第五章习题答案 5-1 填空题 1.液压控制阀按连接方式不同，有（管式）、（板式及叠加式）、（插装式）三种连接。 2.单向阀的作用是（允许油液单方向通过），正向通油时应（压力损失要小），反向时（密封性要好）。 3.按阀芯运动的控制方式不同，换向阀可分为（手动）、（机动）、（电动或电磁）、（液动）和（电液动）换向阀。 4.电磁换向阀的电磁铁按所接电源的不同，可分为（直流电）和（交流电）两种。 5.液压系统中常见的溢流阀按结构分有（直动式）和（先导式）两种。前者一般用于（低压），后者一般用于（中、高压）。 6.压力继电器是一种能将（压力信号）转换为（电信号）的能量装置。 5-2 判断题 1.高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。（×） 2.节流阀和调速阀分别用于节流和调速，属于不同类型的阀。（×） 3.当顺序阀的出油口与油箱接通时，即成为卸荷阀。（×） 4.顺序阀和溢流阀在某些场合可以互换。（√） 5.背压阀是一种特殊的阀，不可用其它阀代替。（×） 6.通过节流阀的流量与节流阀的通流面积成正比，与阀两端的压力差大小无关。（×） 5-3 问答题 1.什么是三位换向阀的“中位机能”?有哪些常用的中位机能?中位机能的作用如何? 答：对于各种操纵方式的三位换向阀，阀芯在中间位置时各油口的连通方式，称为换向阀的中位机能。常用的中位机能有：O 、P 、Y、 H、M 、K 。中位机能的作用：满足液压系统提出的各种性能要求如：卸荷、保压、启动平稳性及液压缸浮动和任意位置停留等。 2.从结构原理和图形符号上，说明溢流阀、减压阀和顺序阀的异同点及各自的特点。 答：略 3.先导式溢流阀中的阻尼小孔起什么作用？是否可以将阻尼小孔加大或堵塞？ 答：产生压力降，从而使主阀芯动作。不可。 4.为什么说调速阀比节流阀的调速性能好?两种阀各用在什么场合较为合理? 答：调速阀比节流阀多了定差减压阀，油液流过时先经过减压阀产生一次压力降，并利用减压阀阀芯的自动调节，使节流阀前后的压力差保持不变，因而使通过节流阀的流量保持平稳，所以调速阀比节流阀的调速性能好。
两者的设计思路和用途不同。普通缸主要作往复运动，某些有定位功能；伺服缸是为控制设计的，更看重动态性能。楼上挺幽默，在液压中控制元件是阀，动力元件是泵，缸和马达属于执行元件。 懂伺服，国内像704所等伺服阀做的也还行，伺服液压的核心是控制不是液压，只是因为液压是传动功率体积比最大的方式，更符合大力带小负载（相对），提高响应的原则才选择了液压传动，其实伺服液压跟伺服电机什么的都类似，重点是在控制上。当今液压系统的核心问题是提高传动效率，节能，所以才有什么负载敏感，闭式系统的出现，而伺服系统是典型的低效率系统，以效率换动态响应，正好相反，当然伺服系统也希望效率越高越好。各位可以好好看看机械手册，液压和伺服液压明显是两大块，就是因为二者的侧重点完全不同。东西并不是看上去相似就没多大区别，就像有翅膀的不一定是天使，也可能是鸟人。 两者的设计思路和用途不同。普通缸主要作往复运动，某些有定位功能；伺服缸是为控制设计的，更看重动态性能。楼上挺幽默，在液压中控制元件是阀，动力元件是泵，缸和马达属于执行元件。 伺服缸要考虑磨擦力，在伺服系统中它影响了系统的动态响应，控制精度，稳定性等等 在伺服缸设计中要选取用低磨擦系数的密封件，而运动面要比普通的更加精密。 电液伺服控制系统工作原理 电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的有电液位置伺服系统、电液力（或力矩）控制系统。液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。 电液伺服系统通过使用电液伺服阀，将小功率的电信号转换为大功率的液压动力，从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。 电液伺服控制系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量地变化而变化，输出功率却被大幅度地放大。 液压缸的组成：基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五部分组成。 伺服液压缸的要求 低摩擦、无爬行、有较高的频率响应。低内外泄露。通常对其摩擦副作特殊处理。 钢筒：内摩擦面镀硬铬后抛光或精密衍磨。 活塞密封:用玻璃微珠填充的聚乙烯制的O型圈。 活塞杆密封：用丁腈橡胶制预加唇形密封圈，也有用内圆带很小圆锥度的导向套静动压密封圈。
液压缸全套图纸说 明书
绪论——————————————第3页 第1章液压传动的基础知识————————第4页 1.1 液压传动系统的组成————————第4页 1.2 液压传动的优缺点—————————第4页 1.3 液压传动技术的发展及应用——————第6页 第2 章液压传动系统的执行元件 ——液压缸——————————第8页 2.1 液压缸的类型特点及结构形式——————第8页 2.2 液压缸的组成——————————第11页 第3章 D G型车辆用液压缸的设计——————第19页 3.1 简介—————————————第19页 3.2 DG型液压缸的设计----------- —————第20页 第4章液压缸常见故障分析与排除方法—————第27页总结——————————————第29 页
