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第一章前言液压综合实验台包括电控、液控等，它的设计与制造将极大的缓解现有实验室实验设备短缺和落后的现状，同时电液控综合实验台在整个液压教学实验中将发挥很大的作用，是液压教学实验中不可缺少的重要组成部分。
本论文重点叙述了液压综合实验台的系统组成和元件设置。
从各方面分析与其它实验台的不同点，突出它的综合性，其最大的优点就是可以在一个实验平台上做多种实验，所做实验各元件和管路可由实验操作者自行设计、连接。
1.1课题研究的背景实验是液压教学必不可少的辅助环节，学校现有的液压传动教学实验台可用于定量叶片泵工作特性实验、先导式溢流阀性能实验及节流调速回路性能实验。
通过实验，可使学生增强对定量叶片泵工作性能、先导式溢流阀静态性能和动态性能以及各种节流调速回路特性的理解，加深对液压系统各种特性参数的感性认识。
实验数据的获得可归结为液压系统中压力、流量和速度等物理量静态、动态值的测取，误差很大。
如为测量液压缸活塞杆在不同负载条件下的运动速度，实验时首先测出活塞杆的总行程，再利用秒表测量活塞杆走完这段行程所用时间，两者相除得到活塞杆的运动速度，这种方法很难客观准确地反映液压缸活塞杆带负载工作时的速度特性。
利用压力表测量液压系统中某一给定点的压力，表盘指针所指示的刻度对应某一压力值，由于小幅度波动的压力振摆和随时间而漂移的压力偏移值很难通过压力表指针反映出来，有限的刻度格数使读数依赖于实验操作者的目测习惯，从而使测量精度得不到保证。
而且对液压系统加载一卸荷时被控压力随时间变化所反映的动态特性参数如动态超调，只能作出定性分析。
而且现有实验台的灵活性不高，不能充分锻炼学生的动手及思维能力。
1.2课题研究的内容我的毕业设计题目是电液控综合实验台。
在实验台设计过程中，我们参考了学校现有的液压传动教学实验设备，综合了它们的优点和缺点，所设计的电液控综合实验台采用可以快速转接的方式，使一台设备可以完成五种甚至更多的实验回路，如压力形成、液压泵性能实验、溢流阀静动态性能实验、节流调速回路性能实验、比例阀性能实验。
汽车液压动力转向器试验台测控系统设计与开发摘要:随着科学技术的发展,我国人民生活水平的日益提高,越来越多的人开始重视汽车的开发研究。
众所周知,车辆液压助力转向器实验台也是目前实现了车辆的相应技术研究开发与性能试验等工作能力的一个主要试验装置,该试验设备装置的成功问世也为开发车辆技术提供了对相关的汽车部件参数的科学合理的选择方法和对新能源车辆参数的配置优化等技术方面有力的支撑保证,不仅是如此,试验台装置还在很大一定的程度意义上也提高到了相关车辆技术的研究开发效益。
关键词:汽车液压动力转向器测控系统研究试验台开发引言发展节能新车市场业已被上升至为一项国家战略,对于进一步减轻汽车行业环保污染与企业能耗压力,促进我国汽车行业的转型与升级,有着其重大意义。
但目前中国的汽车行业发展还仅仅处在一个刚开始起步的阶段,科技水平并不十分领先,在关键整车零部件以及一些重要汽车零配件产品的研究开发设计与批量试生产的过程发展中技术瓶颈突出。
车辆试验台系统的最终控制系统建立,可以被直接地用于完成对试验车辆整机零件总成及其他关键零部件总成等部件进行的安装调试、标定检验和车辆其他零部件各项及整机特性参数的试验检测,进而可以大幅地缩短汽车整机零部件测试装配与调试标定等的工作时间点和人员工作量,减少了风险投入与成本。
一、试验台基本结构汽车试验台系统主要由汽车机械部分系统与汽车测控仪表系统二部分构成。
车辆试验台系统是一个相当复杂庞大的试验系统,它设计不复杂但却需要能够模拟各种车辆的不同工况的正常行驶的工况条件和车辆工作的模式,同时还能够用来对各种车辆的重要的零件性能进行检测。
试验台项目建设初期的主要目标将是建立一个完全可以独立实现的新能源汽车试验研究的综合平台,涵盖了混合电动力、纯混合电动、燃料电池汽车以及纯电动混合汽车中的电控混合电驱动转向系统、复合制动系统技术以及汽车核心底盘动态控制等技术方面的试验研究开发与试验。
