畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文） 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 軌道交通車輛制造中，由其是鐵路貨車車輛制造生產(chǎn)線原有工裝系統(tǒng)存在諸多缺憾和不足，導(dǎo)致車輛檢修數(shù)量和檢修難度在逐年增大。車體翻轉(zhuǎn)機(jī)的合理設(shè)計(jì)使車體在檢修方面的仰焊、立焊等變?yōu)槠胶?，使垂直工作面變?yōu)樗焦ぷ髅?。車體翻轉(zhuǎn)機(jī)具有入位、卡緊、翻轉(zhuǎn)等主要功能，能使車體卡緊后升降，并根據(jù)需要在+90°～180°內(nèi)翻轉(zhuǎn)任意角度。 本課題的設(shè)計(jì)題目是車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，文中詳細(xì)論述了車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了液壓系統(tǒng)集成塊的設(shè)計(jì)，并對(duì)液壓泵站進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)和布局。車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)包括液壓提升系統(tǒng)和液

2、壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)，它的應(yīng)用解決了車輛檢修中存在的各種問(wèn)題，提高了檢修效率。帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：車體翻轉(zhuǎn)機(jī)；液壓系統(tǒng)；集成塊；效益 Design of Body Flip Hydraulic System Abstract Rail vehicle manufacturers ,in particular the railway trucks at the original tooling manufacturing production line there are many shortcomings and

3、 deficiencies in the system ,resulting in the number of vehicle repair and maintenance difficulty increasing year by year .The rational design of turnover of the body so that the body’s Yang in the repair welding ,welding and other welding into a flat ,horizontal to vertical face into a face .Turnin

4、g machine into place with the body ,clamping ,turning and other major features ,make the body after clamping down ,and as needed in the +90°～180°at any angle within the turn. The subject is the Design of Body Flip Hydraulic System ,the paper discusses in detail the overall hydraulic system of the

5、body turning in the design ,detailed design of the hydraulic system manifold block ,and pump station design and reasonable layout .Body turn improve the hydraulic drive system including the hydraulic system and hydraulic system and hydraulic flip system ,and its application to solve the existing veh

6、icle maintenance problems and improve maintenance efficiency .Get tremendous social and economic benefits. Key word: Body turning machine; Hydraulic system; Manifold block; Benefits 目 錄 引言…………………………………………………………………………………1 第一章 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)介…………………………………………………… 2 1.1 文獻(xiàn)綜述…………………………

7、………………………………………2 1.1.1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理………………………………………………2 1.1.2 泵站及附屬設(shè)備……………………………………………………2 1.2 液壓技術(shù)的發(fā)展…………………………………………………………3 1.2.1 液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況………………………………………………3 1.2.2 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)…………………………………………………4 第二章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 6 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………6 2.1.1 設(shè)計(jì)要求…………………………………………………

8、…………6 2.1.2 主要參數(shù)……………………………………………………………6 2.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與液壓原理圖的擬定…………………………………7 2.2.1 總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………7 2.2.2 液壓基本回路確定…………………………………………………9 2.2.3 液壓原理圖擬定………………………………………………… 12 第三章 液壓元件的選擇…………………………………………………………13 3.1 液壓缸的計(jì)算與選型…………………………………………………13 3.1.1 升降液壓缸的計(jì)算與選型………………………………………14 3.1

9、.2 翻轉(zhuǎn)液壓缸的計(jì)算與選型………………………………………20 3.2 液壓缸的計(jì)算與選型…………………………………………………21 3.2.1 升降系統(tǒng)中液壓泵的計(jì)算與選型………………………………21 3.2.2 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)中液壓泵的計(jì)算與選型………………………………22 3.2.3 電動(dòng)機(jī)的選定……………………………………………………23 3.3 液壓控制元件人選擇…………………………………………………24 第四章 液壓輔助元件及泵站的設(shè)計(jì)……………………………………………26 4.1 液壓管件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………26 4.1.1 管路計(jì)算…………

10、………………………………………………26 4.1.2 管接頭的選擇……………………………………………………27 4.2 油箱的設(shè)計(jì)與選型……………………………………………………27 4.2.1 油箱容積的計(jì)算與選型…………………………………………28 4.2.2 液壓系統(tǒng)性能計(jì)算………………………………………………29 4.3 液壓輔助件的選擇……………………………………………………29 4.4 液壓泵站的設(shè)計(jì)………………………………………………………30 第五章 液壓集成塊的設(shè)計(jì)……………………………………………………… 32 5.1 集成塊設(shè)計(jì)原則…………………………………

11、……………………32 5.2 集成塊的設(shè)計(jì)步驟……………………………………………………32 5.2.1 繪制集成塊單元回路圖…………………………………………32 5.2.2 布置集成塊及液壓元件位置……………………………………33 5.3 集成閥塊的設(shè)計(jì)………………………………………………………34 5.3.1 閥體材料的選擇…………………………………………………34 5.3.2 閥塊尺寸的確定…………………………………………………34 5.3.3 閥塊內(nèi)油道孔的設(shè)計(jì)……………………………………………35 5.3.4 確定集成塊形位公差和表面粗糙度……………………………37

12、5.3.5 繪制集成塊加工圖………………………………………………37 第六章 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)敵人安裝、使用與維護(hù)…………………………………… 38 6.1 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)的安裝……………………………………………………38 6.2 使用注意事項(xiàng)…………………………………………………………38 6.3 液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試………………………………………………38 6.3.1 安裝前的準(zhǔn)備工作………………………………………………38 6.3.2 安裝過(guò)程的實(shí)施…………………………………………………39 6.3.3 系統(tǒng)調(diào)試…………………………………………………………39 6.4 液壓系統(tǒng)維護(hù)

13、…………………………………………………………39 6.4.1 日常性維護(hù)工作…………………………………………………40 6.4.2 加強(qiáng)定期維護(hù)和檢查……………………………………………41 第七章 經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益分析……………………………………………… 42 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………………44 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………45 引言 鐵路是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)家經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，承擔(dān)著繁重的客貨運(yùn)輸任務(wù)，尤其在煤炭、原油、鋼鐵等國(guó)計(jì)民生的大眾物資運(yùn)輸方面的作用是無(wú)可替代的。今年來(lái)，