绪论 第一章液压传动的基础知识 1.1液压传动系统的组成 液压传动系统由以下四个部分组成： 〈1〉动力元件——液压泵其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能，为系统提供动力。 〈2〉执行元件——液压缸、液压马达。它们的功能是将液体的压力能转换成机械能，以带动负载进行直线运动或者旋转运动。 〈3〉控制元件——压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。 〈4〉辅助元件——保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器和指示仪表等。 〈5〉工作介质---工作介质即传动液体，一般称液压油。液压系统就是经过工作介质实现运动和动力传递的。 1.2液压传动的优缺点
液压缸设计说明书
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为0N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改进液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，经过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化能够提高工作可靠性，实
。 电液伺服控制系统的设计与仿真 引言 电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。因此，利用AMESim、Matlab／Simulink等仿真软件对电液伺服控制系统进行动态仿真，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。 1 液压系统动态特性研究概述 随着液压技术的不断发展与进步和应用领域与范围的不断扩大，系统柔性化与各种性能要求更高，采用传统的以完成执行机构预定动作循环和限于系统静态性能的系统设计远远不能满足要求。因此，现代液压系统设计研究人员对系统动态特性进行研究，了解和掌握液压系统动态工作特性与参数变化，以提高系统的响应特性、控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。 液压系统动态特性简述 … 液压系统动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态过程中所表现出来的特性，原因主要是由传动与控制系统的过程变化以及外界干扰引起的。在此过程中，系统各参变量随时间变化性能的好坏，决定系统动态特性的优劣。系统动态特性主要表现为稳定性（系统中压力瞬间峰值与波动情况）以及过渡过程品质（执行、控制机构的响应品质和响应速度）问题。 液压系统动态特性的研究方法主要有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研究法和数字仿真法等。数字仿真法是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种方法。先是建立液压系统动态过程的数字模型——状态方程，然后在计算机上求出系统中主要变量在动态过程的时域解。该方法适用于线性与非线性系统，可以模拟出输入函数作用下系统各参变量的变化情况，从而获得对系统动态过程直接、全面的了解，使研究人员在设计阶段就可预测液压系统动态性能，以便及时对设计结果进行验证与改进，保证系统的工作性能和可靠性，具有精确、适应性强、周期短以及费用低等优点。 仿真环境简介 基于Matlab平台的Simulink是动态系统仿真领域中著名的仿真集成环境，它在众多领域得到广泛应用。Simulink借助Matlab的计算功能，可方便地建立各种模型、改变仿真参数，有效解决了仿真技术中的问题。Simulink提供了交互的仿真环境，既可通过下拉菜单进行仿真，也可通过命令进行仿真。虽然Simulink提供了丰富的模块库，但是在Matlab／Simulink下对液压系统进行建模及仿真需要做很多简化工作，而模型的简化使得仿真结果往往出现一定的误差。AMESim (Advanced Modeling Environment for Simulation of Engineering Systems)是法国IMAGINE公司开发的一套高级仿真软件。它是一个图形化的开发环境，用于工程系统的建模、仿真和动态性能分析。AMESim的特点是面向工程应用从而使其成为
