液压设计范文第1篇

关键词：电梯；液压系统；抗摇摆；摇摆试验

中图分类号：TU857文献标识码：A 文章编号：

在我国，液压升降机的使用已经有了较为长久的应用，较早采用这种升降机应该是在17世纪左右，再后来，随着经济的发展，技术的进步，使液压元件可靠性控制技术也得到了很大的提高，促使古代的液压升降机逐渐发展成为近代的液压电梯。美国 OTIS 电梯公司在 1878 年生产了第一台液压电梯，行程 33m。20 世纪 70至80 年代，液压电梯的市场占有率曾达到 30%至40%。 随着变压变频控制电梯的出现，交流永磁同步电机变频调速驱动控制电梯成为市场上的热点。但液压电梯以其独有的特点，在一些低层大负载的场合仍然无可替代。

实例应用简介

1.1原理简介

本文研究的液压电梯是比例节流调速型， 主要由液压泵站、柱塞缸、限速切断阀等组成。 电梯上行时，柱塞杆伸出，通过比例阀的旁路节流调速，上行最大速度由螺杆泵的流量决定；下行时，轿厢由于自重下降，柱塞杆缩回，通过比例阀的出口节流调速。

1.2速度特性

在电梯中决定其性能优劣的主要因素就是电梯的运行速度，这就要求电梯在运行时的速度和稳定性等要达到一定的要求，电梯运行要求特定运行速度、加速度，以求乘载的舒适性和快捷性的统一。 因此把速度特性作为考察本设计是否满足要求的重要参数指标。 液压电梯运行速度按图 1 所示曲线规律变化，其运行可分为 4 个阶段：起动加速、快速运行、减速、平层等阶段。

1-起动加速阶段 2-快速运行阶段

3-减速阶段 4-平层阶段

图1电梯运行速度曲线

二、 电梯液压系统抗摇摆设计

2.1抗摇摆设计要求

根据一般船舶的固有频率、 在海浪中的摇摆经验及液压电梯实际工作要求，提出如下设计要求：（1） 海船在横摇 ±15° 、 周期 6s； 纵摇 ±5° 、 周期 5s情况下液压电梯能正常工作；（2） 海船在横摇 ±45° 、 周期 6s； 纵摇 ±5° 、 周期 5s情况下液压泵站及油缸不破坏。

2.2抗摇摆液压设备设计

液压泵站集成了动力、 控制和安全保护元件，因此， 液压泵站的抗摇摆性能决定了液压设备在特殊环境下能否正常使用。 根据海船纵摇与横摇的参数，提出以下设计准则：

（1）海船在横摇±15°、周期 6s；纵摇±5°、周期 5s 情况下，为了保证泵的吸油以及浸油电机的正常工作，泵和电机必须完全浸在油液中；（2）海船在横摇±45°、周期 6s；纵摇±5°、周期 5s 情况下，油液不能泄漏出泵站；（3）比例控制阀和各种传感器既要可靠地固定在油箱之上，又要保证油箱的密封；基于实现上述设计要求，从结构上改进泵站，以达到抗摇摆的目的,该液压泵站具有以下特点，如图 2 所示。

1-手动泵 2-接线盒 3-比例阀 4-油箱 5-电机和泵

6-接线盒箱体 7-绝缘木板 8-漏斗

图2液压泵站结构图

（1）油箱箱盖焊接，油液无法从箱盖和侧板缝隙泄漏；（2）SEV 阀油口和阀板都有密封元件，手动泵吸油口通过隔壁接头密封， 这些措施可防止油箱中油液从油口中泄漏；3）特殊的接线盒结构 ，接线盒为可拆卸的圆筒 ，圆筒内接线板下面增加一个漏斗结构，可以阻挡油液的晃动，并使溅出的油液流回油箱；（4）侧面开有检修孔，方便内部元件的安装和拆卸；（5）油箱结构简单以减小整体尺寸。

2.3抗摇摆液压设备设计静态分析

因为横摇情况油液晃动比纵摇更剧烈， 因此以横摇情况为极限情况分析。（1）当液面最低时，即电梯处于最高位置 ，柱塞杆全部伸出。此时设计静止时油箱液位为 363mm，如图 3a所示。 当横摇 15°时，油液液面如图 3b 所示，油泵和电机完全浸在油液中。 为了提高可靠性，保持液面最低处高于电机 55mm。

