工程机械液压系统毕业论文

随着全球经济一体化步伐的加快,尤其是中国加入WTO后,我国工程机械行业的市场环境发生了非常大的变化。下面是我为大家整理的，供大家参考。

范文一：工程机械智慧化发展趋势

摘要：工程机械智慧化发展趋势不仅意味着工程机械需改变传统的运营模式，还需改变机械的运转操作流程，将其以整合化与智慧化形式融入工程机械工作流程中，从而提高工程机械的工作效率，降低资源损耗，使工程机械能够高效率完成施工专案要求。本文针对工程机械的智慧化发展趋势及发展展开探讨。

关键词：工程机械;智慧化;发展对策

现代工程技术不仅需要具备整合化条件，还需具备一定的智慧条件。伴随现代施工规模的不断扩大，传统的工程机械技术已难以适应施工专案的规模要求。为了使工程机械能够适应当前施工专案的发展趋势，工程机械需改变发展方向，融合目前的科学技术，纳入智慧化技术，使工程机械的监控系统、检测系统、预报系统、维护系统等能够实现智慧化管理，从而为现代施工专案提供更加高效的施工技术。

1工程机械智慧化发展趋势现状

1工程机械智慧化控制技术与单机整合化的发展趋势。工程机械智慧化控制技术与单机整合化技术主要包括电液控制自动换挡变速器、程式设计控制、无人操作等技术。就我国目前的工程机械智慧化发展趋势来看，其自动换挡技术在当前的应用更为广泛。该技术能够有效提高质量，为工程机械操作技术带来更多效益，并在技术应用上能够有效提高技术效能，减少传统工程机械的工作强度及工作量，对工作人员的工作负担也有一定的减轻作用。其中，自动换挡装置主要包含了液压式及电液式两种。液压式的应用模式主要是在汽车行驶过程中，将车辆的行驶速度、油门启动程度等引数转换为油压讯号，从而利用油压讯号来控制汽车的换挡阀，使汽车的换挡阀能够形成自动化换挡模式。电液式的应用模式能够把汽车行驶的速度、油门开度等车辆在行驶过程中产生的引数转换为讯号模式，再将讯号输入电子换挡控制器中，使电子换挡控制器来控制换挡阀，进而形成自动换挡模式，从而保障车辆行驶的安全性。电液式自动换挡技术能够与工程机械实现相互相容，是目前工程机械实现电液一体化的重要趋势，也是创新智慧条件的重要渠道[1]。

2工程机械智慧化监控、维护、检测技术的发展趋势。工程机械的智慧监控基本上以电子智慧化为核心。该技术的主要应用是线上监控现场施工遇到的复杂情况，对工程机械执行一系列自动化监控，并对工程机械运转环节中的故障现象执行远端诊断及维修。该智慧化工程技术的主要目的是为了针对机械故障现象及现场监控工作进行数字化、智慧化和管理化维护。进入20世纪后，微型计算机开始在全国普及应用。许多国外工程机械企业开始尝试应用微型计算机，并在多个领域及装置中开启实验环节。经过多年实验取得一定成果后，工程机械智慧化运营模式开始受到工程机械行业的一致认可，并逐步应用于工程机械的各个领域，取得了十分可观的效果。近几年，许多国外厂家开始在故障资料来源输出部位及储存部位上安装电子监控装置，以便维修人员能够在查询故障因素时，利用故障程式码的输出与输入进行故障分析，从而更准确地找出故障因素及故障型别。与其他国家相比，我国当前在工程机械领域中的智慧化监控应用还比较薄弱，其故障诊断技术及监控技术还处于初级发展阶段，且其智慧化监控系统也未在国内得到广泛应用，一定程度上阻碍了我国工程机械装置的发展及完善[2]。

3基于网路机群的智慧化管理。工程机械的应用范围十分广泛，在当前不同建设专案中都有着非常重要的应用。以公路施工来说，级别较高的公路路面在施工时，往往需要借助不同类别的施工机械装置。同时，很多机械装置施工过程中具有随机特征，使工程专案在实际施工过程中，无法针对施工专案形成专门的机械配置，致使施工单位在针对专案投入大量的装置资金时，该机械装置并未得到有效应用，成为当前我国工程机械应用常常遇到的难题。在面对需要高效能、多型别的施工专案时，该专案在施工装置上往往需要投入更多的资金。同时，机群在施工协调上，其由于机械装置较多，协调能力十分有限，对施工专案的施工质量、进度都有着直接的影响。因此，在施工专案的工程机械机群配置及优化上，需将机群的协同工作进行效益发挥，以此降低施工成本。近几年，在我国工程施工频繁出现问题后，已有专门的研究人士开始进行大量研究。虽然在工程机械上取得了许多理论成果，但至今还未有科学的完善手段。因此，在工程施工过程中，其理论成果还未得到有效应用。当前，以网路机群作为工程智慧管理及整合控制是当前工程专案建设继续完善的问题。这项装置部件能够有效优化机群的配置模式，还能对施工进度进行智慧化管理，对施工专案的施工进度及质量都有保障作用[3]。

