液壓氣壓傳動(dòng)三級(jí)項(xiàng)目分析

1、液壓與氣壓傳動(dòng)課程三級(jí)項(xiàng)目報(bào)告班級(jí)：機(jī)設(shè)2班小組成員：劉世偉薛念普柯雅偉劉偉指導(dǎo)老師：劉濤完成時(shí)間：2016年5月9日、八 、-刖吞液壓傳動(dòng)具有多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，例如功率密度大，配置靈活方 便，調(diào)速范圍大，工作平穩(wěn)且快速性好，易于操控并實(shí)現(xiàn)過載保 護(hù)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)電液的整合，系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù) 方便等，因而已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制 工程的基本技術(shù)要素。作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)與控制的重要 技術(shù)手段，液壓技術(shù)的應(yīng)用遍及國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，例如機(jī)械制 造，能源與冶金工業(yè)等。液壓技術(shù)已經(jīng)成為包括傳動(dòng)，控制和檢 測在內(nèi)的，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械裝配技術(shù)進(jìn)步有重要影響的基礎(chǔ)技術(shù)和基 礎(chǔ)學(xué)科，

2、在我國的機(jī)械工業(yè)中起到了極大的作用。目錄摘要11. 液壓傳動(dòng)與液壓系統(tǒng)21.1 液壓傳動(dòng)與液壓系統(tǒng)概述21.1.1 液壓系統(tǒng)工作原理21.1.2 液壓系統(tǒng)的組成22. 課題背景32.1 滑動(dòng)水口的工作原理32.2 滑動(dòng)水口的組成42.3 滑動(dòng)水口分類43. 系統(tǒng)要求及參數(shù)計(jì)算53.1 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求53.1.1 包括主缸，可以打開、關(guān)閉水口53.1.2 采用閥組冗余設(shè)計(jì)、蓄能器輔助動(dòng)力源設(shè)計(jì)，介質(zhì)為水乙二醇。53.2 負(fù)載分析53.3 計(jì)算前進(jìn)時(shí)間和回程時(shí)間63.4 負(fù)載循環(huán)圖的繪制3.5 液壓缸主要參數(shù)的確定63.5.1 初選液壓缸的工作壓力63.5.2 計(jì)算液壓缸尺寸74. 液壓系統(tǒng)圖的制

3、定104.1 選擇液壓系統(tǒng)104.1.1 調(diào)速回路104.1.2 換向回路114.1.3 鎖緊回路114.1.4 閥的冗余設(shè)計(jì)124.1.5 蓄能器回路124.2 組成液壓系統(tǒng)圖135. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理分析166. 系統(tǒng)性能及工藝過程的分析176.1 自動(dòng)控制176.2 手動(dòng)控制186.3 緊急情況187. 液壓元件的選擇187.1 確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率187.3 選擇油管207.4 確定油箱油量207.5 選擇過濾器218.液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算219.心得體會(huì)2210. 參考文獻(xiàn)247.2 選擇閥類元件及輔助元件20IV摘要滑動(dòng)水口 （Sliding Nozzle，簡稱SN）系統(tǒng)是

4、冶煉中不可缺少 的部分。它是連鑄機(jī)澆鑄過程中鋼水的控制裝置，能夠精確地調(diào) 節(jié)從鋼包到連鑄中間包的水流量， 使流入和流出的鋼水達(dá)到平衡， 從而使連鑄操作更容易控制?；瑒?dòng)水口系統(tǒng)因其可控性好，能提 高煉鋼生產(chǎn)效率而得到了迅速發(fā)展。現(xiàn)在，在鋼包、中間包上國 內(nèi)外普遍使用了滑動(dòng)水口系統(tǒng)。大包滑動(dòng)水口液壓回路控制大包滑動(dòng)水口的開閉，而大包滑 動(dòng)水口是連鑄的關(guān)鍵設(shè)備之一，該系統(tǒng)要使滑動(dòng)水口在一定負(fù)載 下按給定速度打開與閉合，并能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)，以控制水口開度的大 小，從而控制鋼水流下的速度，同時(shí)考慮到突然停電的情況，系 統(tǒng)中設(shè)置了蓄能器，使系統(tǒng)在泵停止工作時(shí)，滑動(dòng)水口仍能開關(guān) 兩到三次，從而防止鋼水在鋼包中冷卻

