1970_液壓式組合建筑機(jī)械液壓部分設(shè)計(jì)
1970_液壓式組合建筑機(jī)械液壓部分設(shè)計(jì),液壓式,組合,建筑機(jī)械,液壓,部分,部份,設(shè)計(jì)
黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 1 頁以液壓為例平穩(wěn)系統(tǒng)的無規(guī)則性摘要：許多技術(shù)系統(tǒng)的力學(xué)規(guī)律包括陡峭的特點(diǎn)，它作為一個(gè)原則導(dǎo)致使用不同的方程和大量的計(jì)算時(shí)間。對(duì)動(dòng)力性能如此陡峭的特點(diǎn)是非常接近有極值特性的規(guī)律，并且因此可能被極值力學(xué)所取代，對(duì)多體動(dòng)力學(xué)（包括單方面）這是正確的，且對(duì)流體機(jī)械系統(tǒng)(如水力)是近似正確的。下面我們以液壓系統(tǒng)為例，提出了一種新的建模方案，以有雙邊和單方面的限制多體系統(tǒng)方程確立了液壓方程并能減少 3 到 4 個(gè)數(shù)量級(jí)的計(jì)算時(shí)間。一個(gè)大工業(yè)事例說明了新理論的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞：光滑系統(tǒng)的無規(guī)則性，互補(bǔ)性，系統(tǒng)模型，液壓力黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 2 頁1 介紹模型符合物理或技術(shù)的現(xiàn)實(shí)。 他們是較為詳細(xì)的，但所有的模型在一定程度上有近似性,但不能完全模擬現(xiàn)實(shí)世界，因此，在建立模型時(shí)，我們應(yīng)該牢記，技術(shù)系統(tǒng)特別是技術(shù)力學(xué)不是演譯系統(tǒng)。它對(duì)經(jīng)典解析力學(xué)來講是正確的，只適用于具有一些現(xiàn)實(shí)意義的部分問題。另一個(gè)方面關(guān)系到模型的目標(biāo)。我們是要盡可能完美的模擬現(xiàn)實(shí)還是想考慮某些參數(shù)的影響呢？要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)都會(huì)遇到復(fù)雜問題，因?yàn)橐粋€(gè)模型本身不能敘述，我們必須做一個(gè)模型智能地引入我們的問題，并考慮：盡可能理解物理和技術(shù)特性、預(yù)測(cè)參數(shù)的影響、估計(jì)忽視條件、所有這些比科學(xué)更加藝術(shù)， 但它是如此重要,以至沒有一個(gè)機(jī)械的、物理的模型,導(dǎo)致良好的想象和現(xiàn)實(shí)世界中被模擬的美好畫面的問題,初步階段就不能建立好模型。以該系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)與傾向而建立的簡(jiǎn)單模型存在一些難點(diǎn)問題，因?yàn)槿绱撕?jiǎn)單的模式，不僅要負(fù)擔(dān)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)，而且還能準(zhǔn)確地表達(dá)各種信息。因?yàn)槌撕?jiǎn)單的系統(tǒng)建?？赡艹鲥e(cuò)，很多自由度的干擾可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)完全不同的動(dòng)態(tài)行為。最近發(fā)表的一份針對(duì)自激振蕩與下降的特點(diǎn)的調(diào)查,說明了出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果時(shí)的危險(xiǎn)性。包括一個(gè)以上的自由度，它可以證明自激振蕩都有可能表現(xiàn)為增加而不是下降的特點(diǎn)[2] 。 在處理這個(gè)模式過程中， 這一點(diǎn)往往被遠(yuǎn)遠(yuǎn)低估， 我們必須找到一種對(duì)數(shù)學(xué)特別是對(duì)我們想應(yīng)用的數(shù)值工具。對(duì)同一個(gè)問題，我們有各種可能的數(shù)學(xué)描述和某種數(shù)值的算法。通常情況下采用物理-數(shù)學(xué)函數(shù)，利用該函數(shù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來 分析和解決部分解析解的目標(biāo)轉(zhuǎn)化、收斂性，更好地表達(dá)數(shù)值算法的穩(wěn)定性和結(jié)果的清晰度。我們?cè)诿枋鼍哂性撎攸c(diǎn)的力學(xué)規(guī)律時(shí)，通常采用兩種方式：光滑的和不光滑的。在實(shí)際的工程特性中，發(fā)生于結(jié)合接觸問題、液壓設(shè)備的流體力學(xué)問題、空穴或電子開關(guān)問題，上面只是列舉的幾個(gè)例子。從數(shù)學(xué)和最終的數(shù)值立場(chǎng)上看，這種特性產(chǎn)生剛性微分方程或需要一個(gè)有互補(bǔ)性的工作方式。最后采用那種方法主要取決于計(jì)算時(shí)間。 考慮接觸及相關(guān)問題，我們可能通過局部剛度來離散處理，這需要力學(xué)規(guī)律的推導(dǎo)。由于接觸剛度通常十分大，運(yùn)用剛性微分方程。第二種方式假設(shè)以局部接觸面積作為剛性，并由互補(bǔ)[7，8]制訂了接觸特性。在液壓網(wǎng)絡(luò)中，我們發(fā)現(xiàn)有這樣一種與單向閥、伺服閥和在流體-空氣混合物的汽蝕相關(guān)聯(lián)的互補(bǔ)性行為。例如，一個(gè)單向閥可能打開，那我們就要假設(shè)沒有任何壓力降但有一定大小的流速。或者單向閥可能會(huì)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 3 頁被關(guān)閉，然后就有一個(gè)壓力降，但沒有流速。流體中少量的空氣會(huì)被一個(gè)大的壓力壓縮成可以忽略不計(jì)，但對(duì)于一個(gè)非常小的壓力，空氣會(huì)以一種接近爆炸的方式膨脹，這種方式可近似為一個(gè)互補(bǔ)[1，9]。 非光滑力學(xué)的面積已經(jīng)在過去三十年由蒙彼利埃的 moreau 和塞薩洛尼基[ 6 ]的 panagiotopoulos 確立。 