【文章內容簡介】 等。 液壓實驗臺的功能 液壓試驗臺的主要功能有四種，即對液壓泵性能的測試、對溢流閥的靜動態(tài)性能的測試、對減壓閥的靜動態(tài)性能的測試和對節(jié)流調速回路性能的測試。 對液壓泵性能的測試的目的是為了通過實驗了解液壓泵的技術性能、測定液壓泵的流量 壓力特性、容積效率和總效率。對溢流閥的靜動態(tài)性能的測試的目的是為了測試溢流閥靜態(tài)中的調壓范圍及穩(wěn)定性，卸荷壓力及壓力損失，啟閉特性與調壓偏差以至于能對被試閥的靜態(tài)特性做出適當的分析；還要了解在溢流閥突然變化 時溢流閥所控制的壓力隨時間變化的過渡過程品質。對減壓閥的靜動態(tài)性能的測試是為了了解減壓閥的靜、動態(tài)性能。對節(jié)流調速回路性能的測試是為了了解各種節(jié)流調速回路的速度負載特性以及對三種節(jié)流調速回路的性能做出比較。 而要實現這些功能必須合理的設計液壓回路（即為所需要的液壓系統(tǒng)），在 中說到，一個完整的液壓系統(tǒng)由液壓泵、執(zhí)行元件、控制元件以及輔助元件組成，在我們充分的理解每個元件后方能根據每種元件不同的功用來進行合理的液壓系統(tǒng)設計。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 13 第二章 初步擬定液壓系統(tǒng)圖 設計簡介 總體敘述 一個優(yōu)秀的設計應該是技術上先進， 經濟上合理，操作和維修方便，運轉安全可靠，要達到這幾個方面的要求。除了技術上的問題以外，還必須具有正確的設計指導思想和豐富的實踐經驗。當然要達到這些要求是需要一個過程的，我們應努力縮短這個過程。 還應指出，一個設計良好的液壓系統(tǒng)，往往不是一次就可以完成的，而需要經過使用實踐的反復檢驗不斷的調整和修改內容才能逐步達到完善。 由于具體條件不同，液壓系統(tǒng)的設計步驟不可能是固定不變的。通?？傄亚昂蟛襟E反復交叉進行，不斷的調整和修改設計內容。但是一般來說，液壓系統(tǒng)的設計過程大體上包括下述的幾個基本步驟： 擬訂液壓系 統(tǒng)步驟方案（液壓系統(tǒng)的設計步驟不可能是固定不變的）；液壓系統(tǒng)的計算；選擇或設計各種液壓元件；對系統(tǒng)進行必要的驗算；繪制正式液壓系統(tǒng)圖和裝配圖等。 在擬訂液壓系統(tǒng)方案以前，必須明確哪些工作機構需要用液壓系統(tǒng)來完成，哪些工作機構應用其他傳動方式去完成更合理。切不可一味盲目追求“全液壓化”。因為盡管液壓傳動具有一系列的優(yōu)點。但它在某些方面也有缺陷，亦不如其他傳動方式。如能綜合運用各種傳動方式，注意揚長避短設計出來的機器才會是先進的和合理的。 首先要調整和了解清楚所設計的液壓系統(tǒng)要完成的工作任務是傳動還是控制。易知 本設計的液壓傳動系統(tǒng)的工作任務是傳動。 明確工作機構的運動形式，是直線往復運動、回轉運動或是擺動，以確定選用什么形式的執(zhí)行機構 — 油缸、油馬達或擺動油缸，本液壓的所有工作機構均是直線運動，進而選用油缸。 明確系統(tǒng)所需執(zhí)行機構的數量、動作順序、相互之間的位置關系以及自動化程度要求、精度要求等，以及確定采用什么控制方式。本液壓系統(tǒng)采用兩個定量泵。系統(tǒng)中用兩個油缸作為執(zhí)行元件。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 14 明確系統(tǒng)對安全保護的要求程度，以便選用必要的合理的安全裝置和措施。 明確系統(tǒng)對傳動精度和質量的要求，如平衡性、準確性、效率等。