電氣工程與自動化畢業(yè)論文船舶錨機液壓驅動系統(tǒng)設計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設 計</p><p>　　船舶錨機液壓驅動系統(tǒng)設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程與自動化 </p><p>　　學生姓名 學號 </

2、p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加速和全球經(jīng)濟的快速增長，海上運輸需求量越來越大，對船舶的要求也逐漸向大型化

3、、專業(yè)化、快速化、自動化發(fā)展。在未來的時間里，國內外對船舶需求依然旺盛。中國造船業(yè)需要把握時機，加快提升自己的技術水平。</p><p>　　隨著航運和造船業(yè)的迅速發(fā)展，液壓技術在船舶上的應用日益廣泛，尤其是遠洋船舶、特種工程船舶都大量采用液壓傳動和液壓控制技術。為了提高船舶配套機電設備的市場適應能力和創(chuàng)新水平，提高船舶錨機液壓系列設備的技術水平。對船舶錨機液壓系統(tǒng)進行優(yōu)化和系統(tǒng)化研究設計。錨機設備用于船舶在碼頭

4、停泊時的船位固定，協(xié)助船舶靠離碼頭，也可在緊急情況時協(xié)助船舶制動?？梢婂^機對于船舶的安全有著巨大的保障作用。本文首先對錨機設備進行了簡要的介紹，并介紹了部分錨機的工作原理，指出了一些不足。通過對錨機液壓驅動系統(tǒng)的分析和研究，初步確定錨機液壓系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)的流量，并根據(jù)數(shù)據(jù)計算液壓元件的參數(shù)，提出選型的原則。利用VB語言編制液壓系統(tǒng)計算、校核等功能的軟件模塊，方便液壓錨機驅動的系統(tǒng)設計、計算和校核。利用Access建立標準液壓元件數(shù)據(jù)庫，

5、利用ADO技術對數(shù)據(jù)庫進行訪問，以此進行對錨機液壓驅動系統(tǒng)設計的快速開發(fā)和完善。</p><p>　　關鍵詞：船舶錨機；液壓錨機；系統(tǒng)設計；數(shù)據(jù)庫</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As process of global economic integration accelerate and globa

6、l economy's rapid growth, sea transport growing demand in the ship's requirement, also gradually toward large-scale, specialization, quickly, automation development. In the future, the time at home and abroad shi

7、p demand remains robust. China shipbuilding need to seize the opportunity, accelerate upgrade their technical level. </p><p>　　The rapid development of shipping and shipbuilding, hydraulic technology in the

8、spread of wide application, especially the ocean shipping, special engineering dissemination all adopt a large number of hydraulic transmission and hydraulic control technology. In order to improve the ship supporting el

9、ectromechanical equipment market adaptiveness and innovation level, and improve shipping windlass hydraulic series equipment level of technology. On the ship's anchor machine hydraulic system optimiza</p><

10、p>　　Key words:Ship Windlass；Hydraulic Windlass；System Design；Dataase</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p

11、><p>　　1.1 船舶工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢2</p><p>　　1.1.1船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.1.2船舶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點和趨勢2</p><p>　　1.1.3我國船舶制造業(yè)的形勢3</p><p>　　1.2 本課題研究的背景和意義3</p><p>　　1.

12、3設計的步驟和過程5</p><p>　　1.3.1設計步驟5</p><p>　　1.3.2設計內容6</p><p>　　第2章 錨機簡介7</p><p>　　2.1錨設備概述7</p><p>　　2.1.1錨裝置的功能7</p><p>　　2.1.2錨裝置的組成7<

13、;/p><p>　　2.1.3錨設備技術性能要求8</p><p>　　2.1.4錨設備的系船力9</p><p>　　2.2錨機的發(fā)展背景和歷史9</p><p>　　2.3錨機控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀9</p><p>　　第3章 錨機液壓系統(tǒng)11</p><p>　　3.1液壓錨機的組成

14、11</p><p>　　3.2錨機液壓驅動系統(tǒng)的工作原理12</p><p>　　第4章 錨機液壓驅動系統(tǒng)的設計方案15</p><p>　　4.1液壓驅動系統(tǒng)設計的工作15</p><p>　　4.1.1液壓驅動系統(tǒng)的基本組成部分15</p><p>　　4.1.2液壓驅動系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)流量15</

15、p><p>　　4.2液壓驅動系統(tǒng)元件的參數(shù)計算16</p><p>　　4.3液壓驅動系統(tǒng)元件的選擇16</p><p>　　4.3.1液壓泵的選定16</p><p>　　4.3.2液壓閥的選定17</p><p>　　4.3.3管道的選定17</p><p>　　4.3.4油箱的選定

16、18</p><p>　　4.3.5濾油器的選定18</p><p>　　4.3.6液壓油的選定18</p><p>　　第5章 液壓驅動系統(tǒng)輔助軟件20</p><p>　　5.1液壓驅動系統(tǒng)輔助軟件的開發(fā)背景20</p><p>　　5.2液壓驅動系統(tǒng)輔助軟件的組成和運作流程20</p>

17、<p>　　5.3數(shù)據(jù)庫的建成和訪問23</p><p>　　5.3.1數(shù)據(jù)庫的建成23</p><p>　　5.3.2ADO對象訪問24</p><p><b>　　結論27</b></p><p><b>　　致謝28</b></p><p><

18、b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　進入21世紀以來，海洋業(yè)的發(fā)展越來越廣泛，對船舶的要求也隨之逐步提高。航海與造船本來就是中國古代文明的重要組成部分，目前我國已經(jīng)基本擁有一個頗具規(guī)模的，從科學研究、設計、試驗到生產(chǎn)、協(xié)作配套和教育等各方面都相對系統(tǒng)完善的造船工業(yè)體系。但隨著經(jīng)濟發(fā)展的全球

19、化，市場競爭日益激烈，我國的造船業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，造船業(yè)必須快速提高復雜產(chǎn)品及設備的快速適應市場能力和創(chuàng)新能力，以應對更加激烈的市場競爭。我國船用配套業(yè)的發(fā)展相對國外有些滯后，大部分船用配套設備沒能跟上新興科技的發(fā)展和使用，如今的船舶業(yè)開始向大型化和高級化發(fā)展，船舶配套設備主要由東亞和歐洲出產(chǎn)。他們的產(chǎn)品科技水平高，結構優(yōu)化、可靠性好。我國在這方面的發(fā)展有待加強。為了提高我國造船業(yè)的綜合水平和競爭力，適應經(jīng)濟全球化的趨勢。我國必須大力發(fā)

20、展船舶配套產(chǎn)業(yè)，提高各項技術的科技含量。本文主要針對船舶錨機的液壓驅動系統(tǒng)設計進行研究，首先介紹錨機液壓的發(fā)展和近況，然后根據(jù)液壓系統(tǒng)設計的原則提出對液壓系統(tǒng)的設計原理圖，提出液壓元件的選擇方法及參數(shù)計算，基于設計方法，利用VB語言編制計算、校核等功能的軟件模塊。利用Access建立數(shù)據(jù)庫，采用ADO技術</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p&

