【正文】 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(guò)程中就不可避免地會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。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(kāi)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(cè)信號(hào)、視頻信號(hào)的傳輸?shù)?。?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。 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。這樣有利于裝配、維修。 本章總結(jié) 本章針對(duì)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(duì)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。 () 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。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。 對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(zhǎng)，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。(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)。通過(guò)各閥的局部壓力損失之和為： ()。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(guò)單向閥，電磁換向閥，單向調(diào)速閥，溢流閥。 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。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?！?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因此，冷卻器是液壓系統(tǒng)中重要裝置之一。 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。結(jié)論：關(guān)于熱平衡問(wèn)題，液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作后，可能達(dá)到的最高溫度與總發(fā)熱量和散熱能力有關(guān)。液壓系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算：(1)液壓泵損失產(chǎn)生的熱量H1H1=N（1mbvb）θ2=20KW()%= ()(2)工作裝置損失產(chǎn)生的熱量H2： H2=1/T(1mgvg) (N2t2+Pt3+N3t3′) +(N1N1′) ()=1/(++)()( ++)+()=(3)主溢流閥溢流時(shí)產(chǎn)生的熱量H3 H3=PZQZ/60fZ () =（21）（++16）/601% =PZ——溢流閥的開(kāi)啟壓力（Pmax） QZ——溢流閥的溢流流量 fZ——工作循環(huán)中溢流時(shí)間占工作循環(huán)時(shí)間的百分比(取1%)(4)多路閥壓力損失產(chǎn)生的熱量 H4=PiQi/60 () =（++16）/60 =Pi——多路閥的壓力損失（～， MPa）Qi——通過(guò)多路閥的平均流量 (5)管路壓力損失產(chǎn)生的熱量H5=ΔPqQq/60 () =（++16）/60 =ΔPq—管路的壓力損失，包括局部壓力損失和沿程壓力損失（～， MPa）Qq——通過(guò)管路的平均流量液壓系統(tǒng)總的發(fā)熱量H為： ++++= ()液壓系統(tǒng)散熱量的計(jì)算： 系統(tǒng)散熱量隨溫差和散熱面積的增大而增加，也與散熱物之間的熱傳導(dǎo)性能有關(guān)。系統(tǒng)溫度過(guò)高時(shí)，將使油液劣化加快，密封件壽命縮短，漏油量增加，嚴(yán)重時(shí)還可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)副卡死等現(xiàn)象。本液壓系統(tǒng)兩處用到過(guò)濾器，分別是液壓泵的吸油管道進(jìn)口出和油箱的加油口處。液壓系統(tǒng)故障的75%左右是由于介質(zhì)的污染所造成的，所以過(guò)濾對(duì)液壓系統(tǒng)至關(guān)重要。在本液壓系統(tǒng)中高壓橡膠軟管用于閥塊和液壓缸和液壓馬達(dá)之間的連接。橡膠軟管，一般用于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件之間的連接。 油管的選材[25]通過(guò)比較，選擇了無(wú)縫鋼管和高壓橡膠軟管作為該堵漏工程機(jī)械的液壓油管。 管道的計(jì)算與選擇 吸油管道的計(jì)算(1)管道流速v的估計(jì)液壓手冊(cè)中推薦的管道流速：吸油管道v≦1～2m/s（一般常取1 m/s以下）本液壓系統(tǒng)吸油管流速取v= m/s (2)管道內(nèi)徑的計(jì)算 ()式中d——管道內(nèi)徑[mm]；Q——流量[l/min]；v——流速[m/s ]。斜角，斜口面向箱壁，以利于散熱，回油管口距箱底距離應(yīng)大于管徑的3倍。油箱上部設(shè)加油口，加油口應(yīng)帶濾網(wǎng)，平時(shí)用堵塞或蓋子封閉。隔板高度約為油面高度的3/4。工程機(jī)械所用油箱，為了減小機(jī)器重量和尺寸，一般都較小，例如液壓挖掘機(jī)油箱有效容積僅為油泵每分鐘流量的2～3倍。 本章小結(jié) 本章討論了工程車的主要元件的選擇?