通过了才能够拿来用。安全阀排量的大小，主要在于阀座口直径有多大，阀瓣开下来有多高，安全阀有两种，一种是微启式的，还有一种是全启式的。另外，按照使用时候的需求不一样，有封闭的，有不封闭的。封闭式的这一种，也就是说排出来的油液没有淌到外面去，按照设定好的出口淌到外面去，正常介质都是有毒的，或者是副属性比较强的。不封闭式的，介质基本上都是没有毒的，或者是没有腐蚀性的。调整打开时候的压力（1）安全阀离开生产单位之前，首先要对打开时候的压力进行调整，一直调整到需要的数值。（2）使用的人在机器上装安全阀之前，首先要再一次进行调整，确保这个安全阀的压力数值是满足需要的。（3）将弹簧的工作压力在铭牌上标注出来，对螺杆进行旋转，进行调整，这样就可以将弹簧的压缩量进行改变。也就是说调整打开时候的压力。（4）对螺杆进行旋转调整之前，要让阀进口的这个地方，压力要小于开启压力的九成，避免因为对螺杆进行调整的时候，阀瓣也跟着进行转动，避免把密封面给弄坏。（5）要确保开的时候压力是符合要求的，要对介质条件进行调整。介质条件包含的有属于哪一种种类，度数是多少，尽可能跟真正运行时候的要求差不多。要是种类有变化，那么开启时候的压力就改变了。工作时候度数变高了，那么开启时候的压力就变低了。那么在普通环境下进行调整，在温度很高的时候，对压力值进行调整，要让它比开启压力的数值稍微大一点，大多少，看阀门是什么结构，阀门的材料是什么。（6）一般的安全阀，主要用在对附加背压进行固定的地方，校验之后，对开启压力进行调整。调整排放压力，调整回座压力： （1）对这两种压力进行调整，首先要让阀门圈开下来，对动作来进行试验，所以要想用的话，只能在容量比较大的试验台上，或者是安全阀装到需要保护的机器上之后，才可进行。按照阀门的结构不一样，调整的办法也就不一样。（2）结构里面如果有反冲盘还有阀座调节圈的话，调整通过阀座调节圈来进行，将调节圈的固定螺钉拧下来，伸进去一根细铁棍到露出来的螺孔里面去，这样就可以将调节圈上面的轮齿进行拨动了，这样调节圈就可以向左边向右边进行转动了。每一次进行调整，它都是在螺钉上进行固定的，让它的端部处在调节圈两个齿轮中间的凹槽里面，不仅可以避免调节前进行转动，并且还不会有径向压力作用在调节圈上面。要想更加安全，在对调节圈进行拨动之前，要把安全阀进口这个地方的压力变得小一点，避免进行调整的时候，阀门忽然开下来，出现安全事故。（3）要是调节圈的结构有上，还有下，调整起来非常复杂。阀座调节圈可以把阀瓣还有调节圈中间的过道大小进行改变，这样一来阀门一开始开下来的压力就有变化了。要是阀座的调节圈变高，那么压力就变大了，这样一来阀门的比例，在刚刚开启的时候，变小的非常快。所以说，将阀座调节圈升高了之后，排放的压力就变小了。要注意，阀座调节圈不能跟阀瓣靠的太近，不然的话，密封面这个地方有泄漏，那么阀门有可能突然就开下来了，因为这个时候介质压力满足不了要求，那么阀瓣还在开下来的地方，阀瓣就关起来了，那么阀门就一直在跳。流动介质因为在阀瓣的下面进行反射，反射之后折弯的角度因为调节圈而发生改变，这样一来流体的作用力也就发生改变了，这样可以对回座压力进行调整。将上调节圈进行升高，那么折转角也就变小了，流体的作用力跟着也就变小了，这样一来回座压力就变大了，反过来就是相反的。对会做压力进行改变的同时，对于排放的压力也是有干涉的，也就是说将上调节圈升高了，那么排放压力也就变大了；将上调节圈降低了，那么排放压力自然就变低了，不过这些变化是没有那么明显的。图3-4 安全阀9、三位四通换向阀这个阀的组成部分有阀体，还有阀芯。阀体的圆孔里面，有环形槽五条，这些槽对应的油口有四个，分别是P、A、B、T1，有凸台三个在阀芯上。图3-5 三位四通换向阀3.5 液压油管的选型计算油管里面的直径的时候，按液压零件接口的大小来进行。算的时候按照流量的最大值来进行，论文里面流量的最大值是每分钟一千升，吸油管的速度是0.8m/s，d=17.867mm，确定公称通孔的直径是15mm，外面的直径是22mm，钢管的壁厚是2mm；压油管V的数值是3m/s，算出来d=9.226mm；回油管V的数值是1.5m/s，算出来d=13.048mm，确定公称通径是15mm，外径22mm，钢管的壁厚是2mm。