毕业设计（论文）-液压基本回路实验台的设计.doc

河南科技大学毕业设计（论文）液压基本回路实验台的设计摘 要随着科学技术的发展，液压传动作为一种可以传递动力和控制的传动方式，已经日益广泛应用到医疗、科技、军事、工业自动化生产、起重、运输、矿山、建筑、航空等各个领域。液压技术在实现高压、高速、大功率、低噪声、高可靠性、高集成化等各个方面都取得重大进展。而作为液压技术应用的基础液压基本回路是学习液压传动控制的必要知识。液压回路是液压系统的有机组成部分，任何液压系统都是由一些基本回路所组成。所谓液压基本回路是指能实现某种特定功能的液压元件的组合。按其在液压系统中的功用基本回路可分为：压力控制回路控制整个系统或局部油路的工作压力；速度控制回路控制和调节执行元件的速度；方向控制回路控制执行元件运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路控制几个执行元件间的工作循环。液压基本回路实验的开设是为了让学生在液压传动课程的学习过程中，通过实验能对液压系统的基本工作原理有更深层次的理解，熟悉典型的液压回路各自的运行特点及原理。本设计选用工程液压中常用的几个液压基本回路为实验项目，实验台采取卧式布局，液压阀安装在集成块上以简化实验台的系统油路，在实验过程中学生可以清楚了解液压元件的组合与液压回路之间的转化。关 键 词：液压，液压基本回路，实验台，集成块，液压系统the design of hydraulic pressure basic circuit labortory stageabstractalong with the science and technology development, the hydraulic transmission took as a way of that transmit the power and the control type of drive, already widely applied in medical, technical, the military, the industrial automation production, lifts heavy objects, the transportation, the mine, the building, the aviation and so on. the hydraulic pressure technology in the realization of high pressure, high speed, the high efficiency, the low noise, redundant reliable, high integrated and the other aspect all makes the significant progress. and as the foundation of hydraulic pressure technology studying the essential knowledge the hydraulic steering hydraulic pressure basic circuit.the hydraulic pressure circuit is the hydraulic system organic constituent, all of the hydraulic system is composed by some basic circuit. the so-called hydraulic pressure basic circuit is refers can realize some kind of stipulation function hydraulic pressure part combination. according to it in the hydraulic system it may be divided into four basic circuit: pressure control circuit pneumatic control overall system or partial oil duct working pressure; speed control circuit pneumatic control and adjustment functional element speed; the directional control circuit pneumatic control functional element heading transformation