【正文】 度、速度等傳感器落實標(biāo)準(zhǔn)化；提高液壓元件功能，在功能、可靠性、智能化等方面更適應(yīng)機(jī)電一體化需求，發(fā)展與計算機(jī)直接接口的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油污染度等數(shù)值將落實自動測量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電控液壓泵，可落實液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式，落實軟啟動、合理分配功率、自動保護(hù)等；借助現(xiàn)場總線，落實高水平信息系統(tǒng)，簡化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭端和維護(hù)。盡管如此，走向21世紀(jì)的液壓技術(shù)不約摸有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)重要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求?！　?）減少耗費，充分利用能量：液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過程中，總存在能量耗費?！　?）泄漏控制：泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對系統(tǒng)的侵害兩個方面。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品出產(chǎn)過程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計，使之擁有更大的耐污染能力。研究對污染的在線測量；開發(fā)油水分手凈化裝置和排濕元件，以及開發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過濾元江及檢測裝置。機(jī)床工業(yè)——磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機(jī)、自動機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等工程機(jī)械——挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等汽車工業(yè)——自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等農(nóng)業(yè)機(jī)械——聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等輕工機(jī)械——打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等冶金機(jī)械——電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等起重運(yùn)輸機(jī)械——起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)鹊V山機(jī)械——開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等建筑機(jī)械——打樁機(jī)、平地機(jī)等船舶港口機(jī)械——起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等鑄造機(jī)械——砂型壓實機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等本機(jī)器適用于可塑性材料的壓制工藝。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種操作方式。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動作供選擇。 本機(jī)器主機(jī)呈長方形，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。 （1）能源裝置——液壓泵。 （2）執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。 （3）控制裝置——液壓閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。 （4）輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、以實現(xiàn)各種工作循環(huán)。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。 它適用于水泵出口和水輪機(jī)的入口管路上，作為閉路閥和止回閥，用來避免和減少管路系統(tǒng)中介質(zhì)的倒流和產(chǎn)生過大的水擊，以保護(hù)管路系統(tǒng)。該法安裝后，可替代閘閥（蝶閥）和止回閥，且流阻系數(shù)小。鎖定型具有自動保壓和鎖定銷鎖定雙重保護(hù)。由于采用了蓄能器關(guān)閥，從而省掉了重錘，因此占用空間小，安裝方便、結(jié)構(gòu)緊湊。1）開閥：液控蝶閥開發(fā)時 ，利用液控站和舉升油缸的作用力，通過舉臂，重錘桿、閥軸等零件，帶動碟板作90176。與此同時，液控站和舉升油缸的作用力也通過舉臂和重錘桿將重錘垂直提升，將重錘的重力轉(zhuǎn)換為勢能，為關(guān)閥做好動力準(zhǔn)備。重錘的巨大作用力完全由機(jī)械鎖定軸承受，機(jī)械鎖定軸的退出受到電磁鎖定軸的約束，而電磁鎖定軸的退出則受到電磁鐵的電磁力控制，只要電磁鐵不失電，其電磁鎖定軸和機(jī)械鎖定軸就被牢牢控制住，不關(guān)閥門開啟多長時間，不管重錘有多重、重錘（碟板）絕不會下落一絲一毫，確保碟板開啟后始終處于全開狀態(tài)（最小流阻狀態(tài)），期間無需任何補(bǔ)油、補(bǔ)壓措施。不管哪種情況關(guān)閥，只需讓電磁鐵失電即可按預(yù)定的程序自動關(guān)閉，在電磁鐵失電瞬間，電磁力即刻同步消失。液控蝶閥在關(guān)閉過程中，必須排除舉升油缸下腔的油液，據(jù)此，采取控制并調(diào)節(jié)舉升油缸排油速度的方法，能有效地對閥門的關(guān)閉速度進(jìn)行控制。由于需要進(jìn)行多種工藝，液控蝶閥具有如下的特點：1)設(shè)有橡膠密封的工作密封副和金屬密封的檢修密封副，正常工作時僅工作密封副投入使用；當(dāng)用于維護(hù)檢修時，檢修密封副投入使用，此時無需排空壓力鋼管或拆卸閥體便可進(jìn)行檢修、更換工作密封和軸頸密封等工作。3）閥體采用鑄焊結(jié)構(gòu)，為整體框架式，強(qiáng)度和剛度好，密封性能可靠。采用箱式結(jié)構(gòu)，拆卸及維護(hù)方便。6）設(shè)置有可靠的液壓保壓功能，以防止蝶板全開時由于水流沖擊發(fā)生抖動及系統(tǒng)漏油、造成蝶板關(guān)閉；設(shè)置有液壓鎖定和手動鎖定裝置，檢修水輪機(jī)時，防止因誤操作導(dǎo)致閥門開啟而發(fā)生意外。8）控制系統(tǒng)以PLC（可編程控制器）為核心，采用工業(yè)人機(jī)界面（觸摸屏）進(jìn)行操作及顯示。9）液壓站、電控柜的設(shè)計，與閥門分體就近安裝，不僅可有效地保護(hù)控制系統(tǒng)，而且有利于控制系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)。