頁共51頁第一章緒論1.1引言2015年我國政府工作報告中，李克強總理提出要統籌實施“四大板塊”和“三個支撐帶”戰略組合。為實現中國夢，我國東部、中部、西部、東北部將迎來現代化建設的新篇章，這些地區將建設一批綜合交通、能源、水利、生態、民生等重大工程項目。在當今的工程項目施工中，規模和難度不能和以前同日而語，很多著名工程如三項大壩的建設堪稱人類歷史上的奇跡，如果按照古代愚公移山的施工條件，即使在不缺乏人手的情況下，面對如此復雜和困難的施工建設，也只能望而生畏，止步不前。因此，原來的人力、畜力已經遠遠不能滿足我國現代化施工的要求；同時為了促進社會和諧，改善工人的勞動條件，機械設備被用來從事大多數高風險、高強度、高難度的工作。目前在國家施工建設中，尤其是在城市中，基本都配備了各式各樣的機械設備。機械設備是現代文明社會智慧的結晶，越來越廣泛地使用到人類的生產活動中，對人類生活產生了深遠的影響。從某種程度上說，機械設備的優劣反應了一個國家的強弱水平。隨著我國以經濟建設為中心的戰略部署，改革開放三十多年來各個領域都取得了跨越式發展。為了提高工作效率和降低工作成本，如今的社會分工更加明確?？茖W技術是第一生產力，每個行業均離不開機械的發展。圍繞行業的需求，科技工作者們研發了人們耳熟能詳的行業專用機械設備，如金融行業的點鈔機、混泥土行業中的混泥土泵車等。1.2混泥土泵車及其臂架系統的介紹混泥土泵車，簡稱為泵車，是一種將輸送混泥土的泵送系統和用于布料的臂架系統集成在汽車底盤上的機械設備（如圖1-1所示）。通常，我們將混泥土泵車看做由六部分組成，分別是底盤部分、臂架系統、回轉機構、液壓系統、電氣系統、泵送系統?；炷嗤帘密囀腔炷嗤翙C械近十年來發展最快的裝備之一，在混泥土機械所占比例較大，也是保證工程建設低成本、高質量和高速度的重要手段?；炷嗤帘密囀且环N專門用來輸送混泥土的機械，借助臂架系統可以將混泥土水平輸送和垂直輸送結合在一起，并且能保證混泥土的均勻性和密實性[1]?；炷嗤帘密囈驗檠b備有汽車底盤，所以移動起來很方便，也有利于商品混泥土的發展。1、底盤部分2、臂架系統3、回轉機構4、液壓系統5、電氣系統6、泵送系統圖1-1某型號混泥土泵車結構簡圖泵車主要用于建筑施工場地，能夠滿足施工現場各種混泥土輸送要求。泵車具有澆筑質量好、澆筑速度快、布料范圍廣、機動靈活、環境污染少等優勢，受到建筑市場的青睞。如今，泵車早已成為泵送混泥土施工機械的首選機械設備，在建筑施工過程中必不可少[2]]。上世紀初，德國開始研制混泥土泵，并取得了一些研究成果，奠定了基礎。上世紀60年代中期，出現了劃時代意義的產品――混泥土輸送泵車，并且裝備了能夠回轉和伸縮的布料桿，大大提高了混泥土泵的機動性，使混泥土澆筑變得更加方便。從此，車載式混泥土泵取代了傳統的固定式混泥土泵，泵車成為發展的主流方向。在2008年，全球爆發金融危機時，國家實行4萬億救市政策，重點發展工程機械行業，許多大小工程機械企業進行了大規模的擴張，泵車技術也得到飛速發展，2011年9月，三一重工成功下線長度為86m的7節臂架混泥土泵車，理論排量大240m3/h，創造了泵送排量最大、臂架長度最長和節數最多的三項世界紀錄。目前，在混泥土泵行業中，三一重工、中聯重科都處于世界領先地位[3]。泵車的臂架系統是一個典型的柔性多體系統[4]。臂架系統是混泥土泵車的主要組成部分之一，該系統是由連桿，臂架，連接件，液壓缸和輸送管組成的可折疊和展開的多個平面四連桿機構，對泵車的性能影響很大（如圖1-2所示）。臂架系統是在泵車工作過程中，輸送管內部壓力不連續以及混泥土漿體產生的沖擊力作用，會使臂架系統產生周期性振動。臂架振動主要有兩方面的危害：一方面是振動會影響澆筑精度，另一方面是產生振動疲勞。1-1#臂架油缸2-1#臂架3-鉸接軸4-1#連桿5-2#臂架油缸6-2#連桿7-2#臂架8-3#臂架油缸9-3#連桿10-4#連桿11-3#臂架12-4#臂架油缸13-5#連桿14-6#連桿15-4#臂架圖1-2混泥土泵車臂架簡圖1.3混泥土泵車臂架系統激振試驗背景及意義隨著泵車在建筑施工上的廣泛使用，泵車臂架系統的可靠性引起了有關人員的重視。有興趣的科技工作人員花費了心血和時間去研究臂架系統，目前他們研究泵車臂架系統主要在以下幾個方向：(1)從泵車液壓系統不同工況的的仿真分析中得到液壓系統對臂架運動的影響；(2)臂架系統在虛擬樣機上的振動分析、運動學仿真分析和動力學仿真分析；(3)運用各種方法對泵車臂架進行穩定性分析，如有限元分析等。長安大學的呂彭民、汪紅兵兩位學者從液壓系統對臂架運動影響的角度出發，詳細分析了在不同峰值的液壓缸沖擊載荷作用下的臂架系統動態響應。他們指出液壓沖擊峰值大小與泵車的振動有著密切的關系。減小油缸液壓沖擊峰值可大大減小臂架結構的動應力，從而改善結構的疲勞壽命[5]。沈陽建筑大學高鳳陽教授在《混泥土泵車臂架振動分析》一文中對臂架系統進行了振動分析，他通過建模和采用Matlab/Simulink軟件仿真，分析臂架的振動特性，掌握了泵車臂架系統部分振動規律。臂架姿態對振動的影響也較大，關節角度越小振動越大，為減小振動幅度提供了參考[6]。在長安大學的王海英和胡新杰兩位學者在《混泥土泵車結構應力場分析與試驗研究》一文中，從有限元分析方面，通過有限元建模，用相關軟件進行靜強度分析，然后在實驗臺驗證了有限元計算結果。對比后，找出了臂架出現裂紋的原因并提出了改進方法[7]。管很多的學者研究了臂架系統的振動特性，并提出了可行的減振方法，例如F.Restati等人提出的模態控制方法[8]。