5、凝固。關(guān)鍵字： 滑動(dòng)水口 液壓系統(tǒng)71. 液壓傳動(dòng)與液壓系統(tǒng)1.1 液壓傳動(dòng)與液壓系統(tǒng)概述液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說是一項(xiàng)新的學(xué)科，但是突出的 優(yōu)點(diǎn)是的液壓傳動(dòng)成為傳動(dòng)領(lǐng)域的后起之秀。特別是第二次大戰(zhàn) 后，由于軍事及建設(shè)需求的刺激，液壓技術(shù)日趨成熟。近三十年 來，由于原子能技術(shù)、航空航天技術(shù)、控制技術(shù)、材料科學(xué)、微 電子技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使之在國民 經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。1.1.1 液壓系統(tǒng)工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由各種液壓元件組 成的一套液流循環(huán)系統(tǒng)。它先將電動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w 的壓力能，通過調(diào)節(jié)和控制各液壓元件的液體流量用以傳

6、遞壓力 和工作信號(hào)，再借助適當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)將液壓能重新轉(zhuǎn)變機(jī)械能， 以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所要求的各種動(dòng)作。1.1.2 液壓系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成， 即動(dòng)力元件、 執(zhí)行元 件、控制元件、輔助元件和液壓油。（1）動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力 能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵 的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。（2）執(zhí)行元件 （如液壓缸和液壓馬達(dá) ）的作用是將液體的壓力 能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（3）控制元件 （即各種液壓閥 ） 在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體 的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分

7、為壓力 控制閥、流量控制閥和方向控制閥。 壓力控制閥又分為溢流閥 （ 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。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制 閥、定值控制閥和比例控制閥。（4）輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、 壓力表、油位油溫計(jì)等。（5）液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)， 有各種礦物 油、乳化液和合成型液壓油等幾大類2. 課題背景滑動(dòng)水口是連鑄機(jī)澆鑄過程中鋼水的控制裝置，能夠精確地 調(diào)節(jié)從鋼包到連鑄中間包的水流量，使流入和流出的鋼水達(dá)到平 衡，從而使連鑄操作更容

8、易控制，冶煉中不可缺少的部分。該系 統(tǒng)的誕生與應(yīng)用提高了生產(chǎn)效率，方便了工人操作，調(diào)高了鋼廠 自動(dòng)化水平。在實(shí)際生產(chǎn)中，滑動(dòng)水口開度需經(jīng)常調(diào)整，動(dòng)作比 較頻繁，如果壓力不足，水口無法打開或關(guān)閉，更嚴(yán)重的是，在 澆鑄中因事故停澆時(shí)，大包水口若不能關(guān)閉，將使中間包溢鋼而 燒毀設(shè)備，甚至?xí)斐扇松韨鍪鹿拾l(fā)生。因此，設(shè)計(jì)合理可靠 的大包滑動(dòng)水口液壓系統(tǒng)非常重要。2.1 滑動(dòng)水口的工作原理滑動(dòng)水口工作原理是利用安裝在鋼包底部鐵殼外面的兩塊 用耐火材料制成的平板 , 并依靠機(jī)械的力量把兩塊板靠緊 ,達(dá)到近 乎沒有間隙的程度。通過外下滑板注孔連接下水口磚。當(dāng)上、下 注口在移動(dòng)中重合時(shí)， 鋼包內(nèi)鋼水 , 可

