溢流橋制動回路畢業(yè)論文.docVIP

畢業(yè)設(shè)計（論文）溢流橋控制液壓馬達(dá)剎車回路的動畫演示第一部分：液壓回路的結(jié)構(gòu)特點和動作特性液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間較短(0103s)；工作壓力高(可達(dá)1020MPa)，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機(jī)構(gòu)(或制動塊的壓緊機(jī)構(gòu))，而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小；機(jī)械效率較高(液壓系統(tǒng)有自潤滑作用)。液壓制動的主要缺點是過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動系效能降低，甚至完全失效。圖1、溢流橋控制液壓馬達(dá)制動回路圖全液壓制動系統(tǒng)由：充液閥、蓄能器、腳踏閥、鉗盤制動器（或其他形式的制動器），以及制動尾燈開關(guān)，壓力開關(guān)等組成。壓力油經(jīng)由充液閥向蓄能器供油后，一路進(jìn)入腳踏閥，腳踏閥實際上為一個腳踩的比例換向閥，然后進(jìn)入輪胎旁的制動器。當(dāng)制動力不夠時可由蓄能器短時供油。還有一種是氣推液形式的剎車。由發(fā)動機(jī)上的真空助力泵產(chǎn)生壓力氣體，推動剎車油缸，剎車油壺的右進(jìn)入剎車油缸，起到增力的目的，然后進(jìn)入制動器中。目前大多數(shù)制動器為碟剎，而不是鼓剎。如圖1所示：該回路是用溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路圖。該溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路結(jié)構(gòu)特點：該溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路。由一個雙向定量液壓馬達(dá)、四個單向閥、一個溢流閥、一個三位四通電磁換向閥和一臺帶有進(jìn)出油壓力顯示的液壓源泵站組成，其中電氣部分包括了控制馬達(dá)正反轉(zhuǎn)需要的兩套開關(guān)線圈指示燈線路系統(tǒng)。馬達(dá)未啟動，當(dāng)按下標(biāo)簽為L的按鍵開關(guān)（常開）時，地磁線圈A得電，意味著三位四通電磁換向閥的標(biāo)簽為A的電磁鐵得電，三位四通電磁換向閥處于左工位工作，壓力油經(jīng)液壓源泵站經(jīng)過三位四通電磁換向閥的左工位到液壓馬達(dá)的右側(cè)，由右側(cè)進(jìn)口進(jìn)入馬達(dá)，驅(qū)動馬達(dá)輸出功率，這時馬達(dá)平穩(wěn)工作。馬達(dá)未啟動，當(dāng)按下標(biāo)簽為R的按鍵開關(guān)（常開）時，地磁線圈B得電，意味著三位四通電磁換向閥的標(biāo)簽為B的電磁鐵得電，三位四通電磁換向閥處于右工位工作，壓力油經(jīng)液壓源泵站經(jīng)過三位四通電磁換向閥的右工位到液壓馬達(dá)的左側(cè)，由左側(cè)進(jìn)口進(jìn)入馬達(dá)，驅(qū)動馬達(dá)輸出功率，這時馬達(dá)也平穩(wěn)工作。當(dāng)馬達(dá)由平穩(wěn)轉(zhuǎn)動要提車時，兩個按鍵開關(guān)（常開）都斷開，電路系統(tǒng)中的兩個電磁鐵都不得電，三位四通電磁換向閥處于中位工作，壓力油經(jīng)液壓源泵站經(jīng)過三位四通電磁換向閥的中位又回到了油箱里，液壓源不做功。液壓馬達(dá)在慣性作用下有繼續(xù)轉(zhuǎn)動的趨勢，它此時所排出的高壓油經(jīng)單向閥由溢流閥限壓，另一側(cè)靠單向閥從油箱吸油。該回路中的溢流閥既限制了換向閥回中位時引起的液壓沖擊，又可以使馬達(dá)平穩(wěn)制動。適當(dāng)調(diào)節(jié)溢流閥的壓力，可以調(diào)節(jié)馬達(dá)的制動性能。該溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路運動特性：采用溢流橋可實現(xiàn)馬達(dá)的制動。當(dāng)換向閥回中位時，液壓馬達(dá)在慣性作用下有繼續(xù)轉(zhuǎn)動的趨勢，它此時所排出的高壓油經(jīng)單向閥由溢流閥限壓，另一側(cè)靠單向閥從油箱吸油。該回路中的溢流閥既限制了換向閥回中位時引起的液壓沖擊，又可以使馬達(dá)平穩(wěn)制動。還需指出，圖中溢流橋出入口的四個單向閥，除構(gòu)成制動油路外，還起到對馬達(dá)的自吸補(bǔ)油作用。