【正文】 及行程為：缸徑D=Φ125mm，桿徑d==Φ85mm 由此計(jì)算出液壓系統(tǒng)工作壓力為：P= （）=（2847103）/（π（1252852））=32MPa 式中F為鎖緊力，F(xiàn)=284KN2 缸筒壁厚計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，在此液壓系統(tǒng)中，≤D/δ＜16，故缸筒壁厚應(yīng)用中等壁厚計(jì)算公式，此時(shí)：δ= +C （） ψ：強(qiáng)度系數(shù)，對(duì)無縫鋼管， ψ=1C：用來圓整壁厚數(shù) Py:液壓缸內(nèi)最高工作壓力。5 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算活塞桿受拉力最危險(xiǎn)截面是兩端連接螺紋的退刀槽橫截面，（取截面直徑較少值）其應(yīng)力計(jì)算如下 ：σn=≤[σ] （）式中σ為拉應(yīng)力： σ= 　　　　 () τ為剪應(yīng)力： τ= 　　 () 上面兩公式中，K：螺紋擰緊系數(shù)，此處取K=K1:螺紋內(nèi)摩擦系數(shù),一般取K1=d1：活塞桿危險(xiǎn)截面處直徑，d1=80mmd0：螺紋外徑，d0=82mm[σ]：70MPa則：σ== τ== 得: σn=所以: σn [σ],符合工況要求[26]。拉應(yīng)力： σ== MPa剪應(yīng)力： τ== MPaK：螺紋擰緊系數(shù)，此處取K=K1: 螺紋摩擦系數(shù),一般取K1=d1：螺紋內(nèi)徑，d1= d0：螺紋外徑，d0=20mmZ：24σs螺釘材料屈服強(qiáng)度，σs≥900Mpa()[σ]= [σs]/2=450Mpa得：σn=≈[σ] 符合工況要求7 活塞桿柔度校核計(jì)算活塞桿細(xì)比計(jì)算如下： λ=≤[λ] （）此處：L為折算長(zhǎng)度，導(dǎo)向套中心至吊頭尺寸，約1500mm活塞桿直徑d=85mm,[λ]活塞桿許用細(xì)長(zhǎng)比，按規(guī)定拉力桿此處[λ]≤100。（四）液壓系統(tǒng)原理圖的制定1制定基本方案(1) 制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實(shí)現(xiàn)。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差[27]。容積節(jié)流調(diào)速。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。按控制功能，可分為位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)和力（或壓力）控制系統(tǒng)；按控制元件，可分為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、液壓泵控制系統(tǒng)、多路換向閥控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件控制系統(tǒng)和整機(jī)控制系統(tǒng)。后者是用先導(dǎo)閥控制先導(dǎo)油液，再用先導(dǎo)油液控制換向閥的主閥芯，它又分為機(jī)液先導(dǎo)型和電液先導(dǎo)型兩類。閥控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是節(jié)流式系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代以來，在液壓挖掘機(jī)上開始采用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)，其控制閃不論是中位開式方式還是中位閉式方式，都附帶有壓力補(bǔ)償閥。普通三位六通換向閥無論采用定量泵還是變量泵，總要有一部分油液經(jīng)溢流閥溢掉，浪費(fèi)了能量。普通三位六通閥系統(tǒng)用的是并聯(lián)油路，當(dāng)幾個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，泵輸出的油液首先流向壓力低的執(zhí)行元件，不能同步。 上述的負(fù)荷傳感控制閥只解決了滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合操作性能，而沒有解決節(jié)省能源問題。只有完全負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)才能解決節(jié)省能源問題。LUDV系統(tǒng)能保證在供油不足時(shí)所有執(zhí)行元件的工作速度按正比例下降，以獲得與負(fù)載壓力無關(guān)的控制[28]。：液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在液壓系統(tǒng)中，需要流量不大的高壓油時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。基于以上控制系統(tǒng)方案分析本次設(shè)計(jì)選用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)；采用的是雙泵雙回路恒功率控制液壓系統(tǒng)，帶四種功率控制模式、中位負(fù)流量控制，兩液壓主泵按全功率變量。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。例如液壓泵無載啟動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開順序閥使壓力油通過，來啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。2繪制液壓系統(tǒng)圖整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。提高系統(tǒng)的工作效率。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。[30] 液壓原理圖五 液壓元件的選擇與專用件的設(shè)計(jì)動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥，則取=1Mpa。最大排量112ml/r,該泵按總功率恒定進(jìn)行變量、總功率按4段進(jìn)行控制、高壓切斷、中位負(fù)流量控制額定壓力—35MPa，系統(tǒng)設(shè)定壓力小流量齒輪4Mpa，大流量油泵為—32Mpa。所需功率變化較大，為滿足整個(gè)工作循環(huán)的需要，需按大功率段來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。此時(shí)，大小泵同時(shí)參與工作小泵排油除保證鎖緊力外，還通過順序閥將壓力油供給加料門油缸。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表得：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)— 6135K—16功率106KW 轉(zhuǎn)速2100r/min （三）液壓閥的選擇選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油流方向、壓力和流量，從而控制整個(gè)液壓系統(tǒng)。 主泵原理圖在液壓系統(tǒng)中，液壓閥的選擇是非常重要的。