【正文】 為有效負(fù)載流量： 23 3 3 0 .1 2 5 2 4 .1 5 3 1 0 6 2 3 / m inQ v A l?? ? ? ? ? ? ? 采用液壓泵的轉(zhuǎn)速為 1500r/min，采用液壓泵的型號為 GR608M600。 電機的選擇 在設(shè)計液壓缸的活塞頭時，我們已計算過各級液壓缸的工作壓力，那么可以計算出各級液壓缸運動所需的理論功率 [18]。 由負(fù)載端計算： . 30 00 5 22 .05W F v k w? ? ? ? ? 第一級活塞： 631 1 1 1 1 1. . 5 .3 1 1 0 0 .7 5 5 .6 7 1 0 2 2 .5 8aW P Q P v A k w??? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二級活塞： 622 2 2 3. 93 10 0. 5 1. 77 10 34 .7 8W P Q k w?? ? ? ? ? ? ? ? 第三級活塞： 2 3 3 2 .7 6 1 0 0 .2 5 4 .1 5 3 1 0 2 8 .6 6W P Q k w?? ? ? ? ? ? ? ? 所以可以知道驅(qū)動液壓泵需要選用 40kw 的電動機。 通過以上計算液壓泵站需要使用 40kw電動機， GR608M 600液壓泵， 500l 流量集成閥。 液壓管路的設(shè)計 管路在液壓系統(tǒng)中主要用來把各種元件及裝置連接起來傳輸能量，為保證系統(tǒng)工作可靠，管路及管接頭應(yīng)有足夠的強度，良好的密封性，壓力損失要小，拆裝方便。 管路按材料不同可分為無縫鋼管、耐油橡膠軟管、純銅管、尼龍管等幾種。本課題屬于高壓系統(tǒng)，應(yīng)選用強度好、耐高壓、變形小、抗腐蝕性的無縫鋼管。 管路內(nèi)徑的選擇 管路內(nèi)徑應(yīng)與要求的通流相適應(yīng)，管徑太小則流速將增高，這不僅使壓力損失降低，而且可能產(chǎn)生振動和噪聲；管徑過大，則難于彎曲和安裝，而且將使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，所以必須合理選擇管徑。導(dǎo)管內(nèi)徑 d，可根據(jù)導(dǎo)管通過的最大流量和允許的流速進(jìn)行計算： 4qd v?? 查取資料可選?。? 壓力管流速：當(dāng)壓力 MPa? 時，取 3/v m s? ，當(dāng) 10P MPa? 時，取3 5 /v m s? ；當(dāng) 10P MPa? 時，取 5 7 /v m s? 回油管路流速： 2 5 /v m s? 吸油管路流速： 3 /v m s? 則依次可以計 算各個管路的內(nèi)徑： 泵出油口的管路內(nèi)徑： 623 / m in /q L l s?? 取 4 / ( 2 .5 1 0 )v m s M P a? 因 為 壓 力 在 范 圍 內(nèi) 3 21 4 4 1 0 . 3 8 1 0 5 . 7 5 1 04 3 . 1 4qdmv?? ???? ? ? ?? 回油口的管路內(nèi)徑： 623 / m in /q L l s?? 取 /v m s? 3 22 4 4 1 0 . 3 8 1 0 7 . 2 7 1 02 . 5 3 . 1 4qdmv?? ???? ? ? ?? 吸油口的管路內(nèi)徑： 623 / m in /q L l s?? 取 2/v m s? 3 23 4 4 1 0 . 3 8 1 0 8 . 1 3 1 02 3 . 1 4qdmv?? ???? ? ? ?? 管道壁厚計算 計算管道壁厚的方程式為： 2[ ]pd? ?? ? 管道壁厚 p 工作壓力 d 管道內(nèi)徑 []? 油管材料許用應(yīng)力 .[ ] /b n??? ，無縫鋼管的 450b MPa? ? ， n為安全系數(shù)，當(dāng) 7P MPa? 時 n=8，可知： 450[ ] / 5 6 . 2 58b M P an M P a??? ? ? 泵出油口管道壁厚： 21 3 .2 5 5 .7 5 1 0 1 .6 62 5 6 .2 5M P a mmM P a??????? 取 1 2mm? ? 回油口的管道壁厚： 2 ? ? 取 2 1mm? ? 吸油口的管道壁厚： 3 ? ? 取 3 1mm? ? 