但是臂架系統的振動是不能消除的，臂架系統始終存在振動疲勞問題，而在疲勞試驗這一方面，大多數研究學者進行的是仿真實驗，并沒有設計試驗機去測試。目前，市面上也有很多類型的振動試驗機供應。大多數振動試驗機測試的是中高頻的小振幅振動，主要針對的是小型設備在生產制造，組裝運輸，工作使用過程中的振動試驗。例如市面上典型的某型號振動試驗臺（如圖所示），振動頻率為1Hz至400Hz，振幅5mm。雖然市面上也有改進版的型號，但其頻率和振幅遠遠滿足不了泵車臂架的振動試驗需要。圖1-3某型號振動試驗臺生活告訴我們，只有實踐才是檢驗真理的唯一標準。對于像臂架系統一樣的復雜振動系統，無論分析、計算以及仿真多么精確，都必須要經過疲勞試驗，以驗證計算和仿真結果的正確性。因此，設計一臺以某型號泵車臂架系統為振動測試對象的周期性激振試驗機是必不可少的，然而由于時間和作者水平的有限，本論文設計的是周期性激振液壓機的液壓系統部分。1．4本文的主要內容課題的任務包括：(1)完成激振試驗機液壓系統方案設計，參數指標：激振頻率0Hz～0.6Hz，且頻率連續可調；系統驅動力不小于100kg，試驗機重量不大于90kg、可連續工作不低于2500h；(2)分析驅動力與激振力以及各結構參數之間的關系(3)完成液壓系統方案設計，完成液壓原理圖以及關鍵元器件選型；(4)設計液壓站主要零部件；(5)提出控制策略。論文的主要內容如下：（1）方案設計：周期性激振試驗機激振原理，液壓系統回路設計；（2）液壓系統結構設計：液壓缸設計、油箱設計以及液壓站設計；（3）液壓元件的選取：液壓閥、液壓輔件、液壓泵以及電機的選用；（4）液壓系統的控制策略：用PLC實現對液壓系統的控制，使之滿足工作要求。第二章液壓系統的總體方案設計2.1周期性激振試驗機液壓系統的設計要求周期性激振試驗機根據臂架最大工作應力施加交變激振力，使臂架產生上下往復的周期運動，達到疲勞試驗目的。所設計的液壓系統產生的激振力頻率在0Hz~0.6Hz之間，且頻率是連續可調的；液壓系統的驅動力不小于100kg（約1000N），系統能夠連續工作2500h以上。2.2液壓系統工況分析本液壓系統驅動的負載運動非常簡單，只要使臂架系統產生上下往復的周期運動即可。臂架系統末端往復的實際運動速度與位移如圖2-1和圖2-2所示。臂架系統末端的實際運動速度與臂架系統振動疲勞關系可以忽略，為了簡化運動的控制，假設在每一個振動周期內的運動是勻速的。圖2-1臂架末端縱向位移仿真曲線圖2-2臂架末端縱向速度仿真曲線臂架系統仿真結果顯示臂架末端位移振副≈0.286m，與實測值得誤差為15.4%[9]。計算實際振幅A根據計算式（2-1）得實踐振幅A=248mm，查閱相關資料，為了滿足振動要求和根據振幅的平均值，振幅A經略微修正后，取A=250mm。根據臂架系統末端的直線往復運動狀況，選取雙作用液壓缸作為液壓系統的執行元件。2.3選定液壓系統工作壓力液壓系統的工作壓力主要是根據負載的大小和設備類型來而定[10]。同時，要兼顧執行元件的安裝空間、經濟條件、元件供應情況等客觀限制條件。一般來說，對于應用在不同場合的液壓系統，其工作壓力的選擇可參考表2-1：表2-1按負載選擇工作壓力負載<5KN(MPa)5KN~10KN(MPa)10KN~20KN(MPa)20KN~30KN(MPa)>30KNKN(MPa)工作壓力<0.8~11.5~22.5~33~4≥5由設計要求得，系統負載F≤1000N。由表2-1知，選定的液壓執行元件工作壓力＜0.8~1Mpa,參照流體傳動系統及元件公稱壓力標準，初步選定液壓執行元件的工作壓力P=0.63Mpa。2.4液壓系統原理圖設計2.4.1確定系統類型按油液的循環方式不同液壓系統可分為開式系統和閉式系統兩種。開式系統中，液壓泵從油箱內吸入液壓油，液壓油經調速閥、單向閥等控制閥后驅動執行元件，經過換向閥從回油管進油箱。閉式系統的液壓泵進油油管直接連在執行元件的回油油管上，液壓油只能在系統管路中循環。開式系統結構比較簡單，油泵自吸性能好，還能利用油箱的沉淀雜質、散熱等功能，應用較多。但油液與空氣接觸后，空氣容易進入系統，導致機構運動出現爬行等現象。相對而言，閉式系統結構緊湊，不易與空氣接觸；同樣的條件下，傳動比開式系統平穩。但閉式系統結構較復雜，因沒有油箱，油液的散熱和過濾條件比較差，一般需冷卻設備，并且閉式系統中的執行元件一般是液壓馬達。圖2-3開式系統（左）和閉式系統（右）根據本系統的工況，擬定設計的液壓系統應該采用開式系統。2.4.2選擇液壓回路任何液壓系統都是由一個或多個基本液壓回路組成的[11]。基本液壓回路指的是為了實現某種特定功能把管道和液壓元件按一定方式組合的油路結構。液壓系統的核心部分就是調速回路。調速回路根據調速的方式不同，分為節流調速回路、容積調速回路和容積節流調速回路三種，三種調速回路的主要性能比較如表2-2所示。（1）節流調速回路是通過改變回路中流量控制元件的通流面積大小來控制流量，達到速度調節目的，控制元件為節流閥或者調速閥；（2）容積調速回路是通過改變回路中變量馬達或者變量泵的排量大小來控制流量，達到速度調節目的，控制元件為變量泵或者變量馬達；（3）容積節流調速回路是用變量泵供油，并且用液壓元件控制流入或流出液壓執行元件的流量，達到速度調節目的，控制元件為節流調速和容積調速的控制元件組合。表2.2三類調速回路的主要性能比較性能節流調速回路容積調速回路容積節流調速回路速度穩定性差中好承載能力一般較好好調速范圍較大大較大效率一般最高較高發熱量較大最小較小適用范圍小功率，輕載中、低壓系統大功率重載的中、高壓系統中小功率的中壓系統由圖2-1和圖2-2位移速度仿真曲線可以推斷，負載變化大，需要的液壓系統的功率小，因此，從提高系統效率，節約能量的角度考慮，采用容積節流調速形式為宜。