图3最低液位时油液液位示意图

（2）当液面最高时，即电梯处于最低位置 ，柱塞杆全部缩回。 此时，油箱中油液液位静止时为 405mm，如图 4a 所示。 当横摇 45°时，因为泵站的特殊结构，油液无法从油箱中漏出，如图 4b 所示。

图4最高液位时油液液位示意图

三、电梯液压系统抗摇摆试验分析

3.1摇摆试验设备

静态分析抗摇摆性能的缺点是不能考虑纵摇与横摇的复合工况，以及油液摇晃的动态过程。 因此，为进一步验证设计的可靠性， 在专门的摇摆试验台上模拟在海船中运行的情况。 该试验台架横摇±15，纵摇＋5，周期 6s。

3.2摇摆试验分析

200kg 船用液压防爆电梯技术参数如表 1 所示。试验过程通过比例阀控制板采集电梯上下行运行的数据，该数据主要包括上下行速度和加速度。

表1电梯主要技术参数

1）电梯空载运行的试验

从图 5 和图 6 可以看出：电梯空载运行时，在正常和摇摆情况下，上行与下行速度曲线与目标曲线相符。两种情况下上行速度为 0.47m/s，下行速度是 0.5m/s，符合设计的要求。 比较上两条曲线图，正常情况下速度曲线较平滑，而摇摆情况速度曲线波动更剧烈，同时，摇摆情况的加速度曲线相比于正常情况，波动也更加剧烈，尤其在上行阶段差别明显。

图5正常情况下空载运行曲线

图6 摇摆情况下空载运行曲线

下面分上行和下行过程讨论速度波动增大的原因。上行过程，速度由泵流量决定，而液压设备中使用螺杆泵，其流量受压力影响。 在摇摆情况下，由于电梯倾斜导致系统压力不稳定，因此泵出口流量产生波动。下行过程，速度由比例阀节流口控制，根据公式

式中 C d———阀口流量系数；

A———缓冲套直径；

Δp———缓冲腔与出口压差；

ρ———油液密度。

在节流口面积不变的情况下， 通过节流口的流量由节流口两端压差 Δp 决定。 摇摆情况下系统压力不稳定，Δp 变化导致下行速度的波动剧烈。

2）电梯满载运行的试验

从图 7 和图 8 可以看出：电梯满载运行时，在正常和摇摆情况下，上行与下行速度曲线与目标曲线相符。两种情况下上行速度是 0.45m/s， 下行速度仍然是 0.5m/s。上行速度相比空载运行下降原因是： 系统压力相比于空载时有所增加，导致螺杆泵出口流量降低。 与空载运行时相同， 满载运行时摇摆情况比正常情况速度和加速度曲线波动更剧烈。

图7正常情况下满载运行曲线

图8摇摆情况下满载运行曲线

结束语

随着我国船舶工业的发展，船舶的吨位越来越大，对船用的电梯的需求日益增加。 液压电梯以传递功率大，噪声低，井道占用面积小，故障率低等特点较广泛应用于船用场合，但是相比于陆用场合，船舶在海洋中航行时会受到波浪的拍打而产生摇摆。 面对如此特殊的工作环境， 就必须对液压电梯做出相应的改进以保证其能够正常工作。

参 考 文 献

[1] 徐兵,林建杰,杨华勇.液压电梯的发展历程及展望[J].机床与液压，2005，(10):9-10.

[2] 张军,宋文鹏,葛勇.一种新的非线性波浪周期概率分布[J].海洋学报，2011，33(1):11-15.

[3] 左健民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2005:34.

[4] 谢振光.液压电梯结构特点及控制方式探讨[J].企业科技与发展,2010,(19).

[6] 李凤兰.液压电梯的特性及其发展前景[J].山西机械,2000,(3).