，F(xiàn)今應(yīng)用在單斗小型液壓挖掘機(jī)上的油泵，油馬達(dá)等液壓元件的轉(zhuǎn)速一般不超過(guò)2500 rpm，為此，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)與之相配合，在考慮到機(jī)械性能，安全性能，造價(jià)等方面的多種因素后，決定選擇發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000rpm。(5) 要有效能高，清洗方便，進(jìn)氣阻力小的空氣濾油器及柴油，機(jī)油濾清器。機(jī)油消耗量不應(yīng)大于3～4克∕馬力40攝氏度，有時(shí)最熱達(dá)到60攝氏度），灰塵污物較多；負(fù)載變化大；經(jīng)常傾斜工作，有時(shí)在斜坡上常年工作；維護(hù)保養(yǎng)條件差，工地離修理廠較遠(yuǎn)。 根據(jù)以上情況，選出了這些元件的型號(hào)及規(guī)格，如下表：序號(hào)元件名稱數(shù)量估計(jì)流量（L/min）型號(hào)估計(jì)調(diào)節(jié)壓力 （ MPa）1單向閥260S型單向閥_2壓力表280__3溢流閥280DAW型先導(dǎo)溢流閥254兩位兩通電磁閥280WE型255節(jié)流閥220MG型_6兩位兩通電磁閥230WE型207三位四通電磁閥230WE型208單向閥430S型_9節(jié)流閥420MG型_10兩位兩通液動(dòng)閥420YF型1511溢流閥440DBD型2512兩位四通電磁閥230WE型2513單向閥430S型_14三位四通電磁閥120WE型2015節(jié)流閥115MG型_16溢流閥130DBD型2517三位四通電磁閥120WE型2018節(jié)流閥115MG型_19溢流閥130DBD型2520三位四通電磁閥120WE型2021節(jié)流閥115MG型_22溢流閥130DBD型2523三位四通電磁閥120WE型2024節(jié)流閥115MG型_25溢流閥130DBD型25 卸荷溢流閥 溢流閥 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)此次設(shè)計(jì)內(nèi)容為“小型液壓工程車”，主要仿形于小型挖掘機(jī)。用于可靠性要求高的系統(tǒng)時(shí)，其壓力以降額使用為宜。液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油流方向，壓力和流量，從而控制這個(gè)液壓系統(tǒng)?？紤]到泄漏油控制裝置使用環(huán)境比較惡劣，環(huán)境污染比較嚴(yán)重，葉片泵和柱塞泵抗污染能力都比較弱，要求過(guò)濾精度較高，最后決定選用高壓齒輪泵作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件。 （2）履帶驅(qū)動(dòng)輪分度圓直徑為300mm，,驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速： n1=1000/60/因?yàn)樾孤┛刂蒲b置行走速度不是主要矛盾，主要要控制整機(jī)功率不要過(guò)大。 選擇液壓泵 液壓泵是動(dòng)力元件，將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的液壓能，向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。參照國(guó)內(nèi)的液壓挖掘機(jī)，我們選擇了中日合資企業(yè)上海納博斯克液壓有限公司生產(chǎn)的帝人液壓挖掘機(jī)專用行走馬達(dá)，該馬達(dá)集減速裝置與液壓馬達(dá)于一體，是目前世界上最先進(jìn)水平的產(chǎn)品。單向節(jié)流閥用來(lái)限制各部件下行的速度，使部件下行不至于過(guò)快，保證裝置的穩(wěn)定和安全。為了滿足收油器角度調(diào)節(jié)需要，裝置設(shè)計(jì)了大臂、小臂、收油器三個(gè)旋轉(zhuǎn)副，通過(guò)大臂、小臂旋轉(zhuǎn)副相互協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)，可以調(diào)節(jié)收油器的前后位置，使收油器移動(dòng)到噴油口處；通過(guò)旋轉(zhuǎn)收油器旋轉(zhuǎn)副，可以調(diào)節(jié)收油器的方位和角度，使收油器的軸線與噴射油流方向接近一致。需要維搶操作人員遠(yuǎn)距離遙控裝置，進(jìn)行噴射油液的控制和回收。 爬坡角度限制回路針對(duì)裝置的平衡，系統(tǒng)中考慮了限制爬坡角度的設(shè)計(jì)。低速大扭矩馬達(dá)內(nèi)設(shè)計(jì)了兩個(gè)馬達(dá)，通過(guò)控制油可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)馬達(dá)的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換。進(jìn)油通過(guò)單向閥進(jìn)入馬達(dá)，同時(shí)此壓力切換回油路液控兩位兩通換向閥，馬達(dá)流出的回油通過(guò)換向閥無(wú)阻力的返回油箱。如液壓閥電磁鐵13通電，左馬達(dá)正轉(zhuǎn)；液壓閥電磁鐵16通電，右馬達(dá)反轉(zhuǎn)；實(shí)現(xiàn)泄漏控制裝置繞中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 繞履帶轉(zhuǎn)彎當(dāng)裝置在行走過(guò)程中由于道路原因，或找管定位過(guò)程中，需要裝置拐急彎時(shí)，可以通過(guò)左右兩路的三位四通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)。