液压动力单元的结构设计
9.液压动力机构解析
Bc 为活塞或负载的粘性阻尼系数 k 为负载的弹性刚度
二、方块图及信号流图
拉式变换后
QL kq X v kc PL Vt S ) PL QL AsY (Ctc 4e P A (ms 2 B S K )Y F c L
三、传递函数
输出量为Y的动特性方程为
推导中，曾假定阀处于中位，可以证明这时液体压缩 性影响最大，与其它位置相比，液压动力机构的固有 频率最低，因而系统的稳定性最差。此点得出的结论 对活塞其它位置都总是偏于安全的。
３、液压缸和负载的力平衡方程
d2y dy Fy ( P Bc ky F 1P 2)A m 2 dt dt
假定活塞处于中位，令此时每个腔室容积为 V0
Vt V1 V2 2V0 则两腔总容积为：
左腔压缩量为：Q V0 dp1
e dt
dV1 dy A dt dt
故左腔的连续性方程为：
dy V0 dp1 Q1 Cic ( p1 p2 ) Cec p1 A dt e dt 对于右腔有： dy V0 dp2 Cic ( p1 p2 ) Cec p2 Q2 A dt e dt
表明，
液压缸的作用就像一个很硬的弹簧，其总刚度等于各 腔受压缩液体产生的液压弹簧刚度总和，当活塞处于 中位时： 1 此时弹簧刚度为：
V1 V2 V0 Vt 2
2e A2 4e A2 Kh V0 Vt
上述传函是一般通用形式，它适用于任何一种四通 阀构成的液压动力机构。
液压弹簧的概念
p2 0
假定图示的液压缸为一个理想的无磨擦无泄漏的液压 缸，两个工作腔内充满高压液体并被完全封闭。
由于液体具有压缩性，当活塞受外力作用时，活塞可 以移动。一腔压力升高另一腔压力降低（不发生气穴 现象 p2 0 )
液压动力单元样本(意大利Kingpin)
1.2 1.6
2 2
7.5%ED 7.5%ED
54 54
XH、XO
H2 H1
24
150
12
200
2
22 24
2.2 1.2 4.5%ED 54
H2
24
200
2
30 24
3.0
4 15%ED 54
H2
24
200
注：1. 严格按工作制运行，否则不予保修。
2.直流电机 DA05/DB05/D105/D205 属特殊订货，请咨询 Kingpin。
UF PF
固定流量型压
手动阀
微动 SV 插件 CV 插件 堵
单向阀 溢流阀 电磁阀
力补偿节流阀 （手动启动/卸荷） 开关 孔堵头 孔堵头 头
9
X 系列中心油路块插件布置图
液压动力单元
SH 中心油路块插件布置图
X 系列中心油路块尺寸图
10
液压动力单元
11
液压动力单元
SH 型中心油路块
25
2.0
G
S 系列中心 SS S 系列铁制方形油箱
10
1.0
H
油路块
20
1.4
H
12
1.2
I
22
1.6
I
15
油箱外形图
液压动力单元
16
液压动力单元
卸荷阀 ⑥
⑥
□□□
类别
卸荷阀
订货型号 机能
工作电压
C
常闭(手动卸荷)
1
DC12V
S
电磁阀卸荷型
A
常闭(无手动卸荷)
2
DC24V
B
常开(无手动关闭)
风力发电液压动力单元探究
风力发电液压动力单元探究【摘要】风力发电液压动力单元是一种新兴的发电技术，在环保与能源效率方面具有巨大优势。
本文通过对其设计原理与结构分析、工作过程及特点、性能优势、发展前景以及应用领域进行探究，全面解析了这一技术的潜力和优势。
通过分析发现，风力发电液压动力单元具有极高的能效和可靠性，且在风能资源充足的地区具有较大的应用前景。
本文也展望了该技术在未来的发展趋势，并指出了其在各个领域的潜在应用价值。
风力发电液压动力单元将成为未来绿色能源领域的重要技术手段，对环境保护和可持续发展具有重要意义。
【关键词】风力发电、液压动力单元、设计原理、结构分析、工作过程、特点、性能优势、发展前景、应用领域、探究、结论。
1. 引言1.1 风力发电液压动力单元探究风力发电液压动力单元是一种利用风力驱动发电机产生电能的装置，其采用液压系统实现能量转换和传递，具有高效、可靠、环保等优点。
本文将对风力发电液压动力单元进行探究，从设计原理、工作过程、性能优势、发展前景和应用领域等方面进行详细分析和讨论。
设计原理是风力发电液压动力单元的关键，液压系统通过流体传动和控制实现能量转换，从而带动发电机产生电能。
结构分析则包括液压泵、储油器、液压缸等组件，它们相互配合，实现能量传递和控制。