21、gt;　　1.1 船舶工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢</p><p>　　1.1.1船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　上個世紀，世界船舶市場存在著以日本、韓國、歐洲和以中國為代表的一些國家所形成的四極格局，而日本與韓國兩個國家是世界造船業(yè)的兩個大霸主。本世紀之初，全球造船業(yè)依然蓬勃發(fā)展并且逐步向中國轉移。全球的船舶制造業(yè)依然發(fā)展快速。根據(jù)克拉克松研究公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2005年全球造船完工總量計為

22、2730萬修正總噸，其中韓國造船業(yè)完工1020萬修正總噸，占了世界市場份額的37.4%；日本造船業(yè)完工810萬修正總噸，占了世界市場份額的29.7%；中國造船業(yè)完工360萬修正總噸，占世界市場份額的13.2%；歐洲造船業(yè)完工410萬修正總噸，占了世界市場份額的15%。雖然2008年的世界經(jīng)濟略微危機減緩了了船舶制造業(yè)的發(fā)展速度，但很快船舶制造行業(yè)再次蓬勃發(fā)展起來。近年來，全球的造船產(chǎn)業(yè)漸漸向我國轉移，中國在常規(guī)船舶制造方面有較大的競爭優(yōu)

23、勢，即造船的成本低、海岸資源廣闊。中國正在趕超韓國努力成為世界造船業(yè)的新霸主。但是中國在造船的技術水平、生產(chǎn)效率和造船設備方面與歐洲、韓國依然有不小的差距。而且近年來，勞動力和原材料價格上漲、人民幣升值等問題都給中國的船舶制造業(yè)帶來了巨大的沖擊。</p><p>　　1.1.2船舶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點和趨勢</p><p>　　近年來隨著世界經(jīng)濟貿易的迅速發(fā)展，世界船舶制造業(yè)市場持續(xù)旺盛。世界主

24、要造船國家都采取措施，努力擴大造船規(guī)模，其中采取的方法都有的放矢。中國船舶制造工業(yè)由于造船能力結構不規(guī)范，主要采取新建船塢船廠、引進大型造船基礎設施的方法來增加造船能力。而日本船舶制造工業(yè)由于土地限制，新建船廠或船塢的可行性較小，因而只能采取增加大型起重機的數(shù)量、提高分段制造能力的方法來增強造船能力。韓國船舶制造工業(yè)除擴大分段生產(chǎn)能力外，更創(chuàng)造性地發(fā)明了平地造船的造船方法，有效地解決了船塢數(shù)量少的限制，極大地提高了韓國船廠的造船能力。韓

25、國一些中小船廠積極擴大產(chǎn)品范圍，通過新建船塢船廠以及擴建現(xiàn)有船廠等方式增強造船能力，進軍大型船舶制造市場。</p><p>　　目前世界上大部分船舶制造企業(yè)是中小型企業(yè)。而少部分的大型造船企業(yè)卻在造船的能力、產(chǎn)量、產(chǎn)值上占據(jù)著主導地位。中國的大型船舶企業(yè)主要有中國船舶工業(yè)集團公司和中國船舶重工集團公司兩個集團。他們集中了我國大概20多家大中型造船廠、60多家船舶配套設備公司和30多家船舶科研設計單位。目前的船舶制

26、造業(yè)以油船、散貨船、集裝箱船三大主流船型為主導，占據(jù)了世界船舶數(shù)量的77%以上。但是船舶制造業(yè)正在快速向高新技術船型發(fā)展，船舶制造工業(yè)正在從勞動密集型向資金密集型發(fā)展。競爭高度國際化，船舶制造業(yè)的發(fā)展方向逐漸向大噸位、高附加值、新技術、新船型、新工藝的大型高科技船只發(fā)展。中國船舶工業(yè)發(fā)展迅速，造船的三大指標增長迅速，船舶出口形勢樂觀，經(jīng)濟效益逐步提高，造船的總量也在大幅的增加，結構調整也在穩(wěn)步進行，科技創(chuàng)新不斷加強，資本運作良好。但是快

27、速發(fā)展的同時也存在著一些問題：造船成本提高，勞動力價格上漲，船舶配套設備方面發(fā)展緩慢?？萍嫉耐度氤蔀榱舜爸圃鞓I(yè)競爭的焦點。</p><p>　　1.1.3我國船舶制造業(yè)的形勢</p><p>　　韓國船舶制造業(yè)近年來一直占據(jù)著世界造船霸主的地位，雖然與中國和日本的競爭仍然激烈，但接下來一段時期內韓國將繼續(xù)穩(wěn)坐世界造船業(yè)的領先地位。韓國船舶制造業(yè)一直實行推進產(chǎn)業(yè)結構升級，致力于提高高科技技

28、術、高附加值船舶的競爭力。一方面緊緊控制著大型LNG船和大型集裝箱船市場，一方面涉足豪華游船的高端市場。韓國船舶制造公司正積極積累豪華游船的經(jīng)驗和技術，提高豪華游船的科技水平，為今后進駐豪華游船市場打下堅實基礎。此外，韓國船舶制造業(yè)孩子啊積極發(fā)展海洋工程裝備。韓國造船業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品結構的各項舉措增強了其抵御風險的能力，顯著提高了企業(yè)經(jīng)濟效益，為其今后鞏固其世界造船業(yè)霸主地位提供了有力支撐。歐洲船舶制造業(yè)在部分高技術高附加值船舶市場控制著核心

29、技術。因此歐洲船舶制造業(yè)在豪華游船等高端市場的壟斷地位難以撼動，雖然在造船產(chǎn)量上落后于東南亞國家，但是其擁有的巨大的科技優(yōu)勢，并且以科學技術的發(fā)展為主要競爭途徑。 </p><p>　　因為有著多方面的綜合優(yōu)勢，中國的船舶制造業(yè)將在世界船舶制造業(yè)中發(fā)揮著越來越大的作用。接下來一段時期內世界船舶市場繼續(xù)旺盛，中國經(jīng)濟穩(wěn)步增長，國外內船舶需求量依然巨大。中國的船舶企業(yè)必須積極利用好這些優(yōu)勢條件和有利因素，

30、認真貫徹政府的船舶工業(yè)發(fā)展政策，加強自主開發(fā)，提高企業(yè)的管理和生產(chǎn)水平，升級優(yōu)化三大主流船型，加大科技投入，降低成本，努力滿足節(jié)能環(huán)保的新規(guī)范、新要求。向數(shù)字化、科技化造船發(fā)展。</p><p>　　1.2 本課題研究的背景和意義</p><p>　　隨著全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展，市場競爭日趨激烈。我國的船舶制造業(yè)在國際制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉移趨勢的大背景下也引來了極好的機遇，但是設計能力落后、配套設施

31、產(chǎn)業(yè)滯后等問題仍然是我國船舶制造業(yè)的硬傷。我國在船舶的結構和性能的數(shù)據(jù)庫、船舶結構直接設計計算方法、船舶結構和性能的綜合化設計等基礎技術和船舶共性方面，都與歐洲、日韓等先進造船國家有著較大的差距，很大程度上影響了我國船舶制造業(yè)的自主創(chuàng)新和發(fā)展。關鍵配套設施一直依靠從國外進口，船舶配套行業(yè)發(fā)展遠遠跟不上我國船舶制造業(yè)的總體發(fā)展步伐，我國船舶配套行業(yè)總體水平大概落后日韓20年左右。我國長期缺乏跟蹤國際配套發(fā)展趨勢、缺乏引進創(chuàng)新和自主創(chuàng)新所必

