遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第22頁(yè)壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 緒論1.1 壓縮式垃圾車的背景介紹及研究意義我國(guó)早期城市收集街道、物業(yè)小區(qū)等地方的垃圾主要是靠人工手推車和普通垃圾運(yùn) 輸車。此種垃圾運(yùn)輸方式存在一定弊端：一是手推車等落后的運(yùn)輸方式工作效率低又與 現(xiàn)代化城市極不相稱，二是在運(yùn)輸過(guò)程中易產(chǎn)生二次污染。因此，這種垃圾收運(yùn)方式已 經(jīng)落后。早在20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出后裝壓縮式垃圾車。 由于這種垃圾車較其他運(yùn)輸車輛具有垃圾壓縮比高、裝載量大、密閉運(yùn)輸、消除了垃圾 運(yùn)輸過(guò)程中的二次污染等優(yōu)勢(shì)，而得到快速發(fā)展，市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，種類和型號(hào)逐漸豐富, 成為現(xiàn)代城市垃圾收集、清運(yùn)的重要的專業(yè)化運(yùn)輸與作業(yè)車輛。壓縮式垃圾車由密封式垃圾廂、液壓系統(tǒng)和操作系統(tǒng)組成。整車為全密封型，自行 壓縮、自行傾倒、壓縮過(guò)程中的污水全部進(jìn)入污水廂，較為徹底的解決了垃圾運(yùn)輸過(guò)程 中的二次污染問(wèn)題，關(guān)鍵部位采用優(yōu)質(zhì)的部件，具有壓力大、密封性好、操作方便、安 全等優(yōu)點(diǎn)。按照垃圾裝載機(jī)構(gòu)的設(shè)置部位，垃圾車可分為前裝式、側(cè)裝式和后裝式；按垃圾裝 載后的狀態(tài)，垃圾車又可分為壓縮式和非壓縮式兩種。后裝式壓縮垃圾車又稱為壓縮式 垃圾車，它是收集、中轉(zhuǎn)清運(yùn)垃圾，避免二次污染的新型環(huán)衛(wèi)車輛，在國(guó)外使用最為廣 泛。利用后裝裝置與垃圾桶或垃圾斗對(duì)接，一起組合成流動(dòng)垃圾中轉(zhuǎn)站，實(shí)現(xiàn)一車多用、 垃圾無(wú)污染以及收集清運(yùn)。有效地防止了收集、運(yùn)輸過(guò)程中垃圾的散落、飛揚(yáng)造成的污 染。提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，是一種新型理想的環(huán)衛(wèi)專用車。壓縮式垃圾車借助 機(jī)、電、液聯(lián)合自動(dòng)控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及手動(dòng)操作系統(tǒng)。通過(guò)車廂、填裝器和推 板的專用裝置，實(shí)現(xiàn)垃圾倒入、壓碎或壓扁、強(qiáng)力裝填，把垃圾擠入車廂并壓實(shí)以及垃 圾推卸的工作過(guò)程。壓縮式垃圾車?yán)占绞胶?jiǎn)便、高效；壓縮比高、裝載量大；壓 縮式垃圾車作業(yè)自動(dòng)化；動(dòng)力性、環(huán)保性好；壓縮式垃圾車上裝制作部分大部分采用沖 壓成型零部件，重量輕，整車?yán)眯矢?；具有自?dòng)反復(fù)壓縮以及蠕動(dòng)壓縮功能；壓縮式垃圾車?yán)鴫簩?shí)程度、垃圾收集、卸料裝車和垃圾站占地等方面均優(yōu)于其他類型垃圾 壓縮站成套設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)使用較多的是側(cè)裝非壓縮式垃圾車，但是，隨著垃圾中塑料、紙張等低比 重物含量的增加，非壓縮的裝載方式已顯得不經(jīng)濟(jì)，一些城市開(kāi)始使用后裝壓縮式垃圾 車，而且已呈不斷上升趨勢(shì)，有關(guān)主管部門也將后裝壓縮式垃圾車列為今后城市垃圾車 發(fā)展的方向。1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況和研究成果國(guó)內(nèi)后裝式壓縮垃圾車液壓系統(tǒng)的控制大多數(shù)采用手動(dòng)和遙控器操作，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率底，性價(jià)比低，而且容易發(fā)生因誤操作而導(dǎo)致的垃圾車部件損壞和人身 事故等缺點(diǎn)。隨著新技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)已研發(fā)出由液壓系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)控制的壓縮式垃圾車，該系統(tǒng)由汽車取力器帶動(dòng)的齒輪油泵為液壓動(dòng)力源，進(jìn)料、卸料均采 用液壓控制，具有廂體密封性能好，不外漏垃圾和污水，沒(méi)有二次污染的特點(diǎn)。此壓縮 式垃圾車的設(shè)計(jì)有助于提高我國(guó)垃圾車的自動(dòng)化水平。國(guó)內(nèi)，幾乎所有的壓縮式垃圾車都是采用定型的載貨汽車底盤進(jìn)行改裝，如東風(fēng)牌、解放牌底盤等。國(guó)外，超過(guò)90%的垃圾車也是使用傳統(tǒng)柴油引擎驅(qū)動(dòng)的定型卡車底盤改 裝的。車廂設(shè)計(jì)為框架式鋼結(jié)構(gòu)，頂板和左右側(cè)板均用槽鋼型加強(qiáng)筋加強(qiáng)。采用液壓系 統(tǒng)助力的裝卸機(jī)構(gòu)，雙向循環(huán)壓縮。一般具有手動(dòng)和自動(dòng)兩個(gè)操作系統(tǒng)，并采用液壓鎖 定密封技術(shù)，保證操作安全和避免裝運(yùn)垃圾過(guò)程中漏水。有的還裝有后監(jiān)視器，油門加 速器等。此種壓縮式垃圾車通過(guò)液壓系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)來(lái)完成整個(gè)垃圾的壓縮和裝卸過(guò) 程，其液壓系統(tǒng)及操作系統(tǒng)必然對(duì)垃圾車的安全性、可靠性和方便性帶來(lái)影響。因此， 改進(jìn)和完善液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)是設(shè)計(jì)人員比較關(guān)心的問(wèn)題。同時(shí)，采用 PLC控制的 壓縮式垃圾車是目前我國(guó)垃圾車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的一個(gè)主要途徑。在同類產(chǎn)品中，德國(guó)FAUN公司生產(chǎn)的壓縮式垃圾車采用雙向壓縮技術(shù)。 卸料推板 推出后并不收回，而是依靠垃圾裝填過(guò)程中的推力將其壓回；同時(shí)在推板油缸上設(shè)一背 壓，這樣垃圾在開(kāi)始裝填過(guò)程中就得到了初步壓縮。隨著垃圾的不斷裝入，垃圾逐漸地 高密度地、均勻地被壓實(shí)在車廂中直至裝滿車廂，這就解決了以前開(kāi)發(fā)的垃圾車在壓縮 時(shí)中部壓得較實(shí)而前端垃圾較松散的問(wèn)題。