电站水轮机进水阀门液压系统控制设计.doc

1、摘要液压系统分为液压传动系统和液压控制系统两种类型，本文的研究对象是液压传动系统。液压系统是能实现系统功能的液压回路的总和。液压回路又是能实现某种规定功能的液压元件的组合。液压元件是组成液压系统的基本单元。主要的液压元件有液压泵、执行元件（液压缸、液压马达）、液压控制阀（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等）、液压辅件（密封圈、滤油器、蓄能器、油箱及其附件、管件、热交换器等）。液压控制阀按照其安装形式的不同又可分为普通阀、叠加阀、插装阀。液压回路是液压元件组成的功能单元。液压回路主要有压力控制回路、流量（速度）控制回路、方向控制回路、安全回路、定位回路、同步回路、顺序动作回路等。以上分类只是粗

2、略分类，限于篇幅，详细分类此处不一一列出。液压系统设计就是根据机械师提出的主机的动作循环要求、静、动态性能及液压系统工作环境等方面的要求，进行系统的工况分析，确定主要参数（包括系统压力、系统流量、液压执行元件类型及主要参数等），选择合理的液压回路和液压元件，设计工作的最终形式是液压系统原理图和各种技术文件。AbstractHydraulic system is divided into hydraulic transmission system and the two types of the hydraulic control system, this paper conducted the

3、 research on hydraulic drive system. The hydraulic system is the sum of the hydraulic circuit to realize the system function. Hydraulic circuit and to achieve a certain regulation function of the combination of hydraulic components. The basic unit of the hydraulic element is composed of hydraulic sy

4、stem. Main hydraulic components of hydraulic pump and actuators (hydraulic cylinder, hydraulic motors, hydraulic control valves, pressure control valve, flow control valve, direction control valves, etc.), auxiliary hydraulic parts (seal, oil filter, accumulator, oil tank and its accessories, pipe f

5、ittings, heat exchangers, etc.). Hydraulic control valves according to the different forms of installation and can be divided into ordinary valves, stacked valves, cartridge valve. The hydraulic circuit is composed of hydraulic components function unit. Hydraulic circuit mainly include pressure cont

6、rol loop, direction of flow (speed) control circuit, control circuit, safety loop, position loop, speed circuits, sequential circuits, etc. The above classification is just a rough classification, limited to space, detailed classification differ a list here. Hydraulic system is designed according to

7、 the requirements of the mechanics of the host action cycle, static, dynamic performance and meet the requirements of the hydraulic system working environment, analyzed the operation condition of the system, the main parameters (including the system pressure, flow, hydraulic actuators type and the m

8、ain parameters, etc.), choose reasonable hydraulic circuit and hydraulic components, the final form of the design work is hydraulic system principle diagram and all kinds of technical documents. 前言毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。通过这次检验，不

9、但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次十分难得的提高创新能力的机会，并从下个方面得到训练：（1）学会进行方案的比较和可行性的论证；（2）了解设计的一般步骤；（3）正确使用各种工具书和查阅各种资料；（4）培养发现和解决实际问题的能力。利用所学的液压方面的知识，我选择这个课题为我的毕业设计，进行大胆的尝试。设计中主要以课本和各种参考资料作为依据，从简单入手，循序渐进，逐步掌握设计的一般方法，把所学的知识形成一个整体，以适应以后的工作需要。当然，初次设计，知识有限，经验不足，一些问题考虑不周，也可能存在有某些错误和遗漏，恳请各位老师批评指

10、正。液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。1 设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。III1）进行工况分析，确定系统的主要参数；2）制定基本方案，拟定液压系统原理图； 3）选择液压元件； 4）液压系统的性能验算；5）绘制工作图，设计液压装置 6）液压系统的维护2 明确设计要求设计要求是进行每项工程设计的依据。在

11、制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等；2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何；3）液压驱动机构的运动形式，运动速度；4）各动作机构的载荷大小及其性质；5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求；6）自动化程序、操作控制方式的要求；7）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；8）对效率、成本等方面的要求。IV目录摘要IAbstractII前言III第一章 概述1第二章 液压缸的设计22.1 工况分析22.2 液压缸主要几何尺寸的计算22.2.1

12、液压缸内径的确定22.2.2活塞杆直径的确定与校核22.2.3液压缸的有效面积32.2.4液压缸内缸筒的行程32.2.5液压缸内缸筒的长度32.3节液压缸结构参数的计算32.3.1缸筒壁厚的计算和校核42.3.2 液压缸油口直径的计算42.3.3液压缸缸筒设计52.3.5 缸底厚度h的计算72.3.6缸头与法兰的联结计算72.3.7缸头厚度h的计算82.3.8法兰直径和厚度的确定92.3.9缸盖的联结计算92.3.10缸头直径和缸盖直径102.4 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求122.4.1油缸的密封122.4.2油缸缸体12第三章 液压系统图的拟订143.1制定基本方案143.2 绘制

13、液压系统图163.3工作原理的确定18第四章 液压元件的选择194.1 液压泵的选择194.2 选择电动机204.3其他元件的选择21 4.3.1 液压阀的选择214.3.2 蓄能器的选择214.3.4 油箱容量的确定24第5章 液压系统性能的验算275.1管路系统压力损失的验算275.1.1液压系统压力损失275.1.2沿程压力损失285.1.3局部损失285.1.4总的压力损失305.2 液压系统的发热温升计算305.2.1系统发热量的计算315.2.2系统的散热计算315.2.3系统热平衡温度的验算325.3油箱的尺寸设计32第六章 液压装置的设计336.1 液压装置总体布局336.2

14、液压阀的配置形式336.3 集成块设计33第七章 液压系统安装及调试347.1液压系统安装347.2调试前准备工作357.3调试运行357.4液压系统的用液及对污染的控制357.5调试运行中应注意的问题35第八章 液压系统的维护及注意事项36参考文献37外文资料38中文翻译45致谢52VII第一章 概述 本液压系统控制的阀门为水电站水轮机进水阀门，公称直径为DN2000，为重锤式液压驱动和控制的液控蝶阀。该系统能实现开启后自动投入、自动保压，重锤和蝶板不抖动。关阀时能先关导叶，自动解除锁定，在重锤和水力驱动下按调定的时间关闭阀门。本控制系统积液控与电控为一体，配置一手动泵和蓄能器，可在电机不能

15、正常启动时，为系统提供压力油源。系统结构紧凑，动作简单可靠，且具有能耗低的特点，完全满足用户提供的原理要求。本套液压系统配有电了压力开关，可对系统压力实现自动控制。阀门开关时间：60-90S(可调) 第二章 液压缸的设计2.1 工况分析启动力为308KN，液压缸的平均输出速度为0.9m/min，设计液压缸的行程，由于采用伸缩式液压缸，其中一级活塞的行程为358mm，二级活塞（内缸筒活塞）的行程为267mm。2.2 液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸，包括液压缸的内径，活塞杆的直径，液压缸行程等。2.2.1液压缸内径的确定2.2.1.1初选液压缸的工作压力根据分析，此起重机的负载较大，按类型属于起重运输机械，初选液压缸的工作压力为p=16Mpa。2.2.1.2计算液压缸的尺寸取F=308000NA=F/p =308000/16106