插件式液压实验装置的设计
试验井加载装置液压系统设计的关键要素

试验井加载装置液压系统设计的关键要素在现代石油开采领域,试验井加载装置液压系统的设计是关键的技术挑战之一。
这种系统用于模拟油井的工况,以便进行各种测试和分析,进而优化油井的产量和效率。
在这篇文章中,我们将深入探讨设计这样一个系统时需要考虑的关键要素。
1.系统的压力和流量试验井加载装置液压系统的设计需要确定系统的最大压力和流量需求。
这需要对油井的工况进行详细的分析,包括井深、井径、地层压力、井口压力等参数。
只有充分了解这些信息,才能确保系统的设计能够满足实际的需求。
2.泵的选择泵是液压系统的核心组件之一,其选择直接影响到系统的性能和效率。
在选择泵时,需要考虑其流量、压力、功率、效率等参数,以及其可靠性和维护成本。
通常情况下,试验井加载装置液压系统会采用多级泵,以满足系统的复杂需求。
3.控制系统的选择液压系统的控制系统是其核心部分,负责控制系统的启动、停止、运行、调节等操作。
在选择控制系统时,需要考虑其功能、性能、可靠性、操作界面、通讯接口等因素。
控制系统的设计应该能够满足系统的自动化和智能化要求,以便实现远程控制和监测。
4.管路和阀门的设计管路和阀门的设计是液压系统的另一个关键要素。
管路的设计需要考虑到系统的压力、流量、温度等参数,以及管路的材料、直径、长度、弯头数量等因素。
阀门的选择需要考虑到其类型、规格、性能、可靠性等因素。
合理的设计和选择可以确保系统的稳定运行和安全性。
5.冷却系统的设计液压系统在工作过程中会产生大量的热量,因此需要设计冷却系统来保持系统的温度。
冷却系统的设计需要考虑到其冷却能力、冷却效率、可靠性等因素。
通常情况下,冷却系统会采用水冷或风冷的方式。
6.安全保护措施试验井加载装置液压系统的设计还需要考虑到安全保护措施。
这包括压力保护、流量保护、温度保护、漏油保护等多种保护措施。
这些保护措施可以确保系统在异常情况下能够自动停机,避免事故的发生。
7.系统的可靠性和维护性试验井加载装置液压系统的设计还需要考虑到其可靠性和维护性。
插件式液压实验装置的设计

第一章前言液压综合实验台包括电控、液控等,它的设计与制造将极大的缓解现有实验室实验设备短缺和落后的现状,同时电液控综合实验台在整个液压教学实验中将发挥很大的作用,是液压教学实验中不可缺少的重要组成部分。
本论文重点叙述了液压综合实验台的系统组成和元件设置。
从各方面分析与其它实验台的不同点,突出它的综合性,其最大的优点就是可以在一个实验平台上做多种实验,所做实验各元件和管路可由实验操作者自行设计、连接。
1.1课题研究的背景实验是液压教学必不可少的辅助环节,学校现有的液压传动教学实验台可用于定量叶片泵工作特性实验、先导式溢流阀性能实验及节流调速回路性能实验。
通过实验,可使学生增强对定量叶片泵工作性能、先导式溢流阀静态性能和动态性能以及各种节流调速回路特性的理解,加深对液压系统各种特性参数的感性认识。
实验数据的获得可归结为液压系统中压力、流量和速度等物理量静态、动态值的测取,误差很大。
如为测量液压缸活塞杆在不同负载条件下的运动速度,实验时首先测出活塞杆的总行程,再利用秒表测量活塞杆走完这段行程所用时间,两者相除得到活塞杆的运动速度,这种方法很难客观准确地反映液压缸活塞杆带负载工作时的速度特性。
利用压力表测量液压系统中某一给定点的压力,表盘指针所指示的刻度对应某一压力值,由于小幅度波动的压力振摆和随时间而漂移的压力偏移值很难通过压力表指针反映出来,有限的刻度格数使读数依赖于实验操作者的目测习惯,从而使测量精度得不到保证。
而且对液压系统加载一卸荷时被控压力随时间变化所反映的动态特性参数如动态超调,只能作出定性分析。
而且现有实验台的灵活性不高,不能充分锻炼学生的动手及思维能力。
1.2课题研究的内容我的毕业设计题目是插件式电液控综合实验台。
