綜合液壓實驗臺設(shè)計
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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué) 生 姓 名：
楊繼
學(xué) 號：
05010249
專 業(yè)：
機械工程及自動化
設(shè)計(論文)題目：
綜合液壓實驗臺設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師:
陸寶春 王榮林
2009 年 3 月 33 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要 液壓傳動技術(shù)的發(fā)展旨在研究液壓系統(tǒng)各類元件結(jié)構(gòu)、作用、工作原理、應(yīng)用方法，以及組成液壓系統(tǒng)的特點。隨著液壓技術(shù)、控制理論、微型計算機、測量測試技術(shù)、數(shù)字信息處理、可靠性技術(shù)的發(fā)展，新的液壓實驗臺已朝著高速、高效、智能化、多功能化、多樣化的液壓計算機輔助測試(CAT)方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞 液壓傳動技術(shù) 液壓系統(tǒng) 液壓實驗臺
1 液壓傳動的發(fā)展及研究對象
液壓傳動技術(shù)的發(fā)展，可追朔到17世紀(jì)帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，開始奠定了流體靜壓傳動的理論基礎(chǔ)。從18世紀(jì)末英國制成了世界上第一臺水壓機算起，已有近300年的歷史，但真正的發(fā)展只是在第二次世界大戰(zhàn)后，液壓技術(shù)由軍用工業(yè)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)。而我國液壓工業(yè)只經(jīng)過40余年的發(fā)展，就已經(jīng)形成門類齊全、有一定的技術(shù)水平并初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系，其生產(chǎn)的液壓產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防等各個部門[1]。
近20年來，我國液壓工業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，科研攻關(guān)，產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)飛快發(fā)展，設(shè)計生產(chǎn)了許多新型的液壓元件。此外通過計算機輔助技術(shù)（CAD）、計算機輔助測試（CAT）、污染控制、故障診斷、機電一體化等方面研究成果的應(yīng)用，液壓技術(shù)水平得到了很大的提高。當(dāng)前液壓技術(shù)正向著高效率、高精度、高性能等方向發(fā)展；液壓元件向著體積小、重量輕、微型化和集成化、易維修的方向發(fā)展。因此急需加速人才培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新，使我國液壓工業(yè)盡早達(dá)到世界先進(jìn)水平。
液壓傳動技術(shù)的發(fā)展旨在研究液壓系統(tǒng)各類元件結(jié)構(gòu)、作用、工作原理、應(yīng)用方法，以及組成液壓系統(tǒng)的特點。人們經(jīng)過理論與實踐的有機結(jié)合，能夠很快的掌握液壓傳動設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護及操作[2-4]。
2 液壓實驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀[5]
隨著液壓技術(shù)、控制理論、微型計算機、測量測試技術(shù)、數(shù)字信息處理、可靠性技術(shù)的發(fā)展，新的液壓實驗臺已朝著高速、高效、智能化、多功能化、多樣化的液壓計算機輔助測試(CAT)方向發(fā)展，早期按照“傳感器+模擬二次儀表”的模式組成液壓設(shè)備試驗系統(tǒng)己停產(chǎn)或停止使用，基于虛擬儀器技術(shù)的液壓CAT系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于新的液壓實驗臺制造及應(yīng)用。采用的計算方法有平均值濾波法、中值濾波算法、自適應(yīng)濾波算法、新型PID算法等。采用有vB6等應(yīng)用軟件開發(fā)液壓CAT實驗軟件。由于原有設(shè)備的陳舊或故障面積太大，僅發(fā)現(xiàn)用MCS一51單片機技術(shù)對舊式液壓實驗臺重新開發(fā)與利用，因此，很少發(fā)現(xiàn)采用液壓計算機輔助測試(CAT)對舊式液壓實驗臺重新開發(fā)與利用，對舊式液壓實驗臺重新開發(fā)與利用有一定的推廣應(yīng)用價值。
3 實驗臺的組成[6-10]
實驗臺由三大部分組成, 即液壓泵站、實驗操作臺和電氣控制系統(tǒng), 在總體布置上, 充分考慮到使用方便及空間布置緊湊。
液壓泵站即液壓源, 用來將液壓油提供給實驗臺, 系統(tǒng)采用一臺變量柱塞泵供油, 泵站安裝有蓄能器, 用于吸收系統(tǒng)油液脈動, 提供均勻穩(wěn)定的壓力油。根據(jù)實際需要, 設(shè)計系統(tǒng)最高工作壓力為31.5MPa, 為了使泵站維修方便和主操作平臺大小適中、操作方便, 將液壓泵、電機、蓄能器等外置。
實驗操作平臺上安裝各種測試儀表及傳感器, 可根據(jù)需要將元件或元件與油路塊之間通過液壓硬管或軟管進(jìn)行連接。
電氣控制系統(tǒng)主要包括實驗用的電控設(shè)備及操縱裝置, 如油溫自控及操縱裝置、電擊啟動器、電表以及各種操作按鈕( 液壓源驅(qū)動電動機起動和停止、事故急停) 等,考慮到結(jié)構(gòu)緊湊, 將電氣控制部分放置在操作臺下部, 重要操作按鈕放在操作臺上部。
4 實驗臺的工作原理