9、通過上水口磚、 上滑板、下 滑板、下水口磚流出進(jìn)行澆注作業(yè)。 當(dāng)上、下注孔錯(cuò)開時(shí) , 則注口關(guān)閉, 澆注作業(yè)停止滑動(dòng)水口的驅(qū)動(dòng)方式可分為：人力驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)缸 驅(qū)動(dòng)、風(fēng)動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)。鋼水包滑動(dòng)水口液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)來源于某工廠 的實(shí)際工程，鑒于鋼包的高溫和惡劣的工作環(huán)境以及隨著鋼包的 不斷增大，使人為控制滑動(dòng)水口越來越困難，從而誕生了液壓驅(qū) 動(dòng)的滑動(dòng)水口機(jī)構(gòu)。2.2 滑動(dòng)水口的組成滑動(dòng)水口一般由驅(qū)動(dòng)裝置、 機(jī)械部分和耐火材料部分 (即上 下滑板、下水口)組成，耐火材料由座磚、上水口座、上滑板、 下滑板、下水口磚組成。2.3 滑動(dòng)水口分類(1 )按滑板移動(dòng)方式分為： 往復(fù)式 單水口往復(fù)式 : 上下滑

10、板直線、往復(fù)平行移動(dòng)。 雙水口往復(fù)式 : 下滑板安裝兩個(gè)不同口徑的注口 , 輪換使 用。 三滑板往復(fù)式 : 用于連鑄中間包 , 上、下滑板不動(dòng) , 只動(dòng)中 間滑板。(2 )按驅(qū)動(dòng)方式分 人力驅(qū)動(dòng) : 我國有些中小鋼廠滑動(dòng)水口仍用人力驅(qū)動(dòng)。 液壓驅(qū)動(dòng) :利用液壓站 ,通過液壓油缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng) ,在國內(nèi) 和國外應(yīng)用較為普遍。 電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng) : 利用電動(dòng)缸在鋼包上驅(qū)動(dòng) , 電源由吊車送下 插頭和鋼包上電動(dòng)缸相接通即可驅(qū)動(dòng)。 風(fēng)動(dòng)缸驅(qū)動(dòng) : 利用壓縮空氣連在鋼包的氣動(dòng)缸上 , 就可以驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)只在停電時(shí)偶爾驅(qū)動(dòng)。3. 系統(tǒng)要求及參數(shù)計(jì)算3.1設(shè)計(jì)參數(shù)及要求3.1.1包括主缸，可以打開、關(guān)閉水口主要參數(shù)如下：負(fù)

11、載負(fù)載質(zhì)靜摩擦動(dòng)摩往返加減速前進(jìn)速度回程速度行程力KN量Kg力N擦力N時(shí)間smm/smm/smm主缸20500400020000.220302003.1.2采用閥組冗余設(shè)計(jì)、蓄能器輔助動(dòng)力源設(shè) 計(jì)，介質(zhì)為水乙二醇。3.2負(fù)載分析工作負(fù)載：Fr 2°°°°Nv 50 Fm 一m 500 250 N 慣性負(fù)載：t100靜摩擦阻力：Ffs 4000 NFfd 2000 N動(dòng)摩擦阻力：fd由此可得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載，見表:工況計(jì)算公式液壓缸負(fù)載f/n液壓缸推力一/ Nm起動(dòng)Ffs40004444加速FfdF m22502500工進(jìn)FrFfd2200024

12、444反向起動(dòng)Ffd40004444加速F fdF m22502500后退F RF fd200024444制動(dòng)F fdF m17501944注：液壓缸的機(jī)械效率取 m 0.9。3.3計(jì)算前進(jìn)時(shí)間和回程時(shí)間前進(jìn)時(shí)間tl200.2010s回程時(shí)間t2200306皿3.4負(fù)載循環(huán)圖的繪制3.5液壓缸主要參數(shù)的確定3.5.1初選液壓缸的工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。一般來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走 機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體參考下面表格選?。河捎谝簤焊椎淖畲笸屏?4444N,初選液壓

