畢業(yè)論文--液壓傳動綜合實驗研究與液壓綜合實驗臺設(shè)計

1、<p><b>　　學(xué)士學(xué)位論文</b></p><p>　　論文題目 液壓傳動綜合實驗研究與液壓綜合實驗臺設(shè)計 </p><p>　　（英 文） Experimental Study of Hydraulic and Hydraulic Integrated Comprehensive Test Bench</p><p>

2、;　　學(xué) 院 機(jī)電與建筑工程學(xué) </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　液壓傳動綜合實驗研究與液壓綜合實驗臺設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文通過調(diào)研國內(nèi)外液壓綜合實驗臺的種類及結(jié)構(gòu)，分析我校液壓設(shè)備的種類

3、、各校液壓綜合實驗的開設(shè)和性能。</p><p>　　1．該實驗臺將我校四臺實驗臺綜合為一體，各液壓元件可共用，節(jié)約成本，節(jié)約空間，而且油路簡單，利于學(xué)生觀察和理解。</p><p>　　2．本實驗臺由三部分組成：控制部分、支撐部分、測試部分。采用形態(tài)分析法，從多種選擇方案中進(jìn)行比較選優(yōu)，控制部分選用PLC控制（沒做具體分析）；支撐部分選用框架結(jié)構(gòu)，材料選用鑄鐵；測試部分包括液壓元件性能測

4、試，演示實驗，學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計。</p><p>　　3．采用模塊化設(shè)計方法，將各演示實驗做成單獨油路板，簡化油路。</p><p>　　4．該實驗臺的設(shè)計， 集多功能于一體，不僅對實驗臺油路系統(tǒng)圖、總裝配圖進(jìn)行了設(shè)計，還設(shè)計了各油路板的零件圖。這樣的液壓綜合實驗臺不但可以供學(xué)生進(jìn)行液壓實驗，同時可以供科研人員進(jìn)行科研實驗。本文還對基于該綜合實驗臺的綜合實驗開發(fā)進(jìn)行了研究。這項設(shè)計在液壓綜

5、合實驗臺設(shè)計方面是一開創(chuàng)性工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：液壓 實驗臺 綜合實驗 </p><p>　　Experimental Study of Hydraulic and Hydraulic Integrated Comprehensive Test Bench</p><p><b>　　Abstract</b></p>

6、;<p>　　This article through the investigation of the comprehensive experimental platform of hydraulic at home and abroad, analyzes type and structure of our species, the schools of hydraulic equipment of the compr

7、ehensive experiment opening and hydraulic performance. </p><p>　　1. The test bench will be our school four test bench for an organic whole, comprehensive can be Shared by all hydraulic components, the cost s

8、avings, save a space, and oil-way simple, to favor the student observation and understanding. </p><p>　　2. This test bench consists of three parts: the control part, supporting part, testing part. Using morp

9、hological analysis, from a variety of options scheme comparison optimum choice, the control part selects PLC control (do concrete analysis); Support parts choose frame structure, material chooses iron; Test part includes

10、 hydraulic components performance test, the demonstration, the student independent innovation design. </p><p>　　3. Modular design method, make each experimental demonstration oil-way board, simplified oil al

11、one. </p><p>　　4. The experimental stage design and full-functioned, not only to test bench systems inner figure, always on the design, but also the assembly was designed the parts drawing each oil board. Th

12、is comprehensive experimental platform of hydraulic can not only for students, and can supply hydraulic experiment scientific researcher research. This paper based on the comprehensive test bench of the comprehensive exp

13、erimental development is studied. The design on hydraulic comprehensive experimental pla</p><p>　　Keywords ：Hydraulic Test bench Comprehensive experiments </p><p><b>　　目錄</b><

14、/p><p><b>　　目錄V</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的內(nèi)容及意義1</p><p>　　1.1.1課題研究內(nèi)容1</p><p>　　1.1.2課題研究意義1</p><p>

15、;　　1.2國內(nèi)國外同類產(chǎn)品比較及本試驗臺的特點2</p><p>　　1.2.1國內(nèi)液壓試驗臺發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2國外液壓綜合試驗臺發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.3本試驗臺的特點3</p><p><b>　　1.3研究思路4</b></p><p>　

16、　1.4 本章小結(jié)5</p><p><b>　　2.1引言6</b></p><p><b>　　2.2方案探討6</b></p><p>　　2.2.1方案研究6</p><p>　　2.2.2試驗臺布局7</p><p>　　2.2.3設(shè)計思路9</p

17、><p>　　2.2.4本方案的可行性10</p><p>　　2.2.5本課題需要解決的關(guān)鍵問題10</p><p>　　2.3液壓系統(tǒng)設(shè)計10</p><p>　　2.3.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計原則10</p><p>　　2.3.2液壓系統(tǒng)油路設(shè)計11</p><p>　　2.4液壓油路系

18、統(tǒng)設(shè)計具體分析與評價15</p><p>　　2.4.1油路具體分析15</p><p>　　2.4.2評價15</p><p>　　2.5外形尺寸的確定16</p><p>　　2.6 本章小結(jié)16</p><p>　　第三章 技術(shù)設(shè)計17</p><p>　　3.1元件選型17

19、</p><p>　　3.1.1液壓能源部分17</p><p>　　3.1.2壓力測試部分19</p><p>　　3.1.3液壓缸計算選型20</p><p>　　3.1.4溢流閥選型22</p><p>　　3.1.5節(jié)流閥選型22</p><p>　　3.1.6電磁換向閥選型

20、24</p><p>　　3.2裝配圖設(shè)計24</p><p>　　3.2.1支架連接24</p><p>　　3.2.2液壓綜合試驗臺的總裝26</p><p>　　3.3零件圖設(shè)計29</p><p>　　3.4 本章小結(jié)30</p><p>　　第四章 基于本綜合實驗臺的綜合實驗

21、設(shè)計31</p><p>　　4.1搬運(yùn)工件機(jī)械手原理31</p><p>　　4.2機(jī)械手液壓系統(tǒng)PLC控制設(shè)計32</p><p>　　4.3 設(shè)計結(jié)論34</p><p>　　第五章 總結(jié)體會35</p><p>　　5.1本設(shè)計優(yōu)點35</p><p>　　5.2本設(shè)計缺點

22、35</p><p>　　5.3今后努力方向35</p><p>　　5.4設(shè)計體會36</p><p><b>　　致謝38</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)................................................................. 39</p&g

23、t;<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1課題的內(nèi)容及意義</p><p>　　1.1.1課題研究內(nèi)容</p><p>　　液壓傳動課程是高校機(jī)械類學(xué)生的重要課程之一，實驗教學(xué)是該課程的有機(jī)組成部分。作為液壓課程教學(xué)體系重要組成部分的液壓實驗主要是在液壓實驗設(shè)備上來完成。然而，在試驗中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)校液壓

