【正文】 往不明確，壽命的估計很困難。制造廠提供的額定壽命數(shù)據，通常是根據泵 內軸承的 B10 壽命 （ 一組軸承中有 90％能達到和超過的工作小時數(shù) ） 和實驗測 得的磨損特性確定的。壽命還與暫載率有關。油液不清潔、安裝不正確 （如軸上承受徑向載荷）、使用不當（如頻繁帶載起動、長時間低速運行）等會使泵夭折，而降低參數(shù)使用可以延長泵的使用壽命。 開式回路中需要泵具有一定的自吸能力。發(fā)生氣蝕不僅可能使泵損壞，而且還引起振動和噪聲，使控制閥、執(zhí)行器動作不良，對整個液壓系統(tǒng)產生惡劣影響。 在確認所用泵的自吸能力的同時，必須在考慮液壓裝置的使用溫度條件、液壓油的粘度來計算吸油管路的阻力的基礎上，確定泵相對于油箱液位的安裝位置并設計吸油管路。另外，泵的自吸能力就計算值來說要留有充分裕量。 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 41 液壓泵是主要噪聲源。在對噪聲有限制的場合，要選用低噪聲泵或降低轉速使用。泵的噪聲數(shù)據有兩種，即在特定聲場測得的和在一般聲場測得的數(shù)據，兩者之間顯著不同。 定量泵簡單、便宜，變量泵復雜、貴，但節(jié)省能量。定量泵與變量泵分別有自己的適用場合。變量泵（尤其是軸向變量柱塞泵）的變量機構有各種形式：就控制方法來說，有手動控 制、內部壓力控制、外部壓力控制、電磁閥控制、順序閥控制、電磁比例閥控制、伺服閥控制等。就控制結果來說，有比例變量、恒壓變量、恒流變量、恒轉矩變量、恒功率變量、負載傳感變量等。變量方式的選擇要適應系統(tǒng)的要求，實際使用中要弄清這些變量方式的靜特性、動特性和使用方法。各種液壓泵的比較如表 所示。 裝缸機的泵站選用柱塞泵。柱塞泵工作壓力高（常用壓力為： 20～40MPa、最高可達 80MPa），加工性好，配合精度高，密封性好，結構緊湊，效率高，流量高，調節(jié)方便，單位功率的重量小，壽命長。 缺點是結構復雜，制造工藝要 求較高，價格貴，油液抗污染敏感性強，自吸能力差，使用與維護要求高。主要適用于高壓、大流量、大功率的系統(tǒng)，且流量需要調節(jié)的場合 表 液壓泵的性能比較與選用 性能 外嚙合齒 輪泵 雙作用葉 片泵 限壓變量 葉片泵 徑向柱塞 泵 軸向柱塞 泵 輸出壓力 低壓 中壓 中壓 高壓 高壓 流量調節(jié) 不能 不能 能 能 能 效率 低 較高 較高 高 高 輸出流量 脈動 很大 很小 一般 一般 一般 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 42 自吸特性 好 較差 較差 差 差 對油的污染敏感性 不敏感 較敏感 較敏感 很敏感 很敏感 噪聲 大 小 較大 大 大 根據液壓系統(tǒng)所需壓力和流量的要求查《機械設計手冊 液壓傳動》，本實驗臺選用外嚙合齒輪泵 CBB 型，排量為 ~125mL/min,壓力為 ,額定轉速為 1450r/min 齒輪泵的結構特點：結構簡單，工藝性好，體積小，重量輕，使用壽命長，但工作壓力低，流量脈動和壓力脈動較大，在高壓下如果不采用端面補償，會產生端面間隙泄露，使容積效率明顯下降。 二位四通閥的選擇 在液壓系統(tǒng)中，要實現(xiàn)閘瓦和夾具的往返運動，則需要液控換向裝置，根據液壓系統(tǒng)是壓力和流量的要求，實驗臺選用二位四通電磁換向閥。 （ 1） 電磁換向閥的特點和具體要求 電磁換向閥有直流、交流和交流本整形三種。直流換向閥的優(yōu)點是換向頻率高，換向特性好，工作可靠度高，對低電壓、短時超電壓、超載和機械卡住反住不敏感。交流電磁換向閥的優(yōu)點是動作時間短，電氣控制線路簡單，不需特殊的觸電保護。 （ 2） 直流電磁鐵對電源的要求 ① 穩(wěn)壓源、蓄電池或橋式全波整流裝置等電源裝置只要容量滿足要求，能使直流電磁鐵可靠的工作。 ② 在橋式全波整流裝置的輸出端不需并聯(lián)濾波電容。 ③ 電磁鐵通斷的開關應安裝在直流輸出端，以免切斷電源時整流電路成為電磁鐵線圈的放電回路，延長電磁鐵的釋放時間。 ④ 為保護開關觸點，在直流電磁鐵線圈兩端并接放點二極管液壓系統(tǒng)具體選用 3F4DE23 型電磁換向閥的 B 型，其通徑為 6mm, 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 43 額定壓力為 16Mpa，通過流量為 25L/min. 溢流閥的選擇 溢流閥的特點及應用 (1) 溢流閥按結構型式分為直動型和先導型，它旁接在液壓泵的出口保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力，有時也旁接在執(zhí)行原件的出口，對執(zhí)行元件起安全保護作用?？