鏟運機液壓系統(tǒng)試驗臺的設計

1、目 錄前 言21 鏟運機液壓系統(tǒng)的概述21.1 鏟運機的概述21.1.1 鏟運機的特點31.1.2 鏟運機的應用31.1.3 幾種典型的鏟運機31.2 液壓的概述41.2.1 液壓的特點41.2.2 液壓的應用51.2.3 液壓傳動的基本原理52 試驗方法和試驗項目52.1 試驗項目52.2 試驗方法63 試驗臺系統(tǒng)組成元件63.1 動力元件的選擇63.1.1 電動機選取原則63.1.2 電動機的容量73.1.3 確定電動機的轉速73.2 油箱的確定83.2.1 油箱設計要點83.2.2 油箱容量的確定93.3 濾油器的選擇103.3.1 安裝方式103.3.2 過濾器的選擇103.4 制動裝

2、置的選取123.4.1 制動系統(tǒng)的分類123.4.2 制動系統(tǒng)基本原理133.4.3 增壓回路143.4.4 制動器主要零件的結構設計153.4.5 系統(tǒng)動態(tài)特性分析163.5 蓄能器的選取163.5.1 蓄能器的用途163.5.2 蓄能器的分類173.5.3 蓄能器的安裝173.6 輸油管的選擇183.7 儀表的選取193.8 聯軸器的選取193.8.1 聯軸器選擇原則193.8.2 聯軸器型號尺寸的選擇203.9 液壓油的選取203.10 試驗臺底座和支架213.10.1 試驗臺分類213.10.2 試驗臺的基本要求213.10.3 支架214 試驗臺系統(tǒng)及工作原理224.1 試驗臺系統(tǒng)2

3、24.1.1 基本概念224.1.2 液壓試驗中的加載方法234.1.3 油溫的控制234.1.4 液壓試驗中噪聲的防控244.2 試驗臺工作原理254.2.1 液壓泵的性能試驗油路及方法254.2.2 液壓馬達的性能試驗油路及方法264.4 試驗臺元件布局274.4.1 液壓源274.4.2 油箱與液壓泵、試驗臺的布置274.5 試驗系統(tǒng)液壓傳動裝置274.5.1 補油泵284.5.2 變量泵和變量馬達284.5.3 變量泵手動排量控制裝置和變量馬達電控排量控制裝置294.5.4 靜液壓傳動工作原理29小 結29參考文獻30致 謝32鏟運機液壓系統(tǒng)試驗臺的設計摘要：本文進行了鏟運機液壓系統(tǒng)試

4、驗臺的設計。對試驗臺系統(tǒng)及其工作原理做了詳細具體的描述，介紹了試驗臺各個元件，對電動機、油箱、制動系統(tǒng)的工作原理和選取原則做了詳細闡述。本試驗臺用來測試液壓泵和液壓馬達的壓力是否符合工作需要，結構簡單緊湊，操作方便，測試簡單可靠。關鍵詞：液壓系統(tǒng)；試驗臺；壓力測試；元件選??；集成塊Study of the Hydraulic System of Test Board on the ScrapersAbstract:The hydraulic test board of scraper is designed .The test board system and working principl

5、e are described in detail . The elements of the test board are introduced, specifically the working principle and the selecting principles of electric motor, filler tank and the brake system are explained in detail .The test board is used to test the compressive force of the hydraulic pump and the h

6、ydraulic motor . The structure is simple and dense. The manipulation is easy and the test is simple and reliable.Key words: hydraulic system; test board ; pressure measurement;component selection;integrated module前 言采礦機械行業(yè)對鏟運機的需求量越來越大，質量要求越來越嚴格，而其中的液壓系統(tǒng)更是顯得極其重要?？紤]到具體實踐中，一貫的做法是先把液壓元件安裝到整機中，然后對整機進行試驗，

7、如果此時發(fā)現液壓泵和液壓馬達不能提供工程所需要的壓力，那么只能將液壓泵和液壓馬達拆卸下來，重新換裝新的液壓泵和液壓馬達。這樣不僅耽誤了發(fā)貨的時間，也浪費了工人們的勞動，從而影響了企業(yè)效益。對于不是專門生產液壓元件的山東黃金集團，傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)試驗臺在價格和用途上不適合具體企業(yè)的具體需要和承受能力。為此作者根據對液壓試驗臺的研究和應用經驗，設計、研制了一套節(jié)能、高效液壓試驗臺，既可以實現液壓系統(tǒng)的快速檢測，又能達到節(jié)能降耗目的，能夠取得良好效果。本課題所研究的即為檢驗液壓系統(tǒng)的試驗臺，包括試驗臺系統(tǒng)及其工作原理，液壓系統(tǒng)組成元件比如電動機、油箱、制動裝置等的工作原理和選取原則等。試驗臺的平臺底座的