采用變量泵與調速閥組成的調速回路，如圖2-4所示（1-變量泵2-調速閥）圖2-4容積節流調速回路簡圖液壓系統除了調速回路外，還必須有其他回路，它們同樣是液壓系統中不可或缺的組成部分，包括換向回路、鎖緊回路、卸荷回路、減壓回路等。換向回路一般是用各種換向閥(例如電磁換向閥、電液換向閥等)使液壓缸和與之相連的運動部件能夠迅速、平穩、準確地變換運動方向。本液壓系統的執行機構是雙作用液壓缸，本液壓系統需要兩個換向閥，一個是當液壓缸工作時自動換向（采用比例方向閥，既可改變方向，也能調節流量），另一個是當液壓桿的活塞桿位置需要校正時，方便調整其位置兼有輔助工作的功能（采用電磁換向閥）。換向回路如圖2-5所示圖2-5換向回路鎖緊回路是系統不驅動負載時切斷執行機構的進、出油液通道，使執行機構保持在既定位置上無法運動。本液壓系統主液壓缸是垂直放置的，需要在調節好活塞桿后將其位置鎖死，故需要鎖緊回路。鎖緊回路有兩種，一種是利用液控單向閥鎖緊（如圖2.5a所示），另外一種是利用換向閥的中位機能鎖緊（如圖2.5b所示）。本液壓系統的換向閥O型中位機能可以鎖緊液壓缸，為了簡化系統的結構，故不需要液壓鎖。圖2-6a液控單向閥鎖緊回路圖2-6b換向閥中位機能鎖緊回路卸荷回路是指在液壓泵正常轉動時，使其輸出的流量以很低的壓力流回油箱，液壓系統在工作中有短暫的時間間間歇時，為減少功率的損耗、減小系統的發熱量、避免因液壓泵頻繁啟、停導致液壓泵壽命降低，因此多采用卸荷回路（如圖2-7所示）。圖2-7卸荷回路減壓回路主要是調定油液的壓力。本液壓系統采用定差減壓閥主要是為了保持比例換向閥兩端的壓力差恒定，因為根據小孔節流公式 （2-2）式中：—流量系數—小孔的截面積—小孔兩端的壓差-液壓油密度所以當壓差保持不變的時候，流量就跟通流截面積成正比，即∝。因此能夠通過控制小孔開通的大小準確控制進入液壓缸的流量，從而控制負載的運動速度。本液壓系統采用定差減壓閥，實際是一個壓力補償器，因為液壓缸兩端進油和出油都會輪換變化，所以需要加一個梭閥。梭閥的作用是選擇高壓的油液回路，相當于兩個尾對尾安裝的單向閥，基本用在兩條交替變換壓力油路之間引出壓力控制油路。其壓力補償回路如圖2-8所示。圖2-8壓力補償回路因為負載的方向在每個振動周期會變化，液壓油的壓力會改變，為了防止產生氣穴現象，可以采用一對連接油箱的單向閥，使液壓缸內的油液壓力過低時，能夠及時得到油液補充，因此，還需要加一個油液補充回路。2.4.3集成液壓系統成液壓系統就是要把挑選出來的液壓回路有規律地結合在一起，增加必要的輔助油路和元件，使之成為完整系統。根據選擇的液壓回路，增添油箱、蓄能器、壓力表等構成了本次液壓系統的原理圖，如圖2-9所示。圖2.9液壓系統原理圖第三章液壓系統元件的設計與選擇根據液壓系統原理圖，液壓系統的元件與數量如表3-1所示：表3-1液壓系統元件及其數量元件數量元件名稱1個液壓缸、比例方向閥、壓力補償器、梭閥、液壓泵溢流閥、過濾器、油箱蓄能器、電機2個截止閥3個單向閥3.1液壓缸的設計液壓缸是液壓系統最重要的執行元件，它能將液壓能轉變為機械能，實現直線往復遠動[12]。它結構結構、配制靈活、設計制造容易所以運用非常廣泛。根據液壓缸的力驅動負載的能力可分為單作用式和雙作用式；根據其組成結構大致可分為柱塞式、活塞式、齒輪齒條式、伸縮套筒式等。根據負載的運動情況，本次設計的液壓缸為雙作用單桿活塞缸（如圖3-1所示），固定方式為缸體固定。圖3-1雙作用單桿活塞液壓缸3.1.1液壓缸的設計參數液壓缸最大推力計算：由液壓系統設計要求，系統驅動力F≧100kg，知負載Fmax=100kg≈1000N液壓缸的最大行程L：臂架的振幅A=250mm，所以缸的行程L≧2A=500mm，液壓缸的行程系列已經標準化，根據國標GB/T2349-1980液壓缸行程系列如表3-2所示，根據臂架振動位移，選取缸行程L=550mm。表3-2液壓缸行程系列一和系列二液壓缸行程系列二（mm）40639011014018022028036045055070090011014001800220028003600—3.1.2確定液壓缸主要尺寸液壓缸缸筒內徑D和活塞桿直徑d的計算：由總體設計方案知，液壓缸工作最大負載為Fmax=1000N，工作壓力為P=0.63MPa?；钊麠U直徑可以根據活塞桿的受力狀況確定：當活塞桿受拉力作用時，d=（0.3~0.5）D當活塞桿受壓力作用且工作壓力P＜5MPa時，d=（0.5~0.55）D 為了使活塞桿最佳地承受拉力和壓力，故選擇d=0.5D。因為有桿腔的受力面積小，為了保證驅動力滿足要求，應該用有桿腔計算為好：max（3-1）將數據F=1000N，d=0.5D，P=0.63MPa帶入，求得D≧51.9mm缸筒內徑與活塞桿直徑已經標準化，圓整為標準值后得D=63mm，d=32mm。校核液壓缸活塞桿穩定性：活塞桿的材料用45鋼，活塞桿長度根據活塞的行程，取桿長為700mm。因此活塞桿屬于細長桿，應該按穩定性校核，由壓桿臨界力計算公式[13]。（3-2）代入數據得=3257KN遠遠大于負載1KN，因此穩定性要求完全滿足。3.1.3液壓缸壁厚的計算液壓缸的壁厚就是指缸體中最薄處的厚度。圓筒應力分布會根據壁厚的不同而有顯著的區別，所以一般計算時要分為薄壁圓筒與厚壁圓筒，一般是由強度條件計算。