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双簧液压器减振特点研究论文

发布时间:2024-07-05 00:47:04

双簧液压器减振特点研究论文

问题一:什么品牌的电动车减震器比较好 自己改装的最好。电动车只是为大众设计的。自己改装顶是为自己设计的。减震。。。要根据自己重量。载荷情况。路况。来决定弹簧的压力系数。阻尼器的阻尼系数。减震的极限压缩行程和使用行程。可以自己调整。电车最好要大架子的。后减震和125能通用。前减震不要摇臂的。要直筒前减震回来后买一对弯梁前减震28粗的。可以直接更换。减震油,减震簧。都可以自行更改设定。整车减震系统就比较强悍了。 问题二:电动车减震器用什么的好 我也在找减震器,或者叫避震器。你的情况,要求不是很高的话,换后避震器就行了。淘宝有,搜索“电动车避震器后”,拿到货自己用扳手就能换装。分规格的,你要先量一下你现在的避震器是多长(两个螺孔之间的尺寸)。避震器一般选液压的20-30元,好一点液压双簧35-40,要舒服还有带气囊的60-100元。 问题三:避震性能好的电动车有哪些? 个人选 的是爱玛的忽雷 ,这款的避震性比较好入手的,说是前后液压减震,场地竞技比赛气囊后减震,反正我平时骑的时间比较久的话 *** 也不会疼,骑车带孩子孩子也不受罪,要不然有的减震性差的电动车骑着太受罪了。 问题四:什么样的电动车避震器比较好用? 目前国内最好的避震器就是液压的了,其他的效果都还不行。刚上班的时候,我爸给我买了一辆爱玛的极客,前后液压避震,农村的路比较颠簸,骑着也非常舒服,稳得一笔,完全没有那种散架的感觉,简直不能再经典!我弟马上也要上班了,我爸说了,过两天也给他买一辆,我们家现在三两爱玛极客了,哈哈! 问题五:什么品牌的电动车减震最好 买那种前后液压减震就行,气囊的后减震也可以 买的时候和商家说清楚,要正宗液压的,价格高点没关系,假的跟他急 一般大的品牌,都是有的,不过要看具体车型 1-6月中国最具潜力的电动车品牌排行 1. 绿源 (浙江金华板块企业、中国驰名商标、国家免检产品,行业代言人) 2. 星月神(中国驰名商标、浙江名牌、“安全、稳定、可靠”电动车的倡导者) 3. 立马(区域动力性能的执行者) 4.爱玛 (简易款款式先导、美林娜(天津)自行车有限公司) 5. 雅迪 (江苏简易款的佼佼者,江苏著名商标) 6. 新日 (江苏无锡板块品牌、品牌炒作的先驱,渠道建设的领先者) 7.比德文(山东板块品牌 品牌炒作高超过硬 产品性价比良好) 8.速派奇(较具冲击力和潜力品牌 一直未缺席前10盛宴) 9.富士达(中国驰名商标、近年来销量突破惊人) 10.小鸟(天津板块品牌 品质优良 在简易款车型表现出色) 问题六:电动车什么减震好? 现在国内最好的就是液压的,基本上别的都不行了,摇臂的前半年可以,后面也就不行了,别的别考虑就是液压的 问题七:哪种电动车减震好 电动车再好的减震器也没有摩托车的好,买个电动车去改为摩托车的减震器,前后也就两百多。电池就是天能的好。 问题八:电动车避震器,选哪一种好? 爱玛雪豹,液压避震效果非常给力, 一般的电动车避震器,主要是机械避震和液压避震,从经用、性能、柔和度来说,液压避震都更好,但是液压避震要更贵一些,不过一分价钱一分货,好用的避震还是选液压。 问题九:这几种电动车减震,哪种减震相对好些。 光看外型看不出什么 好用的避震就液压的 但造价相对要贵一些 所以普通电动车都不是液压的

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二系弹簧减振器学位论文

两种情况, 一是严重漏油, 二是失去缓冲效果。

可以通过外观确定减震器是否损坏的情况有以下几种:减震器漏油,机油漏出来,很明显;防尘套、顶胶损坏,把轮胎写下来就能看到;弹簧变形、移位,弹簧变形不容易看出来,移位很容易弹簧和弹簧座没有严密契合。

减震器的工作原理

弹性元件受冲击产生震动。减震器为加速车架与车身振动的衰减,以改善汽车的行驶平顺性。在经过不平路面时,虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动,但弹簧自身还会有往复运动,而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃。

作用,为加速车架与车身振动的衰减,以改善汽车的行驶平顺性(舒适性),在大多数汽车的悬架系统内部装有减震器。

组成,汽车的减震系统由弹簧和减震器共同组成。减震器并不是用来支持车身的重量,而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。弹簧起缓和冲击的作用,将“大能量一次冲击”变为“小能量多次冲击”,而减震器就是逐步将“小能量多次冲击”减少。

没有减振器将无法控制弹簧的反弹,汽车遇到崎岖的路面时将会产生严重的弹跳,过弯时也会因为弹簧上下的震荡而造成轮胎抓地力和循迹性的丧失。

弹簧减震器需要具备哪些方面的特点我相信,如何判断弹簧减震器的质量是人们经常讨论的话题,所以小编会带着你的疑惑分析高质量弹簧减震器的特点今天弹簧减震器行业在国外已经存在了100多年,而国内的弹簧减震器行业刚刚起步,缺乏规范和标准。优质弹簧减震器的特点包括:1、结构设计合理目前国际市场上的主流弹簧减震器有:自由式弹簧减震器、限位式弹簧减震器、侧限式弹簧减震器。但是,无论何种结构,结构之间都不应存在传递振动的刚性连接,最好进行高度调整设计。2、表面防锈处理应到位确保弹簧减震器的使用寿命。目前,减震器主要表面处理包括热浸镀锌、烤漆、喷漆、喷塑等。3、性能优异的橡胶件许多弹簧减震器都使用了橡胶减振元件,专门研究了弹簧减震器不同部位的优质橡胶减振元件。底板一般采用防滑设计,软硬结合,使用寿命长;侧限橡胶通常柔软耐磨。4、可以观察到弹簧的状态以确定何时需要更换。如果可以观察到弹簧状态,则在安装后不停机的情况下更换弹簧减震器或减震器附件。5、弹簧具有弹性且耐用在额定承载的前提下,一般有50%以上的预留行程,以保证弹簧的使用寿命。此外,弹簧圈数不得小于6圈,弹簧外径不得小于压实后弹簧高度的80%。这可以确保弹簧的横向稳定性。6、结构紧凑合理可以说,如何判断弹簧减震器的质量,完全可以用肉眼看到。我希望所有使用弹簧减震器的朋友在购买时一定要注意观察。

弹簧减振器适用离心通风机、制冷机组、冷冻机组、柴油发电机、空气压缩机、离心式水泵等高频形变工业设备的减震。主要成分是扭力弹簧,合适的质量好的扭力弹簧会发生避震预期效果和长期的可塑性,使弹簧减震器应用时间长。倘若扭力弹簧不固定,所有扭力弹簧全是会被减振都是会毁损。今日小编就带诸位一起了解下弹簧减震器的相对应技能。从外观来看,机壳和扭力弹簧的表面解决应依据喷漆工艺处理、热浸镀锌处理和锌铝解决来开展,以避免短时间弹簧减震器屋子里侵蚀浸蚀,伤害减振器的运用限期。

好了,不能用表面上漆的产品;扭力弹簧减振器的固有频率应超出3,因而每过一次振动效率高怎能超过85%弹簧减震器的挠度值为25mm,固有频率为3-4Hz。扭力弹簧的水平抗压强度和垂直弯曲应变应大于或等于1,以及所须的量平稳负工作压力后扭力弹簧直径与扭力弹簧高度之比应超出。从而保证弹簧减震器的水平稳定性;根据安装方便快捷的规范选择适合的弹簧减震器。弹簧减震器应合乎以下规范:扭力弹簧在额定电流负荷下的的的半径应超出其高度的倍;应当有一定的至少等同于50%的额定电流静挠度值;磁铁线圈数量不适宜太少,一般不少于六个;用这一方法制造的扭力弹簧能保证减振器的水平弯曲应变充裕,使机械设备稳定,不易偷倒,可塑性长期,以确保长期的避震能力。

弹簧振子的研究论文

我这边都是建筑类的

21世纪是知识爆炸的时代,大学物理也不例外。这是我为大家整理的大学物理学术论文,仅供参考!

中学物理中的物理模型

摘要:本文阐述了物理模型的概念、功能,中学物理教材中常见的六种物理模型,物理模型在中学物理教学中地位和作用,以及中学阶段在物理模型的教学过程中应该注意的若干问题。

关键词:中学物理;教学;物理模型

一、物理模型的概念及功能

物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,有众多的因素,为了便于着手分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。

物理模型按其设计思想可分为理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特点是突出研究客体的主要矛盾,忽略次要因素,将物体抽象成只具有原物体主要因素但并不客观存在的物质(过程),从而使问题简化。如质点模型、点电荷模型、理想气体模型、匀速直线运动模型等等。后者的特点是依据观察或实验的结果,假想出物质的存在形式,但其本质属性还在进一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。

人们建立和研究物理模型的功能主要在于:

一是可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,从中较为方便地得出物体运动的基本规律;

二是可以对模型讨论的结果稍加修正,即可用于对实际事物的分析和研究;

三是有助于对客观物理世界的真实认识,达到认识世界,改造世界,为人类服务之目的。

二、中学物理教材中经常碰到的几种物理模型

物理模型就它在实际问题中所扮演角色或所起作用的不同,可分为:

1.物理对象模型 即把物理问题的研究对象模型化。

例如质点,舍去和忽略形状、大小、转动等性能,突出它具有所处位置和质量的特性,用一个有质量的点来描述,又如点电荷、弹簧振子、单摆、理想变压器、理想电表等等,都是属于将物体本身的理想化。

另外诸如点光源、电场线、磁感线等,则属于人们根据它们的物理性质,用理想化的图形来模拟的概念。

2.物理过程模型 即把研究对象的实际运动过程进行近似处理。排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰,使之成为理想的典型过程。

如研究一个铁球从高空中由静止落下的过程。首先应考虑吸引力,由公式F=GMm�r2可知,铁球越接近地面,F就越大,其次还要考虑空气阻力、风速、地球自转等影响。这样考查铁球下落运动过程就显得十分复杂,研究起来十分不便。为此,我们在研究过程上突出铁球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影响,并把重力视为恒力,通过如此简化,使研究问题简化,其研究结果也不致影响到基本规律的正确性。从而成为物理学中一个典型的运动过程,即自由落体运动。这种物理模型称之为过程模型。

教材中的匀速直线运动、简谐振动、弹性碰撞;理想气体的等温、等容、等压、绝热变化等等都是将物理过程模型化。

3.物理条件模型 如自由落体运动规律就是在建立了“忽略空气阻力,认为重力恒定”的条件模型之后才得出来的。力学中的光滑斜面;热学中的绝热容器;电学中的匀强电场、匀强磁场等等,也都是把物体所处的条件理想化了。

4.物理等效模型 即通过充分挖掘原有物理模型的特征去等效具有相似性质或特点的现象和相似运动形态的物质和运动。如将理想气体分子等效为弹性小球,并用弹性小球对器壁的碰撞去解释和推导气体压强公式,用单摆振动模型去等效类比电磁振荡过程等等。

5.物理实验模型 在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然后根据逻辑推理法则,对过程作进一步的分析,推理,找出其规律,得出实验结论。

如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上提出了他的理想实验――在无摩擦力情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,从而推翻了延续两千多年的“力是维持物体运动的不可缺少”的结论,为惯性定律(牛顿第一定律)的产生奠定了基础。

