音樂池升降臺(tái)畢業(yè)設(shè)計(jì)——音樂池升降臺(tái)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、音樂池升降臺(tái)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要近年來液壓技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，而且不同行業(yè)的液壓系統(tǒng)也各有特點(diǎn)。升降臺(tái)是舞臺(tái)機(jī)械臺(tái)下設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，在專業(yè)歌劇院、舞劇院、話劇院的音樂池，都配備著大量各種類型的升降臺(tái)，即使是在某些以轉(zhuǎn)臺(tái)為主的話劇院，鼓形轉(zhuǎn)臺(tái)也配置著不同規(guī)格的升降臺(tái)。許多國際知名音樂廳，都配備了用于樂隊(duì)、合唱隊(duì)或大型樂器的樂池升降臺(tái)。液壓傳動(dòng)很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控，所以升降臺(tái)大多都采用液壓傳動(dòng)。 關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)，電氣控制，系統(tǒng)回路，液壓仿真 目 錄1緒論11.1液壓技術(shù)11.2液壓傳動(dòng)控制21.

2、3音樂池升降臺(tái)31.4音樂池升降臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)42制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖62.1基本方案62.1.1調(diào)速方案的選擇62.1.2壓力控制方案62.1.3順序動(dòng)作方案62.1.4選擇液壓動(dòng)力源72.2繪制液壓系統(tǒng)圖73音樂池升降臺(tái)液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)93.1液壓系統(tǒng)的工作原理93.2液壓系統(tǒng)的工作特點(diǎn)94液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定及工況分析104.1升降機(jī)的工藝參數(shù)104.2工況分析105 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算115.1初步估算系統(tǒng)工作壓力115.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)115.2.1液壓缸的作用力115.2.2缸筒內(nèi)徑的確定115.2.3活塞桿直徑的確定125.2.4液壓缸壁厚的確定14

3、5.2.5液壓缸的流量145.3 速度和載荷計(jì)算155.3.1執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置155.3.2速度計(jì)算及速度變化規(guī)律165.3.3執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律166液壓元件的選擇及計(jì)算196.1液壓泵的選擇196.1.1泵的額定流量196.1.2泵的最高工作壓力196.1.3確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率206.2選擇電機(jī)226.3連軸器的選用226.4 控制閥的選用236.4.1 壓力控制閥236.4.2 流量控制閥236.4.3 方向控制閥246.5 管路，過濾器選擇計(jì)算246.5.1 管路246.5.2 過濾器的選擇256.6 輔件的選擇266.6.1溫度計(jì)的選擇266.6.2壓力表選擇

4、266.6.3油箱267 電氣控制回路設(shè)計(jì)288 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算308.1系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算308.2 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率319液壓系統(tǒng)的仿真339.1 FluidSIM軟件介紹339.2液壓系統(tǒng)仿真349.2.1 建立系統(tǒng)回路349.2.2 系統(tǒng)進(jìn)行仿真3410 結(jié)論42參考文獻(xiàn)43致謝44 44 1緒論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)我們機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生，所掌握的專業(yè)知識(shí)而編寫的。它突出了液壓技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣控制的有機(jī)地融合在一起，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體。本文主要介紹音樂池升降臺(tái)的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、液壓系統(tǒng)的工作原理及各種液壓元件的選用。1.1液壓技術(shù)液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)

5、、在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)?，F(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)。液壓傳動(dòng)相對于機(jī)械傳動(dòng)來說，是一門新技術(shù)。自1795年制成第一臺(tái)水壓機(jī)起，液壓技術(shù)就進(jìn)入了工程領(lǐng)域，1906年開始應(yīng)用于國防戰(zhàn)備武器。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要發(fā)應(yīng)快和精度高的自動(dòng)控制系統(tǒng)，因而出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代以后，由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及計(jì)算機(jī)

6、技術(shù)的發(fā)展，不斷地對液壓技術(shù)提出新的要求，液壓技術(shù)相應(yīng)也得到了很大發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中。在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空、和機(jī)床工業(yè)中，液壓技術(shù)得到普遍應(yīng)用。近年來液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、海洋開發(fā)、宇宙航行、地震預(yù)測及各種電液伺服系統(tǒng)，使液壓技術(shù)的應(yīng)用提高到一個(gè)嶄新的高度。目前，液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲和高度集成化等方向發(fā)展；同時(shí)，減小元件的重量和體積，提高元件壽命，研制新的傳動(dòng)介質(zhì)以及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)、微機(jī)控制等工作，也日益取得顯著成果。解放前，我國經(jīng)濟(jì)落后，液壓工業(yè)完全是空白。解放后，我國

