液压系统设计 本章主要内容：根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理、完善的液压系统原理图，需要写出详细的系统工作原理，给出电磁铁动作顺序表。液压系统工况分析 一液压系统的工况分析 1.1 确定确定需液压传动的运动 按照设计任务要求需要液压传动的运动有：横向移动，顶伸缸上升缩回，小车的向前进退回。 横向移动和顶伸缸上升缩回使用液压缸，小车的向前进退回由液压马达驱动。 1.2各运动机构的工作顺序 ①缸1前进→②缸2上升→③缸1后退→④缸2缩回→⑤液压马达正转→⑥液压马达反转 1.3主要工作性能 1 横移缸前进退回，行程L1=2.4m，负载力F1=3200 N，速度V1=50 mm/s。 2 顶伸缸上升缩回，行程L2=700 mm，负载力F2=12T，速度V2=28 mm/s。 3 小车由液压马达驱动向前进退回，行程L3=3 m，负载扭矩T=200(m.N)，转速N=5 r/s。 二拟定各液压系统各部分工作方式 2.1 确定供油方式 该在液压系统工作时负载恒定，速度较低。从节省能量、减少发热考虑，成本，泵源系统宜选用定量叶片泵供油。 2.2 调速方式的选择 在该液压系统中，执行机构需要单方向节流，另一个方向可自由流动，调速的稳定性要求不高，顶伸缸下腔须设置背压，以防下行产生冲击，所以可以选择单向节流阀调速。 2.3 方向控制方式的选择 考虑到钢卷运输液压系统的工作要求，流量不大，本系统用三位四通电磁换向阀方向控制方式，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，
但速度换接的平稳性较差。 2.4 确定执行元件 按照设计任务要求所需的执行元件有：两个液压缸，一个液压马达。 横向移动设置为缸1，顶伸缸上升缩回设置为缸2，小车的向前进退回由液压马达驱动。 2.5 完成顺序和循环的方式 在执行元件的控制使用行程开关，使用行程开关控制，有使系统简单，电路控制稳定，易于控制的特点。 2.6 系统的调压，保压方式 在回路1中AB出口应该设置减压阀，使压力降低，缸2应该使用单向顺序阀进行保压。 2.7 压力测量点的选择 在液压泵出口应设置压力表以测量系统压力。 2.8 最后把所选择的液压回路组合起来，即可组合成下图1所示的液压系统原理图。 图1 液压系统图
Numerical Challenges Posed by Modeling Hydraulic Systems C.W. Richards Société Imagine 42300 ROANNE, France. Tel. +33 4 77 23 60 37 Fax. +33 4 77 23 60 31 Email imagine@https://www.doczj.com/doc/767008337.html, Abstract This paper describes the characteristics of models of hydraulic systems which make them particularly challenging for numerical integrators. Problems associated with numerical stiffness, high index differential algebraic equations, extreme non-linearities and discontinuities are described. The consequences of hydraulic sub-systems in multi-domain simulation are discussed. Finally a plea for a new generation of integrator is made. 1 Introduction The term hydraulic system must be taken broadly to include areas such as aircraft and rocket fuel systems vehicle fuel injection systems cooling systems lubrication systems hydraulic braking systems hydraulic power steering systems employing a wide variety of fluids from water to liquid hydrogen as well as classical hydraulic systems with regular 'hydraulic' oil. The author is a numerical mathematician who has been specializing in simulating hydraulic and pneumatic systems since 1978. In this time he has encountered many numerical problems. Most of these were due to old fashioned bugs in both coding and in
