1 2 31.1課題背景及目的 31.2國內外研究狀況 31.2.1國內外發展現狀 31.2.2發展趨勢 5以計算機軟件為平臺，實現液壓傳動實驗的虛擬化 5以計算機網絡為平臺實現液壓傳動實驗的網絡化 5利用PLC編程實現液壓傳動實驗的智能化 5以液壓故障診斷系統為平臺，實現液壓系統的檢測與故障分析 5利用純水液壓傳動節約能源、保護環境 6 62液壓試驗臺基本設計計算 72.1液壓系統設計步驟與設計要求 72.2初選系統工作壓力 72.3計算液壓缸的主要結構尺寸 72.4制定基本方案和繪制液壓系統圖 2.4.2液壓試驗臺系統原理圖 3液壓試驗臺選用設計 3.1液壓泵的選型與安裝 3.1.1液壓泵工作壓力的確定 3.1.2液壓泵流量的確定 3.1.3液壓泵的安裝方式 3.2電動機功率的確定 3.3液壓閥的選型與安裝 3.4液壓油缸的選型 3.5液壓油管的選型 3.6.1液壓油箱有效容積的確定 3.6.2液壓油箱的散熱計算 3.6.3液壓油箱的容量計算 3.6.4液壓油箱的結構設計 4簡易輕載壓力機設計 泵安裝支座A3泵安裝支座A3泵吸油口法蘭A3泵吸油口密封墊A3閥安裝支座A3螺塞安裝座A3人孔蓋A3人孔蓋密封墊A3燕尾槽臺面A2搖臂A3搖臂安裝支座A3液壓試驗臺設計液壓試驗臺系統圖A3油箱A1總裝配圖-A0外文翻譯相關資料摘要目錄液壓試驗臺設計WinRAR壓縮文件12Abstract:Thecomponentsandfutheprobabilityoffailurealsoincrease.Hydraurskilledpersonnel,butalsohaveawell-developedtestingeqfordetectingtheperformanceparametersofhydgenerallytohydraulicpartsmanufacturersandresearchinstitutesdedicated.FromtheperspeoncethehydraulicsystemfailuretechnicalindicatorstoidentifytherootcausesoffaultlocationandtoachievethepurposeoftimelyrepairsInthispaperweexplainthedesignofonekindofhydraulictestbench,workingprintechnicalindicators.Itcombinatedtheperformanceofhydraulicvaltest-bed,tobecomemultipleuse,thetestbenchwithcharacteristicsoftestreliable,eKeywords:hydraulicteststand;tank;hydraulicvalve;hydrauliccylinder;forcingpress31.1課題背景及目的1.2國內外研究狀況5質上講，VR系統是對現實環境的仿真，因此，仿真都是關鍵性的技術。虛擬儀器(VirtualInstrument,簡稱VI)在20世紀80年代末由美國研制成功，它開創了儀器使用者可以成為儀器設計者的新時代據分析和數據顯示功能，實現了測試的自動化、智能化，體現了6(1)液壓試驗臺基本設計計算；(2)液壓試驗臺選用設計；(3)簡易輕載壓力機設計。72液壓試驗臺基本設計計算(1)確定液壓執行元件的形式；(4)選擇液壓元件；(5)液壓系統的性能驗算；(6)繪制工作圖，編制技術文件。3]機械類型小型工程機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床8圖2-1液壓缸的主要設計參數圖(a)未液壓缸活塞桿工作在受壓狀態，圖(b)未活塞桿工作在受拉狀態?；钊麠U受拉時活塞桿受壓時式中無桿腔活塞有效作用面積(m2);有桿腔活塞有效面積(m2);9p?——液壓缸回油腔壓力(Pa),即被壓力，初算時按表2-3選??；D——活塞直徑；d——活塞桿直徑。系統類型簡單系統或輕載節流調速系統回油路帶調速閥的系統回油路設置有背壓閥的系統回油路較復雜的工程機械回油路較短，且直接回油箱可忽略不計一般，液壓缸在受拉狀態下工作，其活塞面積為運用式(3-3)須事先確定A?與A?的關系，或是活塞桿徑d與活塞直徑D的關系，2表2-3選取被壓力為0.2MPa,則可由公式計算出D=40.093mm,按表2-5圓整為40計算出D=40.093mm,表2-5常用液壓缸內徑D(mm)(1)制定調速方案速度控制涌過改變液壓執行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化(2)制定壓力控制方案(4)制定順序動作方案(5)選擇液壓動力源液壓綜合試驗臺系統圖如圖1所示。