一、缸体的技术要求 (1) 缸体采用H8、H9配合。表面粗糙并：当活塞采用橡胶密封圈密封时，Ra为0.1～0.4μm，当活塞用活塞环密封时， Ra为0.2～0.4μm。 (2) 缸体内径D的圆度公差值可按9、10或11级精度选取，圆柱度公差值可按8能精度选取。 (3) 缸体端面T的垂直度公差值可按7级精度选取。 (4) 当缸体与缸头采用螺纹联接时，螺纹应取为6级精度的米制螺纹。 (5) 当缸体带有耳环或销轴时，孔径D1或轴径d2的中心线对缸体内孔轴线的垂直度公差应按9级精度选取。 (6) 为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内应镀以厚度为30～40μm的铬层，镀后进行珩磨或抛光。 （7）缸筒的材料：一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒还要求有良好的焊接性能。根据液压缸的参数、用途和毛坯的来源等可选用以下各种材料：25、S35、S45、2CrMo、35CrMo、38CrMoAl、 ZG200-400、ZG230-450、1Cr18Ni9、ZL105、LF3、LF6、ZQA19-4、ZQA10-3-1.5等. 二、缸体端部联接型式 1.对于固定机械，若尺寸与质量没有特殊要求时，建议采用法兰联接或拉杆联接。 2.对于活动机械，若尺寸和质量有特殊要求时，推荐采用外螺纹联接或外半环联接。 三、缸盖 缸盖的材料 液压缸缸盖的常用材料为35、45号锻钢或ZG35、ZG45铸钢或HT200、HT300、HT350铸铁等材料。 缸盖的技术要求 1)直径D、D2、D3的圆柱度公差应按9、10、11级精度选取； 2）D2、D3与d同轴度公差值为0.03mm； 3）端面A、B与直径d轴心线的垂直度公差值按7级精度选取； 4）导向孔的表面粗糙度Ra＝1.25μm 四、活塞的材料
液压缸选型程序 程序1: 初选缸径/杆径( 以单活塞杆双作用液压缸为例) ※ 条件一 已知设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q及其工况需要液压缸对负载输出力的作用方式( 推、拉、既推又拉) 和相应力( 推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2) 的大小( 应考虑负载可能存在的额外阻力) 。针对负载输出力的三种不同作用方式, 其缸径/杆径的初选方法如下: ( 1) 输出力的作用方式为推力F1的工况: 初定缸径D: 由条件给定的系统油压P( 注意系统的流道压力损失) , 满足推力F1的要求对缸径D进行理论计算, 参选标准缸径系列圆整后初定缸径D; 初定杆径d: 由条件给定的输出力的作用方式为推力F1的工况, 选择原则要求杆径在速比1.46~2( 速比: 液压缸活塞腔有效作用面积与活塞杆腔有效作用面积之比) 之间, 具体需结合液压缸回油背压、活塞杆的受压稳定性等因素, 参照相应的液压缸系列速比标准进行杆径d的选择。( 2) 输出力的作用方式为拉力F2的工况:
假定缸径D, 由条件给定的系统油压P( 注意系统的沿程压力损失) , 满足拉力F2的要求对杆径d进行理论计算, 参选标准杆径系列后初定杆径d, 再对初定杆径d进行相关强度校验后确定。 ( 3) 输出力的作用方式为推力F1和拉力F2的工况: 参照以上( 1) 、 ( 2) 两种方式对缸径D和杆径d进行比较计算, 并参照液压缸缸径、杆径标准系列进行选择。 ※ 条件二 已知设备或装置需要液压缸对负载输出力的作用方式( 推、拉、既推 又拉) 和相应力( 推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2) 大小( 应考虑负载可能存在的额外阻力) 。但其设备或装置液压系统控制回路供给 液压缸的油压P、流量Q等参数未知, 针对负载输出力的三种不同作用方式, 其缸径/杆径的初选方法如下: ( 1) 根据本设备或装置的行业规范或特点, 确定液压系统的额定压力P; 专用设备或装置液压系统的额定压力由具体工况定, 一般建议在中低压 或中高压中进行选择。 ( 2) 根据本设备或装置的作业特点, 明确液压缸的工作速度要求。 ( 3) 参照”条件一”缸径/杆径的初选方法进行选择。 注: 缸径D、杆径d可根据已知的推( 拉) 力、压力等级等条件由下表进行初步查取。
第四章液压缸 液压缸时液压系统的执行元件，它将液体的压力能转化为机械能输出。液压缸结构简单、工作可靠、制造容易、在机械上的布置方便，应用很广。 随着液压技术的深入普及和应用领域的日益扩大，对液压缸的性能、构造、使用范围、制造精度、外观、材料等都不断提出新的要求，因此推动液压缸的不断发展与进步，其总的发展趋势为：高压化、小型化、轻量化、耐腐蚀和新颖结构复合化。 §4—1 液压缸分类及特点 一.液压缸的分类 液压缸种类较多，分类方式亦较多。通常按结构特点、动作特点、也压力的作用特点、安装支承形式、额定工作压力、工作介质等进行分类。 1.按主要运动部件的结构特点分（图4-1-1） 图4-1-1 （1）活塞式液压缸主要运动部件通常由活塞和活塞杆两部分组成，并通过螺纹或卡键等连接方式将两者连接在一起。这是液压缸最为常见的结构型式 （2）柱塞式液压缸主要运动部件由一个从原理上说可以为一个直径不变的圆柱形零件。当然为示液压缸能够正常的工作，直径上海市油变化的，但是这种液压缸的运动部分与缸孔是不接触的，因而对缸孔内壁的精度要求较低，特别适合大行程的场合。 （3）伸缩套筒式液压缸主要运动部件由多根可相对运动的套筒组成，在索回不工作时所占空间较小，伸出工作时行程较大。 还有齿条式、钢索式和蠕动式等形式 2.按额定工作压力分 （1）中低压液压缸额定压力在8MPa以下的液压缸称为中低压液压缸。 （2）中高压液压缸额定压力在8MPa以上，16MPa以下的液压缸，常称为中高压液压缸。 （3）高压和超高压液压缸额定压力在16MPa以上的液压缸称为高压液压缸。额定压力大于31.5MPa的液压缸，常称为超高压液压缸。 3.按安装支承形式分可分为轴线固定式（图4-1-1）和轴线摆动式（图4-1-2）两大类。也有分为脚架类安装液压缸；法兰类安装液压缸；耳轴、耳环类液压缸三种安装结构。 4.按密封件的工作寿命分 （1）普通型液压缸密封件的工作寿命为运行300——500km。 （2）较长寿命型液压缸密封件的工作寿命为运行700——1300km。
液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下： 1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。 2）拟定控制方案，画出系统原理图。 3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。 4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。 5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。 6）选择液压能源及相应的附属元件。 7）完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 4.1 全面理解设计要求 4.1.1 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 4.1.2 明角设计系统的性能要求 1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。 2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。 4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定； 5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求； 6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 4.1.3 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有
1/44 Hydraulic cylinder Mill type Series CDH2 / CGH2 Component series 1X Nominal pressure 250 bar (25 MPa RE 17334/09.05Replaces: 02.05 Overview of contents Contents Page T echnical data 2Diameter, weights 2Areas, forces, flows 3T olerances 3 IHC-Designer: Engineering software 4Mounting style overview 4Ordering details 4Plain clevis at base MP3 6Self-aligning clevis at base MP5 8 Round flange at head MF3 10Round flange at base MF4 12Trunnions MT4 14Foot mounting MS2
16 H4652_d Features – Standards: DIN 24333, ISO 6022 and VW 39 D 921– 6 mounting styles – Piston ?: 40 to 320 mm – Piston rod ?: 25 to 220 mm – Stroke length up to 6 m Contents Page Flange connections 18Position measuring system 20Proximity switch 24Screwed coupling 26Self-aligning clevis 27Fork clevis 28Mounting block 29Buckling 31 End position cushioning 34Spare parts 37Tightening torques 39Seal kits 40 Engineering software: IHC-Designer from Rexroth Online https://www.doczj.com/doc/a812912217.html,/Rexroth-IHD Download https://www.doczj.com/doc/a812912217.html,/ business_units/bri/de/downloads/ihc Technical data (for applications outside these parameters, please consult us! Standards :