表3-15 允许流速推荐值 管道推荐流速/(m/s)液压泵吸油管道0.5-1.5，一般常取1以下液压系统压油管道3-6，压力高，管道短，粘度小取大值液压系统回油管道1.5-2.63.6 液压油箱的设计用来对液压油进行保存的时候用的是液压油箱，将这油里面的脏东西跟空气分下来，并且还能够将热量散发掉。3.6.1液压油箱有效容积的确定对于油箱来说，它的技术数据是液压油箱的容量，这样才能够对基本功能进行实现，对油箱容量进行设计的时候，基本上都用经验的办法来进行，不过因为液压系统的要求是比较高的，多以要对系统的这些要求来进行分析，确定的时候按照热量作为基础来算。液压油箱的工作条件是不一样的，那么散热影响的因素是不少的，正常按照压力的大小进行。用经验将油箱的大小算出来表3-16 经验系数系统类型行走机构低压系统中压系统锻压机械冶金机械12245761210论文设计的系统流量最大值取300L/min，系统的压力是中低等的，经验系数是2.5，那么就可以将油箱的有效容积算出来750L。圆整至800L。3.6.2液压油箱的散热计算1、算出来系统的发热量在这个系统里面，它所有的损失军都是变成热量散发出去的。因为系统里面，工作部分，还有回路都不是固定的，组成的液压零部件是不一样的，工况也是不一样的，这样一来效率也就不一样了，自然一来损失就不一样了，系统里面散发的热量在算的时候，根据最大输入功率的20%进行，系统功率输进去的大小是45kW，那么发热的时候，功率大小是9kW。2、算出来散热量因为论文设计的这个系统没有另外装冷却部分，对系统别的地方的散热没有必要考虑，只需要对油箱的散热进行考虑就可以了。用下面的式子将油箱散热面积算出来：前面就已经算出来H=9KW，=15，散热系数的数值是9。机器停下来之后，机器里面油因为自身的重量，就又淌回到液压油箱里面去，要想避免液压油从油箱里面淌出来，油箱里面液压油太高了不行。3.6.3液压油箱的结构设计液压油箱用的是钢板焊接的分离式的，它的组成有：1、隔板（1）功效可以让油的循环时间变长，将脏东西跟空隙分下来，对温度进行调整，避免油压力变化太大，避免油液的表面有波动。（2）进行安装安装隔板有好多种，可以比液压油面高，这样液压油就从侧边淌过去了，还可以让隔板比油液面还要低，这样油就从隔板上面淌过去了，论文用的是后面一种。2、吸油管和回油管：（1）回油管出油的地方回油管有好几种，有直口，有斜口等，斜口用的低比较多的，正常都是45。安装一个扩散器在回油管出口的地方，这样液面就不会有波动了。回油管是低于油液面的，正常来说跟油箱最下面的面之间相距要超过300，回油管出口的地方要放在油液面的上面，论文用的是斜口，度数是45，生产起来非常简单。（2）回油集管要是回油管是单独的肯定是最好的，要想装起来便利一些，论文用的是回油集管。（3）泄漏油管的配置管子直径，还有长一定要合理，管口安排在油液表面上，防止有背压出现，泄露油管是单独使用的，防止跟回油管集流在一起。（4）吸油管安排线隙滤油器在吸油管的前面，过滤时候精度在100，流量为16L/min，要想容量够大，那么阻力就不能大，滤油器跟箱底相距25mm。在液压油面的下面，把吸油管插进去，避免吸油的时候，有空气吸进去。（5）吸油管还有回油管在什么方向上要想让油在进行流动的时候，有一定的方向，将隔板，吸油管还有回油管安排好，用隔板将吸油管还有回油管分下来。吸油管跟回油管，他们的斜开口方向是一样的。3、避免脏东西进去将油箱设计成完全封闭的，避免油被弄脏了。（1）用隔壁的接头将油箱连接起来，这样避免空气，脏东西从周边的缝隙进去、。（2）避免液压油箱里面有空气，将空气抽走，系统里面安排了空气滤清器，他可以对空气进行过滤。3.7 液压集成块的结构设计对于液压集成来说，最开始的结构就是集成块，我们国家现在已经有很多产品系列了，基本上集成块的回路都是完整的，不过有的还需要进行设计。3.7.1通用集成块组的结构将通用的液压回路设计成为通用组件，这就是集成块组，按照顺序将集成块，底块还有顶盖叠加起来，紧固的时候用四个螺栓垂直起来。在集成块的前面，后边的面还有右边的面对液压零件进行安装，左边是不能装液压零件的，这个地方用来对油管进行连接，这样就可以把油提供给执行零件，要想操作起来便利一些，一般都把经常需要调整的零件装在右边的面，或者是前边的面上。3.7.2集成块的特点查看集成快的原理图纸，它是通过零件跟通道体来组成的，按照要求自己来对零件进行供选择。