再如在研究电场强度时,设想在电场中放置一个不会引起电场变化的点电荷,去考查它在各点的F�q值等等。

6.物理数学模型 即建立以物理模型为描述对象的数学模型,进行对客观实体近似的定量计算,从而使问题由繁到简。如单摆的摆线与竖直方向的夹角不得大于50,使弧线计算转化为三角计算等等。

三、物理模型在中学物理教学中的地位和作用

1.建立正确鲜明的物理模型是物理学研究的重要方法和有力手段之一

物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素,而模型则是在抓住主要因素,忽略次要因素的基础上建立起来的。它具有具体形象、生动、深刻地反映了事物的本质和主流这一重要属性。

如“质点”模型,在物体的宏观平动运动中,描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同,在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的,故可将运动物体质点化,即用质点模型来取代真实运动的物体。

2.正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一,它与相应的物理概念、现象、规律相依托

人们认识原子结构的进程中,从汤姆逊模型到卢瑟福模型的飞跃就是生动的反映。

爱因斯坦光电效应方程的建立成功地解释了光电效应,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。

诸多的事实都在说明大凡物理现象、过程、规律都直接与之相应的物理模型关联着;一定的物理模型又是最生动最集中地反映着相应的物理概念、现象、过程和规律,二者密不可分。

3.正确鲜明的物理模型的建立,使许多抽象的物理问题变得直观化、具体化、形象化

例如,电场线对电场的描述,磁感线对磁场的描述。分子模型对理解分子动理论的基本观点,原子核式结构对a粒子散射实验现象的解释;光子模型对光的粒子性的理解等等,凡是学物理的人都会感受到物理模型所给予的无可争辩的重要作用。

四、物理模型的教学要着眼于学生掌握建立正确鲜明的物理模型这一根本方法

物理模型是物理基础知识的一部分,属物理概念的范畴。学习前人为我们创造的各种物理模型是完成教学内容的重要组成部分,培养学生掌握这一方法,即对一个具体的物理内容、现象或过程能反映出一幅鲜明的“物理图景”,是培养学生科学思维能力的一个重要方面。为此,我们在教学中应注意如下几点:

1.讲清各物理模型设计的依据。物理模型看上去是独立的,但设计物理模型的思想是相通的。

2.讲授物理模型要前后呼应,触类旁通。运动学中建立的“质点”模型,发展到质点动力学中,万有引力定律中,以至物体转动问题中,还可引伸到单摆中的摆球,弹簧振子中的振子,甚至帮助我们建立电学中的点电荷模型,光学中的点光源模型。

3.物理模型思维贯穿在物理教学的过程中,随着人们对某个物理问题认识的不断深刻和提高,物理模型也必将随之完善和准确。例如对于光本性的问题,人们从牛顿的微粒说,惠更斯的波动说、电磁说、粒子说到波粒二象性,在此发展过程中光的模型也随之一次次地得到深化。

4.在平时的例题教学中也是处处体现了物理模型的重要地位和作用。解答各类物理习题,学生能否依据题意建立起相应的物理模型,是解题成败的重要环节。如果解题者所理解的题意中的物理模型与命题者的设计模型一致,题意就必然变得清晰鲜明,习题的难点便会随之而突破,这种例子是垂手可得的。

总之,物理模型的教学确实需要我们予以足够的重视,这个问题对提高我们的物理教学水平关系甚大。

物理猜想与中学物理教学

【摘 要】阐述物理猜想在中学物理教学中的意义及教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法。

【关键词】中学 物理猜想 物理教学

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2014)11B-0076-02

随着基础教育课程改革的逐步深入,在新课程标准中,对高中生在学习物理过程中的学习能力提出了更高的要求,由此教会学生运用物理猜想方法可以让学生更有效地学好物理。为了促进中学生学会运用物理猜想方法,新课程的物理教材刻意设计了许多研究物理现象的活动。以此增进学生对物理知识的理解,提高学生学习物理知识的能力,例如提出问题、猜想与假设、合作与交流等能力。这些基本能力是确保科学研究各种物理现象得以顺利进行的前提和基础。只有通过猜想、假设,并经过许多的研究活动,才能使研究物理现象过程顺利完成。根据笔者这十多年的教学经验,总结出物理猜想对高中物理教学的作用以及如何通过物理猜想提高物理教学的经验,现浅谈自己的看法。

一、物理猜想对中学物理教学有着重要的意义

新课标义务教育阶段的物理课程中,提出要鼓励学生积极大胆地进行科学研究,使学生从基本的科学研究过程中学到科学研究的方法,最终达到提高他们的科学研究能力的目的。使学生养成尊重事实、大胆想象的科学习惯,发扬研究真理的科学精神;培养学生敢于质疑、勇于创新、战胜困难的信心和决心。在中学物理教学中教师的作用是引导学生进行科学猜想,引导学生进行科学探索活动,提升他们的科学探索创新能力。鼓励他们在研究活动过程中,根据已经了解的物理知识和物理现象,进行猜想与假设,然后设计实验,通过亲自动手做实验来验证自己的猜想与假设。因此,要达到新课标中的要求,笔者认为猜想在新课程标准的教学过程中的运用起到了关键的作用。物理猜想的运用是教育教学发展的要求,也是促进物理教育教学改革和发展的需要。笔者认为运用物理猜想法在中学物理教学中有以下几个重要的意义。

1.提高学生学习兴趣和增进学生学习主动性

学生往往对新生事物比较好奇,都希望能够尽快了解其中的知识、规律和奥秘。如果在中学物理教学过程中多鼓励学生对所要学习的物理现象猜想出其可能出现的某些现象或规律,那么不但能增强学生的新奇心,而且还能激发学生的探究意识和能力,使他们更能积极地深入到学习新知识当中。锻炼和培养中学生的物理猜想能力,能提高学生对研究物理问题的兴趣和欲望。兴趣和欲望正是学生学习物理知识的动力。因此,物理猜想是提高学生学习兴趣和增进学生主动学习的好方法。

2.提高学生的思维能力

在中学物理教学过程中,教师要经常通过提出问题并引导学生根据他们现有知识和理解问题的能力进行猜想,经过观察、实验、归纳、总结等进行严格推理和验证,使学生在学习物理知识的过程中逐渐提高他们的发散思维能力,也使他们思想更加灵活。因此通过猜想法不仅使学生容易理解和掌握物理知识,而且有利于提高学生的思维能力。

3.有利于学生巩固所学的物理知识

物理猜想是学生根据自己的思维意识进行推测,是开放性的思维方式。经过对事物仔细观察和辩别认识,提高了学生对事物整体性的研究,促进学生的思维进程,使学生迅速地理解和掌握新知识。如果这些新知识是由学生自己主动猜想后经过验证推理得来的,那么学生就比较容易接受。因此,这些物理现象及规律就会深深刻印在学生的心里,巩固这些新的物理知识。

4.培养学生创新能力

在新课程标准中,特别着重对中学生创新能力培养。科学的物理猜想是培养中学生创新能力的主要方法之一。科学的物理猜想对中学生创新能力的培养起着积极的作用,它能提高学生的反应能力和灵活解题能力。因此,科学的物理猜想能够非常有效地提高中学生的创新能力。

二、教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法

教师在教学过程中为了尽可能地发挥学生的想象能力,要根据学生现已掌握的物理知识、兴趣爱好和想象能力等引导学生提出猜想。教师如何更好地引导学生运用已掌握的物理知识和技能来构建出新的物理猜想呢?笔者认为,教师在实际教学过程中需要讲究提出猜想一些方法。

1.启发学生根据自己各种经历、各种经验和已学的知识提出猜想

科学发展的经验告诉我们,科学的猜想并非胡乱猜测,它需要有科学依据,要根据学生的经历、经验、生活常识等提出猜想。爱因斯坦创立的“相对论”起初就是根据前人的经验、自己的经历以及自己掌握的科学知识提出的猜想,然后通过观察、推理、推导、证明,才提出了理论依据,最后才建立了举世闻名的“相对论”。例如,在学习“自由落体运动”时,先让学生观察羽毛和铁片在有空气的玻璃管中同时下落的情况,再启发他们猜想如果将玻璃管中的空气抽出后,再让羽毛和铁片同时下落会出现什么情况。让学生猜想并记下这些猜想,然后通过演示实验让学生观察,最后得出结论。这种通过启发学生猜想和实验演示相结合的教学方法,更能加深学生理解所学的物理知识。

2.激励学生讨论,诱发物理猜想

在教学过程中学生引导学生进行猜想时,应该将学生分成几个组,让各组提出各自不同的猜想,并由他们各自陈述自己猜想的理由和依据。激励他们讨论、争辩,经过讨论和争辩提高他们对物理猜想的兴趣和对物理猜想的积极性。例如,在学习“牛顿第二定律”时,将同学们分成两个小组,一组猜想物体的加速度与力的关系,另一组猜想物体的加速度与质量的关系,然后让他们分别做实验,得出结论。教师在课堂中认真听取各组学生的观点后,引导诱发他们讨论并猜想加速度与力及质量的关系,最后总结出牛顿第二定律。这样能更好地完成教学任务,取得更好的教学效果。

3.鼓励学生大胆猜想

在教学过程中许多学生由于害怕自己提出的猜想被其他同学取笑或者自己提出的猜想不正确被老师责怪而羞以启齿,这时教师应该鼓励、引导学生大胆猜想,消除他们的顾虑。例如,研究玻璃的折射率时,可以猜想单色光通过平行玻璃砖后传播方向是否发生改变。先鼓励学生大胆进行猜想其出射的方向,并记下来。不管他们的猜测是否合理、准确,教师都要持平和的态度,让实验验证结果。只有这样才能提高学生的学习积极性,增强学生科学猜想的意识。

4.创造良好的猜想条件

在教学过程中,当教学到有利于培养学生猜想能力的内容时,教师应该积极引导鼓励学生进行猜想。例如,在“楞次定律”教学中,教师在课堂演示让磁体的N极靠近闭合的铝环的实验之前,先启发学生猜想让磁体的N极靠近闭合的铝环时会看到什么现象,让磁体的N极去靠近有缺口的铝环时又会看到什么现象。然后通过实验引导学生注意观察实验现象。同样,让磁体的S极去靠近闭合的铝环时又会出现什么情况。总之,教师要尽最大可能为学生进行猜想创造条件。

物理猜想既是一种自由尝试,也是一种严谨的创造,因此,在教学过锃中,教师要善于抓住每一个有利于提高学生猜想能力的机会,鼓励学生大胆猜想,从而提高他们的思维能力,增加他们学习物理的兴趣,进而提高物理教学的效率。

【参考文献】

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[4]蔡严娟.新课改物理探究教学中猜想与假设能力的培养[J].现代教育科研论坛.2011(5)

我在中科院,原子分子物理专业。大学期间就别指望做物理方向、偏理论的科研了。基础知识欠缺太多了。感兴趣请报考应用物理、物理学基地班、物理学,核物理,都可以的。然后考研,建议直接申请读国外PHD,搞不定的话先转战国内,再出去做Postdoctor。博士开始再讨论科研的问题。粒子物理请去中科院高能所。宇宙学请去中科院理论物理所。量子物理,抱歉,七成以上搞物理的都或多或少的在搞量子物理的东西,这相当于物理学中的数学,是基本工具。最近火的有量子信息,请去中国科学技术大学,或清华大学。注意本科学校的物理类专业排名最好别低于国内20。

三个问题供你在物理学习中深思和研究,一步一歩积累一些点滴认识和经验,助你走向物理恢宏的殿堂:①、小河流水它在追求着什么?②、杠杆的失衡和稳态它含有什么意义?③、点光源的光到底射向了哪里?这三个问题看似简单,深层却包含着一个作用范围很大的物理规律。这是我童年一直思考的三个典型问题,直到发现了动态平衡物理规律,改变了斯蒂芬·霍金对物理的一些看法,到现在这个规律的初步应用。其实自然规律是平等地作用于每个人,它才不管你是什么学历和什么智商指数,越大的物理规律越容易在我们的日常生活、工作和学习中发现。

