【正文】 。液壓缸活塞有效面積和輸出力，在其兩邊的壓力之差成正比；液壓缸是由缸蓋和缸筒、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置、活塞和活塞桿組成。 挑選合適的液壓泵時(shí)，要從液壓系統(tǒng)的壓力和流量上考慮，再結(jié)合大體考慮液壓系統(tǒng)的成本需要和使用要求，可選擇BOSCHREXROTH公司生產(chǎn)的AlOVBH型軸向柱塞泵，規(guī)格為135，為了便于以后進(jìn)行相應(yīng)的升級(jí)和測(cè)試，可以選用DFR(壓力/流量控制)型。其他液壓部分元件的設(shè)置和選用會(huì)在下一章節(jié)介紹。系統(tǒng)設(shè)置溢流閥和單向閥作安全閥使用，為了使油源部分的管路結(jié)構(gòu)簡單，擬設(shè)計(jì)一液壓集成塊，將在下文詳細(xì)介紹。如果系統(tǒng)壓力再度增高，變量柱塞缸6內(nèi)的壓力也會(huì)再增高，使Y角接近0，當(dāng)有油的泄露時(shí)，排除Y接近0，液壓泵即保持一定壓力，泵的運(yùn)動(dòng)就是液壓泵在壓力狀態(tài)下的卸載(,N=PQ，當(dāng)Q→0時(shí)，N→0)。容積調(diào)速雖然成本較高，但是功率消耗小，效率高，而且發(fā)熱和泄漏較少。 我的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要的原理圖可以看到，在液壓系統(tǒng)油源控制的部分，它的中心功能為激振液壓缸提供液壓動(dòng)力。采用蓄能器或增設(shè)緩沖回路，以便消除液壓沖擊。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在工作負(fù)載的情況下在于臺(tái)架及其他部位的部件在增加速度或減少速度過程當(dāng)中產(chǎn)生的慣性載荷?？刂撇糠纸邮芡獠枯斎氲男盘?hào)，可以為地震參數(shù)信號(hào)，也能是正弦和其他不規(guī)則的信號(hào)。激振器能使被激物件獲得一定形式和大小的振動(dòng)量，從而對(duì)物體進(jìn)行振動(dòng)和強(qiáng)度試驗(yàn)，或?qū)φ駝?dòng)測(cè)試儀器和傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。其組成與功能介紹如下: 臺(tái)面及支撐架系統(tǒng)包括剛性振動(dòng)臺(tái)面，規(guī)定自由度數(shù)的運(yùn)動(dòng)裝置。 振動(dòng)的有效質(zhì)量:是7500Kg。研究的具體工作概括如下:1)對(duì)地震體驗(yàn)裝置液壓系統(tǒng)的理論研究2)地震體驗(yàn)裝置液壓系統(tǒng)的參數(shù)的選取3)液壓缸參數(shù)選取和設(shè)計(jì)4) 2D數(shù)字換向閥選取和設(shè)計(jì) 本章首先介紹了該課題的研究背景與研究意義，來說明這次課題研究的必要性，然后介紹了地震模擬振動(dòng)臺(tái)與液壓機(jī)控制在國內(nèi)外應(yīng)用、發(fā)展及其研究現(xiàn)狀，并且指出了我們研究該課題的現(xiàn)狀和缺點(diǎn)。本論文所研究的液壓系統(tǒng)就是采用的液壓伺服控制。此控制方式以工業(yè)控制機(jī)或單片或單板機(jī)作為主控的單元，通過外圍接口部件（如D/A，A/D板等），或者直接應(yīng)用數(shù)字閥來實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的控制，同時(shí)采用不同傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)方式，做到精確的控制設(shè)備數(shù)據(jù)的目的。　　由于國內(nèi)外液壓機(jī)的產(chǎn)品，通過已有的控制系統(tǒng)，可以將液壓機(jī)分為三類：。正弦波、調(diào)頻、掃頻、可程式、倍頻、對(duì)數(shù)、最大加速度,調(diào)幅,時(shí)間控制,全功能電腦控制,簡易定加速度/定振幅。 Z向：(空載)/(負(fù)載15t):最大偏心:距臺(tái)面中心600 mm。目前，該振動(dòng)臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)如下:臺(tái)面尺寸：4mX4m。最大模型重量:30t。 以下對(duì)各種振動(dòng)臺(tái)，主要對(duì)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，及其輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和成本的現(xiàn)狀及發(fā)展等進(jìn)行簡單的論述。本課題所研究設(shè)計(jì)的是整個(gè)地震體驗(yàn)裝置的液壓系統(tǒng)。 地震體驗(yàn)裝置是利用裝置的運(yùn)動(dòng)對(duì)模擬地面上的運(yùn)動(dòng)的模擬，在這個(gè)過程中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)或模型的動(dòng)力特性和動(dòng)力反應(yīng)的試驗(yàn)。 