在实验台设计过程中,我们参考了学校现有的液压传动教学实验设备,综合了它们的优点和缺点,所设计的电液控综合实验台采用可以快速转接的方式,使一台设备可以完成五种甚至更多的实验回路,如压力形成、液压泵性能实验、溢流阀静动态性能实验、节流调速回路性能实验、比例阀性能实验。
插件式液压PLC控制实验台设计4

目录第1章绪论 (2)1.1 课题背景及意义 (2)1.2 课题研究内容 (3)第2章液压系统元件的选择 (4)2.1 液压系统中各元件的选择 (4)2.2管路的设计 (13)第3章液压实验台的总体设计 (18)3.1 液压实验台功能原理设计 (18)3.2实验台液压系统及其工作原理 (24)3.3液压实验台装置的设计 (26)第4章液压泵站(动力源装置)设计 (29)4.1 液压泵站的组成及类型 (29)4.2 液压油箱及其设计与制造 (32)第5章液压试验台回路的PLC程序设计 (46)5.1P LC概述 (46)5.2液压回路原理分析 (52)5.3输入输出地址分配 (53)5.4 程序设计方法 (53)5.5 PLC外接线图 (59)第6章实验台的维护和常见故障排除方法 (60)6.1实验台的日常检查和定期检查 (60)6.2 实验台常见故障及排除方法 (63)小结 (65)参考文献 (66)插件式液压PLC控制实验台设计第1章绪论1.1 课题背景及意义液压传动具有重量轻,功率大、结构简单、布局灵活、控制方便等特点!液压传动系统的整个设计流程主要分为两大部分:一是系统的功能原理设计;二是系统的结构设计也称施工设计,它包括液压装置及电气控制装置的设计。
液压装置设计是液压系统功能原理设计的延续和结构实现。
液压传动课程是基础理论、液压元件、液压系统三部分组成,而液压系统回路设计既重要又灵活。
因此,液压实验是液压传动课程教学的一个重要环节。
本实验台是根据现代教学理论和最新的液压传动课程教学大纲要求而设计的,它具备了低泄漏、噪音低、可靠性高、能耗低、智能化高、操作简单的特点。
而传统的液压传动实验台存在着内容固定、功能单一、实验回路已接好、不易修改的缺陷。
实验台采用在液压泵的压油口各设置一个先导式溢流阀作安全阀;压力控制的测量精度,通过采用多个不同量程的压力表与多个压力表开关组成多套独立的测量装置来实现;液压实验的数据测量,采用相应的传感器来直接测出数据,使实验的测量更轻松可靠;实验元件均为独立元件,各元件独立安装于一标准阀板上,阀板四周接元件,外接相应数量的管接头,各相关阀采用快接头。
管材液压试验装置设计

管材液压试验装置设计通过对管材液压的变形分析,研发一种实用型、简易型的管材液压试验装置,可应用于金属类、材料类的自由压缩膨胀、受冷受热情况下的管材变形试验装置。
根据液压系统的原理,基于活塞及油压对于缸体的实验性能,轴向力侧向力对于缸体的作用,分析工作原理和技术特点,设计出结构简单、操作简易的管材液压试验装置,对于机械制造产生了重要影响。
标签:管材;液压装置;设计引言管材材料种类较多,在加工过程中容易出现变形膨胀的现象。
管材膨胀变形是由于压力的作用而使管材沿着轴向方向进行受力扩张进而变形。
基于管材加工的要求,根据少加工、少操作的要求,准确完成加工工艺的要求。
管材膨胀变形有利有弊,按照加工工艺的要求,管材在应用过程中,出现变形等特性,极易发生管材破裂,进行影响正常的工序过程。
加入液压试验系统,可有效进行管材变形的控制,通过油压对于管材表面的均匀分布的力的作用,减少膨胀变形造成的压力。
管材液压试验装置应用较为广泛,不仅可以使用于普通机械设备,也可适用于矿井管道。
管材变形种类较多,可按不同的种类进行划分。
根据使用目的的不同,可分为刚性液压管材和软性液压管材。
采用不同的方法进行加工,可应用不同的方面。
对于实验室要求来说,可考虑管材受压受拉以及自身受温度而变形的特性,设计多功能、全方面的管材液压试验装置系统。
1 外控液压式试验装置外控液压式试验装置是指管材液压变形膨胀需要的壓力由外部进行提供的实验装置。
