【正文】 使液壓油溫保持在允許適用溫度范圍內(nèi)。 冷卻器的選用[30]為了保證系統(tǒng)有良好工作性能，使油溫保持在某范圍之內(nèi)或?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制油溫，單憑油箱散熱是不夠的。因此，需要設(shè)置冷卻器。冷卻器是降低或控制油溫的專門裝置。它的功用是控制油溫；減小油箱體積；保證液壓系統(tǒng)的正常工作；延長液壓系統(tǒng)的使用壽命。因此，冷卻器是液壓系統(tǒng)中重要裝置之一。對冷卻器的基本要求是：在保證散熱面積足夠大，散熱效率高和壓力損失小等前提下，要求結(jié)構(gòu)緊湊堅(jiān)固，體積小，重量輕。最好有自動(dòng)控制油溫裝置，以保證油溫控制的正確性。冷卻器散熱面積的計(jì)算： =()/ ℃/36℃= () A——冷卻器散熱面積 f——污垢系數(shù)，～，水冷式取大值，風(fēng)冷式取小值，本系統(tǒng)選擇風(fēng)冷翅片管式冷卻器， Δτm——液壓油與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及參考書目定為36℃ K——冷卻器的散熱系數(shù)，風(fēng)冷翅片管式冷卻器為風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻，散熱系數(shù)為 W/m2℃ 加熱器的選用工程車工作中，液壓系統(tǒng)損失的能量絕大部分變成了熱能，會(huì)使油溫升高，這時(shí)需使用冷卻器使系統(tǒng)降溫。然而，當(dāng)液壓設(shè)備在嚴(yán)寒的冬季或在寒冷地區(qū)工作時(shí)，啟動(dòng)時(shí)油溫又可能很低。油箱中的油溫過低（小于10℃）時(shí)，因油液的黏度較高，不利于液壓泵吸油和啟動(dòng)，因此需要加熱將油溫提高到15℃以上[31]。選擇電加熱器加熱，一般水平安裝在油箱內(nèi)，其加熱部分必須全部浸入油中，嚴(yán)防油液的蒸發(fā)導(dǎo)致油面降低使加熱器部分露出油面。本裝置中選擇的電加熱器型號(hào)為GYY2220/。 加熱器的主要參數(shù)項(xiàng)目數(shù)量單位型號(hào)GYY2220/1功率1KW總長307 mm電壓220v浸油長度230mm 本章總結(jié) 本章根據(jù)工程車的要求，通過詳細(xì)計(jì)算得到了選擇液壓輔助件的主要參數(shù)，并且選擇了合適的液壓輔助件，比如，油箱的結(jié)構(gòu)尺寸、吸油管和回油管的大小及材質(zhì)、散熱器和加熱器的型號(hào)等[33]。第7章 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)壓力損失 本液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個(gè)液壓缸執(zhí)行元件動(dòng)作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的是快速動(dòng)作回路，故主要驗(yàn)算由泵到液壓缸這道管路的損失。 沿程壓力損失[32]沿程壓力損失，主要是液壓缸快速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)油管路的損失。此管長為5m，，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的粘度為γ=27mm2/s,油的密度為ρ=918kg/m3。 吸油管中的雷諾數(shù)： () 油在管路中呈紊流流動(dòng)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： = 局部壓力損失[33] 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Δp2，以及通關(guān)控制閥的壓力損失Δp3 。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。從系統(tǒng)中可以看出，從大泵的出口到大缸的進(jìn)油口，要經(jīng)過單向閥，電磁換向閥，單向調(diào)速閥，溢流閥。 單向閥的額定流量為60L/min，；電磁換向閥的額定流量為100L/min，；單向調(diào)速閥的額定流量為30L/min，；溢流閥的額定流量為80L/min。通過各閥的局部壓力損失之和為： ()=從小泵出油口到油缸進(jìn)油口也要經(jīng)過單向閥，電磁換向閥，單向調(diào)速閥，溢流閥。單向閥的額定流量為60L/min，；電磁換向閥的額定流量為100L/min，；單向調(diào)速閥的額定流量為30L/min，；溢流閥的額定流量為80L/min。通過各閥的局部壓力損失之和為： ()。 大小泵同時(shí)工作時(shí)，泵到油缸之間的壓力損失為： () 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算[34] 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)換為熱能，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式：(1) 液壓泵的功率損失： () 上式中 Tt工作循環(huán)時(shí)間(s)； Z投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù)； Pri液壓泵的輸入功率(W)。 