液压设计范文第2篇

关键词 汽车液压；减震器；设计

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0018-01

1 减震器的介绍

减震器是汽车悬挂系统中的重要组成部分，减震器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，以改善汽车行驶的平顺性。按产生阻尼的材料减震器可以分为液压式和充气式减震器，这两种都是定阻尼减震器，还有一种应用于高档汽车的可调阻尼减震器。目前国内外汽车普遍使用的是液压减震器，液压减震器可分为单筒液压减震器和双筒液压减震器，双筒液压减震器在压缩和伸张状态都有设定好的阻尼力，稳定性能较好，所以应用广泛。

2 双筒液压减震器工作原理

当汽车行驶过程中遇到颠簸时，车身与车轮之间会产生相对移动。在车身远离车轮时，活塞向下移动，导致下腔的油液由于压力升高经过流通阀而流入上腔。由于活塞杆的存在，上腔容积的增加小于下腔容积的减小，使得部分油液推开压缩阀进入储油缸筒。反之，当车身原理车轮是，下腔会产生真空，储油缸的油液推开补偿阀进入下腔。这些阀的节流作用对悬架启动会的阻尼作用。

3.2 相对阻尼系数和阻尼系数的确定

3.3 最大卸载力的计算

3.5 连杆长度的计算

3.6 活塞及阀系尺寸的计算

4 材料选择

缸体采用45钢，调质处理，外表面涂漆，内表面精度等级为5级；活塞以及活塞杆的材料为40Cr，调质处理，表面高频淬火；缸盖采用45号钢；表面阳极氧化处理浮动活塞采用45 号钢。

5 液压油的选择

液压油具有双重作用，一是左右传递能量的介质，二是作为剂运动零件的工作表面。在选择液压油时应满足以下几点要求：合适的粘度、粘温特性好，良好的性，化学稳定性和环境稳定性等。根据该减震器的设计要求选择L-HFC型号的液压油。

6 密封圈的选择

密封装置是用来防止液压系统油液的内外泄露以及外界灰尘的侵入，保证系统建立的所需的工作压力。密封装置的种类很多，按密封部位的运动情况可分为动密封和静密封两大类。常用的密封装置有：间隙密封、O形密封圈、唇形密封圈以及组合密封装置。在该减震器中选用O形密封圈。O形密封圈一般用耐油橡胶制成，截面为圆形。O形密封圈随着压力的增加能自动地提高密封性能，且在磨损后具有自动补偿能力。此外，O形密封圈结构简单、密封性好，成本低、高低压均可使用。

本文设计了捷达车款的减震器，经检测满足设计要去，值得推广。

参考文献

[1]王望予.汽车设计[M].机械工业出版社，2006.

[2]齐晓杰，吴涛，安永东.汽车液压与气压传动[M].机械工业出版社，2005.

[3]周松鹤，徐烈恒.工程力学[M].机械工业出版社，2003.

液压设计范文第3篇

[关键词]恒压 自动 添加装置

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）08-0166-02

天然气是目前最好的燃烧原料，天然气的沸点较低（-157℃），90%成分是CH4，含有部分C2H6、C3H8、C4H10等烷类和少量CO2、H2S、N2、H2等非烷类组分，无气化问题，环境温度对其影响较小，无色无味，毒性极小，价格低廉。天然气在空气中燃烧温度为1900℃，在O2中燃烧温度可达约2500℃，燃烧值不高，限制了其应用领域。天然气主要应用于民用燃料，以及工业上工厂采暖，生产用锅炉和热电厂燃气轮机锅炉等方面。

近年来，天然气替代乙炔气应用于工业金属切割气和高燃点燃烧气成为研究热点。将添加剂按一定比例将其加入天然气中，会与天然气自然溶合，能够改变天然气在燃烧状态下的火焰频率，大大提高天然气的燃烧温度，同时能够微化天然气释放出更多的热能，可使天然气在O2中的燃烧温度提高到3300℃，节约能耗30%以上，符合金属切割、打孔、烘烤等加工要求。[1] [2] [3] [4]利用管道天然气应用于工业金属切割气和高燃点燃烧气替代乙炔已成为事实，它较丙烯、丙烷、液化气等配制的新型工业燃气更安全、环保、经济，对国家节能是一种较大的贡献。它可以广泛应用于铸造企业的切割焊接，煤矿机械设备生产，钢结构生产企业和船舶修造行业等多种领域。[5] [6] [7] [8] [9] [10]

