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同步液压缸试验台设计【19张CAD图纸+答辩论文】

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摘  要

本文阐述了同步液压缸试验台设计,主要对工作原理、做工,结构和组成,主要原则烹饪参数进行详细的分析和研究,计算得出一个更合适的方式来设计试验台。主要通过访问相关信息,相关的应用程序,并选择所述罐的公式,然后选择液压动力单元,电动机和泵的被确定的安装,最后根据同的模式和管材和管件的选择参数,从而完成了整体设计。首先,研究和研究进展情况综述国内外液压技术,分析研究的背景来解释的意义和研究内容。然后集中的设计的原理,每个功能回路和选择分析开始,选择液压元件,计算其性能与目标和最后的温度上升检查线。


关键词:液压;基电路;同步液压缸检测站的设计;试验台


Abstract


This paper describes the design of synchronous hydraulic cylinder test bed, the working principle, structure, parameter calculation, etc to do a detailed analysis and research, draw a more appropriate method to the design of the test bench. Mainly through access to relevant information, the relevant formulas, which carries on the choice to the fuel tank, power plant and then to select the hydraulic station, determine the installation of motor and pump, the choice of pipeline according to the schematic diagram and the parameters and pipe joints, thus completing the whole design. 

Keywords: hydraulic basic circuit design;; synchronous hydraulic cylinder testing; test bench


目  录

1  绪论 1

1.1  前言 1

1.2  题目背景 1

1.3  研究意义 1

1.4  国内外研究近况 2

1.5  主要研究内容 3

2  总体设计方案 5

2.1  液压传动综述 5

2.1.1  液压系统的组成 5

2.1.2  液压技术的优缺点 5

2.1.3  液压传动的发展趋势 6

2.1.4  液压系统设计要求及流程 8

2.2  液压系统的设计要求与部件选用 8

2.3  同步液压缸实验台液压系统设计 9

2.3.1  工况分析 9

2.3.2  拟定液压原理图 10

2.3.3  液压系统的计算和选择液压元件 12

2.3.4  对液压系统进行验算 16

2.3.5  液压油的选择 18

3  集成块的结构与设计 20

3.1  集成块的结构 20

3.2  集成块的设计 20

3.2.1  分析液压系统,确定集成块结构 20

3.2.2  液压元件的布局 20

3.2.3  确定油孔的位置与尺寸 21

3.2.4  绘制集成块零件图 21

4  液压站的设计 22

4.1  液压油箱的设计 22

4.1.1  液压油箱有效容积的确定 22

4.1.2  液压油箱的外形尺寸 22

4.1.3  液压油箱的结构设计 23

4.2  液压站的结构设计 26

4.2.1  液压泵的安装方式 26

4.2.2  电动机与液压泵的联接方式 26

4.2.3  液压站的结构设计的注意事项 26

5  管路的设计 28

5.1  管路的选择与布置 28

5.2  管路的连接 28

5.2.1  焊接式管接头 28

5.2.2  卡套式管接头 28

5.2.3  扩口式管接头 29

5.2.4  选择管路连接方式 29

6  液压站的组装调试、使用维护 30

6.1  液压站的组装 30

6.2  液压站的使用与检查 31

6.2.1  使用的一般注意事项 31

6.2.2  试验台的操作方法 31

6.2.3   检查 31

结  论 32

致  谢 33

参考文献 34


1  绪论


1.1  前言

液压技术渗透不断在民用工业,机床,工程机械,冶金机械,塑料机械,林业机械,汽车,造船等行业许多领域是大量的应用和开发,研制,包括传输,控制和检测完整的自动化技术中。如今,采用液压传动的程度已成意思代表是一个国家重要的工业水平测量标志。在发达国家,如生产95%的工程机械,90%的数控加工中心,95%以上的液压自动变速器线都采用了该技术。

由于它的大的液压动力传动,容易实现变速等,这已被广泛地应用于各种类型的机器和设备。

本文介绍了实验平台同步液压缸的设计,主要是对结构,结构,计算参数是烹调了详细的分析和研究,得出一个更合适的方式来设计测试台。主要通过访问相关信息,公式相关的应用程序,并因此选择该罐,然后计算所述液压动力单元,电机和泵的安装是确定的,并且最后按照该方案,管材和管件的选择参数,从而完成了整体设计。首先,研究和研究进展情况综述国内外液压技术,分析研究的背景来解释的意义和研究内容。然后重点设计原则,每个循环即功能分析和从一开始就在液压元件的选择选择,计算出其性能的好坏,然后检查温度等指标。