在 90 年代，這些理論已被應(yīng)用于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[ 7，8]，從那時(shí)起 furtheron 以一個(gè)非常簡(jiǎn)潔和嚴(yán)格的方式[4，5]發(fā)展 。鑒于數(shù)值方法的研究仍然在繼續(xù)，因?yàn)橛行У臄?shù)值方法是針對(duì)應(yīng)用大型技術(shù)系統(tǒng)[3]的關(guān)鍵。該文章將主要基于對(duì)論文的研究[1]和一些出版物[9]發(fā)行 。因此對(duì)新型液壓原理的描述將盡量簡(jiǎn)短。2 液壓學(xué)模型為了建立一個(gè)假設(shè)的數(shù)學(xué)模型，即液壓系統(tǒng)可被視為一個(gè)基本元件的網(wǎng)絡(luò)。這些組件是由節(jié)點(diǎn)聯(lián)系在一起的。在傳統(tǒng)的模擬方案中，這些節(jié)點(diǎn)可假設(shè)為彈性的。在相對(duì)大容量的情況下，這個(gè)假設(shè)是合理的，而對(duì)于很小的容量，伴隨單側(cè)或雙側(cè)行為的不可壓縮路口是一個(gè)更好的方法。復(fù)雜的部件如由線、單向閥基本組件組成的控制閥等等。基本組件的選擇在下面被考慮。這表明運(yùn)動(dòng)方程如何推導(dǎo)，以及他們是如何組合在一起而形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 2.1 路口路口是填充油的液壓卷。該卷可視為常數(shù)卷或可變卷如公式 1 所示。有可變卷的路口通常用于液壓氣瓶。 2.1.1 可壓縮路口 假設(shè)一定體積的可壓縮流體產(chǎn)生一個(gè)非線性微分方程的壓力為 p。圖 1: 有常量和可變量的液壓路口壓力在不同體積彈性模量條件下的計(jì)算可根據(jù)下面的公式來計(jì)算:（ 1 ??dPV????黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 4 頁）在常數(shù)卷中流量-壓力的差分方程（ 2 iEPQV??） 和（ 3 ??iKAx?） 在一個(gè)可變?nèi)莘e下，鑒于流體性質(zhì)的普遍性，假設(shè)考慮了具有少量空氣的線性彈性流體的混合物。 例 2 顯示含石油和百分之一空氣的混合物計(jì)算的特定體積（參考值為 1 巴） 。在高壓下空氣被壓縮到一個(gè)可忽視的體積，而在低壓下空氣突然擴(kuò)大，見圖 2 壓力 P-特別體積 。這個(gè)圖示也說明了取決于特別體積的壓力曲線，可以有單v側(cè)行為很好地近似。如果我們將選擇一個(gè)光滑模型，我們會(huì)得到剛性微分方程（2）及（3）對(duì)極少的體積 → 0 。 V2.1.2 不可壓縮路口為了避免小體積的剛性微分方程，盡可能用代數(shù)方程代替微分方程。假設(shè)不可壓縮流體流量的恒定體積為常量或變量，以下代數(shù)方程： 特別是 0iQ?? 0iKQAx???（4）這些方程即沒有考慮彈性，也沒有考慮單方面的流體性質(zhì)。一個(gè)同時(shí)涵蓋彈性和單方面性質(zhì)的流體模型在第 2.1.1 部分已描述。在可忽略的小體積情況下，流體性質(zhì)可近似由單方面特性。如圖 2 說明，可以通過引入狀態(tài)變量建立方程： 0tVd????（5）上式代表流體體積中總的無限體積。 由于 ，所以只要壓力值高于某一個(gè)最0V?低值 ，無限體積就為零。 minP當(dāng)壓力 P 趨近于最低值 時(shí)，無效體積形成。這一理想的流體行為可以由一個(gè)minP所謂的角落法或 signorini 法[7] 來表示。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 5 頁圖 2 低壓下的流體膨脹； ； （6）0V??p?0V???壓力平均值 被定義為 。根據(jù)互補(bǔ)性的不同，壓力平均值可以表述為與流minp速相關(guān)的方程。（7） 0iVQ????等號(hào)標(biāo)志代表了基爾霍夫方程即是流進(jìn)容積的所有流速之和等于流出容積的所有流速之和。如果流出大于流入，則無效體積增加， v > 0 。而由在連接線和相應(yīng)的地方速度的方向流動(dòng)的流率 q 成液量， （8） 流量連接點(diǎn)方程以單方面形式. (9)0??vWT很顯然，有非恒卷的流體體積也能通過增大流速和面積而改變活塞的運(yùn)動(dòng)速度。只要壓力高于最小值, 單邊方程（9） 可以由一個(gè)雙邊方程取代 。在這種情況下，由于雙邊約束并不能避免平均壓力的負(fù)值，所以要核實(shí)假設(shè) 的有效性 。2.2閥門黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 6 頁下面我們將列舉一些利用模擬簡(jiǎn)單的閥門和比較復(fù)雜的閥門作為網(wǎng)絡(luò)的基本組成部分的例子。從物理角度講，無論工作單元是一個(gè)插板、球，針頭等， 任何閥都是一種可控的約束。 2.2 管口可變區(qū)的管口通過改變管口面積來控制液壓系統(tǒng)中流體的流動(dòng)。如圖 3 說明 :在管口的壓力降顯示出非線性行為。伯努利方程是利用截面積和流率來計(jì)算壓力降的傳統(tǒng)模型。 （10） 該因子 α 是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，決定于幾何和依賴?yán)字Z數(shù)的壓力損失。它必須由實(shí)驗(yàn)確定。 只要閥門打開，壓力降就可以用流速和閥門截面積來表示，如方程（10） 。如圖 3 所示，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，特點(diǎn)變得很明顯。由于會(huì)導(dǎo)致數(shù)值不穩(wěn)定性和剛性微分方程，該方程只應(yīng)用于少數(shù)商業(yè)仿真軟件中。為了避免這種數(shù)值問題，閉合閥門的壓降的特點(diǎn)可由一個(gè)簡(jiǎn)單的約束方程取代。圖 3 孔口的壓力損失（11）當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，這個(gè)約束必須考慮到系統(tǒng)方程中。但在閥門開啟時(shí)，又必須除去。這就引出一系列與時(shí)間變化相關(guān)的約束方程。為了解決系統(tǒng)方程，一要區(qū)分積極約束（關(guān)閉閥門）和被動(dòng)約束（打開閥門） ，后者約束必須除去。 約束方程避免了剛性微分方程。另一方面，他們需要定義主動(dòng)和被動(dòng)套[ 4，7，8 ] 。 