【正文】 19調速閥Q8H25～ 25 20三位四通電磁換向閥34DF3O6BA25 21液控單向閥YAF3a10B40 22三位四通電磁換向閥34DF3O6BA25 23液控單向閥YAF3a10B40 24壓力繼電器ST02B20～7表5—3液壓元件明細表（三層舞臺的升降回路）序號名 稱型 號規(guī) 格實際流量/ L表5—1液壓元件明細表（單層舞臺的伸縮回路）序號名 稱型 號規(guī) 格實際流量/ L則：式中：——液壓泵的總效率，查表取= ——液壓泵的最大工作壓力（） ——液壓泵的額定流量（） 所以：= （KW）查手冊選擇Y系列三相異步電動機，Y132M—4型，額定功率= KW同步轉速。 液壓元件的選擇 液壓泵的選擇根據(jù)前三節(jié)對液壓系統(tǒng)的工況分析來確定泵的最高工作壓力和最大供油量：（1）液壓泵的最高工作壓力： ＋=（＋）=（2）液壓泵的最大供油量： 取K= 則：===43查《液壓元件產品樣本》手冊，選用YBX40B型限壓式變量葉片泵，其技術參數(shù)為： 驅動功率：P= KW（3）確定電動機功率： 限壓式變量葉片泵的驅動功率可按流量特性曲線拐點處的流量、壓力值計算。若YAYA7得電，則馬達驅動舞臺反轉。油泵啟動時，通過換向閥27卸壓；需要控制舞臺外伸時，電磁鐵YAYA7得電，換向閥24處于左位。大流量泵用于驅動舞臺升降，小流量泵用于驅動液壓馬達帶動舞臺伸縮。 平衡控制：為使四個液壓缸產生相同的推力，系統(tǒng)中采用四個單向閥16~19將四條支路隔離開，然后用一個溢流閥20進行壓力控制，保證各支路設定壓力相同。下降速度可由調速閥12~15調定。由于液控單向閥12~15鎖死，舞臺停止在鎖死位置；舞臺下降時，電磁鐵YA舞臺上升時，電磁鐵YA6得電，升降回路升壓，大流量泵輸出的液壓油分別通過換向閥4~8再經四個液控單向閥12~15進入四個液壓缸無桿腔，產生推力，克服舞臺重量和導軌副摩擦推動舞臺上升。手動換向閥5用于卸荷，過濾器6的過濾精度為10，用于回油過濾，此時應更換過濾器的濾芯。 舞臺升降液壓系統(tǒng)工作原理該系統(tǒng)采用變量葉片泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，液壓泵為限壓式變量葉片泵。行程控制可利用行程閥和行程開關來實現(xiàn)。在本設計中采用的順序閥控制的順序動作回路，其優(yōu)點在于動作靈敏安裝連接方便。（a）壓力控制的順序動作回路：壓力控制就是利用液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力變化來使執(zhí)行件按順序先后動作，這是液壓獨具的控制特性。根據(jù)以上分析，在本設計中對同步精度要求較高，所以選用a方案。這種同步回路的結構簡單并且速度可調，但是由于油溫變化及調速閥性能差異等影響，顯然這種回路不易保證位置同步，且調整麻煩，速度同步精度也比較低，一般在5%～7%左右。這種串聯(lián)式的同步回路只適用于負載較小的液壓系統(tǒng)，能保證嚴格同的步。為了保證嚴格同步，采用取補償措施以避免誤差的累積，在每一次下行運動中能消除同步誤差。（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）調速閥控制的同步回路，；（c）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、瑣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，在泵的卸荷回路中采用了手動換向閥。在本設計中的快進回路與慢速接近回路的換接是采用了由行程開關控制的電磁換向閥，具有換接位置精度高、換接靈活的優(yōu)點。速度換接回路的形式常用行程閥或電磁閥來實現(xiàn)。這種回路的特點是效率高、發(fā)熱?。ū裙?jié)流調速）速度穩(wěn)定性（比容積調速回路）好。 確定調速方法調速方法有節(jié)流調速、容積調速和聯(lián)合調速。因此本次設計中對有些回路考慮了多個方案并進行了分析比較。溫升在允許的范圍內，可不設冷卻裝置。 