3378 升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計,升降,舞臺,液壓,系統(tǒng),設(shè)計 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書1前 言本次畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)四年的最后一次設(shè)計，同時也是對大學(xué)生四年來所學(xué)的知識系統(tǒng)總結(jié)和綜合應(yīng)用?，F(xiàn)在我們已經(jīng)進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的最后階段，畢業(yè)設(shè)計作為本科學(xué)習(xí)最重要的組成部分之一，它能提高我們發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，綜合檢驗和鞏固我們所學(xué)知識，同時又是對我們大學(xué)四年所學(xué)知識的全面復(fù)習(xí)，更是向我們以后即將從事的專業(yè)性工作的正常過渡。我們可以緊緊抓住這個機會認(rèn)真學(xué)習(xí)并搞好畢業(yè)設(shè)計，眾所周知，它對我們即將走上工作崗位或者更進(jìn)一步深造有非常重要的意義。它將把我們過去的理論學(xué)習(xí)引向一個更高、更深的層次，也就是參加工作，可以說我們在做一次過渡性的嘗試。畢業(yè)設(shè)計是我在接受高等教育中的最后一次綜合性的實踐學(xué)習(xí)，是實現(xiàn)學(xué)生綜合運用知識的能力，是實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)工作能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要手段。當(dāng)然，畢業(yè)設(shè)計成果的質(zhì)量，也是學(xué)生畢業(yè)資格認(rèn)定的一個重要依據(jù)，是對學(xué)校人才培養(yǎng)效果的全面檢驗，是學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量評價的重要內(nèi)容。畢業(yè)設(shè)計的目的主要是：（1）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地綜合運用所學(xué)基本理論和技能，獨立完成本專業(yè)范圍內(nèi)工程設(shè)計或?qū)嶒灧治龅膶I(yè)工作能力；（2）學(xué)習(xí)科學(xué)的精神和創(chuàng)新能力；（3）學(xué)習(xí)調(diào)查研究、收集處理信息和查閱文獻(xiàn)的能力；（4）學(xué)習(xí)語言表達(dá)和撰寫科技報告（論文）的能力；（5）培養(yǎng)學(xué)生的效益意識、全局觀念和團(tuán)隊協(xié)作精神。在此基礎(chǔ)上，通過畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的整體構(gòu)建設(shè)計的能力，全面的去考慮問題，幫助我們掌握工程設(shè)計中的一般產(chǎn)品設(shè)計的程序和方法。為我們在以后的實際工作中，能更好的解決工程實際生產(chǎn)中遇到的實際問題打下堅實的基礎(chǔ),而且還有助于我們分析問題和創(chuàng)造性的解決問題的能力，全面提高我們的素質(zhì)。畢業(yè)設(shè)計教學(xué)基本要求主要是通過畢業(yè)設(shè)計，將思想道德素質(zhì)教育、業(yè)務(wù)素質(zhì)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書2教育、文化素質(zhì)教育于一體，注重學(xué)生素質(zhì)的全面提高，以達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求；注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、勤奮鉆研的優(yōu)良學(xué)風(fēng)和獨立工作能力；注重開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)目的。我所選擇的畢業(yè)設(shè)計題目升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計。由于升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求很高，設(shè)計環(huán)節(jié)較多，而且我缺乏實際經(jīng)驗，再加上由于國內(nèi)升降舞臺的發(fā)展較晚關(guān)于升降舞臺的系統(tǒng)地、實際地、具有一定理論指導(dǎo)作用的專業(yè)書籍很少，所以在設(shè)計中存在很多的不足和疏漏，懇請老師和同學(xué)批評指正。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書31 緒論1.1 液壓傳動發(fā)展概況液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門發(fā)展較晚的技術(shù)。從 17 世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、18 世紀(jì)末英國制成第一臺水壓機算起，液壓傳動只有二三百年的歷史。19 世紀(jì)末德國制成了液壓龍門刨床，美國制成了液壓轉(zhuǎn)塔車床和磨床。由于缺乏成熟的液壓元件，一些通用機床到 20 世紀(jì) 30 年代才用上了液壓傳動。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)需要反應(yīng)快、動作準(zhǔn)確的自動控制系統(tǒng)，促進(jìn)廠液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用。隨著工業(yè)水平的不斷提高，各種液壓九件的研制不斷完善井實現(xiàn)了各類元件產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，從而使它在機械制造、上程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著原子能、空間技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)得到了很大的發(fā)展．并滲透到各個工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開始向高壓、高速、大功率、南效率、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化等方向發(fā)展。從 20 世紀(jì) 70 年代開始，電子技術(shù)和計算機技術(shù)迅速發(fā)展井進(jìn)入了液壓技術(shù)領(lǐng)域，在產(chǎn)品設(shè)計、制造和測試方面采用廠這些先進(jìn)技術(shù)，取得了顯著的效益。利用計算機輔助進(jìn)行液壓元件和液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算、性能仿真、自動繪圖以及數(shù)據(jù)的采集和處理，可提高液壓產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化其性能，降低成本，并大大縮短其生產(chǎn)和交貨周期。在設(shè)備控制方面，利用計算機控制液壓系統(tǒng)，可簡化操作．提高勞動生產(chǎn)率，提高自動化水平，井增加產(chǎn)品的可靠性。因此，近年來，液壓行業(yè)對于計算機技術(shù)的應(yīng)用給予極大的關(guān)注，其中計算機輔助設(shè)計 CAD(Computer aided design)的河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書4推廣使用和數(shù)字控制液壓元件的研制開發(fā)尤其突出。另外．