因為系統驅動負載小，系統為低壓系統，系統液壓缸缸體按照薄壁圓筒設計，薄壁圓筒壁厚計算公式[13]：（3-3）式中：－液壓缸缸筒壁厚(m)D－液壓缸內徑（m）－試驗壓力（）當≤16MPa，[]－缸筒材料許用應力（）這里取[]=100，因為液壓缸缸筒一般采用無縫鋼管，本設計液壓缸工作壓力低，無縫鋼管材料應選為20鋼），將數據帶入公式得由公式計算出的液壓缸的壁厚厚度太小，缸體的剛度遠遠不夠，容易在切削加工過程中的變形，安裝時變形，不符合工藝實際情況。所以應該根據經驗和考慮到結構尺寸選取壁厚：δ=7mm。3.1.4缸筒外徑尺寸的計算缸筒外徑圖3-2缸筒結構圖3.1.5液壓缸進、出油口尺寸的計算液壓缸的進、出油口最大液流速度v0應不大于4m/s，布置在端蓋或缸筒上。油口油口的連接形式為螺紋連接或法蘭連接，油口直徑由活塞桿的最大運動速度vmax和油口最大液流速度v0決定。（3-4）式中，-液壓缸油口直徑（m）D—液壓缸內徑(m)活塞桿的最大運動速度vmax(m/min)油口最大液流速度v0(m/s)帶入數據即所以，根據計算結果圓整進出油口尺寸為M27×2，連接方式為螺紋連接。3.1.5缸蓋厚度的計算液壓缸多為平形缸蓋，當缸底開有油孔時，其厚度h可用下式進行近似計算[10]：（3-5）式中：D—液壓缸內徑(m)－試驗壓力（）—缸底油孔直徑（m）h—缸底厚度(m)[]－缸底材料許用應力(20號鋼[]=100)帶入數據得，因此缸蓋厚度大于3.52mm即可。3.1.6活塞寬度B的計算活塞的寬度B一般取B=（0.6~1.0）D[14]。即B=（0.6~1.0）×63=（37.8~63）mm液壓缸驅動的負載較小，應選取較小值，故取B=40mm。圖3-3活塞零件圖3.1.7最小導向長度的計算活塞桿完全伸出后，活塞垂直桿長方向的圓柱面對稱中心面與導向套垂直桿長方向的對稱中心面間的直線距離。導向長度過小會增大液壓缸的初始撓度，導致液壓缸穩定性差，因此設計時要保證有一定的導向長度。在缸徑＜80mm時，一般取A≥0.6D=0.6×63=37.8mm，因為負載小，系統的工作壓力低，為了簡化液壓缸裝配，本次液壓缸采用缸蓋導向，不需要其他的導向元件?；钊麑拵?0mm，所以只需要缸蓋長度≥2×（37.8-20）=35.6mm即可。3.1.8缸體長度的確定考慮到活塞桿端部的固定件，液壓缸缸體的長度應大于活塞的行程與活塞寬度的。并且設計上液壓缸缸體的長度要小于缸體內徑D的20~30倍。即：缸體長度≥550+40=590mm缸體長度≤（20~30）D=（1260~1890）mm選取缸體長度為630mm。3.1.9液壓缸的密封件選用液壓缸要達到沒有泄露、摩擦阻力小和使用壽命長的工作需求。密封件對于需要流體做介質的液壓缸來說，其好壞會影響液壓缸的整體性能。所以設計時，正確選擇密封件的材料和結構形式是很重要的，要把防漏、防塵、導向當做一個系統來看，不能孤立開來。一般而言，液壓缸的密封要求是比較高的，需要同時考慮到靜密封和動密封，不能簡單的延用普通的密封方法。（1）靜密封的設計O形密封圈是靜密封部位使用最常見的密封件（如圖3-4所示）[15]。O型密封圈是用橡膠制成的精密結構，雖然尺寸小，但在復雜的工作條件下，可以保證其尺寸穩定性和可靠性。只要設計時根據工況選擇合適的尺寸及材料，安裝合理并采取相關的維護措施，就能達到令人滿意的效果。根據機械設計手冊，查通用O形密封圈系列的內徑、截面及公差。圖3-4通用O形橡膠密封圈缸筒與缸底，缸筒與缸蓋之間的密封：選用型號為75×2.65GGB3452.1-92的O型密封圈2個。活塞桿與活塞直接密封：選用型號為28×2.65GGB3452.1-92的O型密封圈1個（2）動密封的設計Yx型密封圈是我國液壓缸行業使用極為廣泛的往復運動密封圈（如圖3-5所示）。它有抗擠壓性好、尺寸穩定、摩擦力小、耐磨、耐腐蝕性強等優點，并且是具有良好性能雙作用元件。此類密封圈軸、孔是不能互相通用的。一般當工作壓力P≥16MPa時，為了防止它從間隙擠出，要加擋圈配合使用；當工作壓力P≤16MPa時，可以不加擋圈單獨使用。圖3-5孔用Yx型密封圈在活塞與缸筒之間的密封：選型號為D50聚氨酯-4，JB/ZQ4264-86的Yx形密封圈2個。往復運動液壓油缸中活塞桿的密封效果以山形密封圈為佳，因此活塞桿與缸蓋之密封：選取型號為40GB10708.2-2000的山形密封圈1個。（3）防塵圈的設計液壓缸中，活塞桿或柱塞密封外側要設置防塵圈，其作用時防止外界塵埃、砂礫等細小異物侵入液壓桿，可以減少由液壓油污染導致的元件磨損。在C型密封結構形式中，一般選用C型密封圈，起防塵和輔助密封作用（如圖3-5所示）。圖3-5C型防塵圈根據活塞桿直直徑，選用型號為FC32GB10708.3-2000的C型密封圈。3.1.10液壓缸零件材料及其連接方式缸筒材料：常用20、35和45號鋼的無縫鋼管，由于缸筒外徑需要加工，20號鋼的塑性好，故選用20號鋼的無縫鋼管。缸筒和缸蓋的連接方式：外卡鍵連接；特點是缸筒外徑需要加工、重量較輕。缸蓋的材料和加工要求：45鋼；（1）液壓缸內圓柱表面粗糙度最好要小于0.5um。（2）內徑H8配合；（3）內徑圓度、圓柱度要不大于其直徑公差的1/2；（4）在內表面母線直線度每50mm長度上要不大于0.04mm；（5）缸體端面對軸線的垂直度要求是在直徑上每50mm要小于0.02mm；（6）缸體和端蓋采用螺紋連接方式，使用M6的內六角圓柱螺釘?；钊翰牧蠟镠T200，活塞根據壓力、速度、溫度等工作條件選用密封件形式，活塞的結構形式由選定的密封件形式決定。常用的活塞結構有整體式活塞和分體式活塞兩類。本次設計采用的是的無導向環整體活塞?；钊庸ひ螅夯钊鈴讲捎胔9級配合公差，表面粗糙度Ra為1.25μm；活塞外徑與缸筒內徑的徑向跳動公差按7級精度選??