但目前使用的天然气气液混合装置简单，不能保证焊接天然气的气压稳定，不但影响焊接效果，造成添加剂添加量波动，火焰温度波动，影响作业质量，同时也浪费了大量的添加液。[11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18]以重庆某玻璃器皿加工厂为例，将添加剂混合天然气作为玻璃燃烧气体，可以节约气体成本约40%，经济价值非常可观，然而在使用过程中发现，虽然火焰温度达到要求，但由于气液混合添加装置内部压力不稳定，导致火焰大小不稳定，最后制备出的玻璃器皿质量不能保证。以重庆某钢结构生产企业为例，将添加剂混合天然气作为工业金属切割气，同样火焰温度达到要求，但由于气液混合添加装置内部压力不稳定，最后导致切割师傅有时“一刀切割”，有时需要“两刀切割”，导致工件的规整性不整齐。

针对以上问题，本装置克服了现有技术的不足，设计出一种简易的恒压自动加液装置，不仅节约焊接添加液，而且保持焊接天然气气压稳定，结构简单，使用非常方便。

一、装置概述

本装置是一种恒压自动加液装置，主要由控制阀门、稳压管、加液管、液体测量仪表、储液罐、气液混合罐和支架组成。混合罐顶部设置有出气控制阀和过滤液体装置，上部一侧设置有进气控制阀，中部有两个接口与储液罐上下两侧的直通接口连接，下部设置一进气管道。储液罐上侧设置有加液管，旁侧设置有液体测量仪表。

二、装置结构及使用

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图1 装置结构示意图

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图2 混合罐过滤部分剖面图

如图1、图2所示，恒压自动加液装置可用于工业焊接、切割等生产作业中液体添加剂的添加。在图1中，1为出气控制阀，2为法兰端盖，3为进气控制阀，4为进气控制阀，5为混合罐，6为稳压管，7为加液管，8为储液罐，9为加液口，10为端盖，11为液体计量表，12为支架，13为支架，14为直通接口，15为直通接口，16为直通接口，17为直通接口；在图2中，1为法兰端盖，2为混合罐，3为滤液网。

混合罐5的顶部由法兰端盖2密封，混合罐5和法兰端盖12之间有密封圈，可以保证混合罐5的气密性良好。混合罐上部一侧设置有进气控制阀3，可调节混合罐5中的气压以及气液混合程度，混合罐5下部一侧设置有导管连接进气控制阀4，天然气主要通过进气控制阀4进入混合罐5，与其内部的焊接添加液充分混合，并由出气控制阀1连接导管至液焊接枪。

储液罐8一侧设置有液体计量表11，用以计量和观察储液罐8内的焊接添加液的体积。储液罐8上下两侧分别设置有直通接口15和直通接口16。下侧直通接口16通过加液管7与混合罐5中部一侧直通接口17连接，便于储液罐8自动向混合罐5加焊接添加液。此外，由于储液罐8直径较大，可以实现维持混合罐5中的气压稳定。储液罐8上侧的直通接口15通过稳压管6与混合罐5中部一侧的直通接口14连接，用以维持混合罐5和储液罐8内气压一致。储液罐8上侧设置有加液管9，焊接添加液由加液管9加入储液罐8。

法兰端盖1与混合罐2密封连接，法兰端盖上装有滤液网3。滤液网3可过滤掉天然气中过多的焊接添加剂，回收利用，可节约焊接添加剂，避免浪费，大大降低了生产成本。

三、结论

过去天然气焊接切割行业受到天然气火焰温度的消极影响，导致该工艺发展受到抑制，随着天然气液体添加剂的加入，该工艺发展情况得到一定改善。但由于添加剂添加装置效果不佳，造成了添加剂的大量浪费以及天然气火焰温度的波动，从而使工艺成本增加，产品质量下降，大大阻碍了天然气切割工艺的发展。

本装置的成功设计对天然气在工业燃气和焊接切割行业的应用具有积极的促进意义，对作业过程中的安全性有了进一步提升，大幅度地降低了焊接成本和安全成本，大大提高了工件的质量。与现有技术相比，本装置的优点是通过添加天然气添加液，节约焊接添加液使用量，同时天然气的气压稳定，价格低廉，投资小，结构合理、简单，易于生产，操作方法简单，方便使用。

[ 参 考 文 献 ]

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[2] 王靖.天然气在大型煤机企业的应用[J].中国新技术新产品，2008（11）：82-83.

