限压式变量叶片泵性能测试试验台液压系统设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 限压式变量叶片泵性能测试试验台液压系统设计说明书 目录 摘要 . 1 . 2 第 一章、绪论 . 错误 !未定义书签。 .压传动的优缺点 .压传动技术的发展及应用 .二章、限压式变量叶片泵性能测试工作台液压系统的设计 .压式变量叶片泵的原理图的分析和确定 . 9 压液的 选择 . 10 机、液压元件及附件的选择及设计 . 11 压集成块的结构设计 . 通用集成块组的结构 . 集成块的特点 . 液压集成块及其设计 . 集成块设计步骤 . 集成块上零件的绘制 .计液压集成回路 .作液压元件样板 .路通道的孔径设计 .板的外形及尺寸的设计 .成块上液压元件的设计 .成块上密封装置的设计 .成块上油路的压力损失 . 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 制集成块加工图 .三章、测量系统的设计 . 速转矩传感器的选择 .流量计的选择 .真空表的选择 .压力表的选择 .论 . 41 致谢 . 41 参考文献 . 42 作液压元件样板 5 5 板外形及尺寸的设计 6 6 成块上密封装置的设计 8 成块油路的压力损失 9 9 参考文献 5 摘 要 限压式变量叶片泵作为液压元件之一，在实际生产中得到广泛的应用。 限压式变量叶片泵能按负载大小自动调节流量，功率利用合理，可减少油液发热，故常用于执行元件有快慢速要求或有保压要求的场合。快速时负载小，压力低。 慢速进给时，负载大，压力高，流量小，泵自动转换到特性曲线段。保压时，在近点工作，另外一方面来说，叶片泵作为液压系统的动力源，对液压系统的好坏起绝对的作用，有着巨大的影响。因此，限压式变量泵性能测试的工作台的建设很重要； 本文重点讲述了 限压式变量叶片泵 的分类，工作原理以及在实际当中的应用，对限压式变量叶片泵的进行静态特性实验分析 以及对试验台的结构 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 进行了设计。 is a to do to a to or It in to in to in is of of it to on of of is to a by of to it of in in to in to in of 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 of be be by of of 第一章 绪论 压传动在机械行业中的应用 液压传动在实际生产中的应用有一下几部分： 磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等 工程机械 挖掘机、装载机、推土机等 。 汽车工业 自卸式汽车、平板车、高空作业车等 。 农业机械 联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等 。 轻工机械 打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 。 冶金机械 电炉控制系统、轧钢机控制系统等 。 起重运输机 械 起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等 。 矿山机械 开采机、提升机、液压支架等 。 建筑机械 打桩机、平地机等 。 船舶港口机械 起货机、锚机、舵机等 。 铸造机械 砂型压实机、加料机、压铸机等 。 本测试试验工作台适用于限压式变量叶片泵的性能的检测，包括它的流量，压力等等方面的检测，其总体方案图结构图如下： 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 变量叶片泵性能测试实验工作台总体方案与布局图 本次设计的石材切割机液压控制系统的设计主要是为石材的加工而做的，这样，只有当需要切 割石材时，液压缸才会打开行程，切割机开始工作。设计中采用 制石材切割机的正反转动作，既可以简化控制线路，节省成本，又可以提高劳动生产率。 压系统的组成 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、无件和液压油。