铲运机液压系统试验台的设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流铲运机液压系统试验台的设计.精品文档.目 录前 言21 铲运机液压系统的概述21.1 铲运机的概述21.1.1 铲运机的特点31.1.2 铲运机的应用31.1.3 几种典型的铲运机31.2 液压的概述41.2.1 液压的特点41.2.2 液压的应用51.2.3 液压传动的基本原理52 试验方法和试验项目52.1 试验项目52.2 试验方法63 试验台系统组成元件63.1 动力元件的选择63.1.1 电动机选取原则63.1.2 电动机的容量73.1.3 确定电动机的转速73.2 油箱的确定83.2.1 油箱设计要点83.2.2 油箱容量的确定9

2、3.3 滤油器的选择103.3.1 安装方式103.3.2 过滤器的选择103.4 制动装置的选取123.4.1 制动系统的分类123.4.2 制动系统基本原理133.4.3 增压回路143.4.4 制动器主要零件的结构设计153.4.5 系统动态特性分析163.5 蓄能器的选取163.5.1 蓄能器的用途163.5.2 蓄能器的分类173.5.3 蓄能器的安装173.6 输油管的选择183.7 仪表的选取193.8 联轴器的选取193.8.1 联轴器选择原则193.8.2 联轴器型号尺寸的选择203.9 液压油的选取203.10 试验台底座和支架213.10.1 试验台分类213.10.2

3、试验台的基本要求213.10.3 支架214 试验台系统及工作原理224.1 试验台系统224.1.1 基本概念224.1.2 液压试验中的加载方法234.1.3 油温的控制234.1.4 液压试验中噪声的防控244.2 试验台工作原理254.2.1 液压泵的性能试验油路及方法254.2.2 液压马达的性能试验油路及方法264.4 试验台元件布局274.4.1 液压源274.4.2 油箱与液压泵、试验台的布置274.5 试验系统液压传动装置274.5.1 补油泵284.5.2 变量泵和变量马达284.5.3 变量泵手动排量控制装置和变量马达电控排量控制装置294.5.4 静液压传动工作原理29

4、小 结29参考文献30致 谢32铲运机液压系统试验台的设计摘要：本文进行了铲运机液压系统试验台的设计。对试验台系统及其工作原理做了详细具体的描述，介绍了试验台各个元件，对电动机、油箱、制动系统的工作原理和选取原则做了详细阐述。本试验台用来测试液压泵和液压马达的压力是否符合工作需要，结构简单紧凑，操作方便，测试简单可靠。关键词：液压系统；试验台；压力测试；元件选取；集成块Study of the Hydraulic System of Test Board on the ScrapersAbstract:The hydraulic test board of scraper is designe

5、d .The test board system and working principle are described in detail . The elements of the test board are introduced, specifically the working principle and the selecting principles of electric motor, filler tank and the brake system are explained in detail .The test board is used to test the comp

6、ressive force of the hydraulic pump and the hydraulic motor . The structure is simple and dense. The manipulation is easy and the test is simple and reliable.Key words: hydraulic system; test board ; pressure measurement;component selection;integrated module前 言采矿机械行业对铲运机的需求量越来越大，质量要求越来越严格，而其中的液压系统更是

7、显得极其重要。考虑到具体实践中，一贯的做法是先把液压元件安装到整机中，然后对整机进行试验，如果此时发现液压泵和液压马达不能提供工程所需要的压力，那么只能将液压泵和液压马达拆卸下来，重新换装新的液压泵和液压马达。这样不仅耽误了发货的时间，也浪费了工人们的劳动，从而影响了企业效益。对于不是专门生产液压元件的山东黄金集团，传统液压系统试验台在价格和用途上不适合具体企业的具体需要和承受能力。为此作者根据对液压试验台的研究和应用经验，设计、研制了一套节能、高效液压试验台，既可以实现液压系统的快速检测，又能达到节能降耗目的，能够取得良好效果。本课题所研究的即为检验液压系统的试验台，包括试验台系统及其工作原

