液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統應用與研究設計

陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 題 目 液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統應用與研究 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 學 號 年級 級 指導教師 二 年 月 日 摘 要 液壓系統目前已經廣泛應用于部隊武器裝備、民用設備、航空航天等領域中,液壓系統的故障機理分析、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術也日趨成熟。但是,對液壓系統分析、監(jiān)測與診斷技術需要到工程實踐中進行可靠性檢驗,一般檢驗周期長,成本高。多功能液壓實驗臺能模擬液壓系統常見故障,加速設備運行,縮短檢驗周期,降低成本,縮短診斷理論、技術到工程應用轉化時間。下面經實驗,多功能實驗臺運行可靠、穩(wěn)定,能全面模擬液壓系統、液壓元件特別是液壓泵、液壓缸、節(jié)流閥，溢流閥等等元件的故障,并可運用嵌入在實驗臺中多種傳感器實現多源信息采集,能有效地為液壓系統的狀態(tài)監(jiān)測與故障關鍵詞： 液壓試驗臺 液壓元件 節(jié)流閥 檢測目 錄1緒論4 1.1液壓傳動在機械行業(yè)中的應用.5 1.2液壓試驗臺的基本組成.6 1.3 液壓試驗臺的特點.8 1.4液壓傳動技術的發(fā)展及應用.92液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的設計.12 2.1 液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的具體設計.14 2.1.1 檢測系統的目的.16 2.1.2 節(jié)流閥功能測試回路圖的確定.20 2.1.3 節(jié)流閥壓力、流量測試的一般步驟.20 2.2 液壓液的選擇21 2.3 電機、液壓元件及附件的選擇及設計22 2.4液壓集成塊的結構設計.22 2.4.1通用集成塊組的結構.23 2.4.2集成塊的特點.23 2.4.3液壓集成塊及其設計.24 2.4.4集成塊設計步驟.24 3測量系統的設計.26 3.1正確測量的測量條件和測量方法.27 3.2 轉速轉矩傳感器的選擇.28 3.3測量儀表的選擇.30 3.3.1流量計的選擇.24 3.3.2真空表的選擇.25 3.3.3壓力表的選擇.27結論28參考文獻29致謝301緒論1.1 液壓傳動在機械行業(yè)中的應用液壓傳動在實際生產中的應用有一下幾部分：磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機、自動機床、組合機床、數控機床、加工中心等 工程機械挖掘機、裝載機、推土機等。 汽車工業(yè)自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等。 農業(yè)機械聯合收割機的控制系統、拖拉機的懸掛裝置等。 輕工機械打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機等。 冶金機械電爐控制系統、軋鋼機控制系統等。 起重運輸機械起重機、叉車、裝卸機械、液壓千斤頂等。 礦山機械開采機、提升機、液壓支架等。 建筑機械打樁機、平地機等。 船舶港口機械起貨機、錨機、舵機等。 鑄造機械砂型壓實機、加料機、壓鑄機等。本次設計液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統，主要包括以下幾點：1） 壓力試驗：在國家要求安全范圍內，逐級升高壓力，全面檢查系統所有焊縫和接口處應無泄漏、管道無永久性變形。 2）功能試驗：逐次調整每個回路，執(zhí)行器速度應在正常工作壓力和溫度下運行。 3）噪音，盡量消除和減少系統對周圍環(huán)境的影響。 4）系統穩(wěn)定性，應先檢查局部閉環(huán)的穩(wěn)定性，然后接上主通路；檢查各執(zhí)行件有無影響。 5）系統響應快速性。各個執(zhí)行元件的動作時間是否對應工況設計。 6）溫度時間曲線 其總體方案圖結構圖如下： 節(jié)流閥性能測試實驗工作臺總體方案與布局圖本次設計的液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的設計主要是為節(jié)流閥的性能檢測而做的，因為，一般對液壓元件的性能分析、監(jiān)測與診斷技術需要到工程實踐中進行可靠性檢驗,一般檢驗周期長,成本高。本次設計的液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統可以通過檢測元件所能承受的最大壓力，工作中所產生的噪音，工作中的穩(wěn)定性，以及通過計算機生成溫度-時間曲線來判斷常見故障,加速設備運行,縮短檢驗周期,降低成本,縮短診斷理論、技術到工程應用轉化時間既可以簡化控制線路，節(jié)省成本，又可以提高勞動生產率。1.2液壓試驗臺的基本組成 液壓試驗臺常規(guī)配置是由液壓試驗系統、電氣控制系統、試驗油管及試驗油管懸掛機構、出廠試驗臺架組成；如用戶需要，可增加試驗數據計算機處理系統；如沒必要，供貨時也可不帶試驗臺架，由用戶自備。其中液壓試驗系統、電氣控制系統、試驗油管和試驗油管懸掛機構組成的試驗單元構成了試驗臺的試驗功能，可完成全部試驗項目的試驗。這三部分的所有零部件安裝固定在機架上，方便整體運輸及轉換使用場地。