【液压缸选定程序】 程序1：初选缸径/杆径（以单活塞杆双作用液压缸为例） ※ 条件一 已知设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q及其工况需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）的大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下： （1）输出力的作用方式为推力F1的工况： 初定缸径D：由条件给定的系统油压P（注意系统的流道压力损失），满足推力F1的要求对缸径D进行理论计算，参选标准缸径系列圆整后初定缸径D； 初定杆径d：由条件给定的输出力的作用方式为推力F1的工况，选择原则要求杆径在速比1.46~2（速比：液压缸活塞腔有效作用面积与活塞杆腔有效作用面积之比）之间，具体需结合液压缸回油背压、活塞杆的受压稳定性等因素，参照相应的液压缸系列速比标准进行杆径d的选择。 （2）输出力的作用方式为拉力F2的工况： 假定缸径D，由条件给定的系统油压P（注意系统的沿程压力损失），满足拉力F2的要求对杆径d进行理论计算，参选标准杆径系列后初定杆径d，再对初定杆径d进行相关强度校验后确定。 （3）输出力的作用方式为推力F1和拉力F2的工况： 参照以上（1）、（2）两种方式对缸径D和杆径d进行比较计算，并参照液压缸缸径、杆径标准系列进行选择。 ※ 条件二 已知设备或装置需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。但其设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q等参数未知，针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下：（1）根据本设备或装置的行业规范或特点，确定液压系统的额定压力P；专用设备或装置液压系统的额定压力由具体工况定，一般建议在中低压或中高压中进行选择。 （2）根据本设备或装置的作业特点，明确液压缸的工作速度要求。 （3）参照“条件一”缸径/杆径的初选方法进行选择。 注：缸径D、杆径d可根据已知的推（拉）力、压力等级等条件由下表进行初步查取。 不同压力等级下各种缸径/杆径对应理论推（拉）力表
M A T L A B电液位置伺服控制系统设计及仿真
数控机床工作台电液位置伺服控制系统设 计及仿真 姓名：雷小舟 专业:机械电子工程 子方向：机电一体化 武汉工程大学机电液一体化实验室
位置伺服系统是一种自动控制系统。因此，在分析和设计这样的控制系统时，需要用自动控制原理作为其理论基础，来研究整个系统的动态性能，进而研究如何把各种元件组成稳定的和满足稳定性能指标的控制系统。若原系统不稳定可通过调整比例参数和采用滞后校正使系统达到稳定，并选取合适的参数使系统满足设计要求。 1 位置伺服系统组成元件及工作原理 数控机床工作台位置伺服系统有不同的形式，一般均可以由给定环节、比较环节、校正环节、执行机构、被控对象或调节对象和检测装置或传感器等基本元件组成[1]。根据主机的要求知系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。 系统物理模型如图1所示。 图1 数控机床工作台位置伺服系统物理模型 系统方框图如图2所示。 图2 数控机床工作台位置伺服系统方框图 数控机床工作台位置伺服系统是指以数控机床工作台移动位移为控制对象的自动控制系统。位置伺服系统作为数控机床的执行机构，集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体。数控机床的工作台位置伺服系统输出位移能自动地、快速而准确地复现输入位移的变化，是因为工作台输出端有位移检测装置（位移传感器）将位移信号转化为电信号反馈到输入端构成负反馈闭环控制系统。反馈信号与输入信号比较得到差压信号，然后把差压信号通过伺服放大器转化为电流信号，送入电液伺服阀（电液转换、功率放大元件）转换为大功率的液压信号（流量与压力）输出，从而使液压马达的四通滑阀有开口量就有压力油输出到液压马达，驱动液压马达带动减速齿轮转动，从而带动滚珠丝杠运动。因滚珠丝杠与工作台相连所以当滚珠丝杠 运动时，工作台也发生相应的位移。 2数控工作台的数学模型 2.1 工作台负载分析 工作台负载主要由切削力c F ,摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成，则总负载力为: a f c L F F F F ++=