8、理，液压系统组成元件比如电动机、油箱、制动装置等的工作原理和选取原则等。试验台的平台底座的设计是本课题研究的重点，这关系到液压元件的合理布局和整个试验台是否能够试验检验的目的。本课题的目的就是实现各种液压元件的集成和合理布局，以达到检测液压泵和液压马达压力是否能够达到要求的目的。另外，制动装置的选取也是非常关键，一是要实现输出轴的制动，另外还要实现压力表压力数值的缓慢增加，这都关系到试验的成功程度。在设计集成块时，要考虑到安装在上面的液压元件的位置置放的合理性，内部管道要避免出现干涉现象，在保证各种要求的情况下，尽量做到实用、美观。1 铲运机液压系统的概述随着铲运机在工程建设中的地位越来越重要

9、，铲运机液压系统的重要性也越来越明显。由于工作环境比较恶劣，铲运机的故障问题也日益突出。如今国内从事液压系统专业的技术人员还有很大缺口，测试设备也不完善，与国外还有很大差距。所以铲运设备在国内还有很大市场前景。1.1 铲运机的概述铲运机，包括车轮、牵引梁、车架、液压装置、带铲土机构的铲斗、支架机构和车架升降调整机构等。在工业快速发展的今天，采矿业占有越来越重要的地位，其中对铲运设备的需求也是越来越多。在今天大大小小的矿山上、矿井下，随处可见铲运设备，而铲运机在其中发挥着举足轻重的地位。图1 铲运机1.1.1 铲运机的特点铲运机是一种能综合完成挖土、运土、卸土、填筑、整平的机械。按行走机构的不同

10、可分为拖式铲运机和自行式铲运机。按铲运机的操作系统的不同，又可分为液压式和索式铲运机。铲运机操作灵活，不受地形限制，不需特设道路，生产效率高。铲运机，属于一种铲土、运土一体化机械。本发明的要点，是设计了一个由斗体、铲刃、破土刀、转动挡板、滑动挡板组成的带铲土机构的铲斗和由前支杆、个侧支杆、挡板支杆组成的支架机构。转动挡板和滑动挡板设置在斗体开口处，两者之间由合页联结，合页的两端出轴插入斗体前端的滑槽内，可沿滑槽移动。铲刃焊固在斗体底的前端，破土刀焊固在铲刃上。支架机构用以控制滑动挡板和转动挡板的升降。本发明结构简单，施工效率高，适用于修河筑坝和水灾后清除淤泥等。 1.1.2 铲运机的应用现在国

11、内常见的铲运机有电运和柴油二种，电动即有一套卷缆系统，可自行伸缩，成本比柴油铲运机低，而且又环保，柴油铲运机大多使用道依茨柴油机。铲运机根据铲斗的体积，又分为1立方，1.5立方，2立方，3立方等，这些比较常见，也有6立方左右的，大多为进口产品。在土方工程中，铲运机常应用于大面积场地平整，开挖大型基坑、填筑堤坝和路基等，最适宜于开挖含水量不超过27%的松土和普通土。1.1.3 几种典型的铲运机金04型电动铲运机是在吸收国外同类产品技术的基础上，结台我国中小型井下矿山的实际状况，井总结我矿设计与制造金0.75型电动铲运机经验的基础上，经过技术创新，自行研制成功的。该机具有结构紧凑，布局合理，操作方

12、便，制动安全可靠，铲装灵活高效，运输速度快，能耗低，无污染等优点。主要适用于中小型井下矿山小规格巷道的掘进与缓薄、窄脉矿体的采矿作业。通过性能测试和工业试验，于l999年4月通过了省级技术鉴定。与会专家一致认为：该机填补了国内中小型矿山铲运机的空白，属国内首创其整机技术性能达到国际同类产品水平。WJ-0.75内燃机铲运机是以柴油机为动力的胶轮、铰接、铲斗前置、正装正卸式铲运机。该机采用静液压机械传动，四轮驱动，前后机架中央铰接。全液压转向等先进技术，可以单人单机独立进行装、运、卸作业，适用于阶段崩落法、空场法、房柱法、留矿法、分层充填法等采矿法的出和巷道掘进出渣，要求运行净空断面不小于2.42

13、.4m。该机具有结构紧凑、操作方便、机动灵活、作业成本低、生产效率高等特点，采用Duetz低污染发动机，加上机外二次净化装置，废气污染低，是中小型地下矿山或地下工程更新换代的高效节能新型设备。1.2 液压的概述液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动并称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中应用广泛的技术1。1.2.1 液压的特点液压传动的优点（1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速； （3）换向容易，

