【正文】 理：液壓油的更換。松開放水旋塞，可釋放油箱中的油。在4~6月以內要交換最初加入的液壓油，那以后，希望能每年交換一次液壓油。濾網(wǎng)，請在每次交換液壓油時用輕油洗凈。濾網(wǎng)如發(fā)生堵塞，會使大柱塞活動變慢，油泵發(fā)出噪音。因此一定要清潔濾網(wǎng)。液壓裝置故障原因的70％是由于液壓油的選定和維護不當所引起的。因此必須細心注意液壓油的選定和維護。這里描述了液壓油維護的重點。污損 根據(jù)液壓油的污染物的來源可將其分為以下幾類：1) 設備運轉前已混入的異物——鑄沙，熔屑，切屑，纖維屑，塵埃。2) 設備運轉中混入的異物——水分，塵埃，纖維屑，密封件屑。3) 摩擦部分因為摩擦而產(chǎn)生的異物——密封圈，金屬摩耗粉。4) 除卻以上這些，還有系統(tǒng)內空氣冷卻后生成的凝結水，油漆碎片等。以上這些異物中，水分和塵埃是最大的問題，當油中水分含量達到200~，（﹪）時，液壓油開始乳化。﹪左右，﹪就有必要進行脫水處理。劣化 液壓油的劣化速度與泄漏，混入水，金屬，氣泡（包括溶解空氣），壓力等因素有關，而無論如何影響力最大的是油溫。油溫在55℃時，油溫上升8℃則其酸化速度同時為原來的兩倍。同時，金屬是作為酸化反應的催化劑而存在的，其影響度如銅為100，鐵為23，鋁為19，亞鉛為6。閥運轉界限與油箱的油溫的關系如下圖：氣泡 油中的氣泡對液壓油的影響如下，壓縮率增大時油壓缸動作變慢、油壓泵發(fā)生氣濁現(xiàn)象，容積效率低下，加快液壓油的劣化速度，氣泡的隔熱壓縮使得液壓油發(fā)生黑化等現(xiàn)象。保養(yǎng)時需同時注意以下幾點，油泵的位置，進油口的油管阻抗，進油口過濾器的口徑及容量，粘度，油箱的油量，出油口的位置，溢流閥的壓力設置，油箱中的換氣，油溫等。泄漏 原因大致如下，密封蓋，密封圈選定不合適，使用方法有誤，相接面的粗糙度不合適，定位夾緊不良，震動，壓力激蕩，異常油溫，液壓油的管理不良。長期使用而不換油的話，油中堆積異物及橡膠圈磨損使泄漏現(xiàn)象增多。檢查液壓油的潔凈度是維護油壓裝置的重要的內容。 泵站油路塊的設計液壓油路塊用灰鑄鐵來制造,要求材料致密,表面粗糙度為R ,為方便期間,把它安裝在液壓站上?，F(xiàn)分析液壓系統(tǒng),確定液壓油路板數(shù)目:簡單的液壓系統(tǒng)的元件不多時,要求液壓油路板上的元件布局緊湊,盡量把元件都充分合理分配空間,其長度可以適當大于集成尺寸。以下為油路塊的一般設計步驟：A. 繪制液壓元件樣板初學者設計時，根據(jù)產(chǎn)品樣本對照實物繪制液壓元件視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，依照輪廓線剪下來，便是液壓元件樣板。 若產(chǎn)品樣本與實物有出入，則以實物為準。若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板可按底板所提供的尺寸來制作。如沒有底板則要注意，有的樣板中提供的是元件的俯視圖，做樣板時應把產(chǎn)品樣板中的圖翻180186。B. 決定通道的直徑集成塊上的公用通道，即壓力油孔P，回油孔T，泄漏孔L（有時不用）及若干個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定：，所以現(xiàn)頂壓力油孔可定為φ15mm?；赜涂滓话悴坏眯∮趬毫τ涂?，所以也定為φ15mm。直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定。孔與孔之間的連接（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制細牙螺紋。C. 集成塊上液壓元件的布置把制作好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進行布局。