不但要按系統(tǒng)功需要選擇各種類型的液壓控制閥，還需要考慮額定壓力，通過流量，安裝形式，動(dòng)作方式，性能特點(diǎn)因素[33]。對(duì)液壓閥流量的選擇，可以按照產(chǎn)品標(biāo)明的公稱流量為依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品有關(guān)流量曲線來確定。安裝方式的選擇要根據(jù)液壓閥的規(guī)格大小，以及系統(tǒng)的簡(jiǎn)繁及布置特點(diǎn)來確定。根據(jù)系統(tǒng)的操縱需要和電氣系統(tǒng)的配置能力進(jìn)行選擇。一般按照系統(tǒng)的工作需要來確定液壓閥的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)以上的要求來選擇液壓控制閥，所選的液壓閥能滿足工作的需要。 液壓控制閥序號(hào)代 號(hào)名稱及規(guī)格材料數(shù)量1Q11F16P25不銹鋼截止閥成品22DBDW10B150X/10UG24NZ5L電磁溢流閥成品13S型單向閥成品14S型單向閥成品15XJF32/10蓄能器截止閥成品16DRV16110/2單向節(jié)流閥成品19S型單向閥成品110ZDR6DP230/疊加式減壓閥成品111Z1S6P130/疊加式單向閥成品1124WE10J3X/CG24NZ5L電磁換向閥成品113ZDR10DP230/疊加式減壓閥成品114Z2FS1630/S2疊加式雙單向節(jié)流閥成品2154WEH16Y50/OF6AG24NETS2Z5L/B08電液換向閥成品116Z2FS1630/S2疊加式雙單向節(jié)流閥成品217DR2055X/10YM先導(dǎo)式減壓閥成品218DR2055X/10Y先導(dǎo)式減壓閥成品1194WEH16E50/6AG24NETS2Z5L/B08電液換向閥成品1204WE10E3X/CG24NZ5L電磁換向閥成品121DB2025X/315溢流閥成品222單向閥成品123Z2FS1020/疊加式雙單向節(jié)流閥成品124溢流閥成品125QJH—6WL高壓球閥DN6成品3選用主操作閥采用川崎KMX15R/B450，最大流量270L/min，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂提升合流、斗桿大小腔合流、斗桿再生回路、行走直線、動(dòng)臂提升優(yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先、斗桿閉鎖等功能。壓力預(yù)定值是根據(jù)壓力控制要求，預(yù)先在壓力校驗(yàn)臺(tái)還是調(diào)定的點(diǎn)觸點(diǎn)動(dòng)作的壓力值。 mm，最大靜大壓力64Mpa，化學(xué)性能，耐酸性溶劑。C空氣濾清器 QUQ220*5 蓄能器的選擇根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定類型和主要參數(shù)。再按照公式 d= 算出管道內(nèi)徑： 液體流量流速 計(jì)算數(shù)值管路名稱通過流量/(L/s)允許流速/(m/s)管道內(nèi)徑/m實(shí)際取值/m大泵吸油管小泵吸油胳大泵排油管4小泵排油管4查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：Φ18Φ34Φ6547 膠管的選擇根據(jù)工作壓力和按公式得管子的內(nèi)徑選擇膠管的尺寸規(guī)格。膠管在使用及設(shè)計(jì)中應(yīng)主要下列事項(xiàng)：（1）膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應(yīng)小于320，膠管與管接頭聯(lián)接處應(yīng)留有一段直的部分，此段長(zhǎng)不應(yīng)小于管外徑的兩倍。（3）膠管安裝是應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為便于安裝，可沿管長(zhǎng)涂以色紋，以便檢查。（5）膠管應(yīng)避免與機(jī)械上的尖角部分想接觸和摩擦，以免管子損壞。1 沿程壓力損失沿程壓力損失，主要是液壓缸快速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)油管路的損失。其中管路局部壓力損失相對(duì)來說小得多，故主要考慮通過控制閥的局部壓力損失[35]。單向閥的額定流量為50L/min, 電磁換向閥的額定流量為150L/min, 單向調(diào)速閥的額定流量為160L/min,。通過各閥的局部壓力損失之和： = MPa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。溢流閥的額定流量為120L/min,通過各閥的損失之和為:通過各閥的損失之和為: =以上計(jì)算結(jié)果是大小是同時(shí)工作的,所經(jīng)過的管道都是一樣的。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式[36]：（1）液壓泵的功率損失 ()式中工作循環(huán)周期（s）； z—投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù)；液壓泵的輸入功率（W）；各臺(tái)液壓泵的總效率；第I臺(tái)泵工作時(shí)間（s）；（2）壓執(zhí)行元件的功率損失 ()式中 M—液壓執(zhí)行元件的數(shù)量；液壓執(zhí)行元件的輸入功率（W）；液壓執(zhí)行元件的輸入效率；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 溢流閥的調(diào)整壓力（MPa）； 經(jīng)過溢流閥回油箱的流量（）。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 ()該公式適用于回路比較簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計(jì)算較麻煩，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 = ()式中是液壓系統(tǒng)的總輸入功率，是輸出的有效功率。 == ()式中 工作周期（s）； z、n、m—分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量； 、第i臺(tái)泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率； 第i臺(tái)泵工作時(shí)間（s）；、液壓缸外載荷及驅(qū)動(dòng)此載荷的行程（N總的發(fā)熱功率按照公式() ===103KW2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)外接管路較長(zhǎng)，而且要考慮管道的散熱功率時(shí)，也應(yīng)考慮管路表面散熱。當(dāng)油箱的散熱面積不能再加大，或加大一些無濟(jì)于事時(shí)，需要安裝冷卻器。當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)熱量求出以后，可依據(jù)散熱的要求拉確定油箱的容量。如按要求求出的油箱容積過大，遠(yuǎn)超出用油量的需要，且又受空間尺寸的限制，則應(yīng)當(dāng)縮小油箱尺寸，則需要另設(shè)冷卻器[37]。則： =℃所需冷卻面積為：A===考慮到冷卻器長(zhǎng)期使用時(shí)，設(shè)備腐蝕油垢。假設(shè)油