；端面與內孔的垂直度公差值按7級精度選??；活塞的圓柱度公差按10級9級精度選取；活塞與活塞桿的連接孔徑采用H9級配合，表面粗擦度為1.25μm?；钊麠U：材料為45鋼，調質處理。有實心桿與空心桿兩種，對于桿徑較小或者沒有其他檢測裝置的一般做成實心桿，實心桿加工方便，用的較多；空心桿一般用于d/D比值較大或桿體內需要布置傳感器的場合。本系統需要檢測液壓桿的位移，d/D=0.5，所以，活塞桿應做成空心桿，活塞桿的外端可以用螺紋與負載連接?；钊c活塞桿的連接采用螺紋連接，用雙薄螺母擰緊，且起到防松的作用。圖3-6活塞桿零件圖3.1.11緩沖裝置液壓缸的活塞桿有重量，運動時就具有動量。在它行程終端，當桿頭進入液壓缸缸蓋和缸底時，會發生碰撞，產生大的噪聲和沖擊力，極有可能嚴重影響設備正常工作。因此，當液壓缸活塞在12m/min以上時，必須使用緩沖裝置[16]。緩沖裝置工作原理是當活塞位置與其行程終端位置在某段距離范圍之內時，設法把部分或全部的油液封閉起來，使油液只能通過節流小口（或縫隙）排出，從而產生緩沖力作用在活塞排油腔側上，與活塞慣性力作用相抵消，達到減速、制動目的（如圖3-7a所示）。因此本設計中液壓缸需配有緩沖裝置，經過工藝分析，確定緩沖裝置設置如下：在缸蓋端用緩沖套緩沖，缸底端用縫隙節流緩沖。圖3-7a縫隙節流緩沖圖圖3-7b緩沖套緩沖3.1.12排氣裝置如果沒有設置排氣裝置或者其設置不當，當壓力油進入液壓缸后，缸內會存有空氣。由于空氣有滯后擴張性和可壓縮性，會造成液壓缸甚至整個液壓系統在工作中出現顫振和爬行現象，影響液壓缸的正常使用[17]。為了避免出現此類現象，首先要防止液壓系統混入空氣，其次在液壓缸上還必須設置排氣裝置。排氣裝置設置的位置要合理，對于垂直安裝的雙作用液壓缸，在缸底和缸蓋的上方都要開設。排氣裝置分為整體排氣塞和組合排氣塞兩種。整體排氣塞是由螺紋與端面連接，靠頭部錐面起到密封作用。排氣時，擰松螺紋，將缸內的空氣通過錐面縫隙擠出并經斜孔排出缸外（如圖3-8所示）。這種裝置簡單，方便，采用較多，本次設計的液壓桿也采用整體式排氣塞。圖3-8排氣塞3.2閥類元件的選?。?）比例方向節流閥比例方向節流閥閥芯的位移與輸入電信號成比例，并且其位移方向能夠隨電信號的級性變化而改變運動方向。因此，比例方向控制閥本質上是個方向流量控制閥[18]。普通型直動式直動式電液比例方向節流閥如圖3-9所示圖3-9a比例節流方向閥實物外形圖3-9b比例方向閥結構圖比例方向閥的規格主要指的是額定壓力和額定流量，本系統屬于低壓系統，選擇時不需壓力，只需考慮流量就可。液壓系統最大的輸出流量為112L/min，因此根據額定流量和比例方向閥的特性曲線（如圖3-10），選擇型號為4WRZE10E150-7X/G24比例方向閥。閥差為1MPa時，額定流量為150L/min。為了能更好的使用比例方向閥，要求比例閥的最大流量應該接近額定流量的90%，根據小孔節流公式（式2-2），選擇比例方向閥的壓差為0.7MPa。圖3.104WRZ型比例方向閥特性曲線（3）壓力補償器和梭閥壓力補償器是在無法預知負載壓力變化趨勢的情況下，為了實現負載流量的穩定性提出來的。壓力補償器保持比例方向閥前后壓差不變能夠實現流量的穩定。壓力補償器按其工作原理可分為三類，分別是定差減壓閥型、定差溢流閥型、泵控型[19]。本次液壓系統壓力補償采用定差減壓閥型，系統調定壓差為0.7MPa，根據調壓范圍和額定流量，選擇型號為ZDC-16P力士樂公司的定差減壓閥，額定流量120/min，調壓范圍0~7MPa。梭閥的作用只是“選擇”高壓油，要求較低，選擇的型號為上海好施閥門公司的SF06/32，公稱壓力32MPa。（3）電磁換向閥是液壓系統中必不可少的方向控制閥[20]，換向閥的選擇要注意二個方面：一是操縱裝置的（4）節流截止閥和截止閥節流截止閥是一種簡單、精確地控制液壓執行元件速度的流量控制閥，完全關閉又能當成截止閥。根據系統的最大流量和工作壓力，選擇型號DV12-3-10的節流截止閥。截止閥工作原理是，依靠閥杠壓力，使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合，阻止油液等工作介質流通[21]。截止閥只許介質單向流動，安裝時有方向性，選取型號為J13W，安徽天長市自控設備有限公司生產的。（5）溢流閥和單向閥溢流閥是壓力控制閥，應用十分廣泛，在本設計的液壓系統中起保護作用，系統工作壓力為0.63MPa，定差減壓閥的壓差為0.7MPa，算上液壓管路上的壓力損失，應該調定液壓泵的出口壓力≤2MPa。因此，選擇型號DT-02-B-22的溢流閥，壓力調節范圍0.5~7MPa。單向閥在液壓系統中的作用相當于靜脈瓣在人體血管中的作用，單向閥用于液壓系統中，防止油液逆流，又稱之為止回閥。根據系統流量和壓力，選取型號S20A2O的單向閥1個，選取S20A0O的單向閥2個。所有的管道應該根據閥開口大小來選擇。3.3液壓輔件的選?。?）壓力表壓力表是液壓生產和科研領域必備的儀表，用來指示系統的壓力。通過壓力表我們可以初步判斷液壓系統能否在正常工作，也是判斷和解決液壓系統故障常用工具。一般根據其量程和精度選擇，本設計中選取測壓范圍0~2.5MPa的Y系列壓力表，型號為Y-60。（2）蓄能器蓄能器的作用類似于彈簧，是液壓系統中的能量儲蓄裝置。它能將系統中的能量在液壓能和位能或壓縮能之間互相轉換。蓄能器在液壓系統中儲存能量，吸收液壓沖擊。