全液压多功能动力车系统的设计与计算
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液压机液压传动与控制系统设计手册液压传动与控制系统是现代工程技术中不可或缺的一部分,广泛应用于各类工程机械、自动化设备等领域。
本文将从以下几个方面详细介绍液压传动与控制系统的设计、组成、应用及维护等方面的内容。
一、液压传动与控制系统的基本概念液压传动与控制系统是以液体为工作介质,利用压力传递能量的一种传动方式。
它具有传动比固定、输出力大、响应速度快、易于控制等优点,因此在工程领域得到了广泛应用。
二、液压传动与控制系统的设计原则和方法在设计液压传动与控制系统时,应遵循以下原则:1.确保系统工作安全、可靠;2.优化结构,降低成本;3.提高系统效率,降低能耗;4.易于维护和故障排除。
设计方法主要包括:1.确定系统的工作原理和性能要求;2.选择合适的液压元件;3.设计合理的系统结构;4.进行系统性能分析和优化;5.编制设计计算说明书。
三、液压传动与控制系统的组成及功能液压传动与控制系统主要由以下几部分组成:1.动力元件:如液压泵、电动机等;2.执行元件:如液压缸、液压马达等;3.控制元件:如阀门、压力开关等;4.辅助元件:如油箱、管路、接头等;5.传感器:如压力、流量、温度传感器等。
各部分功能如下:1.动力元件:为系统提供压力油;2.执行元件:将压力油转换为线性或旋转运动;3.控制元件:调节系统油液的流量、压力、流向等;4.辅助元件:保证系统油液的清洁、冷却、密封等;5.传感器:实时监测系统工作状态,为控制系统提供反馈信号。
四、液压传动与控制系统的设计步骤1.确定设计任务和要求;2.选择合适的液压元件;3.设计系统原理图;4.进行系统性能计算和分析;5.编制设计计算说明书;6.绘制设计图纸;7.审核和验收。
五、液压传动与控制系统的应用领域液压传动与控制系统在以下领域得到广泛应用:1.工程机械:如挖掘机、推土机等;2.自动化设备:如机器人、生产线等;3.交通运输:如汽车、船舶等;4.航空航天:如飞行器、卫星等;5.军事领域:如装甲车辆、舰艇等。
摘要本设计为200T液压机液压系统。
液压系统主要由主缸运动、顶出缸运动等组成。
本文重点介绍了液压系统的设计。
通过具体的参数计算及工况分析,制定总体的控制方案。
经方案对比之后,拟定液压控制系统原理图。
液压系统选用插装阀集成控制系统,插装阀集成控制系统具有密封性好,通流能力大,压力损失小等特点。
为解决主缸快进时供油不足的问题,主机顶部设置补油油箱进行补油。
主缸的速度换接与安全行程限制通过行程开关来控制;为了保证工件的成型质量,液压系统中设置保压回路,通过保压使工件稳定成型;为了防止产生液压冲击,系统中设有泄压回路,确保设备安全稳定的工作;本系统应用的电气控制系统,便于对系统进行控制,可以实现半自动控制,可以实现过载保护,保证系统正常运行。
此外,本文对液压站进行了总体布局设计,对重要液压元件进行了结构、外形、工艺设计。
通过液压系统压力损失和温升的验算,本文液压系统的设计可以满足压力机顺序循环的动作要求,能够实现塑性材料的锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲等成型加工工艺。
关键词:液压系统;液压机;毕业设计AbstractThis paper design for the bolster press of hydraulic machines. Mainframe mainly by the motion of master cylinder and the motion of cylinder head out of components etc. This paper focuses on the hydraulic system design.Through specific parameters and hydraulic mechanic situation analyzes, formulation of a master control program. By contrast,developed hydraulic control system diagram. Hydraulic systems use cartridge valve integrated control system,integrated cartridge valve control system has good sealing, flow capacity, small pressure loss characteristics etc.To solve the master cylinder express entered the shortage of oil supply in the top of the mainframe installed oil tank. Master cylinder for the speed of access restrictions and security through the trip exchanging to control switches. To ensure the quality of the work-piece molding, in the hydraulic system installed packing loop through packing work-piece stability molding; To prevent hydraulic shocks, pressure relief system with a loop to ensure that this