24、試驗臺具有以下缺點：1.液壓回路和實驗內(nèi)容固定、功能單一；2.采用繼電器控制，實驗數(shù)據(jù)手工處理，實驗數(shù)據(jù)精度不高；3.實驗內(nèi)容以演示為主、靈活性差、學(xué)生動手機(jī)會少，創(chuàng)新性差。為適應(yīng)高校教學(xué)改革的深入，培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力、實驗設(shè)計能力以及機(jī)、電、液一體化的綜合運(yùn)用能力，本課題旨在設(shè)計液壓綜合教學(xué)實驗和液壓綜合實驗臺，在液壓綜合實驗的開設(shè)和實驗方法上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，綜合我校QSC1、QSC2、QSC3、QSC16四臺液壓實驗臺為一臺液壓綜合

25、實驗臺，使其兼顧四臺設(shè)備的功能，并能開設(shè)機(jī)電液氣計等多學(xué)科結(jié)合的綜合實驗，歸納起來主要有：實驗內(nèi)容豐富、多變；實驗過程加強(qiáng)了動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；具有機(jī)——電——液一體化的功能等等。</p><p>　　1.1.2課題研究意義</p><p>　　在過去的實驗教學(xué)中，學(xué)生只是被動的根據(jù)實驗指導(dǎo)書得內(nèi)容，進(jìn)行常規(guī)的驗證性實驗。而現(xiàn)在學(xué)生可以利用本試驗臺，在進(jìn)行常規(guī)驗證性實驗的同時，還能進(jìn)

26、行自主設(shè)計、選元件、組裝、調(diào)試運(yùn)行、設(shè)置故障并排除等整個過程，大大提高了學(xué)生的主觀能動性。在學(xué)生獨立完成實驗的過程中，他們能夠提出自己的設(shè)計方案，并且馬上在實驗臺上完成，檢驗其設(shè)計的合理性。而且，若有幾個學(xué)生提出不同設(shè)計方案，則可以進(jìn)行比較研究，并從中選取最優(yōu)方案，這能在培養(yǎng)他們創(chuàng)造性的同時培養(yǎng)他們互相協(xié)作的團(tuán)隊精神。</p><p>　　總的來說，在實驗過程中：一是能滿足目前液壓傳動課程實驗教學(xué)的需要，加以改進(jìn)

27、后，形成開放性實驗，提高學(xué)生的動手能力；二是對液壓傳動實驗的開設(shè)進(jìn)行研究，結(jié)合機(jī)械、電氣、計算機(jī)等多學(xué)科知識設(shè)計綜合實驗，使學(xué)生更深入消化課堂內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生知識的聯(lián)系性，提升學(xué)生綜合實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力；三是設(shè)計液壓綜合實驗臺，使學(xué)校四臺實驗設(shè)備綜合為一臺設(shè)備，節(jié)約實驗場地空間，提高設(shè)備的實驗使用率；四是可供教師和科研人員進(jìn)行研究型液壓實驗。</p><p>　　1.2國內(nèi)國外同類產(chǎn)品比較及本試驗臺的特點</

28、p><p>　　1.2.1國內(nèi)液壓試驗臺發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國液壓行業(yè)已形成了門類齊全、有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平、初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系。</p><p>　　●YCS-C智能型液壓綜合試驗臺（文獻(xiàn)[3]）：該液壓傳動綜合實驗臺由操作臺、（中壓泵站）、控制臺三大件組成，不但能完成液壓傳動課程的設(shè)計性、創(chuàng)造性、綜合性實驗，而且特別適用于液壓工程測試，元件性能測

29、試，對教學(xué)、科研、檢測具有極為強(qiáng)大的支持，是液壓學(xué)科中的學(xué)者、專家、工程技術(shù)人員的得力助手。實驗項目包括：1、常用液壓元件的性能測試實驗。 2、液阻特性性能實驗。 3、液壓回路組態(tài)畫面演示及控制實驗。 4、液壓傳動基本回路實驗。 5、可編程控制器（PLC）電氣控制實驗，機(jī)電液一體化控制實驗。6、液壓傳動系統(tǒng)組成示范演示實驗。 7、液壓傳動各元部件結(jié)構(gòu)及工作原理觀摩、拆裝實驗。</p><p>　　●液壓綜合試驗臺

30、（泵閥油缸馬達(dá)試驗），160KW，75KW，350bar，600L/min（文獻(xiàn)[4]）. 實驗項目包括：1.液壓閥綜合試驗臺，該實驗臺可測液壓方向閥、壓力閥和流量控制閥三大類液壓控制閥的動、靜態(tài)性能，配備 CAT計算機(jī)輔助測試系統(tǒng)。測試范圍、測試項目、測試要求符合 GB/T8104-1987、GB/T8105-1987、GB/T1987等有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。2. 液壓泵試驗臺，該試驗臺可測試液壓柱塞泵，葉片泵、齒輪泵等的動、靜態(tài)性能，配備

31、CAT計算機(jī)輔助測試系統(tǒng)。測試范圍、測試項目、測試要求符合JB/T7039～7044～1993等有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。3.液壓系統(tǒng)演示臺，本液壓系統(tǒng)演示臺是用于學(xué)生自行設(shè)計、組裝液壓回路的專用實驗臺。可進(jìn)行減壓回路、調(diào)速回路、保壓回路、順序動作回路、換向回路、換速回路、卸荷回路、平衡回路、鎖緊回路等回路的實驗，以及比例閥、油馬達(dá)、油缸等實驗。</p><p>　　●亞龍YL-218-Ⅰ型 液壓PLC控制綜合實訓(xùn)裝置（文獻(xiàn)

32、[5]、文獻(xiàn)[6]）：亞龍YL-218-Ⅰ型液壓PLC實訓(xùn)可編程控制，采用敞開式結(jié)構(gòu)的操作板，各種真實的液壓元件可靈活的安裝在操作板上，各執(zhí)行模塊，PLC實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，組態(tài)技術(shù)為一體。學(xué)生用帶有快速接頭的連接管在各液壓元件之間連接。連接方便簡單，再配上可編程控制器的控制，組成具有一定功能的液壓系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的實操性。實驗項目包括：采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路、采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路、簡單的壓力調(diào)節(jié)回路程、多級調(diào)壓回路、采用減壓閥的減壓回路

33、、采用三位換向閥的卸荷回路、采用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路、平衡閥的平衡回路、采用順序閥的順序動作回路、采用電器行程的順序動作回路、采用繼電器的順序動作回路、采用液控單向閥單向閉鎖回路、采用液控單向閥雙向閉鎖回路、采用O型換向閥的鎖緊回路、采用調(diào)速閥串聯(lián)的調(diào)速回路、采用調(diào)速閥并聯(lián)的調(diào)速回路、采用調(diào)速閥短接的速度換接回路、采用并聯(lián)調(diào)速閥的同步回路、差動控制回路、采用變量泵的容積調(diào)速回路、采用變量泵和調(diào)速閥的復(fù)合調(diào)速回路、PLC控制的壓力繼電器

34、順序動作回路、PLC控制的電器行程順序動作回路。</p><p>　　1.2.2國外液壓綜合試驗臺發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　在國外，由于計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等發(fā)展較快，而且本身液壓技術(shù)水平較高，許多國外液壓技術(shù)元件制造公司都將液壓CAT技術(shù)用于對液壓元件的研制開發(fā)、出廠檢驗。美國、德國、英國、日本等在液壓CAT方面開展的工作都有很多進(jìn)展，他們采用搞笑寬屏的傳感器檢測信號，利用