工作过程及特点是了解风力发电液压动力单元的重要方面。
在各种工况下，液压系统都能稳定运行，实现高效的能量转换。
其具有体积小、重量轻、响应速度快等特点，适用于不同场景。
性能优势方面，风力发电液压动力单元具有高效率、低噪音、可靠性高等优势，能够更好地满足电力需求，并减少对环境的影响。
发展前景方面，随着新能源技术的不断发展，风力发电液压动力单元将在未来得到更广泛的应用，为人们生活和工作带来更多便利。
在应用领域方面，风力发电液压动力单元可以广泛应用于风力发电场、海洋平台等场景，为能源生产提供有效支持。
通过对风力发电液压动力单元的探究，我们可以更好地了解其工作原理和应用特点，为未来的发展提供有益参考。
液压动力单元
液压动力单元是一种将液压能转换成机械能的设备。
是由液压泵、油箱、液压控制阀、执行器件、油管等组成。
通过液体的压缩和流动，实现机械设备的动力控制。
在现代机械设备中有着广泛的应用，被称为现代机械的“心脏”。
本文将对的组成、工作原理、应用场景进行介绍。
一、的组成及工作原理1.组成主要由三部分组成，即液动元件、执行元件和控制元件。
其中，液动元件主要有油箱、液压泵等；执行元件主要有油缸、液压马达等；控制元件主要有液压阀、超压保护装置等。
2.工作原理的工作原理是利用液体的不可压缩性和液体的压力传导性来实现机械设备的运动。
主要通过液压泵将液体抽入油箱内，经过滤器之后，液体流入液压控制阀。
液压控制阀负责对液压系统进行控制，以实现机械设备的动力控制。
液体通过控制阀进入执行元件，推动油缸或驱动液压马达，实现机械设备的动力传递。
二、的应用场景在现代机械设备中有着广泛的应用。
常用于重型机械设备、船舶、工程机械、各类机床、自动化装置等方面，应用场景包括：1.冶金、石化、能源等领域可以应用于各种液压力机、振动器、电动机、工程机械等，常用于冶金、石化、能源等领域。
2.重型机械设备领域可以应用于各种重型机械设备，如大型挖掘机、装载机、起重机、压路机等。
3.船舶领域可以应用于船舶的主机、液压机械、舵机、缆绳机、排污器等。
4.自动化装置可以应用于各种自动化装置，如自动化冲床、卷板机、钻床等。
三、的优缺点1.优点可以承受大的压力和力矩，同时其输出力易于调节。
具有高效、准确、稳定的特点，与传统机械和电气传动相比，具有更高的控制精度。
可以高效地利用能源，最大限度地节约能源消耗，从而降低了生产成本。
2.缺点的构造复杂，维护困难。
的噪声和振动大，对环境有一定影响。
的渗漏是一个重要问题，需要严格控制。
四、结论在现代机械设备中有着广泛的应用，其优点在于可以承受大的压力和力矩，同时具有高效、准确、稳定的特点，易于调节和节约能源消耗。
但的缺点在于构造复杂、维护困难、噪声和振动大，以及对环境有一定影响，需要严格控制。
液压动力单元(pdf 6页)
液压动力单元内容内容 1 1总则 2 2液压动力单元用于多组阀门控制 22.1 Reineke标准 22.2选项 32.3特点 32.4附件 3 3液压动力单元用于燃气轮机烟气挡板 43.1 Reineke标准 43.2选项 43.3附件 54 选型表 65 应用参考71 总则今天的工厂正比以前运行得时间更长，需要更高的输出，并以更复杂的工厂自动化系统控制。
此外，效率和可用性也稳步提高。
因此这将极大地增加对控制阀和执行器或执行器系统的性能要求。
2 液压动力单元用于多组阀门控制液压动力单元（HPU）用作供油装置，它通过外部的管路系统与数个液压油缸相连以控制多组阀门动作。
油箱、油泵和蓄能器组成独立的密闭的动力油源系统。
油站可以配备PLC控制系统，它控制所有的内部液压功能并产生信号与控制室（DCS）交换。
控制元件如液压伺服阀直接安装在液压油缸上，通过此阀把高压油压进油缸，或者从其中放出高压油。
在常态下，油泵向系统供油，自动保持系统额定压力，通过控制阀的闭锁，实现阀门在任意位置下的保位功能；在工作状态下，液压执行器受控于电磁阀，系统指令信号使电磁阀动作，控制油压和蓄能器的能量释放，进而控制油缸滑阀，通过机械传动机构驱动阀门，实施快速关闭、正常启闭和试验控制。
高压油缸可固定在阀杆上，也可直接作为执行机构用。
多余的液压油则返回液压油站，这样管路系统用一根进油管一根回油管就可控制几个平行连接的阀门。
这种具有特殊驱动技术的液压站用来控制主蒸汽阀和汽轮机旁路系统的执行器动作。