8、設計是本課題研究的重點，這關系到液壓元件的合理布局和整個試驗臺是否能夠試驗檢驗的目的。本課題的目的就是實現各種液壓元件的集成和合理布局，以達到檢測液壓泵和液壓馬達壓力是否能夠達到要求的目的。另外，制動裝置的選取也是非常關鍵，一是要實現輸出軸的制動，另外還要實現壓力表壓力數值的緩慢增加，這都關系到試驗的成功程度。在設計集成塊時，要考慮到安裝在上面的液壓元件的位置置放的合理性，內部管道要避免出現干涉現象，在保證各種要求的情況下，盡量做到實用、美觀。1 鏟運機液壓系統(tǒng)的概述隨著鏟運機在工程建設中的地位越來越重要，鏟運機液壓系統(tǒng)的重要性也越來越明顯。由于工作環(huán)境比較惡劣，鏟運機的故障問題也日益突出。如

9、今國內從事液壓系統(tǒng)專業(yè)的技術人員還有很大缺口，測試設備也不完善，與國外還有很大差距。所以鏟運設備在國內還有很大市場前景。1.1 鏟運機的概述鏟運機，包括車輪、牽引梁、車架、液壓裝置、帶鏟土機構的鏟斗、支架機構和車架升降調整機構等。在工業(yè)快速發(fā)展的今天，采礦業(yè)占有越來越重要的地位，其中對鏟運設備的需求也是越來越多。在今天大大小小的礦山上、礦井下，隨處可見鏟運設備，而鏟運機在其中發(fā)揮著舉足輕重的地位。圖1 鏟運機 鏟運機的特點鏟運機，屬于一種鏟土、運土一體化機械。本發(fā)明的要點，是設計了一個由斗體、鏟刃、破土刀、轉動擋板、滑動擋板組成的帶鏟土機構的鏟斗和由前支桿、個側支桿、擋板支桿組成的支架機構。轉

10、動擋板和滑動擋板設置在斗體開口處，兩者之間由合頁聯結，合頁的兩端出軸插入斗體前端的滑槽內，可沿滑槽移動。鏟刃焊固在斗體底的前端，破土刀焊固在鏟刃上。支架機構用以控制滑動擋板和轉動擋板的升降。本發(fā)明結構簡單，施工效率高，適用于修河筑壩和水災后清除淤泥等。 鏟運機的應用現在國內常見的鏟運機有電運和柴油二種，電動即有一套卷纜系統(tǒng)，可自行伸縮，成本比柴油鏟運機低，而且又環(huán)保，柴油鏟運機大多使用道依茨柴油機。鏟運機根據鏟斗的體積，又分為1立方，1.5立方，2立方，3立方等，這些比較常見，也有6立方左右的，大多為進口產品。在土方工程中，鏟運機常應用于大面積場地平整，開挖大型基坑、填筑堤壩和路基等，最適宜于

11、開挖含水量不超過27%的松土和普通土。 幾種典型的鏟運機金04型電動鏟運機是在吸收國外同類產品技術的基礎上，結臺我國中小型井下礦山的實際狀況，井總結我礦設計與制造金0.75型電動鏟運機經驗的基礎上，經過技術創(chuàng)新，自行研制成功的。該機具有結構緊湊，布局合理，操作方便，制動安全可靠，鏟裝靈活高效，運輸速度快，能耗低，無污染等優(yōu)點。主要適用于中小型井下礦山小規(guī)格巷道的掘進與緩薄、窄脈礦體的采礦作業(yè)。通過性能測試和工業(yè)試驗，于l999年4月通過了省級技術鑒定。與會專家一致認為：該機填補了國內中小型礦山鏟運機的空白，屬國內首創(chuàng)其整機技術性能達到國際同類產品水平。WJ-0.75內燃機鏟運機是以柴油機為動力

12、的膠輪、鉸接、鏟斗前置、正裝正卸式鏟運機。該機采用靜液壓機械傳動，四輪驅動，前后機架中央鉸接。全液壓轉向等先進技術，可以單人單機獨立進行裝、運、卸作業(yè)，適用于階段崩落法、空場法、房柱法、留礦法、分層充填法等采礦法的出和巷道掘進出渣，要求運行凈空斷面不小于2.4×2.4m。該機具有結構緊湊、操作方便、機動靈活、作業(yè)成本低、生產效率高等特點，采用Duetz低污染發(fā)動機，加上機外二次凈化裝置，廢氣污染低，是中小型地下礦山或地下工程更新換代的高效節(jié)能新型設備。1.2 液壓的概述液壓傳動是用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動并稱為流體傳動，是根據17世紀帕斯卡提

13、出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術，是工農業(yè)生產中應用廣泛的技術1。 液壓的特點液壓傳動的優(yōu)點（1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內平穩(wěn)的自動調節(jié)牽引速度，并可實現無極調速； （3）換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現工作機構旋轉和直線往復運動的轉換； （4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制； （5）由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （6）操縱控制簡便，自動化程度高； （7）容易實現過載保護。液壓傳動的缺點 （1）使用液壓傳動對維護的

