【正文】 1） 液壓元件安裝前，要用煤油清洗，自制的重要元件應(yīng)進(jìn)行密封和耐壓試驗(yàn)，液壓壓力可取工作壓力的 2 倍，獲取最高使用壓力的 倍，實(shí)驗(yàn)時(shí)要分級(jí)進(jìn)行，不能一下子就升級(jí)為試驗(yàn)壓力，每升一級(jí)檢查一次。 4） 電磁換向閥內(nèi)的泄漏油液應(yīng)單獨(dú)返回油管，這樣可以防止泄漏回油時(shí)產(chǎn)生背壓，避免阻礙閥芯的運(yùn)動(dòng)。 用盡可能大的流速進(jìn)行沖洗，以便清除管頭處的污染物，清洗壓力一般為1~3MPa，清洗結(jié)束后要清除管道 和油箱壁上附著的清洗液。 不能用系統(tǒng)泵作為沖洗泵，在沖洗系統(tǒng)中應(yīng)使用容量與所用流量匹配的沖洗電氣控制回路的設(shè)計(jì) 46 過(guò)濾器，過(guò)濾精度應(yīng)盡可能高，不能低于推薦的系統(tǒng)過(guò)濾精度。 只準(zhǔn)用清潔的容器、軟管等從油桶向油箱輸入油液，推薦使用帶有過(guò)濾器的輸油泵，有時(shí)在新液壓油中也發(fā)現(xiàn)污染物，因此應(yīng)通過(guò)便攜式過(guò)濾機(jī)給工作著的液壓系統(tǒng)供油。 法蘭必須在安裝面上配合平整，并用長(zhǎng)度合適的螺釘緊固，螺紋接頭安裝前應(yīng)檢查螺紋上有無(wú)金屬毛刺。 切削之后的管子內(nèi)棱應(yīng)校錐孔以避免消弱連接。 管子與軟管損壞的要及時(shí)更換，選擇管子、軟管、螺紋接頭或法蘭，要保證額定壓力值，即壁厚和材質(zhì)，滿足使用要求。用來(lái)裝油的工具也要清潔，裝到系統(tǒng) 中的油液必須用過(guò)濾器過(guò)濾。在沒(méi)有安裝部件之前，不要把包在液壓油泵、馬達(dá)、閥門等部件上的紙去掉。最好用沒(méi)有煤油的皺紋紙或無(wú)絲紙清洗，然后用壓縮空氣吹干凈。 2） 安裝場(chǎng)所應(yīng)該在灰塵小，通風(fēng)條件好，受其他工作影響小的場(chǎng)合。 2） 抑制環(huán)境噪聲。 （ 7） 急停 XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 43 圖 69 系統(tǒng)仿真原理圖 當(dāng)液壓缸上升（下降）時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障或需要急停時(shí)。 （ 5） 下降 XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 41 圖 67 系統(tǒng)仿真原理圖 當(dāng)按下 SB1 按鈕，線圈 KM1 得電，其常開(kāi)觸點(diǎn) KM1 閉合，電磁鐵 1Y 1Y4得電。 （ 3） 勻速上升 XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 圖 65 系統(tǒng)仿真原理圖 當(dāng)按下 SB3 按鈕，在按下 SB2 按鈕，線圈 KM3 及 KM2 得電，其常開(kāi)觸點(diǎn) KM3及 KM2 閉合，電磁鐵 1Y 1Y 1Y3得電。 XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 （ 1）快速上升 圖 63 系統(tǒng)仿真原理圖 當(dāng)按下 SB2 按鈕，線圈 KM2 得電，其常開(kāi)觸點(diǎn) KM2 閉合，電磁鐵 1Y 1Y3得電。 按下按鈕 SB SB3，線圈 KM KM3 得電，常開(kāi)觸點(diǎn) KM KM3 閉合，電磁鐵 1Y 1Y 1Y5得電，實(shí)現(xiàn)勻速上升。 圖 61 液壓系統(tǒng)仿真圖 電氣控制回路的設(shè)計(jì) 36 液壓系統(tǒng)通過(guò)電氣控制來(lái)實(shí)現(xiàn)其快速上升、勻速上升、快退、停止。 假定自然通風(fēng)不好，取油箱散熱系數(shù) C=178。/s Pb1=p＋∑△ p1=0＋ = （近似用快退時(shí)數(shù)據(jù)） PE1=Qb1 Pb1/η b=1137 慢速折彎，初壓： Qb2=k Q2= =178。Pa= （ 1）發(fā)熱量估算 從整個(gè)工作循環(huán)看，功率變化較大，計(jì)算平均發(fā)熱量。= 10179。 10179。 /2+△ Pc(△ Q/Qe)178。= ② 回油路： 已知流量 Q=542 =238cm178。+ ()178。+△ Pc2(Q/Qe2)178。在慢速折彎行程流量更小，使得沿程壓力損失更小，故可忽略不計(jì)，只考慮局部壓力損失。= 900 178。= 沿程壓力損失 計(jì)算：∑ △ Pr1=λ 1ρν178。 