2.1 Reineke标准下文所列的HPU特性即是所称的“Reineke标准”，已产生了很长时间，这是在基于我们丰富的经验和与世界领先的电站工程公司合作的基础上实现的。
部件组成：-油箱配备有注入口，泄放阀，维护盖板，空气过滤器，油位视窗，滴油盘（可容纳所有的油量）-两个马达泵单元（每个泵为100%流量配置）-过滤器带堵塞指示器和旁路-泄压阀用于系统保护-充氮囊式蓄能器带安全保护模块（经TÜV检验）-一个压力传感器-一个温度传感器用于系统保护-一个液位开关（2个触点）用于系统保护-接线盒-一个移动压力测试装置带压力表和连接器用来检查不同测量点的油压力2.2 选项在每一个例子里都有一些额外的选件，如下所列：-PLC程序控制整个液压动力单元（马达/压力控制单元带压力传感指示）包括信号交换用于警告和报警状态指示MOD总线接口-抗燃油再生净化装置-活塞型蓄能器-冷油器/加热器-室外用机柜-回路过滤器单元-冗余过滤器单元-冗余传感设备-液压油缸带安全释放装置，根据德国TRD421规范或者按照客户指定请注意：对于特殊的应用问题，我们将提供您一个聪明和客户化的解决方案。
常用液压元件的结构及原理分析(图文讲解)
表5.1中图形符号的含义如下：
• 一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀 与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示；而阀 与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在图形符 号上用 L 表示泄漏油口。
• 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为 常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符 号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位 阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘 制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。
右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合， 密封腔容积不断增大，构成吸 油并被旋转的轮齿带入左侧的 压油腔。
左侧压油腔内的轮齿不
断进入啮合，使密封腔容积 减小，油液受到挤压被排往 系统，这就是齿轮泵的吸油 和压油过程。
2.3 叶片泵
单作用叶片泵
双作用叶片泵
2.3.1 单作用叶片泵
2.3.1.1 工作原理 压油窗口
“位”构成了不同类型的换向阀。
“位” (Position)一指阀芯的位置，通常所说的“二位 阀” 、 “三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的 工作位置，“位”在符号图中用方框表示。
所谓“二通阀” 、 “三通阀” 、 “四通阀”是指换 向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中 不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移 位时阀口的开关来沟通。
5.1.2 液控单向阀
(1)液控单向阀的工作原理和图形符号
(1)简式内泄型液控单向阀
此类阀不带卸荷阀芯， 无专门的泄油口。
A—正向进油口; B —正向出油口
K —控制口
简式内泄型液控单向阀
1 —阀体；2 —阀芯；3 —弹簧； 4 —阀盖；5—阀座；
6 —控制活塞；7 —下盖。
ESP液压执行单元关键零部件功能与结构设计
ESP液压执行单元关键零部件功能与结构设计ESP液压执行单元关键零部件功能与结构设计ESP的液压工作原理如图7-10所示，制动系统的布置为X形回路，左后轮和右前轮为一回路，右后轮和左前轮为一回路，对称布置的两个柱塞泵由同一个电动机驱动，实现对这四个车轮的压力控制。
ESP的液压组成主要包括12个电磁阀（阀l~ 12），其中6个是常开阀（阀l、阀2、阀5—8），6个是常闭阀（阀3、阀4、阀9—l 2），增压阀和限压阀均为常开阀，减压阀和吸人阀均为常闭阀。