1.2  题目背景

液压传动产品在国民经济中,如液压传动产品及国防建设是非常重要的。产品开发的决策,以改善机械性能和电性能。它不仅能更好地满足机电产品,以满足多种功能需求,同时也实现重大项目,重大技术装备的基本保证,它是机电产品和重大项目,保证了设备的可靠性。因此,液压传动产品的发展是实现生产过程,工业自动化自动化,尤意思代表是重要的手段是必不可少的。

的主题是一个液压缸同步长椅的设计,理解和控制其组成,工作原理和应用,是分析,设计和使用的液压系统的基础。有了这个设计,以便更好地了解液压回路的基本方法和设计和程序系统有一个初步的认识和应用。

1.3  研究意义

在当在一定期间内的液体在图案的动作或需要高的压力,但在液压系统的需要不太多的流量,在一定条件下,通常使用一个低压泵与压力缸制成双向液压缸同步体验台湾的液体动力性高血压。这可减少功率损耗,降低了设备成本,而且还导致在高压泵的设计和制造的液体无条件情况可以高压作业。这个循环液压机以及生活的各个方面有着更加广泛的应用。

对于同步检测设备的液压缸台架,对这个问题的示意性的设计,可以让我们熟悉用于液压驱动系统的设计的一般方法,对了解和控制液压驱动技术。通过设计一个液压致动器,一般程序和机械设计的基本方法可以掌握。总之,由于这种设计,这样我们就可以学习得到四年的实践和培训更完整的课程。

1.4  国内外研究近况

液压技术近年来的发展速度是非常快的,特别是在当今的日益电子计算机控制技术,液压技术已迅速渗透到不同的学科,而水是间的一个技术电子和机械技术,传动与控制技术的结合是液压的液压技术发展的必然结果,是其中的关键技术之一,实现现代化的进程,并控制液压工业世界的发展给予了极大的重视液压元件销售总额350亿美元据统计,各主要国家的工业液压销售代表的世界2%的机械行业产值的3.5%的世界,而中国仅占1%左右,这表明低采用液压技术,努力扩大其应用,将有广阔的发展前景。但近年来,液压与气动技术直面竞争机械传动和电传动,如小型和中型伺服数控机床压力机电子控制系统已被用于取代或部分取代液压驱动技术主要是由于液压泄漏和维护不佳的缺点的存在。因此,我们必须努力发挥液压与气动技术的优势,填补国内空白,注意力和电子技术,应用的同时降低能耗,提高效率,适应环保要求,提高可靠性的扩展,这些都是液压与气动技术继续永恒的宗旨,也是液压产品和气动参与市场竞争取胜的关键。 [1]

液压产品的生产有产能一定的水平和技术研究的制度。改进装备水平尤其是在受国内大宗商品行业的支持下,过去十年里,能够生产全系列的品种和规格,是能够意思代表是汽车,工程机械,农业机械,机床,塑机,冶金,矿山,发电设备,石油化工,铁路,船舶,港口,产业光,电子,医药等行业和国防提供全方位的基础产品。结合在结果科研和研究,以及其他系统和比例液压伺服部件生产中被使用。好的方面取得了进展在CAD产品和CAT等,并得到广泛应用。并在全国设立了多家独资,合资企业,提高行业的技术水平,同时提供一个更需要高性能和高层次人群的产品填补了国内空白。

尽管有这些成就,但是,目前国内需求与国外先进水平存在较大差距。包括产品趋同,都是不合理的,没有表演,可靠性差,创新和自我发展能力自行设计的低,水平低。

特别是在产品级的系统,对产品的需求和市场有一个大的结构性矛盾。中国水电市场大的需求,各种产品的用户,各种高品质,市场对液压元件的高需求高的性能。大多数国家的企业提供的产品,无论是在上层阶级和类型,还远远不能满足这些需求。所以,在很多低端产品,而比竞争对手更低的价格,留下了一个巨大的市场,以国外产品。这表明,在各种市场需求,结构性过剩和现有产品,液压行业并存的两个相互矛盾的体系内部的结构性短缺的情况下,它表明我们的产品在多样性,分布和水平的迫切需要适应性方面进行调整和改进市场。企业投资在产品更新,设备和能力不足的改造等方面。目前,大部分公司都没有轮胎和重大整修产品设备能力,特别是在系统没有能力制定和实施的高科技产品和特殊的生产检测设备,限制了企业在高新技术产品的开发,实现了重大突破,缩短与影响的国际先进水平的差距。当然,只是一个基本条件的投资,必须有广泛的保护技术,并利用人力资源。

