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1、目 录第一章 绪 论11.1 液压传动发展概况11.2 液压传动的组成部分和控制方式21.3 液压传动的优缺点31.4 液压传动在机械工业上的应用4第二章 总体设计52.1 设计要求及工艺参数62.2 总体设计62.3 确定液压控制系统82.4 液压元件的选择102.5 液压系统发热温升计算142.6 油源元件的装配14第三章 配流座的设计153.1 液压系统总体布局153.2液压集成块的结构特点163.3液压集成块设计过程173.4 集成块的设计问题特点17第四章 旁置式油源的电气控制224.1 星三角减压起动控制介绍234.2 用于13KW以下的油源电动机电路23第五章 液压可靠性和经济技
2、术分析255.1 可靠性分析255.2 技术经济分析25结论26致谢27参考文献28第一章 绪 论 1.1 液压传动发展概况 液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，但如从17世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理，18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，也已有二三百年历史了。近代液压传动在工业上的真正推广使用只是在本世纪中叶以后的事，至于它和微电子技术的密切配合，得以在尽可能小的空间传递出尽可能大的功率并加以精确控制，更是近10年内出现的新事物。 由于要使用原油连制品来作为传动介质，近代液压传动和汽车及飞机一样，是19世纪崛起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炮塔转为器，
3、其后才出现了六角车床和磨床。由于缺乏成熟的液压元件，一些通用机床到本世纪20年代采用上液压传动，而且还因为各搞一套而无法进行经验交流。第二次世界大战期间，在一些兵器上用上了功率大，反应快，动作准的液压传动和控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善，各类元件的标准化，规格化，系列化而在机械制造，工程机械，农用机械，汽车制造等行业中推广开来。本世纪的六十年代后，原子能技术，空间技术，计算机技术（微电子技术）等的发展再次将液压技术推向前进，使它的发展包括传动，控制，检测在内的一门完整的自动化技术，使它在国民经济的各个发面
4、得到应用。液压传动技术在某些领域内甚至已占有压倒性的优势，例如，国外今日生产的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。因此采用液压传动的程度现在已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。 当前，液压技术在实现高压，高速，大功率，高效率，低噪音，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压原件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著的成绩。 我国的液压工业开始于本世纪50年代起，产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上
5、。自1964年从国外引进一些液压元件生产技术，同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。80年代起更加速了对西方先进液压产品和技术的有计划引进，消化，吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量，经济效益，人才培训，研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。 1.2 液压传动的组成部分和控制方式 1.2.1 液压传动装置主要有以下四部分组成：1 能源装置把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它能给液压系统提供液压油。 2 执行装置把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是做直线运动的液压缸，也可以是作回转运动
6、的液压马达。 3 控制调节装置对系统中油液压力，流量或运动方向进行控制或调节装置。例如溢流阀，节流阀，换向阀，开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。 4 辅助装置上述三部分以外的其他装置，例如油箱，滤油器，油管等。它们对保证系统正常工作也有重要作用。 1.2.2 液压传动的控制方式所谓液压传动的“控制方式”有两种不同的涵义：一种是指对传动部分的操纵调节方式，另一种是指控制部分本身的结构组成形式。液压传动的操纵调节方式可以概略地归成手动式，半自动式和全自动式三种。凡需有人拨动手柄或按下按钮才能实现其动作或状态的，便是手动的。凡由人启动之后系统的各种动作或状态都能在机械的，电气的，
7、电子的或其他机构操纵下顺利地实现出来，并在全部工作完成之后自动停车的，便是半自动式的。如果连启动这一步操作也不须人来参与，它便是全自动式的。液压系统中控制部分的结构组成形成有开环的和闭环的两种。开环控制的质量受工作条件（如油温，负载等）变化的影响很大，严重的甚至无法完成工作目标。闭环系统的质量受工作条件变化的影响小，为此它可以用一般元件组成较精确的控制系统。这些控制理论中的结论在液压系统中是完全使用的。 1.3 液压传动的优缺点 1.3.1 液压传动有以下优点：1 在同等体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力，因为液压的置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机