2工程机械智慧化发展对策

1技术综合利用。面对当下施工专案多元化的发展趋势，其单一的机械装置配置已无法满足当前专案的建设需要。为了使现代工程机械能够满足多元化的施工专案需求，我国工程机械需扩大应用范围，并针对数字化技术、智慧技术、网路技术等技术进行协调设定，将其进行综合利用，以此改变传统工程机械的应用模式及范围，使工程机械向综合方向发展。在工程机械智慧化技术的综合利用方面，工程机械需将控制系统与整合系统技术进行双向控制，以使该技术在智慧化发展中形成核心技术及单元技术。综合利用各项技术不仅能够有效提高工程机械的效能系统，还能充分结合我国国情，将工程机械技术实现自主创新应用，促进工程机械新型主导产品的开发，使我国工程机械产品在实现智慧化发展。同时，也有助于在短时间内形成跨越式发展，提高我国工程机械的竞争力，从而形成产业化形式的运营模式，为工程机械的未来发展市场打下良好的基础。

2工程机械故障诊断技术的开发与应用。故障是工程机械在执行过程中时常出现的技术问题。该问题不仅影响工程机械装置的正常运转，也给工程机械装置带来较大损耗。为了提高工程机械装置的稳定性，我国在工程机械装置中的重点零件部位装置相关的故障诊断感测器系统，以利用感测器对工程机械以往的执行状态进行收集。例如，检测发动机装置的油温、油压等，并对发动机关键系统中的液压系统、燃油量、制动系统等引数进行准确检测。同时，结合机械装置的不同故障型别，采用不同等级的报警装置，使工程机械在运转过程中能够得到有效监视。一旦发现故障现象，立即发出警报提醒，促使工程机械故障能够第一时间采取完善措施，并记录该故障因素，做好预防措施，减少机械装置的故障机率。

3应用人工智慧、网路通讯等科技技术。工程机械智慧化发展与科技技术的支援及创新有关。工程机械的智慧维护系统与远端监控技术必然需要得到科技技术的融入及支援，从而促使工程机械智慧技术得到有效开发。在工程机械故障因素上，利用远端监视技术及感测器，能够有效发觉机械装置的故障因素。对此，工程机械装置科将收集装置故障因素，针对机械的故障因素、预防方式进行整体分析，对机械装置最常出现的故障现象及故障部位进行故障诊断。同时，根据故障机理进行研究，主要包括液压系统、装置零件、散热器、制动器等多个系统部位。再针对典型部件的故障现象建立完善的故障模式系统及资料库系统，为机械装置的故障因素建立完善的故障资料系统，促使机械装置在今后遭遇该故障现象时，能够有效利用智慧化技术进行维护，有效避免盲目的维护方式。

4开发工程机械智慧管理系统——机群控制系统。专案正式施工前，排程员需对该机械装置系统进行详细了解，详细掌握其中施工车辆的车载控制系统。结合当前的实际状况优化机群配置，合理规划机械装置及车辆配置，并定期进行科学排程，科学安排施工车辆及机械装置的执行轨道、操作方式。同时，要对现场施工专案所应用的工程机械装置开展定期维护及保养工作，加强对机械装置的管理工作，精准了解每台机械装置的故障因素，以提高工程机械的维修能力。此外，工程机械装置的智慧管理系统，还可以在一定程度上对施工现场的施工资料进行有效采集，对其中的工作机群进行合理配置及排程，以做好协同控制，使机群之间形成良好的网路通讯，从而形成智慧化控制与操作。

5开发机群控制智慧机系统。对于当前的智慧化施工机群系统来说，机群控制智慧系统除了需涵盖基本的工程机械工程外，还需要具备一定的智慧机配置，如机群远端故障诊断系统、机群远端故障维护系统、机载智慧化系统等装置。这些智慧化装置能够使施工机群实现远端控制，并同时实现智慧化控制，增强各个机群讯号的接受强度及效率，也使机群在面对远距离控制时能够自动做好系统工作，自动执行维护保养工作，有效提升机群的工作效率。