1.5  主要研究内容

设计内容涉及以下几个部分:

a.液压系统的原理图

(1)供油形式。

(2)调速方案及速度换接方法的确定。

(3)讲述完成执行机构的自动循环和顺序动作。

(4) 系统,卸载和执行机构开关的要求。

b.液压系统的计算和选择液压元件

(1)计算液压缸尺寸和流量所要的压力。

(2) 计算所述泵,流量和动力传动的工作压力。

(3) 选择的种类和规格泵和电机。

(4) 选择阀和辅助部件的尺寸的组件。


内容简介:
南京理工大学紫金学院 毕业设计(论文) 系 : 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 学 生 姓 名: 学 号: 设计 (论文 )题目 : 同步液压缸 试验台 设计 起 迄 日 期 : 2015 年 1 月 6 日 5 月 16 日 设计 (论文 )地点 : 指 导 教 师 : 专业负责人 : I 摘 要 本文阐述了 同步液压缸试验台设计 ,主要对工作原理、结构组成、参数计算等发面做了详细的分析与研究,得出一套较为合适的方法来设计 试验台 。主要通过查阅相关资料,应用相关公 式,从而对油箱进行选择,然后来选择液压站的动力装置,确定电机与泵的安装方式,最后在根据原理图以及各项参数来进行管路与管接头的选择,从而完成整个设计。 论文首先综述了国内外液压技术的研究进展及研究现状、分析课题的研究背景、阐述课题研究的意义和内容。然后重点从原理设计、各回路的功能分析与选择入手,从而选择液压元件,计算其性能是否符合指标,最后在校核温升。 关键词 :液压;基本回路; 同步液压缸试验台设计 ; 试验台 of to do a a to of to on to to of of to of of on at of of of of in 录 1 绪论 . 1 前言 . 1 题目背景 . 1 研究意义 . 1 国内外研究近况 . 2 主要研究内容 . 3 2 总体设计方案 . 5 液压传动综述 . 5 液压系统的组成 . 5 液压技术的优缺点 . 5 液压传动的发展趋势 . 6 液压系统设计要求及流程 . 8 液压系统的设计要求与部件选用 . 8 同步液压缸实验台液压系统设计 . 9 工况分析 . 9 拟定液压原理图 . 10 液压系统的计算和选择液压元件 . 12 对液压系统进行验算 . 16 液压油的选择 . 18 3 集成块的结构与设计 . 20 集成块的结构 . 20 集成块的设计 . 20 分析液压系统,确定集成块结构 . 20 液压元件的布局 . 20 确定油孔的位置与尺寸 . 21 绘制集成块零件图 . 21 4 液压站的设计 . 22 液压油箱的设计 . 22 液压油箱有效容积的确定 . 22 液压油箱的外形尺寸 . 22 液压油箱的结构设计 . 23 液压站的结构设计 . 26 液压泵的安装方式 . 26 电动机与液压泵的联接方式 . 26 液压站的结构设计的注意事项 . 26 5 管路的设计 . 28 管路的选择与布置 . 28 管路的连接 . 28 焊接式管接头 . 28 卡套式管接头 . 28 扩口式管接头 . 29 选择管路连接方式 . 29 6 液压站的组装调试、使用维护 . 30 液压站的组装 . 30 液压站的使用与检查 . 31 使用的一般注意事项 . 31 试验台的操作方法 . 31 检查 . 31 结 论 . 32 致 谢 . 33 参考文献 . 34 1 绪论 1 1 绪论 前言 液压技术渗透到很多领域,不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展,而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今 ,采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的 95%的工程机械、 90%的数控加工中心、 95%以上的自动线都采用了液压传动技术。 液压传动由于其具有传动功率大、易于实现无级调速等优点,使得其在各类机械设备中得到了广泛的应用。 本文阐述了 同步液压缸实验台 的设计,主要对工作原理、结构组成、参数计算等发面做了详细的分析与研究,得出一套较为合适的方法来设计 试验台 。主要通过查阅相关资料,应用相关公式,从而对油箱进行选择,然后来计算液压站的动力装置,确定电机与泵的安装方式,最后在根据原理图 以及各项参数来进行管路与管接头的选择,从而完成整个设计。 论文首先综述了国内外液压技术的研究进展及研究现状、分析课题的研究背景、阐述课题研究的意义和内容。然后重点从原理设计、即从各回路的功能分析与选择入手,在选择液压元件,计算其性能好坏,最后在校核温升等指标。 题目背景 液压传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。