該試驗臺的動力來源于電動機1,它可以驅動液壓泵3運轉。液壓泵3是該試驗臺的壓力油源。當需要測試液壓閥和液壓缸時，由液壓泵3供給壓力油，通過調速閥13進行分流，可使供油量發生變化，以滿足不同類型液壓閥和液壓缸對流量的要求，安全閥12可以限定系統的最高壓力。測試液壓閥和液壓缸時，采用先導型溢流閥作調壓閥，調壓閥11并聯在主油路中。系統中的換向閥10測試液壓缸時，調壓閥11松開，調整調速閥13的開度，使供油量達到液壓缸的額(1)最低啟動壓力，在空載工況下，向液壓缸無桿腔通入液壓油，逐漸擰緊調壓閥11手柄，通過壓力表8記錄活塞桿啟動時的壓力值；(2)內泄漏，通過上下移動換向閥10,即可壓力油分別送入液壓缸各腔，再逐漸擰緊調壓閥11手柄，當活塞運行到行程終點后，使調壓閥11調至被測缸的額定壓力，卸下液壓缸的回油管并接一量杯，保壓5分鐘，觀察內泄漏量；98M1電動機2吸油過濾器3主泵4液位溫度計5被6測表7真空表8單向閣9壓表10油紅11快換接頭12壓力表開關13低壓表14手動換向閥圖2-2液壓系統圖3液壓試驗臺選用設計3.1液壓泵的選型與安裝3.1.1液壓泵工作壓力的確定p?是液壓執行元件的最高工作壓力，對于本系統由于設計原始數據給定系統最高壓力為16MPa,則泵的工作壓力選定為16MPa。3.1.2液壓泵流量的確定設計給定原始數據要求系統最大流量為12L/min,則相當于,取泄根據以上參數，綜合考慮后選用上海申葉液壓件廠生產的YB-E10型定量葉片泵，當壓力為16MPa、驅動轉速為1440時，泵流量為14.4MPa/min。油泵從軸端看轉向為順時針，進油口與出油口在同一側方向。3.1.3液壓泵的安裝方式液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅動電機及其聯軸器等，其安裝方式分為立式和臥式兩種。(1)立式安裝將液壓泵和與之相連的油管放在液壓油箱內，這種結構形式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證好，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節省占地面積。但安裝維修不方便，散熱條件不好。(2)臥式安裝液壓泵及管道都裝在液壓油箱的外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時電動機與液壓泵的同軸度不容易保證。電動機與液壓泵的聯結方式可分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。(1)法蘭式：液壓泵安裝在法蘭上，法蘭再與帶法蘭盤的電動機聯接，電動機與液壓泵依靠法蘭盤上的止口來保證同軸度，這種結構裝拆很方便。(2)支架式：液壓泵直接安裝在支架的止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再與帶底座的電動機相連。這種結構對于保證同軸度比較困難(電動機與液壓泵的同軸度≤0.05mm)。為了防止安裝誤差產生的振動，常用帶有彈性的聯軸器。(3)法蘭支架聯接：電動機與液壓泵先以法蘭聯接，法蘭再與支架聯接，最后支泵的進油口和出油口采用自制的法蘭連接油管，法蘭形式簡單，加工容易，外形尺寸如圖3-2所示。圖3-2泵進油口法蘭法蘭上沒有加工密封用溝槽，密封由自制的密封墊保證，密封墊由耐油橡膠制能，并且成本較低，容易加工，尺寸如圖3-3所示。圖3-3泵進油口密封墊3.2電動機功率的確定在試驗臺工作過程中，由于被檢測對象的不用系統的壓力和流量都是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個設計要求，按較大功率來確定電動機功率。考慮到本試驗臺測試對象主要為中低壓元件，而電動機一般允許短時間超載25%,這樣電動機的功率還可以降低一些。查看產品樣本，選用4kW的電動機，滿載轉速1440r/min。3.3液壓閥的選型與安裝首先要確定液壓元件的安裝連接形式，液壓元件的安裝形式與液壓系統的結構形式和元件的配置形式有關：(1)按系統的結構形式確定。液壓系統的結構形式分為集中式和分散式兩種。集中式結構是將液壓系統的動力裝置、控制調節裝置和油箱等放在主機之外，單獨設置一個液壓站。這中形式的優點是安裝連接方便，液壓源的振動、發熱都不會影響主機的工作性能。缺點就是設置液壓站，增加了占地面積和管路長度。分散式結構是將液壓元件分散放置在主機的某些部位，與主機合為一體，其優點是結構緊湊、占地少、管路短。缺點是安裝連接(包括維修)復雜液壓源的振動和發熱都會影響主機的工作性能和精度。