[3] 肖杰，易亮，任刚，等.浅谈天然气在钢结构切割方面的应用[J].中国商界，2010（2）：348-349.

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液压设计范文第4篇

【关键词】伺服压力机，数控液压垫，电液控制，联合仿真

1 引言

近年来，汽车工业日益呈现生产规模化、车型个性化、多车型共线生产、车身覆盖件大型化一体化等特征[1]，对生产装备提出了高精度、高效率、大负载及高柔性等更高性能要求，传统刚性化生产线已不能适应日益变化的市场需求。传统刚性化生产线采用传统的纯气式拉伸缓冲垫，主要由气垫缸与储气罐组成，以压缩空气为工作介质，在拉伸初始阶段，压力波动大，容易造成工件报废，在性能上已经不能满足高精度汽车覆盖件的制造要求[2]。近年来，液压拉伸缓冲垫（简称液压垫）逐步取代传统的纯气式缓冲垫，提高了工件拉伸质量，可以满足更复杂工件的拉延要求，逐渐受到用户的青睐[3-7]。随着伺服压力机的进一步发展，滑块运行速度不断提升，拉延冲击更加剧烈，数控液压垫成为液压垫发展的主流趋势。

2 液压原理设计

如图1所示，数控液压垫主要由伺服阀控压边缸单元8、顶冠7、顶料杆6、下模具5、压边圈4等组成，工作循环主要包含下滑、拉延、顶料、上升等过程[8]。

博士力士乐公司设计的多点数控液压垫采用大流量高响应伺服阀控制液压缸的位移、速度、压力来实现汽车冲压过程的预加速缓冲和压边力控制功能[9]。其液压原理简图如图2所示，两位三通伺服阀以差动回路控制液压缸的状态参数。这种方式控制性能好，所能达到的压力精度高，且具有预加速缓冲功能，所以得到很好的市场应用。本文根据数控液压垫所需实现的工况需求设计了如图3所示的数控液压垫，采用高频响比例伺服阀17、18、19、20分别控制液压缸1、2、3、4，实现数控液压垫四点的压边力控制和预加速阶段的速度差控制。

1，2，3，4 活塞液压缸；5，6，7，8 位移传感器；9，10，11，12，13，14，15，16 压力传感器；17，18，19，20 高频响比例伺服阀；21，22，23，24，25，26，27，28 安全阀；29，30，31，32 单向阀；33 切断阀；34单向阀

3 仿真分析

根据数控液压垫液压系统原理图建立如图4所示的仿真模型，在AMESim中建立液压系统模型，在Matlab的Simulink中建立控制策略模型。通过AMESim与Matlab联合仿真来实现对数控液压点电液系统的半物理仿真分析和控制算法验证。

四个液压轴的位移曲线和各轴间的误差曲线的仿真结果如图5和6所示。从图5中看出，在4.5s时刻油液垫开始预加速阶段，在6s时压机与液压垫以较小的速度差贴合，减小了缓冲。在压制过程中，四个液压缸同步误差曲线可得其最大误差为0.5mm。

4 结语

文章阐述了电液伺服驱动型数控液压垫在冲压生产线的应用趋势。根据液压垫所需实现功能的需求设计了一种伺服阀控电液驱动系统，通过控制器实现冲压阶段的预加速缓冲和位移同步及压边力控制。采用Amesim与matlab半物理模型联合仿真，验证了该电液伺服控制系统的有效性。四个压边缸同步误差曲线控制在0.5mm以内，可满足大多数工况下的性能需求。