7、經(jīng)濟(jì)獲得迅速發(fā)展，液壓工業(yè)也和其它工業(yè)一樣，發(fā)展很快。20世紀(jì)50年代就開始生產(chǎn)各種通用液壓元件。當(dāng)前，我國已生產(chǎn)出許多新型和自行設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電液脈沖馬達(dá)以及其它新型液壓元件等。但由于過去基礎(chǔ)薄弱，所生產(chǎn)的液壓元件，在品種與質(zhì)量等方面和國外先進(jìn)水平相比，還存在一定差距，我國液壓技術(shù)也將獲得進(jìn)一步發(fā)展，它在各個(gè)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見，液壓技術(shù)也將獲得進(jìn)一步發(fā)展，它在各個(gè)工業(yè)部門中的用應(yīng)，也將會(huì)越來越廣泛。現(xiàn)代機(jī)械一般多是機(jī)械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結(jié)合的一個(gè)綜合體。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)工作

8、中占有重要的地位。1.2液壓傳動(dòng)控制液壓傳動(dòng)控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動(dòng)是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。液壓傳動(dòng)利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。從原理上來說，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可

9、以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來達(dá)到力的傳遞。液壓傳動(dòng)中所需要的元件主要有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。液壓動(dòng)力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個(gè)嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得液體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時(shí)候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液壓執(zhí)行元件是用來執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置，主要包括液壓缸和液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)是與液壓泵做相反的工作的裝置

10、，也就是把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱為機(jī)械能，從而對外做功。 液壓控制元件用來控制液體流動(dòng)的方向、壓力的高低以及對流量的大小進(jìn)行預(yù)期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因?yàn)橐簤嚎刂圃骷撵`活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動(dòng)。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥、機(jī)械操縱法、電動(dòng)操縱閥等。 除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個(gè)器件，我們就能夠建設(shè)出一個(gè)液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標(biāo)，我們能夠設(shè)計(jì)不同的回路

11、，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。在表演中廣泛應(yīng)用音樂池升降臺(tái)，其傳動(dòng)及控制系統(tǒng)大部份采用的是液壓裝置。因此對音樂池升降臺(tái)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也將圍繞著對液壓動(dòng)力元件、液壓執(zhí)行元件、液壓控制元件、液壓輔助元件以及液壓回路的選擇而進(jìn)行。1.3音樂池升降臺(tái)為滿足當(dāng)代觀眾的需求，求得完美的效果，舞臺(tái)上除了燈光、音響外，舞臺(tái)機(jī)械尤為重要。舞臺(tái)上設(shè)有吊桿、吊點(diǎn)、燈光渡橋、燈光吊籠、防火幕，臺(tái)下設(shè)有升降臺(tái)、車臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)、升降樂池等，有的升降臺(tái)中配套轉(zhuǎn)臺(tái)，或轉(zhuǎn)臺(tái)中有升降臺(tái)。升降臺(tái)是舞臺(tái)下機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，在專業(yè)歌劇院、舞劇院、話劇院以及許多國際知名音樂廳里都配備著各種類型的升降

12、臺(tái)。他具有快速遷換布景、滿足舞臺(tái)的工藝布置的需要、滿足舞美設(shè)計(jì)和劇目編導(dǎo)人員的需要、制造特殊的氣氛和效果、根據(jù)表演的需要改變舞臺(tái)形式等作用。音樂池升降臺(tái)升至舞臺(tái)平面時(shí)，擴(kuò)大舞臺(tái)表演區(qū)。音樂池升降臺(tái)降至樂池底部以便樂隊(duì)演奏，增強(qiáng)了劇場。升降舞臺(tái)在降至最低時(shí)，和下舞臺(tái)面平，演員可以站立在升降舞臺(tái)臺(tái)面上；舞臺(tái)升至最高時(shí)，和主舞臺(tái)面平，從而使演員從臺(tái)下隱藏室緩緩升至主舞臺(tái)上，給觀眾一種意想不到的視覺效果，可利用升降臺(tái)不同的高度變化來改變舞臺(tái)的形狀，適應(yīng)劇情對布景或場地的要求，充分滿足了音樂劇、歌劇、芭蕾、戲劇和綜合文藝演出的不同需要，使觀眾能夠享受全面的舞臺(tái)藝術(shù)魅力，以節(jié)省搭景消耗的人力、物力如圖1-

13、1。按移動(dòng)的方法不同分：固定式升降機(jī)、拖拉式升降機(jī)、自行式升降機(jī)、車載式升降機(jī)等。按照升降機(jī)構(gòu)的不同分：剪叉式升降機(jī)、升縮式升降機(jī)、套筒式升降機(jī)、升縮臂式升降機(jī)、折臂式升降機(jī)。圖1-1 音樂池升降臺(tái)1.4音樂池升降臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)（1）傳動(dòng)平穩(wěn) 在液壓傳動(dòng)裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)。油液有吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置，故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會(huì)引起振動(dòng)扣撞擊，使傳動(dòng)十分平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向；因此它廣泛地應(yīng)用在要求傳動(dòng)平穩(wěn)的機(jī)械上，例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動(dòng)。（2）質(zhì)量輕體積小 重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)