集成块跟别的连接办法进行对比： （1）现在的板式标准零件，可以形成很多种回路，这样不管是增加，还是更换都非常便利，所以灵活性很好。（2）因为在小块体上对很多孔道来进行加工，所以加工一点都不复杂，并且工艺孔很少，检查是比较方便的，能够及时将问题找出来。要是生产时候有问题出现，只要把其中一个通道块扔掉，这样这个系统也不会有损伤。（3）集成块可以在很大程度上将管道接头用的少一些，尽量让泄漏少一些，那么集成块的回路就变高了，这样一来设计的工作就没有多少，更加通用。3.7.3液压集成块及其设计对集成板块进行设计，主要有下面几个部分来组成： 1、设计底板，设计供油块底板还有供油块，他们是用来对集成块组进行连接的。供油泵提供压力油，通过底板，进入到每一个集成块里面去。2、设计顶盖，设计测压盖顶盖是用来对主油路进行封闭的，将压力表开关装上去，这样就可以查看泵还有系统里面每一个地方的工作压力。对顶盖进行设计的时候，将顶盖上面的空间完全利用起来，并且在顶盖上将测压回路，卸载荷回路还有定位夹紧回路安排在这。3、设计中间快要是液压单元集成块回路里面，液压零件很多，要是没有办法布局的时候，阀跟集成块进行连接的时候，用过渡板来实现。3.8 液压蓄能器蓄能器是贮存高压油的装置，当泵处于正常的无负荷状态或空转状态，给蓄能器充油。蓄能器贮存的高压油在需要时可以释放出来，补充泵的流量，或在停泵时给系统供油。1、存贮能量，应急液压蓄能器被广泛利用作辅助能源，与压力继电器组合使用，在间歇工作的场合，可作为辅助能源，实现液压泵的小型化并可节省能源。2、吸收脉动，平稳系统液压泵排出的液体都具有较大的脉动，这种脉动会使液压系统产生噪声、振动，并破坏系统的工作稳定性；在液压泵出口处使用蓄能器可以有效的衰减脉动，使装置平稳的工作，这在某些精密设备中犹为重要。3、吸收冲击，保护回路在液压回路中，由于液压阀急速闭合而发生载荷剧变；这种剧变会产生很大的瞬间冲击压力会破坏管道、连接接头或其它液压元件，并产生剧烈的振动和噪声；使用蓄能器可有效缓和冲击，保护液压装置。4、热膨胀消减泄漏补偿在压力控制的闭式回路中，蓄能器可有效的补偿温度降低、内部泄漏或外部泄漏而引起的压力降低；也可有效控制由于温度升高而引起的压力上升、从而使系统稳定的工作。5、吸收振动，减振平衡蓄能器中胶囊充满气体可起到气体弹簧的作用，可吸收来自汽车、提升机、移动吊车等驱动和悬挂系统的机械振动，保持车辆的平稳性。我在这选取了0.5L/s的蓄能器。4 测量系统的设计4.1 正确测量的测量条件和测量方法测量说的是为了对测量对象的值来进行检测的过程，在进行试验的时候，在对运行过程进行控制的时候，要随时随地对流量数据来进行刚查看，这样才可以知道试验的这个对象在单位时间里面变动的量是多少。在进行测量的时候，用测量装置来进行测量，实现的话通过测量过程来进行。在进行测量的时候，对于要求要能够满足，并且可以将变化特征准确的测量出来，这才是最为关键的。测量要想具备科学意义，首先进行测量的数量跟标准进行对比，这个标准值是已经知道的，并且这个数值也是合理的，所以确保测量数值只要是科学的，这样研究起来是非常有意义的。另外，进行测量的系统，首先要进行查看，之后在进行标定。这样测量起来更加有效，更加的可靠。4.2 流量计的选择测量流量一定要安全，可靠，首先测量的办法要可靠，也就是说取样部分在进行工作的时候，不会出现问题；第二个，测量的一起，不管是正常，还是出问题了，对于生产系统的安全影响都是不会有影响的。比方说，对于发电厂来说，温度非常高，压力非常大的蒸汽来进行测量，装在管道里面进行测量的零部件一定要非常的稳固，这样就算气流速度非常快，这个结构也不会弄坏了。所以，正常都要选择的节流装置是标准的，不能使用不是标准的。燃油电厂用的仪表都是防爆型的。要想确保仪表工作时候安全，那么仪表的准确性就更高，节能性就更高。所以仪表对于现实时候的准确度一定要可以确保，按照测量介质的特征来选用合适的测量办法。发电厂主蒸汽流进行测量，因为对于电厂的安全，还有经济性来说都是非常重要的，正常都是用标准的节流。要是工作地方比较脏的，使用的就是圆缺孔板等，这样的不是标准的节流配差压计，不过粘性流在进行测量的时候用的是容积式的流量计等等。水轮口这个地方入水的量，凝汽器对水进行周转，还有回热机组的回热蒸汽等等，他们的流量都是管径非常大的，对参数来进行测量，因为生产加工有一定的难度