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，它们的性能比较如执行元件 (如液压缸和液压马达 )的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回 转运动。 控制元件 (即各种液压阀 )在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。 根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀 (安全阀 )、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质 ，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。 压传动优缺点 优点： 1体积小、重量轻，单位重量输出的功率大（一般可达 32别场合更高）。 2可在大范围内实现无级调速。 3操纵简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。 4惯性小、响应速度快，起动、制动和换向迅速。 (液压马达起动只需 5易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作为工作介质，自润滑性好。 6液压元件易于实现系列化 标准化和通用化。 缺点： 1 由于液压传动系统中存在的泄漏和油液的压缩性，影响了传动的准确 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 性，不易实现定比传动。 2不适应在温度变化范围较大的场合工作。 3由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液压传动的效率还不是很高，不易远距离传动。 4液压传动出现故障不易查找。 压传动技术的发展及应用 液压技术，从年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经有多年的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是世纪中叶的事情了。第二次世界大战期间，在一些武器装备上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控 制装置，大大的提高了武器装备的性能。同时，也加速了液压技术本身的发展。战后，液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用和发展。世纪年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展，再次将液压技术向前推进，使其在各个工业领域得到了更加广泛的应用。 现代液压技术与微电子技术、计算机技术、传感技术的紧密结合已经形成并发展成为一种包括传动、控制、检测在内的自动化技术。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都 取得了重大的进展，在完善发展比例控制和伺服控制、开发数字控制技术上也有许多新成果。同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计 (测试 (微机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压技术发展和研究的方向。继续扩大应用服务领域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技术发展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技术。 目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发 工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面： （ 1）各种举升、搬运作业。尤其在行走机械和较大驱动功率的场合，液压传动 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 已经成为一种主要方式。如起重机、起锚机等。 （ 2）各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。例如，各种液压机、塑料注射成型机等。 （ 3）高响应、高精度的控制。