35、目前先進(jìn)的HP系列應(yīng)變單元和數(shù)據(jù)采集處理模塊，采用實時高效的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和豐富的計算機(jī)測試軟件來完成液壓CAT系統(tǒng)，參考文獻(xiàn)[7]。</p><p>　　●德國REXROTH公司用于液壓比例閥、比例泵等測試的試驗臺。</p><p>　　●日本制鋼所的柱塞泵效率實驗臺。</p><p>　　1.2.3本試驗臺的特點</p><p>　?。?）

36、綜合我校四臺液壓實驗設(shè)備為一臺液壓綜合實驗臺，功能比原先的四臺實驗設(shè)備還有所增加，并減少占地面積，提高設(shè)備的使用率；</p><p>　　（2）率先把機(jī)電液氣計多學(xué)科技術(shù)運(yùn)用到液壓實驗設(shè)備中，使學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ玫酱蟠筇嵘?lt;/p><p>　?。?）在實驗方法和實驗結(jié)果處理上更為完善，完全由計算機(jī)控制和處理，因此，實驗設(shè)備的性能上上了一個臺階。</p><p>　　

37、（4）所開發(fā)試驗臺針對性強(qiáng)，實用性好，有助于鍛煉和提高學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。</p><p>　?。?）液體工作價值具有彈性和吸振能力，使液壓傳動運(yùn)轉(zhuǎn)平衡可靠。 </p><p>　?。?）易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化，模塊化便于設(shè)計制造和推廣使用。</p><p>　　（7）借助結(jié)構(gòu)簡單的液壓缸可輕易地實現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動。</p><

38、p><b>　　1.3研究思路</b></p><p>　　本次課題研究的液壓綜合實驗臺主要根據(jù)目前液壓實驗的種類分析，在液壓傳動實驗的五個方面進(jìn)行研究：1.驗證性實驗的實現(xiàn)---主要對液壓元件的進(jìn)行性能測試，這類測試主要測量液壓元件前后的壓差和流量，有的需要提供阻力，有的不需要，怎樣設(shè)計固定回路，使其具有通用性，以完成對不同元件的性能測試；2.演示性實驗設(shè)計，如壓力形成實驗、各種回路

39、演示實驗等，這類實驗主要給學(xué)生演示各種回路，了解回路特性，回路基本固定。主要采用模塊化設(shè)計，需要演示某種實驗，只要把這個回路接入系統(tǒng)中來實現(xiàn)，要解決好與液壓系統(tǒng)的接口；3.學(xué)生回路設(shè)計實驗，這類實驗主要由學(xué)生自行設(shè)計回路，然后連接到液壓系統(tǒng)中，這類實驗回路沒有規(guī)律，可把各種液壓元件固定在面板上，由學(xué)生自行連接回路來實現(xiàn)，要留好連接元件的位置，優(yōu)化元件配備種類和位置；4.綜合性實驗設(shè)計和實現(xiàn)，這類實驗把液壓傳動跟其他學(xué)科的廣義機(jī)構(gòu)連接起來

40、，液壓系統(tǒng)給這些廣義機(jī)構(gòu)提供動力、信號和控制，也可以在面板上留出廣義機(jī)構(gòu)的連接和固定的位置，供學(xué)生連接和設(shè)計實驗。對這類實驗要設(shè)計綜合實驗的原理和步驟，解決好在液壓系統(tǒng)中的連接，傳動和控制信號的產(chǎn)生，與廣義機(jī)構(gòu)的接口等問題；5.液壓</p><p>　　實驗臺由三大部分組成，即液壓泵站、操作實驗臺和電器控制系統(tǒng)，在總體布置上充分考慮到使用方便及布局緊湊。考慮泵站維修方便和主操作平臺大小適中和方便維修等特點，將液壓

41、泵、電機(jī)、外置。液壓泵即液壓源，用來將液壓油提供給實驗臺，選用定量葉片泵-電機(jī)一臺、油箱一個附有液位、油溫指示計，吸油濾油器，安全閥等。定量葉片泵用來提供穩(wěn)定的壓力油。實驗操作臺，即實驗的操作平臺，用作實驗涉及的的多種液壓元件模塊的固定平臺、提供需要的元件和實驗元件間的接口等。各測試儀表盤及傳感器也安裝在操作臺上，可根據(jù)不同實驗由學(xué)生自行選擇所需模塊進(jìn)行連接。電氣控制系統(tǒng)包括實驗用的PLC電控設(shè)備及操作裝置。</p>&l

42、t;p><b>　　1.4 本章小結(jié)</b></p><p>　?。?）介紹國內(nèi)外液壓綜合實驗臺現(xiàn)狀，了解其發(fā)展現(xiàn)狀，為本課題做準(zhǔn)備。</p><p>　?。?）本液壓綜合實驗臺具有許多優(yōu)點，是多功能實驗臺。</p><p>　?。?）初步確定研究思路。</p><p><b>　　第二章 總體設(shè)計<

43、;/b></p><p><b>　　2.1引言</b></p><p>　　液壓傳動是三大傳動方式之一，所以《液壓與氣壓傳動》是高等院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必須掌握的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是一門實踐性很強(qiáng)的課程，而實驗設(shè)備的有效利用，可以大大提高教學(xué)效果。通過實驗，加深學(xué)生對課程基本概念和理論的理解和掌握，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決實際問題的能力，啟迪學(xué)生的

44、創(chuàng)新思維，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。</p><p>　　本實驗臺若用于教學(xué)中，預(yù)備能收到以下效果：（1）學(xué)生通過親自在試驗臺上拼裝及調(diào)試液壓系統(tǒng)，鍛煉學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)方法。（2）學(xué)生全面理解和掌握液壓傳動與控制學(xué)科的理論知識，學(xué)會合理設(shè)計液壓系統(tǒng)和選用液壓元件的能力。（3）創(chuàng)新性實驗，可以成為學(xué)生進(jìn)行科研活動的有效手段之一。（4）通過自主設(shè)計實驗，大大提高學(xué)生對實驗的興趣和液壓傳動課程的

45、教學(xué)質(zhì)量。</p><p><b>　　2.2方案探討</b></p><p><b>　　2.2.1方案研究</b></p><p>　　該實驗臺可初步分為控制部分，支撐部分，演示實驗，測試實驗和學(xué)生自主設(shè)計實驗。控制部分我們可以選擇的方案很多，可以采用PLC控制，繼電器控制，也可以用手動開關(guān)控制，為了更好的與先進(jìn)水平接

46、軌，在此決定采用PLC控制，控制部分還有數(shù)據(jù)的采集和分析，這一方面我決定用computer，它可以很好的和PLC配合?？傊畬τ谶@方面的課題研究不是本課題的研究重點，有另一老師帶領(lǐng)學(xué)生研究，所以就不具體交代了。支撐部分為了節(jié)省材料和便于拆裝，我決定用支架式。確定了支架式結(jié)構(gòu)，就需要分析所選用的材料：鋁合金輕，便于拆裝和移動，但是價格高；鑄鋼剛度，強(qiáng)度高，但是太重，不變移動；鑄鐵剛度，強(qiáng)度對比鑄鋼稍差，但是重量相對較輕，價格也便宜，綜合考慮

