液压试验台开题报告Word文件下载.docx

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机械设计制造及其自动化

学生姓名：

学号：

指导教师：

2012年3月10日

毕业设计（论文）开题报告

一、研究或设计的目的和意义：

1．使学生进一步巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化。

2．使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生的独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。

3．培养学生在制定研究（设计）方案、设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等方面的基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法。

4．使学生树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点；

树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。

本设计课题结合本专业教学内容，对装载机液压系统作深入的学习和分析，按给定条件和要求完成装载机液压系统方案确定、装载机液压系统的设计计算、液压系统标准元件的计算选型和液压非标准元件的设计计算等任务。

着重培养学生综合运用本科的基本理论和专业知识，提高分析与解决工程设计和工程技术问题的能力。

文献综述

0引言

液压实验台是液压实验室上世纪80年代初期生产的实验设备，类似早期的液压设备试验系统大部分按照“传感器+模拟二次仪表”的模式组成。

在试验过程中，一般由模拟记录仪器在纸上记录试验曲线或由试验人员读取并记录试验数据，然后试验人员根据试验曲线和数据手工处理，得到设备的性能。

教学实验台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：

原实验使用动态应变仪、光线示波器、感光纸记录阀从一种稳定工作状态到另一稳定工作状态的过渡过程曲线，操作过程复杂繁琐，对液压系统加载一卸荷时的被控压力随时间变化所反映的动态特性参数如动态超调，只能做出定性分析；

实验台利用椭圆齿轮流量计测量流量，由于指针指示的刻度值是通过流量计的流体体积总量，因此实验时需利用秒表观测流量计指针每分钟走过的格数来计算此时的流量值，当流量较小时，如测量溢流阀的溢流量时，齿轮的转速很低，泄漏量较大，致使误差很大；

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。

对于像阀门快开、快关这样的快速性试验，往往是通过人的经验来判断设备是否工作正常。

显然用这种试验方法得到的结果带有严重的人为误差，效率低、精度差，而且试验过程操作繁琐、分析不方便。

因此，对现有的教学实验台进行必须进行更新换代才能满足实际需求[1]。

1液压传动的发展及研究对象

液压传动技术的发展，可追溯到17世纪帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，开始奠定了流体静压传动的理论基础。

从18世纪末英国制成了世界上第一台水压机算起，已有近300年的历史，但真正的发展只是在第二次世界大战后，液压技术由军用工业迅速转向民用工业。

而我国液压工业只经过40余年的发展，就已经形成门类齐全、有一定的技术水平并初具规模的生产科研体系，其生产的液压产品广泛应用于工业、农业和国防等各个部门。

近20年来，我国液压工业通过引进先进技术，科研攻关，产品应用技术飞快发展，设计生产了许多新型的液压原件。

此外通过计算机辅助技术（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、污染控制、故障诊断、机电一体化等方面研究成果的应用，液压技术水平得到了很大的提高。

当前液压技术正向着高效率、高精度、高性能等方向发展；

液压元件向着体积小、重量轻、微型化和集成化、易维修的方向发展。

因此急需加速人才培养和技术创新，使我国液压工业尽早达到世界先进水平。

液压传动技术的发展旨在研究液压系统各类元件结构、作用、工作原理、应用方法，以及组成液压系统的特点。

人们经过理论与实践的有机结合，能够很快的掌握液压传动设备的安装、调试、维护及操作[2-4]

2液压实验台的国内外研究现状[5]

随着液压技术、控制理论、微型计算机、测量测试技术、数字信息处理、可靠技术的发展，新的液压试验台已朝着高速、高效、智能化、多功能化的液压计算机辅助测试（CAT）方向发展，早期按照“传感器+模拟二次仪表”的模式组成液压设备试验系统已停产或停止使用，基于虚拟仪器技术的液压CAT系统广泛应用于新的液压实验台制造及应用。

采用的计算方法有平均值滤波法、中值滤波算法、自然应滤波算法、新型PID算法等。

采用有vB6等应用软件开发液压CAT实验软件。

由于原有设备的陈旧或故障面积太大，仅法相用MCS—51单片机技术对旧式液压实验台重新开发与利用，因此，很少发现采用液压计算机辅助测试（CAT）对旧式液压实验台重新开发与利用，对旧式液压试验台重新开发与利用有一定的推广应用价值。

3实验台的组成[6-10]

