【文章內容簡介】 路壓力總損失為： =+= 回油路總壓力損失為： =++=則快退階段，液壓泵的工作壓力Pp為=+=(+)=2 溫升驗算以工進時的消耗功率計算溫升。工進時，液壓缸的有效功率為： ==發(fā)熱功率為：==油箱散熱面積 A== 溫升：== 式中，取散熱系數(shù)。溫升在允許的范圍內，可不設冷卻裝置。升降舞臺總體液壓系統(tǒng)原理圖5液壓系統(tǒng)的設計與分析 擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個液壓系統(tǒng)設計中最重要的一環(huán)節(jié)，它的好壞從根本上影響整個液壓系統(tǒng)。因此本次設計中對有些回路考慮了多個方案并進行了分析比較。 確定供油方式根據(jù)前幾節(jié)的工況分析，在本設計中選用限壓式變量葉片泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，蓄能器在系統(tǒng)中作為應急能源，限壓式變量葉片泵可根據(jù)系統(tǒng)的負載變化自動調節(jié)輸出流量具有降低能源消耗、限制油液溫升的特點，還具有自吸能力好、輸出壓力脈動小、對污染敏感度小、噪聲低，但粘度對效率的影響較大結構復雜、功率損失大、價格較貴。 確定調速方法調速方法有節(jié)流調速、容積調速和聯(lián)合調速。在本設計中選用選用限壓式變量葉片泵和調速閥組成的容積節(jié)流調速回路，容積節(jié)流調速回路由變量泵供油，用流量閥改變進入液壓缸的流量，以實現(xiàn)工作速度的調節(jié)，這時泵的供油量自動與液壓缸所需的流量相所適應。這種回路的特點是效率高、發(fā)熱?。ū裙?jié)流調速）速度穩(wěn)定性（比容積調速回路）好。常用于調速范圍大的中、小功率場合。速度換接回路的形式常用行程閥或電磁閥來實現(xiàn)。行程閥具有換接平穩(wěn)、工作可靠、換接位置精度高，電磁閥具有結構簡單、控制靈活、調整方便。在本設計中的快進回路與慢速接近回路的換接是采用了由行程開關控制的電磁換向閥，具有換接位置精度高、換接靈活的優(yōu)點。根據(jù)執(zhí)行元件對換向性能的要求選擇換向閥機能和控制方式。在本設計中多采用電磁換向閥實現(xiàn)回路的換向，它具有操作方便、便于布置、低速換向的特點，在泵的卸荷回路中采用了手動換向閥。本設計中采用了容積節(jié)流調速，常用溢流閥組成限壓、安全、保護回路。根據(jù)升降舞臺的要求，本設計中選用了多缸同步回路、順序動作回路、平衡回路、瑣緊回路和卸荷回路等。在選擇中對同步回路和順序動作回路做了詳細的分析。（1）多缸同步回路： 同步回路是保持兩個或兩個以上的液壓缸在運動中保持相同的位移或相同的速度，常用的有：（a）帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路；（b）調速閥控制的同步回路，；（c）機械連接同步回路。（a）帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路在這個回路中液壓缸1的有桿腔面積與液壓缸2的無桿腔面積相等便可以實現(xiàn)兩液壓缸的升降同步。為了保證嚴格同步，采用取補償措施以避免誤差的累積，在每一次下行運動中能消除同步誤差。其原理為：當換向閥1左位工作時，兩缸下行，若缸2的活塞先運動到底，它就觸動行程開關a使電磁鐵3YA通電，壓力油經(jīng)閥2的左位向缸一的有桿腔補油，推動活塞繼續(xù)運動到底，誤差即被消除；若缸一先運動到底則觸動行程開關b使電磁鐵4YA通電，壓力油經(jīng)閥二的右位，控制壓力油使液控單向閥3打開，缸2無桿腔的油液經(jīng)液控單向閥3和閥2回油箱，使活塞繼續(xù)運行到底。這種串聯(lián)式的同步回路只適用于負載較小的液壓系統(tǒng)，能保證嚴格同的步。(b) 調速閥控制的同步回路 在這個回路中，兩個調速閥分別調節(jié)兩液壓缸活塞的運動速度，仔細調整兩個調速閥的開口可使兩液壓缸在同一個方向上實現(xiàn)速度同步。這種同步回路的結構簡單并且速度可調，但是由于油溫變化及調速閥性能差異等影響，顯然這種回路不易保證位置同步，且調整麻煩，速度同步精度也比較低，一般在5%～7%左右。