某自行式液壓升降裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u23159某自行式液壓升降裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 149531.1液壓原理設(shè)計(jì) 137141.2主要液壓元件選型 3201711.2.1液壓缸選型計(jì)算 3202461.2.2液壓馬達(dá)選型計(jì)算 5182861.2.3液壓系統(tǒng)流量計(jì)算 5319131.2.4液壓泵選型計(jì)算 593141.2.5泵站介紹 6液壓系統(tǒng)是液壓升降臺(tái)的核心，升降臺(tái)的工作性能取決于液壓系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)。根據(jù)工作要求，主要執(zhí)行元件單桿雙作用活塞式液壓缸，通過其伸縮作用帶動(dòng)剪叉桿運(yùn)動(dòng)。而對于整機(jī)的移動(dòng)需求，需要在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)液壓馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)輪邊驅(qū)動(dòng)，并且在遠(yuǎn)距離牽引移動(dòng)時(shí)要能夠浮動(dòng)，在操作臺(tái)處于高處是，馬達(dá)應(yīng)該能夠制動(dòng)，鎖緊輪胎，使裝置能夠停在原地。1.1液壓原理設(shè)計(jì)本次液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件有一個(gè)液壓缸和兩個(gè)液壓馬達(dá)，由于行走和起升分別工作，因此可以用單泵供油。整機(jī)行走時(shí)要求液壓缸可以調(diào)速，兩個(gè)液壓馬達(dá)之間通過速度差實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，所以設(shè)計(jì)液壓原理圖如下圖1.1所示。圖1.1液壓原理圖1-油箱，2-過濾器，3-液壓泵，4-溢流閥，5-電液比例閥，6-三位四通電磁換向閥閥，7-單向閥，8-液壓缸，9-調(diào)速閥，10-三位四通電磁換向閥，11-液壓馬達(dá)，12-調(diào)速閥，13-三位四通電磁換向閥，14-液壓馬達(dá)，15-電磁換向閥，16，17-制動(dòng)缸該液壓系統(tǒng)通過電液比例流量閥控制來控制液壓缸的伸出速度，保證其處在一個(gè)正常值范圍。6號(hào)換向閥左側(cè)電磁鐵得電，活塞桿伸出，右側(cè)電磁鐵得電，活塞桿收回。雙向液壓鎖組成鎖緊回路，使得液壓缸伸出到指定位置時(shí)，能夠安全地停在固定位置。右側(cè)為兩個(gè)液壓馬達(dá)的控制回路，分別可以控制兩個(gè)液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)以及速度。打開泵站開關(guān)，液壓油通過過濾器進(jìn)入到液壓泵中，然后從泵的出口出來通過比例流量閥來控制流量，從而控制液壓缸的速度，6號(hào)元件左側(cè)電磁鐵得電時(shí)，油路接通，液壓缸伸出，整個(gè)升降平臺(tái)上升，6號(hào)元件右側(cè)電磁鐵得電時(shí)，右側(cè)油路接通，液壓缸收回，整個(gè)平臺(tái)下降。7號(hào)元件為兩個(gè)單向閥，其作用是形成鎖緊回路，在平臺(tái)到達(dá)指定高度時(shí)，液壓缸停止工作時(shí)，防止回油導(dǎo)致平臺(tái)不穩(wěn)定，使得液壓缸能停在當(dāng)前位置。當(dāng)需要升降機(jī)行走時(shí)，右側(cè)兩個(gè)調(diào)速閥接通，當(dāng)兩個(gè)調(diào)速閥開度大小相同時(shí)，兩個(gè)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相同，兩個(gè)輪胎速度相同，10和13號(hào)電磁換向閥用來控制液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)，即整車的前進(jìn)以及后退，調(diào)速閥的作用改變流量，改變兩個(gè)馬達(dá)的速度，同時(shí)開度不同時(shí)會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)速不同，最終結(jié)果就是整車的轉(zhuǎn)向。在整個(gè)升降機(jī)行駛到制定工作位置時(shí)，為了保證升降機(jī)能夠在上升動(dòng)作時(shí)保持機(jī)體的穩(wěn)定性，我們需要一個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)所用的是兩個(gè)制動(dòng)剎盤，采用程序控制，當(dāng)按下剎車按鈕時(shí)，15號(hào)電磁換向閥電磁鐵通電，16和17號(hào)液壓缸活塞桿伸出，將剎車片壓在剎車盤上，升降機(jī)保持在原位置，升降臺(tái)可以自由升降。