47、，在此選用鑄鋼。對于演示實驗，通過詳細(xì)比較與分析，采用模塊化設(shè)計是最優(yōu)選擇，測試實驗也采用模塊化設(shè)計。學(xué)生自主設(shè)計實驗可選用T型槽和間隔橫板?？紤]到方案的選擇有很多，為了更清楚，更直觀的表示出來，在此選用形態(tài)分析法，具體見表2-1。</p><p><b>　　表2-1 方案分析</b></p><p>　　由上表格知，有=162種，可選方案很多，經(jīng)再三考慮分析，控制

48、部分選用PLC，支撐部分選用鑄鐵，演示實驗選用個各演示實驗單獨設(shè)計油路板，測試實驗采用油路板設(shè)計（即模塊化設(shè)計），學(xué)生自主設(shè)計實驗采用T型槽。</p><p>　　2.2.2試驗臺布局</p><p>　　隨著社會的進(jìn)步，科學(xué)的發(fā)展，社會對人才的要求越來越高，對教育提出了更高的要求。傳統(tǒng)的實驗遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)階段設(shè)計能力的要求。在液壓傳動試驗中，增加了設(shè)計型實驗。因此，再設(shè)計試驗臺布局時，留

49、出了足夠的空間給學(xué)生自主設(shè)計實驗。</p><p>　　經(jīng)過參考大量各公司試驗臺，并加以研究，根據(jù)本實驗臺特點，初步制定了三種簡單布局，</p><p>　　以下是三種布局的圖片。</p><p>　　布局1（圖2.1）是把演示實驗單獨放在一個臺上，可以和主試驗臺合并，也可以移開，在PLC旁邊也可接一個可撥動的托架，用來放電腦，各部分作用如圖中標(biāo)注可知。</p

50、><p>　　布局2（圖2.2）是把演示實驗和學(xué)生自主創(chuàng)新實驗放在一起，可以把試驗臺做得長一些。</p><p>　　布局3（圖2.3）是把PLC移到試驗臺架子下，把下面做成柜子式，安置PLC裝置。</p><p>　　比較以上三個布局，布局1不僅有足夠的空間供學(xué)生操作，而且美觀。1這種布局簡單直觀，節(jié)約成本的同時也節(jié)約了空間，是一個很好的布局選擇。因此我們選用布局1。

51、</p><p><b>　　圖2.1布局1</b></p><p><b>　　圖2.2布局2</b></p><p><b>　　圖2.3布局3</b></p><p><b>　　2.2.3設(shè)計思路</b></p><p>　

52、　通過分析液壓實驗，找出學(xué)校開設(shè)液壓實驗的共性，設(shè)計出可滿足各種實驗的固定回路；采用模塊式設(shè)計方法，不同回路的演示實驗用不同模塊；采用新型的油管和結(jié)構(gòu)，保證液壓系統(tǒng)不漏油；采用機(jī)床滑臺結(jié)構(gòu)，便于安裝其他液壓元件，形成學(xué)生自己動手設(shè)計液壓回路和綜合實驗。</p><p>　　基于本實驗所要完成的相關(guān)實驗，決定采用4個模塊。</p><p>　　●一塊用來學(xué)生油路設(shè)計實驗，大概所需液壓元件16

53、個（除壓力表和液壓泵）。我們先把所需各液壓元件安裝好組成模塊，由學(xué)生自己設(shè)計油路，在自己動手連接油管。據(jù)參觀的QCS008實驗臺，可在該實驗臺基礎(chǔ)上改進(jìn)、簡化、再創(chuàng)造，此方法具有一定</p><p><b>　　的可行性。</b></p><p>　　●一塊用來演示性試驗，大概所需液壓元件5個（除壓力表和液壓泵）。這個是由我們設(shè)計好油路，包括平衡回路、順序動作回路、換

54、向回路、速度換接回路等。我們將</p><p>　　所需各液壓元件都安裝號，組成一個模塊，通過控制電池?fù)Q向閥換向演示不同回路。經(jīng)考慮，這也是可行的。</p><p>　　●另外兩塊用來做液壓元件測試實驗：★不包括液壓泵:主要是測量流量和壓力，并確定流量--壓力特性。對于這些測量，只需要普通的流量計和壓力表就行，這是次實驗臺上常規(guī)的裝備，很好解決。在這里用兩個模塊是為了把所用油路設(shè)計好，分裝

55、在兩個模塊上，在兩個模塊間劉一定的空隙并裝好接頭，要測什么元件是就裝什么元件，例如薄壁小孔，細(xì)長小孔，短孔，溢流閥，節(jié)流閥等?！锇ㄒ簤罕茫阂簤罕玫男阅軐嶒炐枰獪y出效率和工作壓力之間的關(guān)系，也要測出輸出功率與工作壓力之間的關(guān)系。液壓泵功率測量有兩種辦法：1、電功率表，將三相功率表接入電網(wǎng)與電動機(jī)定子線圈之間，功率表指示的數(shù)值就是電動機(jī)的輸入功率。2、測出扭矩和轉(zhuǎn)速，采用電機(jī)平衡法測量扭矩T，電動機(jī)兩端有滾動軸承在軸承座中，電動機(jī)殼體可以

56、自由擺動殼體上固定一杠桿，可借助杠桿和砝碼產(chǎn)生的平衡扭矩T（T=G.L）來測量電機(jī)轉(zhuǎn)子作用在定子上的反扭矩，求出T就是電動機(jī)軸的輸出扭矩，也就是液壓泵的輸入扭矩；采用離心式轉(zhuǎn)速表可以測量轉(zhuǎn)速n。分析這兩種方法，并加以比較，不難發(fā)現(xiàn)方法1，也就是電功率表法要簡單，實行起來也很方便，只需多加一個電功率表就可以了。</p><p>　　2.2.4本方案的可行性</p><p>　　根據(jù)目前液壓實

57、驗的種類分析，液壓傳動實驗包括1.驗證性實驗，主要對液壓元件的進(jìn)行性能測試，這類測試主要測量液壓元件前后的壓差和流量，有的需要提供阻力，有的不需要，這可以設(shè)計成固定回路，在需要接元件的地方接入液壓元件即可，更換不同的液壓元件，以完成對不同元件的性能測試；2.演示性實驗，如壓力形成實驗、各種回路演示實驗等，這類實驗主要給學(xué)生演示各種回路，了解回路特性，回路基本固定?？梢圆捎媚K化設(shè)計，需要演示某種實驗，只要把這個回路接入系統(tǒng)中來實現(xiàn)；3.