我們?cè)趯?duì)地震原理研究過程中，一般需要到模擬試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化的工作，地震體驗(yàn)裝置就為我們提供了很好的方法和手段。而過度開采過石油的地層像泄了氣的皮球一樣會(huì)萎縮、塌陷，板塊與板塊間的平衡性被破壞所產(chǎn)生相應(yīng)的條件反射，結(jié)果必然會(huì)導(dǎo)致頻繁地出現(xiàn)地震、地陷等自然災(zāi)害。它就像龍卷風(fēng)、海嘯、冰凍等天然災(zāi)害一樣，是地球上經(jīng)常發(fā)生的一種自然災(zāi)害。地球，可分為三層。為了考慮到體驗(yàn)者的安全，提振體驗(yàn)系統(tǒng)的水平加速度比真正的地震要小得多，這樣可以防止體驗(yàn)者摔倒。 地震體驗(yàn)系統(tǒng)也可以采用伺服螺旋機(jī)構(gòu)的電液伺服閥作為激振器核心, 利用電液伺服制器進(jìn)行全數(shù)字制, 振動(dòng)臺(tái)架結(jié)構(gòu)選擇非減震以及減震兩種體驗(yàn)?zāi)Ｊ?能夠?qū)崟r(shí)顯示采集的地震波形和頻率, 并依靠地震震感程度選取合適的地震參數(shù)。中心層是地核，地核主要是由鐵元素組成；中間是地幔；外層是地殼。在海底或?yàn)I海地區(qū)發(fā)生的強(qiáng)烈地震，能引起巨大的波浪，稱為海嘯。 地球上每天都會(huì)發(fā)生地震，地震的出現(xiàn)有它的偶然性和必然性，基本上目前地震是無法提前預(yù)測(cè)的。地震體驗(yàn)裝置作為地震試驗(yàn)的主要設(shè)備，其性能的程度都直接影響到試驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)地震防范工作的展開，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有很重要的位置。這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉佻F(xiàn)不同形式的地震波形，能在體驗(yàn)裝置上直接觀測(cè)體驗(yàn)地震裝置對(duì)各個(gè)試體的影響。 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的目的是在于確定所設(shè)計(jì)、制造的機(jī)器、構(gòu)件在運(yùn)輸和使用過程中承受外來振動(dòng)或者自身產(chǎn)生的振動(dòng)而不至破壞，并發(fā)揮其性能、達(dá)到預(yù)定壽命的可靠性。發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)歷了三代的功率放大器，由電子管放大器到晶體管線性放大器再到數(shù)字式開關(guān)放大器。 最大加速度:水平:，豎向:。最大模型質(zhì)量:25t。 該振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)室是土木工程防災(zāi)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的一部分，技術(shù)負(fù)責(zé)人為呂西林教授，目前已經(jīng)完成試驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量近500項(xiàng)。設(shè)備通過連續(xù)無故障運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)月測(cè)試，性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。這三類各有異同，應(yīng)用范圍也不會(huì)相同。　　現(xiàn)在，國內(nèi)外很多液壓機(jī)的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)各種高性能的工業(yè)控制機(jī)控制方式的液壓機(jī)產(chǎn)品，如美國MULTIPRESS，丹麥STENHQJ及加拿大的BROWN　BOGGS等公司。 地震體驗(yàn)裝置根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境和功能要求等內(nèi)容，在直線維像上，輸入地震波信號(hào)，通過液壓控制該系統(tǒng)產(chǎn)生波的信息，跟振動(dòng)臺(tái)面反映出來的波信息同時(shí)進(jìn)入伺服控制器所產(chǎn)生控制信號(hào)中，再通過閥在高壓液流的推動(dòng)下，推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，來帶動(dòng)振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的模擬地震的運(yùn)動(dòng)，形成液壓系統(tǒng)控制，從而實(shí)現(xiàn)波形整體控制。最后通過課題要求，大致道出了對(duì)地震體驗(yàn)裝置的研究形式與研究內(nèi)容，以及具體的研究工作應(yīng)該有哪些。 控制方式是數(shù)字式電液伺服控制。