14、速度快 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動(dòng)作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動(dòng)控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的挖掘機(jī)在采用液壓傳動(dòng)后，比采用機(jī)械傳動(dòng)時(shí)的質(zhì)量減輕了1T。（3）承載能力大 液壓傳動(dòng)易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬噸輪船操舵機(jī)和萬噸水壓機(jī)等。一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對運(yùn)動(dòng)面可自行潤滑，使用壽命長。（4）容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速 在液壓傳動(dòng)中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實(shí)現(xiàn)無級(jí)凋速，并且調(diào)速范圍很大，可達(dá)20001，很容易獲得極低的速度。（5）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù) 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全

15、保護(hù)措施，能夠自動(dòng)防止過載，避免發(fā)生事故。（6）液壓元件能夠自動(dòng)潤滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動(dòng)裝置能自動(dòng)潤滑，因此元件的使用壽命較長。（7）容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作 采用液壓傳動(dòng)能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺(tái)，可加工出不規(guī)則形狀的零件。（8）簡化機(jī)構(gòu) 采用液壓傳動(dòng)可大大地簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少了機(jī)械零部件數(shù)目。（9）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。目前，液壓傳動(dòng)在組合機(jī)床和自動(dòng)線上應(yīng)用得

16、很普遍。（10）便于實(shí)現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列比、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。也易于設(shè)計(jì)和組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。 2制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖2.1基本方案2.1.1調(diào)速方案的選擇調(diào)速方案對液壓系統(tǒng)的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇。常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路、容積節(jié)流調(diào)速回路。本升降機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路，節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流啟動(dòng)沖擊小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載的

17、場合，旁路節(jié)流多用于高速。節(jié)流調(diào)速一般采用開試循環(huán)形式，在開試系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，在排回油箱。開試回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。節(jié)流調(diào)速回路具有以下特點(diǎn)：承載能力好，成本低，調(diào)速范圍大，適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng)，但其速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。節(jié)流調(diào)速適合升降臺(tái)的液壓系統(tǒng)的調(diào)速方案，故選擇節(jié)流調(diào)速，回路效率低，功率損失大。2.1.2壓力控制方案液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)連續(xù)或無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)

18、中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。所以升降臺(tái)的壓力控制由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。2.1.3順序動(dòng)作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移

19、動(dòng)到一定位置時(shí)，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動(dòng)作。使用分流閥，既可以使四個(gè)液壓缸的進(jìn)油流量相等，也可以使兩缸的回油量相等，從而液壓缸往返均同步。為滿足四個(gè)液壓缸的流量需要，本回路即是。分流集流閥亦只能保證速度同步，同步精度一般為2-5%。按下上升啟動(dòng)四個(gè)液壓缸同步上升，液壓缸上升到上限位置碰到行程開關(guān)換向閥換中位，系統(tǒng)壓力保持不變。按下下降按鈕四個(gè)液壓缸同步下降，下降到下限位置碰到行程開關(guān)換向閥換中位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷。2.1.4選擇液壓動(dòng)力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。由于機(jī)械作用，油泵在其進(jìn)油口

20、產(chǎn)生局部真空。油液在大氣壓力的作用下通過進(jìn)油口進(jìn)入油泵內(nèi)部。油液再推動(dòng)油液進(jìn)入液壓系統(tǒng)。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對長時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器，故選擇變量泵供油。2.2繪制液壓系統(tǒng)圖根據(jù)上述分析，可以基本擬訂本次所設(shè)計(jì)的液壓控制系統(tǒng)的原理圖及電磁鐵動(dòng)作如表2-1

21、所示：表2-1電磁鐵動(dòng)作電磁鐵動(dòng)作YA1YA2YA3YA4YA5快速上升+-+-勻速上升+-+-+下降-+-+-停止-初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如圖2-1所示：圖2-1液壓系統(tǒng)圖1液壓缸；2過濾器；3溫度計(jì)；4液位計(jì)；5電機(jī)；6液壓泵；7溢流閥；8壓力表；9分流閥；10、11三位四通電磁換向閥； 12、15單項(xiàng)節(jié)流閥；13、14節(jié)流閥；16、17、18、19液壓缸； 20二位二通電磁換向閥；21調(diào)速閥3音樂池升降臺(tái)液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)3.1液壓系統(tǒng)的工作原理當(dāng)按下啟動(dòng)動(dòng)按鈕電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓泵開始工作，把油箱的油通過分流閥等量分流到兩個(gè)三位四通的電磁換向閥。當(dāng)按下快速上升按鈕，電磁鐵得電，換向閥1工

