【正文】 括船舶 的甲板機(jī)械、舵機(jī)、操縱及控制系統(tǒng)）；航空航天（包括飛機(jī)、宇宙飛船、衛(wèi)星發(fā)射裝置）。 （ 2）工作介質(zhì) 液壓系統(tǒng)中的工作介質(zhì)通常為液壓油，它是能量的載體，是連接原動件和執(zhí)行動力元件 工作介質(zhì) 執(zhí)行原件 控制元件 輔助元件 7 件的橋梁。液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線運(yùn)動，輸出力和速度；液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動，輸出扭矩和和轉(zhuǎn)速。 （ 5）輔助元件 輔助元件包括油箱、濾油器、管道、管接頭、蓄能器等。 液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 當(dāng)前液壓技術(shù)正朝高速、高壓、高效、大功率、低噪聲、高可靠性、高集成化的方向發(fā)展。 （ 1）開發(fā)高效節(jié)能的元件。高效節(jié)能，換言之就是以最小的投入獲得最快最大的產(chǎn)出，這是一項系統(tǒng)的工程，涉及設(shè)計、制造、材料、工藝等各方面的問題。隨著液壓技術(shù)應(yīng)用范圍的逐步拓展，其系統(tǒng)也越來越趨于復(fù)雜，因此要求液壓元件具有高可靠性、易維修、節(jié)省安裝空間，故必須發(fā)展上述類型的液壓元件。 （ 3）開發(fā)研究以環(huán)保、安全可靠和可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的液壓系統(tǒng)。 （ 5）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究。液壓傳動技術(shù)較機(jī)械傳動技術(shù)要年輕許多，其標(biāo)準(zhǔn)化依然任重而道遠(yuǎn)。 （ 2）工作原理 系統(tǒng)工作過程中，攪拌機(jī)對原料進(jìn)行攪拌；攪拌完成的原料通過傳送帶送至成型模具里；原料填滿后，電機(jī)驅(qū)動成型模具從一側(cè)沿軌道進(jìn)入主機(jī)下方指定位置；成型模具底部的四個支腿在液壓作用下伸出以使成型模具底部的四個輪子懸空，液壓缸鎖緊，使成型模具準(zhǔn)確定位在主壓頭正下方；之后主液壓缸推動壓頭下降，當(dāng)壓頭剛好降至與下模頂部平齊時停止下落，此時，安裝在主壓頭中的四個超聲波壓頭在油液推動下伸出并發(fā)射超聲波，一定頻率的超聲波振實成型模具里面的原料；原料初步密實后，超聲波壓頭收回，主壓頭繼續(xù)下壓使磚塊 達(dá)到設(shè)計的尺寸和密實度；壓制完成后，主壓頭收回，成型模具支腿收回以讓四個輪子接觸支撐面，電機(jī)驅(qū)動輪子將成型模具與磚塊一起送出主機(jī)進(jìn)行脫模，至此完成一個工作循環(huán)。快速下降速度 smmv /251 ? ，慢速加壓的速度為 smmv /102 ? ，快速回程速度為 smmv /503 ? ，快速下降行程 mmL 5001 ? ,振動壓頭振幅 mmL 32 ? ，慢速加壓行程 mmL 473 ? ,快速回程行程 mmL 5504 ? 。 ② 振壓液壓缸 9 四個振壓液壓缸呈圓形均布安裝于主壓頭里，其模型如圖 所示。選擇工作壓力 ，伸出速度為 smmv /3039。2 ? 。計算得每一個液壓缸在不同工況下的負(fù)載分別為 NF 39。2? ， NF 39。 ③ 支腿液壓缸 成型模具進(jìn)入主機(jī)下方后，支腿液壓缸伸出使輪子脫離支撐面，此時液壓缸 只承受成型模具的自重，其外尺寸為 650680680 ?? ，內(nèi)尺寸為 650600600 ?? ，由此可計算其實際體積為： 30 8 5 mVVV ????????? 內(nèi)外實 () 材料為 45 鋼，則其重量為 實m =，每個支腿液壓缸的外負(fù)載為 NgmF 39。1 ???? 實 () 壓制過程中，成型模具承受了成型模具、磚塊的重量以及主液壓缸的壓制力，通過咨詢相關(guān)專業(yè)人員得知一般泥沙壓制的磚塊的密度為 3/1709 mkg?? ，則尺寸為mmmmmm 600600600 ?? 的磚塊的重量為 : kgkgVm ?????? ? () 10 由此可得四個支腿的液壓缸所受的力為 : NNmgFFF e 3 3 0 1 6 4) 6 94 0 0 0 6 3 6(4 1 ?????????總 () 則作用在每個支腿液壓缸的外負(fù)載為 : NNFF 2 5 4 14/3 3 0 1 6 44/39。2 ??? 