提升絞車液壓站設(shè)計

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太原理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 ______提升絞車液壓站設(shè)計說明書 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 　 學(xué) 號 年級 級 指導(dǎo)教師 　 二 O一五年五月二十一日 摘 要 液壓系統(tǒng)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于部隊武器裝備、民用設(shè)備、航空航天等領(lǐng)域中,液壓系液壓傳動與控制簡稱為液壓技術(shù)，它是以液體為工作介質(zhì)，利用液體的靜壓能實現(xiàn)信息、運動和動力的傳遞及工程控制的技術(shù)，其工作原理基于流體力學(xué)的帕斯卡原理（液體靜壓力傳遞原理），所以又稱為容積式液體傳動或靜液傳動。液壓傳動與控制的機械設(shè)備或裝置中，其液壓系統(tǒng)大部分使用具有連續(xù)流動性的液壓油作為工作介質(zhì)，通過液壓泵將驅(qū)動泵的原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，然后經(jīng)過封閉管路及控制閥（壓力閥、流量閥、和方向閥），送至執(zhí)行器（液壓缸、液壓馬達或擺動液壓馬達）中，轉(zhuǎn)換為機械能去驅(qū)動負載和實現(xiàn)工作機構(gòu)的直線運動或回轉(zhuǎn)運動。 液壓站是現(xiàn)代液壓技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形態(tài)，既是各類液壓系統(tǒng)設(shè)計過程的歸宿，又是保證主機完成其工藝目的和長期可靠工作的重要裝置。正確合理的設(shè)計和使用液壓站，對于提高液壓系統(tǒng)乃至整個液壓設(shè)備的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟性能，具有重要意義。液壓站有液壓箱、液壓泵裝置及液壓控制閥三大部分組成。液壓油箱裝有空氣過濾器、過濾器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動電機及其它們之間的聯(lián)軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其連接體。而機床液壓站的結(jié)構(gòu)形式有分散式和集中式兩種類型。 本文運用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了提升絞車液壓站的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，構(gòu)建了提升絞車液壓站的總的指導(dǎo)思想，從而得出了該提升絞車液壓站的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且質(zhì)量高，運行平穩(wěn)的結(jié)論。 關(guān)鍵詞： 液壓系統(tǒng) 液壓站 分散式 類型 目 錄 1 緒論 1 1.1液壓傳動在機械行業(yè)中的應(yīng)用 1 1.2液壓站的工作原理 2 1.3液壓站的基本組成及功能 4 1.4液壓傳動技術(shù)的發(fā)展概況 6 2 提升絞車液壓站的設(shè)計 7 2.1 提升絞車液壓站的方案設(shè)計 8 2.2 提升絞車液壓站中各元件的選擇 9 2.2.1電機泵機組的選擇 9 2.2.2單向節(jié)流閥的選擇 10 2.2.3油箱的選擇 11 2.2.4 流量計的選擇 11 2.2.5 真空計的選擇 12 2.2.6 壓力表的選擇 12 2.3集成塊的設(shè)計 13 2.3.1通用集成塊組的結(jié)構(gòu) 13 2.3.2集成塊的特點 13 2.3.3液壓集成塊及其設(shè)計 14 2.3.4.集成塊的設(shè)計步驟 14 3 提升絞車液壓站控制系統(tǒng)的設(shè)計 15 3.1控制系統(tǒng)的組成 16 3.1.1油泵電機控制 16 3.1.2液壓站系統(tǒng)的各種顯示及安全保護 17 4 液壓系統(tǒng)的性能驗算 18 4.1液壓系統(tǒng)的壓力損失計算 19 4.2液壓系統(tǒng)的熱量溫升計算 21 結(jié)論 22 參考文獻 23 致謝 24 1緒論 1.1 液壓傳動在機械行業(yè)中的應(yīng)用 液壓傳動在實際生產(chǎn)中的應(yīng)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(shù)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(nóng)業(yè)機械——聯(lián)合收割機的控制系統(tǒng)、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(tǒng)、軋鋼機控制系統(tǒng)等。 起重運輸機械——起重機、叉車、裝卸機械、液壓千斤頂?shù)取? 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。 1.2液壓站的工作原理 液壓站的工作原理為：電機帶動油泵旋轉(zhuǎn)，泵從油泵中吸油后打油，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，液壓油通過集成塊（或閥組合）被液壓閥實現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后經(jīng)外接管路傳輸?shù)揭簤簷C械的油缸或油馬達中，從而控制了液動機方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動各種液壓機械做功。 液壓站又稱液壓泵站，是獨立的液壓裝置，它按驅(qū)動裝置（主機）要求供油，并控制油流的方向、壓力和流量，它適用于主機與液壓裝置可分離的各種液壓機械下。用戶購買后只要將液壓站與主機上的執(zhí)行機構(gòu)（油缸和油馬達）用油管相連，液壓機械即可實現(xiàn)各種規(guī)定的動作、工作循環(huán)。 液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、電氣盒組合而成。各部件功用如下： 泵裝置——上裝有電機和油泵，它是液壓站的動力源，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的動力能。 集成塊——是由液壓閥及通道體組合而成。它對液壓油實行方向、壓力、流量調(diào)節(jié)。 閥組合——是板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。 油箱——是鋼板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，它用來儲油、油的冷卻過濾。 電器盒——分兩種形式。一種設(shè)置外接引線的端子板；一種是配置了全套控制電器。 高爐煉鐵液壓系統(tǒng)、液壓站，是液壓傳動裝置的動力源，針對高爐煉鐵行業(yè)專業(yè)設(shè)計開發(fā)的液壓泥炮專用液壓站，結(jié)構(gòu)緊湊，堅固耐用，工作穩(wěn)定性好，可靠性高，特別適合動態(tài)載荷及于粉塵環(huán)境下的長期使用。