14、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，煤電油運(yùn)瓶頸制約問(wèn)題十分突出。為盡快緩解鐵路運(yùn)輸?shù)钠款i制約，更好地適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展需要，鐵路部門堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，快速擴(kuò)充運(yùn)輸能力，快速提升技術(shù)裝備水平，努力實(shí)現(xiàn)鐵路的又好又快發(fā)展。發(fā)展鐵路重載運(yùn)輸，就是在這一大背景實(shí)施的。 軌道交通車輛制造中，貨車制造（如各種敞車車型）生產(chǎn)線柔性工藝裝備系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，是制造廠家多年的目標(biāo)和愿望。我國(guó)軌道交通車輛制造業(yè)，尤其是鐵路貨車車輛，如各種敞車車體制造生產(chǎn)線原有工裝系統(tǒng)存在諸多缺憾和不足，特別是生產(chǎn)過(guò)程中精、快、省、宜方面的柔性化、智能化需求，以及對(duì)資源投入的高效、持久應(yīng)用等方面，與國(guó)際先進(jìn)生產(chǎn)水平有一定差距。

15、因此目前亟待解決的問(wèn)題是設(shè)計(jì)合理的工藝設(shè)備，以達(dá)到車體的檢修能力，提高效率節(jié)約成本。 第一章 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)介 1.1 文獻(xiàn)綜述 1.1.1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理 本設(shè)備由2個(gè)機(jī)架、2套升降裝置、2套翻轉(zhuǎn)裝置（由2個(gè)UB翻轉(zhuǎn)油缸組成）、橫梁裝置、定位鎖車裝置、液壓系統(tǒng)等6個(gè)部分組成。 機(jī)座在設(shè)備兩端，主要用來(lái)承受車體翻轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的側(cè)向力，并為升降裝置提供導(dǎo)向。機(jī)座內(nèi)有4根角鋼∠1602組成的導(dǎo)框，機(jī)座上裝有2個(gè)升降油缸，通過(guò)橫梁吊起機(jī)座內(nèi)的升降臺(tái)，使升降臺(tái)在導(dǎo)軌內(nèi)升降，升降臺(tái)上裝有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機(jī)械由翻轉(zhuǎn)油缸、軸承座、翻轉(zhuǎn)

16、軸等組成。翻轉(zhuǎn)裝置用來(lái)翻轉(zhuǎn)車體及附屬部件，共2套，分別設(shè)置在2個(gè)升降架內(nèi)的枕梁上。它是由液壓油缸、齒條、齒輪和轉(zhuǎn)臂組成。兩個(gè)單作用油缸用法蘭與軸承座連接，齒輪軸與轉(zhuǎn)臂用法蘭連接，工作是，油缸活塞推動(dòng)齒條，帶動(dòng)齒輪軸，在+90°~180°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)。 平衡梁是箱形焊接結(jié)構(gòu)，設(shè)置在左右兩個(gè)轉(zhuǎn)臂之間，與轉(zhuǎn)臂用螺栓連接。其主要功能是：（1）平衡作用：使車體和回轉(zhuǎn)部件的重心與回轉(zhuǎn)軸線盡量重合，以減小由于偏載而產(chǎn)生的扭矩。（2）剛性梁作用：在左右兩個(gè)回轉(zhuǎn)裝置之間建立起剛性的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)左右回轉(zhuǎn)裝置的同步回轉(zhuǎn)。（3）支撐作用：支撐夾具、定位裝置和車體。 車體的起升和翻轉(zhuǎn)及夾緊由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力來(lái)控制完

17、成的，因此該設(shè)備的工作性能，在很大程度上取決于液壓系統(tǒng)的先進(jìn)性和液壓元件的可靠性。傳動(dòng)部分采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行車體翻轉(zhuǎn)，不再長(zhǎng)時(shí)間占用吊車，吊車可以為其它工種服務(wù)，提高工作效率，同時(shí)，使車體自由翻轉(zhuǎn)，便于各個(gè)部位的焊接和鉚接，便利、快捷、平穩(wěn)。起升裝置帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)梁，梁上卡住車體，達(dá)到一定高度后翻轉(zhuǎn)，根據(jù)實(shí)際車體尺寸，在翻轉(zhuǎn)梁上設(shè)置2套卡具，車體由4個(gè)卡爪承擔(dān)。卡具可以在梁上自由移動(dòng)，可適應(yīng)不同車型車體卡緊。起升缸在機(jī)架內(nèi)懸掛，不固定，這樣可使油缸有一定的擺動(dòng)量，適應(yīng)車體翻轉(zhuǎn)各部件變形的需要。 1.1.2 泵站及附屬設(shè)備 由于液壓泵站獨(dú)立于主機(jī)之外布置，主機(jī)結(jié)構(gòu)不受傳動(dòng)部分空間尺寸影響，只需考慮

18、工作的需要、布置工作中所需的零部件的外形尺寸和放置位置即可。由于車體重量較大，采用液壓傳動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)緊湊，起重量大，噪音小。設(shè)備的升降、翻轉(zhuǎn)和夾緊三種控制回路設(shè)計(jì)在一個(gè)液壓系統(tǒng)中。 （1）、動(dòng)力源部分： 由電機(jī)、油泵組成，安裝在油箱上面。通過(guò)油路向系統(tǒng)供油，油泵為右旋，系統(tǒng)的回油口裝有高精度濾油器，對(duì)油液進(jìn)行過(guò)濾。 （2）、油箱部分： 油箱采用封閉式結(jié)構(gòu)，對(duì)外利用油箱蓋板上面安裝的空氣濾清器進(jìn)行“呼吸”。側(cè)面裝有液位計(jì)，用來(lái)顯示油溫和液位。 （3）、控制與執(zhí)行部分： 溢流閥、壓力表用于對(duì)系統(tǒng)的壓力進(jìn)行控制和檢測(cè)。動(dòng)作控制有2套電磁換向閥組，分別用于執(zhí)行所控制的各種換向閥以控制

19、升降缸和翻轉(zhuǎn)缸。 1.2 液壓技術(shù)的發(fā)展 我國(guó)液壓工業(yè)經(jīng)過(guò)40余年的發(fā)展，已經(jīng)形成了門類齊全、有一定技術(shù)水平并初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系。我國(guó)現(xiàn)有主要生產(chǎn)企業(yè)近300家，液壓產(chǎn)品的年產(chǎn)量為450萬(wàn)件，為機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、汽車、鐵路、船舶、電子、石油化工、國(guó)防、紡織、輕工業(yè)等行業(yè)機(jī)械設(shè)備提供種類齊全的產(chǎn)品。目前液壓元件約有1000個(gè)品種，近萬(wàn)個(gè)規(guī)格。 1.2.1 液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是工程機(jī)械的重要組成部分。與工作系統(tǒng)相比，行走驅(qū)動(dòng)不僅需要傳輸更大的功率，要求器件具有更高的效率和更長(zhǎng)的壽命，還希望在變速調(diào)速、差速、改變輸出軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動(dòng)力