早期的限压阀为了控制系统压力，采用的是溢流阀的结构，随着高速开关阀的高频PWM控制的介入，限压阀的结构也和增压阀一样，采用高速开关阀。
通过这1 2个电磁阀的不同组合，即可实现ESP 的不同功能。
其中柱塞泵单元（泵1、泵2）的作用，在ABS 功能时是使得制动液回流，因此在ABS中也常常称为回油泵；在TCS、ESP功能时是动力源，实现主动增压。
在柱塞泵前后的蓄能器和阻尼器的功能主要是吸收油压脉动，蓄能器的功能还包括在ABS减压功能时，暂时储存从轮缸回流的制动液，达到迅速降低轮缸压力的作用。
除此之外，还有电动机、单向阀和压力传感器，分别起到动力输出、控制液压管路流动方向和检测压力的作用。
具体而言，在ESP工作时，根据ABS、TCS和AYC功能的不同要求，ESP液压执行单元的各个零部件的动作方式也有所不同。
当驾驶人踏下制动踏板，ESP进入ABS功能时，在增压阶段，各个电磁阀均保持断电状态，制动液通过主缸，经过限压阀、增压阀直接进入到各个轮缸。
在这个阶段，由于动力源来自于驾驶人，主缸的压力较大，为了限制轮缸的压力增长过快，导致车轮迅速抱死，因此必须限制这一过程的增压速度。
这一过程的液压回路是主缸一限压阀一增压阀一轮缸。
主要的液压设计功能在于控制限压阀和增压阀的节流孔径，从而限制轮缸的压力增长速度。
当ABS功能需要压力保持时，将增压阀通电，使得增压阀关闭，这时轮缸和主缸之间的液压回路完全被隔断，轮缸内的压力也就保持一定。
第三章 液压动力机构
即阻尼力远小于液压缸输出力，泄漏损失远小于活 塞运动所需
流量，故该项很小，与1相比可以忽略，于是输出量方程可以简化为：
Vt KQ K ce K ce Vt FL ( s) xv ( s) s 2 xv ( s) 2 s 1 FL ( s) 4 E A2 4E K At At At At y ce y t X t (s) Vt mt 3 K ce mt 2 Vt Bt 2 s 2 s Vt mt s 2 K ce mt Vt Bt s 1 s s A A2 4 E y At2 4 E y At2 4 E y At 4 E y At2 t t KQ KQ At xv ( s ) K ce Vt s 1 FL ( s) At2 4 E y K ce
Vt K xv ( s) s ce FL ( s) 4 E A2 At At2 y t X t ( s) VK K K Vt mt 3 K ce mt VB K B s t t 2 s 2 t t 2 ce2 t 1 s ce 2 t A2 4E A 4 E y At2 4 E y At At At t y t KQ
dX t V2 dp2 Q2 At Cip ( p1 p2 ) Cep p2 dt E y dt
油缸无泄漏时Q1=Q2=Qf；考虑到泄漏，有：
Cep Q1 Q2 dX t 1 dp1 dp2 Qf At V1 V2 Cip ( p1 p2 ) ( p1 p2 ) 2 dt 2 E y dt dt 2
3.1.1 基本运动方程
高压液压(气压)动力单元_概述说明以及解释
高压液压(气压)动力单元概述说明以及解释1. 引言1.1 概述高压液压(气压)动力单元是一种重要的能量转换装置，它利用高压液体或气体作为动力传输介质，将机械能转化为流体能，并通过控制阀等附件实现对液压(气压)系统的控制。
在工业领域中，高压液压(气压)动力单元广泛应用于各种机械和设备中，为其提供高效可靠的动力支持。
1.2 文章结构本文将以以下方式进行分析和讨论：首先，我们将介绍高压液压(气压)动力单元的定义、背景和工作原理。
随后，我们会详细说明该动力单元的组成部分、常见类型以及工作参数与性能指标。
此外，我们还将解释不同的动力传输方式，并对其原理进行比较分析。
最后，我们会展望高压液压(气压)动力单元的发展趋势和前景。
1.3 目的本文旨在深入探讨高压液压(气压)动力单元的概念、原理和应用，并解释其关键技术特点。
通过本文的阐述，读者将对高压液压(气压)动力单元有一个全面的了解，并能够在实际工作中灵活应用和合理选择。
此外，我们还希望通过对其发展趋势和前景的展望，引发读者对未来相关领域的思考和创新。
2. 高压液压(气压)动力单元概述2.1 定义与背景:高压液压(气压)动力单元是一种能够传输高压液体或气体来提供动力的装置。
它通常由一个或多个油泵或者气泵、电机或者发动机以及液体或气体管路组成。