有的液壓元件需要連接板，則樣板應以連接板為準。電磁閥布置在集成塊時要注意不要與其它部分相碰。液壓元件的布置應以在集成塊上加工的孔最少為好?？椎老嗤ǖ囊簤涸M量布置在同一平面上，或在某一直徑內，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚必須進行校核。液壓元件在水平面上若與公共油孔相通，則盡量可能的布置在同一垂直或在某直徑范圍內，否則要鉆中心孔道。集成塊前后與左右連接的孔道要互相垂直，不然也要鉆中間孔。設計時還要注意，其高度應比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大至少2mm，以免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊的固定。D. 集成塊上液壓元件布置的程序電磁換向閥布置在集成塊的前面和左右面，先布置垂直位置，后布置水平位置。要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥孔通道，集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄漏孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分為三層進行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要液壓元件可以上下左右移動一段距離。E. 集成塊零件圖的繪制集成塊的六個面都是加工面，其中三個側面要裝液壓元件，一個側面引出管道。塊內孔道縱橫交錯，層次多，需要多視圖和幾個剖面圖才能表達清楚。孔系的位置精度要求較高，因此尺寸，公差及表面粗糙度均應標注清楚，技術要求也應予說明。集成塊的視圖比較復雜，視圖應盡可能少用虛線。為了便于檢查和裝配集成塊，應把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置簡圖繪在旁邊。而且應將各孔道編號，列表說明各孔的尺寸，深度以及與哪些孔道相交等情況。下圖是用UG繪制的泵站油路塊： 液壓泵站集成塊立體圖 液壓元件的安裝和鍵校核安裝液壓元件前,要對液壓元件清洗，進行壓力和密封性試驗,要進行液壓系統(tǒng)試壓,但仍要注意下列問題:1) 液壓閥芯應處于水平方向,防止閥芯自重影響液壓閥的靈敏度,特別是換向閥一定要水平放置.2) 壓力表開關應緊靠底板塊,否則將無法準確測出各點壓力.3) ,壓力閥的先導閥以及壓力表等適當伸出液壓油路板的輪廓線外,以減小油路塊的尺寸.4) 與液壓油路板上主液壓油路相通的液壓元件,其相應油口盡量沿同一坐標軸線布置,以減少加工孔道。 泵站調壓閥組的安裝 液壓泵站閥組安裝圖 控制閥組的安裝 液壓實驗臺控制閥組安裝圖 電機和液壓泵連接鍵校核選擇8級精度，因為得有一定的定心性，因此選擇平鍵。由于是靜聯(lián)接，選用普通平鍵，圓頭。有電機軸，選擇鍵的截面尺寸寬：12X8mm，參考軸的長度選擇鍵長：40mm，所以鍵的接觸長度為：28mm，所以選擇大值。 (312) (313)可見鍵強度足夠。取鍵材料為45鋼。而且對于泵的鍵處于低一級的傳動中，顯然當?shù)谝患墢姸葔?，而作為選用同樣尺寸的鍵的聯(lián)接，它的強度明顯也是足夠的。4 機械附件設計 自卸鋼架的設計設計本液壓實驗臺的一個重要目的就是要對錫柴汽車廠生產(chǎn)的自卸車推力油缸進行質量檢測，但是廠方不提供進行油缸實驗所需要的實驗鋼架，所以需要自行設計、制造。工程機械中，尤其是自卸車，液壓鋼的鋼徑已達200mm，工作壓力達25Mpa，推力可達7N。如此大的力，兩缸對頂，對中問題不好解決，如果不作對頂實驗，不僅不符合標準規(guī)定，也不符合實際使用情況，測得的數(shù)據(jù)不能說明問題。因此，如何處理兩個油缸的對頂問題成為核心的問題。 