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录 面向液压系统的分析研究 摘要 ：本文介绍了面向对象的分析方法，并给出了一种面向对象的分析模型的表达方法。以液压系统设计为工程应用背景，探讨了面向对象的分析方法在工程系统分析中的应用。按照类别对象层、结构层、主题层、属性层和服务层五个层次分析了液压系统的类层次构成及其连接与通信。 关键词 ：对象；面向对象的分析；液压系统 问题描述 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、 上分类只是粗略分类，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。 类和对象是对应用论域中的概念的标识，是系统分析的基础。这一过程要考虑许多情况，以形成软件复用的基础。类和对象的标识是从对问题描述的分析开始的。在液压系统中抽取出如下的对象 (本文的类和对象都是以大写字母表示 )：液压系统(执行元件 (液压缸 (液压马达(液压回路 (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 (液压泵 (阀 (压力控 2 制阀 (流量控制阀 (方向控制阀 (液压辅件 (普通阀 (插装阀(叠加阀 (。因为液压系统是一个很复杂的系统，在此不可能将所有的对象都列出，本文只列出了部分对象，为下文继续分析提供依据。 结构层反映了对象之间的组装及继承关系。整体一部分结构标识了组装结构，泛化 特化关系反映了继承关系。如果父对象，泛化对象的属性或特征可为其所有 的子对象，或特化对象共享，就建立起了泛化 特化关系。父对象和子对象的这种属性共享就称之为继承性。父对象是由若干子对象以某种方式组装而成的，就构成了整体一部分关系。这种关系一般建立在物理组装的基础上。虽然整体一部分关系不像泛化 特化关系那样具有继承性，但它们也同样有重复度和参与度的特征。重复度是指组成一个父对象的子对象的数量。 (例如，一个液压系统中有若干个调速回路。 )参与度是指父对象或子对象是否都必须在整体一部分关系中出现。 (例如，一个液压系统有若干个调速回路，而一个调速回路并不一定是一个液压系统 的一部分。 )在液压系统中由液压回路组成了液压系统，液压元件组成了液压回路，所以整体一部分结构较容易标识。泛化 特化关系在液压系统中也是广泛存在的。 液压元件简介 摘要 本篇论文主要研究了一个压力控制变量泵的模型，它的研究将为复杂液压系统的元件选择提供依据。它是由实际的液压泵提供的数据做成了，再现了液压泵的静态性能很动态性能。同时本文也列举了不同类型的液压泵和液压阀以及它们的定义。 关键词：泵；阀 复杂液压系统的设计就像是商用飞机上的液压系统，它的设计尤其要考虑系统的重量、能量消耗和成本。从这个角度来讲，就 要求助于液压系统的整体模型而不能仅仅依靠单个的液压元件的供应商提供的数据。所以液压系统的设计者很需要一个模型数据库。不幸的是，现在的水泵建模主要集中在设备和元件设计，现有的模型库是非常贫瘠的。 为此，准确的建模预测，建立详细的成分分析就需要大量的参数来衡量和确认。这个要求就发起了水泵的建模工作。 液压系统当中最重要的一个元件就是液压泵，它能够提供不断的压力油。 舵 、 活塞 、 径向或轴向柱塞泵 的 位移 和 驱动 、 内部驱动 来实现的， 以保持预期 的 出口压力 。 这样变量泵就产生了。下图是一个活塞泵的图示 图 1：压 力泵图示 (轴向活塞 ,可变排量 ,压力调节 ) 供应数据和和认证过程中给予的典型情节，将被视为唯一的建模材料。有关泵模式、稳态水力特性的液态动力（出口压力，出口流量，泄露流量）由于轴角速度机械效率与交付流的瞬态响应增加或减少流量的需求，而压力脉动也可以观察到。 液压系统中常使用三种类型的液压泵。即旋转式液压泵，往复式液压泵，离心式液压泵。简单的液压系统会用到不只是一种泵。趋势是特定的任务使用最佳性能的泵。在一台机器中，根据液压系统的要求，泵的特征为两种类型系列的情况并不罕见。例如，离心泵用来对增加压力旋转泵用来为控制运动的可变位移增压泵提供压力油 2回转泵 这种泵在现代液压系统中应用为极其流行。被广泛用于各种不同的设计中。当今最普遍使用的回转泵为正齿轮泵，内啮合齿轮泵，滑片泵，螺杆泵。每种类型都有其优点以满足生产需要。 正齿轮泵这种泵有一对相互啮合的齿轮，安置在一个尺寸合适的壳体中。