equipment can be a safe and stable work. This system applicate electricity control system, to facilitate the system of control, we can achieve semi-automatic control and achieve overload protection, ensure normal operation system. In addition, the paper hydraulic station on the overall layout of the key components of the hydraulic structure、shape、technique for a specific design.By the loss of hydraulic system pressure and temperature checked. Hydraulic system is designed to meet the hydraulic action sequence and cycle requirements can be achieved by forging plastic materials, stamping, cold extrusion, straightening,bending, and other molding processes.KeyWords: hydraulic system, bolster press, graduation design目录摘要..................................................................................................................................................... Abstract (I)1 绪论 01.1 液压传动系统概况 01.1.1 液压传动技术的发展与研究动向 01.1.2 我国液压系统的发展历程 (1)1.1.3 液压传动技术的应用 (2)1.2 液压机的概况 (2)1.3 液压机的发展 (3)2 200T液压机液压系统设计 (5)2.1 液压系统设计要求 (5)2.1.1 液压机负载确定 (5)2.1.2 液压机主机工艺过程分析 (5)2.1.3 液压系统设计参数 (5)2.2 液压系统设计 (5)2.2.1 液压机主缸工况分析 (5)2.2.2 液压机顶出缸工况分析 (8)2.3 液压系统原理图拟定 (10)2.3.1 液压系统供油方式及调速回路选择 (10)2.3.2 液压系统速度换接方式的选择 (11)2.3.3 液压控制系统原理图 (11)2.3.4 液压系统控制过程分析 (12)2.3.5 液压机执行部件动作过程分析 (13)2.4 液压系统基本参数计算 (15)2.4.1 液压缸基本尺寸计算 (15)2.4.2 液压系统流量计算 (17)2.4.3 电动机的选择 (19)2.4.4 液压元件的选择 (21)2.5 液压系统零部件设计 (22)2.5.1 液压机主缸设计 (22)2.5.2 液压机顶出缸设计 (27)2.5.3 液压油管选择 (29)2.5.4 液压油箱设计 (31)2.6 液压系统安全稳定性验算 (32)2.6.1 液压系统压力损失验算 (32)2.6.2 液压系统温升验算 (36)3 200T液压机电气系统设计 (38)3.1 电气控制概述 (38)3.2 液压机电气控制方案设计 (38)3.2.1 液压机电气控制方式选择 (38)3.2.2 电气控制要求与总体控制方案 (38)3.3 液压机电气控制电路设计 (39)3.3.1 液压机主电路设计 (39)3.3.2 液压机控制电路设计 (39)3.3.3 电气控制过程分析 (40)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录A 液压机使用说明书 (45)1 绪论1.1液压传动系统概况1.1.1液压传动技术的发展与研究动向液压传动是一种以液体作为工作介质,以静压和流量作为主要特性参数进行能量转换传递和分配的技术手段。
液压系统设计计算液压系统设计是指在机械设计中,通过使用液压技术来传递动力和控制目标的设计过程。
液压系统设计需要考虑多个因素,包括流体力学原理、液压元件的选择和配置、系统的工作参数等。
下面将介绍液压系统设计的一些基本计算。
首先,液压系统设计需要确定系统的工作参数,包括工作压力、流量和工作温度等。
工作压力是指系统中液体传递动力时所施加的压力,一般以帕斯卡为单位。
流量是指单位时间内通过液压系统的液体体积,一般以升/分钟为单位。
工作温度是指系统正常工作时液体的温度,一般以摄氏度为单位。
确定了工作参数后,液压系统设计还需要选择适当的液压元件。
液压元件包括液压泵、液压马达、液压阀等。
液压泵负责将机械能转换成液压能,并提供系统的流量和压力。
常用的液压泵有齿轮泵、柱塞泵和螺杆泵等。
液压马达则将液压能转换成机械能,常用的液压马达有齿轮马达、柱塞马达和液压缸等。
液压阀则用于控制液压系统的流量、压力和方向等。
常用的液压阀有溢流阀、换向阀和节流阀等。
功率(千瓦)=流量(升/分钟)x压力(帕)/600液压泵的选型还需要根据系统的工作压力和流量来确定。
一般来说,液压泵的压力和流量应该略大于系统的工作压力和流量,以确保系统正常工作。
液压泵的选择要考虑到工作环境的温度、液体的粘度和成本等因素。
液压缸的选择也需要进行一些计算。
输出力(牛顿)=压力(帕)x断面积(平方米)液压缸的选择要根据所需的输出力和工作压力来确定。