當(dāng)升降機(jī)需要移動(dòng)時(shí)，15號(hào)電磁換向閥電磁鐵失電，在彈簧的作用下右側(cè)回路接通回油，活塞桿在彈簧作用下回收，液壓油剎車片離開剎車盤，升降機(jī)可以自由前進(jìn)后退。1.2主要液壓元件選型1.2.1液壓缸選型計(jì)算由于該液壓升降機(jī)升降高度為1.8m到5.0m之間，且最大載重量只有5kN，所以選擇單活塞缸即可，然后依照負(fù)載以及平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)來確定液壓缸的主要參數(shù)，最后根據(jù)參數(shù)選擇合適的液壓缸型號(hào)。液壓缸的推力F與液壓油的工作壓力p以及活塞的面積A有關(guān)，即(1.1)在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，液壓缸的工作壓力與負(fù)載大小有關(guān)，此處取。若對于單作用活塞桿而言，有活塞桿的油腔回油，沒有活塞桿的油腔進(jìn)油，那么液壓缸的內(nèi)徑應(yīng)該與活塞直徑相同，即(1.2)F=67136N，根據(jù)上式計(jì)算可得出缸徑D=103mm，圓整為標(biāo)準(zhǔn)值D=100mm。活塞桿直徑與活塞直徑之間的關(guān)系為(1.3)式中λ為速比，作為升降裝置用缸，為了避免返回的時(shí)候速度過大對液壓缸造成沖擊，選取的值要小于1.6。參照選型樣本此處選擇代入計(jì)算可得。液壓缸的兩個(gè)鉸點(diǎn)間距:（1.4）將已知各數(shù)據(jù)帶入到上式可得液壓缸最大行程（1.5）式中:α0—在初始位置時(shí)剪叉臂與底座的夾角α1一在最高位置時(shí)剪叉臂與底座夾角，經(jīng)計(jì)算得α1=39.68°將已知的尺寸參數(shù)代入上述公式可以得出液壓缸的最大行程S=862m。根據(jù)D以及d的值，選擇長江液壓件有限公司工程用液壓缸非鉸軸連接的最小行程為40mm，最大行程1000mm，公稱壓力可以達(dá)到16MPa，滿足液壓動(dòng)作需求，因而選用此種類型的液壓缸，行程確定為870mm，型號(hào)：HSGK06-100/55E-3401-870。1.2.2液壓馬達(dá)選型計(jì)算要求該液壓升降機(jī)移動(dòng)速度為0-4km/h，且輪胎直徑取d=400mm，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速n與輪胎直徑d的關(guān)系如下所示(1.6)將數(shù)據(jù)帶入其中計(jì)算可以得出。經(jīng)計(jì)算得出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速為53r/min，選擇帶減速機(jī)的馬達(dá)，通過計(jì)算求出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=270N·m，選擇A2F45型液壓馬達(dá)和減速器，減速比為10，流量為20L/min，可以直接與車輪連接，使得結(jié)構(gòu)大大簡化。1.2.3液壓系統(tǒng)流量計(jì)算在該液壓系統(tǒng)中液壓執(zhí)行元件共有三個(gè)，一個(gè)負(fù)責(zé)平臺(tái)升降的液壓缸和兩個(gè)實(shí)現(xiàn)升降機(jī)移動(dòng)的兩個(gè)液壓馬達(dá)。本課題要求平臺(tái)升降時(shí)間為25秒，升降高度為1800mm到5000mm，經(jīng)計(jì)算升降速度平均為128mm/s,液壓缸伸長量為862mm，液壓缸的伸縮速度為,且已知缸筒的內(nèi)徑D=100mm。液壓缸流量計(jì)算公式為：（1.7）將已知的各項(xiàng)數(shù)據(jù)帶入到公式1.5中可以得到液壓缸的流量。因?yàn)橐簤焊着c液壓馬達(dá)分開動(dòng)作，由此可得該系統(tǒng)的總流量為各執(zhí)行元件流量和，經(jīng)計(jì)算可以得出。1.2.4液壓泵選型計(jì)算液壓泵的最大工作壓力公式為：(1.8)pp—液壓泵最大工作壓力，MPa；p—液壓執(zhí)行元件工作的最大壓力，MPa；—從液壓動(dòng)力元件到各液壓執(zhí)行元件之間的壓力損失，一般按照0.5-1.5MPa計(jì)算。將上述數(shù)值代入計(jì)算可以得出即液壓泵的最大工作壓力為25MPa。液壓泵的最大供油量計(jì)算公式如下：（1.9） —系統(tǒng)的泄露修正系數(shù)，通常取1.1-1.3，此課題中取k=1.2；—各執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)所需要的最大流量之和。代入數(shù)據(jù)得出液壓泵最大供油量為54L/min。電機(jī)功率計(jì)算公式為（1.10）電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，液壓泵排量計(jì)算（1.11）根據(jù)上述計(jì)算選擇齒輪泵作為液壓源，取排量為40ml/r