后裝壓縮式垃圾車集自動(dòng)裝填與壓縮、密封運(yùn)輸和自卸為一體，克服了擺臂式、側(cè) 裝式等型式的垃圾車容量小、可壓縮性差和容易產(chǎn)生飄、灑、撒、漏二次污染的缺點(diǎn)， 自動(dòng)化程度高，提高了垃圾運(yùn)載能力，降低了運(yùn)輸成本，是收集、運(yùn)輸城市生活垃圾的 理想工具，是垃圾車的發(fā)展趨勢(shì)。然而我國(guó)對(duì)于后裝壓縮式垃圾車的核心部件裝填機(jī)構(gòu) 的研究較少，產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是采用經(jīng)驗(yàn)取值或測(cè)繪的方法，在很大程度上限制了產(chǎn)品整 體設(shè)計(jì)水平的提高。后裝壓縮式垃圾車結(jié)構(gòu)如圖 1.1所示。121、推板 2、廂彳3、填料器圖1.1后裝壓縮式垃圾車1.3 壓縮式垃圾車的液壓系統(tǒng)介紹一般壓縮式垃圾車中液壓系統(tǒng)的工作壓力設(shè)定為16MPa。為保證系統(tǒng)工作可靠，增加了單向節(jié)流閥和單作用平衡閥等安全控制裝置。部分閥塊可采用模塊化集成設(shè)計(jì)以簡(jiǎn)化連接管路。根據(jù)操縱形式不同可選擇手動(dòng)控制或電動(dòng)控制。后裝壓縮式垃圾車液壓原 理圖如圖1.2所示。壓縮式垃圾車的裝填機(jī)構(gòu)工作原理：在液壓系統(tǒng)的作用下，通過(guò)電控氣動(dòng)多路換向 閥的換向，實(shí)現(xiàn)滑板的升降和刮板的旋轉(zhuǎn)，控制滑板和刮板的各種動(dòng)作，將倒入裝載箱 裝填斗的垃圾通過(guò)裝填機(jī)構(gòu)的掃刮，壓實(shí)并壓入車廂；當(dāng)壓向推板上的垃圾負(fù)荷達(dá)到預(yù) 定壓力時(shí)，由于推板油缸存在有背壓，液壓系統(tǒng)會(huì)使推板自動(dòng)向車廂前部逐漸移動(dòng)，使 垃圾被均勻地壓縮。舉開(kāi)缸采用單作用平衡閥控制填塞器的舉開(kāi)，推鏟缸采用單向節(jié)流 閥來(lái)進(jìn)行流量控制。液壓系統(tǒng)中核心元件采用的是電控氣動(dòng)多路換向閥（原理如圖1.3所示），是用在工程機(jī)械中的普通多路換向閥的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，與傳統(tǒng)的油路塊集裝式電磁閥相比，具有耐顛簸、密封性好以及占地空間小等特點(diǎn)。并且，本電磁多路換向閥加大了中位的 卸荷通道，減少了系統(tǒng)的發(fā)熱。此外該液壓系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)：（a）為了避免油管意外爆破的隱患，提升垃圾斗油缸設(shè)置了液壓鎖，提高了安全性；（b）舉開(kāi)油缸加長(zhǎng)了行程，用來(lái)開(kāi)關(guān)填料器與車箱體之間的鎖鉤，從而使得填料器在降下之后被自動(dòng)鎖緊；（c）為了實(shí)現(xiàn)推板邊夾邊退的功能，利用液壓小孔節(jié)流原理，使推板油缸產(chǎn)生反向壓力，而反 向壓力由滑板油路來(lái)控制，因此不影響推板油缸的自由進(jìn)退；（d）考慮到壓縮式垃圾車工作的間歇性，減小了液壓油箱體積，常規(guī)油箱是油泵流量的10倍，本油箱減少了一半，減少了其液壓油的用量。操作控制系統(tǒng)是壓縮式垃圾車用來(lái)完成垃圾的裝卸、壓縮以及收運(yùn)的關(guān)鍵。系統(tǒng)中 采用壓力繼電器來(lái)檢測(cè)各個(gè)動(dòng)作的位置，并控制動(dòng)作的銜接。采用電動(dòng)控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn) 單，易于實(shí)現(xiàn)集成化設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是電動(dòng)控制操作采用的是電控氣動(dòng)多路換向閥，價(jià)格較 高，需要防水。推板缸利板缸填料器舉升缸圖1.2后裝壓縮式垃圾車液壓原理圖目前，壓縮式垃圾車主要適用于我國(guó)城鎮(zhèn)散裝、袋裝垃圾的集中收集和運(yùn)輸。采用PLC技術(shù)應(yīng)用于壓縮式垃圾車的改造， 可有效實(shí)現(xiàn)整個(gè)垃圾裝卸過(guò)程的自動(dòng)化， 也是提高工作效率、降低成木、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和安全操作的有效途徑之一。大力發(fā)展壓縮式垃圾車將是今后城市環(huán)境衛(wèi)生業(yè)的必然趨勢(shì)。1一換向閥；2, 3一溢流閥；4單向閥；5一連接螺栓圖1.3多路換向閥結(jié)構(gòu)原理圖2液壓系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)液壓缸的工況參數(shù)見(jiàn)表 2.1表2.1各液壓缸的工況參數(shù)液壓缸名稱升降速度（mm/s）行程（mm）啟、制動(dòng)時(shí)間（s）滑板缸12010001刮板缸12010001舉升缸15012001推鏟缸20020001滑板重150kg刮板重200kg推鏟重300kg可載垃圾質(zhì)量3000kg廂體容積8m3填料槽容積0.8m3填料槽可裝垃圾質(zhì)量300kg液壓系統(tǒng)工作壓力16MPa3制定系統(tǒng)方案和擬定液壓原理圖3.1液壓系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)要求液壓傳動(dòng)是借助于密封容器內(nèi)液體的加壓來(lái)傳遞能量或動(dòng)力的。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由能源裝置、執(zhí)行裝置、控制調(diào)節(jié)裝置及輔助裝置四個(gè)部分組成。在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中， 采用液壓泵作為系統(tǒng)的能源裝置，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體壓力能；采用液壓缸作為執(zhí)行裝 置，將液體壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在它們之間通過(guò)管道以及附件進(jìn)行能量傳遞；通過(guò)各 種閥作為控制調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行流量的大小和方向控制。通常液壓系統(tǒng)的一般要求是：1）保證工作部件所需要的動(dòng)力；2）實(shí)現(xiàn)工作部件所需要的運(yùn)動(dòng)，工作循環(huán)要保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性；3）要求傳動(dòng)效率高，工作液體溫升低；4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工作安全可靠，操作容易，維修方便等。