14、在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换； （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长； （6）操纵控制简便，自动化程度高； （7）容易实现过载保护。液压传动的缺点 （1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁； （2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高； （3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平； （4）用油做工作介质，在工作面存在火灾隐患； （5）传动效率低。1.2.2 液压的应用液压传动相对于机械传动来说，是一门新兴技术

15、。由于液压传动具有许多的优点，在国民经济各个部门获得了广泛应用。液压传动是机械设备中发展速度最快的技术之一。随着机电一体化技术的发展，现代液压技术与微电子技术、计算机技术及传感技术机紧密结合，进入了一个新的发展阶段。液压传动当前应用于很多领域，主要包括1) 工业机械。包括应用于锻压机械、注塑机、挤压机、冶金机械、矿山机械、包装机械、机床、加工中心、试验机以及其他生产设备等，国际上一般称为工业液压技术。 2） 行走机械，包括应用于工程机械、建筑机械、农业机械、汽车以及其它可移动设备等，一般称为行走机械液压技术。3) 航空及航天。包括应用于飞机、宇宙飞船及卫星发射装置等，一般称为航空航天液压技术。

16、4) 船舰（艇）。包括应用于传播、舰艇中的甲板机械、操作系统及控制系统等，一般称为船舶液压技术。5) 海洋开发工程。包括应用于海洋开发平台、海底钻探、海洋工作机械、水下作业工具等，一般称为海洋工程液压技术。6) 液压传动在阀门行业也得到很大的应用，如阀门的机床制造加工设备、阀门液压试验设备、阀门的液压传动装置等1。1.2.3 液压传动的基本原理液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。 液压传动是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：在密闭环境中，向液

17、体施加一个力，这个液体会向各个方向传递这个力！力的大小不变！ 液压传动就是利用这个物理性质，向一个物体施加一个力，利用帕斯卡原理使这个力变，从而起到举起重物的效果2。2 试验方法和试验项目根据本次设计的目的，需要对液压泵和液压马达的压力指标进行测试。2.1 试验项目根据生产的实际需要，考虑到具体实践中，一贯的做法是把液压元件安装到整机中，然后对整机进行试验，如果此时发现液压泵和液压马达不能提供工程所需要的压力，那么只能将液压泵和液压马达拆卸下来，重新换装新的液压泵和液压马达。这样不仅耽误了发货的时间，也浪费了工人们的劳动，从而影响企业效益。为了避免类似情况的发生，减少不必要的损失，需要对液压泵

18、和液压马达的压力性能进行测试，以达到在装机以前检查出液压元件存在的缺陷的目的。2.2 试验方法本设计专门针对液压泵和液压马达的压力指标进行测试，针对性强，操作方便，结构简单，效果明显。用于测试的方法也非常简单，工作原理和原理图也很简单明了。测试方法简单描述为：利用电动机提供试验台工作所需要的强大动力，带动液压泵工作，液压泵从油箱中吸油，中间利用滤油器对液压油进行过滤，液压泵通过输油管和液压马达相连，液压油通过油管进入到液压马达，带动液压马达工作，中间并通过补油泵进行泄露补充和为制动液压系统提供液压油。液压马达输出强大扭矩，并通过联轴器将扭矩传递到分动箱，经过二级传动传递到输出轴。在输出轴上安装

19、有液压制动装置，对输出轴进行制动。在液压泵和液压马达的进出口分别装有一个压力表，可以对液压油的压力进行测量，检测压力是否能够达到工程要求。如果液压泵和液压马达能够提供足够的压力，则该液压泵和液压马达合格，否则不合格，并通知原厂进行退换。3 试验台系统组成元件3.1 动力元件的选择3.1.1 电动机选取原则在液压试验系统中，液压泵对驱动装置的要求，除了与一般油源泵一样要具有足够的功率和稳定的转速匹配之外，作为实验对象，还需要有许多其它方面的要求，如转速的调节范围要宽，转速的保持精度要高，过载能力要强等等。具体的选用原则如下：输出功率一定要满足被试泵的要求，并具有一定的过载能力；转速随负载的变化要

