1、青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）I多功能液压实验台毕业设计论文摘 要多功能液压实验台完全是根据各国对多功能液压实验台形式试验的标准设计制造的，该实验台能够实现常用液压元件的性能测试和液压传动基本实验回路实验。本设计包括两部分：一是液压系统的功能原理设计（包括功能设计、组成元件设计和液压系统计算） ，二是液压系统的结构设计（主要是液压装置的设计） 。本实验台结构紧凑，节省空间；够实现完成给定的实验项目，实验操作简便，实验间切换方便灵活，各部件工作正常、稳定，无有泄漏现象；所有实验元件均为独立组件，可由学生自行设计、组装实验回路；系统的额定压力：6.3MPa；能够完成 2 种液压元件
2、的性能测试，12 个液压回路实验，即：液压泵的特性测试、溢流阀的特性测试；调压回路、减压回路、进油节流调速回路、采用行程阀的速度换接回路、调速阀串接的速度换接回路、调速阀并联的速度换接回路、采用顺序阀的顺序动作回路、采用压力继电器的顺序动作回路、采用三位换向阀的卸载回路、采用溢流阀的卸荷回路、用顺序阀的平衡回路、用液控单向阀的锁紧回路。多功能液压实验台采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接，不仅简化了油路，而且使动作可靠，转换的位置精度也比较高。由于工进速度比较低，采用布置灵活的电磁阀来实现两种工进速度的换接，可以得到足够的换接精度。关键词：液压 回路 泵 阀 青岛理工大学琴岛学院专科毕业设
3、计说明书（论文）AbstractHydraulic multi-functional test-bed is in accordance with national test-bed for multi-function hydraulic form of the standard design and manufacture of test, the test commonly used to achieve the performance of hydraulic components and hydraulic test loop experiments the basic experi
4、ment. The design includes two parts: First, the principle of hydraulic system design (including functional design, component design and hydraulic system components), the second is the structural design of the hydraulic system (mainly the design of the hydraulic device).Compact structure of the test-
5、bed to save space; enough to achieve the completion of the pilot project to set the experimental method is simple, convenient and flexible switch between experiments, the components of the work of a normal, stable, non-leakage phenomenon; all experimental components are independent components, can b
6、e students to design, assemble experimental circuit; system rated pressure: 6.3MPa; able to complete two kinds of performance testing of hydraulic components, hydraulic circuit 12 experiments,Namely: the characteristics of hydraulic pump testing, the characteristics of relief valve testing; regulato
7、r loop decompression loop speed control loop into the oil-savings, speed of adoption of trip-for-access valve circuit, the speed governor valve for next series loop speed control valve for the speed of parallel access circuit, the order of sequence valve action circuits, using the pressure of the or
8、der of the relay loop action, the use of three of the unloading valve circuit, the unloading relief valve of the circuit, with the order of circuit balance valve, pilot controlled check valve with the locking loop.Test-bed multi-function hydraulic valve using a trip valve and the order and work to a
