挖掘機液壓系統及工作裝置的畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 ,考慮大泵到銷鎖油缸路損失，大泵供油壓力應為=4Mpa 取泵的總效率=，泵的總驅動功率為： P= () =89KW 考慮安全系數,故取90KW。查《機械設計手冊》發動機參數表得：發動機機型號— 6135K—16功率106KW 轉速2100r/min 　液壓閥的選擇選擇液壓閥主要根據閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統工作壓力在9Mpa左右，所以液壓閥都選用中、高壓閥。液壓閥的作用是控制液壓系統的油流方向、壓力和流量，從而控制整個液壓系統。系統的工作壓力，執行機構的動作順序，工作部件的運動速度、方向，以及變換頻率，輸出力和力矩等。在液壓系統中，液壓閥的選擇是非常重要的。可以使系統的設計合理，性能優良，安裝簡便，維修容易，并保證系正常工作的重要條件。不但要按系統功需要選擇各種類型的液壓控制閥，還需要考慮額定壓力，通過流量，安裝形式，動作方式，性能特點因素[33]。 根據液壓閥額定壓力來選擇選擇的液壓閥應使系統壓力適當低于產品標明的額定值。對液壓閥流量的選擇，可以按照產品標明的公稱流量為依據，根據產品有關流量曲線來確定。 液壓閥的安裝方式的選擇是指液壓閥與系統的管路或其他閥的進出油口的連接方式，一般有三種，螺紋連接方式，板式連接方式，法蘭連接方式。安裝方式的選擇要根據液壓閥的規格大小，以及系統的簡繁及布置特點來確定。 液壓閥的控制方式的選擇液壓閥的控制方式一般有四種，有手動控制，機械控制，液壓控制，電氣控制。根據系統的操縱需要和電氣系統的配置能力進行選擇。 液壓閥的結構形式的選擇液壓閥的結構方式分為：管式結構，板式結構。一般按照系統的工作需要來確定液壓閥的結構形式 根據以上的要求來選擇液壓控制閥，所選的液壓閥能滿足工作的需要。所以本液壓系統所選的液壓閥有中、高壓閥。　液壓控制閥序號代 號名稱及規格材料數量1Q11F16P25不銹鋼截止閥成品22DBDW10B150X/10UG24NZ5L電磁溢流閥成品13S型單向閥成品14S型單向閥成品15XJF32/10蓄能器截止閥成品16DRV16110/2單向節流閥成品19S型單向閥成品110ZDR6DP230/疊加式減壓閥成品111Z1S6P130/疊加式單向閥成品1124WE10J3X/CG24NZ5L電磁換向閥成品113ZDR10DP230/疊加式減壓閥成品114Z2FS1630/S2疊加式雙單向節流閥成品2154WEH16Y50/OF6AG24NETS2Z5L/B08電液換向閥成品116Z2FS1630/S2疊加式雙單向節流閥成品217DR2055X/10YM先導式減壓閥成品218DR2055X/10Y先導式減壓閥成品1194WEH16E50/6AG24NETS2Z5L/B08電液換向閥成品1204WE10E3X/CG24NZ5L電磁換向閥成品121DB2025X/315溢流閥成品222單向閥成品123Z2FS1020/疊加式雙單向節流閥成品124溢流閥成品125QJH—6WL高壓球閥DN6成品3選用主操作閥采用川崎KMX15R/B450，最大流量270L/min，能實現動臂提升合流、斗桿大小腔合流、斗桿再生回路、行走直線、動臂提升優先、回轉優先、斗桿閉鎖等功能。 主操作閥原理圖 其他液壓元件的選擇 壓力繼電器的選擇能夠自動感到壓力變化，但壓力達到預定壓力時，可以自動將電路進行通斷的儀表。壓力預定值是根據壓力控制要求，預先在壓力校驗臺還是調定的點觸點動作的壓力值。