減小元件的體積和重量，提高元件的壽命，研制新介質(zhì)以及污染控制的研究，也是當(dāng)前液壓傳動及液壓控制技術(shù)發(fā)展和研究的重要課題。我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50 年代，其產(chǎn)品最初只用于機床和鍛壓設(shè)備，后來又用于拖拉機和工程機械。自 20 世紀(jì) 60 年代開始，從國外引進(jìn)液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，問時自行設(shè)計液壓產(chǎn)品。我國生產(chǎn)的液壓元件已形成系列，并在各種機械設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。目前，我國在消化、推廣國外先進(jìn)液壓技術(shù)的同時，大力開展國產(chǎn)液壓新產(chǎn)品的研制工作，并已取得一定成效。例如，已開發(fā)研制了中高壓齒輪泵、插裝式錐閥、電液比例閥、疊加閥以及新系列中、高壓閥等。盡管如此，我國的液壓元件和液壓產(chǎn)品與國外先進(jìn)的同類產(chǎn)品相比，在性能上，在種類、規(guī)格上仍存在著較大的差距。為了迅速趕超世界先進(jìn)水平．我國已瞄準(zhǔn)世界發(fā)展主流的液壓元件系列型譜，有計劃地引進(jìn)、消化、吸收國外最先進(jìn)的液壓技術(shù)和產(chǎn)品，并對我國觀正生產(chǎn)的液壓產(chǎn)品進(jìn)行整頓，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，大力開展產(chǎn)品國產(chǎn)化工作。可以預(yù)見，我國的液壓技術(shù)在 21 世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。1.2 液壓技術(shù)的應(yīng)用與特點1.2.1 液壓技術(shù)的應(yīng)用液壓技術(shù)是涉及液體流動和液體壓力規(guī)律的科學(xué)技術(shù)。近幾十年來，液壓技術(shù)發(fā)展非?？?，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防等各個部門。液壓傳動主要應(yīng)用如下：(1)一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)：坯料加工機械( 注塑機)、壓力機械(鍛壓機) 、重型機械(廢鋼壓塊機)、機床( 全自動六角車床、平面磨床) 等；(2)行走機械用液壓系統(tǒng)：工程機械( 挖掘機)、起重機械(汽車吊) 、建筑機械(打河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書5樁機)、農(nóng)業(yè)機械(聯(lián)合收割機)、汽車( 轉(zhuǎn)向器、減振器)等；(3)鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng)：冶金機械( 軋鋼機)、提升裝置(電極升降機) 、軋輥調(diào)整裝置等；(4)土木工程用液壓系統(tǒng)：防洪閘門及堤壩裝置( 浪潮防護(hù)擋板)、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)和礦山機械(鑿巖機 )等：(5)發(fā)電廠用液壓系統(tǒng)；渦輪機( 調(diào)速裝置)、核發(fā)電廠等；(6)特殊技術(shù)用液壓系統(tǒng)：巨型天線控制裝置、測量浮標(biāo)、飛機起落架的收放裝置及方向舵控制裝置、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；(7)船舶用液壓系統(tǒng)：甲板起重機械( 絞車)、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；(8)軍事工業(yè)用液壓系統(tǒng)：火炮操縱裝置、艦船減搖裝置、飛行器仿真等。上述的概略說明不包括所有應(yīng)用的可能性。用液壓系統(tǒng)傳遞動力、運動和控制的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，它在當(dāng)今的各個領(lǐng)域中都占有一席之地。目前，液壓傳動技術(shù)在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低晚聲、長壽命、高度集成化等方面都取得了很大的進(jìn)展。同時，由丁它與微電子技術(shù)次緊密配合，能在盡可能小的空間內(nèi)傳送出盡可能人的功率并加以淮確地控制，從而更使得它在各行各業(yè)：中發(fā)揮出廠巨大作用。在本設(shè)計中是將液壓傳動應(yīng)用于舞臺的升降中，升降舞臺液壓系統(tǒng)是為某劇場配套而設(shè)計制造的。其升降功能由 4 根液壓缸頂升叉架完成， 4 根液壓缸的同步由帶補正裝置的同步回路完成。升降臺是液壓系統(tǒng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，升降臺液壓系統(tǒng)也是比較成熟的技術(shù)。與機械傳動相比，采用液壓傳動可以大大地減少換向沖擊，降低能量消耗，井能縮短換向時間。采用液壓傳動方式可有效利用現(xiàn)場的有限空間，盡可能地減少傳動裝置的占地面積，可靠保證舞臺平穩(wěn)升降。液壓升降舞臺具有升降平穩(wěn)、噪音低、易于實現(xiàn)自動化控制、可實現(xiàn)升降臺的無級調(diào)速。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書61.2.2 液壓傳動的特點液壓傳動由于有許多特點，才使得它被廣泛地應(yīng)用于各行行業(yè)之中。液壓傳動相對于其它傳動有以下—些主要優(yōu)點： (1)在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動力。也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里等于工作壓力；(2)按壓裝置容易做到對速度的無級凋節(jié)，而且調(diào)速范圍大，并且對速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進(jìn)行；(3)液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁換向；(4)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)．能實現(xiàn)自潤滑，使用壽命長；(5)按壓裝置易于實現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣動控制結(jié)合起來，實現(xiàn)復(fù)雜的運動、操作。(6)液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化；和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用當(dāng)然， 壓傳動還存在以下一些明顯缺點：(1)液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮件，使這種傳動無法保證嚴(yán)格的傳動比；(2)液壓傳動有較多的能量損失( 泄漏損失、摩擦損失等)，因此，傳動效率相對低；(3)液壓傳動對油溫的變化比較敏感不宜在較高或較低的溫度下工作：(4)液壓傳動在出現(xiàn)故障時不易找出原因。1.2.3 液壓系統(tǒng)的組成液壓傳動裝置主要由以下五部分組成：1)能源裝置——把機械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書7它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。2)執(zhí)行裝置——把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置。它可以是作直線運動的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)。3)控制調(diào)節(jié)裝置——對系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)裝置。