同時(shí)，在滿足工作性能的前提下，應(yīng)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)及滿足環(huán)保要求。液壓油是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中傳遞能量和信號(hào)的工作介質(zhì)，同時(shí)兼有潤(rùn)滑、沖洗污染物 質(zhì)、冷卻與防銹作用。液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性、準(zhǔn)確性和靈活性，在很大程度上取決于 工作介質(zhì)的選擇與使用是否合理。由于本系統(tǒng)是普通的傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)油液的要求不是很 高，因此選用普通礦物油型液壓油。本液壓系統(tǒng)通過(guò)對(duì)負(fù)載力和流量的初步估算，初步定為中等壓系統(tǒng)，即為P=16MPa。3.2 制定系統(tǒng)方案在液壓系統(tǒng)的作用下，通過(guò)電控氣動(dòng)多路換向閥的換向，實(shí)現(xiàn)滑板的升降和刮板的 旋轉(zhuǎn)，控制滑板和刮板的各種動(dòng)作，將倒入裝載箱裝填斗的垃圾通過(guò)裝填機(jī)構(gòu)的掃刮， 壓實(shí)并壓入車廂；當(dāng)壓向推板上的垃圾負(fù)荷達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，由于推板缸存在有背壓， 液壓系統(tǒng)會(huì)使推板自動(dòng)向車廂前部逐漸移動(dòng)，使垃圾被均勻地壓縮。舉開(kāi)缸采用單作用 平衡閥控制填塞器的舉開(kāi)。推鏟缸采用單向節(jié)流閥來(lái)進(jìn)行流量控制。液壓系統(tǒng)中核心元件采用的是電控氣動(dòng)多路換向閥，是用在工程機(jī)械中的普通多路換向閥的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，與傳統(tǒng)的油路塊集裝式電磁閥相比，具有耐顛簸、密封性好以及占地空間小等特點(diǎn)。3.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖通過(guò)上述對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、基本回路的設(shè)計(jì)，將它們有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，再加上一些輔助 元件，便構(gòu)成了設(shè)計(jì)的液壓原理圖。見(jiàn)圖 3.1圖3.1液壓系統(tǒng)原理圖此外，由于系統(tǒng)有很多電磁鐵的使用，電磁鐵工作順序表如下表3.1。表3.1電磁鐵順序動(dòng)作表DT1 DT2 DT3 DT4 DT5 DT6 DT7 DT8 DT9 DT10滑板缸升起刮板抬起滑板落下刮板收緊滑板刮板急停填塞器舉起填塞器復(fù)位推卸垃圾推鏟復(fù)位4液壓缸的受力分析及選擇4.1滑板缸的受力分析及選擇1.活塞伸出時(shí)，受力分析如圖4.1-4.2總重力G1 = G 刮+G 滑=（m 刮+m 滑）g = （200+150） 10 = 3500N式中：G刮一刮板的重力（N）;G滑一滑板的重力（N）。滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力f1f1= pGcos45 = 0.1 3500 >Cos45 = 247.5N式中：f1滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）;滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取 = 0.1）?；钊麘T性加速度aI1 = vt -v0 = 0.12-0 = 0.12 %2活塞伸出時(shí)的慣性力Fi1F11 = (m 刮+m ,t)an = (200+150)3 2 = 42N則活塞伸出時(shí)，作用在活塞上的合力 F1為_(kāi)。_ _O_ _ _F1 = G1sin45 + f1+ F11 = 3500 Sin45 +247.5+42 = 2764N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為F1 =(RA1 P2A 2)nm =P-D2 -P2-(D2 -d2)n m44式中：“m液壓缸的機(jī)械效率(由文獻(xiàn)1,表37.7 6,取nm = 0.9)取回油壓力P2 = 0 ,則后=巳工口:m427644所以，D :1;6 2=11.1mm飛 P1TT Tm116乂10隈兀父0.9圖4.1滑板缸活塞伸出時(shí)的受力分析圖4.2滑板缸活塞伸出時(shí)的工況分析2.活塞縮回時(shí)，受力分析如圖4.34.4總重力Gi = G刮+G ?#+ G垃=(m刮+m滑+m垃)g=(200+150+300) 1&=6500N ) 一滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力f1為f1 = ii G1 cos45 = 0.1 6500 >Cos45 = 460N活塞縮回時(shí)的慣性力Fi1為 、 ，_ 一 ，一 F11 = (m 刮+m 滑 + m 垃)ai1 = (200+150+300) 0.12 = 78N則活塞縮回時(shí)，作用在活塞上的合力 F1為F1 = G1 sin45 + F11 f； = 6500 Sin45 +78 460 = 4214N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為F=(嘰一*)下1/ - 2)"232人取回油壓力P2 = 0,F1= P1 -( D 2 - d2)T m ,所以44 4214 2 16 106 二 0.9d2= 1.86 10" d2f cos45圖4.3滑板缸活塞縮回時(shí)的受力分析圖4.4滑板缸活塞縮回時(shí)的工況分析當(dāng)液壓缸的工作壓力P>7MPa時(shí)，活塞桿直徑d = 0.7D,因此，可得D = 19.1mm。 比較活塞伸出和縮回兩種情況，取較大者 D = 19.1mm。選取標(biāo)準(zhǔn)液壓缸：UY系列液壓 缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)） UY 40/28,具體參數(shù)見(jiàn)表4.1 。表 4.1 UY -40/28 參數(shù)缸徑桿徑拉力最大行程（）40mm（）28mm20.11KN10.26KN12000mm4.2刮板缸的受力分析及選擇1 .活塞伸出時(shí)，受力分析如圖4.54.6總重力G2 = G 刮=m 刮 g = 200 10 = 2000N式中：G刮一刮板的重力（N）?