由此可計(jì) 算得： 流速： v=4Q/π d178。/2 10179。 /2= ()178。=△ Pc1(Q/Qe1)178。單向閥一個(gè)，△ Pc1=,換向閥一個(gè) ,△ Pc2=, 單向順序閥（反向流）一個(gè)，△ Pc3=, 直角彎頭一個(gè)，ζ = 由此可算得： 流速： V=4Q/π d178。 （ 1）快速退回時(shí) 快速退回階段的流量最大，并且液壓缸有桿腔進(jìn)油，故回油流量最大，是進(jìn)油量的 1/c 倍，即 1/c=1/= 倍，進(jìn)回油路壓力損失應(yīng)分別計(jì)算。 局部壓力損失： Pζ 11= 根據(jù)分析 Pλ 與 Pζ 1較小故不作考慮。 判斷流動(dòng)狀態(tài) 在單層舞臺(tái)伸縮回路中，油管長(zhǎng)度為 2m 公稱直徑為 22 的一層鋼絲編織的液壓橡膠軟管，選用 LHM46 液壓油，按 40℃時(shí)計(jì)算。當(dāng)連接元件較多時(shí)，各孔的位置不易確定。其選擇如下： 型號(hào)： Y60 測(cè)量范圍： 0~4Mpa 名稱：一般彈簧管壓力表 液壓元件的連接可以分為螺紋連接、板式連接，集中塊式連接三種。 油箱容積的確定是設(shè)計(jì)油箱的關(guān)鍵，油箱的容積應(yīng)能保證當(dāng)系統(tǒng)有大量供油而無(wú)回油時(shí)。 XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 ②過(guò)濾器 過(guò)濾器選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1）具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過(guò)濾器的通油能力大于實(shí)際流量的二倍，或大于管路的最大流量。所選擇的換向閥型號(hào)及規(guī)格如下： 型號(hào)： 4WE5E5OF 額定流量： 15L/min 升降舞臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 26 消耗功率： 26KW 電源電壓： 50 ,110 , 220Hz V V 工作壓力： 腔 25MPa? T腔： 6MPa? 重量： 其它輔助元件的確定 ①油管 油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速和油管直徑 d。分流集流閥亦只能保證速度同步，同步精度一般為 25%。 滑閥機(jī)能：滑閥機(jī)能之換向閥處于中位時(shí)的通路形式。 根據(jù)上述選用原則，可以選擇直動(dòng)型壓力閥，根據(jù)調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)，可以選擇 DBD 式直動(dòng)式溢流閥，相關(guān)參數(shù)如下： 型號(hào)： DBDS6G10 最低調(diào)節(jié)壓力： 5MPa 流量： 40L/min 介質(zhì)溫度： 20 70oC? ??? 流量控制閥 流量控制閥的選用原則如下： XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。 在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的 高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。 流量：通過(guò)壓力控制閥的實(shí)際 流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。 由表 36可以看出，快退階段功率最大，所以根據(jù)快退階段功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率。設(shè)進(jìn)油路壓力損失∑△ P= ，則液壓泵的最高工作壓力為 :Pp≧ P1+∑ΔP1=+= 因此，液壓泵的額定壓力可以取為（ + 25%） MPa=。 當(dāng)按下下降按鈕，電磁鐵得電，換向閥 1工作在右位，換向閥 2工作在左位，油液再通過(guò)單向閥在流回油箱。當(dāng)液壓缸上升到上限位置碰到行程開(kāi)關(guān)，電磁鐵失電，兩換向閥同時(shí)換中位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保壓。 （ 2） 順序同步回路 常用的順序動(dòng)作回路可分為壓力控制，行程控制和時(shí)間控制三類，其中前兩類使用較多。在選擇回路中對(duì)同步回路和順序動(dòng)作回路進(jìn)行詳細(xì)分析。 