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2 0 1 0年 4月 第 3 8 卷 第 8期 机床与液压 MACHI NE TOOL ＆ HYDRAUL I CS Ap r ． 2 01 0 Vo 1 ． 3 8 No ． 8 O Ol 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 0 ． 0 8 ． 0 1 7 试验台液压站电气液压系统的设计与实践 姚成 玉 ，赵静一 1 ．燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验 室，河北秦皇岛 0 6 6 0 0 4 ； 2 ．燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验 室，河北秦皇岛 0 6 6 0 0 4 摘要为某试验台配套设计能够提供多种压力流量组合液压油源的液压站。介绍液压站的主要构成和参数以及液压系 统和电气控制系统的设计 ，并对在安装调试过程中遇到的问题进行处理和总结。实践证明，该液压站设计是成功的。 关键词 液压站；液压系统；电气控制系统 中图分类号 T H 1 3 7 ． 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 0 J 8 0 4 6 3 De s i g n a nd Pr a c t i c e o n El e c t r i c a l Co n t r o l a n d Hy d r a ul i c S y s t e ms o f Hy dr a u l i c St a t i o n o f Te s t ． b e d Y AO C h e n g y u ，Z HA0 J i n g y i 1 ． K e y L a b o f I n d u s t ri a l C o mp u t e r C o n t r o l E n g i n e e ri n g o f H e b e i P r o v i n c e ，Y a n s h a n U n i v e r s i t y ， Q i n h u a n g d a o H e b e i 0 6 6 0 0 4，C h i n a ；2 ． H e b e i K e y L a b o f H e a v y Ma c h i n e r y F l u i d P o w e r T r a n s m i s s i o n a n d C o n t r o l ，Y a n s h a n U n i v e r s i t y ，Q i n h u a n g d a o H e b e i 0 6 6 0 0 4 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e h y d r a u l i c s t a t i o n wh i c h c a n p r o v i d e a v a r i e t y o f c o mb i n a t i o n s o f h y d r a u l i c p r e s s u r e a n d fl o w f o r t h e h y d r a u l i c t e s t - b e d wa s d e s i g n e d 。 T h e s t a t i o n ’S ma i n c o mp o n e n t s a n d p a r a me t e r s a s w e l l a s t h e d e s i g n o f h y d r a u l i c s y s t e m a n d e l e c t r i c a l c o n t r o l s y s t e m we r e i n t r o d u c e d， a n d i s s u e s e n c o u n t e r e d i n t h e p r o c e s s o f i n s t a l l a t i o n a n d d e b u g g i n g we r e d e a l t wi t h a n d c o n c l u d e d ． P r a c t i c e h a s p r o v e d t h a t t h e d e s i gn o f t h e h y d r a u l i c s t a t i o n i s s u c c e s s f u 1 ． Ke y wo r d s Hy dra u l i c s t a t i o n； Hy d r a u l i c s y s t e m ；El e c t r i c a l c o n t r o l s y s t e m 液压站是液 压系统 中重要 的部件总成 ，其设计质 量的优劣对液压设备 的性能影响很大 。