用Proe软件进行液压元件结构的设计 摘要：齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵，是液压系统中广泛采用的液压泵。 如图所示为外啮合齿轮泵的工作原理图，在泵体内有一对齿数相同的外啮合渐开线齿轮，齿轮两侧由端盖盖住。泵体，端盖和齿轮之间形成了密封腔，并由两个齿轮的齿面接触线将左右两腔隔开，形成了吸、压油腔。当齿轮按图示方向旋转时，左侧吸油腔内的轮齿相继脱开啮合，是密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油在大气压力作用下进入吸油腔，并被旋转的齿轮带入右侧，右侧压油腔的轮齿不断不进入啮合，使密封容积变小，油液被挤出，通过压油口压油。这就是齿轮泵的吸油和压油过程。齿轮不断地旋转，泵就不断地吸油和压油。 齿轮泵的主要优点是结构简单，制造方便，体积小，重量轻，转速高，自吸性能好，对油的污染不敏感，工作可靠，寿命长，便于维护修理以及价格低廉等；主要缺点是流量和压力脉动较大，噪声较大，排量不可调。 关键词：齿轮泵； Pro/E软件； 3D实体建模软
一、应用软件简介 （一） Pro/E软件简介 Pro/Engieer（proe)是美国PTC公司开发的大型CAD/CAM/CAE集成软件。Pro/E 软件应用于航天、汽车、外观设计、模具、家电、通信等部门。PTC公司的软件设计思想体现了MDA（机械设计自动化）软件的发展趋势。它采用的新技术与其他MDA 软件相比具有较大的优越性。是目前最优秀的3D实体建模软件之一。 (二） Pro/E的功能与特点 PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了全面、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能的综合性MCAD软件。它的特点有： 1.参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 2.单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。 例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 3.基于特征的参数化造型 Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有
AMESim液压教程 1.1 介绍 AMESim液压手册包括： *通常组成的元件包括泵，马达，孔口，以及其他，也包括特别的阀门 *小管和软管的子模型 *压力和流动比率的源头 *压力和流动比率的检测计 *流体种类的组成 压力系统孤独的存在完全是没用的，它离不开流体和过程控制。这意味着手册必须能和其他AMESim手册相兼容。以下的手册是经常和压力手册一起并用： 机械手册 应用于流体压力装置当水压能量转化为机械能量 信号，控制，检测手册 应用于控制和水压系统 水压元件设计手册 从非常基本的液压和机械单元应用于建造特别的的元件 液压组成手册 这是一个组成包括弯曲，丁字接头，弯头以及其他，它被用于典型的诸如冷却和润滑系统的低压装置 第一节 个别的案例 注释*在液压手册里尽可能的用多余一种的流体，这是非常重要的因为你能够做出模型关于冷却和润滑系统的手册 *液压手册假设一个统一的温度贯穿于整个系统，如果热量影响被考虑到很重要，热量液压和热量液压元件设计手册应该使用 *有许多气穴和空气释放的模型在液压手册。注释有一种特别的二相流体手册，一种典型的关于这种空气调节系统的装置 第一节手册包括一系列个别的例子。我们强烈的建议你认真的对待这些个别的例子。这些假定你有一个基本的使用AMESim的水平。作为一个完全最小的工作量你应该做些第三节关于AMESim手册的例子和第五节第一个关于描述如何使用一组的第一个例子 1.2案例1：一个简单的液压系统 目标 *组建一个非常简单的液压系统 *介绍一个简单的小管/软管子系统 *解释一个结果使用一个特别的参考关于空气释放和空穴 图形1.1 一个非常简单的液压系统
基于AMESim的液压仿真应用现状 摘要：AMESim是专门用于液压/机械系统建模、仿真及动力学分析的软件。本文对AMESim做了简单的介绍，从工程应用角度出发归纳总结出AMESim软件的建模方法和基本特征，简单地介绍了AMESim在液压仿真中的应用现状及未来发展方向。 关键词：AMESim；液压；仿真 前言 AMESim 为用户提供了一个图形化的时域仿真建模环境，用于工程系统建模、仿真和动态性能分析。可以使用已有模型和（或）建立新的子模型，来构建优化设计所需的实际原型，可修改模型和仿真参数进行稳态及动态仿真、绘制曲线并分析仿 真结果，界面比较友好、操作方便。AMESim 不仅可以令使用者迅速达到建模仿真的 最终目标，而且还可以分析和优化设计，降低了开发成本和缩短开发的周期，所 以AMESim 被广泛应用于液压仿真中。 1 AMESim简介[1] 对液压元件或系统利用计算机进行仿真的研究和应用己有30 多年的历史，随着流 体力学、现代控制理论、算法理论、可靠性理论等相关学科的发展，特别是计算机技术的突飞猛进，液压仿真技术也日益成熟，越来越成为液压系统设计人员的 有力工具，相应的仿真软件也相继出现。目前，国内外主要有 AMESim, Hop-san,ADAMS / Hydraulics 、EASYS 、 Matlah / simulink,SIMULZD 、 Dshplus, FluidSIM, automation studio 、 20-sim, HyPneu 等11 种液压仿真软件。