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含CAD图纸、说明书
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船舶起重机的设计【含CAD图纸、说明书】,含CAD图纸、说明书,船舶,起重机,设计,CAD,图纸,说明书
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附录附录一:英文原文 1 附录二：中文翻译最早承认的伺服水钟是公元前250年左右由亚历山大发明的Ktesbios。在他的装置里，时间由一艘完成的船的水的水平线记录。流入这艘船的水流来自一个在它上面的可控制的，恒定功率的水库。水库流速的控制介入了伺服机械。您可以从您的流动力学路线记住，水库(或任何船的)出口速度流程取决于等式 式（6.1）这里 v=速度 g=重力 h=在出口之上水的高度这个关系,叫作Torricelli定理。通过那个出口的体积流率取决于出口和可变的速度的大小。这样 式（6.2）从这个等式能看出，随着Ktesbios水库里水平线的下降，水库里的流速降低。结果时间无限，(基于使用与相等的毕业的一个圆筒)：对于这个问题的Ktesbios解法是使用在第一之上登上的第二个水库。他使用一个浮游物调整水被投向主要水库的管口。 这保留了水平面 (因此流速)常数，造成恒定的长度的几小时。除有科学和技术价值之外，这水钟也是一个重大事务和社会成就。 直到它的发明，时间主要由日规保留，这有二个明显的缺点： 在夜里保存时间是不可能的 (或沉重阴暗天，就此而言)， 并且小时的长度根据季节变化。水钟消除了这些问题(只要某人在任命的时间倒空时间船）。这个设备使用了直到第十四世纪机械时钟的发明。众多的伺服机械在17世纪中期和之后的工业革命时被发明了。许多同蒸汽锅炉技术联系在一起， 那里他们被用于控制水平面、水和蒸汽流程、蒸汽压力和蒸汽管理机制的速度和位置。这一技术在20世纪初得到跃进一电力。在伺服技术的前进中汽车和飞机被更加巨大的带动起来。与一台机械反馈伺服机的第一个动力方向盘单位在20世纪20年代末期被发明了，虽然这样，直到二次大战之前此单位都没变的普遍。起因于所有战争少数件好事的之一是技术的推进。在二战之前，在美国的Askania-Werke在德国和福克斯伯罗立即开始发展控制流体力量的实用伺服机械。重大摊缴在那时被德国的Siemans和在美国的 Tiebel做了出来。由于在其他领域的发展(材料、流体、电子，控制论)，一些扣人心弦的进展在战争之后获得了。 这些事件年代史跟随： 1946英国的Tinsley：第一个二阶段阀门。1947 莱斯隆和响铃航空器 ：有第二阶段反馈的二阶段阀门（机械）。1947 麻省理工学院 ：真实的力矩电动机司机，有电力二阶段反馈的二阶段阀门。1950WC.Moog Jr:无磨擦的第一阶段(插板喷管) 。1953TH.Carson:来自第二阶段的与机械反馈的无磨擦的第一阶段 。1953wC.Moog Jr.:对称，二喷管桥梁。1953Volpin:从流体隔离的力矩电动机。1957R.Atchley:喷管第一阶段。注意电子元件的推进和电路、材料和制造过程是有趣的， 这些应用扩散在几乎每个阶段制造业、运输和军事期间，今天用于液压能力系统的伺服电子管和在1960年之前被开发的是同样基本设计。 有一些演变变动，例如航空航天应用的小型化，但是没有创新和主要的改革。多数在电子、反馈传感器和计算机控制范围的前进，在控制技术标题之下被混在一起。6.2.2电动液压的伺服机械概念 图6.1代表一个典型的液压能力系统使用比例阀门控制一个水力马达的速度。 设置EHPV提供必要的流程驾驶马达以必需的速度。只要没有干扰，速度将依然是恒定。如果，然而，在参量上有任何变动，可变的温度，黏度，穿戴，等等一电动机转速可能改变。 没什么在被设计的系统查出变动并且提出信息对阀门控制器自动地改正变动和退回速度到必需水平。速度更正是操作员的责任，必须做必需的控制调整。 虽然此种电路对大量需求是完全令人满意的 一些要求自动和连续的更正。 这些电路要求伺服机械。 (从这时起，我们将提到这些机制作为伺服电子管。) 