【正文】 驗(yàn)臺 封閉式試驗(yàn)臺分為電力封閉式試驗(yàn)臺、機(jī)械封閉式試優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 驗(yàn)臺、液壓加載封閉式試驗(yàn)臺。 電力封閉式試驗(yàn)臺 交流電力封閉式試驗(yàn)臺是在上述開放式試驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的試驗(yàn)設(shè)備 ,主要結(jié)構(gòu)原理如圖 1－ 2 所示。從圖中可以看出 ,交流電力封閉式試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)思想就是在原有開放式試驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上加一套動力回收裝置 ,將系統(tǒng)消耗的能量通過電網(wǎng)加以回收 ,從而降低試驗(yàn)?zāi)芎?。但由于動力回收技術(shù)是一項(xiàng)專業(yè)性非常強(qiáng)的技術(shù) ,整套裝置的成本非常高 ,又由于回收 過程的回 收效率 的影響 以及其動 力區(qū)仍 然需要較大的動力 ,所以很難達(dá)到比較理想的狀況。 圖 1－ 2 交流電力封閉式試驗(yàn)臺主要結(jié)構(gòu)原理 直流電力封閉式試驗(yàn)臺是在上述交流電力封閉式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的試驗(yàn)設(shè)備 ,主要結(jié)構(gòu)原理如圖 1－ 3 所示。 圖 1－ 3 直流電力封閉式試驗(yàn)臺主要結(jié)構(gòu)原理 從圖 1－ 3 中可以看出 ,直流電力封閉式試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 思想就是在原交流電力封閉式的基礎(chǔ)上采用直流驅(qū)動電機(jī) ,將發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)出的電能反饋回直流電機(jī)加以回收 ,形成封閉的功率流 ,從而降低試驗(yàn)?zāi)芎摹Ｔ撛囼?yàn)臺架結(jié)構(gòu)比較簡單 ,能量反饋利用 ,節(jié)能效果也比較好 ,所以它是一較好的選擇方案。 167。 機(jī)械封閉式試 驗(yàn)臺 開放式試驗(yàn)臺與電力封閉式試驗(yàn)臺所秉承的都是同一種設(shè)計(jì)思路。在所有的汽車變速器試驗(yàn)臺中 ,機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺可謂獨(dú)樹一幟 ,它摒棄了以往的思維模式 ,從一個全新的視角對試驗(yàn)臺進(jìn) 行設(shè)計(jì) ,同其它類型的汽車變速器試驗(yàn)臺相比 ,它的特點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)、造價(jià)適中。 從圖中可以看出 ,交流電力封閉式試驗(yàn)臺的設(shè)結(jié)合行業(yè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) Q CT 5681999《汽車機(jī)械變速器臺架試驗(yàn)方法》 ,圖 1－ 4 是一套典型的機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)原理示意圖 。 圖 1－ 4 機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)原理示意圖 167。 液壓加載封閉 式試驗(yàn)臺 在液壓加載試驗(yàn)臺上，電機(jī)通過連軸器把動力傳到液壓泵，液壓泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能傳給液壓馬達(dá)，馬達(dá)的動力通過變速箱再傳給液壓泵，泵在把馬達(dá)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能輸回給 液壓馬達(dá)完成能量 的封閉。系統(tǒng)的載荷由液壓系統(tǒng)設(shè)定。由于加載元件是液壓泵，加載介質(zhì)是液壓油，所優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 以稱為液壓加載。