【導(dǎo)讀】下系統(tǒng)供油壓力：28Mpa；最大控制液柱高度30mm。初步掌握液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算，施工設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)單仿真的基本方法。1參考文獻(xiàn)部少于15篇；2其他設(shè)計(jì)文檔、圖紙的進(jìn)度、數(shù)量及格式要求按學(xué)校的有關(guān)文件執(zhí)行。通過(guò)這套伺服控制系統(tǒng)，可以精確控制軋機(jī)軋制鋼板的厚度，通過(guò)結(jié)果可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善和改。造，使其達(dá)到精度要求，以滿足鋼板軋制過(guò)程中不斷提高的要求。泵站的設(shè)計(jì)，集成塊及。和系統(tǒng)的伺服仿真等有關(guān)問(wèn)題都在說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行了詳細(xì)的闡

　　

【正文】 力表監(jiān)控壓力，或者排出管路中的氣體。選型為 PT1M100。生產(chǎn)廠家為溫州遠(yuǎn)東液壓有限公司。 壓力表 用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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～ 50C? 范圍內(nèi)。最高不應(yīng)高于700C? ，最低不應(yīng)低于 150C? 。油溫過(guò)高，將使油液迅速老化變質(zhì)，同時(shí)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(guò)低，使油液粘度過(guò)大，造成泵吸油困難。油溫過(guò)高或過(guò)低都會(huì)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(duì)系統(tǒng)油溫進(jìn)行必要的控制，即采用加熱或冷卻方式。 在選擇冷卻器時(shí)應(yīng)首先要求冷卻器安全可靠、有足夠的散熱面 積、壓力第 3章 液壓元件的計(jì)算及選擇 21 損失小、散熱效率高、體積小、重量輕等。然后根據(jù)使用場(chǎng)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(jì)算公式為 AVhdh TK NNA ??? (311) 式中， A—— 冷卻器的冷卻面積 (m2 )； hN —— 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( CmW ??2/ ) avT? —— 平均溫差，（ C? ）， CttTTT ?????? 302 )()( 2121 1T 、 2T —— 進(jìn)口和出口油溫（ C? ）； 1 T =55C? ； 2T =40C? ； 1t 、 2t —— 進(jìn)口和出口水溫（ C? ）； 1t =25C? ； 2t =40C? 。 )1( cPh NN ??? (312) 式中： pN —— 輸入泵的功率（ W）； c? —— 系統(tǒng)的總效率。合理高效的系統(tǒng)為 7080%，一般系統(tǒng)僅達(dá)到5060%。 計(jì)算得 KWN h %)501()( ????? (313) tAKNhd ?? 1 (314) 式中， 1K —— 油箱散熱系數(shù) ( CmW ??2/ )，查表為 29； A—— 油箱散熱面積 (m2 )；由油箱的計(jì)算知 m2 。 t? —— 油溫與環(huán)境溫度之差；取 5520=35C? 。 計(jì) 算得 hdN =13KW。 代入計(jì)算可得 A= m2 . 因此，冷卻器型號(hào)選擇 ，冷卻面積范圍為 6 m2 ，重量 163Kg。生產(chǎn)廠家為營(yíng)口液壓機(jī)械廠。 XX 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 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(dòng)式溢流閥和一個(gè)小型截止閥組成。高壓球芯截止閥為手動(dòng)主開(kāi)關(guān)閥，直動(dòng)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(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)。 泵后采用型號(hào)為 QFZHd40L， 螺紋 連接，通徑為 40mm。閥前采用的型號(hào)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(shí)時(shí)監(jiān)控伺服缸的動(dòng)作，反饋到系統(tǒng)中進(jìn)而閉環(huán)控制。故選擇型號(hào)為。 壓力傳感器 實(shí)時(shí)監(jiān)控油路中的壓力，選用型號(hào)為 HM161X/350K41A。生產(chǎn)廠家為博世力士樂(lè)。 壓力繼電器 壓力 繼電器 主要用于監(jiān)測(cè)油路壓力過(guò)高時(shí)報(bào)警。 柱塞泵出口選用型號(hào)為 HED4OP10/350L24S。葉片泵出口選用型號(hào)為HED4OP10/50L24S。 