【正文】 （ 2－ 3） 取液壓缸的機械效率為 。 表 2－ 6 各液壓缸的工作壓力 頭部運動時 NF 3563? MPaP 11 ? 膝部運動時 NF 2301? MPaP 11 ? 軀干運動時 NF 7156? MPaP 21 ? 2. 背壓的確定 一般輕載的節(jié)流調速系統(tǒng) MPaP ? 液壓缸主要參數(shù)的確定 根據(jù)工作情況，液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài) 2211 APAPFF W ??? ? (24) 式中 21 4DA ??——無桿腔活塞有效作用面積（ 2M ） )(4 222 dDA ?? ? ——有桿腔活塞有效作用面積（ 2M ） 1P ——液壓缸工作腔壓力（ Pa ） 2P ——液壓缸回油腔壓力（ Pa ） D ——活塞直徑（ M ） d ——活塞桿直徑（ M ） 12 A1A 2D dP 1 P 2F WV圖 2－ 4 單活塞桿液壓缸計算示意圖 1. 頭部運動液壓缸主要參數(shù)的確定 令桿徑比 ??Dd ,按工作壓力取 ?? 按 P2=，油缸的機械效率 η=，將數(shù)據(jù)代入下式： mDppFD)]([ 35634)]1([4266221????? ???????? (2－ 5) 根據(jù)液壓缸尺寸系列表 2－ 6，將直徑圓整成標準直徑 mmD 80? 。 按最低速度要求驗算液壓缸尺寸， 2m inm in 00 cmvqA ??? 式中 minq 是由產品樣本查得調速閥 2FRM630 的最小穩(wěn)定流量為。按活塞桿系列表。 3. 軀干運動液壓缸主要參數(shù)的確定 令桿徑比 ??Dd ,按工作壓力取 ?? 按 P2=，油缸的機械效率 η=，將數(shù)據(jù)代入下式： mDppFD)]([ 71564)]1([4266221????? ???????? 根據(jù)液壓缸尺寸系列表 2－ 8，將直徑圓整成標準直徑 mmD 80? 。 按最低速度要求驗算液壓缸尺寸， 2m inm in 00 cmvqA ??? 式中 minq 是由產品樣本查得調速閥 2FRM630 的最小穩(wěn)定流量為。 表 2－ 10 液壓缸實際所需的流量 工況 液壓缸名稱 運動速度 結構參數(shù) 流量 頭部上升 頭部運動缸 ? L/s 頭部下降 ? L/s 膝部上升 膝部運動缸 ? L/s 膝部下降 ? L/s 軀干上升 軀干運動缸 ? L/s 軀干下降 ? L/s 液壓缸的輸出功率 按最后確定的液壓缸的流量及工作壓力，計算出各工況時液壓執(zhí)行元件 16 實際工作流量，見表 2－ 11。 3） 工作可靠性、壽命 雙作用葉片泵壽命較長， YB1 系列在 10000H 以上。 表 2－ 13 液壓泵系列 型號 最大排量mL/r 額定壓力MPa 轉速 r/min 廠家 YBPD 10~63 10 600~1500 南京液壓件廠 YBN 20~40 7 600~800 大連液壓件廠 YBX 16~40 600~1500 上海液壓件廠 綜上選擇 TB1－ ，規(guī)格見表 2－ 14。 液壓閥的選擇 選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量，本系統(tǒng)工作壓力在 左右，所選擇的閥的規(guī)格和型號，見表 2－ 15。 本系統(tǒng)管路較復雜，按式： vQd ?4? （ 2－ 11） 中 Q －通過管道內的流量 ( sm/3 ) v －管內允許流速 ( sm/ ) mmmvQd 43??? ????? 取管道內徑為： mmd 10? 選用內徑為 mmd 10? 的吸油管，其他管類可按閥類接口選用內徑為mmd 6? 的油管。選用液壓油時，最先考慮的是它的粘度，粘度既影響泄漏，也影響功率損失。 3. 運動速度 運動速度較高時，為減少液流的功率損失，宜選用粘度較低的液壓油。 病理床液壓系統(tǒng)性能驗算 液壓系統(tǒng)壓力損失 本系統(tǒng)較為復雜，有多個液壓執(zhí)行元件、動作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的是軀干運動回路，故主要驗算由泵到軀干運動缸這段管路的損 21 失。 