(c) 機械連接同步回路 其特點是：回路結構簡單、工作可靠，但只適用于兩缸載荷相差不大的場合，連接應具有良好的導向結構和剛性，否則，回出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。根據(jù)以上分析，在本設計中對同步精度要求較高，所以選用a方案。(2) 順序動作回路：常用的順序動作回路可分為壓力控制、行程控制和時間控制三類，其中前兩類應用的較多。（a）壓力控制的順序動作回路：壓力控制就是利用液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力變化來使執(zhí)行件按順序先后動作，這是液壓獨具的控制特性。壓力控制的順序動作回路一般用順序閥或壓力繼電器來實現(xiàn)。在本設計中采用的順序閥控制的順序動作回路，其優(yōu)點在于動作靈敏安裝連接方便。(b) 用行程控制的順序動作回路行程控制就是利用執(zhí)行元件運動到一定位置時發(fā)出控制信號，使下一個執(zhí)行元件開始動作。行程控制可利用行程閥和行程開關來實現(xiàn)。利用行程閥實現(xiàn)的順序動作回路可靠，但動作順序一旦確定再改變就困難，且管道長、布置麻煩。 舞臺升降液壓系統(tǒng)工作原理該系統(tǒng)采用變量葉片泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，液壓泵為限壓式變量葉片泵。溢流閥4作安全閥用，其調整壓力為7。手動換向閥5用于卸荷，過濾器6的過濾精度為10，用于回油過濾，此時應更換過濾器的濾芯。舞臺升降：油泵電機啟動后，雙聯(lián)油泵1開始工作，但大流量泵和小流量泵均處于卸荷狀態(tài)。舞臺上升時，電磁鐵YA6得電，升降回路升壓，大流量泵輸出的液壓油分別通過換向閥4~8再經(jīng)四個液控單向閥12~15進入四個液壓缸無桿腔，產生推力，克服舞臺重量和導軌副摩擦推動舞臺上升。因液壓缸尺寸較大，舞臺上升速度較慢（），為減少液壓元件的數(shù)量，保障系統(tǒng)的可靠性，不設置調速元件而采取由油泵和液壓缸尺寸予以直接保證的設計方案；當舞臺停止上升或到達最大行程時，電磁鐵YA6失電，換向閥25處于左位，主回路卸壓。由于液控單向閥12~15鎖死，舞臺停止在鎖死位置；舞臺下降時，電磁鐵YAYA6得電，系統(tǒng)控制回路升壓，高壓油進入液控單向閥12~15的先導控制閥，將液控單向閥打開，同時YA1～YA4得電，換向閥4～7接油箱，舞臺依靠自重下降。下降速度可由調速閥12~15調定。同步控制：本系統(tǒng)四條同步支路所選用的元件型號相同、各支路輸入流量相同，可以較好的保證四個伸縮式油缸的同步上升、同步下降。 平衡控制：為使四個液壓缸產生相同的推力，系統(tǒng)中采用四個單向閥16~19將四條支路隔離開，然后用一個溢流閥20進行壓力控制，保證各支路設定壓力相同。 舞臺伸縮：考慮到施工現(xiàn)場場地有限，為節(jié)約空間，提高效率，本設計中采用了雙聯(lián)式油泵。大流量泵用于驅動舞臺升降，小流量泵用于驅動液壓馬達帶動舞臺伸縮。兩種運動可以獨立控制，互不干涉。油泵啟動時，通過換向閥27卸壓；需要控制舞臺外伸時，電磁鐵YAYA7得電，換向閥24處于左位。高壓油經(jīng)閥24進入液壓馬達驅動其伸縮，通過馬達輸出軸齒輪與齒圈傳遞舞臺以驅動力矩。若YAYA7得電，則馬達驅動舞臺反轉。單向閥223和溢流閥26組成液壓馬達過載保護回路。 液壓元件的選擇 液壓泵的選擇根據(jù)前三節(jié)對液壓系統(tǒng)的工況分析來確定泵的最高工作壓力和最大供油量：（1）液壓泵的最高工作壓力： ＋=（＋）=（2）液壓泵的最大供油量： 取K= 則：===43查《液壓元件產品樣本》手冊，選用YBX40B型限壓式變量葉片泵，其技術參數(shù)為： 驅動功率：P= KW（3）確定電動機功率： 限壓式變量葉片泵的驅動功率可按流量特性曲線拐點處的流量、壓力值計算。一般情況下可取 ：=。則：式中：——液壓泵的總效率，查表取= ——液壓泵的最大工作壓力（） ——液壓泵的額定流量（） 所以：= （KW）查手冊選擇Y系列三相異步電動機，Y132M—4型，額定功率= KW同步轉速。 