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。4)輔助裝置——上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。5)工作介質(zhì)：液壓系統(tǒng)中用量最大的工作介質(zhì)是液壓油，通常指礦物油河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書82 液壓升降舞臺結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計2.1 升降舞臺簡介舞臺升降臺是劇場演出過程中使用的一種重要設(shè)備，它主要用于載人或載景升降，要求運行平穩(wěn)、噪聲低、安全可靠。其臺面尺寸一般為 16m×2m,升降行程一般為 7.5～3.5m，升降速度為 0.2m/s,承載能力應(yīng)能滿足劇場要求：靜載荷400kg/㎡，動載荷 200kg/㎡。目前，國內(nèi)外普遍采用的是滑動螺母絲杠升降臺。普通滑動螺母絲杠副的特點是可以按需要設(shè)計成自鎖，這對載人升降臺是一很好的優(yōu)點，或者說是必須。但它在設(shè)計成自鎖下機械效率很低，理論上可達(dá)到 40%，實際證明，由于加工精度、表面粗糙度、潤滑條件、安裝條件的限制，真正能達(dá)到的機械效率只有 20%～30%。而舞臺升降臺的載重較重，一般為 10 t 左右，加上升降速度較快，最高達(dá)0.2m/s，這樣勢必要求所選電動機的功率較大，一般為 20 KW 以上，同時，由于舞臺升降臺一般要求變頻調(diào)速，這樣所選用的變頻器的容量也就較大。功率（容量）增大，成本上升，尤其是變頻器，隨容量的增大，成本急劇上升。為此，我們將金屬切削機床上采用的滾柱螺母絲杠副用于舞臺升降臺的升降傳動中。滾珠螺母絲杠副具有較高的傳動效率，但它不能自鎖，這對載人升降臺不安全；而滾柱螺母絲杠副的傳動效率高于普通滑動螺母絲杠副，且它能自鎖，常用于垂直移動的傳動，如平面磨床的磨頭。滾柱螺母絲杠副要求絲杠直徑較粗，否則，絲杠螺紋與滾柱的環(huán)槽有可能發(fā)生干涉。這一要求在舞臺升降臺上是完全能滿足的，因為由升降行程所決定的絲杠長度較長，一般為 5～7 m ，根據(jù)剛度要求，絲杠直徑本身就要求較粗。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書92.2 升降舞臺投影圖圖 2－1 升降舞臺平面圖河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書102.3 液壓升降舞臺的方案的確定2.3.1 升降舞臺液壓系統(tǒng)升降舞臺液壓系統(tǒng)是為劇場配套而設(shè)計制造的。其升降功能由 4 根液壓缸頂升叉架完成，4 根液壓缸的同步由帶補正裝置的同步回路完成。升降臺是液壓系統(tǒng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，升降臺液壓系統(tǒng)也是比較成熟的技術(shù)，但此套大型系統(tǒng)與常規(guī)的小型升降臺系統(tǒng)相比有其特殊性，不能簡單套用，必須解決好以下問題：（1）保證動作平穩(wěn)，舞臺上載重量變化很大，且液壓缸在升降過程中隨叉架角度變化較大，因此液壓缸負(fù)載變化較大，液壓系統(tǒng)必須要能克服負(fù)載變化對速度產(chǎn)生的影響，確保機構(gòu)無沖擊地平穩(wěn)運行；（2）根據(jù)舞臺承受的動靜載荷、速度要求，經(jīng)過計算，得出上升過程中液壓缸無桿腔工作壓力約為 1～3 MPa，單根液壓缸理論流量為 32.7～39.5L/min； （3）下降過程主要靠自重，但必須加以控制，尤其是如此大型的設(shè)備，一旦失控極其危險。2.3.2 常用升降機構(gòu)比較(1)液壓升降臺采用液壓技術(shù)，升降平穩(wěn)、噪音低。(2)垂直絲杠升降臺采用絲杠傳動方式，實現(xiàn)雙層臺面的升降。根據(jù)需要可多塊組成升降臺群，能在行程范圍內(nèi)組成不同的臺階，滿足會議和演出的需要，是在舞臺上搭設(shè)亭、臺、樓、閣的理想道具。(3)水平絲杠升降臺該結(jié)構(gòu)的升降臺具有土建量小、所需基坑淺、行程大，運行平穩(wěn)，噪音低定位河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書11準(zhǔn)確、造價低等優(yōu)點。采用水平絲杠傳動，通過剪叉結(jié)構(gòu)實現(xiàn)臺面的升降運動，在行程范圍內(nèi)可任意停止。(4)鏈條式升降臺有良好的導(dǎo)向機構(gòu)，保證設(shè)備運行時無傾斜。(5)齒輪齒條式升降臺傳動精確，造價高。(6)螺旋器升降臺具有普通升降臺的全部功能，主要特點是設(shè)備占用基坑小，行程大。設(shè)備高度僅 200 一 500 mm 行程可達(dá) 14 m。當(dāng)舞臺建在 2 層以上的建筑物時因空間受到限制時尤為適合。2.3.3 升降臺機構(gòu)形式如圖 1 所示，采用剪叉結(jié)構(gòu)達(dá)到放大行程的效果，而且要求基坑較淺，從而可節(jié)約投資。液壓缸左右對稱布置，工作時總體水平方向所受合力為零;使得臺面水平方向不發(fā)生運動，只是垂直方向的往復(fù)運動。上下方向設(shè)置有高低位行程開關(guān)，可保證升降高度。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書122.3.4 臺面結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，該臺面采用析架機構(gòu)可滿足整體剛度的要求，保證人踩上去不會產(chǎn)生晃動和腳底不實的感覺。當(dāng)臺面比較窄時，可并列設(shè)置 2 組彬架；當(dāng)臺面比較寬的時候，要采用多個并列；一般情況下間距為 400 一 500 mm?；谝陨戏治?，本設(shè)計主要是對舞臺升降技術(shù)中的 1 種形式的液壓升降臺進(jìn)行設(shè)計。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書133 單層升降舞臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算（左側(cè)）3.1 單層升降舞臺水平運動部分設(shè)計3.1.1 確定液壓系統(tǒng)的工作要求總體要求：（1）要求單層升降臺的伸出與縮回采用“快進(jìn)—慢速接近—快退”的動作循環(huán)。（2）嚴(yán)格保證多缸的動作同步。（3）在單層和三層的下降回路中應(yīng)保持平衡，使下降平穩(wěn)。（4）各動作順序有相應(yīng)的互鎖關(guān)系，以保證根據(jù)升降舞臺的動作順序確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為：快速前進(jìn)—工作進(jìn)給—快速退回—原位停止。根據(jù)具體工作要求計算得出，快速進(jìn)退時的速度約為4500mm/min(0.075m/s)。工作時的進(jìn)給速度應(yīng)為20～120mm/min（0.0003～0.02m/s）范圍內(nèi)作無極調(diào)速運動部件的行程為4000mm，其中工作行程為 3050mm。運動部件的自身重力為 0.6t，啟動換向時間為Δ=0.05s，采用水平放置的平行導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)=0.2，動摩擦系數(shù) 為 =0.1。sfdf3.1.2 分析液壓系統(tǒng)的工況計算液壓缸在工作行程各階段的負(fù)載啟動加速階段：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書14（ + )/F?fdm?)(sGVgt??60.75(0.258)20.9??N 3.7工進(jìn)階段：N 0.158= .92fdmmGF????653.快進(jìn)或快退階段：653.3N. 0.fdmm?