油箱容量定為： =(5~7)6=30~42L 液壓系統(tǒng)性能驗算 1 系統(tǒng)壓力損失估算 1）快進時液壓缸差動連接，進油路壓力總損失為=+ + =++有桿腔與無桿腔的壓力差： ==++ =++= 2）工進進油路的總損失為： =＋+ = 液壓缸回油腔的壓力P2為 =++= ，因此溢流閥的調定壓力為： + + =+++ = 3）快退 進油路壓力總損失為： =+= 回油路總壓力損失為： =++=則快退階段，液壓泵的工作壓力Pp為=+=(+)=2 溫升驗算以工進時的消耗功率計算溫升。液壓泵站工作原理圖 油箱內徑可參照所接元件的接頭尺寸確定，也可以根據(jù)管路的允許流速計算。 查產品樣本選用排量為V=6ml/r的PB1型的單聯(lián)葉片泵。 工進時泵的流量為： ≥== 工退時泵的流量為： ≥== 考慮到節(jié)流調速系統(tǒng)中溢流閥的性能特點，應加上溢流閥穩(wěn)定工作時的最小溢流量。 工進階段： === 工退階段： ===3）計算液壓缸的輸入功率 工進階段 ==1000== 工退階段 ==1000== 將以上計算得出的壓力 流量和功率值列于表二中表42 液壓缸在各工作階段的壓力 流量和功率階段工作壓力P/Ma輸入流量Q/(L/min)輸入功率P/kw工作進給工作退回 擬定液壓系統(tǒng)原理圖豎直升降液壓系統(tǒng)原理圖 選擇液壓元件 已知：液壓缸的工作壓力在工作進給階段最大。 工作進給階段： =+=+= 工作退回階段 =+＝＋=2）計算液壓缸的輸入流量 根據(jù)最大工進 工退速度V=。暫定：工進時背壓=。由D=110mm d=80mm算出液壓缸無桿腔有效工作面積為＝==工作進給采用調速閥調速，查產品樣本調速閥的最小穩(wěn)定流量=，則 ==25cm2能滿足低速穩(wěn)定性要求。 為規(guī)定工進與工退速度相同采用差動連接，則d=，所以 d=110=77mm 根據(jù)液壓缸內徑系列將所計算的值圓整為標準值。 分析液壓系統(tǒng)的工況工進階段： F===工退階段： F==表41 液壓系統(tǒng)在各階段的速度和負載階段速度v/(m/s)負載F/N工進～工退～根據(jù)計算得出各階段負載值的最大值。運動部件的自重，啟動換向時間為==。4升降舞臺三層液壓系統(tǒng)的設計計算根據(jù)工作要求，確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為工進－工退－原位停止?？焖傧陆?≈0慢速，初壓≈ == 終壓 該段較復雜，可從速度，負載循環(huán)圖來求均值： =Fv=（1000000+510000)（＋0）22 =3150w=快速退回≈==從壓力，流量循環(huán)圖求各階段液壓泵輸入流量。從速度循環(huán)圖可近似計算各階段的時間：快速下降 ≈=；慢速折彎啟動時初壓 == 終壓 ===快速退回 ＝=循環(huán)周期 T=+++ =+++ =從功率循環(huán)圖可求出各階段液壓缸的輸出功率。 由此可算得： 進油路壓力損失為= + ?++ =++ =2) 回油路 已知：流量Q=542=238cm2/s=，單向順序閥（正向流），＝,其余從前。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，只考慮局部壓力損失。直角彎頭一個，＝；其余與進油路一樣。管長l≈1m。單向閥一個，=；換向閥一個，=；單向順序閥（反向流）一個，＝；直角彎頭一個，＝。粘度v=。流量Q＝1050cm2/s=。 油箱容量定位： =(5~7)19=95~133L 液壓系統(tǒng)性能的驗算 系統(tǒng)壓力損失計算（1）快速退回時 快速退回階段的流量最大，并且液壓缸有桿腔進油，故回油流量最大，是進油量的1/c倍，即：1/C=1/=，進回油路壓力損失應分別計算。 表3－4 液壓元件的規(guī)格型號序 號元件名稱通過流量Q/(L/min)規(guī)格型號12三位五通電磁換向閥383SEF3YE10B14壓力繼電器DP63B10調速閥AF3Ea10B11背壓閥YF310B3. 選擇輔助元件 油管內徑可參照所接元件的接頭尺寸確定，也可以根據(jù)管路的允許流速計算。