32、須的科技資金投入、缺乏必要的國際合作等，船舶配套產(chǎn)品在性能、品種和技術檔次上與國外差距不斷加大，無法滿足大型、高技術船舶對配套設備的技術要求，其中船用低速大功率柴油機等船舶動力產(chǎn)品、大功率低速柴油機曲軸等船舶動力配套產(chǎn)品、船舶導航產(chǎn)品、船舶自動化系統(tǒng)等關鍵配套產(chǎn)品差距更大。船舶配套業(yè)是船舶工業(yè)的重要組成部分，是影響船舶工業(yè)綜合實力的重要因素。我國船舶配套業(yè)水平落后，嚴重制約船舶工業(yè)國際競爭力的提高。隨著我國船舶工業(yè)進</p>

33、<p>　?。?）產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅提升</p><p>　　我國船舶配套產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅提升，2006-2009年我國船舶配套業(yè)總產(chǎn)值由249.8億元增長至716.1億元，2010年l-8月，工業(yè)總產(chǎn)值481億元，同比增長27.5%截至2009年底，我國規(guī)模以上船用配套設備制造企業(yè)724個，按企業(yè)規(guī)模劃分，大型企業(yè)4個，中型企業(yè)41個，小型企業(yè)679個。配套企業(yè)從業(yè)人員近10.5萬人。形成了一批具有較強競爭

34、力的船舶配套設備專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)。</p><p>　?。?）產(chǎn)業(yè)格局不斷優(yōu)化 </p><p>　　從地域分布看，主要配套企業(yè)向大型造船基地聚集趨勢明顯，初步形成長江三角洲地區(qū)、重慶湖北地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)四大配套集群；從企業(yè)性質看，基本形成國有、民營及合資企業(yè)三大陣營共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局；從產(chǎn)品分類看，形成了以大連、上海、青島等為中心的低速柴油機、推進器、閥門為主的生產(chǎn)基地，以

35、西安、洛陽為中心的高中速柴油機、發(fā)電機組為主的生產(chǎn)基地，以南京為中心的船用機械、中小船舶配套為主的生產(chǎn)基地，以武漢為中心的甲板機械、曲軸、大型鑄鍛件為主的生產(chǎn)基地，以重慶為中心的柴油機二輪配套產(chǎn)品、船用儀器儀表為主的生產(chǎn)基地。 </p><p>　?。?）創(chuàng)新能力不斷增強 </p><p>　　通過加強技術引進、消化吸收和再創(chuàng)新，加強自主研發(fā)，我國船舶配套業(yè)自主創(chuàng)新能力進一步增強，突破系列

36、重點船用配套設備關鍵制造技術，填補了多項國內空白。 </p><p>　　低速機方面，大型骨干企業(yè)已具備大部分零部件的“二次研發(fā)”能力，初步具備建立船用動力研發(fā)基礎平臺的條件。攻克了船用低速柴油機曲軸等多項關鍵制造技術。特別是大型曲軸，經(jīng)近年來的努力，我國不但有能力滿足國內的需要，還能部分出口，實現(xiàn)了造船人30年來的企盼。 </p><p>　　中速機方面，國內已有幾家企業(yè)基本具備自主研發(fā)

37、中速柴油機的能力，G32系列柴油機技術指標達到國外同類機型先進水平。近期大馬力的中速機已試制成功。</p><p>　　甲板機械方面，具有自主知識產(chǎn)權的海洋平臺用起重機己批量生產(chǎn)，已掌握超大型油輪、礦砂船及集裝箱船的甲板機械自主制造關鍵技術，擁有轉葉式舵機、大型低壓拖纜機、錨鉸機等一批新產(chǎn)品的自主知識產(chǎn)權。 </p><p>　　在艙室機械方面，具備了污水處理裝置、碟式油水分離機、遙控碟閥

38、、壓載水處理裝置、漁船尾氣制冷機等產(chǎn)品的自主研發(fā)能力，產(chǎn)品達到國際先進水平，其中壓載水處理裝置己獲國際海事組織批準，已獲IMO批準的全球有18家，我國有2家。 </p><p>　　通信、導航及船舶自動化領域。已完成綜合船橋系統(tǒng)關鍵技術研究，初步掌握綜合船橋系統(tǒng)集成設計技術；羅經(jīng)、計程儀、測深儀、風速風向儀、航行數(shù)據(jù)記錄儀等設備研發(fā)技術水平與日、韓相當；ARPA雷達、電子海圖顯示與信息系統(tǒng)等設備研發(fā)技術水平相當于

39、日、韓上世紀九十年代水平；GPS、DGPS、船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）、全球海難呼救安全系統(tǒng)(GMDSS）、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、氣象傳真機、超高頻無線電話、接收機等設備開展了關鍵技術研究，初步掌握了部分產(chǎn)品的核心技術；開展了船舶機艙自動化系統(tǒng)關鍵技術研究并取得一定突破。 </p><p>　　（4）本土化率仍有差距 </p><p>　　2009年我國船舶配套本土化率達到54%，預計2010年我

40、國船舶配套本土化率也僅能達到60%左右，相對日、韓85%以上的水平仍有較大差距。2009年，除船舶動力系統(tǒng)及裝置、甲板機械、船用舾裝件等配套設備本土化率超過50%以外，其它船用設備本土化率水平普遍較低，電子電氣設備本土化率13.31%，艙室設備本土化率18.8%左右，通訊導航與自動化系統(tǒng)本土化率僅1.66%，尾軸密封裝置、船用電梯、裝卸機械、泵、空壓機、海水淡化裝置、空調及冷藏設備、通訊導航控制系統(tǒng)及電子電氣設備等配套設備主要依賴進口。

41、船用柴油機二輪配套能力仍顯不足，增壓器、電子調速器、油霧探測器、Alpha注油器、電控模塊、薄壁軸瓦、控制系統(tǒng)閥件等高端零部件仍然依賴進口。 </p><p>　　2010年l-9月我國船舶配套產(chǎn)品出口金額為15.61億美元，其中一半是以加工貿易方式出口的，產(chǎn)品結構很分散，沒有大宗的優(yōu)勢產(chǎn)品。按地域劃分，江蘇省的出口額占39%，居全國首位，上海第二，廣東排第三，但增長幅度廣東最快進口金額為36.38億美元，其中5

42、3%是進口柴油機，其次是推進器和槳葉。近年來，進口的船配產(chǎn)品中都是以這兩類產(chǎn)品為主。 </p><p>　　（5）缺乏核心自主技術 </p><p>　　長期以來，我國船舶配套設備基本采用引進許可證或與國外合作方式生產(chǎn)，國內企業(yè)缺乏核心自主技術。配套企業(yè)研發(fā)投入主要依賴國家，自主投入力度不夠；為滿足造船業(yè)快速發(fā)展的需要，配套企業(yè)致力于擴充產(chǎn)能，卻不十分重視自主研發(fā)。與日、韓先進配套企業(yè)相比