方案的擬定根據(jù)去工廠進行實地參觀，各方面資料收集，總結了幾種測試鋼架的設計方案出來。 箱式結構這種鋼架適合頭部聯(lián)接及腰部鉸接的液壓缸進行試驗。它是先做一個方箱，拉壓力傳感器通過方箱內的導軌由小車支撐保護，加載缸選用頭部法蘭聯(lián)接的液壓缸并事先與方箱聯(lián)接好。通過選用聯(lián)接板上不同的孔或更換不同的聯(lián)接板，測試不同行程與缸徑的液壓缸。這種結構的實驗臺用于來測試尾部鉸接的液壓缸，就會顯得尾部懸臂太長且不易調整。 梁式結構這種結構適合于尾部鉸接的液壓缸進行試驗，而液壓挖掘機、起重機等幾乎全部采用這類液壓缸，其結構如圖所示。它是通過兩根大梁承受力的，同時把保護拉壓力傳感器及用于聯(lián)接的小車穿在大梁上，仍選用頭部法蘭聯(lián)接的液壓缸作加載缸，被測試油缸由穿在大梁上的兩套調整機構支撐。這種結構的缺點是采用了滑動摩擦。因而阻力較大，試驗臺不適合做液壓缸耐久實驗。 平臺式結構這種結構解決了梁式結構的滑動摩擦問題。其結構如圖所示，它既然保留了梁式結構的兩根梁。但這里的兩根梁主要起導向作用，力由平臺與導向桿共同承受，小車的重量通過滾輪由平臺承擔。正因為采用滾動摩擦代替了滑動摩擦，因而，這種實驗臺可作耐久性試驗，但加工與制造困難，成本較高。 平臺式結構這種結構的優(yōu)點是固定聯(lián)接及對中問題容易解決；缺點是小車質量大、慣性大、沖擊力強，很容易損壞設備與被試件。 方案的確定及部件分析綜合上述方案，本試驗中所需要測試的自卸油缸行程884mm，在試驗中需要讓兩缸對頂加載，受載較大。最終方案中整體采用槽鋼焊接結構，配合等邊角鋼的加固結構。試驗中，高壓油會引起事故，所以在試驗鋼架的設計中，在架子的兩邊焊接防護板，保護測試人員的人身安全。 如下是用UG繪制的自卸鋼架立體圖：如左圖所示，為鋼架的端板。在進行油缸加載試驗前，用八個M20的螺栓把油缸尾部耳軸及固定支座與端板相聯(lián)接，達到固定的目的。端板兩側的藍色部分，是由四根熱軋槽鋼焊接而成的，它既起到聯(lián)接底座的作用，又可以作為防護板，保護測試人員的人身安全。端板下面的粉色部分是支撐槽鋼，一共八根。其中下面安裝底座的四根起到支撐整體鋼架的結構作用，另外四根是用來固定油缸的。 自卸鋼架立體圖上圖中,八個底座用地腳螺栓與地面相連。圖中的黃色部分為等邊角鋼，用于加強鋼架的結構強度。 將在后面的章節(jié)中對鋼架結構進行有限元分析，鋼架的詳細結構請參見附件中的自卸鋼架圖紙。 油箱的設計油箱在液壓系統(tǒng)中的主要作用是：1) 貯存供系統(tǒng)循環(huán)所需的油液；2) 散發(fā)系統(tǒng)工作時所產(chǎn)生的熱量；3) 釋出混在油液中的氣體；4) 為系統(tǒng)中元件的安裝提供位置。 液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式油箱，分離式油箱；開式油箱，閉式油箱；上置式，油箱，下置式油箱和旁置式油箱等之分。整體式油箱是利用主機的內腔作為油箱，結構緊湊，易于回收漏油，但維修不方便，散熱條件不好，且會使主機產(chǎn)生變形。分離式油箱單獨設置，與主機分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源的振動對主機工作精度的影響，應用較為廣泛。開式油箱是油箱液面和大氣相通的油箱，應用最廣泛。而閉式油箱則是油箱液面和大氣隔絕。油箱整個密封，在頂部有一充氣管,?？諝饣蛘咧苯雍陀兔娼佑|,或者輸?shù)狡つ覂葘τ鸵菏?。這種油箱的優(yōu)點在于泵的吸油條件較好，但系統(tǒng)的回油管，泄油管要承受背壓。油箱還須配置安全閥，電接點壓力表等以穩(wěn)定充氣壓力，所以它只在特殊場合下使用。所謂上置式，下置式和旁置式油箱，則是就液壓泵相對于油箱的安裝位置而言的。設計要點：1) 排油管和吸油管應相隔較遠，中間設有隔板，增加油液流動距離，便于沉淀。