以便決定系統(tǒng) 選用的元件精度和基本回路的形式，還要明白系統(tǒng)的工作環(huán)境情況，如高溫、低溫、潮濕、灰塵、振動、腐蝕等因素，以便采取相應的特殊措施，還要知道設備是固定使用還是行走使用等。 常須注意的幾個重要的問題 當系統(tǒng)有較多的執(zhí)行機構時，要防止互相干擾和影響。例如用一臺油泵向幾個油缸或馬達供油，當其中一個油缸的負載突然降低時，會使并聯的其它所有的油缸或馬達的壓力也隨之降低，建立不起壓力，因而不能正常工作。 如果幾個油缸的耗油量和工作壓力相差很大時，就應考慮用多臺油泵分別單獨供油，或裝設單向閥、減壓閥、順序閥等，以便控制油 缸或馬達完成規(guī)定的動作。 統(tǒng)的組成應力求簡化，避免出現多余回路或多余的元件和裝置。不必要的復雜化，不僅浪費，而且導故障的增加，多消耗能量，使油液發(fā)熱，維修不方便。 應當遵循的原則是：完成的動作要求使用的元件越少越好，回路越簡單越好。對于系統(tǒng)所用的每個元件的作用都應能夠說明，否則該元件就是多余的，一定要取消。 設計時，還必須盡力使系統(tǒng)及其元件符合標準化、系列化和通用化的“三化”的原則，盡可能選用標準件與通用件，只有在滿足不了要求的情況下，才可以設計專用的非標準件。 證系統(tǒng)使用可靠性。盡量提高設備的運轉 率。當系統(tǒng)有過載危險存在時，應裝設安全閥；還應考慮負載突然消失造成工作機構飛車的可能性。對于垂直運動的大質量負載，要有平衡和限速裝置，某些精密元件由于油溫過高或污染，開始引起卡住失靈現象，要對其凈化裝置尤為注意。 為了防止和及時發(fā)現故障，在此較重要的液壓系統(tǒng)，應當裝設諸如故障顯示信號燈、油溫報警器信號、自動停車及停車按紐等。 對關鍵性和易出故障的裝置要考慮配有備用件。 要采取措施減少系統(tǒng)的振動沖擊、噪聲、漏油污染環(huán)境等，對高溫、低溫、潮濕、腐蝕、灰塵等使用場合，要有專門的措施。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 15 要特別注意液壓系統(tǒng)的安裝 、操作和經常性的維護檢修方便以及對操作者可靠的安全保護措施。這些方面的問題往往被缺乏操作經驗的設計者忽略，結果，系統(tǒng)本身雖然合理，但卻不受使用和操作人員的歡迎，也不能算是成功之作。 高系統(tǒng)效率，防止系統(tǒng)過熱 這就要求在選擇回路以及在組成系統(tǒng)的整個設計過程中，應力求減少系統(tǒng)壓力和容積損失。它涉及的面廣，比如：要注意選用高效率的液壓元件、輔件；正確選用液壓油；合理選擇油管內徑。盡量減少油管長度和彎曲處；采用效率較高的壓力、流量和功率適應回路等。 了調整和檢修上的方便，在擬定液壓系統(tǒng)時，就應在需要檢測系統(tǒng) 參數的地方，設置工藝接頭以便于安裝檢修儀表。 方案設計 液壓傳動系統(tǒng)能一次確定的部件 通常對于固定式機械總是采用開式系統(tǒng)，即系統(tǒng)中包含一個主油箱，作為油液循環(huán)的開口環(huán)節(jié)，有利于油液的冷卻和凈化，但不夠緊湊，考慮到實際情況，本系統(tǒng)采用開式系統(tǒng)。 這要根據系統(tǒng)的功率大小和系統(tǒng)特點而定。正如前所述，對于系統(tǒng)效率要求不高的小功率系統(tǒng)，通常用節(jié)流調速，因其結構簡單方便；對于功率要求高的大功率系統(tǒng)，則寧愿使用結構較復雜的容積調速或分級調速，目的是盡量減少能量損失。本液壓試驗臺相 對功率較低，故采用節(jié)流調速。 