飞机和导弹的姿态控制等装置。 （ 4）多种工作程序组合的自动操作与控制。如组合机床、机械加工自动线。 （ 5）特殊工作场合。例如地下水下、防爆等。 第二章、限压式变量叶片泵性能测试工作台液压系统的设计 压式变量叶片泵的原理图的分析和确定 液压泵主要有三个种类，柱塞泵、齿轮泵，和叶片泵。实验内容也各不相同。其中叶片泵的实验方法必须参照中华人民共和国国家标准 7039执行。另外国家标准还对液压泵的测试按其性质分为液压泵形式实验和液压泵出厂实验。液压泵的形式实验主要目的是全面掌握产品的结构完整性，工作性能和耐久性。确定设计或生产能否定型，它的实验项目较为严格，主要包括静态特性、动态特性，结构完整性和耐久性。实验结构为产品的特性曲线，其测量精度较高。可作为科研开发，设计定型和生产 定型的依据。液压泵出厂实验的主要目的是查明已定型产品在生产过程中的质量稳定性，它的测试性能没有形式实验那么高。实验项目主要是表态特性，实验结构数据主要用于制定实验工况下的参考数据，测试精度不如形式实验精度那么高。主要用做出厂实验，产品验收和修复验收。而此次设计的试验台需要符合形式实验和出厂实验，主要 做 出 厂 实 验 。 故 而 需 要 参 照 相 关 的 国 家 标 准 来 执 行 ， 例如 :7042B/实验中，还要参照液压泵、马达空载排量测定方法， 其综合考虑。 压液的选择 一、 选择液 压油的原则 1、 选择工程机械用液油的依据 （ 1） 液压件。不同的液压元件对所用液压油都有一个最低的配置要求，因此选择液压油时，应注意液压件种类及其使用的材质、密封件和涂料或油漆等与液压油的相容性，保证各运动副润滑良好，使元件达到设计寿命，满足使用性能 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 的要求。液压泵是对液压油的黏度和黏温性能最敏感的元件之一，因此，常将系统中泵对液压油的要求作为选择液压油的重要依据（有伺服阀的系统除外）（ 2）系统工况。 如果对执行机构速度、系统压力和机构动作精确度的要求越高，则对液压油的耐磨和承载能力等的要求也越高。 根据系统可能 的工作温度，连续运转时间和工作环境的卫生情况等，选油时须注意油的黏度、高温性能和热稳定性，以减少油泥等的形成和沉积。 （ 3）油箱大小。油箱越小对油的抗氧化安定性、极压抗磨性、空气释放性和过 滤性等要求就越高。 （ 4）环境温度。针对工程机械在地下、水上、室内、室外、寒区、或是处于温度变化的严寒区，以及附近有无高温热源或明火等环境温度特点，合理选用液压油。若附近无明火，工作温度在 60 以下，承载较轻时，可选用普通液压油，如果设备须在很低的温度下启动时，须选用低凝液压油。 综上所述，若液压油的质量合格，系 统执行机构运动速度很高时，油液的流速也高，液压损失随之增大，而泄漏相对减少，故宜选择黏度较低的油；反之， 当油的流速低时，泄漏量相对增大，将对工作机构运动速度产生影响，这是宜 选择黏度较高的油。通常，当工作压力高时，宜选用黏度高的液压油，因为解 决高压时的泄漏问题比克服其黏阻更应优先；当工作压力较低时，宜选用低黏 度的油。环境温度高时，应采用黏度较高的油，反之，应采用黏度较低的油。 （ 5）液压油的最后确定。液压油初步选定后，还须注意核查其货源、黏度、质量、使用特点、适用范围，以及对系统和元件材料的相容性， 看各项指标是否能完全满足使用要求。 （ 6）经济性。要综合考虑液压油的价格、使用寿命、以及液压系统和维护、安全运行周期等情况，着眼于经济效益好的品牌。 2、选择液压油的经济性分析 选择液压油时，不能只注意油价，而忽视了品种、质量、维护与再生等情况， 如，在高温热源和明火附近的高温、高压和精密液压系统，要选用磷酸酯液抗 燃液压油，不能因价贵而用价廉的含水抗燃液代替，这样会使液压泵过早的磨 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 损，降低系统精度；又如，在高压液压系统中，应选用抗磨液压油，若选用便 宜的机械油或防锈、抗氧液压油，则液压泵寿命 会缩短。以 度为等级为 品种 为例，分别用于相同的 叶片泵（压力为 度为 65 ，转速为 500r/连续运行 250h 后测其磨损量，用 时泵的磨损量为用 时的 63 倍。因此，在中高压系统中，不该使用 ，而要选用 磨液压油。 对于寒区和严寒区室作作业工程机械的高压系统，则于气温低，环境温度变化大，应该选用高黏度指数的低温液压油，以使系统低温油液流动性好，冷启动 在液压设备中使用寿命短。 