定压式容积节流调速回路实验装置设计
摘 要
液压基本回路是指能实现某种特定功能的液压元件的组合。任何液压系统都是由一些基本回路组成的。本文对定压式容积节流调速回路实验装置的设计进行了详细的分析设计。
首先，本文分析了简单的容积节流调速基本回路的原理，在此基础上总结出定压式容积节流调速回路系统原理图；其次，根据液压传动相关理论进行数据计算，选择合适的液压元件；再次，根据元件的安装位置及实验台设计原则，进行实验装置整体框架结构的设计；最后，对本次设计的实验台装置进行性能验算，包括压力损失的验算和系统温升校核环节。
通过相关理论数据的验算，本次设计的液压实验台装置能完成定压式容积节流调速回路实验。
关键词：液压基本回路；调速回路；实验台
Constant Pressure Type Volume Throttling Speed Control
Return Circuit Experiment Device Design
Abstract Hydraulic basic circuit refers to the combination of hydraulic components to achieve a specific function.Any hydraulic system is composed of some basic loops[1]. In this paper,the experiment device of constant pressure type volume throttling speed control circuit design has carried on the detailed analysis and design.
First of all,this article analyzes the simple volume throttling speed control circuit of the basic principle,on this basis, summed up the principle of constant pressure type volume throttling speed control circuit system diagram. Secondly, according to the theory of hydraulic drive related data calculation,choose the appropriate hydraulic components.Again, according to component design principle, installation position and test bench experiment device of the overall frame structure design. Finally, for the design of experimental device for performance check, including calculating the pressure loss and temperature rise of the system check.
Through calculating the theoretical data, the design of the hydraulic pressure test device can accomplish constant pressure type volume throttling speed control circuit experiment.
Keywords: HydraulicBasic loop; Speed control loop;test bench;
目 录
摘要 .......................................................................................................................... Ⅰ Abstract .................................................................................................................. Ⅱ 1绪论 ......................................................................................................................... 1
1.1综述 ...................................................................................................................... 1
1.2液压传动的发展史 .............................................................................................. 2
1.3课题背景 .............................................................................................................. 2
1.4本文主要研究工作 .............................................................................................. 3 2定压式容积节流调速回路实验装置设计分析 ......................................... 4
2.1回路分析 .............................................................................................................. 4
2.1.1调速基本回路 ................................................................................................. 4
2.1.2加载支路 ......................................................................................................... 5
2.2工况分析 .............................................................................................................. 5
2.3液压系统方案分析 .............................................................................................. 5
2.4绘制原理图 .......................................................................................................... 6 3液压系统参数设计 ............................................................................................. 8
3.1液压缸的设计 ...................................................................................................... 8
3.1.1液压缸参数设计 ............................................................................................. 8
3.1.2液压缸结构设计 ........................................................................................... 11
3.2液压泵装置 ........................................................................................................ 17
3.2.1液压泵设计选型 ........................................................................................... 17
3.2.2驱动电机的选型 ........................................................................................... 18
3.2.3联轴器的选型 ............................................................................................... 19
3.3油箱设计 ............................................................................................................ 19
3.3.1油箱有效容积计算 ....................................................................................... 19
3.3.2油箱组件结构设计 ....................................................................................... 20
3.4液压控制元件选型 ............................................................................................ 23 4液压辅件的选择 ............................................................................................... 25
4.1油管 .................................................................................................................... 25
4.1.1油管的作用及要求 ....................................................................................... 25
4.1.2油管的选用计算 ........................................................................................... 25
4.2管接头 ................................................................................................................ 26