液压站一般包 括液压阀站 和液 压泵 站两 大部 分 ，在许 多 液压 系统 中 ，这两者常常集成 或放置 在一起 。 液压元件综合试验台可对各类液压元件进行功能 测试 和性能检查 ，一般多采用集中供油方式 ，液压站 可以为液压泵试验 台提供液压油 ，为其他液压元件试 验 台提供液压油源 。 下面结合试验 台液压站工程实践介绍 液压站 的液 压和电气 系统设计 ，以及安装调试中出现的问题 的处 理 。 1 液压站液压 系统设计 试验 台液压站液压系统 由泵组、油箱 、冷却装置 3个部分组 成 1 泵组 由 1 泵 、2 泵 、3 泵及 驱 动 电动 机 组 成 。每个 泵 各 自有 单 独 的 压 力 调 节 控 制 单 元 组 件 电磁溢流阀等和液压油过滤器 ，分别用来调节系 统安全压力和保障工作油液清洁度。 2 油箱为开式结构，辅件有 2个过滤器、磁 翻转式液位计 、温度变送器 、 4个加热器 。 3 循环 冷却 装 置 由水 冷 式 冷 却器 、循 环泵 、 过滤器 、温度计 、压力表 、单 向阀等组成。 图 1 为 液压 站 液 压 系统 原 理 图。小 柱 塞泵 1 6 、 大柱塞泵 2 9 、叶片泵 3 4出油分别通过压力管路过滤 器 1 3 1 、1 3 2 、1 3 3进行过滤 ，分别 由电磁溢流 阀 l O 、2 41 、2 4 2调定 出油压力并 起到保护机 能。 主供油 P口的流量通过 电磁 溢流 阀 1 O 、2 41 、2 4 2 分 别控制小柱塞 泵 1 6 、大柱塞 泵 2 9 、叶片泵 3 4组 合实现。循环冷却过滤系统 4 1由电动机 1 、齿轮泵 3 、过滤器 9和冷 却器 8以及其他 相关辅 件组成 。回 油过滤器 3 8 对系统 回油进 行过滤 。过 滤器都有 压差 发讯装置 ，当过滤器堵塞发 出警报时 ，关闭系统及时 更换滤芯。油箱为厂家提供 ，液压站采用分立式结 构 ，现场照片如图 2所示。该 液压站具有 良好 的可扩 展性，稍加调整可为其他设备 如液压机 提供液 压能源 。 收稿 日期 2 0 0 9 0 81 1 基金项目国家自然科学基金资助项 目 5 0 9 0 5 1 5 4 ；高等学校博士学科点专项科研基金资助项 目 2 0 0 9 1 3 3 3 1 2 0 0 0 5 ；燕 山大学博士基金资助项 目 B 2 1 4 作者简介姚成玉 1 9 7 5 ～ ，男，博士 ，副教授 ，研究方向为液压系统故障诊断与可靠性研究。电话 1 3 9 3 0 3 5 8 8 2 2 ， E ma i l c hy y a o y s u ． e du ． C l l 。 第 8期 姚成 玉 等 试验 台液压站 电气 液压 系统的设 计与实践 4 7 集成块的设计是液压系统设计的重要内容，从设 计、材料、工艺都已模式化。三维与二维绘图软件的 交叉运用 ，可使设计过 程更 直观 ，可 防止孔 系干涉 ， 提高工作效率。三维绘图软件还可以用在结构件以及 布管设计中 。 图 1 液压站系统原理 图2 液压站现场照片 2 液压站电气控制系统设计 液压站能源部 件 电动 机 、加 热器 的电气 控 制系统主电路 如 图 3 a 所 示。循环泵 电动机直 接启 动，在其他功率较大的电动机启动方面，电气措施为 Y 一 △降压启动，液压系统采用卸荷启动，以保证系统 安全可靠 ，防止意外 发生 。采 用空气 开关 Q S t ～Q s 5 作为电动机的分电及保护器件。在液压站设计时，综 合考虑各种 因素 ，以减少液压管路 和导线 的距 离。 液压站 电气控 制系 统点 数较 少 ，若 采用 P L C控 制 ，一般要通过 中间继电器以保护输 出点 ，因此 ，该 系统直接采用 继 电器 控制 ，如 图 3 b 所示 。液 压站 采用两地控制本地控制 1 电控柜 ，远地控制 中控室测 控柜 ，由测控 柜选择 操 作。中控 室 和泵 站控制柜都设有急停按钮。 3 液压站技术参数 液压站 主要技术参数如下 1 液压站总装机功率为 1 5 5 ． 5 k W。其中，循 环冷却循环泵 电动机功率为 7 ． 5 k W，加热器功率为 1 6 k W，另外，液压泵试验台中被试泵电动机功率为 1 -- 加油 泵 电动机 2、1 5 、2 8 、3 }一联轴 器 3 一 加油 泵 4 、2 卜 单 向阀 s _ _ 压 力 表开 关 6 、2 卜 压 力 表 7 、4 9 一温 度 计 8 一冷 却 器 9 、3 8 -- 回油 过滤 器 1 0 、2 4 -- 电磁溢 流 阀 l l 、 l 2 、l 7 一 单 向阀 1 3 一 压 油过 滤器 l 4 、2 7 、3 2 一 电动机 l 6 一 小 柱塞 泵 l 8 一 球 阀 l 9 、3 1 、3 6 一 避 震喉 2 O 一 液 位计 2 l 一 温度 变送 器 2 2 一 电加 热器 2 6 、5 l 一 高压 球 阀 2 9 一 大柱 塞泵 3 O 、3 5 、3 7 、4 3 、5 O 一蝶 阀 3 4 -- 叶片 泵 3 9 - --空气 滤清 器 4 o _ _油箱 4 l 、4 2 一 泵站 台架 4 4 、4 5、4 6 - - 阀块 4 7 、4 8 一 高压 软管 7 5 k W ，所有 电动机均为 四级 电动 机。