液壓系統的泵閥等部件安裝在機架內下部，油箱組件安裝在機架的上后部，電氣柜安裝在機架的上前部，在液壓元件的外邊、機架的四周邊安裝圍門，即整齊美觀，又安全衛(wèi)生。試驗臺架主要用于試驗時放置固定油缸，便于操作，同時還有收集回收試驗時灑落的油液、安裝諸如自動測量行程等所需儀器的作用。1、液壓試驗系統 液壓試驗系統在電氣控制系統的作用下，使工件完成各項試驗項目。它是由油箱組件、多臺油泵電機組、多套液壓閥組、過濾裝置、液壓管路組件、液壓檢測元件等部件組成的低壓大流量動力源系統、高壓加載動力源系統、超高壓加載動力源系統、試驗油路系統、輔助油路系統、氣動排油系統等液壓系統所構成。2、電氣控制系統 電氣控制系統由觸摸屏、PLC（可編程處理器）、電器元件、指示面板、操作懸臂等部件組成的電機控制、操作控制、顯示（包括指示、警示）儀器儀表三部分構成。主電路為交流380V,控制電路為交流220V、直流24V。試驗程序由PLC處理完成，控制系統通過對液壓系統的控制，實現試驗所要求的各項動作及各項安全防護措施。3、試驗油管及試驗油管懸掛機構 試驗臺出廠時都配好一定長度的試驗臺和油缸連接的高壓軟管，為了油管拆裝方便、高效，還為油管配置好快換接頭，在試驗臺上部安裝有平衡器支架及平衡器，將油管懸掛起來，使用時將油管端部拉下接在油缸油口上，不試驗時，平衡器將油管懸掛起來。4、出廠試驗臺架 該試驗臺架主要由架體、接油槽、漏板、油缸V型支撐等組成。V型支撐安裝在架體上，用于放置油缸；接油槽是在架體上端焊接而成的封閉結構，收集拆卸試驗油管時散落的油液，收集的油液匯集到接油槽下部的集油箱中，油箱裝有液位傳感器，集油到一定量時，集油系統的回油泵自動啟動，將集油通過過濾送到液壓系統油箱；在接油槽中配置有一定高度的漏板，用于放置小零件和工具，也使工具和小零件免于沾上油液。 試驗臺架是選配部件，用戶可以選購，也可以依據各自需要定做其它結構形式的臺架。5、試驗數據計算機處理系統 該系統由計算機、數據采集卡、傳感器、打印機等部件組成。除了具備和觸摸屏一樣的顯示功能外，主要功能是對每只試驗過的油缸試驗數據進行處理，形成試驗報告，并對報告儲存，以供隨時查詢和打印。試驗報告有兩類，一類是單個油缸試驗情況的歷履報告，一類是一定工作時間段所試油缸的匯總報告。歷履報告內容分兩方面，一方面是油缸特征和試驗人員特征內容，如產品名稱、型號、部件號、各試驗項目的要求參數、試驗用油、安裝距、試驗人員、檢驗人員等，這些內容人工輸入；另一方面是試驗數據，如試運行次數、起動壓力、試驗壓力、保壓時間、油液溫度、試驗時間、試驗結果是否合格等。匯總報告按序號對所試油缸的試驗參數和結果匯總列表，多用于日報表。數據處理軟件設計時，賦予了一定的生產管理功能，如在試驗數據采集前必須輸入特征內容，否則不予采集，也就形不成試驗記錄；而對于試驗數據只能采集，不能輸入，也就不能對報告中的試驗數據進行改動，避免了人工干預試驗結果的情況出現。1.3 液壓試驗臺的特點 液壓實驗臺能全面模擬液壓系統常見的各類故障,并可運用嵌入在其中的加速度、壓力、流量、溫度、液位、污染度、位移等多種傳感器檢測液壓系統在正常或異常狀態(tài)下的各種信息,可為液壓系統、元件的故障機理分析、狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術積累信息,提供數據。1)多功能液壓實驗臺組成液壓實驗臺的原理如圖1所示,部分元件結構如圖2所示。實驗臺液壓泵4由75 kW交流電動機驅動。溢流閥7 為安全閥, 8、11為二級調壓閥,調節(jié)實驗臺最高工作壓力。電磁換向閥12、單向節(jié)流閥13、14,節(jié)流閥17、18、19、液壓缸20、溢流閥23構成液壓缸故障模擬系統,流量計15、16、21,壓力傳感器31、33、34構成壓缸測試系統。電磁換向閥25和溢流閥28模擬溢流閥和電磁閥工作。2） 多功能液壓實驗臺特點多功能液壓實驗臺工作最高壓力24 MPa,系統最大流量為91 L /min,能夠完全模擬工程機械、武器裝備液壓系統、元件(尤其是液壓泵和液壓缸)故障;采用背壓方式產生液壓缸工作負載,降低了成本;系統采用模塊化設計,可擴展性強,系統維護簡單。圖11.4液壓傳動技術的發(fā)展及應用 液壓技術，從年英國制造出世界上第一臺水壓機誕生算起，已經有多年的歷史了，然而在工業(yè)上的真正推廣使用卻是世紀中葉的事情了。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些武器裝備上用上了功率大、反應快、動作準的液壓傳動和控制裝置，大大的提高了武器裝備的性能。同時，也加速了液壓技術本身的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術迅速由軍事轉入民用，在機械制造、工程機械、鍛壓機械、冶金機械、汽車、船舶等行業(yè)中得到了廣泛的應用和發(fā)展。世紀年代以后，原子能技術、空間技術、電子技術等的迅速發(fā)展，再次將液壓技術向前推進，使其在各個工業(yè)領域得到了更加廣泛的應用?，F代液壓技術與微電子技術、計算機技術、傳感技術的緊密結合已經形成并發(fā)展成為一種包括傳動、控制、檢測在內的自動化技術。當前，液壓技術在實現高壓、高速、大功率、經久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善發(fā)展比例控制和伺服控制、開發(fā)數字控制技術上也有許多新成果。同時，液壓元件和液壓系統的計算機輔助設計(CAD)和測試(CAT)、微機控制、機電一體化、液電一體化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液壓技術發(fā)展和研究的方向。