【文章內(nèi)容簡介】 作加油口用。液位計可以檢測油面高度，用于低油位報警。3. 電氣系統(tǒng)工作原理電氣系統(tǒng)分為強電和弱電兩個部分。強電部分的作用是提供系統(tǒng)動力和控制電氣元件動作。弱電部分的作用是對液壓缸的振動進行閉環(huán)控制。強電部分的主要功能如下:（1） 電機一泵啟動停止控制按“泵啟動”按鈕，主電機通電啟動?！氨眠\行”指示燈亮，時間繼電器SJI動作，延時時間約17秒，為Y～△轉(zhuǎn)換時間。延時時間到時輔助電動機通電啟動，為系統(tǒng)加壓開始。按下“泵停止”按鈕，電動機斷電停止。“泵運行”指示燈熄滅，電動機過載，自動停機(由熱繼電器RJ控制，手動復(fù)位)。按下“急?！卑粹o，“急?！敝甘緹袅粒袛嗾麄€系統(tǒng)電源，電動機停止運行。急停后，旋起“急?！卑粹o可重新開始工作。（2） 主油路的加壓和卸壓按“泵啟動”按鈕后，時間繼電器SZJ動作，延時時間大約為27秒。延時的時時間到了以后，主油路方可以加載。按“加壓”按鈕，“加壓”指示燈亮，電磁鐵ZDT通電，主油路可以加壓。按“卸壓”按鈕，電磁鐵ZDT斷電，“加壓”指示燈熄滅，液壓泵卸載壓力。（3） 油液的加熱和冷卻油箱內(nèi)油液的溫度可以選擇自控和手控制兩種。在選擇自控時，油液的溫度可以控制在30～50度之間。臨界溫度點由電接點溫度計發(fā)訊。油溫低于30度的時候，電加熱器啟動，“加熱”指示燈亮。油溫高于50度時，電磁鐵IDT通電，冷卻器工作。這時“冷卻”指示燈亮。正常溫度時，加熱器斷電，電磁鐵IDT斷電。在選擇手動控制時，按“加熱”按鈕，加熱器啟動，“加熱”指示燈亮。按“加熱?！卑粹o，加熱器斷電。按“冷卻”按鈕，電磁鐵IDT通電，冷卻器工作?！袄鋮s”指示燈亮。按“冷卻?！卑粹o，電磁鐵IDT斷電，冷卻停止。（4） 濾油器堵塞顯示用“粗濾堵”和“前濾堵”以及“回濾堵”三個指示燈分別顯示泵吸油濾油器、伺服閥前濾油器和回油濾油器堵塞。（5） 油庫儲油不足顯示用油位計、“油位”燈顯示油庫儲存油量狀況。弱電部分的主要功能如下:（1） 接受位移傳感器反饋信號，并進行刀D轉(zhuǎn)換。（2） 發(fā)生0一100Hz的振動控制信號。（3） 將反饋信號與控制信號進行比較后，實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)。（4） 將調(diào)節(jié)好的信號D/A轉(zhuǎn)換后加于伺服放大器。（5） 伺服閥放大器將放大和轉(zhuǎn)換后的信號加于伺服閥先導級。第二章、設(shè)計及靜態(tài)計算系統(tǒng)靜態(tài)設(shè)計的基本目的是使系統(tǒng)有效的驅(qū)動負載即不僅要有足夠的力克服負載阻力，而且要保證負載的運動速度并且又不至于過大造成浪費，也叫做負載與輸出之間存在著一個匹配。匹配可以有效地利用能源功率，提高系統(tǒng)的性能。根據(jù)第一章系統(tǒng)的工作性能指標，在本章我們就根據(jù)這些指標設(shè)計動力機構(gòu)，選用伺服閥，建立液壓系統(tǒng)，完成電液振動臺的設(shè)計。在計算中主要選用參數(shù)如下:（1） 頻率 f=10Hz；（2） 水平位移 xm=177。5mm；根據(jù)簡諧振動運動規(guī)律，其運動方程如下： （2—1）（2—2）（2—3）一、 臺體、臺面及導軌的設(shè)計電液振動臺臺面(簡稱臺面)是連接試件和活塞軸的重要零件，它的性能如何對振動臺參數(shù)有很大影響。對于臺面的主要功能與設(shè)計的要求可歸納為：（1） 臺面能可靠地把振動臺與被測試件連接起來；（2） 臺面能夠均勻地把振動臺的激振特性傳輸給試件。要完成以上功能，臺面在設(shè)計時就需要綜合考慮設(shè)計參數(shù)；要臺面均勻地傳輸振動臺的激振特性，臺面的固有頻率就要遠遠高于振動臺的工作頻率；而臺面質(zhì)量的大小對振動臺的出力影響很大。對一臺額定輸出的振動臺來說，臺面的質(zhì)量越大，對試件的出力就越小，所以在設(shè)計臺面時對其進行設(shè)計是非常重要的。