22、作在左位，換向閥2工作在右位。油液通過節(jié)流閥流向四個(gè)液壓缸，四個(gè)液壓缸同步快速上升，油液在通過節(jié)流閥在流回油箱。當(dāng)液壓缸上升到上限位置碰到行程開關(guān)，電磁鐵失電，兩換向閥同時(shí)換中位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保壓。當(dāng)按下勻速上升按鈕，電磁鐵得電，換向閥1工作在左位，換向閥2工作在右位。油液通過節(jié)流閥流向四個(gè)液壓缸，四個(gè)液壓缸同步勻速上升，油液在通過節(jié)流閥在流回油箱。當(dāng)液壓缸上升到上限位置碰到行程開關(guān)，電磁鐵失電，兩換向閥同時(shí)換中位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保壓。當(dāng)按下下降按鈕，電磁鐵得電，換向閥1工作在右位，換向閥2工作在左位。油液通過節(jié)流閥流向四個(gè)液壓缸，四個(gè)液壓缸同步下降，油液在通過單向閥在流回油箱。當(dāng)液壓缸下降到下限位置碰

23、到行程開關(guān)，電磁鐵失電，兩換向閥同時(shí)換中位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷。當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障等要求緊急停止時(shí)，按下停止按鈕，電磁閥復(fù)位，電磁閥都失電，兩個(gè)換向閥都置中位，整個(gè)系統(tǒng)停止。3.2液壓系統(tǒng)的工作特點(diǎn)該升降臺(tái)主要有兩部分組成：機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機(jī)械機(jī)構(gòu)主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動(dòng)力，他們兩者共同作用實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的功能。這里主要介紹液壓系統(tǒng)，升降臺(tái)的液壓系統(tǒng)的一個(gè)完整的循環(huán)包括快速上升、停止、勻速上升、停止、下降、停止六個(gè)階段。實(shí)現(xiàn)四個(gè)液壓缸速度同步和位置的同步。速度同步是指各缸的運(yùn)動(dòng)速度相同，而位置同步則需要保證各缸在運(yùn)動(dòng)中和停止時(shí)位置均相同，對樂池升降臺(tái)來講，對同步的要求應(yīng)該是嚴(yán)格意義上

24、的位置同步，即四缸不管是在運(yùn)動(dòng)中還是在停止時(shí)，都應(yīng)該保持位置相同。這樣才能保證樂隊(duì)在演唱時(shí)，不會(huì)因?yàn)樯蹬_(tái)的升起和下降時(shí)，升降臺(tái)傾斜而站立不穩(wěn)，其中液壓系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的卸荷，保壓防止升降臺(tái)應(yīng)超載而下降，影響演出或發(fā)生意外事故。4液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定及工況分析4.1升降機(jī)的工藝參數(shù)本設(shè)計(jì)升降機(jī)為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為：額定載荷：2500kg系統(tǒng)工作壓力：2Mpa系統(tǒng)流量： 16.7L/Min最低高度：200mm最大起升高度：1500mm最大高度：1700mm電源：380v,50Hz4.2工況分析升降舞臺(tái)是舞臺(tái)機(jī)械臺(tái)下設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，在專業(yè)的歌劇院、舞劇院、話劇院，都配有著大量

25、各種類型的升降臺(tái)，以國家大劇院為例，歌劇院臺(tái)下設(shè)備中，就有升降臺(tái)四十五臺(tái)，戲劇場的鼓形轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)，設(shè)置了兩塊升降臺(tái)和十三塊升降塊，音樂廳臺(tái)下設(shè)有三塊升降臺(tái)和一塊鋼琴升降臺(tái)。本次設(shè)計(jì)的主要用來做演員上場時(shí)用的升降臺(tái)，或鋼琴師用的升降臺(tái)載荷不是很大，最大升高高度可以達(dá)到2米，行走速度16.8m/min，電機(jī)功率3kw。 5 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算5.1初步估算系統(tǒng)工作壓力液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)表5-1、5-2所示：表5-1 液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系 牽引力F（能）50工作壓P(MPa）5-7表5-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)床類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓機(jī)小型工程機(jī)械大型挖掘機(jī)械磨床組合機(jī)床