著手設(shè)計時，必須從實際出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各式各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單工作可靠，成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。一般來說，在明確設(shè)計要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行： （1）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； （2）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； （3）選擇液壓元件； （4）確定液壓執(zhí)行元件的形式；設(shè)計要求是進(jìn)行每項工程設(shè)計的依據(jù)。 （1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； （2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； （3）液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式，運(yùn)動速度； （4）各動作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； （5）對調(diào)速范圍、運(yùn)動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； （6）自動化程度、操作控制方式的要求； （7）對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； （8）對效率、成本等方面的要求。 考慮到蝶閥在剛開始開啟時會需要比較大的轉(zhuǎn)矩，從以下3種安裝方式中選擇第二種： 蝶閥開閥剛開始位置與中心線成45176。 蝶閥開閥剛開始位置與中心線成60176。工況負(fù)載組成推力 F/開閥起動1615N 開閥加速1315N開閥勻速 1300N開閥減速(至極位)1285N關(guān)閥起動1615N 關(guān)閥加速1315N關(guān)閥勻速 1300N關(guān)閥減速(至極位)1285N 負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制 速度循環(huán)圖（1）確定供油方式考慮到該蓄能式液壓系統(tǒng)壓力不要經(jīng)常變換和調(diào)節(jié)，只需較小的功率，流量小，并有蓄能器儲存能量，因此采用一低壓單向定量液壓泵供油。本液壓控制系統(tǒng)由一臺電動定量油泵組和一臺定量手動油泵組提供壓力油源，在通常情況下一套工作，一套備用，并互為備用，且手動泵組為維修提供方便，不受停電的影響。按下開閥按鈕，電磁鐵1YV、2YV得電，3YV失電。按下關(guān)閥按鈕，電磁鐵1YV、2YV、3YV失電。（3）任意位置停止。這時液壓油路為：變量泵→→溢流閥21→過濾裝置→油箱3 液壓系統(tǒng)的計算和元件選型 液壓缸主要尺寸的確定（1）工作壓力P的確定。由負(fù)載圖知最大負(fù)載F為337500N 按《液壓與氣壓傳動》第三版表82取P2=，考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取d/D=Fw=(A1P1A2P2) ηm A2= （d/D=）所以300000=(25 )1000000A1=㎡ d==按GB234880查機(jī)械設(shè)計手冊表1963將這些直徑圓整成標(biāo)準(zhǔn)值時得：D=160mm,d=110mm由此求得液壓缸的實際有效面積為： （3）計算在各工作階段液壓缸所需流量Q（快進(jìn)）=A1V（快進(jìn)）=61000=Q(工進(jìn))=A1V（工進(jìn)）=1000=Q（快退）=A2V（快退）=61000=，壓力的確定和泵規(guī)格的選擇 泵的工作壓力的確定考慮到正常工作中進(jìn)油管有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 Pp=P1+ΣrP式中，Pp—液壓泵最大工作壓力； P1—執(zhí)行元件最大工作壓力； ΣrP—進(jìn)油管路中的壓力損失，~。KL系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取KL=故Qp=KL(ΣQ）max=（+)= 選擇液壓泵的規(guī)格由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。所以選軸向柱塞變量泵。因為柱塞與缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達(dá)到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達(dá)到的工作壓力，一般是（），最高可以達(dá)到1000105Pa。因為只要適當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變增大。（4）柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。材料及加工精度要求高，加工量大，價格昂貴。電機(jī)功率計算： 其中：P 為電動機(jī)功率（KW）Pa為液壓泵最大工作壓力(MPa)Qp為液壓泵的輸出流量（L/min）η為液壓泵的總效率。那么:P=（60）= 選用： 電機(jī)型號為Y315S4[11]，轉(zhuǎn)速n=1480rpm,電機(jī)功率為110kw 閥類元件及輔助元件的選擇對液壓閥的基本要求：（1) 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。（2) 密封性能好。 電磁溢流閥11簡圖溢流閥設(shè)定壓力25MPa；穩(wěn)定啟動時系統(tǒng)流量很小，故卸荷時流量較小；電磁溢流閥采用管式連接[13]。 換向閥的選擇 電液換向閥簡圖換向閥的主要作用是通過切換液控單向閥控制口與控制油路或泄漏油路的通斷來控制液控單向閥的開閉。由此選擇二位三通電磁換向閥 型號為4WE10J20/CG24NZ25L[14]，其主要技術(shù)參數(shù)為：通徑10mm；。為保證液控單向閥鎖緊的可靠，液控單向閥要采用外控外泄式，而且鎖緊時液控單向閥外控口必須接零壓。選擇液控單向閥型號為Z2S10130/，其主要技術(shù)參數(shù)為：，；控制壓力范圍 ~；面積比A1/A2=1/,A3/A2=1/16；重2kg。（1）金屬管液壓系統(tǒng)用鋼管，常為無縫鋼管，有精密無縫鋼管和普通無縫鋼管。材料用10號或15號鋼，中、高壓或大通經(jīng)（DN80）采用15號鋼。銅管有紫銅管和黃銅管。在液壓系統(tǒng)中，管路聯(lián)接螺紋有公制細(xì)牙螺紋、55176。密封管螺紋、60176。螺紋的形式一般根據(jù)回路公稱壓力確定。、高壓系統(tǒng)采用55176。根據(jù)要求，本系統(tǒng)中選用15號鋼管，公制細(xì)牙螺紋連接。分高、低壓兩種。低壓膠管是以麻線或棉線編織體為骨架的膠管，用于壓力較低的回油路或氣動管路中。 管路尺寸的計算管子內(nèi)徑(m)計算公式為 上式中： qv