；瑝K與導(dǎo)軌之間的摩擦力f2f2= pScos45 = 0.1 2000 >Cos45 = 141.4N式中：f2滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）;滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取 = 0.1）活塞慣性加速度ai2 =且二*=0.12-0 =0.12m 2t1s活塞伸出時(shí)的慣性力FI2為F12 = m 而iai2= 200 8.12 = 24N則活塞伸出時(shí)，作用在活塞上的合力F2為F2= G2sin45 + F12 f2=2000 冶n45 +24 141.4=1297N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為F2 = （RAi _P2A 2） nm =F-D2 -P2-（D2 -d2）n m44式中："m一液壓缸的機(jī)械效率（由文獻(xiàn)1,表 37.7 6,取 nm = 0.9）。取回油壓力P2 = 0, 12974 則F2 = P| D2tm 所以, D=124VPl兀"m2r c6 4=7.6mm16 10 二 0.9Gs圖4.5刮板缸活塞伸出時(shí)的受力分析2.活塞縮回時(shí)，受力分析如圖4.74.8總重力G2 = G 刮 + G 垃=(m 刮+m 垃)g = (200+300) 10 = 5000N .滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力f2為f2 = nG2 cos45 = 0.1 5000 >Cos45 = 353.6N活塞縮回時(shí)的慣性力FI2為F12 = (m 刮 + m 垃)ai2= (200+300) 0.12 = 60N 一 ) 一垃圾與廂壁之間的摩擦力f垃圾為f 垃圾二 P1G 垃 cos45 = 0.32 3000 >Cos45 = 678.8N式中：世一垃圾與廂壁之間的摩擦因數(shù)(工程塑料與鋼，取 卬=0.32)。 . . . -則活塞縮回時(shí)，作用在活塞上的合力F2為F2 = G2 sin45 +F12 +f2 + f 垃圾_o_ _ _ _=5000>sin45 +60+353.6+678.8 = 4628N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為/_冗_(dá)22_冗_(dá)2F2 =(A2 -P2A1)”m=P1(D d ) P2 D hm44取回油壓力P2 = 0則 F2=叼（D2-d2川m所以,4F2d2P P1t n m,46284 216 106 二 0.9d2當(dāng)液壓缸的工作壓力=,2.05 10" d2P > 7MPa時(shí)，活塞桿直徑d = 0.7D。因此，可得D = 20mm。圖4.7刮板缸活塞縮回時(shí)的受力分析圖4.8刮板缸活塞縮回時(shí)的受力分析比較活塞伸出和縮回兩種情況，取較大者D=20mm。選取標(biāo)準(zhǔn)液壓缸：UY系列液壓缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)）UY40/28,具體參數(shù)見(jiàn)表4.1。4.3 舉開(kāi)缸的受力分析及選擇1.活塞伸出時(shí)，受力分析如圖4.94.10。總重力G3=G刮+G滑+2G 刮缸+2G滑缸+G廂板式中：G刮一刮板的重力（N）;G滑一滑板的重力（N）;G刮缸一刮板缸的重力（N）;G滑缸一滑板缸的重力（N）。因?yàn)楣伟甯缀突甯锥歼x取的是 UY-40/28,所以彳4算G刮缸=G滑缸=102N 式中：G廂板一填料器的廂板重（N）,估算G廂板二4150N。G3 = G 刮+G 滑 +2G 刮缸+2G 滑缸+G 廂板=2000+1500+4 102+4150 =8058N滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力f3為f3= n G3cos75 = 0.1 8058 >Cos75 = 208.6N式中：f3滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）;滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取 = 0.1）活塞慣性加速度aI3vt - v00.15-01= 0.15%活塞伸出時(shí)的慣性力FI3為Fi3 =(m 刮+m 滑 +4m 缸+m 廂板)ai3=(200+150+4 M0.2+415) >0.15 = 120.87N則活塞伸出時(shí)，作用在活塞上的合力F3為F3= G3sin75 + Fi3 + f3 _ _ o_ _ _ _=8058>Sin75 +120.87+208.6 = 8113N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為_(kāi)/_冗_(dá)2 _冗/_22iF3 =(PiAi P2A 2)”m=P1 D P2 (D d )吊 m44式中：“m液壓缸的機(jī)械效率(由文獻(xiàn)1,表37.7 6,取nm=0.9)。取回油壓力P2 = 0,則F3 = P1 - D% m44 8113所以，D =4F3 = 6-2= 19mmP Pitt Tm116M 106 Mn 父 0.9圖4.9舉升缸活塞伸出時(shí)的受力分析圖4.10舉升缸活塞伸出時(shí)的工況分析2.活塞縮回時(shí)，受力分析如圖 4.114.12總重力G3 = G 刮+G ?t+4G 液壓缸 +G 廂板=2000+1500+4 102+4150 = 8058N式中：G刮一刮板的重力（N）;G滑一滑板的重力（N）;G液壓缸一刮板缸和滑板缸的總重力（N）;因?yàn)楣伟甯缀突甯锥歼x取的是 UY-40/28,所以彳4算G液壓缸=102N式中：G廂板一填料器的廂板重（N）。 估算G廂板=4150N.一 .- - 滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力f3為f3 = pG3 cos75 = 0.1 8058 >Cos75 = 208.6N一- 一, 一一、.、一、式中：f3滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）;滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取 = 0.1）?；钊s回時(shí)的慣性力FI3為F13 =（m 刮+m 滑 +4m 缸+m 廂板）ai3=（200+150+4X0.2+415）義0.15 = 120.87N . . . ）-則活塞縮回時(shí)，作用在活塞上的合力 F3為F3 = G3 sin75 +F13 f3=8058>sin75 +120.87208.6 = 7696N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為F3 =(即2取回油壓力P2 = 0,則-P2A1)“m=P14(D2-d2)-P24D2“ mF3 =P|K (D2 -d2)n m 所以,44F3d2m4 76962一 I 16 106 二 0.9 d-42二、340 10 d當(dāng)液壓缸的工作壓力P>7MPa時(shí)，活塞桿直徑d = 0.7D。因此，可得D = 25.8mm。比較活塞伸出和縮回兩種情況，取較大者 D = 25.8mm。