该装置可以利用高压液体或气体的充分能量，通过控制流体的流向和流量来实现各种工业和机械设备的运动和控制。
在工业领域，高压液压(气压)动力单元已经被广泛应用于各类设备中，如机床、起重设备、冶金设备等。
这些装置使用了高压流体来驱动活塞、缸筒等部件，从而实现了强大的推力和运动。
2.2 工作原理:高压液压(气压)动力单元主要通过两个关键组件来实现其工作原理- 泵与执行器。
泵主要负责将低压的油料转化为高压油料，并将其送入执行器中。
执行器接收到高压油料后，通过活塞、缸筒等部件的运动来进行力量的传递或机械装置的控制。
这样的工作原理使得高压液压(气压)动力单元具有一些重要的特点。
风力发电液压动力单元探究
风力发电液压动力单元探究风力发电液压动力单元的原理主要是利用风能将风轮转动，从而带动液压泵工作。
当风轮叶片受到风力作用，风轮转动，驱动液压泵工作，液压泵将流体压缩并输送至液压马达，液压马达再将压缩的流体能转化为机械能，带动发电机工作，最终发电。
液压动力单元的原理简单清晰，利用液压传动的特点，将风能高效转化为电能。
液压系统具有传动效率高，响应速度快等优点，能够更好地适应风力发电系统的工作要求。
二、风力发电液压动力单元的结构风力发电液压动力单元主要由风轮、液压泵、液压马达和发电机组成。
1. 风轮：风轮是整个系统中能量转换的关键部件，其叶片受到风力作用时可以实现转动。
风轮的转动速度直接影响着液压泵的工作效率，因此设计合理的风轮对于整个系统的性能至关重要。
2. 液压泵：液压泵是将液体从一个地方输送到另一个地方的能量转换装置，它将机械能转化为液体压力能，并将液压能输送至液压马达。
3. 液压马达：液压马达是将液体能转化为机械能的装置，它通过液压能转化为旋转机械能，驱动发电机工作。
4. 发电机：发电机将机械能转化为电能，完成发电过程。
这些组成部件相互配合，完成了风能-液压能-机械能-电能的转换过程，实现了风力发电系统的工作。
风力发电液压动力单元在风力发电系统中起着至关重要的作用，它直接影响着风力发电系统的性能和发电效率。
1. 提高转速稳定性：液压系统具有响应速度快、稳定性好的特点，可以有效地提高风力发电系统的转速稳定性。
在风速变化较大时，液压系统能够快速调整液压泵和液压马达的工作状态，保持输送流体的稳定性，提高发电效率。
2. 增强适应性：风力发电系统在实际工作中面临着风速不稳、风向变化等问题，而液压系统具有较强的适应性，能够根据工作条件进行调整，更好地适应风力发电系统的工作要求。
3. 提高能量转换效率：液压系统具有传动效率高的特点，能够将风能转化为机械能的效率大大提高，从而提高了整个风力发电系统的能量转换效率。
图文介绍如何读懂液压系统原理图（上）
图文介绍如何读懂液压系统原理图（上）遵循行内比较认可的定义，一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力单元、执行单元、控制单元、辅助单元（附件）和液压油。
之所以叫单元而不是元件，因为元件通常指代的是某一单个功能产品，而单元是很多个元件组成的一个功能集成体。
1. 动力单元动力单元的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指电机带动油泵，向整个液压系统提供动力。
2. 辅助单元辅助单元包括油箱、滤油器、冷却器、加热器、蓄能器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。
3. 液压油液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
4. 控制单元控制单元(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。
根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
根据控制命令方式的不同，可分为开关阀和比例/伺服阀。
5. 执行单元执行单元(液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。
从工程设计和现场布置的方便性，我们把上述五部分分成A和B 来讨论。
A: 包括动力单元、辅助单元、液压油。
根据实际情况和功能区分，我们更具体的定义为主油泵单元、油箱单元、循环泵组单元、以及蓄能器单元。