13、缸的工作壓力為P 4Mpa載荷/KN<551010 2020 3030 50>50工作壓力 /MPa<0.8 11.5 22.5 33445> 53.5.2計(jì)算液壓缸尺寸為了使回油路存在背壓，可以采用回油節(jié)流調(diào)速回路或在回 油路上裝背壓閥。經(jīng)查閱可知：系統(tǒng)類型背壓力/Mpa簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.2 0.5回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.4 0.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5回路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.2 3回油路較短，且直接回油箱可忽略不計(jì)初取背壓力P21 106Pa最大負(fù)載是在工作進(jìn)給階段，采用無桿腔進(jìn)油，選取液壓缸 桿徑比:按工作壓

14、力選取:工作壓力/MPa5.05.0 7.07.0d/D0.5 0.550.62 0.700.7取 d 0.5D。因此液壓缸活塞的受力平衡方程為（Pd P2A2） m FAiFm( PiP2/2)2444450.9 (40 10/2) 10327.76 10 3m21002448,'4a1 ,'4 7.76 10 3 ccccD j, i 99.39mm經(jīng)過查找則取 D 100mm,貝U d 0.5D0.5 100 50mm活塞桿直徑尺寸標(biāo)準(zhǔn)值，如下表:4184511028052050125320 :62256140360825163160400 110287018012328

15、02001436902201640100250d的尺寸需要進(jìn)行圓整，正好取 50mm計(jì)算液壓缸的無桿腔和有桿腔的實(shí)際有效工作面積:A1D22 mm327.9 10 mm2222232A2(D d )(10050 )mm 5.9 10 mm44反過來計(jì)算液壓缸的工作壓力 P1為：PiF / m P2AA24444/0.91 106 5.9 1037.9 1031010 64.18MPa計(jì)算出液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的實(shí)際值見表:工況負(fù)載/N液壓缸計(jì)算公式回油腔壓力p2 105/ pa輸入流量q/ (L/min)進(jìn)油腔壓力p1 105 / pa輸入功率P/KW刖進(jìn)啟動(dòng)4444-22

16、-p FA2P：P1Aq AwP P1q加速2500P2PlP-30-勻速24444109.48410.60回程啟動(dòng)4444-22-F AP：P1Aq A2V2 p P1q加速25008-30-勻速244441010.62410.724. 液壓系統(tǒng)圖的制定4.1 選擇液壓系統(tǒng)4.1.1 調(diào)速回路液壓回路在選擇時(shí)，應(yīng)首先選擇調(diào)速回路。調(diào)速回路的選用 主要考慮以下問題： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)速度、速度穩(wěn)定性等要求：負(fù) 載小，且工作中負(fù)載變化也小的系統(tǒng)可采用節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速；在 工作中負(fù)載變化較大且要求低速穩(wěn)定性好的系統(tǒng)，宜采用調(diào)速閥 的節(jié)流調(diào)速或容積調(diào)速； 經(jīng)濟(jì)性要求：節(jié)流調(diào)速回路的成本低，功率

17、損失大，效率也低；容積調(diào)速回路因變量泵、變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以價(jià) 錢高，但其效率高、功率損失小。該液壓系統(tǒng)功率小， 工作負(fù)載小， 可以選用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速， 為了能承受一定的負(fù)值負(fù)載，使回油路上存在背壓，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 好，應(yīng)該在回油路上加一個(gè)背壓閥。并且在啟動(dòng)時(shí)關(guān)小節(jié)流閥即 可避免啟動(dòng)沖擊。節(jié)流調(diào)速回路，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，但是有 節(jié)流損失和溢流損失，損失能量較多，系統(tǒng)效率較低。只適合在 負(fù)載變化不大，低速，小功率場合，如某些機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中。系統(tǒng)油路循環(huán)形式有開式和閉式兩種。這主要取決于系統(tǒng)的 調(diào)速方式：節(jié)流調(diào)速、容積節(jié)流調(diào)速只能采用開式系統(tǒng)，容積調(diào) 速回路多采用閉式系統(tǒng)。故本系統(tǒng)采用開式系

