【正文】 結構簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調壓偏差大，不適用在高壓大流量 下工作。 壓力調節(jié)范圍：系統(tǒng)調節(jié)壓力應在壓力調節(jié)范圍之內。 設快退時進油路的壓力損失為∑△ P1=,液壓泵的總效率為 p=,則電動機功率為 升降舞臺液壓系統(tǒng)設計計算 24 Pp=PpQp/η p=(p1+Σ△ p1)Qp/η p=(+) 1000/60 =673w 查電動機產品樣本，選用 Y9016型異步電動機 P=,n=910r/min。 查產品樣本，選擇小泵排量 V=25ml/min 的 TB1型的 單聯(lián)葉片泵，額定轉速n=960r/min， 則泵的額定溢流量為 Qp=Vη pv=25 960 。將流量值18L/min代入公式 Qq≧ k1∑ qmax中，（其中 k1為系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù)，一般取為 k1=~）分別求出快進及工進階段的供油量。 液壓泵及電動機的選擇 由表 36得已知液壓缸的工作壓力在快退階段達到最大。當液壓缸下降到下限位置碰到行程開關，電磁鐵失電，兩換向閥同時換中位，實現(xiàn)系統(tǒng)卸荷。當液壓缸上升到上限位置碰到行程開關，電磁鐵失電，兩換向閥同時換中位，實現(xiàn)系統(tǒng)保壓。 XXXXX 大學學 士學位論文 23 當按下勻速上升按鈕，電磁鐵得電，換向閥 1工作在左位，換向閥 2工作在右位。油液通過節(jié)流閥流向四個液壓缸，四個液壓缸同步快速上升，油液再通過節(jié)流閥在流回油箱。 表 43 電磁鐵的動作 電磁鐵 動作 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 快速上升 + + 勻速上升 + + + 下降 + + 升降舞臺液壓系統(tǒng)設計計算 22 停止 圖 44液壓系統(tǒng)原理圖 1液壓缸； 2過濾器； 3溫度計； 4液位計； 5電機； 6液壓泵； 7溢流閥； 8壓力表； 9分流閥； 11三位四通電磁換向閥； 1 15單項節(jié)流閥； 1 14節(jié)流閥； 1 1 1 19液壓缸； 20二位二通電磁換向閥； 21調速閥 當按下 啟動 動按鈕電機轉動，液壓泵開始工作，把油箱的油通過分流閥等量分流到兩個三位四通的電磁換向閥。 （ c） 機械聯(lián)接同步回路 其特點是：回路結構簡單、工作可靠，但只適用于兩缸載荷相差不大的場合，連接應具有良好的導向結構和剛性，否則會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。 （ 1） 多缸同步回路 同步回路是保持兩個或兩個以上的液壓缸在運動中保持相同的位移或相同的速度，常用的有：（ a）帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路；（ b）調速閥控制的的同步回路；（ 3）機械連接同步回路。 根據(jù)升降舞臺的要求，本設計中選用了多缸同步回路、順序動作回路、平衡回路、鎖緊回路和卸荷回路等。在本設計中多采用電磁換向閥實現(xiàn)回路的換向，它具有操作方便、便于布置、低速換向的特點。 速度換接回路的形式常用行程閥或電磁閥來實現(xiàn)，行程閥具有換接平穩(wěn)、工作可靠、換接位置精度高、電磁閥具有結構簡單 、控制靈活、調整方便的特點。節(jié)流調速一般采用定量泵，用流量控制閥改變輸出輸入液壓執(zhí)行元件的流量來調節(jié)速度。 調速方法有節(jié)流調速、容積調速、聯(lián)合調速。 油源回路的原理圖如下所示： 圖 42油路回路原理圖 當系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨聯(lián)，以及它們的組合 復聯(lián)等。 XXXXX 大學學 士學位論文 19 四．液壓系統(tǒng)的設計與分析 油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點及相互比較見下表： 表 41油路循環(huán)方式 油液循環(huán)方式 開式 閉式 散熱條件 較方便，但油箱較大 較好，需用輔泵換油冷卻 抗污染性 較差，但可用壓力油箱或其他改善 較好，但油液過濾要求較高 系統(tǒng)效率 管路壓力損失較大，用節(jié)流調速效率低 管路壓力損失較小，容積調速效率高 限速制動形式 用平衡閥 進行能耗限速，用制動閥進行能耗制動，可引起油液發(fā)熱 液壓泵由電動機拖動時，限速及自動過程中拖動電機能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量 其他 對泵的自吸性能要求較高 對主泵的自吸性能要求較低 油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調速方式和散熱條件。 ② 最小導向長度，液壓缸缸筒長度 活塞桿全 部外伸時，從活塞支撐面中點到導向滑動面中點的距離為活塞的最小導向長度 H，如下圖所示，如果最小導向長度過小，將會使液壓缸的初始撓度增大，影響其穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有最小導向長度，對于一般的液壓缸，液壓缸最大行程為 L，缸筒直徑為 D時，最小導向長度 H. 圖 37液壓缸結構簡圖 液壓缸的缸筒長度 L主要有活塞最大工作行程決定，一般缸筒長度不超過內徑的20倍。 10179。 10179。當液壓缸工作壓力較高或缸筒內經(jīng)較大時，需對其薄壁處進行強度校核。=18L/min 快退階段： Q1=(A1A2) V1=() 10179。 工進階段： Q1=A1 V2= 10179。 10 1O179。/+ 快速前進階段 : P1=F/A1A2+A2Pb/A1A2= 10 10179。液壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓力 P1可按下面公式計算得出： 工作進給階段 (無桿腔進油 )： P1=F/A1+ PbA2/A1= 10 10179。 、流量以及功率 （ 1） 計算工作壓力 (P1=122A APF? ) 根據(jù)有關資料，系統(tǒng)的背壓在 ~ 范圍內選取。 10/20=25cm178。則： A=/2)PP 21m（? F=??? ）（=（ m2） 則活塞直徑 ： D= π14A =?= 式中： D— 活塞桿直徑缸、筒內徑，單位為 m F— 無桿腔推力，單位為 N P— 工作壓力，單位為 MPa cm? — 液壓缸機械效率，取 cm? = 查設計手冊，液壓缸內徑系列將所計算的值圓整為標準值，取 D=100mm。 升降舞臺液壓系統(tǒng)設計計算 14 分析液壓系統(tǒng)給的工況 啟動加速階段： F=(Fs+Fi)/η cm=(fsG+G△ v/g△ t)/η cm =( 5880+5880 )/ = 工進階段： F=Fw/η cm=5880 工退階段： F= Fw/η cm=5880 表 32液壓系統(tǒng)在各階段的速度與負載 表 33 按負載選擇壓力 負載（ KN） 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作壓力 /mpa =1 ~2 ~3 3~4 4~5 5 表 34按設備類型選擇系統(tǒng)工作壓力 設備類型 機床 農業(yè)機械，小型工程機械，建筑機械，液壓鑿巖機 液壓機，大中型挖掘機，重型機械，起重運輸機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力/mpa ~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 階段 速度 v(m/s) 負載 F/N 啟動加速 工進 ~ 工退 ~ XXXXX 大學學 士學位論文 15 由計算得出各階段負載的最大值查表 33 和表 34，取液壓缸的工作壓力為。 安裝位置：液壓缸的安裝方式為 耳環(huán)型，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直面內擺動，安裝的位置為簡 所示的前后兩固定支架之間的橫梁之上，橫梁和支架組成為一體，通過橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使升降機升降，完成舞臺的升降。 相關工藝參數(shù)為： 單個平臺尺寸： 16m 2m 升降行程： 1~3m 升降速度： 靜載荷： 4000kg/㎡ 動載荷： 2022kg/㎡ 電源： 380v,50Hz 液壓升降舞臺結構分析與設計 12 XXXXX 大學學 士學位論文 13 三．升降舞臺液壓系統(tǒng)設計計算 、數(shù)量、和安裝位置 表 31執(zhí)行元件類型選擇 運動形式 往復直線運動 回轉運動 往復擺動 短行程 長行程 高速 低速 擺動 液壓馬達 執(zhí)行元件的類型 活塞缸 柱塞缸 液壓馬達和絲杠螺母機構 高速液壓馬達 低速液壓馬達 根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類型為活塞缸（ A1=2A2)，再根據(jù)其運動要求進一步選擇液壓缸類型為雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸。 