20、等方面具有良好的能力。于是，采用何種傳動(dòng)方式，如何更好地滿足各種工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)的需要，一直是工程機(jī)械行走行業(yè)面對(duì)的課題。由其是近年來(lái)，隨著我國(guó)交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展，建筑施工和資源開發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程機(jī)械在市場(chǎng)需求大大增強(qiáng)的同時(shí)，更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工況條件更為復(fù)雜等所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，也進(jìn)一步推動(dòng)著對(duì)其行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的深入研究。 工程機(jī)械行走系統(tǒng)最初主要采用機(jī)械傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)（全液壓挖掘機(jī)除外）方式?，F(xiàn)在，液壓和電力傳動(dòng)方式也出現(xiàn)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)裝置中，充分表明了科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)這一領(lǐng)域的巨大推動(dòng)作用。 液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)、在機(jī)床、工程機(jī)械、

21、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)?，F(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)際工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的95﹪的工程機(jī)械、90﹪的數(shù)控加工中心、95﹪以上人自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)。因此采用液壓傳動(dòng)的程度現(xiàn)在已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 近年來(lái)，我國(guó)液壓氣動(dòng)密封行業(yè)堅(jiān)持技術(shù)進(jìn)步，加快新產(chǎn)品開發(fā)，取得良好成效，涌現(xiàn)出一批各具特色的高新技術(shù)產(chǎn)品。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高集成化、微型化、智能化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完

22、善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、基數(shù)按機(jī)仿真和優(yōu)化計(jì)算機(jī)控制等開發(fā)性研究方面，更日益顯示出顯著的成績(jī)。 1.2.2 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 與其它傳動(dòng)方式相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)缺點(diǎn)。 (1)、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) ①、可以輸出大的推力或轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng)，這是其它傳動(dòng)方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。 ②、能很方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，調(diào)速范圍大，且可在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中調(diào)速。 ③、在相同功率條件下，液壓傳動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，液壓元件之間可采用管道連接、或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳

23、動(dòng)方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。 ④、能使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)十分均勻穩(wěn)定，可使運(yùn)動(dòng)部件換向時(shí)無(wú)換向沖擊，而且由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 ⑤、操作簡(jiǎn)單，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。 ⑥、液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，由于各液壓元件的運(yùn)動(dòng)均在油液中工作，能自行潤(rùn)滑，故元件的使用壽命長(zhǎng)。 ⑦、液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造、維修和推廣使用。 （2）、液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) ①、油的泄漏和液體的可壓縮性會(huì)影響執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，故無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 ②、對(duì)油溫的變化比較敏感，不宜

24、在很高或很低的溫度條件下工作。 ③、能量損失（泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等）較大，傳動(dòng)效率較低，也不適宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 ④、系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不易查找原因。 綜上所述，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的、突出的，它的缺點(diǎn)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會(huì)逐步克服的，液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣闊的。 第二章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)

25、單、維修方便您的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)來(lái)源于實(shí)際工程項(xiàng)目，屬于工程設(shè)計(jì)型問(wèn)題。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在主機(jī)設(shè)計(jì)中起著決定性作用，它的可靠性直接關(guān)系到主機(jī)的安全性。本課題主要設(shè)計(jì)液壓提升系統(tǒng)和翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 完成液壓設(shè)計(jì)要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與液壓原理圖的擬定，液壓缸的設(shè)計(jì)與選型，液壓泵的設(shè)計(jì)與選型，液壓控制元件及泵站的設(shè)計(jì)選型等。 2.1.1 設(shè)計(jì)要求 本次設(shè)計(jì)的車體翻轉(zhuǎn)機(jī)主要應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸中的各種軌道車輛的維修中，需要將車體上機(jī)入位，然后卡緊將車體升起，達(dá)到所需要高度后在將其推出轉(zhuǎn)向架由卡爪卡緊實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。由于車體的重量一般都比較大，維修過(guò)程中必須注意

26、安全問(wèn)題，防止提升后突然下降現(xiàn)象。 2.1.2 主要參數(shù) 最大翻轉(zhuǎn)車體長(zhǎng)度 14000mm 最大翻轉(zhuǎn)扭矩 59000Nm 升降行程 1800mm 提升力 45噸 翻轉(zhuǎn)角度 +90°~-180° 翻轉(zhuǎn)時(shí)間 140sec/180° 提升速度 770mm/min 總功率 9.7kw 起升系統(tǒng)

27、 7.5kw 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 2.2kw 工作壓力 起升系統(tǒng)壓力 6Mpa 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)壓力 10Mpa 流量 起升系統(tǒng) 2×10L/min 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 9L/min 外形尺寸 16640×1800×2920 2.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與液壓原理圖的擬定 根據(jù)主機(jī)的工作環(huán)境、運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程、以及應(yīng)用條件，該液壓系統(tǒng)用于車輛工程的移動(dòng)設(shè)備上，且一般在戶外工作，工作溫度比較穩(wěn)定，噪音、灰塵大。因此，對(duì)系統(tǒng)精度要求不是

28、很高。但是其工作性質(zhì)決定該液壓系統(tǒng)必須嚴(yán)格保證車體達(dá)到翻轉(zhuǎn)位置后能在固定位置卡死不動(dòng)，以防在受力情況下發(fā)生移動(dòng)而帶來(lái)不必要的損傷。綜合以上各種要求，設(shè)計(jì)該液壓系統(tǒng)如下： 車體入位后，由升降油缸控制完成車體的提升，為確定車體平穩(wěn)升降采用2組同步液壓缸。此動(dòng)作需要考慮各個(gè)油缸的同步性使車體保持相同的速度或位移動(dòng)作。當(dāng)車體起升達(dá)到所需高度以后要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，可以由一組翻轉(zhuǎn)油缸或者液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)。在上述兩個(gè)主要?jiǎng)幼髦行枰紤]的是如何實(shí)現(xiàn)液壓缸同步升降、鎖死和翻轉(zhuǎn)。 2.2.1 總體方案設(shè)計(jì) 升降系統(tǒng)的執(zhí)行元件是兩組單作用活塞缸，為使單側(cè)同步和雙側(cè)同步性能好，提升機(jī)構(gòu)采用單機(jī)雙泵和分流集流閥控制