蓄能器的容量根據公式[10]（3-5）式中，—蓄能器所需容積（m3）—充氣壓力（MPa），按0.9＞＞0.25充氣—蓄能器工作容積（m3）—系統最低壓力（MPa）—系統最高壓力（MPa）n—指數；等溫時n=1；絕熱時n=1.4代入數據得：=0.86L，圓整后，選取型號為NXQ1-L1/10H的蓄能器，容積為1L。圖3-12蓄能器零件圖3.4液壓油箱的設計油箱是液壓系統中必不可少的部分，除了儲存液壓油外，還起著分離油液中含有的氣泡、散熱、沉淀雜質等作用[22]。油箱安裝時一般需要配合一些必要輔件使用，以滿足系統的要求。根據油箱內、外液面是否相連通，將液壓油箱分為開式油箱和閉式油箱兩種。開式油箱結構特點是箱體為封閉容積，箱內的液面與外面大氣相通，為避免外界塵埃等污染物進入油液，在油箱頂端必須設置空氣過濾器。閉式油箱通是壓力油箱的首選，里面充入一定量壓力為0.05MPa左右的惰性氣體。油箱根據形狀不同還可分為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造簡單，箱上易于安裝各種液壓元器件，工程上廣泛采用；圓罐形油箱一般用于大型的冶金設備，具有強度高、重量輕、清潔方便等特點，但其制造難度大、占地空間大，所以不常見。本次設計油箱設計成開式矩形油箱?？偟膩碚f，液壓油箱主要包括油面指示器、空氣過濾器、蓋板、隔板、放油塞等。要求高的油箱還要求有溫度指示計、加熱器或冷卻器和等，如圖3-13所示。1.油面指示器2.空氣過濾器3.上蓋4.隔板5.放油塞圖3-13油箱結構示意圖油箱結構設計要點和注意事項：（1）油箱通常為長方體，其長、寬、高根據主機總體布置決定，比值在1:1:1~1:2:3之間，中、小型油箱用鋼板焊接而成，大型油箱為了滿足強度需要，要以角鋼作骨架再焊接鋼板。（2）壁板的厚度由油箱容積大小確定，在滿足強度條件情況下盡量選薄些，避免沒必要地增加油箱重量。油箱容量與壁厚選擇如表3-3所示表3-3油箱容量與壁厚選擇油箱容量<100L()100L~320L()>320L()壁厚33~45（3）油箱底腳高度一般175mm左右以便搬運和放油，其壁厚一般是箱體壁厚的2倍。（4）如果液壓泵及電機安裝在油箱蓋板上，油箱蓋板的設計厚度應為側板厚度的3倍以上以避免產生幅度較大的振動。油箱蓋板必須用螺釘與箱體所焊的角鋼固定連接。頂蓋可以是整體式的；也可以是分體式，分成幾塊，分別安裝閥塊和電機、液壓泵等。（5）從人機學的角度看，要在油箱的恰當位置設置吊耳或者起吊螺釘，方便油箱移動。（6）油箱常設2~3塊隔板，將吸油區和回油區分開，這樣既利于散熱也有利于沉淀雜質及排出氣體。隔板高度為油液面高度的2/3~3/4。（7）油箱蓋板開設通氣孔將油液液面與外界大氣連通。通氣孔處設空氣過濾器有一舉兩得的效果：除了能過濾空氣外，它的濾網還可當做注油的過濾裝置。（8）油箱底板要適當傾斜，而且要在最低位置處安放放油塞[23]。在箱壁位置易見處安放液面指示器，在油箱壁開設清洗窗口，平時用密封墊圈和蓋板將其封死，需要清洗或檢查時擰下螺釘即可。（9）為了保證油液的質量，泵吸油管需要裝有一個油液過濾器。它跟油箱的底面要保持一定的空間距離，其側面距離箱壁要大于3倍管徑，其底面和油箱底板的距離要大于2倍管徑，從而使油液能順利進入濾油器?；赜凸芸诰嚯x最低液面要大于200mm，其側面距離箱壁要大于3倍管徑，以避免回油時油液飛濺起泡?；赜凸芸谝鼻?50（10）新油箱要經噴丸處理、酸洗處理和清洗表面等一系列加工處理過程，內壁可以涂上與油液相容的耐油涂料或者塑料薄膜等。3.4.1油箱的容量設計油箱容積的經驗公式為（3-6）式中Qv—液壓泵每分鐘排出油的體積，m—經驗系數，見表3-4表3-4經驗系數的取值系統類型行走機械低壓系統高壓系統鍛壓系統冶煉系統1~22~45~76~1210根據設計要求，本次設計為低壓系統故取3，液壓泵每分鐘排出油的體積最大為0.112m3/min，代入公式（3-6）得=3x0.112=0.336m3=336L根據JB/T7938-1999液壓泵站油箱公稱容量系列如表3-5，選擇油箱的公稱容量V=400L。表3-5油箱公稱容量油箱公稱容量（L）2.546.31016254063100160250315400500630800—3.4.2油箱長、寬、高根據3.1.1的要求及400L的油箱容量要求，即當油箱液面達到油箱高度的80%左右時，能夠達到400L的容量，根據長寬高比值關系，設定油箱長x寬x高1000mmx800mmx650mm。3.4.3箱體壁厚因為本次設計油箱容量為400L大于320L，所以壁板厚度選擇為5mm，箱體采用焊接方法組合起來。3.4.4油箱底腳此次油箱設計由于安裝高度的沒有限制，油箱腳需直接承受油箱重量，考慮到搬運與放油因素，故確定選用45號鋼，腳高為200mm，厚度為10mm（如圖3-14）。圖3-14油箱地腳零件圖3.4.5油箱頂蓋油箱配件的選用為頂置式，故頂蓋厚度適當選大，蓋板厚度選為20mm，大于常用的3倍于壁板的標準設計厚度。為了是安裝方便以及考慮頂蓋的整體性能，設計為整體式蓋板，增加油箱的可靠性。3.4.6油箱吊耳在左右側板的上端中間分別設置1個轉運吊耳。由于油箱整體質量較輕，直接焊接在側板上。3.4.7油箱隔板根據油箱長度為1000mm，在油箱長度方向設置兩塊隔板，厚度與壁板厚度相同為5mm，高度為370mm。3.4.8油箱底板為了能夠方便清洗油箱以及方便安放放油塞，油箱底板應該設置為斜面。一般設置底板向一端傾斜，一端高、另一端低，斜角為20。3.4.9油箱清洗孔為了方便使用者去清洗油箱，設計時應在兩側壁板中心位置開設一對清洗孔，并焊接上法蘭，和清洗蓋板用螺栓連接并且中間加密封墊圈以防止漏油，平時不用時，一定要把螺栓擰緊。