20、小，即动力源的机械特性要好，调节应方便；噪声小，使用可靠，寿命长；对自动化试验的适应性强；成本要低，保养维护方便；外形尺寸、重量和占地面积要小。在泵的规格表中，一般同时给出额定工况（额定压力、转速、排量或流量）下泵的驱动功率，可按此直接选择电动机。本实验台是用来测试液压泵和液压马达，两者所带的功能参数中包括驱动功率等。三相异步电动机直接驱动液压泵供油，是最简单的形式。三相异步电动机有一定刚度的机械特性，启动容易，价格便宜，是常用的动力装置。这种电动机具有效率高、节能、堵转转矩高、能防止灰尘铁屑或其它杂物侵入电机内部等特点，可用在灰土飞扬、水飞溅的环境，在比较潮湿及有轻微腐蚀性气体的环境中防护性

21、也较佳。对于经常启动、制动和翻转的场合（如铲运机等），及要求电动机转动惯量小和过载能力大的场合，应选用其中的冶金用三相异步电动机YZ型（笼型）或YZR（绕线型）3。3.1.2 电动机的容量电动机的容量（功率）选的合适与否，对电动机的工作和经济型都有影响。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大浪费。电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。电动机的发热与其运行状态有关。本实验台设计的工作条件属于短时运行，通常无需检验发热和启动力矩。所以电动机功率

22、为式中：Pd工作机实际所需要电动机的输出功率，KW； Pw工作机所需输入功率，KW; -电动机至工作机之间传动装置的总效率。 = 39.3 KW式中：T工作机的阻力矩，Nm; n工作机的转速，r/min;传动装置的总效率应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积，即： =0.96其中：分别为每个传动副、每对轴承、每个联轴器的效率。3.1.3 确定电动机的转速额定功率相同的同一类型异步电动机一般有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等多种同步转速选用。当选用低转速电动机时，因级数较多而外廓及重量较大，故价格较高，但可减少传动装置的总传动比及外形尺寸；当选用高

23、转速电动机时，则相反。按照工作机的转速要求和传动装置中各级传动的合理传动比范围，可以推算出电动机转速的可选范围，推算公式如下 n=() r/min =0.961500 =1440 r/min式中：-工作机的转速，r/min; 、-各传动副合理传动比范围； n电动机可选转速范围，r/min。选定电动机的转速和容量后，即可在电动机产品目录中查出其型号、性能参数和主要尺寸。再依据公司具体情况、条件以及试验台的特殊需要，故选用45KW异步电动机，额定转速为1480r/min，机座号225M。H=225mm,A=356mm,B=311mm,HA=28mm,LC=998mm,AB=455mm,E=140m

24、m,D=65mm，螺栓直径M16,BB=410mm,HD=545mm,L=850mm4。图2 电动机示意图3.2 油箱的确定根据系统的具体条件，合理选用油箱的容积、形式和附件，以使油箱充分发挥作用。3.2.1 油箱设计要点油箱在系统中的主要功能是4：贮存供油系统工作循环所需的油量；散发系统工作过程中产生的一部分热量；促进油液中的空气分离机消除泡沫；为系统提供原件的安装位置。油箱的类型有很多分类方式，主要有1)按照油箱液面与大气是否相通，可分为开式油箱和闭式油箱。闭式油箱又分为隔离式和充气式油箱。选用开式油箱，油箱内的液面与大气相通。为了减少油液的污染，在油箱盖上设置空气滤清器，使大气与油箱内的

25、空气经过滤清器相通。2）按照油箱的形状可分为矩形油箱和圆筒形油箱。为了便于制造、又能充分利用空间，选用矩形油箱。3）按照液压泵与油箱相对安装位置不同可分为上置式，下置式和旁置式三种。由于系统的流量和油箱的容积较大，且需要给多台液压泵供油，所以选用旁置式油箱。旁置式油箱使油箱内液面高于泵的吸油口，从而使液压泵具有较好的吸油效果。设计时，在泵的吸油口与油箱之间的管路上设置一个手动截止阀，便于液压泵维修或拆卸时防止油箱的油外流。根据实际需要，选择闭式矩形旁置式油箱5。3.2.2 油箱容量的确定油箱的容量是油箱的最基本参数。油箱的容量通常为液压泵每分钟排出体积额定值的3-5倍。对于安装位置受到限制的行