2.3 單向閥黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 7 頁單向閥是有方向性的閥門，只允許流體單方向流動(dòng)。因?yàn)樗荒苊枋鏊鞋F(xiàn)存的類型，所以只提出了基本原則及數(shù)學(xué)公式。 圖 4 顯示了有一個(gè)球的閥門作為工作單元的原則。假設(shè)只在一個(gè)方向流動(dòng)的損失導(dǎo)致了下面兩種可能情況。圖 4 單向閥閥門開啟：對(duì)所有的流率 q ≥ 0，壓降為 0閥門關(guān)閉：對(duì)所有的壓降 p ≥ 0，流動(dòng)比率 Q = 0 再次，這兩種情況可以由一個(gè)邊界規(guī)則描述（12） 有彈性的預(yù)應(yīng)力單向閥表現(xiàn)出一種單方面行為，見圖 5 。圖 5 單向閥特性黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文獻(xiàn)翻譯） 第 8 頁預(yù)應(yīng)力單向閥的壓力降曲線可以被劃分為一個(gè)理想的單方面部分△ p1 和一條考慮彈性收縮和壓力損失的光滑曲線△ P2，見圖六。圖 6 疊加的單邊性質(zhì)和光滑曲線2.4 結(jié)合組件結(jié)合組件是許多液壓標(biāo)準(zhǔn)組件組合的基本要素。由于組合單方面和平穩(wěn)的特點(diǎn)，流量的通暢與不通暢則需要考慮這些部件與平穩(wěn)的特點(diǎn)。我們舉一個(gè)典型的組合：一個(gè)節(jié)流閥和一個(gè)單向閥。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)文獻(xiàn)翻譯院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 程 昆 鵬指 導(dǎo) 教 師 鄒 景 超2012 年 3 月 5 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )外文資料院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 程 昆 鵬指 導(dǎo) 教 師 鄒 景 超2012 年 3 月 5 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 1 頁液壓技術(shù)在建筑機(jī)械中的應(yīng)用及發(fā)展情況1 選題背景在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中由于鋼筋加工生產(chǎn)落后于商品混凝土和建筑模板，現(xiàn)已成為制約施工機(jī)械化程度提高的瓶頸。在建筑工程中,鋼筋的彎曲、切斷作業(yè)量是非常巨大的,但目前,除鋼筋的切斷多為機(jī)械作業(yè)外,彎曲作業(yè)仍以人工作業(yè)為主,致使所加工出的鋼筋在同一規(guī)格中尺寸大小不一,質(zhì)量不好,且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低。造成這種現(xiàn)象的原因主要是國內(nèi)鋼筋加工設(shè)備的型式及規(guī)格不全。目前,我國鋼筋加工設(shè)備主要有兩種形式,一是手動(dòng)操縱設(shè)備,如鋼筋切斷機(jī)、鋼筋彎曲機(jī)等。該類設(shè)備的主要缺點(diǎn)是功能單一,基本參數(shù)需人為控制(如彎曲角度需人眼確定) ,效率低、操作也不方便,所以該類設(shè)備只適用于人力不可及的粗鋼筋加工,對(duì)于成批大量的細(xì)鋼筋加工仍以人工手工作業(yè)為主; 二是自動(dòng)化程度高的鋼筋加工設(shè)備,雖然該類設(shè)備效率很高、質(zhì)量也很好,但價(jià)格昂貴,在目前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)條件下,大多數(shù)施工單位不愿購置。如果將鋼筋的彎曲、切斷、套絲三種作業(yè)設(shè)備合三為一,既減少了鋼筋加工的設(shè)備數(shù)量,又節(jié)約了能源。鑒于以上的情況，有必要設(shè)計(jì)一種由液壓系統(tǒng)統(tǒng)一提供動(dòng)力的多用途鋼筋鋼管加工機(jī)械，可以適用于中小型建筑隊(duì)，該加工機(jī)動(dòng)作方便靈活，便于掌握，移動(dòng)，安裝簡(jiǎn)便可靠。2 資料綜述 液壓與氣壓傳動(dòng)是研究以有壓流體（壓力油或壓縮空氣）為能源介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械的傳動(dòng)和自動(dòng)控制的學(xué)科。液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和控制的方法是基本相同的，它們都是利用各種控制元件組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成能完成一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)來進(jìn)行能量的傳遞、轉(zhuǎn)換與控制。因此，要研究液壓與氣壓傳動(dòng)及其控制技術(shù)，就首先要了解傳動(dòng)介質(zhì)的基本物理特性及其靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性；要了解組成系統(tǒng)的各類液壓與氣動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)、工作原理、工作性能以及由這些元件所組成的各種控制回路的性能和特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行液壓與氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [1]。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 2 頁2.1 液壓傳動(dòng)2.1.1 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用范圍的基本原理液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機(jī)械（絞車） 、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。液壓傳動(dòng)的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類似。 