它的发展决定了机电产品性能的提高。它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件,也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证,更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。 本课题主要是设计一个 同步液压缸实验台 ,熟悉和掌握它的组成、工作原理以及应用,是分析、设计和使用液压系统的基础。通过这个设计,能更好的掌握基本回路并且对液压系统的设计的方法和步骤有了初步的理解和应用。 研究意义 在液压传动系统中,当液动机在某一段动作过程中或在特定条件下需要高压但对流量的需要又不太大时,经常采用低压泵配以增压缸组成的双向液压 同步液压缸实验台 来使液 2 动机获得高压。这样既可减小功率损失,节省设备费用 ,又可在无条件设计和制造高压泵的情况下使液动机同样能高压工作。这种回路在液压压力机以及生活的各个方面都有较为广泛的应用。 对于 同步液压缸实验台 实验装置,通过对这个题目的原理图的设计,可以让我们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。通过液压传动装置的设计,可以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,可以使我们四年所学课程得到一次较为全面的实践锻炼。 国内外研究近况 液压技术近几年发展的速度是非常迅猛的,尤其在电子技术微机控制日益发展的今天,液压技术已迅速渗入到 各个学科领域确切地说,液压是电子和机械技术之间的一种技术,把传动和控制结合起来是液压技术发展的必然结果液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视世界液压元件的总销售额为350 亿美元据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的 2% 而我国只占 1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。但是近年来,液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动其主要原因 是液压技术存在渗漏维护性差等缺点为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 1 我国液压产品有一定生产能力和技术水平的生产科研体系。尤其是近十年来基础产品工业得到国家支持,装备水平有所提高,目前已能生产品种规格齐全的产品,已能为汽车、工程机械、农业机械、机床、塑机、冶金矿山、发电设备、石油化工、铁路、船舶、港口、轻工、电子、医药 以及国防工业提供品种基本齐全的产品。通过科研攻关和产学研结合,在液压伺服比例系统和元件等成果已用于生产。在产品 方面已取得可喜的进展,并得到广泛应用。并且在国内建立了不少独资、合资企业,在提高我国行业技术水平的同时,为主机提供了急需的高性能和高水平产品,填补了国内空白。 虽然取得上述成果,但和目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距。包括产品趋同化、构成不合理,性能低、可靠性差,创新和自我开发能力弱,自行设计水平低。 具体表现在产品水平、产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。中国的液压市 场 3 很大,用户对产品的要求各异,各种高品质、高性能的液压元件市场需求量很大。而大部分国内企业所能提供的产品 ,无论在档次上还是种类上,都还远远不能满足这些需求。因此,在众多低档产品压价竞争的同时,不得不让出一块巨大的市场给国外产品。这表明,在市场丰富多样的需求面前,国内液压行业现有产品体系的结构性过剩与结构性短缺两个矛盾同时并存;也表明我们在产品的多样性、层次分布性和市场适应性等方面亟待调整和改善。企业在产品更新、装备改造等方面的投入能力不足。目前,我国大部份气动企业缺乏对产品及装备进行较大更新改造的能力,在高 技术产品及专用生产检测装备的系统开发和投入能力上尤为缺乏,因而也限制了企业在高技术产品发展上取得大的突破,对缩短与国际先进水平的差距带来影响。当然,投入资金只是个基础条件 ,还必须有技术、人才等多方面的保障才行。 主要研究内容 设计内容有: (1)采用何种形式的供油方式。 (2)确定调速方案和速度换接方法。 (3)如何完成执行机构的自动循环和顺序动作。 (4)系统的调压、卸荷及执行机构的换向等要求。 (1)计算液压缸的主要尺寸以及所需要的压力 和流量。 (2)计算液压泵的工作压力、流量和传动功率。 (3)选择液压泵和电动机的类型和规格。 (4)选择阀类元件和辅助元件的规格。 选择相关的外文文献并进行翻译。 液压系统的元件选型完成后,要进行压力损失的及系统温升的验算。 设计的最后要整理出全部的图纸和技术文件。正式工作图一般包括液压系统原理图,液压传动装置装配图,主要零件的零件图。技术文件一般包括:基本件、标准件、通用件 4 及外购件汇总表,液压系统安装和调试要求,设计说明书等。 2 液压系统的设计 5 2 总体设计方案 液压传动综述 液压系统的组成 液压系统主要由以下五个主要部分来组成: 液压泵。它将动力部分(电动机或其它远动机)所输出的机械能转换成液压能,给系统提供压力油液。 液压机(液压缸、液压马达)。通过它将液压能转换成机械能,推动负载做功。 液压阀。通过它们的控制和调节,使液流的压力、流速和方向得以改变,从而改变执行元件的力(或力矩)、速度和方向, 根据控制功能的不同,液压阀可分为村力控制阀、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 。 油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等 实现各种工作循环。 液压油。绝大多数液压油采用矿物油,系统用它来传递能量或信息。 液压技术的优缺点 压传动具有以下优点: (1)在相同的体积下,液 压执行装置能比电气装置产生出更大的动力。在同等功率的情况下,液压执行装置的体积小、重量轻、结构紧凑。液压马达的体积重量只有同等功率电动机的 12%左右。由于液压传动是油管连接,所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动,以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大,又加之极易布置,在挖掘机等重型工程机械上,已基本取代了老式的机械传动,不仅操作方便,而且外形美观大方。 12 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如,相同功 率液压马达的体积为电动机的 12% 13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标,目前是发电机和电动机的十分之一,液压泵和液压马达可小至 (牛 /瓦 ),发电机和电动机则约为 。 (3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达,可以实现无级调速,调 6 速范围可达 1 2000,并可在液压装置运行的过程中进行调速。 (4)传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。正因为此特点,金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。 (5)液压装置易于实现过载保护 借助于设置溢流阀等,同时液压 件能自行润滑,因此使用寿命长。 (6)液压传动容易实现自动化 借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易地实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。 (1)液压传动是以液体为工作介质,在相对运动表面间不可避免地要有泄漏,同时,液体又不是绝对不可压缩的,因此不宜在传动比要求严格的场合采用,例如螺纹和齿轮加工机床的内传动链系统。 13 (2)液压传动在工作过程中有较多的能量损失,如摩擦损失、泄漏损失等,故不宜于远距离传动。 (3)液压传动对油温的变化比较敏感, 油温变化会影响运动的稳定性。因此,在低温和高温条件下,采用液压传动有一定的困难。 (4)为了减少泄露,液压元件的制造精度要求高,因此,液压元件的制造成本高,而且对油液的污染比较敏感。 (5)液压系统故障的诊断比较困难,因此对维修人员提出了更高的要求,既要系统地掌握液压传动的理论知识,又要有一定的实践经验。 (6)随着高压、高速、高效率和大流量化,液压元件和系统的噪声日益增大,这也是要解决的问题。 总之,液压传动的优点是主要的,随着设计制造和使用水平的不断提高,有些缺点正在逐步加以克服。液压传动将日益完善,液 压技术与电子技术及其它传动方式的结合更是前途无量。 液压传动的发展趋势 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。 18尽管如此,走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求。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: 7 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。