and the lock stop; operating cycle between multi-functional element control circuit pneumatic control several functional element.the starting of hydraulic pressure basic circuit experiment is in order to make to the student have the deeper level understanding through the experiment to the hydraulic system basic principle of work outside the hydraulic transmission curriculum teaching. the familiar model hydraulic circuit each operating mode experiment requests and tests the principle. this design selects in the project hydraulic pressure the commonly used several hydraulic basic circuit is the experimental project, the laboratory bench adopts the horizontal-type layout, the hydraulic valve installs on the integrated block simplifies the laboratory bench the system oil duct, may understand the hydraulic pressure part clearly in the experimental process middle-school student between the combination and the hydraulic pressure circuit transformation.key words：hydraulic pressure, hydraulic pressure basic circuit ,laboratory stage, integrated block, hydraulic system目 录前 言1第1章设计要求及设计参数21.1设计要求21.2设计参数2第2章 制定系统方案及拟订液压系统图32.1 制定系统方案3 2.1.1方向控制回路32.1.2顺序控制回路32.1.3压力控制回路62.1.4速度控制回路92.2拟订液压系统图11第3章 系统主要参数计算及元件选取133.1系统主要参数计算133.2动力源的选取133.2.1液压泵的选择133.2.2电动机功率的确定143.2.3连轴器的选择143.3液压元件的选择14第4章 集成块及泵站设计164.1集成块的设计164.2泵站的设计17第5章 实验回路分析185.1 二级调压泄荷回路185.1.1 实验油路185.1.2 工作原理及实验内容185.2 节流调速及加载回路185.2.1 实验油路185.2.2 工作原理及实验内容215.3蓄能器缓冲回路215.3.1实验油路215.3.2工作原理及实验内容215.4减压回路235.4.1实验油路235.4.2工作原理及实验内容235.5顺序动作回路255.5.1实验油路255.5.2工作原理及实验内容255.6差动连接快速回路265.6.1实验油路265.6.2工作原理及实验内容265.7双泵快速回路295.7.1实验油路295.7.2工作原理及实验内容295.8容积节流调速回路295.8.1实验油路295.8.2工作原理及实验内容295.9同步回路295.9.1实验油路295.9.2工作原理及实验内容305.10速度换接回路305.10.1实验油路305.10.2工作原理及实验内容30结论35参考文献36致谢37 前 言液压传动相对机械传动具有单位重量输出功率大、结构简单、布局灵活、控制方便等特点，其速度、扭矩、功率均可作无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽，快速性好，工作平稳，噪音小，元器件易实现系列化、标准化、通用化等一系列优点，随着科学技术的发展，液压传动作为一种可以传递动力和控制的传动方式，已经日益广泛应用到医疗、科技、军事、工业自动化生产、起重、运输、矿山、建筑、航空等各个领域。为了满足高等院校、中等专业院校及职业技工学校的学生对进行液压传动课程的实验教学要求。