18、統(tǒng)。在一個(gè)工作循 環(huán)過程中， 該液壓系統(tǒng)中前進(jìn)和回程的兩個(gè)階段， 流量相差不多， 并且速度相差不大，從節(jié)省能量的角度來看，只需要采用單個(gè)定 量泵供油即可。4.1.2換向回路采用換向閥可以使執(zhí)行元件換向，常見的有三位四通換向閥 的換向回路，以及三位三通的電磁換向閥的換向回路。三位換向 閥的滑閥機(jī)能能直接影響執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，不同的滑閥機(jī)能 能可滿足系統(tǒng)不同的要求。本系統(tǒng)采用三位四通換向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸的換向，具體為電磁換向閥和手動(dòng)換向閥。采用丫型中位機(jī)能,P 口封閉，A、B、T 口相同，泵不卸荷。換向閥丫型中位機(jī)能時(shí)液TZL XTl| 控單向閥的控制油路立即失壓，單向閥才能關(guān)閉，定位鎖緊精度4.1

19、.3鎖緊回路需要使液壓缸活塞在任意位置停止，并防止其停止后竄動(dòng)。三位四通換向閥中位 0型或M型滑閥機(jī)能可以使活塞桿在任何位 置停止，但由于滑閥有泄漏，能保持停止位置不動(dòng)的性能不高， 而本系統(tǒng)對(duì)鎖緊要求較高，因而用兩個(gè)液控單向閥構(gòu)成液壓鎖作為鎖緊元件，換向閥中位時(shí)活塞可以在行程的任何位置鎖緊4.1.4閥的冗余設(shè)計(jì)冗余設(shè)計(jì)是指通過重復(fù)配置某些關(guān)鍵設(shè)備或部件，當(dāng)系統(tǒng)出 現(xiàn)故障時(shí)，冗余的設(shè)備或部件介入工作，承擔(dān)已損設(shè)備或部件的 功能，為系統(tǒng)提供服務(wù)，減少隨機(jī)事件的發(fā)生。該機(jī)械系統(tǒng)的關(guān) 鍵設(shè)備是閥以及鎖緊回路，所以進(jìn)行重復(fù)配置，一般時(shí)不工作， 只有故障時(shí)才進(jìn)行工作。+丿匕.:1丟丨 r=：I2疋芥匸-二

20、-二-匕L. 6兒3鋁1丨1O4.1.5蓄能器回路蓄能器的作用是將液壓系統(tǒng)中的能量貯存起來，在需要時(shí)重新釋放出來?？梢宰鳛榫o急動(dòng)力源。該液壓系統(tǒng)要求在液壓泵發(fā)生故障或停電或在停止工作后，執(zhí)行元件仍需完成必要的動(dòng)作或供應(yīng)必要的壓力油，此時(shí)適當(dāng)容量的蓄能器可以作為緊急動(dòng)力源, 使泵停止工作時(shí)，滑動(dòng)水口能夠立即關(guān)閉，避免事故的發(fā)生。4.2組成液壓系統(tǒng)圖在所選定的基本回路的基礎(chǔ)上，考慮其他一些相關(guān)因素，組 成了兩組供油方案液壓系統(tǒng)圖。第一組：第二組:22FAY進(jìn)行分析比較：第一組：采用單缸系統(tǒng)，并利用液壓鎖和換向閥中位鎖緊， 使活塞桿可以在行程的任何位置都能夠停止，而且能較長時(shí)間的 保持在鎖定的位置上

21、。采用了進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路加背壓閥的結(jié) 構(gòu)，既保證了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，也避免了啟動(dòng)沖擊，背壓閥使得活 塞能承受一定的與運(yùn)動(dòng)方向相一致的切削力，停留時(shí)便于利用壓 力繼電器發(fā)出信號(hào)。而且在液壓缸中不至于出現(xiàn)較大的壓力。系 統(tǒng)簡單易實(shí)現(xiàn)，價(jià)格低廉，相比于雙缸來說，占用的空間較小。 采用了冗余設(shè)計(jì)，以防故障的發(fā)生。第二組：采用了雙缸系統(tǒng)，液壓鎖和換向閥中位鎖緊，使活 塞桿可以在行程的任何位置都能夠停止，而且能較長時(shí)間的保持 在鎖定的位置上。從動(dòng)缸采用差動(dòng)連接，并靠主動(dòng)缸推動(dòng)滑動(dòng)水 口為從動(dòng)缸提供機(jī)械力，使從動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)，在主動(dòng)缸停止運(yùn)動(dòng)時(shí)， 從動(dòng)缸可能會(huì)在慣性作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而造成滑動(dòng)水口的開度定位不精確，