液压缸的密封性能和机械结构等因素也需要考虑。
另外,液压系统设计中还需要考虑管道的设计和安装。
管道的设计要根据系统的工作温度、压力和流量来确定。
管道的材料和尺寸选择要满足系统的需要,并保持良好的连接和密封性能。
综上所述,液压系统设计涉及到多个方面的计算和选择。
通过合理的设计和计算,可以确保液压系统的性能和可靠性。
因此,在液压系统的设计过程中,需要充分考虑各个因素,并进行适当的计算和分析。
液压传动系统的设计与计算[原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下:1.明确设计要求,进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容,上述设计步骤可能会有所不同,下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时,首先应明确以下问题,并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求,如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境,如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
图9-1位移循环图在上述工作的基础上,应对主机进行工况分析,工况分析包括运动分析和动力分析,对复杂的系统还需编制负载和动作循环图,由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律,以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况,可以用位移循环图(L—t),速度循环图(v—t),或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图,纵坐标L表示活塞位移,横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间,曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图,第一种如图9-2中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点;第二种,液压缸在总行程的前一半作匀加速运动,在另一半作匀减速运动,且加速度的数值相等;第三种,液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动,然后匀减速至行程终点。
液压系统设计计算实例——250克塑料注射祝液压系统设计计算大型塑料注射机目前都是全液压控制。
其基本工作原理是:粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中,螺杆转动,将料向前推进,同时,因螺杆外装有电加热器,而将料熔化成粘液状态,在此之前,合模机构已将模具闭合,当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时,注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中,经一定时间的保压冷却后,开模将成型的塑科制品顶出,便完成了一个动作循环。
现以250克塑料注射机为例,进行液压系统设计计算。
塑料注射机的工作循环为:合模→注射→保压→冷却→开模→顶出│→螺杆预塑进料其中合模的动作又分为:快速合模、慢速合模、锁模。
锁模的时间较长,直到开模前这段时间都是锁模阶段。
1.250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数1.1对液压系统的要求⑴合模运动要平稳,两片模具闭合时不应有冲击;⑵当模具闭合后,合模机构应保持闭合压力,防止注射时将模具冲开。
注射后,注射机构应保持注射压力,使塑料充满型腔;⑶预塑进料时,螺杆转动,料被推到螺杆前端,这时,螺杆同注射机构一起向后退,为使螺杆前端的塑料有一定的密度,注射机构必需有一定的后退阻力;⑷为保证安全生产,系统应设有安全联锁装置。
1.2液压系统设计参数250克塑料注射机液压系统设计参数如下:螺杆直径40mm 螺杆行程200mm最大注射压力153MPa 螺杆驱动功率5kW螺杆转速60r/min 注射座行程230mm注射座最大推力27kN 最大合模力(锁模力) 900kN开模力49kN 动模板最大行程350mm快速闭模速度0.1m/s 慢速闭模速度0.02m/s快速开模速度0.13m/s 慢速开模速度0.03m/s注射速度0.07m/s 注射座前进速度0.06m/s注射座后移速度0.08m/s2.液压执行元件载荷力和载荷转矩计算2.1各液压缸的载荷力计算⑴合模缸的载荷力合模缸在模具闭合过程中是轻载,其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯性力和导轨的摩擦力。
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响,并设液压缸的机械效率=0.9,根据上述负载力计算结果,可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况,如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位:N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度,可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示,所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制,快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm,工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。
