【文章內(nèi)容簡介】 時監(jiān)測系統(tǒng)的壓力。選用YN100。生產(chǎn)廠家為黎明液壓有限公司。 冷卻器液壓系統(tǒng)中的油溫，一般控制在30～50范圍內(nèi)。最高不應高于700，最低不應低于150。油溫過高，將使油液迅速老化變質(zhì)，同時使油液粘度降低，造成元件內(nèi)泄漏量增加，系統(tǒng)效率降低；油溫過低，使油液粘度過大，造成泵吸油困難。油溫過高或過低都會引發(fā)系統(tǒng)工作不正常，為保證油液能在正常的范圍內(nèi)工作，需對系統(tǒng)油溫進行必要的控制，即采用加熱或冷卻方式。在選擇冷卻器時應首先要求冷卻器安全可靠、有足夠的散熱面積、壓力損失小、散熱效率高、體積小、重量輕等。然后根據(jù)使用場合，作業(yè)環(huán)境情況選擇冷卻器。本系統(tǒng)采用水冷。水冷式冷卻器額冷卻面積計算公式為 (311)式中，A——冷卻器的冷卻面積(m)； ——液壓系統(tǒng)發(fā)熱量(W)； N ——液壓系統(tǒng)散熱量(W)； K——散熱系數(shù)，水冷式冷卻器可選用400()——平均溫差，（），、——進口和出口油溫（）；=55；=40；、——進口和出口水溫（）； =25；=40。 (312)式中：——輸入泵的功率（W）； ——系統(tǒng)的總效率。合理高效的系統(tǒng)為7080%，一般系統(tǒng)僅達到5060%。計算得 (313) (314)式中，——油箱散熱系數(shù)()，查表為29； A——油箱散熱面積(m)； m。 ——油溫與環(huán)境溫度之差；取5520=35。計算得=13KW。代入計算可得A= m.因此，冷卻面積范圍為6 m，重量163Kg。生產(chǎn)廠家為營口液壓機械廠。 安全截止閥塊安全截止閥塊安裝在蓄能器前，由高壓球芯截止閥、直動式溢流閥和一個小型截止閥組成。高壓球芯截止閥為手動主開關(guān)閥，直動式溢流閥為安全閥，小型截止閥為卸荷閥，為液壓元件中不可缺少的三元件組合體。具有結(jié)構(gòu)緊湊，合理，體積小，性能可靠，安裝簡單，操作方便等特點。泵后采用型號為QFZHd40L，螺紋連接，通徑為40mm。閥前采用的型號為QFZHd15F，通徑為15mm。 位置傳感器內(nèi)置式安裝在伺服缸的位置傳感器采用MTS的產(chǎn)品。主要作用是實時監(jiān)控伺服缸的動作，反饋到系統(tǒng)中進而閉環(huán)控制。 壓力傳感器實時監(jiān)控油路中的壓力，選用型號為HM161X/350K41A。生產(chǎn)廠家為博世力士樂。 壓力繼電器壓力繼電器主要用于監(jiān)測油路壓力過高時報警。柱塞泵出口選用型號為HED4OP10/350L24S。葉片泵出口選用型號為HED4OP10/50L24S。第4章 泵站的設計 第4章 泵站的設計液壓泵站是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。它向液壓系統(tǒng)提供一定壓力、流量的工作介質(zhì)在液壓泵站上裝必須的液壓閥可以直接控制液壓執(zhí)行元件動作。液壓泵站上的泵組的布置方式分成上置式和非上置式。本設計中考慮到電機的體積及布管的方便性，故采用非上置式。液壓泵站是由液壓油箱、液壓泵裝置和液壓控制裝置三大部分組成。 油箱的基本設計 油箱用于貯存液壓系統(tǒng)所需的油液，并可散去一部分熱量。設計油箱時要注意幾點，比如：要有足夠的容積，吸油管及回油管應插入最低液面下，以防止細孔和回油飛濺產(chǎn)生氣泡，吸油管和回油管之間距離要盡可能地遠些，之間應設置隔板，為了保持油液清潔，油箱應有周邊密封的蓋板，內(nèi)表面防腐處理。油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的3~5倍，另外可從散熱角度去設計。確定油箱容量 (41)A——經(jīng)驗系數(shù)，此處取7；Q——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積；在確定油箱容積時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時油箱的油位不低于最低限度。有限的容積V=10X160/1000=考慮到有一定的空氣量，把該值擴大20%，并參照液壓油箱的公稱容積系列，選定該值為2。選定油箱長寬高的比例為a:b:c=2:1:1， (42)故a=2m b=1m c=1m。散熱面積為A=++= (43) 泵站結(jié)構(gòu)設計注意事項 （1）液壓裝置中各部件、元件的布置要均勻、便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且要適當?shù)淖⒁馔庥^的整齊和美觀。