【正文】 架進行結構設計以及油缸中重要零件的優(yōu)化設計并做出必要的有限元分析。另一方面，我們要實現(xiàn)主動維護技術，加強液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究，液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的開發(fā)應是一個具有巨大應用前景的研究領域。這些儀器、儀表是在不拆卸液壓設備的情況下進行參數(shù)測量后與正常值相比較從而斷定是否有故障。檢測方法主要有以下幾種：查找液壓系統(tǒng)故障的最簡便方法就是“感官診斷法”，又稱為“四覺診斷法”，這是指有經(jīng)驗的維修技術人員憑感官和經(jīng)驗，通過看、聽、觸、嗅等方法判斷故障原因。雖然液壓系統(tǒng)具有許多的優(yōu)點，但由于設計、制造、管理水平以及客觀條件限制，液壓系統(tǒng)在使用過程中免不了要發(fā)生故障，使得液壓設備達不到設計要求甚至不能正常作。有效載重量25~41t。其優(yōu)越的性能在國內外得到了工程承包商的廣泛認可，使之成為年銷售量增長率最快的重型工程車輛。工廠具有年產(chǎn)10000輛改裝汽車和5000輛底盤的生產(chǎn)能力，擁有國家公安部和國家技術監(jiān)督總局核準的汽車安全環(huán)保性能檢測線。新工藝、新材料的應用以及機、電、液一體化是專用汽車今后發(fā)展的另一方向，如液壓輔助裝置裝卸貨物，纖維增強復合材料，PP蜂窩板在各種廂式車上的應用，特殊復合材料在防彈運鈔車的運用，大大提高了專用車的整體性能，促進了專用汽車的發(fā)展。這種先進的運輸設備已在我國的工程施工中得到了推廣，市場前景廣闊。 液壓檢測技術的概況和發(fā)展趨勢液壓設備由于具有單位功率重量輕、體積小、易獲得大力矩、可實現(xiàn)無級變速、控制載荷容易等突出優(yōu)點，而得到越來越廣泛地應用。由于液壓系統(tǒng)是一個有機聯(lián)系的多元件復雜整體，故障現(xiàn)象和故障原因并非是一一對應關系，呈現(xiàn)出綜合性和系統(tǒng)性的特點，再加上液壓系統(tǒng)工作元件及工作介質的封閉特性，給系統(tǒng)的狀態(tài)檢測及不解體在線故障診斷帶來相當多的困難。包括綜合性檢測實驗臺和單一功能的檢測實驗臺。一方面，我們要大力開展儀器檢測。因此，生產(chǎn)與使用這類液壓缸的廠家，建造一臺能夠對其進行試驗與檢測的實驗臺，就顯得非常重要與迫切。按照用戶提出的完整技術要求，寫出液壓及電氣的技術數(shù)據(jù)，并經(jīng)用戶確認。在自動化生產(chǎn)軟件的使用編程邏輯方面有所改進使用PLC實時部分控制。最后在設計完成交付，并實現(xiàn)功能的整個流程中，學習并收獲有限元應力優(yōu)化設計及運動分析等先進設計方法在設計中的作用。1．油路型式及滑閥機能2．各換向位置時內泄漏3．壓力損失及背壓試驗4．安全閥調壓性能管式單向閥按實物ф6，ф10，ф16通徑國際標準型號，但不提供閥連接塊。 確定控制系統(tǒng)方案該廠原先使用的液壓實驗臺是采用繼電器控制的，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。有利于控制系統(tǒng)的標準化、通用化和柔性化，縮短控制系統(tǒng)的設計、安裝和調試周期。這些元件是保證系統(tǒng)正常工作不可缺少的組成部分。其標準化，系列化和通用化程度都較高，這樣有利于縮短機器的設計，制造周期和降低制造成本。 液壓系統(tǒng)方案設計 液壓系統(tǒng)原理圖設計 確定油液的循環(huán)方式 開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較根據(jù)上圖所示，本液壓系統(tǒng)采用開式循環(huán)方式，因為執(zhí)行元件有多個。