为减少压力能的损失,必须解决下面几个问题: (1)减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失 ,采用集成化回路和铸造流道 ,可减少管道损失 ,同时还可减少漏油损失。 (2)减少或消除系统的节流损失,尽量减少非安全需要的溢流量,避免采用节流系统来调节流量和压力。 (3)采用静压技术,新型密封材料,减少磨擦损失 。 (4)发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展 3 通径、 4 通径电磁阀以及低功率电磁阀。 (5)改善液压系统性能,采用负荷传感系统,二次调节系统和采用蓄能器回路。 (6)为及时维护液压系统,防止污染对系统寿命和可靠性造成影响,必须发展新的污染检测方法,对污染进行在线测量,要及时调整,不允许滞后,以免由于处理不及时而造成损失。 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。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的 研究,当前,凭有经验的维修技术人员的感宫和经验,通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展,必须使液压系统故障诊断现代化,加强专家系统的研究,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现象和知识库中知识,用推理机中存在的推理方法,推算出引出故障的原因,提高维修方案和预防措施。 17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。 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。 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。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 8 点 ,其主要发展动向如下: (1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压 统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统 ,为适应上述发展 ,压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现 标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。 (2)发展和计算机直接接口的功耗为 5下电磁阀,以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀 (小于 3。 (3)液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断 ,由于计算机的价格降低 ,监控系统 ,包括集中监控和自动调节系统将得到发展。 (4)计算机仿真标准化,特别对高精度、“高级”系统更有此要求。 (5)由电子直接控制元件将得到广泛采用,如电子直接控制液压泵,采用通用化控制机构也是今后需要探讨的问题,液压产品机电一体化现状及发展。 液压系统设计 要求及流程 液压的设计一般泛指液压传动系统设计。由于液压传动系统和液压控制系统从结构和工作原理而言,并无本质上的区别。通常所说的液压系统设计,皆指液压传动系统设计。液压系统的设计与主机的设计是紧密联系的,当从必要性、可行性和经济性几方面对机械、电气、液压和气动等传动形式进行全面比较和论证,决定应用液压传动之后,二者往往同时进行。所设计的液压系统首先应满足主机的拖动、循环要求,其次还应符合结构组成简单、体积小重量轻、工作安全可靠、 总体看来,液压系统设计的流程是: 主要参数 液压系统的设计要求与部件选用 ( 1)试运转:调整系统压力,使被试缸能在无负载工况下启动,斌全程往复数 9 次,排尽缸内空气。 ( 2)启动压力特性试验:试运转结案后,在无负载工况下,调整溢流阀,事物 感强压力逐渐升高,至液压缸启动时,记录下启动压力即为最低压力。 ( 3)耐压试验:将被试缸活塞分别停在缸两端,分别向工作腔输入公称压力的 的油液,保压 2上。 ( 4)耐久性试验: 在额定压力下,将被试缸以设计要求最高速度连续运转,速 度误差上下 10%,一次连续运转 8h 以上,在试验期间,被试缸的零件均不得进 行调整。记录累计行程。 ( 5)泄漏试验: 被试缸工作腔输入公称压力的油液,测定经活塞 泄至未加压腔的泄漏量。 