快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。
4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知,组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。
表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数,液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式,因此活塞杆直径为d=58.3mm,根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定,圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm,活塞杆直径为d=56mm。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为:根据计算出的液压缸的尺寸,进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值,如表4所示。
表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析,所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求,因此速度控制是该机床要解决的主要问题。
速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
此外,与所有液压系统的设计要求一样,该组合机床液压系统应尽可能结构简单,本钱低,节约能源,工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知,该组合机床工作时,要求低速运动平稳行性好,速度负载特性好。
《100t液压动力平板车悬挂系统的设计与仿真研究》篇一一、引言随着现代物流和运输业的快速发展,对于大型重载设备的运输需求日益增长。
100t液压动力平板车作为重载运输的重要工具,其悬挂系统的设计与性能直接影响到车辆的稳定性和运输效率。
本文旨在研究100t液压动力平板车悬挂系统的设计与仿真,以提升车辆的性能和安全性。
二、悬挂系统设计概述1. 设计要求在设计过程中,我们首先明确了悬挂系统的基本要求,包括承载能力、稳定性、耐久性以及适应性等。
其中,承载能力是悬挂系统最重要的性能指标,必须满足100t的承载需求。
同时,系统还需要具备良好的稳定性和耐久性,以应对各种复杂路况和长时间使用。
2. 设计原理设计原理主要基于液压传动和悬挂系统的基本理论,结合车辆的实际使用环境和需求进行优化。
我们采用了液压缸、液压泵、液压油箱等关键部件,构建了完整的液压传动系统。
同时,通过优化悬挂系统的结构参数,实现了对车辆稳定性和承载能力的提升。
三、悬挂系统结构设计1. 液压缸设计液压缸是悬挂系统的核心部件,其设计直接影响到整个系统的性能。
我们采用了高强度材料制造的液压缸,以确保其具有足够的承载能力和耐久性。
同时,通过优化液压缸的结构,实现了对车辆悬挂行程和阻尼的精确控制。
2. 液压泵和液压油箱设计液压泵和液压油箱是液压传动系统的关键部件。
我们采用了高性能的液压泵和大型的液压油箱,以确保系统具有足够的动力和油量。
同时,通过对液压泵和液压油箱的结构进行优化,实现了对系统压力和流量的精确控制。
四、仿真研究为了验证设计的有效性和可靠性,我们采用了仿真软件对悬挂系统进行了仿真研究。
通过建立精确的数学模型,模拟了车辆在实际使用过程中的各种工况和路况。
仿真结果表明,设计的悬挂系统具有良好的稳定性和承载能力,能够满足100t的承载需求。
同时,系统还具有较低的油耗和噪声,具有较高的经济性和环保性。
五、结论通过对100t液压动力平板车悬挂系统的设计与仿真研究,我们得出以下结论:1. 设计的悬挂系统具有较高的稳定性和承载能力,能够满足100t的承载需求。
液压设计需要哪些计算公式液压系统是一种利用液体传递能量的动力传动系统,广泛应用于机械工程、航空航天、船舶、汽车等领域。
在液压系统的设计过程中,需要进行各种计算以确保系统的安全可靠性和性能指标的满足。
本文将介绍液压系统设计中常用的计算公式,包括液压缸的推力计算、液压泵的流量计算、液压阀的压降计算等内容。
1. 液压缸的推力计算。
液压缸是液压系统中常用的执行元件,其推力的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压缸的推力计算公式为:F = P × A。
其中,F为液压缸的推力,单位为牛顿(N);P为液压缸的工作压力,单位为帕斯卡(Pa);A为液压缸的有效工作面积,单位为平方米(m²)。
2. 液压泵的流量计算。
液压泵是液压系统中的动力源,其流量的计算是设计液压系统时的关键参数。
液压泵的流量计算公式为:Q = V × n。
其中,Q为液压泵的流量,单位为立方米每秒(m³/s);V为液压泵的排量,单位为立方厘米每转(cm³/r);n为液压泵的转速,单位为转每分钟(r/min)。
3. 液压阀的压降计算。