5 参考文献

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液压设计范文第5篇

关键词：ATmega168；静压式；压强传感器；数据标定

中图分类号：TP241

目前，在石油化工、食品加工、酿酒业和教育行业等领域的生产或教学过程中，常需要测量液体的密度，以此作为重要的参数来决定下一步的工序，这给了液体密度计一个广袤的市场。静压式液体密度计作为多种液体密度计中的一种典型方案，具有可连续测量和直接读数、可以测量静止或流动的液体密度、没有运动部件、没有放射性危险等优异特点。

1 系统总体设计

本系统由两部分构成，一部分是由两个压强传感器组成的密度计高低压探头，主要负责获取传感器输出的电压信号；另一部分是由ATmega168处理器与相关硬件电路组成，主要负责对传感器输出的信号进行A/D转换及计算、输出显示。其系统总体设计图如图1所示。

2 静压式液体密度计工作原理

一定高度液柱的静压强与该液体的密度成正比，因此可根据压强传感器测出的静压数值来计算液体的密度。对于静止的待测液体（假定其密度均匀），设其密度为ρ，测量点的重力加速度为g，待测液柱高度为h，则该液柱的静压强为：

（1）

通过测量液柱静压强和高度就可以计算出液体的密度。静压式密度计不受液体流速和表面张力的影响，可以测量粘度较大的液体密度。为了得到已知高度为h的液柱所产生的压强，需要在相距h的液柱上下底面水平地安装两个同型号的压强传感器，这样便消除了传感器自身性质带来的相对误差，所测得的压强分别为P1、P2，由式（1）可得：

3 信号的采集与处理

选用的压强传感器是MPS20N0005D-S。它的工作温度为-40℃～125℃，量程为0～5KPa，线性度为0.2%（典型值），具有成本低，可靠性高，精度高的特点，并且具有良好的可重复性和长时间的工作稳定性。为了得出压强传感器MPS20N0005D-S输出的电压值与液柱高度h之间的关系，用纯水作为待测液体，不断改变水柱高度h，用毫伏表测量液柱下底面传感器的输出信号，得到了液柱高度与电压的关系，如表1所示。

将表1数据通过最小二乘法进行线性回归，发现液柱高度和电压之间基本上呈线性关系，线性相似度达到0.998。因此，可以在高度已知的前提下，根据此关系即可得出电压值。为了能让传感器输出的电压信号达到单片机A/D的输入范围，需要对该电压信号进行放大处理。在这里，选用的放大器芯片为AD623。AD623通过提供极好的随增益增大而增大的交流共模抑制比而保持最小的误差。其放大倍数为 ，RG则为AD623芯片1脚和8脚之间外接的电阻值。本设计电路为两级放大电路，第一级有两个放大电路，分别放大液柱在上下液面产生压强所对应的电压，然后再将两个放大后的电压值输入到第二级差分放大电路，让其直接输出放大后的电压差。节选主要部分电路图如图2。

因为ATmega168自带8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC，所以可将放大后的电压信号直接输入到ATmega168中。经过单片机的A/D转换，可得到实际的电压值。ATmega168是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，拥有先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，使数据吞吐率高达1MIPS/MHz。为了使本密度计使用便利，单片机外接了键盘和LCD显示屏。

4 软件流程

系统上电之后自动初始化，在进行数据标定之后，每隔一秒钟便进行一次A/D转换，并在LCD显示屏上实时显示当前所测液体密度值。为了提高本设计的精度，在硬件滤波的基础上，也同时使用了软件滤波，取多次采集结果的平均值，使结果更加的精确。系统软件流程图如图3所示。

5 数据标定

数据标定是本设计的一大创新点。考虑到在不同的地方，重力加速度g可能会有变化，这就会使密度计在不同地方测量同一种液体的密度时会得到不同的结果，这样，就需要根据当地的重力加速度来计算液体的密度。因此采用按键输入当地重力加速度值（默认9.8m/s^2）的方法来对重力加速度进行重新标定，可以方便的使本密度计用于不同的地域。

6 结束语

便携静压式液体密度计的设计，无论是从底层传感器、放大芯片、微处理器的选取，还是上层软件的标定处理，都是以极大的消除误差为目的进行的。这样科学严谨的态度，才使得本密度计具有稳定性、高精度性和便携性，可以做到随时随地对待测液体进行测量的效果，可以在相当多的场合进行应用，有很强的市场应用前景。

参考文献：

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