旋转其中一个齿轮，主动齿轮带动第二个齿轮，或者从动轮，第二个齿轮带动第一轮齿。通常，驱动轴与泵的上面的齿轮相连。 当齿轮泵第一次运转，齿轮旋转使得泵中的气体被挤入出口管。空气在壳体中得这种运动，在泵的压腔形成一 个特殊的真空。油箱的油液在大气的作用下，把油液带入压油腔。油液被拦截在上下齿轮的间隙以及泵的壳体之间。齿轮连续的旋转运动，齿间槽中的油液被挤出，通过泵的出口输出。 4 液体与油从两啮合齿轮轮齿与壳体间流出一样。当齿轮泵对液体运动时，泵中液体的压力升高。气穴，形成于不啮合的齿轮轮齿间。使得更多的油被吸入油腔中，外啮合齿轮液压泵是恒定排量单元，在主轴转速恒定的情况下，压力排量一定，唯一种可以控制液体流量的外啮合齿轮如图 以通过控制多种主轴转速来改变排量。液压系统使用的可调制的齿轮泵发展到压力可达大约 3000 滑片泵 这种泵含有许多可以在泵的转子槽的内部和外部自由进出，滑行的滑片，当泵带动转子旋转，叶片由离心力，弹簧力作为压力使其顶部和定子内表面产生可靠接触。当转子旋转时，油流通过吸油口吸入，在叶片间流动，油液从泵壁中流动直到到达出口为止。工作腔的油液经配油盘在吸油口和压油口输送到出口管中。 控制阀 压力控制阀在液压循环系统中，用来保持在循环系统中各部分所需要的压力。压力控制阀通过将液体由高压区域转向低压区域，使得获得所需得压力，从而限制高压区域的压力，或者阻止液体流向其他区域，用溢流阀、平衡阀、 减压阀、顺序阀、卸荷阀来实现液体的流动。流向和换向都是安全的。调节流量到另一区域内的阀类可能是减压型的。 压力阀也可以定义为常闭式或常开式二通阀。顺序阀、溢流阀、卸荷阀和平衡阀都属于常闭式二通阀。当需要用到他们设计所需功能时，二通阀才会部分或者全部开启。减压阀为常开式二通阀，它的作用是限制和阻碍液体流到其他区域。可以说，不论是哪种操作方式，阀类元件为所需的压力控制提供了固定的流动口。当阀类用于引导循环时，一般不设立孔，卸荷阀就是这个种类的阀。它本身不起调节作用，完全取决与外部的循环信号。溢流阀、平衡阀、减压 阀、顺序阀在操作中可以认为是全自动控制，是靠内部的循环信号来控制的。 1、 压力控制阀的类型 常见的压力控制元件是： 安全阀。该阀通常是提开类型的二通阀。当液体压力达到设定的出口压力时，该阀将其他的液体导入另外的一个区域。这种类型的阀可以起到保护管道和设备免受过大的压力。 溢流阀。回路中该阀所连接的区域内限制可以施加的最大压力值的阀被称为溢流阀。 平衡阀。该阀使液体只能从一个方向流出，而限制其不能从另一个方向流出。 顺序阀。该阀是用来控制多个元件的顺序动作。 卸荷阀。该阀允许压力升到某一可调的设定值，然后控制油源 力。如果压力升高，他就使油液流向旁路。 减压阀。该阀的作用是保持出口压力的恒定，不受进口压力的大小影响。 2、 控制阀 容积或流量控制阀用来调节速度。正如前面章节介绍过的，执行元件的速度取决于泵一次向每个执行元件提供多少油。用变量泵控制流量是可以实现的，但是在许多回路中采用固定泵提供动力，用容积控制阀来控制流量的设计更为实际。 3、速度控制方法 应用流量控制阀控制执行元件的速度主要有三种方法。它们是进油控制，出油控制和分流控制。 在进油控制回路中，流量控制阀安在液压泵和执行元件之间，这样 的话，它就直接控制了进入执行元件的流量。泵抽出的多余的油液通过安全阀流回油箱。如上所说，流量控制阀安在液压缸之前，它只能控制一个方向的流量。在油液回路上必须与流量控制阀平行安装一个安全溢流阀。如果想控制两个方向的流量就要在液压泵的出油路上方向控制阀之前安装一个流量控制阀。进油控制有很高的精度。它适用于执行元件的负载持续受力的场合，例如在负载下垂直提升液压缸或者以某一个速度持续承受负载。 出油控制适用在负载将要卸载的时候。此时流量控制阀用来减缓执行元件中的油液回流。为了调节两个方向的速度，流量控制阀安装在油 箱和方向控制阀之间。此时又在回路上安装一个背压阀用来减缓系统的振动。 分流控制回路。流量控制阀减少了泵向执行元件的供油量，并通过调节泵中泄油的大小来决定执行元件的速度。这种回路的优点是它能随着系统的工作压力调节泵的供油压力。因为它可以把泵中多余的油液通过流量控制阀分流而不是通过溢流阀泄流。它的缺点是精确度不高，因为流量经过分流而不是进入液压缸。这就使得进入液压缸的流量随负载变化而变化。分流控制不能用在负载即将卸载的时候。 4、流量控制阀的类型 流量控制阀分为两种类型：压力补偿型和无压力补偿型。