將液壓缸在各階段的速度與負(fù)載值列于表一中表 3－2 液壓缸在各階段的速度與負(fù)載階 段 速度 v/(m/s) 負(fù)載 F/N啟 動 加 速 0.075 2306.67工 進(jìn) 0.0003~0.002 6553.3快 進(jìn) 快 退 0.075 6553.33.2 單層升降舞臺垂直部分的設(shè)計3.2.1 確定液壓系統(tǒng)的工作要求根據(jù)工作要求，確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為工進(jìn)－工退－原位停止。根據(jù)具體加工要求就計算得出：工作進(jìn)給時的速度應(yīng)在 20～120mm/min(0.0003~0.002m/s)范圍內(nèi)作無極調(diào)速，運動部件的最大行程為 3m，其中工作行程為 2m。運動部件的自身重為 0.6t，啟動換向時間為?t=0.05?t=0.05。系統(tǒng)豎直放置的垂直導(dǎo)軌的靜摩擦系河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書15數(shù)=0.2，動摩擦系數(shù)為 =0.1。sfdf3.2.2 分析液壓系統(tǒng)的工況工進(jìn)階段：F= = =6553.3Nwm?580.9工退階段：F= =6553.3Nwm表 3-3 液壓系統(tǒng)在各階段的速度和負(fù)載階段 速度 v/(m/s) 負(fù)載 F/N工進(jìn) 0.0003～0.002 6553.3工退 0.0003～0.002 6553.33.3 確定液壓缸的主要參數(shù)1.初選液壓缸的工作壓力根據(jù)計算得出各階段負(fù)載值的最大值，曲液壓缸的工作壓力為 0.3MPa。2.確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)最大負(fù)載啟動加速階段負(fù)載： N，求得2306.7F?m 42306.79814FD????根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取 mm。10D?為實現(xiàn)快進(jìn)與快退速度相同，采用差動連接。則 ，所以.7d河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書16mm0.71d??查得 ，符合活塞桿標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，由 mm, mm。算m10D?7d出液壓缸無桿腔有效工作面積為 cm2，有桿腔有效工作面積為1A78.5?2A40.1?2c工作進(jìn)給采用調(diào)速閥調(diào)速，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量 ，工進(jìn)速minQ0.5iL?度則minV20i?+ +Pmax1gFAJ?2cP??1河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書26= +0.004× 150.98610= Pa=24.35MPa243?6單向順序閥調(diào)節(jié)壓力為：P> -2GA2P??= -4000=0.75× Pa=0.75MPa150.986103.6.2 系統(tǒng)發(fā)熱及溫升計算1）發(fā)熱量估算 從整個工作循環(huán)看，功率變化較大，計算平均發(fā)熱量。從速度循環(huán)圖可近似計算各階段的時間：快速下降 ≈ =7.85s；1t?sv8023?慢速折彎啟動時初壓 = =1.25s 2t51終壓 = = =0.83s3?2sv?快速退回 ＝ =3.77s4t305?循環(huán)周期 T= + + +1?23t4?=7.85+1.25+0.83+3.77 =13.7s從功率循環(huán)圖可求出各階段液壓缸的輸出功率。但 應(yīng)扣除液 壓缸的機械效率因素的影響，因功率循環(huán)圖是液 壓缸的輸入功率的變化規(guī)律。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書27快速下降 ≈01oP慢速，初壓≈ = =0.3kW2og(0.6+)J2?(0.6+).912?終壓 該段較復(fù)雜，可從速度，負(fù)載循環(huán)圖來求均值：=Fv3o=（1000000+5×10000)×（0.012＋0）×2×2=3150w=3.15kw快速退回 ≈0.87 =0.87×0.91=0.79kW4oPg?J從壓力，流量循環(huán)圖求各階段液壓泵輸入流量?？焖傧陆担?=1.1×62=68.2L/min=1137cm2/s1bQk?1= + =0+0.142=0.14MPap??(近似用快退工況壓力損失數(shù)據(jù)）= = =187W1EPb?1370.485?慢速折彎，初壓= =1.1×32.5=35.75L/min=596cm2/s2bQk= =0.61+0.04=0.65MPa1(1.0)??= = =456W2EPb?5960.85?終壓=3bQ(2)k?河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書28= =17.88L/min=298cm2/s1.(32.50)??=bP41P??=12.76+0.03=12.8MPa= =4488W3E298.05bQ???快速退回：=4b1p??=0.83+0.142=0.97MPa =3k=1.1×62.9=62.19L/min=1153cm2/s= =1316W4EP1530.978bQ???系統(tǒng)的發(fā)熱量為：H=[( - ) +( - ) +( - )1ot?2EoPt?3Eot?+( - ) ]/T4E=[(0.187-0)×7.85+(0.456-0.3)×1.25+(4.488-3.15)×0.83+(1.316-0.79)×3.77] /13.7=0.347kW2）系統(tǒng)熱平衡溫度計算 設(shè)油箱邊長比為 1：1：1～1：2：3 范圍，油箱散熱面積為A=0.065V=0.065×378=3.4m2假定自然通風(fēng)不好，取油箱散熱系數(shù)為=0.008Kw/m2tC室內(nèi)環(huán)境溫度為 30 攝氏度，系統(tǒng)熱平衡溫度為河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書29= + =30+ =432t1tACH0.347 8.01?滿足 ≤[t]=50,油箱容量合適。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書304 升降舞臺三層液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算4.1 確定液壓系統(tǒng)的工作要求根據(jù)工作要求，確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為工進(jìn)－工退－原位停止。根據(jù)具體加工要求就計算得出：工作進(jìn)給時的速度應(yīng)在 20～120mm/min(0.0003~0.002m/s)范圍內(nèi)作無極調(diào)速，運動部件的最大行程為 3m，其中工作行程為 2m。運動部件的自重為 0.6t，啟動換向時間為 =0.05 =0.05。系 統(tǒng)豎直放置的垂直導(dǎo)軌的靜摩擦系數(shù)t?t=0.2，動摩擦系數(shù) 為 =0.1。sfdf4.2 分析液壓系統(tǒng)的工況工進(jìn)階段：F= = =6553.3NwmF?580.9工退階段：F= =6553.3Nwm表 4-1 液壓系統(tǒng)在各階段的速度和負(fù)載階段 速度 v/(m/s) 負(fù)載 F/N工進(jìn) 0.0003～0.002 6553.3工退 0.0003～0.002 6553.34.3 確定液壓缸的主要參數(shù)1.初選液壓缸的工作壓力根據(jù)計算得出各階段負(fù)載值的最大值，并參照同類升降舞臺取液壓缸工作壓力河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書31為 0.7MPa。2.確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)最大負(fù)載為工進(jìn)階段負(fù)載 F=6553.3N，求得D= = =0.11m=110mm4Fp6653.2140.7???根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取 D=110mm。