试验台由控制器、发动机、开关磁阻电动机、电源、电磁离合器、自动变速器、车轮、ABS制动器、齿轮减速器、直流电力测功机、惯性飞轮和传感器等组成。
摘要本设计着重以减振器活塞杆的测试为例，介绍了减振器活塞杆横向疲劳实验台的功用及其组成。
利用液压站和液压缸的组合，实现作用给活塞杆一定条件的脉动循环稳定变应力测试其横向疲劳强度。
本说明书在已知测试条件的基础上，分析如何实现实验台所需功能，对减振器活塞杆横向疲劳实验台进行了功能设计和结构设计。
实验台由液压站、液压缸、台架、夹具体以及传感器组成。
通过简单、典型的液压传动机构以及传感器的应用，使实验台能够对大多数减振器活塞杆的疲劳强度进行测试，进而满足实验台要求。
关键词：实验台；减振器；疲劳强度；活塞杆AbstractThis thesis focused on the piston rod test of shock absorbers,and introduced the corresponding functions and compostition of the piston rod test of shock absotbers a design at acrosswise fatigue testbed for piston rod at shocke ing the hydraulic pressure station and hydraulic cylinder and winch mechanism,the tests of crosswise fatigue strength of the piston rod of the sample shock absorbers were peformed by inputting harmony excitations.The statement in the known test conditions,based on the given testing conditions,the designs of function and structure of the target testbed were carried out in this thesis.The testbed consists of the hydraulic pressure station, hydraulic cylinder,the scaffolding,the jig body as well as the force sensor.Through some simple,typical fluid drive mechanism and the sensor application,the purpose of piston rod fatigue strength test for shock absorbers can be obtained in this thesis，and then meet the test requirements.Key words：Test-bed; Shock Absorber; Fatigue strength; Piston rod目录第一章绪论 (5)1.1题目简介 (5)1.2题目主要内容 ............................................................... 错误！未定义书签。
关于液压综合实验台的设计综述
机械设计制造及其自动化专业学生张宝春
指导老师：陈秀宏
摘要：传统的手工测试系统，结构复杂、成本高、故障率高，测试过程及结果受较多人为因素影响，精度低。
远不能满足现代液压元器件的测试需求。
随着计算机技术、微电子技术、通信技术及传感器技术的不断发展，液压计算机辅助测试系统(CAT)，虚拟仪器技术等现代测试技术，已经成为当今液压测试系统发展的方向。
本文设计并开发了一套用于液压多功能综合试验平台的PLC实时测控系统。