14、要求高，工作油要始終保持清潔； （2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復雜，成本較高； （3）液壓元件維修較復雜，且需有較高的技術水平； （4）用油做工作介質，在工作面存在火災隱患； （5）傳動效率低。 液壓的應用液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門新興技術。由于液壓傳動具有許多的優(yōu)點，在國民經濟各個部門獲得了廣泛應用。液壓傳動是機械設備中發(fā)展速度最快的技術之一。隨著機電一體化技術的發(fā)展，現代液壓技術與微電子技術、計算機技術及傳感技術機緊密結合，進入了一個新的發(fā)展階段。液壓傳動當前應用于很多領域，主要包括1) 工業(yè)機械。包括應用于鍛壓機械、注塑機、擠壓機、冶金機械、礦山機械、包裝機械、機床、加工中

15、心、試驗機以及其他生產設備等，國際上一般稱為工業(yè)液壓技術。 2） 行走機械，包括應用于工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車以及其它可移動設備等，一般稱為行走機械液壓技術。3) 航空及航天。包括應用于飛機、宇宙飛船及衛(wèi)星發(fā)射裝置等，一般稱為航空航天液壓技術。4) 船艦（艇）。包括應用于傳播、艦艇中的甲板機械、操作系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等，一般稱為船舶液壓技術。5) 海洋開發(fā)工程。包括應用于海洋開發(fā)平臺、海底鉆探、海洋工作機械、水下作業(yè)工具等，一般稱為海洋工程液壓技術。6) 液壓傳動在閥門行業(yè)也得到很大的應用，如閥門的機床制造加工設備、閥門液壓試驗設備、閥門的液壓傳動裝置等1。 液壓傳動的基本原理液壓傳動的

16、基本原理是在密閉的容器內，利用有壓力的油液作為工作介質來實現能量轉換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 液壓傳動是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：在密閉環(huán)境中，向液體施加一個力，這個液體會向各個方向傳遞這個力！力的大小不變！ 液壓傳動就是利用這個物理性質，向一個物體施加一個力，利用帕斯卡原理使這個力變，從而起到舉起重物的效果2。2 試驗方法和試驗項目根據本次設計的目的，需要對液壓泵和液壓馬達的壓力指標進行測試。2.1 試驗項目根據生產的實際需要，考慮到具體實踐中，一貫的做法是把液壓元件安裝到整機中，然后對整機進行試

17、驗，如果此時發(fā)現液壓泵和液壓馬達不能提供工程所需要的壓力，那么只能將液壓泵和液壓馬達拆卸下來，重新換裝新的液壓泵和液壓馬達。這樣不僅耽誤了發(fā)貨的時間，也浪費了工人們的勞動，從而影響企業(yè)效益。為了避免類似情況的發(fā)生，減少不必要的損失，需要對液壓泵和液壓馬達的壓力性能進行測試，以達到在裝機以前檢查出液壓元件存在的缺陷的目的。2.2 試驗方法本設計專門針對液壓泵和液壓馬達的壓力指標進行測試，針對性強，操作方便，結構簡單，效果明顯。用于測試的方法也非常簡單，工作原理和原理圖也很簡單明了。測試方法簡單描述為：利用電動機提供試驗臺工作所需要的強大動力，帶動液壓泵工作，液壓泵從油箱中吸油，中間利用濾油器對液

18、壓油進行過濾，液壓泵通過輸油管和液壓馬達相連，液壓油通過油管進入到液壓馬達，帶動液壓馬達工作，中間并通過補油泵進行泄露補充和為制動液壓系統(tǒng)提供液壓油。液壓馬達輸出強大扭矩，并通過聯軸器將扭矩傳遞到分動箱，經過二級傳動傳遞到輸出軸。在輸出軸上安裝有液壓制動裝置，對輸出軸進行制動。在液壓泵和液壓馬達的進出口分別裝有一個壓力表，可以對液壓油的壓力進行測量，檢測壓力是否能夠達到工程要求。如果液壓泵和液壓馬達能夠提供足夠的壓力，則該液壓泵和液壓馬達合格，否則不合格，并通知原廠進行退換。3 試驗臺系統(tǒng)組成元件3.1 動力元件的選擇 電動機選取原則在液壓試驗系統(tǒng)中，液壓泵對驅動裝置的要求，除了與一般油源泵一

19、樣要具有足夠的功率和穩(wěn)定的轉速匹配之外，作為實驗對象，還需要有許多其它方面的要求，如轉速的調節(jié)范圍要寬，轉速的保持精度要高，過載能力要強等等。具體的選用原則如下：輸出功率一定要滿足被試泵的要求，并具有一定的過載能力；轉速隨負載的變化要小，即動力源的機械特性要好，調節(jié)應方便；噪聲小，使用可靠，壽命長；對自動化試驗的適應性強；成本要低，保養(yǎng)維護方便；外形尺寸、重量和占地面積要小。在泵的規(guī)格表中，一般同時給出額定工況（額定壓力、轉速、排量或流量）下泵的驅動功率，可按此直接選擇電動機。本實驗臺是用來測試液壓泵和液壓馬達，兩者所帶的功能參數中包括驅動功率等。三相異步電動機直接驅動液壓泵供油，是最簡單的形