此类液压装置组成部分与大多数液压装置相同,由电子伺服泵、传感器及液压阀等各种精密器件组成。
外控液压式试验装置研发较多,其中最为著名的是一种两端固定的管材液压试验装置。
它的工作原理是首先将所要加工的原件放入工具槽中,将槽覆盖好,开始启动液压系统,由液体流入工具槽中,覆盖整个原件,采用加压的方式进行加工,主显示装置显示所加参数的大小。
该实验装置由膨胀螺丝通过木板夹持进行固定位置,然后通过液压缸中间的通液孔流进和流出管材内部的液体,使固定在管材两端的密封圈膨胀,从而使管材的两端均被密封圈固定,不能向管材胀形区域补充材料。
多功能液压实验台设计

多功能液压实验台设计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 experiment. 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-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 be 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; regulator 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 order 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 achieve 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 sufficient accuracy for access.Key words:hydraulic circuit pump valve目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)目录 (III)1 液压技术概述 (1)1.1液压技术的应用和发展概况 (1)1.2液压传动的优缺点 (1)2液压系统方案设计 (3)2.1调压回路 (3)2.2减压回路 (3)2.3进油节流调速回路 (4)2.4采用行程阀的速度换接回路 (4)2.5调速阀串接的速度换接回路 (4)2.6调速阀并联的速度换接回路 (4)2.7 采用顺序阀的顺序动作回路 (5)2.8采用压力继电器的顺序动作回路 (5)2.9采用三位换向阀的卸载回路 (6)2.10采用溢流阀的卸载回路 (6)2.11用顺序阀的平衡回路 (7)2.12用液控单向阀的锁紧回路 (8)3 液压泵概述 (9)4 直动型溢流阀概述 (10)5 液压系统的参数计算 (11)5.1液压缸参数计算 (11)5.2液压泵的参数计算 (12)5.3电动机的选择 (12)6 液压元件的选择 (14)6.1液压阀的选择 (14)6.2油管的选择 (16)6.3油箱的确定 (16)6.4 液压阀配置形式的选择 (18)6.5泵-电机装置的选择 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 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。
机械毕业设计论文液压试验台设计全套图纸

机械毕业设计论文液压试验台设计全套图纸
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同时,我可以给你一些指导和建议来帮助你完成液压试验台的设计:
设计步骤:
1. 确定实验参数和目标:确定液压试验台的参数和目标,比如所需承受的压力、流量、温度、工作介质等等。
2. 选择液压元件和材料:根据实验参数和目标,选择适当的液压元件和材料,包括油泵、液压缸、油箱、阀门等。
3. 设计液压试验台的结构:根据实验要求设计液压试验台的结构,包括支架、托架、升降装置、夹具等。