26、龍門機(jī)床拉床建筑工程重型機(jī)械液壓鑿巖機(jī)起重運(yùn)輸機(jī)械工作壓MPa0.8-23-52-88-1010-1820-32由于該液壓缸推力即牽引力10KN，根據(jù)上面的兩個(gè)表可以初步確定液壓缸的工作壓力為p=2MPa。5.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 5.2.1液壓缸的作用力液壓缸的作用力及時(shí)液壓缸的工作是的推力或拉力，該升降臺(tái)工作時(shí)液壓缸產(chǎn)生向上的推力，因此計(jì)算時(shí)只取液壓油進(jìn)入無桿腔時(shí)產(chǎn)生的推力由參考文獻(xiàn)1可知： F= （5-1）式中：p液壓缸的工作壓力，單位為Pa，取p= D 活塞內(nèi)徑，單位為m，取D=0.09m 液壓缸的效率，取=0.95代入數(shù)據(jù): F = = 10.3（KN）即液壓缸工作時(shí)產(chǎn)生的推力

27、為10.3（KN）。 5.2.2缸筒內(nèi)徑的確定 該液壓缸宜按照推力要求來計(jì)算缸筒內(nèi)經(jīng)，計(jì)算式如下由參考文獻(xiàn)5可知： 要求活塞無桿腔的推力為F時(shí)，其內(nèi)徑為： （5-2）式中：D活塞桿直徑缸、筒內(nèi)徑，單位為m F無桿腔推力，單位為N P工作壓力，單位為MPa 液壓缸機(jī)械效率，取=0.95代入數(shù)據(jù)： D= =0.083（m）D=83mm 取圓整值為D=90（mm）液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因?yàn)榛钊突钊麠U還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。5.2.3活塞桿直徑的確定（1）活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液

28、壓缸的結(jié)構(gòu)形式來確定由參考文獻(xiàn)8可知： 受拉時(shí)： （5-3） 受壓時(shí)：， （5-4） ， （5-5） ， （5-6） 該液壓缸的工作壓力為為：p=2MPa ,取 。（2）活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行由參考文獻(xiàn)4可知： （5-7）式中：F活塞桿的推力，單位為N d活塞桿直徑，單位為m 材料的許用應(yīng)力，單位為MPa，活塞桿用45號(hào)鋼 代入數(shù)據(jù)： =6.3（MPa）故活塞桿的強(qiáng)度滿足要求。（3）穩(wěn)定性校核 該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細(xì)長比為由參考文獻(xiàn)7可知： 時(shí)，在該設(shè)計(jì)及安裝形式中，液

29、壓缸兩端采用鉸接，其值分別為： 將上述值代入式中得： 故校核采用的式子為： （5-8）式中：n=1，安裝形式系數(shù)E活塞桿材料的彈性模量，鋼材取 J活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，取 L計(jì)算長度，取L=1.06m，代入數(shù)據(jù)： =371（KN）其穩(wěn)定條件為： （5-9）式中：穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取=2-4，取=3F液壓缸的最大推力代入數(shù)據(jù)：=123（KN）故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求。 5.2.4液壓缸壁厚的確定液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計(jì)算，壁厚由下式確定由參考文獻(xiàn)11可知： （5-10） 式中：D液壓缸內(nèi)徑，單位為m 缸體壁厚，單位為cm液壓缸最高工作壓力，單位為Pa，一般取=1.2-1

30、.3缸體材料的許用應(yīng)力，鋼材取 代入數(shù)據(jù)：考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚。5.2.5液壓缸的流量 液壓缸的流量余缸徑和活塞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量Q不變時(shí)，除去在形程開始和結(jié)束時(shí)有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時(shí)間保持恒定速度，液壓缸的流量可以計(jì)算如下由參考文獻(xiàn)6可知： （5-11）式中：A活塞的有效工作面積，對于無桿腔活塞的容積效率，采用彈形密封圈時(shí)=1，采用活塞環(huán)時(shí)=0.98 為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度，單位為m/s代入數(shù)據(jù)： 即液壓缸以其最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為，以其最小運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為。5.3速度和載荷計(jì)算5.3.1執(zhí)行元件類型、數(shù)量

31、和安裝位置類型選擇如表5-3所示：表5-3 執(zhí)行元件類型的選擇運(yùn)動(dòng)形式往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)短行程長行程高速低速擺動(dòng)液 壓馬達(dá)執(zhí)行元件的類型活塞缸柱塞缸 液壓馬達(dá)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)高速液壓馬達(dá)低速液壓馬達(dá)根據(jù)上表選擇執(zhí)行元件類型為活塞缸，再根據(jù)其運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)一步選擇液壓缸類型為雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸，其符號(hào)為：數(shù)量：該升降平臺(tái)為雙單叉結(jié)構(gòu)，故其采用的液壓缸數(shù)量為4個(gè)完全相同的液壓缸，其運(yùn)動(dòng)完全是同步的，但其精度要求不是很高。安裝位置：液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型，尾部單耳環(huán)，氣缸體可以在垂直面內(nèi)擺動(dòng)，前后兩固定支架之間的橫梁之上，橫梁和支架組成為一體，通過橫梁活塞的推力逐次向外傳遞，使升降機(jī)

