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摘要
目前液壓系統(tǒng)已經(jīng)在航空航天、民用設(shè)等方面得到了非常廣泛的運(yùn)用。液壓系統(tǒng)在對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷還有對(duì)液壓元器件進(jìn)行分析和檢測(cè)技術(shù)也是一天天成熟起來(lái)。但在對(duì)大流量安全閥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，相較國(guó)外無(wú)論是技術(shù)上還是理論上都比較落后。和大流量安全閥發(fā)展的速度不能夠成正比。國(guó)內(nèi)對(duì)大流量安全閥的檢測(cè)上，是沒(méi)有這個(gè)技術(shù)的，也不可以進(jìn)口先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備。所以，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究是非常有必要的。
本次設(shè)計(jì)的題目是1000L/min大流量液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)，主要研究的對(duì)象是安全閥。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：對(duì)液壓傳動(dòng)的應(yīng)用進(jìn)行了解和掌握；對(duì)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀還有發(fā)展前景有了比較全面的認(rèn)識(shí)。明確設(shè)計(jì)的步驟，本次檢測(cè)的目的還有檢測(cè)回路的確定等等。對(duì)電機(jī)、液壓元件還有液壓集成塊進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)及確定。設(shè)定正確的測(cè)量條件，選擇正確的測(cè)量方法，完成流量計(jì)的選擇等。
關(guān)鍵詞 液壓系統(tǒng)；1000L/min；大流量；實(shí)驗(yàn)臺(tái)；安全閥
II
Abstract
At present， the hydraulic system has been widely used in aerospace and civil settings. The hydraulic system is mature day by day in condition monitoring， fault diagnosis and hydraulic components analysis and detection. However， the technology of large flow safety valve is relatively backward in technology and theory. And the development speed of large flow safety valve can not be directly proportional to the speed. The detection of large flow safety valve in China is neither technical nor imported. Therefore， it is very necessary to design and research it.
The topic of this design is the design of 1000 liters of large flow hydraulic test stand. The main object of study is safety valve. The main contents of this design are as follows: the application of hydraulic transmission is understood and mastered， and the research status of the hydraulic test bench and the prospect of development have a more comprehensive understanding. Clear the design steps， the purpose of this test is the determination of the detection loop and so on. The motor， hydraulic components and hydraulic manifold blocks are selected， designed and determined. Set the correct measurement conditions， select the correct measurement method， and complete the choice of flowmeters.
Keywords hydraulic system；1000L/min；large flow rate；test bench；safety valve
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目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 本課題研究的背景及意義 1
1.2 液壓傳動(dòng)概述 1
1.2.1液壓傳動(dòng)的工作原理及組成 1
1.2.2液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 2
1.2.3液壓傳動(dòng)的應(yīng)用 2
1.3 國(guó)內(nèi)外液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3.1國(guó)內(nèi)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3.2國(guó)外液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.4 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì) 4
1.5 本課題研究的主要內(nèi)容 5
2 總體方案的設(shè)計(jì)與確定 6
2.1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成 6
2.2 工作原理的確定 6
2.3 測(cè)試回路圖的確定 8
2.4 液壓油的選擇 9
3 液壓試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)、選擇與確定 10
3.1 液壓缸的設(shè)計(jì) 10
3.1.1液壓缸工作壓力及載荷的確定 11
3.1.2缸筒的設(shè)計(jì) 11
3.1.3缸底的確定 12
3.1.4活塞桿的設(shè)計(jì) 13
3.1.5活塞的設(shè)計(jì) 13
3.2 液壓泵的選型與安裝 13
3.2.1液壓泵工作壓力的確定 13
3.2.2液壓泵型號(hào)的確定 14
3.2.3液壓泵的安裝方式 14
3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇與確定 14
3.4 閥類原件及輔助原件的選擇與確定 15
3.5 液壓油管的選型 18
3.6 液壓油箱的設(shè)計(jì) 19
3.6.1液壓油箱有效容積的確定 20
3.6.2液壓油箱的散熱計(jì)算 20
3.6.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
3.7 液壓集成塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
3.7.1通用集成塊組的結(jié)構(gòu) 22
3.7.2集成塊的特點(diǎn) 22
3.7.3液壓集成塊及其設(shè)計(jì) 22
3.8 液壓蓄能器 23
4 測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
4.1 正確測(cè)量的測(cè)量條件和測(cè)量方法 24
4.2 流量計(jì)的選擇 24
5 液壓試驗(yàn)臺(tái)的操作規(guī)程 25
結(jié)論 26
致謝 27
參考文獻(xiàn) 28
5
1 緒論
1.1 本課題研究的背景及意義
現(xiàn)在液壓工業(yè)發(fā)展的很快，在很多機(jī)械里面液壓技術(shù)是越來(lái)越重要。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能也比較復(fù)雜，所以出現(xiàn)故障的情況也是比較多的。液壓系統(tǒng)一旦有問(wèn)題出現(xiàn)，隱藏的很深，想找到原因還是比較困難的，所以對(duì)故障進(jìn)行檢查的時(shí)候，需要的技術(shù)人員技術(shù)非常數(shù)量，并且還要有完善的機(jī)器。我們國(guó)家的煤礦資源是非常多的，也是我們國(guó)家非常重要的一個(gè)行業(yè)，在對(duì)煤礦進(jìn)行開采的時(shí)候，它起著很大的作用，所以在開采煤炭的時(shí)候，它氣的作用是非常大的。在進(jìn)行開采的時(shí)候，地質(zhì)是有改變的，這樣一來(lái)頂板就沉下去了，在立柱的上面，壓力變大了，這個(gè)時(shí)候立柱下面腔室里面的壓力很快的變大了，液壓控制單向閥從另外一個(gè)方向鎖死了，這樣壓力大到安全閥可以開啟的壓力的時(shí)候，安全閥就卡下來(lái)了，乳化液就淌出來(lái)了，支架向下降，這樣就可以實(shí)行過(guò)載保護(hù)了。