還可依據(jù)客戶具體需要設(shè)計開發(fā)專用液壓站等液壓系統(tǒng)。 1.3液壓站的基本組成及功能 液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、電氣盒組合而成，各部件功用如下： 泵裝置——上裝有電機和油泵，它是液壓站的動力源，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的動力能。 集成塊——是由液壓閥及通道體組合而成。它對液壓油實行方向、壓力、流量調(diào)節(jié)。 閥組合——是板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。 油箱——是鋼板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，它用來儲油、油的冷卻及過濾。 電器盒——分兩種形式：一種設(shè)置外接引線的端子板；一種是配置了全套控制電器 1.4液壓傳動技術(shù)的發(fā)展概況 液壓技術(shù)，從１７９５年英國制造出世界上第一臺水壓機誕生算起，已經(jīng)有２００多年的歷史了，然而在工業(yè)上的真正推廣使用卻是２０世紀(jì)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(yīng)快、動作準(zhǔn)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(shù)本身的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速由軍事轉(zhuǎn)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(yīng)用和發(fā)展。２０世紀(jì)６０年代以后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的迅速發(fā)展，再次將液壓技術(shù)向前推進，使其在各個工業(yè)領(lǐng)域得到了更加廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)代液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)的緊密結(jié)合已經(jīng)形成并發(fā)展成為一種包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的自動化技術(shù)。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、經(jīng)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(shù)字控制技術(shù)上也有許多新成果。同時，液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)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(shù)發(fā)展和研究的方向。繼續(xù)擴大應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域，采用更先進的設(shè)計和制造技術(shù)，將使液壓技術(shù)發(fā)展成為內(nèi)涵更加豐富完整的綜合自動化技術(shù)。 目前，液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)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(shù)的蹤跡。液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)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(qū)動功率的場合，液壓傳動已經(jīng)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(yīng)、高精度的控制。飛機和導(dǎo)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提升絞車液壓站的設(shè)計 2.1 提升絞車液壓站的方案設(shè)計 本次設(shè)計的提升絞車液壓站主要由泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、控制箱組合而成。其具體結(jié)構(gòu)方案圖如下圖所示： 2.2 提升絞車液壓站中各元件的選擇 2.2.1電機泵機組的選擇 由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min,而提升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(yīng)為3.5L/min。 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)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(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)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，由于液壓缸在提升時輸入功率最大，這是液壓泵工作壓力為2MPa，流量為27.1L/min.按圖標(biāo)去液壓泵的總效率為則液壓泵驅(qū)動電動機所需的功率為： 根據(jù)此數(shù)值查閱電動機產(chǎn)品樣本選取Y100L-6型電動機，其額定功率為，額定轉(zhuǎn)速。 2.2.2單向節(jié)流閥的選擇 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(lián)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(tǒng)中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。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?qū)λ俣确€(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(tǒng)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(xiàn)反向流動。液控單向閥可用在需要嚴(yán)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(jié)構(gòu)的液控單向閥，控制活塞部分的泄漏油應(yīng)從L口單獨接回油箱。 3.單向閥 DIF-L10H1 《液壓元件產(chǎn)品樣本》 技術(shù)規(guī)格： 型號 開啟壓力 壓力（kgf/cm） 流量（l/min） 接口尺寸（mm） DIF-L10H1 0.35 210 25 10 4.溢流閥 YF-B 10B 《液壓元件產(chǎn)品樣本》 技術(shù)規(guī)格： 型號 重量（㎏） 壓力（㎏/㎜） 接口尺寸（mm） 額定流量 YF-B 10B 2.6 0.5-6.3 10 40 5. 