58、學(xué)生回路設(shè)計實驗，這類實驗主要由學(xué)生自行設(shè)計回路，然后連接到液壓系統(tǒng)中，這類實驗回路沒有規(guī)律，可把各種液壓元件固定在面板上，由學(xué)生自行連接回路來實現(xiàn)；4.綜合性實驗，這類實驗把液壓傳動跟其他學(xué)科的廣義機(jī)構(gòu)連接起來，液壓系統(tǒng)給這些廣義機(jī)構(gòu)提供動力、信號和控制，也可以在面板上留出廣義機(jī)構(gòu)的連接和固定的位置，供學(xué)生連接和設(shè)計實驗。</p><p>　　經(jīng)過課題成員的努力，以及前幾屆學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，對液壓綜合實驗臺給予了

59、深入的探討，取得了一定的成果，摸清了設(shè)計思路和實現(xiàn)方法。</p><p>　　2.2.5本課題需要解決的關(guān)鍵問題</p><p>　　本課題需要解決的關(guān)鍵問題是：1.液壓綜合實驗的設(shè)計，設(shè)計至少4-5個與機(jī)械、電氣、氣壓傳動、計算機(jī)技術(shù)的傳動和控制實驗，從實驗原理、實現(xiàn)步驟和在綜合實驗臺的實現(xiàn)三個方面來考慮和完善；2.綜合學(xué)校四臺液壓試驗臺，使其能完成四臺實驗設(shè)備的全部功能并擴(kuò)展；3.解決

60、液壓實驗與計算機(jī)（PLC）編程控制和電氣控制液壓系統(tǒng)等接口；4.液壓綜合試驗臺的總體設(shè)計和技術(shù)設(shè)計；5.實驗數(shù)據(jù)的計算機(jī)處理等。</p><p><b>　　2.3液壓系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　2.3.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計原則</p><p>　　在研制之初，根據(jù)當(dāng)前液壓教學(xué)的發(fā)展趨勢，結(jié)合我校的具體情況，確定了以下幾條設(shè)計原則：<

61、;/p><p>　?。?）以液壓傳動課程的教學(xué)實驗為目的，兼顧實用性</p><p>　　要求該實驗臺基本能完成液壓傳動課程教學(xué)中的各種實驗。所有元件均采用實物元件，系統(tǒng)的額定工作壓力為6.3Mpa，盡量縮小教學(xué)與實際應(yīng)用的差距，并能為實際的液壓系統(tǒng)提供一個實驗平臺。</p><p>　?。?）多功能，可擴(kuò)展</p><p>　　要求該實驗臺的實

62、驗內(nèi)容豐富多變，一機(jī)多用，不僅能做教學(xué)實驗，而且能完成實際液壓系統(tǒng)的有關(guān)實驗。所有實驗元件均為獨立組件，通過橡膠軟管，有學(xué)生自行設(shè)計、組裝實驗回路。每個工位都有液壓的供給/回油接口、壓力測試接口和實驗回路的電器控制輸入/輸出接口等。</p><p><b>　　（3）直觀性強(qiáng)</b></p><p>　　要求實驗臺所完成的實驗回路能較好的反映出油路的走向和元件的作用，

63、使課堂教學(xué)的抽象性與實際回路的應(yīng)用性能有機(jī)結(jié)合。</p><p>　　2.3.2液壓系統(tǒng)油路設(shè)計</p><p>　　液壓系統(tǒng)是液壓實驗臺的核心，其設(shè)計的合理性將關(guān)系到實驗的順利進(jìn)行。首先，針對常見的基本實驗，具體分析其原理，單個的設(shè)計出液壓系統(tǒng)的原理圖，再綜合各個實驗的特點，將單個的原理圖整合成一個簡潔而完善的液壓系統(tǒng)原理圖。</p><p>　　而在液壓實驗中，

64、常見的基本實驗有液阻特性實驗、液壓元件的性能測試實驗、液壓泵性能測試實驗、節(jié)流調(diào)速回路性能測試實驗等。</p><p>　　綜合這些在液壓學(xué)習(xí)中常見的基本液壓實驗特點，都與壓力、流量和本身的性能等特性有關(guān)。</p><p>　　鑒于本實驗要完成的實驗及大量參考設(shè)計資料，根據(jù)設(shè)計原則最終確定了總液壓油路系統(tǒng)圖（圖2.4），創(chuàng)新實驗系統(tǒng)油路圖（圖2.5）、演示實驗系統(tǒng)油路圖（圖2.6）在此只是

65、列舉一例。</p><p>　　圖2.4 總液壓油路系統(tǒng)圖</p><p>　　表2-2 各電磁換向閥動作順序表</p><p>　　圖2.5 演示實驗系統(tǒng)油路圖</p><p>　　表2-3 各電磁換向閥動作順序表</p><p>　　圖2.6 學(xué)生自主設(shè)計實驗系統(tǒng)油路圖</p><p>　　

66、表2-4 各電磁換向閥動作順序表</p><p>　　2.4液壓油路系統(tǒng)設(shè)計具體分析與評價 </p><p>　　2.4.1油路具體分析</p><p>　　總油路選用了兩個液壓泵，一個定量泵，一個變量泵，兩泵通過單向閥與一溢流閥連接，溢流閥在這里起安全閥作用，限定系統(tǒng)的最高壓力。</p><p>　　當(dāng)1YA得電，3YA不得電時，液壓缸

67、通過連接卷筒，卷筒上掛一重物，可以測出液壓泵的有用功，而液壓泵旁連接有功率表，可以直接讀出其輸出功率。因此可以測出液壓泵的性能參數(shù)。</p><p>　　當(dāng)1YA、2YA、4YA都不得電，3YA得電時，同時關(guān)閉與短孔，細(xì)長孔，薄壁孔相連的節(jié)流閥，可以測試大流量時的液壓元件特性；當(dāng)1YA、2YA都不得電，3YA、4YA得電時，同時關(guān)閉與短孔，細(xì)長孔，薄壁孔相連的節(jié)流閥，可以測試小流量時的液壓元件特性。當(dāng)需要測試短孔

68、、細(xì)長孔、薄壁孔液阻特性時，可以打開與之相連的節(jié)流閥，通過壓力表讀書就可以畫出液阻特性圖。</p><p>　　當(dāng)1YA、2YA、3YA都不得電，1YT得電時，進(jìn)行演示實驗，演示定量泵進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（這只是演示實驗之一，需要演示其他液壓基本回路可以換相應(yīng)演示實驗?zāi)K），可調(diào)節(jié)節(jié)流閥控制液壓缸前進(jìn)速度；當(dāng)1YA、2YA、3YA都不得電，2YT得電時,液壓缸快退。</p><p>　　學(xué)生自

69、主設(shè)計實驗，如圖2.6。快進(jìn)時，1YA和3YA得電，回油路直接與郵箱相通，回油速度快，此時活塞快速向前運(yùn)動，完成快進(jìn)；Ⅰ工進(jìn)時，要求較快的慢速進(jìn)給，3YA和4YA不得電，換向閥5處于中位，此時回油通過兩個節(jié)流閥同時流回油箱，回油速度較快，此時活塞以較快速度向前進(jìn)給，完成Ⅰ工進(jìn)；Ⅱ工進(jìn)時，要求較慢慢速進(jìn)給，4YA得電，回油通過節(jié)流閥8流回油箱，此時油液通過一個節(jié)流閥回油箱，回油速度較慢，活塞慢速向前進(jìn)給，完成Ⅱ工進(jìn)；快退時，要求活塞快速退

70、回，因此1YA不得電，2YA和3YA得電，回油油路直接與油箱相通，活塞快速退回，完成快退；快退到原位停止，此時1YA、2YA、3YA和4YA均不得電。</p><p><b>　　2.4.2評價</b></p><p>　　綜合分析、評價上述油路圖，液壓元件相對傳統(tǒng)試驗臺要少，相對減少了試驗臺的所需空間，也降低了成本。縱觀油路圖，整個油路圖簡單明了，便于學(xué)生理解，也便