一般來(lái)說(shuō)，超過(guò)每分鐘一百毫升的流量的安全閥，就是大流量安全閥，在立柱里面的壓力太大的時(shí)候，安全閥就開下來(lái)了，液壓系統(tǒng)就受到保護(hù)?，F(xiàn)在開采的礦深度越來(lái)越大，沖擊這個(gè)問(wèn)題急需要解決，在沖擊地壓出現(xiàn)了，頂板的壓力就變大了，這樣液壓支架這個(gè)部分產(chǎn)生的載荷沖擊就非常大，不過(guò)液壓支架對(duì)這么大的壓力是承受不了的，所以這個(gè)時(shí)候就需要安全閥，對(duì)壓力進(jìn)行卸載，這樣一來(lái)壓力的最高值就被限制住了，防止出現(xiàn)安全事故。現(xiàn)在我們國(guó)家的大流量安全閥已經(jīng)有每分鐘一千升，現(xiàn)在還繼續(xù)進(jìn)行研究，不過(guò)沒(méi)有對(duì)這種流量大的安全閥適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。所以說(shuō)論文進(jìn)行的研究是非常重要的。
1.2 液壓傳動(dòng)概述
現(xiàn)代化的液壓技術(shù)，集合了電子，電腦，傳感器這些高科技在一起，它不光可以進(jìn)行傳動(dòng)，還能夠進(jìn)行控制，檢測(cè)的自動(dòng)化技術(shù)。現(xiàn)在液壓技術(shù)的壓力更大，速度更快，并且對(duì)比例控制，伺服控制還有數(shù)字控制上取得了很大的進(jìn)步。并且，液壓零部件，跟液壓系統(tǒng)，還有液電一體化這些等等，都是液壓技術(shù)將來(lái)的發(fā)展方向。將使用的范圍變得更大，設(shè)計(jì)用的是更加先進(jìn)的辦法，加工時(shí)候用的也是更加先進(jìn)的辦法，那么這樣一來(lái)液壓技術(shù)包含的內(nèi)容也就更加多了，它是一種綜合自動(dòng)化的技術(shù)。
1.2.1液壓傳動(dòng)的工作原理及組成
液壓傳動(dòng)時(shí)候，它動(dòng)作的原理就是，想要對(duì)動(dòng)力進(jìn)行傳動(dòng)通過(guò)液體的壓力來(lái)進(jìn)行，在進(jìn)行液壓傳動(dòng)的時(shí)候，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。它的組成有下面幾點(diǎn)：
1、動(dòng)力零部件
可以將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，說(shuō)的就是油泵，對(duì)于液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)，動(dòng)力就是從油泵這來(lái)的。。
2、執(zhí)行元件
這個(gè)部分可以將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，帶動(dòng)它進(jìn)行來(lái)回的直線動(dòng)作，或者是回轉(zhuǎn)動(dòng)作。
3、控制元件
在這個(gè)系統(tǒng)里面，可以對(duì)液體的壓力，流量，還有流動(dòng)的方向進(jìn)行調(diào)整。
4、輔助的零件
在這個(gè)系統(tǒng)里面，輔助零件比較多，比方說(shuō)油箱，油管，接頭等等。
5、液壓油
在這個(gè)系統(tǒng)里面，可以對(duì)能量進(jìn)行傳送的工作介質(zhì)有乳化液，礦物油等等。液
1.2.2液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)
1、液壓傳動(dòng)的好處點(diǎn)
（1）這種傳動(dòng)是非常穩(wěn)定的，靈活性好，慣性不大，不管是開啟，剎車還是改變方向速度都是很快的。
（2）功率一樣的時(shí)候，液壓傳動(dòng)部分都是比較小的，質(zhì)量小，構(gòu)造非常緊湊。
（3）液壓進(jìn)行傳動(dòng)的時(shí)候，在工作中也可以進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，并且對(duì)速度進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候最大可以到1：2000。
（4）用起來(lái)非常便利，可以進(jìn)行自動(dòng)化控制。在跟電氣一起進(jìn)行控制，那么自動(dòng)工作流程是非常復(fù)雜的，并且控制的距離也是很遠(yuǎn)的。
（5）在過(guò)載出現(xiàn)的時(shí)候，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。并且它的零部件可以自己進(jìn)行潤(rùn)滑，使用時(shí)間是比較長(zhǎng)的。
2、液壓傳動(dòng)不好的地方
（1）液壓傳動(dòng)的傳動(dòng)比確保不了，因?yàn)樗陨硎褂玫囊簤河腿菀妆粔嚎s，有的還會(huì)漏出來(lái)。
（2）對(duì)于油的溫度感覺(jué)是非常靈敏的，所以影響工作時(shí)候的穩(wěn)定性。傳動(dòng)的時(shí)候，溫度不能太高，也不能太低，比較合適的溫度是-15℃～60℃。
（3）要想讓泄漏少一些，所以加工液壓零件的時(shí)候，精度要求是很高的，并且油要是弄臟了它用起來(lái)就沒(méi)有那么靈敏了。
（4）在液壓系統(tǒng)里面，一旦有故障出現(xiàn)了，想要知道什么原因還是比較困難的。
（5）轉(zhuǎn)換液壓傳動(dòng)的能量的時(shí)候，尤其是在節(jié)流調(diào)整速度系統(tǒng)里面，損失的壓力，還有流量很大，所以說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)的效率不高。
1.2.3液壓傳動(dòng)的應(yīng)用
現(xiàn)在液壓技術(shù)在很多地方都是用到，主要在下面幾個(gè)地方：
1、所有需要進(jìn)行舉升，進(jìn)行搬運(yùn)的地方，特別是在形式的機(jī)器上，還有在一些驅(qū)動(dòng)功率非常大的地方，液壓傳動(dòng)是主要的形式。
2、很多機(jī)器需要進(jìn)行推，擠，還有挖掘的動(dòng)作的，這個(gè)時(shí)候就需要用到液壓。
3、控制需要反應(yīng)快，精度高的時(shí)候。比方說(shuō)在飛機(jī)，導(dǎo)彈控制上。
4、需要很多個(gè)工作程序組合在一起，讓操作還有控制都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。比方說(shuō)組合機(jī)床，自動(dòng)生產(chǎn)線。
5、比較特別的工作的地方。比方說(shuō)進(jìn)行防爆的地方等等。
1.3 國(guó)內(nèi)外液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1國(guó)內(nèi)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀
一般的試驗(yàn)臺(tái)實(shí)在是太簡(jiǎn)單了，操作是需要人工來(lái)進(jìn)行，記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行試驗(yàn)都是需要人工來(lái)進(jìn)行，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大不說(shuō)，試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)掌握不了，并且進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，非常的不一致，實(shí)現(xiàn)不了控制，也沒(méi)法將產(chǎn)品的質(zhì)量變得更好?，F(xiàn)在我們國(guó)家的超聲檢測(cè)，主要是測(cè)量流量，測(cè)量壓力的，它將原來(lái)的檢測(cè)儀器的靈敏度進(jìn)行了大范圍的提高，現(xiàn)在的超聲測(cè)量?jī)x，不管是用頻差，還是相差的時(shí)候，一定要在液體聲速改變不大的情況下進(jìn)行，在液壓系統(tǒng)里面，油的溫度，還有壓力改變是非常大的。這樣一來(lái)聲速肯定會(huì)有很大的改變，這樣就必然會(huì)有影響，超聲對(duì)液壓零件進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于測(cè)量時(shí)候精度的要求完全是可以符合的。
并且液壓系統(tǒng)里面，CAT試驗(yàn)臺(tái)用的是比較多的，它的功能不錯(cuò)，對(duì)于綜合實(shí)驗(yàn)的要求是滿足不了的。還有電腦幫助CAT，它的組成有兩部分，一個(gè)是硬件，一個(gè)是軟件，測(cè)量的信號(hào)非常復(fù)雜的時(shí)候，要想讓信號(hào)受到的干擾小一點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，讓系統(tǒng)對(duì)干擾進(jìn)行抵抗，這樣測(cè)量出來(lái)的數(shù)值真實(shí)性更高，更加可靠。在試驗(yàn)臺(tái)，原來(lái)使用的液壓試驗(yàn)臺(tái)回路非常簡(jiǎn)單，效果不好，要想進(jìn)行液壓傳動(dòng)，基本上都是控制泵還有閥，它的組成是實(shí)物液壓零部件，這樣一來(lái)這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)就非常重，并且外形很大，又因?yàn)閷?shí)物零件，實(shí)物管路都是看不到的，想要看它里面的結(jié)構(gòu)，流動(dòng)等是看不清的。并且，因?yàn)榱泓c(diǎn)所處地點(diǎn)不能變化，這樣液壓回路就非常簡(jiǎn)單。