4. 绘制3D图形和详细图纸:使用设计软件绘制液压试验台的三维图形和详细图纸,包括外观图、部件图、装配图等。
5. 完成装配和测试:将设计好的液压试验台进行装配和测试,并注意安全操作。
常见设计要点:
1. 确保液压试验台的承载能力和稳定性;
2. 选择并匹配适合实验要求的液压元件,包括油泵、液压缸、油箱和阀门等;
3. 保证液压试验台的密封性和耐腐蚀性;
4. 精确设计液压试验台的控制系统,包括仪表盘、操作面板等。
总之,设计液压试验台需要根据具体实验要求进行详细的分析和设计,同时需要充分考虑材料、装配工艺和安全要求等方面。
一种液压加载执行装置及试验方法

一种液压加载执行装置及试验方法随着工程技术的不断进步,液压加载执行装置在各行业中得到了广泛应用。
液压加载执行装置是一种能够在各种环境条件下工作的机械装置,它由液压泵、油箱、阀门组件、执行元件等部件组成,通过液压传动来实现工作过程。
在实际工程中,液压加载执行装置的性能测试已成为至关重要的环节。
为了更好地了解液压加载执行装置的工作原理及性能参数,研究人员设计了一种新型的液压加载执行装置,并提出了一种有效的试验方法。
本文将对这种液压加载执行装置及试验方法进行全面的介绍和分析。
一、液压加载执行装置的结构及工作原理1. 结构组成该液压加载执行装置由液压泵、液压缸、油箱、阀门组件、传感器等各种关键部件组成。
液压泵通过提供压力油源,将液压油送入液压缸中,从而驱动液压加载执行装置的工作。
2. 工作原理当液压泵向液压缸输送压力油时,液压缸中的活塞会受到液压力的作用而产生运动,从而驱动加载执行装置的工作。
通过对阀门组件的控制,可以实现对液压加载执行装置的压力、速度等参数的调节,从而满足不同工况下的需求。
二、液压加载执行装置的性能参数及试验方法1. 性能参数液压加载执行装置的性能参数包括最大工作压力、额定流量、工作效率、静态和动态响应特性等。
这些性能参数对于液压加载执行装置的工作质量和安全性具有重要影响。
2. 试验方法为了准确、全面地评估液压加载执行装置的性能,研究人员提出了一种综合性的试验方法。
该试验方法包括静态试验和动态试验两个部分。
(1)静态试验静态试验旨在对液压加载执行装置在不同工作压力下的稳定性和承载能力进行评估。
通过调节液压系统的压力值,记录液压加载执行装置在不同工况下的稳定性和承载能力数据,并进行分析和对比。
(2)动态试验动态试验主要用于评估液压加载执行装置在实际工作环境中的响应特性。
通过对液压加载执行装置进行各种动作的模拟测试,记录其响应时间、速度曲线等数据,以评估其在实际工作过程中的性能表现。
三、结论与展望通过对新型液压加载执行装置及试验方法的介绍和分析,可以看出该装置在工程应用中具有广泛的应用前景。
一流学科建设背景下液压实验装置设计及应用

一流学科建设背景下液压实验装置设计及应用关键词:一流学科;实验装置;研制;应用;创新能力机械工程学科凭借在学科、学术队伍、人才培养等方面的优势成为山东省建设的32个一流学科中的唯一的一个机械工程学科[1]。
其主要建设目标之一就是培养一批高素质创新型人才,具有开拓性、创造性、开创新局面的能力,提出新理论、新观点和新想法。
以一流学科建设成果和高水平科研成果带动专业建设与发展,构建研教结合、产学互动的人才培养模式,突出强化学生的创新创业能力、工程能力以及解决复杂工程问题能力的培养[2]。
基于上述建设目的,课题组人员调研了生产液压实验装置的厂家及各高校相关设备的使用情况,结合调研的情况,把已经做过的成熟的科研成果,结合实验教学大纲的要求,设计成一个能满足实验教学、提高学生创新能力的实验装置。
以《液压传动与控制》实验教学大纲的要求为依据,在设计时也参照了国家B/T17491-2022标准《液压泵、马达和整体传动装置稳态性能试验及表达方法》等。