圖 1－ 5 是一套典型的液壓加載閉式試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)原理示意圖 圖 1－ 5 是 閉式 液壓 加載試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)原理 167。 方案的選擇 由以上 的分 析可 以看 出開放 式試 驗(yàn)臺 雖然 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)簡單，但 是系統(tǒng)輸 入的試 驗(yàn)功率 幾乎全部 被加載 裝置所消耗，耗能大，不宜進(jìn)行大功率的加載試驗(yàn)。所以本設(shè)計(jì)選用閉式試驗(yàn)臺。而閉式試驗(yàn)臺中機(jī)械封閉功率流式試驗(yàn)臺加工量大，機(jī)械結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，傳動效率低，能量損耗大，且在運(yùn)轉(zhuǎn)中改變載荷不宜實(shí)現(xiàn)， 轉(zhuǎn)矩不容易控制、試驗(yàn)性能不夠穩(wěn)定、通用性較差 。 故采用液壓加載式封閉試驗(yàn)臺。液壓加載封閉試驗(yàn)臺的加載范圍大，它不僅 適用于變速箱的試驗(yàn)，而且適用于驅(qū)動橋的疲勞試驗(yàn)。由于采用的封閉式設(shè)計(jì)，能量損失少，適合長時間的試驗(yàn)。液壓加載可以實(shí)現(xiàn)較大的加載功率，利用液壓加載控制系統(tǒng)可以在加載過程中改變載荷 .故采用液壓加載式試驗(yàn)臺。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 第二章變速箱試驗(yàn)臺構(gòu)件的選型分析 167。 原動機(jī) 試驗(yàn)臺原動機(jī)可采用 電動機(jī) 或者發(fā)動機(jī) 。 電動機(jī)具有易于控制、運(yùn) 行平穩(wěn)和機(jī)械特性硬等優(yōu)點(diǎn) 。 且采用電動機(jī)其噪聲較小，對工作環(huán)境污染??；調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)速；啟動、制動和過載轉(zhuǎn)矩大；易于控制，可靠性較高。另外，采用電動機(jī)可以較好的應(yīng)用電子技術(shù) 和現(xiàn)代 控制理 論來 實(shí)現(xiàn)試 驗(yàn)過程 的自 動控制 ，如電 動機(jī) 的啟動、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、力矩調(diào)節(jié)以及試驗(yàn)過程的自動監(jiān)測、保護(hù)等功能。 原動機(jī)采用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，可以直接將要與原變速器配套使用的單片機(jī)等控制系統(tǒng)用于變速傳動系統(tǒng)的性能測試，發(fā)動機(jī)本身的工作狀態(tài)的變化較電動機(jī)更能接近實(shí)際。但發(fā)動機(jī)本身的工作狀態(tài)將對整個測試系統(tǒng)的測試精度及測試的可重復(fù)性帶來極大的影響，發(fā)動機(jī)本身較電動機(jī)的 可控性較差，噪聲高，對環(huán)境污染嚴(yán)重。由以上分析可知，電動機(jī)機(jī)械特性硬 ，調(diào)速性能好，調(diào)速控制方便易實(shí)現(xiàn)，是一種較好的動力驅(qū)動源。 電動機(jī)的選擇：任務(wù)書要求試驗(yàn)臺吸收功率是 200K W，所以電機(jī)的功率應(yīng)該在 200 KW 以下，初步選定為 Y 系列防護(hù)式三相異步電動機(jī)，型號為 Y315M11－ 4。 型號 額 定 功率（ KW） 最 高 轉(zhuǎn)速(R/MIN) 額定電流(A) 效率 % 功率因數(shù) 額定轉(zhuǎn)矩 噪聲(DB) 重量(kg) Y315M114 185 1700 7 Y 系列電機(jī)為一般用途電機(jī)，適用用于對拖動無特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如金屬切削機(jī)床、泵等。該電機(jī)的額定電壓為 380 V，額定頻率為 50HZ，一般有一個軸伸。 167。 加載裝置 167。 泵的選擇： 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 根據(jù)任務(wù)書的要求，實(shí)驗(yàn)臺的吸收功率要達(dá)到 200K W。