選取標(biāo)準(zhǔn)液壓缸：UY系列液壓缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)）UY40/28,具體參數(shù)見(jiàn)表 4.1。圖4.11舉升缸活塞縮回時(shí)的受力分析圖4.12舉升缸活塞縮回時(shí)的工況分析4.4 推鏟缸的受力分析及選擇1 .推鏟伸出時(shí)，受力分析如圖4.13 4.14垃圾與廂體間的摩擦力f垃圾為f 垃圾=1G 垃=0.32 30000 = 9600N式中：兇一垃圾與廂體之間的摩擦因數(shù)（工程塑料與鋼，取 由=0.32）。推鏟與廂體間的摩擦力f推鏟為f 推鏟=pG推鏟=0.1 3000 = 300N式中：廠推鏟與廂體之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取 = 0.1）推鏟的慣性加速度al 4 = tVt Vq 0.2 0= 0.2吸推鏟伸出時(shí)的慣性力FI4為F14 = （m推鏟+m垃圾）ai4=（300+3000） >0.2 = 660N則推鏟伸出時(shí)，作用在活塞上的合力 F4為F4= f 垃圾 + f 推鏟 + Fi4=9600+300+660=10560N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為F4 =（RA1 一 P2A 2）nm =F-D2 -P2-（D2 -d2）ln m44式中：Tm一液壓缸的機(jī)械效率（由文獻(xiàn)1,表37.7 6,取Ym = 0.9）。取回油壓力P2 = 0,則所以,4F44 1056016 106 二 0.9=30.6mm圖4.13推鏟缸活塞伸出時(shí)的受力分析圖4.14推鏟缸活塞伸出時(shí)的工況分析YP1 冗"m2.推鏟縮回時(shí)，受力分析如圖4.15 4.16推鏟與廂體間的摩擦力f推鏟為f 推鏟=pG推鏟=0.1 3000 = 300N式中：廠推鏟與廂體之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取= 0.1）。推鏟伸出時(shí)的慣性力FI4為Fi4 = m 推鏟 au = 300 8.2 = 60N則推鏟伸出時(shí)，作用在活塞上的合力 F4為F4 = f 推鏟 + FI4 = 300+60 = 360N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為_(kāi) _ 一一、_冗._2. 2._冗_(dá) 2rF4= ( RA 2 -P2A1) "m = P1 (D -d ) 一 P2 DT m44取回油壓力P2 = 0,則F4 =P1三（D2-d2,m ,所以可得下式44F4d4 36016 106 二 0.9d2,3.18 10* d2當(dāng)液壓缸的工作壓力P>7MPa時(shí)，活塞桿直徑d=0.7D。因此，可得D=7.9mm。比較活塞伸出和縮回兩者情況，取較大者 D=30.6mm,選取 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸：UY系列液壓缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)）UY 40/28,具體參 數(shù)見(jiàn)表4.1。圖4.15推鏟缸活塞縮回時(shí)的受力分析圖4.16推鏟缸活塞縮回時(shí)的受力分析遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第24頁(yè)圖5.2刮板缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖5液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖5.1滑板缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第25頁(yè)圖5.4推鏟缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖5.3舉升缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第54頁(yè)6液壓泵的選用在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)備的工作情況和其所需要的壓力、流量和工 作穩(wěn)定性等來(lái)確定泵的類型和具體規(guī)格。泵的流量由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大流量決定，即qmaxVmax Amax(6.1)式中：V max一活塞最大速度（m/S）；qmax一液壓缸的最大流量 （L/min）；A max最大有效面積（m3）；容積效率（當(dāng)選用彈性體密封圈時(shí)，nv-Jo由于所有的液壓缸均采用 UY40/28,則液壓缸的最大面積為二D2max 一42二 0.044= 1.26 10 m2因此，由式（6.1）得qmax =2q舉升=2滓升Amaxnv0.15 1.26 10工 3=2-=3.78 10 m /s = 22.68L/min1式中：q舉升一舉開(kāi)缸的流量（L/min）。液壓泵的供給流量為Qp=Kqmax=1.2 22.68 =27.216L/minpmax式中：K一泄漏系數(shù)，K=1.2。由參考文獻(xiàn)7,表2.135,選用JB系列徑向柱塞泵。參數(shù)見(jiàn)表6.1表6.1 1JB-30液壓泵的性能參數(shù)公稱排量額定壓力 最高壓力 最高轉(zhuǎn)速 輸入功率容積效率29.4ml/r32MPa35MPa 1000r/min15.4KW95%7電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)工況，電動(dòng)機(jī)的額定功率Pe>P4且電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速與泵的額定轉(zhuǎn)速必須配合 電動(dòng)機(jī)軸上負(fù)載所需功率為Pz=KP 驅(qū)=1.10 5.4=16.94kW式中：K余量系數(shù)，K=1.10;P驅(qū)一液壓泵所需要的輸入功率（kW）。由參考文獻(xiàn)1 ,附表40-1,選用Y系列電動(dòng)機(jī)，參數(shù)見(jiàn)表7.1。表7.1 Y200L1 -6電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)額定功率電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù)最大轉(zhuǎn)矩18.5KW37.7A 980r/min 89.8%0.832.0Nm8液壓輔件的選擇8.1 液壓油N46普通液壓油 YAN46（原牌號(hào)：30）,參數(shù)見(jiàn)表8.1。表8.1 YA N46液壓油參數(shù)運(yùn)動(dòng)粘度（40 C） （mm2/s）粘度指數(shù) 凝點(diǎn)（C ）抗磨性（N）密度（kg/m3）46>90/108009008.2 油箱焊接件，具體尺寸見(jiàn)第9章。