图示为某一大型液压系统泵站室内布置图，包括：油箱单元、主泵组、蓄能器组以及循环泵组单元。
上图实物对应的液压原理参考如下（不包含蓄能器部分）。
A.1 主油泵单元上图所示为9台主泵，其中8台工作，1台备用。
工业连续生产的液压系统，通常情况下会考虑备用泵。
我们现在对如下的单一泵组单元进行分析。
入口蝶阀带限位或接近开关，当该信号正常确保入口蝶阀是打开的状态，泵具有启动条件。
电机泵组为一体，把机械能转化为液压能，可以几台泵组公用一个底座。
此处的泵可选用齿轮泵、叶片泵以及柱塞泵。
对于每一种类型的泵，在主泵回路以及循环回路的设计上，都会有差异。
液压动力机构
4-1 推导阀控液压缸传递函数时需要哪3个基本方程？滑阀流量方程 L q v c L Q K x K p =-液压缸连续性方程 p t L L p t L e d d d 4d x V p Q A C p t tβ=++ 力平衡方程 2p pp L t pp L 2d d d d x x A p M B kx F t t =+++ 4-2 怎样理解液压动力元件——阀控液压缸的传递函数中的积分环节和振荡环节？阀控液压缸伺服控制系统可以理解为一个积分环节和一个二阶振荡环节串联。
4-3 怎样理解液压弹簧刚度Kh ？在封闭容器中的液体, 由于液体的可压缩性会呈现如弹簧一样的性质。
由作用在液压缸活塞上的作用力表达式, 被压缩液体产生的复位力与活塞位移成比例, 因此被压缩液体的作用相当于一个线性液压弹簧, 其刚度称为液压弹簧刚度Kh 。
4-4 为什么在分析设计阀控液压缸时, 取活塞在中位时的液压固有频率ωh 值？ 四边阀控液压缸与双边阀控液压缸的液压固有频率有何区别？ 并说明为什么？总液压弹簧刚度为, 当活塞处于中间位置时, 若, 则有, 此时液压弹簧刚度最小。
当活塞处在液压缸两端时, V1或V2接近于零, 液压弹簧刚度最大。
由于, 当取活塞中位时, 刚度最小, 此时满足阀控液压缸的响应速度要求时, 即整个系统满足响应速度要求, 所以取活塞在中位时的液压固有频率ωh 值。
双边阀控液压缸和四边阀控液压缸的输出方程以及传递函数的形式是一样的, 但固有频率和阻尼比都低了倍。
这是因为双边阀控液压缸缸只有一个控制腔, 只形成一个液压弹簧, 所以在其它参数相同的条件下, 四边阀控液压缸的动态响应要比双边阀控液压缸的动态响应好。
4-5 为什么在设计液压控制系统时要采用零位阀系数Kq0和Kc0？阀工作在零位时, Kq0最大, Kc0最小, 此时系统阻尼最小。
在这个点上系统稳定, 则在其他各个工作点也是稳定的, 因此在设计液压控制系统时要采用零位阀系数Kq0和Kc0。
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广西工业职业技术学院设计说明书课题名称：液压动力单元的结构设计姓名：农万康专业：机电一体化专业班级：机电0833起止日期：2010年9月至2010年11月指导教师：苏玲娇广西工业职业技术学院设计说明书（学生填写）题目：液压动力单元的结构设计液压动力单元的结构设计摘要随着个国的经济飞速发展和世界人口的不断增加人类消耗的自然资源越来越多，陆地的资源正在日益减少。
开发“蓝色经济”共同面临和急需解决的问题便是采用先进的跨科学的技术手段来探索。
因此，设计一个能适应海洋环境的液压动力源已迫在眉睫。
本文设计内容为开发一套6000M深海液压动力单元，工作压力为21MP，额定排量35mL/min,作为液压动力源在考虑了一般陆地环境必须注意的问题，如液压系统的污染、泄漏、液压冲击、振荡和噪音外，还必须考虑在深海环境下的新问题重点归纳来包括压力平衡问题、密闭问题、电缆的接口问题以及材料防腐蚀问题。
众所周知，海洋深处有很大的压力的，而且随着深度的加深，压力也就越大，当到达6000米时，压力为60MPa。
如果这么大的压力都由液压动力源来承担，再加上系统工作所要的压力，液压泵的负担是很重的，而且这样也不经济，液压动力单元的效率会非常低，同时整个结构的外壳也必须做得很厚以承受水压。
这样就加大了系统的重量，在系统的密封工作方面也带来很大的难度，所以必须要设计一个特别装置来平衡系统的内外压力。
本文就针对这问题经过详细分析后，设计出一套适合的压力平衡装置，同时也对压力平衡后的系统平衡问题、密闭问题、电缆的接口问题以及材料防腐蚀问题进行了分析。