3结束语

综上所述，与西方国家相比，我国工程机械智慧化的发展起点较晚，且应用范围上还十分狭隘，在多个领域中都还尚未得到有效应用。面对当前我国建设规模不断扩大，工程机械走向智慧化方向发展已成为必然的发展之路。这不仅是施工建设所需，也是社会进步所需。从我国当前工程机械智慧化的应用趋势来看，我国当前应用较为广泛的为单机整合化、网路机群的智慧化管理、工程机械智慧化监控、维护、检测等技术，极大提高了施工专案的施工效率及质量。发展对策上，我国需实现综合技术的应用，开发工程机械故障诊断技术，将智慧化工程机械应用人工智慧、网路通讯等，加大智慧技术的应用领域及范围，加快工程机械的发展速度。

参考文献

[1]胡春毅，郭凯.工程机械的智慧化发展趋势探究[J].科技致富向导，2013，11：112-114.

[2]刘利槟.工程机械的智慧化趋势与发展对策研究探析[J].资讯系统工程，2013，4：136-137.

[3]耿平，朱培坤.浅谈机械工程智慧化的发展趋势[J].科技创新导报，2012，2：52-53.

[4]金坤.产业化程序中浙江省公共体育场馆的建筑设计特征研究[J].浙江大学，2013，5：34-36.

范文二：工程机械装置管理标准化思考

【摘要】工程机械装置管理标准化有助于提升装置管理效率、降低装置管理成本，但长期以来落实标准化管理都是我国工程机械装置管理领域的一个难点。受限于制度不完善、管理人员素质、落实衔接等多重问题，工程机械装置管理标准化落实的实效性和针对性不强。本次研究将围绕标准化展开，结合现有问题展开分析，进而提出相应的提升和改进策略。

【关键词】工程机械装置;管理;标准化

加强工程机械装置管理是提升工程机械装置使用效率、控制管理成本、突出经济性的关键举措。现阶段，随着各类工程建设专案的日益增多，工程机械装置管理的各类问题逐渐显现。本次研究围绕工程机械装置管理展开，以标准化为重点，结合塔式起重机等装置展开具体分析，研究具有一定实效性和实际应用价值。

1工程机械装置管理标准化概述

工程机械是我国基础设施建设中最为重要的一类机械装置。根据现有技术标准体系，我国在机械装置管理标准化方面，将工程机械行业分为了土方机械、建筑施工机械与装置、升降工作平台、工业车辆、凿岩机械气动工具五个专业领域。我国工程机械标准化工作研究起步于上世纪六十年代，在标准化方面，我国已经经历了五十余年的发展，逐步形成了一套涉及数百项工程机械的国家标准和行业标准，同时也形成了千项以上的内部标准。工程机械标准化在行业发展和产品进步中发挥着非常重要的关键性作用，尤其是近年来随着我国工程专案的增多，工程机械标准化工作得到了进一步快速发展，作用也更加突出。具体体现在以下几方面作用。第一是确保机械质量和使用效率。工程机械装置质量取决于日常的保养和养护，而机械管理的重点在于提升装置的管理水平和效率，进而确保装置能够保持良好工作状态。在塔式起重机这类装置管理中，积极落实标准化，能够使管理成本得到有效控制，同时也能够更好地维护机械状态，使装置能够发挥应有的作用。第二是有利于节约资源和控制成本。随着工程机械管理的专业化和技术化应用、发展，更多管理行为得到创新和优化，管理的标准得以落实，标准化管理的实际价值也得以凸显。一些大型装置的管理只有落实标准化才能确保管理的实效，使装置能够保证一个良好的状态，进而确保各项投入更加合理，体现管理的经济性。第三是有助于落实专案管理标准化。机械装置标准化管理是专案管理的重中之重，只有实现标准化，才能更好地控制管理成本，进而提升生产作业实效性。塔式起重机的购置价格高，日常管理成本高，因此更需要实现标准化。总体来看，装置标准化管理也有利于提升生产作业标准化水平。生产作业的标准化源于各个管理环节的标准化，通过机械装置标准化管理，能够进一步实现专案标准化管理，激发管理潜能，实现生产作业的长效化。

