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  导轨式升降台说明书 一、液压系统的选型 1.1 液压缸尺寸选择 根据已知条件可知，总负载为300Kg，a=2m/s2 可得：加速上升F=3600N 加速下降F=2400N 有效行程为0-1.2米。我们初定工作所承受的压力为P=7MPa。 由公式 求得D26mm,查手册取油缸内径D为40mm，活塞杆直径为25mm，以增加油缸的受力力面积，提高安全系数。 根据 经过查表验算可得：D=63mm S=1200mm L=1300mm 1.1.1油缸壁厚计算 [σ]=σb/n0 =600/6=100MPa 当时 （m） 取5mm,材料选用45#，此外还考虑内管的两端都有螺纹连接。所以厚度取大一点。 式中D————缸筒内径 （mm） Pmax————最高允许压力 (MPa) σ—————缸筒材料的许用应力 (MPa) σb—————缸筒材料的抗拉强度(MPa) n ———— 安全系数, 当P＜7MPa时，n=8,P≤17.5Mpa时，n=6,p＞17.5Mpa,n=4 1.1.2缸筒验算 液压缸的额定压力Pn值应低于一定的极限值，以保证工作安全 MPa =52MPa 满足以上条件。 为了尽最大可能避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力值应与塑性变形压力有一定的比便范围。 =30.45MPa =87MPa 液压缸的额定压力完全满足以上条件 缸筒的径向变形值应在允许范围内，而不应超过密封件允许范围。 =0.04 在允许变化的范围以内。 为了确认和保证液压缸安全的使用，缸筒的爆裂压力PE应大于耐压试验压力PT =87MPa PT约为30MPa。 式中 D————缸筒内径（m） D1————缸筒外径（m） Pn————液压缸的额定压力（MPa） ————缸筒发生完全塑性变形的压力（MPa） ————液压缸耐压试验压力（MPa） ————缸筒发生爆裂时压力（MPa） ————缸筒材料的屈服强度（MPa） ————缸筒材料的弹性模数（MPa） ————缸筒材料的泊1桑系数 钢材： 1.1.3活塞杆稳定性验算 根据资料计算 根据升降台的结构，可知液压缸为前端螺栓连接的形式，则可得n=1/4（n为端点安装形式系数）。 因为l/k=0.14/0.25=0.56m=42.5,所以 = 式中：为液压缸产生轴线弯曲时的极限力 N； f为材料强度实验值，对钢取f490 MPa； A为活塞杆横截面的面积，； a为系数，对钢取； k为活塞杆横截面回转半径，k = d/0.25 m. 由前面的计算可知，活塞杆的外径d=25mm,计算长度l=1.22m，则可计算出 = 21850 (N) (2) 纵向弯曲强度验算 (6-10) 式中：为安全系数，一般取=2～4； 为活塞杆的推力， N. 因为 =3600N 所以 4×=4×3600N=14400N 应此活塞杆强度符合标准要求。 1.2、液压元件的选择与计算 1.2.1、液压泵的选择： 已知：平台的最大位移速度v=0.3m/s ,活塞杆底面积为 得出系统需求的流量： 已知：整个液压系统的压力为7Mpa，通过查力士乐液压柱塞泵选型手册，定液压泵的型号为：A10VSO45DFR/31R-PPA12NOO 1.2.2、电机的确定 根据液压源需要的功率对电动机做出合理的选择，其具体参数如下： 电机功率：15KW 转速：1450r/min 级数：4 1.2.3、单向阀的选择 单向阀所能通过的流量必须不小于主泵所能提供的最大流量，根力士乐液压元件样本可得型号为：S15A 1.0 1.2.4、过滤器的选择 根据参考资料，过滤器过滤精度的选择可知，对于高压系统一般要求推荐的过滤精度为10m，再根据滤油器的通过流量必须不小于主泵所流过的最大流量。并且在进入伺服阀的时候要求精度更高。除此之外，还应该要考虑滤油器长时间工作可能因局部堵塞而减少通过的流量，因此要选择稍微大流量的滤油器。终确定选用HYPM110H51FD。 1.2.5、伺服阀的选择 伺服阀的空载流量： 查阅产品样本，选出一个阀的压力p=7MPa处额定流量为45L/min的电液流量伺服阀。这样比计算出来的39.1L/min大15%（在15%~30%范围内），符合标准要求，能够使用。选择力士乐4WSE3E16-1X型电液伺服阀额定流量Qn=45L/min，额定电流In=10mA。 1.2.6、液压锁的选择 由于总系统是在垂直方向上受力，为避免阀的不密封造成平台整体不稳定，必须配有液压锁。 已知系统需求的流量： 得液压锁允许通过的流量要大于22.6，通过力士乐液压元件样本，最后确定型号为Z2S-6-1-6X+V。 1.2.7、溢流阀的选择 系统启动时会产生瞬时高压，甚至压力有时会超过额定压力的好几倍，这里我们一定要使用溢流阀，来使压力保持平稳，保护液压设备。 通过力士乐液压元件样本，最后确定型号为ZDR-6-DP2-4X/75YM。 1.2.8、油箱的确定 油箱要有足够的容量以保证必要的散热能力，并在工作时保持一定的油位高度。由于工作条件的差异很大，而且影响散热的因素也很多。同一油泵的流量和系统效率，若工作所承受的压力不同，所需散发的热量也不同。故一般推荐的油箱有效容量，其数值变化范围很大，约为油泵每分钟流量的2～7倍。 则所选油箱的容量为： V=45×5=225 (L) 这里我们根据资料取标准为：250L 1.2.8、液压表的选择 液压表是让我们能过直观上清楚的知道整个液压系统的压力，通过资料我们得知，液压表的压力一般去系统额定压力的1.5倍，从而确定液压表的型号为213.53.063.G1/4。 二 系统的分析 1、控制基本方程和开环传递函数建立控制基本方程建立 式中：为指令电压信号； 为反馈电压信号； 位置传感器方程为： 式中：为位置感器增益； 为液压缸输出位移； 伺服放大器动态可忽略，其输出电流为； 式中：为伺服放大增益； 伺服阀传递函数可表示为： 式中：为伺服阀芯位移； 为伺服阀增益； 为=1时，伺服阀的传递函数。 1.1.2 液压缸的传递函数建立 （4） 式中：为负载质量； 为负载阻尼系数； 为负载弹簧刚度； 为液压缸总泄漏系数。 则可画出力控制管理系统的方块图。 图4.1 位置控制管理系统方框图 将三个方程中的中间变量和消去，在简化后，可以直接得到阀芯位移至液压缸输出力的传递函数： (4-6) 由于负载阻尼系数很小，可忽略不计，则简化得 (4-7) 由于该系统没弹性负载（K=0） 则函数能近似写成： （4-9） 为负载的固有频率，； 为液压弹簧与负载弹簧串联偶合的刚度与阻尼系数之比， 为液压弹簧与负载弹簧并联偶合的刚度与负载质量形成的固有频率， ； 为阻尼比， 为总压力增益。 根据上式可得系统方框图简化如下图，有方框图能够获得系统开环传递函数为 位置控制管理系统简化方框图 可得开环传递函数: 式中：为系统的开环增益， 将各个数值代入各个参数，（其中K=0）得 负载的固有频率； =0 为液压弹簧与负载弹簧串联偶合的刚度与阻尼系数之比， 为液压弹簧与负载弹簧并联偶合的刚度与负载质量形成的固有频率， 为阻尼比， 取=0.8 则有缸的传递函数； 1.1.

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