图6.2显示有目的和一样图6.1，但是在这条电路操作员被免除速度更正的责任的一条电路。 反而，安装了一个测速发电机检测装载信息。这信息自动的连续的反馈到控制电子(通常电路板) ，装载操作员 水力马达 阀门线轴 比例阀门 控制电子 最初输入 图6.1比例阀门结构图。 电动机控制电路不提供更正由于负载变动或其他因素引起的在马达每分钟转速上的变化。 图6.2伺服操纵为在马达每分钟转速上的所有变化提供自动和连续的更正。 在这里和操作员输入信息相比较。如果在这两个信号之间找到任何区别，电子电路自动地引起一个更正信号比例与区别。 那个信号改变位置阀门以达到所需求流速。这种检测和修正能力是持续不断的，所以任何和每个装载速度的改变都会被修正。执行此操作的系统包括三个主要段：伺服电子管、命令电子和反馈传感器。在以下部分，我们将详细的看一看在这些段中的每一段。 6.3伺服电子管 伺服电子管可以用于实际上液压能力系统操作的所有方面，包括： a.安置圆圆筒和马达的速度 b.筒和摆动马达 c.圆筒力量和马达扭矩 d.加速度和减速 e.系统压力 f.流速最普遍的应用是圆筒安置和电动机转速的控制。 这些作用阀门的合并方向和流程控制由力矩电动机安置的一个滑的线轴安排。 6 .3.1力矩电动机 力矩电动机在表6.3被说明。 它是包括一两块永久磁铁，二极靴，铁磁电枢， 的一个相当简单的电磁式设备。永久磁铁上对立着上部和下部的磁极，因此他们提出相等和相反磁场。力矩电动机是在低直流电压下运行的低功率设备。 图6.3 力矩电动机 （美国威格士股份有限公司提供）图6.4展示力矩电动机操作的概念。 电枢在它的中点上，以便不论顺时针或逆时针转都能自由的通过非常有限的弧转动。电枢的末端延伸到磁极片之间的空白。磁场有一个中性位置的电枢。 二卷围拢电枢的胳膊形成二个小电磁体。当电流通过卷时，引起一个磁场。 领域的极性依靠在当前流程的方向。 在表6.4当前流程导致了左边末端成为南极和右端成为北极，造成电枢的左转自转。(少许以后我们将看这自转对阀门操作的作用。) 图6.4 力矩电动机运转（美国威格士股份有限公司提供） 力矩电动机的二卷被三种不同配置所连接：并联，串联和所谓的推挽式的安排。这些选择在表6.5被说明，推挽式的安排是最共同的。在安排上，主角B和D通过控制电路放大器被连接到地面上。 主角A和C被连接到命令放大器的分开的输出终端。 当对两卷的电压输入是相等的，电枢被集中。 对一卷增加电压输入，当同时使输入降低到其他卷由相同数量时，造成电枢转动。电压可以在每一圈从零变化到最大值，但是极性从未被扭转。这意味着电枢的位置被不同的扭矩固定。当两卷电压是相同的，扭矩是相等的，并且电枢被集中。 在电压上的所有变化对任一卷导致电枢的自转。 图6.5 线圈可以被几种不同的方式连接，不同的连接有不同的效果。 并联 串联 推挽式 这个推挽式连接圈偏向于三个原因：首先，由于电压波动，其中任一在电流改变，温度变化或者其他起因都由对卷的相等和相反作用抵消。其次，有安置反对的扭矩的电枢更稳定。 第三，力量消耗量低于另外两条电路。对这个安排的输入被表达作为流入差 I。这是二卷电流之间的区别。 式（6.3）这里 P=控制力量 I=流入差 R=一卷阻抗例子61 ：力矩电动机在一条推挽式的电路被连接。每卷有20欧姆抵抗并且是额定的在200 mA。求：A:当电枢被集中时的每卷电压。B: I最大价值 C:力矩电动机的最大控制力量。 解法： a. 卷的最大电压是 E=IR E=200mA20=4V电枢被集中，当 b. 有差别的电流是 当最大电压被加于一卷，最大价值将发生。因此零的电压被加于其他。 在此例中 c最大控制力量是 并联自转的方向取决于输入信号的极性。不是相互冲突(像在推挽式的电路)在并联电路中相互协助。那时他们试图顺时针或逆时针移动。 扭转极性和扭转自转的方向相反。控制力量然后被找到： 式（6.4） 这里： Ip=通过电路的总电流 R=每卷阻抗 例子6.2 ：重复并联电路连接的例子6.1。解答：对每卷的电压将依然是同样(4V); 然而，电流通过由于更低的阻抗，电路将增加的。 为一个二相等的电阻器组成的并联电路，等效抵抗是R/2; 在这种情况下， 10欧姆。我们从下式发现，I等于总电流，最终，我们从式6.4发现控制力量： 在串联电路，卷协助，而不是反对，电枢自转。