實驗臺原理圖如圖1 所示, 電磁溢流閥10 用于調(diào)定系統(tǒng)壓力, 電液換向閥11 用于控制主油路中油流方向,單向節(jié)流閥15 用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量, 減壓閥12 與電磁換向閥16 用于調(diào)節(jié)控制油的壓力和方向, 測試壓力表19可與各測壓接頭17 快速換接, 以靈活方便地測壓, 負(fù)載由單向閥橋式回路中的溢流閥20 或節(jié)流閥21 調(diào)節(jié), 外接液壓設(shè)備18 用于被試缸或馬達(dá)的加載等[11-13]。
圖1 液壓綜合實驗臺原理
1.油箱 2.液位液溫計 3.過濾器 4.電接點溫度表 5.空濾器 6.泵- 電機組 7.液壓軟管 8.冷卻器 9.單向閥 10.電磁溢流閥 11, 16. 電液換向閥 12. 減壓閥 13. 高壓球閥 14.渦輪流量計 15.單向節(jié)流閥 17.測壓接頭 18.外接液壓設(shè)備 19.測試壓力表 20.溢流閥 21.節(jié)流閥 22.蓄能器 Ⅰ.板式閥測試底板 Ⅱ.測試接管
5 液壓實驗臺的特點[14-16]
（1）模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，配有安裝的底板，實驗時可以隨意在通用鋁合金型材板上，組裝回路，簡單方便。
（2）該系統(tǒng)全部采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)液壓元件，使用安全可靠，貼近實際。
（3）快速而可靠的連接方式，特殊的密封接口，保證實驗組裝方便、快捷，拆接不漏油，清潔方便。
（4）精確的測量儀器，方便的測量方式，使用簡單，讀數(shù)準(zhǔn)確。
（5）可編程序控制器（PLC），機電液一體控制實驗形式。
（6）智能化實驗數(shù)據(jù)采集處理方式。
6 總結(jié)
綜合液壓實驗臺的設(shè)計是一項復(fù)雜的工作, 涉及的知識面很廣, 技術(shù)要求很高。整個設(shè)計工作使我得到了鍛煉, 也有了成就感。不僅僅拓寬了我知識面, 而且還培養(yǎng)了我的創(chuàng)新能力和實踐能力，為后面的工作打下了基礎(chǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 張福臣. 液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.1
[2] 吳杰. 多功能液壓元件綜合實驗臺的設(shè)計[J]. 機械工程師,2008,(4).
[3] 鄧克. 多功能綜合液壓實驗臺的研制[J]. 液壓與氣動,2008,(4).
[4] 張志偉. 液壓綜合教學(xué)實驗臺在《液壓傳動》實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 裝備制造技術(shù),2007,(1).
[5] 卞和營,李增權(quán),李宏偉. PLC在液壓回路實驗臺控制中的應(yīng)用[J]. 內(nèi)江科技,2007,(12).
[6] 孫小權(quán),何喜玲. 基于PLC的液壓實驗臺控制系統(tǒng)改造設(shè)計[J]. 應(yīng)用科技,2006,(11). [7] 鄭勝利. 可拆式液壓實驗臺的電氣控制系統(tǒng)改造[J]. 煤礦機械,2006,(11).
[8] 王吉芳,陳秀梅. 多功能液壓教學(xué)實驗臺設(shè)計[J]. 液壓與氣動,2003,(1).
[9] 王文深. PLC控制的多功能液壓教學(xué)綜合實驗臺的研制[J]. 液壓與氣動,2003,(10).
[10] 田玲,楊連發(fā). PLC控制液壓回路快速組合實驗臺設(shè)計[J]. 機械,2003,(S1).
[11] 瞿愛琴,王同建,呂景忠. 快速插接任意組合式液壓與氣壓傳動綜合教學(xué)實驗臺的研制[J]. 實驗技術(shù)與管理,2003,(6).
[12] 陳為國,丁敘生,李堯忠. 多功能液壓教學(xué)實驗臺執(zhí)行裝置的設(shè)計[J]. 機床與液壓,2003,(6).
[13] 陸寶春，張衛(wèi)，路建萍. 電氣與PC控制技術(shù)[M]. 南京：南京理工大學(xué)出版，2000.
[14] 王積偉, 章宏甲,等. 液壓與氣壓傳動[M]. 第二版，北京：機械工業(yè)出版社，2005.
[15] FX系列特殊功能模塊用戶手冊.
[16] FXIS，F(xiàn)X1N，F(xiàn)X2N，F(xiàn)X2NC系列編程手冊.
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
通過對目前現(xiàn)有實驗臺的研究，結(jié)合實驗室現(xiàn)有的軟硬件資源，對已有實驗臺進(jìn)行優(yōu)化并進(jìn)行部分設(shè)計工作，并且通過試驗驗證。
液壓實驗臺設(shè)計的研究手段
（1） 利用按鈕、DY-30系列電壓繼電器、CJ20系列交流接觸器等低壓控制電器，利用導(dǎo)線按一定組合方式連接組成繼電器邏輯控制線路。實現(xiàn)對液壓實驗臺電力拖動系統(tǒng)的啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動等運行性能的控制，同樣也可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的保護。
（2） 選用三菱公司生產(chǎn)的FX系列PLC，利用可編程控制器的開關(guān)量邏輯控制、運動控制、過程控制等應(yīng)用，來測試液壓元件的性能及液壓傳動基本回路的演示實驗。
擬定總體方案
（1） 液壓控制回路設(shè)計；
（2） 電氣控制圖的設(shè)計；
（3） PLC控制電氣圖設(shè)計；
（4） 控制面板的CAD設(shè)計以及整個控制臺的CAD設(shè)計；
（5） 調(diào)試設(shè)備
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指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
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