法国 IMAGINE 公司于 1995 年推出基于键合图的液压 / 机 械系统建模、仿真及动力学分析软件，即AMESim ，全称为 Advanced Environment for Performing Simulations of Engineering Systems( 高级工程系统仿真建模环境，该软件包含 IMAGINE 技术，为项目设计、系统分析、工程应用提供了强有力的工具。它为设计人员提供便捷的开发平台，实现多学科交叉领域系统的数学建模，能在此基础上设 置参数进行仿真分析。AMESim 软件中的元件间都可以双向传递数据，并且变量都具 有物理意义。它用图形的方式来描述系统中各设备间的联系，能够反映元件间的负载效应和系统中的能景和功率流动情祝。该软件中元件的一个接口可以传递多个变量，使得不同领域的模块可以连接在一起，这样大大简化了模型的规模；另外，该软件还具有多种仿真方式，如稳态仿真、动态仿真、批处理仿真、间断连续仿真等，这可以提高系统的稳定性和保证仿真结果的精度。 1）AMESim建模方法[2]
泵和马达 FHYC20FHYC21FHYC22 FHYC23FHYC24 摆动气马达 摆动液压马达单向变量气马达单向变量液压泵单向变量液压马达单向定量气马达 单向定量液压泵单向定量液压马达定量液压泵-马达(双向) 定量液压泵-马达气马达 双向变量气马达双向变量液压泵双向变量液压马达双向定量气马达双向定量液压泵 双向定量液压马达液压泵液压整体式传动装置 插装阀 标准阀芯%7 标准阀芯%50 带缓冲节流口阀芯带阻尼孔%7 动力源符号
操作杆电动机气压源液压源原动机 方向控制阀 单向阀 单向阀(简易) 单向阀(简易)带弹簧单向阀(详细符号) 单向阀(详细符号)带弹簧电液换向阀 FHYJ34 FHYJ36 FHYJ37 FHYJ38 FHYJ39 FHYJ40 电液四通伺服阀（带电反馈三级）
电液四通伺服阀（二级） 三位四通电液阀外控内泄（带手动应急控制装置） 二位转向阀 二位二位二通阀(常闭) 二位二通阀(常开) 二位三通阀(A型) 二位三通阀(B型) 二位三通二位四通二位五通 三位转向阀 E型FHYJ23 FHYJ26 FHYJ27 FHYJ28 FHYJ41 FHYJ42 F型G型H型
J型M型N型P型 电磁换向阀1 电磁换向阀2 三位2 三位三位三通阀三位四通阀1 三位四通阀2 三位五通阀1 三位五通阀2 三位五通阀3 手动换向阀1 手动换向阀2 手动换向阀3 手动换向阀4 梭阀
或门型（简易符号）或门型（详细符号） 液控单向阀 双液控单向阀液控单向阀（控制压力打开阀）简易符号液控单向阀（控制压力打开阀）详细符号 液控单向阀（控制压力关闭阀）简易符号液控单向阀（控制压力关闭阀）详细符号 方向控制阀 FHYI12 FHYI13 FHYI14 FHYI15 四位五位一位 辅助元件 除油器（人工排出）除油器（自动排出）分水排水器（人工）分水排水器（自动）空气干燥器 空气过滤器（人工排出）空气过滤器（自动排出）气源调节装置三联件
1.AMESim液压方面库概述 2.AMESim中的流体特性及其影响 3.AMESim中的节流理论 4.AMESim中的管路模型 在AMESim中共有4个应用库用于仿真等温（isothermal）单相（single-phase liquid）工作油液元件及其系统。 液压库(HYD) 液压阀库(HSV) 液压元件设计库(HCD) 液阻库(HR) 这些液压方面的应用库完全相互兼容。
为什么4个库? 每个库都有其特殊性并解决特定的问题： HYD: 是一个通用的液压库，主要有一些用于仿真液压系统的内置(built-in)的元件组成(通过它们的液压特性来定义的) HSV: 这是HYD库的扩充，提供了完整的各种控制阀模型。 HCD: 是由基本几何结构单元组成的基本元素库（basic element），用于根据几何形状和物理特性详细构建各种液压元件，例如喷油器、控制阀等仿真模型。该库非常适合对非标的液压元部件的动态特性进行建模和分析。 HR: 主要是用于液压管网中各处的压力损失和流量分布计算的应用库。液压管网中可以包含有弯管、分叉管、渐缩管、渐扩管、突缩管、突扩管、轴承…等特殊元件。 第一个需要确定的问题是：仿真的主要目的是什么？
设计或性能的评估? 稳态或动态响应? 元件设计还是整个系统仿真? 是否有验证的数据? 这些问题的回答可以指导我们选择模型及其建模的层次… 两个主要相关的液压变量是： 压力P 体积流量Q 对于机械液压元件(作动器、控制阀、压力调节阀…)，也需要一些机械变量: 速度V, 位移X, 加速度A 力F以及扭矩T 我们在随后可以看到所交换变量的详细说明。 我们首先来了解流体特性在压力和流量计算中的作用。描述一种流体的特性和很多相关的术语：但是只有少量的几个是我们在液压计算中需要用到的…密度（Density ）可压缩性（Compressibility）粘度（Viscosity）热胀冷缩性（Thermal expansion）导热率（Thermal conductivity）比热（Specific heat）饱和压力/蒸发压力（Saturation/Vapor pressure）燃点和沸点（Flash and boiling points）表面张力（Surface tension）润滑性（Lubricity）泡沫性（Foaming）电特性（Electrical properties）稳定性（Stability）毒性（Toxicity）相容性（Compatibility with other materials） 但是只有少量的几个是我们在液压计算中需要用到的… 液压流体特性 用于处理动态特性的3个基本特性：密度（Density）质量特性体积模量（Bulk modulus）可压缩性= 刚度特性粘度（Viscosity）阻尼特性因为这些库的前提假设是等温系统，因此与热相关的特性，诸如导热率（thermal conductivity），比热（specific heat），热胀冷缩性（thermal expansion）。然而，饱和压力（saturationpressures）和蒸发压力（vapor pressures）是处理气蚀现象（aeration/ cavitation）必不可少的。