一、液压实验装置的设计(一)液压实验项目的设计装置的设计以一流学科建设为目的,以创新能力、自我学习能力的培养为宗旨,结合进行的工程教育认证工作,优化对学生能力提高不大的实验项目,增加具有挑战性的综合性、研究性、设计性项目,使学生具有解决复杂工程问题的能力,掌握一定的基础知识和实验操作技能,并能够运用多门课程知识来进行实验方案设计及数据分析等。
液压传动与控制这门课主要讲元件与系统这两部分内容,实验装置设计也主要体现这两部分内容,因此实验装置设计了三个实验项目:(1)柱塞液压泵马达的性能测试实验;(2)变量泵-变量马达组成的容积调速回路性能实验;(3)为了拓宽学生的知识面设计了液压综合传动装置的效率实验,这样的设计使教学与科研相结合,激发了学生对实验的兴趣,提高了学生综合能力。
(二)液压系统的设计1.液压系统的设计。
液压系统的设计考虑了三个因素:(1)必须满足实验项目的要求,同时要坚持“标准化、通用化、系列化”的原则。
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第一章前言液压综合实验台包括电控、液控等,它的设计与制造将极大的缓解现有实验室实验设备短缺和落后的现状,同时电液控综合实验台在整个液压教学实验中将发挥很大的作用,是液压教学实验中不可缺少的重要组成部分。
本论文重点叙述了液压综合实验台的系统组成和元件设置。
从各方面分析与其它实验台的不同点,突出它的综合性,其最大的优点就是可以在一个实验平台上做多种实验,所做实验各元件和管路可由实验操作者自行设计、连接。
1.1课题研究的背景实验是液压教学必不可少的辅助环节,学校现有的液压传动教学实验台可用于定量叶片泵工作特性实验、先导式溢流阀性能实验及节流调速回路性能实验。
通过实验,可使学生增强对定量叶片泵工作性能、先导式溢流阀静态性能和动态性能以及各种节流调速回路特性的理解,加深对液压系统各种特性参数的感性认识。
实验数据的获得可归结为液压系统中压力、流量和速度等物理量静态、动态值的测取,误差很大。
如为测量液压缸活塞杆在不同负载条件下的运动速度,实验时首先测出活塞杆的总行程,再利用秒表测量活塞杆走完这段行程所用时间,两者相除得到活塞杆的运动速度,这种方法很难客观准确地反映液压缸活塞杆带负载工作时的速度特性。
利用压力表测量液压系统中某一给定点的压力,表盘指针所指示的刻度对应某一压力值,由于小幅度波动的压力振摆和随时间而漂移的压力偏移值很难通过压力表指针反映出来,有限的刻度格数使读数依赖于实验操作者的目测习惯,从而使测量精度得不到保证。
而且对液压系统加载一卸荷时被控压力随时间变化所反映的动态特性参数如动态超调,只能作出定性分析。
而且现有实验台的灵活性不高,不能充分锻炼学生的动手及思维能力。
1.2课题研究的内容我的毕业设计题目是插件式电液控综合实验台。
在实验台设计过程中,我们参考了学校现有的液压传动教学实验设备,综合了它们的优点和缺点,所设计的电液控综合实验台采用可以快速转接的方式,使一台设备可以完成五种甚至更多的实验回路,如压力形成、液压泵性能实验、溢流阀静动态性能实验、节流调速回路性能实验、比例阀性能实验。
该实验台注重学生的能力培养,并给学生留有足够的发挥空间,该实验台备有一定数目的备用液压元件,具有很好的开发柔性和扩展性,并且实验台具备了与计算机连接的硬件条件,通过计算机及相关软件实现对实验的监测与仿真。
使实验台实现数字控制和全自动化。
通过实验,学生不仅可以加强对液压理论的理解,而且也掌握了先进的控制技术,达到更好的教学效果。
我主要负责整个实验台设计的硬件部分,具体内容有实验原理的分析、实验台台架的设计以及电控部分的设计。
1.3课题研究的目的与意义1.3.1电液控综合实验台研究的目的与意义液压传动这门课程的任务是使学生掌握液压传动的基础知识,掌握各种液压元件的工作原理、结构特点、应用和选用方法,熟悉常用液压基本回路的功用、组成和应用场合,了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用。
