【正文】 .............................................. 40 致謝 .................................................................................................................... 42 附錄 1 ................................................................................................................. 43 附錄 2 ................................................................................................................. 53 附錄 3 ................................................................................................................. 63 w 第 1章 緒論 課題背景 國(guó)內(nèi)外液壓泵（馬達(dá)）實(shí)驗(yàn)臺(tái)發(fā)展?fàn)顩r 近些年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、液壓技術(shù)的不斷進(jìn)步，液壓泵、馬達(dá)性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)取得了飛速發(fā)展。 虛擬儀器技術(shù)雖然起步較晚，但發(fā)展非常迅速。未來(lái)的 VI 完全可以覆蓋計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試的全部領(lǐng)域，幾乎能替代所有的模擬測(cè)試設(shè)備。傳感器使將感受到的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出的裝置，隨著現(xiàn)代制造工藝和材料科學(xué)的反展，傳感器的核心 —— 敏感元件也越來(lái)越精密，測(cè)量誤差和非線性失真越來(lái)越容易為人們控制。 有液壓元件測(cè)試必然存在液壓油污染問題， 不論哪一類液壓油流入環(huán)境，都會(huì)造成不同程度的危害。 本章主要介紹了液壓泵和液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)臺(tái)發(fā)展、未來(lái)趨勢(shì)和存在的問題，并介紹了本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。發(fā)動(dòng)機(jī)指汽油機(jī)柴油機(jī)等，一般用于行走機(jī)械，而且不是由液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選定的。 效率試驗(yàn) 按照國(guó)標(biāo) JB/T 7042—93 規(guī)定，效率試驗(yàn)主要有以下幾步： 第一，在最大排量、額定轉(zhuǎn)速下，使泵的出 口壓力逐漸增加，至額定壓力的 25%左右。有關(guān)液壓泵 的主要性能表達(dá)式有： 排量 3: ( / ) 1 0 ( / m in )ppV V q n L?? (22) 式中 q 為泵輸出的實(shí)際流量 (L/min)； n 為泵軸 轉(zhuǎn)速 (r/min)；泵的空載排量 V i 為空載時(shí)測(cè)出的排量最大值。轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表中規(guī)定的數(shù)據(jù)，不得超過(guò)最高轉(zhuǎn)速值。 w 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是連接兩軸或軸和口轉(zhuǎn)件，在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過(guò)程中一同回轉(zhuǎn)而不分開的一種裝置。一般的非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器，由于具有良好的綜合性能，適 宜于一般的中小功率傳動(dòng)。 液壓泵回油管道內(nèi)徑： mmvqd V 3 ??? ???? ??? ， 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 32 mm。 。 R 應(yīng)根據(jù)管子中心和外徑 d 來(lái)規(guī)定。加固層可以是編織的，纏繞的或兩者兼而有之。這種接頭是由航空航天工業(yè)開發(fā)的，主要考慮可靠度高、安裝成本低和重量輕。法蘭和法蘭之間，法蘭和機(jī)件之間，用螺紋進(jìn)行連接，用 O 型密封圈密封。在液壓系統(tǒng)中，溢流閥可作定壓閥，用以維持系統(tǒng)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或多級(jí)調(diào)壓；作安全閥，防止液壓系統(tǒng)過(guò)載；作制動(dòng)閥，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行緩沖、制動(dòng)；作背壓閥，給系統(tǒng)加載或提供背壓；它還可與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷。分類：按進(jìn)出口流道的布置形式可分為直通式和直角式兩種，按閥芯的結(jié)構(gòu)形式可分為鋼球式和錐閥式。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質(zhì)的合流、分流、及流向的切換，同時(shí)也可關(guān)閉任一通道而使另外兩個(gè)通道相連。 補(bǔ)油泵選擇力士樂 PFE410B5， 排量： ，額定壓力 :21MPa，輸出流量： 114L/min，驅(qū)動(dòng)功率： 59kw，轉(zhuǎn)速： 7002021r/min。周圍環(huán)境較臟時(shí)，應(yīng)采用油浴式空氣過(guò)濾器。℃ )； γ──油的密度，取 γ=900 kg/m3； V──油箱內(nèi)的油液體積； ΔQ──油加熱后的溫升，取 ΔQ=15 ℃； T──加熱時(shí)間，取 T=3600s。 壓力表儀器的選擇 壓力表 選用 YN 系列 耐震 壓力表， 這種壓力表 適 于 測(cè)量無(wú)爆炸，不結(jié)晶，不凝固，對(duì)銅和銅合金無(wú)腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。 