音樂池升降臺液壓控制系統設計-資料下載頁

【導讀】升降臺是舞臺機械臺下設備中應用最廣泛的設備之一，在專業歌劇院、臺為主的話劇院，鼓形轉臺也配置著不同規格的升降臺。許多國際知名音樂廳，都配備了用于樂隊、合唱隊或大型樂器的樂池升降臺。可以實現遙控，所以升降臺大多都采用液壓傳動。

　　

【正文】 元件的控制或調節以及與檢測儀表相連接的管路。 本設計中只計算主管路中油管的尺寸。 （ 1）吸油管尺寸 油管的內徑取決于管路的種類及管內液體的流速，油管直徑 d由下式確定由 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 25 參考文獻 [9]可知： 04Qd v?? （ 65） 式中： d— 油管直徑，單位為 mm Q— 油管內液體的流量，單位為 3/ms 0v — 油管內的允許流速，單位為 /ms 對吸油管，取 0 (0. 5 1. 5) /v m s?? ，本設計中取： 0 /v m s? 代入數據： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 2 8 . 43 . 1 4 0 . 7d m m?? ? ?? ? ?? 取圓整值為： 30d mm? （ 2）回油管尺寸 回油管尺寸與上述計算過程相同： 0 /v m s?? ，取為 0 2/v m s? 代入數據： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 1 6 . 83 . 1 4 2d m m?? ? ?? ? ?? 取圓整值為： 18d mm? （ 3）壓力油管 壓力油管： 0 3 4 /v m s?? ，本設計中取為： 0 3/v m s? 代入數據： 3 34 2 6 .6 6 0 2 1 0 1 0 9 .73 .1 4 3d m m?? ? ? ?? ? ?? 取圓整值為： 10d mm? （ 4）油管壁厚： 升降機系統中的油管可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統中的沖擊和振動，尼龍管是一種很有發展前途的非金屬油管，用于低壓系統，壓力油管采用的橡膠軟管其參數如下： 內徑： 10mm 外徑： ? 型， 工作壓力： ? 型， 16MPa 最小彎曲半徑： 130mm 過濾器的選擇 過濾器的選擇 應考慮以下幾點： （ 1）具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過濾器的通油能力大于實際 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 26 流量的二倍，或大于管路的最大流量。 （ 2）過濾精度應滿足設計要求，一般液壓系統的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統壓力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過濾精度要求越高，過濾精度與液壓系統壓力的關系如表 62 所示： 表 62 過濾精度與液壓系統的壓力關系 系統類型 一般液壓系統 伺服系統 壓力 MPa 7 7 35 過濾精度 2520 25 10 5 （ 3）濾芯應有足夠的強度，過濾器的實際壓力應 小于樣本給出的工作壓力。 （ 4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規定的溫度下長期工作。 根據上述原則，考慮到螺桿泵的流量，選定過濾器為燒結式過濾器，其型號及具體參數如下所示： 型號： 2 70 16SU B F?? 流量： 70 /minL 過濾精度： 16m? 接口尺寸： 27 2M ? 工作壓力： 20MPa? 壓力損失： 生產廠：北京粉末冶金二廠 輔件的選擇 溫度計的選擇 液壓系統常用接觸式溫度計來顯示油箱內工作介質的溫度，接觸式溫度計有膨脹式和壓力式。本系統中選用膨脹式，其相關參數如下： 型號： 11WNG? 名稱：內表式工業玻璃溫度計 壓力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選擇如下： 型號： Y60 測量范圍： 0 4 .MPa? 名稱：一般彈簧管壓力表 生產廠：上海宜川儀表廠 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 27 油箱 油箱在系統中的主要功能為：儲存系統所需要的足夠的油液，散發系統工作時產生的一部分熱量，分離油液中的氣體及沉淀污物。 油箱容積的確定是設計油箱的關鍵，油箱的容積應能保證當系統有大量供油而無回油時。最低液面應在進口過濾器之上，保證不會吸入空氣，當系統有大量回油而無供油時或系統 停止運轉，油液返回油箱時，油液不致溢出。 初始設計時，可依據使用情況，按照經驗公式確定油箱容積由參考文獻 [5]可知： pVQ?? （ 66） 式中： V — 油箱的容積，單位為 L pQ — 液壓泵的流量，單位為 /minL ? — 經驗系數，見下表 : 表 73 經驗系數 ? 本升降機為為中壓系統，取 ? =5，則油箱的容量可以確定為 : 5 26 .6 13 3pV Q L?? ? ? ? 經驗系數 行走機械 低壓系統 中壓系統 鍛壓系統 冶金機械 ? 1— 2 2— 4 5— 7 6— 12 10 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 28 7 電氣控制回路設計 為了更好的對液壓系統進行分析和仿真，因此在此章節中對液壓系統圖進行電氣控制回路的設計，使音樂池升降臺更好展現運行的穩定性，突出電氣控制的優點。 根據前圖得到的新 液壓系統圖 如下圖 71。 圖 71液壓系統仿真圖 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 29 液壓系統通過電氣控制來實現其快速上升、勻速上升、快退、停止。