繼續(xù)擴大應用服務領域，采用更先進的設計和制造技術，將使液壓技術發(fā)展成為內涵更加豐富完整的綜合自動化技術。 目前，液壓技術已廣泛應用于各個工業(yè)領域的技術裝備上，例如機械制造、工程、建筑、礦山、冶金、船舶等機械，上至航空、航天工業(yè)，下至地礦、海洋開發(fā)工程，幾乎無處不見液壓技術的蹤跡。液壓技術的應用領域大致上可以歸納為以下幾個主要方面：（1）各種舉升、搬運作業(yè)。尤其在行走機械和較大驅動功率的場合，液壓傳動已經成為一種主要方式。如起重機、起錨機等。（2）各種需要作用力大的推、擠、挖掘等作業(yè)裝置。例如，各種液壓機、塑料注射成型機等。（3）高響應、高精度的控制。飛機和導彈的姿態(tài)控制等裝置。（4）多種工作程序組合的自動操作與控制。如組合機床、機械加工自動線。（5）特殊工作場合。例如地下水下、防爆等。2液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的設計2.1 液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的具體設計2.1.1 檢測系統的目的本次設計的檢測系統的目的主要是通過檢測元件所能承受的最大壓力，工作中所產生的噪音，工作中的穩(wěn)定性，以及通過計算機生成溫度-時間曲線來判斷常見故障,加速設備運行,縮短檢驗周期,降低成本,縮短診斷理論、技術到工程應用轉化時間既可以簡化控制線路，節(jié)省成本，又可以提高勞動生產率。2.1.2 節(jié)流閥功能測試回路圖的確定根據以上工況，我們可以確定節(jié)流閥功能測試回路圖，如下圖所示:2.1.3 節(jié)流閥壓力、流量測試的一般步驟 液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統主要是需要完成被測元件各方面的性能檢測而設計出的一款檢測系統，它是基于液壓試驗工作臺來進行檢測的，其主要包括以下幾個部分：1、壓力泄露量曲線（內泄漏、外泄漏耐壓）2、壓差流量特性試驗3、流量時間曲線4、工作范圍試驗5、 功能試驗：逐次調整每個回路，執(zhí)行器速度應在正常工作壓力和溫度下運行，包含壓力試驗。4、噪音，盡量消除和減少系統對周圍環(huán)境的影響。5、系統穩(wěn)定性測試。6、溫度時間曲線.在這里以壓力試驗為例，其具體操作步驟如下：a、先將關閉節(jié)流閥2，將溢流閥1全部打開，啟動泵半分鐘，排除管 內的空氣。b、關閉溢流閥1，調節(jié)節(jié)流閥2，到需要的壓力值（比如5Mpa）。c、調定好后，完全打開溢流閥2，使通過節(jié)流閥2的流量為零，逐漸 關閉溢流閥1，同時記錄相信對應的壓力，流量的等各表值，據壓差與流量的數值繪制曲線圖如下：2.2 液壓液的選擇1、 選擇液壓油的原則1、 選擇工程機械用液油的依據 （1） 液壓件。不同的液壓元件對所用液壓油都有一個最低的配置要求，因此選擇液壓油時，應注意液壓件種類及其使用的材質、密封件和涂料或油漆等與液壓油的相容性，保證各運動副潤滑良好，使元件達到設計壽命，滿足使用性能的要求。液壓泵是對液壓油的黏度和黏溫性能最敏感的元件之一，因此，常將系統中泵對液壓油的要求作為選擇液壓油的重要依據（有伺服閥的系統除外）（2）系統工況。如果對執(zhí)行機構速度、系統壓力和機構動作精確度的要求越高，則對液壓油的耐磨和承載能力等的要求也越高。 根據系統可能的工作溫度，連續(xù)運轉時間和工作環(huán)境的衛(wèi)生情況等，選油時須注意油的黏度、高溫性能和熱穩(wěn)定性，以減少油泥等的形成和沉積。（3）油箱大小。油箱越小對油的抗氧化安定性、極壓抗磨性、空氣釋放性和過濾性等要求就越高。（4）環(huán)境溫度。針對工程機械在地下、水上、室內、室外、寒區(qū)、或是處于溫度變化的嚴寒區(qū)，以及附近有無高溫熱源或明火等環(huán)境溫度特點，合理選用液壓油。若附近無明火，工作溫度在60以下，承載較輕時，可選用普通液壓油，如果設備須在很低的溫度下啟動時，須選用低凝液壓油。 綜上所述，若液壓油的質量合格，系統執(zhí)行機構運動速度很高時，油液的流速也高，液壓損失隨之增大，而泄漏相對減少，故宜選擇黏度較低的油；反之，當油的流速低時，泄漏量相對增大，將對工作機構運動速度產生影響，這是宜選擇黏度較高的油。通常，當工作壓力高時，宜選用黏度高的液壓油，因為解決高壓時的泄漏問題比克服其黏阻更應優(yōu)先；當工作壓力較低時，宜選用低黏度的油。環(huán)境溫度高時，應采用黏度較高的油，反之，應采用黏度較低的油。（5）液壓油的最后確定。液壓油初步選定后，還須注意核查其貨源、黏度、質量、使用特點、適用范圍，以及對系統和元件材料的相容性，看各項指標是否能完全滿足使用要求。（6）經濟性。要綜合考慮液壓油的價格、使用壽命、以及液壓系統和維護、安全運行周期等情況，著眼于經濟效益好的品牌。2、選擇液壓油的經濟性分析 選擇液壓油時，不能只注意油價，而忽視了品種、質量、維護與再生等情況，如，在高溫熱源和明火附近的高溫、高壓和精密液壓系統，要選用磷酸酯液抗燃液壓油，不能因價貴而用價廉的含水抗燃液代替，這樣會使液壓泵過早的磨損，降低系統精度；又如，在高壓液壓系統中，應選用抗磨液壓油，若選用便宜的機械油或防銹、抗氧液壓油，則液壓泵壽命會縮短。以SO黏度為等級為VG46的品種L-HH和L-HM油為例，分別用于相同的YB-D25型節(jié)流閥（壓力為12.5MPa,溫度為65，轉速為500r/min），連續(xù)運行250h后測其磨損量，用L-HH油時泵的磨損量為用L-HM油時的63倍。因此，在中高壓系統中，不該使用L-HH或L-HL油，而要選用L-HM抗磨液壓油。 