三位四通電磁換向閥 34-H10B-T 《液壓元件產(chǎn)品樣本》 技術(shù)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-T 3.5 320 40 <63.3 10 6. 單向順序閥 XYA-F10D-B（A） 《液壓元件產(chǎn)品樣本》 技術(shù)規(guī)格： 型 號 重量（㎏） 壓力 （kgf/cm） 接口尺寸（mm） 閥徑（mm） XYA-F10D-B（A） 1.5 200 10 12 7.液控單向閥 《液壓元件產(chǎn)品樣本》 技術(shù)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） 25 210 2 <108 10 8. 二位二通電磁換向閥 22-H10B 《液壓元件產(chǎn)品樣本》P364 技術(shù)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-H10B 320 <1.01 40 10 12 9.單向調(diào)速閥 QA-H10 《液壓元件產(chǎn)品樣本》 P322 技術(shù)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-H10 320 40 4 10 根據(jù)系統(tǒng)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 11.47 XLX-06-80 4 雙聯(lián)節(jié)流閥 9.75 YB1-6.3/6.3 5 單向閥 4.875 DIF-L10H1 6 溢流閥 4.875 YF-B 10B 7 三位四通電磁換向閥 9.75 34-H10B-T 8 單向順序閥 9.75 XYA-F10D-B（A） 9 液控單向閥 9.75 10 二位二通電磁換向閥 4.875 22-H10B 11 單向調(diào)速閥 9.75 QA-H10 12 壓力表 Y—100T 13 壓力表開關(guān) K-3B 14 電動機 Y90S-6 2）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(lián)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(tǒng)中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。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?qū)λ俣确€(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(nèi)有5條環(huán)形槽，分別對應(yīng)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(shù)值不同，所以需要重新計算。 按照經(jīng)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(nèi)徑分別為 這兩根油管都選用內(nèi)徑、外徑mm的冷拔無縫鋼管。 2.2.3 油箱的選擇 油箱容積按公式估計，取其經(jīng)驗數(shù)據(jù)，故其容積為,按GB/T7938——1999規(guī)定，其標(biāo)準(zhǔn)值為V=250L。 2.2.4流量計的選擇 流量計選型是指按照生產(chǎn)要求，從儀表產(chǎn)品供應(yīng)的實際情況出發(fā)，綜合地考慮測量的安全、準(zhǔn)確和經(jīng)濟性，并根據(jù)被測流體的性質(zhì)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(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)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(gòu)損壞。因此，一般都優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)測速裝置，以及結(jié)構(gòu)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(yīng)選用防爆型儀表。 在保證儀表安全運行的基礎(chǔ)上，力求提高儀表的準(zhǔn)確性和節(jié)能性。為此，不僅要選用滿足準(zhǔn)確度要求的顯示儀表，而且要根據(jù)被測介質(zhì)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(jīng)濟性至關(guān)重要，一般都采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝量配差壓流量計，化學(xué)水處理的污水和燃油分別屬臟污流和低雷諾數(shù)粘性流，都不適用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件。對臟污流一般選用圓缺孔板等非標(biāo)準(zhǔn)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?zé)釞C組的回?zé)嵴羝榷际谴蠊軓? 400mm以上)的流量測量參數(shù)，由于加工創(chuàng)造困難和壓損大，一 般都不選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。根據(jù)被測介質(zhì)特件及測量準(zhǔn)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(biāo)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(zhǔn)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(zhǔn)確度的重要一環(huán)。 應(yīng)特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應(yīng)稍大于被測介質(zhì)的工作壓力，一般取1．25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(zhǔn)確性。一般選為實際運行中最大流量值的1．2一1．3倍。 安裝在生產(chǎn)管道上長期運行的接觸式儀表，還應(yīng)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(chǎn)管道中不應(yīng)選用多個壓損較大的測量元件，如節(jié)流元件等。 總之，沒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(yīng)的．不同的測量方式和結(jié)構(gòu)，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(yīng)在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎(chǔ)上選擇適于生產(chǎn)要求的，既安生可靠又經(jīng)濟耐用的最佳型式。 2.2.5 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30mpa壓力表用在工業(yè)單孔、 雙孔測壓接頭上面 大轉(zhuǎn)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(dǎo)致表內(nèi)銅絲的延展性損壞。 