液压基本回路实验的开设，可以培养和提高学生的动手能力和液压知识的综合运用能力，起到了加强设计性实验及其综合运用知识的实践环节的作用。任何液压系统都是由一些基本回路所组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。按其在液压系统中的功用基本回路可分为：压力控制回路控制整个系统或局部油路的工作压力；速度控制回路控制和调节执行元件的速度；方向控制回路控制执行元件运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路控制几个执行元件间的工作循环。 本实验台设计参考了陕西秦川机床厂生产的qcs008、qcs008a两实验台、festo公司设计生产的教学实验台和现今液压实验台模块化的设计理念，综合它们的优点，设计方案初定十个工程上常遇到的基本回路，在此基础上将各个回路糅合成最终的系统回路。回路间的运行互相独立互不干扰，有效利用各液压元件，优化液压元件的使用。课题设计研究内容：1）由设计要求、设计参数拟定系统方案及回路原理图， 2）系统参数计算计元件的选取3）集成快及泵站的设计4）试验回路的分析第1章 设计要求及设计参数1.1设计要求通过查阅相关资料和深入实际的调查研究，依据液压基本回路的构成，设计一台液压基本回路实验台，用于液压专业本科学生（同时适用于其他相关人员）的液压基本回路实验。 典型基本回路总数不少于八种，所确定基本回路应具有应用的典型性，同类型回路只能选择一种，每种回路的实验能够独立实验并特别显示对应实验回路，且实验结果正确；液压元件优化使用。 1.2设计参数系统最大压力不超过12mpa; 最大流量不超过20 l/min 。 第2章 制定系统方案及拟订液压系统图2.1 制定系统方案基本回路是用液压元件组成并能完成特定功能的典型回路，对于任何一种液压系统，不论其复杂程度如何，实际上都是由一些液压基本回路组成的。熟悉这些基本回路，对于了解整个液压系统会有较大的帮助。常用的基本回路按其功能大致可分为：方向控制回路、顺序控制回路、压力控制回路、速度控制回路四大类。每一个基本回路都具备一种特定功能。液压基本回路实验台的回路选取应尽量贴近现实工程中的液压工作实际，选取典型的液压回路。 2.1.1方向控制回路方向控制回路：利用各种方向阀来控制液压系统中液流的通断和改变液流方向，阀、机动换向阀、电动换向阀、液动换向阀、电液动换向阀等，或由以使执行元件进行工作启动、停止（包括锁紧）、换向，实现能量分配的回路。这种回路主要由各种方向阀组成，如：单向阀、手动换向几种换向阀联合控制，组成换向回路，也可用变量泵或变量马达来组成回路。方向控制回路一般包括启停回路（避免油泵电机的频繁启停，在液压系统中常常设置启停回路）、锁紧回路和换向回路等。2.1.2顺序控制回路 顺序动作回路：现多个液压缸依次动作的控制回路。其中可以控制的因素有四种：执行元件动作的规定位置、回路中的压力、流量及循环的某阶段算起的时间。按控制因素不同可将顺序动作回路分为压力控制、行程控制和时间控制三类。1.行程控制顺序动作回路：是利用某一执行元件运动到预定行程以后，发出电气或机械控制信号，使另一执行元件运动的一种控制方式。用行程控制的顺序动作回路 行程控制顺序动作回路是利用工作部件到达一定位置时,发出讯号来控制液压缸的先后动作顺序,它可以利用行程开关、行程阀或顺序缸来实现。图2.1.2-1是利用电气行程开关发讯来控制电磁阀先后换向的顺序动作回路。其动作顺序是:按起动按钮,电磁铁1dt通电,缸1活塞右行;当挡铁触动行程开关2xk,使2dt通电,缸2活塞右行;缸2活塞右行至行程终点，触动3xk,使1dt断电,缸1活塞左行;而后触动1xk,使2dt断电,缸2活塞左行。至此完成了缸1、缸2的全部顺序动作的自动循环。采用电气行程开关控制的顺序回路,调整行程大小和改变动作顺序均甚方便,且可利用电气互锁使动作顺序可靠图2.1.2-1 行程控制的顺序动作回路2.压力控制顺序动作回路：是利用液压回路中压力的差别，如顺序阀、压力继电器等动作发出控制信号，使执行元件按预定顺序动作执行。(1)用压力继电器控制的顺序回路。图2.1.2-2是机床的夹紧、进给系统,要求的动作顺序是:先将工件夹紧,然后动力滑台进行切削加工,动作循环开始时,二位四通电磁阀处于图示位置,液压泵输出的压力油进入夹紧缸的右腔,左腔回油,活塞向左移动,将工件夹紧。夹紧后,液压缸右腔的压力升高,当油压超过压力继电器的调定值时,压力继电器发出讯号,指令电磁阀的电磁铁2dt、4dt通电,进给液压缸动作(其动作原理详见速度换接回路)。油路要求先夹紧后进给,工件没有夹紧则不能进 给,这一严格的顺序是由压力继电器保证的。