第二部分：仿真動畫的制作過程 FluidSIM機(jī)電液一體化仿真分析軟件簡介：FluidSIM軟件由德國Festo公司 Didactic 教學(xué)部門和Paderborn大學(xué)聯(lián)合開發(fā)，是專門用于液壓與氣壓傳動的教學(xué)軟件，F(xiàn)uidSIM軟件分兩個軟件，其中FluidSIM-H用于液壓傳動教學(xué)，而FluidSIM-P用于氣壓傳動教學(xué)。 FluidSIM軟件的主要特征是 1）CAD功能和仿真功能緊密聯(lián)系在一起。FluidSIM軟件符合DIN電氣液壓（氣壓）回路圖繪制標(biāo)準(zhǔn)，CAD功能是專門針對流體而特殊設(shè)計的，例如在繪圖過程中，F(xiàn)luidSIM軟件將檢查各元件之間連接是否可行。最重要的是可對基于元件物理模型的回路圖進(jìn)行實際仿真，并有元件的狀態(tài)圖顯示，這樣就使回路圖繪制和相應(yīng)液壓（氣壓）系統(tǒng)仿真相一致，從而能夠在設(shè)計完回路后，驗證設(shè)計的正確性，并演示回路動作過程。 2）系統(tǒng)學(xué)習(xí)的概念。FluidSIM軟件可用來自學(xué)、教學(xué)和多媒體教學(xué)液壓（氣壓）技術(shù)知識。液壓（氣壓）元件可以通過文本說明、圖形以及介紹其工作原理的動畫來描述；各種練習(xí)和教學(xué)影片講授了重要回路和液壓（氣壓）元件的使用方法。 3）可設(shè)計和液壓氣動回路相配套的電氣控制回路。彌補(bǔ)了以前液壓與氣動教學(xué)中，學(xué)生只見液壓（氣壓）回路不見電氣回路，從而不明白各種開關(guān)和閥動作過程的弊病。電氣液壓（氣壓）回路同時設(shè)計與仿真，提高學(xué)生對電氣動、電液壓的認(rèn)識和實際應(yīng)用能力。 FluidSIM軟件用戶界面直觀，采用類似畫圖軟件似的圖形操作界面，拖拉圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，面向?qū)ο笤O(shè)置參數(shù)，易于學(xué)習(xí)，用戶可以很快地學(xué)會繪制電氣液壓（氣壓）回路圖，并對其進(jìn)行仿真。 回路系統(tǒng)的搭建制作：假定已經(jīng)安裝好了FluidSIM機(jī)電液一體化仿真分析軟件。選擇開始菜單-所有程序Festo DidacticFluidSIM-H3.5打開FluidSIM機(jī)電液一體化仿真分析軟件；單擊新建按鈕，新建了一個仿真文件。如下圖所示：按住左側(cè)元件庫中的液壓馬達(dá)圖標(biāo)，拖動到剛才新建文件的空白處，于是我們創(chuàng)建了一個雙向定量液壓馬達(dá)模型；右擊剛剛創(chuàng)建好的模型，在彈出的下拉列表中選擇旋轉(zhuǎn)90度，如下圖所示： 按住左側(cè)元件庫中的溢流閥圖標(biāo)，拖動到文件的合適位置，創(chuàng)建溢流閥模型。雙擊溢流閥模型，在彈出的溢流閥對話框中把壓力設(shè)置為12Mpa。如下圖所示： 按住左側(cè)元件庫中的n位四通換向閥圖標(biāo)，拖動到文件的合適位置，創(chuàng)建一個換向閥模型。雙擊創(chuàng)建的模型，彈出配置換向閥結(jié)構(gòu)對話框，如下圖所示： 在左端驅(qū)動中勾選彈簧復(fù)位，控制方式選擇液控電控旁邊的小三角，在下拉列表中選擇電磁鐵圖標(biāo)；右端驅(qū)動設(shè)置和左端驅(qū)動相同。閥體欄中第一個工位選擇交叉工位，第二個工位（也就是靜止位置）選擇囧型工位，第三個工位選擇平行工位，點擊確定。配置換向閥結(jié)構(gòu)對話框設(shè)置如下圖所示： 雙擊創(chuàng)建好的三位四通電磁換向閥左端電磁鐵小圓圈，在彈出的標(biāo)簽對話框中輸入字母A，同理在雙擊創(chuàng)建好的三位四通電磁換向閥左端電磁鐵小圓圈，在彈出的標(biāo)簽對話框中輸入字母B。按住左側(cè)元件庫中的單向閥圖標(biāo)，拖動到合適位置，創(chuàng)建單向閥模型，利用右鍵選擇功能和shift選擇復(fù)制功能，創(chuàng)建4個單向閥模型，注意單向閥的開口方向，單向閥的布置如下圖所示： 在溢流閥底部合適的位置創(chuàng)建一郵箱模型（方法略）。 拖動液壓源泵站到合適位置，為系統(tǒng)創(chuàng)建液壓油源模型。雙擊泵站模型，在彈出的液壓源對話框中，把工作壓力設(shè)置為12mpa點擊確定。 為了保證系統(tǒng)仿真時不出現(xiàn)錯誤信息，要求系統(tǒng)創(chuàng)建的模型各個接口處都應(yīng)該是閉合，所以，這里有必要創(chuàng)建一個壓力表模型，一來可以方便的完成閉合液壓油源的多余接口，二來，還可以提供一個回油壓力的顯示渠道。當(dāng)然在理想的仿真系統(tǒng)中，如果沒有特意設(shè)置的背壓的話，回油壓力一般是等于0的。 按住左側(cè)元件庫中的壓力表圖標(biāo)，拖動到液壓油源的合適位置，給系統(tǒng)的壓力油源設(shè)置一個回油壓力表。 