還有，原來(lái)用的液壓試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)化程度不高，因?yàn)樵瓉?lái)的試驗(yàn)臺(tái)控制零件用的都是繼電器，花錢多不說(shuō)，功能還少，耗費(fèi)的電量大，使用時(shí)間短，并且電路連接的太復(fù)雜，還有可靠性不好，靈活性不好，自動(dòng)化程度差這些不好的地方。還有原來(lái)用的試驗(yàn)臺(tái)會(huì)出現(xiàn)泄漏的情況，那么實(shí)驗(yàn)的地方就弄臟了，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)里面，基本上液壓油都是石油，浪費(fèi)非常大，還對(duì)環(huán)境有污染。
1.3.2國(guó)外液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀
日本人，還有美國(guó)人研究的液壓萬(wàn)能試驗(yàn)臺(tái)，他們的不僅可以進(jìn)行電子測(cè)試，還能夠通過(guò)電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，電液伺服閥的好處是靜態(tài)，動(dòng)態(tài)下，性能都非常不錯(cuò)，分辨率非常高，滯環(huán)線性度也不小，工作的地方是很大的，在動(dòng)態(tài)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)上是更加的適合的。不好的地方是，因?yàn)殪o態(tài)的液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，它的好處是沒(méi)有辦法完全發(fā)揮出來(lái)的，這樣一來(lái)價(jià)格非常高，對(duì)污染的抵抗性也沒(méi)有那么好，工作時(shí)候響動(dòng)是不小的，油的溫度很快變高了，有的時(shí)候還要對(duì)它進(jìn)行降溫。在西德生產(chǎn)的UPV液壓萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)，它在進(jìn)行控制的時(shí)候，通過(guò)速度控制器，對(duì)力矩進(jìn)行控制，這樣就將壓力控制閥進(jìn)行帶動(dòng)，有一個(gè)載荷施加在上面，還會(huì)反饋給系統(tǒng)速度電流，這種控制辦法是原來(lái)使用的。
在論文的這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)行測(cè)試，并且還能夠?qū)π袠I(yè)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)化進(jìn)行采集，并且在當(dāng)下就顯示出來(lái)。這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的使用范圍不小，可以對(duì)很多類型的液壓零件來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，它的結(jié)構(gòu)非常緊湊，用起來(lái)非常便利，這個(gè)系統(tǒng)人機(jī)互換是非常良好的，很多試驗(yàn)都是可以進(jìn)行高的，可以設(shè)定測(cè)量時(shí)候的控制數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，進(jìn)行處理，這些都是自動(dòng)化進(jìn)行的，對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)，勞動(dòng)強(qiáng)度是減輕了不少，并且操作環(huán)境也編號(hào)了，實(shí)驗(yàn)效率是非常高的，測(cè)量的精度也很高。不過(guò)，不好的地方就是，這個(gè)機(jī)器購(gòu)買的時(shí)候花的錢很多，零件的可靠性影響到試驗(yàn)的最終效果，機(jī)器在用，后期維修，還有對(duì)程序進(jìn)行編制的時(shí)候，都不簡(jiǎn)單，需要專業(yè)人士來(lái)進(jìn)行。
1.4 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)
1、平臺(tái)用的是電腦軟件，這樣液壓傳動(dòng)試驗(yàn)就可以模擬進(jìn)行
所謂虛擬試驗(yàn)，它其實(shí)是從虛擬的現(xiàn)實(shí)中來(lái)的。根本上來(lái)說(shuō)，VR這個(gè)系統(tǒng)其實(shí)就是對(duì)真正的環(huán)境進(jìn)行模仿，所以說(shuō)不管是虛擬的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，還是虛擬的實(shí)驗(yàn)，它的技術(shù)關(guān)鍵都是仿真技術(shù)。在上世紀(jì)八十年代，美國(guó)人將虛擬的儀器研究出來(lái)了，這種儀器是將儀器的技術(shù)跟電腦技術(shù)更高層次的進(jìn)行結(jié)合，這個(gè)機(jī)器是跟別的機(jī)器完全不一樣的，虛擬儀器可以通過(guò)一樣的原理，對(duì)傳統(tǒng)的一起來(lái)進(jìn)行虛擬的實(shí)驗(yàn)，使用者只需要通過(guò)電腦面板對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，進(jìn)行分析，進(jìn)行顯示，這樣一來(lái)測(cè)試就可以自動(dòng)化，智能化的進(jìn)行了。虛擬機(jī)器按照自己對(duì)儀器定義的功能，通過(guò)虛擬的機(jī)器，使用者可以將自己需要的測(cè)試系統(tǒng)組件起來(lái)。因?yàn)殡娔X對(duì)于數(shù)據(jù)的處理能力是非常強(qiáng)大的，只需要一個(gè)數(shù)據(jù)收集的卡，那么使用者可以通過(guò)軟件建造任何需要的儀器。
2、平臺(tái)以電腦網(wǎng)絡(luò)來(lái)然液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)在的電腦網(wǎng)絡(luò)，還有電腦通信技術(shù)一直在進(jìn)行研發(fā)，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的概念也產(chǎn)生了，不管是教學(xué)也好，還是實(shí)驗(yàn)也好，他們的環(huán)境已經(jīng)天翻地覆的改變了，所以現(xiàn)在比較重要的是開放性，還有共享性?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用的范圍是很大的了，電腦網(wǎng)絡(luò)上也可以上課，很多大學(xué)都有遠(yuǎn)程教育。使用的人在不同的地方，不一樣的時(shí)間，都可以對(duì)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行研究，時(shí)間也好，人力，物力這些都是節(jié)省了不少的，所以說(shuō)共享實(shí)驗(yàn)資源，這樣這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的是用來(lái)就可以最大程度的發(fā)揮出來(lái)，有更新的實(shí)驗(yàn)辦法創(chuàng)造出來(lái)，讓實(shí)驗(yàn)水平變得更高，這些都是非常有必要的。
3、要想讓液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)變得智能化，可以通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)
通過(guò)非常高超的控制技術(shù)，對(duì)新的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，進(jìn)行研究，進(jìn)行改進(jìn)，把原來(lái)的液壓技術(shù)跟高超的控制技術(shù)結(jié)合起來(lái)，這樣的話，試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化程度就變高了很多。
4、要想對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，分析故障，那么它的平臺(tái)就是液壓故障診斷系統(tǒng)
液壓故障診斷系統(tǒng)，它在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行診斷的時(shí)候是非常智能化的，這種系統(tǒng)里面有很多專家的理論知識(shí)，還有很多時(shí)間經(jīng)驗(yàn)在里面，可以對(duì)人類專家進(jìn)行模仿，將液壓系統(tǒng)的故障在這個(gè)大的知識(shí)庫(kù)里面去比對(duì)，這樣就可以將出現(xiàn)故障的原因找出來(lái)了。
5、液壓傳動(dòng)用的是水來(lái)進(jìn)行，這樣對(duì)能源是可以節(jié)省不少，并且對(duì)環(huán)境也沒(méi)有污染