32、升降。5.3.2速度計(jì)算及速度變化規(guī)律參考國內(nèi)升降臺(tái)類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)可知。最大起升高度為1500mm時(shí)，其平均起升時(shí)間為45s，就是從液壓缸活塞開始運(yùn)動(dòng)到活塞行程末端所用時(shí)間大約為45s，設(shè)本升降臺(tái)的最小升降時(shí)間為40s,最大升降時(shí)間為50s。由此便可以計(jì)算執(zhí)行元件的速度v由參考文獻(xiàn)9可知: （5-12）式中： v執(zhí)行元件的速度，單位為m/s L液壓缸的行程，單位為m t時(shí)間，單位為s當(dāng)時(shí)： =0.0132當(dāng)時(shí)： 液壓缸的速度在整個(gè)行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運(yùn)行穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度表較小，因此速度變化不明顯，形成終了時(shí)，有一個(gè)減速階段，減速階

33、段加速度亦比較小，因此可以說升降機(jī)在整個(gè)工作過程中無明顯的加減速階段，其運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。5.3.3執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力，油缸要運(yùn)動(dòng)必須克服其阻力才能運(yùn)行，因此在次計(jì)算油缸的總阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的切削力，運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦阻力，密封裝置的摩擦阻力，起動(dòng)制動(dòng)或換向過程中的慣性力，回油腔因被壓作用而產(chǎn)生的阻力，即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力由參考文獻(xiàn)12可知： （5-13）（1）切削力。根據(jù)其概念阻礙工作運(yùn)動(dòng)的力，在本設(shè)計(jì)中即為額定負(fù)載的重力和支架以及上頂板的重力：其計(jì)算式為： （5-14）（2）摩擦力。各運(yùn)動(dòng)部件之間的相互摩擦力

34、由于運(yùn)動(dòng)部件之間為無潤滑的鋼-鋼之間的接觸摩擦，取，其具體計(jì)算式為： （5-15）（3）密封裝置的密封阻力。根據(jù)密封裝置的不同，分別采用下式計(jì)算由參考文獻(xiàn)12可知： Y形密封圈： （5-16）式中：f摩擦系數(shù)，取 p密封處的工作壓力，單位為Pa d密封處的直徑，單位為m 密封圈有效高度，單位為m（4）運(yùn)動(dòng)部件的慣性力。其計(jì)算式為： （5-17） 式中：G運(yùn)動(dòng)部件的總重力，單位為N g重力加速度，單位為 啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的速度變量，單位為m/s 起動(dòng)制動(dòng)所需要的時(shí)間，單位為s對于行走機(jī)械取，本設(shè)計(jì)中取值為（5）背壓力。背壓力在此次計(jì)算中忽略，而將其計(jì)入液壓系統(tǒng)的效率之中。由上述說明可以計(jì)算出液壓缸的

35、總阻力為： （5-18） = =(204.8+316+120+188+2500)x9.8+0.15(204.8+316+120)x9.8+(204.8+316+120+188+2500)x0.4+(204.8+316+120+188+2500)x9.8x0.05 =40KN液壓缸的總負(fù)載40KN，該系統(tǒng)中共有四個(gè)液壓缸個(gè)液壓缸，故每個(gè)液壓缸需要克服的阻力為10KN。該升降臺(tái)的額定載荷為2500Kg ，其負(fù)載變化范圍為0-2500Kg，在工作過程中無沖擊負(fù)載的作用，負(fù)載在工作過程中無變化，也就是該升降臺(tái)受恒定負(fù)載的作用。6液壓元件的選擇及計(jì)算液壓元件主要包括有：油泵，電機(jī)，各種控制閥，管路，過濾

36、器等。有液壓元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)主機(jī)的要求進(jìn)行液壓元件的選擇計(jì)算。6.1液壓泵的選擇液壓泵是液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化裝置，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的動(dòng)力元件。為液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液壓液。液壓泵的性能好壞直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性6.1.1泵的額定流量泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來確定有參考文獻(xiàn)6可知： （6-1）式中：泵的輸出流量，單位為 K系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1-1.3 液壓缸實(shí)際需要的最大流量，單位為 n執(zhí)行元件個(gè)數(shù)代入數(shù)據(jù)： 對于工作過程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的

37、流量時(shí)，應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量，一般?。?6.1.2泵的最高工作壓力泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù)液壓缸的工作壓力來確定，即 （6-2）式中：泵的工作壓力，單位為Pa 執(zhí)行元件的最高工作壓力，單位為Pa 進(jìn)油路和回油路總的壓力損失初算時(shí)，節(jié)流調(diào)速和比較簡單的油路可以取 ,對于進(jìn)油路有調(diào)速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取。代入數(shù)據(jù)：考慮到液壓系統(tǒng)的壓力及油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時(shí)，其額定壓力比工作壓力大25%-60% ，即泵的額定壓力為3.125-4.0，取其額定壓力為4。6.1.3確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率（1）當(dāng)液壓泵的壓力和流量比較衡定時(shí)，所需功率為由參考文獻(xiàn)7可知： p=pBqB/103B (kW