總 () 壓制結(jié)束后，主液壓缸收回，此時支腿液壓缸承受成型模具和磚塊的重量，則每個液壓缸的外負(fù)載變?yōu)?: NNmgFF 5 4 14/ 6 6 3 64/39。139。3 ?????? ）（ () 選 擇工作壓力為 1MPa，下行速度 smmv /2039。1 ? ，返回速度 smmv /2539。2 ? 。 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 （ 1）動力分析和運(yùn)動分析 ① 主液壓缸的動力和運(yùn)動分析 根據(jù)主液壓缸的技術(shù)要求和已知參數(shù)對主液壓缸外負(fù)載進(jìn)行計算，結(jié)果如表 所示： 表 主液壓缸外負(fù)載力分析計算結(jié)果 工況 計算公式 外負(fù)載 /N 說明 快速 下降 啟動 tvgGFi ???? 11 ①NtvgGFi 3 7311????????? tv??1 為下行平均加速度。 慢速加壓 10/47/ 232 ?? vLt 快速回程 50/550/ 343 ?? vLt 11 主液壓缸的運(yùn)動分析和動力分析如圖 : 圖 主液壓缸的 tv? / tF? 圖 ② 支腿液壓缸的動力和運(yùn)動分析 根據(jù)主液壓缸的技術(shù)要求和已知參數(shù)對支腿液壓缸外負(fù)載進(jìn)行計算，結(jié)果如表： 12 表 支腿液壓缸外負(fù)載力分析計算結(jié)果 工況 計算公式 外負(fù)載 /N 說明 下行 啟動 39。139。139。139。139。39。39。1??????? ② NNtvgFFi 39。239。339。39。39。39。39。139。1 停留 39。239。39。39。2 勻速 0 （ 2）擬定液壓系統(tǒng)原理圖 ① 確定供油方式 根據(jù)該款液壓式砌塊制備機(jī)的技術(shù)要求，即適于戶外作業(yè)、可移動便攜式、工作壓力不大，故選用實際中應(yīng)用最為廣泛的齒輪泵為系統(tǒng)提供壓力油。這些優(yōu)點(diǎn)都比較符合該款液壓式砌塊制備機(jī)各方面的技術(shù)條件。三位換向閥的中位機(jī)能、液控單向閥、單向順序閥或制動器等都可實現(xiàn)鎖緊功能。在此擬選用液控單向閥實現(xiàn)這兩個回路的鎖緊功能。其原理圖如圖 所示。當(dāng)電磁鐵２ＹＡ得電時，三位四通電磁換向閥處于右工位，油液由液控單向閥進(jìn)入液壓缸有桿腔，無桿腔油液由三位四通電磁換向閥直接流回油箱，液壓缸回程運(yùn)動。 ③ 同步回路設(shè)計 同步動作回路是用于保液壓證系 統(tǒng)中兩個或兩個以上的執(zhí)行元件保持位移或速度相同的回路。鑒于這四個支腿液壓缸在工作過程中承受了下模箱、磚塊以及壓制力的共同作用，在系統(tǒng)中占有重要作用。 圖 下模箱模型 動作同步回路主要包括以下幾種：機(jī)械連接同步回路、液壓缸串聯(lián)同步回路、采用流量閥控制的同步動作回路、采用液壓泵或液壓馬達(dá)的同步動作回路。 根據(jù)液壓式砌塊制備機(jī)的技術(shù)要求以及充分分析各種同步動作回路的優(yōu)劣情況，以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低制造成本、符合 工作要求為主要設(shè)計原則，選擇了以分流集流閥來實現(xiàn)該同步動作回路。分流集流閥可分為分流閥、集流閥和分流集流閥。 該四液壓缸同步動作回路的原理圖如圖 所示，其工作原理為：當(dāng)電磁鐵 1ＹＡ得電時，三位四通電磁換向閥處于左工位，油液經(jīng)過三個分流比分別為 3: 2:1 15 和 1:1 的分流集流閥，成為四股流量相同的油液分別進(jìn)入四個液壓缸的無桿腔，同時有部分油液進(jìn)入液控單向閥的液 控口使液控單向閥反向?qū)?，有桿腔油液由液控單向閥、三位四通電磁換向閥流回油箱，活塞向下運(yùn)動，推動下模箱支腿伸出。當(dāng)電磁鐵２ＹＡ得電時，三位四通電磁換向閥處于右工位，油液由液控單向閥進(jìn)入液壓缸有桿腔，無桿腔油液經(jīng)分流集流閥收集為一股油液從三位四通電磁換向閥流回油箱，液壓缸回程運(yùn)動，下模箱四支腿收回。 液壓系統(tǒng)工作循環(huán)： ， 1YA 和 2YA 得電，換向閥 7 和 8 左工位接通，油液經(jīng)換向閥 8的左工位和分流集流閥 11 進(jìn)入成型模具的支腿液壓缸無桿腔，液壓缸伸出 16 使車輪脫離支撐面，待液壓缸完全伸出后， 2YA 斷電使換向閥處于中位，液壓泵卸荷，支腿液壓缸在液控單向閥作用下鎖緊保壓。 