喷泉水压升降系统的设计

水压升降系统的设计

（1）设计分配升降单元

（2）刚性化设计要求

（3）升力计算

（4）水泵与液压缸的选择

（5）导向机构注意事项

（6）升降系统的水路设计

1.设计分配升降单元

定义：一个或多个水形组合成一个整体进行升降，称为一个升降单元。

喷泉形式多种多样，有的很紧凑，有的很分散，有的主管道还可能相互重叠，有的不同水形还可能共用水泵，有的水形还要由机械运动的机构来实现，有的一个喷头由1台或多台泵实现，这就要根据具体情况来组合升降单元。

如128个二维数控喷头，成一排排列，可以全部组合在一起形成一个整体系统同时升降，这就是一个升降单元。也可以64个一组，组成一个整体系统同时升降，这就是两个升降单元。

确定升降单元注意以下4点：

① 优先将同种规格同种水形组合在一起

② 优先将升同一高度的水形组合在一起

③ 距离较近的水形优先组合在一起

④ 重量分配要均衡，相对单元的重心要对称

2.刚性化设计要点

根据单元的组合形式，初步设计其连接方式。各系统的刚性大小是个相对的概念。刚性大小与支撑点的配置位置，间距有关。同样的材料，同样地结构形式，同样地升降单元，支撑点多，支撑点的间距近，这个单元就比另一个单元刚性大。不同单元结构形式不同，看上去单元的结构对其自身而言其刚性比另一看上去较结实的系统的刚性不一定小。影响刚性大小的因素较复杂。各单元结构形式不尽相同，刚性校核也不是一个模式。但必要时应当对系统进行刚性校核。

影响系统的刚性大小的主要因素有：

① 结构形式。如直排列的多个数控喷头，采用桁架结构为宜。

② 材料的物理性能。如抗拉强度、抗弯强度、屈服强度等。

③ 管路系统的主管径大小

④ 管路系统的形状，如环形、线形等。

⑤ 系统设备重量

⑥ 支点的间距。在这里支点就是液压缸。

根据具体方案，具体分析。合理的组合升降单元，合理的配置液压缸，综合考虑。合理设计其连接方式，考虑用什么方式加强系统的刚性，使其最简单造价最低。

比如一个环形喷泉，做为一个升降单元。选择几个液压缸均布支撑，系统刚性不够。此时可以继续考虑加多液压缸。也可以考虑将主管管径加大。显然在成本相当的情况下，加大管径就比多加液压缸好。因为同样弯一次管路就解决了。

桁架的材料最好采用管材，因为管口封堵后，其自身的排水量产生的浮力，可以平衡一部分自重。这样在计算所需升力时就可以酌减。