压油 (也称通用型机床工业用润滑油 ) l)规格 压油是由精制深度较高的中性基础油加抗氧和防锈添加剂制成的。 压油按 40C 运动粘度可分为 15、 22、 32、 46、 68、 100 六个牌号。 2)用途 环境温度在 OC 以上的各类机床 的轴承箱、齿轮箱、低压循环系统或类似机械设备循环系统的润滑。它的使用时间比机械油可延长一倍以上。该产品具有较好的橡胶密封适应性 ,其最高使用温度为 80C 。 3)质量要求 (l)适宜的粘度和良好的粘温性能。 要求油的粘度受温度变化的影响小 ,即温度变化不致影响液压系统的正常工作。 (2)具有良好的防锈性、抗氧化安定性。 (3)其有较理想的空气释放值、抗泡性、分水性和橡胶密封适应性。 使用注意事项 (l)使用前要彻底清洗原液压油箱 ,清除剩油、废油及沉淀物等 ,避兔与其他 油品混用。 (2)本品不适用于工作条件苛刻 ,润滑要求高的专用机床。对油品质量要求较 高的齿轮传动装置、液压系统及导轨 ,应选用中、重负荷齿轮油、抗磨液压油或 压油 。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 (3)本油品代替机械油用于通用机床及其他类似机械设备的循环系统的润滑 , 经济效益显著能延长换油周糊平均节约润滑油 1/3。 压油 ) l)规格 , 抗磨液压油 (压油 )是从防锈、抗氧液压油基础上发展而来的 ,它有碱性高锌、碱性低锌、中性高锌型及无灰型等系列产品 ,它们均按 40C 运动粘度分为 22、 32、 46、 68 四个牌号。 2)用途 (l)抗磨液压油主要用于重负荷、中压、高压的叶片泵、柱塞泵和齿轮泵的液压系统 J 目 片泵、 塞泵、 轮泵、 0 双联泵等液压系统。 (2)用于中压、高压工程机械、引进设备和车辆的液压系统。如电脑数控机床、隧道掘进机、履带式起重机、液 压反铲挖掘机和采煤机等的液压系统。 （ 3） 除适用于各种液压泵的中高压液压系统外也可用于中等负荷工业齿轮 (蜗轮、双曲线齿轮除外 )的润滑。其应用的环境温度为一 10 。该产品 与丁腈橡胶具有良好的适应性。 3)质量要求 (l)合适的粘度和良好的粘温性能 ,以保证液压元件在工作压力和工作温度发生变化的条件下得到良好润滑、冷却和密封。 (2)良好的极压抗磨 ,以保证油泵、液压马达、控制阀和油缸中的摩擦副在高压、高速苛刻条件下得到正常的润滑 ,减少磨损。 (3 优良的抗氧化安定性、水解安定性和热稳定性 ,以抵抗空气 、水分和高温、高压等因素的影响或作用 ,使其不易老化变质，延长使用寿命。 (4 良好的抗泡性和空气释放值 ,以保证在运转中受到机械剧烈搅拌的条件 下产生的泡沫能迅速消失 ;并能将混入油中的空气在较短时间内释放出来 ,以实 现准确、灵敏、平稳地传递静压。 (5)良好的抗乳化性 ,能与混入油中的水分迅速分离 ,以免形成乳化液 ,引起 液压系统的金属材质锈蚀和降低使用性能。 (6 良好的防锈性 ,以防止金属表面锈蚀。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 4)注意事项 (l)要保持液压系统的清洁 ,及时清除油箱内的油泥和金属屑。 (2)按换油参考指标进行换油 ,换油时 应将设备各部件清洗干净 ,以免杂质等 混入油中 ,影响使用效果。 (3)储存和使用时 ,容器和加油工具必须清洁 ,防止油品被污染。 (4)该油品主要适用于钢 于其它材质摩擦副的液压 油泵时 ,必须要有油泵制造厂或供油单位推荐本产品所适用的油泵负荷限值。 液压油是在环境温度变化大的中低压液压系统中使用的液压油。该油具有良好的防锈、抗氧性能 ,并在此基础上加入了粘度指数改进剂 ,使油品具有较好的粘温特性。该类油由于用量小至今尚未大力开发 ,在此不作详细介绍。 压油原为普通液压油中的 32G 和 68G,曾用名为液压导轨油 ,该产品是在 压油基础上添加油性剂或减磨剂构成的丶一类液压油。该油不仅具有优良的防锈、抗氧、抗磨性能 ,而且具有优良的抗粘滑性。该产品主要适用于各种机床液压和导轨合用的润滑系统或机床导轨润滑系统及机床液压系统。在低速惰况下 ,防爬效果良好。目前的液压一导轨油属这一类产品。 、 压油 (低温液压油 ) l)规格 这是两种不同档次的液压油 ,在 7中均属宽温度变化范围下使用的液压油。此二类油都有低的倾点 ,优良的抗磨性、低温流动性和低温泵送性。 压油按基础油分为矿油型与合成油型两种 ,按 40。 