1.1 介绍 AMESim液压手册包括： *通常组成的元件包括泵，马达，孔口，以及其他，也包括特别的阀门 *小管和软管的子模型 *压力和流动比率的源头 *压力和流动比率的检测计 *流体种类的组成 压力系统孤独的存在完全是没用的，它离不开流体和过程控制。这意味着手册必须能和其他AMESim手册相兼容。以下的手册是经常和压力手册一起并用： 机械手册 应用于流体压力装置当水压能量转化为机械能量 信号，控制，检测手册 应用于控制和水压系统 水压元件设计手册 从非常基本的液压和机械单元应用于建造特别的的元件 液压组成手册 这是一个组成包括弯曲，丁字接头，弯头以及其他，它被用于典型的诸如冷却和润滑系统的低压装置 第一节 个别的案例 注释*在液压手册里尽可能的用多余一种的流体，这是非常重要的因为你能够做出模型关于冷却和润滑系统的手册 *液压手册假设一个统一的温度贯穿于整个系统，如果热量影响被考虑到很重要，热量液压和热量液压元件设计手册应该使用 *有许多气穴和空气释放的模型在液压手册。注释有一种特别的二相流体手册，一种典型的关于这种空气调节系统的装置 第一节手册包括一系列个别的例子。我们强烈的建议你认真的对待这些个别的例子。这些假定你有一个基本的使用AMESim的水平。作为一个完全最小的工作量你应该做些第三节关于AMESim手册的例子和第五节第一个关于描述如何使用一组的第一个例子 1.2案例1：一个简单的液压系统 目标 *组建一个非常简单的液压系统 *介绍一个简单的小管/软管子系统 *解释一个结果使用一个特别的参考关于空气释放和空穴 图形1.1 一个非常简单的液压系统
在这个练习中你将要构造图形1.1中的系统，这可能是最简单具有意义的液压系统。它是由部分液压种类（通常是蓝色）和部分机械种类元件建造 液压部分由用于液压系统的标准符号组成。主要的原动力提供泵的力量，从水槽拉动液压流体。这种流体在压力下提供给一个驱动旋转负载液压马达，当压力达到某个值的时候一个解除阀门打开，一个马达和解除阀门的输出流回水槽，图标显示了三个水槽却非常像是仅仅一个水槽被利用了。 有两种在液压手册里，这些拥有标准的蓝色，如果你没有这些展览的种类，检查在选择菜单上的路线列表 第一个种类包含一般的液压元件，第二个包含特别的阀门，你将建造的用于模型 能够全部被找到在第一类这些液压种类中，如果你检查这个种类图标，你将会得到对话框在图形1.2.首先看到在手册中有用的元件，展览这些元件的标题通过在图标上移动指针 图形1.2 在第一个液压种类的元件
液压阀块设计方法 1．1液压阀块的结构特点 按照结构和用途划分，液压阀块有条形块、小板块，盖板、夹板、阀安装底板、泵阀块、逻辑阀块、叠加阀块、专用阀块、集流排管和连接块等多种形式。实际系统中的液压阀块是由阀块体以及其上安装的各种液压阀、管接头、附件等元件组成。 (1)阀块体 阀块体是集成式液压系统的关键部件，它既是其它液压元件的承装载体，又是它们油路连通的通道体。阀块体一般都采用长方体外型，材料一般用铝或可锻铸铁。阀块体上分布有与液压阀有关的安装孔、通油孔、连接螺钉孔、定位销孔，以及公共油孔、连接孔等，为保证孔道正确连通而不发生干涉有时还要设置工艺孔。一般一个比较简单的阀块体上至少有40-60个孔，稍微复杂一点的就有上百个，这些孔道构成一个纵横交错的孔系网络。阀块体上的孔道有光孔、阶梯孔、螺纹孔等多种形式，一般均为直孔，便于在普通钻床和数控机床上加工。有时出于特殊的连通要求设置成斜孔，但很少采用。 (2)液压阀 液压阀一般为标准件，包括各类板式阀、插装阀、叠加阀等，由连接螺钉安装在阀块体上，实现液压回路的控制功能。 (3)管接头 管接头用于外部管路与阀块的连接。各种阀和阀块体组成的液压回路，要对液压缸等执行机构进行控制，以及进油、回油、泄油等，必须与外部管路连接才能实现。 (4)其它附件 包括管道连接法兰、工艺孔堵塞、油路密封圈等附件。 1．2液压阀块的布局原则 阀块体外表面是阀类元件的安装基面，内部是孔道的布置空间。阀块的六个面构成一个安装面的集合。通常底面不安装元件，而是作为与油箱或其它阀块的叠加面。在工程实际中，出于安装和操作方便的考虑，液压阀的安装角度通常采用直角。 液压阀块上六个表面的功用(仅供参考)： (1)顶面和底面 液压阀块块体的顶面和底面为叠加接合面，表面布有公用压力油口P、公用回油口O、泄漏油口L、以及四个螺栓孔。 (2)前面、后面和右侧面 (a)右侧面：安装经常调整的元件，有压力控制阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等：流量控制阀类，如节流阀、调速阀等。 (b)前面：安装方向阀类，如电磁换向阀、单向阀等；当压力阀类和流量阀类在右侧面安装不下时，应安装在前面，以便调整。 (c)后面：安装方向阀类等不调整的元件。 (3)左侧面