8.3 液位計(jì)YWZ-150 承受壓力：0.10.15MPa 溫度范圍：-20 100c8.4 回油過(guò)濾器YLH型箱上回油濾油器YLH-25X15,參數(shù)見(jiàn)表8.2。表8.2 YLH 25X15回油濾油器參數(shù)通徑過(guò)濾精度公稱壓力最大壓力損失連接方濾芯型號(hào)(mm)(L/min)（科時(shí)(MPa)(MPa)式1525101.60.35螺紋HX25X158.5 空氣過(guò)濾器EF系列空氣過(guò)濾器EF3-40,參數(shù)見(jiàn)表8.3表8.3 EF3-40空氣過(guò)濾器參數(shù)加油流量L/min空氣流量L/min油過(guò)濾面積cm2油過(guò)濾精度pm空氣過(guò)濾精度am210.1701800.27930408.6 吸油過(guò)濾器YLX型箱上吸油過(guò)濾器 YLX25X15,參數(shù)見(jiàn)表8.4表8.4 YLX -25X15吸油過(guò)濾器參數(shù)通徑公稱流里過(guò)濾精度允許最大壓力損失連接方式濾芯型號(hào)mmL/minamMPa1525800.03螺紋X-X-25 X158.7 液壓泵JB系列徑向柱塞泵1JB 30,參數(shù)見(jiàn)表8.5。表8.5 1JB-30徑向柱塞泵參數(shù)公稱排量ml/r額定壓力MPa最高壓力MPa最高轉(zhuǎn)速r/min輸入功率KW容積效率29.43235100015.495%8.8 多路換向閥ZFS系列多路換向閥 ZFS101,參數(shù)見(jiàn)表8.6。表8.6 ZFS101多路換向閥參數(shù)通徑mm額定流量L/min額定壓力MPa1040168.9 單向節(jié)流閥MK系列單向節(jié)流閥 MK8G1.2,參數(shù)見(jiàn)表8.7。表8.7MK8G1.2單向節(jié)流閥通徑mm最局工作壓力MPa 流量調(diào)節(jié)范圍 L/min最小穩(wěn)定流量L/min831.52 3028.10 溢流閥直動(dòng)式溢流閥DT-02-H-22,參數(shù)見(jiàn)表8.8表8.8DT-02-H-22直動(dòng)式溢流閥參數(shù)通徑in 最大工作壓力MPa 最大流量L/min 調(diào)壓范圍MPa 質(zhì)量kg0.2521167.0211.58.11 單作用平衡閥FD系列單作用平衡閥 FD6-A10,參數(shù)見(jiàn)表8.9。表8.9 FD6-A10單作用平衡閥參數(shù)通徑額定流量調(diào)壓范圍控制壓力開(kāi)啟壓力顧里mmL/minMPaMPaMPakg6400.3-31.52-31.50.278.12 并聯(lián)多路換向閥組ZFS系列多路換向閥 ZFS101,參數(shù)見(jiàn)表8.6|8.13 氣缸普通氣缸DNC-25-50,參數(shù)見(jiàn)表8.10。表8.10 DNC-25-50普通氣缸參數(shù)活塞直徑mm活塞桿直徑mm推力N拉力N許用徑向負(fù)載N扭矢1 Nm5025483415350.858.14 兩位三通電磁氣閥普通兩位三通電磁氣閥Q23XD-10-DC24V ,參數(shù)見(jiàn)表8.11表 8.11 Q23XD-10-DC24V 參數(shù)工作壓力范圍MPa介質(zhì)溫度C公稱通徑mm接管螺紋額定流量L/min額定壓降KPa0-1.656010M18X 1.52300158.15 消聲器LFU 1/2 安裝位置：垂直方向 6,參數(shù)見(jiàn)表8.12。表8.12 LFU 1/2消聲器參數(shù)氣接口 in額定流量L/min輸入壓力MPa消聲效果dB安裝形式G1/2600001.640螺紋8.16 氣源處理三聯(lián)件GC系列三聯(lián)件 GC300 10MZC,參數(shù)見(jiàn)表8.13?？諝膺^(guò)濾器 GF300-10 減壓閥 GR300-10 油霧器 GL300-10表8.13GC300-10MZC氣源處理三聯(lián)件參數(shù)調(diào)壓范圍使用溫度濾水杯容量給水杯容量濾芯精度 質(zhì)量MPaCmlmlg0.15-1.556040754013008.17 球閥（截止閥）JZQF20L,參數(shù)見(jiàn)表 8.14。表 8.14 JZQF20L 參數(shù)公稱壓力MPa公稱通徑mm連接形式2120螺紋8.18 電磁換向閥3WE56.0/W220-50,參數(shù)見(jiàn)表 8.15。表 8.15 3WE56.0/W220-50 參數(shù)通徑mm額定壓力 MPa流量L/min525148.19 壓力表彈簧管壓力表Y-60測(cè)量范圍：025MPa8.20 微型高壓軟管接頭總成HFP1-H2-P-M18,參數(shù)見(jiàn)表 8.16。表 8.16HFP1-H2-P-M18參數(shù)公稱通徑mm工作壓力MPa工作溫度C推薦長(zhǎng)度mm螺紋尺寸1025-3080320M18X 1.58.21 測(cè)壓接頭JB/T966-ZJJ20-M30 管子外徑：20mm8.22 球閥（截止閥）JZQF20L,參數(shù)見(jiàn)表 8.14。8.23 壓力繼電器柱塞式壓力繼電器HED1OA20/35L24 ,參數(shù)見(jiàn)表8.17。表 8.17 HED1OA20/35L24 參數(shù)額定壓力MPa復(fù)原壓力MPa動(dòng)作壓力MPa切換頻率（次/min） 切換精度350.6-29.52-3550小于調(diào)壓的 十8.24 液壓管路的選擇8.24.1 吸油管路的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4可知，吸油管內(nèi)液壓油的流速 v < 0.5 2m/s取2m/s吸油管內(nèi)的流量 q = 27.216L/min = 4.536 10-4m3/s因?yàn)閝=VA,D2v ,所以口=廬二產(chǎn)型近“mm4V二 i 2 二查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見(jiàn)表 8.18表8.18標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸公稱內(nèi)徑mm 內(nèi)徑mm增強(qiáng)層外徑mm 成品軟管外徑 mm1918.6 19.824.6 26.229.431.08.24.2壓油和回流管路的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4可知，壓油管內(nèi)液壓油的流速v M2.56m/s回流管內(nèi)液壓油 的流速v <1.5-3m/s由于所選液壓缸均為雙作用液壓缸， 所以壓油和回流管路應(yīng)按最 大值選取。1 .推鏟缸壓油管路的選擇推鏟缸所需流量VAq二 nv“ 二 20.2 0.044 =2.5 10/m|3/s=15L/min1前 一 所 c 國(guó) 4父2.5父10”取 v = 4m/s ,貝Ud = = j= 8.92mmV-：,4 二查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見(jiàn)表 8.19。