C 运动粘度 ,H油为 15、 22、 32、 46、 68、 100 六个牌号 油分为 15、 32、 32、 46 四个牌号。 2)用途 (l)H 低温液压油主要用于寒区或温度变化范围较大和工作条件苛刻的工程机械、引进设备和车辆的中压或高压液压系统。如数控机床、电缆井泵 掘机、大型吊车等液压系统。使用温度在一 30C 以上。 (2)温液压油主要用于严寒地区上述各种设备。使用温度为一 30C 以 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 下。 3)质量要求 (l)适宜的粘度。 (2)良好的极压抗 磨性能。 (3)优良的低温性能 ,点较低 ,能保证工程机械或设备在寒区或严寒区环境下易于启动和正常运转。 (4)优良的粘温性能 ,粘度指数均在 130 以上 ,保证液压设备在温度变化幅度 较大的情况下得到良好的润滑、冷却和密封。 (5)良好的抗乳化性和防锈性能。 良好的氧化安定性、水解安定性和热稳定性能。 4)注意事项 (l)低温液压油是一种既具有抗磨又具有高低温性能的高级液压油 ,应注意 合理使用。 (2)低温液压油不能用于有银部件的液压设备。 (3)和 由于基础油组成不同 ,所以不能混装混用八以免影响使用性 能。 其它注意事项同 压油。 （一）液压油的选用 液压系统运行故障的 70%是由液压油引起的 ,因此 ,正确、合理地选用液压油 对于提高液压设备的工作可靠性 ,延长系统及元件的寿命 ,保证机械设备的安全、正常运行具有十分重要的意义。压油的选用应当是在全面了解液压油性质并结合考虑经济性的基础上 ,根据液压系统的工作环境及其使用条件选择合适的品种 ,确定适宜的粘度。液压的品种选定后 ,粘度的选择具有决定的意义 J 目粘度选择适宜就可有效提高统的工作效率灵敏度与工作可靠性 ,还可以减少温升与降低磨损 ,从而延长系统和元件的使用寿命。 在本章第二节中 ,对于汽车与工程机械所使用的液压油及共选用已进行了绍。在此仅就液压油品种的选择再作一归纳。 机、液压元件及附件的选择及设计 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 由于溢流阀的最小稳定溢流量为 3L/工进时输入液压缸的流量 小流量液压泵单独供油，所以小液压泵的流量规格最少应为 根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取 6型双连叶片液压泵，其小液压泵和大液压泵的排量分别为 6ml/6ml/r,当液压泵的转速40n 时该液压泵的理论流量为 v ，由于液压缸在工进时输入功率最大，这是液压泵工作压力为 2 则液压泵驱动电动机所需的功率为： qp 60 根据此数值查阅电动机产品样本选取 额定功率为 ，额定转速 40n 。 （二）阀类原件及辅助原件： 1）单向阀 单向阀分成两类 :有普通单向阀和液控单向阀 液控单向阀既有普通单向阀的功能 ,并且只要在远程控制口通以一定压力的控制油液 ,液流反向也能通过 两个液控单向阀组成液压锁 . 图 单向阀 液控单向阀可作为单向闭锁和保压使用。它用于液压系统中，阻止油液反向流动，起到普通单向阀作用；但可利用控制压力油，通过控制活塞打开单向阀芯，使油液实现反向流动。液控单向阀可用在需要严格封闭的油路中，进行单向闭锁，起到保压作用。 对单向阀的要求： 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 1、对于正向开启压力为 用时不允许阀芯锥面垂直向上方安装。 2、管接头连接处，禁止用油漆、麻丝、聚四氟乙烯密封带，可用密封胶。 3、对于外泄式结构的液控单向阀，控制活塞 部分的泄漏油应从 液压元件产品样本 技术规格： 型号 开启压力 压力（ ） 流量 （ l/ 接口尺寸（ 10 25 10 0B 液压元件产品样本 技术规格： 型号 重量（ ） 压力（ / ） 接口尺寸（ 额定流量 0B 10 40 5. 三位四通电磁换向阀 34液压元件产品样本 技术规格： 型 号 重量（） 压力（ 流量（ 允许背压（ 接口尺寸（ 3420 40 l/3，被测压力的最小值不低于满量程的 1/3，下限值也符合要求。另外，根据测量误差的要求，可算得对仪表允许误差的要求为： 1/60 * 100%=故选精度等级为 的仪表，可以满足误差要求 。 结 论 此次设计的限压式 变量叶片泵性能测量实验工作台液压系统的设计，结构较为简单，测量精度较高，能够满足测量的一般需求。 致谢 在论文完成之际，我首先向我的