【文章內(nèi)容簡介】 力油進入執(zhí)行元件的方向，進而實現(xiàn)不同的動作要求，在三位四通的換向閥中，左右閥位要求能夠進回油，中間的閥位要求禁止油液流通，以達到執(zhí)行元件動作達到要求后停止或懸停在任一位置。 液壓缸的選用選用工程機械用液壓缸，最高工作壓力30MP。 輔助元件的選用（1） ，所以在系統(tǒng)中沒有相對運動的管路中選用無縫鋼管，它能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，裝拆方便，所以適合用在高壓管道。在系統(tǒng)中有相對運動的壓力管道選用高壓橡膠管。（2） ，管接頭采用錐密封焊接式管接頭，他除了具有焊接頭的優(yōu)點外，由于它的O形密封圈裝在錐體上，使密封有調(diào)節(jié)的可能，密封更可靠?！?80攝氏度。在橡膠管的接頭處選用扣壓式膠管接頭，安裝方便，與鋼絲編織膠管配套總成，適合在油溫為30—+80攝氏度的環(huán)境工作。（3） ，它是用來防止工作介質(zhì)泄露及外界灰塵和異物的侵入，以保證系統(tǒng)建立起必要的壓力，使其能夠正常工作。密封裝置和運動件之間的摩檫力要小，摩檫系數(shù)要穩(wěn)定，抗腐蝕能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補償，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，價格低。其于以上幾點，在有相對運動且有摩檫的元件上使用Y型密封圈，其截面小，結(jié)構(gòu)緊湊。且Y型密封圈能隨壓力增高而增大，并能自動補償磨損。在相對摩檫不嚴重或無相對摩檫的元件上用O型密封圈，其結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，密封性能好，摩檫力小，安裝方便。（4） ，不允許液壓油含有超過限制的固體顆粒和其他不溶性贓物。因為這些雜質(zhì)可以使間隙表面劃傷，造成內(nèi)部泄露量增加，從而降低效率增加發(fā)熱。這些雜質(zhì)還會使閥芯卡死，小孔或縫隙堵塞，潤滑表面破壞，造成液壓系統(tǒng)故障，膠狀物和淤渣等雜質(zhì)，將會引起元件粘著，酸類還將加速運動件的腐蝕和使油液進一步惡化。因此要采用濾油器對油液進行過濾，以保證油液質(zhì)量符合標準。因此選用網(wǎng)式濾油器安裝在泵吸油管上，結(jié)構(gòu)簡單，流通能力大，可以滿足泵的流量，清洗方便。（5） ，待需要時又將其釋放出來的一種裝置。主要用途：。在本系統(tǒng)中選用氣囊式蓄能器，這種蓄能器密封可靠，膠囊慣性小，反映靈敏，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕，并有系列批量生產(chǎn) 。 4 液壓缸的設計計算和泵的參數(shù)計算 液壓缸設計算 外負載計算斗桿挖掘時切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中可視為常數(shù)。斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角為，在這轉(zhuǎn)角行程中鏟斗被裝滿。鏟斗缸外負載為最大時，缸內(nèi)壓力最大，此時挖掘力最大，其值為： =CBAZX+D =250+D =200+12000=206771+12000=218771(N)式中 C—表示土壤硬度的系數(shù),對Ⅱ級土宜取C=50～80，對Ⅲ級土宜取C=90～150，對Ⅳ級土宜取C=160～320，式中取C=250； R—鏟斗與斗桿鉸點到斗齒尖的距離，即轉(zhuǎn)斗切削半徑，取斗容量為1m,根據(jù)反鏟斗主要參數(shù)特性計算表，查表得R=；B—切削刃寬度影響系數(shù),B=1+,其中b為鏟斗寬度,查表得b=；—挖掘過程中鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半,查表得=；A—切削角變化影響系數(shù),取A=；Z—帶有齒的系數(shù),取Z=；X—斗側(cè)臂厚度影響系數(shù),X=1+,其中s為側(cè)臂厚度,單位為cm,初步設計時可取X=；D—切削刃擠壓土壤的力,根據(jù)斗容大小在D=10000～,取D=12000N；轉(zhuǎn)斗挖掘裝土阻力和法向挖掘阻力相對與很小，所以在計算時可以忽略不計。 液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸計算(1) 根據(jù)鏟斗缸的最大外負載，可以設計計算鏟斗缸的結(jié)構(gòu)尺寸： 當推力驅(qū)動工作負載時： 由此可求出缸筒內(nèi)徑為: D 求出D=99mm本系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)，因此速比取=2，d= 式中 系統(tǒng)背壓P=1MPa 系統(tǒng)最高壓力P=30Mpa根據(jù)查表GB/T2348—1993圓整得到D=100mm(2) 活塞桿直徑為 d==100=(mm)根據(jù)GB/T2348—1993規(guī)定的活塞桿尺寸圓整為d=80mm(3) 最大工作行程 行程S=12D S=12x100=1200（mm）根據(jù)國家標準GB/T—1980規(guī)定的液壓缸行程系列圓整到S=1250mm(4) 活塞有效計算長度液壓缸的安裝尺寸，可查設計手冊得 安裝尺寸=+S=377+1250=1627（mm）當活塞桿全部伸出時，有效計算長度為： L=1250+1250+377=2877（mm）S—液壓缸的安裝尺寸(查設計手冊得到) (5) 最小導向長度 取最小導向長度為120（mm）式中 L—液壓缸最大行程； D—缸筒內(nèi)徑。