油箱設(shè)計 油箱在液壓系統(tǒng)中主要功用是儲存液壓系統(tǒng)所需的足夠油液，散發(fā)油液中的熱量，分離油液中氣體及沉淀污物，為系統(tǒng)提供元件的安裝位置，使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。 油箱的容積是油箱設(shè)計時需要確定的主要參數(shù)。油箱體積大時散熱效果好，但用油多，成本高 。油箱體積小時，占用空間少，成本降低，但散熱條件不足。在實際設(shè)計時，可用經(jīng)驗公式確定油箱的容積 [19]。 油箱 容積經(jīng)驗公式： Vq?? V— 油箱的容積 (L)。 q— 液壓泵的總額定流量 (L/min)。 ? — 經(jīng)驗系數(shù) 。對低壓系統(tǒng) 2 4min? ? 。對中壓系統(tǒng) 5 7min? ? 。對中高壓或高壓大功率系統(tǒng) 6 12 min? ? 。 本系統(tǒng)中 ? 取 4min，其中 623 / minql? ,那么 4 623 2492V q L?? ? ? ? 取 2500VL? 過濾器的設(shè)計 該液壓系統(tǒng)在回油路上設(shè)置過濾器，在系統(tǒng)油液流回油箱之前，過濾器將外界侵入系統(tǒng)的和系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污染物濾除，為系統(tǒng)提供清潔的油液。系統(tǒng)中過濾器需安裝在油箱頂部，過濾器公稱流量為 650 800L/min，過濾精度 20? ，通徑 50mm，最大壓力損失 。 閥的選擇 單向閥的選擇 普通單向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是只允許液流沿著管道一個方向通過，另一個方向的流動則被截止。在本系統(tǒng)中要求單向閥的通流能力滿足 623 / minL 以上，那么可以采用上海液壓件廠的 A型單向閥 [20]，壓力范圍 0 32MPa ，公稱通徑為 50mm，額定流量為 40 12 50 / minL 。 電磁溢流閥 電磁溢流閥由小規(guī)格電磁換向閥與溢 流閥符合而形成，它具有溢流閥的全部作用且可通過電磁閥的通斷電來控制，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的卸荷或多級壓力控制?？梢赃x用上海立新液壓件廠引進(jìn)樂力士系列 DBW電磁溢流閥 [17]，壓力范圍： 5 35MPa ，公稱通徑為 32mm，額定流量為 25 0 65 0 / minL 。 節(jié)流閥 節(jié)流閥是通過改變節(jié)流閥的截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門，本系統(tǒng)對節(jié)流閥的性能要求有：流量調(diào)節(jié)范圍打，流量 壓差變化平穩(wěn)；內(nèi)泄露量小，過有外泄油口，外泄量也要?。徽{(diào)節(jié)力矩 小，動作靈敏。系統(tǒng)中的比例流量閥采用先導(dǎo)式比例流量閥，采用型號為 RPCE3型先導(dǎo)式比例流量閥。 本章小結(jié) 本章主要對液壓電梯的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，先根據(jù)實際的情況確定電梯的背景和工作情況，然后根據(jù)具體要求確定其液壓系統(tǒng)原理圖。其次根據(jù)設(shè)計要求確定其工作參數(shù)，包括負(fù)載、行程、運行速度等，并計算出液壓系統(tǒng)的工作壓力，再根據(jù)工作情況，確定液壓缸形式為同步伸縮缸，參照實際液壓電梯的型譜圖來計算缸的基本參數(shù)。確定液壓缸的流量后，可以根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和流量確定液壓泵的排量和液壓缸的各級功率，然后可以確定液壓泵 的型號和驅(qū)動電機的額定功率。最后依次對系統(tǒng)的管路、過濾器、各種閥進(jìn)行設(shè)計計算，獲得相關(guān)參數(shù)后即可確定各種液壓元件的材料，并根據(jù)市場的情況選用合適的液壓產(chǎn)品。 