高压液压缸试验台的设计与分析

摘要

液压缸是把液压能转变为机械能的、做直线往复运动或摆动运动的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。但随着科学技术的不断发展，一些工业设备和工程车辆上应用的液压缸对其提出了更高性能的要求。为了制造出更高性能的液压缸，就需要有一套与其相适应的液压缸试验台。液压缸试验台正在向着高精度化、高智能化、高自动化的方向发展。
　　本论文首先介绍了液压缸试验台的发展概述、试验内容以及试验台的设计要求。然后对液压缸总体设计方案进行了阐述，进行了液压系统原理图的设计，并对试验台中的主要元件做了计算选型。接着应用Solidworks软件对液压缸试验台进行三维建模，通过虚拟设计验证了试验台结构设计的合理性，并应用此软件进行了液压阀块的结构和孔道设计，然后应用仿真模块对阀块阀块进行有限元分析验证结构和孔道设计的合理性。然后介绍了试验台的电器控制系统和部分电器元件的选型。电器设计过程中通过三菱PLC对其中的开关量进行输入输出控制，应用NI公司的PCI(数据采集板卡)对其中的模拟量信号进行采集并输出。最终通过工控机以及LabVIEW设计程序实现整个试验台的计算机控制过程。
　　本论文通过虚拟样机技术对液压缸试验台进行了结构合理化设计;并通过工控机、虚拟仪器、PLC、电磁阀的联合应用实现了液压缸试验台的高度智能化、自动化。本文对高性能以及高度智能化、自动化的液压缸试验台设计具有一定指导和借鉴意义。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 液压缸试验台的发展概述

1．1．1 设计开发液压缸试验台的必要性

1．1．2 液压缸试验台的发展情况

1．2 液压缸出厂试验的内容

1．3 本试验台试验用油液

1．4 本液压缸试验台的设计要求

1．4．1 液压缸试验台的主要性能要求

1．4．2 液压缸检测系统的功能要求

1．4．3 液压缸试验台电气控制系统的要求

1．4．4 计算机控制系统的功能要求

1．5 液压缸试验台的方案概述

1．6 本章小结

2 液压缸试验台液压系统设计及液压元件的计算选型

2．1 液压缸实验台设计方案

2．2 液压系统的原理说明

2．2．1 高压系统

2．2．2 供油系统

2．2．3 超高压系统

2．2．4 内泄漏测量系统

2．2．5 气动排油系统

2．2．6 循环过滤系统

2．3 液压系统计算与选型

2．3．1 液压泵及驱动电机的计算选型

2．3．2 液压阀的选择

2．3．3 液压附件的计算选型

2．4 液压缸各项试验的说明

2．4．1 试运转

2．4．2 动压力特性试验

2．4．3 耐压试验

2．4．4 泄漏试验

2．4．5 缓冲试验

2．4．6 行程检测试验

2．4．7 超高压试验

2．5 本章小结

3 基于Solidworks的三维建模与有限元分析

3．1 三维实体建模理论

3．2 Solidwoks简介

3．3 试验台阀块的设计建模与有限元分析

3．3．1 液压阀块设计

3．3．2 液压阀块三维模型的建立

3．3．3 装配体干涉检查

3．3．4 液压阀块的有限元分析

3．4 基于SolidWorks routing模块试验台的管路布置

3．4．1 routing平台介绍

3．4．2 试验台的管路布置与建模

3．5 液压缸试验台总装模型

3．6 本章小结

4 测控系统设计与主要元件选型

4．1 虚拟仪器的发展和应用

4．1．1 虚拟仪器技术的形成和发展

4．1．2 虚拟仪器技术在液压控制中的应用

4．1．3 LabVIEW与PLC结合应用概况

4．2 液压缸试验台测控系统方案设计

4．2．1 PLC控制的必要性

4．2．2 测控系统方案确定

4．3 测控系统硬件选型

4．3．1 传感器选型

4．3．2 数据采集卡选型

4．3．3 PLC的选型

4．3．4 PLC通信模块简介与选择

4．4 本章小结

5 PLC程序设计

5．1 PLC输入输出端子的配置

5．2 应用GX Developer程序设计

5．2．1 GX Developer简介

5．2．2 液压缸试验台PLC程序设计

5．3 本章小结

6 LabVIEW界面及程序设计

6．1 LabVIEW简介

6．2 LabVIEW前面板设计

6．2．1 参数设置前面板设计

6．2．2 试验过程前面板设计

6．2．3 参数调整前面板设计

6．2．4 数据管理前面板设计

6．3 LabVIEW框图程序设计

6．3．1 数据采集程序设计

6．3．2 试验项目程序框图设计

6．3．3 LabVIEW与PLC通讯框图设计

6．4 本章小结

7 结论

参考文献

作者简历

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