德國(guó)人，在1995年的時(shí)候就研究出來(lái)一種水壓滑閥，后來(lái)有研究出來(lái)了海水軸向柱塞，還有海水軸向馬達(dá)。在1996年的時(shí)候，研究出來(lái)了比例流量對(duì)純水進(jìn)行控制的液壓系統(tǒng)?，F(xiàn)在，液壓系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)就是對(duì)純水液壓技術(shù)進(jìn)行研究。在這個(gè)系統(tǒng)里面，液壓介質(zhì)用的是水，那么污染就不存在了，安全性很好，干凈等好處，還有，進(jìn)行水傳動(dòng)的時(shí)候，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，效率還非常高，經(jīng)濟(jì)效益不錯(cuò)等好處，所以在很多行業(yè)里面都是對(duì)它非?？春玫?。
1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
1、對(duì)現(xiàn)在的安全閥實(shí)驗(yàn)辦法進(jìn)行研究之后，將設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)的方案確定下來(lái)；
2、對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要確定液壓零部件，設(shè)計(jì)液壓零部件，將裝配圖畫出來(lái)；
3、對(duì)技術(shù)路線的主要內(nèi)容進(jìn)行研究
（1）要知道這個(gè)流量比較大的試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)候的原理是什么，將設(shè)計(jì)思路搞清楚，將設(shè)計(jì)方向確定下來(lái)，將設(shè)計(jì)方案初步確定下來(lái)。
（2）設(shè)計(jì)這個(gè)流量大的試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)算出來(lái)，進(jìn)行校核。
2 總體方案的設(shè)計(jì)與確定
2.1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成
液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成有液壓系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)油管，還有對(duì)油管進(jìn)行懸掛的裝置，試驗(yàn)臺(tái)架子；要是使用者有需要的話，那么要加一個(gè)電腦處理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，要是沒(méi)有需要的話，在提供貨物的時(shí)候，不需要帶實(shí)驗(yàn)的臺(tái)架，使用者自己有。在機(jī)架上將這三個(gè)部分，液壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，還有懸掛有關(guān)裝置和油管，他們所有的零件都裝上去，這樣運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候可以整體進(jìn)行，并且方便對(duì)地點(diǎn)進(jìn)行更換。系統(tǒng)里面的泵閥等零件都是裝在機(jī)架里面下面，油箱的零件裝在機(jī)架的上半部分的后面，電氣柜是裝在機(jī)架的上面的前面，這樣一來(lái)看上去很漂亮，也非常整齊，安全性好，還干凈。
1、液壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
這個(gè)系統(tǒng)的控制用的是電氣來(lái)進(jìn)行的，這樣零件就可以完成各種實(shí)驗(yàn)了。它的組成是非常多的，有油箱零部件，還有過(guò)濾部分，有超高壓加載動(dòng)力源系統(tǒng)，還有進(jìn)行試驗(yàn)的油路系統(tǒng)，還有輔助的油路系統(tǒng)，還有氣動(dòng)的排出油的系統(tǒng)等等。
2、電氣控制系統(tǒng)
對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要的電路電壓是380V，進(jìn)行控制的電路，電壓是交流電壓220V、直流電壓是24V。在進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，它的程序都是PLC控制的，在進(jìn)行液壓系統(tǒng)的控制之后，試驗(yàn)臺(tái)就可以按照規(guī)定將需要的動(dòng)作都完成，并且還具備一定的安全保護(hù)裝置。
3、實(shí)驗(yàn)油管及實(shí)驗(yàn)油管懸掛機(jī)構(gòu)
剛生產(chǎn)好的試驗(yàn)臺(tái)，一定要匹配的的是連接試驗(yàn)臺(tái)跟油缸使用的高壓軟管，這個(gè)高壓軟管要有一定的長(zhǎng)度，主要是為了拆裝起來(lái)便利一些，效率高一些，還有將油管的快換接頭要配置好，可以在試驗(yàn)臺(tái)上將平衡支架裝起來(lái)，將平衡器裝起來(lái)，這樣就可以將油管懸掛起來(lái)，用的時(shí)候可以把油管上面一頭拉下來(lái)，跟油缸的油口里連接起來(lái)，不用的時(shí)候，通過(guò)平衡器，油管就被懸掛起來(lái)了。
4、出廠實(shí)驗(yàn)臺(tái)架
這個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的組成有架體，有油缸V型支承等。在架體的上面將V型支承漲上去，可以把油缸裝上去，接油槽是通過(guò)將架體上面焊接起來(lái)的，一個(gè)封閉的構(gòu)造，專門是用來(lái)對(duì)漏出來(lái)的油進(jìn)行收集的，這些收集來(lái)的油都到了下面的集油箱里面去，裝有液位傳感器在油箱里面，當(dāng)收集的油多刀一定程度的時(shí)候，集油系統(tǒng)里面，回油泵就自己開啟下來(lái)了，將這些油進(jìn)行過(guò)濾，之后就到了液壓系統(tǒng)的油箱里面去；裝有一個(gè)漏板在接油槽的里面，這個(gè)漏板是有一定高度的，可以將一些比較小的零件，還有工具都放在上面，這樣就可以避免這些小零件，工具沾到油。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)架可以對(duì)零部件進(jìn)行選擇，可以買，也可以進(jìn)行定做。
2.2 工作原理的確定
論文設(shè)計(jì)這個(gè)液壓試驗(yàn)臺(tái)安全閥檢測(cè)系統(tǒng)，主要檢測(cè)的就是安全閥的性能，對(duì)于批圖的液壓零件，分析它的性能，進(jìn)行檢測(cè)，正常檢測(cè)的時(shí)候花費(fèi)的時(shí)間是比較長(zhǎng)的，花銷也比較大。論文設(shè)計(jì)的這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)安全閥檢測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)零部件的流量進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行工作的時(shí)候，會(huì)有噪聲出現(xiàn)，工作時(shí)候比較穩(wěn)定，用電腦將溫度-時(shí)間的曲線生成出來(lái)，這樣就可以按照這個(gè)曲線來(lái)看它有沒(méi)有哪里壞了，機(jī)器工作起來(lái)速度更快，那么檢驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間就比較短了，花銷自然也就變小了，從理論到實(shí)踐的使用時(shí)間就不需要那么長(zhǎng)了，不僅可以對(duì)控制線路進(jìn)行簡(jiǎn)化，讓成本變得更低，并且將勞動(dòng)生產(chǎn)率變得更高，2-1圖紙里面就是它詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。
圖2-1 安全閥性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)總體方案與布局圖
液壓試驗(yàn)臺(tái)安全閥檢測(cè)系統(tǒng)，他可以對(duì)需要檢測(cè)的零部件來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，這款系統(tǒng)是一種檢測(cè)系統(tǒng)，它是在液壓實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)上進(jìn)行的，它工作時(shí)候的順序是：
1、首先將安全閥關(guān)起來(lái)，之后將所有的溢流閥都開下來(lái)，將泵開啟半分鐘，將管子里面的空氣全部都排出去。
2、將溢流閥都關(guān)起來(lái)，對(duì)安全閥進(jìn)行調(diào)整，一直調(diào)整到合適的壓力才行。
3、調(diào)整好了之后，將溢流閥完全開下來(lái)，讓安全閥這個(gè)地方的流量完全變成零，慢慢的將溢流閥都關(guān)起來(lái)，并且對(duì)壓力的數(shù)值，流量的數(shù)值進(jìn)行記錄，將壓力差跟流量的大小曲線圖都畫出來(lái)：：
圖2-2 壓差與流量的數(shù)值繪制曲線圖
2.3 測(cè)試回路圖的確定
按照上面的實(shí)際工況，將安全閥的功能測(cè)試回路圖紙畫出來(lái)，下面2-3里面就是：
圖2-3 安全閥測(cè)試回路圖
2.4 液壓油的選擇