关键词: 动力单元压力平衡压力系统第一章前言。
1 1.1液压传动的发展概况11.3第一章前言1.1液压传动的发展概况液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。
如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。
1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。
我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。
60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。
当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。
同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。
目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。
我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。
由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。
1.2液压传动的应用及组成1、1、1液压传动的应用液压动力单元是一种以受压为工作介质进行能量传递。
转换和控制的传动。
与机械相比，液压传动具有功率-质量比大，布局灵活多变并能实现无级调速等多种技术优势，在现代工业、农业、建筑业、航空航天、河海工程。
科学实验，公共设施与环境等领域中得到广泛应用。
液压传动技术作为现代机械设备中一种实现传动与控制的重要技术，对先进液压动力单元的发展具有很大的促进作用。
1.1.1液压传动的组成1）能源装置——液压泵。
它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。
2）执行装置——液压机（液压缸、液压马达）。
通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。
3）控制装置——液压阀。
通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。
根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
4）辅助装置——油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。
5）工作介质——液压油。
绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。
液压动力源一般由液压泵组、油箱组件、控温组件、过滤器组件和蓄能件5个相对的组件组成；1.3设计与使用一般液压动力源的关键液压系统的污染、泄漏、液压冲击、振动和噪声问题，这些是设计与使用一般液压动力单元的几个关键，并对液压站的设计质量的优略和使用效益。
效果的发挥有很大影响。
污染控制。
油液中各种颗粒污染物在滑阀间隙内会引起滑阀卡阻故障，会导致出现液压元件中的阻尼小孔或节流小孔堵塞造成元器件失灵等问题。
有研究资料表明，液压系统的故障约有80%以上是因液压油所造成，而不同的污染途径和污染物形态对液压系统造成的危害又不尽相同，所以污染控制十分重要。
泄漏。
如果由于某种原因导致油液超过了边界，流到不应该去的其他容腔或系统外部，称为泄漏。
内泄漏是从元件的高压腔流到低压腔的泄漏，而外泄漏是从元件或管入中流到外部的泄漏。
按照泄漏机理不同，又有缝隙泄漏、多孔隙泄漏、黏附泄漏和动力泄漏等多种形式。
液压冲击。
在液压系统中，由于某种原因引起的压力急剧交替升降的阻尼波动过程，称为液压冲击。
液压冲击使系统的瞬间压力较正常压力大许多倍，这种现象常使液压元器件、管道及密封装置损坏失效，引起系统振动和噪声。
振动和噪声。
是液压装置运行中经常发生的两种现象。
振动是弹性物体的固有特性，噪声源于振动，发声噪声的振动称为声源，所以噪声的控制归结为振动的控制。
除了某些利用振动原理工作的液压设备外，液压系统的振动多数情况下是有害的，它影响主机和系统工作性能及使用寿命。