對于寒區(qū)和嚴寒區(qū)室作作業(yè)工程機械的高壓系統，則于氣溫低，環(huán)境溫度變化大，應該選用高黏度指數的低溫液壓油，以使系統低溫油液流動性好，冷啟動在液壓設備中使用壽命短。2.HL液壓油(也稱通用型機床工業(yè)用潤滑油) l)規(guī)格HL液壓油是由精制深度較高的中性基礎油加抗氧和防銹添加劑制成的。HL液壓油按40C運動粘度可分為15、22、32、46、68、100六個牌號。2) 用途 HL液壓油主要用于對潤滑油無特殊要求,環(huán)境溫度在OC以上的各類機床的軸承箱、齒輪箱、低壓循環(huán)系統或類似機械設備循環(huán)系統的潤滑。它的使用時間比機械油可延長一倍以上。該產品具有較好的橡膠密封適應性,其最高使用溫度為80C。3)質量要求(l)適宜的粘度和良好的粘溫性能。要求油的粘度受溫度變化的影響小,即溫度變化不致影響液壓系統的正常工作。(2) 具有良好的防銹性、抗氧化安定性。(3) 其有較理想的空氣釋放值、抗泡性、分水性和橡膠密封適應性。使用注意事項(l)使用前要徹底清洗原液壓油箱,清除剩油、廢油及沉淀物等,避兔與其他油品混用。(2)本品不適用于工作條件苛刻,潤滑要求高的專用機床。對油品質量要求較高的齒輪傳動裝置、液壓系統及導軌,應選用中、重負荷齒輪油、抗磨液壓油或HG液壓油。(3)本油品代替機械油用于通用機床及其他類似機械設備的循環(huán)系統的潤滑,經濟效益顯著能延長換油周糊平均節(jié)約潤滑油1/3-1/2。3.抗磨液壓油(HM液壓油)l)規(guī)格, 抗磨液壓油(HM液壓油)是從防銹、抗氧液壓油基礎上發(fā)展而來的,它有堿性高鋅、堿性低鋅、中性高鋅型及無灰型等系列產品,它們均按40C運動粘度分為22、32、46、68四個牌號。2) 用途(l)抗磨液壓油主要用于重負荷、中壓、高壓的節(jié)流閥、柱塞泵和齒輪泵的液壓系統J目YB一D25節(jié)流閥、PF15柱塞泵、CBN一E306齒輪泵、YB一E80/40雙聯泵等液壓系統。(2) 用于中壓、高壓工程機械、引進設備和車輛的液壓系統。如電腦數控機床、隧道掘進機、履帶式起重機、液壓反鏟挖掘機和采煤機等的液壓系統。（3）除適用于各種液壓泵的中高壓液壓系統外也可用于中等負荷工業(yè)齒輪(蝸輪、雙曲線齒輪除外)的潤滑。其應用的環(huán)境溫度為一10C-40C。該產品與丁腈橡膠具有良好的適應性。3)質量要求(l)合適的粘度和良好的粘溫性能,以保證液壓元件在工作壓力和工作溫度發(fā)生變化的條件下得到良好潤滑、冷卻和密封。(2)良好的極壓抗磨,以保證油泵、液壓馬達、控制閥和油缸中的摩擦副在高壓、高速苛刻條件下得到正常的潤滑,減少磨損。(3優(yōu)良的抗氧化安定性、水解安定性和熱穩(wěn)定性,以抵抗空氣、水分和高溫、高壓等因素的影響或作用,使其不易老化變質，延長使用壽命。(4良好的抗泡性和空氣釋放值,以保證在運轉中受到機械劇烈攪拌的條件 下產生的泡沫能迅速消失;并能將混入油中的空氣在較短時間內釋放出來,以實現準確、靈敏、平穩(wěn)地傳遞靜壓。(5)良好的抗乳化性,能與混入油中的水分迅速分離,以免形成乳化液,引起液壓系統的金屬材質銹蝕和降低使用性能。(6良好的防銹性,以防止金屬表面銹蝕。4)注意事項(l)要保持液壓系統的清潔,及時清除油箱內的油泥和金屬屑。(2)按換油參考指標進行換油,換油時應將設備各部件清洗干凈,以免雜質等混入油中,影響使用效果。(3)儲存和使用時,容器和加油工具必須清潔,防止油品被污染。(4)該油品主要適用于鋼-鋼摩擦副的液壓油泵。用于其它材質摩擦副的液壓油泵時,必須要有油泵制造廠或供油單位推薦本產品所適用的油泵負荷限值。4.HR、HG液壓H液壓油是在環(huán)境溫度變化大的中低壓液壓系統中使用的液壓油。該油具有良好的防銹、抗氧性能,并在此基礎上加入了粘度指數改進劑,使油品具有較好的粘溫特性。該類油由于用量小至今尚未大力開發(fā),在此不作詳細介紹。HG液壓油原為普通液壓油中的32G和68G,曾用名為液壓導軌油,該產品是在HM液壓油基礎上添加油性劑或減磨劑構成的丶一類液壓油。該油不僅具有優(yōu)良的防銹、抗氧、抗磨性能,而且具有優(yōu)良的抗粘滑性。該產品主要適用于各種機床液壓和導軌合用的潤滑系統或機床導軌潤滑系統及機床液壓系統。在低速惰況下,防爬效果良好。目前的液壓一導軌油屬這一類產品。5.H、HS液壓油(低溫液壓油)l)規(guī)格這是兩種不同檔次的液壓油,在GB7631.2一87中均屬寬溫度變化范圍下使用的液壓油。此二類油都有低的傾點,優(yōu)良的抗磨性、低溫流動性和低溫泵送性。HV、HS液壓油按基礎油分為礦油型與合成油型兩種,按40。C運動粘度,H油為15、22、32、46、68、100六個牌號HS油分為15、32、32、46四個牌號。2)用途(l)H低溫液壓油主要用于寒區(qū)或溫度變化范圍較大和工作條件苛刻的工程機械、引進設備和車輛的中壓或高壓液壓系統。如數控機床、電纜井泵.以及船舶起重機、挖掘機、大型吊車等液壓系統。使用溫度在一30C以上。(2)HS低溫液壓油主要用于嚴寒地區(qū)上述各種設備。使用溫度為一30C以下。3)質量要求(l)適宜的粘度。(2)良好的極壓抗磨性能。(3)優(yōu)良的低溫性能,點較低,能保證工程機械或設備在寒區(qū)或嚴寒區(qū)環(huán)境下易于啟動和正常運轉。(4)優(yōu)良的粘溫性能,粘度指數均在130以上,保證液壓設備在溫度變化幅度較大的情況下得到良好的潤滑、冷卻和密封。(5) 良好的抗乳化性和防銹性能。良好的氧化安定性、水解安定性和熱穩(wěn)定性能。4)注意事項(l)低溫液壓油是一種既具有抗磨又具有高低溫性能的高級液壓油,應注意 合理使用。(2)低溫液壓油不能用于有銀部件的液壓設備。