实验台由三大部分组成，即液压泵站、实验操作台和电气控制系统，在总体布置上，充分考虑到使用方便及空间布置紧凑。

液压泵站即液压源，用来将液压油提供给实验台，系统采用一台变量柱塞泵供油，泵站安装有蓄能器，用于吸收系统油液脉动，提供均匀稳定的压力油。

根据实际需要，设计系统最高工作压力为31.5MPa，为了使泵站维修方便和主操作平台大小适中、操作方便，将液压泵、电机、蓄能器等外置。

实验操作平台上安装各种测试仪表及传感器，可根据需要将元件或元件与油路块之间通过液压硬管或软管进行连接。

电气控制系统主要包括实验用的电控设备及操纵装置，如油温自控及操纵装置、电击启动器、电表以及各种操作按钮（液压源驱动电动机起动和停止、事故急停）等，考虑到结构紧凑，将电气控制部分防止在操作台下部，重要操作按钮放在操作台上部。

4实验台的工作原理

实验台原理如图1所示，电磁溢流阀10用于调定系统压力，电液换向阀11用于控制主油路中油流方向，单向节流阀15用于调节系统流量，减压阀12与电磁换向阀16用于调节控制油的压力和方向，测试压力表19可与各测压接头17快速换接，以灵活方便地测压，负载由单向阀桥式回路中的溢流阀20或节流阀21调节，外接液压设备18用于被试缸或马达的加载等[11-13]。

5液压实验台的特点[14-16]

（1）采用透明有机玻璃外壳，可以观察到液压传动装置的内部构造和工作流程。

（2）防漏快插结构使得实验回路的组装简便、快捷，清洁、干净。

红色的液压油和银白色底使得元件的内部结构鲜明直观。

（3）通过透明的油管和红色液压油可以清晰的观察到液压油在液压元件中的整个流动过程。

（4）独立的元件模块，方便的安装方式，可以随意的组合各实验模块，搭建各种不同的实验回路。

（5）精确的测量仪器，方便的测量方式，使用简单，读数准确。

（6）采用PLC编程控制模块，实现可编程程序控制器（PLC）智能控制。

使得机、电、液控制有机结合起来，优化控制方案。

（7）配有虚拟仿真软件。

6结论

综合液压实验台的主要特点为:

模块化结构设计，配有安装的底板，实验时可以随意在通用铝合金型材板上，组装回路，简单方便。

使用安全可靠，贴近实际。

并且快速而可靠的连接方式，特殊的密封接口，保证实验组装方便、快捷，拆解不漏油，清洁方便。

综合液压实验台的设计是一项复杂的工作，涉及的知识面很广，技术要求很高。

随着机电液一体化技术的不断发展，人们对于利用机电液一体化技术来研发综合液压实验台的观念将更趋于成熟，它有着设计周期短、操作方便、工作效率高等优点。

整个设计工作使我得到了锻炼，不仅仅扩宽了我的知识面，而且还培养了我的创新能力和实践能力。

总之，在这次设计工作中使我受益匪浅，也有了成就感。

不仅仅扩宽了我的知识面，而且还培养了我的创新能力和实践能力，把书本中学到的知识确实用到了实践中，为以后的工作打下了基础。

参考文献

[1]张福臣.液压与气压传动[M].北京：

机械工业出版社，2006.1

[2]吴杰.多功能液压元件综合实验台的设计[J].机械工程师，2008，（4）.

[3]邓克.多功能综合液压实验台的研制[J].液压与气动，2008，（4）.

[4]张志伟.液压综合教学实验台在《液压传动》实验教学中的应用[J].装备制造技术，2007，

（1）.

[5]李增权，李宏伟.PLC在液压回路实验台控制中的应用[J].内江科技，2007，（12）.

[6]HoseinMarzi.ModularNeuralNetworkArchitectureforPreciseConditionMonitoring.INSTRUMENTAIONANDMEASUREMENT.2008

[7]PeiYinChen.HardwareImplementationforaGeneticAlgorithm.INSTRUMENTAIONANDMEASUREMENT.2008

[8]L.H.KeelandS.P.BhattacharyyaControllerSynthesisFreeofAnalyticalModels:

ThreeTermControllers2008

[9]王吉芳，陈秀梅.多功能液压教学实验台设计[J].液压与气动，2003，

（1）.

[10]田玲，杨连发.PLC控制液压回路快速组合实验台设计[J].机械，2003，（S1）.

[11]瞿爱琴，王同建，吕景忠.快速插接任意组合式液压与气压传动综合教学实验台的研制[J].实验技术与管理，2003，（6）.

[12]陈为国，丁叙生，李尧忠.多功能液压教学实验台执行装置的设计[J].机床与液压，2003，（6）.

[13]陆宝春，张卫，路建萍.电气与PC控制技术[M].南京：

南京理工大学出版社，2000.

[14]王积伟，章宏甲，等.液压与气压传动[M].第二版，北京：

机械工业出版社，2005

[15]FX系列特殊功能模块用户手册.

[16]FXIS,FX1N,FX2N,FX2NC系列编程手册.