行上述实验时,测量活塞杆密封处的泄漏量,各 结合面处不得有渗漏现象。 ( 6)缓冲试验:将被试液压缸的缓冲阀全部松开,调节被试液压缸试验压力为 公称压力的 50%,以设计最高速度运行,检测在运行至缓冲阀全部关闭时的缓冲 效果。 ( 7)负载效率:将测力计装在被试液压缸活塞杆上,保持被试缸匀速运行,计 算出在不同压力下负载效率,并绘制负载效率曲线。 ( 8)高温试验:在额定压力下,将被试缸输入温度为 90 度的油液正常工作一 小时。 ( 9)行程检验:将被试液压缸活塞或柱塞停在两端极限位置测量其行程长度。 同步液压缸实验台 液压系统设计 工况分析 课题内容: 设计的实验平台 由液压站,同步油缸,电控柜等组 成。要求明确主机对液压系统设计的要求,分析液压系统工况,合理选择液压元件和主要参数来进行结构设计并拟定液压系 10 统草图, 进行液压系统的性能验算,实现液压系统的优化设计,最终完成毕业设计说明书的撰写。 技术要求: 1、液压系统最高工作压力: 8 、液压系统额定流量: 32 L 、液压系统电机功率: 11 、油缸缸径 40 塞杆径 28 作行程 200 拟定液压原理图 (1)确定液压泵类型 叶片泵具有流量均匀,压力脉动小,运转平稳,噪声小,结构紧凑,体积小,重量轻,而排量较大等优点。在工程机械、船舶、压铸及冶金设备中得到广泛应用。 工作原理主要是当叶片泵转子旋转时,叶片在离 心力和压力油的作用下,尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积,先由小到大吸油后再由大到小排油,叶片旋转一周时,完成两次吸油与排油。 单作用叶片泵转自每转一周,吸、压油各一次,故称为单作用。 这次所设计的 试验台 要求压力不高,单作用泵可以满足回路要求,故选用单作用叶片泵。 (2)自动换向的实现 为了实现自动换向功能,在增压器的两端增加两细杆,当增压器向左或向右运动到头时,可触碰提前安置好的程控开关,开关控制换向阀 9,当一端行程完成,触控开关,换向后继续另一边的行程,如此往复,实现 双向自动换向 同步液压缸实验台 的功能。 当工作缸 7向左运动到一半,触碰到程控开关 19后,换向阀 23切换到终止,先导型溢流阀 22的遥控口被切断,负载由溢流阀 24设定的 22 设定的 6油路开始通过开启顺序阀 8进入 同步液压缸实验台 ,压力经过增压器 10 逐渐升高,增压器活塞不论向左或向右运动,均能输出高压油,只要通过不断触碰程控开关 15和 16,换向阀 9就能不断切换不断切换,增压器 10就能持续往复运动,高压油就连续经单向阀 11或14进入工作缸 7右腔,此时单向阀 12或 13有效地隔开了增压器的高低压油路 。工作缸 7向右运动时 同步液压缸实验台 不起作用。这样,压力增大到 6 11 图 完整液压系统原理图 ,7,1,12,13,14,15,16,17,为了实现自动换向功能,在增压器的两端增加两细杆,当增压器向左或向 右运动到头时,可触碰提前安置好的程控开关,开关控制换向阀 9,当一端行程完成,触控开关,换向后继续另一边的行程,如此往复,实现双向自动换向 同步液压缸实验台 的功能。 在工作缸 7的左端加一个支路作为负载,当实验前,带遥控口的先导型溢流阀 22通过两位两通换向阀与远程调压阀 24相连。远程调压阀压力 24压力小于溢流阀 22压力。在输出缸 7的右侧增加一个负载缸 20,两缸头各装有撞块 17, 18。实验开始时,换向阀23接通左位,此时溢流阀 22的开启压力为 24 的调定压力。这样回路开始工作不经过增压器 10就可以 将负载缸 20推动,当推到行程的 1/2时,负载缸 20上的撞块 18碰到程控开关 19,使得换向阀 24 变成右位。此时阀 22的压力变成自身的调定压力,负载增大。这样回路不得不经过增压缸 10进行油液的增压方可推动负载,直到负载缸 20走满行程,完成一次实验过程。 12 液压系统的计算和选择液压元件 (1)工作压力 P 得确定 有增压前和增压后两种工作状态。按照回路承受的最高压力计算工作压力,应为增压后压力 6 表 压设备常用得工作压力 设备类型 机床 农业机械或中型工程机械 液压机、重型机械、起重运输机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压力( 2002)确定缸的基本尺寸 油缸缸径 40 塞杆径 28 作行程 200 据表 择缸的尺寸。加载缸结构如图 表 压缸内径 D 与活塞杆直径 d 之间的关系 按机床类型选取 d/D 按液压缸工作压力选取 d/D 机床类别 d/D 工作压力 p/( d/D 磨床及研磨机床 5 、镗、车、铣、床 57 他 取: 126(式中 V 液压油箱有效容量; 液压泵额定流量。 在本课题中 5 6 m i 5 6 . 3 5 2 8 1 . 