參看原理圖，從泵出口到軀干運動缸進油口要 通 過單向閥 三位四通閥 9 和調速閥 16。 泵的效率為 ，泵的出口壓力為 。 24 第 3章 病理床所用液壓缸基本尺寸的設計 液壓缸主要尺寸的確定 液壓缸內徑及活塞桿直徑的確定 mmD 80? ， mmd 40? 頭部、軀干、腿部、右翻、左翻、曲膝相同。 缸體外徑的計算 mmD DD 926280 211 ???? ?? ? （ 3－ 2） 液壓缸工作行程的確定 執(zhí)行機構實際工作的最大行程 頭部運動時 mmL ? 25 膝部運動時 mmL ? 軀干運動時 mmL ? 參照表中的系列尺寸來選取標準值。 對于一般的液壓缸，最小導向長度 H 應滿足以下要求 220 DLH ?? （ 3－ 3） L ——液壓缸的最大行程； D ——液壓缸的內徑。 頭部運動缸 mmL 189641251 ??? 膝部運動缸： mmL 314642501 ??? 27 膝部運動缸： mmL 2646420xx ??? 液壓缸的結構設計 液壓缸主要尺寸確定后，就進行液壓缸的結構設計。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。 表 3－ 1 液壓缸活塞行程參數(shù)系列（ GB2349－ 80） 20 50 80 100 125 160 200 250 頭部運動時 mmL 125? 膝部運動時 mmL 250? 軀干運動時 mmL 200? 最小導向長度的確定 當活塞桿全部外伸時，從活塞支撐面中點的到缸蓋滑動支承面中點的距離 H 稱為最小導向長度。 D ——液壓缸內徑（ m） ??? ——缸體材料的許用應力。 本章小結 本章主要完成了液壓系統(tǒng)的設計。 M P aP ＝???? 忽略油液通過管接頭、油路板處的局部壓力損失，則進油路總壓力損失P? 為： MPaMPaP PPP 31 ????? ????? （ 2－ 16） 上述驗算表明，滿足設計要求，無需修改原設計。此管路長 5m、管內徑 、上升時通過流量 、選用 20 號機械系統(tǒng)損耗油，正常運轉后油的運動粘度 smm /27 2?? ，油的密度 2/918 mkg?? 。本設計選擇 LHL3 號油，正常運轉后油的運動粘度 32 /9 1 8,/27 mkgsmm ＝油的密度 ?? ? 。 2. 環(huán)境溫度 環(huán)境溫度較高時，宜選用粘度較高的液壓油。 油 箱容量的經驗公式 為 VaQV? （ 2－ 12） 式中 VQ ——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（ 3m ） a ——經驗系數(shù)，見表 2－ 16。按照安裝位置、工作環(huán)境和壓力來正確選擇。 從工況圖看出，液壓缸輸出功率發(fā)生在頭部運動時，可按頭部運動階段估算電動機的功率。 5） 從節(jié)能角度考慮 為了節(jié)省能量，減少功率消耗，選用變量泵，最好選用比例壓力、流量控制變量葉片泵，變量葉片泵具有壓力補償裝置及最大流量調節(jié)裝置，可隨系統(tǒng)負載變化自動改變輸出流量，并保證系統(tǒng)壓力恒定，可降低油液發(fā)熱及電機功率消耗。 sLQKQ M axP /0 4 3 )( ????? 17 3. 液壓泵規(guī)格及型號的確定 選擇液壓泵應考慮以下情況： 1） 系統(tǒng)使用壓力 系統(tǒng)常用工作壓力在 10MPa 以下，可以選用 YB1 系列或 YBD 系列中壓葉片泵。 液壓缸實際工作壓力的確定 按最后確定的液壓缸的結構尺寸，計算出各工況時液壓執(zhí)行元件實際工作壓力，見表 2－ 9。按活塞桿系列表。 按最低速度要求驗算液壓缸尺寸， 14 2m inm in 00 cmvqA ??? 式中 minq 是由產品 型號 查得調速閥 2FRM630 的最小穩(wěn)定流量為。 2. 膝部運動液壓缸主要參數(shù)的確定 令桿徑比 ??Dd ,按工作壓力取 ?? 按 P2=，油缸的機械效率 η=，將數(shù)據(jù)代入下式： mDppFD)]([ 23014)]1([4266221????? ???????? 