29、的同步回路，控制部分由三位四通換向閥、分流集流閥和平衡閥組成使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向鎖死。翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)由一組齒輪油缸構(gòu)成，控制部分由三位四通換向閥、單向節(jié)流閥和鎖緊閥組成。夾緊系統(tǒng)由主機(jī)機(jī)構(gòu)和液壓控制部分共同實(shí)現(xiàn)。液壓原理圖如下： 圖2.1 液壓原理圖 1、濾油器 2、液壓泵 3、壓力表開關(guān) 4、壓力表 5、溢流閥 6、電磁換向閥 7、平衡閥 8、分流集流閥 9-12、升降液壓缸 13-14、翻轉(zhuǎn)液壓缸 15、液控單向閥 16、單向節(jié)流閥 17、液面計(jì) 18、空氣濾清器 19、電動(dòng)機(jī) 此方案只用了兩個(gè)控制系統(tǒng)即達(dá)到了車體翻轉(zhuǎn)機(jī)的升降和翻轉(zhuǎn)的控制。其中夾緊部分利用了車體主機(jī)

30、的橫梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)將車體提升后達(dá)到橫梁高度自動(dòng)卡死夾緊，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。升降系統(tǒng)用平衡閥和分流集流閥控制兩組相同的單作用液壓缸，嚴(yán)格控制了車體的自由度使其雙向鎖死，保證了安全問(wèn)題。翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)用齒輪齒條液壓缸能夠輸出大的的轉(zhuǎn)矩，且齒輪軸的擺角可以任意選擇，使用比較靈活。在經(jīng)濟(jì)性與結(jié)構(gòu)緊湊性方面也能滿足要求，故采用此方案。 2.2.2 液壓基本回路的確定 （1）、基本回路的確定 本車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)用于控制車體的升降與翻轉(zhuǎn)，要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低速，且不存在速度切換的問(wèn)題。首先，根據(jù)工作要求，翻轉(zhuǎn)機(jī)在使用中必須能使重物在升降或翻轉(zhuǎn)中在任意位置不動(dòng)，所以要用到平衡回路和鎖緊回路。其次，由于是

31、多缸同時(shí)動(dòng)作，無(wú)論提升還是翻轉(zhuǎn)都要求考慮同步性的問(wèn)題，所以還必須有同步回路。再次，該液壓控制系統(tǒng)工作范圍是確定的，必須要求系統(tǒng)工作壓力不超過(guò)其預(yù)調(diào)值，所以要用到調(diào)壓回路。此外，還要有卸荷回路。 ①、平衡、鎖緊回路的選擇 為了使工作部件能在任意位置上停留，以及在停止工作時(shí)，防止在受力的情況發(fā)生移動(dòng)，可采用鎖緊回路。采用O型或M型機(jī)能的三位換向閥，當(dāng)閥芯處于中位時(shí)，液壓缸的進(jìn)出口都被封閉，可以將活塞鎖緊，這種鎖緊回路由于受到泄露的影響，鎖緊效果差。本系統(tǒng)采用液控單向閥的鎖緊回路，活塞可以在行程的任意位置鎖緊，該閥中位機(jī)能應(yīng)使液控單向閥的控制油卸壓，此時(shí)液控單向閥便立即關(guān)閉，活塞停止運(yùn)動(dòng)

32、。 圖2.2 采用液控單向閥的鎖緊回路 ②、同步回路的選擇 使兩個(gè)或兩個(gè)以上的液壓缸在運(yùn)動(dòng)中保持相同位移或相同速度的回路稱為同步回路。在本系統(tǒng)為一泵多缸，盡管液壓缸的有效工作面積相等，但是由于運(yùn)動(dòng)中所受負(fù)載不均衡，摩擦阻力也不相等，泄漏量的不同以及制造上的誤差等，不能使液壓缸同步動(dòng)作。同步回路的作用就是為了克服這些影響，補(bǔ)償它們?cè)诹髁可纤斐傻淖兓?.3b是兩個(gè)并聯(lián)的液壓缸，分別用調(diào)速閥控制的同步回路。兩個(gè)調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度，當(dāng)兩缸有效面積相等時(shí)，則流量調(diào)整得相同，克服了串聯(lián)液壓缸同步回路（圖2.3a）的缺點(diǎn)。

33、同樣采用分流集流閥也可實(shí)現(xiàn)雙缸的同步動(dòng)作，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，精度易保，價(jià)廉和壓力損失較小等優(yōu)點(diǎn)。 圖2.3a 串聯(lián)液壓缸同步回路 圖2.3b 調(diào)速閥控制的同步回路 圖2.3c 分流集流閥控制的同步回路 ③、卸荷、調(diào)壓回路的選擇 圖2.4 卸荷回路 在本系統(tǒng)中，上面已選各回路都帶有調(diào)壓卸荷回路，它可以在工作循環(huán)中短時(shí)間間歇，能減少功率損耗降低系統(tǒng)發(fā)熱，避免因液壓泵頻繁啟、停影響泵的壽命。卸荷回路只要使用H、K、M型三位四

34、通換向閥即可達(dá)到目的。 2.2.3 液壓原理圖擬定 將以上選擇的各種液壓基本回路加以綜合，經(jīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化、排除干擾并完善其功能后得到液壓原理圖，如圖2.2所示。 表2.1 液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序 動(dòng)作過(guò)程 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 上升 + + 翻轉(zhuǎn) + 保壓 轉(zhuǎn)回 + 下降 + + 停止 第三章 液壓元件的選擇 3.1 液壓缸的計(jì)算與選型 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹?/p>

35、線式的機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它使運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。液壓缸一般由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置五部分組成。 液壓缸按不同的使用壓力可分為中低壓、中高壓和高壓液壓缸。液壓缸按結(jié)構(gòu)形式的不同分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸、伸縮式液壓缸等形式，其中以活塞缸應(yīng)用最多。 （1）、活塞缸 單活塞液壓缸只有一端有活塞桿，行程為兩倍缸體長(zhǎng)，占地面積小。雙活塞液壓缸兩端都有活塞桿，整個(gè)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其有效行程的三倍。它的進(jìn)、出口布置在缸筒兩端，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，稱為雙作用液壓缸。 （2）、柱塞缸

36、柱塞缸工作面是柱塞端面，動(dòng)力是通過(guò)柱塞本身傳遞的。柱塞缸只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的液壓傳動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)要靠外力，若要實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，則必須成對(duì)使用。柱塞只靠缸套支撐而不與缸套接觸，這樣缸套極易加工，故適于做長(zhǎng)行程液壓缸。此外，柱塞往往重量較大，水平放置時(shí)容易自重而下垂，造成密封件和導(dǎo)向單邊磨損，故其垂直使用更有利。 （3）、擺動(dòng)缸 擺動(dòng)缸是輸出扭矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，也稱擺動(dòng)式液壓馬達(dá)。有單葉片和雙葉片兩種形式。定子塊固定在缸體上，而葉片和轉(zhuǎn)子連在一起，根據(jù)進(jìn)油方向，葉片將帶動(dòng)轉(zhuǎn)子做往復(fù)擺動(dòng)。齒輪缸由帶有齒條桿的雙活塞缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu)所組成。這種液壓缸的特點(diǎn)是：將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)齒輪齒條機(jī)