目前，液壓系統(tǒng)應用最普遍的油泵有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。一般情況下，中低壓系統(tǒng)多使用齒輪泵和葉片泵，而高壓系統(tǒng)則主要應用各種柱塞泵。當然，這種劃分并非絕對。本系統(tǒng)是中低壓系統(tǒng)，因此采用葉片泵。 一般來說，工作機構做直線往復運動者，都選用各種油缸驅動；回轉運動者，都選用各種油馬達驅動；擺動者，則選用各種擺動油缸驅動。同樣，這也不是絕對的。例如，對于那些行程長的直線運動或要求位移準確的直線運動機構，也可采用油馬達徑向絲杠傳動。本設計中只有直線往 復運動，故采用油缸，數量為兩個。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 16 控制方式從不同的角度來分。可有手動、機動、氣動、電動、液動、電液動等；也可分為壓力控制、行程控制；還可分為內控制和外控制等。究竟選用那種方式，應視系統(tǒng)的具體結構、功率范圍、精度要求、自動化程度、能源形式、使用的場合以及機器使用的頻率程度和利用率等因素而定。 6 工作液體 常用的工作液體有礦物油、合成油和水乳油。液壓傳動系統(tǒng)幾乎都采用前兩種油液，特別是各種礦物油，他既可滿足一般液壓系統(tǒng)的要求，價格又便宜；合成油液具有優(yōu)良的品質指標和特殊物質，但目前產量較少 、成本高、不宜多用，常用于某些有專門技術要求的精密系統(tǒng)中?？傊?，在滿足要求的前提下，盡量選擇價格便宜的，一般工作液體，不可優(yōu)材劣用，造成浪費。 所需的各個實驗的實驗原理 —— 流量特性（ p5和 Q 的關系），并根據測量數據計算出容積效率。既然是測定壓力 —— 流量特性，故必須安裝壓力控制閥和流量控制閥對其壓力以及流量進行調節(jié)以便確定它們的關系。對壓力調節(jié)很顯然是用溢流閥來進行的，溢流閥是保證進口壓力基本不變，而且還可以起溢流作用。而對流量的調節(jié)在這里是選用的節(jié)流閥，因為在這里用 節(jié)流閥才能測出流量隨壓力的變化量。所以可得出原理圖 （如圖 21） ： 圖 21 液壓泵性能實驗原理圖 2. 溢流閥靜、動態(tài)性能測試 這個測試實驗所需要測量的內容相對于液壓泵的性能測試較多一些，所以也就相對較為復雜些。 我們要先知道它的靜態(tài)和動態(tài)性能各有哪些，才能根據其性能的測試畫出液內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 壓回路圖。溢流閥的靜態(tài)性能有： ① 調壓范圍及壓力穩(wěn)定性：應能達到規(guī)定的調節(jié)范圍，并且壓力上升與下降平穩(wěn)，不得有尖叫。壓力振擺值不應超過規(guī)定值。 ② 卸荷壓力及壓力損失：被試閥的遠程控制口與油箱直通，閥處在卸荷狀態(tài)，此 時液流通過閥體產生的壓差為卸荷壓力被試閥的調壓手柄至全開位置，在實驗流量下被試閥進出口的壓力差為壓力損失。 ③ 內泄漏量：在被試閥完全閉死的狀態(tài)下，實驗系統(tǒng)供給額定壓力的油液，從被試閥的回油口測量的流量為內泄漏量。 ④ 啟閉特性：被試溢流閥的閥口開度隨著系統(tǒng)壓力從低到高而從小到大（流量從小到大）變化的特性，叫開啟特性。被試溢流閥的閥口開度隨著系統(tǒng)壓力從高到低而從大到?。髁繌拇蟮叫。┳兓奶卣鳎虚]合特性。開啟特性、閉合特性統(tǒng)稱啟閉特性。 ⑤ 外滲漏：使被試閥處于 背壓下，觀察三分鐘被試閥調節(jié)旋鈕處外滲漏情 況。不得有外滲漏。 溢流閥的動態(tài)性能有： ① 升壓時間 t1 ：指溢流閥由卸荷壓力狀態(tài)升至調定壓力時所需的時間。 ② 升壓穩(wěn)定時間 t2：指壓力升到調定壓力后至壓力穩(wěn)定狀態(tài)時所需的時間。 ③ 壓力回升時間 t3：指溢流閥由卸 荷壓力狀態(tài)升至調定壓力穩(wěn)定狀態(tài)時所需的時間。 ④ 升壓動作時間 t4：指發(fā)出電信號，使溢流閥由卸荷壓力狀態(tài)過渡到調定壓力穩(wěn)定狀態(tài)時所需的時間。 1升壓 時間； 2升壓 穩(wěn)定時間； 3壓力 回升時間； 4升壓 動作時間； 5壓力 卸荷時間； 6卸荷 動作時間； Δ 壓力超調量 Δρ 公斤力/厘 米閥前壓力動作時間電信號卸荷壓力調定壓力最大峰值壓力圖22 溢流閥動態(tài)特性曲線內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 ⑤ 壓力卸荷時間 t5：指溢流閥由調定壓力狀態(tài)到卸荷壓力狀態(tài)時所需的時間。 ⑥ 卸荷動作時間 t6：指發(fā)出電信號使溢流閥由調定壓力狀態(tài)過渡到卸荷壓力狀態(tài)時所需的時間。 ⑦ 壓力 超調量△ p：指過渡過程中產生的峰值壓力和調定壓力之間的差值。 所以，可以大概確定回路如圖 23： 圖 23 溢流閥靜、動態(tài)實驗原理圖 3. 減壓閥靜、動態(tài)性能測試 如上所述，我們只有在知道減壓閥有哪些靜動態(tài)性能以及通過什么方式才能檢測出這些性能以后，才可以確定液壓回路圖。 靜態(tài)性能測試五項： ①調壓范圍及壓力穩(wěn)定性：應能達到規(guī)定的調節(jié)范圍，并且壓力上升與下降平衡，不得有尖叫。壓力振擺值和壓力偏移值不得大于規(guī)定值。 ②進口壓力變化對出口壓力的影響：出口壓力的變化不得大于規(guī)定值。 ③流量變 化對出口壓力的影響：出口壓力的變化不得大于規(guī)定值。 ④外泄漏量：經過先導的外泄漏量不得大于規(guī)定值。 ⑤動作可靠性：被試閥的出口壓力應迅速卸荷或升壓，升壓后調定的出口壓力的變化不得大于規(guī)定的偏移量。 動態(tài)性能測試九項 ①出口壓力升壓時間 t1：指出口壓力由卸荷狀態(tài)時的壓力升至調定壓力時所需的時間。 ②出口壓力升壓穩(wěn)定時間 t2：指出口壓力升到調定壓力后至壓力穩(wěn)定時所內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 19 需的時間。 ③出口壓力回升時間 t3：指出口壓力由卸荷狀態(tài)時的壓力升至調定壓力穩(wěn)定時所需的時間。 ④升壓過程時間 t4：指出口壓力由卸荷壓力狀態(tài)升壓至進口 壓力達穩(wěn)定時所需的時間。 ⑤升壓動作時間 t5：指發(fā)出電信號至進口壓力升壓到穩(wěn)定時所需的時間。 ⑥出口壓力卸荷時間 t6：指出口壓力由調定壓力狀態(tài)卸荷至卸荷壓力時所需的時間。 ⑦卸荷過程時間 t7：指進口壓力由調定壓力狀態(tài)到出口壓力至卸荷壓力時所需的時間。 ⑧卸荷動作時間 t8：指發(fā)出電信號使出口壓力到卸荷壓力時所需的時間。 ⑨出口壓力超調量△ p：指過渡過程中出口處峰值壓力和調定壓力之間的差值。 圖 24 減壓閥動態(tài)特性曲線 圖 25 減壓閥的靜、動態(tài)性能原理圖 所以，根據這些要求可以大概的確定液壓回路圖 ，如圖 25。 4. 節(jié)流調速回路性能測試是測定液壓缸進油路節(jié)流調速、回油路節(jié)流調速、旁油路節(jié)流調速和調速閥式進油路調速的速度負載特性 v=f（ p）。通過實驗，比較調速閥和節(jié)流閥控制流量的特點。所以可以根據這些初擬此調速回路 圖，如圖26。