(6) 導向套長度A=（～）d =(48～80)mm導向套長度為60mm(7) 活塞寬度 B=（～）D =（60～100）mm活塞桿寬度B=80mm式中 D—缸筒內(nèi)徑(8) 缸筒壁厚：材料的許用應力計算 =式中 —缸體材料的抗拉強度，缸體材料為，=800Mpan—=5 查缸筒壁厚度表，取=12mm式中 P系統(tǒng)最高壓力,P=30Mpa。(9) 缸筒外徑 =100+2x12 =124(mm) 油缸強度計算：(1) 已知參數(shù)：缸徑D=100 桿徑d=80 行程S=1250 缸筒壁厚=12有效計算長度L=2877 (參數(shù)單位：mm)(2) 油缸強度計算a. 活塞桿應力校核 活塞桿材質(zhì)為調(diào)質(zhì)，經(jīng)查表得強度極限為800Mpa,材料的許用應力為：=（n為安全系數(shù)）.由此可見，應力完全滿足要求。 式中 —油缸最大閉鎖壓力 b. 缸筒強度驗算：由于缸筒壁厚與缸徑之比，屬于厚壁缸筒，可按材料學第二強度理論驗算。 = =（mm）由此可見,強度滿足要求。式中 P—系統(tǒng)最高壓力,P=30Mpa；—材料的許用應力。(3) 油缸穩(wěn)定性驗算油缸在工作是承受的壓應力最大，所以有必要校核活塞桿的壓力穩(wěn)定性。a. 活塞桿斷面最小慣性矩 b. 活塞桿橫斷面回轉(zhuǎn)半徑 i =19mmc. 活塞桿柔性系數(shù)= =152式中 —為長度折算系數(shù)，對于兩端鉸接約束方式一般取1；L—為有效計算長度d. 鋼材柔度極限值 = ==式中 —45鋼材比例極限E—材料彈性模量e. 從以上計算得知，,即為大柔度壓桿時，穩(wěn)定力為： =式中 —為長度折算系數(shù)，對于兩端鉸接約束方式一般取1；f. 油缸最大閉鎖力 = =式中 —油缸最大閉鎖壓力g. 穩(wěn)定系數(shù) =由此可見，穩(wěn)定性可以滿足要求。 泵的參數(shù)計算 泵的壓力計算在設計液壓系統(tǒng)時，要求泵的壓力高于系統(tǒng)壓力，差值以10%—30%為宜[15]。因此： =30 =取泵的最高壓力式中 P—系統(tǒng)最高壓力，P=30Mpa 計算所需要的泵的流量(1) 設計要求每個液壓缸的伸縮速度，根據(jù)鏟斗缸計算初步確定其余液壓缸的參數(shù)：（單位：mm）a. 動臂缸（2個）：缸內(nèi)徑D=100 活塞桿徑d=70 b. 鏟斗缸：缸內(nèi)徑D=100 活塞桿徑d=80 c. 斗桿缸：缸內(nèi)徑D=110 活塞桿徑d=80(2) 每個缸的流量計算a. 動臂缸（2個）： =b. 斗桿缸： = L/min c. 鏟斗缸： = L/min式中 R—缸筒內(nèi)半徑 r—活塞桿半徑 f. 系統(tǒng)總流量 =（＋＋）=113(L/min)式中 K—系統(tǒng)泄露系數(shù)，～，本式中取K=； —同時工作的執(zhí)行元件流量之和的最大值。根據(jù)上面的計算，系統(tǒng)中選用主泵為雙聯(lián)斜軸式軸向柱塞泵，所以A泵的最大流量為92 L/min，B泵的最大流量為21 L/min。 發(fā)動機的選擇 泵的驅(qū)動功率的計算 =（KW） 式中 PN液壓泵的額定壓力，取PN=30MPa ； QN液壓泵的額定流量，取 ； 液壓泵的總效率， ； 轉(zhuǎn)換系數(shù)： ； 發(fā)動機的選擇 根據(jù)算出的驅(qū)動功率和泵的額定轉(zhuǎn)速選擇電動機的規(guī)格。通常，允許電動機短時間在超載25%的狀態(tài)下工作。取電動機的效率為80%，查機械設計手冊，選擇型號為YEJ200L22的電動機，其額定功率為37KW,轉(zhuǎn)速為2950r/min. 5. 液壓系統(tǒng)性能驗算 液壓系統(tǒng)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，設定此管路長為4m。，正常運轉(zhuǎn)后黏度為v=27mm178。/s，油密度為918kg/m179。 油在管路實際流速： 油在管路中呈層流流動狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為： 根據(jù)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部壓力損失△P2，以及通過控制閥的局部壓力損失△P3，其中管路局部壓力損失相對來說小的多，故主要考慮通過控制閥的局部壓力損失。 從系統(tǒng)圖中可以看出，從大泵的出口都油缸的進油口，要經(jīng)過換向閥，單向調(diào)速閥，溢流閥。 設定換向閥的額定流量為160L/min，調(diào)速閥的額定流量為150L/min，溢流閥的額定流量為130L/min，通過各閥的局部壓力損失之和： = = 以上計算結(jié)果是大小泵同時工作的所經(jīng)過的管道都是一樣的，