该系统以PLC控制核心，辅以触摸屏提供良好的人机交互平台，通过与上位工控机的通讯，实现数据的高速采集、处理和分析。
这种控制模式，既发挥了PLC控制精度高、抗干扰能力强、可靠性好的特点，有充分利用了工控机良好的数据分析和处理的能力，两者珠联璧合，相得益彰。
关键词：液压实验台液压回路和元件性能 PLC 参数测量
前言：液压实验台是机械专业学生学习液压系统知识的重要实验设备 ,是学生在学习液压理论知识时进行实践论证和综合应用开发的主要手段。
这个液压综合实验台能够比较容易的对常见液压回路和液压元性能进行实验，并且能够对压力、温度、流量、位移、转速等参数进行测量。
多功能液压实验台能全面模拟液压系统常见的各类故障,并可运用嵌入在其中的加速度、压力、流量、温度、液位、污染度、位移等多种传感器检测液压系统在正常或异常状态下的各种信息,可为液压系统、元件的故障机理分析、状态监测及故障诊断技术积累信息,提供数据。
多功能液压实验台用来模拟液压系统及液压元件在工作中发生的常见故障,并对其运行的状态信息、故障征兆进行检测。
液压原理：在一定的机械、电子系统内，依靠液体介质的静压力，完成能量的积压、传递、放大，实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化。
液压回路的基本机能在于以液体压力能的形式进行容易控制的能量传递。
从能量传递方面看：液压技术大致处于机械式能量传递和电气式能量传递之中间位置。
从传动特性方面看：机械传动和液压传动装置可以说有固定的特性，与此相反，液压传动装置和电气传动装置相同，具有无级变速装置的特性，除了恒功率外，还容易实现恒速和恒转矩等特性。
液压技术的特点，一般可以归纳如下：
（1）容易进行无级变速，变速范围广，即能在很宽的范围内很容易地调节力与转矩；
（2）控制性能好，即力、速度、位置等能以很高的响应速度正确地进行控制。
另外，对于电气，机械等其它的控制方式具有很好地适应性，特别是和电气信号处理相结合，可得到优良的响应特性；
（3）动作可靠，操作性能好；
（4）结构和特性上具有适度的柔性；
（5）可以用标准元件构成实现任意复杂机能的回路。
形成这些特点的原因：在于用容积式元件作能力转换器即液压泵和液压执行器，用富有润滑性的油作为工作介质。
液压技术的一般缺点也与液压油有关。
液压流量测量仪表及其发展动态
目前液压行业采用的流量测量仪表按其工作原理来分主要有容积式、速度式及质量式流量计, 但也不乏有基于其他物理原理与规律开发的流量计, 它们业已得到普遍使用或即将推广作用, 如涡街流量计、超声波流量计、热膜(丝) 流量计等。
1 差压式流量计
由把流量转变成静压差的一次装置(节流装置)和把静压差转变成标准信号并显示流量值的二次仪表组成, 常用的一次装置有标准孔板,喷嘴和文丘里管,其作用原理是表达流体能量守恒的伯努利方程和流体连续性方程, 利用节流装置反映出差压与流量的平方关系。
这种流量计具有适应范围大、结构简单、坚固耐用、差压变送器功能多、性能好等特点。
但其输出特性为非线性、量程受制约、且实际使用精度不高。
近几年许多国际知名公司对差压变送器进行了深入的研究与开发, 相继推出了性能优异的智能变送器,
2 容积式流量计
亦称正排量流量计, 主要由转子和计量腔(由流量计壳体内腔所形成) 以及计数机构组成, 流体介质周期性地充满计量腔并推动转子旋转, 其转速正比于流速。
根据转子的形状有罗茨流量计、椭圆齿轮流量计、圆盘流量计、刮板流量计以及近年出现的双转子流量计等。
这类流量计具有测量准确度高、重复性好、对直管段要求不高、介质粘度变化对测量显示值影响较小等特点。
3 涡轮流量计
涡轮流量计是一种速度式流量测量仪表, 由涡轮流量传感器, (包括涡轮、导流器、壳体及磁电传感器) 和显示仪表组成, 其壳体由不导磁的材料制成,导磁的涡轮装在壳体中心轴承上, 当阻力矩与动力矩平衡时, 涡轮转速稳定且正比于流速, 借助于壳体外的非接触式磁电转速传感器将转速信号变换成电频率信号, 送至显示仪表即可显示介质的流量。