本章小結(jié) 本章分別對(duì)液壓泵和液壓馬達(dá)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了選件計(jì)算，確定實(shí)驗(yàn)泵、電機(jī)、閥、液壓輔件的型號(hào)，以及管道的尺寸，同時(shí)還確定了油箱的容積。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高 ，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。 為了散熱效果好，應(yīng)使液流在油箱中有較長(zhǎng)的流程，如果與四壁都接觸，效果更佳。在最低處設(shè)置放油口，平時(shí)用螺塞或放油閥堵住，螺塞規(guī)格不小于 M16 。 在考慮 油箱內(nèi)部的防腐處理時(shí)，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱無(wú)疑是最理想的選擇。 w 第 6章 閥塊的設(shè)計(jì) 概述 液壓閥塊在液壓系統(tǒng)中的重要性已被越來(lái)越多的人們所認(rèn)識(shí)，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。 w （ 4）對(duì)于工作中須要調(diào)節(jié)的元件，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其操作和觀察的方便性，如溢流閥、調(diào)速閥等可調(diào)元件應(yīng)設(shè)置在調(diào)節(jié)手柄便于操作的位置。 本系統(tǒng)分為 3 個(gè)集成回路，需要 3 個(gè)集成閥塊，包括主泵出口閥塊，控制泵出口閥塊和主分配閥塊。 最后利用 pro/e 進(jìn)行三維建模，如圖 63 所示，同時(shí)用 Solidworks 裝配了閥塊上的閥體，如圖 64 所示。在液壓泵站上裝上必需的液壓閥可以直接控制液壓執(zhí)行元件工作。主要用于移動(dòng)式液壓設(shè)備。 （ 3）在閥類元件的布置中，行程閥的安裝位置必須靠近運(yùn)動(dòng)部件。隨工作部件運(yùn)動(dòng)的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。這種直管能在管路中造成嚴(yán)重的拉壓應(yīng)力，并使得管子從接頭體后退才能裝卸的管接頭難以聯(lián)接。 w 泵站設(shè)計(jì) 綜上，本系統(tǒng)采用單獨(dú)的液壓泵站，集中設(shè)置。流量的任何突然擾動(dòng)都將在彎管處產(chǎn)生使彎管伸直的傾向，如果管子未加支撐則導(dǎo)致“甩動(dòng)”。 泵站布管 液壓系統(tǒng)中元件與元件之間的連接，以及液壓能源的輸送是借助于管子、軟管、油路塊及連接板中的流道來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用油箱內(nèi)的加熱器時(shí)，要把它們?cè)O(shè)置得低于液面并處于下位，以保證熱量的循環(huán)流動(dòng)。 泵站設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）規(guī)模 小的單元型液壓泵站通常將液壓控制閥安裝在油箱 蓋 板之上或是集成在油路塊上， 再 安裝在油箱上。 液壓系統(tǒng)按配置形式可分為集中配置和分散配置兩種形式。 閥塊安裝：在集成閥塊底面加工四個(gè)螺紋孔，將閥固定在底板上，再將底板安裝在油箱上，這樣拆卸十分方便。采用深孔流道時(shí)，必須考慮鉆頭的長(zhǎng)度及鉆孔時(shí)發(fā)生偏斜的可能，一般長(zhǎng)徑比應(yīng)小于 10mm。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先分清油路的串并聯(lián)關(guān)系，液壓元件與主油路是串聯(lián)的則主油路需要通過(guò)該元件；待完成主油路的設(shè)計(jì)后再考慮并聯(lián)元件。 然而，隨著液壓系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高，也增加了液壓閥塊的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試的難度，若設(shè)計(jì)考慮不周，就會(huì)造成制造工藝復(fù)雜、加工成本提高、原材料浪費(fèi)、使用維護(hù)煩瑣等一系列問題 。 a—— 液壓經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 （ 8） 油箱內(nèi)壁的加工 油箱的內(nèi)壁應(yīng)進(jìn)行拋丸或噴砂處理，以清除焊渣和鐵銹。它一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處?；赜凸芸趹?yīng)截成 45 錯(cuò)誤 !未找到引用源。開式油箱廣泛應(yīng)用于一般液壓系統(tǒng)，它在油箱蓋上裝有空氣濾清器，溝通油箱內(nèi)部與大氣的連接，并兼作注油口用。 本系統(tǒng)選擇托斯生產(chǎn)的壓力傳感器，型號(hào) EATR5/400/I，壓力測(cè)試范圍 0～ 400bar，電壓輸出型號(hào) 0～ 10V。根據(jù)溫州黎明液壓有限公司的產(chǎn)品樣本，選擇加熱器的規(guī)格為 GYY2220/2，功率為 20 KW，數(shù)量為 1。 液位液溫計(jì)的選擇 由前面的計(jì)算可知，油溫是在 30℃ ~55℃之間變化的，油箱的高度為1400 mm，則油面的最高高度為 Hmax=1400 80%=1120 mm，液位計(jì)的下刻線至少應(yīng)比吸油過(guò)濾器或吸油管口上緣高出 75 mm，吸油管口上緣高 度為300 mm，則取液位計(jì)的下刻線距油箱最低點(diǎn)距離為 700 mm，根據(jù)溫州黎明液壓有限公司的產(chǎn)品樣本，選擇 YWZ 液位液溫計(jì)，規(guī)格為 YWZ500T。它不僅可以防止液壓系統(tǒng)工作時(shí)，由空氣中帶入油箱的灰塵，還可以防止加油過(guò)程中混入顆粒物質(zhì)，從而 簡(jiǎn)化了油箱的結(jié)構(gòu)，有利于油箱的凈化。 加載泵及電機(jī)的選擇 主油泵根據(jù)被試馬達(dá)規(guī)格選取 A2F28W3P1，電機(jī)選擇馬可波羅Y250M4B35 型電機(jī)。 選擇管式單向閥，規(guī)格為 S25A2，通徑為 25 mm，開啟壓力為 MPa，重量 kg。 單向閥的選擇 單向閥又稱止回閥，它使液體只能沿一個(gè)方向通過(guò)。 