后者常用在负载 压力相对稳定，进给率要求不太严格的地方。有些复杂的单元可能甚至包含一个检查阀，用来检查液流是否从相反方向自由流出。但其实这如同一个固定的孔或可调整的针。阀那样简单使用无压力补偿型阀有些限制。因为液流由孔通过后压力被损失为通过孔前压力的平方根。这意味着工作载荷的细微改变将会是影响进给率的。 6 液压动力的应用 对于两点之间较远的传动，不适合传动带和传动链传动的系统，可优先考虑采用液压传动，液压传动的优点是：低速大转矩、结构紧密、传动平稳、无振动的平稳滑动，速度和方向能灵活控制，输出速度可以实现无极快速变化。 由电 力驱动的油泵提供有传递能量作用的油液，并可供给液压马达或油缸，从而将液压能转化成机械能。液压油流动是通过控制阀进行控制的，压力油的作用产生线性或螺旋性的机械运动，此时油液产生的动能相对低。因此，有时候使用静压传动。液压马达与液压泵的结构几乎是相同的，任何液压泵都可以当成马达应用，一定时间的流量可由调节阀或使用变量泵来控制。 一般说来静压传动可分为直线式的和旋转式的，旋转式传动产生旋转运动，而由活塞及缸体部件产生往返的运动是线性运动。 所有液压马达的功能基于同一原理，压力油被交替的挤入、挤出到油腔中，进油循环由最小的腔体注油开始，当油腔达到最大容积时，油腔和油路隔开，停止进油，然后通过回油路油液返回到油箱中，同时另一个油腔开始进油。 液压像现在这样广泛的使用还是近两年的事情。事实上，正是现在整体泵的出现，促进了这种机床操作形式的发展。液压动力机床有许多的优点。其中优点之一就是可以在整个使用范围内实现无级变速控制。另外，可以轻易地改变动力方向，实现多种变速。液压系统用于多种机器中使许多复杂的联结变得简单，甚至通过液压系统可以消除这些联结。 液压驱动的另外一大优点是它具有良好的柔性及恢复力，除了良好的润滑功能之外， 液压驱动另一改进在于此种方式不会损失机床表面，可以加厚切削厚度，持续工作的时间更长而不需要进行重磨。 到目前为止，大多数液压机床仅能做直线运动，旋转泵的使用促使一种或更多的直线运动成为双程形式，通常人们使用活塞来达到这一要求。有些情况下，像车床加工时刀具做直线运动而工件做旋转运动就是用液压系统驱动或者控制的，这样的旋转运动可以通过液压马达来实现 液压系统都很受欢迎 ,在许多类型的农机设备 ,因为它们减少了需要复杂机械的联系和允许远程控制的诸多行动。 液压系统是用于提升农具 ,如犁 ;为了改变这一立场的执行元件 ,例如联合收割机头或推土机推土 ;操作遥控液压马达等 ,并协助策划和刹车。 要做好自己 工作 ,液压系统必须储存流体高压下 ,一般是 2000磅或更多 。有释压的时候，移动元件。液压油在高压下也是很热的。工 人暴露在这些缺点下的时候就会发生烫伤等一些伤害皮肤的事情。许多液压系统都会在蓄能器中存储许多能量。这些蓄能器存储一定压力的能量，当系统不能满足机械要求时，蓄能器就会释放能量。 或当液压泵故障。 即使泵可停止或执行 中断 时 ,系统仍 存在 压力 。为了系统的安全工作，在工作之前一定要释放系统压力。 在 液压系统 中 大概是最常见的 损伤是由于针孔泄漏 引起的 。 这些漏 油 都难以找到。 一个人可能会发现潮湿 、 油腻 、 肮脏的地 、但是却很难发现泄露的地方。当他沿着痕迹找到时，就会用手去触碰。这时液压油就会向一个注射器一样喷溅到手上或者胳膊上。刚开始的时候人会有一种蚊虫叮咬的感觉，所以就不会很在意。但是几个小时之后你就会感到疼痛。这时候再去就医，就会牺牲一个手指头或者胳膊。很幸运的是这种事故不是经常发生。为了 防止事故的发生，我们常常在油管上包上一层保护层以防止泄露。 另外一个危险之处就是高低压元件的不适当匹配。不要把一个高压泵连接到一个低压系统 上。一些低压元件也不适合安装到高压系统上。如果你这样做了那么危险就会发生。将减压阀安装到系统上将会避免由于不适当的安装引发的危险。经常清洗并检修这些阀，才能保证系统的正常操作。 系统维护 一个维修保养不当 的 液压系统 ， 可导致元件 损坏 。 安全液压系统性能要求一般保养。 定期检查漏油 ， 软管磨损。 保持 油液清洁，并定期更换过滤器。 。 外壳缸杆防护润滑剂 ,以避免生锈。 安全操作 遵守以下规则以保证系统安全操作： 离开以前一定要把机器停止。 机器一定要摆放在小孩子够不到的地方。 当你工作的时候一定要把 机器用木块或其他东西垫高，不要用千斤顶垫着。 当机器运转的时候一定不要修理机器系统，除非是万不得已。 