1、按照下面的幾點(diǎn)來(lái)確定機(jī)械傷使用的液壓油
（1）液壓件
液壓零部件不一樣，那么對(duì)于這些液壓油來(lái)說(shuō)，都是有一個(gè)最低配置的需要的，所以在確定液壓油的時(shí)候，要知道液壓零件是哪一種，還有它在用的時(shí)候的材質(zhì)，密封零件，還有涂料等這些跟液壓油是不是能夠相容，確保每一個(gè)動(dòng)作在進(jìn)行潤(rùn)滑的時(shí)候效果比較好，所以，一般把系統(tǒng)里面，泵對(duì)于液壓油的要求，將使用過(guò)的液壓油確定下來(lái)。
（2）系統(tǒng)工作的狀況
如果說(shuō)執(zhí)行裝置的速度要求高，系統(tǒng)壓力要求高，還有執(zhí)行裝置動(dòng)作精度要求高，那么對(duì)于液壓油的耐磨性要求也變高了，液壓油的承受能力的要求也變高了。按照系統(tǒng)需要的度數(shù)，不間斷工作花費(fèi)的時(shí)間，還有工作地點(diǎn)的環(huán)境等，在選用液壓油的時(shí)候，要注意油的粘性，還有在溫度很高時(shí)候的性能，以及熱穩(wěn)定性，讓油盡量少一些沉淀。
（3）油箱有多大
油箱小了，那么油的抗氧化性，極壓抗磨性，還有過(guò)濾性等等的要求變得非常高。
（4）周邊的度數(shù)
對(duì)于工程機(jī)器工作時(shí)候的環(huán)境，是在溫度高的時(shí)候，還是溫度非常低的時(shí)候，在工作周邊有沒(méi)有火等等，選用適合的液壓油。要是機(jī)器周邊沒(méi)有明火，那么工作時(shí)候的度數(shù)要小于六十度，承受的載荷比較小的時(shí)候，使用的液壓油是一般的，要是機(jī)器需要在很冷的環(huán)境下開啟，那么使用的液壓油是低凝的。
（5）確定使用的液壓油
確定了液壓油之后，還要查看這個(gè)液體的貨源，查看它的粘性，質(zhì)量，還有使用時(shí)候的特征，還有對(duì)于系統(tǒng)跟零件是不是相容，看每一項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于使用時(shí)候的需要能不能滿足。
（6）經(jīng)濟(jì)性
對(duì)這個(gè)液壓油購(gòu)買時(shí)候的花費(fèi)，還有使用時(shí)間，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，另外進(jìn)行安全工作時(shí)間內(nèi)的狀況，應(yīng)該使用的是產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性比較好的牌子。
按照上面介紹的，要是液壓油的質(zhì)量符合要求，系統(tǒng)的執(zhí)行部分要是速度很快的話，那么油在流動(dòng)的時(shí)候速度也是很快的，這樣一來(lái)系統(tǒng)的損耗也跟著變大了，不過(guò)露出來(lái)油是沒(méi)有多少的，所以選用的液壓油應(yīng)該是粘性比較小的；反過(guò)來(lái)，選用的油應(yīng)該是粘性比較高的。一般來(lái)說(shuō)，在工作的時(shí)候，壓力要是非常大的話，選用的液壓油應(yīng)該是粘性比較高的，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候首先要注意的就是，怎么樣要注意壓力非常高的時(shí)候，不出現(xiàn)泄漏的狀況；在工作時(shí)候壓力比較小，那么油使用的是粘度比較小的。周邊溫度非常高的話，用的油就是粘性比較大的；反過(guò)來(lái)，用的油是粘性不大的。
2、選用液壓油
論文里面使用的液壓油是美孚牌子的，型號(hào)是VG46。
28
3 液壓試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)、選擇與確定
3.1 液壓缸的設(shè)計(jì)
3.1.1液壓缸工作壓力及載荷的確定
1、工作壓力
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公稱壓力系列標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表3-1。
表3-1 液壓公稱壓力系列單位：MPa
0.63
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
16.0
25.0
31.5
40.0
綜合考慮后選取公稱壓力
2、載荷的確定
本次設(shè)計(jì)的液壓缸，其載荷為35000N。
3.1.2缸筒的設(shè)計(jì)
1、缸筒材料的確定
部分材料的機(jī)械性能綜合考慮后，選45號(hào)鋼作為缸筒的材料。
2、缸筒內(nèi)徑D的確定
計(jì)算公式：
，
其中F為3.5X104N，PN為10Mpa
將數(shù)據(jù)代入上式可以得到，參見(jiàn)表3-3，取D=80mm。
表3-3 液壓缸徑尺寸系列單位（mm）
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
320
400
3、缸筒壁厚δ的確定
實(shí)用計(jì)算式：進(jìn)行計(jì)算。
式中：D—缸筒內(nèi)徑80(mm)；
—最高允許壓力15(MPa)；
—缸筒材料許用應(yīng)力（MPa）；
—缸筒材料的屈服強(qiáng)度（MPa)；
n—安全系數(shù)取2。
將公式轉(zhuǎn)換為
即
將公式轉(zhuǎn)換為
即
將上述數(shù)據(jù)代入公式，得到，取
選20號(hào)鋼，其屈服強(qiáng)度
3.1.3缸底的確定
圖3-1缸筒底部平面
圖3-1 缸筒底部平面
式中：—缸筒底部厚度；
—厚度，暫取65mm；
—額定壓力10MPa；
—材料20號(hào)鋼，其許用應(yīng)力為115MPa。
。取
3.1.4活塞桿的設(shè)計(jì)
式中 D——缸筒內(nèi)徑
——速度比
參見(jiàn)表3-4，選??；
得出；參見(jiàn)表3-5，取d=40mm。
表3-4 速度比選擇
壓力MPa
≤10
12.5～20
≥20
速度比
1.33
1.46
2
表3-5 活塞桿直徑尺寸系列單位(mm）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
35
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
3.1.5活塞的設(shè)計(jì)
活塞根據(jù)工作壓力、速度、溫度等工作條件來(lái)選擇密封件的工作形式。
1—擋圈；2—密封件；3—導(dǎo)向環(huán)
圖3-2 活塞結(jié)構(gòu)
本油缸采用整體式活塞。見(jiàn)圖3-2。
活塞寬度
式中：D—液壓缸缸徑80mm；
結(jié)合整體尺寸選取B=70mm。
3.2 液壓泵的選型與安裝
3.2.1液壓泵工作壓力的確定
p1代表的是液壓系統(tǒng)里面，執(zhí)行零件工作時(shí)候壓力的最大值，對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)里面，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的時(shí)候，確定最大系統(tǒng)壓力是10MPa，那么泵在進(jìn)行工作的時(shí)候，壓力的大小是10MPa。
3.2.2液壓泵型號(hào)的確定
本次設(shè)計(jì)決定采用齒輪油泵，型號(hào)是CBJF1018。
3.2.3液壓泵的安裝方式
在液壓泵裝置里面，它包含的東西有不一樣的液壓泵，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，還有聯(lián)軸器等。進(jìn)行安裝的時(shí)候，辦法有兩種，一種是立式的，一種是臥式的。
1、安裝要是立式的
在液壓油箱里面，將液壓泵跟油管都放在里面，這樣的結(jié)構(gòu)不僅緊湊，看上去漂亮，并且電動(dòng)機(jī)跟液壓泵的同軸度是非常好的，吸油的狀況也是非常不錯(cuò)的，油要是漏出來(lái)了，直接淌到液壓油箱里面去，這樣一來(lái)占據(jù)的地方就比較小了。不過(guò)安裝起來(lái)不便利，修起來(lái)也比較麻煩，散熱效果不是很好。
2、安裝形式是臥式的
在液壓油箱的外面安裝液壓泵，安裝管道，裝的時(shí)候非常便利，修起來(lái)也容易，散熱效果比較好，不過(guò)，有的時(shí)候電動(dòng)機(jī)跟液壓泵的同軸度是沒(méi)有辦法確保的。
在連接電動(dòng)機(jī)跟液壓泵的時(shí)候，有下面幾種辦法：
（1）法蘭式
在法蘭上直接裝液壓泵，之后法蘭跟帶動(dòng)法蘭的電動(dòng)機(jī)連接起來(lái)，要想對(duì)電動(dòng)機(jī)還有液壓泵同軸度進(jìn)行確保，通過(guò)法蘭盤上面的止口來(lái)進(jìn)行，這樣的構(gòu)造，不管是拆還是裝都是非常的便利的。
（2）支架式
在支架的止口上，將液壓泵裝上去，通過(guò)支架的底部的面跟地板連接起來(lái)，之后再跟有底座的電動(dòng)機(jī)連接起來(lái)。這樣的構(gòu)造，要想確保同軸度不是那么容易的，要想避免裝的時(shí)候有偏差出現(xiàn)，那么肯定會(huì)有振動(dòng)，聯(lián)軸器用的是有彈性的。
（3）法蘭支架聯(lián)接
首先用法蘭將電動(dòng)機(jī)還有液壓泵連接起來(lái)，之后法蘭把支架也連接起來(lái)，之后支架在底板上進(jìn)行安裝。這樣的結(jié)構(gòu)，好處是大底板沒(méi)有必要進(jìn)行生產(chǎn)，裝起來(lái)非常便利，要想確保電動(dòng)機(jī)跟液壓泵的同軸度，主要是通過(guò)法蘭盤的止口進(jìn)行的。