液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1）确定液压执行元件的形式； 2）进行工况分析，确定系统的主要参数； 3）制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4）计算和选择液压元件； 5）液压系统的性能验算； 6）绘制工作图，编制技术文件。 明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境（温度、湿度、振动冲击）、总体布局（及液压传动装置的位置和空间尺寸的要求）等； 2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4）各动作机构的载荷大小及其性质； 5）对调速范围、运动平稳性、换向定位精度等性能方面的要求； 6）自动化程度、操作控制方式的要求； 7）对防尘、防爆、防腐、防寒、噪声、安全可靠性的要求； 8）对效率、成本等方面的要求。 主机的工况分析
通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 主机工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t) ，速度循环图(v— t) ，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L —t 液压机的液压缸位移循环图纵坐标L 表示活塞位移，横坐标t 表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v —t(或v —L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。 图为三种类型液压缸的v —t 图，第一种如图中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，最后匀减速运动到终点；第二种，如图中虚线所示，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。v —t 图的三条速度曲线，不仅清楚地表明了三种类型液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。 位移循环图速度循环图 动力分析 动力分析，是研究机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，对液压系统而言，就是研究液压缸或液压马达的负载情况。 1．液压缸的负载及负载循环图 (1)液压缸的负载力计算。 工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的负载由六部分组成：
Hydraulic Component Design Library Rev 9 – November 2009
Copyright ? LMS IMAGINE S.A. 1995-2009 AMESim? is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A. AMESet? is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A. AMERun? is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A. AMECustom? is the registered trademark of LMS IMAGINE S.A. LMS https://www.doczj.com/doc/767008337.html,b is a registered trademark of LMS International N.V. LMS https://www.doczj.com/doc/767008337.html,b Motion is a registered trademark of LMS International N.V. ADAMS? is a registered United States trademark of MSC.Software Corporation. MATLAB and SIMULINK are registered trademarks of the Math Works, Inc. Modelica is a registered trademark of the Modelica Association. UNIX is a registered trademark in the United States and other countries exclusively licensed by X / Open Company Ltd. Python is a registered trademark ofthe Python Software Foundation. Windows is the registered trademark of the Microsoft Corporation. All other product names are trademarks or registered trademarks of their respective companies.