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 1— 油箱； 2— 過 濾器； 3— 溢流閥； 4— 液壓泵； 5— 截止閥； 6— 壓力表； 20— 二位三通換向閥； 14— k型三位四通電磁換向閥； 11— 分流集流閥； 1 16— 液控單向閥； 13— 支腿液壓缸； 15— 單向調(diào)速閥； 17— 主液壓缸； 18— U型三位四通電磁換向閥； 19— 振壓式液壓缸 斷電使換向閥處于右工位， 7YA 通電使換向閥 18 處于右工位，油液經(jīng)換向閥 18 流入振壓液壓缸的無桿腔使壓頭伸出，壓頭伸出后 7YA 斷電、 4YA 通 17 電使換向閥 18 處于中位且液壓泵經(jīng)換向閥 14卸荷，執(zhí)行原件處于浮動狀態(tài)，為之后的超聲波振壓做好準(zhǔn)備。 斷電， 4YA 通電使換向閥 20 工作于左工位， 5YA 通電使換向閥 14 工作于左工位，油液重新進(jìn)入液壓缸 17 的無桿腔，開始對下模具中的原料進(jìn)行慢速加壓；壓制完成后， 5YA 斷電， 6YA 通 電使換向閥處于右工位，油液通過液控單向閥進(jìn)入液壓缸 17的有桿腔使主壓頭返回。 至此，整個液壓系統(tǒng)完成了一個工作循環(huán)。 表 電磁鐵動作順序表 執(zhí)行元件 工況 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 主壓頭 伸出 + + 鎖緊 + 終壓 + + 回程 + + 超聲波壓頭 伸出 + 超聲振壓 + 回程 + 下模箱支腿 伸出 + + 鎖緊 + 回程 + + 注：“ +”表示電磁鐵通電，“ ”表示電磁鐵失電 液壓系統(tǒng)的計算和元件選型 確定液壓缸的主要參數(shù) 18 根據(jù)主壓頭的工作負(fù)載初選液壓缸的設(shè)計壓力為 MPap 41 ? ，采用單桿活塞液壓缸。執(zhí)行元件的背壓設(shè)定為MPap ? ，機(jī)械效率 ?m? 。伸出行程時，根據(jù)如下方程進(jìn)行計算： )0() 22211 ??? pFpApA wm?（ （ ） 式中 1A —— 無桿腔面積， 4/21 DA ?? ， 2m 2A —— 有桿腔面積， 4/)( 2221 dDA ?? ? ， 2m D —— 活塞直徑（缸筒直徑）， m d —— 活塞桿外徑， m 1p —— 液壓缸工作腔壓力， Pa 2p —— 液壓缸回油腔壓力， Pa m? —— 機(jī) 械效率 wF —— 外負(fù)載， N 圖 單桿活塞液壓缸示意圖 代入已知數(shù)據(jù)，得 19 222664211 104)mmppFAmw????????????）（（ ? （ ） mmAD 2 ????? ?? （ ） mmDd 060 2120 ??? （ ） 查《液壓傳動》 P143，根據(jù) GB23481993 將這些直徑圓整成標(biāo)準(zhǔn)值得： mmD 125? ，mmd 63? 。計算結(jié)果如表 ： 20 表 支腿液壓缸和振壓液壓缸的流量 工況 負(fù)載 /N 速度 /（ mm/s） 流量 /（ L/min） 支腿液壓缸 伸出 20 停留 0 0 回程 25 振壓液壓缸 伸出 30 回程 35 （ 5）確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機(jī)功率 根據(jù)前面的工況分析，由最大壓制力 和液壓主機(jī)類型，初選液壓泵的工作壓力取為 MPa4 ，考慮到進(jìn)出油路上各種液壓閥和油液管道的壓力損失約為 ，則液壓泵的最高工作壓力為 M P aM P appp p )(11 ?????? （ ） 上式計算所得的 pP 是液壓系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在不同工況的過渡 階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往會超過起靜態(tài)壓力，另外系統(tǒng)必須要有一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右，因此選泵的額定壓力 nP 應(yīng)滿足： M P app pn 6 2 ??? () 液壓泵的最大流量應(yīng)為： max()pLq K q? ? () 式中， pq 為液壓泵的最大流量 max)q?（ 同時動作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 2~3 minL ，取最小溢流量 min/ L 。則 ? ? m i n/) m a x LqqKq Lp ????????? （ （ ）