梢圆⒙?lián)在變量泵的出口作安全閥用；或作背壓閥；或作卸荷閥；也可作調壓閥保護元件的出口。 (2) 溢 流閥的主要作用 :限制系統(tǒng)最高壓力；保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定；調節(jié)系統(tǒng)壓力；作卸荷閥用。 根據液壓系統(tǒng)的具體要求，選用Ｄ－Ｂ型直動式溢流閥， DG02 型，用于防止壓力過載，保持系統(tǒng)壓力恒定，調壓范圍 ~7Mpa。 卸荷閥的選擇 主要用于減少電動機的起動和制動次數(shù)，為保證實驗測試的需要，也能在試驗運行中起到不斷開電源而且節(jié)約能源的效果。 根據要求查《液壓系統(tǒng)原理》選用 22C25B 型，選用通徑為 10mm,這類閥不需要滿足流量與泵一樣大，所以選用合格。 單向閥的設計選擇 如圖 ，單向閥有直通式和直角式兩種。直通式結構簡單，成本低，體積小，但容易產生震動，噪聲大 ，在同樣流量下，它的阻抗比直角式大，更換彈簧不方便。 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 44 圖 43 單向閥結構圖 普通單向閥是一種只允許液流沿一個方向通過，而反向液流則被截止的方向閥。要求其正向液流通過時壓力損失小，反向截止時密封性好。 單向閥常被安裝在泵的出口，一方面防止系統(tǒng)的壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面在泵不工作的時候防止系統(tǒng)的油液倒流經泵會油箱。 技術參數(shù)如下 通徑 /mm 6 8 10 15 20 25 30 最大工作 壓力 /Mpa 最大流量 10 18 30 65 115 175 260 /L/min 介質溫度 /℃ 30~80 根據其技術參數(shù)可以知道在滿足實驗臺的結構要求的情況下，查《機械設計手冊 —— 液壓傳動》選用通徑為 10mm的管式單向閥。 電機、油箱及其附件的選擇 電機 根據液壓泵的技術參數(shù)（ CBB 型泵壓力為 ，排量為~125L/min,實驗選用 25 L/min,所需電機功率為 ，而定轉速為 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 45 1450r/min）所以，液壓系統(tǒng)選用 Y100Ｌ－４型電動機，其功率為 ，轉速為 1420r/min。 油箱及附件 油箱的用途及構造 功能：主要是儲油和散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污物的作用。 根據系統(tǒng)具體條件，合理選用油箱。油箱必須有足夠大的容量；設置過濾器；設置油箱的主要油口；設置隔板將吸油、回油管分開，油流中的氣泡和雜質分離；開式的油箱必須配有空氣濾清器。 油箱的容量一般取泵每分鐘流量的 3~7 倍，實驗臺選用泵的流量為 25L/min,所以油箱的容量為 75~175L，查《機械設計手冊 —— 液壓傳動》選用規(guī)格為 120L 帶支撐腳的矩形油箱，主要技術參數(shù)，重量為 75kg,工作容量 125L，工作容積 ，長度 760mm，寬度 510mm。 過濾器的選擇 選擇過濾器的基本要求 A、 過濾精度應滿足系統(tǒng)提出的要求：過濾精度是以濾除雜質顆粒度的大小來衡量，顆粒度越小則過濾精度越高。以 d 為顆粒公稱尺寸，將過濾精度分為粗（ d≥ ） ，普通（ d≥ ） ,精（ d≥ ） 和特精（ d≥ ） 四個等級。 B、 要有足夠的通流能力 C、 要有一定的機 械強度 D、 考慮過濾器的其他功能，如對于不能停機的液壓系統(tǒng)，必須選擇切換式結構的過濾器，可以不停機的更換濾芯；對于需要濾芯堵塞報警的場合，則可以選擇帶發(fā)信裝置 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 46 的過濾器。 選用低壓線隙式過濾器的 XUA100 30S 型，其技術參數(shù)為：通徑 32mm,額定流量 100L/min,額定壓力 ,過濾精度30 m? 壓力表的選擇 在相對振動不大的條件下，選用一般的壓力表 Y60T 型。 液壓站的設計 液壓泵站是一種元件組合體，一般是由液壓泵組、油箱 組件、控溫組件、蓄能器組件和過濾器組件等相對獨立的單元組合而成的。液壓泵站是為了一個或幾個系統(tǒng)存放有一定清潔度要求工作介質并輸出具有一定（或可調）壓力、流量的液體動力的整體裝置，是向液壓系統(tǒng)提供動力源的重要部件。所以，液壓泵站設計的優(yōu)劣，直接關系著液壓設備性能的好壞。液壓泵站適用于主機與液壓裝置可分離的各種液壓機械上。 （ 1） 泵組。一般是指由液壓泵、電動機、泵用聯(lián)軸器、傳動底座及管路附件等組裝而成的液壓泵傳動裝置的總稱。 （ 2） 油箱組件。一般是指由油箱、液位計、空氣過濾器以及放油箱塞等相對獨立單元組合而成的，用來完成存 儲油液、散發(fā)油中熱量、逸出油中氣體、沉淀油中污物等功能的整體裝置。 （ 3） 控溫組件。一般是泛指由加熱器、冷卻器及溫度傳感器等器件構成的，實現(xiàn)系統(tǒng)油溫控制裝置的總稱。 （ 4） 蓄能器組件和過濾器組件。 《機械設計手冊液壓傳動》選用 SYZ 型泵站 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 47 圖 44 液壓站 本章主要 進行 液壓加載系統(tǒng)的設計 ，重點做了液壓系統(tǒng)各零件的選用及校核以及液壓站的設計選型。 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 48 第 5 章 測 控 系統(tǒng)的設計 測試系統(tǒng)主要用于對工作運轉變量進行監(jiān)測并獲取參量數(shù)值。根據摩擦試驗的測試要求，本測試系統(tǒng)主要對磨損量、摩 擦 系數(shù) 、溫度等參量進行測量，所使用的傳感器包括 轉速 傳感器 、轉矩 傳感器、 溫度傳感器。 測試參數(shù)的測定 摩擦系數(shù)的測量 本裝置采用平面法原理測試。由平面法知 NFf ? 整個測試的目的是為了測得摩擦力 F和正壓力 N，對于加壓油缸所施加的正壓力 N在整個測試過程中基本保持不變。 SPF ?? 閘瓦的面積 S一定，比壓 P一定。則 N一定。 摩擦力 F與摩擦力矩、相對滑速、溫度等因素有關，其中， 溫度的測量是由 溫度傳感器 來實現(xiàn)的，在對所測 摩擦面邊界的溫度進行修正后，可近似得到摩擦面的溫度。 制動盤與閘瓦之間的滑速可由軸轉速求得， 即可通過速度傳感器對主軸進行監(jiān)測，通過對測得的脈沖信號進行換算獲得滑行線速度。摩擦力矩即為軸所受扭矩，扭矩的測量利用轉矩傳感器來實現(xiàn)。 測試系統(tǒng)中所使用的傳感器的測量誤差均小于 0． 5％。由傳感器測量所得的電信號通過信號傳輸線傳給計算機控制系統(tǒng)，進行相應的處理和 分析。 磨損量的測量 提升機制動器是利用其摩擦副間在工作時產生的摩擦阻力來進行制動的 。制動襯片與對偶件在摩擦過程中，表面的相互作用引起表面材料 的流失和轉移，產生磨損，它使制動副的間隙增大，直至襯片不能繼續(xù)使用。從安全可靠性考慮，希望制動的摩擦因數(shù)較高，有足夠的制 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 49 動摩擦力矩，以提高 提升機 的制動效果。但摩擦因數(shù)愈高，摩擦所產生的剪切阻力愈大，表層所受的剪切應力也愈大，因而摩擦面材料的流失或破壞會愈嚴重，產生的磨損愈大，使用壽命也愈短。因此，對制動摩擦副來說，需有一定的摩擦阻力而又不致引起過大的磨損 。 制動襯片的摩擦磨損過程是一個擴展性的非穩(wěn)態(tài)的隨機過程，隨提升機 的運行工況的不同，其摩擦特性受到負荷、溫度、 速 度 等因素的影響 （如圖 51）。 在磨合初始， 制動器襯片的摩擦副表面由于工藝上不可避免的表面粗糙度，磨損較快。零件的摩擦表面經過一段時間的粗糙波峰磨損及塑性變形后，進人穩(wěn)定磨損階段。在此階段，磨損量隨著時間較穩(wěn)定地增加。由其可靠性分析可知，磨損量是一個隨機變量，即使是同一零件，在完全相同條件下工作，在給定工作時間內的累積磨損量都是不同的，并且隨著時間的增加其分布的離散性也增大。摩擦襯片的磨損可靠性決定了 提升機 制動器工作的安全性、可靠性和持久性。這就要求對臺架試驗或現(xiàn)場使用試驗測得的磨損數(shù)據進行預測分析，再根據分析結果對制動器的摩擦性能進行評估。 磨損量 的測量方法采用稱重法測量，即在開始實驗前，對制動片測量厚度及稱量其重量，并作記錄。磨損試驗完成后，最后進行制動片的測量及稱量。，并作記錄。要求在每個制動片的一側至少要測量三點的厚度，兩側六點。 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 50 圖 51 制動器摩擦襯片磨損的可靠性分析 測試系統(tǒng)的組成 圖 52 測試系統(tǒng)組成原理圖 本裝置中，軸的扭矩和轉速用 JCZ 型智能轉矩轉速傳感器可測轉速傳感器 轉矩傳感器 放大器 放大器 多 路 轉 換 器 A/D 鍵盤 單片機 擴展 顯示器 溫度傳感器 放大器 中國礦業(yè)大學徐海學院 畢業(yè)設計 51 出。 JCZ 型智能轉速轉矩傳感器由機械和通用智能模塊兩部分組成，