2工程机械装置管理标准化尚存问题分析

工程机械装置使用与保养维护脱节

在实际的工程专案管理工作中，依旧存在工程机械装置使用与保养维护脱节现象，工程机械装置保养维护标准得不到有效落实。按照管理规范要求，塔式起重机这类大型机械装置的使用管理单位都要制定和落实相应的装置维修维护制度。制度当中应包含塔式起重机维护保养重点、管理使用程式，同时要突出对重点受力结构件的检查和维护规范要求，进而避免各类安全事故，将问题消除于萌芽状态。现阶段，部分装置使用单位并没有及时有效落实塔式起重机等装置的日常保养维护标准，导致装置使用与维护脱节，影响到装置使用效果，带来一定安全隐患。

工程机械装置管理人员素质能力问题

工程机械装置管理标准化的科学、有效落实，一定程度上取决于装置实际管理人和操作人员素质能力。目前一部分机械装置管理人员缺乏必要的标准化管理意识，尤其是在塔式起重机这类装置的管理上得过且过，在装置安装前缺乏必要规范性检查，进而使得机械装置在安装拆卸过程中引发安全事故，造成一定负面影响。

工程机械装置管理标准化严谨性不强

工程机械装置管理标准化严谨性难以得到保证，进而使得工程机械装置管理标准化效果不突出。工程机械装置管理标准化是一个持续性工作，只有切实体现出标准化严谨性才能确保管理能够具备针对性和专业性。在实际的标准化落实过程中，不严格、不到位问题突出，导致工程机械装置管理成为空谈。

3工程机械装置管理标准化实施策略

工程机械装置管理标准化的有效实施，能够切实提升工程机械装置管理的整体水平，突出其经济性和实用性。工程机械标准化需要从强化落实、增?a href='' target='_blank'>咳嗽弊酆纤刂省⒔?⒍??曜蓟?芾硖逑档燃阜矫嫒胧帧?/p>

强化管理标准化的落实

确保管理标准化的有效性是工程机械装置管理的基础。在制度和规范要求体系下，围绕落实做文章才能确保塔式起重机等各类机械装置的管理实效性。有了相应的管理标准，切实落实标准是目前工程机械装置管理的必然之举。现阶段，在塔式起重机日常维护、维修、安装、使用等各方面都有详尽的管理标准作为参照，企业只需要落实标准即可以实现标准化管理，因此强化落实是标准化的基础和必要先决条件。

增强管理人员综合素质

工程机械装置管理标准化成效如何很大程度取决于管理人员综合素质的高与低。因此增强装置管理人员综合素质，进而提升管理水平已成为当务之急。企业需要强化日常培训教育，使装置管理人员能够具备良好的标准化意识，能够主动有效地完成各项管理工作，把标准化工作具体落实到实处，取得标准化管理应有效果。

建立动态标准化管理体系

围绕动态标准化实现工程机械装置管理是一项关键之举。动态标准化能够切实提升管理的实效性和专业性。对于塔式起重机这类常见装置的标准化管理而言，动态标准化使管理的要求随着装置自身发展和管理实际要求而变化。动态标准化能够使装置管理成本得到有效控制，同时也能够促使最新的管理标准和规范要求得到及时有效落实，进而提升装置管理的整体水平和质量，确保装置使用管理的安全性。

参考文献：

[1]惠洪,李艳霞.加强机械装置管理为公路建设做好后勤保障[J].财经界学术版,201402.

[2]张以庆.浅谈加强机械装置管理在公路工程施工管理中的重要性[J].黑龙江交通科技,201304.

[3]谭日雄.公路工程中机械装置管理与维修的研究[J].科学之友,201304.

[4]马剑华.海外专案施工中的机械装置管理[J].中华建设,201201.

[5]周伟.机械装置管理中存在的问题分析及提高机械管理水平的有效方法探究[J].科技与企业,201211.