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试油测试技术和资料综合评价技术许 显 志试油测试是油气勘探取得成果的关键,是寻找油气田、了解地下情况的最直接手段,也是为 开发提供科学依据的重要环节。试油测试工艺技术的发展经历了三个阶段,即以常规试油 为代表的第一阶段,以地层测试器试油为代表的第二阶段,以地层测试器、电子压力计和三 相分离器等技术综合应用的第三阶段。第三阶段,在引进、消化、推广国内外试油技术及 装备的基础上 ,针对大庆探区“三低”油层及致密气层的地质特点,全面发展和完善了试 油 测试工艺技术。资料解释技术也从手工计算、绘图发展到全国应用计算机进行解释,油藏评 价从简单的试井分析向油气层综合解释、评价方向发展。目前已形成了具有大庆油田特点的 试油测试工艺和资料综合解释技术系列,为勘探提供了先进的手段,为大庆探区众多油气 藏的发现和储量的提交作出了重要的贡献。�一、测试技术的配套、完善,促进了地质认识水平和勘探效益的提高��测试技术经过“七五”的引进、消化、吸收和使用国内、外工艺技术和装备,“八五”期间 ,针对在大庆探区的地质特点进行了发展和完善,到“八五”末和“九五”初期,逐步形成 了满足不同井况、不同地层条件和不同地质目的的测试技术。�(一)砂泥岩储层中途测试技术�中途测试技术是及早发现工业油气层的重要手段。1991年以前由于MFE单封隔器很难实现分层 测试,使中途测试技术受到了限制。我们在引进膨胀式测试工具的同时,对选层标准、封隔 器座封位置、测试制度和施工参数设计等方面进行了详细研究,拓宽了中途测试的使用范围 ,在勘探中取得了明显的经济效益。�1.利用中途测试技术及早发现油气藏�延4井位于延吉盆地顶部坳陷德新凹陷南阳东构造带,钻井过程中,从井519m开始多次井 喷。通过对~中途测试,日产天然气11563m��3�,为工业气层。这是延 吉盆地首次获工业气流,为下步勘探提供了科学依据。�2.利用中途测试成果确定完井方法�目前,大庆油田的完井方法有两种,一种是套管完井,一种是裸眼完井,采用哪种方法完井 视井的情况而定。我们利用中途测试在完井方面做了一些工作,收到了明显的效果。和3井 、万111井、渔深1井和延1井,都是根据中途测试结果,采用裸眼完井的,4井口仅套管和固 井费用就节约了万元。�3.利用中途测试技术取准有关地层参数�渔深1井,位于松辽盆地北部中央坳陷区黑渔泡凹陷通达鼻状构造带。由于该地区泉一段缺 少水性和压力资料,所以在~进行中途测试,日产水��3�。本次 测试不仅搞清了水性,而且录取到了地层压力,达到了中途测试目的。�4.利用中途测试技术提高勘探试油效益�大庆长垣西部具有多套油气层组合。限期进行中途测试,搞清油气水纵向分布规律,避免套 管完井后的井筒复杂化。�英41井是大庆长垣西部的一口预探井,先后分别对三个层系进行了中途测试。该井套管完井 后,根据中途测试结果避开油水同层和气水同层,共试油6层,其中有3层获工业气流,获得 了理想的试油成果。如果不搞中途测试,套管完井后可能要搞9层以上试油,这样,不仅井 筒复杂,而且开发无法利用。� (二)地层测试技术�地层测试工艺具有试油周期短、录取资料全(可以录取压力、产量、温度和高压物性等资料 ) 、效益高的特点,在全国各油田得到了广泛的应用,大庆外围探井地层测试率1983年% ,1990年以后一直保持在60%以上。�1、低渗透层测试技术�针对低渗透层的特点,从试井设计出发,配套完善了低渗透层的测试技术,收得了较好的效 果。�(1)试井设计方法�试井设计是试油地质设计编制科学与否的关键,也是取全取准试油资料的保证。从试井理论 可知,试井设计是试井分析的反问题,即通过基本的地层参数,预测出待试层的产量和压力 变化曲线。 所以,根据试井理论,研制开发了试井设计软件,能对自喷井和非自喷井进行 压降、压恢和探边试井设计,特别是非自喷井试井设计功能在国内首次实现。�(2)试井设计所需参数的预测方法�我们对长垣两侧探井进行了敏感性参数分析得到,地层压力、有效渗透率、表皮系数、井筒 储存系数和液体粘度对预测的曲线形态及产量影响较大。根据几个主要参数特点,结合钻井 、测井和录井等资料,分别试用了等值图法、多元统计法和交绘图版等方法。主要针对扶、 杨油层和葡萄花油层分区块建立了参数预测公式。� ①地层压力(Pi)预测�通过研究表明,一般情况下,大庆外围区块地层压力随深度的关系为:� P=AH+B� 对于异常地层压力区,从压缩数定义出发,通过地层对地层微元体的形成压力分析,推导出 形成压力的增量,所以地层压力通式应表示为:�Pi=P+△P� △P=E+FlnSX(ψ(1-ψ)SX)�式中,A、B、E、F是常数,H是油层中部深度,ψ是孔隙度。�②有效渗透率(e)预测�在研究过程中,我们试用了四种方法从中选出两种较好的方法,来预测有效渗透率。� a.相对渗透率图版法�根据有关专家实测的长垣两测不同层位的相对渗透率曲线和相对渗透率定义,可得到不同 层位的有效渗透率预测公式。�b.地球物理测井方法�比较有代表性的Watt公式:�e=ψ��4.4�/S��2���wir�� S��wir�=〔-1g(ψ/V��sh�-0.25)〕/3.288�如果缺少岩芯分析资料,可用上述公式预测。� ③表皮系数(S)的预测�目前,表皮系数除了用试油资料计算外,没有看到确切预测公式或图版。在研究中,发现表 皮系数与地层厚度、钻时、泥浆压力与地层压力之差相关性较好,通过回归得到了不同层位 的预测公式。�④井筒储存系数(C)的预测�根据井筒储存系数的定义可知,它与产量成正比,与压差成反比。我们选用了27层测试资料 ,在双对数坐标上,以产量与地层压力之比为横座标,以井筒储存系数为纵坐标进行线性回 归,相关系数,公式为:� lgc=(Q/P��i�)+� 我们可以利用该公式预测井筒储存系数� ⑤流体粘度的确定�流体粘度可以借用邻井同层位同构造的高压物性资料。�把以上5项参数输入试井软件,便可较准确地进行试井设计,如龙22井(见图1)。�(3)跨隔测试技术�跨隔测试具有三个特点:一是试油层序可以灵活调整,依据地质要求和井况条件,任意选层 测试,为老井复查创造了条件;二是减少井筒储存,提高了压力恢复速度和录取资料质量; 三是及时发现并验证层间窜槽。�由于跨隔测试工艺技术在大庆广泛应用,测试水平不断提高,封隔器最大跨距达190m,座封 卡点小夹层,上卡点最浅,下卡点最深。�2.致密气层测试技术�随着勘探领域的拓展,致密储层逐渐增加,找气难度随之增大,这就要求我们在致密储层试 气工艺技术上有新突破。由于致密储层具有井深(2700~4000m)、地层压力高(30~45MPa )、 温度高(120~150℃)、储集类型多、自然产能低、气水分布复杂等特点,原有的中、浅 层 测试工艺技术已不能适应致密储层试气工艺的需要。为此,我们开展了致密气层测试技术研 究。�(1)射孔-测试联作技术�射孔-测试联作技术具有射孔、地层测试两道工序一次完成、加快试油进度、防止井喷、获 取最佳地质资料等诸多优点。但由于国内外减震器均不过关,压力计易损坏,严重地制约着 该工艺在生产中的应用。因此,我们从压力计损坏的机理入手,找出了造成压力计损坏的主 要原因是射孔弹起爆时产生的机械震动和压力冲击。研制成功了具有纵向减震、径向减震和 过压保护三大功能的压力计减震器,并设计了两种适合不同井况的井下标准管柱。�第一种是研制成功了开井后环空加压起爆的测试联作技术(见图2)该工艺具有以下优点:� a、能实现较大的负压值,对地层的回压只是测试管柱内所加的液垫压力;�b、射孔后即可进行流动测试,有利于解除地层污染;�c、环空所加的压力不作用在压力计上,有利于保护井下压力计,旁通传压管耐压;� d、起爆系统仅一个销钉,剪切值变化范围小,环空压力一般可控制在以内;�e、对井筒条件复杂有严重漏失的层,井口无法加压时,可根据射孔井段深度选择合适的销 钉,靠测试开井后的环空与油管压力之差起爆射孔枪。这项技术已在金396、宋深2等井应用 7层,工艺均一次成功。�第二种是研制成功了环空加压起爆后加深管柱,� 实现跨测试测试的联作技术(见图3)。该工艺的突出特点是有利于取准致密储层的压力 资 料 ,并且不受已试层的限制。这项技术共应用21井次,在芳深9井,侏罗系,井段~3737 .6m,采用上述工艺方法测试,获日产CO��2�气×10��4�m��3�,实测地层压 力,温度℃/3638m。�(2)地层测试工具进一步完善配套�针对MFE测试工具泄压等问题,对测试工具及管柱进行了封隔器、支撑管柱等6项改造,提高 了测试一次成功率。在生产实践中,由于致密气层测试技术的逐步完善,不断创出了新水平 。在芳深7井封隔器承受正向压差;在宋深2井封隔器承受反向压差42MPa;在宋深1 井测试一次成功。� �二、压后排液求产技术的进步为提高压裂成功率和扩大地质储量提供了先进的手段�� 压后排液求产技术是压裂改造增产技术的一个关键环节,它不仅影响压裂效果,而且影响资 料录取质量制约试油速度。为此,我们在这方面做了大量的工作,收到了明显的效果。�(一)低渗透油层压后排液求产技术�根据大庆探区的地质条件、井况和压后地层流动规律,经过多年的攻关,形成了适应不同井 层的压后排液求产技术。�1.排液工艺�(1)封隔器单卡单向闭式气举管柱工艺�这种工艺的特点是气举效率高,洗井时洗进液不倒灌,对油层没有伤害。�(2)封隔器双卡单向闭式气举管柱工艺�这种工艺主要解决多套油层组合的井,压裂改造上部油层后,单排单求压裂层产能。�(3)封隔器单卡抽汲排液管柱工艺�这种工艺的优点是解决下部油层老井挖潜压裂改造后的排液技术难题。�(4)封隔器双卡抽汲排液管柱工艺�这种工艺采用长尾管和防砂卡封隔器组合的排液管柱,是老井挖潜和复杂井压后排液的主要 工艺。�2.油井压后排液求产技术方法�压裂井排液求产技术方法主要是根据压后地层流动规律及产量变化情况,确定不同时期的工 艺和工作制度,实现最优的排液求产方法。该项技术成果现已形成技术标准,经现场应用不 仅提高了资料的录取质量,而且提高了试油效率。以前平均每层压后排液求产天,该 技术应用后缩短到天,平均每层减少天,经济效益十分明显。� (二)致密气层压后排液求产技术�经过多年研究,形成了一套适应致密气层特点的压后排液求产技术�1.氮气助排技术�氮气助排技术是由国外引进的,它从空气中制取氮气,靠三级压缩达到高的注入压力用以助 排,利用该方法排液速度快,施工安全可靠。它的应用范围是气层排液和气层压裂后不能自 喷井或自喷能力弱井的排液。�2.自喷排液方法�自喷排液是利用气层自身能量进行自喷排液的一种方法。这种方法是以自喷条件为基础, 排 液期间根据产气量增大情况,采用地面较长时间关井,待井口压力恢复到一定程度后,油管 短时间开井放喷排液。�3.压后求产方法�气层压裂后因改造规模大、压裂液注入多、排液时间长、地层压力下降快,产量变化较大。 我们依据致密储层的特点确定了排液和求产阶段的划分原则:�(1)排出的液体能定性说明地层产水否;�(2)压裂液的返排量不影响地层产气时关井恢复压力;�(3)待地层压力恢复到原始压力的85%或井口压力恢复小于时,再开井求产。�(4)若关井前期测得的产气量小于8000m��3�/d则不必关井恢复,这种方法在生产中应用 见到了理想的地质效果。例如,汪:903井,J61、65号层,井段~,压后开、关 井放喷排液37个周期,然后关井恢复压力8天,井口压力达到,再进入求产,产气量 达到了50518m��3�/d。��三、资料综合解释技术的进步与发展,为科学评价储层奠定了基础��自80年代采用地层测试以来,我们始终从生产实际出发,把最新的试井理论研究和计算机技 术有机地结合起来。从多方面开发研究,取得了一系列的成果,使资料综合解释技术日趋成 熟。�(一)试井软件的开发,为资料解释提供了先进的手段�在《现代试井解释软件》和《GWT试气资料处理软件》基础上,1997年开始在Windows 95环境下开发试油测试综合评价系统,力求在技术水平上跟上国际先进试井软件发展的步伐 ,建立一个开放的试井平台。该软件的四大功能,即试井设计、试井分析、节点分析和产能 试井,现已完成了大部分的研究工作,取得了阶段性的成果。�(二)以不稳定试井理论为基础,建立油、气井产量计算方法�1.气井不稳定产量计算方法�以往的气井产能确定是通过四个不同工作制度条件下的试气资料求取气井二项式方程和指数 式方程进行的。但对低渗透气井,其产量随时间变化而变化,不易测得稳定的产量,为此, 近几年开展了气井产能评价方法的研究。� 对于气井,定井底流压条件,应用Bessel函数和Laplace变换,可得到下式:� �Q�TX-=-SX(2�m�TX-��0�2r��0�SX)= S X(F(uF)��1�(F(uF))u{��0�(F(u F))+sF(uF)��1�(F(uF))}SX)� 对于上面方程进行Laplace数值反演和反复迭代等变换,就可以得出不稳定气井IPR曲线,根 据此理论,编制了软件,适用于均质、双孔、双渗等多种油藏。用试井资料解释出的地层参 数代入相关方程,便可得出不稳定IPR曲线。该方法不仅可以节省试气时间,而且可以为评 价储层提供更多的参数。�升深2井,登库组,井段~,共20个小层,1995年8月进行系统试气,这是目前大 庆探区深层自然产能最高的一口井,然而,该层的二项式曲线反向,无法求得绝对无阻流量 ,经分析认为主要是层间干扰造成的。用试井软件解释认为,储层为均质气藏,S=45. 61,D=1.95e��-6�(m��3�/d)��-1�,经过计算,本层的绝对无阻 流量为130万m��3�/d。� 升深2井在采油八厂开采过程中进行了系统试气,并用指数式方程求取绝对无阻流量为 万m��3�/d。�2.油井不稳定产量计算方法�在试油阶段,油井的产量是通过现场计量求取的。由于地层测试开井时间不同,其产量不同 ;常规试油由于其周期不同产量也不同,所以,只通过现场测取产量确定油井产能是不够的 。为此,我们通过把不稳定试井理论与Standing和Vogel等方法相结合,建立了在饱和压力 以下油、气两相流动时不稳定产量计算方法,可给出定流压下产量随时间变化曲线及不稳定 IPR曲线,并形成了计算机软件。不论采用何种试油工艺、实测产量如何,只要能解释出准 确的地层参数,代入软件中即可求出IPR曲线,为准确评价油层提供了科学依据。� 树1井,井段:~,葡萄花1-4号层。抽油试采(连抽),日产油田� � 3�降至��3�,解释地层渗透率为μm��3�,表皮系数为,其理 论产量与实际产量对比见下表,从表中可看出在求产350小时后其理论产量与实际产量非常 吻合,平均相对误差为%。��5H树1井产量对比表� BG(!BHDFG2,F6,2。11F 时间(hr)38110206278350398422460470494 5185 BHDG45”理论产量� (m��3�/d)11�1211�5711�3211 �2111�1311�0811�0611�0411�03 11�0110�995 BH5”实际产量�(m��3�/d)18�1915�5515�8 413 �9011�2011�2610�0111�2911�46 10�4211�00BG)F�(三)开展了用温度恢复资料对储层进行解释、评价的研究�通过研究发现,温度升降与测试开、关井密切相关,为此,经理论研究,建立了气井温度试 井的数学方程,通过对方程求解,计算出了用于温度资料解释的双对数和导数图版(见图4 ) 。利用该图版与实测的温度恢复资料拟合,计算出气井产量和热力的参数,为确定多层气井 产量提供了一种有效方法。�(四)常规试油资料解释方法的建立,扩大了试井解释领域�在研究提捞、抽汲和气举情况下流压变化规律的基础上,建立了数理模型并进行求解,得出 了常规试油资料解释图版(见图5),利用该方法结合多周期压力数据即可解释出地层参数 ,从而结束了常规试油资料不能解释地层参数的历史。�四、今后发展方向�试油测试技术发展很快,虽然形成了满足不同井况和不同地质条件的试油测试工艺及资料综 合解释技术系列。由于地质条件复杂,新情况不断出现,工艺技术适应地质的需要仍有一段 距离,需要逐步解决。近几年,主要在以下几方面多做工作:�(一)煤层气试油工艺技术有待于进一步研究�1998年,鸡西已发现了煤层气。由于大庆油田在这方面处于刚起步的阶段,必须进行大量的 调查研究工作,摸索出一套适应大庆探区的煤层气试油工艺技术,为进一步寻找和利用煤层 气打下良好的基础。�(二)搞好环保是试油工艺的重要环节�保护环境,提高人们健康的水平,是国内、外都关注的焦点。现在压裂放喷和抽汲排液等作业 对环境的污染非常严重,这是制约试油技术走出国门的主要障碍之一。我们已经进行HSE贯标工作。�(三)资料综合解释技术有待于进一步完善、提高�在现有的基础上,要充分利用地震、测井、录井和区域地质规律进行资料解释,使解释参数 更接近实际,达到建成试井综合评价专家系统的目的。�(作者单位:大庆石油管理局试油试采公司)