為此，對于一般的液壓系統，為了使結構緊湊，可采用分散式安裝連接的方式，而對于組合機床、自動線和精密設備的液壓系統為了減少油箱的發熱、液壓源振動的影響，保持主機的工作精度，多采用集中式的配置形式確定。(2)按閥類元件的配置形式確定。液壓元件的配置形式分為管式、板式和集成式配置三種形式。配置形式不同，液壓系統的壓力損失和元件的連接方式也就不同。目前，閥類元件的配置形式廣泛采用集成式。通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結構。管式元件通過油管來實現相互之間的連接，液壓元件的數量越多，連接的管件越多，結構越復雜，系統壓力損失越大，占用的空間就越大，維修、保養和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結構簡單的系統。板式元件固定在板件上，分為液壓油路連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個液壓回路中個元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規則地固定在一塊液和組合不同的液壓回路，其外形尺寸如圖3-4所示。通過閥的最大流量超過其額定流量的20%。16MPa,所選閥的規格型號見表3-1 序號名稱選用規格1調速閥2溢流閥3先導溢流閥4手動換向閥3.4液壓油缸的選型在2.2節已經求得液壓缸的直徑為40mm,系統工作壓力為16MPa。選YHGE40/28×260LJ?L?Q型液壓缸，缸徑40mm,速度比φ2,活塞桿直徑28,工3.5液壓油管的選型液壓系統中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉彎和截面突變。(1)鋼管：中高壓系統選用無縫鋼管，低壓系統選用焊接鋼管，鋼管價格低，性能好，(2)銅管：紫銅管工作壓力在6.5~10MPa以下，易變曲，便于裝配；黃銅管承受壓力較高，達25MPa,但不如紫銅管易彎曲。銅管價格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。(3)軟管：用于兩個相對運動件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物；低壓橡膠軟管中夾有棉線或麻線編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承壓能力為2.5～8MPa,多用于低壓管道。因軟管彈性變形大，容易引起運動部件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調速閥之間。油管的規格尺寸大多由它所連接的液壓元件接口處的尺寸所決定的，對一些重要的管道應驗算其內徑和壁厚。油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。 通過管道內的流量(m3/s);v——管內允許流速(m/s),見表3-2.按最大流量計算，本系統的最大流量為12L/min,吸油管v取0.8m/s,由公式(3-4)計算得d=17.867mm,選取公稱通徑15mm,外徑22mm,壁厚2mm的鋼管；壓油管v取3m/s,由公式(3-4)計算得d=9.226mm;回油管v取1.5m/s,計算得d=13.048mm,選取公稱通徑15mm,外徑22mm,壁厚2mm的鋼管。由于壓油管選用的是膠管總成，液壓元件的進出油口尺寸不同也就需要不同的接頭，所以膠管在經濟允許的條件下可以購買一系列的不同尺寸的膠管，用于實驗的不同液壓元件的連接和回路組織。管道推薦流速/(m/s)液壓泵吸油管道0.5-1.5,一般常取1以下液壓系統壓油管道3-6,壓力高，管道短，粘度小取大值液壓系統回油管道3.6液壓油箱的設計液壓油箱的作用是貯存液壓油，分離液壓油中的雜質和空氣，同時還起到散熱的作3.6.1液壓油箱有效容積的確定液壓油箱容量是油箱主要的技術參數，油箱必須有一定的容量，才能實現基本功能，設計油箱容量涉及很多的因素，常采用經驗法，但對于要求較高的液壓系統有必要分析系統的各種要求，并以熱量為基礎采用計算的方法來確定。液壓油箱在不同的工作條件下影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮。油箱容量的經驗公式為式中qv——液壓泵每分鐘排出的壓力油的容積；a——經驗系數，見表3-3。系統類型行走機構中壓系統a本系統的最大流量為12L/min,為中低壓系統，經驗系數取7,由公式(3-5)計算得油箱的有效容量為84L。3.6.2液壓油箱的散熱計算(1)系統發熱量計算，在液壓系統中，凡系統中的損失都變成熱能散發出來。