正常行走時(shí)，兩位兩通電磁換向閥不通電，液壓泵打出的液壓油全部直接供給液壓馬達(dá)，兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)速相同，裝置沿直線行走。 本章總結(jié) 本章以某小型液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)為參考，詳細(xì)分析了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中的基本回路，最后總結(jié)了出了本論文所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)原理圖。當(dāng)操作動(dòng)臂下降時(shí)，在先導(dǎo)油壓通閥回油，由于閥芯內(nèi)鉆孔油道節(jié)流孔的節(jié)流作用，使插裝閥上下腔產(chǎn)生壓差，在壓差作用下克服彈簧力，將插裝閥打開(kāi)，壓力油從B至A[12]。正常工作時(shí)換向閥1處于右位，壓力油經(jīng)單向閥4進(jìn)入行走馬達(dá)10，同時(shí)沿控制油路推動(dòng)壓力閥2，使其處于接通位置，行走馬達(dá)的回油經(jīng)壓力閥2回油箱。此外，抖桿液壓缸，鏟斗液壓缸在相應(yīng)的回路也安裝了單向節(jié)流閥[10]。（B）為回油節(jié)流調(diào)速，節(jié)流閥安裝在低壓回路上，限制回油流量。根據(jù)節(jié)流閥的安裝位置，節(jié)流調(diào)速有進(jìn)油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速兩種。（C）是回轉(zhuǎn)馬達(dá)油路之間并聯(lián)有成對(duì)單向閥5和7，回轉(zhuǎn)馬達(dá)制動(dòng)或換向時(shí)高壓腔的壓油經(jīng)單向閥5，緩沖（限壓）閥流入油箱，低壓腔從油箱經(jīng)單向閥6獲得補(bǔ)油。（A）中回轉(zhuǎn)馬達(dá)兩個(gè)油路上各裝有動(dòng)作靈敏的小型直動(dòng)式緩沖（限壓）閥3，正常情況下兩閥關(guān)閉。 緩沖回路液壓挖掘機(jī)滿斗回轉(zhuǎn)時(shí)由于上車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，在啟動(dòng)，制動(dòng)和突然轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)引起很大的液壓沖擊，尤其是回轉(zhuǎn)過(guò)程中遇到障礙物突然停車。液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中基本回路有限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流回路、行走回路、合流回路、再生回路、鎖閉回路、操縱回路等。 本章總結(jié) 本章詳細(xì)討論了所要設(shè)計(jì)的堵漏工程車的功能要求及技術(shù)要求，而且確定了該工程車液壓系統(tǒng)的總體框架和組成部分，給后面詳細(xì)分析工程車各功能的實(shí)現(xiàn)和最終液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完成做了鋪墊。 防暴功能因?yàn)檠b置工作在易爆的極度危險(xiǎn)環(huán)境當(dāng)中，所以裝置必須具備防爆性能。通過(guò)遙控?cái)z像頭監(jiān)控，通過(guò)液壓系統(tǒng)，控制大臂體、小臂和收油器三個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)泄漏控制和漏油回收部件的定位。在動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，更要求有可靠的剎車裝置，否則裝置會(huì)翻下山去，造成無(wú)法挽回的損失。 （4）裝置失速控制功能考慮到裝置在行走過(guò)程中有上下坡的要求，當(dāng)裝置下坡時(shí)，由于重力作用有可能造成失速，因此在液壓系統(tǒng)中需設(shè)計(jì)了失速控制。需設(shè)計(jì)繞履帶中心旋轉(zhuǎn)的功能。在工作的過(guò)程中，液壓系統(tǒng)是用油液作為自己的工作過(guò)程中介質(zhì)、然后利用液壓泵把發(fā)動(dòng)機(jī)送出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤河偷囊簤耗軄?lái)傳遞，然后通過(guò)液壓缸和液壓馬達(dá)等各種執(zhí)行元件再把液壓油的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N機(jī)械能，這樣就可以實(shí)現(xiàn)堵漏工程車所需要的各種動(dòng)作[4]。 論文研究的主要方法以某液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)，按照液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)出堵漏工程車的合適液壓系統(tǒng)。包括液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析，液壓原理圖的制定，各個(gè)液壓元件的選擇計(jì)算，液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算。 論文主要的研究?jī)?nèi)容成品油管道堵漏工程車是履帶式液壓挖掘機(jī)與液壓、自動(dòng)控制技術(shù)及無(wú)線遙控相結(jié)合的產(chǎn)物。同時(shí)由于管道埋于地下，具體的泄漏點(diǎn)無(wú)法確定，根本無(wú)法進(jìn)行人工手動(dòng)或機(jī)械自動(dòng)安裝卡具。隨著耐高壓直流比例電磁鐵的產(chǎn)生，電液比例閥的優(yōu)越性得到了進(jìn)一步發(fā)展。一般來(lái)說(shuō)，比例電磁鐵