因?yàn)檫@個(gè)試驗(yàn)臺(tái)上沒(méi)有在外面設(shè)置冷卻部分，所以對(duì)于散熱效果要首先進(jìn)行考慮，液壓泵在安裝的時(shí)候，選用的是臥式的。
3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇與確定
試驗(yàn)臺(tái)工作的時(shí)候，因?yàn)樾枰獧z測(cè)的對(duì)象讓這個(gè)系統(tǒng)的壓力，還有流量都有改變，所以說(shuō)試驗(yàn)臺(tái)功率的改變不小，要相對(duì)于設(shè)計(jì)需要進(jìn)行滿足，那么對(duì)電動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行確定的時(shí)候根據(jù)比較大的功率來(lái)進(jìn)行。
按照前面算的，泵提供油的時(shí)候，壓力的大小是pp=10MPa，，確定泵驅(qū)動(dòng)功率的總數(shù)是P=45kW。
要想電動(dòng)機(jī)選的對(duì)，那么它的安全性要好，經(jīng)濟(jì)性要高，工作時(shí)候可靠性好；要是電機(jī)選的不對(duì)，不好的情況是會(huì)有浪費(fèi)，嚴(yán)重的話機(jī)器都被燒掉了。在選電機(jī)的時(shí)候要注意它的一些因素，比方說(shuō)電壓，頻率，轉(zhuǎn)動(dòng)速度等等，不過(guò)榨汁機(jī)的電機(jī)在選擇的時(shí)候不光要從這些方面來(lái)看，還要看它的功率，看他的速度這些關(guān)鍵性的因素，所以，在這說(shuō)一下怎么確定電動(dòng)機(jī)的。
在選電機(jī)的時(shí)候，按照復(fù)合來(lái)進(jìn)行，這里要注意工作條件，負(fù)荷，還有生產(chǎn)流程等等，對(duì)下面幾點(diǎn)的要求都要能夠滿足。
1、力學(xué)性能
機(jī)械性能必須是電機(jī)的機(jī)械性跟工作性配合的好，機(jī)器在工作的時(shí)候穩(wěn)定性要好，對(duì)于工作時(shí)候的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩都要能夠滿足要求。
2、功率
功率是多大，按照生產(chǎn)時(shí)候的機(jī)械功率來(lái)確定，在對(duì)電動(dòng)機(jī)的額定載荷進(jìn)行確定的時(shí)候，防止出現(xiàn)小馬拉大車的情況，防止造成一些沒(méi)有必要的浪費(fèi)。
3、速度
電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是多少，對(duì)于機(jī)械要求要能夠滿足，比方說(shuō)最大速度是多少，調(diào)整速度的性能是不是滿足機(jī)器工作時(shí)候的要求。
4、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)
對(duì)這一點(diǎn)考慮的時(shí)候，要從整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所耗費(fèi)的能源，以及電動(dòng)機(jī)花費(fèi)的錢來(lái)進(jìn)行考慮，按照電動(dòng)機(jī)的使用效率不一樣，有的用的時(shí)間是比較短的，在用的時(shí)候效率不高，電機(jī)的效率是比較差的，總能耗的變化不是太大的，所以電機(jī)的效率不是我們考慮的重點(diǎn)，不過(guò)有的電器在選電機(jī)的時(shí)候，還是要注意效率的，比方說(shuō)空調(diào)，循環(huán)泵等等，效率高了，總能耗才會(huì)降低。
5、價(jià)格低廉
對(duì)于機(jī)器的工作要求都滿足的時(shí)候，電機(jī)的結(jié)構(gòu)不能復(fù)雜，工作時(shí)候可靠性高，價(jià)格不能太高的機(jī)器。
這篇文章里面，電機(jī)工作的環(huán)境是比較干凈的，兩板倒，負(fù)荷也不是很大，并且電源是三相電。那么電機(jī)的電壓是380v的，電動(dòng)機(jī)的系列是Y2的，三相電的籠型異步電動(dòng)機(jī)。其型號(hào)為Y2-225M-4。具體參數(shù)見(jiàn)下表3-6。
表3-6 Y系列的技術(shù)參數(shù)表
型號(hào)
額定
功率
額定
電流
轉(zhuǎn)速
效率
功率
因數(shù)
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
kW
A
r/min
%
COSФ
倍
倍
Y2-225M-4
45
84.7
1475
92.8
0.87
2.2
2.3
3.4 閥類原件及輔助原件的選擇與確定
1、單向閥
這個(gè)單向閥可以用來(lái)進(jìn)行一個(gè)方向的閉鎖，還能夠?qū)毫M(jìn)行保持。在這個(gè)液壓系統(tǒng)里面，防止油反過(guò)來(lái)淌，它的效果就是一般的單向閥的效果；不過(guò)可以通過(guò)對(duì)壓力油進(jìn)行控制，利用活塞將單向閥芯開下來(lái)，這樣油就會(huì)反過(guò)來(lái)淌了。要是油路需要嚴(yán)格進(jìn)行封閉，那么就要使用液控單向閥，那么閉鎖用的是單向的，這樣就可以維持壓力。
圖3-3單向閥
單向閥需要滿足下面幾點(diǎn)：
（1）要是液壓?jiǎn)蜗蚩刂崎y，在正向上進(jìn)行開啟的時(shí)候，壓力在0.04Mpa，在用的時(shí)候絕對(duì)不能裝在閥芯垂直面上面。
（2）管子接頭連接的這個(gè)地方，不能有密封帶，可以用密封膠。
（3）如果液控單向閥的結(jié)構(gòu)是外泄式的，在控制活塞這個(gè)地方有油漏出來(lái)，從L這個(gè)口跟回油箱連接起來(lái)。
單向閥 DIF-L10H1的技術(shù)數(shù)據(jù)：
表3-7 DIF-L10H1有關(guān)數(shù)據(jù)
型號(hào)
開啟壓力
壓力
流量
接口尺寸
DIF-L10H1
0.35
210
25
10
1、溢流閥YF-B 10B
下面表格里面是這個(gè)閥的技術(shù)數(shù)據(jù)：
表3-8 YF-B 10B有關(guān)數(shù)據(jù)
型號(hào)
重量
壓力
接口尺寸
額定流量
YF-B 10B
2.6
0.5-6.3
10
40
2、三位四通電磁換向閥34-H10B-T
下面表格里面是這個(gè)閥的技術(shù)數(shù)據(jù)：
表3-9 34-H10B-T有關(guān)數(shù)據(jù)
型號(hào)
重量
壓力
流量
允許背壓
接口尺寸
34-H10B-T
3.5
320
40
<63.3
10
4、單向順序閥XYA-F10D-B（A）
下面表格里面是這個(gè)閥的技術(shù)數(shù)據(jù)：
表3-10 XYA-F10D-B（A）有關(guān)數(shù)據(jù)
型號(hào)
重量
壓力
接口尺寸
閥徑
XYA-F10D-B（A）
1.5
200
10
?12
5、液控單向閥
下面表格里面是這個(gè)閥的技術(shù)數(shù)據(jù)：
表3-11 DFY-L10H2有關(guān)數(shù)據(jù)
型號(hào)
流量
壓力
開啟壓力
控制壓力
接口尺寸
25
210
2
<108
10
6、二位二通電磁換向閥22-H10B
查看液壓零件資料P364有關(guān)數(shù)據(jù)：
表3-12 22-H10B有關(guān)數(shù)據(jù)
型 號(hào)
壓力
允許背壓
流量
接口尺寸
閥徑
22-H10B
320
<1.01
40
10
?12
7、單向調(diào)速閥 QA-H10
查看液壓零件資料 P322有關(guān)數(shù)據(jù)：
表3-13 QA-H10有關(guān)數(shù)據(jù)
型號(hào)
最高壓力
流量
最小穩(wěn)定流量
接口尺寸
QA-H10
320
40
4
10
按照系統(tǒng)工作時(shí)候的壓力，還有每一個(gè)閥，輔助零部件的流量，那么確定零件的型號(hào)，還有規(guī)格，在表格3-14里面展示。
表3-14 小型液壓壓力機(jī)集成閥元件明細(xì)表
序號(hào)
名 稱
通過(guò)流量
型號(hào)及規(guī)格
1
油管
14mm紫銅管
2
油箱
800L油箱
3
濾油器
11.47
XLX-06-80
4
雙聯(lián)安全閥
9.75
YB1-6.3/6.3
5
單向閥
4.875
DIF-L10H1
6
溢流閥
4.875
YF-B 10B
7
三位四通電磁換向閥
9.75
34-H10B-T
8
單向順序閥
9.75
XYA-F10D-B（A）
9
液控單向閥
9.75
10
二位二通電磁換向閥
4.875
22-H10B
11
單向調(diào)速閥
9.75
QA-H10
12
壓力表
Y—100T
13
壓力表開關(guān)
K-3B
8、安全閥
安全閥這個(gè)零件，因?yàn)橥饬Φ淖饔?，它一直都是關(guān)著的，在管子里面的壓力超過(guò)設(shè)定的數(shù)值的時(shí)候，那么系統(tǒng)里面的介質(zhì)就要排放出去，避免因?yàn)楣茏永锩娴膲毫μ?，超過(guò)設(shè)定好的數(shù)值的這種特別的閥門。安全閥是一種自動(dòng)閥，主要裝在管道上，裝在鍋爐上，裝在壓力容器上，維持壓力在規(guī)定的數(shù)值里面，可以保護(hù)人身安全，還可以保護(hù)機(jī)器正常進(jìn)行，安全閥一定要進(jìn)行壓力試驗(yàn)，通過(guò)了才能夠拿來(lái)用。
安全閥排量的大小，主要在于閥座口直徑有多大，閥瓣開下來(lái)有多高，安全閥有兩種，一種是微啟式的，還有一種是全啟式的。另外，按照使用時(shí)候的需求不一樣，有封閉的，有不封閉的。封閉式的這一種，也就是說(shuō)排出來(lái)的油液沒(méi)有淌到外面去，按照設(shè)定好的出口淌到外面去，正常介質(zhì)都是有毒的，或者是副屬性比較強(qiáng)的。不封閉式的，介質(zhì)基本上都是沒(méi)有毒的，或者是沒(méi)有腐蝕性的。
