【毕业设计】高空升降台液压系统部分的设计及仿真

为两个梯架的变幅液压缸是支腿的自锁机构，由两个液控单向阀组成，防止车体升起后下落。

采用了单向阀与减压阀并联，可以防止升降台因自重而产生降落，可以起到自锁作用及防止换向时因工作部件下行速度超过液压泵供油所能达到的速度而使工作腔中出现真空。

是两个节流阀，其作用是防止升降台运动时在两个液压缸内产生液压油的来回流动，可以提高液压缸运动的平稳性。

是调速阀，可以根据对其输入信号的幅度来调节调速阀的开口来控制流量，本处使用调速阀的作用是为了使液压系统能够实现速度控制，以及启动和换向的时候减小刚性冲击，通过节流阀的液压油逐渐由最小流量扩大到最大流量，以减小速度突变带来的冲击。

液压系统动作顺序本处约定给三位四通阀的信号为时左位工作信号为时右位工作，为恢复起始状态工况动作支腿伸出支腿起升保持动作梯架起升梯架保持梯架降落支腿收回结束注处信号控制的阀的开闭及开口大小由信号强弱控制，当信号强度大于时阀关闭当信号强度小于大于时，阀开，开口通径与信号强度成反比，信号为时开口最大。

信号小于时开口保持最大状态选择液压元辅件执行器工作压力列表负载工作压力背压力支腿液压缸快进工进梯架液压缸单个液压执行器实际所需流量结构参数运动速度流量支腿液压缸支起收回梯架起落液压缸支起收回液压泵的选择取泵至执行器总压力损失则液压泵最大工作压力液压泵最大流量泄露系数因是双液压缸，则为使液压缸有定压力储备，额定压力左右为佳于是选用型外啮合单级齿轮泵，额定压力最高，排量，额定转速，最高，容积效率。

四平液压件厂生产。

齿轮泵动力由汽车发动机提供液压阀的选择根据本系统工作压力及通过阀的流量，所选用的液压阀的规格型号见表图中序号元件名称型号规格压力范围流量生产厂家液控单向阀榆次油研液压公司沈阳液压件制造有限公司沈阳液压件制造有限公司三位四通换向阀沈阳液压件制造有限公司沈阳液压件制造有限公司直动式溢流阀榆次油研液压公司上海立新液压件厂沈阳液压件制造有限公司二位二通阀威格士公司三位四通阀沈阳液压件制造有限公司液控单向阀沈阳液压件制造有限公司三位四通阀榆次油研液压件公司平衡阀榆次油研液压件公司榆次油研液压件公司调速阀榆次油研液压件公司液压油选用型号工程液压油油管根据选用的液压阀来确定油箱容积取，则根据标准选容量的油箱过滤器型上吸油过滤器第章液压系统的仿真支腿回路的仿真及结果。

支腿的运动有种工况路面水平，四个支腿同时运动到定高度。

路面前后高度不同，前面高，后面低，那么就要使后面的支腿先运动，当车体水平时，四个支腿再同步运动。

路面左右高度不同，左侧高，右侧低，那么就要使右侧的支腿先运动，当车体水平时，四个支腿再同步运动。

路面状况恶劣，四个支腿所在的位置高度都不相同，就要使的四个支腿分别运动，高度最低的支腿运动的时间最长，高度最高的支腿运动时间最短，使得车体水平，之后再同步运动到指定高度。