液壓傳動(dòng)所用的工作介質(zhì)為液壓油或其他合成液體，氣壓傳動(dòng)所用的工作介質(zhì)為空氣。由于這兩種流體的性質(zhì)不同，所以液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)又各有其特點(diǎn) [2]。2.1.2、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)(1) 液壓傳動(dòng)可以輸出大的推力或大轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng)，這是其它傳動(dòng)方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。(2) 液壓傳動(dòng)能很方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大，且可在系統(tǒng)運(yùn)行過程中調(diào)速。 (3) 在相同功率條件下，液壓傳動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓元件之間可采用管道連接、或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳動(dòng)方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。 (4) 液壓傳動(dòng)能使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)十分均勻穩(wěn)定，可使運(yùn)動(dòng)部件換向時(shí)無換向沖擊。而且由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 (5) 操作簡(jiǎn)單，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。(6) 液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠。由于各液壓元件中的運(yùn)動(dòng)件均在油液中工作，能自行潤滑，故元件的使用壽命長。(7) 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造、維修和推廣使用。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 3 頁2.1.3 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)(1) 液壓傳動(dòng)以液體作為工作介質(zhì)，在液壓元件中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦副間無法避免泄漏，再加上液體壓縮性及管路彈性變形等原因，難以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的傳動(dòng)比。(2)．液體粘度和溫度有密切關(guān)系，當(dāng)粘度隨溫度變化時(shí)，將直接影響泄漏、壓力損失及通過節(jié)流元件的流量等，從而引起執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)特性的變化。(3)．傳動(dòng)效率較低。液壓系統(tǒng)中能量要經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換，在能量轉(zhuǎn)換及傳遞過程中存在機(jī)械摩擦損失、壓力損失及泄漏損失。(4)．液壓元件的制造精度要求高，造價(jià)較貴。使用、維護(hù)要求有一定的專業(yè)知識(shí)和較高的技術(shù)水平。(5)．液壓能的獲得與傳遞不如電能方便。（6） ．液壓系統(tǒng)中各種元件、輔件及工作介質(zhì)均在封閉的系統(tǒng)內(nèi)工作，故障征兆難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，故障原因較難確定。2.2 氣壓傳動(dòng)1、氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)（1）空氣可以從大氣中取之不竭，無介質(zhì)費(fèi)用和供應(yīng)上的困難，將過的氣體排入大氣，處理方便。泄漏不會(huì)影響工作，不會(huì)污染環(huán)境。（2）空氣的粘性很小，在管路中阻力損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，宜于遠(yuǎn)程傳輸及控制。（3）工作壓力低，元件的材料和制造精度低。（4）維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全，無油的氣動(dòng)控制系統(tǒng)特別適用于無線電元器件的生產(chǎn)過程，也適用于食品及醫(yī)藥的生產(chǎn)過程。（5）氣動(dòng)元件可以根據(jù)不同場(chǎng)合，采用相應(yīng)材料，使元件能夠在惡劣的環(huán)境（強(qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)沖擊、強(qiáng)腐蝕和強(qiáng)輻射等）下進(jìn)行正常工作。 2、氣壓傳動(dòng)缺點(diǎn)（1）氣壓傳動(dòng)裝置的信號(hào)傳遞速度限制在聲速（約 340m/s）范圍內(nèi)，所以它的工作效率和響應(yīng)速度不如電子裝置，并且信號(hào)要產(chǎn)生較大的失真和延滯，也不便于構(gòu)成較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，但這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程不會(huì)造成困難。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 4 頁（2）空氣的壓縮性遠(yuǎn)大于液壓油的壓縮性，因此在動(dòng)作的響應(yīng)能力、工作速度的平穩(wěn)性不如液壓傳動(dòng)。（3）氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)出力較小，且傳動(dòng)效率低 [3]。2.3 液壓與氣壓傳動(dòng)的發(fā)展液壓與氣壓傳動(dòng)發(fā)展到目前的水平主要是由于液壓與氣壓傳動(dòng)本身的特點(diǎn)所致，隨著工業(yè)的發(fā)展，液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)必將更加廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。