26、走机械和设置冷却装置的设备，油箱的容积可选择偏小值，对于固定设备，空间位置不受限制及没有冷却装置，依靠油箱散热的设备，则应选择偏大值6。采用定量泵或不带压力补偿的变量泵时，油箱的容量至少要大于泵每分钟排出体积的3倍以上。当采用带压力补偿的变量泵时，应尽量提供至少为系统每分钟所需油液体积的平均值三倍的油箱容量。本设计需要补油泵提供系统泄露和液压制动所需要的液压油。7另外，当液压系统需要巅峰流量时，对应的油箱面正好下降到最低点，此时，液面还应高于泵的吸油口75mm或1.5倍管径，二者中取大值。当液压系统处于最大回油量时，油箱液面达到最高位，此时油箱内还应有10%的储备容量（液面以上的空气体积），以

27、便形成与大气接触的自由液面，供热膨胀和空气从液体中分离之用。油箱容量的标准：油箱的容量选定应符合GB2876-81。所以，选用200L的开式矩形旁置式油箱，尺寸为800500500mm。另外，为了随时显示油箱中任意一位置的油面值，在油箱的侧壁及便于观察的位置上，装上一个能目视的透明的液压计，在此液位计上刻出上、下液面限位线。因为本液压系统比较简单，没必要装液压发讯装置，所以只选用安装简易液位显示计YWZ-1508。图3 油箱的立体图3.3 滤油器的选择过滤器是液压系统中重要元件。它可以清除液压油中的污染物，保持油液清洁度，确保系统元件工作的可靠性。3.3.1 安装方式过滤器在系统中的安装有三种

28、形式91） 装在液压泵吸油管路上，保护液压泵，保证回油箱的油液是清洁的，可用作低压过滤器。2） 装在供油管路上，保护液压泵以外的其它液压元件。连续滤除油液中的杂质，对滤除油中全部杂质有利，需要增加一台液压泵，用于大型液压系统。3）装在辅助泵的输油路上。一些闭式液压系统的辅助油路，辅助液压泵工作压力低，一般只有0.5-0.6Mpa。将精过滤器装在辅助泵的输油管路上，保证杂质不进入主油路的液压元件。本设计选用第一种安装方式。3.3.2 过滤器的选择基本要求10：1）过滤精度应满足液压系统的要求；2）具有足够大的过滤能力，压力损失小；3）滤芯及外壳应有足够的强度，不致因油压而破坏；4）有良好的抗腐蚀

29、性，不会对油液造成化学的或机械的污染；5）在规定的工作温度下，能保持性能稳定，有足够的耐久性；6）清洗维护方便，更换滤芯容易。一般来说，选用高精度过滤器可以提高液压系统工作可靠性和元件寿命；但是过滤器的过滤精度越高，滤芯堵塞越快，滤芯清洗或更换周期就越短，成本也越高。所以，在选择过滤器时应根据具体情况合理地选择过滤精度，以达到所需的油液清洁度。由于本设计属于中等污染侵入率以及正常维护的状况，油液目标清洁度ISO4406选为18/1419/15之间，过滤精度x选为1020之间。滤油器尺寸的确定12:滤油器的尺寸与通过流量有着对应的关系。通常是根据液压系统的流量确定滤油器的流量，从而确定滤油器的尺

30、寸。在选择滤油器尺寸时，主要参考制造厂产品样本提供的技术参数。国产滤油器型号表明公称流量以供选用。国外滤油器产品一般用无量纲的公称流量值来表征滤油器的尺寸。公称流量是在给定的条件下的流量值，一定尺寸或公称流量的滤油器，对于不同粘度的油液和不同过滤精度的滤芯，其允许通过的流量是不同的。滤油器尺寸应根据滤油器的最大流量确定。对于液压缸传动系统的回油路滤油器，需考虑液压缸活塞与活塞杆的面积比，滤油器的通过流量应按回程时的流量来确定。此外，在确定滤油器尺寸时还需考虑滤芯的使用寿命。为了避免频繁更换滤芯，一般应根据环境污染状况和对污染进入的控制能力，适当增大滤油器的尺寸。其中，系统外滤油器装置时指位于液