本系統(tǒng)所測試的油缸是用于自卸車上的推力油缸，根據(jù)廠方提供的資料，該油缸最大負載達到60噸，被測油缸最快伸出速度800mm /min，系統(tǒng)最大工作壓力為25Mpa，最大流量125L/min。因此泵的額定壓力可取同高壓油泵，則低壓油泵流量為：根據(jù)上面計算的壓力和流量，《機械設計手冊》第四版， 技術規(guī)格，選用型葉片泵，排量為100ml/r，轉速960 C. 控制油泵的選擇根據(jù)《氣壓與液壓傳動》中的有關規(guī)定，選取液壓泵時，泵的額定壓力應選的比最高工作壓力高20%60%，以便留有壓力儲備。 ( 32 ) 在這里i選擇為1。4. 根據(jù)液壓缸具體工作條件，考慮是否有緩沖，排氣和防塵裝置。太緊則摩擦大，太松則容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。若導向長度H不夠時，可以在活塞桿上增加一個導向隔套K來增加H值，導向隔套K的寬度C=.5. 密封 油缸中使用密封圈可以防止高壓油的泄漏。液壓缸的后端耳軸安裝在固定支座內，并與實驗鋼架的端板相連，以實現(xiàn)油缸的尾部固定。組合式活塞結構多樣，主要受密封圈型式?jīng)Q定。3. 液壓缸連接螺栓的直徑校核當缸筒和缸蓋用螺栓連接時,螺栓在油缸檢測實驗中主要承受壓力,按材料力學有關公式進行校核油缸尾部的耳軸以八個M24的螺釘來與固定支座部分連接的。按材料力學中壓桿穩(wěn)定性問題進行校核。這三類閥可以互相組合成為復合閥，以減少管路連接，使結構更為緊湊，提高系統(tǒng)效率。1. 普通單向閥亦稱止回閥，其作尼是油流從一個方向通過它，反向則不通。先導式溢流閥由先導閥和主閥兩部分組成，其先導閥部分的結構尺寸一般都很小，調壓彈簧不必很強，工作壓力和流量的提高對調壓彈簧的影響不大，故先導式溢流閥適用高壓大流量系統(tǒng)。銅管不易生銹,易于彎曲,但價格昂貴,耐壓較低,抗震能力差,用于壓力小于10Mpa的系統(tǒng)中裝配不便之處。維修方便,價格便宜,但是耐壓低,易老化,僅適合低壓系統(tǒng)。過濾是控制污染的最有效的方法之一，過濾就是從油液中分離非溶性固體微粒的過程。結構簡單，清洗方便，通油能力大，但過濾精度低隙式濾油器，濾芯是用銅線或鋁線密繞在筒形芯架上，利用線間縫隙進行過濾。它的過濾精度為530μm，制造簡單，強度高，耐沖擊，抗腐蝕。本設計進口采用網(wǎng)式濾油器,型號WU160X180J。此外以后半年或一年，更換新油一次。因此一定要清潔濾網(wǎng)。以上這些異物中，水分和塵埃是最大的問題，當油中水分含量達到200~，（﹪）時，液壓油開始乳化。長期使用而不換油的話，油中堆積異物及橡膠圈磨損使泄漏現(xiàn)象增多。B. 決定通道的直徑集成塊上的公用通道，即壓力油孔P，回油孔T，泄漏孔L（有時不用）及若干個安裝孔。電磁閥布置在集成塊時要注意不要與其它部分相碰。液壓元件泄漏孔可考慮與回油孔合并。而且應將各孔道編號，列表說明各孔的尺寸，深度以及與哪些孔道相交等情況。4 機械附件設計 自卸鋼架的設計設計本液壓實驗臺的一個重要目的就是要對錫柴汽車廠生產(chǎn)的自卸車推力油缸進行質量檢測，但是廠方不提供進行油缸實驗所需要的實驗鋼架，所以需要自行設計、制造。這種結構的實驗臺用于來測試尾部鉸接的液壓缸，就會顯得尾部懸臂太長且不易調整。正因為采用滾動摩擦代替了滑動摩擦，因而，這種實驗臺可作耐久性試驗，但加工與制造困難，成本較高。端板下面的粉色部分是支撐槽鋼，一共八根。