43、，我國船舶配套企業(yè)對引進技術消化不夠，自主創(chuàng)新能力嚴重不足。在船用低速柴油機方面，日本三菱重工自主開發(fā)了UEC型船用低速機，韓國低速機企業(yè)與專利商開展聯(lián)合設計，建立了自己的研發(fā)測試平臺，我國船用低速機自主研發(fā)還處在起步階段。甲板機械和艙室機械領域，具有自主知識產(chǎn)權的科研成果和產(chǎn)品不多，大量高技術高附加值產(chǎn)品為國外廠商所壟斷，國內能力存在空白。 </p><p>　?。?）產(chǎn)業(yè)集中度低 </p>&l

44、t;p>　　2009年，全國規(guī)模以上船舶配套設備制造企業(yè)724個，配套總產(chǎn)值716.1億元。其中，產(chǎn)值居于前五位的配套企業(yè)總產(chǎn)值約114.6億元，占我國配套業(yè)總產(chǎn)值的比例僅為16%，產(chǎn)業(yè)集中度較低。低端重復建設現(xiàn)象嚴重。全國眾多的船舶配套產(chǎn)業(yè)園區(qū)產(chǎn)品同質性嚴重，甚至同一區(qū)域的多個產(chǎn)業(yè)園區(qū)也存在低端重復建設現(xiàn)象，導致結構性產(chǎn)能過剩與惡性競爭；部分優(yōu)勢配套產(chǎn)品領域也存在重復建設現(xiàn)象，如國內船用低速機市場的成熟機型競爭激烈，高端機型批量

45、生產(chǎn)能力不足，新型動力如大馬力雙燃料柴油機仍是空白。</p><p>　　在液壓系統(tǒng)中應用系列化設計理論是一個嶄新的概念，本人依據(jù)對系列化設計理論的個人理解，把系列化設計應用到錨絞機液壓驅動系統(tǒng)中，對錨絞機液壓驅動系統(tǒng)進行系列化設計研究。依據(jù)液壓系統(tǒng)設計原則首先制定一典型液壓系統(tǒng)原理圖，并提供參數(shù)計算及液壓元件選擇的原則方法，然后根據(jù)系統(tǒng)的要求及計算的結果選擇系列化元件;依據(jù)不同的參數(shù)選擇液壓元件型號形成不同的產(chǎn)

46、品，以滿足用戶的多種需求，從而提高絞纜機產(chǎn)品的快速安全可靠設計。錨絞機液壓系統(tǒng)設計采用系列化設計不僅是一種設計方法的改革，同時會影響到整個設計行業(yè)的技術、生產(chǎn)和管理。</p><p>　　1.3設計的步驟和過程</p><p><b>　　1.3.1設計步驟</b></p><p>　　本次設計采用的系統(tǒng)軟件為VB語言6.0，Access數(shù)據(jù)庫

47、。依據(jù)液壓系統(tǒng)設計方法設計一液壓系統(tǒng)圖作為錨絞機液壓系統(tǒng)的基型圖，然后根據(jù)不同拉力要求計算出各元件的參數(shù)，并設計開發(fā)液壓錨絞機驅動系統(tǒng)計算機輔助設計軟件，對液壓系統(tǒng)參數(shù)計算及液壓系統(tǒng)性能驗算過程進行編程，為設計者提供了良好的用戶界面，以方便快捷地設計系統(tǒng)。同時，為了方便的查詢和選擇合適的液壓元件，以減少設計時間，縮短系統(tǒng)設計制造周期，建立了液壓元件查詢系統(tǒng)，使液壓系統(tǒng)設計人員可以很容易查找使用需要的、符合計算出的參數(shù)要求的液壓元件，從而

48、進行元件的選型形成不同工作壓力的系統(tǒng)，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)系列化設計。</p><p><b>　　1.3.2設計內容</b></p><p>　　（1）對船舶液壓錨機進行深入了解，再依據(jù)液壓系統(tǒng)設計方法進行設計。</p><p>　?。?）根據(jù)錨機的額定拉力等參數(shù)，計算出系統(tǒng)的壓力、壓泵、馬達、閥件和輔助元件的主要參數(shù)并提供選型標準。</p&g

49、t;<p>　　(3)應用VB語言對液壓系統(tǒng)計算及校核過程進行編程，動系統(tǒng)計算機輔助設計軟件。</p><p>　　(4)利用數(shù)據(jù)庫技術，開發(fā)液壓元件查詢系統(tǒng)。采用ADO對象訪問數(shù)據(jù)庫進行查詢驗證。</p><p><b>　　第2章 錨機簡介</b></p><p><b>　　2.1錨設備概述</b>&l

50、t;/p><p>　　2.1.1錨裝置的功能</p><p>　　船舶在運營過程中，為了等待貨物、泊位、引水、聯(lián)檢以及避風或駁載裝卸，都經(jīng)常要在港外水域停泊。為了使船舶停泊時，在風浪、水流作用下不被漂移，必須向水底拋錨，利用臥在水底的錨和足夠長度的錨鏈所產(chǎn)生的抓附力，克服外力作用保持船位不變，稱為錨泊。錨是船舶錨泊設備的主要部件，是船上重要的航海設備。錨的設計特殊，具有入土性能好、抓力大、適宜

51、多種海底底質和方便收藏等特點。錨裝置除了用于船舶在錨地的停泊外，還有幫助船舶移動船位、在航行中因故障暫時停航或遇到緊急情況時固定船位等作用。船舶拋錨有很多種方式，根據(jù)具體的天氣、海況和營運需要來選擇。應用較多的是船首拋錨。船首可以拋單錨，也可以拋雙錨。也有舷側拋錨，分為一字錨、八字錨等等。</p><p>　　2.1.2錨裝置的組成</p><p>　　錨裝置主要由錨、錨鏈、掣鏈器、錨鏈筒

52、和錨機5部分組成，如圖2-1所示</p><p>　　圖2-1 錨裝置的組成</p><p>　　錨；2—錨鏈筒；3—摯鏈器；4—錨鏈；5—起錨機；6—錨鏈管；7—錨鏈艙</p><p>　　錨1置于船頭兩側的錨鏈筒2中，錨鏈4一般采用卸扣與錨相連接。錨和錨鏈通過固定在甲板上的摯鏈器3和在錨機5上的錨輪鎖位。并由甲板錨鏈管6進入錨鏈艙7錨鏈的末端裝有一段脫鉤鏈

53、節(jié)，其一端與固定在船體上的眼板相連，另一端用滑鉤與普通鏈環(huán)相連。為了能使整根錨鏈能下，在錨鏈與船體連接處裝有卸扣，當所有錨鏈放盡時，滑鉤應露出在甲板錨鏈管之上，解開滑鉤即可迅速棄掉錨及錨鏈。</p><p><b>　　(1)錨</b></p><p>　　錨是一種特殊形狀的金屬重物，它在水底能牢牢地抓住泥沙，使得與之相連的錨的那一端固定下來。錨的抓力與其重量無關，一

54、般要求錨能以最小的錨重獲得最大的抓力。多數(shù)船舶的錨設在船首，左右弦各一個，可以共用一臺錨機，也可分用兩臺。此外還有些船舶在船尾設有尾錨。錨的類型有很多。按其結構可分為兩大類：有桿錨和無桿錨。</p><p><b>　　(2)錨鏈</b></p><p>　　錨鏈是錨和船體的連接件，它由許多鑄造或電焊而成的普通鏈環(huán)及為數(shù)不多的特殊鏈環(huán)所組成，可把船舶拉住，使船舶不致因