換向回路的選擇 XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 根據(jù)執(zhí)行元件對(duì)換向性能功能的要求選擇換向閥機(jī)能和控制方式。在設(shè)計(jì)中選用節(jié)流調(diào)速回路。 比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降舞臺(tái)的 性能要求，可以選擇的油路升降舞臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 20 循環(huán)方式為開(kāi)式系統(tǒng)，因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開(kāi)安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，開(kāi)始系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。= 考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚 3mm?? 。壁厚由下式確定： ? ?2YPD? ?? 式中： D—— 液壓缸內(nèi)徑 （ m） ? —— 缸體壁厚 （ cm） YP —— 液壓缸最高工作壓力 （ Pa） 一般取 YP =（ ） p ??? 缸體材料的許用應(yīng)力 鋼材取 ? ? 1 0 0 1 1 0MPa? ?? 升降舞臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 18 代入數(shù)據(jù)： δ≧ 10179。=XXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 快退階段： Q1=A2 V1= 10179。/+ 10178。暫時(shí)規(guī)定，工作進(jìn)給的的背壓為 Pb= 快速進(jìn)給時(shí)的背壓為 Pb=。 活塞桿直徑的確定 活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定由參考文獻(xiàn) [8]可知： 受拉時(shí)： ( )dD?? （ 31） 受壓時(shí)： 5p MPa? ， ( )dD?? （ 32） 升降舞臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 16 5 p 7MPa ?? ， ( )dD?? （ 33） p 7 MPa? ， ? （ 34） 為了實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與快退速度相同，采用差動(dòng)連接，則 d=,所以 d== 70mm 查得 d=70mm,符合活塞桿標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，由 D=100mm,d=70mm 計(jì)算液壓缸無(wú)桿腔有效工作面積為 A1= ㎡ 有桿腔有效工作面積為 A2= ㎡ 假定工作進(jìn)給采用調(diào)速閥調(diào)速，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量為Qmin=,因?yàn)楣ぷ鬟M(jìn)給最小速度為 Vmin=20mm/min, 則 Qmin/Vmin= 10179。 確定液壓系統(tǒng)的工作要求 根據(jù)工作要求，確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為：快速前進(jìn) —— 工進(jìn) —— 工退 ——原位停止，根據(jù)具體加工求計(jì)算得出：快速前進(jìn)時(shí)的速度為4500mm/min()， 工作進(jìn)給時(shí)的速度應(yīng)在 20~120mm/min(~)范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)調(diào)速，臺(tái)面 最大工進(jìn)行程為 3m,工退行程為 3m，運(yùn)動(dòng)部件自身重為，啟動(dòng)換向時(shí)間為△ t=,系統(tǒng)豎直放置的垂直導(dǎo)軌的靜摩擦系數(shù)為fs=,動(dòng)摩擦系數(shù)為 fk=,油缸機(jī)械效率η cm取為 。在下面的計(jì)算過(guò)程中，我們按舞臺(tái) 3的結(jié)構(gòu) 來(lái)計(jì)算，當(dāng)結(jié)構(gòu) 3 滿足時(shí)，其他 2個(gè)同時(shí)滿足。通過(guò)這些機(jī)構(gòu)的相互配合，實(shí)現(xiàn)升降舞臺(tái)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。