在机器工作时不要随意移动液压缸。 8 数控与自动化 迄今所叙述的机床自动化的主要不利条件是这项技术的经济性。装备一台进行自动化生产的机床是很费钱的。因此除非零件的生产量非常大，否则，机床自动化就会因为成本过高而变得不可行。非常需要一种在单批量生产中既快速又经济的自动化生产方法。这种方法已经有了，这就是数控机床技术。采用数控机床技术时，零件的图纸先被转换成穿孔纸带型的指令，经计算机改变后用来控制专业机床生 产。这样，前面所介绍的通用机床就是按照存储在磁带上的信息去加工零件。磁带可以反复用来重复加工相同的零件，业可以储存起来以后备用。而且，可以用其他磁带来命令同一部机床加工另外的零件。数控和自动装置很多性能是一样的。然而，数控技术更灵活，装备机床的花费更少，更换更快，而且停机维修时间更短。 在加工外型轮廓时，数控能够用数学方法将确定的曲线转换成成品，既节省时间又无需样板，还可提高加工精度。另一个优点看来是能大大节省时间，也就是说不增添设备就能提高生产效率。 自动化并不是什么新鲜事。半自动化及其已在纺织业和工程中 使用多年。这些机器仅需在工作前安装调试好，加上负荷启动起来就行了。然后，在一段有限的时间内，它们就会自行工作，只需一个操作工人照看它们就够了。人们由这类机器研制了传输机，它们多数用在汽车制造业中。在使用这些机器阿生产厂家，工件加工中的各个阶段都是在一条机器作业线上的某台自动机器上完成的。待加工工件是自动装上机器的，从一台机器传送到下一台机器也是自动的。 目前使用的大多数传输机采用电动、启动或者液压技术。 虽然利用气动和液压方法进行自动控制已经达到很高的效率，但是，进来发展起来的更多的电子技术比起它们来却有很 多优点。采用电子控制方法能使控制系统的操作更迅速、更精确而且更灵活。它们还使信息处理成为了可能。无论是控制系统本身的内部信息还是来自外部的信息，都可以利用电子技术进行处理。这样，就可以对及其复杂的工序进行自动控制。 录 B 外文文献 is a OA is in is as to OA to is we of he is of of of is a in of of to is it of of to up in , is it to to of a is a It is is as is by it is to 10 of to on , of is of of is to of of in is of a of in to is of to in of : , of , , , . , . is a in of of is it to of If is it of or to is it is it to up of of s in a by of is up on is is it in of to is it up of of to (is in or in in (a )In up up so of ne of of is by OA is is in of or In in up a of be as a of is of to or to So as it is to to to is in to to of up of it up in a of up as 12 n a of in to be in of is in to at On of he of in a on a it is to be to to of at of a on on or is of a of to be or to of of in is at a is or is by an in to In is 1 an of an 1 be as to be in or on be 1. of s in 1). 2). ). of is to In of to of it is to of or a be to a 2. in in it a in a of or to 14 is to of is of of a on of an is by is of of of in a is by on as it is A is in as to be A is a is at a of by a of be is by in up to 000 p/s. 3. a of to
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