37、構(gòu)轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 （4）、伸縮缸 伸縮缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸套裝而成。伸縮缸的外伸作用時(shí)逐級(jí)進(jìn)行的從大到小，而空載縮回的順序是從小到大。隨著工作級(jí)數(shù)的增大，外伸缸直徑越來(lái)越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。伸縮缸可實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的行程，而縮回時(shí)長(zhǎng)度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機(jī)械和農(nóng)用機(jī)械中。 根據(jù)系統(tǒng)需要，選用單桿活塞缸和齒輪缸分別實(shí)現(xiàn)車體升降與翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。 3.1.1 升降液壓缸的計(jì)算與選型 已知參數(shù)：提升力 45t 提升速度 770mm/min 升降行程 1800mm 由提升力計(jì)算得分配到各液壓缸上的力 F=45000×9

38、.8/4=110250N （1）、缸筒內(nèi)徑計(jì)算 該液壓系統(tǒng)為中高壓工程應(yīng)用，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，預(yù)選工作壓力為P1=20MPa 表3.1 液壓缸速度比和工作壓力P的關(guān)系 工作壓力/MPa ≤10 12.5～20 ＞20 1.33 1.46、2 2 由于選用單桿式的液壓缸，一般要求無(wú)桿腔面積A1應(yīng)為有桿腔工作面積A2 的2倍，因此可得： =V2/V1=A1/A2=2 表3.2 d/D與速度比之間的關(guān)系 v2/v1 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D 0.3 0.4 0.5 0.

39、55 0.62 0.71 所以活塞桿直徑d與缸筒內(nèi)徑D呈d=0.71D的關(guān)系。 在提升過(guò)程中，液壓缸回路上必須有背壓，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中推薦數(shù)值，可取P=2MPa。 由提升力= 得 故有 —無(wú)桿腔壓力，即工作壓力 —有桿腔回油有背壓 —無(wú)桿腔面積，單位 —有桿腔面積，單位 —液壓缸機(jī)械效率=0.98 由 得== 由 得 d=0.71D=60mm 按GB/T2348-1993元整成標(biāo)準(zhǔn)值得D=100mm d=63mm 由此得液壓缸的有效面積為： 通過(guò)上述計(jì)算可以得到液壓缸的實(shí)際工作壓力： 液壓缸

40、下降時(shí)的實(shí)際受力為： （2）、缸筒壁厚的計(jì)算 ①、缸筒材料的選擇 a、一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，要求焊接的缸筒有良好的焊接性能。 b、缸筒毛坯：普通采用退火的；冷拔或熱軋無(wú)縫鋼管。 c、對(duì)于低于-50℃的液壓缸，必須用35鋼或45鋼，且要調(diào)制處理。 d、液壓缸體常用材料為20鋼、30鋼和45鋼的無(wú)縫鋼管。 e、有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生永久變形。 根據(jù)以上原則，在滿足各種性能的基礎(chǔ)上，選擇45鋼作為缸筒材料。 ②、缸筒壁厚的計(jì)算 一般按薄壁筒計(jì)算： —材料抗拉強(qiáng)度，=600MPa， n—

41、安全系數(shù) ，根據(jù)手冊(cè)取n=5 由 得 —試驗(yàn)壓力，當(dāng)額定壓力時(shí)， 當(dāng)額定壓力時(shí)， 即 缸筒外徑 查參考文獻(xiàn)[2]表23.6-59，當(dāng)額定壓力，缸徑D=100mm時(shí)，缸筒外徑，所以缸筒壁厚 ③、缸筒壁厚校核 a、額定工作壓力應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全 符合條件 —缸筒外徑 mm D—缸筒內(nèi)徑 mm —材料屈服極限 MPa （45號(hào)鋼=360MPa） b、同時(shí)額定工作壓力也應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定比例范圍以避免塑性變形的發(fā)生

42、 —發(fā)生塑性變形壓力 MPa 所以，符合要求 c、缸筒變形△D應(yīng)處在允許范圍內(nèi)，△D不應(yīng)該超過(guò)密封圈允許范圍 符合條件 —缸筒耐壓試驗(yàn)壓力 MPa E—材料彈性模量 MPa —材料泊松比 d、驗(yàn)算爆裂壓力 遠(yuǎn)小于額定壓力，符合條件 —抗拉強(qiáng)度 MPa 45號(hào)無(wú)縫鋼管 ， （3）、活塞桿的設(shè)計(jì) ①、活塞桿材料的選擇 一般選用中碳鋼（如45鋼）調(diào)制處理，，，。活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，一般采用H8/h7或H8/f7配合。活塞

43、桿的外圓粗糙度Ra值一般為0.1～0.3um。 ②、強(qiáng)度校核 由前面計(jì)算知d=0.063m，活塞桿在穩(wěn)定工況下，只受推力或拉力，可近似地用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： 已知 ③、彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算 由已知行程L=1800mm L/d=1800/63=28.6＞（10～15）d，因此可知 —液壓缸支撐長(zhǎng)度， 因此，需進(jìn)行活塞桿穩(wěn)定性校核。 若受力F完全在軸線上，則當(dāng)時(shí)，活塞桿穩(wěn)定。 查參考文獻(xiàn)[2]表21-6-16 失穩(wěn)臨界壓縮力 式（2.1） 其中，橫截面慣性矩：, , 由

44、上式得 , ，即，符合要求。 —活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力 單位 N —安全系數(shù)，通常取3.5～6 K—活塞桿斷面回轉(zhuǎn)半徑 單位m —實(shí)際彈性模量 單位MPa E—材料的彈性模量，鋼材 單位MPa a—材料組織缺陷系數(shù)，鋼材一般取a≈1/12 b—活塞桿截面不均勻系數(shù)，一般取b≈1/13 I—活塞桿橫截面慣性矩 單位 ④、活塞桿連接方式 活塞與活塞桿有多種連接方式，所有形式均需有鎖緊措施，以防止工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而松開。查參考文獻(xiàn)[2]表4-24，常選用螺紋連接，活塞桿螺紋尺寸M24×1.5長(zhǎng)型4