随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容,欢迎大家阅读参考!

浅析大型机械驾驶室减振设计

摘要:本文概述了工程机械减振技术的发展概况,并以大型机械的驾驶室减振设计为背景,探讨了发动机悬置设计的基本原则,并对发动机减振的布置的力学特性进行分析,最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。

关键词:机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用,其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计,设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看,国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题,这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。

由于工程机械的工作环境恶劣,车体结构的振动问题更加明显,直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言,控制车体振动尤其是驾驶室的振动,寻求有效的减震设计方法,对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题,本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上,主要通过发动机悬置位置的优化设计,以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶,但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅,并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题,已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。

上述几类减振方式都属于被动减振技术,在此基础上,随着发动机减振技术的进步,半主动减振技术开始应用到发动机减振中,这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置,这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术,这一技术能够较好的实现降噪性能,但结构非常复杂,在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面,主要所依据的是动态舒适性理论,用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看,主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂,跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析,本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述,驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性,要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢,随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下,大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态,由此产生的激振频率很高,也更容易导致构件的疲劳损坏,实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看,工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架,驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析,将驾驶室的隔振系统进行简化,以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩,这类振动不仅会引起车架的的振动,也会形成较强烈的噪声,不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响,采用悬置的设计方式是比较有效的途径,其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论,通过解除发动机六个自由度解耦,改变发动机的支撑位置,从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。

此外,需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数,但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制,可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面,主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时,考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言,在实践中一般都会采用四点支撑的方式,本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端,上述两个位置分别设置两个对称的支撑点,采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看,主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式,具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式,因此仍然采用平置式的减振布置方式。

悬置系统的动力学分析

为减少研究成本,在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述,由于采用的是四个平置式的橡胶减震器,因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统,从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上,进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果,其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位,同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配,减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及,测量激振力和振动响应之间的关系,从而得到二者之间的传递函数,而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件,驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。

在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度,以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值,使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内,从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。

参考文献

[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京:北京科技大学硕士学位论文.

[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文.

浅谈机械的可靠性设计

【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容,在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计,以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计,希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。

【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计

引言:20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想,这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论,这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度,相关的理论以及方式也是不断的出现。比如:M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面,对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。

1.机械可靠性设计的概述

在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标,工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性,所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识,这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点,同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展,可靠性技术的不断发展,使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类,但是就具体的实质来说,大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。

数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础,逐渐的划分为两点,第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的,也是就是说因为依据某种规律在时间变动下,疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为,将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性,主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的,都是通过概率可靠性对于随机事件计算的,也会发展为两个方面:第一种是对模型法或者相关扩展方式,这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度,所以说应力概率是低于可靠度强度的,第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。

2.可靠性优化设计

可靠性优化设计的基本理论

无论是什么样的机械产品,在最开始的方案构建到后期的生产制造实施,都是需要经过一个设计过程的,但是现在计算不断发展,新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现,使得机械产品日益在完善,这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短,但是结构确实越来越复杂,这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。

这样的趋势下,对于设计整个过程要加大进度,设计周期要缩短。同时需要注意的是,对于设计是不是能够完善来说,产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的,但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的,所以说,如何将设计质量提升上去,设计理论怎么发展下去,设计技术怎么做到更好,设计过程怎么才能加快嫉妒,都是现在机械设计中所研究的重要问题。

60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候,将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来,计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中,在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。

国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响,通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品,同时这样产品有着一定的可靠性,机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要,通过一种最优化的形式将产品展示处理,在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位,同时不能忽略的是结构参数的随机性,这两点对于产品都有着一定性能的影响。

所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的,将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化,将所出现的问题合理安全性的相结合,这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况,使得产品有了最大化的可靠度。

近年来可靠性优化设计发展

最近的30年内,机械设计领域中,因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现,在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准,但是就单方面来说,无论是可靠性设计或者是优化设计,都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的,在机械产品经过可靠性设计之后,不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点,还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计,机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计,不能保证产品在一定的条件下或者是时间内,能够将所规定的功能很好的完成,有的时候也许会出现一定的事故,这样直接都有着经济损失。

除此之外,因为机械产品有着很多的设计参数,要是对于多个设计参数进行确定的时候,单纯的可靠性设计就不是这样有地位了,所以在进行可靠性优化设计研究的前提下,要将机械产品可靠性要求先保证,同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数,将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起,然后在发展研究设计,才能得出最为优秀的设计方式。

关于可靠性的稳健设计

产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品,它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法,对产 品性能、质量和成本综合考虑,选择出最佳设计,不仅可以提高产品的质量,而且可以降低成本。在机械产 品设计中,正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中,或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。

结束语:总而言之,对于机械的可靠性设计而言,设计人员应该根据实际,做出最优的设计,只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来,将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来,才能达到产品最佳以及最可靠点,这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点,才能最好的达到预定的目标,和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。

【参考文献】

[1]杨为民,盛~兴.系统可靠性数字仿真[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1990.

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[5] 金雅娟,张义民,张艳林,等.任意分布参数的涡轮盘裂纹扩展寿命可靠性分析[J].工程设计学报,2009,l6(3):196-199 .