绪论——————————————第3页 第1章液压传动的基础知识————————第4页 1.1 液压传动系统的组成————————第4页 1.2 液压传动的优缺点—————————第4页 1.3 液压传动技术的发展及应用——————第6页 第2 章液压传动系统的执行元件 ——液压缸——————————第8页 2.1 液压缸的类型特点及结构形式——————第8页 2.2 液压缸的组成——————————第11页 第3章 D G型车辆用液压缸的设计——————第19页
3.1 简介—————————————第19页 3.2 DG型液压缸的设计----------- —————第20页 第4章液压缸常见故障分析与排除方法—————第27页 总结——————————————第29 页 绪论 第一章液压传动的基础知识 1.1液压传动系统的组成 液压传动系统由以下四个部分组成: 〈1〉动力元件——液压泵其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能,为系统提供动力。
〈2〉执行元件——液压缸、液压马达。它们的功能是将液体的压力能转换成机械能,以带动负载进行直线运动或者旋转运动。 〈3〉控制元件——压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动力、流量和流动方向,以保证执行元件达到所要求的输出力(或力矩)、运动速度和运动方向。 〈4〉辅助元件——保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器和指示仪表等。 〈5〉工作介质---工作介质即传动液体,一般称液压油。液压系统就是经过工作介质实现运动和动力传递的。 1.2液压传动的优缺点 优点: 〈1〉体积小、重量轻,单位重量输出的功率大(一般可达32M P a,个别场合 更高)。 〈2〉可在大范围内实现无级调速。 〈3〉操纵简单,便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时,易于实现
液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。 根据《2013-2017年中国液压油缸行业产销需求预测与转型升级分析报告》统计，2010年我国液压行业实现产值351.13亿元，同比增长33.29%。我国的液压工业经过近50年的发展，已具有相当生产实力和技术水平，可基本满足经济发展的一般需求，其中重大成套装备的配套率已达到60%以上。尤其是近10年来下游行业的快速成长，积极推动了液压行业的成长。油缸是我国液压产品中比较成熟的产品之一。行业保持多年快速增长，已经形成了较为成熟的供需链，具备了较大的市场规模。前瞻网数据显示，我国液压油缸行业销售收入由2005年的31亿元增长至2010年的近110亿元，5年复合增长率为28.83%。但是，和液压行业相同，油缸占全国工业总产值的比例仍较低，远低于国外发达国家水平。同时，我国具有市场需求旺盛、成本低等优势，预计未来将成为世界液压行业和油缸行业的重心。液压缸的结构形式多种多样，其分类方法也有多种：按运动方式可分为直线往复运动式和回转摆动式；按受液压力作用情况可分为单作用式、双作用式；按结构形式可分为活塞式、柱塞式、多级伸缩套筒式，
齿轮齿条式等；按安装形式可分为拉杆、耳环、底脚、铰轴等；按压力等级可分为16Mpa、25Mpa、31.5Mpa等。 先说它的最基本5个部件：缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置、排气装置。 每种缸的工作原理几乎都是相似的，拿一个手动千斤顶来说，千斤顶其实也就是个最简单的油缸了。通过手动增压秆(液压手动泵)使液压油经过一个单向阀进入油缸，这时进入油缸的液压油因为单项阀的原因不能再倒退回来，逼迫缸杆向上，然后在做工继续使液压油不断进入液压缸，就这样不断上上升，要降的时候就打开液压阀，使液压油回到油箱，这个是最简单的工作原理，其他的都是在这个基础上改进的，气缸跟油缸的原理基本相同。
目录 一、设计要求——————————————————————-1 1、目的—————————————————————————1 2、题目—————————————————————————1 二、总述————————————————————————-2 1、作者的话——————————————————————--2 2、设计提要———————————————————————3 三、各零部件的设计及验算————————————————-5 1、缸筒设计———————————————————————5 2、法兰设计———————————————————————14 3、活塞设计———————————————————————19 4、活塞杆设计——————————————————————