4.3液压油 ................................................................................................................ 27
5实验台结构设计 ............................................................................................... 28
5.1概述 .................................................................................................................... 28
5.2实验台组件设计 ................................................................................................ 28
5.3台面设计 ............................................................................................................ 28
5.4安装面板设计 .................................................................................................... 29 6液压系统性能验算 ........................................................................................... 30
6.1调压回路性能验算 ............................................................................................ 31
6.1.1调压回路压力损失 ....................................................................................... 31
6.1.2调压回路发热温升估算 ............................................................................... 35 7液压系统的安装、调试与故障处理 .......................................................... 37
7.1液压系统的安装 ................................................................................................ 37
7.1.1液压元件的检查 ........................................................................................... 37
7.1.2液压元件与管道安装 ................................................................................... 37
7.2液压系统的调试 ................................................................................................ 38
7.3液压系统常见故障与诊断 ................................................................................ 38 8总结 ....................................................................................................................... 40 参考文献 ................................................................................................................. 41 致谢 .......................................................................................................................... 43 毕业设计（论文）知识产权声明 .................................................................. 44 毕业设计（论文）独创性声明 ....................................................................... 45
1 绪论
1.1概述
液压传动是以流体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。他们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机的组合成具有一定控制功能的传动系统。
液压传动系统涉及的内容较为抽象，不易理解，实验则是学习液压传动的重要途径。
液压传动是利用有压液体作为传动介质来传递动力或控制信号的一种传动方式，也是利用有压液体的压力进行能量传递、能量转换和能量控制的传动系统。它由能源装置、传动装置、辅助装置和执行元件组成。传动部分是机械装置的重要组成部分，起着传递运动和力的作用。传动装置的选择正确与否直接决定着实验台的性能好坏；传动方案的选择要充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、效率高、成本低、操作简单、维修方便的液压传动系统。
传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动。
流体传动是以流体为工作介质进行能量的转换、传递和控制的传动。包括液体传动和气体传动。
液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括液压传动和液力传动。
液压传动是利用液体压力势能的液体传动；液力传动则主要利用液体的动能。
液压传动区别于其他传动方式主要有如下两个特征（由于传动中液体的压力损失相对工作压力较小，为揭示液压传动的本质，在本讨论中忽略液体的压力损失和容积损失）：
特征一：力（或力矩）的传递是按帕斯卡定律（静压传递定律）进行的。其原理是把在密封容器内的液体当做静止的理想液体来看，则作用在液体上力的将以等值同时传动到液体各点。
特征二：速度或转速按“容积变化相等”的原则进行。
此处针对液压传动的基本特征说明两点：
(1) 在讨论时我们是忽略液体的压力损失和容积损失的，而事实上当管道中的流速较高时，会存在压力损失，在复杂系统中，压力在各区段也不相同，故泵的出口压力不可能等于执行元件的进口压力，但执行元件的推力（或力矩）仍是有液体的压力来传递的。在稳态下，帕斯卡定律在封闭区域中还是适用的。关于
系统的压力损失会在后面的章节中会做详细的验算。
(2) 压力取决于负载，应理解为综合阻力，此负载不仅仅是指克服执行元件的外加负载， 还包括各种流动阻力以及执行元件需要克服的与其接触的元件的摩擦阻力等。
1.2液压传动的发展概况
液压传动开始应用于18世纪末英国第一台水压机，而我国的液压技术开始于1952年，液压元件最初应用于机床和锻压设备，后来应用与工程机械。1964年我国从国外引进一些液压元件的生产技术，同时自行设计液压产品，经过多年的艰苦探索和发展，特别是引进美国、德国、日本的先进技术和设备，使我国的液压技术上了新的台阶。目前我国已经形成门类齐全的标准化、系列化、通用化的液压元件系列产品。在吸收和借鉴国外先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压元件新产品，加强产品的可靠性和新技术的应用领域，现在的国产液压元件积极采取新的国际标准，使我国现代的液压技术得到进一步发展。
液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到了愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多[4]。
1.3课题背景
近年来中国液压机械行业取得了很大的发展，但是行业发展中也存在一些问题，和国外相比仍有很大差距。中国制造业由于缺乏核心技术，贴牌生成仍然是“中国制造”普遍的生存模式。很多高端产品表面上是中国生产，其实核心技术都来自国外。为此，“十二五”明确指出必须坚持发挥市场基础性作用与政府引导推动相结合，科技创新与实现产业化相结合，深化体制改革，以企业为主体，推进产学研结合，让高端制造业成为国民经济的先导产业和支柱产业。制造业的升级和转型，对液压机械行业有着深远的影响和重大意义[5]。
我国农业、水利、能源、交通等产业的发展较快，为此需要大量机械装备以满足其发展的需要。随着工业化和自动化水平的提高，这些装备需要配套大量的高性能和高可靠性的液压传动部件。国家在对重大技术装备实行国产化的同时，也正积极鼓励和支持关键零部件的开发生产，以此增强配套能力，提高装备制造业整体水平。
液压传动由于其具有传动功率大、易于实现无级调速等优点，使得其在各类机械设备中得到了广泛的应用。在整个液压系统中，液压回路起着至关重要的作用，决定着能否实现预期的规定的功能，因此，本设计将设计液压回路实验台供实验使用，对实现机电一体化有重要意义。
定压式容积节流调速回路实验装置设计
摘 要
液压基本回路是指能实现某种特定功能的液压元件的组合。任何液压系统都是由一些基本回路组成的。本文对定压式容积节流调速回路实验装置的设计进行了详细的分析设计。
首先，本文分析了简单的容积节流调速基本回路的原理，在此基础上总结出定压式容积节流调速回路系统原理图；其次，根据液压传动相关理论进行数据计算，选择合适的液压元件；再次，根据元件的安装位置及实验台设计原则，进行实验装置整体框架结构的设计；最后，对本次设计的实验台装置进行性能验算，包括压力损失的验算和系统温升校核环节。
通过相关理论数据的验算，本次设计的液压实验台装置能完成定压式容积节流调速回路实验。
关键词：液压基本回路；调速回路；实验台
Constant Pressure Type Volume Throttling Speed Control
Return Circuit Experiment Device Design
Abstract Hydraulic basic circuit refers to the combination of hydraulic components to achieve a specific function.Any hydraulic system is composed of some basic loops[1]. In this paper,the experiment device of constant pressure type volume throttling speed control circuit design has carried on the detailed analysis and design.