55、風浪、水流等作用而漂離。</p><p><b>　　(3)掣鏈器</b></p><p>　　掣鏈器在錨機和錨連筒之間，用于固定錨鏈，防止錨鏈滑出。在錨泊時，制鏈器將錨和錨鏈產(chǎn)生的拉力傳遞至船體，以減輕錨機的負荷，保護錨機。航行時承受錨的重力和慣性力。</p><p><b>　　(4)錨鏈筒</b></p>

56、<p>　　錨鏈筒是錨鏈進出以及收藏錨桿的孔道，其直徑約為鏈徑的10倍。錨鏈筒由甲板鏈孔、舷邊鏈孔和筒體三部分組成。錨鏈筒的上下口一般均設有錨唇，分別稱為上錨唇和下錨唇，其作用是減少錨鏈與上下口的磨損。筒體內設有沖水裝置，用于在起錨時沖洗錨鏈和錨。在甲板鏈孔處設有可移動式非水密蓋板，該蓋板在確保工作人員安全的同時，也可減少海水從錨鏈筒涌上甲板。此外為避免錨鏈與甲板鏈孔的摩擦，新造船一般均在靠近甲板鏈孔處設置導鏈輪。<

57、/p><p><b>　　(5)錨機</b></p><p>　　錨機是錨裝置中最重要的組成部分，主要由原動機、傳動機構及錨鏈輪組成。主要用于起錨和拋錨。常用的錨機按動力分有蒸汽錨機、電動錨機、液壓錨機三種。液壓錨機由于其體積小，占地面積少，容易實現(xiàn)正反轉、無級調數(shù)和恒功率驅動與啟動，制造迅速、平穩(wěn)，對電站沖擊負荷小等優(yōu)點而被現(xiàn)代化大中船舶廣泛采用。并逐步代替前兩種錨機成

58、為主流錨機。</p><p>　　2.1.3錨設備技術性能要求</p><p>　　(1)錨機必須由獨立的原動機驅動，并設有高、低速控制檔。液壓錨機如果與船上液壓泵站相連接時，應保證錨機正常工作不受任何影響。</p><p>　　(2) 錨機應有足夠的功率，其額定拉力應滿足從82.5米深度起單錨至27.5米深度時的起錨速度不小于9m/min。</p>

59、<p>　　(3) 錨機應能在額定拉力下持續(xù)工作30分鐘，而且在超過額定拉力1.5倍的負荷下能持續(xù)工作2分鐘。</p><p>　　(4) 錨鏈輪、繩索輪與驅動軸之間應以離合器接合的連接方式，并各自安裝有可靠的制動剎車裝置，以便于控制起錨和拋錨及絞纜。</p><p>　　(5)錨機應便于起錨、拋錨、解錨和系錨，并能按要求進行不同的作業(yè)，如起單錨、起雙錨和動力拋錨，以及絞纜、系纜

60、等。</p><p>　　2.1.4錨設備的系船力</p><p>　　錨設備的系船力等于錨及錨鏈的抓附力F，公式為：</p><p>　　F=Fa+Fc=λaWa+λcWc*L （KN） （2-1）</p><p>　　Fa是錨的抓力（KN）； Fc是錨鏈的抓力（KN）；

61、λa是錨的抓重比，霍爾錨為3-4，海軍錨為3-6；Wa是錨的重量（KN）; λc是錨鏈的每米重量（KN）；L是錨鏈臥底部分長度。</p><p>　　2.2錨機的發(fā)展背景和歷史</p><p>　　船舶剛出現(xiàn)時期，那時還沒有錨機，人類只是通過自身一個或幾個人一起起錨、拋錨。這樣操作實在太累，人類就發(fā)明出了手動人力錨機，用手搖動錨機來起拋錨，比原本單靠徒手拔錨，勞動強度有了明顯減小。此時船舶

62、也往大型化發(fā)展，手動人力錨機的缺點和不足也逐漸顯現(xiàn)，人類又開始研制發(fā)明新型錨機。此時就出現(xiàn)了人力電動錨機，該錨機在一定時期被一直使用。后來又出現(xiàn)了電動錨機，蒸汽錨機，電動錨機到現(xiàn)在還一直被使用，在油船上為了防止火災使用蒸汽錨機，因為蒸汽錨機以蒸汽為動力，不需要電去控制，但其效率低、體積大、操作管理復雜、冬季使用需暖機，現(xiàn)已被淘汰。如今船舶錨機主要都使用電動錨機、液壓錨機，中小型船舶都使用電動錨機，大型船舶開始使用液壓錨機。</p&

63、gt;<p>　　在錨機發(fā)展的同時，錨機的傳動裝置也隨之發(fā)展。“七五”、“八五”這十年中，小型錨機引入了用擺線針輪減速器替代原先的蝸輪減速器，開創(chuàng)了錨機的新結構，引起造船界的很大關心和興趣。原先的電動起錨絞盤采用蝸輪減速器，后來采用由阿基米德蝸桿發(fā)展成球面蝸桿傳動，傳動效率得到較大的提高，承載能力也成倍增加。但是球面蝸輪蝸桿加工比較困難。隨著擺線針輪減速器技術和理論的發(fā)展，硬齒面高負荷擺線針輪減速器產(chǎn)品的市場化，繼而采用擺

64、線針輪減速器的電動起錨絞盤亦就問世。由于擺線針輪減速器的傳動效率較球面付蝸桿傳動效率至少高10個百分點，加之尺寸、體積又有減小，重量也隨之下降。采用擺線針輪減速器的電動起錨絞盤，功耗一般可節(jié)省20%以上，尺寸也小，重量一般可減輕30%。因此電動擺線針輪減速器錨機在一定時期內得到了大范圍的應用。在電動錨機采用擺線針輪傳動的基礎上，又發(fā)展采用了齒差減速裝置和諧波傳動裝置的新結構。日本在絞盤上采用擺線針輪減速；德國、法國等國家也都使用擺線針輪

65、或行星減速等傳動形式。</p><p>　　2.3錨機控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　目前大多數(shù)中小型船舶大多都使用電動錨機，其中有直流電動起錨機，交流電動起錨機。直流電動錨機多采用在直流電動機電樞回路串電阻的調速方法，電動機多采用具有下降特性的差復活勵勵磁系統(tǒng)。但直流電動起錨機只能在很小負荷條件下才能正常使用，過載能力差，現(xiàn)逐漸被淘汰?，F(xiàn)在大多使用交流電動起錨機，并用傳統(tǒng)的交流三

66、速電動起錨機控制線路控制[2]。該控制線路接線比較繁多，元器件也較多，很容易出現(xiàn)故障，穩(wěn)定性、可靠性較差。最突出的一個缺點，就是該控制系統(tǒng)，錨機只能實現(xiàn)三級調速，調速范圍較窄，且在變速時有一定的停頓下，對操作者的有一定的危險，必須有豐富實踐經(jīng)驗的船員才能操縱它。而液壓錨機與電動錨機相比具有體積小，占地面積少，容易實現(xiàn)正反轉、無級調數(shù)和恒功率驅動與啟動，制造迅速、平穩(wěn)，對電站沖擊負荷小等優(yōu)點而被現(xiàn)代化大中船舶廣泛采用。當期的錨機市場競爭激