結(jié)論與展望 隨著今后人民生活水平的日益提高 , 電梯將廣泛運用于多層建筑中 , 由于液壓電梯具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大 , 以及故障率低等優(yōu)點 , 在國外中、低層建筑中的應(yīng)用已相當(dāng)普遍 , 我國對液壓電梯的研制、開發(fā)起步較晚 , 雖已有一些單位開展研究、生產(chǎn) , 但 國產(chǎn)化程度不高 , 主要依靠進(jìn)口。本論文針對我國中低層建筑的特點，設(shè)計了一套電梯的液壓系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果提出了改進(jìn)措施和方法。主要研究結(jié)果如下 : 本文設(shè)計了電梯的液壓系統(tǒng)各， 采用雙缸支承電梯轎廂，這種方式在電梯運行時，兩個液壓缸同時對轎廂提供牽引力，這樣不僅節(jié)約了在電梯運行時液壓缸的行程，降低了液壓缸的制造成本和安裝空間，而且減少了電梯因為偏載摩擦而引起的導(dǎo)軌磨損，保證了電梯運行過程中的平穩(wěn)性和安全性。 根據(jù)電梯的液壓系統(tǒng)原理圖，本文對系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立， 在建模過程 中，采用拓?fù)湓斫⑾到y(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，這種建模方法不僅降低了建模的復(fù)雜程度，節(jié)省了建模的時間，而且這種模型在出現(xiàn)問題時更利于改進(jìn)。建立起電梯液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型后，根據(jù)數(shù)學(xué)模型來建立系統(tǒng)的仿真模型，并采用 Matlab 中的 Simulink來對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，在對系統(tǒng)輸入了階躍的流量信號和一個調(diào)速信號后，得到系統(tǒng)輸 出的速度、壓力和位移曲線。 在得到電梯液壓系統(tǒng)的仿真結(jié)果后，分析得到液壓缸運動的速度曲線振動較大，所以將 PID控制方法應(yīng)用到高速沖液壓系統(tǒng)中，設(shè)計了積分分離 PID 控制器，在仿真過程中通過試湊法確定了一組 較理想的比例、積分、微分參數(shù)，并對加入 PID控制器的前后仿真曲線進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，加入 PID 控制器后，液壓缸的運動速度更加平穩(wěn)，系統(tǒng)沖擊和振動減少，提高了電梯運行了平穩(wěn)性和舒適性。 本文設(shè)計了一個中層建筑的電梯液壓系統(tǒng)，并對液壓系統(tǒng)進(jìn)行了建模仿真，得到了系統(tǒng)運行的速度、位移和壓力曲線，這樣可以更加直觀的分析系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而且根據(jù)系統(tǒng)運行時速度的振動，文中加入了 PID 控制算法，這樣減少了系統(tǒng)的誤差，使得電梯運行更加平穩(wěn)。 隨著社會的發(fā)展，電梯的運用也逐漸增加，在電梯的使用過程中，電梯的安全性和穩(wěn)定 性是我們不能忽略的問題，這種對液壓電梯的建模和分析方法，可以更直觀的分析電梯的速度、壓力和位移，更全面的考慮安全性和穩(wěn)定性，所以在電梯制造和安裝行業(yè)是一個值得推廣的方法。 由于時間和本人理論水平有限及其它客觀因素，論文中某些內(nèi)容還存在著不完善的地方，這也是以后要進(jìn)一步研究的內(nèi)容 : (1)本文僅進(jìn)行了系統(tǒng)的理論設(shè)計和仿真研究，系統(tǒng)的運動規(guī)律和動態(tài)特性還需要通過實驗來進(jìn)一步驗證。 (2)對于電梯液壓系統(tǒng)的控制方面，本課題還是局限于經(jīng)典控制理論，可以考慮在本系統(tǒng)加入現(xiàn)代控制方法，并接入實驗系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，根據(jù)實驗情 況在實踐中逐漸完善和修正控制器參數(shù)，得到更合理的液壓系統(tǒng)。 參考文獻(xiàn) [1] Geogre . 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