2.2.6壓力表的選擇 儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)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(yīng)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25～ 28MPa，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25～28MPa，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0～60MPa，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(jù)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。 2.3集成塊的設(shè)計 集成塊這種結(jié)構(gòu)是液壓集成的最早形勢，在我國已經(jīng)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(shè)計，大約占系統(tǒng)回路的20%到30%。 2.3.1通用集成塊組的結(jié)構(gòu) 集成塊組，是按通用的液壓典型回路設(shè)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(cè)面，左側(cè)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(jīng)常調(diào)節(jié)的元件，如調(diào)速閥、溢流閥、減壓閥等布置在右側(cè)面或前面。元件通過塊體的內(nèi)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。 2.3.2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(jù)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(xiàn)有的板式標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)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(tǒng)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(shè)計工作量，提高通用性。 （4）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(diào)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(shè)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。 2.3.3液壓集成塊及其設(shè)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(tǒng)。 1）底板及供油塊設(shè)計 底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油P由 底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。 2）頂蓋及測壓蓋設(shè)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(guān)及壓力表觀察泵及系統(tǒng)各部分工作壓力。設(shè)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(shè)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(cè)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(yīng)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(shè)計與集成塊相同?？刹捎孟葘⑵溆寐葆斉c集成塊連好，再將閥裝在其上的方法安裝。 2.3.4.集成塊設(shè)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?？着c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(yīng)以連接板為準(zhǔn)。電磁閥應(yīng)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(yīng)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(nèi)，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(yīng)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(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。設(shè)計專用集成塊時，要注意其高度應(yīng)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(jù)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(dǎo)閥部分可伸出集成塊外，有的原件可以橫向布置。 3 提升絞車液壓站控制系統(tǒng)的設(shè)計 3.1控制系統(tǒng)的組成 液壓站控制系統(tǒng)由ＰＬＣ控制柜組成。ＰＬＣ控制柜主要包括以下幾個部分：油泵電機控制、系統(tǒng)壓力升降調(diào)節(jié)、油溫控制、液面聯(lián)鎖控制和濾油器堵塞的自動報警。 3.1.1油泵電機控制 每臺主泵電機均可以單獨啟動或停止；也可以事先選定電機后按程序邏輯置自動順序啟動。當(dāng)某臺電機工作時，電控柜面板上給出該泵的工作指示。每臺泵均是空載按順序降壓啟動，所有預(yù)先設(shè)定好的主泵啟動后約10秒，比例溢流閥再施加控制信號，使系統(tǒng)建立壓力。 3.1.2液壓站系統(tǒng)的各種顯示及安全保護 l 油泵電機 每臺電機都配有熱過載保護，當(dāng)電機熱過載時，電機自動停止工作。操作面板給出該電機熱過載指示（指示燈亮）。l 壓力控制 液壓系統(tǒng)壓力異常時，電控能進行保護和顯示。如果油壓高于壓力上限設(shè)定值，泵電機停止工作。操作面板上指示燈亮。l 油溫控制 由指針式電接點溫度計隨時檢測油箱內(nèi)油液的溫度。當(dāng)溫度高于設(shè)定工作區(qū)間時，冷卻裝置開啟，進行油液冷卻，當(dāng)油溫降低到設(shè)定值時關(guān)閉，如果冷卻裝置未開啟，溫度繼續(xù)升高到60℃時，操作面板上指示燈亮，并發(fā)出高溫報警信號，一分鐘后泵組停止工作。當(dāng)溫度低于設(shè)定工作區(qū)間時，加熱裝置開啟，進行油液加熱，當(dāng)油溫升高到設(shè)定值時關(guān)閉。l 油位控制 當(dāng)油箱中液位高度高于或低于液位計的設(shè)定值，泵電機停止工作，操作面板上指示燈亮，并發(fā)出報警信號，泵組停止工作。