20、式。三相異步電動機有一定剛度的機械特性，啟動容易，價格便宜，是常用的動力裝置。這種電動機具有效率高、節(jié)能、堵轉轉矩高、能防止灰塵鐵屑或其它雜物侵入電機內部等特點，可用在灰土飛揚、水飛濺的環(huán)境，在比較潮濕及有輕微腐蝕性氣體的環(huán)境中防護性也較佳。對于經常啟動、制動和翻轉的場合（如鏟運機等），及要求電動機轉動慣量小和過載能力大的場合，應選用其中的冶金用三相異步電動機YZ型（籠型）或YZR（繞線型）3。 電動機的容量電動機的容量（功率）選的合適與否，對電動機的工作和經濟型都有影響。容量小于工作要求，則不能保證工作機的正常工作或使電動機長期過載而過早損壞；容量過大則電動機價格高，能力又不能充分利用，由于

21、經常不滿載運行，效率和功率因數都較低，增加電能消耗，造成很大浪費。電動機的容量主要根據電動機運行時的發(fā)熱條件來決定。電動機的發(fā)熱與其運行狀態(tài)有關。本實驗臺設計的工作條件屬于短時運行，通常無需檢驗發(fā)熱和啟動力矩。所以電動機功率為式中：Pd工作機實際所需要電動機的輸出功率，KW； Pw工作機所需輸入功率，KW; -電動機至工作機之間傳動裝置的總效率。 = 39.3 KW式中：T工作機的阻力矩，N·m; n工作機的轉速，r/min;傳動裝置的總效率應為組成傳動裝置的各部分運動副效率之乘積，即： =0.96其中：分別為每個傳動副、每對軸承、每個聯軸器的效率。 確定電動機的轉速額定功率相同的同

22、一類型異步電動機一般有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等多種同步轉速選用。當選用低轉速電動機時，因級數較多而外廓及重量較大，故價格較高，但可減少傳動裝置的總傳動比及外形尺寸；當選用高轉速電動機時，則相反。按照工作機的轉速要求和傳動裝置中各級傳動的合理傳動比范圍，可以推算出電動機轉速的可選范圍，推算公式如下 n=() r/min =0.96×1500 =1440 r/min式中：-工作機的轉速，r/min; 、-各傳動副合理傳動比范圍； n電動機可選轉速范圍，r/min。選定電動機的轉速和容量后，即可在電動機產品目錄中查出其型號、性能參數和主

23、要尺寸。再依據公司具體情況、條件以及試驗臺的特殊需要，故選用45KW異步電動機，額定轉速為1480r/min，機座號225M。H=225mm,A=356mm,B=311mm,HA=28mm,LC=998mm,AB=455mm,E=140mm,D=65mm，螺栓直徑M16,BB=410mm,HD=545mm,L=850mm4。圖2 電動機示意圖3.2 油箱的確定根據系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積、形式和附件，以使油箱充分發(fā)揮作用。 油箱設計要點油箱在系統(tǒng)中的主要功能是4：·貯存供油系統(tǒng)工作循環(huán)所需的油量；·散發(fā)系統(tǒng)工作過程中產生的一部分熱量；·促進油液中的空氣分

24、離機消除泡沫；·為系統(tǒng)提供原件的安裝位置。油箱的類型有很多分類方式，主要有1)按照油箱液面與大氣是否相通，可分為開式油箱和閉式油箱。閉式油箱又分為隔離式和充氣式油箱。選用開式油箱，油箱內的液面與大氣相通。為了減少油液的污染，在油箱蓋上設置空氣濾清器，使大氣與油箱內的空氣經過濾清器相通。2）按照油箱的形狀可分為矩形油箱和圓筒形油箱。為了便于制造、又能充分利用空間，選用矩形油箱。3）按照液壓泵與油箱相對安裝位置不同可分為上置式，下置式和旁置式三種。由于系統(tǒng)的流量和油箱的容積較大，且需要給多臺液壓泵供油，所以選用旁置式油箱。旁置式油箱使油箱內液面高于泵的吸油口，從而使液壓泵具有較好的吸油效

25、果。設計時，在泵的吸油口與油箱之間的管路上設置一個手動截止閥，便于液壓泵維修或拆卸時防止油箱的油外流。根據實際需要，選擇閉式矩形旁置式油箱5。 油箱容量的確定油箱的容量是油箱的最基本參數。油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的3-5倍。對于安裝位置受到限制的行走機械和設置冷卻裝置的設備，油箱的容積可選擇偏小值，對于固定設備，空間位置不受限制及沒有冷卻裝置，依靠油箱散熱的設備，則應選擇偏大值6。采用定量泵或不帶壓力補償的變量泵時，油箱的容量至少要大于泵每分鐘排出體積的3倍以上。當采用帶壓力補償的變量泵時，應盡量提供至少為系統(tǒng)每分鐘所需油液體積的平均值三倍的油箱容量。本設計需要補油泵提供系統(tǒng)