Motorvehicle suspension on the vehicle suspension system is a very important only does it affect the comfort of the car (ride), but also to otherproperties such as the adoption, as well as the stability of the attachmenthave a significant impact on performance, each of the suspension by the elasticcomponents (buffers), body-oriented (from Chuan And stabilizing role), as wellas shock absorbers (from the role of shock absorption). However, not all of thesuspension must have three components. As long as we can play to the role ofthe three. Vehiclemaintenance for the conservation network 1, flying the classification suspension: on both sides of the wheel mounted on atotal-vehicle-bridge, the train-bridge to fly through the frame and suspension structure is simple and reliable power-but by two rounds ofshock and vibration affecting each other. But also because of the quality offlying non-serious suspension of the poor performance of the buffer, the vibrationof a moving car, the greater the impact. The suspension generally used fortrucks, buses and a number of other ordinary vehicles. (2) independentsuspension: each individual through a set of wheels mounted on the body orsuspension of vehicular bridge, the use of off-Axle, in the middle of a fixedframe or body; such wheel on both sides of the suspension by the shockHubuyingxiang, but due to non-flying than by the quality; buffer with a strongshock absorption capacity, ride comfort. The indicators are better thannon-independent suspension, but the complex structure of the suspension, but italso drive axle, steering system has become complicated. The use of suchsuspension of the following two categories of vehicles. Cars, buses andpassenger vehicles. Can be improved ride comfort, and high speed when drivingthe car to improve stability. Off-road vehicles, military vehicles andmining vehicles. In a bad way and have no say under the circumstances, we canmake sure all the wheels on the ground and contacts to enhance stability anddriving the car attached, to play a speed of the car. for the type of (1) of the leaf spring: the long-range multi-chip andcurvature ranging from the composite plate. After installed at both ends of thenatural upward curve. In addition to the leaf spring with a buffer, there is acertain degree of shock absorption, vertical layout also has a force-oriented,non-independent suspension using most of the leaf spring so flexiblecomponents, save-oriented devices and shock absorbers, simple structure . (2)of the coil spring: only a cushion for the multi-car independent suspension. Inthe absence of damping force and mass functions must also be equipped withspecial shock absorbers and device-oriented. (3) oil and gas spring: a flexiblemedium as a gas, liquid as a medium-power, which not only has a good buffercapacity, also has a role in shock absorption and at the same time frame of ahigh degree of regulation may also be applicable to the use of heavy vehicles andbuses. (4), torsion bar springs; will be made under the torsion bar springsfixed at one end of the frame, on the other side through the arm and connectedto the wheels, and beat at wheel torsion bar the use of reverse deformationplayed the role of buffer, is suitable for independent The use of suspension. use of shock absorber tube shock absorbers, the use of oil in the smallrole to cut energy consumption vibration. Shock absorber and the upper bodyframe or connected with the lower end of the train-bridge connected. Most ofthe trip can be done and the compression of the dual role of the role of flexibility in the independent suspension components, most of them can onlytransfer the vertical loads and can not transmit vertical and horizontal, mustbe a separate device-oriented. As noted, under the arm and vertical, horizontalstabilizer, and so on. suspension: before and after the truckswere non-independentsuspension bridge, some vehicles such as buses and cars and so on, after thebridge is also a non-independent suspension. Each car of the sedan chair byhoisting two independent non-vertical arrangement of the composition of theleaf spring. Leaf spring fixed in the middle of the train-bridge, with thefront end hinged frame or body, the back-end with the frame or body through theear hanging hinged or connected to use of skateboards. Top of the frame with ashock absorber then, with the lower end of the next school Axle. The truck rearaxle and more without shock types of independent suspension, coil spring as the use of flexiblecomponents. Torsion bar springs for the independent suspension is also dividedinto vertical and horizontal torsion torque Cup two-under. Although many of theadvantages of an independent suspension, but the car would turn the system, theDepartment of driving and driving more complicated structure of the of the engine engine performance merits of a direct impact on theperformance of motor vehicles. First, the use of fuel by the differentcategories according to engine fuel, gasoline engine and the engine is dividedinto two major categories of diesel Motor conservation maintenance, gasoline engine small size, lightweight, low prices; good start, when the maximum power of high-speed;work in asmall vibration and noise; suitable for small and medium-sized car inparticular, the use of high-speed deflagration due to the restrictionscan not be too high compression ratio, thermal efficiency and economy are not,such as diesel. Gasoline is a mixture of the main gas pipeline in the form overinto the cylinder, compressed by the end of close to the spark plugs fire. Thedriver to speed up the adoption of the control pedal into the cylinder of thegas mixture to control the load on the engine, known as the volume ofregulation. Gasoline engine’s fuel supply system and ignition system is a gasoline enginefailure on the part of a higher proportion. Gasoline engine emissions ofharmful material composition of carbon monoxide, carbon compounds and nitrogenoxides than diesel, and so on, but with the current electronically controlledfuel injection system and other exhaust gas purification devices, which havegreatly improved. In addition, the gasoline engine’storque characteristics are very suitable for automotive use, can significantlyreduce the labor intensity of the and gasoline engine, diesel engine size, weight, high prices, poor start(especially when the low temperature); work more vibration and noise; easy tooverload when the black smoke. Diesel is characterized by: 1)the absence of the deflagration, as well as restrictions on the needs of thespontaneous combustion of diesel, diesel engine compression ratio high. Thermalefficiency and economy must be better than the gasoline engine. 2)the same power, the diesel engine’s torque, maximum power at the time of low speed, suitable for theuse of the truck. 3)is a mixture of diesel engine cylinder internal form, no inlet throttle, theintake of small resistance. The driver to speed up the adoption of fuelinjection control board, to change the engine load, known as the regulation ofquality, as there is no problem of hypoxia, emissions of hydrocarbons andcarbon monoxide content of less than )In the absence of the ignition system, as well as fuel supply device failurerate low. Therefore, failure to less than diesel gasoline engine. 5)diesel engine torque characteristics are not suitable for car driving cycleneeds, moving the stalls to use frequently, an increase of pilot laborintensity. The main diesel engine for use in medium and heavy vehicles. Second, the number of engine cylinder andarrangement of the engine cylinder displacement equal to the volume of workand. Increasein the number of cylinder engine will not only increase capacity, improve theengine output power, but also to enable the smooth operation of the engine toreduce noise and vibration. Hyundai Motor have adopted multi-cylinder for more than 3-cylinder engine, small trucks, passenger cars andmedium-sized following for more than 4-cylinder engine; medium-sized trucks,large cars and buses for more than 6-cylinder engine; Heavy-Duty Truck Generalof 6-8 cylinder. 6-cylinder engine under a single row multi-cylinder in-linemode; 8-cylinder V-type engines for alignment; some of the cars in order toreduce engine height, length shortened, using V6, V8-type arrangement. Mini-caruse of 3-cylinder engine, most oblique way. In-line engine structure is simpleand cheap. The disadvantage is that a high degree of the engine higher more a way. V-type engines with low height, short length, but thestructure of the complex, more expensive price, suitable for large-scaleengine. Water-cooled engine block using the whole cast. Small engines usedaluminum alloy materials, large-scale multi-engine for the cast iron. Cylinderhead bolts used in a fixed block on the plane, in addition to constitute aclosed cylinder combustion room, into the exhaust, valves are installed, andspark plug valve, and so on. Third,the gasoline engine’sfuel supply 1, the fuel-supply system carburetor gasoline engine fuel supplyline into carburetor and fuel-injection two major categories of carburetor mainoil installations operating principle is: the work of the engine when the outside air Inthe cylinder under the suction air filter to filter through into the the air flow through the pipe section due to the smaller increase in thevelocity and pressure led to the decline in a certain vacuum. Float on theinterior of gasoline in the vacuum from the role of the main inlet into thespray nozzle, the gas emitted by high-speed air currents disperse into mist,known as fogging. And then to oil and oil-film evaporation space in the form ofevaporation, and the airway had mixed into the air mixture into the order to achieve the economy, the main oil loading also uses the air main nozzle at the indoor air, and along with a few scheduled to openaround the through-hole and air the same room. When the throttle openinggradually increases, the air hole gradually connected with the air. Not onlyreduces the vacuum so that the mixture-thinning, the main air nozzle is alsobeneficial to the atomization of gasoline. 2. electronically controlled fuelinjection fuel-supply system carburetor fuel-supply device structure is simple,reliable, cheap, easy maintenance. But the biggest drawback is that it can notbe precisely controlled mixture of concentration, resulting in incompletecombustion, emissions of harmful ingredients, do not meet the stringentrequirements of environmental protection today. In addition, due to theexistence of the pipe so that the air resistance increases. There is also thecylinder uneven distribution of gasoline and easy to produce and Qizu ice andso on. In order to solve these problems, 80 electronically controlled fuelinjection system in the car engine on a wide range of applications more fuel injection system advantages: electronically controlled fuelinjection system (referred to as English EFI) has the following advantages: matter under what conditions and in what conditions the engine canaccurately control the mixture of concentration, To make gasoline burncompletely full. This greatly reduces the emission of harmful components ofcontent, also has an excellent combustion engine of the economy. supply, ignition temperature, such as centralized control, so that the workof the engine performance, increased engine power output, lower fuelconsumption. engine can always operate in a stable condition in a variety of conditionsso that all car drivers in accordance with the requirements of normal traffic. 4. In the absence of pipes, a small airresistance. At the same time, difficult to produce Qizu, to the distribution ofgas cylinder uniform, and so on. The shortcomings of the fuel injection systemis the high cost structure of the complex and difficult to repair, and so on. electronicallycontrolled fuel injection system of classification: 1) by way of testing the air quality into theway traffic density and speed of the way the two categories. 2) by way of fuel injection, the following twocategories. According to the location of the jet, into intake manifold junction(SPI) and the jet intake manifold Department (MPI) are two jet, respectively,also known as single-point and multi-point injection jet. MPI iscurrently widely used in the is currently widely used in theway. Department of gasoline ignition gasoline engine ignition system aregenerally three categories: contact-type ignition system, electronic ignitionsystem, computer-controlled ignition system.车辆悬架系统中的机动车辆悬架系统是一种非常重要的系统。它不仅对乘坐汽车的舒适度有影响,而且对附件的稳定性等其他性能有着显著的影响。每个悬挂的弹性元件(弹簧),是车架(起稳定作用), 以及减振器的角色(减震)组成然而,并非所有的悬架必须有三个组成部分。只要我们能发挥三个作用。汽车的维护,悬架分类:一 非独立悬架:两侧车轮安装在一根整体式车桥上,车轮连同车桥一起通过框架与车身相连。但这种悬架结构简单,可靠,制造方便,而是由两个轮冲击和振动轮互相影响。在载重汽车上被广泛应用。 但减震器的表现不佳,汽车行进中的震动越大,影响越严重,所以这种悬挂通常被用在卡车、客车和其他的普通车辆。 独立悬架:每个元件通过两侧车轮安装或悬挂在车架上,并且采用断开式车桥。安装了这种减震系统的车轮不易失重飞起,具有强大减震能力的缓冲器更是提供了舒适的乘驾感受。若一侧车轮相对于车架(或车身)的位置发生变化时,另一侧车轮不受影响。这种悬架结构复杂,且车身的平稳性和高速行驶的稳定性较好,因此在轿车和小客车上得到普遍采用。以上指标均优于非独立悬架,但是悬架的结构越复杂,驱动桥和转向系统也就越复杂。使用这种悬架的交通工有以下两种:1汽车和客车等客运车辆:可以提高乘驾舒适度,并且当高速驾驶时能提高稳定性。mining vehicles.越野车,军用车和采矿车。在路况不佳时,可以确保所有的车轮接触地面并提高稳定性,避免汽车起伏,发挥出汽车的速度。二.弹性元件类型:1 钢板弹簧:它是由若干片长方形的钢板组合成的复合板,呈弯曲形。安装在自然向上的曲线两端。此外,钢板弹簧通过减震器起到某种程度的减震、传递垂直载荷的作用。在非独立悬架和导向机构中,也使用钢板弹簧这种弹性元件和减震器这样简单的结构。2螺旋弹簧;只为多汽车独立悬架缓冲,在缺少阻尼力和质量职能的情况下,还必须具备特殊的减震器和导向装置。 3油气弹簧: 使用油液和高压气体作为弹性材料,不仅有很好的减震能力,可以吸收冲击。在同样情况下能够提供更好的调节作用,适用于重型车辆和客车。4扭杆弹簧:汽车车架与车轮用扭杆弹簧,其一端固定在车架上而另一端与车轮连接,车轮上下跳动时扭杆产生扭转变形,靠扭转弹力来吸收振动能量适合独立悬架系统。三.减震器减震筒的使用,油的使用可以切断震动造成的能里损耗。减震器上端与车底架相连,下端与车桥相连。减震器在大部分的行程可以起到压缩的双重作用四.导向机构:独立悬架的弹性元件,大多数只能传递垂直载荷,并不能传递水平载荷,必须是分离的导向机构。如上所述,在力臂和垂直和水平稳定器等。五.非独立悬架:非独立悬架位于卡车的前部和后部,像客车,汽车等一些车辆的后桥也是非独立悬架。每个轿车均由两个独立的非垂直的钢板弹簧构成。钢板弹簧固定在车桥中间,其前后端车架或车身通过耳朵悬铰链或使用滑板连接的。上面的框架用减振器的下端连接轴。车后桥一般无减震器。六 .螺旋弹簧作为弹性元件被用在多种类型的独立悬架。 扭杆弹簧torque Cup two-under.为独立悬架分成纵向和横向扭力矩杯两杆。 虽然独立悬架具有许多优点,但汽车将会通过更复杂的桥结构改进系统,驱动和驾驶。 关键词:发动机的结构发动机的性能对机动车辆的性能有着直接的影响。首先,燃料使用不同类别根据发动机的燃料,分为汽油发动机和柴油发动机。1网络汽车养护维修,汽油发动机体积小,重量轻,价格低;当最大速度运行是,启动好;运行时震动小,噪音小,适合小型和中型汽车,尤其是高速车。由于爆燃的限制,汽油机不可以有过高的压缩比,热效率,而且不如柴油经济。汽油是一种进入气缸中的主要气体管道的混合物,在压缩到接近底部的火花塞时点火。驾驶者加速踩油门时混合气体进入气缸来控制发动机的负载,这是常规。汽油发动机的燃料供给系统和点火系统是发生汽油发动机故障的比例较高的一部分。虽然汽油发动机比柴油排放更多的一氧化碳,碳化合物和氮氧化物等有害物质成分,但是,现在的电控燃油喷射系统和其他废气净化装置却有了很大的改善。但与目前的电控燃油喷射系统和其他尾气净化装置,极大地改善。此外,汽油发动机的扭矩特性非常适用于汽车,可以大大降低司机的劳动强度。2柴油发动机和汽油发动机,柴油发动机的大小,重量,价格高,启动差(尤其是低温时),运行时震动和噪音大; 有黑烟,容易超负荷。柴油发动机机的特点是:1)没有爆燃的限制,但柴油需要自燃,所以柴油发动机压缩比很高。 .热效率和经济性比汽油发动机更好。2)柴油发动机适用于卡车,因为同样的功率,扭矩大,最大功率也大。3)柴油发动机汽缸内的内部是的混合物,没有进油门,小阻力的进气管。 司机.司机加快采用燃油喷射控制板,通过改变发动机负荷,作为规管的质量,因为不存在缺氧问题,碳氢化合物和一氧化碳的排放量低于汽油。4)由于没有点火系统,燃料供应设备故障率低。 因此,不低于汽油发动机。5)柴油发动机扭矩特性并不适用于汽车驾驶循环的需求,移动的摊位,经常使用,是适合飞行员劳动强度的增加。主要适用于中型和重型车辆。第二,发动机缸体及发动机缸体位移量相等的工作。因此,增加汽缸发动机的数量,不仅能增加容量,提高发动机输出功率,而且能够使发动机顺利运作,以减少噪音和振动。现代汽车公司已采用多缸发动机。微型车超过3缸发动机,小卡车,客车和中型以下超过4缸发动机;中型卡车,大型轿车和客车超过6缸发动机;重型卡车一般6-8缸。6缸下单列多缸模式下,8缸V型直列发动机,有些的汽车,为减少发动机的高度,将长度缩短,安装使用V6发动机,V8发动机类型。微型汽车使用3缸发动机,大多是倾斜的。 .在直列发动机结构简单,便宜。 .缺点是,发动机的高度更高,长度更长。更是一个方式。.V型发动机高度低,长度短,但其结构复杂,价格更昂贵,适用于大型发动机。.水冷式发动机缸体采用整体铸造。小型发动机采用铝合金材料,而大型发动机多采用铸铁材料。 and so on.气缸盖螺栓是用在飞机上的固定块,除了构成一个封闭的汽缸燃烧室,进入排气管,阀门和火花塞等。第三,汽油发动机的燃料供应1,燃料供应系统汽化器汽油发动机燃料进入汽化器和燃油喷射器两种主要设备工作原理:发动机工作时,外界空气被吸入空气过滤器,通过过滤器进入气缸。当空气流过管道部分由于较小的增长速度及压力的减少导致了真空。