与并联电路相同，极性变动要求改变自转的方向。串联电路的控制力量是 式(6.5) 这里： Is=在串联电路的电流 R =每圈的阻抗例子6.3 ：重复串联电路的例子6.1。 解答：这里，总阻抗是2R或者40欧姆。串联的最大电流是200mA。最大电压，然后，是 控制力量，从式6.5，得 注意的是串联和并联电路有同一最大功率需要量，功率是推挽式的电路的两倍。有趣的是这些低功率力矩电动机可能控制在100加仑甚至更多的2000到3000psi下的第二或三阀门。采取这些低价值，我们看见阀门的功率输出接近90,000 W。我们定义阀门放大系数为控制功率除以输出功率。有 适合伺服机械的韦伯斯特的定义。6.3.2阀门线轴 伺服阀的硬件初看起来类似那所有线轴式方向控制阀门， 是一个在阀体上的孔里运转的一个滑的线轴 ，用来打开和封锁口岸之间的流程道路的。在制造过程和说明书中发现的实际的差别比在基本设计中多。伺服电子管线轴和它运转所在的孔是非常高精度组件。 一般线轴和孔平直直径配合公差为士0 .000050寸。在线轴和孔之间的径向间隙是典型地3 to5m (1m=0 .000039 in.)。要达到这个精确度，很多手工精加工在制造过程介入。线轴和阀身经常是一个被匹配的集合，并且零件不是可互换的。 特别线轴表面精加工经常被使用。 氮化是常用的提供额外表面坚硬和玻璃状表面精整。这减少摩擦并且改进耐磨度。 在1982年Schenk 在佩格瑟斯公司进行的测试，氮化和非氮化的线轴运行了101百万个周期。氮化的线轴没有在压强下变形(那些我们以后将谈论)， 而没氮化的线轴有50%变动，表明没氮化的线轴磨损的会更严重。伺服电子管也许是三或四种方式的。线轴也许有二，三或者四台面的这是根据作用和制造商的偏好。 研究显示四台面的线轴在没受到不可接受的流出时，有更大的间隙。这意味着他们改进了磨损特质，有时能够在污染物流体下工作。二个外台面也能协助保持线轴精确地被集中。与多数线轴式阀门相同，周围凹槽用机器制造在线轴台面。 凹槽的目的是通过平衡线轴旁边的压力来减小边缘载荷。在不带沟槽的线轴里，有三个凹槽的线轴最小可以只受到6%的侧力。线轴线圈定义了在阀孔里涉及到端口宽度的台面宽度。有三种可能的线圈配置，重叠，从下面露出，线连线。这些在图6.6显示。 a线连线或者叫零叠加型 b 从下面露出型 c 叠加型 图6.6显然多数情况是线连线（或零重叠），这里，台面宽度正确地匹配端面宽度。 因此，当线轴被集中时，没有流量。不管多小的运动都会导致流过阀门。由于它的关于零(中立)位置的精确测量的特征。这个阀门适用于闭合回路位置，速度，和力控制应用。不幸地，甚至少量的在凸台或端口边缘的摩损都会导致在零位置的漏出。 被重叠的线轴有比端口宽0.5到5%的凸台，这个线轴能在零位置提供比线连线配置更低的漏出。然而，重叠意味着精确的零位置被弱化，因为有相当大的死区。例如，当作为位置控制器使用，即使输入同一指令时，被压缩时和被拉伸时的圆筒将停止在不同的位置， 只要它远离它的零位工作，一个被重叠的阀门可以令人满意地被作为速度控制器使用。在许多伺服电子管控制电路中，励振被用于减少静态摩擦的影响(被命名stiction)。 励振是一个被叠加在连续的正常命令信号里的非常低的高度命令信号， 非常短的冲程， 线轴的侧向动摆。在这样的系统中，轻微的交叠也被用于防止在零位置的不能接受的漏出。 一个底面露出型的线轴有比端面狭窄0.5到1.5%的凸台。这一设计被称作公开中心，虽然没有真正的公开中心伺服电子管。底端露出型太小以至于不能成为真正的公开中心。这个类型阀门对关于空位置的命令提供非常迅速的反应，但是它有在零位附近有非线性流程特征的缺点。这在某种程度上减弱控制。6.3.3阀门配置 伺服电子管也许是单一阶段(也称直接作用)，两阶段或者第三阶段，取决于主要系统的流程要求。使用单一阶段阀门流程是低要求的地方(通常少于5 gpm， 取决于阀门的设计）。这些阀门共同地运用一滑线轴机械连接到了力矩电动机的电枢上。流通能力由力矩电动机和线轴的有限的冲程可得到的低力量释义。1，偏置力矩马达电枢 2，造成线轴转移距离比例与电信号 3，阀体 4，线轴 5，电连接头 6，力矩马达
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