22、且此系統(tǒng)復(fù)雜，占用空間較大，使系統(tǒng)搭建、調(diào)試 以及發(fā)快的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。經(jīng)過綜合考慮之后，選定的方案為方案一 明細(xì)欄：Y fTTIXKAAWrfT14HTiE-01-14三丘囚誼也堆描口闡213HDE-01-12向恆囚通甌破按同閥112HDK-01-12111IDI ('I 11樹止閩O10HDI-011D2號(hào)1HDK-01-08宜琦匚溢說啊3UDE-01-06HDt-01-05 HDE-C1-OLHDK-01 03閥手通丟四儼更展 力逗H向曦 H三潮單節(jié)112 8 621IDH M 02丄力炬電盅2HDE-01-011容稱數(shù)量材斜單苗計(jì)備注5. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理分析1、液壓泵：液壓泵是

23、液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，是靠發(fā)動(dòng)機(jī)或電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，從液壓油箱中吸入油液，形成壓力油排出，送到執(zhí)行 元件的一種元件。2、過濾器：過濾器是輸送介質(zhì)管道上不可缺少的一種裝置， 通常安裝在減壓閥、泄壓閥、定水位閥，方工過濾器其它設(shè)備的 進(jìn)口端設(shè)備。過濾器由筒體、不銹鋼濾網(wǎng)、排污部分、傳動(dòng)裝置 及電氣控制部分組成。3、直動(dòng)式溢流閥：直動(dòng)式溢流閥是作用在閥芯上的主油路液 壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的溢流閥，在液壓設(shè)備中主要起定 壓溢流作用，穩(wěn)壓，系統(tǒng)卸荷和安全保護(hù)作用。4、三位四通換向閥：三位四通換向閥是具有三個(gè)閥芯工作位 置和四個(gè)油口的方向控制閥。是實(shí)現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換 向，以及壓力卸載和順序動(dòng)作控

24、制的閥門。5、單向節(jié)流閥：是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體 流量的閥門。將節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節(jié)流閥。節(jié) 流閥和單向節(jié)流閥是簡易的流量控制閥，在定量泵液壓系統(tǒng)中， 節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進(jìn)油路節(jié)流 調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。節(jié)流閥沒 有流量負(fù)反饋功能，不能補(bǔ)償由負(fù)載變化所造成的速度不穩(wěn)定， 一般僅用于負(fù)載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高的場合。6、液壓鎖：由兩個(gè)液壓單向閥并聯(lián)構(gòu)成，當(dāng)中位機(jī)能時(shí)，可 以進(jìn)行雙向鎖緊。7、蓄能器：蓄能器的作用是將液壓系統(tǒng)中的能量貯存起來， 在需要時(shí)重新釋放出來。可以作為緊急動(dòng)力源。8、壓力繼電器：壓力繼

25、電器是一種壓力 - 電信號(hào)轉(zhuǎn)化元件， 通常由壓力 - 位移轉(zhuǎn)換部件和微動(dòng)開關(guān)兩部分組成。 當(dāng)被控壓力達(dá) 到設(shè)定值時(shí)，電氣微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，從而發(fā)出通或斷的電信號(hào)來控 制系統(tǒng)的有關(guān)動(dòng)作。6. 系統(tǒng)性能及工藝過程的分析6.1 自動(dòng)控制三位四通電磁換向閥 4 處于中位時(shí)，兩個(gè)液控單向閥構(gòu)成液 壓鎖，實(shí)現(xiàn)雙向鎖緊。換向閥 4 處于左位時(shí)，形成進(jìn)口節(jié)流調(diào)速 回路。壓力油經(jīng)過電磁換向閥 4、液控單向閥、單向節(jié)流閥進(jìn)入 液壓缸無桿腔，無桿腔通過單向閥、液控單向閥、電磁換向閥 4 直接接回油箱。液壓缸活塞桿向右前進(jìn)，帶動(dòng)滑動(dòng)水口下滑板向 右移動(dòng)，水口關(guān)閉。調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥的開度，可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)水口 打開與關(guān)閉的速度。