液压系统设计方法 液压系统是液压机械的一个组成部分，液压系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 液压系统的设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 ⑴确定液压执行元件的形式； ⑵进行工况分析，确定系统的主要参数； ⑶制定基本方案，拟定液压系统原理图； ⑷选择液压元件； ⑸液压系统的性能验算： ⑹绘制工作图，编制技术文件。 1.明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 ⑴主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等； ⑵液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； ⑶液压驱动机构的运动形式，运动速度； ⑷各动作机构的载荷大小及其性质； ⑸对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； ⑹自动化程度、操作控制方式的要求； ⑺对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求； ⑻对效率、成本等方面的要求。 2.进行工况分析、确定液压系统的主要参数 通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 2.1载荷的组成和计算 2.1.1液压缸的载荷组成与计算 图1表示一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数已标注在图上，其中F W是作用在活塞杆上的外部载荷。F m是活塞与缸壁以及活塞杆与导向
目录 任务书 (2) 第一章工况分析 (3) 第二章拟定液压系统原理图 (5) §2.1 确定供油方式 (5) §2.2 调速方式的选择 (5) §2.3 速度换接方式的选择 (5) §2.4 夹紧回路的选择 (5) 第三章液压系统的计算和选择液压元件 (7) §3.1 液压缸主要尺寸的确定 (7) §3.2 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 (8) §3.3 液压阀的选择 (10) §3.4 确定管道尺寸 (10) §3.5 液压邮箱容积的确定 (11) 第四章液压系统的验算 (12) §4.1 压力损失的验算 (12) §4.2 系统温升的验算 (16) 小结 (17)
任务书 一、设计课题 设计一台专用铣床液压系统。要求实现“夹紧——快进——工进——快退——原位停止——松开”的自动工作循环。夹紧力为3500N工作缸的最大有效行程为400mm 、工作行程为200mm、工作台自重3000N，工件及液压夹具最大重量为1000N，采用平导轨和V形导轨，，其余参数如下： 备注：进、回油管长各取1米。 二、设计计算内容 1、设计计算液压系统 包括液压系统的拟订，液压缸的设计，液压元件及电机的选择，液压站的设计。 2、编写设计计算说明书 包括设计任务，设计计算过程，系统原理图（系统图，动作循环图，电磁铁动作表，液压元件一缆表） 三、绘图工作内容 1、液压系统原理图, 2、集成块式（或叠加阀式）油路图 3、工作油缸装配图
第一章工况分析 根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图1-1所示。计算各阶段的外负载，如下： 液压缸所受外负载F包括三种类型，即 F=Fω+F f +F a 式中Fω—工作负载，对于金属切削机床，既为活塞运动方向的切削力，为Fω=12000N； F a —运动部件速度变化时的惯性负载； F f —导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦力阻力， 对于平导轨F f 可由下式求得 F f = f ( G + F Rn ); G—运动部件重力； G=3000+1000N=4000N F Rn —垂直于导轨的工作负载，本设计中为F Rn =2000N； f—导轨摩擦系数，在本设计中取静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。则求得 F fs = 0.2?（4000+2000）N = 1200N （1-2） F fa =0.1?（4000+2000）N = 600N 上式中F fs 为经摩擦阻力，F fa 为东摩擦阻力。 F a = g G t? ?υ 式中g—重力加速度； t?—加速或减速时间，一般t?= 0.01~0.5s,取t?= 0.05s。υ ?—t?时间内的速度变化量。 在本设计中 F a = 8.9 4000 ? 60 05 .0 4 ? N = 544.22N 根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载（见表1-1），并画出如图1-2