由此可設計出其液壓電氣控制圖 72。 圖 72液壓電氣控制圖 電氣原理：按下按鈕 SB2，線圈 KM2得電，常開觸點 KM2 閉合，電磁鐵 1Y1Y3 得電，實現快速上升。 當液壓缸上升到上限位置碰到行程開關，其常開觸點M2閉合，常閉觸點 M1 斷開，電磁鐵 YV YV3 失電，舞臺保持。 按下按鈕 SB SB3，線圈 KM KM3 得電，常開觸點 KM KM3 閉合，電磁鐵 1Y 1Y 1Y5得電，實現勻速上升。 當液壓缸上升到上限位置碰到行程開關，其常開觸點 M2 閉合，常閉觸點 M1斷開，電磁鐵 YV YV3 失電，舞臺保持。 按下按鈕 SB1，線圈 KM1 得電，常開觸點 KM1閉合，電磁鐵 1Y 1Y4 得電，實現下降，當液壓缸下 降到下限位置碰到行程開關，其常開觸點 M2 斷開，常閉觸點 M1 閉合，電磁鐵 YV YV4 失電，舞臺降至起點并卸荷。 按下按鈕 SB4，線圈失電，常開斷開，常閉閉合，電磁鐵失電從而實現液壓系統停止。 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 30 8 液壓系統性能驗算 液壓系統性能估算的目的在于評估設計質量。估算內容一般包括：系統壓力損失，系統效率，系統發熱與溫升，液壓沖擊等。對于大多數要求一般的系統來講，只采用一些簡化公式進行驗算，定性說明情況。 系統壓力損失驗算 系統壓力損失包括管道內沿程損失和局部損失以及法類元件的局部損失之和，計算時不同的工作 階段要分開來計算，回油路上的壓力損失要折算到進油路上去，因此某一階段的系統總的壓力損失為由參考文獻 [7]可知： 212 1Ap p ( p )A? ? ? ? ?? ? ? （ 81） 式中： 1p?? — 系統進油路的壓力總損失 1 1 1 1vp p p p??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 2p?? — 系統回油路的壓力總損失 現在根據上式計算 液壓系統工作過程中2 2 2 2vp p p p??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?壓力損失。 液壓油在管內的流速： 根據油管尺寸的計算項目，取 v 3m/s? 則雷諾數： e 6v d 3 0 .0 1R 4 0 0 ( 2 3 0 0 )7 5 1 0? ??? ? ? ?? 可見液流為層流。 摩擦阻力系數： 75 875400? ?? 管子當量長度及總長度： o90 標準彎頭 2 個 所以： 1L 2 .5 2 0. 4 3. 3 m? ? ? ?? 進油路的壓力損失為： 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 31 21 41 102L vp dg? ?? ??? ? ?? 2 61 3 . 3 30 . 1 8 5 7 5 1 0 0 . 0 2 1 30 . 0 1 2 9 . 8p M P a? ??? ? ? ? ? ? ?? 各閥的壓力損失為： 分流閥： 換向閥為： 油路的總壓力損失為： 1 3 M Pa? ? ? ? ? 油箱中油液的溫度一般推薦為 30500C ，最高不超過 650C ，最低不低于150C ，對于工具機及其它裝置，工作溫度允許在 40550C 。 計算 液壓系統的 發熱功率 （ 1）液壓泵的功率損失由參考文獻 [6]可知： 1 (1 )HP??? （ 82） 式中： P— 液壓泵的輸入功率，取 0PqP??KW 0P — 液壓泵的實際輸出壓力，單位為 Pa q — 液壓泵的實際輸出流量，單位為 /minL ? — 液壓泵的效率，該系統中為螺桿泵，取 ?? 代入數據： 631 2 6 .62 .5 1 0 1 060(1 0 .6 5 ) 0 .6 5H ?? ? ??? = （ 2）閥的功率損失 其中以泵的流量流經溢流閥時的損失為最大由參考文獻 [6]可知： 1H Pq? KW （ 83） 式中： P— 溢流閥的調整壓力，單位為 Pa q— 經過溢流閥流回油箱的流量，單位為 3/ms 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 32 代入數據： 632 36 . 3 1 0 1 0 3 1 560H ?? ? ? ? ?KW （ 3）管路及其它功率損失 此項損失包括很多復雜因素，由于其值較小，加上管路散熱等原因，在計算時常予以忽略，一般可取全部能量的 ，即 3 (0. 03 0. 05 )HP??KW （ 4）系統的總功率損失為： 1 2 3 5 9 6 .8 3 1 5 5 1 .2 9 6 3H H H H? ? ? ? ? ? ?KW 西南科技大學應用型自學考試畢業設計（論文） 33 9 液壓系統的仿真 FluidSIM 軟件的 CAD 和電氣－液壓（氣壓）回路仿真功能。結合實例說明了 FuidSIM 軟件在液壓與氣壓傳動課程多媒體教學中的應用。 FluidSIM 軟件介紹 FluidSIM 軟件的主要特征是： （ 1） CAD 功能和仿真功能緊密聯系在一起。 FluidSIM 軟件符合 DIN 電氣 —液壓（氣壓）回路圖繪制標準， CAD功能是專門針對流體而專門設計的，最重要的是可對基于元件物理模型的回路圖進行實際仿真，并有元件的狀態圖顯示，這樣就使回路圖繪制和相應液壓（氣壓）系統仿真相一致，從而能夠在設計完回路后，驗證設計的正確性，并演示回路的動作過程。 （ 2）系統學習的概念。 FluidSIM 軟件可用于自學。液壓（氣壓）元件可以通過文本說明、圖形以及介紹其工作原理的動畫來描述；各種練習和教學影片則講授了重要回路和液壓（氣壓）元件的使用方法。 （ 3）可設計和液壓氣動回路相配套的電氣控制回路。彌補了以前 液壓與氣壓教學中，從而不明白各種開關和閥門動作過程的弊病。電氣－液壓（氣壓）回