公稱內(nèi)徑mm內(nèi)徑mm增強(qiáng)層外徑mm成品軟管外徑mm109.310.114.515.719.1 20.6表8.19標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸2.舉開(kāi)缸壓油管路的選擇舉開(kāi)缸所需流量VA q=一v 二 20.15 0.0424 =1.88 10“m3/s = 11.3L/min1取 v = 3m/s,則_ -44 1 88 108.93mm查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見(jiàn)表 8.193 .滑板缸壓油管路的選擇二 2VA 0.120.042滑板缸所需流量q=上 =4 =1.5 10"m3/s=9L/minv1取 v = 3m/s,則 D 畫但0、7.98mmV .3 二查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見(jiàn)表 8.19。4 .刮板缸壓油管路的選擇刮板缸所需流量VA 二20.120.0424 =1.5 10/m3/su9L/min1取 v = 3m/s,則q二 nv=7.98mm查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見(jiàn)表 8.199油箱的設(shè)計(jì)油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲(chǔ)油外，還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀固體雜質(zhì)等 作用。按照油箱液面與大氣是否相通，可分為開(kāi)式油箱和閉式油箱。開(kāi)式油箱應(yīng)用最廣， 油箱內(nèi)的液面與大氣相通，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不用考慮油箱充氣壓力等問(wèn)題，故本系統(tǒng)采用開(kāi) 式油箱。油箱中應(yīng)安裝相應(yīng)的輔件，如熱交換器、空氣濾清器、過(guò)濾器以及液位計(jì)等。9.1 油箱的有效容積的計(jì)算在初步設(shè)計(jì)時(shí)，油箱的有效容量可按公式（9.1）進(jìn)行計(jì)算。V=mqp（9.1）式中：V一油箱的有效容量（L）;qp液壓泵的流量（L/min）；m經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，工程機(jī)械中m = 25。所以，V = mqp = 3 28.812 = 86.436L = 0.0864肅9.2 油箱體積的確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，油液一般裝滿油箱的 80%,采用六面體油箱，并且長(zhǎng)、寬以及 高的比例為1:1:1。即V =0.8V實(shí)際式中：V一油箱的有效容量（m3）;V實(shí)際一油箱的實(shí)際體積（m3）。所以V實(shí)際=1.257=1.25 0.0864 = 0.108m3所以，長(zhǎng)、寬、高=3；77 =30.108 = 0.476m為提高其散熱能力，適當(dāng)增大油箱容積，圓整后，取長(zhǎng)=寬=高=520mm因此，油箱的尺寸為：520X520X520 （mm3）10液壓閥臺(tái)的設(shè)計(jì)10.1 閥塊結(jié)構(gòu)的選擇閥塊的材料一般為鑄鐵或鑄鋼，低壓固定設(shè)備可用鑄鐵，高壓強(qiáng)振場(chǎng)合多用鍛鋼， 本系統(tǒng)中的閥塊采用鑄鐵材料。根據(jù)本系統(tǒng)液壓閥件的數(shù)量和安裝位置要求，設(shè)計(jì)成一個(gè)整體閥塊，閥塊上設(shè)有公 共進(jìn)油孔和公共回油孔。（見(jiàn)閥塊零件圖GCS-03）10.2 閥塊結(jié)構(gòu)尺寸的確定閥塊是液壓系統(tǒng)的重要部件，閥座是其主體，由于閥座是各類閥的安裝體，所以其 加工精度要求很高。由于座體上要加工各類閥口以及聯(lián)接孔口，故設(shè)計(jì)時(shí)則必須考慮到 加工時(shí)各孔口不得有位置上的沖突，同時(shí)應(yīng)相通的孔口必須保證相通，不相通的孔口絕 對(duì)不可相通，且相臨的孔口之間應(yīng)有一定的距離。 一般在中低壓力下，為保證孔壁強(qiáng)度, 相臨的不相通的孔口間最小壁厚不得小于 5毫米，否則孔壁就有可能在壓力沖擊下崩潰， 使壓力油進(jìn)入其他孔道，系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)性事故。閥座在設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)綜合考慮多方面因素。主要是，重要尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，尊重設(shè)計(jì)時(shí) 理論數(shù)值，一般情況下，小數(shù)點(diǎn)后僅有一位數(shù)值時(shí)（單位：毫米） ，不得對(duì)非整數(shù)尺寸 進(jìn)行進(jìn)位或退位圓整。閥塊布置時(shí)閥塊間距一般不應(yīng)小于10毫米，布置時(shí)不得有任何干涉現(xiàn)象出現(xiàn)。同時(shí)還應(yīng)考慮易于加工，在可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能以及安裝方便的前提下應(yīng) 盡量減小閥座尺寸，從而節(jié)省材料，降低加工強(qiáng)度和難度，減少成本。根據(jù)閥塊上各閥的具體尺寸，從避免尺寸干涉和打孔的強(qiáng)度需要角度考慮所設(shè)計(jì)閥 塊的基本尺寸為長(zhǎng)500毫米，寬250毫米，高80毫米。閥塊上各工藝孔位置、深度以 及其余具體尺寸見(jiàn)閥塊零件圖 GCS03。（三維立體圖見(jiàn)附錄中圖 A1 -A2）11液壓泵站的設(shè)計(jì)液壓泵站是液壓系統(tǒng)的重要組成部分（動(dòng)力源）。液壓泵站是一種元件組合體，一 般是由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、蓄能器組件和過(guò)濾器組件等相對(duì)獨(dú)立的單元組 合而成的。液壓泵站是為一個(gè)或幾個(gè)系統(tǒng)存放有一定清潔度要求的工作介質(zhì)并輸出具有 一定（或可調(diào)）壓力、流量的液體動(dòng)力的整體裝置，是向液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源的重要部 件，所以，液壓泵站設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接關(guān)系著液壓設(shè)備性能的好壞。液壓泵站適用于主 機(jī)與液壓裝置可分離的各種液壓機(jī)械上。液壓泵站上泵組的布置方式分為上置式和非上置式。泵組置于油箱上的上置式液壓 泵站中，采用立式電動(dòng)機(jī)并將液壓泵置于油箱之內(nèi)時(shí)，稱為立式；采用臥式電動(dòng)機(jī)稱為 臥式。