機(jī)械機(jī)構(gòu)主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動(dòng)力，他們兩者共同作用實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的功能。升降臺(tái)是液壓系統(tǒng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，升降臺(tái)液壓系統(tǒng)也是比較成熟的技術(shù)。設(shè)備高度僅 200～ 500mm，行程可達(dá) 14m。采用水 平絲杠傳動(dòng)，通過(guò)剪叉結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)臺(tái)面的升降運(yùn)動(dòng)，在行程范圍內(nèi)可任意停止。 常用的幾種升降機(jī)構(gòu)的比較： (1)液壓升降機(jī)構(gòu)：采用液壓技術(shù)，升降平穩(wěn)、噪音低。因此，我們將金屬切削機(jī)床上采用的滾珠螺母絲杠副用于舞臺(tái)升降臺(tái)的升降傳動(dòng)，滾 珠螺母絲杠副具有較高的傳動(dòng)效率，但不能自鎖，這對(duì)載人升降舞臺(tái)來(lái)說(shuō)不安全，而滾珠螺母絲杠副的傳動(dòng)效率高于普通滑動(dòng)螺母絲杠副，且能自鎖，常用于垂直移動(dòng)的傳動(dòng)。 5）工作介質(zhì)：液壓系統(tǒng)中用量最大的工作介質(zhì)是液壓油，通常指礦物油 7 液壓升降舞臺(tái)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 8 二．液壓升降舞臺(tái)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 2 .1 升降舞臺(tái)的簡(jiǎn)介 隨著文化生活的日益豐富，人們對(duì)演出活動(dòng)中舞臺(tái)效果的要求越來(lái)越高，在比較高檔的文化 娛樂(lè)場(chǎng)所，為了創(chuàng)造一種生動(dòng)活潑的立體演出效果，傳統(tǒng)的精靜止舞臺(tái)逐漸被摒棄，而代之以升降舞臺(tái)。 3)控制調(diào)節(jié)裝置 —— 對(duì)系統(tǒng) 中油液壓力、流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)裝 6 置。 液壓系統(tǒng)的組成 液壓傳動(dòng)裝置主要由以下五部分組成： 1)能源裝置 —— 把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。 5 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 與其他傳動(dòng)相比其優(yōu)點(diǎn)如下： (1)在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動(dòng)力。 液壓傳動(dòng)主要應(yīng)用如下： (1)一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)：坯料加工機(jī)械 (注塑機(jī) )、壓力機(jī)械 (鍛壓機(jī) )、重型機(jī)械 (廢鋼壓塊機(jī) )、機(jī)床 (全自動(dòng)六角車床、平面磨床 )等； (2)行走機(jī)械用液壓系統(tǒng)：工程機(jī)械 (挖掘機(jī) )、起重機(jī)械 (汽車吊 )、建筑機(jī)械 (打樁機(jī) )、農(nóng)業(yè)機(jī)械 (聯(lián)合收割機(jī) )、汽車 (轉(zhuǎn)向器、減振器 )等； (3)鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng)：冶金機(jī)械 (軋鋼機(jī) )、提升裝置 (電 極升降機(jī) )、軋輥調(diào)整裝置等； (4)土木工程用液壓系統(tǒng)：防洪閘門及堤壩裝置 (浪潮防護(hù)擋板 )、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)和礦山機(jī)械 (鑿巖機(jī) )等： (5)發(fā)電廠用液壓系統(tǒng)；渦輪機(jī) (調(diào)速裝置 )、核發(fā)電廠等； (6)特殊技術(shù)用液壓系統(tǒng)：巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、飛機(jī)起落架的收放裝置