根據(jù)如下標(biāo)準(zhǔn)選擇： 卡套式端直通管接頭 (GB ) 卡套式直角管接頭 (GB ) 卡套式三通管接頭 (GB ) w 液壓閥的選擇 溢流閥的選擇 在液壓系統(tǒng)中，用來(lái)控制流體壓力的閥統(tǒng)稱為壓力控制閥，簡(jiǎn)稱壓力閥。 管接頭的主要作用是連接管子與元件、連接管子與管子及在隔墻處提供連接與固定。 本系統(tǒng)在泵的出口處應(yīng)設(shè)液壓軟管，目的是吸收泵出口處的壓力脈動(dòng)。系統(tǒng)壓力、壓力波動(dòng)、油液流速、溫度、油液、及環(huán)境條件構(gòu)成了液壓軟管使用中的重要因素。管子總應(yīng)該有一段直管接近管接頭，而把任何近處的彎管調(diào)整到遠(yuǎn)處。多選用無(wú)縫鋼管，無(wú)縫鋼管耐壓高，變形小 ，耐油，抗腐蝕，雖裝配時(shí)不易彎曲，但裝配后能長(zhǎng)久保持原狀，用于中壓系統(tǒng)。 液壓泵吸油管道內(nèi)徑： mmvqd V 3 ??? ???? ??? ， 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 50 mm。 ，對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選 用平衡精度高的聯(lián)軸器，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器。 電機(jī)的選擇 電氣傳動(dòng)用交流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，特點(diǎn)是：調(diào)速優(yōu)良，過(guò)載能力大，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速起動(dòng)制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，多用于寬調(diào)速的場(chǎng)合和要求有特殊運(yùn)行性能的自動(dòng)控制場(chǎng)合。 w 第 3章 液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 4章 液壓元件的選擇 液壓泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)部分 被試泵、電機(jī)及聯(lián)軸器的選擇 被試泵的選擇 液壓泵是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換組件，在液壓系統(tǒng)中，液壓泵作為動(dòng)力組件向液壓系統(tǒng)提供液壓能。 恒壓變量泵 本試驗(yàn)臺(tái)安裝的為恒壓變量泵，因此應(yīng)做相應(yīng)的恒壓特性試驗(yàn)。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)決定了被試泵的測(cè)試范圍?？蛰d排量測(cè)量時(shí)可以打開電磁球閥 2使被試泵卸荷。對(duì)于泄漏的防治需要技術(shù)和管理上的支持，在設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)階段都應(yīng)考慮此問題，維修時(shí)要做好液壓油的回收。計(jì)算機(jī)高速處理數(shù)據(jù)的能力正好滿足液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)分析的要求，開發(fā)以計(jì)算機(jī)為中心的液壓測(cè)試設(shè)備可以很好的對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)分析。信息技術(shù)包含微電子、光電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，以信息傳遞快、運(yùn)算速度快、控制精確、能耗小等優(yōu)點(diǎn)使其在控制領(lǐng)域有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代工業(yè)中，液壓技術(shù)已與信息技術(shù)緊密結(jié)合，提高了液壓傳動(dòng)與控制的精確性。 最近浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室也開發(fā)的基于虛擬儀器的液壓試驗(yàn)臺(tái) CAT 系統(tǒng)便是比較典型的例子，軟件部分采用了 VC++現(xiàn)試驗(yàn)系統(tǒng)編程。按照液壓油泵試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)控制有關(guān)條件，實(shí)時(shí)采集性能參數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理、分析、計(jì)算、存貯、顯示、傳輸、控制和維護(hù)，從根本上改變了傳統(tǒng)繼電控制模擬采集人工處理的方式，為企業(yè)標(biāo)稱產(chǎn)品性能提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)為企業(yè)分析產(chǎn)品質(zhì)量、改進(jìn)工藝提供了決策依據(jù) 近年來(lái)的研究熱點(diǎn)主要集中在降低系統(tǒng)污染、減小液壓元件功率損耗、引入新型元器件、設(shè)計(jì)合理液壓回路、引入新型的傳感器測(cè)試儀表等方面。 hydraulic system w 目 錄 摘要 ...................................................................................................................... II Abstract ................................................................................................................ II 目 錄 ................................................................................................................... III 第 1 章 緒 論 ........................................................................................................ 1 課題背景 ........................