71、于實際實施，特別是演示實驗的模塊化設(shè)計，大大減少了油路圖的復(fù)雜性，使學(xué)生更易理解和觀察各個基本油路。</p><p>　　2.5外形尺寸的確定</p><p>　　考慮到以人為本的思想，并考慮到液壓實驗臺臺面的高度要有足夠的空間安放液壓站和安裝油管，同時要方便操作，底架高確定為720cm，豎直臺架的高度以可以方便的安裝自主創(chuàng)新實驗的液壓元件為依據(jù)，故將其設(shè)計為1080mm。試驗臺總高確定為

72、1800cm。查書知電磁換向閥的長度大概300cm，確定油路板尺寸為300×300cm，由此得出試驗臺長1320cm,演示試驗試驗臺長460cm,及總長1780cm?？倢挻_定為800cm。旁邊并接演示實驗，底架高度設(shè)計為一樣，寬也設(shè)計一樣，長根據(jù)實驗要求設(shè)計為460cm。故液壓實驗臺的總體尺寸為：總體高度為18000mm，總體寬度為800mm，總體長度為1780mm。</p><p><b>

73、　　2.6 本章小結(jié)</b></p><p>　?。?）通過形態(tài)分析法經(jīng)過比較分析，確定了實驗臺布局和結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）針對常見的基本實驗，具體分析其原理，單個的設(shè)計出液壓系統(tǒng)的原理圖，再綜合各個實驗的特點，將單個的原理圖整合成一個簡潔而完善的液壓系統(tǒng)原理圖。</p><p>　?。?）液壓元件相對傳統(tǒng)試驗臺要少，相對減少了試驗臺的所需空

74、間，也降低了成本，大大減少了油路圖的復(fù)雜性，使學(xué)生更易理解和觀察各個基本油路。</p><p><b>　　第三章 技術(shù)設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1元件選型</b></p><p>　　3.1.1液壓能源部分</p><p>　　優(yōu)先考慮實驗室是老師，學(xué)生做實驗的地方，不適合大流

75、量，大噪音。所以本實驗中所有零件選型都選用中壓6.3MP，中流量。</p><p>　　分析液壓泵種類，液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。葉片泵分為兩類，即完成一次吸、排油液的單作用葉片泵和完成兩次吸、排油液的雙作用葉片泵，單作用葉片泵多為變量泵，工作壓力最大為7.0Mpa，雙作用葉片泵均為定量泵，一般最大工作壓力亦為7.0Mpa，結(jié)構(gòu)經(jīng)改進(jìn)的高壓葉片泵最大的工作壓力可達(dá)16.0-21.0Mpa。&l

76、t;/p><p>　　單作用式葉片泵，由于可以采用改變定子和轉(zhuǎn)子間偏心距的方法來調(diào)節(jié)流量，所以一般適宜做成變量泵。但相對運(yùn)動部件多，泄露較大，調(diào)節(jié)不變，不適于高壓。雙作用葉片泵，只能做成定量泵。壓力較高，輸油較均勻，應(yīng)用廣泛。</p><p>　　本實驗臺采用了一個葉片定量泵和一個高壓柱塞變量泵向系統(tǒng)供油，兩泵既可單獨供油，也可以同時供油。這種設(shè)計可完成“雙泵供油回路實驗”、“容積節(jié)流調(diào)速回路

77、實驗”、“限壓式變量泵的調(diào)整實驗”等。考慮到實驗過程中的安全性和電機(jī)的低壓啟動等因素，在兩泵的油口通過單向閥與一溢流閥相接，溢流閥在此做安全閥。定量泵外形尺寸如圖3.1，規(guī)格見表3-1。變量泵外形尺寸參考定量泵，規(guī)格見表3-2。</p><p>　　參考以上要求，定量泵型號選用SVQ25,變量泵型號選用V型軸向柱塞泵。依據(jù)工作情況還給液壓泵配裝了回油濾油器、液位液溫計、油水冷卻器等。通過上述措施確保了</p

78、><p>　　足相關(guān)要求。 同時,泵源設(shè)有安全裝置及應(yīng)急卸荷裝置,以確保不會超壓。</p><p>　　電機(jī)部分，根據(jù)所選葉片泵的規(guī)格表中所給出的額定工況下泵的驅(qū)動功率以及液壓綜合實驗臺的具體尺寸，查閱機(jī)械設(shè)計手冊，選擇型號為Y90S-6的電機(jī)，其功率為0.75KW，轉(zhuǎn)速為910r/min，重量23kg。</p><p>　　圖3.1 高壓定量葉片泵SVQ25尺寸圖&l

79、t;/p><p>　　表3-1 定量泵規(guī)格</p><p>　　表3-2 變量泵規(guī)格</p><p>　　3.1.2壓力測試部分</p><p>　　由于本實驗臺的液壓元件的選取都是以中等壓力6.3MP為依據(jù)的，所以壓力表的最大量程要比這個系統(tǒng)壓力要高，同時壓力表的精度要能滿足實驗的測量結(jié)果誤差在實驗允許的范圍內(nèi)，故綜合考慮選取1.6級精度等級的

80、量程為10MP的壓力表，其型號為YFXC-100IV-Z型,如圖3.2。</p><p><b>　　圖3.2 壓力表</b></p><p>　　3.1.3液壓缸計算選型</p><p>　　液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，應(yīng)用廣泛，種類繁多。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點分為活塞式、柱塞式、回轉(zhuǎn)式三大類；根據(jù)作用方式分為作用式和雙作用式，前者只有一個方向由液壓缸驅(qū)

81、動，反向運(yùn)動則由彈簧力或重力完成，后者兩個方向的運(yùn)動均有液壓實現(xiàn)。</p><p>　　從本次設(shè)計的要求分析，由于不需要太大的作用力，選則活塞式就可滿足要求，活塞式分為雙活塞桿液壓缸和單活塞桿液壓缸。</p><p>　　雙活塞桿缸的活塞兩端都有活塞桿伸出。它主要由鋼筒、活塞、活塞桿、左右缸蓋、左右壓蓋等零件組成。鋼筒固定式雙桿活塞缸的進(jìn)、出油口位于鋼筒兩端，活塞通過活塞桿帶動工作臺移動，

82、工作臺移動范圍等于活塞有效行程的三倍，占地面積大，因此僅適用小型機(jī)床。而活塞桿固定式，缸筒與工作臺相連，活塞桿通過支架固定機(jī)床上。此種安裝形式，工作臺的移動范圍等于活塞有效行程的兩倍，因此占地面積大，常用于大中型設(shè)備中。</p><p>　　而單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿，它主要由缸底、鋼筒、缸頭、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套、緩沖套、節(jié)流閥、但放氣孔的單向閥及密封裝置等組成。缸筒與法蘭焊接于一體，通過螺釘與缸底、缸頭

83、連接。單活塞桿缸也有鋼筒固定和活塞固定兩種安裝形式。兩種安裝方式的工作臺移動范圍均為活塞有效行程的兩倍。單活塞桿缸因左、右兩腔有效面積不等，因此當(dāng)進(jìn)油腔和回油腔壓力分別為P1和P2，輸入左、右兩腔的流量均為q時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度不相同。 </p><p>　　如圖3.3(a）所示，當(dāng)壓力進(jìn)入無桿腔時，活塞上產(chǎn)生的推力F1和速度v1分別為：&