因为该课程的理论性和实践性都很强,所以,为了提高教学效果,在学习理论知识的同时,必须利用实验教学来加强实践的培养,给学生具体回路和元件的接触来了解液压的具体应用,以培养适合社会需求的人才。
电液控综合实验台,它是为改善现有教学实验条件而产生的,实验教学和理论教学互为依存,互为补充,共同组成液压传动课的重要环节,实现了学生自由发挥,自主连接回路的目的。
通过实验,学生不仅可以加强对液压理论的理解,而且也掌握了先进的控制技术,达到更好的教学效果,因此实验台的研究设计具有很强的实用价值。
1.3.2毕业设计的目的与意义设计是教学计划中一个有机组成,是培养我们综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能,分析、解决实际问题的一个重要环节,它与其他教学环节相辅相成,在某种程度上是前面各个教学环节的继续、深化和检验,它的实践性和综合性是其他环节所不能替代的。
通过毕业设计工作,能够使学生受到工程技术人员所必需的综合训练,在不同程度上提高了各种能力,并巩固所学知识。
毕业设计工作的重要性还表现在它促进教学计划、科研、生产三方面的结合,推动学校的科研工作和实验室建设。
第二章液压系统实验原理理论的基础是实践,实践是检验真理的唯一标准。
尤其是自然科学的发展,更离不开科学实验。
实验教学与理论教学相辅相成,共同担负着培养学生智能、提高人才质量的任务。
液压传动实验教学的目的在于使学生掌握基本实验方法及实验技能,学习科学研究的方法,同时实验也是帮助学生学习和运用理论处理实际问题,验证、消化和巩固基础理论知识的重要环节2.1 在实验台上可以完成的实验1.液压系统中工作压力形成的原理实验2.液压泵性能实验2.1定量泵性能实验2.2变量泵性能实验3.溢流阀静动态性能实验3.1溢流阀的静态性能实验3.2溢流阀的动态性能实验4.节流调速回路性能实验4.1采用节流阀的进口节流调速回路实验4.2采用节流阀的出口节流调速回路实验4.3采用节流阀的旁路节流调速回路实验4.4采用调速阀的进口节流调速回路实验5.比例阀性能实验2.2液压系统原理2.2.1 液压系统中工作压力形成原理实验一.实验目的本实验通过几种形式的负载变化,研究液压缸和液压泵工作压力形成的原理,加深理解“容积式液压传动中,工作压力决定于外界负载,即决定于油液运动时受到的阻力”。
通过实验应学会分析液压系统中某处工作压力和该处负载大小的关系,掌握液压系统中压力形成和传递的规律。
二.实验原理帕斯卡原理指出:在充满液体的密闭容器内,施加于静止液体表面的压力将以等值同时传到液体的各点。
所以在液压系统中,当忽略液体自重时液体静止段内压力到处相等,如实验系统中压力表的示值反映表前管道引出处的压力值。
以一个不完全系统(图2-1)为例,液压缸有杆腔活塞有效面积为A 2,阻力负载为F 。
液压泵从油箱吸油,经压油管供油至液压缸下腔,由于F 的存在将阻止液压缸下腔密封容积的增大,从而使泵不断排出的油液受到压缩,因此导致油压不断上升,当压力升高到能克服阻力负载F 时,活塞便被推动上升,这时,因缸的上腔直通油箱,P 3=0,则有22A F P =。
如果F 不变,液压缸下腔将维持P 2不变,继续推动活塞上移。
如果F=0,略去活塞自重和其它阻力时,泵排出的油液可以推动活塞上移,但不能在液压缸下腔建立起压力(P 2=0)。
以上说明,在容积式液压传动中,工作压力决定于外界负载,即决定于油液运动时受到的阻力。
液压系统中液流受到的阻力,往往有三大类:1、外加阻力。
如液压缸提升的荷重,推动机械位移的力,液压马达驱动机械回转运动的扭矩等。
2、液压阻力。
沿程阻力和局部阻力统称液压阻力。
3、密封阻力。
如活塞杆作直线往复运动时,它与密封件间的摩擦所产生的阻力等。
在图2-2中液压缸上腔直通油箱,即P 3=0,此时液压缸理论推力为22A P F =理。