后面三种工况原理相同，只是运动先后不同，所以此处就第种工况和第四种复杂的工况进行仿真。

支腿回路图基本元件的设置支腿液压缸设置。

活塞直径，活塞杆直径。

三位四通阀经过多次试验运行，按以下设置可使运行结果最接近计算结果。

二位二通阀输入信号的设置假定支腿内升起并达到稳定状态，那么二位二通阀在内处于开通状态即可。

二位二通阀在工作期间直处于开启状态。

溢流阀的设置为保证液压缸按照设计数据运行，将溢流阀按照如下设置液压泵的设置液压泵按照设计时的本支路的流量而设置液压泵排量电动机并不是实际所用的。

实际使用时是按照需求由汽车发电机提供的。

信号源的设置由工况来确定第种工况的仿真在平面上四个支腿同步运动。

工作过程期间，液压泵开始工作，信号源施加正电位，液压油经过二位二通阀和三位四通阀流入液压缸的无杆腔，支腿开始匀速升起。

期间，三位四通阀处于中位，停止给液压缸供油，由于液控单向阀的自锁性能，支腿保持不动，此时液压泵的油液通过溢流阀实现卸荷。

期间，信号源施加负电的流量大于口，在秒到秒前，液压缸有杆腔进油，液压缸的进油口流量大于出油口流量，因此口的流量就小于口的流量。

口的流量曲线的压力曲线液控单向阀口的压力曲线如图所示，支腿升起阶段液控单向阀的出口压力为，当三位四通换向到中位时，口承受的压力为负载的压力，而此时口的压力为零，这就显示了液控单向阀的自锁性能。

液控口的压力曲线对液控单向阀的外控口压力分析，在前支腿升起阶段，液控单向阀外控口因与回油路相接，会产生的压力。

但是不影响单向阀的正常导通，在支腿下降阶段，液空单向阀发挥作用，外控口的压力达到，使得液空单向阀逆向导通。

其口的流量曲线去下图所示液压缸端口压力曲线。

如图，在支腿上升阶段，压力约为，在支腿下降阶段，压力约为，压力不同是因为液压缸的有杆腔和无杆腔的面积不同，根据，负载定时，面积越小，承受压力越大，因此支腿上升期间期间液压缸的进油口压力小于支腿下降期间的压力。

端口和端口的流量质量块质量快位移曲线由图可知，质量块匀速达到起升高度，间歇秒钟后再匀速下降，最后到达钟时，由于三位四通阀的关闭，活塞不在运动，运动停止。

质量块速度的曲线对结果进行分析，速度除了在换向的时候出现速度突变，其他位置的速度都很平稳。

第四种工况分析四个支腿运动，工作过程四个液压缸同时运动，第个液压缸运动秒后停止，第二个液压缸运动秒后停止，第三个液压缸运动秒后停止，第四个液压缸运动秒后停止，此时车体已经处于水平。

从第秒钟开始，四个支腿同时运动秒到达指定高度。

到达指定高度后，三位四通阀回到中位，液压泵油液通过溢流阀卸荷。

四个支腿同步下降。

二信号源的设置信号源别如下曲线如下如图，信号源在第秒内处于正电位，之后秒内为零，因此第个液压缸运动秒后就停止。

信号源如下曲线如下信号源在前两秒内处御正电位，之后为零，因此第二个液压缸活塞运动秒后就停止，此时高度与第个液压缸的高度致。

信号源设置曲线如下信号源在前秒处于正电位，之后秒内为零，因此活塞运动秒后就停止运动，此时支腿高度与前面的支腿高度致。

信号源设置如下曲线如下在上面的四个信号图中，在秒秒间的信号是完全像同的。

在前秒，第个先缸先运行秒然后停止秒第二个缸运行秒后停止秒第三个缸运行秒后停止秒第四个缸运行秒后停止秒。

这时车架处于水平状态本处为假设情况，实际中根据需要而分别手动控制。

然后完成第种工况的全部循环。

三运行结果第个三位四通阀阀芯位置如图，阀在第秒内正向导通，支腿开始运动，运动时间为秒，之后秒种阀关闭，支腿停止运动，等待其他三个支腿达到相同高度后再起同步运动。

口，口与口，口的流量在第秒内，无杆腔进油，活塞开始运动，由于有杆腔和无杆腔面积不样，因此口的流量也不同，之后支腿停止运动，从第秒钟开始，车体处于水平，四个支腿开始同步运动，此后的运动状况与第种工况致，在此不再熬述。