為規(guī)定工進(jìn)與工退速度相同采用差動連接，則 d=0.7D，所以d=0.7×110=77mm根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。取 d=80mm。由 D=110mm d=80mm 算出液壓缸無桿腔有效工作面積為＝ = =50.24cm21A?2r240工作進(jìn)給采用調(diào)速閥調(diào)速，查產(chǎn)品樣本調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量=0.05L/min 工進(jìn)速度 =20mm/min ，則minQminV= =25cm2 + + =3.75+0.5× +0.5+0.5yP11??e 2(0.5)8=4.75MPa3）快退進(jìn)油路壓力總損失為：河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書37=0.2× +0.5× =0.082MPa1vP??2()632(7.1)80回油路總壓力損失為：=0.2× +0.5×2v2(5.)2(5.)+0.2×2(7163=0.592MPa則快退階段，液壓泵的工作壓力 Pp 為= + =(1.5+0.082)=1.582MPapP11v??2 溫升驗算以工進(jìn)時的消耗功率計算溫升。工進(jìn)時，液壓缸的有效功率為 ：= =0.0278kW2eFV?31480.5610?發(fā)熱功率為：=0.556-0.0278=0.529kWPe??油箱散熱面積 A=6.5V=2.85m2 溫升： = =22.8TKA?0.591.58?式中，取散熱系數(shù) 。溫升在允許的范圍內(nèi)，可不設(shè)冷卻裝置。w(m)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書38升降舞臺總體液壓系統(tǒng)原理圖河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書395 液壓系統(tǒng)的設(shè)計與分析擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個液壓系統(tǒng)設(shè)計中最重要的一環(huán)節(jié)，它的好壞從根本上影響整個液壓系統(tǒng)。因此本次設(shè)計中對有些回路考慮了多個方案并進(jìn)行了分析比較。5.1 液壓回路的選擇5.1.1 確定供油方式根據(jù)前幾節(jié)的工況分析，在本設(shè)計中選用限壓式變量葉片泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，蓄能器在系統(tǒng)中作為應(yīng)急能源，限壓式變量葉片泵可根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載變化自動調(diào)節(jié)輸出流量具有降低能源消耗、限制油液溫升的特點，還具有自吸能力好、輸出壓力脈動小、對污染敏感度小、噪聲低，但粘度對效率的影響較大結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功率損失大、價格較貴。5.1.2 確定調(diào)速方法調(diào)速方法有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和聯(lián)合調(diào)速。在本設(shè)計中選用選用限壓式變量葉片泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路由變量泵供油，用流量閥改變進(jìn)入液壓缸的流量，以實現(xiàn)工作速度的調(diào)節(jié)，這時泵的供油量自動與液壓缸所需的流量相所適應(yīng)。這種回路的特點是效率高、發(fā)熱?。ū裙?jié)流調(diào)速）速度穩(wěn)定性（比容積調(diào)速回路）好。常用于調(diào)速范圍大的中、小功率場合。5.1.3 速度換接回路的選擇速度換接回路的形式常用行程閥或電磁閥來實現(xiàn)。行程閥具有換接平穩(wěn)、工作河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書40可靠、換接位置精度高，電磁閥具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、調(diào)整方便。在本設(shè)計中的快進(jìn)回路與慢速接近回路的換接是采用了由行程開關(guān)控制的電磁換向閥，具有換接位置精度高、換接靈活的優(yōu)點。5.1.4 換向回路的選擇根據(jù)執(zhí)行元件對換向性能的要求選擇換向閥機能和控制方式。在本設(shè)計中多采用電磁換向閥實現(xiàn)回路的換向，它具有操作方便、便于布置、低速換向的特點，在泵的卸荷回路中采用了手動換向閥。5.1.5 壓力控制回路的選擇本設(shè)計中采用了容積節(jié)流調(diào)速，常用溢流閥組成限壓、安全、保護(hù)回路。5.1.6 其他回路的分析與選擇根據(jù)升降舞臺的要求，本設(shè)計中選用了多缸同步回路、順序動作回路、平衡回路、瑣緊回路和卸荷回路等。在選擇中對同步回路和順序動作回路做了詳細(xì)的分析。（1）多缸同步回路：同步回路是保持兩個或兩個以上的液壓缸在運動中保持相同的位移或相同的速度，常用的有：（a）帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路；（b）調(diào)速閥控制的同步回路， ；（c）機械連接同步回路， 。（a）帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路在這個回路中液壓缸 1 的有桿腔面積與液壓缸 2 的無桿腔面積相等便可以實現(xiàn)兩液壓缸的升降同步。為了保證嚴(yán)格同步，采用取補償措施以避免誤差的累積，在每一次下行運動中能消除同步誤差。其原理為：當(dāng)換向閥 1 左位工作時，兩缸下行，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書41若缸 2 的活塞先運動到底，它就觸動行程開關(guān) a 使電磁鐵 3YA 通電，壓力油經(jīng)閥 2的左位向缸一的有桿腔補油，推動活塞繼續(xù)運動到底，誤差即被消除；若缸一先運動到底則觸動行程開關(guān) b 使電磁鐵 4YA 通電，壓力油經(jīng)閥二的右位，控制壓力油使液控單向閥 3 打開，缸 2 無桿腔的油液經(jīng)液控單向閥 3 和閥 2 回油箱，使活塞繼續(xù)運行到底。這種串聯(lián)式的同步回路只適用于負(fù)載較小的液壓系統(tǒng)，能保證嚴(yán)格同的步。(b) 調(diào)速閥控制的同步回路 在這個回路中，兩個調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩液壓缸活塞的運動速度，仔細(xì)調(diào)整兩個調(diào)速閥的開口可使兩液壓缸在同一個方向上實現(xiàn)速度同步。這種同步回路的結(jié)構(gòu)簡單并且速度可調(diào)，但是由于油溫變化及調(diào)速閥性能差異等影響，顯然這種回路不易保證位置同步，且調(diào)整麻煩，速度同步精度也比較低，一般在 5%～7%左右。(c) 機械連接同步回路 其特點是：回路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但只適用于兩缸載荷相差不大的場合，連接應(yīng)具有良好的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和剛性，否則，回出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。根據(jù)以上分析，在本設(shè)計中對同步精度要求較高，所以選用 a 方案。(2) 順序動作回路：常用的順序動作回路可分為壓力控制、行程控制和時間控制三類，其中前兩類應(yīng)用的較多。（a）壓力控制的順序動作回路：壓力控制就是利用液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力變化來使執(zhí)行件按順序先后動作，這是液壓獨具的控制特性。壓力控制的順序動作回路一般用順序閥或壓力繼電器來實現(xiàn)。