各液壓泵的總效率； Ti第i臺(tái)泵工作時(shí)間(s)。(2) 執(zhí)行元件的功率損失： ()上式中 M液壓執(zhí)行元件的數(shù)量； Prj液壓執(zhí)行元件輸入功率(W)。 液壓執(zhí)行元件輸入效率； 第j個(gè)執(zhí)行元件工作時(shí)間(s). (3)溢流閥的功率損失： () 式中 py溢流閥的調(diào)整壓力(Mpa)。i qvy經(jīng)過溢流閥回油箱的流量(m3/s). (4)液油流經(jīng)閥或管道的壓力損失： ()上式中 通過閥或管路的壓力損失(Mpa)。 qv通過閥或管路的流量(m3/s)；由以上各種損失構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率： ()該公式使用于回路比較簡單的液壓系統(tǒng)，對于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計(jì)算較為麻煩，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率： ()上式中 pr指液壓系統(tǒng)的總輸入功率pc指輸出的有效功率。 對于本系統(tǒng)來說，pr就是整個(gè)系統(tǒng)的平均輸入功率： =90KW () = ()總的發(fā)熱功率： =－90= () 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是郵箱表面，但如果系統(tǒng)的外接管路較長，在計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱時(shí)，不僅要考慮油箱的表面散熱，而且還要考慮管路表面的散熱。 () =+ =上式中 K1為油箱的散熱系數(shù)()； K2為管路的散熱系數(shù)()； AA2分別為油箱和管路的散熱面積； ΔT為油溫與環(huán)境溫度之差。 則計(jì)算出的，那么油溫會(huì)不斷升高，故需要安裝冷卻器。 (W/m2) 冷卻條件K1通風(fēng)條件很差8～9通風(fēng)條件良好15～17用風(fēng)扇冷卻23循環(huán)水強(qiáng)制冷卻110～170 (W/m2) 流速/管道外徑/m086512514105694023 液壓系統(tǒng)油箱大小的驗(yàn)算，在此需要驗(yàn)證該散熱面積是否滿足要求。那么油箱的散熱功率為： () =1610335 =≤ 上式中 Kt為油箱的散熱系數(shù)，查表得16W/m2。 A為油箱的散熱面積； Δt為油溫與環(huán)境溫度之差，在此取Δt=35。 冷卻器所需面積的計(jì)算冷卻面積： () 上式中K 冷卻器的散熱系數(shù)，查表取K=116W/m2。 Δtm為平均溫升，取 。 () T1，T2為液壓油入口和出口溫度； t1,t2為冷卻物質(zhì)的入口和出口溫度。 取油進(jìn)入冷卻器的溫度為T1=60，油流出冷卻器的溫度T2=50，冷卻水入口溫度t1=25，出口溫度t2=30。則：。 所需冷卻面積： m2 ()考慮到冷卻器長期使用時(shí)，設(shè)備腐蝕油垢，多散熱的影響，冷卻面積應(yīng)比計(jì)算面大30%，實(shí)際選用冷卻器的散熱面積為： A==查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》幷圓整A=2m2。 本章總結(jié) 本章針對堵漏工程車的主要元件，按照所選要求進(jìn)行了驗(yàn)證，檢驗(yàn)所選的元件是否符合該工程車的性能要求及工作要求，還對工程車的散熱系統(tǒng)進(jìn)行了熱平衡計(jì)算，所選的油箱、散熱器和加熱器均滿足使用要求。 第8章 液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)置 液壓裝置的結(jié)構(gòu)對移動(dòng)式液壓設(shè)備來說，其液壓裝置可根據(jù)主機(jī)的布局分散安裝。但對該堵漏工程車來講，其液壓裝置可集中配置在工程車的平臺(tái)上。即將液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，控制及調(diào)節(jié)裝置組成所謂的液壓泵站安裝與平臺(tái)之上。這樣有利于裝配、維修。 液壓泵站的類型及其組件的選擇 液壓泵站類型的選擇根據(jù)堵漏工程車的結(jié)構(gòu)，參考挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，選擇了分離型旁置液壓泵站。泵組和油箱組件分離，單獨(dú)安裝在各自的底架上。旁置液壓泵站裝置的高度低，能有效改善液壓泵的吸入能力，而且便于維修。 液壓元件的配置形式 液壓元件的配置形式選擇集成配置中的組合塊式。組合塊式即根據(jù)液壓系統(tǒng)完成一定功能的各種回路，做成通用化的六面體集成塊，塊的上下兩面作為塊與塊的結(jié)合面，四周除一面安裝通向執(zhí)行部件的管接頭外，其余供固定標(biāo)準(zhǔn)元件用。 板式閥用集成塊連接1. 底板 本章總結(jié)本章設(shè)計(jì)的了液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式和液壓元件的配置形式。