双作用液压缸毕业论文

我有几篇。。。。可以给你参考

液压传动系统的故障分析与排故液压传动是以液压油为工作介质进行能量转换和动力传递的,它具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、换向方便、转动平稳均匀、容易完成复杂动作等优点,因而广泛应用于工程机械领域。但是,液压传动的故障往往不容易从外部表面现象和声响特征中准确地判断出故障发生的部位和原因,而准确迅速地查出故障发生的部位和原因,并及时排除。在工程机械的使用、管理和维修中是十分重要的。��1 液压系统的主要故障��在相对运动的液压元件表面、液压油密封件、管路接头处以及控制元件部分,往往容易出现泄漏、油温过高、出现噪音以及电液结合部分执行动作失灵等现象。具体表现:一是管子、管接头处及密封面处的泄漏,它不仅增加了液压油的耗油量,脏污机器的表面,而且影响执行元件的正常工作。二是执行动作迟缓和无力,表现为推土机铲刀提升缓慢、切土困难,挖掘机挖掘无力、油马达转不起来或转速过低等。三是液压系统产生振动和噪音。四是其他元件出现异常。��2 故障的检查�� 直接检查法 �凭借维修人员的感觉、经验和简单工具,定性分析判断故障产生的原因,并提出解决的办法。 � 仪器仪表检测法 �在直接观察的基础上,根据发生故障的特征和经验,采取各种检查仪器仪表,对液压系统的流量、压力、油温及液压元件转速直通式检测,对振动噪音和磨损微粒进行量的分析。 � 元件置换法 �以备用元件逐一换下可能发生故障的元件,观察液压系统的故障是否消除,继而找出发生故障的部位和原因,予以排除。在施工现场,体积较大、不易拆装且储备件较少的元件,不宜采用这种方法。但对于如平衡阀、溢流阀及单向阀之类的体积小,易拆装的元件,采用置换法是比较方便的。 � 定期按时监控和诊断�根据各种机械型号、检查内容和时间的规定,按出厂要求的时间和部位,通过专业检测、监控和诊断来检测元器件技术状况,及时发现可能出现的异常隐患,这是使液压系统的故障消灭在发生之前的一种科学技术手段。当然,执行定期检测法,首先要培养一些专业技术检测人员,使他们既精通工程机械液压元件的构造和原理,又掌握和钻研检测液压传动系统的各种诊断技术,在不断积累靠人的直感判断故障经验的同时,逐步发展不解体诊断技术,来完成技术数据采集,辅以电脑来分析判断故障的原因及排除方法。��3 液压系统的故障预防�� 保证液压油的清洁度 �正确使用标定的和要求使用的液压油及其相应的替代品(详参《工程机械油料手册》),防止液压油中侵入污物和杂质。因为在液压传动系统中,液压油既是工作介质,又是润滑剂,所以油液的清洁度对系统的性能,对元件的可靠性、安全性、效率和使用寿命等影响极大。液压元件的配合精度极高,对油液中的污物杂质所造成的淤积、阻塞、擦伤和腐蚀等情况反应更为敏感。 �造成污物杂质侵入液压油的主要原因,一是执行元件外部不清洁;二是检查油量状况时不注意;三是加油时未用120目的滤网过滤;四是使用的容器和用具不洁净; 五是磨损严重和损坏的密封件不能及时更换;六是检查修理时,热弯管路和接头焊修产生的锈皮杂质清理不净;七是油液贮存不当等等。�在使用检查修理过程中,应注意解决这些问题,以减少和防止液压系统故障的发生。 � 防止液压油中混入空气 �液压系统中液压油是不可压缩的,但空气可压缩性很大,即使系统中含有少量空气,它的影响也是非常大的。溶解在油液中的空气,在压力较低时,就会从油中逸出产生气泡,形成空穴现象;到了高压区,在压力的冲击下,这些气泡又很快被击碎,急剧受到压缩,使系统产生噪音。同时,气体突然受到压缩时,就会放出大量的热能,因而引起局部受热,使液压元件和液压油受到损坏,工作不稳定,有时会引起冲击性振动。 �故必须防止空气进入液压系统。具体做法:一是避免油管破裂、接头松动、密封件损坏;二是加油时,避免不适当地向下倾倒;三是回油管插入油面以下;四是避免液压泵入口滤油器阻塞使吸油阻力增大,不能把溶解在油中的空气分离出来。 � 防止液压油温度过度�液压系统中的油液的工作温度一般在30℃~80℃范围内比较好,在使用时必须注意防止油温过高。如油箱中的油面不够,液压油冷却器散热性能不良,系统效率太低,元件容量小,流速过高,选用油液粘度不正确,它们都会使油温升高过快。粘度高增加油液流动时的能量损耗,粘度低会使泄漏增多,因此在使用中能注意并检查这些问题,就可以预防油温过高。此外对液压油定期过滤,定期进行物理性能检验,既能保证液压系统的工作性能,又能减少液压元件的磨损和腐蚀,延长油液和液压元件的使用寿命。��4 液压系统的故障分析�� 传动系统分析法 �工程机械的液压传动系统如果维护得好,一般说来故障是比较少的。由于密封件老化、变质和磨损而产生外泄是很容易观察到的,根据具体情况可设法排除。但是如果液压元件的内部发生了故障是观察不到的,往往不容易一下子就找出原因,有时虽然是同样的故障现象,但产生的原因却不一定相同,要想准确而迅速地找出液压元件的故障的部位和原因,首先要根据发生故障元件的构造图、系统图,分析了解和研究元件的工作原理和特性,再使了解的构造原理与实物对号,具体情况具体分析,检查寻找故障发生的部位和产生的原因,以便采取相应的技术措施来排除故障。 � 逻辑流程分析法 �此方法是根据液压传动系统的基本原理进行逻辑分析,减少怀疑对象,逐步逼近找出故障发生的部位和原因。��5 液压系统故障的排除��(1) 液压系统中管子、管子接头和焊接处,由于振动频率较高,常常发生破坏。在换用时要根据压力和使用场合,选用强度足够,内壁光滑清洁,无砂、无伤、无锈蚀、无氧化皮的管子。当管子需要焊接时,最好采用加套管的办法,因为对接可能使管的内径局部缩小;截段时,油管的截面与管子轴线的不垂直度不得大于°,并清除铁屑和锐边倒钝。当管子支承距离过大或支承松动时要设卡固定拧紧,当弯曲半径过小时,易形成弯曲应力,弯曲半径一般应大于管外径的3倍。 �在密封表面处,密封元件的老化变质会使泄漏量增大。密封件的有效寿命通常是:固定元件之间的密封寿命时间为10000h,运动元件之间密封寿命时间为1500h~2000h。到了规定的使用寿命时间后,即使还可用的元件也应该更换。密封面的泄漏还与预压面的压力不够或不均匀有关。预压量增大时,其封油量压力增大,密封效果好,反之则差。再者摩擦表面光洁度与硬度不足也会缩短密封件的寿命。 �密封件设计不合理以及安装时扭曲刮伤也是导致密封圈早期磨损而引起泄漏的原因。 �油液中杂质过多,易加速密封件与摩擦表面的磨损,形成密封件的早期失效,油封工作温度过高或过低也会影响其寿命和工作性能。� (2) 执行元件运动的速度降低,主要是由于输入执行元件的液压油流量不足;执行元件无力的原因主要是输入液压油压力不足,以及回油管路背压过高等因素所造成的。 �工程机械液压系统所用的油泵多为齿轮泵,其工作压力为210×102kPa,柱塞泵的工作压力可达320×102kPa。泵的输出压力是由荷载决定的,并随着荷载的变化而变化。荷载无限增加,泵的压力也无限升高,直到系统某一部分被破坏。对于齿轮泵:主要是轴承、齿轮啮合面、齿顶与壳体、齿轮端面与泵盖间的磨损和密封件的磨损、老化、损坏使齿轮泵的内漏表现更为突出。在一定转速与一定压力下,对无端面间隙补偿的齿轮泵,其轴线磨损引起的泄漏约占全部内漏量的75%~85%,齿顶间隙内漏量约占15%~20%,其他内漏约占4%~5%,因此我们要抓住主要问题,采取有效的技术措施予以解决,就能使泵恢复其原有性能。 �在维修工作中,我们发现使用了一定时间的齿轮泵,由于啮合挤压,在齿顶和端面会产生毛刺,使泵体和端盖的磨损加剧,尤其是铝合金泵盖更为严重。如能定期修理检查,用油石磨掉所产生的毛刺,则可以延长油泵的寿命。叶片泵的主要故障是定子、叶片、转子、轴承和两侧配流盘的磨损,定子的内表面是由圆弧和过渡曲线组成的,过渡曲线如果采用“阿基米德”螺旋线,则叶片径向等速运动。实践证明,当我们将叶片泵解体修理时,定子内表面就在曲线与圆弧连接部分磨损最严重,换掉磨损严重的定子,可以使叶片泵恢复原有的性能,采用这种修理方法是比较经济的。叶片泵转子、叶片的使用寿命约相当于定子使用寿命的两倍,这在备料时应予以考虑。 �(3) 液压系统的蓄能器是用来调节能量、贮存能量、减少设备容积、降低功率消耗、减少系统发热、缓冲吸收冲击和脉动压力的辅助元件。常见的蓄能器有胶囊式的,它具有漏气损失小、反应灵敏、可以吸收急速的压力冲击和脉动、重量轻、体积小等特点。蓄能器发生故障会影响液压系统的正常工作,因此在检查气压量不足时,应按时充入惰性气体。 �(4) 液压系统中,要求装备精度高的还有液压马达。如果注意日常维护和保养,防止油液污染,一般不会发生故障,进入液压马达的油液须仔细过滤,以减少杂质,防止过快磨损。修理后的马达,应注满干净的液压油,排尽系统中的空气。确定不了马达是否有故障,最好不要拆卸,这样可减少污染的机会和保持配合的精度。液压缸是液压系统中的执行元件,常见的故障有漏油和运动不正常。缸头因密封件损坏而外泄,应立即更换密封件;油缸运动不正常有油缸内漏、油路中有空气、活塞密封件老化和损坏、油液有杂质、平衡阀发生故障等。 �(5) 控制元件是用来实现系统和执行元件对压力、流量方向的要求的。控制阀及时控制系统中最重要的元件,由于阀的配合一般都比较精密,所以在修理时应特别注意,不需拆阀芯的尽量不要抽出阀芯;配合副方位不要错乱,偶件不要互换;螺丝的拧紧力矩要均匀一致,锥形阀芯的接触线磨损可采用研磨修正接触线的办法解决;回位弹簧疲劳时,可予更换。