45、8，活塞桿伸出端采用外螺紋形式。 （4）、液壓缸流量計(jì)算 查參考文獻(xiàn)[4]單位時(shí)間內(nèi)油液通過(guò)缸筒有效截面的體積 由于,則 對(duì)于單活塞桿液壓缸： 活塞桿伸出 活塞桿縮回 V—液壓缸活塞一次行程中所消耗的油液體積， 單位 L t —液壓缸活塞一次行程所需要時(shí)間，單位 min D—液壓缸內(nèi)徑，單位 m d—活塞桿直徑，單位 m v—活塞桿運(yùn)動(dòng)速度，單位m/min —液壓缸容積效率，活塞密封材料為彈性材料 （5）、液壓缸功W和功率N的計(jì)算 功W=FS（J）=110250×1.8=198450J 功率N=W/t=FS/t=Fv=11025

46、0×0.77/60=1414.9W （6）、液壓缸總效率 液壓缸的總效率包括機(jī)械效率，容積效率，作用力效率，當(dāng)排油直接回油箱時(shí)取。 （7）、液壓缸油口尺寸計(jì)算 單桿液壓缸油口安裝尺寸由參考文獻(xiàn)[5]表21-6-25已知缸體內(nèi)徑D=100mm，查出油口尺寸為ISO8136中型系列，EC：M33×2，EF：，EA：35.3±0.25，ED：M×1.25。 （8）、液壓缸型號(hào)選擇 綜合該液壓缸的應(yīng)用范圍、工作環(huán)境等，額定壓力P=20MPa，D=100mm，d=63mm，s=1800mm，選用工程液壓缸：型號(hào)HSG·F—100/63·20—4112—1800。對(duì)照參考文獻(xiàn)[2]

47、HSG型工程用液壓缸技術(shù)參數(shù)均要求。液壓缸的安裝連接方式用尾部法蘭連接。 3.1.2 翻轉(zhuǎn)液壓缸的計(jì)算與選型 已知參數(shù)：最大翻轉(zhuǎn)扭矩 58000N·m 翻轉(zhuǎn)角度+90°～180° 所以得單缸最大扭矩 （1）、液壓缸的選型 翻轉(zhuǎn)油缸用的是齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸，由缸的最大翻轉(zhuǎn)扭矩對(duì)液壓缸進(jìn)行選型。齒條液壓缸有法蘭式和腳架式兩種安裝方式；有單齒條、雙齒條兩種結(jié)構(gòu)形式。這里選用UB型液壓缸，它在機(jī)械企業(yè)中已是標(biāo)準(zhǔn)品，國(guó)標(biāo)為JB/ZQ4713-1988。安裝方式采用法蘭式，軸輸出，單齒條形式。查參考文獻(xiàn)[2]表21-6-100選用型號(hào)為：UBFZD160，查表21-6-10

48、9，其質(zhì)量為355+48.1×2=451.2kg ，缸徑為160mm。 （2）、液壓缸流量計(jì)算 液壓缸每度轉(zhuǎn)角用油量為0.03509L/° 由資料統(tǒng)計(jì)得：翻轉(zhuǎn)梁的翻轉(zhuǎn)速度為n=1r/3min 所以流量 （3）、液壓缸壓力計(jì)算 已知單桿最大扭矩 轉(zhuǎn)矩公式 式（3.1） 將帶入上式得 缸體為等面積無(wú)桿腔，所以雙向工作壓力相等。 （4）、液壓缸功率計(jì)算 式（3.2） T—液壓缸最大轉(zhuǎn)矩 n—液壓缸翻轉(zhuǎn)線速度 3.2 液壓泵的計(jì)算與選型 液壓泵是液壓系統(tǒng)的能源裝置，其功能是將原動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)或電

49、動(dòng)機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能，向系統(tǒng)提供具有一定壓力的流量。選擇液壓泵不僅要適應(yīng)工作壓力的要求，同時(shí)必須沖分考慮可靠性、壽命、維護(hù)性等以便所選的泵能夠長(zhǎng)期運(yùn)行。液壓泵的形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 液壓泵按流量是否可調(diào)節(jié)分為：定量泵和變量泵。 齒輪泵：體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)油的清潔度要求不嚴(yán)，價(jià)格較便宜；但泵軸受不平衡力，磨損嚴(yán)重，泄漏量較大，屬于定量泵。 葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、壓力作用和容積效率比齒輪泵高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有定量泵和變量泵兩種。 柱塞泵：容積效率高、泄漏小、可在高壓下工作、大多應(yīng)用于大功率液壓系統(tǒng)；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料

50、和加工精度要求高、價(jià)格貴，對(duì)油的清潔度要求高。 一般在齒輪泵和葉片泵不能滿足要求時(shí)才用柱塞泵。 3.2.1 升降系統(tǒng)中液壓泵的計(jì)算與選型 （1）、泵的工作壓力計(jì)算 由上一節(jié)計(jì)算的液壓缸實(shí)際工作壓力，取進(jìn)油路上的壓力損失△P=0.6MPa，則泵的最大工作壓力為 額定壓力為 其值應(yīng)為系統(tǒng)安全閥開啟壓力的1.1～1.5倍 （2）、泵的流量計(jì)算 液壓泵流量應(yīng)滿足 其中，K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取1.1～1.3，大流量取小值，小流量取大值。 —活塞桿伸出時(shí)的流量 則 （3）、泵的功率計(jì)算 輸入 輸出 其中，—液壓泵總效

51、率， 即容積效率與機(jī)械效率的乘積。 （4）、泵的選型 由計(jì)算知最大工作壓力和最大流量可求出排量 式（3.3） 選外齒合齒輪泵，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、吸油性好、流量均勻性好、效率高、轉(zhuǎn)速高，型號(hào)為 表3.2 技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 理論排量 ml/r 壓力Mpa 轉(zhuǎn)速r/min 容積效率% 總效率 % 質(zhì)量 kg 額定 最高 額定 最高 20.19 20 25 2000 3000 ≥90％ ≥81％ 8.85 在上式中，n—液壓泵的轉(zhuǎn)速，n=2000/min —液壓

52、泵的容積效率， 3.2.2 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)中液壓泵的計(jì)算與選型 （1）、泵的工作壓力 （2）、泵的最大流量與所需排量 排量 （3）、泵的功率計(jì)算 輸入 輸出 泵的選用規(guī)格與升降系統(tǒng)中相同。 3.2.3 電動(dòng)機(jī)的選定 （1）、驅(qū)動(dòng)頻率的計(jì)算 如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，則可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率 升降系統(tǒng)中 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)中 、—液壓泵最大工作壓力 、—液壓泵流量 —液壓泵總效率 （2）、電動(dòng)機(jī)的選定 由于所選泵為齒輪泵，因此電動(dòng)機(jī)可直接根據(jù)泵