液壓技術(shù)自 18 世紀(jì)末英國制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，已有 300 多年的歷史了，但其真正的發(fā)展只是在第二次世界大戰(zhàn)后近 60 年的時(shí)間內(nèi)，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，在機(jī)床、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等行業(yè)中逐步推廣。20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中去。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)直接(CDC)、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、可靠性技術(shù)，以及污染控制技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。氣壓傳動(dòng)技術(shù)在科技飛速發(fā)展的當(dāng)今世界發(fā)展將更加迅速。隨著工業(yè)的發(fā)展，氣壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已從汽車、采礦、鋼鐵、機(jī)械工業(yè)等行業(yè)擴(kuò)展到化工、輕工、食品、軍事工業(yè)等各行各業(yè)。氣動(dòng)技術(shù)已發(fā)展成包含傳動(dòng)、控制與檢測(cè)在內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)。由于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。氣動(dòng)控制技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性，降低總成本為目標(biāo)。研究和開發(fā)系統(tǒng)控制技術(shù)和機(jī)、電、液、氣綜合技術(shù)。顯然，氣動(dòng)元件當(dāng)前發(fā)展的特點(diǎn)和研究方向主要是節(jié)能化、小型化、輕量化、位置控制的高精度化，以及與電子學(xué)相結(jié)合的綜合控制技術(shù)。液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵） 、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)） 、控制元件（各種閥） 、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 (1) 動(dòng)力元件（油泵） 動(dòng)力元件起著向系統(tǒng)提供動(dòng)力源的作用，是系統(tǒng)不可缺少的核心元件。液壓系統(tǒng)是以液壓泵為系統(tǒng)提供一定的流量和壓力的動(dòng)力元件， 它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 5 頁選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求，首先確定液壓泵的類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號(hào)。 (2) 執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型來分可以為齒輪式、葉片式、柱塞式和其它型式。按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于500r/min 的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于 500r/min 的屬于低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。它們的主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于起動(dòng)和制動(dòng)，調(diào)節(jié)（調(diào)速及換向）靈敏度高。通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十牛.米到幾百牛.米）所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，此外在徑向柱塞式、葉片式和齒輪式中也有低速的結(jié)構(gòu)形式。低速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是排量大、體積大、轉(zhuǎn)速低（有時(shí)可達(dá)每分鐘幾轉(zhuǎn)或零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)） ，因此可直接與工作機(jī)構(gòu)連接，不需要減速裝置，使轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。通常低速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩較大（可達(dá)幾千牛.米到幾萬牛.米） ，所以又稱為低速達(dá)轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。(3) 控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)液壓控制閥的基本要求是：動(dòng)作靈敏、使用可靠，工作是沖擊和振動(dòng)要小，使用壽命長。油液通過液壓閥壓力損失要小，密封性能好，內(nèi)泄漏要小，無外泄漏。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝、維護(hù)、調(diào)整方便，通用性好 [4]。通常對(duì)于液壓閥所應(yīng)用的各種滑閥、錐閥、節(jié)流孔口等均可按紊流流量方程對(duì)閥口的流量進(jìn)行計(jì)算 [5]。 (4) 輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，它們同樣十分重要。 (5) 工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。2.4 剪切裝置高質(zhì)量的下料對(duì)高質(zhì)量的產(chǎn)品和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益都具有重要的意義．傳統(tǒng)的下料方法大多采用帶鋸、車削和普通的剪切方法 [6]。沖壓是使用模具分離材料的一種基本工具，它可以直接制成零件或?yàn)槠渌麤_擊工序，如彎曲，拉伸，成型等準(zhǔn)備毛坯，也可以在黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 6 頁已經(jīng)成型的沖壓件上進(jìn)行切口修邊等。沖壓設(shè)備選用機(jī)械壓力機(jī)，中小型沖壓件選用開式曲柄壓力機(jī)，大中型沖壓件選用閉式曲柄壓力機(jī)。進(jìn)行大批量生產(chǎn)一般采用高速自動(dòng)壓力機(jī)。沖壓質(zhì)量與凸凹模的相對(duì)間隙有關(guān)。間隙越大，沖材質(zhì)量越低。沖壓加工管材具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是切斷時(shí)易被壓扁。為了減少管材被壓扁的程度，通常將凹模做成少許的桃型。在沖壓前，使管材在右半凹模的強(qiáng)力夾持下產(chǎn)生一定的反變形，然后再由沖刀沖切，從而減小管件被切刀壓扁的程度 [7]2.5 套絲裝置套絲是利用板牙在工件外表面上加工出外螺紋的方法。板牙是加工外螺紋的刀具，形似螺母，其上有數(shù)個(gè)排屑孔，并靠它構(gòu)成切削刃，板牙的兩面都有成錐形的切削部分，可任選一面套絲，中間是校準(zhǔn)部分，也是套口的導(dǎo)向部分，其修正和導(dǎo)向作用 [8][9]。2.6 液壓 CAD 技術(shù)CAD 技術(shù)使人工設(shè)計(jì)方式變?yōu)樽詣?dòng)化和半自動(dòng)化的方式，尤其是CAD／ CAPP／CAM 的推廣和應(yīng)用使液壓技術(shù)得到迅速發(fā)展。在液壓 CAD 的開發(fā)和研究方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①充實(shí)現(xiàn)有的液壓 CAD 設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識(shí)庫信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì)—制造—銷售—使用—設(shè)計(jì)的閉式循環(huán)系統(tǒng)。②將計(jì)算機(jī)的仿真及適時(shí)控制結(jié)合起來，將模型放入“硬” 件和系統(tǒng)中，借此在建造實(shí)際樣機(jī)之前，便可在軟件里修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)結(jié)果 [10]2.7 新材料、新工藝的應(yīng)用新型材料的使用，如陶瓷、砌塊、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了保護(hù)環(huán)境，減少漏油對(duì)環(huán)境危害，可采用生物降解迅速的壓力流體，如菜油基和合成脂基的傳動(dòng)用介質(zhì)將得到廣泛應(yīng)用 [11]。據(jù)專家預(yù)測(cè)，今后十年大部分行走機(jī)械中使用的液壓油（礦物油）將會(huì)為生物降解迅速的流體所替代。鑄造工藝的發(fā)展，將促進(jìn)液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動(dòng)，可減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元件小型化。 如果上述提高液壓技術(shù)的方向得到充分實(shí)現(xiàn) [12]。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 7 頁3 小結(jié)本設(shè)計(jì)中彎曲和套絲裝置若采用傳統(tǒng)的減速方式，必然導(dǎo)致減速機(jī)構(gòu)相當(dāng)?shù)凝嫶?，利用了液壓技術(shù)，用液壓元件來控制執(zhí)行元件，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，使機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，而且利用液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。本設(shè)計(jì)中的切斷可以由液壓缸帶動(dòng)刀具運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，套絲和彎曲可以由回轉(zhuǎn)液壓缸或馬達(dá)帶動(dòng)工作盤旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的彎曲和套絲。可以肯定，液壓技術(shù)和其他傳動(dòng)方式相比將繼續(xù)保持其有力的競(jìng)爭(zhēng)。 在設(shè)計(jì)中還要注意液壓回路的選擇，達(dá)到所需要的設(shè)計(jì)要求。還考慮成本，盡量做到最好性價(jià)比，使設(shè)備發(fā)揮最好性能。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 8 頁參考文獻(xiàn)[1] 左健民.液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2006:5-11.[2] 賀利樂 .建筑機(jī)械液壓與液力傳動(dòng). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.2.[3] 張利平. 液壓與氣壓技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007:20-25.[4] 王煥菊. 液壓與氣壓傳動(dòng)[M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007:78-80.[5] 馬長林，高欽和，李鋒.液壓系統(tǒng)仿真中幾種閥口流量模型的解算分析[J] .維普資訊，2007（11）：02.[6] 張平.液氣式高速棒料剪切機(jī)的原理及動(dòng)態(tài)分析[J] .蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（06）06：03-04.[7] 張利平 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This text compares to introduced to use the procedure of design and the instruction of product of the machine hydraulic pressure fraction more detailedly.The full text includes the hydraulic pressure system cutting, flexure and three operate principles of derived circuit of silk of set, cutting off the derived circuit to moves the reversing valve through a liquid to go up along with the press of change to, the invocation super' presses an urn of operate into the principle that cut off an urn of super 's press, pass each main parameter of system to really settle, select each execution of system of hydraulic pressure and control elements, independently designed the cutting the urn and super 's press the urn. The design concentrates to arrange the hydraulic pressure device, will soon the execution component dress of the system is on the host, packing hydraulic pump and drive the dynamo, control element and lend support to the component, etc. independently in the host outside concentrated setups. Cover the vertex that the even horizontal of the hydraulic pressure control element arrange in the oil reservoir, the hydraulic pressure power source device adoption sign type hydraulic pressure power source, will soon the dynamo sign type setup, the hydraulic pump is place on oil reservoir .The one who press the hold of the system operate performance, should accurate usage with support in time, operate should acquaint with the operate principle and the operation mains of the system. Workstation of hydraulic pressure should the schedule maintenance inspection.Key words: Cutting ，F(xiàn)lexure ，Silk of set，Workstation of hydraulic pressure單位代碼 02 學(xué) 號(hào) 080105605 分 類 號(hào) TH6 密 級(jí) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書液壓式組合建筑機(jī)械液壓部分設(shè)計(jì)院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 程 昆 鵬指 導(dǎo) 教 師 鄒 景 超2012 年 5 月 6 日 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 頁目錄1 緒論 ...................................................................11.1 選題背景及課題意義 .................................................11.2 目前國內(nèi)外行業(yè)的整體狀況 ...........................................21.2.1 國外行業(yè)整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ....................................21.2.2 國內(nèi)行業(yè)的整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ..................................31.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) ...................................................31.3.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： ..............................................31.3.