3.4.10油箱后處理為了提高油箱的機械強度和去除焊屑等雜質，油箱要進行噴丸和酸洗處理，待表面清潔后，在其內外壁可涂上與油液相容的耐油涂料或者黏上一層塑料薄膜。3.5液壓泵和電機的選取液壓泵是液壓系統的動力元件，其作用是給液壓系統提供一定流量和壓力的油液[24]。液壓泵的選擇主要是根據液壓設備的工況，功率大小和系統對工作性能的要求，首先確定液壓泵的結構類型，然后根據液壓系統所要求的流量、壓力的的大小確定其規格。由于系統所需的流量為0~112L/min,一般的變量葉片泵難以滿足要求，經查機械設計手冊，選擇排量為最大40.1ml/r，型號A7V40EP的柱塞泵，當轉速為3000r/min時恰能很好地滿足流量要求。電機的選擇：因為泵由電機帶動，所以電機的轉速與泵的轉速相同。液壓系統所需最大功率P為P=(3-7)式中為傳遞效率（包括機械效率和液壓泵容積效率），取值為0.8計算得P===3.73KW參照功率要求和轉速要求，選取電動機型號為Y112M-2的電機額定功率4kw，同步轉速3000r/min第四章液壓站的裝配及控制策略液壓站又稱之為液壓泵站，是一種獨立的液壓裝置，通過控制油液的壓力、方向和流量，它可以按照主機的工作要求供油。液壓站可適用于主機和液壓裝置分離的的任何液壓機械設備。使用時，只需將液壓站與主機執行機構(如液壓缸等)通過油管連接，液壓機械設備就可以滿足各種工作要求[25]。液壓站的組成部分包括油箱、泵裝置、集成塊、電器盒四部分。各部件作用如表4-1所示表4-1液壓站組成部分及其作用液壓站部件功能油箱鋼板焊接而成的封閉容器，上面安裝有液位計，空氣過濾器等，用來儲油、冷卻及過濾油。泵裝置裝有電機和液壓泵，是液壓站的動力源，將機械能轉換為液壓油的動力能和壓力能。集成塊由液壓閥和通道體組合而成，對液壓油實行方向、流量、壓力控制。電器盒分兩種形式：一種設置外接引線的端子板；另一種配置了全套控制電路。4.1液壓站的結構類型液壓站的結構類型通常以泵裝置的結構形式、安裝位置和冷卻方式來區分。按泵裝置結構形式安裝位置可分以下三種（如表4-2和圖4-1所示）圖4-1三種安裝形式的液壓泵表4-2液壓站結構形式結構形式安裝位置用途上置立式泵裝置立式安裝在油箱蓋板上通常用在定量泵系統中上置臥式泵裝置臥式安裝在油箱蓋板上通常用在變量泵系統中，便于流量調節旁置式泵裝置臥式安裝在油箱旁，旁置式可裝備備用泵主要用于油箱容量＞250L，電機功率7.5KW以上的系統。4.2控制閥的集成控制閥的集成需要液壓集成塊（如圖4-2所示），液壓集成塊又叫作組合式液壓塊，是上世紀60年代出現的有創新意義的液壓閥和聯接方法之一。液壓元件之間借助集成塊塊中鉆出的孔道相連通，從而組成各種回路[26]。液壓集成塊的上下面留有若干形狀不同的連接孔作為塊之間的聯接，以便疊積各種液壓回路成為我們所需的液壓系統。液壓集成塊優點有以下幾個方面：（1）通過利用板式元件像搭積木一樣組合成各種液壓回路，完成系統所需的各種動作；（2）液壓集成塊可以利用空間上的體積、因此能夠縮小液壓設備的占用面積；（3）在塊內孔道取代了管道，使管路連接、安裝以及管理變得根據方便；（4）通過縮短連接管路，漏油現象得以改善，增強了液壓系統穩定性；（6）靈活性大，只需將液壓集成塊更換就能變更液壓回路。圖4-2液壓集成塊機器剖視圖4.3動力源裝置由于電力能源的價格便宜，使用方便且對環境無污染，因此大多數的機械設備均青睞使用電機最為動力源。相比內燃機等動力設備來說，在方便取電的條件，電機的綜合性能更好，所以本次設計的液壓站也采用電機帶動液壓泵工作。電機和液壓泵的結構復雜，基本上是由專門的廠家負責提供。動力源裝置是液壓站的核心部件之一，因此我們必須將第三章第五節選好的型號合理裝配。裝配時要嚴格保證電機軸與液壓泵傳動軸的同軸度要求；裝配時要區分好液壓泵進、出油口的位置，避免油口位置與油管位置不對稱；液壓泵和電機之間的安裝體應該選減振材料，如灰鑄鐵等。4.4液壓系統的控制策略經過前輩們的努力，機械的結構開發的很完善了，目前大多數運動形式和動力傳輸都可以被一個機構或若干個組合機構完成。要想在機械結構上創新已經變得越發困難，所以有很多人轉型去研究機械控制了。信息時代為機械控制提供了良好的發展條件，如今控制成了工業界的熱門話題。大多數工業產品是離不開控制的，只不過以前大家沒有很好地認識到這點，例如：開關控制是90%的工業產品必備的功能。隨著控制技術的不斷創新，如今的控制不再僅僅是簡單的開關、邏輯運算控制，而是過程控制，模糊控制，自動控制等先進的控制手段?，F在的控制設備也五花八門，有單片機，PLC等。PLC（即可編程邏輯控制器）是上世紀60年代初發展起來的一種新型自動化控制設備，它最早只能用來取代傳統繼電器控制，只有邏輯計算、計數、計時及順序控制功能，并且局限在開關量控制方面。如今，PLC技術已經進入包括過程控制、位置控制等場合的所有領域，也可用于閉環的速度和位移控制，除了保留原來的功能外，還吸收了其他控制設備如計算機、分散系統等優點。在大多數場合，只需要一個PLC即可構成包括過程控制、邏輯控制、數據采集計控制和圖形的工作站[27]。PLC采用單片機等集成芯片，具有體積小、種類輕、結構緊湊、能耗低、編程直觀容易等特點，是機電液一體化的理想控制設備。PLC是當代生產自動化最重要、最普及、應用最多的工業控制裝置，被認為是現代工業自動化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。鑒于PLC技術的顯著優勢，以及PLC設備的廣泛使用，故本次設計的液壓系統也采用PLC控制。