（2）液壓泵與電機可裝在液壓油箱的蓋上，也可裝在液壓油箱之外，主要考慮液壓油箱的大小和剛度。（3）在閥類元件的布置中，行程閥的安裝位置必須靠近運動部件。手動換向閥的位置必須靠近操作部位。換向閥之間應留有一定的軸向距離，以便進行手動調(diào)整拆裝電磁鐵。壓力表及其開關(guān)應布置在便于觀察和調(diào)整的地方。（4）液壓泵與執(zhí)行機構(gòu)相連的管道一般都先集中連接到執(zhí)行元件的中間接頭上，然后再分別到各局部，這樣有利于搬運、拆裝和維修。（5）硬管應貼地或沿著機器外鋪設。相互平行的管道之間應保持一定的間隔，并用管夾固定。隨工作部件運動的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時應避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)以免影響使用壽命。第5章 集成塊的設計 第5章 集成塊的設計通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)就越復雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。板式元件安裝在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊積閥連接三種。集成塊連接與油路板連接相比較，標準化、系列化程度高，互換性能耗，拆裝、維修方便，元件更換容易。集成塊可進行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠，而且設計周期短，進來得到了廣泛的應用。本系統(tǒng)總共有三個集成塊。執(zhí)行機構(gòu)處的閥臺上有一個集成塊，泵站處有兩個小集成塊。 集成塊設計規(guī)范 ⑴ 應明確油路塊的連接方式滿足裝配和配管要求，確定閥門及元件的安裝位置，各元件應布置合理便于安裝、操作和維護。對于電磁閥應考慮其接線空間。一般板式閥和蓋板插裝閥不應安裝在油路塊底部，過濾器連接后（若無限制）應設計成朝下位置，以防更換濾芯時有贓物掉入。⑵ 元件與油路塊相連處壓保證強度，若為螺釘連接，選擇合適的螺釘大小，~?？紤]到劃線誤差、鉆頭的安裝誤差、跳動和便宜誤等因素。不相通的孔道之間及油道、油路塊表面之間的最小壁厚設計時應大于5mm，孔道與螺紋之間的最小壁厚也應大于5mm。避免劃線和計算孔深長度時應考慮鉆頭的鉆尖角度，實際加工孔深度應是標注孔深和鉆尖深度的總深。設計時應考慮，對因加工容易造成實際壁厚不符，標注時應帶公差，引起加工時操作者的重視。⑶ 應充分利用油路塊體積，盡量減少油路塊的閑置空間。元件布置時，應考慮元件與元件之間的油道關(guān)系，從而使內(nèi)部油道變得更簡潔。盡量將相通油口與同一支線上，從分發(fā)揮空間想象力。并借助三維作圖軟件，對油路塊進行優(yōu)化。⑷ 油路塊進出油口應根據(jù)要求確定通徑，對于管路通徑小于DN32的應選用直通管接頭連接。對于管路通徑大于DN32的應選用焊接式法蘭連接，法蘭可借用或自行設計。插裝閥尺寸標注時，若是常用插裝閥，參照插裝閥孔尺寸標注。如果是新型的插裝閥，應在圖紙上表示插裝閥的局部跑面涂并作詳細標注。⑸ 工藝孔是油路塊必不可少的。通過堵頭、接頭或鋼球?qū)嗝娑滤?。若安裝堵頭對油路塊表面有干涉時，應將堵頭沉入塊內(nèi)，~。堵頭安裝時，不許與插裝閥或管接頭有干涉。對于較深的盲孔（一般大于300mm可根據(jù)加工鉆頭定）可將盲孔改為通孔，兩端用堵頭堵死。⑹ 閥和法蘭的安裝面、。選取基準面和標注尺寸，應考慮劃線方便，不需要操作者進行過多計算，對于大的油路塊，考慮安裝方便應在油路塊設置吊環(huán)，吊環(huán)強度需校核。在油路塊零件圖中藥給出局部回路的液壓原理圖。⑺ 油路塊應具有良好的工藝性，油路塊應能滿足系統(tǒng)設計的各項要求。油路塊設計美觀，盡可能的減少油路塊的體積。 設計步驟 液壓回路劃分為若干單元回路，每個單元回路一般由三到五個液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱為液壓元件集成回路。設計液壓單元集成回路時，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設計工作量，提高通用性。把液壓元件集成回路連接起來，組成液壓集成回路。一個完整的液壓集成回路由底板、供油回路、液壓控制回路、方向控制回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設計完成后，要和液壓回路進行比較，分析工作原理是否相同。集成塊設計步驟如下：⑴ 制作液壓元件樣板。