噪声除了造成人的听力损伤外，还会分散操作者的注意力，还可能淹没报警信号，造成人身、设备事故。
随着液压系统的高压、高速化，振动与噪声的控制就显得重要。
它也是液压动力源设计中应重点注意的一个问题。
除此之外，油箱的设计也是一个相当重要的问题，油箱除了有存储液压油液的作用外，还担负了散发油液热量、逸出空气、沉淀杂质、分离水分的作用。
1.4设计深海液压动力源的特殊要求首先深海液压动力源也是一个液压动力源，所以也要注意一般环境用的液压动力源的要求，由于他的特殊环境要求，液压动力源也需要有特殊的设计。
海水含有很多矿物质并且显示碱性，液压动力源要在海底作业，肯定是要整日整夜泡在海水里，自然会对一般材料产生腐蚀作用，所以需对其进行防护，或者选择防腐材料，此外在海水的相对高压环境里密封、润滑和接口工作也是一项相当重要的技术。
一般环境下使用的液压动力源，大多数的邮箱设计都是邮箱与外界接通的，只需在邮箱与外界之间设置一个通气过滤器，这样保证液压动力源邮箱内的压力和外界压力相等。
但是内在海底是不能直接这么处理，油箱中的油液不可能与海水接触，所以怎样使系统压力平衡是一个需要解决的问题，现在假设在深6000M的海底进行作业，计算其相对压力可用公式：P=pgh第二章液压动力单元的总体设计2.1液压动力源的集中结构形式液压动力源按布置方式分为上置式、非上置式和柜式。
①上置式液压动力源。
泵组布置在邮箱之上的布置方式成为上置式。
上置式布置方式按电动机的摆放位置又可分为立式和卧式。
当电动机立式安装，液压泵置于邮箱内时，称为立式液压动力源；当电动机卧式安装，液压泵置于邮箱上时，称为卧式液压动力源。
②非上置式液压动力源。
将组布置在底座或地基上的液压动力源称为非上置式。
如果泵组安装在与邮箱一体的用底座上，则称为整体液压动力源；将泵组单独安装在地基上则称为分离型液压动力单元。
整体型液压动力源又可分为旁置式和下置式两种。
③柜式液压动力源。
将泵组合邮箱整体置于封闭型柜体内的结构称为柜式液压动力源。
2.2各种布置的比较上置式液压动力源占地面积小，结构紧凑，液压泵置于邮箱内的立式安装动力源，噪声低且便于收集漏油，一般应用于中小功率的液压泵站。
当采用卧式动力源时，由于液压泵置于邮箱之上，必须注意各类液压泵的吸油高度，以防液压泵油口处产生过大的真空度，造成吸空或气穴现象。
非上置式液压动力源由于液压泵置于邮箱面以下，故能能有效改善液压泵的吸入能力，这种动力源装置高度低，便于维护，但占地面积大，适用于泵的吸入允许高度受限制，传动功率较大，而使用空间不受限制，以及开机率低，使用时又要求很快投入运行的场合。
新一代的这种布置方式的液压动力源可以将液压泵组、邮箱组件、控温组件等集成为一个整体，机构做得相当紧凑，并且能保证一定压力和排量，如近些年来出现的通用性较强的液压动力单元就是典型代表。
柜式液压动力源装置可在柜体上方便布置各类仪表板和电控箱，且外观整齐美观，因泵组被柜体封闭而屏蔽了噪声，同时能有效减少外界污染，其缺点式由于需顾及操作和维护的空间及液压泵系统的散热，致使其外形尺寸较大，通常仅在中、小功率场合及实验室采用。
2.3布置方案的选定考虑到本次设计的液压动力源的实际使用环境，在满足压力和排量要求的前提下，整个系统做得越小越紧凑越好，不仅占地面积小，而且也节省了不少材料，在这个大前提下，初步选择的方案是采用非上置式整体型液压动力源，在体积和布置上向液压动力单元形式靠进。
因为海水的腐蚀性，液压动力单元最外层与海水接触部分材料要选用特殊材料，并且希望这种材料的面积尽量小且形状规则，如果电动机和液压泵放在邮箱外面，这样必将增加外壳材料表面积，也会使得外壳的形状相对复杂，随之而来的装配和焊接问题就会更多，这里采用将电动机和液压泵放在邮箱内部，如图里5-1所示，这样整个液压动力单元从外形上看就较为简洁。
图5-1所示结构采用的电动机式一般陆地环境使用的普通三相异步电动机，电动机外壳内时有空气的，这样就需要在电动机轴的出口处加动密封装置，防止液压油进入电动机线圈内，因为当海水深度达到6000m时，压力将达到60MP，所以对这个密封装置的要求很高。
a为解决这个问题，考虑将电动机换成现在较为先进的水下电动机，由于这项技术属于较为前沿的技术，还没有完整的系统资料，所以下面引用国外某水下电动机的资料。
水下电动机应着重考虑电动机耐受水压以及水的隔离问题，某公司的产品用了两种方法。