2) 雜質和析出油中氣泡。3) 為了防止空氣中及外界雜質進入油箱，油箱應有一定的可靠密封，用空氣濾清器與大氣相通。4) 油箱位置必須安置得比機床低，但也不能太低，防止產(chǎn)生大量的泡沫。還有因為油箱上要安裝液壓泵，電機和集成塊，蓋板必須要有足夠的強度與剛度，一般是側板的34倍。油箱內壁經(jīng)酸洗和表面清洗后應涂與工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。5) 為了便于放油，油箱要有一定的斜度，并在最底處放置放油閥。對于不易開蓋的油箱，要設置清洗孔，以便于油箱內部的清理。6) 在油箱適當位置設吊耳以便吊運，還有設置液位計，以監(jiān)視液位。油號夏天為46液壓油，冬天為32液壓油，裝入液壓油時需進行20微米過濾，工作時液壓油油溫需高于10度，低于70度，油溫過高，則需強制冷卻。液壓油油溫可由液位計讀出。 油箱主視圖 油箱左視圖油缸的詳細結構請參見附件中，液壓泵站總裝圖。 實驗臺操作面板及控制電柜的外形設計 設計依據(jù)與問題的提出本實驗臺處于錫柴汽車廠的生產(chǎn)第一線，工作環(huán)境比較惡劣，所以對其的外觀美化程度的要求不高。在滿足測試要求的前提下能夠作到整臺設備的外觀簡潔、便于操作就可以了，所以我在設計中做了相應的改進。實驗臺面板上會布置有很多的閥組，如何把它們布置得合理是本設計所要解決的一個重要問題；另外，實驗臺以及控制電柜的長、寬、高尺寸的確定將直接影響到操作人員的舒適度。 設計方案的確定液壓實驗臺面板的長、寬、高尺寸為：1640mmX630mmX1900mm，控制電柜的長、寬、高尺寸為：1000mmX490mmX1156mm，符合人體工程學的要求。 液壓實驗臺與控制電柜視圖5 控制系統(tǒng)的設計在系統(tǒng)設計的過程中，原來的實驗臺的電控部分采用的是繼電器控制，已經(jīng)完全能夠完成工廠的要求。對其進行PLC改造，我是這樣考慮的：總是覺得現(xiàn)有的系統(tǒng)控制理論過于簡單；另外，抱著學習的心態(tài)，在這里也嘗試地使用PLC來實現(xiàn)控制部分液壓實驗臺的工作。因此，液壓實驗臺將擁有兩種控制理論和方法。 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較從某中意義上看 ，PLC是從繼電接觸控制發(fā)展而來的。兩者既有相似性又有不同之處。1) 繼電接觸控制全部用硬器件，硬接觸點和“硬”線連接，為全硬件控制；PLC內部大部分采用“軟”電器，“軟”接點和“軟”線連接，為軟件控制。2) 繼電接觸控制系統(tǒng)體制大，PLC控制系統(tǒng)結構緊湊，體制小。3) 繼電接觸控制全為機械觸點，動作慢；PLC內部全是“軟接點”，動作快。4) 繼電接觸控制功能改變，需要拆線，接線乃至更換元器件，比較麻煩；PLC控制功能改變，一般僅修改程序即可，及其方便。5) PLC控制系統(tǒng)的設計，施工與調試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。6) PLC控制的自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制的強。7) PLC的適用范圍比繼電接觸控制的廣泛。8) PLC可靠性比繼電接觸控制的高。 PLC與微型計算機的比較PLC也是隨著微型機算計的發(fā)展而發(fā)展，PLC實質上就是一臺專為工業(yè)生產(chǎn)控制設計的專用計算機。兩者既有相近性又有差別，主要的差別表現(xiàn)在以下幾個方面：1) PLC輸入輸出借口比較多，中大型PLC輸入輸出借口更多，便于多路多點控制。2) PLC編程簡單，因為PLC是采用易于用戶理解，接受和使用的梯形圖編程語言，指令又不太多，而計算機使用匯編語言或其他高級語言編程，比PLC編程復