(3)HV油和HS油由于基礎油組成不同,所以不能混裝混用八以免影響使用性能。其它注意事項同HM液壓油。（一）液壓油的選用 液壓系統運行故障的70%是由液壓油引起的,因此,正確、合理地選用液壓油對于提高液壓設備的工作可靠性,延長系統及元件的壽命,保證機械設備的安全、正常運行具有十分重要的意義。壓油的選用應當是在全面了解液壓油性質并結合考慮經濟性的基礎上,根據液壓系統的工作環(huán)境及其使用條件選擇合適的品種,確定適宜的粘度。液壓的品種選定后,粘度的選擇具有決定的意義J目粘度選擇適宜就可有效提高統的工作效率靈敏度與工作可靠性,還可以減少溫升與降低磨損,從而延長系統和元件的使用壽命。l.液壓油品種的選擇在本章第二節(jié)中,對于汽車與工程機械所使用的液壓油及共選用已進行了紹。在此僅就液壓油品種的選擇再作一歸納。2.3 電機、液壓元件及附件的選擇及設計 由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min,而工進時輸入液壓缸的流量0.5L/min，由小流量液壓泵單獨供油，所以小液壓泵的流量規(guī)格最少應為3.5L/min。 根據以上壓力和流量的數值查閱產品樣本，最后確定選取PV2R12-6/26型雙連葉片液壓泵，其小液壓泵和大液壓泵的排量分別為6ml/r和26ml/r,當液壓泵的轉速時該液壓泵的理論流量為20.08L/min，若取液壓泵的容積效率，由于液壓缸在工進時輸入功率最大，這是液壓泵工作壓力為2MPa，流量為27.1L/min.按圖標去液壓泵的總效率為則液壓泵驅動電動機所需的功率為： 根據此數值查閱電動機產品樣本選取Y100L-6型電動機，其額定功率為，額定轉速。（二）閥類原件及輔助原件：1）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，在定量泵液壓系統中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調速系統，即進油路節(jié)流調速系統、回油路節(jié)流調速系統和旁路節(jié)流調速系統。節(jié)流閥沒有流量負反饋功能，不能補償由負載變化所造成的速度不穩(wěn)定，一般僅用于負載變化不大或對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。 液控單向閥可作為單向閉鎖和保壓使用。它用于液壓系統中，阻止油液反向流動，起到普通單向閥作用；但可利用控制壓力油，通過控制活塞打開單向閥芯，使油液實現反向流動。液控單向閥可用在需要嚴格封閉的油路中，進行單向閉鎖，起到保壓作用。對單向閥的要求：1、對于正向開啟壓力為0.04Mpa的液控單向閥，使用時不允許閥芯錐面垂直向上方安裝。2、管接頭連接處，禁止用油漆、麻絲、聚四氟乙烯密封帶，可用密封膠。3、對于外泄式結構的液控單向閥，控制活塞部分的泄漏油應從L口單獨接回油箱。3.單向閥 DIF-L10H1液壓元件產品樣本技術規(guī)格：型號開啟壓力壓力（kgf/cm）流量（l/min）接口尺寸（mm）DIF-L10H10.3521025104.溢流閥 YF-B 10B液壓元件產品樣本 技術規(guī)格：型號重量（）壓力（/）接口尺寸（mm）額定流量YF-B 10B2.60.5-6.310405. 三位四通電磁換向閥 34-H10B-T液壓元件產品樣本 技術規(guī)格：型號重量（）壓力（kgf/cm）流量（ml /min）允許背壓（kgf/cm）接口尺寸（mm）34-H10B-T3.532040<63.3106. 單向順序閥 XYA-F10D-B（A） 液壓元件產品樣本技術規(guī)格：型 號重量（）壓力 （kgf/cm）接口尺寸（mm）閥徑（mm）XYA-F10D-B（A）1.520010127.液控單向閥 液壓元件產品樣本技術規(guī)格：型 號流量（）壓力（kgf/cm）開啟壓力（kgf/cm）控制壓力（kgf/cm）接口尺寸（mm）252102<108108. 二位二通電磁換向閥 22-H10B液壓元件產品樣本P364技術規(guī)格：型 號壓力（kgf/cm）允許背壓（kgf/cm）流量（ml /min）接口尺寸（mm）閥徑（mm）22-H10B320<1.014010129.單向調速閥 QA-H10液壓元件產品樣本 P322技術規(guī)格：型 號最高壓力（kgf/cm） 流量（l/min）最小穩(wěn)定流量（l/min）接口尺寸（mm）QA-H1032040410根據系統的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，可選用這些元件的型號及規(guī)格,如表2-3。表2-3 小型液壓壓力機集成閥元件明細表序 號名 稱通過流量型號及規(guī)格1油管14mm紫銅管2油箱70L油箱3濾油器11.47XLX-06-804雙聯節(jié)流閥9.75YB1-6.3/6.35單向閥4.875DIF-L10H16溢流閥4.875YF-B 10B7三位四通電磁換向閥9.7534-H10B-T8單向順序閥9.75XYA-F10D-B（A）9液控單向閥9.7510二位二通電磁換向閥4.87522-H10B11單向調速閥9.75QA-H1012壓力表Y100T13壓力表開關K-3B14電動機Y90S-62）節(jié)流閥圖示為節(jié)流閥。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，在定量泵液壓系統中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調速系統，即進油路節(jié)流調速系統、回油路節(jié)流調速系統和旁路節(jié)流調速系統。