5 000 mm，可以计算出开关门所需时间，分别是 5 min 和 10 min，契合设计要求。此外，关门时无杆腔压力为 25 MPa， 开门时有杆腔的压力为 5.2 MPa。根据液压缸的尺寸，通过 计算得开门力约为 333 kN，关门力约为 161 kN，均符合设 计要求。 6 结束语

  根据液压启闭机的控制功用和参数要求，通过计算、选 型和仿真，完成了液压系统的设计和元件造型。经验收，设 计的液压系统原理图和选择的各元件能够实现预期的动作， 输出的力和闸门开关的速度满足实际的工作需要。 参考文献： ［1］李珺，杨尚平，关红艳.典型液压启闭机液压系统分析

  与其他的液压仿真软件相比，Automation Studio 更加面 向工程实际，同时具有与电气 PLC 控制联合仿真功能。根 据液压系统的原理图选择液压元件并设置相应的技术参数， 用油管连接好各个元件，且设置油管的直径等性能指标，即 可得到启闭机液压系统的仿线 仿真结果分析

  Automation Studio Plotter 模块，能够在运行仿真的同时， 自动测量并显示液压缸有杆腔、无杆腔的速度、压力和流量， 结束后点击 Export 可导出自动测量的数值。可知关门速度为 500 mm/min，开门速度为 1 000 mm/min，液压缸的行程为

  液压式启闭机既可以产生向上的拉力，又可以产生向下 的推力；与卷扬式启闭机相比，运行可靠、开关均可主动控 制，关闭闸门时不容易卡住，体积小，自重轻，且水工结构 布置简单，可以节省大量投资。此外，运行平稳，系统可方 便地实现无级调速，能自动实现过载保护，易于与计算机连 接，实现智能化控制。液压式启闭机分为集成式启闭机和普 通的液压启闭机，相对于普通的液压启闭机，集成式液压启 闭机有着无外置接头、控制方式简单可靠等优点，得到了广 泛应用[1]。 1 某水闸集成式液压启闭机液压系统设计的基本要求

  某水闸集成式液压启闭机结构如图 1 所示。当液压缸活 塞杆伸出时，带动闸门绕支点逆时针旋转实现关门动作，要 求关门力 160 kN（单缸）、速度为 500 mm/min；当液压缸活 塞杆缩回时，带动闸门绕支点顺时针旋转实现开门动作，要 求开门力 320 kN（单缸）、速度为 1 000 mm/min；开门和关 门的行程为 5 000 mm。

  摘 要：介绍了某水闸集成式液压启闭机液压系统的设计过程，主要包含液压系统原理图的设计，液压缸、液压

  泵、电动机、控制阀等元件的计算与选型。利用软件 Automation Studio 对液压系统来进行仿真分析，验证了系统的 关键参数，即开门力、关门力、开门和关门的速度。

  2 液压启闭机液压系统原理图设计 根据控制要求，设计液压系统原理如图 பைடு நூலகம் 所示。

  为防止电机和油泵故障，本系统采用每个泵站增设一台 备用的电机泵组，与工作油泵电机组互为备用，两只液压缸 的进排油管对称布置。系统发生故障时，自动换泵，以满足 可靠运行的要求。

  治理江河、城市防洪防涝以及蓄水灌溉、引水发电等工 程不能离开闸门，而闸门的开关必须要用专门的机械装置来 实现。启闭机是水利水电闸门、拦污栅专用的起重机械，目 前使用的启闭机主要有卷扬式启闭机和液压式启闭机两 大类。

  关门控制。启动液压泵电动机组，油液经高压球阀，有 杆腔油压变大，无杆腔液压油经二通流量控制阀流向泵，闸 门关闭。当有活塞杆经过行程开关 SQ2 时，电机失电。

  开门控制。启动液压泵电动机组，液压油经二通流量控 制阀，无杆腔液压油压变大，有杆腔液压油经高压球阀流向 泵。闸门打开，当闸门打开至行程开关 SQ1，电机失电。

  关闸门时，若液压系统工作所承受的压力超过设定值，由压力继电器 发出声光报警信号，断电使电机停止运转；同时当液压 油压过低时，也会发出警报，则启动备用泵组。 3 液压启闭机液压系统元件设计与选型

  同步控制。闸门开关过程中，闸门的开度和行程检测装 置全程连续检测行程的偏差，当偏差达到一定值时，两回路 中的二通流量控制阀通过改变自身的流通量或液压泵转速 来改变活塞杆的工作速度，调整至同步范围。当偏差超过更 大值时，系统则会严重报警，甚至停机。

  ［J］.液压与气动，2008，36（5）：96-98. ［2］陈启松.液压传动与控制手册［M］.上海：上海科学技

  术出版社，2007. ［3］王守城，段俊勇.液压元件及选用［M］.北京：化学工

  （1.海沃机械（中国）有限公司，江苏 扬州 225006；2.常州工业职业技术学院，江苏 常州 213164）