堵漏工程車的大致模型是在挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，但是它有自己的結(jié)構(gòu)形式：液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，控制及調(diào)節(jié)裝置組成所謂的液壓泵站安裝在平臺(tái)之上。第9章 裝置防爆由于成品油輸油管堵漏工程車工作在極度危險(xiǎn)的易爆環(huán)境當(dāng)中，所以防爆性是裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。根據(jù)所查找的資料，在以下幾個(gè)方面考慮了裝置的防爆性： 電氣控制方面電氣控制系統(tǒng)是整車防爆的薄弱環(huán)節(jié)，是產(chǎn)生電火花的主要來源。因此，電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是設(shè)備防爆性能的關(guān)鍵。除選用防爆電磁閥外，在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要遵照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，選擇符合安全規(guī)范的防爆控制元件和防爆控制箱。電氣控制系統(tǒng)分強(qiáng)電控制系統(tǒng)和弱電控制系統(tǒng)，強(qiáng)電控制系統(tǒng)主要包括液壓系統(tǒng)防爆電磁閥的換向控制、防爆燈的開關(guān)等；弱電控制系統(tǒng)主要包括遙控信號(hào)的傳送和接受，各種檢測信號(hào)、視頻信號(hào)的傳輸?shù)取０l(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、照明燈開關(guān)等，做在發(fā)動(dòng)機(jī)防爆控制箱中。防爆發(fā)動(dòng)機(jī)、電氣控制箱、防爆發(fā)電機(jī)、防爆電啟動(dòng)器自成系統(tǒng)。其它電氣部件，包括無線收發(fā)模塊、圖像編碼器、單片機(jī)控制器、可編程序控制器、UPS不間斷電源等，安裝在一個(gè)防爆控制箱內(nèi)。 靜電放電控制方面因?yàn)殪o電產(chǎn)生是不可避免的，所以在泄漏控制過程中就不可避免地會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。我們只能在控制電荷電量和放電形式上下功夫，把靜電控制在不造成危害的范圍內(nèi)：（1）合理設(shè)計(jì)泄漏控制裝置的收油器結(jié)構(gòu)，使靜電放電控制成電暈放電。電暈放電是連續(xù)型的，放電的能量比較小，不會(huì)使油氣混合物點(diǎn)燃。美國現(xiàn)代的避雷針，是在一個(gè)避雷針上加工制作上兩千多個(gè)小針尖，使放電的能量得到充分的分散。這種方法，可以把靜電放電形式控制成為電暈放電。具體方法是在收油器上制作出多處尖峰凸棱，從而達(dá)到控制放電形式的目的。（2）泄漏控制裝置充分接地，使靜電電荷快速釋放，使電荷不產(chǎn)生過度聚集。我們的裝置整體不可能做成絕緣體，總有導(dǎo)體暴露在油氣混合物中。孤立不接地的導(dǎo)體是產(chǎn)生火花放電的主要原因，也是我們要盡量避免的我們的裝置成為孤立的導(dǎo)體，要使泄漏控制裝置充分接地。 機(jī)械系統(tǒng)方面 摩擦碰撞收油器在找管定位和遙控行走時(shí)，可能會(huì)與沿途山體、樹木等發(fā)生碰撞，我們選用鋁板做成收油器主體，在收油器下端，安裝了鋁青銅保護(hù)爪，以避免發(fā)生碰撞火花。非金屬材料，采用阻燃防靜電材料。 軸套或其它金屬零部件破損軸套或其它金屬零部件破損，會(huì)產(chǎn)生火花。因此，我們在設(shè)計(jì)軸套時(shí)，要充分考慮承載能力，考慮充足的安全系數(shù)，使軸套的承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際的負(fù)荷水平，杜絕軸套破損的可能性。熱表面是引爆點(diǎn)燃的一個(gè)因素，在我們設(shè)計(jì)的裝置中，避免使用高速旋轉(zhuǎn)副，從而避免產(chǎn)生熱表面。經(jīng)過驗(yàn)算，裝置中的旋轉(zhuǎn)副，工作時(shí)使裝置溫度的升高是微不足道的。 本章總結(jié) 本章簡要列舉了成品油輸油管堵漏工程車的防爆方面及需要注意的問題，本章只是簡要的列舉并沒有詳細(xì)的論證和解決辦法。 結(jié)論 論文結(jié)論本論文設(shè)計(jì)了“成品油管道堵漏工程車——液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”，以完成成品油管道泄漏的堵漏工作。成品油管道堵漏工程車由工作裝置，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及行走機(jī)構(gòu)三部分組成，其中工作裝置包括大臂桿，小臂桿，收油罩桿，行走機(jī)構(gòu)包括左右行走馬達(dá)和后支撐機(jī)構(gòu)，上述所有機(jī)構(gòu)的動(dòng)作均由液壓驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)