第四期AMESIM视频教程液压元件与HCD库 本专题以流体、液压基础知识开端，详细讲解了各类阀、泵以及其它液压元件的使用案例和方法，确保每个元件的每个参数的物理含义和使用场景都能够被学员熟练掌握。适用于需要液压系统和流体系统设计仿真的用户。 推荐理由： ?本专题内容较全，涉及液压库和HCD库两个库的主要内容，从基础知识到综合运用逐步过渡，知识和难易程度衔接流畅 ?部分课程增加了CFD建模计算和AMESIM建模对比，更加直观 ?在部分阀以及柱塞泵建模过程中，采用Catia进行三维建模，确保学员能够直观的了解建模过程中的函数计算、参数设置过程 ?各部件的核心运算过程进行了公式推导，确保学员能够知其所以然 ?通过本期课程的学习，可以熟练掌握液压库所有元件，为大家的进行液压系统设计提供有力的帮助
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Tao///bao|搜索“Amesim 视频教 程”随时找到我！ 第一期 AMESIM 视频教程入门学习与案例 第二期 AMESIM 视频教程联合仿真和优化探索工具 第三期 AMESIM 视频教程平面机械库 第四期 AMESIM 视频教程液压元件与HCD 库 第五期 AMESIM 视频教程二次开发详解（Ameset ） 第六期 AMESIM 视频教程传热换热专题 第七期 AMESIM 视频教程气动库基础课 第八期 AMESIM 视频教程气动库热元件与管网分配特性 第九期 AMESIM 视频教程电池热管理专题 第十一期 AMESIM 视频教程新能源汽车专题 第十二期 AMESIM 视频教程热液压热流体专题 第十三期 AMESIM 视频教程液阻库与管网特性 第十四期 AMESIM 视频教程液压系统综合案例 第十五期 AMESIM 定制APP 开发与API 使用详解 第十六期 基于联合仿真的电液伺服控制算法专题(simulink) 负载敏感转向系统工作原理与建模仿真分析 全液压制动系统工作原理与建模仿真分析 LUDV 控制系统负载敏感阀HCD 建模与仿真分析 &详细答疑 Q----Q 答疑群685097529
液压元件创新设计 ——它的知识、思维和方法 叶春浓 （佛山顺德中意液压有限公司，广东 佛山顺德 528300） 摘要：在论证机械设计本质的基础上，分析液压元件创新设计所涉及的知识、思维和方法；呼吁液压科技人员需要注重逻辑思维和科学方法的学习和训练；指出中国液压元件创新能力不足的几点原因。 关键词：液压元件；创新设计；逻辑思维；科学方法；假说 Innovate design of hydraulic component ——its knowledge、thinking and method YE Chun-nong (Intra-Italia Hydraulics Foshan Shunde Co.,Ltd.,Foshan,china) Abstract: Based on the demonstration of the essence of machine design, analyse the knowledge、thinking and method of the innovate design of hydraulic component; appeal worker of hydraulic science and technology should pay attention to study and practise logic thinking and science method; pointed out some reason of the insufficient of innovate design of chinese hydraulic component. Key words: hydraulic component; innovate design; logic thinking; science method ;hypothesis 0 引言 中国的液压企业不缺乏自愿或不自愿长时间 加班工作的“敬业”员工，对初具规模的企业来说，或许也不缺乏支持创新所需的资金。然而，中国液压元件仍然处于测绘仿制世界主流品牌的阶段[1-2]，长期不能摆脱克隆的窠臼和山寨的尴尬[3]，走克隆之路的厂家远远没有达到预期的经济效益[4]。 创新在液压产业发展中发挥着核心和先导的 作用[5-6]。如何才能创新？已有液压界专家学者做过有益的论述：张海平论证了测试是液压的灵魂，是创新的重要手段[7]，详述了测试的基本概念、仪器特点及选用、元件稳/动态测试及液压系统测试实例和技巧[8]，介绍了创新的步骤[9]；徐绳武[10]对试验进行了分类，论证了试验是高端柱塞泵（马达）创新的手段。 然而，在液压元件创新中（任何一门技术科学都是如此），无论测试仪器多么齐全和先进，只有通过发挥头脑才能将仪器付之恰当的运用，无论测试手段多么巧妙和科学，测试获得的数据和信息，仅仅在头脑中通过逻辑推理将其结合到已有的知 识体系和经验中才富有成效，换句话说，创新过程中最重要的始终是人的头脑。目前液压行业创新的呼声虽为高涨，但从思维认知的角度于细微之处如何训练和发挥人的头脑的著述却不多见。 本文综合卓有成效的发明家和科学家有教益 的观点及笔者的学习、经验、思考和心得，从心理、思维、认知、科学方法等角度，以直率的口吻分析液压元件的创新设计，至于其意义是什么以及意义的大小则取决于读者。 1、机械设计的本质