在本設(shè)計中采用的順序閥控制的順序動作回路，其優(yōu)點在于動作靈敏安裝連接方便。(b) 用行程控制的順序動作回路行程控制就是利用執(zhí)行元件運動到一定位置時發(fā)出控制信號，使下一個執(zhí)行元河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書42件開始動作。行程控制可利用行程閥和行程開關(guān)來實現(xiàn)。利用行程閥實現(xiàn)的順序動作回路可靠，但動作順序一旦確定再改變就困難，且管道長、布置麻煩。5.1.7 舞臺升降液壓系統(tǒng)工作原理該系統(tǒng)采用變量葉片泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，液壓泵為限壓式變量葉片泵，最高工作壓力為 6.3 。溢流閥 4 作安全閥用，其調(diào)整壓力為 7 。手動換向aMPaMP閥 5 用于卸荷，過濾器 6 的過濾精度為 10 ，用于回油過濾，當(dāng)回油壓力超過m?0.3 時系統(tǒng)報警，此時應(yīng)更換過濾器的濾芯。a5.1.8 液壓系統(tǒng)組成及工作原理舞臺升降：油泵電機啟動后，雙聯(lián)油泵 1 開始工作，但大流量泵和小流量泵均處于卸荷狀態(tài)。舞臺上升時，電磁鐵 YA6 得電，升降回路升壓，大流量泵輸出的液壓油分別通過換向閥 4~8 再經(jīng)四個液控單向閥 12~15 進(jìn)入四個液壓缸無桿腔，產(chǎn)生推力，克服舞臺重量和導(dǎo)軌副摩擦推動舞臺上升。因液壓缸尺寸較大，舞臺上升速度較慢（設(shè)計上升速度為 0.02m/s），為減少液壓元件的數(shù)量，保障系統(tǒng)的可靠性，不設(shè)置調(diào)速元件而采取由油泵和液壓缸尺寸予以直接保證的設(shè)計方案；當(dāng)舞臺停止上升或到達(dá)最大行程時，電磁鐵 YA6 失電，換向閥 25 處于左位，主回路卸壓。由于液控單向閥 12~15 鎖死，舞臺停止在鎖死位置；舞臺下降時，電磁鐵YA5、 YA6 得電，系統(tǒng)控制回路升壓，高壓油進(jìn)入液控單向閥 12~15 的先導(dǎo)控制閥，將液控單向閥打開，同時 YA1～YA4 得電，換向閥 4～7 接油箱，舞臺依靠自重下降。下降速度可由調(diào)速閥 12~15 調(diào)定。同步控制：本系統(tǒng)四條同步支路所選用的元件型號相同、各支路輸入流量相同，可以較好的保證四個伸縮式油缸的同步上升、同步下降。平衡控制：為使四個液壓缸產(chǎn)生相同的推力，系統(tǒng)中采用四個單向閥 16~19 將河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書43四條支路隔離開，然后用一個溢流閥 20 進(jìn)行壓力控制，保證各支路設(shè)定壓力相同。舞臺伸縮：考慮到施工現(xiàn)場場地有限，為節(jié)約空間，提高效率，本設(shè)計中采用了雙聯(lián)式油泵。大流量泵用于驅(qū)動舞臺升降，小流量泵用于驅(qū)動液壓馬達(dá)帶動舞臺伸縮。兩種運動可以獨立控制，互不干涉。油泵啟動時，通過換向閥 27 卸壓；需要控制舞臺外伸時，電磁鐵 YA9、YA7 得電，換向閥 24 處于左位。高壓油經(jīng)閥 24進(jìn)入液壓馬達(dá)驅(qū)動其伸縮，通過馬達(dá)輸出軸齒輪與齒圈傳遞舞臺以驅(qū)動力矩。若YA9、YA7 得電，則馬達(dá)驅(qū)動舞臺反轉(zhuǎn)。單向閥 22、23 和溢流閥 26 組成液壓馬達(dá)過載保護(hù)回路。5.2 液壓元件的選擇5.2.1 液壓泵的選擇根據(jù)前三節(jié)對液壓系統(tǒng)的工況分析來確定泵的最高工作壓力和最大供油量：（1）液壓泵的最高工作壓力：＋ =（3.6＋0.6）=4.2pP?max?AaMp（2）液壓泵的最大供油量： 取 K=1.1 則： =1.1 =1.1×39.1=43pqm/inL查《液壓元件產(chǎn)品樣本》手冊，選用 YBX-40B 型限壓式變量葉片泵，其技術(shù)參數(shù)為：驅(qū)動功率：P=9.8 KW6.3anMP?58/innLq?1450/inr?（3）確定電動機功率：限壓式變量葉片泵的驅(qū)動功率可按流量特性曲線拐點處的流量、壓力值計算。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書44一般情況下可取 ： =0.8 ， 。PmaxpVPNq?則： ax0.8p??式中： ——液壓泵的總效率，查表取 =0.7p p?——液壓泵的最大工作壓力（ ）maxPaP——液壓泵的額定流量（ ）VNq3/sm所以： =4.7 （KW）60.84210.97????查手冊選擇 Y 系列三相異步電動機， Y132M—4 型，額定功率 =7.5 KWnP同步轉(zhuǎn)速 。150/innr5.2.2 液壓閥的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖計算液壓閥在不同工況時的工作壓力和最大實際流量，將計算值填入表 5—1、5—2、5—3 中，最后確定液壓閥規(guī)格。表 5—1 液壓元件明細(xì)表（單層舞臺的伸縮回路）規(guī) 格 實際流量/ L·1min?nPqpA序號名 稱型 號 aMp/iLa快進(jìn) 慢速接近快退1限壓式變量葉片泵 YBX-40B 6.3 91.4 16.50.2～0.316河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書452 單向閥 AF2-Fa10B 6.3 100< 0.216.50.2～3.2163單向節(jié)流閥 MK10G12 6.3 504 溢流閥 YF3-10L 4 635手動換向閥 22S-H10B 31.5 1006 過濾器RS60×100A10CF1 < 0.27手動換向閥 22S-H10B 31.5 1008三位四通電磁換向閥34DF3O16B-A 6.3 80< 0.216.50.2～3.2169三位四通電磁換向閥34DF3M16B-A 6.3 25< 0.216.50.2～3.21610單向調(diào)速閥 QA-F10D-U 6.3 40< 0.216.50.2～3.21611兩位三通電磁換向閥23DF3-6B2A 6.3 25< 0.216.50.2～3.21612三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A 6.3 25< 0.213液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.214 壓力繼 ST-02-B-20 0.7～河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書46電器 7表 5—2 液壓元件明細(xì)表（單層舞臺的升降回路）規(guī) 格實際流量/ L· 1min?nPqpA序號名 稱 型 號 aMp/iLa上 升 下 降15三位四通電磁換向閥34DF3M10B-A 6.3 40< 0.2< 25 < 18.816單向順序閥（作背壓）AXF3-10B0.5～6.363背壓時< 0.3< 25 < 18.817三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A 6.3 25< 0.218液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.219 調(diào)速閥 Q-8H 6.3 25～2.5< 0.3< 25 < 18.820三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A 6.3 25< 0.221液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.222三位四通電磁換向 34DF3O6B-A 6.3 25< 0.2河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書47閥23液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.224壓力繼電器 ST-02-B-200.7～7表 5—3 液壓元件明細(xì)表（三層舞臺的升降回路）規(guī) 格實際流量/ L· 1min?nPqpA序號 名 稱型 號 aMp/iLa上 升 下 降25三位四通電磁換向閥34DF3O16B-A6.3 100< 0.2< 80 < 7026單向順序閥（作背壓）AXF3-10B0.5～6.363背壓時< 0.3< 39 < 3127、31、33、57、42、40、三位四通電磁換向閥34DF3O6B-A6.3 25< 0.228、32、34、38、43、41液控單向閥 YAF3-a10B 6.3 40< 0.230、44 調(diào)速閥 Q-H20 6.3 100～10 < 0.3< 39 < 3135、47、48、45壓力繼電器ST-02-B-200.7～7河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書4836單向順序閥 AXF3-10B0.5～6.363進(jìn)油時< 0.2< 39 < 3139單向順序閥（作背壓）AXF3-10B0.5～6.363背壓時< 0.2< 39 < 315.2.3 蓄能器的選擇根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。