一 绪论 液压传动与控制概述液压传动与控制是以液体（油、高水基液压油、合成液体）作为介质来实现各种机械量的输出（力、位移或速度等）的。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，具有传递功率大，结构小、响应快等特点，因而被广泛的应用于各种机械设备及精密的自动控制系统。液压传动技术是一门新的学科技术，它的发展历史虽然较短，但是发展的速度却非常之快。自从1795年制成了第一台压力机起，液压技术进入了工程领域；1906年开始应用于国防战备武器。第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要反应快、精度高的自动控制系统，因而出现了液压伺服控制系统。从60年代起，由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展，不断地对液压技术提出新的要求，从民用到国防，由一般的传动到精确度很高的控制系统，这种技术得到更加广泛的发展和应用。在国防工业中：海、陆、空各种战备武器均采用液压传动与控制。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹及火箭等。在民用工业中：有机床工业、冶金工业、工程机械、农业方面，汽车工业、轻纺工业、船舶工业。另外，近几年又出现了太阳跟踪系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高层建筑防震系统及紧急刹车装置等，均采用了液压技术。总之，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用液压技术。它的发展如此之快，应用如此之广，其原因就是液压技术有着优异的特点，归纳起来液压动力传动方式具有显著的优点：其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率大；液压传动装置体积小、结构紧凑、布局灵活，易实现无级调速，调速范围宽，便于与电气控制相配合实现自动化；易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化；液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化。 液压机的发展及工艺特点液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，自19世纪问世以来发展很快，液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从1970年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性。液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料，如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺，也可适用于校正和压装等工艺。由于需要进行多种工艺，液压机具有如下的特点：（1） 工作台较大，滑块行程较长，以满足多种工艺的要求；（2） 有顶出装置，以便于顶出工件；（3） 液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便；（4） 液压机具有保压、延时和自动回程的功能，并能进行定压成型和定程成型的操作，特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制；（5） 液压机的工作压力、压制速度和行程范围可随意调节，灵活性大。二 150t液压机液压系统工况分析本机器(见图)适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本机器具有独立的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。本机器的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成一般压制工艺。此工艺又分定压、定程两种工艺动作供选择。定压成型之工艺动作在压制后具有保压、延时、自动回程、延时自动退回等动作。 本机器主机呈长方形，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 工况分析本次设计在毕业实习调查的基础上，用类比的方法初步确定了立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑动下行时，运动部件的质量为500Kg。1．工作负载 工件的压制抗力即为工作负载：2. 摩擦负载 静摩擦阻力：动摩擦阻力：3. 惯性负载自重：4. 液压缸在各工作阶段的负载值：其中： ——液压缸的机械效率，一般取 =。工况 负载组成 推力 F/负载图和速度图的绘制：负载图按上面的数值绘制，速度图按给定条件绘制，如图：三 液压机液压系统原理图设计3．1 自动补油的保压回路设计考虑到设计要求，保压时间要达到5s，压力稳定性好。若采用液压单向阀回路保压时间长，压力稳定性高，设计中利用换向阀中位机能保压，设计了自动补油回路，且保压时间由电气元件时间继电器控制，在0-20min内可调整。此回路完全适合于保压性能较高的高压系统，如液压机等。自动补油的保压回路系统图的工作原理：按下起动按纽，电磁铁1YA通电，换向阀6接入回路时，液压缸上腔成为压力腔，在压力到达预定上限值时压力继电器11发出信号，使换向阀切换成中位；这时液压泵卸荷，液压缸由换向阀M型中位机能保压。当液压缸上腔压力下降到预定下限值时，压力继电器又发出信号，使换向阀右位接人回路，这时液压泵给液压缸上腔补油，使其压力回升。回程时电磁阀2YA通电，换向阀左位接人回路，活塞快速向上退回。3．2 释压回路设计：释压回路的功用在于使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓的释放，以免她突然释放时产生很大的液压冲击。