根據(jù)液壓缸尺寸系列表 2－ 7，將直徑圓整成標準直徑 mmD 63? 。按活塞桿系列表。 初選液壓缸工作壓力及液壓缸回油腔背壓力 1. 初選系統(tǒng)工作壓力 按載荷選定工作壓力。 11. 小腿抬起 單向閥開啟， 11DT 得電，壓力油經三位四通閥進入調速回路，油進入液壓缸的無桿腔，活塞向左推動機構升起， 13DT、 14DT 得電，油經背壓閥流回油箱。 7. 左翻升 單向閥開啟， 7DT 得電，壓力油經三位四通閥進入調速回路，油進入液壓缸的無桿腔，活塞向左推動機構升起， 13DT、 14DT 得電，油經背壓閥流回油箱。 3. 軀干抬起 單向閥開啟， 3DT 得電，壓 力油經三位四通閥進入調速回路，油進入液壓缸的無桿腔，活塞向左推動機構升起， 13DT、 14DT 得電，油經背壓閥流回油箱。 液壓源的選擇 由設計要求可知，工作過程中負載過大，速度變化小，才用了變量葉片泵。 負載圖 速度圖 圖 2－ 2 膝部運動時液壓缸的負載圖和速度圖 7 軀干運動時的負載情況 軀干運動時的負載情況見表 2－ 3 表 2－ 3 軀干運動時的負載情況表 工況 計算公式 液壓缸的負載 上升啟動加速階段 afgw FFFF ??? 6440 上升穩(wěn)態(tài)運動階段 fgw FFF ?? 6437 上升減速制動階段 afgw FFFF ??? 6434 下降啟動加速階段 afgw FFFF ??? 4294 下降穩(wěn)態(tài)運動階段 fgw FFF ?? 4291 下降減速制動階段 afgw FFFF ??? 4288 根據(jù)上表分析，為便于分析及計算液壓系統(tǒng)，繪制出液壓缸的負載圖和速度圖，見圖 2－ 3。 病理床液壓執(zhí)行元件載荷力計算 進行工作情況分析 液壓缸負載主要包括：工作載荷、摩擦載荷、慣性載荷等。根據(jù)病人情況能夠實現(xiàn)以下動作：抬頭、頭和上身同時抬起、下肢可動、左翻、右翻、彎膝。 多功能病理床，根據(jù)人機工程學原理 ，采用計算機控制 技術 ，對液壓伺服機構進行控制，使之具備任意角度獨立翻轉和組合翻轉功能，具體為： 1. 幫助病人抬頭或調節(jié)枕高； 2. 幫助病人坐起或調節(jié)上身角度； 3 3. 上身抬起時頭部可適度后仰； 4. 幫助病人抬腿； 5. 大腿抬起時小腿可適度彎曲； 6. 形成座椅； 7. 左、右側翻身。使用者通過該產品可以預防脊椎病、褥瘡等常見病的發(fā)生，擺脫長年臥床的痛苦，享受生活的樂趣。 液壓伺服系統(tǒng)有許多優(yōu)點，其中最突出的就是響應速度快、輸出功率大、控制精確性高，因而在航空、航天、軍事、冶金、交通、工程機械等領域得到了廣泛的應用。 液壓系統(tǒng)已經在各行各業(yè)得到越來越廣泛的應用，而且越先進的設備，其應用液壓系統(tǒng)的部分就越多，現(xiàn)代化產品的特點是自動化程度高，因此必須采用電子和液壓這 些先進技術。目前液壓技術向高高速、大功率、高效、地噪、經久耐、高度集成化方向發(fā)展，同時，新的液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設計，計算機仿真和優(yōu)化，微機控制等工作，也日益取得顯著的成果。如果從十七世紀中葉巴斯卡提出靜壓傳動原理，十八世紀末英國制成世界上第一臺水壓機算起，液壓傳動已有二三百年的歷史。 we design the hydraulic system principle picture and choose the hydraulic stand ponents. The second, we design the hydraulic cylinder’s construction and their materials. The last, we design the hydraulic station and its arrangement. Keywords Hydraulic System 。每個動作實現(xiàn)都是由兩個液壓缸同時直接驅動，上升和下降則通過改變換向閥方向來實現(xiàn)。為了克服這種困難