一 绪论 液压传动与控制概述液压传动与控制是以液体(油、高水基液压油、合成液体)作为介质来实现各种机械量的输出(力、位移或速度等)的。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比,具有传递功率大,结构小、响应快等特点,因而被广泛的应用于各种机械设备及精密的自动控制系统。液压传动技术是一门新的学科技术,它的发展历史虽然较短,但是发展的速度却非常之快。自从1795年制成了第一台压力机起,液压技术进入了工程领域;1906年开始应用于国防战备武器。第二次世界大战期间,由于军事工业迫切需要反应快、精度高的自动控制系统,因而出现了液压伺服控制系统。从60年代起,由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展,不断地对液压技术提出新的要求,从民用到国防,由一般的传动到精确度很高的控制系统,这种技术得到更加广泛的发展和应用。在国防工业中:海、陆、空各种战备武器均采用液压传动与控制。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹及火箭等。在民用工业中:有机床工业、冶金工业、工程机械、农业方面,汽车工业、轻纺工业、船舶工业。另外,近几年又出现了太阳跟踪系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高层建筑防震系统及紧急刹车装置等,均采用了液压技术。总之,一切工程领域,凡是有机械设备的场合,均可采用液压技术。它的发展如此之快,应用如此之广,其原因就是液压技术有着优异的特点,归纳起来液压动力传动方式具有显著的优点:其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率大;液压传动装置体积小、结构紧凑、布局灵活,易实现无级调速,调速范围宽,便于与电气控制相配合实现自动化;易实现过载保护与保压,安全可靠;元件易于实现系列化、标准化、通用化;液压易与微机控制等新技术相结合,构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化。 液压机的发展及工艺特点液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一,自19世纪问世以来发展很快,液压机在工作中的广泛适应性,使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面,已经比较成熟,目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面,也主要表现在高速化、高效化、低能耗;机电液一体化,以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善;自动化、智能化,实现对系统的自动诊断和调整,具有故障预处理功能;液压元件集成化、标准化,以有效防止泄露和污染等四个方面。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统,由于技术发展趋于成熟,国内外机型无较大差距,主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面,有较明显改善。在油路结构设计方面,国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计,插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产,其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点,它不需要另外的连接件其结构更为紧凑,体积也相对更小,重量也更轻无需管件连接,从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点,从70年代初期开始出现,至今已得到了很快的发展。我国从1970年开始对这种阀进行研究和生产,并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上,显示了很大的优越性。液压机工艺用途广泛,适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺,压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料,如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺,也可适用于校正和压装等工艺。由于需要进行多种工艺,液压机具有如下的特点:(1) 工作台较大,滑块行程较长,以满足多种工艺的要求;(2) 有顶出装置,以便于顶出工件;(3) 液压机具有点动、手动和半自动等工作方式,操作方便;(4) 液压机具有保压、延时和自动回程的功能,并能进行定压成型和定程成型的操作,特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制;(5) 液压机的工作压力、压制速度和行程范围可随意调节,灵活性大。二 150t液压机液压系统工况分析本机器(见图)适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本机器具有独立的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制,可实现调整、手动及半自动三种操作方式。本机器的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整,并能完成一般压制工艺。此工艺又分定压、定程两种工艺动作供选择。定压成型之工艺动作在压制后具有保压、延时、自动回程、延时自动退回等动作。 本机器主机呈长方形,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。 工况分析本次设计在毕业实习调查的基础上,用类比的方法初步确定了立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑动下行时,运动部件的质量为500Kg。1.工作负载 工件的压制抗力即为工作负载:2. 摩擦负载 静摩擦阻力:动摩擦阻力:3. 惯性负载自重:4. 液压缸在各工作阶段的负载值:其中: ——液压缸的机械效率,一般取 =。工况 负载组成 推力 F/负载图和速度图的绘制:负载图按上面的数值绘制,速度图按给定条件绘制,如图:三 液压机液压系统原理图设计3.1 自动补油的保压回路设计考虑到设计要求,保压时间要达到5s,压力稳定性好。若采用液压单向阀回路保压时间长,压力稳定性高,设计中利用换向阀中位机能保压,设计了自动补油回路,且保压时间由电气元件时间继电器控制,在0-20min内可调整。此回路完全适合于保压性能较高的高压系统,如液压机等。自动补油的保压回路系统图的工作原理:按下起动按纽,电磁铁1YA通电,换向阀6接入回路时,液压缸上腔成为压力腔,在压力到达预定上限值时压力继电器11发出信号,使换向阀切换成中位;这时液压泵卸荷,液压缸由换向阀M型中位机能保压。当液压缸上腔压力下降到预定下限值时,压力继电器又发出信号,使换向阀右位接人回路,这时液压泵给液压缸上腔补油,使其压力回升。回程时电磁阀2YA通电,换向阀左位接人回路,活塞快速向上退回。3.2 释压回路设计:释压回路的功用在于使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓的释放,以免她突然释放时产生很大的液压冲击。一般液压缸直径大于25mm、压力高于7Mpa时,其油腔在排油前就先须释压。根据设计很实际的生产需要,选择用节流阀的释压回路。其工作原理:按下起动按钮,换向阀6的右位接通,液压泵输出的油经过换向阀6的右位流到液压缸的上腔。同时液压油的压力影响压力继电器。当压力达到一定压力时,压力继电器发出信号,使换向阀5回到中位,电磁换向阀10接通。液压缸上腔的高压油在换向阀5处于中位(液压泵卸荷)时通过节流阀9、换向阀10回到油箱,释压快慢由节流阀调节。当此腔压力降至压力继电器的调定压力时,换向阀6切换至左位,液控单向阀7打开,使液压缸上腔的油通过该阀排到液压缸顶部的副油箱13中去。使用这种释压回路无法在释压前保压,释压前有保压要求时的换向阀也可用M型,并且配有其它的元件。机器在工作的时候,如果出现机器被以外的杂物或工件卡死,这是泵工作的时候,输出的压力油随着工作的时间而增大,而无法使液压油到达液压缸中,为了保护液压泵及液压元件的安全,在泵出油处加一个直动式溢流阀1,起安全阀的作用,当泵的压力达到溢流阀的导通压力时,溢流阀打开,液压油流回油箱。起到保护作用。在液压系统中,一般都用溢流阀接在液压泵附近,同时也可以增加液压系统的稳定性。使零件的加工精度增高。3.3液压机液压系统原理图拟定上液压缸工作循环(1) 快速下行。按下起动按钮,电磁铁1YA通电,这时的油路为:液压缸上腔的供油的油路变量泵1—换向阀6右位—节流阀8—压力继电器11—液压缸15液压缸下腔的回油路液压缸下腔15—液控单向阀7—换向阀6右位—电磁阀5—背压阀4—油箱油路分析:变量泵1的液压油经过换向阀6的右位,液压油分两条油路:一条油路通过节流阀7流经继电器11,另一条路直接流向液压缸的上腔和压力表。使液压缸的上腔加压。液压缸15下腔通过液控单向阀7经过换向阀6的右位流经背压阀,再流到油箱。因为这是背压阀产生的背压使接副油箱旁边的液控单向阀7打开,使副油箱13的液压油经过副油箱旁边的液控单向阀14给液压缸15上腔补油。使液压缸快速下行,另外背压阀接在系统回油路上,造成一定的回油阻力,以改善执行元件的运动平稳性。(2) 保压时的油路情况:油路分析:当上腔快速下降到一定的时候,压力继电器11发出信号,使换向阀6的电磁铁1YA断电,换向阀回到中位,利用变量泵的柱塞孔从吸油状态过渡到排油状态,其容积的变化是由大变小,而在由增大到缩小的变化过程中,必有容积变化率为零的一瞬间,这就是柱塞孔运动到自身的中心线与死点所在的面重合的这一瞬间,这时柱塞孔的进出油口在配油盘上所在的位置,称为死点位置。柱塞在这个位置时,既不吸油,也不排油,而是由吸转为排的过渡状态。液压系统保压。而液压泵1在中位时,直接通过背压阀直接回到油箱。(3) 回程时的油路情况:液压缸下腔的供油的油路:变量泵1——换向阀6左位——液控单向阀7——液压油箱15的下腔液压缸上腔的回油油路:液压腔的上腔——液控单向阀14——副油箱13液压腔的上腔—节流阀8——换向阀6左位——电磁阀5——背压阀4——油箱油路分析: 当保压到一定时候,时间继电器发出信号,使换向阀6的电磁铁2YA通电,换向阀接到左位,变量泵1的液压油通过换向阀旁边的液控单向阀流到液压缸的下腔,而同时液压缸上腔的液压油通过节流阀9(电磁铁6YA接通),上腔油通过换向阀10接到油箱,实现释压,另外一部分油通过主油路的节流阀流到换向阀6,再通过电磁阀19,背压阀11流回油箱。实现释压。下液压缸的工作循环:向上顶出时,电磁铁4YA通电,5YA失电。进油路:液压泵——换向阀19左位——单向节流阀18——下液压缸下腔回油路:下液压缸上腔——换向阀19左位——油箱当活塞碰到上缸盖时,便停留在这个位置上。向下退回是在4YA失电,3YA通电时产生的,进油路:液压泵——换向阀19右位——单向节流阀17——下液压缸上腔回油路:下液压缸下腔——换向阀19右位——油箱原位停止是在电磁铁3YA,4YA都断电,换向阀19处于中位时得到的。四 液压系统的计算和元件选型4.1 确定液压缸主要参数:按液压机床类型初选液压缸的工作压力为25Mpa,根据快进和快退速度要求,采用单杆活塞液压缸。快进时采用差动连接,并通过充液补油法来实现,这种情况下液压缸无杆腔工作面积 应为有杆腔工作面积 的6倍,即活塞杆直径 与缸筒直径 满足 的关系。快进时,液压缸回油路上必须具有背压 ,防止上压板由于自重而自动下滑,根据《液压系统设计简明手册》表2-2中,可取 =1Mpa,快进时,液压缸是做差动连接,但由于油管中有压降 存在,有杆腔的压力必须大于无杆腔,估计时可取 ,快退时,回油腔是有背压的,这时 亦按2Mpa来估算。1) 计算液压缸的面积可根据下列图形来计算—— 液压缸工作腔的压力 Pa—— 液压缸回油腔的压力 Pa故:当按GB2348-80将这些直径圆整成进标准值时得: ,由此求得液压缸面积的实际有效面积为:2) 液压缸实际所需流量计算① 工作快速空程时所需流量液压缸的容积效率,取② 工作缸压制时所需流量③ 工作缸回程时所需流量4.2液压元件的选择4.确定液压泵规格和驱动电机功率由前面工况分析,由最大压制力和液压主机类型,初定上液压泵的工作压力取为 ,考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为 (含回油路上的压力损失折算到进油腔),则液压泵的最高工作压力为上述计算所得的 是系统的静态压力,考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力,另外考虑到一定压力贮备量,并确保泵的寿命,其正常工作压力为泵的额定压力的80%左右因此选泵的额定压力 应满足:液压泵的最大流量应为:式中 液压泵的最大流量同时动作的各执行所需流量之和的最大值,如果这时的溢流阀正进行工作,尚须加溢流阀的最小溢流量 。