也就是說身為加載裝置的泵的輸入功率要大 于 200 K W 才能吸收掉。我選用的泵 是 陜 西 中 大 機(jī) 械 集 團(tuán) 液 壓 技 術(shù) 工 程 有 限 責(zé) 任 公 司 的 邁 索 瑞（ Messori）牌液壓泵和液壓馬達(dá)。該公司的產(chǎn)品是原裝進(jìn)口，質(zhì)量可以保證。 液壓傳動系統(tǒng)的兩個主要部件為 ：液壓泵和液壓馬達(dá)。液壓泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能傳送到馬達(dá)上，馬達(dá)有把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，最終完成功率的傳遞。液壓傳動系統(tǒng)可以無級控制速度和方向，操作者可用一個手柄完全控制系統(tǒng)，進(jìn)行啟動、停止、前進(jìn)或者后退。該手柄控制斜盤傾角。改變變量泵斜盤傾角，泵輸出一定的流量，這個流量經(jīng)高壓管傳遞到馬達(dá)上。泵的流量與馬達(dá)的排量共同決定馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速。改變泵斜盤傾斜方向，泵的油流方向隨之改變，馬達(dá)的輸出軸轉(zhuǎn)向也隨之改變。因此馬達(dá)輸出軸轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向可由調(diào)節(jié)泵的控制手柄來實(shí)現(xiàn)，手柄的位移量與斜盤傾角大小成比例。進(jìn)而與變量泵 的實(shí)時排量成正比。工作壓力取決于馬達(dá)上的外負(fù)載，同時工作壓力與泵的輸出流量一起建立了系統(tǒng)所需要的功率。 我選用的是軸向柱塞變量泵，它是盤式結(jié)構(gòu)的，用于閉式回路液壓傳動系統(tǒng)。油流量正比于軸轉(zhuǎn)速和泵排量?？筛鶕?jù)操作者的需求進(jìn)行無級變量。通過把泵的斜盤從中位向另一側(cè)傾斜，可改變油的流向。 這種泵的特點(diǎn)是： 1，設(shè)計(jì)合理、操作簡便，經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測和實(shí)踐驗(yàn)證，證實(shí)其可靠性高。 2，軸身長 度充足，帶有高效錐形滾柱軸承，可對外部徑向負(fù)載提供大的承載能力。 3，液壓 — 機(jī)械式伺服控制機(jī)構(gòu)保持選定的斜盤位置及相應(yīng)的泵的排量。 4，低噪音，大功率重量比使其應(yīng)用范圍廣。 為了防止空穴發(fā)生， 泵內(nèi)還裝有補(bǔ)油泵，補(bǔ)油泵 能對系統(tǒng)中的吸油回路進(jìn)行補(bǔ)油增壓。補(bǔ)油泵安裝在主泵背面，從油箱中吸油并通過過濾給主泵供油。補(bǔ)油泵提供的油量超過回路所需時，通過社頂壓力為 13bar 的輔助溢流閥把多余油液卸荷掉。兩個補(bǔ)油單向閥只對低壓管路進(jìn)行補(bǔ)油，并隔離高壓管路。 A 口和 B 口隨油流方向的變化而交替處于高壓工況下，而油流方向取決于主泵斜盤傾角方向?；芈穬?yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 中有兩個主溢流閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)最高工作壓力：一旦工作壓力超過系統(tǒng)允許值時，其中對應(yīng)高壓回路（ A 或 B）的溢流閥打開把油引入低 壓油路中，防止高壓油路承受異常的壓力沖擊，而低壓回路產(chǎn)生空穴。 梭閥可把定量的油泄回油箱，以確保閉式回路的油能被替換。梭閥與其他溢流閥連接在一起工作，調(diào)定壓力一般為 11bar。梭閥一般除了對系統(tǒng)進(jìn)行冷卻和潤滑外，還可通過相對的補(bǔ)油單向閥用補(bǔ)油泵的油間接補(bǔ)充內(nèi)部泄漏。同時溢流閥與梭閥連在一起，調(diào)定壓力為11bar，以避免在響應(yīng)的管路中壓力過低。補(bǔ)油泵也給伺服閥供油，伺服閥控制之泵斜盤角度：通過操作者向前或向后扳動泵的控制手柄對伺服閥施加信號，主泵被操作。這時伺服閥把補(bǔ)油泵的油引向一個伺服柱塞缸，這個伺服柱塞缸 與泵斜盤相連。控制油流迫使兩伺服柱塞缸之一動作，使泵斜盤往一側(cè)傾斜。最終確定高壓油流向并決定馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向。伺服閥控制斜盤傾斜方向和傾角大小。操作者可改變斜盤傾斜方向和角度大?。簭亩鴮?shí)現(xiàn)了可變的系統(tǒng)速度和變量控制。 