67、烈，船舶錨機作為船舶配套產(chǎn)業(yè)的重要部分，其產(chǎn)品的系列化設計研究刻不容緩。將系列化設計船舶錨機緊密聯(lián)系在一起，把系列化設計的概念使用到系統(tǒng)開發(fā)里面。形成一套低成本、高效率的設計體系。</p><p>　　第3章 錨機液壓系統(tǒng)</p><p>　　對船舶錨機液壓驅動系統(tǒng)進行研究和設計，首先要熟悉液壓錨機的結構和功能及其工作原理。</p><p>　　3.1液壓錨機的組成

68、</p><p>　　液壓錨機由電氣部分、液壓部分、和機械部分組成，電動機和液壓泵組成動力裝置，向液壓馬達提供壓力油源，液壓馬達則用以驅動錨機的機械設備。一般液壓泵裝置和電氣設備設于船艙室內，液壓馬達和機械設備置于主甲板上。液壓錨機被分為臥式液壓錨機和立式液壓錨機。 如圖3-1所示</p><p>　　圖3-1液壓錨機結構</p><p>　　(a)臥式液壓錨機；（

69、b）立式液壓錨機；1—絞纜機：2—繩索滾筒；3—滾筒剎車裝置；</p><p>　　4—錨鏈輪；5—錨鏈輪剎車裝置；6—油馬達；7—主傳動軸；8—齒輪組；9—鏈輪離合器；10—滾輪離合器；11—控制閥；12—操縱桿；13—速度板鈕</p><p>　　臥式液壓錨機的油馬達6通過一對減速齒輪8將力矩傳給主傳動軸7。左、右兩只錨鏈輪4和兩個絞纜筒2，都是空套在主傳動軸上，并分別受各自的剎車裝置

70、5和3制動。錨鏈輪離合器9和絞纜筒離合器10均采用滑鏈與主傳動軸相配合，并可軸向滑移。當起錨或動力拋錨時，扳動錨鏈輪離合器手柄，將牙嵌式離合器結合上，錨鏈輪便在離合器帶動下與主傳動軸一起轉動，實現(xiàn)起錨或動力拋錨。在無動力情況下，使牙嵌式離合器脫開，可用手動控制剎車裝置5靠錨自垂下滑來實現(xiàn)拋錨，但不能起錨。同樣道理，當合上絞纜離合器3時，絞纜滾輪也就開始絞纜和放纜。如需作自由松纜時，和自由拋錨一樣，在脫開牙式離合器前，首先剎緊其各自的剎車

71、裝置，然后再用剎車裝置的松動或剎緊控制自由松纜或自由拋錨。控制閥11上設有高、低速度檔板鈕13及倒、順車手動操縱桿12，總共有六種工況可供選擇。設在傳動軸兩端的絞纜頭，是靠鍵連接，并隨傳動主軸一起轉動，專供絞纜使用。</p><p>　　立式錨絞盤的油馬達6中設有液壓動力制動裝置，它靠液壓油馬達直接起錨、拋錨和制動剎車，操作更簡單方便。</p><p>　　3.2錨機液壓驅動系統(tǒng)的工作原理

72、</p><p>　　獨立液壓泵的液壓錨機驅動系統(tǒng)的工作原理如圖3-2所示:</p><p>　　圖3-2錨機液壓驅動系統(tǒng)工作原理圖</p><p>　　1—主油泵；2—溢流閥；3—單向閥；4—壓力表；5—控制閥；6—油馬達；</p><p>　　7—冷卻器；8—濾器； 9—膨脹箱；10—觀察器；11—儲油箱；12—手搖泵</p>

73、<p>　　系統(tǒng)內的主油泵為雙作用葉片泵，由電動機直接帶動，油泵輸出的壓力油經(jīng)單向閥3、控制閥5，進入雙作用葉片油馬達6內，將液壓能轉換為機械能，從而完成起錨、拋錨和絞纜工作。油馬達回油經(jīng)濾器8（如濾器阻塞可以從單向閥旁通）到達冷卻器7內散熱，冷卻</p><p>　　后又被油泵吸入，循環(huán)。由原理圖可看出，該系統(tǒng)是屬于閉式循環(huán)系統(tǒng)。溢流閥2又兼作系統(tǒng)的安全閥使用，當系統(tǒng)內工作壓力升高超過額定工作壓力

74、時，溢流閥即可打開泄壓。單向閥3作為執(zhí)行機構的液壓鎖，可阻止起錨機倒滑和高壓油沖擊油泵。油馬達內部還裝有放氣閥和安全閥，作為油馬達放氣和防止過載保護作用。對系統(tǒng)內部的油液多少，可用膨脹油箱9來調節(jié)。如果膨脹油箱內的油位過低時，可用手搖泵12從儲油箱11中打油至膨脹油箱內補油，而膨脹油箱的溢流作用又可對系統(tǒng)內的油液因泄露等造成的缺油加以補充。</p><p>　　油馬達外接有一個控制閥，該控制閥有兩個閥腔，一個是操

75、縱閥腔，內有操縱閥10和止回閥12，通過操縱閥的控制即可使油馬達正轉（起錨）、發(fā)轉（拋錨）或停轉；此外，通過操縱閥的節(jié)流控制，還可對油馬達進行無級調速。另一個是換檔閥腔，通過對換檔閥11的控制即可控制油馬達的高速或低速工況。當油馬達由A、B兩油道進油時，則油馬達的兩個工作腔同時工作，故為低速重載工況。其做功后的油液經(jīng)油道C返回油泵。而當油馬達僅從油道A進油時，油馬達此時只有一個腔室工作，因油泵排量不變，故為高速輕載工況。如油馬達由油道C

76、進油，A、B油道回油，則油馬達就反轉。下面簡述其動作原理：</p><p>　　如操縱手柄8位于中間位置，如圖3-3a所示，則操縱閥10處于中位，其旁通孔13開啟。則油泵排出的油液經(jīng)操縱閥10的下部直接回油泵吸口，系統(tǒng)處于卸載狀況，止回閥12關閉，油馬達停止不動。如將操縱手柄推至起錨的最大位置，如圖3-3b所示，此時操縱閥10處于最上端，并使旁通孔13關閉。則油泵排出的壓力油頂開止回閥12，經(jīng)操縱閥腔和換檔閥腔進

77、入油馬達，推動油馬達轉動從而進行起錨。而做功后壓力油，經(jīng)油道C、換檔閥和操縱閥返回油泵吸口。當換檔閥11處于最下端時，壓力油從A、B兩個油道同時進入油馬達時，此時油馬達的兩個腔室同時工作，故為重載低速工況。當操縱換檔閥手柄9，使換檔閥處于關閉油道B的位置，則壓力油僅從油道A進入油馬達，此時油馬達只有一個腔室工作，故為輕載高速工況。顯然，改變操縱手柄8的操縱角度，以控制壓力油流經(jīng)旁通孔13的流量，從而控制進入油馬達的油量，使油馬達進行無級