压力继电器的调整压力应比减压阀的调整压力低31055105pa.。(2)用顺序阀控制的顺序动作回路。图2.1.2-3是采用两个单向顺序阀的压力控制顺序动作回路。其中单向顺序阀4控制两液压缸前进时的先后顺序,单向顺序阀3控制两液压缸后退时的先后顺序。当电磁换向阀通电时,压力油进入液压缸1的左腔,右腔经阀3中的单向阀回油,此时由于压力较低,顺序阀4关闭,缸1的活塞先动。当液压缸1的活塞运动至终点时,油压升高,达到单向顺序阀4的调定压力时，图2.1.2-2,压力继电器控制的顺序回路顺序阀开启,压力油进入液压缸2的左腔,右腔直接回油,缸2的活塞向右移动。当液压缸2的活塞右移达到终点后,电磁换向阀断电复位,此时压力油进入液压缸2的右腔,左腔经阀4中的单向阀回油,使缸2的活塞向左返回,到达终点时,压力油升高打开顺序阀3再使液压缸1的活塞返回。这种顺序动作回路的可靠性,在很大程度上取决于顺序阀的性能及其压力调整值。顺序阀的调整压力应比先动作的液压缸的工作压力高810510105pa,以免在系统压力波动时,发生误动作。图2.1.2-3顺序阀控制的顺序动作回路3.同步回路使两个或两个以上的液压缸,在运动中保持相同位移或相同速度的回路称为同步回路。在一泵多缸的系统中,尽管液压缸的有效工作面积相等,但是由于运动中所受负载不均衡,摩擦阻力也不相等,泄漏量的不同以及制造上的误差等,不能使液压缸同步动作。同步回路的作用就是为了克服这些影响,补偿它们在流量上所造成的变化采用调速阀的单向同步回路 . 图2.1.2-4所示是采用调速阀的单向同步回路。两个液压缸是并联的，在它们的进（回）油路上，分别串接一个调速阀，仔细调节两个调速阀的开口大小，便可控制或调节进入或自两个液压缸流出的流量，使两个液压缸在一个运动方向上实现同步，即单向同步。这种同步回路结构简单，但是两个调速阀的调节比较麻烦，而且还受油温、泄漏等的影响，故同步精度不高，不宜用在偏载或负载变化频繁的场合。图2.1.2-4采用调速阀的单向同步回路2.1.3压力控制回路 压力控制回路：液压传动系统中最基本、最重要的控制回路之一。液压系统中的压力必须与工作负载相适应，才能减少动能损耗、通过利用调压回路可以控制整个系统或局部支路的压力，使其保持恒定并防 止系统过载，从而保证整个系统在限定压力下完成预定工作。用压力控制阀或其它液压元件来控制（调节）整个系统或局部支路中的油液压力，以满足工作负载对执行元件（液压缸或液压马达）输出力或转矩的要求，防止系统过载以及减少能量损耗。压力控制回路包括：调压回路、减压回路、增压回路、保压回路、卸荷回路及平衡回路等多种回路。 1. 调压回路调压回路的功能在于调定或限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。且一般由溢流阀来实现这一功能。下图是最基本的调压回路。图2.1.3-1基本调压回路. (1).单级调压回路 如图2.1.3-1(a)所示，通过液压泵1和溢流阀2的并联连接，即可组成单级调压回路。通过调节溢流阀的压力，可以改变泵的输出压力。当溢流阀的调定压力确定后，液压泵就在溢流阀的调定压力下工作。从而实现了对液压系统进行调压和稳压控制。如果将液压泵1改换为变量泵，这时溢流阀将作为安全阀来使用，液压泵的工作压力低于溢流阀的调定压力，这时溢流阀不工作，当系统出现故障，液压泵的工作压力上升时，一旦压力达到溢流阀的调定压力，溢流阀将开启，并将液压泵的工作压力限制在溢流阀的调定压力下，使液压系统不至因压力过载而受到破坏，从而保护了液压系统。(2)二级调压回路 图2.1.3-1(b)所示为二级调压回路，该回路可实现两种不同的系统压力控制。由先导型溢流阀2和直动式溢流阀4各调一级，当二位二通电磁阀3处于图示位置时系统压力由阀2调定，当阀3得电后处于右位时，系统压力由阀4调定，但要注意：阀4的调定压力一定要小于阀2的调定压力，否则不能实现；当系统压力由阀4调定时，先导型溢流阀2的先导阀口关闭，但主阀开启，液压泵的溢流流量经主阀回油箱，这时阀4亦处于工作状态，并有油液通过。应当指出：若将阀3与阀4对换位置，则仍可进行二级调压，并且在二级压力转换点上获得比图2-1(b)所示回路更为稳定的压力转换。(3).多级调压回路 图2.1.3-1(c)所示为三级调压回路，三级压力分别由溢流阀1、2、3调定，当电磁铁1ya、2ya失电时，系统压力由主溢流阀调定。当1ya得电时，系统压力由阀2调定。当2ya得电时，系统压力由阀3调定。在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要低于主溢流阀的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有什么一定的关系。