第 4章 泵站的設(shè)計(jì) 23 第 4 章 泵站 的 設(shè)計(jì) 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(dòng)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(shè)計(jì)中考慮到電機(jī)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(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)油箱時(shí)要注意幾點(diǎn)，比如：要有足夠的容積，吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面下，以防止細(xì)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(yuǎn)些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，為了保持油液清潔，油箱應(yīng)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(shè)計(jì)。 確定油箱容量 aqV ? (41) A—— 經(jīng)驗(yàn)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(shí)，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(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時(shí)油箱的油位不低于最低限度。 有限的容積 V=10X160/1000= 3m 考慮到有一定的空氣量，把該值擴(kuò)大 20%，并參照液壓油箱的公稱容積系列，選定該值為 2 3m 。選定油箱長(zhǎng)寬高的比例為 a:b:c=2:1:1， Vabc? (42) 故 a=2m b=1m c=1m。 散熱面積為 A=++= 2m (43) XX 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 泵站 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) （ 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(dāng)?shù)淖⒁馔庥^的整齊和美觀。 （ 2）液壓泵與電機(jī)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(yùn)動(dòng)部件。手動(dòng)換向閥的位置必須靠近操作部位。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整拆裝電磁鐵。壓力表及其開(kāi)關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。 （ 4）液壓泵與執(zhí)行機(jī)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(yùn)、拆裝和維修。 （ 5）硬管應(yīng)貼地或沿著機(jī)器外鋪設(shè)。相互平行的管道之間應(yīng)保持一定的間隔，并用管夾固定。隨工作部件運(yùn)動(dòng)的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時(shí)應(yīng)避免發(fā) 生扭轉(zhuǎn)以免影響使用壽命。 第 5章 集成塊的設(shè)計(jì) 25 第 5 章 集成塊 的設(shè)計(jì) 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(guò)油管實(shí)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(fù)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(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠，而且設(shè)計(jì)周期短，進(jìn)來(lái) 得到了廣泛的應(yīng)用。 本系統(tǒng)總共有三個(gè)集成塊。執(zhí)行機(jī)構(gòu)處的閥臺(tái)上有一個(gè)集成塊，泵站處有兩個(gè)小集成塊。 集成塊 設(shè)計(jì)規(guī)范 ⑴ 應(yīng)明確油路塊的連接方式滿足裝配和配管要求，確定閥門(mén)及元件的安裝位置，各元件應(yīng)布置合理便于安裝、操作和維護(hù)。對(duì)于電磁閥應(yīng)考慮其接線空間。一般板式閥和蓋板插裝閥不應(yīng)安裝在油路塊底部，過(guò)濾器連接后（若無(wú)限制）應(yīng)設(shè)計(jì)成朝下位置，以防更換濾芯時(shí)有贓物掉入。 ⑵ 元件與油路塊相連處壓保證強(qiáng)度，若為螺釘連接，選擇合適的螺釘大小，螺紋有效深度應(yīng)為螺紋外徑的 ~ 倍左右?？紤]到劃線誤差、 鉆頭的安裝誤差、跳動(dòng)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大于 5mm，孔道與螺紋之間的最小壁厚也應(yīng)大于5mm。避免劃線和計(jì)算孔深長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)考慮鉆頭的鉆尖角度，實(shí)際加工孔深度應(yīng)是標(biāo)注孔深和鉆尖深度的總深。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮，對(duì)因加工容易造成實(shí)際壁厚不符，標(biāo)注時(shí)應(yīng)帶公差，引起加工時(shí)操作者的重視。 ⑶ 應(yīng)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(shí)，應(yīng)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(jiǎn)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(duì) 油路塊進(jìn)行優(yōu)化。 ⑷ 油路塊進(jìn)出油口應(yīng)根據(jù)要求確定通徑，對(duì)于管路通徑小于 DN32 的應(yīng)XX 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 選用直通管接頭連接。對(duì)于管路通徑大于 DN32 的應(yīng)選用焊接式法蘭連接，法蘭可借用或自行設(shè)計(jì)。插裝閥尺寸標(biāo)注時(shí)，若是常用插裝閥，參照插裝閥孔尺寸標(biāo)注。如果是新型的插裝閥，應(yīng)在圖紙上表示插裝閥的局部跑面涂并作詳細(xì)標(biāo)注。 ⑸ 工藝孔是 油路塊必不可少的。通過(guò)堵頭、接頭或鋼球?qū)嗝娑滤?。若安裝堵頭對(duì)油路塊表面有干涉時(shí)，應(yīng)將堵頭沉入塊內(nèi)，沉孔處有密封應(yīng)保證沉孔德粗糙度 m~ m。堵頭安裝時(shí)，不許與插裝閥或管接頭有干涉。對(duì)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、連接塊結(jié)合面的表面粗糙度小于 m。選取基準(zhǔn)面和標(biāo)注尺寸，應(yīng)考慮劃線方便，不需要操作者進(jìn)行過(guò)多計(jì)算，對(duì)于大的油路塊，考慮安裝方便應(yīng)在油路塊設(shè)置吊環(huán)，吊環(huán)強(qiáng)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(yīng)具有良好的工藝性，油路塊應(yīng)能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求。油路塊設(shè)計(jì)美觀，盡可能的減少油路塊的體積。 設(shè)計(jì)步驟 液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三到五個(gè)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(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧苫芈?，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。 把液壓元件集成回路連接起來(lái)，組成液壓集成回路。一個(gè)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(cè)壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同。 集成塊設(shè)計(jì)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(gè)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。 第 5章 集成塊的設(shè)計(jì) 27 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(jìn)行布局。有的液壓元件需要連接板，則樣板以連接板為準(zhǔn)?？椎老嗤ǖ囊簤涸M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(jìn)行強(qiáng)度校核。 設(shè)計(jì)專用集成塊時(shí)，要注意其高度應(yīng)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(dòng)一段距離，溢流閥的先導(dǎo)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(cuò)，層次多，需要多個(gè)視圖及剖視圖才能表達(dá)清楚?？紫档奈恢镁纫?較高。因此，尺寸、公差及表面粗糙度均應(yīng)標(biāo)注清楚，技術(shù)要求中也應(yīng)予以說(shuō)明。 空間油路圖 圖 51 泵站集成塊空間油路圖 XX 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 52 執(zhí)行機(jī)構(gòu)集成塊零件圖第 6章 系統(tǒng)建模仿真 29 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(zhǎng)，具有控制精度高，響應(yīng)速度快，輸出功率大，信號(hào)處理靈活，易于實(shí)現(xiàn)各參量的反饋等優(yōu)點(diǎn)。電液位置伺服系統(tǒng)時(shí)最基本和最常用的一種電液伺服系統(tǒng)，在使用設(shè)計(jì)系統(tǒng)之前必須對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，來(lái)檢測(cè)它是否能夠滿足要求。 軋機(jī)液壓壓下系統(tǒng)建模 在 軋制過(guò)程 中， 液壓壓下裝置 的精度決定了軋制的精度。軋機(jī)的執(zhí)行機(jī)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(guò)液壓缸動(dòng)作控制 軋輥的運(yùn)動(dòng) 。構(gòu)成一個(gè)完整的位置伺服系統(tǒng)的主要?jiǎng)討B(tài)元件為控制調(diào)節(jié)器，伺 服閥，供油管道，液壓缸， 負(fù)載，傳感器等，為簡(jiǎn)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： 022()