38、) （6-3）式中：pB液壓泵的最大工作壓力，單位為N/m2qB液壓泵的流量，單位為m3/sB液壓泵的總效率各種形式液壓泵的總效率可參考如表6-1所示估取，液壓泵規(guī)格大，取大值，反之取小值，定量泵取大值，變量泵取小值。 表6-1 液壓泵的總效率液壓泵的類型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.6-0.70.65-0.80.6-0.750.8-0.85（2）在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量有顯著變化時(shí)，可分別計(jì)算出工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其平均值。 按上述功率和泵的轉(zhuǎn)速，可以從產(chǎn)品樣本中選取標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，再進(jìn)行驗(yàn)算，使電動(dòng)機(jī)發(fā)出最大功率時(shí)，其超載量在允許范圍內(nèi)。（3）電機(jī)的功率也可以根據(jù)技

39、術(shù)手冊找，可以查得電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為4KW，本設(shè)計(jì)以技術(shù)手冊的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，取電機(jī)的功率為4KW。根據(jù)上面所計(jì)算的最大壓力pB和流量qB，查液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇與pB和qB相當(dāng)?shù)囊簤罕玫囊?guī)格型號(hào)。上面所計(jì)算的最大壓力pB是系統(tǒng)靜態(tài)壓力，系統(tǒng)工作過程中存在著過渡過程的動(dòng)態(tài)壓力，而動(dòng)態(tài)壓力往往比靜態(tài)壓力高得多，所以泵的額定壓力pB應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大25%-60%，使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。若系統(tǒng)屬于高壓范圍，壓力儲(chǔ)備取小值；若系統(tǒng)屬于中低壓范圍，壓力儲(chǔ)備取大值。根據(jù)上述計(jì)算最終選取三螺桿泵：液壓泵為三螺桿泵，其參數(shù)如下：規(guī)格：，標(biāo)定粘度： ， 10轉(zhuǎn)速： ， 2900壓力： ， 4 流量： ， 26

40、.6功率： ， 4吸入口直徑： mm， 25排出口直徑： mm， 20重量： Kg， 11允許吸上真空高度： m()， 5 制造廠： 北京第二機(jī)床廠說明： 三螺桿泵的使用、安裝、維護(hù)要求。使用要求：一般用于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用20號(hào)液壓油或40號(hào)液壓油，其粘度范圍為之間。安裝要求：電機(jī)與泵的連接應(yīng)用彈性連軸器，以保證兩者之間的同軸度要求，（用千分表檢查連軸器的一個(gè)端面，其跳動(dòng)量不得大于0.03mm，徑向跳動(dòng)不得大于0.05mm.）,當(dāng)每隔轉(zhuǎn)動(dòng)連軸器時(shí)，將一個(gè)聯(lián)軸節(jié)作徑向移動(dòng)時(shí)應(yīng)感覺輕快。泵的進(jìn)油管道不得過長，彎頭不宜過多，進(jìn)油口管道應(yīng)接有過濾器，其濾孔一般可用40目到60目過濾網(wǎng)，過

41、濾器不允許露出油面，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，其油面離過濾器頂面至少有100mm,以免吸入空氣，甭的吸油高度應(yīng)小于500mm。維護(hù)要求：為保護(hù)泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和壓力表。6.2選擇電機(jī)根據(jù)上述計(jì)算過程，現(xiàn)在可以進(jìn)行電機(jī)的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)，通常選取三相異步電動(dòng)機(jī)就能夠滿足要求，初步確定電機(jī)的功率和相關(guān)參數(shù)如下： 型號(hào)：額定功率：4滿載時(shí)轉(zhuǎn)速： 電流： 效率： 85.5% 凈重： 45Kg 額定轉(zhuǎn)矩：電機(jī)的安裝形式為 型，其參數(shù)為：基座號(hào)：112M，極數(shù)：4，國際標(biāo)準(zhǔn)基座號(hào)：6.3連軸器的選用連軸器的選擇應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況，計(jì)算轉(zhuǎn)矩，軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來選擇。計(jì)算轉(zhuǎn)矩