由于本系統工作裝置和回路并非固定形式，因為組裝不同的液壓元件、不同的工況而產生不同效率，損失也就不同，本系統的散熱按系統輸入功率最大值的20%來計算，系統的輸入功率為4kW,則發熱功率為0.8kW。(2)散熱量計算，由于本系統沒有安裝額外的冷卻裝置，忽略系統中其他地方的散熱，只考慮油箱散熱是，顯然系統的總發熱功率H全部由油箱散熱來考慮。這時油箱散熱面積A的計算公式為△t——油溫(一般以55℃考慮)與周圍環境溫度的溫度(℃);K=15~17.5;風扇強行冷卻時K=20~23;強迫水冷時K=110~175。上面步驟已經計算出H=800W,△t取15,散熱系數取9,則又公式3-6計算得(1)隔板5c5c(3)防止雜質侵入器為既能過濾空氣又能加油結構。(4)頂蓋及清洗圖3-5燕尾槽臺面③雜質和污油的排放為了便于排放污油，箱底部做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處，油塞和油箱同過支座連接，在支座上加工螺紋孔座上，支座焊接在油箱上，安裝支座結構如圖3-7所示。(5)液面指示(5)液壓油箱的起吊(7)液壓油箱的防銹油箱焊接后內壁涂X06-1磷化底漆(HGZ-27-64),油箱外面涂X06-1磷化底漆4簡易輕載壓力機設計缸布置在工作臺中間空內，驅動下滑塊實現：向上頂出→向下退回或浮動壓邊下行→停止→頂出的動作循環由圖4-1所示。壓力機液壓系統以壓力控制為主，系統壓力高，流上缸形尺寸如圖4-2所示。搖臂安裝在支座上，支架結構如圖4-3所示。[3]機械設計手冊編委會.機械設計手冊[S].北京：機械工業出版社，2007:23-49.[5]徐福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業出版社，2007:170.[7]范鳳仙.簡易壓力機的設計[J].鍛壓技術，2002,2.[9]Schmidt,Jens,Applicationofanewtestprocedureformechanicaltestingofhydraulicfluids,致謝畢業設計在緊張而忙碌的日子中即將結束了，我們四年的大學生活也將畫上句號本次畢業設計我的設計課題是《液壓試驗臺設計》,指導老師為朱石沙老師。在為摘要：本文介紹了在一臺新開發的試驗臺上進行一個摩擦磨損試驗，該試驗臺開發于涂漢堡哈爾堡，用于研究液壓油的潤滑性能。開發這種新的檢測方法的目的是為了更好的表述摩擦學與流體動力機械之間的影響與聯系，采用線接觸研究液壓油的潤滑性能表明，可利用摩擦、磨損和腐蝕試驗區分不同液體的潤滑性能。在不同的試驗通過不斷的改進試驗裝置和開發測試實驗的全自動控制程序來滿足高重復性的邊界條件。該試驗機的開發符合測試程序、形狀結構簡單的要求，可以從各種液壓油的一個非常重要特點的是它可能使摩擦加載面分離以減少這種連接中的摩擦磨損，試驗測試液壓油潤滑性能最可靠的試驗是實地測試，即流體在典型工作條件和典型操作期間下的應用。出于多種原因，實地測試費時而且成本高，以及操作環境的不同應用方法通常也會很大不同，因此實地測試的結果往往不具有通用性。這種情況導致流體生產者以及靜壓機械生產者必須先在測試實驗室測試他們的產品，然后再去做現場試驗。應當清楚地看到，只有當他們能夠逼真的模擬出機器漢堡科技大學的產品開發和機械工程設計研究所開發了新的試驗臺和測試方法，用于研究液壓油的從中獲得力學參數。負載條件下的摩擦系統內液壓件(接觸壓力，相對運動形式)、速度、析構函數和連接部分的屬性決定了連接區域的參數(溫度和幾何構造),對摩擦系統的摩擦系數、臨界載荷和磨損性能產生主要影響。測試方法和試驗機的開發源自研究項目DGMK514[3],514-1[2.主要測試儀器的安排對液壓件內部的摩擦接觸的詳細分析是對這個新的測試方法和試驗臺詳細說明的基礎。設計方法、順序配置以及實驗的主要發現如圖1所示。這臺試驗臺的配置允許測試線接觸和面接觸。在研究過程中發現，線接觸更有趣，能夠產生數據區分不同液壓油的潤滑性能。這也是大多數的測試只rpressureoverpistonPJ[bar]pressureoverpistonPJ[bar]壓力導致材料粘結掉落(金屬粘結磨損)試樣滑塊的磨損量這些參數的準確性和重復性確定了測試液壓油潤滑性能的優劣程度，可分為高，中，低等。而對速度、轉矩和壓力等機械參數的精確測量、計算中考慮導向裝置和軸承中可能的摩擦接觸力、精為了確定短期和長期測試(短期試驗是臨界載荷試驗，長期試驗是測試摩擦系數和磨損量)最起動過程通過設置補償參數和線接觸中運行控制來實現誤差調整。而這一起動過程的自動化使短期試驗是用來尋找滑動接觸到開始磨損材料從自然到磨損的臨界壓力PHD,crit,作用在活塞上的壓力產生的臨界壓力使得摩擦接觸時起潤滑作用的潤滑膜消失，混合摩擦變為固體摩擦。圖2顯一-gaMng”2圖2短期測試參數的典型變化gg圖3長期測試參數的典型變化3