節(jié)流閥沒有流量負反饋功能，不能補償由負載變化所造成的速度不穩(wěn)定，一般僅用于負載變化不大或對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。 3）三位四通換向閥由閥體和閥芯組成。閥體圓孔內有5條環(huán)形槽，分別對應P、A、B、T1四個油口，閥芯上有三個凸臺。（三）油管：各原件間連接軌道的規(guī)格按液壓原件接口處的尺寸決定，液壓缸進，出油管則按輸入、排出的最大流量計算。由于液壓泵選定之后液壓缸在各個工作階段的進、出流量已與原定數值不同，所以需要重新計算。按照經驗值推薦去油液在壓油管的流速v=3m/s,則算得與液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管內徑分別為這兩根油管都選用內徑、外徑mm的冷拔無縫鋼管。（四）油箱 油箱容積按公式估計，取其經驗數據，故其容積為,按GB/T79381999規(guī)定，其標準值為V=250L。2.4液壓集成塊的結構設計集成塊這種結構是液壓集成的最早形勢，在我國已經形成了多種系列。很多集成塊都有固定的完整的回路，但還有些回路需自己設計，大約占系統回路的20%到30%。2.4.1通用集成塊組的結構集成塊組，是按通用的液壓典型回路設計成的通用組件，它由集成塊、底塊和頂蓋按一定得順序疊加，用四只螺栓垂直固緊而成。液壓元件一般安裝在集成塊的前面、后面和右側面，左側面不安放元件，留著連接油管，以便向執(zhí)行元件供油，為了操縱方便，通常把需要經常調節(jié)的元件，如調速閥、溢流閥、減壓閥等布置在右側面或前面。元件通過塊體的內部的油道孔，每一塊都有自己的壓油孔p、回油孔o、泄露油孔L、和連接螺栓孔，有的回路省略掉泄油孔。2.4.2集成塊的特點從集成塊的組成原理圖可以看出，集成塊由板式元件與通道體組成，元件可根據要求自由選用。集成塊與其他連接方式相比有以下特點：（1）有現有的板式標準元件，可以組成各種回路，方便增加和替換， 因而具有極大的靈活性。（2）由于是在小塊體上加工各種孔道，故制造簡單，工藝孔大為減少，便于檢查和及時發(fā)現毛病。如果加工中除了問題，僅報廢其中一小塊通道體，而不使整個系統報廢。（3）集成塊最大限度的減少管道接頭使泄露減少到最小程度，提高 元集成回路，以減少集成塊設計工作量，提高通用性。 2）把各液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，即為組合銑床的液壓集成回路圖。一個完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設計完成后，要和液壓回路進行比較，分析工作原理是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯。2.4.3液壓集成塊及其設計集成塊是由底板、各中間塊和頂蓋組成，由四個緊固螺栓把它們連接起來，再由四個緊固螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個完整的液壓系統。1. ）底板及供油塊設計 底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統回油路T及泄油路L經底板引入液壓油箱冷卻沉淀。2.）頂蓋及測壓蓋設計 頂蓋及測壓塊。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關及壓力表觀察泵及系統各部分工作壓力。設計頂蓋時，要充分利用頂蓋的有效空間，也可把測壓回路、卸荷回路以及定位夾緊回路等布置在頂蓋上。3、）中間塊的設計若液壓單元集成塊回路中液壓元件較多或者不好安排時，可以采用 過渡板把閥與集成塊連接起來。如：集成塊某個側面要固定兩個液壓集成元件有困難，如果采用過渡板則會會使問題比較容易解決。使用過渡板時，應注意，過渡板不能與上下集成塊上的元件相碰，避免響集成塊的安裝，過渡一般安裝在集成塊的正面，過渡板厚度為35-40mm，在不影響其它部件工作的條件下，其長度可稍大于集成塊尺寸。過渡板上孔道的設計與集成塊相同。可采用先將其用螺釘與集成塊連好，再將閥裝在其上的方法安裝。2.4.4.集成塊設計步驟1) 制作原件樣板，方法與油路板一節(jié)相同。2)決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔P、回油孔T、泄油孔L及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)定確定。孔與孔之間的連接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或英制管螺紋。3）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，樣板應以連接板為準。電磁閥應布置在集成塊的前、后面上要避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其他部分相碰。液壓元件的布置應以在集成塊上加工的孔最少為好,如圖所示，孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面，或在直徑d的范圍內，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚h必須進行強度校核液壓元件在水平面上的孔道若與公共油孔相通，應盡可能地布置 在同一垂直位置或在直徑d范圍，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應互相垂直，不然也要鉆中間孔道。