為達到臺面的主要功能及要求，經(jīng)查閱可采取以下措施：（1） 采用整塊薄板加輻射狀筋板的結(jié)構(gòu)（2） 盡可能減少臺面上開孔，特別是通孔的數(shù)量（3） 應(yīng)采用鋁鎂等比剛度大的材料制造臺面。**，底面采用網(wǎng)狀筋板結(jié)構(gòu)，材料選用ZG45，其質(zhì)量為：Mr=103=。考慮到夾具等，取M=60Kg。導軌在實驗臺與底基之間起傳撐作用，其摩擦阻力會影響整個系統(tǒng)的有功功率，因此選取摩擦系數(shù)小，減小摩擦力是很必要的。經(jīng)查閱同類相關(guān)資料得知，可采用機械式導軌底座，并選用自潤滑性比較好的二硫化鉬此特殊材料制造。二、 負載特性負載特性不但與負載的類型有關(guān)，而且與負載的運動規(guī)律有關(guān)。采用頻率法設(shè)計系統(tǒng)時，可以認為輸入信號是正弦信號，負載是在作正弦響應(yīng)。根據(jù)系統(tǒng)的性能要求，我們可以知道系統(tǒng)的負載主要是慣性負載，由此可以列出系統(tǒng)的負載力平衡方程： （2—4） 而；考慮到最大的振動速度為10Hz，因此取，因此負載力平衡方程化成一個橢圓方程[11]: （2—5）所以負載的功率為： （2—6）帶入數(shù)值，得到負載曲線的最大功率為：在此最大功率點處的負載力為：負載速度為： 三、 電液伺服閥及伺服放大器的選用QDY系列電液伺服閥具有零點穩(wěn)定，靈敏度高，零漂小，頻帶寬，穩(wěn)定性高，長期工作可靠等優(yōu)點。適用于位置控制，速度控制，加速度控制等自動控制系統(tǒng)[12]。在本系統(tǒng)中，選用的是QDY4系列電液伺服閥。QDY4系列電液伺服閥為動圈式雙滑閥結(jié)構(gòu)，分為先導級和功率級。先導級為動圈式磁力馬達推動的彈簧對中式四凸肩四通滑閥，功率級采用四凸肩四通滑閥接位移傳感器的結(jié)構(gòu)，采用伺服放大器進行位置閉環(huán)控制，以保證伺服閥功率級閥芯位移與伺服放大器輸入信號成正比。伺服閥的流量方程為：，對其進行坐標變換，令，可以得到變換后的流量方程：（2—7）伺服閥的輸出功率： （2—8）對PL求偏導數(shù)，可以得到伺服閥最大輸出功率時的輸出壓力：（2—9）令，所以得到，帶入流量方程后得根據(jù)最大功率點負載匹配的原則，令負載最大功率點的負載力和負載速度分別等于伺服閥最大輸出功率點的輸出力和輸出速度，即最大功率點相切[l3]。與該伺服閥相配套使用的是SVF一碑系列伺服控制器，這種控制器可與QDY系列以及KQDY系列伺服閥配套使用。如果再配上油缸活塞系統(tǒng)或液動機系統(tǒng)及相應(yīng)的傳感器可以構(gòu)成各種用途的高精度、快速響應(yīng)的隨動系統(tǒng)。若傳感器是檢測位置狀態(tài)的，則為一位置控制系統(tǒng)。若采用的是速度或壓力傳感器，則構(gòu)成相應(yīng)的速度或壓力控制系統(tǒng)。本振動臺使用的是位置傳感器構(gòu)成的位置控制系統(tǒng)。四、 液壓缸的流量特性在本系統(tǒng)中，采用解析法確定液壓動力元件的參數(shù)，根據(jù)最大功率點負載匹配的原則，令負載最大功率點的負載力和負載速度分別等于伺服閥最大輸出功率點的輸出力和輸出速度，即最大功率點相切。其切點處公式： （2—10）（2—11）而選擇伺服閥的最大空載流量為，則可以設(shè)計出液壓缸的活塞面積和所需要的供油壓力 ，以及。動力元件是伺服系統(tǒng)中的主要元件，所選擇的動力元件應(yīng)該在整個工作循環(huán)中都能夠拖動負載按預(yù)期的速度運動，這是動力元件的一個主要功用。另外，動力元件也是伺服系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的基本限制因素。動力元件選定以后，液壓固有頻率和阻尼比也就確定了。系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和穩(wěn)態(tài)誤差都受和限制。