液压阀是液压系统中的控制元件,其压降的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压阀的压降计算公式为:ΔP = K × Q²。
其中,ΔP为液压阀的压降,单位为帕斯卡(Pa);K为液压阀的流量系数,是与液压阀的结构和工作原理相关的参数;Q为液压阀的流量,单位为立方米每秒(m³/s)。
4. 液压管路的压力损失计算。
液压管路是液压系统中的传输元件,其压力损失的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压管路的压力损失计算公式为:ΔP = f × L × (Q/D)²。
其中,ΔP为液压管路的压力损失,单位为帕斯卡(Pa);f为液压管路的摩阻系数,是与管路材料和管路形状相关的参数;L为液压管路的长度,单位为米(m);Q为液压管路的流量,单位为立方米每秒(m³/s);D为液压管路的直径,单位为米(m)。
全液压多功能动力车液压系统的设计摘要:多功能动力车是一种新型的市政工程车辆,它的工作执行机构可以通过添加不同的作业装置来实现剪草、除雪、道路养护等不同的工作任务。
为了更好的满足其预期的动作要求,在主要的传动方式上,与传统的市政工程车辆有所区别,其行走部分以及工作部分均采用了液压传动。
行走回路以变量柱塞泵为动力源,采用闭式液压系统,来实现车辆的四驱运动;工作回路采用负载敏感泵和负载敏感阀的组合,来实现多个动作任务的配合。
本文在考虑节能的前提下,主要对车辆的液压系统原理图进行分析介绍,并对关键元件进行了计算选型,使系统可以实现多功能动力车的所有动作要求,且安全可靠。
关键词:多功能动力车;液压系统;元件选型;节能Design of Hydraulic System for Full Hydraulic MultifunctionalElectric VehicleAbstract:Multifunctional electric vehicle is a new type of municipal engineering vehicle. Its working executing mechanism can accomplish different tasks such as weeding, snow removal and road maintenance by adding different working devices. In order to better meet its anticipated action requirements, the main transmission mode is different from the traditional municipal engineering vehicles, and hydraulic transmission is used in both the walking part and the working part. The walking circuit uses variable piston pump as power source and closed hydraulic system to realize the four-drive motion of the vehicle. The working circuit uses the combination of load-sensitive pump and load-sensitive valve to achieve the coordination of multiple action tasks. On the premise of energy saving, this paper mainly analyses and introduces the hydraulic system schematic diagram of the vehicle, and calculates and chooses the key components, so that the system can realize all the action requirements of the multi-functional electric vehicle, and is safe and reliable.Key words:multifunctional electric vehicle; hydraulic system; component selection; energy conservation0引言我国国土面积辽阔,城市与人口数量众多,根据交通运输部最近公开的2018年交通运输行业发展统计公报,截至到2018年年末全国公路总里程为477.35万公里,在市政工程上,每年都要花费巨额预算,如果只依靠人力,不仅仅效率较慢,而且还存在很大的危险性,虽然目前市场上已经有相应的环卫车辆以及道路养护车辆【1】,但大多为小吨位、电机驱动方式,且功能单一,不能适应复杂的工作任务,具有一定的局限性。
多功能动力车是为城市环境管理、市政道路维护以及城区环卫服务的专用汽车,由于其工作机构模块化的设计,在液压动力系统的优势下,可以满足不同的作业要求,实现一车多用、一车四季使用的特点,因此关于多功能动力车的研究开发对于目前的市政行业有着一定的意义。
本文中多功能动力车的液压原理图基于传统的工程车辆的原理,并在其基础上进行了改进,通过采用液压泵-马达驱动系统,使车体结构更加紧凑,也提高了车辆的动力性能和路面适应性,同时也能够满足各种功率下的工作匹配,降低了市政维护中对于作业环境的要求。