非上置式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的為旁置式；泵組置于油箱下面時(shí)為 下置式。12液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián) 接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般的液壓 傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是進(jìn)一步確切的計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系數(shù)效率, 壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整， 或許采取其他必要的措施。12.1液壓系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算12.1.1局部壓力損失(12.1).：v2P = (Pa)2式中：之一局部阻力系數(shù) （球閥一5,滑閥一12,節(jié)流閥6）;P 液體密度（kg/m3）（液壓油密度一900 kg/m3）；v一液體的平均流速（m/s）。1 .泵出口處的溢流閥&P&和推鏟缸處的溢流閥&Pa:v2900 42a=12 =8.64 10 MPa900 421=4.32 10 MPa2 .推鏟缸處的單向節(jié)流閥AP色. %2P 3 = = 6223 .推鏟缸的多路換向閥處.N 900 42立.：P 4 =12 =8.64 10 MPa224 .舉開(kāi)缸的多路換向閥處APg=122900 3 = 4.86 10 2 MPa25 .舉開(kāi)缸的單作用平衡閥處AP& = 0.2MPa6.滑板缸的多路換向閥處P&和刮板缸的多路換向閥處AP&v900 32立滬7=38=12 =4.86 10 MPa227 .滑板缸的電磁換向閥處APa和刮板缸的電磁換向閥處AP切7900 322. P 9fp 10=12 =4.86 10 MPa228 .回油過(guò)濾器處的局部壓力損失AP白1 =0.35MPa則總的局部壓力損失為11P B = z AP* =2父8.64父10” +4.32父10"+2 M 8.64父 104 +0.35i W= 1.0954MPa 1.1MPa12.1.2沿程壓力損失l :v2,、，、&P 九一x-(Pa)12.2)d 2式中：九一沿程阻力系數(shù)（九=75/Re）;Rl雷諾數(shù) （Re = vd/介y 一液體的運(yùn)動(dòng)黏度（m2/s）；l一管道長(zhǎng)度 （m）;d一管子直徑（m）;P 液體密度 （kg/m3）（液壓油密度一900 kg/m3）；v一液體的平均流速（m/s）由于壓油管路內(nèi)液體的平均流速不同，因此沿程壓力損失分為兩部分計(jì)算第一部分為推鏟缸回路的沿程壓力損失Re壓iv1d 4 10 10， 一 46 10上= 870 <2300（層流）757521壓 1 = = 8.6 父 10Re 870.-22P141k=8.6 102 2- 900 4d 210 102= 12384Pa = 0.12384MPa第二部分為舉開(kāi)缸、滑板缸和刮板缸回路的沿程壓力損失R" ”哈竇二65500（層流）7575,壓20.12Re 652*.2l2過(guò)=0.123 x 10 10”900 32= 145800Pa = 0.1458MPa則總的沿程壓力損失為P總=P1P,2 =0.12384 0.1458 =0.26964MPa ： 0.27MPa因此，液壓系統(tǒng)總的壓力損失應(yīng)為總的局部壓力損失與總的沿程壓力損失之和。即已=AP% +AP2=1.1 +0.27 =1.37MPa 心、-HijF 心、由以上計(jì)算可知液壓回路的壓力損失約為1.37MPa,而泵的額定壓力為32MPa,工作壓力為16MPa,所以泵的實(shí)際出口壓力與泵的額定壓力存在一定的壓力裕度，故所選液壓泵和其他有關(guān)液壓元件是合適的，滿足系統(tǒng)的要求。12.2 散熱能力的計(jì)算12.2.1 液壓系統(tǒng)效率”的計(jì)算液壓系統(tǒng)效率的計(jì)算，主要考慮液壓泵的總效率刈p、液壓執(zhí)行元件的總效率刈人及p液壓回路的效率nc0(12.3)式中：一液壓泵的總效率“A一液壓執(zhí)行元件的總效率工一液壓回路的效率液壓回路的效率、pqp pq p16 106 22.616.8 106 27.216= 79.1%式中：Z Rq 一各執(zhí)行元件的負(fù)載壓力和輸入流量乘積的總和（W）;pp ppqp 各個(gè)液壓泵供油壓力和輸出流量乘積的綜合（W）所以， = -AA =0.95 0.9 0.791 0.9 = 0.609 =60.9%p c api m pv c A12.2.2 液壓系統(tǒng)散熱能力的計(jì)算系統(tǒng)的總發(fā)熱量為H =Ppi（1-”）（12.4）= 15.4 103 （1 - 0.609）-6021.4W式中：Ppi液壓泵的輸入功率（W）；n一液壓系統(tǒng)總效率。液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬?duì)較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般略去不計(jì)。當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，具散熱量Ho可按下式計(jì)算H0=KAN（12.5）式中：K散熱系數(shù)W/（mP） 風(fēng)扇冷卻時(shí)，K=25;A一油箱散熱面積 （m2）;At 一系統(tǒng)溫升 （P ）工程機(jī)械 At <400系統(tǒng)的散熱量為H0=KA：t= 25 5 0.522 40 = 1352W油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，因此，需要另設(shè)冷卻器。12.3 冷卻器的選擇由于本套液壓系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械，所以選擇風(fēng)冷式冷卻器。風(fēng)冷式冷卻器利用空 氣作為冷卻介質(zhì)，適用于缺水或不使用水冷卻的液壓設(shè)備。冷卻方式除采用風(fēng)扇強(qiáng)制吹 風(fēng)冷卻外，多采用自然通風(fēng)冷卻。自然通風(fēng)冷卻的冷卻器分為管式、板式、翅管式和翅 片式等型式。但由于一般的管式和板式風(fēng)冷卻器的通風(fēng)管為光管，通油板之間不設(shè)翅片，所以傳熱系數(shù)不大，冷卻效果也較差，所以一般現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中，翅管式和翅片式風(fēng)冷卻器 應(yīng)用較為廣泛。12.3.1 冷卻器的計(jì)算1 .求冷卻器的熱交換量所謂冷卻器的熱交換量是指要求冷卻器從液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量中所帶走的熱量。冷卻器的熱交換量Hc為Hc=H