传感器中温度补偿装置的完善和发展使流量计不仅适用于压力管路而且扩大了粘度适应范围。
流场畸变的管段, 减少了对直管段的要求; 同时显示仪表实现了智能化和小型化。
涡轮流量计测量准确度高、重复性好、结构轻巧、安装简便、耐压高、线性范围宽。
4 质量流量计
这种流量计有直接式和间接式两大类别。
这类流量计具直接测量质量流量、准确度高、与各种物性参数无关、压力损失小等特点。
这是一种发展中的流量仪表, 目前仍有许多问题需进一步解决, 如流体介质的相态与物性影响问题、零点漂移问题、最佳振动管形状选择问题、管材选择问题等。
液压泵、流量计经过电磁换向阀右位进入单向节流阀、流量计进入液压缸的无杆腔,有杆腔的油液经过流量计、单向节流阀、电磁换向阀的左位、流量计、溢流阀、过滤器回油箱。
反向行程时,电磁换向阀工作在左位,油液流向相反。
调节溢流阀,液压缸产生不同的背压,模拟液压缸的工作负载,测试液压缸不同负载下的动特性曲线,研究液压缸的运行规律。
液压缸泄漏故障模拟由节流截止阀实调节节流截止阀开口度模拟液压缸二腔的外泄漏。
液压缸爬行通过增加负载和泄漏实现。
溢流阀检测
电磁换向阀位于中位,截止阀开启,液压实验台工作在溢流阀、电磁阀检测状态。
电磁阀控制溢流阀工作状态,通过不断更改电磁阀25工作状态,检测溢流阀和电磁阀性能。
液压泵故障模拟与检测
液压泵常见故障为磨损和气穴,齿轮泵是最常见的液压泵,本文以齿轮泵为例研究液压泵故障模拟与检测。
齿轮泵磨损又分为齿轮磨损和侧板磨损。
齿轮磨损故障设置是通过人工打磨主动齿轮上轮齿的啮合面,使其啮合曲线失形,人工模拟磨损,侧板磨损故障设置是根据齿轮泵的出油口工作压力高,磨损概率大的特点,人工打磨侧板靠近出油口端的端面,形成侧板偏磨的故障,气穴故障设置是通过
调整多功能液压实验台中的节流阀使其开口度变小,并将齿轮泵进油口拧松,造成进油口吸入空气,形成气穴。
液压泵故障检测过程:截止阀关闭,电磁换向阀位于中位,液压实验台工作在液压泵的检测状态。
电机开启后,泵工作,油液从油箱截止阀，节流阀进入液压泵,经流量计、溢流阀和、流量计、滤油器回油箱。
溢流阀、调节液压泵的工作压力。
液压泵的状态信息由粘接在液压泵的多路振动传感器、转速计、流量计、压力传感器、油箱中的液位、温度等传感器获取。
液压缸故障模拟与检测
液压缸检测过程:截止阀关闭,液压实验台工作在液压缸检测状态。
液压缸正向行程时,电磁换向阀工作在右位,油液从油阀、截止阀、节流阀
故障加速
在对液压系统进行状态监测与故障诊断时,往往需要监测系统从正常到异常故障状态的运行过程。
如系统正常磨损运行,监测时间长,成本高。
在液压实验台液压油中加入少量水、固体颗粒物可以加速系统磨损,缩短监测时间。
液压油中水、颗粒污染一方面由嵌入在液压实验台污染度传感器检测,另一方面通过定期抽取回路液压油油样,由润滑油液检测实验室分析
污染情况、设备磨损状态并监测系统运行。
结论
经实验,多功能实验台运行可靠、稳定,能全面模拟液压系统、液压元件特别是液压泵、液压缸的故障, 该实验台结构简单，液压回路明晰，利于学生自己组建液压回路。
功能上并不求全求大，充分考虑到本专业学生特点，满足适用性要求，并留下了可扩展的接口并可运用嵌入在实验台中多种传感器实现多源信息采集,能有效地为液压系统的状态监测与故障诊断技术的研究提供科学实验基础和科学的数据、信息依据。
参考文献:
刘延俊,等. 液压系统故障诊断技术现状及发展趋势2006 (2) : 80 - 82.
祝海林高澜庆. 流量信号与液压系统状态监测.1995 ; (2) : 9～10
柴京富,杨卫平,李尧忠.多功能液压教学实验台CAD及CAI 课件设计.2008(6). 施晓芳,张卫平.PLC 在装拆式液压教学实验台中的应用.机床与压,2003.（6）王文深.PLC 控制的多功能液压教学综合实验台的研制.液压与动,2003(10). 顾启民,王国新.用单片机控制的液压教学实验台.实验室研究与索,2000(6). 薛祖德主编. 液压传动. 中央广播电视大学出版,1995。