因此動力元件的選擇不但要滿足拖動負載的要求，而且還要考慮它對控制性能的影響[14]。五、 泵站的選擇一般的電液振動臺不考慮油的可壓縮性的影響，液壓源的額定流量（油壓）是系統(tǒng)中主要的參數(shù)，它直接影響到系統(tǒng)能否滿足最大功率的要求。若取之過大，造成能量設(shè)備浪費；若取之過小，則不能滿足技術(shù)要求。在滿足系統(tǒng)的技術(shù)要求且不浪費的情況下，供油壓力的最后選定，應(yīng)與伺服閥及液壓缸相匹配，并系統(tǒng)其他組成元件的額定壓力相適應(yīng)。結(jié)合資料，最后確定系統(tǒng)供油壓力Ps=。液壓系統(tǒng)中蓄能器是用于吸收脈動壓力和儲備液壓能的，因此，將蓄能器布置在振動臺臺體的附近。為了使蓄能器的容積更有效，一般使充氣壓力P0為工作壓力的85%～90%。故一般壓力P0=88%Ps=28 MPa。另外，系統(tǒng)的壓力波動不宜過大。六、 液壓系統(tǒng)的密封液壓系統(tǒng)良好的密封性能可以提高設(shè)備的工作可靠性，延長使用壽命，減少能量消耗。改善液壓系統(tǒng)密封性能的思路就是從液壓系統(tǒng)設(shè)計、制造、組裝、調(diào)試到使用、保養(yǎng)、維修、更新、改造等設(shè)備管理過程中提高密封的可靠性，使液壓系統(tǒng)始終保持良好的密封性能。液壓缸的泄漏可分內(nèi)泄漏和外泄漏。通過活塞用密封裝置密封副滑移面而引起的泄漏稱為內(nèi)泄漏，它導致主機效率下降通過活塞桿密封裝置密封副滑移面沿活塞桿引起的泄漏稱為外泄漏，外泄漏除影響主機效率外，還污染環(huán)境。因為設(shè)計的工作壓力較大，所以液壓系統(tǒng)中各個連接處和相對運動點都需要可靠的密封。由于伺服缸是由伺服閥來控制其輸出位移，對伺服油缸有很高的性能指標要求；因此，為保證其精度：（1） 必須減小系統(tǒng)中非線性因素，減小間隙泄露影響。（2） 材料升級：采用低摩擦系數(shù)的聚醚聚胺酯材料取代傳統(tǒng)聚酯聚胺酯。（3） 無模具加工，尺寸精確，可以實現(xiàn)密封尺寸高精度的要求。密封性能是液壓系統(tǒng)的重要性能之一，這項性能的好壞直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能、可靠性以及使用壽命。為保證液壓系統(tǒng)具有良好的密封性能,在液壓系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)重視密封設(shè)計。為使液壓系統(tǒng)始終保持良好的密封性能,在液壓系統(tǒng)使用時要及時更換密封圈和密封升級。七、 液壓系統(tǒng)油庫的要求為了使液壓系統(tǒng)達到最佳工作狀態(tài)，發(fā)揮其良好的工作性能，對液壓系統(tǒng)作如下要求：（1） 液壓油油質(zhì)液壓油的重要性質(zhì)之一是其化學穩(wěn)定性，即氧化穩(wěn)定性。氧化是決定液壓油有效使用壽命的最主要因素， 氧化生成的木焦油、油泥和炭渣等不可溶物會污染液壓系統(tǒng)，并增加液壓元件的磨損、減少各種間隙、堵塞小孔、最終致使液壓系統(tǒng)發(fā)生故障。液壓油的氧化速度取決于本身及工作狀況等多方面因素，其中溫度是主要因素之一，因此要使用合適的液壓油，并定期檢查液壓油的氧化程度（從油本身的顏色轉(zhuǎn)深而判斷），超過一定數(shù)量的工作小時后主動換油是絕對必要的。（2） 保證油源清潔濾油器起到潔凈液壓油的作用，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作及延長液壓元件與潤滑件的壽命，系統(tǒng)油液的必須清潔，因此油箱加油必須經(jīng)過過濾后加入系統(tǒng)，濾油器應(yīng)每隔三個月清洗一次以保持油泵吸油管暢通，同時檢查濾油網(wǎng)有否損壞；通常過濾網(wǎng)的規(guī)格不得大于200目。（3） 保證油溫恒定液壓系統(tǒng)的理想工作溫度應(yīng)介乎45度—50度之間，原因是