PLC的基本結構包括I/O接口、電源、編程器、CPU四個模塊。如下圖4-3所示圖4-3PLC基本結構PLC的工作原理：將監測現場到的輸入根據編寫的控制邏輯做出響應，控制現場的各種連接的機器設備。PLC系統設計過程圖4-4所示本液壓系統既有開關量控制又有模擬量控制，包含5個開關量輸入點，5個開關量輸入點，1個模擬量輸入點和1個模擬量輸出點。PLC在全球的生產廠家有200多家，但由于中國起步晚，精密制造的水平還存在一些差距，故中國國內的PLC市場基本被國外品牌占據。世界著名PLC廠家有德國的西門子公司和日本的三菱公司，西門子公司的PLC網絡通信便利、開放性好，適合較大的控制系統。日本三菱PLC適合獨立設備的控制，并且學習和操作容易，非常適合新手，在價格方面比西門子有一定的優勢。比較后認為選用三菱公司的PLC設備為宜，考慮到輸入輸出點數和設備工作需求，選擇PLC的型號為FX2N-32MR，還需2個特殊功能模塊，型號為FX2N-2AD和為FX2N-2DA用于模擬量的輸入輸出。圖4-4PLC系統設計流程圖當電磁鐵YA1，YA2同時得電時，液壓缸復位下行；當電磁鐵YA1，YA3同時得電時，液壓缸復位上行；當電磁鐵YA4得電時，液壓缸工作下行；當電磁鐵YA5得電時，液壓缸工作下行；當只有YA1得電時，系統處于卸荷狀態。根據液壓系統電磁鐵的動作順序，建立I/O分配表，如表4-3所示表4-3PLC系統I/O分配表編號輸入點編號輸出點X000電動機M1啟動按鈕SB1Y000電動機M1交流接觸器M1X001電動機M1停止按鈕SB2Y001電動機M1交流接觸器M2X002液壓缸移動按鈕SB3Y002電磁換向閥6電磁鐵YA1X003液壓缸復位下行按鈕SB4Y003電磁換向閥8電磁鐵YA2X004液壓缸復位上行按鈕SB5Y004電磁換向閥8電磁鐵YA3X005位移傳感器Y005比例換向閥9電磁鐵YA4/YA5X006振動頻率值比例方法閥的內置比例放大器會接收來自PLC特殊功能模塊的模擬輸出量，其內置放大電路如圖4.5所示。內置放大器會根據輸入信號的極性判斷是電磁鐵YA4得電還是YA5得電，并且電磁鐵移動閥芯的距離與信號的大小成比例關系。圖4-5比例方向閥內置放大器電路根據I/O分配表就能夠繪制PLC外圍接線圖（如圖4-6），PLC一般會配合電腦使用，電腦除了本身帶有信息處理和交換能力外，也是人們最習慣的人機交流界面、電腦就成了PLC的上位機，PLC跟電腦也通過電纜連接，接收來自電腦的指令。開關量的輸出電路上，因為PLC自身沒有保險結構，為了防止PLC設備被高電流損壞，最好在輸出電路配備一個保險盒。PLC的模擬量輸出為-10V~+10V的電壓信號。圖4-6PLC外部接線圖當接好線后，簡單的系統就可直接編寫程序，對于復雜的系統或是編程水平一般的，應先繪制系統工作流程圖。根據液壓系統的實際情況，其流程如圖4-7所示?？刂葡到y控制系統初始化狀態監測：狀態監測：是否停留在指定位置？YYN液壓缸工作運動N液壓缸工作運動液壓缸復位運動液壓缸復位運動圖4-7控制系統流程圖液壓缸的復位運動：當活塞桿前段不在振動的中間位置時，需要先用電磁換向閥=8\*GB3⑧調節活塞桿的位置，移動速度可以通過節流閥截止閥調節。當到達指定位置是，PLC會根據位移傳感器的反饋信號，使YA2和YA3輸入無效，并發出信息讓操作者關掉YA2和YA3的開關液壓缸的工作運動：當液壓缸在某一頻率振動時，計算機會更根據振幅和頻率計算出液壓缸活塞桿的運動速度，并且以電信號的方式從模擬量模塊輸出，控制通過比例方向節流閥油液的流向和流量，進而使臂架振動。液壓缸活塞桿的運動控制是一個閉環反饋，其原理圖如下：圖4-8液壓系統閉環控制系統結論泵車是一種重要的機械設備，在建筑施工中發揮著不可替代的作用。臂架系統是泵車關鍵的組成部分之一，臂架系統在工作時會產生疲勞振動。為了保障施工的安全，有必要對臂架系統的振動疲勞壽命進行測試。由于市場上沒有對臂架系統這類大柔性結構進行振動試驗的產品，并且多數科技工作者對臂架系統的振動疲勞壽命進行的是理論分析和仿真試驗，因此有必要設計一臺可以實際對臂架系統進行測試的試驗機。通過分析臂架振動的特性，采用液壓激振的原理設計液壓系統。設計液壓系統時，先分析各個簡單液壓回路的功能，然后將他們有機組合成復雜的液壓系統回路，實現對臂架系統的振動。本設計液壓系統的關鍵部分是比例方向閥和壓力補償器組成的調速回路，由孔口節流公式知道它們能穩定的控制油液的流量，進而控制振動頻率。液壓零部件的設計和選型上標準化零件，嚴格按照其額定參數選取標準件。在零部件設計上，作者參考機械設計手冊詳細認真地設計雙作用單桿液壓缸，校核了重要組成部分。保證執行元件能夠滿足負載的振動疲勞試驗。油箱設計上，考慮了油箱儲油、冷卻以及安裝、轉運等方面，設計上比較全面。在液壓站的裝配上，采取臥式液壓站結構，可以很好地操縱變量泵的調節，在控制方面，采用技術成熟的PLC控制，PLC控制功能強大，能夠滿足系統的控制需要。本次設計的液壓系統能夠滿足臂架系統疲勞振動試驗要求，也能為同類型的振動設備設計提供參考。當然限于時間和作者的水品，本設計還有一些不周之處。本次設計沒有編寫PLC具體的控制程序，液壓站控制閥集成的具體裝配要求及尺寸尚不清楚。結束語當初大三開始學習《液壓傳動》課程時，就對液壓系統產生了濃厚的興趣。所以，在大四畢業設計中，特地選擇了一個液壓方向的課題?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用HYPERLINK"/detail.htm?35