84、lt;/p><p>　　如圖3.3(b）所示，當(dāng)壓力進(jìn)入有桿腔時，作用在活塞上產(chǎn)生的推力F2和速度v2分別為：</p><p>　　工程實用時將上列速度v1和v2的比值稱為往返速比，并記為λv，于是得：</p><p>　?。╝） （b）</p><p><b>　　(c)

85、</b></p><p>　　圖3.3 單活塞桿液壓缸的速度與推力關(guān)系</p><p>　　即已知活塞直徑D和速比λv，可求的活塞桿直徑d，而速比λv越大、活塞桿直徑d越大。</p><p>　　如果單活塞桿缸的左、右兩腔同時同壓力油，如圖4-10(c）所示，稱為差動連接，差動連接的單活塞桿缸稱之為差動液壓缸。差動液壓缸雖然左、右兩腔壓力相等，但因為左

86、腔的有效面積大于右腔，因此使活塞向右的作用力大于向左的作用力，活塞向右運(yùn)動，且只能向右運(yùn)動。</p><p>　　經(jīng)以上分析，結(jié)合本次設(shè)計系統(tǒng)的要求，選著單活塞桿液壓缸。如圖3.4。</p><p><b>　　圖3.4 液壓缸</b></p><p>　　3.1.4溢流閥選型</p><p>　　溢流閥一種液壓壓力控制

87、閥。在液壓設(shè)備中主要起定壓溢流作用和安全保護(hù)作用。</p><p>　　定壓溢流作用：在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時，會使流量需求減小。此時溢流閥開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進(jìn)口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動開啟）。</p><p>　　安全保護(hù)作用：系統(tǒng)正常工作時，閥門關(guān)閉。只有負(fù)載超過規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓力超過調(diào)定壓力）時開啟溢流，進(jìn)行

88、過載保護(hù)，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高10％～20％）。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)對溢流閥的要求，以及流量q以及負(fù)載壓力，選擇YF-B10H型,見圖3.5。</p><p>　　3.1.5節(jié)流閥選型</p><p>　　節(jié)流閥是一種最簡單有最基本的流量控制閥，其實質(zhì)相當(dāng)于一個可變節(jié)流口，即一種借助于控制機(jī)構(gòu)使閥心相對于閥體孔運(yùn)動

89、改變閥口過流面積發(fā)熱閥。常用在定量泵節(jié)流調(diào)速回路實現(xiàn)調(diào)速。在實驗中，當(dāng)節(jié)流閥在小開口面積下工作時，雖然閥的前后壓力差和油液粘度均不變，但流經(jīng)閥的流量會出現(xiàn)時多時少的周期性脈動現(xiàn)象，隨著開口的繼續(xù)減小，流量脈動現(xiàn)象加劇，甚至出現(xiàn)間歇式斷流，使節(jié)流閥完全喪失工作能力。上述這種現(xiàn)象稱為節(jié)流閥的堵塞現(xiàn)象。造成堵塞現(xiàn)象的主要原因是油液中的污物堵塞節(jié)流口造成的，即污物時堵時而沖走造成流量脈動；另一個原因是油液中的極化分子和金屬表面的吸附作用導(dǎo)致節(jié)流

90、縫隙表面形成吸附層，使節(jié)流口的大小和形狀受到破壞。</p><p>　　節(jié)流閥的堵塞現(xiàn)象使節(jié)流閥在和小流量下工作時流量不穩(wěn)定以致執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。因此，對節(jié)流閥有一個能正常工作的最小流量控制。這個限制值稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量，用于系統(tǒng)則限制了執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度。本次設(shè)計的油路的油液的流量為中等流量，流量定位9L/min，查閱網(wǎng)上資料，選用型號LF-B10H,如圖3.6。</p><p

91、><b>　　圖3.5 溢流閥</b></p><p><b>　　圖3.6 節(jié)流閥</b></p><p>　　3.1.6電磁換向閥選型</p><p>　　換向閥是具有兩種以上流動形式和兩個以上油口的方向控制閥。是實現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動作控制的閥門?？煞譃槭謩訐Q向閥、電磁換向閥、電液

92、換向閥等。</p><p>　　根據(jù)所需求的功能要求，選GB2514-AC-05-4-A三位四通電磁閥、二位三通電磁閥（液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊）。</p><p><b>　　3.2裝配圖設(shè)計</b></p><p><b>　　3.2.1支架連接</b></p><p>　　支架的連接可以采用焊接，

93、角鐵連接，鉸鏈連接等。</p><p>　　焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，使同性或異性兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。無論何種焊接方法，焊后總是有焊接殘余應(yīng)力存在，只是不同方法的殘余應(yīng)力大小不同而已，焊接的零件同時由于熱影響區(qū)的急冷，在碳含量較高的條件下，容易產(chǎn)生淬火馬氏體，容易產(chǎn)生裂紋。而且如果焊接過程中控制不到位，容易產(chǎn)生氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等缺陷。最重要的是焊接不利于拆裝，而我們所設(shè)計的

94、試驗臺相對較大，不便于運(yùn)輸和移動。</p><p>　　角鐵可按結(jié)構(gòu)的不同需要組成各種不同的受力構(gòu)件，也可作構(gòu)件之間的連接件，如圖3.7。角鐵連接受力均勻，不會出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，相對而言強(qiáng)度更好，安全性更高。</p><p><b>　　圖3.7 角鐵</b></p><p>　　鉸鏈又稱合頁是用來連接兩個固體，并允許兩者之間做轉(zhuǎn)動的機(jī)械裝置。

95、鉸鏈可能由可移動的組件構(gòu)成，或者由可折疊的材料構(gòu)成。它一般要求板厚度為18—20mm。按材質(zhì)分類主要分為，不銹鋼鉸鏈和鐵鉸鏈。如圖3.8。</p><p>　　綜合考慮拆裝方便要求，強(qiáng)度要求，剛度要求，經(jīng)過比較，最終決定選用角鐵。</p><p><b>　　圖3.8 鉸鏈</b></p><p>　　3.2.2液壓綜合試驗臺的總裝</p

96、><p>　　對于本液壓實驗臺采用明確區(qū)分功能區(qū)，例如液壓站由于不需要人去經(jīng)常操作，故放在液壓實驗臺的底部。除此之外，液壓實驗臺中系統(tǒng)的組成還需要很多油管連接，復(fù)雜的油管如果隨便安裝，將環(huán)繞整個實驗臺，非?；靵y，所以將絕大部分的液壓油管的連接隱蔽安裝在液壓實驗臺的底部和臺架內(nèi)部，如圖3.9所示：</p><p>　　圖3.9 液壓油管局部示意圖</p><p>　　在油

97、管的連接過程中，油管采用鋼管，管接頭采用螺紋連接的管接頭，雖然鋼管不便彎曲、接頭裝配工作量大，但是拆裝方便，工作可靠，所以應(yīng)用于液壓實驗臺時，常用在不常拆裝的地方。而常常拆裝的部分，例如演示實驗部分和自主創(chuàng)新實驗部分的液壓元件的連接就是使用可以隨便彎曲的橡膠軟管。同時，在液壓系統(tǒng)連接的過程中簡單方便的油路分支元件，如圖3.10所示：</p><p>　　圖3.10 右路分支原件示意圖</p><