当阀2或阀3工作时，阀2或阀3相当于阀1上的另一个先导阀。 2.减压回路 当泵的输出压力是高压而局部回路或支路要求低压时，可以采用减压回路，如机床液压系统中的定位、夹紧、回路分度以及液压元件的控制油路等，它们往往要求比主油路较低的压力。减压回路较为简单，一般是在所需低压的支路上串接减压阀。采用减压回路虽能方便地获得某支路稳定的低压，但压力油经减压阀口时要产生压力损失，这是它的缺点。图2.1.3-2减压回路最常见的减压回路为通过定值减压阀与主油路相连，如图2.1.3-2(a)所示。回路中的单向阀为主油路压力降低(低于减压阀调整压力)时防止油液倒流，起短时保压作用，减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压。图2.1.3-2(b)所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压。但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定减压值。为了使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力不应小于0.5mpa，最高调整压力至少应比系统压力小0.5mpa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏(指由减压阀泄油口流回油箱的油液)对执行元件的速度产生影响。 3.蓄能器缓冲的回路 换向阀突然换向时，势必要引起压力冲击，吸收比冲击，可在冲击源附件接入惯性小、反应快的皮囊式蓄能器。其充气压力应等于蓄能器设置点的正常工作压力。回路中接入蓄能器可降低系统的刚度，因冲击压力由蓄能器快速吸收。为提高蓄能器吸收冲击压力和缓和流量的急剧变化，蓄能器应尽量安装在紧靠冲击源的附近，并选择好蓄能器的容量，。2.1.4速度控制回路 速度控制回路：液压系统的优点之一就是能方便地实现无级调速。调速问题是机床液压系统的核心问题。在液压系统中，执行元件的速度是由供给执行元件的液体流量和作用在执行元件（如工作缸活塞）上的有效工作面积来决定的。由于执行元件的有效工作面积在系统运行过程中无法改变，因此，为了控制执行元件的运动速度，一般只能通过改变输入液压缸流量的办法来实现。由于液压马达的每转排量是可以改变的，因此对变量马达来说，既可以用改变输入流量的办法来变量，也可以用改变液压马达每转排量的办法来变速。 改变输入执行元件流量来达到使执行元件改变运动速度也有两种办法：一种是采用定量泵，由节流元件来调节输入执行元件的流量；另一种是采用变量泵，靠调节泵的每转排量来调节对执行元件的输入流量。前者称为节流调速，后者称为容积调速。另外还有一种方法叫做容积节流调速，是用自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。速度控制回路是研究液压系统的速度调节和变换问题，常用的速度控制回路有调速回路、快速回路、速度换接回路等1.节流调速回路（1）进油节流调速回路进油调速回路是将节流阀装在执行机构的进油路上，其优点是：液压缸回油腔和回油管中压力较低，当采用单杆活塞杆液压缸，使油液进入无杆腔中，其有效工作面积较大，可以得到较大的推力和较低的运动速度，这种回路多用于要求冲击小、负载变动小的液压系统中。（2）回油节流调速回路回油节流调速回路将节流阀安装在液压缸的回油路上，其优点是：节流阀在回油路上可以产生背压，相对进油调速而言，运动比较平稳，常用于负载变化较大，要求运动平稳的液压系统中。而且在a一定时，速度v随负载f增加而减小，（3）旁油节流调速回路这种回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的旁油路上，旁路节流调速回路只有节流损失，无溢流损失，因而功率比前两种调速回路小，效率高。2.快速回路为了提高生产效率，机床工作部件常常要求实现空行程(或空载)的快速运动。这时要求液压系统流量大而压力低。这和工作运动时一般需要的流量较小和压力较高的情况正好相反。对快速运动回路的要求主要是在快速运动时，尽量减小需要液压泵输出的流量，或者在加大液压泵的输出流量后，但在工作运动时又不致于引起过多的能量消耗。 (1) 差动连接回路 这是在不增加液压泵输出流量的情况下，来提高工作部件运动速度的一种快速回路，其实质是改变了液压缸的有效作用面积。图2.1.4-1是图2.1.4-1差动连接回路用于快、慢速转换的，其中快速运动采用差动连接的回路。当换向阀3左端的电磁铁通电时，阀3左位进入系统，液压泵1输出的压力油同缸右腔的油经3左位、5下位(此时外控顺序阀7关闭)也进入缸4的左腔，进入液压缸4的左腔，实现了差动连接，使活塞快速向右运动。