一般液压缸直径大于25mm、压力高于7Mpa时，其油腔在排油前就先须释压。根据设计很实际的生产需要，选择用节流阀的释压回路。其工作原理：按下起动按钮，换向阀6的右位接通，液压泵输出的油经过换向阀6的右位流到液压缸的上腔。同时液压油的压力影响压力继电器。当压力达到一定压力时，压力继电器发出信号，使换向阀5回到中位，电磁换向阀10接通。液压缸上腔的高压油在换向阀5处于中位（液压泵卸荷）时通过节流阀9、换向阀10回到油箱，释压快慢由节流阀调节。当此腔压力降至压力继电器的调定压力时，换向阀6切换至左位，液控单向阀7打开，使液压缸上腔的油通过该阀排到液压缸顶部的副油箱13中去。使用这种释压回路无法在释压前保压，释压前有保压要求时的换向阀也可用M型，并且配有其它的元件。机器在工作的时候，如果出现机器被以外的杂物或工件卡死，这是泵工作的时候，输出的压力油随着工作的时间而增大，而无法使液压油到达液压缸中，为了保护液压泵及液压元件的安全，在泵出油处加一个直动式溢流阀1，起安全阀的作用，当泵的压力达到溢流阀的导通压力时，溢流阀打开，液压油流回油箱。起到保护作用。在液压系统中，一般都用溢流阀接在液压泵附近，同时也可以增加液压系统的稳定性。使零件的加工精度增高。3．3液压机液压系统原理图拟定上液压缸工作循环（1） 快速下行。按下起动按钮，电磁铁1YA通电，这时的油路为：液压缸上腔的供油的油路变量泵1—换向阀6右位—节流阀8—压力继电器11—液压缸15液压缸下腔的回油路液压缸下腔15—液控单向阀7—换向阀6右位—电磁阀5—背压阀4—油箱油路分析：变量泵1的液压油经过换向阀6的右位，液压油分两条油路：一条油路通过节流阀7流经继电器11，另一条路直接流向液压缸的上腔和压力表。使液压缸的上腔加压。液压缸15下腔通过液控单向阀7经过换向阀6的右位流经背压阀，再流到油箱。因为这是背压阀产生的背压使接副油箱旁边的液控单向阀7打开，使副油箱13的液压油经过副油箱旁边的液控单向阀14给液压缸15上腔补油。使液压缸快速下行，另外背压阀接在系统回油路上，造成一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。（2） 保压时的油路情况：油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力继电器11发出信号，使换向阀6的电磁铁1YA断电，换向阀回到中位，利用变量泵的柱塞孔从吸油状态过渡到排油状态，其容积的变化是由大变小，而在由增大到缩小的变化过程中，必有容积变化率为零的一瞬间，这就是柱塞孔运动到自身的中心线与死点所在的面重合的这一瞬间，这时柱塞孔的进出油口在配油盘上所在的位置，称为死点位置。柱塞在这个位置时，既不吸油，也不排油，而是由吸转为排的过渡状态。液压系统保压。而液压泵1在中位时，直接通过背压阀直接回到油箱。（3） 回程时的油路情况：液压缸下腔的供油的油路：变量泵1——换向阀6左位——液控单向阀7——液压油箱15的下腔液压缸上腔的回油油路：液压腔的上腔——液控单向阀14——副油箱13液压腔的上腔—节流阀8——换向阀6左位——电磁阀5——背压阀4——油箱油路分析： 当保压到一定时候，时间继电器发出信号，使换向阀6的电磁铁2YA通电，换向阀接到左位，变量泵1的液压油通过换向阀旁边的液控单向阀流到液压缸的下腔，而同时液压缸上腔的液压油通过节流阀9（电磁铁6YA接通），上腔油通过换向阀10接到油箱，实现释压，另外一部分油通过主油路的节流阀流到换向阀6，再通过电磁阀19，背压阀11流回油箱。实现释压。下液压缸的工作循环：向上顶出时，电磁铁4YA通电，5YA失电。进油路：液压泵——换向阀19左位——单向节流阀18——下液压缸下腔回油路：下液压缸上腔——换向阀19左位——油箱当活塞碰到上缸盖时，便停留在这个位置上。向下退回是在4YA失电，3YA通电时产生的，进油路：液压泵——换向阀19右位——单向节流阀17——下液压缸上腔回油路：下液压缸下腔——换向阀19右位——油箱原位停止是在电磁铁3YA，4YA都断电，换向阀19处于中位时得到的。四 液压系统的计算和元件选型4．1 确定液压缸主要参数：按液压机床类型初选液压缸的工作压力为25Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。快进时采用差动连接，并通过充液补油法来实现，这种情况下液压缸无杆腔工作面积 应为有杆腔工作面积 的6倍，即活塞杆直径 与缸筒直径 满足 的关系。快进时，液压缸回油路上必须具有背压 ,防止上压板由于自重而自动下滑，根据《液压系统设计简明手册》表2-2中，可取 =1Mpa，快进时，液压缸是做差动连接，但由于油管中有压降 存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估计时可取 ,快退时，回油腔是有背压的，这时 亦按2Mpa来估算。1) 计算液压缸的面积可根据下列图形来计算—— 液压缸工作腔的压力 Pa—— 液压缸回油腔的压力 Pa故：当按GB2348-80将这些直径圆整成进标准值时得： ,由此求得液压缸面积的实际有效面积为：2) 液压缸实际所需流量计算① 工作快速空程时所需流量液压缸的容积效率，取② 工作缸压制时所需流量③ 工作缸回程时所需流量4．2液压元件的选择4．确定液压泵规格和驱动电机功率由前面工况分析，由最大压制力和液压主机类型，初定上液压泵的工作压力取为 ，考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为 （含回油路上的压力损失折算到进油腔），则液压泵的最高工作压力为上述计算所得的 是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力，另外考虑到一定压力贮备量，并确保泵的寿命，其正常工作压力为泵的额定压力的80%左右因此选泵的额定压力 应满足：液压泵的最大流量应为：式中 液压泵的最大流量同时动作的各执行所需流量之和的最大值，如果这时的溢流阀正进行工作，尚须加溢流阀的最小溢流量 。