該公司泵產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)見下表： 單位 泵 33 泵 52 泵 70 泵89 泵119 泵166 泵334 每 轉(zhuǎn) 最大排量 Cc/rev 33.. 89 最 大 壓力 bar 350 350 350 350 350 350 350 額 定 壓力 bar 210 210 210 210 210 210 210 最 大 流量 1L/min 119 159 202 231 284 348 557 最 大 轉(zhuǎn)速 Rev/min 3600 3100 2900 2600 2400 2100 1670 最 大 殼腔壓力 bar ? 5 ? 5 ? 5 ? 5 ? 5 ?5 ?5 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 補(bǔ) 油 壓力 bar1 13－25 13 －25 13 －25 13－25 13 －25 13 －25 13 －25 13－25 標(biāo) 準(zhǔn) 補(bǔ)油 泵 排量 Cc/rev 5 運(yùn) 動 黏度范圍 cst 12－1000 12 －1000 12 －1000 12－1000 12 －1000 12 －1000 12 －1000 12－1000 最 佳 黏度范圍 cst 25－36 25 －36 25 －36 25－36 25 －36 25 －36 25 －36 25－36 工作液 礦物油 礦物油 礦物油 礦物油 礦物油 礦物油 礦物油 礦物油 環(huán) 境 溫度 %c － 40－ 50 － 40－ 50 － 40－ 50 － 40－ 50 － 40－ 50 － 40－ 50 － 40－ 50 － 40－ 50 最 高 工作油溫 %c 80 80 80 80 80 80 80 80 工 作 液污染度 ISO4406 18/13 18/13 18/13 18/13 18/13 18/13 18/13 18/13 最 大 斜盤傾角 角度 18 18 18 18 18 18 18 重量 kg 45 55 63 78 124 164 270 令輸出流量為 Q,輸入功率為 P,排量為 Vg,泵壓降為 Dp,轉(zhuǎn)速為n,容積效率為 Nv,機(jī)械效率為 NMH,總效率為 Nt. 則 Q=(vg*n*Nv)/1000=*1670* P=(Q*Dp)/(600*Nt)=*210/600*=203KW 由上面的計(jì)算可以看出泵 334 可以滿足吸收功率為 200K W 的要求，所以所選泵為 334 ，邁索瑞公司此泵的定貨代號是. 167。 馬達(dá)的選擇： 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36296518 泵已經(jīng)選擇為軸向柱塞變量泵，那么于它組成液壓回路的馬達(dá)應(yīng)該選擇為軸向柱塞定量馬達(dá)。同樣這款馬達(dá)我也選擇 邁索瑞公司的軸向柱塞定量馬達(dá)。這一類的液壓馬達(dá)為 定量斜盤結(jié)構(gòu)；輸出速度正比與馬達(dá)輸入流量而反比與排量；輸出扭矩正比與馬達(dá)排量和壓降；輸出軸旋轉(zhuǎn)方向取決于油流方向，從而決定了“ A、 B”油口中哪一個為高壓油口；這 類馬達(dá)主要應(yīng)用與閉式回路系統(tǒng)，因?yàn)轳R達(dá)集成閥塊上裝有一個沖洗閥 軸向柱塞定量馬達(dá)的 特點(diǎn)：由于功率重量比大，該型馬達(dá)性能可靠，操作簡便；輸出軸由兩個滾柱軸承支撐，通過柱塞缸作用，扭矩傳誦到花鍵連接的輸出軸上；結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械設(shè)計(jì)精確加之恒定的品質(zhì)保證和裝配質(zhì)量確保了馬達(dá)的高效性；特殊的前軸密封結(jié)構(gòu)使馬達(dá)能獲得很高的殼腔壓力。 馬 達(dá) 的 型 號 為 馬 達(dá) 334 ，定貨 代號為 MF －. 167。 變量泵定量馬達(dá)變 速控制油 路 變量泵定量馬達(dá)變速控制油路的液壓源為一個定量油泵，這個油泵在變 量泵調(diào) 速系統(tǒng) 中一 般被稱 為補(bǔ)油 泵， 補(bǔ)油泵 與動力 輸出 端相連。電動機(jī)運(yùn)行后，補(bǔ)由泵開始泵油，整個油路建立起油壓。當(dāng)油壓超過溢流閥 3 所設(shè)定的 壓力時，溢流閥 3 導(dǎo)通，液壓油流回油箱。同優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）加