78、調速。如將操縱手柄推至拋錨的最大位置，如圖3-3c所示，此時操縱閥10處于最下端位置。油泵來的壓力油，經(jīng)油道C進入油馬達，則油馬達反向轉動而拋錨，圖示位置為重載低速工況。如操縱手柄9使換檔閥上移至油道A、B同時打開位置，則油</p><p>　　圖3-3a 圖3-3b </p><p>　　圖3-3c 液壓馬達工作斷面圖&

79、lt;/p><p>　　將上述的船舶錨機液壓驅動系統(tǒng)工作原理用表格概述如下：</p><p>　　表3-2 錨機工作情況和液壓驅動系統(tǒng)工作原理表</p><p>　　當改變變向變量泵吸、排油的方向時，可以改變錨機的工作轉向；當改變變向向量泵吸、排油量的大小時，就可以改變錨機的轉速，從而實現(xiàn)液壓錨機在不同工況下工作。

80、</p><p>　　第4章 錨機液壓驅動系統(tǒng)設計方案</p><p>　　本章對船舶錨機液壓驅動系統(tǒng)進行一系列的設計。確定錨機液壓系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)流量，對液壓元件進行參數(shù)計算，確定選型原則。</p><p>　　4.1液壓驅動系統(tǒng)設計的工作</p><p>　　4.1.1液壓驅動系統(tǒng)的基本組成部分</p><p>　　

81、（1）動力元件。它的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。</p><p>　?。?）執(zhí)行元件。執(zhí)行元件的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。一般有液壓缸和液壓馬達。</p><p>　?。?）控制元件?？刂圃?即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調節(jié)液體的壓力、流

82、量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力 控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。</p><p>　?。?）輔助元件。輔助元件包括油箱、濾油器、油管、壓力表和密封件等部件，這些元件對保證液壓

83、系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定、持久的工作，也有著重大作用。</p><p>　?。?）液壓油。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。</p><p>　　4.1.2液壓驅動系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)流量</p><p>　　錨機液壓驅動系統(tǒng)按常規(guī)選用液壓馬達。液壓馬達是指輸出旋轉運動的，將液壓泵提供的液壓能轉變?yōu)闄C械能的能量轉換裝置。液壓馬達按照

84、結構類型來分可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他形式。液壓馬達的主要參數(shù)有：工作壓力與額定壓力；排量和流量；容積效率和轉速；轉矩和機械效率；功率和總效率。選擇主要參數(shù)符合系統(tǒng)要求，且占用空間、安裝條件、經(jīng)濟性等方面綜合考慮，選擇液壓馬達的型號。通過纜繩的公稱拉力，選定纜繩，據(jù)此計算出卷筒功率、轉速、轉矩，選定合格的液壓馬達，以此確定系統(tǒng)的壓力和系統(tǒng)流量。</p><p><b>　　系統(tǒng)壓力：</

85、b></p><p>　　P=T*Pm/Tm*i*η （4-1）</p><p>　　T是卷筒扭矩，N.m；Pm是馬達額定壓力，Mpa；Tm是馬達額定扭矩，N.m；η是效率，η在0.60-0.85之間，不同類型的液壓泵范圍也不同。</p><p><b>　　系統(tǒng)流量：</b><

86、;/p><p>　　Q=n×i×q （4-2）</p><p>　　n是卷筒轉速，r/min；i是傳動比；q是馬達每轉的排量，L/r</p><p>　　4.2液壓驅動系統(tǒng)元件的參數(shù)計算</p><p>　　給出公拉力，選定纜繩，纜繩破段的拉力S等于公稱拉力P和

87、安全系數(shù)K的乘積，公式：</p><p>　　S=K×P（K一般取4）;滾筒直徑D等于滾筒底徑與纜繩直徑比率e和纜繩直徑d的乘積；纜繩繞圈時卷筒理論直徑Dn=D+（2n-1）d其中n為層數(shù)，D為滾筒直徑；卷筒轉速N（按照中間層計算）等于中間層速度V與中間層滾筒直徑D之比；功率W=T*V/6120*η其中T是拉力，V是公稱繩速，η是效率；卷筒轉矩T=9549*P/n其中P是卷筒功率，n是卷筒轉速；卷筒排繩

88、長度L=Zp（n*D+dn2）其中Z是圈數(shù)，n是層數(shù)，d是鋼絲繩直徑，D是滾筒直徑；纜繩工作狀態(tài)速度Vn=pDnN其中Dn是卷筒在纜繩卷繞時第n層的直徑，N是卷筒的轉速；纜繩工作狀態(tài)轉矩T=F*Dn/2其中F是公稱拉力，Dn是卷筒在纜繩卷繞時第n層的直徑；纜繩工作狀態(tài)的功率W=TVn/6120η其中T是拉力，Vn是每層上纜繩速度，η是效率；傳動比i等于馬達的轉速與卷筒的轉速之比。</p><p>　　4.3液壓驅

89、動系統(tǒng)元件的選擇</p><p>　　4.3.1液壓泵的選定</p><p>　　確定液壓泵的最大工作壓力。液壓泵所需工作壓力的確定，主要根據(jù)液壓缸在工作循環(huán)各階段所需最大壓力p1，再加上油泵的出油口到缸進油口處總的壓力損失ΣΔp，即pB=p1+ΣΔp 。ΣΔp包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部壓力損失、管路沿程損失等，在系統(tǒng)管路未設計之前，可根據(jù)同類系統(tǒng)經(jīng)驗估計，一般管路簡單的

90、節(jié)流閥調速系統(tǒng)。ΣΔp為(2～5)×105Pa，用調速閥及管路復雜的系統(tǒng)ΣΔp為(5～15)×105Pa，ΣΔp也可只考慮流經(jīng)各控制閥的壓力損失，而將管路系統(tǒng)的沿程損失忽略不計，各閥的額定壓力損失可從液壓元件手冊或產(chǎn)品樣本中查找，也可參照下表選取。</p><p>　　常用中、低壓各類閥的壓力損失(Δpn)×105Pa</p><p>　?。?）確定液壓泵的流

91、量qB。泵的流量qB根據(jù)執(zhí)行元件動作循環(huán)所需最大流量qmax和系統(tǒng)的泄漏確定。</p><p>　?、俣嘁簤焊淄瑫r動作時，液壓泵的流量要大于同時動作的幾個液壓缸(或馬達)所需的最大流量，并應考慮系統(tǒng)的泄漏和液壓泵磨損后容積效率的下降，即qB≥K(Σq)max(m3/s) 式中：K為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.1～1.3，大流量取小值，小流量取大值；(Σq)max為同時動作的液壓缸(或馬達)的最大總流量(m3/s)。&

92、lt;/p><p>　?、诓捎貌顒右簤焊谆芈窌r，液壓泵所需流量為：qB≥K(A1-A2)vmax(m3/s) 式中：A 1，A 2為分別為液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積(m2)；vmax為活塞的最大移動速度(m/s)。 </p><p>　?、郛斚到y(tǒng)使用蓄能器時，液壓泵流量按系統(tǒng)在一個循環(huán)周期中的平均流量選取，即qB= ViK/Ti式中：Vi為液壓缸在工作周期中的總耗油量(m3)；