53、的功率大小來(lái)選定。升降缸的輸入功率為5.83kw，泵的驅(qū)動(dòng)頻率為350.18w，所以選擇電機(jī)型號(hào)為Y132S2-2;翻轉(zhuǎn)缸輸入功率為2.95kw，泵的驅(qū)動(dòng)功率為176.83w，所以選擇電機(jī)型號(hào)為Y132S1-2。 表3.3 電動(dòng)機(jī)的選定 電機(jī)型號(hào) 額定功率 /kw 滿載轉(zhuǎn)矩 /（r/min） 堵轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 同步轉(zhuǎn)速3000r/min，2級(jí) Y132S1-2 5.5 2900 2.0 2.2 Y132S2-2 7.5 2900 2.0 2.2 3.3 液壓控制元件的選擇 液壓控制

54、閥是對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量或油液流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的元件，是影響液壓系統(tǒng)性能、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要元件。所以可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。 由于本設(shè)計(jì)并沒(méi)有特殊的要求，因此所有閥都可以從標(biāo)準(zhǔn)件中選擇。選擇時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題： 所選定的控制閥的額定壓力和流量盡可能與計(jì)算值相近似，必要時(shí)，通過(guò)控制閥的最大實(shí)際流量可允許超過(guò)其額定流量的25﹪。選擇壓力控制閥，由于其調(diào)壓范圍有限，故最好不要選用比最高使用壓力還高的閥，否則，當(dāng)閥在低壓下工作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)工作不穩(wěn)定現(xiàn)象，還要注意閥的結(jié)構(gòu)形式、特性、連接方式、繼承方式及操縱方式等。 （1）、換向閥的選擇 由于控制升降液壓缸的換向閥使用普

55、通電磁換向閥即可，由于活塞伸出時(shí)缸內(nèi)的實(shí)際壓力為21.8Mpa，同時(shí)泵的最大流量為13.288L/min，所以選擇電磁換向閥的型號(hào)為：DSG-01-3C60-a200CN-50?？刂品D(zhuǎn)液壓缸的換向閥選擇時(shí)考慮到缸內(nèi)工作壓力為15.628Mpa，泵的流量為9.262L/min，選用與升降缸相同的閥。 （2）、分流集流閥得兒選擇 根據(jù)計(jì)算所得液壓缸流量可知，查參考文獻(xiàn)[2]表21-7-184選FJL型閥，能按固定比例自動(dòng)分配或集中兩股油流，使執(zhí)行元件雙向同步運(yùn)行。其型號(hào)為：FJL-B10H，公稱壓力最高32Mpa，最低2Mpa，質(zhì)量13.8kg。 （3）、液控單向閥的選擇 由于系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)

56、雙向自鎖，所以選用CP型液控單向閥。根據(jù)系統(tǒng)壓力及流量查參考文獻(xiàn)[2]表21-7-71選用型號(hào)為：CP-T-03-20-50 。 （4）、溢流閥的選擇 D型直動(dòng)式溢流閥用于防止壓力過(guò)載和保持系統(tǒng)壓力恒定，由于油泵的額定壓力均為20Mpa，所以選直動(dòng)式溢流閥DT-02-H-22，調(diào)壓范圍7～21Mpa 。 （5）、單向節(jié)流閥的選擇 單向節(jié)流閥用來(lái)控制速度減小沖擊，查參考文獻(xiàn)[2]表21-7-43選擇型號(hào)為：TC1 G-01-C-40，最高使用壓力25Mpa，質(zhì)量0.6kg。 （6）、平衡閥的選擇 為了使翻轉(zhuǎn)架在任意位置上靜止或任意位置被鎖緊，選用了平衡閥。再次直接選用FD型平衡閥，它

57、主要應(yīng)用于起重機(jī)械的液壓系統(tǒng)，使液壓缸或液壓馬達(dá)的速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定。選用12系列的不帶阻尼器的平衡閥：FD12PA12/B00。 第四章 液壓輔助件及泵站的設(shè)計(jì) 4.1 液壓管件的設(shè)計(jì)計(jì)算 管件包括輸送工作介質(zhì)的管道和連接管道與管道或液壓元件與管道的管接頭。查參考文獻(xiàn)[11]，液壓系統(tǒng)對(duì)管件的要求如下： （1） 要有足夠的強(qiáng)度，一般限制所承受的最大靜壓和動(dòng)態(tài)沖擊壓力。 （2） 液流的壓力損失要小，一般通過(guò)限制通流量或流速予以保證。 （3） 密封性能要好，絕對(duì)不允許有外泄漏存在。 （4） 與工作介質(zhì)

58、之間有良好的相容性，耐油、抗腐蝕性好。 （5） 拆裝、布管方便。 液壓管路的設(shè)計(jì)將和液壓各件的安裝方式有關(guān)，由于是使用集成塊安裝，所以一律采用硬管連接。 4.1.1 管路計(jì)算 （1） 、吸油管路與回油管路 管子內(nèi)徑d 式（4.1） Q—液體流量，Q=13.288L/min v—按推薦值選定，取v=1.5m/s 經(jīng)計(jì)算得 ，由參考文獻(xiàn)[2]表21-8-2選用鋼管外徑18mm，管接頭連接螺紋M18×1.5，管子壁厚2mm。 （2）、泵與集成塊之間的管路 由前述章節(jié)中計(jì)算的，v=2m/s，所以管子內(nèi)徑，

59、查表21-8-2選用與（一）相同型號(hào)的鋼管。 （3）、集成塊與液壓缸之間的管路 v取3m/s，所以 查表21-8-2選擇鋼管外徑14mm，管接頭連接螺紋M14×1.5，管子壁厚2mm。 4.1.2 管接頭的選擇 所有管接頭均用金屬管接頭。吸油管與壓油管路接頭分別選用JB/T966-ZZJ-18，JB/T966-SIJ-18；泵與集成塊之間的管接頭選用JB/T966-ZTJ-18；集成塊與液壓缸之間的管接頭選用JB/T966-SAJ-14，JB/T966-ZTJ-14。 4.2 油箱的設(shè)計(jì)與選型 油箱在液壓系統(tǒng)中的功用有：儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)所需的工作介質(zhì)；散發(fā)液壓系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的一部