液压站 能源部 件详细配置如表 1 所示 。 表 1 液 压站 能源 部件 表 序号 元件及参数名称 数值 简称 备注 表 2 液压 站系统压力、流量、装 机功率 2 额定 压力 2 5 MP a ，最 高工作压力 3 1 ． 5 MP a ， 可在 0～ 3 1 ． 5 M P a 之间无级调节。 第 8 期 刘勇 等 一种高效 的高 速转 盘加 工工艺实践 3 9 至 8 。 压 图 2 专用 夹具 I 示 意图 3 车外 圆 利用 自制专用夹具 Ⅱ装夹 ，以中心孔定位车外圆 至要求尺寸 。 专用夹具 Ⅱ结构 如 图 3 所示 ，与夹 具 I 不 同的是 ， 通过心轴与螺母 将工件组压 紧在两压板之间 ，通过心轴 固定 在 车 床 上 ，车 外 圆 至 4 , 1 7 o 。 4 铣正面 在数控加工 中心上 ，利 用自制专用夹具Ⅲ装夹，加 工转盘 的上表面和 4个定位 工 压板 I 心轴 ＼ I 件 6 件 垫 圈 I ／／ 孔 。 图3 专用夹具 Ⅱ示意图 专用夹具 Ⅲ结构如图 4所示 ，主要 由夹具体 、压 板 、丝杆 、螺母 、定位销组成 ，工件靠螺母夹 紧在 夹 具体与压板之间，压板根据转盘的外形轮廓设计，槽 宽比产品要求槽宽每边宽 0 ． 5 m m，螺杆焊接在夹具 体上 ，压板 与螺杆 之间用 圆柱 销定位 防转 。工件 装 夹后进行数控编程加工 ，运用加工 中心 的多次换 刀 功 能 ，加工工件正面和 4个定位孔 至要求尺寸 。 图 4 专用夹具 Ⅲ示意图 5 铣反面 杆 销 翻转装夹 ，靠夹具的4个定位孔与定位销定位 ， 固定压紧后加工反面至要求尺寸。 6 高压气体 吹干 、去 毛刺 ，喷砂 ； 7 加工螺纹 ； 8 检验 。 3关键技术 1 充分使用 自制夹具是保证此工艺高质量高 效率的关键 ，所以要求夹具制作质量高、装拆方便； 特别注意在利用夹具夹紧工件时，压板上、下之间加 一 块塑料板，否则转盘表面容易压伤。 2 毛坯材料 的选择 不 容 忽视 。经验 得 之 ，毛 坯的最佳选材用铝合金 5 0 2 0 ，否则会出现加工黏刀， 特别是攻丝黏丝锥现象 。 3 为保证产品不产生变形且表面光洁，在加 工过程中还应注意许多技巧，比如下料裁剪时、机加 工时切削用量不宜太大 ；在加工螺纹时用高压 气吹走 铝屑 ；螺纹加工安排在喷砂之后等等。 4结论 目前转 盘已批 量生产 ，产 品质量完 全达 到了顾客 要求。现代加工手段数控加工中心和自制专用夹具的 合理使用，使生产效率提高。此工艺设计适用可靠， 为进一步研究类似零件的加工工艺积累了宝贵的经 验 。 参考文献 【 1 】殷国富， 徐雷 机床夹具设计手册 软件版 [ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 4 1 1 41 5 3 ． 【 2 】 王凡． 实用机械制造工艺设计手册[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 8 1 2 6 8 ． 【 3 】陈宏钧． 典型零件机械加工生产实例[ M] ． 北京 机械工 业 出版社 ， 2 0 0 5 4 3 6 5 ． 【 4 】 徐翠英． 多孔盘类零件加工工艺分析[ J ] ． 机械工艺师 ， 2 0 0 8 5 1 6 1 1 6 2 ． 【 5 】曾太阳． 复杂薄壁盘类零件数控高速加工工艺与编程 [ J ] ． 模具制造， 2 0 0 9 8 9 3 9 7 ． 上接第 4 8页 和调整 ，也可 以缩短设计周期 。 3 调试前认真准备和检查会减少故障出现概 率，提高调试效率。 参考文献 【 1 】张利平． 液压站设计与使用[ M] ． 北京 海洋出版社， 2 0 04． 【 2 】Y a o C h e n g y u ， Z h a o J i n g y i ． D e v e l o p m e n t o f h y d r a u l i c e y l i n ． d e r t e s t b e d w i t h p r o p o r t i o n a l c o n t r o l v a l y e s a n d L a b VI E W [ C ] ／ ／ I C F P 2 0 0 9 ， 2 0 0 9 3 63 9 ． 【 3 】 胡秀海． 单绳缠绕式矿井提升机 T S Y 4 9 0液压站原理与 故障分析[ J ] ． 液压与气动， 2 0 0 8 6 6 76 9 ．
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