5 应当注意:设备停止运转后,设备中的那部分油液会因策略作用而流回液压油箱。为了防止液压油从油箱中溢出,油箱中的液压油位不能太高,一般不应超过液压油箱高度的80%。 根据设计条件,本 试验台 属于中压系统,油箱有效容积取 200L。 液压油箱的外形尺寸 表 列液压油箱外形尺寸 尺寸( 型号 A b c 23 63A 550 450 600 100 700 500 600 160 800 600 660 250 1000 650 680 800 1100 800 液压油箱的有效容积确定后,需设计液压油箱的外形尺寸,一般尺寸比(长:宽:高)为 1: 1: 1 1: 2: 3。为提高冷却效率,在安装位置不受时,可将液压油箱的容量予以增大。如果所设计的液压油箱能满足下列尺寸的要求,则可以从中选择一种。由于我国液压油箱还没有统一的标准,本文只介绍其中的一种。 此次选用的油箱型号为 满足设计所 需要求。设计图如 示。 图 箱主视图 液压油箱的结构设计 在一般设备中,液压油箱多采用钢板焊接的分离式液压油箱。 (1)吸油管与回油管 1)油管出口 回油管的出口形式有直口、斜口、弯管直口、带扩散器的出口等几种型式,斜口应用得较多,一般为 45 C 斜口。为了防止液面波动,可以在回油管出口装扩散器。回油管必 24 须旋转在液面以下,一般距液压油箱底面的距离大于 300油管出口绝对不允许放在液面以上。 2)回油集管 单独设置回油管当然是理想的,但不得已时则应使用回油集管。对溢 流阀、顺序阀等,应注意合理设计回油集管,不要人为地施以背压。 3)泄漏油管的配置 管子直径和长度要适当,管口应在液面之上,以避免产生背压。泄漏油管以单独配管为好,尽量避免与回油管集流配管的方法。 4)吸油管 吸油管前一般应设置滤油器,其精度为 100 200 目的网式或线隙式滤油器。滤油器要有足够的容量,避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离就不小于 20油管应插入液压油面以下,防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面,致使油中混入气泡。 5)吸油管与回油管的方向 为了使油液流动具有方向 性,要综合考虑隔板、吸油管和回油管的配置,尽量把吸油管和回油管用隔板开。为了不使回油管的压力波动波及吸油管,吸油管及回油管的斜口方向应一致,而不是相对着。 (2)防止杂质侵入 为了防止液压油被污染,液压油箱应做成完全密封型的。在结构上应注意以下几点: 1)不要将配管简单地插入液压油箱,这样空气、杂质和水分等便会从其周围的间隙侵入。同时应尽量避免将液压泵及马达直接装在液压油箱顶盖上。 2)在接合面上需衬入密封填料、密封胶和液态密封胶,以保证可靠的气密性。例如,液压油箱的上盖可直接焊上,也可加密封垫( 以上的耐油密封垫)进行密封。 3)为保证液压油箱通大气并净化抽吸空气,需配备空气滤清器。空气滤清器常设计成既能过滤空气又能加油的结构。 (3)顶盖及清洗孔 1)顶盖 在液压油箱顶盖上装设泵、马达、阀组、空气滤清器时,必须十分牢固。液压油箱同它们的接合面要平整光滑,将密封填料、耐油橡胶密封圈(厚 2右)以及液态密封胶(耐油性、半干燥性)衬入其间,以防杂质、水和空气侵入,并防止漏油。同时,不 25 允许由阀和管道泄漏在箱盖上的液压油流回液压油箱内。液压泵及液压马达的底座要与上顶盖分开,另行制做。如图 示。 图 箱顶盖 2)清洗孔 液压油箱上的清洗孔,应最大限度地易于清扫液压油箱内的各个角落和取出箱内的元件。 3)杂质和污油的排放 为了便于排放污油,液压油箱底部应做成倾斜式箱底,并将放油塞安放在最低处。 (4)液压油箱的防锈 为了防止液压油箱内部生锈,应在油箱内壁涂耐油防锈涂料。 (5)液压油箱的加热与冷却 为提高液压系统工作的稳定性,应使系统在适宜的油温度下工作。液压油温度一般希望保持在 30 C 50 C 范围内,最高不超过 60 C,最低不低于 15 C。 1)加热 寒冷地区因 温度低,液压泵走动困难,需首先加热。工厂中常用2 2)冷却 液压系统工作时,因各种损失,有时使液压油液产生大量的热量,直接影响系统的正常工作,这些热量单凭一般的液压油箱散发是不够的。因此,需设置冷却设备。液压系统 26 中冷却器的常用冷却方式有水冷和风冷两种。 液压站的结构设计 液压泵的安装方式 液压泵装置包括不同类型的液压泵、驱动电动机及其联轴器等。其安装方式分为立式和卧式两种。 本次设 计采用的是卧式安装。液压泵及挂到都安装在液压油箱外面,安装维修方便,散热条件好。符合 试验台 设计的要求。 图 压泵的卧式安装 电动机与液压泵的联接方式 电动机与液压泵的联接方式分为法兰式、支架式和支架法兰式。 为避免安装时产生同轴度误差带来的不良影
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