60、分熱量；沉淀混入工作介質(zhì)中的雜質(zhì)；分立混入工作介質(zhì)中的水分和空氣。因此合理選用油箱的容積、形式和附件可以使油箱充分發(fā)揮其作用。 油箱的構(gòu)造及設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （1）油箱必須有足夠大的容量，以保證系統(tǒng)工作時(shí)能夠保持一定的液位高度；為滿 足散熱要求，對(duì)于管路比較長(zhǎng)的系統(tǒng)，還應(yīng)考慮停車維修時(shí)能容納油液自由流回油箱時(shí)的容量；在油箱容積不能增大又不能滿足散熱要求時(shí)，需要設(shè)冷卻裝置。 （2）、設(shè)置過(guò)濾器。油箱回油口一般都沒(méi)有系統(tǒng)所要求的過(guò)濾精度和回油過(guò)濾器，以保持返回油箱的油液具有允許的污染等級(jí)。油箱的排油口為了防止意外落入油箱中的污染物，有時(shí)也裝設(shè)吸油網(wǎng)式過(guò)濾器。 （3）、設(shè)置油箱主要油口。油

61、箱的回油口與排油口之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些，管口都應(yīng)插入最低油面以下，以免發(fā)生吸油孔和排油孔的沖濺，產(chǎn)生氣泡。管口制成45°的斜角，以增大吸油及出油的截面，使油液流動(dòng)時(shí)速度變化不至于過(guò)大。管口應(yīng)面向箱壁。吸油管離箱底距離H＞2D，距箱邊不小于3D?；赜凸茈x箱底的距離h≥3D。 （4）、設(shè)置隔板將吸、回油管隔開，使液流循環(huán)，油流中的氣泡與雜質(zhì)分離和沉淀。隔板結(jié)構(gòu)有溢流標(biāo)準(zhǔn)型、回流式、溢流式等幾種。 （5）、在開式油箱上部的通氣孔上必須設(shè)置空氣濾清器，兼做注油口用，油箱的注油口一般不從油桶中直接注入油箱，而是經(jīng)過(guò)過(guò)濾車從注油口注入，這樣可以保證注入的油液具有一定的污染等級(jí)。 （6）、放油孔要設(shè)

62、置在油箱底部的最低位置，使換油時(shí)油液和污染物能順利的從放油孔流出，設(shè)計(jì)油箱時(shí)，從結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮換油和清洗的方便，設(shè)置清洗孔，以便油箱內(nèi)的沉淀物定期的清理。 （7）、當(dāng)液壓泵和電動(dòng)機(jī)安裝在油箱的蓋板上時(shí)，必須設(shè)置安裝板。安裝板載油箱蓋板上通過(guò)螺栓加以固定。 （8）、為了能觀察向油箱注入的液位上升情況和可看見液位高度，必須設(shè)置液位計(jì)。 （9）、按GB/T3766-1983中5-2-3a規(guī)定：油箱底部應(yīng)距離底面150mm以上，以便于搬移、放油和散熱。 （10）、為防止油液可能落在地面上，可在油箱下部或上部蓋附近設(shè)置油盤，油盤必須有排油口，以便于油盤的清潔。 4.2.1 油箱容積的計(jì)算與選型

63、 （1）、有效容積的計(jì)算 一般推薦油箱的有效容積，為液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件同時(shí)工作時(shí)液壓泵的流量總和，所以 （2）、散熱面積的計(jì)算 工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)油箱中油液溫度一般在30～80℃范圍內(nèi)較好，設(shè)定油箱尺寸的高、寬、長(zhǎng)之比為（1:1:1）～（1:2:3），油面高度達(dá)到油箱高度的0.8時(shí)，油箱靠自然冷卻使系統(tǒng)保持在允許溫度以下時(shí)，查參考文獻(xiàn)[9],油箱散熱面積可用下列近似公式計(jì)算： 式（4.2） V—油箱的有效面積， 查參考文獻(xiàn)[2]表21-8-182選取規(guī)格為120的油箱，可得其主要尺寸為：，，。油箱型號(hào)為AB40-30

64、/0160AN13ST，帶支撐腳的矩形油箱，標(biāo)準(zhǔn)型75kg，工作容積25.5L。 4.2.2 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 （1）、驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱功率 式（4.3） 其中，P—工作循環(huán)輸入主系統(tǒng)的平均功率 —執(zhí)行元件的平均有效功率 所以， 符合要求 （2）、驗(yàn)算溫升 油箱的散熱面積 設(shè)系統(tǒng)熱量全部由A散發(fā)出，在平衡狀態(tài)下油液達(dá)到的溫度為 ℃ 式（4.4） 其中，—環(huán)境溫度20℃ —散熱系數(shù)

65、℃ 油液溫度值超出了正常工作范圍，因此需要設(shè)置冷卻器降低系統(tǒng)工作溫度。 （3）、驗(yàn)算系統(tǒng)的總效率 % 4.3 液壓輔助件的選擇 （1）、蓄能器的選擇 蓄能器的功用主要是儲(chǔ)存油液的壓力能。在液壓系統(tǒng)中常用來(lái)：（1）在短時(shí)間內(nèi)供應(yīng)大量壓力油液；（2）維持系統(tǒng)壓力；（3）減少液壓沖擊或壓力脈沖。其主要種類有彈簧式和充氣式。在這里選用活塞式蓄能器，型號(hào)為：HXQ-A2.5D。 （2）、過(guò)濾器的選擇 過(guò)濾器的功用在于濾除混在液壓油中的雜質(zhì)，使進(jìn)到系統(tǒng)中去的油液的污染度降低，保證系統(tǒng)能正常地工作。選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)技術(shù)要求，按過(guò)濾精度

66、、流通能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件選擇。所以，吸油管路上要求過(guò)濾有較大的流通能力和較小的阻力，一般采用過(guò)濾精度較低的網(wǎng)狀濾油器，型號(hào)為21FH2100-15，51-100。 回油管路上可用精過(guò)濾器，型號(hào)為21FH2410-6,51-10。 （3）、壓力表的選擇 由濾油器的選擇可知△P=0.02Mpa，選型號(hào)Y-40壓力表。 （4）、冷卻器的選擇 根據(jù)冷卻面積、技術(shù)要求及經(jīng)濟(jì)性確定冷卻器的型號(hào)為2LQFWA1.46F，質(zhì)量為54kg。 4.4 液壓站的設(shè)計(jì) （1）、液壓站的結(jié)構(gòu)形式 液壓站是由泵組、油箱組件、濾油器組件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、溢流閥等包括各種控制閥在內(nèi)的液壓裝置。其工作原理是：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵工作提供壓力源，通過(guò)集成塊，液壓閥等對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行方向、壓力、流量的調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定動(dòng)作。 液壓站的結(jié)構(gòu)形式主要以泵裝置的結(jié)構(gòu)形式、安裝位置及冷卻方式來(lái)區(qū)分。本系統(tǒng)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，功率也不大，采用上置臥式，即泵裝置臥式安裝在油箱蓋板上，控制閥也可置于油箱之上，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。 （2）、構(gòu)件的選擇 見第三章、第四章，液壓站安裝形式見附