分離式油箱單獨設置，與主機分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源的振動對主機工作精度的影響，應用較為廣泛。設計要點：1) 排油管和吸油管應相隔較遠，中間設有隔板，增加油液流動距離，便于沉淀。6) 在油箱適當位置設吊耳以便吊運，還有設置液位計，以監(jiān)視液位。 設計方案的確定液壓實驗臺面板的長、寬、高尺寸為：1640mmX630mmX1900mm，控制電柜的長、寬、高尺寸為：1000mmX490mmX1156mm，符合人體工程學的要求。3) 繼電接觸控制全為機械觸點，動作慢；PLC內部全是“軟接點”，動作快。2) PLC編程簡單，因為PLC是采用易于用戶理解，接受和使用的梯形圖編程語言，指令又不太多，而計算機使用匯編語言或其他高級語言編程，比PLC編程復雜。3) 設置隔離。7) 設置環(huán)境檢測和診斷電路。為了保證PLC系統(tǒng)能夠長期正常地工作，安裝時必須做到正確，牢靠，安全和采取抗干擾措施安裝環(huán)境和注意事項：1) 環(huán)境溫度要適當。3) 如果PLC的供電帶能源帶有嚴重干擾，應安裝隔離變壓器，減少外界設備對PLC的影響。 通電前的檢查檢查的主要內容有：1) 市電輸入線，各輸入輸出線，各連接電纜等配線是否正確，連接是否正確牢固。3) 將編程器工作方式置于“監(jiān)控”位置，基本單元置于RUN狀。3) 檢查設備安裝，連接線等有無松動現(xiàn)象及接點焊點有無松動或脫落。鋰電池壽命為3~5年。每個要實現(xiàn)的步驟僅僅是轉換成PLC語言而已。相對這個軟件的使用比較簡單，具備很多的快捷鍵。根據(jù)上述有限元分析的一般過程，在實際應用中主要有兩種結局方案：編寫程序和應用有限元分析軟件。有限元分析時，把活塞桿簡化為一個固定端約束，在其X方向上施加載荷600000N。最大應力處應力為：，滿足要求。設計壓桿時，初應使其壓應力不超過材料的彈性極限外，還必須使其承受的軸向壓力小于壓桿的臨界載荷。各電氣開關都在原位[11]?？刂朴捅闷饎?，控制油泵加壓開，控制壓力表P5顯示油壓2MP。試驗時，如遇快速接頭插拔不便，提示管路內存高壓。其中 ( 72 )合理設計壓桿。本文將這種方法運用于分析活塞桿的工作情況和性能要求上，提出了一種合理而實用的活塞桿計算方法，并在生產(chǎn)實踐中取得了良好效果。最大應力處應力為：=280Mpa，滿足要求。其優(yōu)點是，學生通過使用軟件，可以比較容易地解決一般的工程實際問題。因為只有變換后才能保存工程。 液壓綜合實驗臺測試自卸油缸空載往復運行時的控制流程圖 PLC控制電路元氣件的選用利用PLC編程和電氣連線的結合大大提高了生產(chǎn)效率，并節(jié)省了勞動力，實現(xiàn)了用弱電控制強電這一難題。 PLC控制系統(tǒng)的設計 設計內容對于液壓綜合實驗臺來說，它的功能是完成對多種液壓件的檢測。5) 校驗輸入信號是否正確，有無出現(xiàn)偏差，減弱等異常情況。4) 若RUN指示燈亮，則應按設計時的工作順序，檢查和校核PLC系統(tǒng)工作是否正常和是否符合要求。3) 各功能單元的裝配是否正確和牢固。5) 交流電源線和交流信號線會產(chǎn)生交流干擾，不能和直流信號線，模擬量信號線捆在一起而在同一槽內走線。PLC的安裝應該遠離熱源，避免太陽直接照射，注意散熱和通風。這部分電路往往是與軟件相配合工作的，以實現(xiàn)故障自動診斷和預報。4) 設置屏蔽。4) PLC技術比較容易掌握，使用維護方便，對使用著的技術技術水平要求比使用計算機時低。5) PLC控制系統(tǒng)的設計，施工與調試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。