設計專用集成塊時，要注意其高度應比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸2mm，以避免上下集成塊上的集成元件相碰，影響集成塊緊固。4）集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，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口通道，集成塊固定螺孔相同。液壓元件泄露孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進行布置。根據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。溢流閥的先導閥部分可伸出集成塊外，有的原件可以橫向布置。3測量系統的設計3.1正確測量的測量條件和測量方法 測量是指以測量對象的量值為目的而進行的實驗過程，在液壓系統實驗，運行控制等過程中，需要測量溫度，流量，壓力等各個參數來隨時觀察被測量對象的單位時間內的變動量。這個測量需要通過各種測量裝置和測量過程來實現。于是，測量裝置和過程在測量過程中需要滿足什么要求，才能準確測量這些這些隨時間的變化而變化的特性才是我們所關心的問題。要使測量具有普遍的科學意義和價值需要一定的條件，首先測量過程被除數測量的量與標準或相對標準的比較過程。作為比較的標準量值必須是已知的而且合法，才能保證測量的數值科學性，具有科研價值。其次，進行比較的測量系統必須進行檢查和標定。以保證測量的有效性，可靠性。這樣的測量才有意義，是科學且能用的。3.2 轉速轉矩傳感器的選擇1.轉矩轉速傳感器選型：傳感器有傳遞類，平衡力類，能量轉換類等三類原理，此三類原理中傳遞類運用最為廣泛，固而選擇傳遞類傳感器，而傳遞類傳感器又根據其彈性元件的物理參數分為：變形型，應力型、應變型等三種。 上述三種傳感器中應變型安裝較為簡單方便，價格低廉，產品成熟，固而選用市面上運用較多的可實現轉矩、轉速及軸功率的多參數輸出的帶環(huán)形旋轉變壓器的JN338字式轉矩轉速傳感器。該傳感器具有體積小、重量輕、安裝簡單方便化測量接口簡單方便等優(yōu)點。2.轉矩轉速測量系統選擇： 轉矩轉速測量系統分為數字式，單片機型和微機型三種類型，數字式是早期的試系統，其缺點是系統可靠性差，功能單一，操作復雜，體積龐大。單片機型采用單片機采集和處理數據。這是目前較普遍的測量系統形式，它能夠正確的測量出機械所承受的轉矩，具有結構簡單、性能穩(wěn)定、測量準確、使用方便、成本較低等特點，但這種儀器的分析能力很弱。而微機型即軟件式轉矩測量系統。這已測量系統所測得的數據準確，分析能力有所增強，但實時性不強，不能滿足瞬時轉矩、轉速測量的要求，而且界面并不直觀、沒有充分利用微機的資源，整體性能仍不高綜合考慮本設計選擇單片機測控系統。3.通信模塊選擇： 由于本設計要求用無線傳輸，固可選方案有多種無線傳輸技術，比如GPRS，CDMA，WIFI等模塊，考慮到價格差距很大，本設計采用PTR2000。3.3測量儀表的選擇 3.3.1流量計的選擇流量計選型是指按照生產要求，從儀表產品供應的實際情況出發(fā)，綜合地考慮測量的安全、準確和經濟性，并根據被測流體的性質及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表的型式和規(guī)格。流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運行中不會發(fā)生機械強度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產或故障情況下都不致影響生產系統的安全。例如，對發(fā)電廠高溫高壓主蒸汽流量的測量，其安裝于管道中的一次測量元件必須牢固，以確保在高速汽流沖刷下不發(fā)生機構損壞。因此，一般都優(yōu)先選用標準節(jié)流裝置，而不選用懸臂梁式雙重喇叭管或插入式流量計等非標準測速裝置，以及結構強度低的靶式、渦輪流量計等。燃油電廠和有可燃性氣體的場合，應選用防爆型儀表。在保證儀表安全運行的基礎上，力求提高儀表的準確性和節(jié)能性。為此，不僅要選用滿足準確度要求的顯示儀表，而且要根據被測介質的特點選擇合理的測量方式。發(fā)電廠主蒸汽流量測量，由于其對電廠安全和經濟性至關重要，一般都采用成熟的標準節(jié)流裝量配差壓流量計，化學水處理的污水和燃油分別屬臟污流和低雷諾數粘性流，都不適用標準節(jié)流件。對臟污流一般選用圓缺孔板等非標準節(jié)流件配差壓計或超聲多普勒式流量計，而粘性流可分別采用容積式、靶式或楔形流量計等。水輪機人口水量、凝汽器循環(huán)水量及回熱機組的回熱蒸汽等都是大管徑( 400mm以上)的流量測量參數，由于加工創(chuàng)造困難和壓損大，一 般都不選用標準節(jié)流裝置。根據被測介質特件及測量準確度要求，分別采用插入式流量計、測速元件配差壓計、超聲波流量計，或采用標記法、模擬法等無能損方式測流量為保證流量計使用壽命及準確性，選型時還要注意儀表的防振要求。在濕熱地區(qū)要選擇濕熱式儀表。正確地選擇儀表的規(guī)格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環(huán)。應特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應稍大于被測介質的工作壓力，一般取125倍，以保證不發(fā)生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準確性。一般選為實際運行中最大流量值的12一13倍。