系统泄漏系数，一般取 ，现取 。1．选择液压泵的规格由于液压系统的工作压力高，负载压力大，功率大。大流量。所以选轴向柱塞变量泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备（如龙门刨床、拉床、液压机），柱塞式变量泵有以下的特点：1） 工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易，尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求，油液泄漏小，容积效率高，能达到的工作压力，一般是（ ） ，最高可以达到 。2） 流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目，流量变增大。3） 改变柱塞的行程就能改变流量，容易制成各种变量型。4） 柱塞油泵主要零件均受压，使材料强度得到充分利用，寿命长，单位功率重量小。但柱塞式变量泵的结构复杂。材料及加工精度要求高，加工量大，价格昂贵。根据以上算得的 和 在查阅相关手册《机械设计手册》成大先P20-195得：现选用 ，排量63ml/r，额定压力32Mpa，额定转速1500r/min，驱动功率，容积效率 ，重量71kg，容积效率达92%。2．与液压泵匹配的电动机的选定由前面得知，本液压系统最大功率出现在工作缸压制阶段，这时液压泵的供油压力值为26Mpa，流量为已选定泵的流量值。 液压泵的总效率。柱塞泵为 ，取 。选用1000r/min的电动机，则驱动电机功率为选择电动机 ，其额定功率为。阀类元件及辅助元件的选择1. 对液压阀的基本要求：(1). 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。(2). 密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大2. 根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件及辅助元件型号和规格主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格：序号 元件名称 估计通过流量型号 规格1 斜盘式柱塞泵 63SCY14－1B 32Mpa，驱动功率 WU网式滤油器 160 WU-160*180 40通径，压力损失 直动式溢流阀 120 DBT1/315G24 10通径，32Mpa，板式联接4 背压阀 80 YF3-10B 10通径，21Mpa，板式联接5 二位二通手动电磁阀 80 22EF3-E10B6 三位四通电磁阀 100 34DO-B10H-T 10通径，压力 液控单向阀80 YAF3-E610B 32通径，32MPa8 节流阀80 QFF3-E10B 10通径，16MPa9 节流阀80 QFF3-E10B 10通径，16MPa10 二位二通电磁阀30 22EF3B-E10B 6通径，压力20 MPa11 压力继电器－ DP1-63B 8通径， MPa12 压力表开关－ KFL8－30E 32Mpa，6测点13 油箱14 液控单向阀 YAF3-E610B 32通径，32MPa15 上液压缸16 下液压缸17 单向节流阀48 ALF3－E10B 10通径，16MPa18 单向单向阀48 ALF3－E10B 10通径，16MPa19 三位四通电磁换向阀 25 34DO-B10H-T20 减压阀 40 管道尺寸的确定油管系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管，因为本设计中所须的压力是高压，P= ， 钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配是不能任意弯曲，常在装拆方便处用作压力管道一中、高压用无缝管，低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。尼龙管用在低压系统；塑料管一般用在回油管用。胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻丝或棉丝编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成本很高，因此非必要时一般不用。1. 管接头的选用：管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。管接头的种类很多，液压系统中油管与管接头的常见联接方式有：焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或O形圈进行端面密封，有时也采用紫铜垫圈。液压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上，为此对管材的选用，接头形式的确定（包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等），管系的设计（包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等）以及管道的安装（包括正确的运输、储存、清洗、组装等）都要考虑清楚，以免影响整个液压系统的使用质量。国外对管子的材质、接头形式和连接方法上的研究工作从不间断，最近出现一种用特殊的镍钛合金制造的管接头，它能使低温下受力后发生的变形在升温时消除——即把管接头放入液氮中用芯棒扩大其内径，然后取出来迅速套装在管端上，便可使它在常温下得到牢固、紧密的结合。这种“热缩”式的连接已经在航空和其它一些加工行业中得到了应用，它能保证在40~55Mpa的工作压力下不出现泄漏。本设计根据需要，选择卡套式管接头。要求采用冷拔无缝钢管。2. 管道内径计算：（1）式中 Q——通过管道内的流量v——管内允许流速 ，见表：允许流速推荐值油液流经的管道 推荐流速 m/s液压泵吸油管液压系统压油管道 3~6，压力高，管道短粘度小取大值液压系统回油管道 (1). 