当快速运动结束，工作部件上的挡铁压下机动换向阀5时，泵的压力升高，阀7打开，液压缸4右腔的回油只能经调速阀6流回油箱，这时是工作进给。当换向阀3右端的电磁铁通电时，活塞向左快速退回(非差动连接)。采用差动连接的快速回路方法简单，较经济，但快、慢速度的换接不够平稳。必须注意，差动油路的换向阀和油管通道应按差动时的流量选择，不然流动液阻过大，会使液压泵的部分油从溢流阀流回油箱，速度减慢，甚至不起差动作用。 (2)双泵供油的快速运动回路 这种回路是利用低压大流量泵和高压小流量泵并联为系统供油，回路见图2.1.4-2。 图中2.1.4-2为高压小流量泵，用以实现工作进给运动。2为低压大流量泵，用以实现快速运动。在快速运动时，液压泵2输出的油经单向阀4和液压泵1输出的油共同向系统供油。在工作进给时，系统压力升高，打开液控顺序阀(卸荷阀)3使液压泵2卸荷，此时单向阀4关闭，由液压泵1单独向系统供油。溢流阀5控图2.1.4-2 双泵供油回路制液压泵1的供油压力是根据系统所需最大工作压力来调节的，而卸荷阀3使液压泵2在快速运动时供油，在工作进给时则卸荷，因此它的调整压力应比快速运动时系统所需的压力要高，但比溢流阀5的调整压力低。双泵供油回路功率利用合理、效率高，并且速度换接较平稳，在快、慢速度相差较大的机床中应用很广泛，缺点是要用一个双联泵，油路系统也稍复杂。3.速度换接回路速度换接回路用来实现运动速度的变换，即在原来设计或调节好的几种运动速度中，从一种速度换成另一种速度。对这种回路的要求是速度换接要平稳，即不允许在速度变换的过程中有前冲(速度突然增加)现象。2.2拟订液压系统图综合以上方向控制回路、顺序控制回路、压力控制回路、速度控制回路,实验台最终选定的基本实验回路为:1.二级调压泄荷回路 2.节流调速加载回路3.蓄能器缓冲回路 4. 减压回路5.顺序动作回路 6. 差动连接回路7.双泵快速回路 8. 容积节流调速回路9.同步回路 10. 速度换接回路各实验回路糅合成总的实验台系统原理图如下： 图2.2-液压基本回路实验台原理图第3章 系统主要参数计算及元件选取3.1系统主要参数计算 因为实验台运行没有额外的外负载要求，依据设计要求：系统最大压力不超过12mpa； 最大流量不超过20 l/min条件下。工作压力初步定为4mpa。单缸工作流量为6.9 l/min。液压缸的结构尺寸：选定液压缸缸径为：d=63mm、两缸速度比为1.33；则d=32mm； 式中a1为液压缸无杆腔面积，a2为有杆腔面积，a3为活塞杆面积，而v1 为液压缸无杆腔速度；v2为液压缸有杆腔速度；v3为差动和双泵快速速度。 油管的选择计算根据选定的液压元件的连接油口的尺寸确定管道尺寸，液压缸的进、出油管按输入、输出的最大流量来计算。由于系统在差动和双泵快速回路中油管内的通油量最大，则液压缸进、出油管直径d按产品样品选用钢管内径为d=8mm，外径为14mm 10号冷拔钢管。 3.2动力源的选取3.2.1液压泵的选择 根据设计要求，系统允许最大工作压力不超过12mpa; 最大工作流量不超过20 l/min 。因为是学生实验，实验台只是空载运行，负载可以忽略不算。系统中要使用双泵工作，选定系统工作压力在4mpa左右，现选定两泵额定工作流量在各在10 l/min左右。由上选用yb-a9b型叶片泵和ybx-16型限压式变量叶片泵。3.2.2电动机功率的确定 根据液压泵的驱动功率和额定转速：yb-a9b型叶片泵转速1000r/min，驱动功率1.3kw，ybx-16型限压式变量叶片泵转速1500 r/min，驱动功率2.6kw。选用三相异步电动机y100l-6同步转速1000 r/min，额定功率1.5 kw，y100l1-4同步转速1500 r/min，额定功率2.2 kw。 3.2.3连轴器的选择 液压泵连接轴径22mm，电动机连接轴径28mm,选择hl2弹性柱销连轴器22x52gb5014-85和28 x62gb5014-85。3.3液压元件的选择 由系统工作压力7mpa，最高工作流量20 l/min，液压阀的选择如下：液压元件明细表序号型号名称数量最大过流流量备注1yb-a9b叶片泵16.9 l/min榆次液压件厂2ybx-16限压变量叶片泵1016 l/min上海液压件厂3df-b10k单向阀130 l/min榆次4df-b10k单向阀130 l/min榆次5yf-b10b溢流阀140 l/min榆次6yf-b10b溢流阀140 l/min榆次7yf-b10b溢流阀140 l/min榆次834do-b10h-t电磁换向阀130 l/min榆次9yf-b8b远程调压阀12 l/min榆次10lf-b10c节流阀125 l/min榆次1124do-b10h-t电磁换向阀130 