【正文】 + ∑ TW jω j t j ) j =1 Tt i =1 (310) 式中 Z、n、m—分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量； pi 、 qvi 、 η Pi —第i臺(tái)液壓泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率； ti —第i臺(tái)液壓泵工作時(shí)間，s； TW j 、 ω j 、 t j —液壓馬達(dá)的外載轉(zhuǎn)矩，N在整個(gè)循環(huán)中，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算出所需時(shí)間為 280 s。管道的散熱面積， m 2 ； ?T —油溫與環(huán)境溫度之差，℃。 s ?1 0 1 5 8 25 69 6 14 40 5 10 23 若系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則 Phr = Phc ，油溫不再升高，此時(shí)，最大溫差[2] ?T = Phr K1 A1 + K 2 A2 (312) 環(huán)境溫度為 T0 ， T0 =25℃。 則油箱的散熱面積 A1 = m 2 。故: δ 333 = N / mm 2 [δ ] = b = n 4 管道壁厚： δ= pd 22 56 = = 。 根 據(jù) 熱 交 換 量 =。查[3]表 《液壓泵用 油粘度推薦值》得到所選液壓油的粘度為 63～88mm2/s，查[3]表 《機(jī)械油質(zhì)量指 標(biāo)及應(yīng)用》選 70 號(hào)機(jī)械油，代號(hào)為 HJ70。 壓力表的選擇 根據(jù)系統(tǒng)壓力查[3]表 選擇彈簧管壓力表。根據(jù)工作 壓力及液壓泵的出油進(jìn)內(nèi)徑查[3]表 《技術(shù)規(guī)格》選擇通徑為 16mm。 回路切換閥 5 的型號(hào)為 3WMM16A50FB10。 28 起升快慢電磁閥：根據(jù)工作要求查[3]表 《耳閥機(jī)能》選擇起升快慢電磁閥 33 的型號(hào)為 。因液壓缸前傾，其對(duì)動(dòng)臂 作用力臂較長(zhǎng)，變幅缸的推力可以較小些，故缸徑較小。AB為油缸，A、B 點(diǎn) 為變幅油缸在轉(zhuǎn)臺(tái)和吊臂上的鉸點(diǎn) OO1 為起重機(jī)的回轉(zhuǎn)中心線。 變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)合理幾何形狀的分析 前支式變幅機(jī)構(gòu)的鉸點(diǎn)?ABC中，令液壓缸全縮時(shí)長(zhǎng) l0 ，全伸時(shí)長(zhǎng) l ，即有 l = λ l0 ， 其中 λ 為變幅液壓缸的伸縮比，液壓缸全縮時(shí)，吊臂仰角為0176。用作圖法可得到隨吊臂仰角 α 變化的 α ? h 、α ? K 、α ? M 、 曲線，它反應(yīng)變幅過程中油缸的推力變化情況。 31 α ? h 圖 α ? K 圖 40 。～50176。 鉸點(diǎn) C 與回轉(zhuǎn)中心的距離 a 的取值范圍為 ～3m[6]，此時(shí) α Q =67176。 （2）變幅液壓缸內(nèi)徑 Db 的確定 由于汽車起重機(jī)的變幅液壓缸是以無(wú)桿腔作為工作腔的，所以有公式如下 Db = 4 FQ π PN = 4 105 = 155mm 22 106 =200mm。 當(dāng)活塞桿伸出時(shí)理論推力 F1 ： F1 = A1 PN = 105 N 當(dāng)活塞桿回縮時(shí)理論拉力 F2 F2 = A2 PN = 10 4 N 式中： A1 和 A2 分別為無(wú)桿腔和有桿腔的受力面積； PN 為液壓缸的工作壓力， PN =22 MPa 。因此，壁厚為 σ b=（245—200）/2=。變幅液壓缸的工作壓力 PN =22 MPa ，取 p y = PN = MPa h = AL py = 21mm 600 p y —試驗(yàn)壓力， MPa ； 缸底材料選用 45 鋼，查[7]表 65 得到 45 鋼的抗拉強(qiáng)度 δ b ≥600MPa，屈服強(qiáng)度 [δ ] = 綜合以上計(jì)算，查 [3] 表 可知液壓缸相關(guān)尺寸為：缸徑 φ AL =200mm ， D=245mm ， UE=270mm ， 耳環(huán)耳動(dòng)耳承CD=80mm ， Y=85mm ， PM=105mm ， MREW=9090，進(jìn)出油進(jìn)尺寸2EE為M422，耳環(huán)連耳耳耳為M853*95。 首先，尋找與設(shè)計(jì)有關(guān)的資料并且研究設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃。在這個(gè)設(shè)計(jì)階段中完成設(shè)計(jì)思路的具體化，主要解決各個(gè)部分的匹配問題。