l 濾油器油污堵塞自動報警 油污超過限定范圍時，操作面板上濾油器堵塞的狀態(tài)指示燈亮。當(dāng)發(fā)現(xiàn)濾油器堵塞后，停機后更換濾芯。 4 液壓系統(tǒng)的性能驗算 4.1液壓系統(tǒng)的壓力損失計算 1）、提升 滾筒快進時，液壓缸差動連接，進油路上通過單向閥3的流量是6L/min，通過電液換向閥4，液壓缸有桿腔的回油與進油路匯合，以12.24L/min通過行程閥5并進入無桿腔。因此進油路上的總壓降為 ∑△pv=[0.2(6/63)2+0.5(6/80)2+0.3(12.24/63)2] =(0.019+0.038+0.058)MPa=0.115MPa 壓力閥不會被打開，油泵的流量全部進入液壓缸?；赜吐飞?，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥4和單向閥9的流量都是6.24L/min，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥5流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力p2與無桿腔壓力p1之差 △p=p2-p1=[0.5(6.24/80)2+0.2(6.24/63)2+0.3(12.24/63)2] =(0.039+0.020+0.058)MPa =0.117MPa此值小于原估計值0.5MPa，所以是安全的。 2）、提升 提升時，油液在進油路上通過電液換向閥4的流量為0.5L/min,在調(diào)速閥7處得壓力損失為0.5MPa，油液在回油路上通過換向閥4的流量是0.25L/min，在背壓閥10處得壓力損失為0.5MPa，通過順序閥11的流量為（6+0.24）=6.24L/min，因此這時液壓缸回油腔的壓力p2為p2=[0.5(0.24/80)2+0.5+0.3(6.24/63)2] =(0.002+0.5+0.030)MPa =0.532MPa 此值小于原估計值0.8MPa。 重新計算提升時液壓缸進油腔壓力p1 p1=(F`+p2A2)/A1 =(4182+0.53210610.0110-4)/19.6310610-4 =2.40 MPa 此數(shù)值與2.54MPa接近。 3）、快退 快退時，油液在進油路上通過換向閥4的流量為6L/min；油液在回油路上通過單向閥7、換向閥4和單向閥13的流量都是11.76L/min，因此進油路上總壓降為 ∑△pv1=[0.2(6/63)2+0.5(6/80)2]=(0.019+0.038)MPa=0.057 MPa 此值較小，所以液壓泵驅(qū)動電動機的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐? ∑△pv2=[0.2(11.76/63)2+0.5(11.76/80)2+0.2（11.76/63）2] =(0.037+0.074+0.037)MPa=0.148MPa 此值與0.135MPa接近，不必重算。所以快退時液壓泵的最大工作壓力pp應(yīng)為 pp=p1+∑△pv1=(2.17+0.057)MPa=2.227MPa； 因此液壓泵卸荷的順序閥11的調(diào)壓應(yīng)大于2.227MPa。 4.2液壓系統(tǒng)的熱量溫升驗算 提升在整個工作循環(huán)過程中所占的時間幾乎占據(jù)整個工作循環(huán)周期，所統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用提升時的情況來計算。 提升時液壓缸的有效功率為: PO=Fv= kW=0.056 Kw 液壓泵的輸入總功率 Pi==0.32Kw 由此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量 Hi=Pi-Po=(0.32-0.056)Kw=0.264kW 油液溫升的近似值 △ T=(0.264103)/℃=6.7℃ 溫升沒有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不需要設(shè)置冷卻器。 結(jié) 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度本文所設(shè)計的是提升絞車液壓站的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，發(fā)自內(nèi)心地感謝我的老師和同學(xué)們的幫助，因為有了大家的幫助和支持，我才能夠順利地完成這次的畢業(yè)論文，最后，向大家表示深深的感謝和祝福。 參考文獻 [1]張福學(xué)編著.提升絞車液壓站的設(shè)計及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠編著.液壓控制系統(tǒng)的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]張利平著. 液壓技術(shù)速查手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。 [4]李寶仁著. 液壓技術(shù)—低成本綜合自動化. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.9。 [5]宋學(xué)義著. 提升絞車液壓站速查手冊. 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(xué)出版社，2008.5。 [7]SMC（中國）有限公司. 提升絞車液壓站的性能測試實用技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2003.10 [8]徐文燦著. 提升絞車液壓站的設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，1995。 [9]曾孔庚.液壓控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢. 機器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [10]壽慶豐.一種多功能液壓系統(tǒng)的設(shè)計. 機械設(shè)計1999年第3期，第3卷。 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. 致 謝 時間如流水，經(jīng)過幾個月的努力和付出，我的論文總算完成了！感謝您這四年對我們的諄諄教導(dǎo)，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成專科階段的學(xué)業(yè)同時，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么，知道以后的人生目標(biāo)是什么，通過這幾年的學(xué)習(xí)，讓我知道了我們親愛的導(dǎo)師嚴(yán)謹求實的治學(xué)態(tài)度，以及認真對待每個同學(xué)畢設(shè)的工作態(tài)度和務(wù)實的行為規(guī)范。也讓我懂得了對待任何事情都需要仔細，認真，不能有絲毫的馬虎。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，通過查找了各類的資料，手冊，論文終于可以完成了，我感到很開心，也很激動，因為這是我知識的積累。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識。 22