根據要求查《機械設計手冊》得：HED10A20/35L24/2 壓力繼電器 壓力表由液壓系統的壓力來選擇壓力表，查《機械設計手冊》得：YN100Ⅲ016Mpa 壓力表YN100Ⅲ025Mpa 壓力表 測壓軟管和測壓排氣接頭根據系統的壓力來選擇測壓軟管和測壓排氣接頭，查《機械設計手冊》得：HF測壓軟管的有關參數：,最大動態壓力40Mpa，適用溫度~2。 mm，最大靜大壓力64Mpa，化學性能，耐酸性溶劑。 測壓軟管 ， 最大壓力40Mpa PT3 測壓排氣接頭 液位液溫計，空氣濾清器和直回式回油過濾器的選擇依據液壓系統的壓力和流量，系統的發熱量來選擇，由《機械設計手冊》得：直回式回油過濾器 RFA250*20FY液位液溫計 YWZ200TA液位液溫計 WSSX411，40～80176。C空氣濾清器 QUQ220*根據蓄能器在液壓系統中的功用，確定類型和主要參數。在本液壓系統中，液壓缸在短時間內快速運動，由蓄能器來補充供油，則計算公式為： △V=∑K 　　()A液壓缸有效作用面積L—液壓缸的行程K—油液損失系數，一般取K=液壓泵流量△V=t動作時間由以上公式得△V=考慮安全系數和其他方面△V取20L,查《機械設計手冊》得：NXQ1L40/ 蓄能器Φ219非橡膠管道的選擇（1） 管道內徑的計算本系統管路很復雜，取其中主要的幾條來計算，按照公式：d≥1130 液體流量流速，對于吸油管v=1~2m/s,一般取1m/s以下，對于壓油管v≤3~6m/s,對于回油管v≤~。再按照公式 d= 算出管道內徑： 液體流量流速 計算數值管路名稱 通過流量/(L/s)允許流速/(m/s)管道內徑/m實際取值/m大泵吸油管小泵吸油胳大泵排油管4小泵排油管4查《機械設計手冊》得：Φ18Φ34Φ654 膠管的選擇根據工作壓力和按公式得管子的內徑選擇膠管的尺寸規格。高壓膠管的工作壓力對不正常使用的情況下可提高20%；對于使用頻繁，經常扭變的要降低40%。膠管在使用及設計中應主要下列事項：（1）膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應小于320，膠管與管接頭聯接處應留有一段直的部分，此段長不應小于管外徑的兩倍。（2）膠管的長度應考慮到膠管在通入壓力油后，長度方向將發生收縮變形，一般收縮是取3%~4%，膠管安裝時避免處于拉緊狀態。（3）膠管安裝是應保證不發生扭轉變形，為便于安裝，可沿管長涂以色紋，以便檢查。（4）膠管的接頭軸線，應盡量放置在運動的平面內，避免兩端互相運動時膠管受力。（5）膠管應避免與機械上的尖角部分想接觸和摩擦，以免管子損壞。初步確定油箱的有效容積,跟據經驗公式來確定油箱的容量[34],V= () 式中液壓泵每分鐘排出的壓力油的容積 經驗系數已知所選泵的總流量為207L/min,這樣,液壓泵每分鐘排出的壓力油體積為207L,　油箱經驗系數表系統類型行走機械低壓系統中壓系統鍛壓系統冶金系統1～22～45～76～1210得=8故V==6=6液壓系統性能驗算本系統較為復雜，有多個液壓缸執行元件動作回路，其中環節較多，管路損失較大的要算快速運動回路，故主要驗算由泵到液壓缸這段管路的損失。 沿程壓力損失沿程壓力損失，主要是液壓缸快速運動時進油管路的損失。此管路長為5m，正常運轉后的粘度為= 27 ，油的密度為=918Kg/油在管路的實際流速===Re===3702＞2300油在管路中呈紊流流動狀態，其沿程阻力系數為：= ()根據公式=求得沿程壓力損失為:== 局部壓力損失局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失，以及通過控制閥的局部壓力損失。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要考慮通過控制閥的局部壓力損失[35]。 從系統圖中可以看出,從大泵的出口到油缸的進油口,要經過單向閥、電磁換向閥、單向調速閥、溢流閥。