對其進行PLC改造，我是這樣考慮的：總是覺得現(xiàn)有的系統(tǒng)控制理論過于簡單；另外，抱著學習的心態(tài)，在這里也嘗試地使用PLC來實現(xiàn)控制部分液壓實驗臺的工作。油號夏天為46液壓油，冬天為32液壓油，裝入液壓油時需進行20微米過濾，工作時液壓油油溫需高于10度，低于70度，油溫過高，則需強制冷卻。3) 為了防止空氣中及外界雜質進入油箱，油箱應有一定的可靠密封，用空氣濾清器與大氣相通。而閉式油箱則是油箱液面和大氣隔絕。 自卸鋼架立體圖上圖中,八個底座用地腳螺栓與地面相連。 方案的確定及部件分析綜合上述方案，本試驗中所需要測試的自卸油缸行程884mm，在試驗中需要讓兩缸對頂加載，受載較大。它是通過兩根大梁承受力的，同時把保護拉壓力傳感器及用于聯(lián)接的小車穿在大梁上，仍選用頭部法蘭聯(lián)接的液壓缸作加載缸，被測試油缸由穿在大梁上的兩套調整機構支撐。如此大的力，兩缸對頂，對中問題不好解決，如果不作對頂實驗，不僅不符合標準規(guī)定，也不符合實際使用情況，測得的數(shù)據(jù)不能說明問題。 泵站調壓閥組的安裝 液壓泵站閥組安裝圖 控制閥組的安裝 液壓實驗臺控制閥組安裝圖 電機和液壓泵連接鍵校核選擇8級精度，因為得有一定的定心性，因此選擇平鍵。根據(jù)水平孔道布置的需要液壓元件可以上下左右移動一段距離。孔道相通的液壓元件盡量布置在同一平面上，或在某一直徑內，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚必須進行校核。回油孔一般不得小于壓力油孔，所以也定為φ15mm。 泵站油路塊的設計液壓油路塊用灰鑄鐵來制造,要求材料致密,表面粗糙度為R ,為方便期間,把它安裝在液壓站上。劣化 液壓油的劣化速度與泄漏，混入水，金屬，氣泡（包括溶解空氣），壓力等因素有關，而無論如何影響力最大的是油溫。因此必須細心注意液壓油的選定和維護。該液壓系統(tǒng)選則的是2LQU型冷卻器。 液壓油的選擇及使用液壓介質的選擇原則：1) 液壓系統(tǒng)所處的環(huán)境 即液壓是在室內或戶外作業(yè)，還是寒區(qū)或溫暖的地帶工作，周圍有無明火或高溫熱源，對防火安全，保持環(huán)境清潔，防止污染等有無特殊要求。金屬纖維燒結氈是由長1520mm，絲徑為430μm，強度好，耐腐蝕，抗沖擊。該濾油器結構簡單，通油能力大，濾芯材料強度低，不易清洗，常用于低壓系統(tǒng)或泵吸油口。濾油器按濾芯的過濾機理可分為：表面型濾油器，深度型濾油器和磁性濾油器。常用管接頭有卡套式，擴口式和焊接式，還有軟管接頭和快速接頭等。但是價格高且又容易老化。節(jié)流閥的流量不僅受其過流斷面的影響，也手其前后壓差的影響。(2)將單向閥安置在回由路上，可以作備壓閥用。(2)油液通過閥時，液壓損失要小?；钊麠U的長度為L=1227mm, 活塞桿的直徑為d=110mm,最大工作壓力為p=723822N，規(guī)定安全系數(shù)為8。八個螺釘?shù)慕孛婷娣e總和為：A＝8πr＝8144＝3619（mm）拉力 F=723822N ( 35 )該類螺釘?shù)闹睆椒秶?6～40內，由機械設計手冊可得Q235A的屈服強度為：安全系數(shù) 所以螺釘?shù)膹姸茸銐蚋?，故連接部分安全。這里活塞取45鋼，帶支承環(huán)。應努力提高安裝板的強度，液壓缸本身靠固定支座上的上的螺栓固定在端板上，容易有應力集中產(chǎn)生，所以后面我們將對油缸和法蘭的安裝螺紋進行強度校核。對密封件的要求是：密封性能好，能隨著液體壓力增高而提高其密封性能，摩擦阻力小，磨損小，壽命長，使用維修簡單，易拆換，成本低，容易制造。 自卸油缸活塞桿立體圖3. 液壓缸缸筒長度S 液壓缸缸筒長度S是由最大工作行程長度確定，液壓缸缸筒長度一般不超過液壓缸缸筒內徑D的20倍。 對缸筒的要求：