31、压系统主回路之外，对油箱内油液进行外循环过滤的装置。它主要用于污染严重的液压系统，或变量泵系统小流量下过滤效率低的情况。系统滤油装置与系统主回路滤油器相结合，可以获得很好的过滤效果。本实验台的工作压力大约为16MPa，可以选用吸油滤油器与主回路压力滤油器相结合，可以获得很好的过滤效果。图4 滤油器类型及安装位置选用粗滤油器WU-160X80S和精滤油器ZU-H100X10S。图5 ZU系列高压管路滤油器3.4 制动装置的选取制动系统是机械上用以使外界在机械某些部分施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统能够使机械按照工作人员的要求进行制动，保证机械运行安全。3.4

32、.1 制动系统的分类按制动系统的作用 制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使旋转装置降低速度甚至停止转动的制动系统称为行车制动系统；在行车制动系统失效的情况下，保证机器仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；用以使已停转的机器保持原状态不动的制动系统则称为驻车制动系统；在行车过程中，辅助行车制动系统降低转速或保持转速稳定，但不能将机器紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。上述各制动系统中，行车制动小和驻车制动系统是每一台机器必须具备的。按制动操纵能源 制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以操纵员的肌体作为唯一制动能源的制动系统称

33、为人力制动系统；完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的系统称为动力制动系；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。13按制动能量的传输方式 制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系统称为组合式制动系统。图6 制动系统基本原理3.4.2 制动系统基本原理当踩下制动踏板时，在踏板处通过杠杆原理把制动力放大了3倍，再通过液压机构驱动活塞把制动力又放大了3倍。放大以后的制动力推动活塞移动，活塞推动蹄片带动刹车卡钳紧紧的夹住制动碟，由蹄片与制动碟产生的强大摩擦力，让车轴减速。这就是简单的制动模型。通过它我们就可以

34、理解制动系统的基本原理了。液压制动系统一般是由供能装置、传动装置、控制装置和制动执行元件4部分组成。供能装置通过液压泵、充液阀向蓄能器供油，积蓄能量；传动装置将制动踏板控制的动力源传递给制动执行元件；控制装置将驾驶员踩踏板的控制信号传到控制阀上；制动执行元件是装在车轮上的制动器，它将传动装置传来的动力变成摩擦力矩。压力表停车制动器低压报警开关恒功率泵至转向系统踏板阀前桥后桥油箱蓄能器蓄能器图7 典型车辆全液压制动系统示意图图7所示是典型的车辆全液压制动系统的示意图13。制动时，驾驶员踩下制动踏板，制动油液在蓄能器压力的作用下，进入制动缸，产生制动效果。液压制动系统大多采用钳盘式或全盘式制动器。

35、充液阀可以使蓄能器的内压保持在最低限度。当蓄能器的内压低于最低限度时，充液阀就会使泵向蓄能器充油，直至达到预置的压力上限。正常制动时，由蓄能器直接向制动液压缸供油，蓄能器充液完毕后能单独为制动系统提供近十一次的有效制动。在对制动系统进行动态分析时，我们将不分析液压泵对制动系统的影响。假设和简化：(1)考虑到制动过程中制动液流量较小、液压管路内壁比较光滑，可以忽略管路的沿程压力损失和局部压力损失；(2)忽略制动油管、液压缸缸体的弹性变形；(3)不考虑外界对系统的影响；(4)不考虑制动衬块与制动盘接触瞬间，制动缸中油液的冲击。本实验台使用液压制动，利用补油泵提供液压油，在补油泵的输出管路分出一股液

36、压油，经过增压回路，提供液压力给液压缸，推动活塞进行工作，由蹄片与制动碟的强大摩擦，实现制动。3.4.3 增压回路某一局部在一定阶段，往往需要高于能源压力，此时，就需要采用增压回路。在铲运机液压系统，常采用增压回路，既减少了铲运机的体积，又降低了系统的能源压力。用增压缸实现增压的回路，增压倍数取决于增压缸尺寸10。图8 增压回路原理图3.4.4 制动器主要零件的结构设计本实验系统采用盘钳式液压释放、弹簧制动装置，包括补油泵、增压回路、蓄能器、制动踏板、液压缸、制动器和制动盘等。制动底板 制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制动底板承受着制动器工作时的制