First of all,this article analyzes the simple volume throttling speed control circuit of the basic principle,on this basis, summed up the principle of constant pressure type volume throttling speed control circuit system diagram. Secondly, according to the theory of hydraulic drive related data calculation,choose the appropriate hydraulic components.Again, according to component design principle, installation position and test bench experiment device of the overall frame structure design. Finally, for the design of experimental device for performance check, including calculating the pressure loss and temperature rise of the system check.
Through calculating the theoretical data, the design of the hydraulic pressure test device can accomplish constant pressure type volume throttling speed control circuit experiment.
Keywords: HydraulicBasic loop; Speed control loop;test bench;
目 录
摘要 .......................................................................................................................... Ⅰ Abstract .................................................................................................................. Ⅱ 1绪论 ......................................................................................................................... 1
1.1综述 ...................................................................................................................... 1
1.2液压传动的发展史 .............................................................................................. 2
1.3课题背景 .............................................................................................................. 2
1.4本文主要研究工作 .............................................................................................. 3 2定压式容积节流调速回路实验装置设计分析 ......................................... 4
2.1回路分析 .............................................................................................................. 4
2.1.1调速基本回路 ................................................................................................. 4
2.1.2加载支路 ......................................................................................................... 5
2.2工况分析 .............................................................................................................. 5
2.3液压系统方案分析 .............................................................................................. 5
2.4绘制原理图 .......................................................................................................... 6 3液压系统参数设计 ............................................................................................. 8
3.1液压缸的设计 ...................................................................................................... 8
3.1.1液压缸参数设计 ............................................................................................. 8
3.1.2液压缸结构设计 ........................................................................................... 11
3.2液压泵装置 ........................................................................................................ 17
3.2.1液压泵设计选型 ........................................................................................... 17
3.2.2驱动电机的选型 ........................................................................................... 18
3.2.3联轴器的选型 ............................................................................................... 19
3.3油箱设计 ............................................................................................................ 19
3.3.1油箱有效容积计算 ....................................................................................... 19
3.3.2油箱组件结构设计 ....................................................................................... 20
3.4液压控制元件选型 ............................................................................................ 23 4液压辅件的选择 ............................................................................................... 25
4.1油管 .................................................................................................................... 25
4.1.1油管的作用及要求 ....................................................................................... 25
4.1.2油管的选用计算 ........................................................................................... 25
4.2管接头 ................................................................................................................ 26