93、Ti為機器的工作周期(s)；Z為液壓缸的個數(shù)。</p><p>　　(3)選擇液壓泵的規(guī)格：根據(jù)上面所計算的最大壓力pB和流量qB，查液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇與PB和qB相當?shù)囊簤罕玫囊?guī)格型號。上面所計算的最大壓力pB是系統(tǒng)靜態(tài)壓力，系統(tǒng)工作過程中存在著過渡過程的動態(tài)壓力，而動態(tài)壓力往往比靜態(tài)壓力高得多，所以泵的額定壓力pB應比系統(tǒng)最高壓力大25%～60%，使液壓泵有一定的壓力儲備。若系統(tǒng)屬于高壓范圍，壓力儲備取小

94、值；若系統(tǒng)屬于中低壓范圍，壓力儲備取大值。</p><p>　　(4)確定驅動液壓泵的功率。</p><p>　　當液壓泵的壓力和流量比較衡定時，所需功率為：p=pBqB/103ηB (kW) 式中：pB為液壓泵的最大工作壓力(N/m2)；qB為液壓泵的流量(m3/s)；ηB為液壓泵的總效率，各種形式液壓泵的總效率可參考下表估取，液壓泵規(guī)格大，取大值，反之取小值，定量泵取大值，變量泵取小值

95、。</p><p>　　4.3.2液壓閥的選定</p><p>　　液壓閥調節(jié)和控制液壓系統(tǒng)中壓力、流量和方向的。是液壓系統(tǒng)工作的關鍵部位。液壓閥的選擇依據(jù)為：額定壓力，最大流量，動作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命。對液壓閥的共同要求是：動作靈敏、性能好，工作可靠且沖擊震動小，液壓損失小，密封性能好，結構簡單緊湊體積小，安裝調試維護保養(yǎng)方便，成本低廉，通用性強，壽

96、命長。選擇液壓閥還應注意以下問題：</p><p>　?。?）應盡量選用標準定型產(chǎn)品，除非不得已時才自行設計專用件。</p><p>　?。?）閥類元件的規(guī)格主要根據(jù)流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選取。選擇溢流閥時，應按液壓泵的最大流量選取；選擇節(jié)流閥和調速閥時，應考慮其最小穩(wěn)定流量滿足機器低速性能的要求。</p><p>　?。?）一般選擇控制閥的額定流量應比系

97、統(tǒng)管路實際通過的流量大一些，必要時，允許通過閥的最大流量超過其額定流量的20%。</p><p>　　4.3.3管道的選定</p><p>　　（1）油管類型的選擇</p><p>　　液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉彎和截面突變</p><p>　　①鋼管：中高壓系統(tǒng)選

98、用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊接鋼管，鋼管價格低，性能好，使用廣泛。</p><p>　?、阢~管：紫銅管工作壓力在6.5～10?MPa以下，易變曲，便于裝配；黃銅管承受壓力較高，達25MPa，不如紫銅管易彎曲。銅管價格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。</p><p>　?、圮浌埽河糜趦蓚€相對運動件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物；低壓橡膠軟管中

99、夾有棉線或麻線編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承壓能力為2.5～8MPa，多用于低壓管道。因軟管彈性變形大，容易引起運動部件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調速閥之間。</p><p><b>　　油管尺寸的確定</b></p><p>　　油管內徑d等于通過液壓油管的流量與油管中的允許流速之比開根號乘上4.61。一般吸油管取0.5～5(m/s)；壓力油管取2.5～5(

100、m/s)；回油管取1.5～2(m/s)。</p><p>　　油管壁厚δ按下式計算：δ≥pd/2〔σ〕。式中p為管內最大工作壓力；〔σ〕為油管材料的許用壓力，〔σ〕=σb/n；σb為材料的抗拉強度；n為安全系數(shù)，鋼管p＜7MPa時，取n=8；p＜17.5MPa時，取n=6；p＞17.5MPa時，取n=4。</p><p>　　根據(jù)計算出的油管內徑和壁厚，查手冊選取標準規(guī)格油管。</p

101、><p>　　4.3.4油箱的選定</p><p><b>　　油箱的結構和作用</b></p><p>　　油箱的作用是儲油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質，逸出油中的氣體。其形式有開式和閉式兩種：開式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。開式油箱應用較多。</p><p><b>　　油箱選擇的要求&

102、lt;/b></p><p>　　油箱應有足夠的容積以滿足散熱，同時其容積應保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時不滲出，油液液面不應超過油箱高度的80%。</p><p>　　吸箱管和回油管的間距應盡量大。</p><p>　　油箱底部應有適當斜度，泄油口置于最低處，以便排油。</p><p>　　注油器上應裝濾網(wǎng)，油箱的箱壁應涂耐油防銹涂料。

103、</p><p>　　油箱容量計算油箱的有效容量V可近似用液壓泵單位時間內排出油液的體積確定。即V=KQ，Q是液壓泵的流量，K是系數(shù)，低壓系統(tǒng)選取2-4，中、高壓系統(tǒng)取5-7。</p><p>　　4.3.5濾油器的選定</p><p>　　選擇濾油器的關鍵有以下幾點：</p><p>　　(1)承載能力：按系統(tǒng)管路工作壓力確定。</p

104、><p>　　(2)過濾精度：按被保護元件的精度要求確定，選擇時可參閱下表。</p><p>　　(3)通流能力：按通過最大流量確定。</p><p>　　(4)阻力壓降：應滿足過濾材料強度與系數(shù)要求。</p><p>　　濾油器過濾精度的選擇</p><p>　　4.3.6液壓油的選定</p><p&

105、gt;　　液壓油是一種潤滑油,用作液壓傳動系統(tǒng)中的工作介質。據(jù)統(tǒng)計資料表明,液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障,有60%～70%與液壓油有關,液壓油在液壓系統(tǒng)中很重要。液壓油就是利用液體壓力能的液壓系統(tǒng)使用的液壓介質,在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、系統(tǒng)潤滑、防腐、防銹、冷卻等作用。對于液壓油來說,首先應滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動溫度下對液體黏度的要求，同時要求要求油的黏溫性能和剪切安定性應滿足不同用途所提出的各種需求。液壓油根據(jù)用途和特性一般分為礦

106、油型液壓油、合成烴液壓油、抗燃液壓油、清凈液壓油、可生物降解液壓油等類型。</p><p>　　在選用液壓油時應滿足下列幾項要求:一是黏溫性能好。在使用溫度范圍內,油液黏度隨溫度的變化越小越好。二是具有良好的潤滑性。油液在規(guī)定的范圍內應具有足夠的油膜強度,以免產(chǎn)生干摩擦。三是具有良好的化學穩(wěn)定性。油液應不易氧化變質,以防止產(chǎn)生沉淀物而影響系統(tǒng)的正常工作;防止氧化后油液變?yōu)樗嵝?對金屬表面起腐蝕作用。四是質量應純凈

107、,不含各種雜質,并有良好的抗泡沫性。五是閃點要高,凝固點要低。</p><p>　　液壓油的選擇首先要考慮的是油液的黏度問題,即根據(jù)泵的種類、工作溫度、系統(tǒng)速度和工作壓力首先確定適用黏度范圍,然后再選擇合適的液壓油品種。合理選擇液壓油,對于延長液壓裝置的使用壽命、提高工作效率、避免各類液壓事故的發(fā)生都有重要意義。液壓油的選擇包括兩方面的內容,即品種選擇和黏度選擇。根據(jù)工作環(huán)境和工況條件選擇液壓油的品種在選用液壓設