21 5、缓冲装置和排气阀设计—————————————————26 四、外接线路和程序———————————————————-27 1、液压设配外接线路———————————————————27 2、操作板————————————————————————28 3、程序地址分配—————————————————————29 4、芯片接线图——————————————————————31 5、 PLC程序指令—————————————————————-33 五、参考文献———————————————————————38 一、设计要求 1、目的 ①、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识, 独立进行机电控制系统的初步设计工作, 并结合设计或实验研究课题进一步
巩固和扩大知识领域。 ②、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料, 运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力, 提高计算、绘图等基本技能。 ③、培养学生掌握机电产品的一般程序和方法, 进行工程师基本素质的训练。 ④、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 2、题目 液压油缸的压力和速度控制 ①、执行元件: 液压油缸; ②、传动方式: 电液比例控制; ③、控制方式: 单片微机控制、 PLC控制; ④、控制要求: 速度控制、推力控制; ⑤、主要设计参数: 油缸工作行程————600、 400mm; 额定工作油压————4MP; 移动负载质量————1000、 kg; 负载移动阻力————5000、 10000N; 移动速度控制————3、 6m/min。 二、总述 1、作者的话 液压油缸在现代工程中的使用十分频繁, 其工作性能和可靠性直接影响工程的质量和进度;
中原工学院机电学院 机电系统综合实验 （2016-2017学年第 1 学期） 专业：机械电子工程 题目：可伸缩伺服液压缸 姓名：程方园 学号：2 班级机电131 指导教师：周高峰崔路军 完成日期：2017 年 1 月12 日 机械电子工程系
目录 设计任务书 (3) 1.设计目的与意义 (4) 2. 设计内容和要求 (4) 2.1确定总体方案 (4) 2.2设计内容 (5) 2.3设计要求 (5) 3.设计进度安排 (5) 4.机电系统设计的分析、计算、选用与说明 (5) 4.1机械设计 (5) 4.1.1液压缸的结构设计 (5) 4.1.2、液压缸的主要技术性能参数的计算 (6) 4.1.4、液压缸主油缸的设计计算 (8) 4.1.5、缸体的材料和技术要求 (11) 4.1.6、活塞杆径的计算与校核 (11) 4.1.7、快速液压缸柱塞直径的计算 (13) 4.1.8、缸盖的设计计算 (13) 4.1.9、液压缸油口的直径计算 (14) 4.1.10、导向套的设计计算 (15) e．内孔中的环形油槽和直油槽要浅而宽，保证润滑条件良好 (15) 4.2液压回路设计 (16) 4.3电路设计 (16) 4.4控制设计 (17) 5. 机电综合课程设计结论 (17) 6.机电综合课程设计的收获、体会和建议 (17) 7. 参考文献 (18) 8.附录 (18)
设计任务书
可伸缩伺服液压缸设计与控制 1.设计目的与意义 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构， 起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。 2.设计内容和要求 1）理解可伸缩伺服液压缸的功能和工作原理，确定其功能参数； 2）明确可伸缩伺服液压缸的具体结构和控制方式，并给出相关参数； 3）分析和计算可伸缩伺服液压缸机械结构，并确定控制的具体实现。 4）绘制可伸缩伺服液压缸机械图纸和电气电子线路图； 5）撰写技术说明书 2.1确定总体方案 当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太大。比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则，故选双作用单活塞杆立式快速液压缸的设计。采用焊接连接。
第五章 液 压 缸 如图所示，液压直径D=150mm ，柱塞直径d=100mm ，缸内充满油液，F=50000N(a ，b 中分别包括柱塞或缸的自重)不计油液重量。 试分别求a)、b)缸中的油压(用N/m 2表示)。 a) b) 题图 压力相同 Mpa d F p 4.642 ==π 单杆活塞油缸，D=90mm ，d=60mm ，进入油缸的流量q=×10-3m 3/s ，进油压力p 1=50×105Pa ，背压力p 2=3×105Pa ，试计算图示各种情况下油缸运动速度的大小和方向，牵引力大小和方向以及活塞杆受力情况(受拉或受压)。 题图 无杆腔2321103585.64m D A -?== π 有杆腔() 23222105325.34m d D A -?=-=π 1、N A p 5.1766221= N A p 6.190712=