4.3液压油 ................................................................................................................ 27
5实验台结构设计 ............................................................................................... 28
5.1概述 .................................................................................................................... 28
5.2实验台组件设计 ................................................................................................ 28
5.3台面设计 ............................................................................................................ 28
5.4安装面板设计 .................................................................................................... 29 6液压系统性能验算 ........................................................................................... 30
6.1调压回路性能验算 ............................................................................................ 31
6.1.1调压回路压力损失 ....................................................................................... 31
6.1.2调压回路发热温升估算 ............................................................................... 35 7液压系统的安装、调试与故障处理 .......................................................... 37
7.1液压系统的安装 ................................................................................................ 37
7.1.1液压元件的检查 ........................................................................................... 37
7.1.2液压元件与管道安装 ................................................................................... 37
7.2液压系统的调试 ................................................................................................ 38
7.3液压系统常见故障与诊断 ................................................................................ 38 8总结 ....................................................................................................................... 40 参考文献 ................................................................................................................. 41 致谢 .......................................................................................................................... 43 毕业设计（论文）知识产权声明 .................................................................. 44 毕业设计（论文）独创性声明 ....................................................................... 45
1 绪论
1.1概述
液压传动是以流体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。他们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机的组合成具有一定控制功能的传动系统。
液压传动系统涉及的内容较为抽象，不易理解，实验则是学习液压传动的重要途径。
液压传动是利用有压液体作为传动介质来传递动力或控制信号的一种传动方式，也是利用有压液体的压力进行能量传递、能量转换和能量控制的传动系统。它由能源装置、传动装置、辅助装置和执行元件组成。传动部分是机械装置的重要组成部分，起着传递运动和力的作用。传动装置的选择正确与否直接决定着实验台的性能好坏；传动方案的选择要充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、效率高、成本低、操作简单、维修方便的液压传动系统。
传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动。
流体传动是以流体为工作介质进行能量的转换、传递和控制的传动。包括液体传动和气体传动。
液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括液压传动和液力传动。
液压传动是利用液体压力势能的液体传动；液力传动则主要利用液体的动能。
液压传动区别于其他传动方式主要有如下两个特征（由于传动中液体的压力损失相对工作压力较小，为揭示液压传动的本质，在本讨论中忽略液体的压力损失和容积损失）：
特征一：力（或力矩）的传递是按帕斯卡定律（静压传递定律）进行的。其原理是把在密封容器内的液体当做静止的理想液体来看，则作用在液体上力的将以等值同时传动到液体各点。
特征二：速度或转速按“容积变化相等”的原则进行。
此处针对液压传动的基本特征说明两点：
(1) 在讨论时我们是忽略液体的压力损失和容积损失的，而事实上当管道中的流速较高时，会存在压力损失，在复杂系统中，压力在各区段也不相同，故泵的出口压力不可能等于执行元件的进口压力，但执行元件的推力（或力矩）仍是有液体的压力来传递的。在稳态下，帕斯卡定律在封闭区域中还是适用的。关于
系统的压力损失会在后面的章节中会做详细的验算。
(2) 压力取决于负载，应理解为综合阻力，此负载不仅仅是指克服执行元件的外加负载， 还包括各种流动阻力以及执行元件需要克服的与其接触的元件的摩擦阻力等。
1.2液压传动的发展概况
液压传动开始应用于18世纪末英国第一台水压机，而我国的液压技术开始于1952年，液压元件最初应用于机床和锻压设备，后来应用与工程机械。1964年我国从国外引进一些液压元件的生产技术，同时自行设计液压产品，经过多年的艰苦探索和发展，特别是引进美国、德国、日本的先进技术和设备，使我国的液压技术上了新的台阶。目前我国已经形成门类齐全的标准化、系列化、通用化的液压元件系列产品。在吸收和借鉴国外先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压元件新产品，加强产品的可靠性和新技术的应用领域，现在的国产液压元件积极采取新的国际标准，使我国现代的液压技术得到进一步发展。
液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到了愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多[4]。
1.3课题背景
近年来中国液压机械行业取得了很大的发展，但是行业发展中也存在一些问题，和国外相比仍有很大差距。中国制造业由于缺乏核心技术，贴牌生成仍然是“中国制造”普遍的生存模式。很多高端产品表面上是中国生产，其实核心技术都来自国外。为此，“十二五”明确指出必须坚持发挥市场基础性作用与政府引导推动相结合，科技创新与实现产业化相结合，深化体制改革，以企业为主体，推进产学研结合，让高端制造业成为国民经济的先导产业和支柱产业。制造业的升级和转型，对液压机械行业有着深远的影响和重大意义[5]。
我国农业、水利、能源、交通等产业的发展较快，为此需要大量机械装备以满足其发展的需要。随着工业化和自动化水平的提高，这些装备需要配套大量的高性能和高可靠性的液压传动部件。国家在对重大技术装备实行国产化的同时，也正积极鼓励和支持关键零部件的开发生产，以此增强配套能力，提高装备制造业整体水平。
液压传动由于其具有传动功率大、易于实现无级调速等优点，使得其在各类机械设备中得到了广泛的应用。在整个液压系统中，液压回路起着至关重要的作用，决定着能否实现预期的规定的功能，因此，本设计将设计液压回路实验台供实验使用，对实现机电一体化有重要意义。