l/min作二位二通阀1224do-b10h-t电磁换向阀130 l/min作二位二通阀1334do-b10h-t电磁换向阀130 l/min榆次1434do-b10h-t电磁换向阀130 l/min榆次1534do-b10h-t电磁换向阀130 l/min榆次1624do-b10h-t电磁换向阀130 l/min榆次17fcg-03-20单向调速阀138 l/min榆次18jf-b10g减压阀120 l/min0.77mpa19df-b10k单向阀130 l/min榆次20dp-25压力继电器1螺纹连接2124do-b10h-t电磁换向阀130 l/min作二位三通阀2224do-b10h-t电磁换向阀130 l/min作二位二通阀23lf-b10c节流阀125 l/min榆次2424do-b10h-t电磁换向阀130 l/min作二位二通阀25lf-b10c节流阀125 l/min榆次2624do-b10h-t电磁换向阀130 l/min作二位二通阀27fcg-03-20单向调速阀138 l/min榆次28xdf-b10e单向顺序阀120 l/min调压范围13mpa29液压缸130液压缸131行程开关732液流计133液流计134nxq-1.6蓄能器135压力表开关136压力表开关137压力表开关138xu-b50100滤油器150 l/min39xu-b50100滤油器150 l/min40流量计141gyy2-22011加热器142冷却器143ywz-150t液位显示计144y100l-6电动机145y100l1-4电动机146选择阀147压力传感器148压力传感器149铁皮尺1第4章 集成块及泵站设计4.1集成块的设计 集成块设计原则：（1）块体内油路通道应尽量简捷，尽量减少深孔、斜孔和工艺孔。 （2）对于有垂直或水平安装要求的元件，必须按其安装要求设计集成块。 （3）集成块体的外形尺寸，应根据所安装元件的外形尺寸，并保证块体内油道孔的最小允许壁厚，力求结构紧凑、体积小、重量轻。 （4）要把工作中需要经常调整的元件(如隘流阀、调速阀等)，安装在便于操作和观察的位置上。 （5）块体上要设置足够数量的测压点，以便在、耐压等调试试验时使用。 （6）集成块与外界连接的油口，如连接液压泵的油口、通油箱的回油口、通各种传感器的油口等，要留有安装法兰盘和管接头的足够空间。 （7）对于重30kg以上的集成块，应设置起吊螺钉孔。 （8）考虑钻头刚性及加工偏移，深孔流道的孔深与孔径之比，一般不大于10。（9）两边对钻的深孔，其交接处的过流断面，必须不小于其中个孔的横断面积。系统所需的阀安装在集成块上集成块的前、上、左、右四个面上。集成块后图4.1集成块表面为管道连接面，下表面为泄漏油口连接面，（如图4.1） 实验台上摞三摞集成块组，根据系统油路分布，系统的小独立油路采用独立的集成块安装，实验台共使用8个小的集成块，块与块间的油道能满足系统中使用的液压元件的通油逻辑关系。且集成块的内部结构满足强度要求。 图4.1集成块设计图4.2泵站的设计 泵站采取卧式布局液压阀集中安装在三摞集成块上，油箱设计成独立形式，电机、连轴器、液压泵安装在独立油箱的上方。系统的回油通过集成块经回油管直回油箱。4.2.1油箱的设计油箱容积的确定：中低压系统的油箱容积一般取液压泵额定流量的57倍，故系统油箱的容积为v=（720）l=140l 取v=150l 油箱的外形尺寸为长为800mm，宽为600 mm，高为400mm;经验算系统满足发热和温升要求。第5章 实验回路分析5.1 二级调压泄荷回路回路选择开关ps旋至1位。压力表开关35旋至p1位。5.1.1 实验油路 泵1溢流阀7油箱 换向阀8三位四通换向阀9溢流阀油箱5.1.2 工作原理及实验内容5.1.2.1直接调压：旋紧溢流阀5调压手柄，转向开关1w旋至0位，换向阀8处于中位，启动泵直接用溢流阀7调压，由大至小，反复多次，最大压力至p1=4mpa。5.1.2.2远程调压：旋紧远程调压阀9的调压手柄，旋紧溢流阀5调压手柄，转向开关1w旋至1位，换向阀8处于左位，溢流阀7调定压力至4mpa，逐渐松开远程调压阀9的调压手柄，观察压力表35读数p1，当阀9的 调压手柄松到某一位置时，压力表读数开始下降，调压手柄越松p1值越低，但调压最大值不会比溢流7的调定压力大，溢流阀7按安全压力调定。由此实现二次压力调定。5.1.2.3泄荷：转换开关1w旋至2位，即三位四通换向阀右位工作，溢流阀7的遥控油路直通油箱压力表读数p1降至最少，回路实现泄荷。5.2 节流调速及加载回路旋紧泵2的压力调节螺钉,回路选择开关ps旋至2位。压力表开关35、36、37旋至p1、p2、p3位。