9、chieve fast-forward into the next exchange, not only simplifies the circuit, but also action and reliable conversion of positional accuracy is high. As the work is relatively low speed, using a flexible arrangement of the solenoid valve to achieve the speed of the two-for-work into the next, can be
10、sufficient accuracy for access.Key words：hydraulic circuit pump valve青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）III目 录摘 要 .IAbstract .目 录 .III1 液压技术概述 .11.1 液压技术的应用和发展概况 .11.2 液压传动的优缺点 .12 液压系统方案设计 .32.1 调压回路 .32.2 减压回路 .32.3 进油节流调速回路 .42.4 采用行程阀的速度换接回路 .42.5 调速阀串接的速度换接回路 .42.6 调速阀并联的速度换接回路 .42.7 采用顺序阀的顺序动作回路 .52.8 采用压
11、力继电器的顺序动作回路 .52.9 采用三位换向阀的卸载回路 .62.10 采用溢流阀的卸载回路 .62.11 用顺序阀的平衡回路 .72.12 用液控单向阀的锁紧回路 .83 液压泵概述 .94 直动型溢流阀概述 .105 液压系统的参数计算 .115.1 液压缸参数计算 .115.2 液压泵的参数计算 .125.3 电动机的选择 .126 液压元件的选择 .146.1 液压阀的选择 .146.2 油管的选择 .166.3 油箱的确定 .166.4 液压阀配置形式的选择 .186.5 泵-电机装置的选择 .19结 论 .20致 谢 .21参考文献 .22附 录 .23青岛理工大学琴岛学院专科
12、毕业设计说明书（论文）11 液压技术概述1.1 液压技术的应用和发展概况液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。虽然从 17 世纪中叶叶帕斯卡提出静压传递原理、18 世纪末英国制造出世界上第一台水压机算起，已有几百年的历史，但液压与气压传动在工业上被广泛采用和有较大幅度的发展确是 20 世纪中期以后的事情。近代液压传动是由 19 世纪崛起并蓬勃彭破发展的石油工业推动起来的，最早实践成功的液压传动装置是舰艇上的炮塔转换器，其后才在机床上应用。第二次世界大战其间，由于军事工业和装备迫切需要反应迅速、动作准确、输出功率大的液压传动装置及控制装置，促使液压技术迅速发展。战后，液压技术很快转入民
13、用工业，在机械、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到了大幅度的应用和发展。20 世纪 60 年代以后，随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。随着液压机械自动化程度的不断提高，液压元件应用数量急剧增加，元件小型化、系统集成化是必然的发展趋势。特别是近十年来，液压技术与传感技术、微电子技术密切结合，出现了许多诸如电液比例控制阀、数
14、字阀、电液伺服液压缸等机（液）电一体化元器件，使液压技术在高压、高速、大功率、节能高效、低噪声、使用寿命长、高度集成化等方面取得了重大发展。无疑，液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD） 、计算机辅助试验（CAT）和计算机实时控制也是当前液压技术的发展方向。1.2 液压传动的优缺点与机械传动和电力拖动系统相比，液压传动具有以下优点：1. 液压元件的布置不受严格的空间位置限制，系统中各部分用管道连接，布局安装有很大的灵活性，能构成用其他方法难以组成的复杂系统。2. 可以在运行过程中实现大范围的无级调速，调速范围可达 2000：1。3. 液压传动和液气联动传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制
15、动和频繁的换向。4. 操作控制方便、省力，易于实现自动控制、中远程距离控制、过载保护。与电气控制、电子控制相结合，易于实现自动工作循环和自动过载保护。5. 液压元件属机械工业基础件，标准化、系列化和通用化程度较高，有利于缩短机器的设计、制造周期和降低制造成本。除此之外，液压传动突出的优点还有单位质量输出功率大。因为液压传动的动力元件可采用很高的压力（一般可达 32Mpa，个别场合更高） ，因此，在同等输出功率下具有体积小、质量小、运动惯性小、动态性能好的特点。青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）2液压传动的缺点：1. 在传动过程中，能量需经两次转换，传动效率偏低。2. 由于传动介质的
16、可压缩性和泄漏等因素的影响，不能严格保证定比传动。3. 液压传动性能对温度比较敏感，不能在高温下工作，采用石油基液压油作传动介质时还需注意防火问题。液压元件制造精度高，系统工作过程中发生故障不易诊断。总的来说，液压传动的优点是主要的，其缺点将随着科学技术的发展会不断得到克服。例如，将液压传动与气压传动、电力传动、机械传动合理地联合使用，构成气液、电液（气） 、机液（气）等联合传动，以进一步发挥各自的优点，相互补充，弥补某些不足之处。青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）32 液压系统方案设计2.1 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
17、阶段实现多级压力变换。一般由溢流阀来实现这一功能。 图 1 为最基本的调压回路。当改变节流阀 2 的开口来调节液压缸速度时，溢流阀 1 始终开启溢流，使系统工作压力稳定在溢流阀 1 调定压力附近，溢流阀 1 作定压阀用。如果在先导型溢流阀 1 的遥控口上接一远程调压阀 3，则系统压力可由阀 3 远程调压控制。主溢流阀的调定压力必须大于远程调压阀的调定压力。2.2 减压回路减压回路的功能在于使系统某一支路具有低于系统压力调定值的稳定工作压力，机床的工作夹紧、导轨润滑及液压系统的控制油路常需减压回路。最常见的减压回路是在所需低压的支路上串接定值减压阀，如图 2 所示。回路中的单向阀 3 用于当主油