⑵ 決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道即壓力油孔P，回油孔T，泄漏孔L及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定，孔與孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制螺紋或英制螺紋。⑶ 集成塊上液壓元件的布置。把制作好的液壓元件樣本放在集成塊各視圖上，進行布局。有的液壓元件需要連接板，則樣板以連接板為準。孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面或在直徑的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間的軸孔。不通孔道之間的最小壁厚必須進行強度校核。設計專用集成塊時，要注意其高度應比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm，以避免上下集成塊的元件相碰，影響集成塊緊固。⑷ 集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺釘與閥口通道，集成塊固定螺釘相通。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，溢流閥的先導閥部分可伸出集成塊以外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。⑸ 集成塊零件圖的繪制集成塊內(nèi)孔道縱橫交錯，層次多，需要多個視圖及剖視圖才能表達清楚?？紫档奈恢镁纫筝^高。因此，尺寸、公差及表面粗糙度均應標注清楚，技術(shù)要求中也應予以說明。 空間油路圖 圖51 泵站集成塊空間油路圖圖52 執(zhí)行機構(gòu)集成塊零件圖第6章 系統(tǒng)建模仿真 第6章 系統(tǒng)建模仿真 電液伺服系統(tǒng)綜合了電氣和液壓兩方面的特長，具有控制精度高，響應速度快，輸出功率大，信號處理靈活，易于實現(xiàn)各參量的反饋等優(yōu)點。電液位置伺服系統(tǒng)時最基本和最常用的一種電液伺服系統(tǒng)，在使用設計系統(tǒng)之前必須對其進行動態(tài)仿真，來檢測它是否能夠滿足要求。 軋機液壓壓下系統(tǒng)建模 在軋制過程中，液壓壓下裝置的精度決定了軋制的精度。軋機的執(zhí)行機構(gòu)是液壓缸及其控制元件――電液伺服閥，伺服閥受到位置調(diào)節(jié)的作用，通過液壓缸動作控制軋輥的運動。構(gòu)成一個完整的位置伺服系統(tǒng)的主要動態(tài)元件為控制調(diào)節(jié)器，伺服閥，供油管道，液壓缸，負載，傳感器等，為簡單起，本系統(tǒng)只考慮控制調(diào)節(jié)器，伺服閥，液壓缸，傳感器。 伺服閥由產(chǎn)品樣本查得伺服閥的傳遞函數(shù)為： （61） 式中 ——伺服閥的固有頻率，為100HZ； ——阻尼比，； ——拉普拉斯算子；——伺服閥流量增益；——伺服閥的電流幅值；——伺服閥空載流量。 （62） ——伺服閥的額定流量； ——伺服閥的額定電流，10mA； ——實際系統(tǒng)供油壓力； ——伺服閥通過額定流量時的規(guī)定閥壓降，為12Mpa?？傻?，= ，=100HZ，取=。則伺服閥傳遞函數(shù)為： （63） 液壓缸和負載本系統(tǒng)的伺服缸是非對稱缸，具有占用空間小、制造簡單、成本低廉等優(yōu)點，它的數(shù)學模型及其動靜態(tài)特性與對稱缸不同，它在正反兩個方向上的動態(tài)過程并不相同，而且使系統(tǒng)出現(xiàn)靜差，其數(shù)學模型表達式如下： （64）式中 ——等效液壓固有頻率； （65）——等效液壓阻尼比； （66） （67）——流量比； ——伺服缸無桿腔面積；——伺服缸有桿腔面積；——平均活塞面積； （68） ——有效體積彈性模量； ——伺服液壓缸的等效容積； （69）V——伺服液壓缸的最大容積； V=A1LL——伺服液壓缸行程；m——負載質(zhì)量；——總流量—壓力系數(shù)——負載粘性阻尼系數(shù)——流量增益由上式，帶入數(shù)值得， ， =， =， =700MPa ==， =所以液壓缸的傳遞函數(shù)為： （610） 系統(tǒng)傳遞函數(shù)及仿真結(jié)果方框圖為：圖61 系統(tǒng)方框圖仿真結(jié)果為：圖62 開環(huán)波德圖圖63 閉環(huán)波德圖圖64 單位階躍響應圖階躍響應曲線，系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)伯德圖如上頁所示。由圖可得