26、泄露和液壓制動所需要的液壓油。7另外，當液壓系統(tǒng)需要巔峰流量時，對應的油箱面正好下降到最低點，此時，液面還應高于泵的吸油口75mm或1.5倍管徑，二者中取大值。當液壓系統(tǒng)處于最大回油量時，油箱液面達到最高位，此時油箱內還應有10%的儲備容量（液面以上的空氣體積），以便形成與大氣接觸的自由液面，供熱膨脹和空氣從液體中分離之用。油箱容量的標準：油箱的容量選定應符合GB2876-81<液壓泵站油箱公稱容量系列>。所以，選用200L的開式矩形旁置式油箱，尺寸為800×500×500mm。另外，為了隨時顯示油箱中任意一位置的油面值，在油箱的側壁及便于觀察的位置上，裝上一個

27、能目視的透明的液壓計，在此液位計上刻出上、下液面限位線。因為本液壓系統(tǒng)比較簡單，沒必要裝液壓發(fā)訊裝置，所以只選用安裝簡易液位顯示計YWZ-1508。 圖3 油箱的立體圖3.3 濾油器的選擇過濾器是液壓系統(tǒng)中重要元件。它可以清除液壓油中的污染物，保持油液清潔度，確保系統(tǒng)元件工作的可靠性。 安裝方式過濾器在系統(tǒng)中的安裝有三種形式91） 裝在液壓泵吸油管路上，保護液壓泵，保證回油箱的油液是清潔的，可用作低壓過濾器。2） 裝在供油管路上，保護液壓泵以外的其它液壓元件。連續(xù)濾除油液中的雜質，對濾除油中全部雜質有利，需要增加一臺液壓泵，用于大型液壓系統(tǒng)。3）裝在輔助泵的輸油路上。一些閉式液壓系統(tǒng)的輔助油路

28、，輔助液壓泵工作壓力低，一般只有0.5-0.6Mpa。將精過濾器裝在輔助泵的輸油管路上，保證雜質不進入主油路的液壓元件。本設計選用第一種安裝方式。 過濾器的選擇基本要求10：1）過濾精度應滿足液壓系統(tǒng)的要求；2）具有足夠大的過濾能力，壓力損失?。?）濾芯及外殼應有足夠的強度，不致因油壓而破壞；4）有良好的抗腐蝕性，不會對油液造成化學的或機械的污染；5）在規(guī)定的工作溫度下，能保持性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性；6）清洗維護方便，更換濾芯容易。一般來說，選用高精度過濾器可以提高液壓系統(tǒng)工作可靠性和元件壽命；但是過濾器的過濾精度越高，濾芯堵塞越快，濾芯清洗或更換周期就越短，成本也越高。所以，在選擇過濾器時

29、應根據具體情況合理地選擇過濾精度，以達到所需的油液清潔度。由于本設計屬于中等污染侵入率以及正常維護的狀況，油液目標清潔度ISO4406選為18/1419/15之間，過濾精度x選為1020之間。濾油器尺寸的確定12:濾油器的尺寸與通過流量有著對應的關系。通常是根據液壓系統(tǒng)的流量確定濾油器的流量，從而確定濾油器的尺寸。在選擇濾油器尺寸時，主要參考制造廠產品樣本提供的技術參數。國產濾油器型號表明公稱流量以供選用。國外濾油器產品一般用無量綱的公稱流量值來表征濾油器的尺寸。公稱流量是在給定的條件下的流量值，一定尺寸或公稱流量的濾油器，對于不同粘度的油液和不同過濾精度的濾芯，其允許通過的流量是不同的。濾油

30、器尺寸應根據濾油器的最大流量確定。對于液壓缸傳動系統(tǒng)的回油路濾油器，需考慮液壓缸活塞與活塞桿的面積比，濾油器的通過流量應按回程時的流量來確定。此外，在確定濾油器尺寸時還需考慮濾芯的使用壽命。為了避免頻繁更換濾芯，一般應根據環(huán)境污染狀況和對污染進入的控制能力，適當增大濾油器的尺寸。其中，系統(tǒng)外濾油器裝置時指位于液壓系統(tǒng)主回路之外，對油箱內油液進行外循環(huán)過濾的裝置。它主要用于污染嚴重的液壓系統(tǒng)，或變量泵系統(tǒng)小流量下過濾效率低的情況。系統(tǒng)濾油裝置與系統(tǒng)主回路濾油器相結合，可以獲得很好的過濾效果。本實驗臺的工作壓力大約為16MPa，可以選用吸油濾油器與主回路壓力濾油器相結合，可以獲得很好的過濾效果。圖