調(diào)整打開時(shí)候的壓力
（1）安全閥離開生產(chǎn)單位之前，首先要對(duì)打開時(shí)候的壓力進(jìn)行調(diào)整，一直調(diào)整到需要的數(shù)值。
（2）使用的人在機(jī)器上裝安全閥之前，首先要再一次進(jìn)行調(diào)整，確保這個(gè)安全閥的壓力數(shù)值是滿足需要的。
（3）將彈簧的工作壓力在銘牌上標(biāo)注出來(lái)，對(duì)螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以將彈簧的壓縮量進(jìn)行改變。也就是說(shuō)調(diào)整打開時(shí)候的壓力。
（4）對(duì)螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整之前，要讓閥進(jìn)口的這個(gè)地方，壓力要小于開啟壓力的九成，避免因?yàn)閷?duì)螺桿進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，閥瓣也跟著進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，避免把密封面給弄壞。
（5）要確保開的時(shí)候壓力是符合要求的，要對(duì)介質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整。介質(zhì)條件包含的有屬于哪一種種類，度數(shù)是多少，盡可能跟真正運(yùn)行時(shí)候的要求差不多。要是種類有變化，那么開啟時(shí)候的壓力就改變了。工作時(shí)候度數(shù)變高了，那么開啟時(shí)候的壓力就變低了。那么在普通環(huán)境下進(jìn)行調(diào)整，在溫度很高的時(shí)候，對(duì)壓力值進(jìn)行調(diào)整，要讓它比開啟壓力的數(shù)值稍微大一點(diǎn)，大多少，看閥門是什么結(jié)構(gòu)，閥門的材料是什么。
（6）一般的安全閥，主要用在對(duì)附加背壓進(jìn)行固定的地方，校驗(yàn)之后，對(duì)開啟壓力進(jìn)行調(diào)整。
調(diào)整排放壓力，調(diào)整回座壓力：
（1）對(duì)這兩種壓力進(jìn)行調(diào)整，首先要讓閥門圈開下來(lái)，對(duì)動(dòng)作來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，所以要想用的話，只能在容量比較大的試驗(yàn)臺(tái)上，或者是安全閥裝到需要保護(hù)的機(jī)器上之后，才可進(jìn)行。按照閥門的結(jié)構(gòu)不一樣，調(diào)整的辦法也就不一樣。
（2）結(jié)構(gòu)里面如果有反沖盤還有閥座調(diào)節(jié)圈的話，調(diào)整通過(guò)閥座調(diào)節(jié)圈來(lái)進(jìn)行，將調(diào)節(jié)圈的固定螺釘擰下來(lái)，伸進(jìn)去一根細(xì)鐵棍到露出來(lái)的螺孔里面去，這樣就可以將調(diào)節(jié)圈上面的輪齒進(jìn)行撥動(dòng)了，這樣調(diào)節(jié)圈就可以向左邊向右邊進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)了。每一次進(jìn)行調(diào)整，它都是在螺釘上進(jìn)行固定的，讓它的端部處在調(diào)節(jié)圈兩個(gè)齒輪中間的凹槽里面，不僅可以避免調(diào)節(jié)前進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并且還不會(huì)有徑向壓力作用在調(diào)節(jié)圈上面。要想更加安全，在對(duì)調(diào)節(jié)圈進(jìn)行撥動(dòng)之前，要把安全閥進(jìn)口這個(gè)地方的壓力變得小一點(diǎn)，避免進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，閥門忽然開下來(lái)，出現(xiàn)安全事故。
（3）要是調(diào)節(jié)圈的結(jié)構(gòu)有上，還有下，調(diào)整起來(lái)非常復(fù)雜。閥座調(diào)節(jié)圈可以把閥瓣還有調(diào)節(jié)圈中間的過(guò)道大小進(jìn)行改變，這樣一來(lái)閥門一開始開下來(lái)的壓力就有變化了。要是閥座的調(diào)節(jié)圈變高，那么壓力就變大了，這樣一來(lái)閥門的比例，在剛剛開啟的時(shí)候，變小的非?？?。所以說(shuō)，將閥座調(diào)節(jié)圈升高了之后，排放的壓力就變小了。要注意，閥座調(diào)節(jié)圈不能跟閥瓣靠的太近，不然的話，密封面這個(gè)地方有泄漏，那么閥門有可能突然就開下來(lái)了，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候介質(zhì)壓力滿足不了要求，那么閥瓣還在開下來(lái)的地方，閥瓣就關(guān)起來(lái)了，那么閥門就一直在跳。
流動(dòng)介質(zhì)因?yàn)樵陂y瓣的下面進(jìn)行反射，反射之后折彎的角度因?yàn)檎{(diào)節(jié)圈而發(fā)生改變，這樣一來(lái)流體的作用力也就發(fā)生改變了，這樣可以對(duì)回座壓力進(jìn)行調(diào)整。將上調(diào)節(jié)圈進(jìn)行升高，那么折轉(zhuǎn)角也就變小了，流體的作用力跟著也就變小了，這樣一來(lái)回座壓力就變大了，反過(guò)來(lái)就是相反的。對(duì)會(huì)做壓力進(jìn)行改變的同時(shí)，對(duì)于排放的壓力也是有干涉的，也就是說(shuō)將上調(diào)節(jié)圈升高了，那么排放壓力也就變大了；將上調(diào)節(jié)圈降低了，那么排放壓力自然就變低了，不過(guò)這些變化是沒(méi)有那么明顯的。
圖3-4 安全閥
9、三位四通換向閥
這個(gè)閥的組成部分有閥體，還有閥芯。閥體的圓孔里面，有環(huán)形槽五條，這些槽對(duì)應(yīng)的油口有四個(gè)，分別是P、A、B、T1，有凸臺(tái)三個(gè)在閥芯上。
圖3-5 三位四通換向閥
3.5 液壓油管的選型
計(jì)算油管里面的直徑的時(shí)候，按液壓零件接口的大小來(lái)進(jìn)行。
算的時(shí)候按照流量的最大值來(lái)進(jìn)行，論文里面流量的最大值是每分鐘一千升，吸油管的速度是0.8m/s，d=17.867mm，確定公稱通孔的直徑是15mm，外面的直徑是22mm，鋼管的壁厚是2mm；壓油管V的數(shù)值是3m/s，算出來(lái)d=9.226mm；回油管V的數(shù)值是1.5m/s，算出來(lái)d=13.048mm，確定公稱通徑是15mm，外徑22mm，鋼管的壁厚是2mm。
表3-15 允許流速推薦值
管道
推薦流速/(m/s)
液壓泵吸油管道
0.5-1.5，一般常取1以下
液壓系統(tǒng)壓油管道
3-6，壓力高，管道短，粘度小取大值
液壓系統(tǒng)回油管道
1.5-2.6
3.6 液壓油箱的設(shè)計(jì)
用來(lái)對(duì)液壓油進(jìn)行保存的時(shí)候用的是液壓油箱，將這油里面的臟東西跟空氣分下來(lái)，并且還能夠?qū)崃可l(fā)掉。
3.6.1液壓油箱有效容積的確定
對(duì)于油箱來(lái)說(shuō)，它的技術(shù)數(shù)據(jù)是液壓油箱的容量，這樣才能夠?qū)竟δ苓M(jìn)行實(shí)現(xiàn)，對(duì)油箱容量進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，基本上都用經(jīng)驗(yàn)的辦法來(lái)進(jìn)行，不過(guò)因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的要求是比較高的，多以要對(duì)系統(tǒng)的這些要求來(lái)進(jìn)行分析，確定的時(shí)候按照熱量作為基礎(chǔ)來(lái)算。液壓油箱的工作條件是不一樣的，那么散熱影響的因素是不少的，正常按照壓力的大小進(jìn)行。
用經(jīng)驗(yàn)將油箱的大小算出來(lái)
表3-16 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)
系統(tǒng)類型
行走機(jī)構(gòu)
低壓系統(tǒng)
中壓系統(tǒng)
鍛壓機(jī)械
冶金機(jī)械
1~2
2~4
5~7
6~12
10
論文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)流量最大值取300L/min，系統(tǒng)的壓力是中低等的，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)是2.5，那么就可以將油箱的有效容積算出來(lái)750L。圓整至800L。
3.6.2液壓油箱的散熱計(jì)算
1、算出來(lái)系統(tǒng)的發(fā)熱量
在這個(gè)系統(tǒng)里面，它所有的損失軍都是變成熱量散發(fā)出去的。因?yàn)橄到y(tǒng)里面，工作部分，還有回路都不是固定的，組成的液壓零部件是不一樣的，工況也是不一樣的，這樣一來(lái)效率也就不一樣了，自然一來(lái)?yè)p失就不一樣了，系統(tǒng)里面散發(fā)的熱量在算的時(shí)候，根據(jù)最大輸入功率的20%進(jìn)行，系統(tǒng)功率輸進(jìn)去的大小是45kW，那么發(fā)熱的時(shí)候，功率大小是9kW。