液壓閥的選擇 根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖計算液壓閥在不同工況時的工作壓力和最大實際流量，將計算值填入表5—5—5—3中，最后確定液壓閥規(guī)格。表5—1液壓元件明細表（單層舞臺的伸縮回路）序號名 稱型 號規(guī) 格實際流量/ L快進慢速接近快退1限壓式變量葉片泵YBX40B～162單向閥AF2Fa10B100 ～163單向節(jié)流閥MK10G12504溢流閥YF310L4635手動換向閥22SH10B1006過濾器RS60100A10CF1 7手動換向閥22SH10B1008三位四通電磁換向閥34DF3O16BA80 ～169三位四通電磁換向閥34DF3M16BA25 ～1610單向調速閥QAF10DU40 ～1611兩位三通電磁換向閥23DF36B2A25 ～1612三位四通電磁換向閥34DF3O6BA25 13液控單向閥YAF3a10B40 14壓力繼電器ST02B20～7表5—2液壓元件明細表（單層舞臺的升降回路）序號名 稱型 號規(guī) 格實際流量/ L上 升下 降15三位四通電磁換向閥34DF3M10BA40 25 16單向順序閥（作背壓）AXF310B～63背壓時 25 17三位四通電磁換向閥34DF3O6BA25 18液控單向閥YAF3a10B40 19調速閥Q8H25～ 25 20三位四通電磁換向閥34DF3O6BA25 21液控單向閥YAF3a10B40 22三位四通電磁換向閥34DF3O6BA25 23液控單向閥YAF3a10B40 24壓力繼電器ST02B20～7表5—3液壓元件明細表（三層舞臺的升降回路）序號名 稱型 號規(guī) 格實際流量/ L上 升下 降25三位四通電磁換向閥34DF3O16BA100 80 7026單向順序閥（作背壓）AXF310B～63背壓時 39 3123354三位四通電磁換向閥34DF3O6BA25 2333441液控單向閥YAF3a10B40 44調速閥QH20100～10 39 3134445壓力繼電器ST02B20～736單向順序閥AXF310B～63進油時 39 3139單向順序閥（作背壓）AXF310B～63背壓時 39 31 根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。（1）在本設計中蓄能器用來作應急能源，其有效工作容積為： = 式中：——液壓缸有效工作面積（㎡） ——液壓缸的行程（）= ——油液損失系數(shù)，一般取=（2）氣囊式蓄能器總容積的（）的計算： 按等溫過程計算： 式中：——充氣壓力（絕對壓力） （） ——最低工作壓力， ——最高工作壓力， ——有效工作容積查產品樣本手冊，選用NXQ163/10型，公稱容積63 L，公稱壓力。（1）油管：取 式中： ——管道中最大流量，查手冊，根據(jù)GB/T36831992，采用1 型公稱直徑為的一層鋼絲編織的液壓橡膠軟管。（2）過濾器：吸油過濾器：查產品樣本手冊采用—10080型，額定壓力為：，流量：100L/min，過濾精度80。 回油過濾器：查產品樣本手冊采用RS60100A10CF，額定壓力為：，過濾精度10。（3）油箱容積的確定： V=（5～7）=（5～7）58 L=（290406）L式中：——泵的額定排量。 液壓系統(tǒng)的驗算 液壓系統(tǒng)初步設計是在某些估計參數(shù)的情況下進行的，當回路形式、液壓系統(tǒng)及聯(lián)接管路等完全確定后針對實際情況對所設計的系統(tǒng)進行各項性能分析。 判斷流動狀態(tài)在單層舞臺伸縮回路中，油管長度為2 公稱直徑為的一層鋼絲編織的液壓橡膠軟管，選用LHM46液壓油，按時計算。 流動狀態(tài)為層流。 壓力損失 沿程壓力損失 ： 局部壓力損失 ： 根據(jù)分析較小，不作詳細計算。 局部壓力損失（油液流經(jīng)閥的損失） 按計算或直接查產品得到。 壓力閥的調整壓力及各壓力繼電器的調定值： 在單層舞臺升降中順序閥16起背壓作用，其設定值為1 順序閥29和39起背壓作用，設定值為：3 順序閥36控制三層舞臺的順序動作，設定值為：1 溢流閥4作安全閥用，調整壓力為：7 各壓力繼電器的調定值為：壓力繼電器14： 24：1 45，35： 47，48：