系统泄漏系数,一般取 ,现取 。1.选择液压泵的规格由于液压系统的工作压力高,负载压力大,功率大。大流量。所以选轴向柱塞变量泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备(如龙门刨床、拉床、液压机),柱塞式变量泵有以下的特点:1) 工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易,尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求,油液泄漏小,容积效率高,能达到的工作压力,一般是( ) ,最高可以达到 。2) 流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目,流量变增大。3) 改变柱塞的行程就能改变流量,容易制成各种变量型。4) 柱塞油泵主要零件均受压,使材料强度得到充分利用,寿命长,单位功率重量小。但柱塞式变量泵的结构复杂。材料及加工精度要求高,加工量大,价格昂贵。根据以上算得的 和 在查阅相关手册《机械设计手册》成大先P20-195得:现选用 ,排量63ml/r,额定压力32Mpa,额定转速1500r/min,驱动功率,容积效率 ,重量71kg,容积效率达92%。2.与液压泵匹配的电动机的选定由前面得知,本液压系统最大功率出现在工作缸压制阶段,这时液压泵的供油压力值为26Mpa,流量为已选定泵的流量值。 液压泵的总效率。柱塞泵为 ,取 。选用1000r/min的电动机,则驱动电机功率为选择电动机 ,其额定功率为。阀类元件及辅助元件的选择1. 对液压阀的基本要求:(1). 动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。(2). 密封性能好。结构紧凑,安装、调整、使用、维护方便,通用性大2. 根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件及辅助元件型号和规格主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量,其他还需考虑阀的动作方式,安装固定方式,压力损失数值,工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格:序号 元件名称 估计通过流量型号 规格1 斜盘式柱塞泵 63SCY14-1B 32Mpa,驱动功率 WU网式滤油器 160 WU-160*180 40通径,压力损失 直动式溢流阀 120 DBT1/315G24 10通径,32Mpa,板式联接4 背压阀 80 YF3-10B 10通径,21Mpa,板式联接5 二位二通手动电磁阀 80 22EF3-E10B6 三位四通电磁阀 100 34DO-B10H-T 10通径,压力 液控单向阀80 YAF3-E610B 32通径,32MPa8 节流阀80 QFF3-E10B 10通径,16MPa9 节流阀80 QFF3-E10B 10通径,16MPa10 二位二通电磁阀30 22EF3B-E10B 6通径,压力20 MPa11 压力继电器- DP1-63B 8通径, MPa12 压力表开关- KFL8-30E 32Mpa,6测点13 油箱14 液控单向阀 YAF3-E610B 32通径,32MPa15 上液压缸16 下液压缸17 单向节流阀48 ALF3-E10B 10通径,16MPa18 单向单向阀48 ALF3-E10B 10通径,16MPa19 三位四通电磁换向阀 25 34DO-B10H-T20 减压阀 40 管道尺寸的确定油管系统中使用的油管种类很多,有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等,必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管,因为本设计中所须的压力是高压,P= , 钢管能承受高压,价格低廉,耐油,抗腐蚀,刚性好,但装配是不能任意弯曲,常在装拆方便处用作压力管道一中、高压用无缝管,低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。尼龙管用在低压系统;塑料管一般用在回油管用。胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管,可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻丝或棉丝编织体为骨架的胶管,多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难,成本很高,因此非必要时一般不用。1. 管接头的选用:管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件,它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。管接头的种类很多,液压系统中油管与管接头的常见联接方式有:焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹(ZM)和普通细牙螺纹(M)。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封,广泛用于中、低压液压系统;细牙螺纹密封性好,常用于高压系统,但要求采用组合垫圈或O形圈进行端面密封,有时也采用紫铜垫圈。液压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上,为此对管材的选用,接头形式的确定(包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等),管系的设计(包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等)以及管道的安装(包括正确的运输、储存、清洗、组装等)都要考虑清楚,以免影响整个液压系统的使用质量。国外对管子的材质、接头形式和连接方法上的研究工作从不间断,最近出现一种用特殊的镍钛合金制造的管接头,它能使低温下受力后发生的变形在升温时消除——即把管接头放入液氮中用芯棒扩大其内径,然后取出来迅速套装在管端上,便可使它在常温下得到牢固、紧密的结合。这种“热缩”式的连接已经在航空和其它一些加工行业中得到了应用,它能保证在40~55Mpa的工作压力下不出现泄漏。本设计根据需要,选择卡套式管接头。要求采用冷拔无缝钢管。2. 管道内径计算:(1)式中 Q——通过管道内的流量v——管内允许流速 ,见表:允许流速推荐值油液流经的管道 推荐流速 m/s液压泵吸油管液压系统压油管道 3~6,压力高,管道短粘度小取大值液压系统回油管道 (1). 液压泵压油管道的内径:取v=4m/s根据《机械设计手册》成大先P20-641查得:取d=20mm,钢管的外径 D=28mm;管接头联接螺纹M27×2。(2). 液压泵回油管道的内径:取v=根据《机械设计手册》成大先P20-641查得:取d=25mm,钢管的外径 D=34mm;管接头联接螺纹M33×2。3. 管道壁厚 的计算式中: p——管道内最高工作压力 Pad——管道内径 m——管道材料的许用应力 Pa,——管道材料的抗拉强度 Pan——安全系数,对钢管来说, 时,取n=8; 时,取n=6; 时,取n=4。根据上述的参数可以得到:我们选钢管的材料为45#钢,由此可得材料的抗拉强度 =600MPa;(1). 液压泵压油管道的壁厚(2). 液压泵回油管道的壁厚所以所选管道适用。4. 液压系统的验算上面已经计算出该液压系统中进,回油管的内径分别为32mm,42mm。但是由于系统的具体管路布置和长度尚未确定,所以压力损失无法验算。系统温升的验算在整个工作循环中,工进阶段所占的时间最长,且发热量最大。为了简化计算,主要考虑工进时的发热量。一般情况下,工进时做功的功率损失大引起发热量较大,所以只考虑工进时的发热量,然后取其值进行分析。当V=10mm/s时,即v=600mm/min即此时泵的效率为,泵的出口压力为26MP,则有即此时的功率损失为:假定系统的散热状况一般,取 ,油箱的散热面积A为系统的温升为根据《机械设计手册》成大先P20-767:油箱中温度一般推荐30-50所以验算表明系统的温升在许可范围内。五 液压缸的结构设计 液压缸主要尺寸的确定1) 液压缸壁厚和外经的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知,承受内压力的圆筒,其内应力分布规律应壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚 的比值 的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸,一般用无缝钢管材料,大多属于薄壁圆筒结构,其壁厚按薄壁圆筒公式计算设 计 计 算 过 程式中 ——液压缸壁厚(m);D——液压缸内径(m);——试验压力,一般取最大工作压力的()倍 ;——缸筒材料的许用应力。无缝钢管: 。= =则 在中低压液压系统中,按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小,使缸体的刚度往往很不够,如在切削过程中的变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或漏油。因此一般不作计算,按经验选取,必要时按上式进行校核。液压缸壁厚算出后,即可求出缸体的外经 为2) 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度,可根据执行机构实际工作的最大行程来确定,并参阅<<液压系统设计简明手册>>P12表2-6中的系列尺寸来选取标准值。液压缸工作行程选缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖,其有效厚度t按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时有孔时式中 t——缸盖有效厚度(m);——缸盖止口内径(m);——缸盖孔的直径(m)。液压缸:无孔时取 t=65mm有孔时取 t’=50mm3)最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时,从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度(如下图2所示)。如果导向长度过小,将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大,影响液压缸的稳定性,因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。对一般的液压缸,最小导向长度H应满足以下要求:设 计 计 算 过 程式中 L——液压缸的最大行程;D——液压缸的内径。活塞的宽度B一般取B=()D;缸盖滑动支承面的长度 ,根据液压缸内径D而定;当D<80mm时,取 ;当D>80mm时,取 。为保证最小导向长度H,若过分增大 和B都是不适宜的,必要时可在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定,即滑台液压缸:最小导向长度:取 H=200mm活塞宽度:B=缸盖滑动支承面长度:隔套长度: 所以无隔套。液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20~30倍。液压缸:缸体内部长度当液压缸支承长度LB (10-15)d时,需考虑活塞杆弯度稳定性并进行计算。本设计不需进行稳定性验算。 液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后,就进行各部分的结构设计。主要包括:缸体与缸盖的连接结构、活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆导向部分结构、密封装置、排气装置及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件不同,结构形式也各不相同。设计时根据具体情况进行选择。设 计 计 算 过 程1) 缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。本次设计中采用外半环连接,如下图1所示:图1 缸体与缸盖外半环连接方式优点:(1) 结构较简单(2) 加工装配方便缺点:(1) 外型尺寸大(2) 缸筒开槽,削弱了强度,需增加缸筒壁厚2)活塞杆与活塞的连接结构参阅<<液压系统设计简明手册>>P15表2-8,采用组合式结构中的螺纹连接。如下图2所示:图2 活塞杆与活塞螺纹连接方式特点:结构简单,在振动的工作条件下容易松动,必须用锁紧装置。应用较多,如组合机床与工程机械上的液压缸。

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