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) ................................................31.4 液壓傳動(dòng)在機(jī)械中的應(yīng)用 .............................................42 方案論證及其設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................62.1 鋼筋切斷力的計(jì)算 ...................................................72.2 彎曲扭矩的計(jì)算 .....................................................92.2.1 工作盤的選擇 .................................................102.2.2 危險(xiǎn)部位軸的直徑 ............................................112.3 切削套絲力的計(jì)算 ..................................................112.4 明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析 ..........................................112.5 明確液壓系統(tǒng)原理圖 ................................................132.5.1 切斷支路工作原理 ............................................132.5.2 彎曲支路的工作原理 ..........................................142.5.3 套絲支路工作原理 ............................................152.6 液壓缸的設(shè)計(jì)和液壓元件的選擇 ......................................152.6.1 液壓缸的設(shè)計(jì) ...............................................152.6.2 液壓泵的選擇 ...............................................152.6.3 增壓缸的設(shè)計(jì) ...............................................192.6.4 液壓缸出現(xiàn)問題的解決方法 ...................................212.6.5 彎曲支路和套絲支路執(zhí)行元件的選擇 ...........................222.6.6 液壓泵和液壓馬達(dá)使用時(shí)的注意事項(xiàng) ...........................23 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 I 頁2.6.7 選擇控制元件(液壓閥的選擇） ................................242.7 其他輔助元件及液壓油的選擇 ........................................252.7.1 油管內(nèi)徑的計(jì)算 .............................................262.7.2 油箱的選擇 ................................................262.7.3 液壓油的選擇 ..............................................263 液壓站的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)維護(hù) ...............................................283.1 總體設(shè)計(jì) ..........................................................283.2 油管的布置要求 ....................................................293.3 液壓泵與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的連接與安裝方式 ..................................293.3.1 梅花形聯(lián)軸器的特點(diǎn) ..........................................293.3.2 載荷計(jì)算 ....................................................293.3.3 型號(hào)的選擇 ..................................................293.4 液壓泵組的安裝方式以及液壓工作站的總體結(jié)構(gòu) ........................303.5 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝和清洗 ..........................................303.5.1 液壓元件的安裝 ..............................................313.5.2 液壓系統(tǒng)的清洗 ..............................................313.6 液壓系統(tǒng)的正確使用和維護(hù) ..........................................333.6.1 液壓系統(tǒng)使用時(shí)的注意事項(xiàng) ....................................333.6.2 液壓站使用時(shí)的注意事項(xiàng) ......................................343.6.3 液壓設(shè)備的維護(hù) ..............................................34總論 ..................................................................35致謝 ..................................................................36參考文獻(xiàn) ..............................................................37
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