客观上由于活塞杆与端盖在a 处和活塞与缸筒在b 处存在密封阻力,a 处存在外泄漏和b 处存在内泄漏(由高压腔向低压腔的泄漏),加之制造和安装误差,偏载引起活塞和活塞杆倾斜而产生的附加阻力等因素,使液压缸能推动的实际荷重F有效总小于理论推力F 理,为此,用负载效率负载η表征它们的关系,负载η是以F 有效与F 理之比来表征的,即%100理有效负载F F =η或F有效=F 理-F 无效 (2-1) 若将式(2-1)中各力改用表压(压强)形式表示,则有2A F p 有效有效=,22A F p 理=,2A F p 无效无效= (2-2) 式中 P 有效 ——液压缸有效负载压力;P 2——液压缸工作腔压力;P 无效——液压缸无效负载压力。
所以 P 有效=P 2-P无效 (2-3) 或 P 2=P 有效+P无效 (2-4) 式(2-4)为液压缸工作压力决定于外界负载的表达式,它说明要使活塞运动,工作腔的压力P 2必须等于液压缸有效负载压力和无效负载压力之和。
图2-1 压力形成原理图 图2-2 液压缸负载效率在图2-3所示的实验装置系统中,液压缸回油路阻力可以忽略不计,即P 3=0,此时泵2出口工作压力P 1由两部分组成,一部分是从泵出口至液压缸进口的油路上各种阻力(如调速阀4,换向阀6,节流阀7,管道等)产生的压力损失之和∑△P ,另一部分就是液压缸工作腔的压力P 2,P 1=P 2+∑△P (2-5) 式(2-5)为液压泵出口工作压力决定于外界负载的表达式,它说明液压缸要获得工作压力P 2,液压泵的工作压力P 1必须等于液压缸工作腔压力和该工况下油路压刀损失∑△P 之和。
当调速阀4关闭时,泵排出的全部油液仅通过溢流阀9,10溢回油箱,泵的工作压力由溢流阀9,10的局部阻力决定,溢流阀调定后,液阻基本不变,因此P1也基本不变。
当调速阀4打开到某一开度,泵排出的油一部分供液压缸工作,多余的油仍通过阀溢回油箱,但通过阀口溢流的油必须克服调定的液阻,因此可知此时泵的出口压力P1仍基本不变。
液压缸工作中如果外界负载在变化,则P2一定随之变化,这时调速阀4将自动调节液阻即过阀的压力损失△P调,使P2+∑△P恒等于P1,即当P2增大时,△P调减小,反之亦然。
三.实验装置图2-3 液压系统中工作压力形成原理实验液压系统原理图液压系统装置原理图如图2-3。
图中吸油滤油器1的作用是保护液压泵2,防止吸油时将较大颗粒污染物吸入泵内。
单向阀3用来防止当系统不稳定时液体倒流回液压泵而损坏液压泵。
蓄能器5可以作为辅助能源,在供油量较大时与泵一起供油,且可以补偿泄漏,稳定压力,吸收液压冲击,消除液压泵的脉动。
考虑到学生做实验时没有经验,为防止系统压力过大而造成压力表等元件的损坏,系统运用了两个并联的直动溢流阀9,10,一个作为溢流阀来调定系统压力,将多余油液溢流回油箱,一个用来作为安全阀,将其调到一适当的固定值,系统压力将不会超过此固定值,从而起到保护元件的作用(下面的实验同)。
在液压缸进油路上安装调速阀,如果负载即阀的出口压力变化时,要求活塞的运动速度即过阀流量稳定,采用节流阀将达不到目的,但采用调速阀就可以满足要求。
由图2-3可知,调速阀4的进油压力就是液压泵供油压力(略去管道损失),它由溢流阀9调定后基本不变。
可以看出,调速阀的作用实质上是利用一个能自动进行调整的可变液阻(减压阀)来保证另一个固定液阻(节流阀)前后的压差基本上恒定不变。
调速阀正常工作时,一般最小应保证压力差△P min=0.4~0.5MPa。
三位四通电磁换向阀6用来切换液压缸进,回油路,左位得电,液压缸上腔为工作腔,下腔为回油腔;右位得电,液压缸下腔为工作腔,上腔为回油腔。
调节节流阀7的阀口大小,液压阻力随之改变,利用它,可以作为液压缸的液压负载。
托盘上砝码重量较大时,如果节流阀A 调节的较大,则出现抽空现象。
抽空现象在液压系统中是不允许的,改善的措施通常采用增加回油路的阻力,即增加“背压”,本装置采用了节流阀7。