液压泵压油管道的内径：取v=4m/s根据《机械设计手册》成大先P20-641查得：取d=20mm,钢管的外径 D=28mm;管接头联接螺纹M27×2。(2). 液压泵回油管道的内径：取v=根据《机械设计手册》成大先P20-641查得：取d=25mm,钢管的外径 D=34mm;管接头联接螺纹M33×2。3. 管道壁厚 的计算式中： p——管道内最高工作压力 Pad——管道内径 m——管道材料的许用应力 Pa，——管道材料的抗拉强度 Pan——安全系数，对钢管来说， 时，取n=8； 时，取n=6； 时，取n=4。根据上述的参数可以得到：我们选钢管的材料为45#钢，由此可得材料的抗拉强度 =600MPa;(1). 液压泵压油管道的壁厚(2). 液压泵回油管道的壁厚所以所选管道适用。4. 液压系统的验算上面已经计算出该液压系统中进，回油管的内径分别为32mm,42mm。但是由于系统的具体管路布置和长度尚未确定，所以压力损失无法验算。系统温升的验算在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，且发热量最大。为了简化计算，主要考虑工进时的发热量。一般情况下，工进时做功的功率损失大引起发热量较大，所以只考虑工进时的发热量，然后取其值进行分析。当V=10mm/s时，即v=600mm/min即此时泵的效率为，泵的出口压力为26MP，则有即此时的功率损失为：假定系统的散热状况一般，取 ，油箱的散热面积A为系统的温升为根据《机械设计手册》成大先P20-767：油箱中温度一般推荐30-50所以验算表明系统的温升在许可范围内。五 液压缸的结构设计 液压缸主要尺寸的确定1) 液压缸壁厚和外经的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律应壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚 的比值 的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算设 计 计 算 过 程式中 ——液压缸壁厚(m)；D——液压缸内径(m)；——试验压力，一般取最大工作压力的()倍 ；——缸筒材料的许用应力。无缝钢管： 。= =则 在中低压液压系统中，按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小，使缸体的刚度往往很不够，如在切削过程中的变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或漏油。因此一般不作计算，按经验选取，必要时按上式进行校核。液压缸壁厚算出后，即可求出缸体的外经 为2) 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，并参阅<<液压系统设计简明手册>>P12表2-6中的系列尺寸来选取标准值。液压缸工作行程选缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时有孔时式中 t——缸盖有效厚度(m)；——缸盖止口内径(m)；——缸盖孔的直径(m)。液压缸：无孔时取 t=65mm有孔时取 t’=50mm3)最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度（如下图2所示）。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度）增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。对一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求：设 计 计 算 过 程式中 L——液压缸的最大行程；D——液压缸的内径。活塞的宽度B一般取B=()D；缸盖滑动支承面的长度 ，根据液压缸内径D而定；当D<80mm时，取 ；当D>80mm时，取 。为保证最小导向长度H，若过分增大 和B都是不适宜的，必要时可在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定，即滑台液压缸：最小导向长度：取 H=200mm活塞宽度：B=缸盖滑动支承面长度：隔套长度： 所以无隔套。液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20~30倍。液压缸：缸体内部长度当液压缸支承长度LB (10-15)d时，需考虑活塞杆弯度稳定性并进行计算。本设计不需进行稳定性验算。 液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后，就进行各部分的结构设计。主要包括：缸体与缸盖的连接结构、活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆导向部分结构、密封装置、排气装置及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件不同，结构形式也各不相同。设计时根据具体情况进行选择。设 计 计 算 过 程1) 缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。本次设计中采用外半环连接，如下图1所示：图1 缸体与缸盖外半环连接方式优点：(1) 结构较简单(2) 加工装配方便缺点：(1) 外型尺寸大(2) 缸筒开槽，削弱了强度，需增加缸筒壁厚2)活塞杆与活塞的连接结构参阅<<液压系统设计简明手册>>P15表2-8，采用组合式结构中的螺纹连接。如下图2所示：图2 活塞杆与活塞螺纹连接方式特点：结构简单，在振动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置。应用较多，如组合机床与工程机械上的液压缸。

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