升降舞臺升降過程示意圖 XXXXX 大學學 士學位論文 11 圖 22升降舞臺升降示意圖 當系統(tǒng)響應時，三個臺面同時升起，舞臺 1 升高高度為 1m，舞臺 2 升高高度為 2m，舞臺 3 為 3m，升降速度相同。兩支架 在 0點鉸接，支架的一端分別固定在平臺和底座上，另一端采用滾輪滑動，通過活塞桿的伸縮和鉸接點 0的作用實現(xiàn)舞臺升降平穩(wěn)。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔著整個舞臺的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。 液壓升降舞臺結構分析與設計 10 其結構見圖如下圖所示： 圖 21 升降舞臺結構簡圖 上圖所示即為單個升降舞臺的基本結構形式，其中 1 是工作平臺， 2 是活動鉸鏈， 3 為固定鉸鏈， 4 為支架， 5 是液壓缸， 6 為底座。 該升降臺主要有兩部分組成：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。但此套大型設備不能簡單地套用，必須解決好以下問題，方可靠保證舞臺平穩(wěn)升降。 升降 舞臺的液壓系統(tǒng)方案的確定 此次設計中是將液壓傳動技術應用于舞臺的升降中，升降舞臺的升降功能是由 4根液壓缸頂升叉架完成， 4根液壓缸的同步由帶補正裝置的同步回路完成。對于舞臺建在二層以上的建筑物，因空間受到限制的劇場尤為適合。 (6)螺旋器升降機構：具有普通升降臺的全部功能，主要特點是設備占用基坑小，行程大。 (4)鏈條式升降機構：有良好的導向機構，可保證設備運行時無傾斜。 (3)水平絲杠機械升降機構：該結構的升降臺具有土建配合量小，所需基坑淺、行程大、運行平穩(wěn)、噪音低、定位準確、造價低等優(yōu)點。 XXXXX 大學學 士學位論文 9 (2)垂直絲杠升降機構：采用絲杠傳動方式，可以實現(xiàn)雙層臺面的升降。而采用液壓傳動可實現(xiàn)高壓高速、大功率、高效率、低噪聲、長壽命、高度集成化等方面的發(fā)展，與機械傳動相比，采用液壓傳動可減少換向沖擊、降低能量消耗、縮短換向 時間，有效利用現(xiàn)場有效空間，減少傳動裝置的占地面積，保證升降舞臺升降平穩(wěn)，易于實現(xiàn)自動化控制以及無級調速。滾柱螺母絲杠副要求絲杠直徑較粗，否則，絲杠螺紋與滾柱的環(huán)槽有可能發(fā)生干涉。而舞臺升降臺的載重較重，一般為 10t 左右，加上升降速度較快，最高達 ,這樣就必須要求所選電動機的功率較大，一般為 20kw以上，同時，由于舞臺升降臺一般要求變頻調速，這樣所選用的變頻器的容量較大，功率（容量）較大，成本上升，尤其是變頻器，隨容量的增大，成本急劇上升?，F(xiàn)在在專業(yè)歌劇院、舞劇院、話劇院以及大型的音樂廳里都配備各種類型的升降舞臺，它能夠有效利用現(xiàn)場的有效空間，盡可能的減少傳動裝置的占地面積保證舞臺平穩(wěn)升降，并且具有快速遷換布景，滿足舞臺工藝布置及舞美設計和劇目編導人員的需要，制造特殊氣氛和效果，根據(jù)不同表演流派需求改變舞臺的形式等。它們對保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。它可以是作直線運動的液壓缸，也可以是作回轉運動的液壓馬達。最常見的形式就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。 (4)液壓傳動在出現(xiàn)故障時不易找出原因。也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結構緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里等于工作壓力； (2)按壓裝置容易做到對速度的無級凋節(jié)，而 且調速范圍大，并且對速度的調節(jié)還可以在工作過程中進行； (3)液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁換向； (4)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護．能實現(xiàn)自潤滑，使用壽命長； (5)按壓裝置易于實現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量進行調節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣動控制結合起來，實現(xiàn)復雜的運動