37、动反力矩，故应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成型的制动底板都具有凹凸起伏的形状。试验台采用可锻铸铁KTH370-12的制动底板以代替钢板冲压的制动底板。制动盘 制动盘一般由珠光体灰铸铁制成，其结构形状有平板行和礼帽形两种。后一种的圆柱部分长度取决于布置尺寸。为了改善冷却，本实验的钳盘式制动器的制动铸成中间有径向通风槽的双层盘，可大大增加散热面积。制动钳 制动钳用球墨铸铁QT400-18制成，做成两半并由螺栓联接。其外缘留有开口，以便不必拆下制动钳便可检查或更换制动块。摩擦材料 制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数，不能再温度升到某一数值后突然急剧下降；制动时不产生噪声和不良气味，应尽量采用少污

38、染和对人体无害的摩擦材料。本实验台采用模压材料，它是以石棉纤维为主并与树脂粘结剂、调整摩擦性能的填充剂与噪声消除剂等混合后，在高温下模压成型的。摩擦系数取为0.30.35。制动器间隙的调整方法及相应机构 制动盘与摩擦衬块之间在未制动的状态下应有工作间隙，以保证制动盘能自由转动。盘式制动器的间隙为0.010.3mm.此间隙的存在会导致踏板的形成损失，因为间隙量尽量小。另外制动器必须设有间隙调整机构14。常开式点盘制动器图9 常开式点盘制动器3.4.5 系统动态特性分析 有油路图可见，此试验油路只能试验被试马达单向旋转时的性能。4.4 试验台元件布局对于各种不同功率的液压元件试验，试验台、液压源的

39、配置方法不同。4.4.1 液压源对于小功率液压元件试验，可把液压源安装在试验台后或台下，因为小功率的液压泵和电机运转时噪声和振动都较小。但为了不使液压源的振动传导实验台上，还是要求液压源与试验台架不要刚性连接为好。可采用增设防振垫和软管连接等措施。在本实验中，对于属于中等功率的液压试验台，要求把液压源与试验台分置。保证液压源的振动传不到台架。为了结构的紧凑和维修安装，把液压表统一至于油箱上面，电动机、滤油器等至于台面上方。同时保证被测液压泵和液压马达拆装方便19。4.4.2 油箱与液压泵、试验台的布置油源泵必须从油箱中吸入油液，油箱与泵的相互位置应保证泵吸油充分，而首要条件是保证吸油管短而粗，

40、其中的流速应限制在0.5m/s以下。若泵的自吸能力强，允许油箱安装在泵的下面。此时应注意泵的进油口超出液面的高度应小于该泵规定的吸油高度。作为实验装置的主回油油液是通过管道强制回流，只不过使回油压力稍增加一点而已。而通常像试验台台面的油液、泵壳的外漏油液等都只能依靠高度差来自然流动回油的。台面回油主要是在实验过程中，因安装或拆卸管路而流到台面的油液、被试对象的外漏口流出的油液、遥控调压阀的回油油液等汇集而成。因为台面是试验的工作场所，经常暴漏在外面，不可避免的有工具上带来的污物、空气中的尘土、破碎的密封带、棉丝等杂质混在台面回油油液中，如果使其直接流回油箱当然是极不合适的。所以也需要通过台面下

41、的集油油箱先过滤和沉淀。当收集到一定数量的油液后，由回油泵抽出，再经精滤油器过滤后送回主油箱。4.5 试验系统液压传动装置将液压传动装置由通轴式轴向柱塞变量泵、弯轴式变量马达、补油泵、液压泵、液压油箱、滤油器、液压软管和其它附件组成。电动机通过滑块联轴器带动变量泵转动，变量泵和变量马达之间通过管路连接，组成一个闭式系统，变量马达与分动箱连接以输出扭矩。图18 传动系统原理图1电动机；2液压泵；3液压马达；4分动箱；5制动盘4.5.1 补油泵补油泵装于变量泵后端盖内，并和变量泵相同转速转动。泵油泵的作用是：a) 提供补充闭式系统内部泄漏油，以补充内漏维持主回路的压力。b) 为控制系统提供压力油。