臺(tái)架包括上臺(tái)架和下臺(tái)架，下臺(tái)架依靠滾輪組與地面軌道相連，上臺(tái)架的下端從滾輪組和固定于下臺(tái)架上的軌道相連，臺(tái)面設(shè)計(jì)了體驗(yàn)倉的地腳螺栓結(jié)構(gòu)，用于固定體驗(yàn)倉。激振器還可作為激勵(lì)部件組成振動(dòng)機(jī)械，用以實(shí)現(xiàn)物料或物件的輸送、篩分、密實(shí)、成型和土壤砂石的搗固等工作?？刂撇糠至鞒探Y(jié)構(gòu)圖如下：液壓油臺(tái)架支撐模塊激振液壓2D伺服閥控制模塊位移傳感器 由以前的數(shù)據(jù)可以設(shè)置油源的壓力PS=15MPa，不妨令工作的壓力PL=10MPa。 因?yàn)樗椒较蛏系能壍篮芄饣⑶以谄涫褂貌牧蠟殍T鋼的情況下，不妨設(shè)他們之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)μd = ，重力加速度g = /s2，機(jī)械效率ηm = ，容積效率 ηv =1。閥塊設(shè)計(jì)的總體思路為： ，按照閥的實(shí)際尺寸及位置關(guān)系，初步確定集成塊的總體尺寸。包括由三位四通換向閥控制的鎖緊缸，主要實(shí)現(xiàn)減振模式和非減振模式的控制。總體比較來說開式容積調(diào)速回路更加有優(yōu)勢(shì)，所以選擇開式的容積調(diào)速回路。原理圖的換向閥7在對(duì)系統(tǒng)大量用油時(shí)，可以提高變量柱塞8復(fù)位的響應(yīng)速度。 蓄能器在液壓系統(tǒng)作用是將液壓系統(tǒng)中的壓力油儲(chǔ)存起來，當(dāng)需要壓力時(shí)又重新放出，蓄能器的作用表現(xiàn)在如下五個(gè)方面：、降低噪聲。 該章節(jié)首先設(shè)計(jì)了地震體驗(yàn)裝置液壓系統(tǒng)的振動(dòng)最大位移、振動(dòng)的有效質(zhì)量、最大速度、控制測(cè)量精度、溫度控制、控制方式、冷卻方式、壓力波動(dòng)等重要的技術(shù)性指標(biāo)，給了設(shè)計(jì)中該液壓系統(tǒng)運(yùn)用的加速度值和頻率。 底部的機(jī)械限位用來調(diào)整流量大小，緊固螺栓可以減少流量。在該地震體驗(yàn)裝置中，激振液壓缸在激振缸支架之上，利用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得連接部分隨著臺(tái)架等部位的位移而發(fā)生變化。 查表可得，工作壓力下在△D沒有超過密封圈的允許范圍內(nèi)，可以省去驗(yàn)算步驟。 傳感器所選取為伸縮式位移傳感器，磁致伸縮位移傳感器是利用磁致伸縮原理來進(jìn)行位移測(cè)量的新型位移高效傳感器，型號(hào)為MHR021 ODM611 S411010。 響應(yīng)時(shí)間t/ms (100%信號(hào)變化):20ms。 2D數(shù)字換向閥具有以下下特點(diǎn):精度高抗干擾能力強(qiáng)可以直接由脈沖信號(hào)控制。本系統(tǒng)采用塊式的無管集成的液壓控制裝置。其容量為10L。選用時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:(1)散熱效率高(2)有足夠的散熱面積(3)結(jié)構(gòu)力求緊湊、重量輕、堅(jiān)固、體積小(4)油液通過時(shí)壓力損失小 考慮上述幾個(gè)方面，預(yù)設(shè)溫度95℃， MPa。再則，考慮到選用的是柱塞泵，最佳工作粘度為/s。但我認(rèn)為基本上設(shè)計(jì)是合情合理的。Automation，July 2729. 2007. AthensGreece[14] Grasty， electro一magnetic shaker technology .S V Sound and Vibration[J].March，2002:p6878[15]—液壓復(fù)合式節(jié)能液壓系統(tǒng)的研究及應(yīng)用,浙江大學(xué)學(xué)位論文,2002[16][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，198032致謝 本論文是在導(dǎo)師黃磊老師的指導(dǎo)下完成的。老師的諄諄教誨使我受益非淺，老師淵博的知識(shí)、開闊的視野、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏捷的思維讓我敬佩。在設(shè)計(jì)制造地震體驗(yàn)裝置液壓系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)基礎(chǔ)上，并了解了功能要求，以及對(duì)元件的運(yùn)動(dòng)和受力分析，對(duì)其主要元件進(jìn)行了比較完善的設(shè)計(jì)和選擇，進(jìn)行了最重要部分一液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)。參考實(shí)際的需求，自己設(shè)計(jì)了激振液壓缸。我設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)采用閉式油箱，閉式油箱是指油箱內(nèi)液面間接與外面相通。 (2)過濾器過濾器的主要功能是過濾液壓系統(tǒng)工作介