AMESim液压手册 1.1 介绍 AMESim液压手册包括： *通常组成的元件包括泵，马达，孔口，以及其他，也包括特别的阀门 *小管和软管的子模型 *压力和流动比率的源头 *压力和流动比率的检测计 *流体种类的组成 压力系统孤独的存在完全是没用的，它离不开流体和过程控制。这意味着手册必须能和其他AMESim手册相兼容。以下的手册是经常和压力手册一起并用： 机械手册 应用于流体压力装置当水压能量转化为机械能量 信号，控制，检测手册 应用于控制和水压系统 水压元件设计手册 从非常基本的液压和机械单元应用于建造特别的的元件 液压组成手册 这是一个组成包括弯曲，丁字接头，弯头以及其他，它被用于典型的诸如冷却和润滑系统的低压装置 第一节 个别的案例 注释*在液压手册里尽可能的用多余一种的流体，这是非常重要的因为你能够做出模型关于冷却和润滑系统的手册 *液压手册假设一个统一的温度贯穿于整个系统，如果热量影响被考虑到很重要，热量液压和热量液压元件设计手册应该使用 *有许多气穴和空气释放的模型在液压手册。注释有一种特别的二相流体手册，一种典型的关于这种空气调节系统的装置 第一节手册包括一系列个别的例子。我们强烈的建议你认真的对待这些个别的例子。这些假定你有一个基本的使用AMESim的水平。作为一个完全最小的工作量你应该做些第三节关于AMESim手册的例子和第五节第一个关于描述如何使用一组的第一个例子 1.2案例1：一个简单的液压系统 目标 *组建一个非常简单的液压系统 *介绍一个简单的小管/软管子系统 *解释一个结果使用一个特别的参考关于空气释放和空穴
图形1.1 一个非常简单的液压系统 在这个练习中你将要构造图形1.1中的系统，这可能是最简单具有意义的液压系统。它是由部分液压种类（通常是蓝色）和部分机械种类元件建造 液压部分由用于液压系统的标准符号组成。主要的原动力提供泵的力量，从水槽拉动液压流体。这种流体在压力下提供给一个驱动旋转负载液压马达，当压力达到某个值的时候一个解除阀门打开，一个马达和解除阀门的输出流回水槽，图标显示了三个水槽却非常像是仅仅一个水槽被利用了。 有两种在液压手册里，这些拥有标准的蓝色，如果你没有这些展览的种类，检查在选择菜单上的路线列表 第一个种类包含一般的液压元件，第二个包含特别的阀门，你将建造的用于模型 能够全部被找到在第一类这些液压种类中，如果你检查这个种类图标，你将会得到对话框在图形1.2.首先看到在手册中有用的元件，展览这些元件的标题通过在图标上移动指针 图形1.2 在第一个液压种类的元件
Signal，Control square(方形) wave signal source 非对称方形波 pulse（脉搏） width modulated (PWM) signal source pulse frequency modulated (PFM) signal source 频率可调的梯形波 step signal source（阶跃信号） ramp signal source（斜坡信号） piecewise（分段的） linear signal source data from ASCII file signal source 子模型：UDA01 - signal from ASCII file data 该模型是工作周期模型，其输出是时间的函数，该函数在ASCII数据文件中定义。模型的输出是通过线性插值或者三次插值得来。 用这个模型可以建立一个关于时间的函数信号。 参数设置： 用户必须定义ASCII文件的名字，该文件可以是一维的，也可以是XY多列表格。如果该文件没有包括任何表格信息，那么UDA01就会以一维的方式进行读取。
signal time source 输出一个设置仿真时间的信号。 sine（正弦） wave signal source harmonics signal source 由一个常量和六个不同振幅、相位、频率的正弦波相加而成。 variable sine wave signal source 频率可调的正弦波。 triggered（触发的） sine wave signal source 频率和振幅都是变化的。当触发信号为零时，输出变为零。 pseudo-random number sequence generator 子模型：PRBS2 - pseudo-random binary sequence（伪随机数列） 用途：Typically the output from PRBS2 is added to a pure signal to generate noise general signal sink 用于堵住信号端口。 make input signal zero use with caution! stop the simulation 当输入信号为“真”（满足用户所设定的逻辑关系）时，停止仿真或者输出一个警告。