42、c) 补充外部阀及辅助系统泄漏的损失。d) 提供油液冷却滤清，对变量泵和变量马达零件起冷却作用。e) 通过主泵壳体的外接口，提供其它执行机构的液压源。4.5.2 变量泵和变量马达液压油从补油泵出来经主油泵后端盖内的两个单向阀，一个单向阀开启，直接进入油路中的低压油腔，另一个单向阀在另一侧主油路中由于高压作用而关闭，形成了连续不断的循环油流。主油泵和油马达组成的闭式传动回路中，在主油泵端盖有二个多功能阀和变量马达后端盖上装有一个集成阀。多功能阀由两个安全阀、一个单向阀和一个旁通阀组成。两个安全阀一个是压力限制器传感阀，另一个是高压安全阀，为了限制系统压力，当压力达到额定值时，限压系统会使变量泵柱

43、塞冲程迅速减少。一般响应时间在90毫秒左右。在突发载荷发生时，高压安全阀也能限制系统压力。压力限制器传感器传感阀像是高压安全阀的阀芯，起先导控制作用，因此，高压安全阀在压力限定值时，是按顺序工作的。顺序压力限制器和高压安全阀系统为静液压系统提供了一个先进的保护装置。压力限制器可防止由高压安全阀引起的系统过热，在恶劣的工况中，按顺序工作的安全阀能限制压力峰值。因为安全阀仅在压力峰值的瞬间开启，所以开启的时间短，系统产生的热量少。旁通阀的功能是：某些情况下，泵轴不能旋转或不希望其转动，最为理想的是油液通过旁通阀油路使补油流量直接进入泵上的补油安全阀溢流回泵壳体。变量马达后端盖上的集成阀由一个三位三

44、通换向阀、一个梭形阀和一个低压溢流阀组成，换向阀和梭形阀组成的系统能保证闭式回路中的高压油作用到变量马达伺服缸（柱塞），使马达斜盘改变。4.5.3 变量泵手动排量控制装置和变量马达电控排量控制装置手动排量控制装置把机械的输入信号（控制泵手柄的输入转角）转变为液压输入信号，从而使双向变量斜盘旋转，这样，泵的排量就从一个方向的最大转为另一个方向的最大。手动排量控制有一套机械反馈联动机构，使伺服滑阀与输入信号和斜盘转角成比例，从而达到平稳可靠地无级变速20。电控排量控制装置采用了一种电信号，使二位四通电磁阀换向。液压油进入伺服缸，从而使斜盘发生倾斜，改变马达的排量。4.5.4 静液压传动工作原理轴向

45、柱塞变量泵通过滑块联轴器和电动机连接，而变量马达与减速比为2.643的分动箱连接，前后传动轴在分动箱和前后驱动桥之间运转。当工人踩下前进或后退踏板时，通过机械连杆控制油泵操纵手柄向左右两个方向摆动从而控制两个伺服油缸改变回转斜盘的偏向和角度。当斜盘处于垂直位置时，机器处于空挡位置，柱塞泵的九个柱塞在油泵内不作往复运动泵也就不出油，辅助泵泵出的油井供油溢流阀直接回油箱。当回油斜盘向右侧偏转时，油就被送到马达的另一端向后行驶。斜盘偏转的角度越大，柱塞行程越大，每转一圈所泵出的油的体积越大，油马达转的越快，从而前传动轴旋转越快。主油泵和马达后退时的油流图如图516所示，前传动轴旋转时右腔为高压油腔，

46、左腔为低压油腔，流向相反，其它油流方向不变。小 结2010年4月，我开始了我的毕业论文工作，时至今日，论文基本完成。从最初的茫然，到通过实习慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。毕业设计是大学时代的最后一门课程，我们每一个人都是十分认真的完成的。毕业设计和一般的作业及课程设计不一样，需要更深入的研究，更透彻的分析，更明确的阐述，和更广泛的专业知识及较强的动手实践能力。这几样能力缺一样都是无法顺利完成毕业设计的。一开始，我对这个课题不是很了解，也不从下手。因为这个课题和我以后的工作内容关系很大，所以我特意提前到公司报到，边实习边了解这个课题。再加上辅导老师冯老师的耐心讲解，和工厂师傅的详细示范，终于了解了这个课题的内容和目标，为做好这次毕业设计奠定了扎实的基础。本次设计的主要目的就是实现各种液压元件的集成和合理布局，以达到检测液压泵和液压马达压力是否能够达到要求的目的。另外，制动装置的选取和载荷的加载方式也是非常关键，这关系到试验的成功程度。涉及的知识面非常广泛，由于自身知识的局限性，液