設快退時進油路的壓力損失??p＝。則泵的額定流量為： ==25960 L/min = 由表二看出，快退階段的功率最大。應加上溢流閥穩(wěn)定工作時的最小溢流量一般取為3L/min。設進油路壓力損失∑?p=，則液壓泵的最高工作壓力為： MPa 將表二中的流量值代入公式中，（其中為系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù)，一般取為=~)分別求出快進及工進階段的供油量。 工作進給階段： MPa 快速退回階段： MPa 差動快進階段：MPa （2）計算液壓缸的輸入量 ，計算液壓缸各階段所應輸入的流量?？焖贂r背壓＝。 流量和功率 （1）計算工作壓力 根據(jù)有關資料，～。則，所以 mm 查得，符合活塞桿標準直徑系列，由mm, mm。最大負載啟動加速階段負載：N，求得 m 根據(jù)液壓缸內徑系列將所計算的值圓整為標準值，取mm。系統(tǒng)豎直放置的垂直導軌的靜摩擦系數(shù)=，動摩擦系數(shù)為=。根據(jù)具體加工要求就計算得出：工作進給時的速度應在20～120mm/min(~)范圍內作無極調速，運動部件的最大行程為3m，其中工作行程為2m。啟動換向時間為Δ=，采用水平放置的平行導軌靜摩擦系數(shù)=，動摩擦系數(shù)為=。根據(jù)具體工作要求計算得出，快速進退時的速度約為4500mm/min()。（3）在單層和三層的下降回路中應保持平衡，使下降平穩(wěn)。3單層升降舞臺液壓系統(tǒng)的設計計算（左側） 確定液壓系統(tǒng)的工作要求總體要求：（1）要求單層升降臺的伸出與縮回采用“快進—慢速接近—快退”的動作循環(huán)。當臺面比較窄時，可并列設置2組彬架；當臺面比較寬的時候，要采用多個并列；一般情況下間距為400一500 mm。上下方向設置有高低位行程開關，可保證升降高度。液壓缸左右對稱布置，工作時總體水平方向所受合力為零。當舞臺建在2層以上的建筑物時因空間受到限制時尤為適合。 (6)螺旋器升降臺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)鏈條式升降臺有良好的導向機構，保證設備運行時無傾斜。 (3)水平絲杠升降臺 該結構的升降臺具有土建量小、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。 (2)垂直絲杠升降臺 采用絲杠傳動方式，實現(xiàn)雙層臺面的升降。升降臺是液壓系統(tǒng)的重要應用領域，升降臺液壓系統(tǒng)也是比較成熟的技術，但此套大型系統(tǒng)與常規(guī)的小型升降臺系統(tǒng)相比有其特殊性，不能簡單套用，必須解決好以下問題：（1）保證動作平穩(wěn)，舞臺上載重量變化很大，且液壓缸在升降過程中隨叉架角度變化較大，因此液壓缸負載變化較大，液壓系統(tǒng)必須要能克服負載變化對速度產生的影響，確保機構無沖擊地平穩(wěn)運行；（2）根據(jù)舞臺承受的動靜載荷、速度要求，經過計算，得出上升過程中液壓缸無桿腔工作壓力約為1～3 MPa，～； （3）下降過程主要靠自重，但必須加以控制，尤其是如此大型的設備，一旦失控極其危險。 升降舞臺投影圖圖2－1升降舞臺平面圖升降舞臺液壓系統(tǒng)是為劇場配套而設計制造的。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。為此，我們將金屬切削機床上采用的滾柱螺母絲杠副用于舞臺升降臺的升降傳動中。而舞臺升降臺的載重較重，一般為 10 t左右，加上升降速度較快，這樣勢必要求所選電動機的功率較大，一般為20 KW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也就較大。普通滑動螺母絲杠副的特點是可以按需要設計成自鎖，這對載人升降臺是一很好的優(yōu)點，或者說是必須。其臺面尺寸一般為16m2m,升降行程一般為 ～，,承載能力應能滿足劇場要求：靜載荷400kg/㎡，動載荷200kg/㎡。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)