31、4 濾油器類型及安裝位置選用粗濾油器WU-160X80S和精濾油器ZU-H100X10S。 圖5 ZU系列高壓管路濾油器3.4 制動裝置的選取制動系統(tǒng)是機械上用以使外界在機械某些部分施加一定的力，從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置。制動系統(tǒng)能夠使機械按照工作人員的要求進行制動，保證機械運行安全。 制動系統(tǒng)的分類按制動系統(tǒng)的作用 制動系統(tǒng)可分為行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應急制動系統(tǒng)及輔助制動系統(tǒng)等。用以使旋轉裝置降低速度甚至停止轉動的制動系統(tǒng)稱為行車制動系統(tǒng)；在行車制動系統(tǒng)失效的情況下，保證機器仍能實現減速或停車的制動系統(tǒng)稱為應急制動系統(tǒng)；用以使已停轉的機器保持原狀態(tài)不動的制動系統(tǒng)

32、則稱為駐車制動系統(tǒng)；在行車過程中，輔助行車制動系統(tǒng)降低轉速或保持轉速穩(wěn)定，但不能將機器緊急制停的制動系統(tǒng)稱為輔助制動系統(tǒng)。上述各制動系統(tǒng)中，行車制動小和駐車制動系統(tǒng)是每一臺機器必須具備的。按制動操縱能源 制動系統(tǒng)可分為人力制動系統(tǒng)、動力制動系統(tǒng)和伺服制動系統(tǒng)等。以操縱員的肌體作為唯一制動能源的制動系統(tǒng)稱為人力制動系統(tǒng)；完全靠由發(fā)動機的動力轉化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的系統(tǒng)稱為動力制動系；兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系統(tǒng)稱為伺服制動系統(tǒng)或助力制動系統(tǒng)。13按制動能量的傳輸方式 制動系統(tǒng)可分為機械式、液壓式、氣壓式、電磁式等。同時采用兩種以上傳能方式的制動系統(tǒng)稱為組合式制動系統(tǒng)。圖

33、6 制動系統(tǒng)基本原理 制動系統(tǒng)基本原理當踩下制動踏板時，在踏板處通過杠桿原理把制動力放大了3倍，再通過液壓機構驅動活塞把制動力又放大了3倍。放大以后的制動力推動活塞移動，活塞推動蹄片帶動剎車卡鉗緊緊的夾住制動碟，由蹄片與制動碟產生的強大摩擦力，讓車軸減速。這就是簡單的制動模型。通過它我們就可以理解制動系統(tǒng)的基本原理了。液壓制動系統(tǒng)一般是由供能裝置、傳動裝置、控制裝置和制動執(zhí)行元件4部分組成。供能裝置通過液壓泵、充液閥向蓄能器供油，積蓄能量；傳動裝置將制動踏板控制的動力源傳遞給制動執(zhí)行元件；控制裝置將駕駛員踩踏板的控制信號傳到控制閥上；制動執(zhí)行元件是裝在車輪上的制動器，它將傳動裝置傳來的動力變成

34、摩擦力矩。壓力表停車制動器低壓報警開關恒功率泵至轉向系統(tǒng)踏板閥前橋后橋油箱蓄能器蓄能器圖7 典型車輛全液壓制動系統(tǒng)示意圖圖7所示是典型的車輛全液壓制動系統(tǒng)的示意圖13。制動時，駕駛員踩下制動踏板，制動油液在蓄能器壓力的作用下，進入制動缸，產生制動效果。液壓制動系統(tǒng)大多采用鉗盤式或全盤式制動器。充液閥可以使蓄能器的內壓保持在最低限度。當蓄能器的內壓低于最低限度時，充液閥就會使泵向蓄能器充油，直至達到預置的壓力上限。正常制動時，由蓄能器直接向制動液壓缸供油，蓄能器充液完畢后能單獨為制動系統(tǒng)提供近十一次的有效制動。在對制動系統(tǒng)進行動態(tài)分析時，我們將不分析液壓泵對制動系統(tǒng)的影響。假設和簡化：(1)考慮

35、到制動過程中制動液流量較小、液壓管路內壁比較光滑，可以忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失；(2)忽略制動油管、液壓缸缸體的彈性變形；(3)不考慮外界對系統(tǒng)的影響；(4)不考慮制動襯塊與制動盤接觸瞬間，制動缸中油液的沖擊。本實驗臺使用液壓制動，利用補油泵提供液壓油，在補油泵的輸出管路分出一股液壓油，經過增壓回路，提供液壓力給液壓缸，推動活塞進行工作，由蹄片與制動碟的強大摩擦，實現制動。 增壓回路某一局部在一定階段，往往需要高于能源壓力，此時，就需要采用增壓回路。在鏟運機液壓系統(tǒng)，常采用增壓回路，既減少了鏟運機的體積，又降低了系統(tǒng)的能源壓力。用增壓缸實現增壓的回路，增壓倍數取決于增壓缸尺寸10。