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中不 僅鞏固了我的基礎(chǔ)理論知識(shí)，而且使我各個(gè)方面的能力有了很大提高。 40 38 致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究的基本 功的訓(xùn)練，培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè) 學(xué)術(shù)論文和工作打下了良好的基礎(chǔ)。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 不保密 □。 3 液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上的應(yīng)用 3 液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上應(yīng)用的特點(diǎn) 5 2 液壓系統(tǒng)性能分析與原理設(shè)計(jì) 6 汽車起重機(jī)典型工況分析及對(duì)液壓系統(tǒng)要求 6 汽車起重機(jī)的典型工況分析 16 轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)回路 22 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率 27 閥類元件的選擇 27 濾油器的選擇 15 吊臂變幅回路 14 各機(jī)構(gòu)組合分配及控制 14 本機(jī)液壓系統(tǒng)分析 4 課題來(lái)源 2 液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上應(yīng)用及其特點(diǎn) 本 人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù) 進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 40 39 參考文獻(xiàn) [1]蔡文彥．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)[M]. 上海:上海交通大學(xué)出版社,1996. 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[33]Lu Yongyang,Ge Yiyuan,Wang Achievements in Fluid Power of 3rd :International Academic Publishers,1993. [34] Program Microprocessor Based Cylinder Controller ECC50 Instruction MANUAL. 40 41 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 指導(dǎo)教師 評(píng)閱教師 完成日期 年 月 日 40 42 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成 果。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到液壓系統(tǒng)的應(yīng)用廣泛，使用方便。 其次，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)各個(gè)回路進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，最終完 成總的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我將大學(xué)期間學(xué)習(xí)的課程整體進(jìn)行了復(fù)習(xí)，對(duì)資料的查閱 有了很大的提高。 δ s ≥355MPa，伸長(zhǎng)率 δ 5 ≥16％，斷面收縮率為ψ ≥40％，沖擊功為 39J。 （6）液壓缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 的確定 導(dǎo)向長(zhǎng)度過短，將使缸因配合間隙引起的初始撓度增大，影響液壓的工作性能和穩(wěn) 定性，因此，設(shè)計(jì)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足 [2]： H≥ S D + 20 2 (45) 式中：S 是變幅液壓缸的最大行程，S=1000mm； D 是變幅液壓缸的內(nèi)徑，D=200mm； 40 故有： H≥ S D 1000 200 + = + = 150mm 。 =140mm。； 變幅液壓缸最大長(zhǎng)度 ABmax =1800mm； 變幅液壓缸最小長(zhǎng)度 ABmin =2800mm。 