安裝在生產管道上長期運行的接觸式儀表，還應考慮流量測量元件所造成的能量損失。一般情況下，在同一生產管道中不應選用多個壓損較大的測量元件，如節(jié)流元件等?？傊瑳]有一種測量方式或流量計對各種流體及流動情況都能適應的不同的測量方式和結構，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件每種型式都有它特有的優(yōu)缺點。因此，應在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎上選擇適于生產要求的，既安生可靠又經濟耐用的最佳型式3.3.2真空表的選擇一般來說2.5mpa的迷你壓力表用在干粉閥上例如:1kg和4kg的干粉閥 10mpa-20mpa的用在二氧化碳閥上,也可以用在一級高壓打氣筒上面,8-18個壓 30mpa壓力表用在工業(yè)單孔、 雙孔測壓接頭上面 大轉小接氣瓶 也可用在3級高壓打氣筒上面和u型閥上面,但是要注意每個壓力表由于廠家的不同,承受的壓力也會不同,30mpa的表到22-25mpa就差不多了,到30的話會導致表內銅絲的延展性損壞。3.3.3壓力表的選擇儀表精度是根據工藝生產上所允許的最大測量誤差來確定的。不能認為選用的儀表精度越高越好，應在滿足工藝要求的前提下，盡可能選用精度較低、價廉耐用的儀表。儀表類型選擇實例：某臺壓縮機的出口壓力范圍為2528MPa，測量絕對誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。要求條件為：被測脈動壓力2528MPa，測量絕對誤差1MPa，就地觀察、高低限報警。儀表選擇時考慮脈動壓力對儀表壽命影響很大，故選擇儀表的上限值為：P1=Pmax*2=28*2=56MPa若選壓力表的測量范圍為060MPa，則：25MPa/60MPa>l/3，被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3，下限值也符合要求。另外，根據測量誤差的要求，可算得對儀表允許誤差的要求為：1/60*100%=1.67%，故選精度等級為1.5級的儀表，可以滿足誤差要求。 結 論此次設計的液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統，結構較為簡單，測量精度較高，能夠滿足測量的一般需求。 參考文獻1張福學編著.液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的設計及其應用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。2何發(fā)昌著，邵遠編著.智能 液壓控制系統的原理及應用.北京：高等教育出版社，1996。3張利平著. 液壓技術速查手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，2006.12。4李寶仁著. 液壓技術低成本綜合自動化. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.9。5宋學義著. 液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統設計速查手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.3。6陳奎生著. 液壓與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學出版社，2008.5。7SMC（中國）有限公司. 液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統性能測試實用技術. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.108徐文燦著. 液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1995。9曾孔庚.液壓控制系統的發(fā)展趨勢. 機器人技術與應用論壇。10壽慶豐.一種多功能液壓系統的設計. 機械設計1999年第3期，第3卷。11高微,楊中平,趙榮飛等.液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統性能測試實驗臺液壓系統的設計. 機械設計與制造2006.1。12孫兵,趙斌,施永輝.液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統的設計與研制. 中國期刊全文數據庫。13馬光,申桂英.工業(yè)機器人的現狀及發(fā)展趨勢. 中國期刊全文數據庫2002年。14李如松.液壓控制系統的應用現狀與展望. 中國期刊全文數據庫1994年第4期。15李明.液壓試驗臺節(jié)流閥檢測系統設計.制造技術與機床2005年第7期。16李杜莉，武洪恩，劉志海.液壓控制系統的運動學分析. 煤礦機械2007年2月17成大先主編.機械設計手冊（第三版）.北京：化學工業(yè)出版社，1994。18Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. IEEE Transactions on Robotics and Automation.Vo1.9.No.1.1993。 致 謝在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹的治學態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。經過近半年努力的設計與