36、 圖8 增壓回路原理圖 制動器主要零件的結構設計本實驗系統(tǒng)采用盤鉗式液壓釋放、彈簧制動裝置，包括補油泵、增壓回路、蓄能器、制動踏板、液壓缸、制動器和制動盤等。制動底板 制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應保證各安裝零件相互間的正確位置。制動底板承受著制動器工作時的制動反力矩，故應有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成型的制動底板都具有凹凸起伏的形狀。試驗臺采用可鍛鑄鐵KTH370-12的制動底板以代替鋼板沖壓的制動底板。制動盤 制動盤一般由珠光體灰鑄鐵制成，其結構形狀有平板行和禮帽形兩種。后一種的圓柱部分長度取決于布置尺寸。為了改善冷卻，本實驗的鉗盤式制動器的制動鑄成中間有徑向通風槽的雙層

37、盤，可大大增加散熱面積。制動鉗 制動鉗用球墨鑄鐵QT400-18制成，做成兩半并由螺栓聯接。其外緣留有開口，以便不必拆下制動鉗便可檢查或更換制動塊。摩擦材料 制動摩擦材料應具有高而穩(wěn)定的摩擦系數，不能再溫度升到某一數值后突然急劇下降；制動時不產生噪聲和不良氣味，應盡量采用少污染和對人體無害的摩擦材料。本實驗臺采用模壓材料，它是以石棉纖維為主并與樹脂粘結劑、調整摩擦性能的填充劑與噪聲消除劑等混合后，在高溫下模壓成型的。摩擦系數取為0.30.35。制動器間隙的調整方法及相應機構 制動盤與摩擦襯塊之間在未制動的狀態(tài)下應有工作間隙，以保證制動盤能自由轉動。盤式制動器的間隙為0.010.3mm.此間隙的

38、存在會導致踏板的形成損失，因為間隙量盡量小。另外制動器必須設有間隙調整機構14。常開式點盤制動器圖9 常開式點盤制動器 系統(tǒng)動態(tài)特性分析 有油路圖可見，此試驗油路只能試驗被試馬達單向旋轉時的性能。4.4 試驗臺元件布局對于各種不同功率的液壓元件試驗，試驗臺、液壓源的配置方法不同。 液壓源對于小功率液壓元件試驗，可把液壓源安裝在試驗臺后或臺下，因為小功率的液壓泵和電機運轉時噪聲和振動都較小。但為了不使液壓源的振動傳導實驗臺上，還是要求液壓源與試驗臺架不要剛性連接為好?？刹捎迷鲈O防振墊和軟管連接等措施。在本實驗中，對于屬于中等功率的液壓試驗臺，要求把液壓源與試驗臺分置。保證液壓源的振動傳不到臺架。

39、為了結構的緊湊和維修安裝，把液壓表統(tǒng)一至于油箱上面，電動機、濾油器等至于臺面上方。同時保證被測液壓泵和液壓馬達拆裝方便19。 油箱與液壓泵、試驗臺的布置油源泵必須從油箱中吸入油液，油箱與泵的相互位置應保證泵吸油充分，而首要條件是保證吸油管短而粗，其中的流速應限制在0.5m/s以下。若泵的自吸能力強，允許油箱安裝在泵的下面。此時應注意泵的進油口超出液面的高度應小于該泵規(guī)定的吸油高度。作為實驗裝置的主回油油液是通過管道強制回流，只不過使回油壓力稍增加一點而已。而通常像試驗臺臺面的油液、泵殼的外漏油液等都只能依靠高度差來自然流動回油的。臺面回油主要是在實驗過程中，因安裝或拆卸管路而流到臺面的油液、被

40、試對象的外漏口流出的油液、遙控調壓閥的回油油液等匯集而成。因為臺面是試驗的工作場所，經常暴漏在外面，不可避免的有工具上帶來的污物、空氣中的塵土、破碎的密封帶、棉絲等雜質混在臺面回油油液中，如果使其直接流回油箱當然是極不合適的。所以也需要通過臺面下的集油油箱先過濾和沉淀。當收集到一定數量的油液后，由回油泵抽出，再經精濾油器過濾后送回主油箱。4.5 試驗系統(tǒng)液壓傳動裝置將液壓傳動裝置由通軸式軸向柱塞變量泵、彎軸式變量馬達、補油泵、液壓泵、液壓油箱、濾油器、液壓軟管和其它附件組成。電動機通過滑塊聯軸器帶動變量泵轉動，變量泵和變量馬達之間通過管路連接，組成一個閉式系統(tǒng)，變量馬達與分動箱連接以輸出扭矩。

41、圖18 傳動系統(tǒng)原理圖1電動機；2液壓泵；3液壓馬達；4分動箱；5制動盤 補油泵補油泵裝于變量泵后端蓋內，并和變量泵相同轉速轉動。泵油泵的作用是：a) 提供補充閉式系統(tǒng)內部泄漏油，以補充內漏維持主回路的壓力。b) 為控制系統(tǒng)提供壓力油。c) 補充外部閥及輔助系統(tǒng)泄漏的損失。d) 提供油液冷卻濾清，對變量泵和變量馬達零件起冷卻作用。e) 通過主泵殼體的外接口，提供其它執(zhí)行機構的液壓源。 變量泵和變量馬達液壓油從補油泵出來經主油泵后端蓋內的兩個單向閥，一個單向閥開啟，直接進入油路中的低壓油腔，另一個單向閥在另一側主油路中由于高壓作用而關閉，形成了連續(xù)不斷的循環(huán)油流。主油泵和油馬達組成的閉式傳動回路