（1）在本設(shè)計中蓄能器用來作應(yīng)急能源，其有效工作容積為：=VA63178501.720.16LKm????式中： ——液壓缸有效工作面積（㎡） 627850A??——液壓缸的行程（ ） =1.17L——油液損失系數(shù)，一般取 =1.2K（2）氣囊式蓄能器總?cè)莘e的 （ ）的計算：0V3m按等溫過程計算：012.164.()07()LPV???A式中： ——充氣壓力（絕對壓力） （ ）aP——最低工作壓力，11M?——最高工作壓力，2P2.06a——有效工作容積Vv河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書49查產(chǎn)品樣本手冊，選用 NXQ1-63/10 型，公稱容積 63 L，公稱壓力 。10aPM?5.2.4 其它輔助元件的確定（1）油管：取 4/Vms?38012.6qvd???式中： ——管道中最大流量，查手冊，根據(jù) GB/T3683-1992，采用 1 型公稱直徑為 的一層鋼絲編織2?的液壓橡膠軟管。（2）過濾器：吸油過濾器：查產(chǎn)品樣本手冊采用 —100×80 型，額定壓力為：WU1.6 ，aMP流量：100L/min，過濾精度 80 。m?回油過濾器：查產(chǎn)品樣本手冊采用 RS60×100A10CF，額定壓力為：1.0 ，aMP報警壓力 0.25 ，過濾精度 10 。aPm（3）油箱容積的確定：V=（5～7） =（5～7）×58 L=（290×406）Lpq式中： ——泵的額定排量。5.3 液壓系統(tǒng)的驗算液壓系統(tǒng)初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)的情況下進(jìn)行的，當(dāng)回路形式、液壓系統(tǒng)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書50及聯(lián)接管路等完全確定后針對實際情況對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行各項性能分析。5.3.1 判斷流動狀態(tài)在單層舞臺伸縮回路中，油管長度為 2 公稱直徑為 的一層鋼絲編織的m2?液壓橡膠軟管，選用 L-HM46 液壓油，按 時計算。40oC36421092e evdRR??????臨流動狀態(tài)為層流。5.3.2 壓力損失沿程壓力損失 ： 4128qlPd????A局部壓力損失 ： 10.p?根據(jù)分析 較小，不作詳細(xì)計算。?與5.3.3 局部壓力損失（油液流經(jīng)閥的損失）按 計算或直接查產(chǎn)品得到。 22nqp????????A5.4 壓力閥的調(diào)整壓力及各壓力繼電器的調(diào)定值：1、 在單層舞臺升降中順序閥 16 起背壓作用，其設(shè)定值為 1 aMP2、 順序閥 29 和 39 起背壓作用，設(shè)定值為：3 a3、 順序閥 36 控制三層舞臺的順序動作，設(shè)定值為：1河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書514、 溢流閥 4 作安全閥用，調(diào)整壓力為：7 aMP5、 各壓力繼電器的調(diào)定值為：壓力繼電器 14：3.6 aP24：1 M45，35：2.5 a47，48：1.5 P6：0.3 a河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書526 升降舞臺液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試、使用與維護(hù)6.1 液壓系統(tǒng)的安裝安裝的基本要求：1)方便安裝及檢查，便于維修或替換。2）抑制環(huán)境噪聲。 （要對液壓泵和液壓馬達(dá)采取隔振措施，在阻振器上以及所有運動/振動部件和剛性零件上使用軟管，都可抑制噪聲。3)遵循油管 、軟管和接頭的手冊說明。4）焊接的或熱彎的油管必須徹底清洗。用線刷或用油澤沖洗。6.1.1 系統(tǒng)安裝前注意事項1）便于馬達(dá)或電動機執(zhí)行工作。2）安裝場所應(yīng)該在灰塵小，通風(fēng)條件好，受其他機器工作影響小的地方。3）過濾器 蓄能器等需經(jīng)常維護(hù) 檢修的元件，要安裝在易于維修的位置。4）對系統(tǒng)外部的各個零部件 油箱 油管和過濾器等安置于最佳散熱位置。6.1.2 系統(tǒng)安裝時注意事項1.清潔度1) 軟管 油管 接頭在安裝前總不太干凈，因而在安裝前要清洗。最好用浸有煤油的皺紋紙或無絲紙清洗，然后用壓縮空氣吹干凈。此過程應(yīng)重復(fù)用這種紙、布擦干凈，直到擦出完全干凈的紙、布來。如果油管時熱彎的或焊接的，那么它們應(yīng)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書53用鹽酸浸洗，再用冷水和熱水沖洗和晾干。若油管并不馬上安裝，那么它們應(yīng)用干凈的液壓油浸之，并用紙、布包住，否則它們將會生銹。在沒有安裝部件之前，不要把包在液壓泵、馬達(dá)、閥門等部件上的紙去掉。車間、廠房、工具和工作服都必須盡量干凈，不準(zhǔn)有灰塵。遠(yuǎn)離火源，禁止吸煙。2） 盡量避免油變質(zhì)，即：過濾器必須清潔，尤其是活塞桿，軸和軸的油封。用于裝油的工具也要清潔，裝到系統(tǒng)中的油液必須用過濾器進(jìn)行過濾。大油箱里的油通常不太干凈，根據(jù)裝油的情況，常常會含些水。因而在儲存時應(yīng)將油箱放倒，若放置在室外時，則最好傾斜放著，這樣水不會在蓋口處停留。2.配管配管時需要注意管道的熱脹冷縮、管接頭處的漏油與空氣吸入。管道支架的間隔適當(dāng)，取為 2m。橡膠軟管要保持合理的彎曲半徑，不允許與其他機械及管道接觸，否則會在短時間內(nèi)損壞。管子與軟管損壞的要及時更換。選擇管子 軟管 螺紋接頭或法蘭時，要保證壓力額定值（即壁厚 材質(zhì)）滿足使用要求。硬管要用無縫鋼管。鋼管與金屬接頭在安裝前必須絕對清潔、不得以有污垢、銹皮、焊渣和切屑等?？梢杂娩摻z刷、洗管器清理或者酸洗。酸洗前的管子要進(jìn)行脫脂處理，酸洗之后要進(jìn)行徹底漂洗。切削之后的管子內(nèi)棱應(yīng)鉸錐孔以免消弱連接。裝配之后管子不得再行電焊或氣焊，因為無法清理。軟管應(yīng)該多彎幾次以便釋放任何滯留的臟東西。彎管前管材要退火，以防止彎管時起皺或變扁。要準(zhǔn)確彎管，使管子不經(jīng)彈性變形即可到位。法蘭必須在安裝面上配合平整，并用長度合適的螺釘緊固。螺紋接頭安裝之前應(yīng)檢查螺紋上有無金屬毛刺。如果導(dǎo)管要放置一段時間，應(yīng)該堵住管口以防止異物進(jìn)入。但不得用破布或其河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書54它東西堵住管口，因為這只會帶來污染問題，應(yīng)該用尺寸合適的封帽。3.加油油桶要臥式存放，并盡可能在室內(nèi)或棚內(nèi)存放。打開油桶前，應(yīng)徹底清理桶頂及桶口，防止泥土和其他外界污染物進(jìn)入油液。只準(zhǔn)用清潔的容器、軟管等從油桶向油箱輸送油液。推薦使用帶有過濾器的輸油泵。有時在新液壓油中也發(fā)現(xiàn)污染物，因此應(yīng)通過便攜式過濾機給工作著的液壓系統(tǒng)充油。