26、同理，當(dāng)電磁換向閥 4 處于右位時(shí)，液壓缸 活塞向左移動(dòng)，滑動(dòng)水口打開。通過對(duì)壓力繼電器的設(shè)定，當(dāng)滑 動(dòng)水口完全打開后，繼續(xù)進(jìn)入液壓缸有桿腔，壓力升高，壓力繼 電器發(fā)出信號(hào)，電磁換向閥動(dòng)作，切換到中位，液壓缸鎖緊。同 理，水口完全關(guān)閉時(shí)，液壓缸無桿腔壓力升高，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，電磁換向閥動(dòng)作，切換到中位，保證液壓缸鎖緊，以免事 故的發(fā)生。6.2手動(dòng)控制設(shè)置此回路是因?yàn)樽詣?dòng)控制回路不穩(wěn)定，長時(shí)間使用可能失 效而影響生產(chǎn)。設(shè)置手動(dòng)控制回路以作備用。工作原理和手動(dòng)自 動(dòng)類似。6.3緊急情況當(dāng)出現(xiàn)停電緊急情況時(shí)，泵停止工作，電磁換向閥4和手動(dòng)換向閥3均處于中位，電磁換向閥5處于左位，此時(shí)由蓄能器17

27、 提供壓力油，壓力油經(jīng)過電磁換向閥 5到達(dá)液壓缸左腔，推動(dòng)活 塞桿向右快速移動(dòng)，滑動(dòng)水口快速關(guān)閉，蓄能器的能量是有限的， 且已事先選好，保證關(guān)閉后左腔的壓力不會(huì)一直升高，避免事故 的發(fā)生。動(dòng)作順序表:動(dòng)作順序1YA2YA3YA4YA5YAKP1KP2前進(jìn)+-+-右停留-+-回程-+-+-左停留-+-+7. 液壓元件的選擇7.1確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率液壓缸的最大工作壓力為4.18Mpa,取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8pa，則定量泵的最大工作壓力為Pp Pi p 4.18 0.8 4.98Mpa?？芍簤罕孟蛞簤焊滋峁┑淖畲罅髁繛?.48L/min，由于系統(tǒng)存在泄露，如取泄漏量q 0.1q，

28、則供油量為：qp 1.1q1.1 9.48 10.4L/min查閱產(chǎn)品目錄，為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所以泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25%-60%最終確定為YB-D16型定量葉片泵。具體參數(shù)如下：VB-DUfll申低壓定時(shí)片第的型號(hào)離隹術(shù)誌產(chǎn)島亞號(hào)£囂圧力/如內(nèi)VMM106.3YBrDlO10!0LOWVtD121015l.«M10注：生產(chǎn)廠家為上海液壓件廠。泵的流量值qp 16 1000 16L/min驅(qū)動(dòng)機(jī)的功率為:PpPpqpp634.18 1016 100.8 601.39 KW電動(dòng)機(jī)的選擇范圍包括：電動(dòng)機(jī)的種類、類型，容量、額定 電壓、額定轉(zhuǎn)速及其各項(xiàng)