單向閥的額定流量為50L/min, 電磁換向閥的額定流量為150L/min, 單向調速閥的額定流量為160L/min,。溢流閥的額定流量為120L/min,。通過各閥的局部壓力損失之和： = MPa從小泵出油口到油缸進油口也要經過單向閥、電磁換向閥、單向調速閥、溢流閥。向閥的額定流量為50L/min, 電磁換向閥的額定流量150L/min, 單向調速閥的額定流量為160L/min,。溢流閥的額定流量為120L/min,通過各閥的損失之和為:通過各閥的損失之和為: =以上計算結果是大小是同時工作的,所經過的管道都是一樣的。則大小泵是同時工作的,所以大小泵到油缸之間總的壓力損失為=+=　液壓系統的發熱溫升計算 計算液壓系統的發熱功率液壓系統工作時，除執行元件驅動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉化為熱量，使油溫升高。液壓系統的功率損失主要有以下幾種形式[36]：（1）液壓泵的功率損失 ()式中工作循環周期（s）； z—投入工作液壓泵的臺數；液壓泵的輸入功率（W）；各臺液壓泵的總效率；第I臺泵工作時間（s）；（2）壓執行元件的功率損失 ()式中 M—液壓執行元件的數量；液壓執行元件的輸入功率（W）；液壓執行元件的輸入效率；第j個執行元件工作時間（s）；（3）溢流閥的功率損失 ()式中 溢流閥的調整壓力（MPa）； 經過溢流閥回油箱的流量（）。（4）油液流經閥或管道的功率損失 ()式中 通過閥或管路的壓力損失（MPa）； 通過閥或管路的流量（）。由以上各種損失構成了整個系統的功率損失，即液壓系統的發熱功率 ()該公式適用于回路比較簡單的液壓系統，對于復雜系統，由于功率損失的環節太多，一一計算較麻煩，通常用下式計算液壓系統的發熱功率 = ()式中是液壓系統的總輸入功率，是輸出的有效功率。對于本系統來說, 就是正個工作循環中的雙泵的平均輸入功率==90KW ()式中是液壓系統的總輸入功率，是輸出的有效功率。 == ()式中 工作周期（s）； z、n、m—分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達的數量； 、第i臺泵的實際輸出壓力、流量、效率； 第i臺泵工作時間（s）；、液壓缸外載荷及驅動此載荷的行程（Nm）。總的發熱功率按照公式() ===103KW液壓系統的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統外接管路較長，而且要考慮管道的散熱功率時，也應考慮管路表面散熱。 ()=+=式中 油箱的散熱系數 管路的散熱系數、分別為油箱、和管道的散熱面積油溫與環境溫度之差 （W/℃）冷卻條件通風條件很差8～9通風條件良好15～17用風扇冷卻23循環水強制冷卻110～170則計算出的，油溫會不斷升高，這時，最大溫差,根據公式() 環境溫度為，則油溫。當油箱的散熱面積不能再加大，或加大一些無濟于事時，需要安裝冷卻器。 外徑選擇（W/℃）風速 /管道外徑/m086512514105694023　根據散熱要求計算油箱容量在初步確定油箱容積的情況下，驗算其散熱面積是否滿足要求。當系統的發熱量求出以后，可依據散熱的要求拉確定油箱的容量。油箱的散熱面積,根據公式() 油箱的主要設計參數如下圖，與油直接接觸的表面算全散熱面，與油不接觸的表面算半散熱面，油箱的有效容積和散熱面積分別為 　V== a=, b=1,h=1=(a+b)+=1(+1)+1=㎡油箱的散熱功率為式中 油箱散熱系數,查表得16W/℃ 油溫與環境溫度之差,取=35℃=1635=＜=由此可見,油箱的散熱遠遠滿足不了系統散熱的要求,管路散熱是極小的。如按要求求出的油箱容積過大，遠超出用油量的需要，且又受空間尺寸的限制，則應當縮小油箱尺寸，則需要另設冷