至此，我們已經(jīng)創(chuàng)建好了所有的液壓部分的元件模型，如下圖所示： 系統(tǒng)的管路搭建：按照前面所述的溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路結(jié)構(gòu)特點，依次給創(chuàng)建好的液壓元件連接管路，（方法點擊各個液壓元件旁邊的小圓點，靠近時為綠色顯示，拖動到想要連接的液壓元件旁邊的小圓點上）如果管路位置不合理，還可以通過拖動的方法來改變管路的位置。 創(chuàng)建系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)：根據(jù)需要分別拖動+24伏和0伏電源電壓、兩個按鈕開關(guān)（常開）、兩個電磁線圈和兩只電燈泡到合適位置，創(chuàng)建電氣控制回路。并把這些電氣元件連接起來，構(gòu)成系統(tǒng)的電氣控制回路。雙擊左側(cè)按鈕開關(guān)在彈出的標(biāo)簽中輸入字母L，雙擊這一路上的電磁線圈，在彈出的標(biāo)簽對話框中輸入字母A；雙擊右側(cè)按鈕開關(guān)在彈出的標(biāo)簽中輸入字母R，雙擊這一路上的電磁線圈，在彈出的標(biāo)簽對話框中輸入字母B。 至此，我們完成了整個溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路的創(chuàng)建工作。如下圖所示：回路系統(tǒng)的模擬仿真： 點擊播放按鈕開始溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路的仿真。鼠標(biāo)移動到按鈕開關(guān)（常開）L附件，常按按鈕L，則系統(tǒng)工作狀態(tài)如下圖所示：鼠標(biāo)移動到按鈕開關(guān)（常開）R附件，常按按鈕R，則系統(tǒng)工作狀態(tài)如下圖所示：當(dāng)換向閥回中位時，液壓馬達(dá)在慣性作用下有繼續(xù)轉(zhuǎn)動的趨勢，它此時所排出的高壓油經(jīng)單向閥由溢流閥限壓，另一側(cè)靠單向閥從油箱吸油。該回路中的溢流閥既限制了換向閥回中位時引起的液壓沖擊，又可以使馬達(dá)平穩(wěn)制動。還需指出，圖中溢流橋出入口的四個單向閥，除構(gòu)成制動油路外，還起到對馬達(dá)的自吸補(bǔ)油作用。第三部分：制作總結(jié)通過本次溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路的制作和仿真，我們初步了解了溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路的功能和機(jī)理，并初步了解和掌握了FluidSIM機(jī)電液一體化仿真分析軟件的初步應(yīng)用。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間較短(0103s)；工作壓力高(可達(dá)1020MPa)，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機(jī)構(gòu)(或制動塊的壓緊機(jī)構(gòu))，而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量??；機(jī)械效率較高(液壓系統(tǒng)有自潤滑作用)。全液壓制動系統(tǒng)由：充液閥、蓄能器、腳踏閥、鉗盤制動器（或其他形式的制動器），以及制動尾燈開關(guān)，壓力開關(guān)等組成。壓力油經(jīng)由充液閥向蓄能器供油后，一路進(jìn)入腳踏閥，腳踏閥實際上為一個腳踩的比例換向閥，然后進(jìn)入輪胎旁的制動器。當(dāng)制動力不夠時可由蓄能器短時供油。還有一種是氣推液形式的剎車。由發(fā)動機(jī)上的真空助力泵產(chǎn)生壓力氣體，推動剎車油缸，剎車油壺的右進(jìn)入剎車油缸，起到增力的目的，然后進(jìn)入制動器中。而我們本次的制作和仿真正是針對溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路而展開的。 我們這里過創(chuàng)建的溢流橋控制的液壓馬達(dá)制動回路由一個雙向定量液壓馬達(dá)、四個單向閥、一個溢流閥、一個三位四通電磁換向閥和一臺帶有進(jìn)出油壓力顯示的液壓源泵站組成，其中電氣部分包括了控制馬達(dá)正反轉(zhuǎn)需要的兩套開關(guān)線圈指示燈線路系統(tǒng)。在壓力油泵站組成部分中，包含了保護(hù)系統(tǒng)壓力的溢流閥和檢查系統(tǒng)出油、回油壓力的監(jiān)測壓力表兩只。此外該回路還配備了電路控制驅(qū)動，有兩個按鈕開關(guān)（常開）來控制二位四通電磁換向閥電磁鐵的得電與否。采用溢流橋可實現(xiàn)馬達(dá)的制動。當(dāng)換向閥回中位時，液壓馬達(dá)在慣性作用下有繼續(xù)轉(zhuǎn)動