2、算出來(lái)散熱量
因?yàn)檎撐脑O(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有另外裝冷卻部分，對(duì)系統(tǒng)別的地方的散熱沒(méi)有必要考慮，只需要對(duì)油箱的散熱進(jìn)行考慮就可以了。用下面的式子將油箱散熱面積算出來(lái)：
前面就已經(jīng)算出來(lái)H=9KW，=15，散熱系數(shù)的數(shù)值是9。
機(jī)器停下來(lái)之后，機(jī)器里面油因?yàn)樽陨淼闹亓浚陀痔驶氐揭簤河拖淅锩嫒?，要想避免液壓油從油箱里面淌出?lái)，油箱里面液壓油太高了不行。
3.6.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
液壓油箱用的是鋼板焊接的分離式的，它的組成有：
1、隔板
（1）功效
可以讓油的循環(huán)時(shí)間變長(zhǎng)，將臟東西跟空隙分下來(lái)，對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整，避免油壓力變化太大，避免油液的表面有波動(dòng)。
（2）進(jìn)行安裝
安裝隔板有好多種，可以比液壓油面高，這樣液壓油就從側(cè)邊淌過(guò)去了，還可以讓隔板比油液面還要低，這樣油就從隔板上面淌過(guò)去了，論文用的是后面一種。
2、吸油管和回油管：
（1）回油管出油的地方
回油管有好幾種，有直口，有斜口等，斜口用的低比較多的，正常都是45°。安裝一個(gè)擴(kuò)散器在回油管出口的地方，這樣液面就不會(huì)有波動(dòng)了。回油管是低于油液面的，正常來(lái)說(shuō)跟油箱最下面的面之間相距要超過(guò)300，回油管出口的地方要放在油液面的上面，論文用的是斜口，度數(shù)是45°，生產(chǎn)起來(lái)非常簡(jiǎn)單。
（2）回油集管
要是回油管是單獨(dú)的肯定是最好的，要想裝起來(lái)便利一些，論文用的是回油集管。
（3）泄漏油管的配置
管子直徑，還有長(zhǎng)一定要合理，管口安排在油液表面上，防止有背壓出現(xiàn)，泄露油管是單獨(dú)使用的，防止跟回油管集流在一起。
（4）吸油管
安排線隙濾油器在吸油管的前面，過(guò)濾時(shí)候精度在100，流量為16L/min，要想容量夠大，那么阻力就不能大，濾油器跟箱底相距25mm。在液壓油面的下面，把吸油管插進(jìn)去，避免吸油的時(shí)候，有空氣吸進(jìn)去。
（5）吸油管還有回油管在什么方向上
要想讓油在進(jìn)行流動(dòng)的時(shí)候，有一定的方向，將隔板，吸油管還有回油管安排好，用隔板將吸油管還有回油管分下來(lái)。吸油管跟回油管，他們的斜開口方向是一樣的。
3、避免臟東西進(jìn)去
將油箱設(shè)計(jì)成完全封閉的，避免油被弄臟了。
（1）用隔壁的接頭將油箱連接起來(lái)，這樣避免空氣，臟東西從周邊的縫隙進(jìn)去、。
（2）避免液壓油箱里面有空氣，將空氣抽走，系統(tǒng)里面安排了空氣濾清器，他可以對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾。
3.7 液壓集成塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對(duì)于液壓集成來(lái)說(shuō)，最開始的結(jié)構(gòu)就是集成塊，我們國(guó)家現(xiàn)在已經(jīng)有很多產(chǎn)品系列了，基本上集成塊的回路都是完整的，不過(guò)有的還需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.7.1通用集成塊組的結(jié)構(gòu)
將通用的液壓回路設(shè)計(jì)成為通用組件，這就是集成塊組，按照順序?qū)⒓蓧K，底塊還有頂蓋疊加起來(lái)，緊固的時(shí)候用四個(gè)螺栓垂直起來(lái)。在集成塊的前面，后邊的面還有右邊的面對(duì)液壓零件進(jìn)行安裝，左邊是不能裝液壓零件的，這個(gè)地方用來(lái)對(duì)油管進(jìn)行連接，這樣就可以把油提供給執(zhí)行零件，要想操作起來(lái)便利一些，一般都把經(jīng)常需要調(diào)整的零件裝在右邊的面，或者是前邊的面上。
3.7.2集成塊的特點(diǎn)
?查看集成快的原理圖紙，它是通過(guò)零件跟通道體來(lái)組成的，按照要求自己來(lái)對(duì)零件進(jìn)行供選擇。集成塊跟別的連接辦法進(jìn)行對(duì)比：
（1）現(xiàn)在的板式標(biāo)準(zhǔn)零件，可以形成很多種回路，這樣不管是增加，還是更換都非常便利，所以靈活性很好。
（2）因?yàn)樵谛K體上對(duì)很多孔道來(lái)進(jìn)行加工，所以加工一點(diǎn)都不復(fù)雜，并且工藝孔很少，檢查是比較方便的，能夠及時(shí)將問(wèn)題找出來(lái)。要是生產(chǎn)時(shí)候有問(wèn)題出現(xiàn)，只要把其中一個(gè)通道塊扔掉，這樣這個(gè)系統(tǒng)也不會(huì)有損傷。
（3）集成塊可以在很大程度上將管道接頭用的少一些，盡量讓泄漏少一些，那么集成塊的回路就變高了，這樣一來(lái)設(shè)計(jì)的工作就沒(méi)有多少，更加通用。
3.7.3液壓集成塊及其設(shè)計(jì)
對(duì)集成板塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有下面幾個(gè)部分來(lái)組成：
1、設(shè)計(jì)底板，設(shè)計(jì)供油塊
底板還有供油塊，他們是用來(lái)對(duì)集成塊組進(jìn)行連接的。供油泵提供壓力油，通過(guò)底板，進(jìn)入到每一個(gè)集成塊里面去。
2、設(shè)計(jì)頂蓋，設(shè)計(jì)測(cè)壓蓋
頂蓋是用來(lái)對(duì)主油路進(jìn)行封閉的，將壓力表開關(guān)裝上去，這樣就可以查看泵還有系統(tǒng)里面每一個(gè)地方的工作壓力。對(duì)頂蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，將頂蓋上面的空間完全利用起來(lái)，并且在頂蓋上將測(cè)壓回路，卸載荷回路還有定位夾緊回路安排在這。
3、設(shè)計(jì)中間快
要是液壓?jiǎn)卧蓧K回路里面，液壓零件很多，要是沒(méi)有辦法布局的時(shí)候，閥跟集成塊進(jìn)行連接的時(shí)候，用過(guò)渡板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.8 液壓蓄能器
蓄能器是貯存高壓油的裝置，當(dāng)泵處于正常的無(wú)負(fù)荷狀態(tài)或空轉(zhuǎn)狀態(tài)，給蓄能器充油。蓄能器貯存的高壓油在需要時(shí)可以釋放出來(lái)，補(bǔ)充泵的流量，或在停泵時(shí)給系統(tǒng)供油。
1、存貯能量，應(yīng)急液壓
蓄能器被廣泛利用作輔助能源，與壓力繼電器組合使用，在間歇工作的場(chǎng)合，可作為輔助能源，實(shí)現(xiàn)液壓泵的小型化并可節(jié)省能源。
2、吸收脈動(dòng)，平穩(wěn)系統(tǒng)
液壓泵排出的液體都具有較大的脈動(dòng)，這種脈動(dòng)會(huì)使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)，并破壞系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性；在液壓泵出口處使用蓄能器可以有效的衰減脈動(dòng)，使裝置平穩(wěn)的工作，這在某些精密設(shè)備中猶為重要。
3、吸收沖擊，保護(hù)回路
在液壓回路中，由于液壓閥急速閉合而發(fā)生載荷劇變；這種劇變會(huì)產(chǎn)生很大的瞬間沖擊壓力會(huì)破壞管道、連接接頭或其它液壓元件，并產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲；使用蓄能器可有效緩和沖擊，保護(hù)液壓裝置。
4、熱膨脹消減泄漏補(bǔ)償
在壓力控制的閉式回路中，蓄能器可有效的補(bǔ)償溫度降低、內(nèi)部泄漏或外部泄漏而引起的壓力降低；也可有效控制由于溫度升高而引起的壓力上升、從而使系統(tǒng)穩(wěn)定的工作。
5、吸收振動(dòng)，減振平衡
蓄能器中膠囊充滿氣體可起到氣體彈簧的作用，可吸收來(lái)自汽車、提升機(jī)、移動(dòng)吊車等驅(qū)動(dòng)和懸掛系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)，保持車輛的平穩(wěn)性。
我在這選取了0.5L/s的蓄能器。
4 測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 正確測(cè)量的測(cè)量條件和測(cè)量方法
測(cè)量說(shuō)的是為了對(duì)測(cè)量對(duì)象的值來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程，在進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，在對(duì)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行控制的時(shí)候，要隨時(shí)隨地對(duì)流量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行剛查看，這樣才可以知道試驗(yàn)的這個(gè)對(duì)象在單位時(shí)間里面變動(dòng)的量是多少。在進(jìn)行測(cè)