1液压系统设计1.1行走部分液压系统设计多功能动力车行走部分有行走机构、转向机构和制动机构,三个机构的液压系统构成了行走部分的液压原理图。
由于车辆在行驶过程中,行走和制动模式不会同时进行,因此行走机构和制动机构共用一个柱塞变量泵作为动力源,而转向机构则由系统本身所带的液压泵独立供油,保证行驶过程中的安全性。
另外,在泵的进油口和油液的回油口都装有滤油器,保证了进入液压系统的油液清洁,利于液压系统的正常工作。
其原理图如图1所示。
图1 行走部分液压原理图行走部分通过对比现有的液压调速回路,采用容积式调速方式来满足系统的需求,这种回路不同于其它形式的液压调速回路,在工作中,其液压泵输出的流量能够与负载相适应,而且没有溢流损失和节流损失,因此能够提高回路的效率,并拥有较好的动态特性,体现出明显的节能效果。
系统采用单泵四马达的输出方式,在尽可能缩小尺寸和节省成本的前提下,为车辆的运动提供足够的动力支持。
在回路中,液压马达的回油口与变量泵的吸油口相连,形成闭式的静压传动系统,同时为了补充油路因泵和马达液压油的泄漏造成的真空,在变量泵内也设置了双向补油系统。
在控制上,液压泵采用DA阀控制原理【2】,通过脚踏板来控制变量机构的倾角,实现车辆的无极调速,另外利用其自动调节作用,可以始终保持液压泵扭矩与发动机的输出扭矩的最佳匹配,防止机械系统发动机因负载过大而熄火,提高了其使用效率。
在车轮行走端,液压马达3和液压马达4并联,同时液压马达1和液压马达4,液压马达2和液压马达3串联,并通过分流差速阀以及阀块的作用使车辆的四个马达实现流量自适应的分配,以保证车辆在行驶过程中不同的转动半径和转动要求。
另外,当由于路面工况恶劣而造成车轮打滑的极端工况出现时,通过车辆四轮转速传感器的识别,如果车轮的转速差超过预设值,可以使分流差速阀中的换向阀控制油路使流量强制按照比例分流,并切断后马达回路的连接来解决流量分配的问题,实现差速锁的功能。
在马达排量的控制上,采用了双变量控制,此变量控制方式有两种模式,可以根据预先的设定使马达达到两种最大速度,以此来满足车辆在不同工况下的使用。
制动方式采用全液压制动方式,通过液压制动阀控制钳盘来保证制动方式的可靠性。
在液压原理上,双路蓄能器充液阀安装在主系统与下级液压装置之间,可以根据系统实时需要为蓄能器充液,此过程是在预设充液速度和选择的压力下来完成,并且在预先设定的压力范围内是相对恒定的。
与单路充液阀相比,双路充液阀可以用于分路式液压制动系统,可以实行分别控制,因为双路充液阀可以给两个蓄能器充液,所以当其中的一部分出现故障时,另一部分制动系统仍继续正常工作。
转弯方式采用了全液压转向器,同时配有散热装置。
在负载传感型的转向系统中,转向器的LS口与优先阀连接,使转向器的转向负载压力信号可以经过油管传送到优先阀,用以控制系统供给转向器的油量,而当转向器处于中位时,系统的流量则直接流回至油箱。
另外,转向系统和散热系统还可以通过优先阀使用同一个油泵供油,体现出明显的节省能量以及散热的效果。
1.2工作部分液压系统设计由于多功能车辆的作业装置采用的是模块化可拆卸装置,因此在工作装置部分设计了四个输出油口,来适应不同的作业机构对液压系统的要求,同时配置有手动顶升油缸,来实现车辆的检修工作。
其原理图如图2所示。
图2 工作部分液压原理图 工作回路采用的是负载敏感系统,在控制阀内设有压力补偿,能保证输出流量随输入的控制信号、机械信号或者液压信号比例变化,而不受负载变化影响,同时也可控制多个执行元件在不同的负载工况下相互之间不受干扰地同时动作【3】,保证其工作的可靠性。
而且变量泵的输出压力与输出流量可以很好的匹配负载的要求,这样可以最大程度的利用液压泵的输出功率,提高液压系统效率,相比于其他系统,在一定程度上解决液压系统效率低、能量浪费大的缺点,具有节能的优势。
2主要元件选型计算【4,5】根据行走要求,与液压系统设计相关的主要指标为车辆空载质量为kg m 28001=,最大载重为kg m 30002=,最大行驶速度h km v /25max =,最大爬坡角为︒=7.16α,车轮半径为mm r 265=,行走额定工作压力为Mpa p 25=。
2.1行走部分液压元件选型 2.1.1液压马达在车辆行驶过程中,分为两档控制,即工作挡和移动挡,在这里以车辆的最大行驶速度和满载重量来计算,即马达的最大转速为:min/250/150221026514.32/1025233max max r h r m hm r v n ==⨯⨯⨯⨯==-π(1)其次,根据车辆的满载爬坡能力,计算最大扭矩为:mN m s m kg r gm T ⋅=⨯⨯︒+︒⨯=+=-35.116710265)7.16cos 03.07.16(sin 4/8.95800)cos (sin 432max max βμα(2)在本式中,21max m m m +=为最大满载质量;03.0=μ为纯滚动系数。
马达的理论扭矩比为barm N barmN p T i /67.425035.1167max ⋅=⋅==(3) 马达的排量为:rml Mpa m N p T V /30895.02504.35.116714.322max=⨯⋅⨯⨯==ηπ(4)在本式中,95.0=η为马达的机械效率。
根据马达的排量、转矩、转速以及理论扭矩比,初步选用Parker 公司的MRD450系列的变量马达,其最大排量为r ml /6.451,最大理论扭矩比为2.7,最大工作峰值压力为pa 42M ,最大转速为600r/min ,因此满足车辆行走任务的要求。
2.1.2液压泵由于在系统工作中,制动系统和行走系统不会同时工作,因此只计算系统的最大流量即可:min/32495.0/308min /2504n 44maxmax max L rml r V q q =⨯⨯=⨯⨯==η马(5)在本式中,95.0=η为马达的容积效率。