當(dāng)便攜式過濾機的軟管接入油箱時，要把接頭擦拭干凈，以防止泥土或其他雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。4.沖洗 沖洗之前應(yīng)取下精密的系統(tǒng)元件或空心件。從被沖洗的主管路上拆下系統(tǒng)濾芯。沖洗流量應(yīng)為系統(tǒng)預(yù)期流量的 2～2.5 倍。如果可能的話，使用熱沖洗液。每次只沖洗一個支路，從最靠近沖洗泵的回路開始，依次向下游推進(jìn)。這可能要在系統(tǒng)中增設(shè)截止閥，以實現(xiàn)這種方案。不能用系統(tǒng)泵作為沖洗泵。在沖洗系統(tǒng)中應(yīng)使用容量與所用流量匹配的沖洗過濾器。過濾精度應(yīng)盡可能髙，不得低于推薦的系統(tǒng)過濾精度。沖洗油箱以避免污染物滯留在系統(tǒng)油箱中。建立油液取取樣計劃以檢查污染度，從而確定何時結(jié)束沖洗過程。沖洗之后，采取一切措施防止在重裝工件元件時滯入污染物。用盡可能大的流速進(jìn)行沖洗，以便清除管接頭處的污染物，清洗壓力一般為1～3MPa。清洗結(jié)束后要清除管道和油箱壁上附著的清洗液。6.1.3 系統(tǒng)的安裝方法1.安裝油管1）吸油管不應(yīng)漏氣，各接頭處要緊牢并密封好。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書552）吸油管道上一般應(yīng)設(shè)置過濾器。3）回油管應(yīng)插入油箱的液面下，防止飛濺泡沫和混入空氣。4）電磁換向閥內(nèi)的泄漏油液，應(yīng)單獨設(shè)回油管，這樣可以防止泄漏回油時產(chǎn)生背壓，避免阻礙閥芯的運動。5）溢流閥回油口不許與液壓泵的入口相接。6）全路管路應(yīng)進(jìn)行兩次安裝，第一次試裝，第二次正式安裝。試裝后，拆下油管，用 20℅的硫酸或鹽酸溶液進(jìn)行清洗，再用 10%的蘇打水中和，最后用溫水清洗，待干燥后涂油進(jìn)行二次安裝。注意安裝時不得有沙子和氧化皮等。2.安裝液壓元件1）液壓元件安裝前，要用煤油清洗，自制的重要元件應(yīng)進(jìn)行密封和耐壓試驗，液壓壓力可取工作壓力的 2 倍，或取最高使用 壓力的 1.5 倍。試驗時要分級進(jìn)行，不要一下子就升到試驗壓力，每升一 級檢查一次。2）方向控制閥應(yīng)保證軸線呈水平位置安裝。3）板式元件安裝時，要檢查進(jìn) 出口的密封圈是否合乎要求，安裝前密封圈應(yīng)突出裝平面，保證安裝后有一定的 壓縮量，以防泄漏。4）板式元件安裝時，固定螺釘 的預(yù)緊力要均勻，使元件的安裝平面與元件底板平面能很好的接觸。3.安裝液壓泵1）液壓泵的傳動軸與電動機驅(qū)動同軸度誤差應(yīng)小于 Φ0.1mm，一般采用撓性連軸器連接。2）液壓泵的旋轉(zhuǎn)方向和進(jìn)出油口應(yīng)按要求安裝。3）液壓泵的吸油高度要小于 0.5m。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書566.1.4 系統(tǒng)典型部件的安裝1.油箱的安裝油箱的安裝位置可能影響整個液壓系統(tǒng)的性能，必須認(rèn)真對待，下面是油箱安裝的有關(guān)原則。1）不要將油箱安裝在地坑內(nèi)。地坑的通風(fēng)條件差，工作產(chǎn)生的熱量若不能很好散發(fā)，就會引起系統(tǒng)故障，而且安放在地坑內(nèi)還使維護(hù)困難。2）不要將油箱緊靠墻放置，因為這樣會使空氣循環(huán)受阻。要使油箱保持容易接近，不允許周圍亂放其它物品。3）不要忘記避開熱源，如熱處理設(shè)備和熱軋機，因液壓系統(tǒng)本身就發(fā)熱嚴(yán)重不要再添加額外熱源。4）盡量使油箱靠近應(yīng)用它的設(shè)備，可以減少執(zhí)行元件相應(yīng)需要的時間。5）不要將安裝在底層的油箱去操作一臺安裝上層的機器，因為這樣安裝，在泵停止工作后，油泵中大量的油會倒流，使油溢出油箱。這種安裝形式，即使裝了單向閥也會有麻煩。要保持油箱液面在控制范圍內(nèi)。如果可以避免的話，不要將油箱暴露在低溫環(huán)境中。6）如果必須安裝在寒冷的地方，請安裝溫度控制加熱器。2.蓄能器的安裝1）蓄能器應(yīng)就近安裝對其服務(wù)的缸 馬達(dá) 泵等元件附件，但不能妨礙巡回操作，還要便于檢查 維修，要遠(yuǎn)離熱源。2）裝在管路上的蓄能器承受著油壓壓力的作用，因此，必須有牢固的安裝裝置，防止蓄能器從固定位置脫開，引起事故，但不能用焊接的方法來固定。3）用于吸收液壓沖擊，壓力脈動和降低噪聲的蓄能器，應(yīng)盡可能靠近振源處。4）使用液壓泵的系統(tǒng)與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，以防止液壓泵停車時，蓄河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書57能器的壓力油倒流而使液壓泵反轉(zhuǎn)。5）蓄能器與系統(tǒng)管路之間應(yīng)安裝截止閥，以供充氣 檢查 維修使用。3.液壓泵的安裝液壓缸的工程機械中的安裝應(yīng)考慮到它是直接拖動負(fù)載的裝置，即考慮到它與負(fù)載小、性質(zhì)和方向有關(guān)，在安裝時必須注意如下問題：連接的機座必須有足夠的剛度。如果機座不牢固，在加壓時，缸筒將呈弓形向上翹起，致使活塞桿彎曲或折損。6.2 液壓系統(tǒng)的調(diào)試6.2.1 調(diào)試的目的1）從設(shè)計 制造和使用的角度驗證所定的方案，所設(shè)計和選擇的液壓元件是否合理，是否符合主機所要求的工作性能。2）確定液壓傳動裝置以及元件的改進(jìn)方向。3）判斷在設(shè)計液壓系統(tǒng)時所采用的計算方法及原理是否合理，以便改進(jìn)。6.2.2 調(diào)試的步驟1）開箱驗收，清點到貨內(nèi)容是否與裝相單相符，部件 附件 隨機工具和文件是否齊全，目測檢查有無運輸中的損壞或污染。2）把主機和分總成安裝定位，并進(jìn)行必要的找正和固定。3）連接機器中的液壓執(zhí)行器。沖洗較長的管子和軟管。4）檢查電源電壓，然后連接動力線和控制線。根據(jù)需要連接 冷卻水源。檢查泵的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書585）用規(guī)定的油液灌注油箱。用油正確，尤其油液粘度適當(dāng)，乃是系統(tǒng)無故障工作的關(guān)鍵所在。要特別注意粘度。加油不要超過最高液面標(biāo)準(zhǔn)。6）根據(jù)需要給泵殼體注油。打開吸油管截止閥。7）先把壓力控制閥 流量控制閥和變量泵的壓力調(diào)節(jié)器調(diào)整到低設(shè)定值。方向控制閥置于中立位置。8）蓄能器應(yīng)充氣到充氣壓力。按絕對壓力計算時，用于能量存儲的蓄能器的充氣壓力應(yīng)為系統(tǒng)最低工作壓力的 0.8～0.9，但不要低于系統(tǒng)最高工作壓力的25%；用于吸收壓力沖擊和脈 動的蓄能器的充氣壓力應(yīng)為蓄能器回路額定壓力的0.5～0.8。9）電動驅(qū)動電動機或內(nèi)燃機怠速， 檢查旋轉(zhuǎn)方向。10）在可能的最高點給液壓系統(tǒng)放氣。旋 轉(zhuǎn)放氣塞或管接頭 。操作 換向閥并使執(zhí)行器伸出縮回若干次。慢慢加大 負(fù)載，提高 壓力閥的設(shè)定值 。當(dāng)油箱中不再有泡沫執(zhí)行器不再爬行 系統(tǒng)不再有異常噪聲時，即充氣良好，旋轉(zhuǎn)放氣閥。11）在管路內(nèi)充滿油液而所有執(zhí)行器都外伸的條件下， 補油至油箱最低液面 標(biāo)志。12）進(jìn)行機器跑合。逐漸提高設(shè) 定值。使機器 滿載運行幾小 時，監(jiān)測穩(wěn)態(tài)工作溫度。13）重新擰緊螺栓和接頭以防泄漏。14）清理或更新濾芯。6.2.3 調(diào)試的主要內(nèi)容1.外觀檢查外觀檢查的目的是對影響系統(tǒng)正常可靠的外觀因素設(shè)計和安裝質(zhì)量的一般性初步檢查，以求及早發(fā)現(xiàn)并予以 糾正。主要內(nèi)容有：1）液壓缸 泵 閥等液壓元件的連接及主機相應(yīng)部件的安裝是否正確可靠。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書592）系統(tǒng)中各液壓元件 管道和接頭的位置是否便于安裝 調(diào)試 檢查和修理。