變幅機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)三角形 1 1 ?1 1 ? 吊臂與油缸的鉸點(diǎn)B一般位于 L到 L吊臂上，故 BC= ? L, L ? ，L =10 .4m，取BC 3 2 ?3 2 ? =5，確定變幅鉸點(diǎn)三角形幾何尺寸[5]。時(shí)，力臂h=p，在吊 △ A1 B1C 數(shù)變化小，油缸參數(shù)選擇 臂仰角較大時(shí)，力臂h較 較易合理，結(jié)構(gòu)緊湊 大 變幅過程中力臂h變化平 油缸工作條件較好，結(jié)構(gòu) △ A2 B2C 緩， 在仰角為38176。變到 80176。 30 設(shè)鉸點(diǎn)C與A的距離為p，? 為油缸與鉸耳點(diǎn)AC間的夾角，則在變幅過程中，油缸推 力 FP 對(duì)C點(diǎn)的力臂h有： h = p sin ? (43) 當(dāng) ? = 90 時(shí)，在△ABC中h=p。 因?yàn)镾e Q(R+a)，式(41)可簡(jiǎn)化為： FP h = Ql cos α + GB lB cos α (42) 式（42）表明，當(dāng)起重機(jī)的額定載荷Q確定后，油缸的推力 FP 是仰角α和力臂h的函 數(shù)。大多數(shù)全液壓汽車起重機(jī)都采用此布置形式[4]。液壓缸的布置形式有三 種，分別是前傾式、后傾式和后拉式。 （4）其它閥類元件 支腿液壓鎖：根據(jù)工作原理選擇 Z2S 型疊加式液控單向閥作為鎖緊回路，查[3]表 《技術(shù)規(guī)格》選擇支腿液壓鎖 8 的型號(hào)為 Z2S22。 （2）回路切換閥 根據(jù)回路切換的工作要求查[3]表 耳閥機(jī)能》 《 選擇 3WMMA 型手動(dòng)換向閥。 采用徑向有邊形式， 選擇壓力表的型號(hào)為 Y60T。查[3]表 《濾油器類型及其特性》選擇燒結(jié)式濾油器。查[3] ，它能保持油溫50℃左右。2+） =3935mm =10 m 。 管道 液壓泵吸油管道 液壓系統(tǒng)壓油管道 液壓系統(tǒng)回油管道 液壓泵吸油管道內(nèi)徑 推薦流速/（m/s） ～，一般常取1以下 3～6，壓力高，管道短，粘度小取大值 ～ db = 4 = = 56mm 40 管道壁厚 δ 的計(jì)算[2]: 26 δ= pd 2 [δ ] (315) 式中 p —管道內(nèi)最高工作壓力， p =22M Pa ； d —管道內(nèi)徑，m； [δ ] —管道材料的許用應(yīng)力， Pa ， [δ ] = δ b —管道材料的抗拉強(qiáng)度， Pa ； MPa 時(shí)，取 n = 4 。取△T=75℃ 表 各種機(jī)械允許油溫/℃ 液壓設(shè)備類型 數(shù)控機(jī)床 一般機(jī)床 正常工作溫度 30～50 30～55 最高允許溫度 55～70 55～70 40 機(jī)車車輛 船舶 冶金機(jī)械、液壓機(jī) 工程機(jī)械、礦山機(jī)械 （1） 油箱散熱面積 A1 的計(jì)算 40～60 30～60 40～70 50～80 70～80 80～90 60～90 70～90 25 油箱容積一般為液壓泵流量的 3～8 倍， 由于汽車起重機(jī)的冷卻效果較好， 故取油箱 容量為液壓泵流量的 6 倍，即 V=8 qv max =8= l = m3 ?！?] 2 24 冷卻條件 通風(fēng)條件很差 通風(fēng)條件良好 用風(fēng)扇冷卻 循環(huán)水強(qiáng)制冷卻表 管道散熱系數(shù) K 2 /[W/( m 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率 液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)的外耳管路較長(zhǎng)，在計(jì)算散熱功 率 Phc 時(shí)，也應(yīng)該考慮管路表面的散熱[2]。m。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損 失的環(huán)節(jié)太多，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率[2]： Phr = Pr ? Pc 式中 Pr —液壓系統(tǒng)的總輸入功率； Pc —液壓系統(tǒng)輸出的有效功率。滿足以上 的設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于汽車起重機(jī)，其液壓系統(tǒng)負(fù)載大、 功率大、精度要求不高。 液壓泵的計(jì)算與選擇 （1）液壓泵的工作壓力[1] P= 1 2π M max N / m2 Qmηm1 (35) 40 式中： P —液壓馬達(dá)的最大工作壓力 1 M max —起升馬達(dá)所受最大扭矩 M max = N ? m Qm