，口的压力如图，在第秒支腿上升阶段，口压力约为，在支腿下降阶段，压力约为，压力不同是因为液压缸的有杆腔和无杆腔的面积不同，根据，负载定时，面积越小，承受压力越大，因此支腿上升期间期间液压缸的进油口压力小于支腿下降期间的压力。

第秒之后，各个支腿开始同步运动，其状况与第种工况相同，在此不再熬述。

其余的三位四通阀的各曲线均跟第个相似，只是在前五秒的时间内开闭的先后不同罢了。

液压缸的流量曲线如图，在第秒内，液压缸无杆腔进油，活塞正向运动，支腿升起，停止秒钟内，流量为零，在秒到秒钟内，活塞继续正向运动，进油口油液流动方向依然为正，出油口油液流动方向为负，当支腿下降时，方向正好相反。

活塞位移曲线如图所示，活塞在第秒内运动，之后停止，等待秒钟后，继续运动秒钟，在中间秒到秒之间停止，之后秒到秒内下降。

其余的各液压缸的各曲线图与以上的基本相似，也只是在前五秒的先后顺序及持续长短不同而已。

梯架回路梯架回路图工作过程秒到秒期间，液压泵启动，各信号源都处于正电位，阀开启，调速阀的开口逐渐有最小开启到最大状态，到中间秒时达到最大，之后到秒时再逐渐减小，那么进入回路的液压油流量也随之相应变化。

秒到秒期间，三位四通阀处于中位，同时减压阀也关闭，此时由于平衡回路的作用，梯架不会因自重而缓慢降落。

秒到秒期间，三位四通阀的右位导通，活塞运动反向，而此时调速阀的开口也是逐渐有最小开启到最大，然后在有最大逐渐关闭，到秒钟时，活塞停止运动。

元件设置液压缸设置由图可见，液压缸无杆腔和有杆腔的直径分别为三位四通阀设置溢流阀设置液压泵的设置液压泵排量。

三位四通阀信号源的设置二位二通阀信号源的设置二位二通阀在整个工作期间直处于开启状态调速阀的设置减压阀信号设置减压阀设置单向阀设置运行前设置运行结果及分析液压泵流量可以看出流量直稳定在，排量为。

转速调速阀输入信号曲线与流量曲线从图中可以看出，由于施加于调速阀的信号是线性的，因此调速阀的流量也是线性逐渐增加的，在前秒运动期间和秒到秒运动期间，设置调速阀的最大开口不致，有杆腔进油期间的流量要大于无杆腔进油期间的流量，是因为根据公式，在梯架上升与回落阶段平均速度致的情况下，无杆腔的面积大，因此需要的流量也大，所以在梯架上升阶段，调速阀的最大开口要大于梯架下落阶段调速阀的最大开口。

下面就是调速阀的阀体通流面积曲线从图中可以看出，调速阀通过其自身的通流面积的改变，从而控制进入液压系统的流量变化，实现调速功能。

溢流阀流量与压力溢流阀流量如图所示，因为系统中调速阀具有调速功能，进入系统的液压油的流量是变化的，而液压泵是定量泵，因此多余的液压油会通过溢流阀实现卸荷，并且卸荷时的流量曲线与调速阀的流量曲线相对应。

未改进之前，即未加入调速阀的回路，其运动速度是恒定的，系统所需流量也是恒定的，那么溢流阀的流量曲线也是恒定的，以下是未加入调速阀时的溢流阀压力与流量曲线三位四通阀，口的流量在图中，三位四通阀，口的流量是线性上升的，是因为调速阀设置的原因。

同理口的流量也是线性变化的，口是进油口，因此方向始终不变，而口活塞换向的时候，由进油口变成出油口，因此口的液体流动方向发生变化。

以下是未加入调速阀时的三位四通阀的流量曲线对比可以得出，加入调速阀后，流经三位四通阀各个通口的流量也是线性变化的，因而相