29、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。而且對(duì)這些參數(shù)要綜合進(jìn) 行考慮。選擇電動(dòng)機(jī)的容量是電力傳動(dòng)系統(tǒng)能否經(jīng)濟(jì)和可靠運(yùn)行 的重要問題。如果電動(dòng)機(jī)容量大小，長期處于過載運(yùn)行。造成電 動(dòng)機(jī)絕緣過早地?fù)p壞；如果容量過大，不僅造成設(shè)備上的浪費(fèi)， 而且運(yùn)行效率低，對(duì)電能的利用不經(jīng)濟(jì)。因此，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)， 首先應(yīng)是在各種工作方式下選擇電動(dòng)機(jī)的容量。根據(jù)前面求出來的電動(dòng)機(jī)的功率可以得出液壓泵需要 1.39KW以上功率的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)一般設(shè)計(jì)的需要，一般采用Y系列小型籠型異步電動(dòng)機(jī)，適用于傳動(dòng)無特殊性能要求的各種機(jī)械 設(shè)備。按產(chǎn)品目錄選用Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其功率為1.5KW轉(zhuǎn)速為 1000r/min。7.2選擇閥類元件及輔助元件根據(jù)

30、液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件和輔助元件的 實(shí)際流量選出元件的型號(hào)規(guī)格序號(hào)元件名稱通過閥的實(shí)際流量(L/min)型號(hào)規(guī)格1定量葉片泵一YB-D162三位四通電磁換向閥9.48BG243溢流閥3YF-B10B4過濾器20XU-20-1805三位四通手動(dòng)換向閥9.484WMM6J506兩位四通電磁換向閥10AG247單向閥161-25B8壓力繼電器一JCS-02N9壓力表開關(guān)一Y25010單向節(jié)流閥9.48SRCG-0611畜能器截止閥10XJF-32/107.3選擇油管各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口尺寸決定，管道尺寸由 管路裝配圖決定。7.4確定油箱油量系統(tǒng)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)液

31、壓機(jī)械冶金機(jī)械a12245761210按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，此系統(tǒng)屬于中壓系統(tǒng)，即V (57)qp 7 16L112L。7.5選擇過濾器過濾器裝在了泵的入口處和回油路上，防止吸油時(shí)將較大顆 粒的雜質(zhì)吸入泵中，濾去流入油箱以前的污染物，為液壓泵提供 清潔的油液。水乙二醇為工作介質(zhì)，選擇清潔度為17/15/13，考慮到系統(tǒng)工作的高溫環(huán)境，及系統(tǒng)的故障可能威脅設(shè)備及人員安 全，目標(biāo)清潔度再增加一級(jí)，選擇16/14/12.由于鋼廠環(huán)境較差， 但系統(tǒng)所用缸較少，故選環(huán)境等級(jí)為5級(jí)。經(jīng)過查找產(chǎn)品目錄，型號(hào)為 XU-20-180。公稱流量為20L/min，過濾精度為180卩m8. 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)初步設(shè)

32、計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回 路形式、液壓元件及連接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所 設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，主要 是進(jìn)一步確切地計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效 率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)某些不 合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。油液溫升試驗(yàn)：主要進(jìn)程為前進(jìn)和回程，占用的時(shí)間比重較 大，可以用前進(jìn)的情況來計(jì)算系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升。近似認(rèn)為損失的功率都轉(zhuǎn)變成熱量，前進(jìn)時(shí)的液壓缸的有效 功率為：p。24444 30 100.73KW331023總的輸入功率為:63R pp qp 4.98 1016/60 101.22kw由此得液壓泵發(fā)熱量為：H R P° 1.22 0.73 0.49 KW油液溫升近似值為：T - 490 32 21 CGA 15 0.065 V112溫升沒有超過允許范圍，液壓系統(tǒng)中不需設(shè)置冷卻器。9心得體會(huì)劉世偉：我在這次項(xiàng)目中主要負(fù)責(zé)方案的確定與分析、理論 計(jì)算及報(bào)告的編寫工作。經(jīng)過這些天的努力，項(xiàng)目終于完成?；叵胛覀冏鲰?xiàng)目的過程， 可以說是難易并存的。所以此次項(xiàng)目對(duì)于我們來說，既是一次小 小的挑戰(zhàn)，又是對(duì)我們?cè)谝簤号c氣壓傳動(dòng)所學(xué)知識(shí)