42、由下式求出由參考文獻(xiàn)5可知： （6-4）式中：需用轉(zhuǎn)矩，見各連軸器標(biāo)準(zhǔn)，單位為 驅(qū)動(dòng)功率，單位為 工作轉(zhuǎn)速，單位為 工況系數(shù)，取=1.5 代入數(shù)據(jù)： 據(jù)此可以選擇連軸器的型號(hào)如下： 名稱：撓性連軸器彈性套柱銷連軸器 許用轉(zhuǎn)矩： 許用轉(zhuǎn)速：4700r/min 軸孔直徑： 軸孔長度：Y型：L=42mm， D=95mm 重 量：1.9Kg 6.4 控制閥的選用液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實(shí)際流量，下面根據(jù)該原則依次進(jìn)行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。6.4.1 壓力控制閥壓力控制閥的選用原則壓力：壓力控制閥的

43、額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力，以保證壓力控制閥正常工作。壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在法的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。流量：通過壓力控制閥的實(shí)際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種，直動(dòng)型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。但在緩沖制動(dòng)裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應(yīng)采用直動(dòng)型溢流閥，先導(dǎo)型壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動(dòng)閥低一些，調(diào)壓精度比直動(dòng)閥高，廣泛應(yīng)用于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。此外，還應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式，尺寸重量，價(jià)格，使用壽命，維護(hù)方便

44、性，貨源情況等。根據(jù)上述選用原則，可以選擇直動(dòng)型壓力閥，再根據(jù)發(fā)的調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)，可以選擇DBD式直動(dòng)式溢流閥，相關(guān)參數(shù)如下：型號(hào)：DBDS6G10 最低調(diào)節(jié)壓力：5MPa 流量： 40L/min 6.4.2 流量控制閥流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。流量：通過流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量。測量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。該升降機(jī)液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有分流閥和單節(jié)分流閥，單節(jié)分流閥的規(guī)格和型號(hào)如下：型號(hào)：FDL-B

45、10H 公稱通徑：10mm連接方式：管式連接 重量：4Kg 分流閥的型號(hào)為：FL-B10 其余參數(shù)與單節(jié)分流閥相同。6.4.3 方向控制閥方向控制閥的選用原則如下：壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額定壓力流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量?；y機(jī)能：滑閥機(jī)能之換向閥處于中位時(shí)的通路形式。操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動(dòng)，電動(dòng)，液動(dòng)等。方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實(shí)現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號(hào)及規(guī)格如下：型號(hào)：4WE5E5OF 額定流量：15L/min 消耗功率：26KW 電源電壓：工作壓力：A、B、P腔 T腔： 重量：1.4Kg6.

46、5 管路，過濾器選擇計(jì)算6.5.1 管路管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為：主管路包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實(shí)現(xiàn)壓力能的傳遞；泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或郵箱；控制管路：用來實(shí)現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。本設(shè)計(jì)中只計(jì)算主管路中油管的尺寸。（1）吸油管尺寸油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速，油管直徑d由下式確定由參考文獻(xiàn)9可知： （6-5）式中：d油管直徑，單位為mm Q油管內(nèi)液體的流量，單位為 油管內(nèi)的允許流速，單位為對吸油管，取 ，本設(shè)計(jì)中?。捍霐?shù)據(jù)： 取圓整值為：（2）回油管尺寸回油管尺寸與上述計(jì)算過程相同：，取為代入數(shù)據(jù)： 取圓整

47、值為： （3）壓力油管壓力油管：，本設(shè)計(jì)中取為：代入數(shù)據(jù)： 取圓整值為：（4）油管壁厚：升降機(jī)系統(tǒng)中的油管可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動(dòng)，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下：內(nèi)徑： 10mm外徑： 型，17.5-19.7mm工作壓力：型，16最小彎曲半徑：130mm6.5.2 過濾器的選擇過濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過濾器的通油能力大于實(shí)際流量的二倍，或大于管路的最大流量。（2）過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓

48、力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過濾精度要求越高，過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如表6-2所示：表6-2 過濾精度與液壓系統(tǒng)的壓力關(guān)系 系統(tǒng)類型一般液壓系統(tǒng)伺服系統(tǒng)壓力MPa735過濾精度25-2025105（3）濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，過濾器的實(shí)際壓力應(yīng)小于樣本給出的工作壓力。（4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長期工作。根據(jù)上述原則，考慮到螺桿泵的流量，選定過濾器為燒結(jié)式過濾器，其型號(hào)及具體參數(shù)如下所示： 型號(hào)： 流量： 過濾精度： 接口尺寸： 工作壓力： 壓力損失： 生產(chǎn)廠：北京粉末冶金二廠6.6 輔件的選擇6.6.1溫度計(jì)的選擇液壓系統(tǒng)常用接觸式溫度計(jì)來顯示油箱內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，接觸式溫度計(jì)有膨脹式和壓力式。本系統(tǒng)中選用膨脹式，其相關(guān)參數(shù)如下：型號(hào)： 名稱：內(nèi)表式工業(yè)玻璃溫度計(jì) 6.6.2壓力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選擇如下： 型號(hào)