5.2.1 实验油路 泵1、2单向阀3、4液流计33油箱 节流阀10二位二通换向阀12溢流阀6流量计40油箱图5.1-二级调压泄荷回路 图4.2-节流及加载回路5.2.2 工作原理及实验内容5.2.2.1节流加载：旋紧溢流阀7调压手柄，溢流阀5、背压阀6调压手柄全开启动泵2，将溢流阀5压力调至p2=4mpa，把转向开关3w旋至1位使换向阀12接通得电。调节节流阀开口至p3=2.4mpa， 记录此时p2、p3及流过节流阀的流量（读出流量计的读数）， 整理实验数据可发现三组q值基本一致，节流阀10前后压差p=p2-p3随节流面积a的增大而逐次减少。此时实验回路中的溢流阀5起安全阀的作用无溢流。通过节流阀的流量既为泵的输出流量，此时流量不变（q不变）由公式可知改变节流开口的面积即a，会引起的变化，此为节流阀的加载工作原理。4.2.2.2节流调速：保持节流阀在上述实验的开口，调节背压阀6的压力在0.5mpa，逐渐旋松溢流5阀，至压力表读数p2开始下降，溢流阀5开始溢流为止（观察液流计33的液流情况），记录p2、p3及q的值，如此重复调节节流阀的开口两次，并记录p2、p3、q的值。 由数据可知p2、p3基本保持不变，而通过节流阀的流量q却随节流面积a的减少逐次减少，实验中溢流阀起定压阀的作用，始终有溢流，保持泵的出口压力p2不变，压力p3由背压阀6调定，也保持不变，所以p=p2-p3不变。当节流口面积a减少，由流量公式可知，流流阀的流量势必发生变化，这就是节流阀实现的调速原理，5.3蓄能器缓冲回路蓄能器充气压力至1.8mpa，回路选择开关旋至3位，压力表开关36、37旋至p2、p3位。5.3.1实验油路泵2溢流阀5液流计33油箱 单向阀4节流阀10二位二通阀12溢流阀6流量计40油箱 二位二通阀11蓄能器5.3.2工作原理及实验内容节流阀10开口全开，溢流阀5调压手柄全松，启动泵2逐渐旋紧溢流阀5的调压手柄，使压力调定为4mpa，将转换开关1w、2w都旋至1位使换向阀的电，油路接通蓄能器，系统工作压力由溢流阀6调定，接通压力传感器47。观察压力图4.3-蓄能器缓冲回路表指针的变化，使换向阀11、12突然断电，通过动态应变仪、光线示波器获取压力冲击时的压力波动曲线进行分析。由于压力油突然受阻，液体动能迅速转换为积压能，液体压力迅速升高形成峰值。无缓冲装置时，压力峰值压力为安全压力的若干倍，采用蓄能器后能量被吸收系统压力峰值明显下降。5.4减压回路回路选择开关旋至4位，压力表开关35、36、37旋至p1、p5、p6位 。5.4.1实验油路泵1单向阀3换向阀13换向阀14减压阀18单向阀19液压缸29左腔液压缸右腔二位三通阀21三位四通换向阀12油箱5.4.2工作原理及实验内容减压阀开口全开：调节节流阀23，关闭节流阀25，观察减压阀进出口的压力变化。溢流阀5调压手柄旋松，旋紧溢流阀7、减压阀18调压手柄，减压阀处于全开口状态。启动泵1，溢流阀5压力调至4mpa（系统安全压力），转换开关4w、5w、9w得电。液压缸前进工况：换向阀13左位5zt得电，换向阀14右位8zt得电，逐渐调大节流阀22的开口（负载减少）并观察记录压力表读数p1、p5、p6值，由数据可知减压阀开口全开未起减压作用，p5、p6值基本一致。液压缸退回工况：换向阀13右位6zt得电，换向阀14左位7zt得电，液压缸大腔油液经过换向阀16和调速阀17回油箱。注（减压阀与溢流阀调压手柄的差别：减压阀旋紧减压开口增大；溢流阀旋紧，溢流开口减少） 续上实验，溢流阀5调压手柄位置不变，液压缸前进至终点后停止不动，泵1流量全部流经溢流阀5回油箱p1压力保持在4mpa，逐渐旋松减压阀18的调压手柄，减压阀出口压力p6随之降低（观察减压阀泄露油口的液流计）观察压力表读数此时p6p6时，不管p1如何变化，减压阀18的出口压力始终保持不变，但当主干油路压力p1p6时，会引起p6的变化且p6p1。由试验可知，减压阀出口压力不变是有条件的，即必须减压阀开口处于某一位置，倒阀打开有泄露油流出。图5.4-减压回路5.5顺序动作回路回路选择开关旋至5位，压力表开关35、36、37旋至p1、p4、p7位，5.5.1实验油路缸1进： 溢流阀5液流计33油箱 泵1单向阀3三位四通换向阀13三位四通换向阀14二位二通阀16液压缸29大腔液压缸小腔二位三通换向阀21换向阀22三位四通换 向阀13油箱 缸2进： 溢流阀5液流计33油箱泵1单向阀3三位四通换向阀13三位四通换向阀15单向顺序阀28液压缸30大腔液压岗小腔二位二通换向阀24三位四通换向阀13油箱5.5.2工作原理及实验内容5.5.2.1压力控制的顺序动作回路 （1）顺序阀控制的顺序动作回路：节流阀23、25开口调到一定位置，松开溢流阀5的调压手柄，旋紧溢流阀7和顺序阀的调压手柄。启动泵1，接通转换开关4w、5w、9w、10w使电磁铁5zt、7zt