18、路压力低于减压阀 2 的调定值时，防止液压缸 4的压力受其干扰，起短时保压作用。青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）42.3 进油节流调速回路将节流阀串联在液压泵和液压缸之间，用它来控制进入液压缸的流量达到调速的目的，为进油节流调速回路，如图 3 所示。定量泵多余的油液通过溢流阀回油箱，这是进、回油节油调速回路能够正常工作的必要条件。由于溢流阀有溢流，泵的出口压力为溢流阀的调定压力并基本保持定值。2.4 采用行程阀的速度换接回路速度换接回路用于执行元件实现速度的切换，因切换前后速度的不同，有快速-慢速的换接。这种回路应该具有较高的换接平稳性和换接精度。实现快、慢速换接的方法很多，更多
19、的则是采用换向阀实现快、慢速换接。采用行程阀的速度换接回路，如图 4，换向阀处于图示位置，液压缸活塞快进到预定位置，活塞杆上挡块压下行程阀 1，行程阀关闭，液压缸右腔油液必须通过节流阀 2 才能流回油箱，活塞运动转为慢速工进。换向阀左位接入回路时，压力油经单向阀 3 进入液压缸右腔，活塞快速向左返回。这种回路速度切换过程比较平稳，换接点位置准确。但行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂。 2.5 调速阀串接的速度换接回路此回路为两种慢速的换接回路。某些机床要求工作行程有两种进给速度，一般第一进给速度大于第二进给速度，为实现两次工进速度，常用两个调速阀串联或并联在油路中，用换向阀进行切换
20、。图 5 为两个调速阀串联来实现两次进给速度的换接回路，它只能用于第二进给速度小于第一进给速度的场合，故调速阀 B 的开口小于调速阀 A。这种回路速度换接平稳性好。2.6 调速阀并联的速度换接回路青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）5图 6 为两个调速阀并联来实现两次进给速度的换接回路，这里两个进给速度可以分别调整，互不影响。但一个调速阀工作时另一个调速阀无油通过，其定差减压阀处于最大开口位置，因而在速度转换瞬间，通过该调速阀的流量过大会造成进给部件突然前冲。因此这种回路不宜在同一行程两次进给速度的转换上，只可用在速度预选的场合。2.7 采用顺序阀的顺序动作回路顺序动作回路的功用在于
21、使几个执行元件严格按照预定顺序依次动作。利用液压系统工作过程中的压力变化来使执行元件按顺序先后动作是液压系统独具的控制特性。图 7 是用顺序阀控制的顺序回路。钻床液压系统的动作顺序为 1.夹紧工件 -2.钻头进给-3.钻头退出-4.松开工件。当换向阀 5 左位接入回路，夹紧缸活塞向右运动，夹紧工件后回路压力升高到顺序阀 3 的调定压力，顺序阀 3 开启，缸 2 活塞才向右运动进行钻孔。钻孔完毕，换向阀 5 右位接入回路，钻孔缸 2 活塞先退到左端点，回路压力升高，打开顺序阀 4，再使夹紧缸 1 活塞退回原位。2.8 采用压力继电器的顺序动作回路图 8 是用压力继电器控制电磁换向阀来实现顺序动作
22、的回路。按启动按钮，电磁铁 1Y 得电，缸 1 活塞前进到右端点后，回路压力升高，压力继电器 1K 动作，使电磁铁 3Y 得电，缸 2 活塞前进。按返回按钮， 1Y、3Y 失电，4Y 得电，缸 2 活塞先退回原位后，回路压力升高，压力继电器 2K 动作，使 2Y 得电，缸1 活塞后退。青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）6压力控制的顺序动作回路中，顺序阀或压力继电器的调定压力必须大于前一动作执行元件的最高工作压力的 10%15%，否则在管路中的压力冲击或波动下会造成误动作，引起事故。这种回路只 适用于 系统中 执行元 件数目 不多、 负载变 化不大 的场合。2.9 采用三位换向阀的卸
23、载回路 卸载回路是在系统执行元件短时间不工作时，不频繁启停驱动泵的原动机，而使泵在很小的输出功率下运转的回路。因为泵的输出功率等于压力和流量的乘积，因此卸载的方法有两种，一种是将泵的出口直接接回油箱，泵在零压或接近零压下工作；一种是使泵在零流量或接近零流量下工作。前者称为压力卸载，后者称为流量卸载。当然，流量卸载只适用于变量泵。定量泵可借助 M 型、H 型或 K 型换向阀中位机能来实现泵降压卸载，如图 9 所示用换向阀中位机能的卸载回路。因回路需保持一定（较低）控制压力以操纵液动元件，在回油路上应安装背压阀 a。2.10 采用溢流阀的卸载回路图 10 是采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的卸载
24、回路。当先导型溢流阀 1 的遥控口通过二位二通电磁阀 2 接通油箱时，泵输出的油液以很低的压力经溢流阀回油箱，实现卸载。为防止卸载或升压时产生压力冲击，在溢流阀青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）7遥控口与电磁阀之间可设置阻尼 b。2.11 用顺序阀的平衡回路平衡回路的功能在于使执行元件的回油路上保持一定的背压值，以平衡重力负载，使之不会因自重而自行下落。图 11 是采用单向顺序阀的平衡回路，调整顺序阀，使其开启压力与液压缸下腔作用面积的乘积稍大于垂直运动部件的重力。活塞下行时，由于回油路上存在一定背压支撑重力负载，活塞将平稳下落；换向阀处于中位，活塞停止运动，不再继续下行。此处的顺序阀又被称作平衡阀。在这种平衡回路中，顺序阀调整压力调定后，若工作负载变小，系统的功率损失将增大。又由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏，活塞不可能长时间存在任意位置，故这种回路适用于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。