42、中，在主油泵端蓋有二個多功能閥和變量馬達后端蓋上裝有一個集成閥。多功能閥由兩個安全閥、一個單向閥和一個旁通閥組成。兩個安全閥一個是壓力限制器傳感閥，另一個是高壓安全閥，為了限制系統(tǒng)壓力，當壓力達到額定值時，限壓系統(tǒng)會使變量泵柱塞沖程迅速減少。一般響應時間在90毫秒左右。在突發(fā)載荷發(fā)生時，高壓安全閥也能限制系統(tǒng)壓力。壓力限制器傳感器傳感閥像是高壓安全閥的閥芯，起先導控制作用，因此，高壓安全閥在壓力限定值時，是按順序工作的。順序壓力限制器和高壓安全閥系統(tǒng)為靜液壓系統(tǒng)提供了一個先進的保護裝置。壓力限制器可防止由高壓安全閥引起的系統(tǒng)過熱，在惡劣的工況中，按順序工作的安全閥能限制壓力峰值。因為安全閥僅在

43、壓力峰值的瞬間開啟，所以開啟的時間短，系統(tǒng)產生的熱量少。旁通閥的功能是：某些情況下，泵軸不能旋轉或不希望其轉動，最為理想的是油液通過旁通閥油路使補油流量直接進入泵上的補油安全閥溢流回泵殼體。變量馬達后端蓋上的集成閥由一個三位三通換向閥、一個梭形閥和一個低壓溢流閥組成，換向閥和梭形閥組成的系統(tǒng)能保證閉式回路中的高壓油作用到變量馬達伺服缸（柱塞），使馬達斜盤改變。 變量泵手動排量控制裝置和變量馬達電控排量控制裝置手動排量控制裝置把機械的輸入信號（控制泵手柄的輸入轉角）轉變?yōu)橐簤狠斎胄盘?，從而使雙向變量斜盤旋轉，這樣，泵的排量就從一個方向的最大轉為另一個方向的最大。手動排量控制有一套機械反饋聯動機構

44、，使伺服滑閥與輸入信號和斜盤轉角成比例，從而達到平穩(wěn)可靠地無級變速20。電控排量控制裝置采用了一種電信號，使二位四通電磁閥換向。液壓油進入伺服缸，從而使斜盤發(fā)生傾斜，改變馬達的排量。 靜液壓傳動工作原理軸向柱塞變量泵通過滑塊聯軸器和電動機連接，而變量馬達與減速比為2.643的分動箱連接，前后傳動軸在分動箱和前后驅動橋之間運轉。當工人踩下前進或后退踏板時，通過機械連桿控制油泵操縱手柄向左右兩個方向擺動從而控制兩個伺服油缸改變回轉斜盤的偏向和角度。當斜盤處于垂直位置時，機器處于空擋位置，柱塞泵的九個柱塞在油泵內不作往復運動泵也就不出油，輔助泵泵出的油井供油溢流閥直接回油箱。當回油斜盤向右側偏轉時，

45、油就被送到馬達的另一端向后行駛。斜盤偏轉的角度越大，柱塞行程越大，每轉一圈所泵出的油的體積越大，油馬達轉的越快，從而前傳動軸旋轉越快。主油泵和馬達后退時的油流圖如圖516所示，前傳動軸旋轉時右腔為高壓油腔，左腔為低壓油腔，流向相反，其它油流方向不變。小 結2010年4月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到通過實習慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設計終于落下了帷幕。回想這段日子的經歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設計的過程中，我擁有了無數難忘的回憶和收獲。畢業(yè)設計是大學時代的最后一門課程，我

46、們每一個人都是十分認真的完成的。畢業(yè)設計和一般的作業(yè)及課程設計不一樣，需要更深入的研究，更透徹的分析，更明確的闡述，和更廣泛的專業(yè)知識及較強的動手實踐能力。這幾樣能力缺一樣都是無法順利完成畢業(yè)設計的。一開始，我對這個課題不是很了解，也不從下手。因為這個課題和我以后的工作內容關系很大，所以我特意提前到公司報到，邊實習邊了解這個課題。再加上輔導老師馮老師的耐心講解，和工廠師傅的詳細示范，終于了解了這個課題的內容和目標，為做好這次畢業(yè)設計奠定了扎實的基礎。本次設計的主要目的就是實現各種液壓元件的集成和合理布局，以達到檢測液壓泵和液壓馬達壓力是否能夠達到要求的目的。另外，制動裝置的選取和載荷的加載方式也是非常關鍵，這關系到試驗的成功程度。涉及的知識面非常廣泛，由于自身知識的局限性，液壓泵和液壓馬達詳細的工作原理部分只是做了大概的介紹，其中很多的不足還需要在以后的學習和工作中繼續(xù)研究，提高自己的知識量。我不會忘記這難忘的幾個月