8、的12%左右。2 液压装置工作比较平稳。由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达500次MIN，实现往复直线运动时可达1000次MIN。3 液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000），它还可以在运行的过程中进行调速。4 液压传动易于自动化，这是因为他对液体压力，流量或流动方向易于进行调解或控制的缘故。当将液压控制和电气控制，电子控制或电子控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序传动，接受远程控制。5 传动易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械
9、传动装置都无法实现的。液压件能自动润滑，使用寿命长。 1.3.2 液压传动有以下缺点：1 液压传动不能保证严格的传动比，这是由液压油液的可压缩性和泄漏等原因造成的。2 液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失，泄漏损失等），长距离传动时更是如此。3 液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性易受到温度的影响，因此它不易在很高或很低的温度下工作。4 为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求很高，因此它的造价较贵，而且队友页的污染敏感。5 液压传动要求有单独的能源。6 液压传动出现故障时不容易找出的。总的来说，液压传动的优点是突出的，它的缺点现已大为改善，有点将随着科技的法展进一步得到克服
10、。 1.4 液压传动在机械工业上的应用机械工业各部门使用液压传动的出发点是不同的：有的是利用它在传递动力上的长处，如工程机械，压力机械和航空工业采用液压传动的主要原因是取其结构简单，体积小，重量轻，输出功率大;有的是利用它操纵控制上的优点，如机床上采用液压传动是取其能在工作过程中能实现无级变速，易于实现频繁的变速，易于实现自动化等等。此外，不同精度要求的主机也会选用不同的控制形式的液压传动装置。在机床上，液压传动应用在以下的一些装置中： 1 进给运动传动装置。磨床砂轮架和工作台的进给运动大部分采用液压传动;车窗，六角车床，自动车床和刀架或转塔刀架，铣床，刨床，组合机床的工作台等的进给运动也都可
11、以采用液压传动。这些部件有的要求快速移动，有的要求慢速移动，有的则要求快速移动也有慢速移动。这些移动多半要求持续进给，有的则要求间歇进给；有的要求在负载变化下速度保持恒定，有的要求有良好的换向性能等等。所有这些要求都是可以用液压传动来实现的。 2 往复主体运动传动装置。龙门刨床的工作台，牛头刨床或插床的滑枕，由于要做高速往返直线运动，别且要求换向冲击小，换向时间短，能耗低，因此都可以采用液压传动。 3 仿形装置。车床，铣床，刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来完成，其精度可以达0.010.02MM。此外，磨床上的成型砂轮 修正装置和标准丝杠矫正装置亦可采用这种系统。 4 辅助装置。机床上的夹
12、紧装置，齿轮箱变速操纵装置，丝杠螺母间隙消除装置，垂直部件移动平衡装置，分度装置，工件和刀具装卸装置，工件输送装置等，采用液压传动后，有利于建华机床结构，提高机床自动化程度。 5 静压支撑。重型机床，高速机床，高精度机床上的轴承，道轨，丝杠螺母机构等处采用液体静压支撑后，可以提高工作平稳性和运动精度。 第二章 总体设计 液压系统设计，是在掌握液压传动基本知识，液压元件的工作原理，结构和基本回路的基础上进行的。只有借鉴前人的经验，并具备一定的生产实践知识，认真分析工况条件和要求，才能设计出结构简单，性能高，效率高和使用方便的液压系统。本人的设计步骤大致如下： 1 明确设计依据，进行工况分析； 2
13、 确定液压系统方案和液压元件的选择； 3 液压系统的验算和绘制工作图，编制技术文件。 根据上面的步骤本文的设计主要具体分为：能源装置设计，控制装置设计，调速装置设计。 2.1 设计要求及工艺参数 旁置式油源液压系统设计是用于为执行装置提供能源，把液压能转换成机械能的一种能源装置系统。由于泵体在油箱的侧面，所以称之为旁置式油源。采用这种液压源进行工作，产生的压力大，效率高，噪音小等优点。 工艺参数： 升降台总重 8吨 尾部平衡重 3吨 升降台摆动角度 5度15分 台面尺寸 32903490毫米控制泵的参数： 控制压力 21公斤平方厘米 流量 30升分 2.2 总体设计 2.2.1 载荷的组成和计
14、算 对液压系统各个执行元件整个工作循环的速度，负载变化规律进行分析，确定各个执行元件的最大载荷，从而确定执行元件的参数，也为其它元件的选者提供依据。 工作载荷：已知系统升降台总重为8吨，8吨=8000千克 尾部平衡重为3吨，3吨=3000千克 所以总重为11000千克 G=mg=110009.18=1.0791104N 惯性负载：Fa=(Gg)(vt) 式中 g重力加速度其值为9.81； t启动或制动时间。一般机械t为0.10.5s对轻载低速部件取最小值，对载重高速部件取最大值。行走机械一般取)(vt)0.5 1.5ms2； v速度变化量。 Fa=(Gg)(vt)=5.618104N 2.2.2 能源装置的设计计算 液压泵的选择原则和类型选择：依据初定的系统压力选择泵的结构形式，一般P21mpa，选用齿轮泵和双作用叶片泵；P21mpa，选用柱塞泵。若原动机为柴油机，汽油机，主机为行走机械，宜选用齿轮泵和双作用单片泵。双作用单片泵因瞬时理论流量均匀而用于噪音指标要求较高的主机。若系统采用节流调速回路或可改变原动机的转速调节可流量，或系统对速度无调节要求，可选用定量泵或手动变量泵。此时手动泵一旦调定就相当于定量泵。若系统要求高效节能，应选用