N A p A p F 9.157541221=-= s m A q v /119.0/2== 牵引力向左，活塞杆受拉，运动向左 2、N A p 5.3179211= N A p 75.105922= N A p A p F 75.307322211=-= s m A q v /066.0/1== 牵引力向右，活塞杆受压，运动向右 3、N A p A p F 141302111=-= s m A A q v /149.0)/(21=-= 牵引力向右，活塞杆受压，运动向右 三个液压缸串联，活塞直径均为100mm ，活塞杆直径为65mm ，由10MPa ，×10-3m 3/s 的油泵供油，如果液压缸上负载F 相同，求F 和三个活塞的运动速度，如果方向阀切换，活塞反向运动时，求各活塞的运动速度。 题图 无杆腔22100785.04m D A == π 有杆腔() 222200453.04m d D A =-= π 577.0/12=A A 正向运动： 油缸1 211A p F pA +=
1、在先导式溢流阀中，先导阀的作用是（），主阀的作用是（）。 2、当油液压力达到预定值时便发出电信号的液－电信号转换元件是（）。 3、溢流阀在液压系统中起调压溢流作用，当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是（）的，溢流量为（），当溢流阀进口压力等于调整压力时，溢流阀阀口是（），溢流阀开始（）。（关闭、0、开启、溢流） 4、液压控制阀按其用途可分为（）、（）和（）三大类，分别调节、控制液压系统中液流的（）、（）和（）。 5、滑阀式换向阀的外圆柱面常开若干个环形槽，其作用是（）和（）。 二、判断题 1、当溢流阀的远控口通油箱时，液压系统卸荷。 2、先导式溢流阀主阀弹簧刚度比先导阀弹簧刚度小。 3、背压阀的作用是使液压缸的回油腔具有一定的压力，保证运动部件工作平稳。 4、直控顺序阀利用外部控制油的压力控制阀芯的移动。 5、顺序阀可用作溢流阀用。 6、外控式顺序阀阀芯的启闭是利用进油口压力来控制的。 三、选择题 1、顺序阀是（）控制阀。 A、流量 B、压力 C、方向 2、中位机能是（）型的换向阀在中位时可实现系统卸荷。 A、M B、P C、O D、Y 3、减压阀控制的是（）处的压力。 A、进油口 B、出油口 C、A 和B都不是 4、在液压系统中，（）可作背压阀。 A、溢流阀 B、减压阀 C、液控顺序阀 5、在液压系统图中，与三位阀连接的油路一般应画在换向阀符号的（）位置上。 A、左格 B、右格 C、中格 6、为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应（）系统压力。 A、大于 B、小于 C、等于 7、系统中采用了内控外泄顺序阀，顺序阀的调定压力为PX（阀口全开时损失不计），其出口负载压力为PL。当PL＞PX时，顺序阀进、出口压力P1和P2之间的关系为（）。 A、P1=PX，P2=PL（P1≠P2） B、P1=P2=PL C、P1上升至系统溢流阀调定压力P1=Py，P2=PL D、P1=P2=PX 8、顺序阀在系统中作背压阀时，应选用（）型。 A、内控内泄式 B、内控外泄式 C、外控内泄式 D、外控外泄式 9、常用的电磁换向阀用于控制油液的（）。 A、流量 B、压力 C、方向 10、有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀并联在液压泵的出口，泵的出口压力为（） A、5MPa B、10 Mpa C、15 MPa D、20 MPa 11、减压阀工作时保持（）。 A、进口压力不变 B、出口压力不变 C、进出口压力都不变
液压缸维修技术标准 编 张业建、赵春涛 制: 审 樊建成 核: 批 魏成文 准: 上海宝钢集团设备部 二OO八年八月
目录 1 总则 2 引用标准 3 各部分常见材料及技术要求3.1 缸筒的材料和技术要求3.2 活塞的材料和技术要求3.3 活塞杆的材料和技术要求 3.4 端盖的材料和技术要求 4 液压缸的检查 4.1 缸筒内表面 4.2 活塞杆的滑动面 4.3 密封 4.4 活塞杆导向套的内表面4.5 活塞的表面 4.6 其它
5 液压缸的装配 6 液压缸实验 附表1 检查项目和质量分等( 摘录 JB/JQ20301-88) (16) 附表2 螺栓和螺母最大紧固力矩(仅供参考) (17) 附表3 螺纹的传动力和拧紧力矩 (18)
液压缸维修技术标准 1 总则 1.1 适用范围本维修技术标准规定了液压缸各组成 部分的常见材料和技术要求、液压缸的检查、装 配以及试验, 适用于宝钢股份公司宝钢分公司范围 内液压缸的维修, 维修单位按本标准执行; 1.2 密封选择密封件应选择宝钢股份公司指定生产 厂家的标准产品, 特殊情况需得到宝钢相关技术部 门审核同意; 1.3 螺纹防松液压缸的螺纹连接在安装时应涂上宝 钢股份公司指定生产厂家的螺纹紧固胶; 1.4 液压缸防腐修理好的液压缸, 若在仓库或现场 存放时间超过半年时间, 需采用适当的防腐措施; 1.5 螺栓选择 10.9级( 包括10.9级) 以下的高强度 螺栓能够采用国内著名生产厂的产品, 10.9级( 不 包括10.9级) 以上的高强度螺栓应采用国外著名 生产厂的产品; 1.6 本标准的解释权属宝钢股份公司宝钢分公司设备 部。