98、;p>　　實驗臺的儀表裝置安放在實驗臺的頂端，方便站在不同的位置的實驗人員方便的讀取數(shù)據(jù)，如圖3.11所示：</p><p>　　圖3.11 儀表板示意圖</p><p>　　對于新型綜合液壓實驗臺而言，電器部分是非常重要的部分，有關(guān)的電器元件就可以安裝在液壓實驗臺的豎直架子上面的電器擴(kuò)展部分，這樣可以大大的減小液壓實驗臺的體積，同時減少了實驗臺與外部的連線，如圖3.12所示。<

99、;/p><p>　　圖3.12 電氣安裝示意圖 圖3.13液壓缸布置示意圖</p><p>　　液壓實驗臺中液壓缸是非常重要的部分，作為執(zhí)行元件，不管是閥的性能測試實驗，演示實驗，還是自主創(chuàng)新實驗都會用到液壓缸。由于液壓實驗臺兩面都可以進(jìn)行液壓實驗，所以照顧到多方面的的因素，液壓缸就裝在液壓實驗臺演示實驗臺面的上側(cè)橫放，在任何一邊進(jìn)行實驗都可以方便清楚的觀察

100、液壓缸的運(yùn)動，同時，掩飾實驗的液壓油板與之連接也非常方便。如圖3.13所示。</p><p>　　由于綜合液壓實驗臺可以方便快捷的進(jìn)行自主創(chuàng)新實驗是很重要的一點，所以，為了可以在實驗臺上快速的進(jìn)行自主創(chuàng)新實驗，就設(shè)計了可以快速方便的拆裝液壓元件的T型槽，如圖3.14所示:</p><p><b>　　總裝配圖見附件1。</b></p><p>

101、　　圖3.14 T型槽示意圖</p><p><b>　　3.3零件圖設(shè)計</b></p><p>　　零件圖設(shè)計主要是油路板的設(shè)計。</p><p>　　液壓油路板一般用灰鑄鐵來制造，要求材料致密，無縮孔縮松等缺陷。液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，表面粗糙度值為Ra0.8um，背面連接壓力油管（P），回油管（T），泄露油管（L）和工作油管（

102、A、B）等。油管與液壓油路板通過管接頭用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過液壓油路板內(nèi)部的孔道連接。除正面外其他加工面和孔道的表面粗糙度值為Ra6.3——12.5um。本次液壓系統(tǒng)元件不多，要求液壓油路板上的元件布局緊湊，盡量把元件都放在一塊板上。但又要避免液壓油路板上孔道過長，給加工帶來困難，所以板的外形尺寸一般不大于400mm，板上安裝的閥一般不多于10——12個。本次的設(shè)計原理圖按回路形式和元件個數(shù)，將其分為兩個油板，

103、這樣既可方便油路的連接，還可以方便設(shè)計，且滿足設(shè)計要求。</p><p>　　液壓油路板正面用來安裝液壓油路元件，表面粗糙度值為Ra0.8um。上面布置有液壓元件固定螺孔、油路板固定孔和液壓元件的油孔。當(dāng)液壓元件布置完之后，孔道位置就基本確定了。</p><p>　　液壓油路板背面設(shè)計有與執(zhí)行元件連接的油孔（A、B），與液壓泵連接的壓力油孔（P）以及與液壓油箱連接的回油孔（T），此類液壓油

104、孔可加工成米制細(xì)牙螺紋空或英制管螺紋孔。</p><p>　　液壓油路板內(nèi)部孔道一般分三層布置：</p><p>　　第一層：距液壓油版正面距離10mm，一般布置泄露油孔（L）和控制油孔（K），要注意的是防止第一層孔道與液壓元件固定螺孔相通。</p><p>　　第二層：距離液壓油版正面距離約25mm，距第一層15mm，布置壓力油孔。</p><

105、p>　　第三層：距離液壓油版正面距離約41mm，距第二層16mm，距液壓油版反面19mm，布置回油孔（T）。因此，液壓油路板總厚度一般60mm。具體圖見附錄2、附錄3、附錄4、附錄5、附錄6、附錄7、附錄8、附錄9。</p><p><b>　　3.4 本章小結(jié)</b></p><p>　?。?）綜合考慮，本實驗臺所有元件都選用中壓中流量。提高液壓系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程

106、度。所有的液壓元件的選取都采用相同的通徑，這樣便于液壓元件的安裝，給油管的制造帶來了方便，即采用系列化的油管就可以達(dá)到性能上的要求。提高液壓系統(tǒng)的工作性能和降低制造成本。</p><p>　?。?）進(jìn)行了液壓綜合實驗臺的總裝配圖設(shè)計，對實驗臺各個部分都做出了具體分析和設(shè)計。</p><p>　?。?）提高液壓系統(tǒng)的通用化程度。本設(shè)計實驗臺的元件中除四塊油路板是自己設(shè)計制造外，其它元件都是從

107、外部購買，這大大縮短了設(shè)計周期和降低制造成本。</p><p>　　第四章 基于本綜合實驗臺的綜合實驗設(shè)計</p><p>　　4.1搬運(yùn)工件機(jī)械手原理</p><p>　　搬運(yùn)工件機(jī)械手在工廠中使用是比較多的，圖4.1簡單的搬運(yùn)工件機(jī)械手的簡圖。</p><p>　　圖4.1工機(jī)械手簡圖</p><p>　　根據(jù)搬運(yùn)

108、工件機(jī)械手的簡圖(圖4.1)系統(tǒng)的運(yùn)行情況為：工件的補(bǔ)充使用人工控制。亦即可直接將工件放在D點(LS0動作)；只要D點一有工件，機(jī)械手臂即先下降(B缸動作)，將之抓取(C缸動作)后上升(B缸復(fù)位)，再將它搬運(yùn)(A缸動作)到E點上方，機(jī)械手臂再次下降(B缸動作)后放開(C缸復(fù)位)工件，機(jī)械手臂上升(B缸復(fù)位)，最后機(jī)械手臂再回到原點。液壓系統(tǒng)原理如圖4.2在確定系統(tǒng)運(yùn)行情況后對系統(tǒng)做進(jìn)一步分析與處理：在液壓系統(tǒng)中A、B、C缸均為單動缸，使

109、用電磁控制的方式；C缸在抓取或放開工件后，都須有1秒的間隔，機(jī)械手臂才能動作。當(dāng)E點有工件且B缸已上升至LS4時，輸送帶馬達(dá)驅(qū)動以運(yùn)走工件，經(jīng)2秒后輸送帶馬達(dá)自動停止，工件若未完全運(yùn)走(記時未到)時，則應(yīng)等待輸送帶馬達(dá)停止后始得將工件下移；LS0一D點有無工件偵測用限制開關(guān)；Lsl—A缸前行限制開關(guān)(左極限)；LS2一A缸退回限制開關(guān)(左極限)；Ls3一B缸下降限制開關(guān)(左極限)；LS4一B缸上升限制開關(guān)(左極限)；LS5一E缸有無工件