第8章典型液壓傳動系統(tǒng)分析與設(shè)計02液壓系統(tǒng)設(shè)計實例反弧門鋼止水密封面同步仿形修復(fù)液壓系統(tǒng)設(shè)計計算資料

1、1 操縱液壓泵 2-發(fā)動機(jī) 3-雙聯(lián)液壓泵 4-蓄能器 5-轉(zhuǎn)換閥 冷卻用液壓馬達(dá) 7-冷卻風(fēng)扇 8-散熱器 9、10-濾油器 11-行走馬達(dá)（兩個） 12-中心 回轉(zhuǎn)接頭 13-回轉(zhuǎn)馬達(dá) 14-緩沖制動閥 15-多路換向閥（兩組） 16-單向節(jié)流閥 17-動臂缸 18-斗桿缸 19-鏟斗缸 20-手動減壓式先導(dǎo)閥 21-轉(zhuǎn)換閥 WY250型挖掘機(jī)液壓系統(tǒng) 8.2 8.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計實例液壓系統(tǒng)設(shè)計實例- -反弧門鋼止水密封反弧門鋼止水密封 面同步仿形修復(fù)液壓系統(tǒng)設(shè)計計算面同步仿形修復(fù)液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 2 反弧門鋼止水修復(fù)裝置主要由機(jī)械行走裝置、液壓伸縮裝置、液壓反弧門鋼止水修復(fù)裝置主要由機(jī)

2、械行走裝置、液壓伸縮裝置、液壓 回轉(zhuǎn)裝置、檢測裝置等組成。液壓驅(qū)動系統(tǒng)是修復(fù)裝置的重要組回轉(zhuǎn)裝置、檢測裝置等組成。液壓驅(qū)動系統(tǒng)是修復(fù)裝置的重要組 成部分，液壓驅(qū)動部分主要完成兩砂輪沿反弧門鋼止水密封面法成部分，液壓驅(qū)動部分主要完成兩砂輪沿反弧門鋼止水密封面法 線方向的進(jìn)給及為磨削砂輪旋轉(zhuǎn)提供動力，通過檢測系統(tǒng)得到的線方向的進(jìn)給及為磨削砂輪旋轉(zhuǎn)提供動力，通過檢測系統(tǒng)得到的 輸入信號，經(jīng)過工業(yè)微機(jī)的處理將作為控制信息控制伺服閥的動輸入信號，經(jīng)過工業(yè)微機(jī)的處理將作為控制信息控制伺服閥的動 作來實現(xiàn)液壓缸的進(jìn)給，從而實現(xiàn)兩磨削砂輪對反弧門上鋼止水作來實現(xiàn)液壓缸的進(jìn)給，從而實現(xiàn)兩磨削砂輪對反弧門上鋼止水

3、 帶與底坎鋼止水帶的同步仿形修磨功能。該液壓系統(tǒng)主要由液壓帶與底坎鋼止水帶的同步仿形修磨功能。該液壓系統(tǒng)主要由液壓 缸、馬達(dá)、伺服閥等組成。圖缸、馬達(dá)、伺服閥等組成。圖8-8為反弧門鋼止水修復(fù)裝置簡圖。為反弧門鋼止水修復(fù)裝置簡圖。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 8.2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計要求及有關(guān)設(shè)計參數(shù)液壓系統(tǒng)設(shè)計要求及有關(guān)設(shè)計參數(shù) 1.對液壓系統(tǒng)的要求對液壓系統(tǒng)的要求 1）液壓缸油缸動作迅速、準(zhǔn)確；）液壓缸油缸動作迅速、準(zhǔn)確； 2）在同一高度，執(zhí)行機(jī)構(gòu)要保持鎖緊；）在同一高度，執(zhí)行機(jī)構(gòu)要保持鎖緊； 3）修復(fù)精度高；）修復(fù)精度高； 4）液壓系統(tǒng)要達(dá)到同步要求；）液壓系統(tǒng)要達(dá)到同步要求

4、； 5）為保證液壓馬達(dá)速度穩(wěn)定，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有調(diào)速裝置。）為保證液壓馬達(dá)速度穩(wěn)定，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有調(diào)速裝置。 2.液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù) 反弧門鋼止水密封面同步仿形修復(fù)液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)假設(shè)如下：反弧門鋼止水密封面同步仿形修復(fù)液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)假設(shè)如下： 1）液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總尺寸要求：長）液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總尺寸要求：長寬寬高高 1500mm225mm1500mm； 2）液壓缸油缸機(jī)械效率）液壓缸油缸機(jī)械效率m=0.9，工進(jìn)速度，工進(jìn)速度v=120mm/min； 3）修復(fù)誤差）修復(fù)誤差0.3mm。 4）確定砂輪基本轉(zhuǎn)速）確定砂輪基本轉(zhuǎn)速n=1400r/min，驅(qū)動功率為，驅(qū)動功率為1.5kW。 4 圖圖8

5、-8 反弧門鋼止水密封面同步仿反弧門鋼止水密封面同步仿 形修復(fù)液壓系統(tǒng)原理圖形修復(fù)液壓系統(tǒng)原理圖 1-油箱；油箱；2-濾油器；濾油器；3-液壓泵；液壓泵；4- 單向閥；單向閥；5-溢流閥；溢流閥；6-伺服閥；伺服閥；7、 8-調(diào)速閥；調(diào)速閥；9-工業(yè)微機(jī)；工業(yè)微機(jī)；10、11- 橋式回路；橋式回路；12、13-液控單向閥；液控單向閥； 14、15-液壓馬達(dá)；液壓馬達(dá)；16、17-液壓油液壓油 缸；缸；18、19-聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；20-開度檢測開度檢測 儀；儀；21-碗形砂輪；碗形砂輪；22-平砂輪；平砂輪； 23-砂輪架；砂輪架；24-底止水板；底止水板；25-液液 壓缸同步信號比較器；壓缸同

6、步信號比較器；26-變形基變形基 準(zhǔn)線檢測；準(zhǔn)線檢測；27-表面輪廓線檢測；表面輪廓線檢測； 28-表面粗糙度檢測；表面粗糙度檢測；29-換向齒輪換向齒輪 箱；箱；30-電液比例調(diào)速閥電液比例調(diào)速閥 5 該系統(tǒng)工作原理為：（該系統(tǒng)工作原理為：（1）修復(fù)裝置運(yùn)行速度為）修復(fù)裝置運(yùn)行速度為0.2m/min（由行走機(jī)構(gòu)控制），先分別進(jìn)行止水帶變（由行走機(jī)構(gòu)控制），先分別進(jìn)行止水帶變 形基準(zhǔn)線測量、止水帶堆焊層表面輪廓線檢測、磨削后止水帶表面粗糙度檢測，將檢測到的信形基準(zhǔn)線測量、止水帶堆焊層表面輪廓線檢測、磨削后止水帶表面粗糙度檢測，將檢測到的信 息傳遞到工業(yè)微機(jī)中進(jìn)行處理。（息傳遞到工業(yè)微機(jī)中進(jìn)行處

7、理。（2）將止水帶變形基準(zhǔn)曲線）將止水帶變形基準(zhǔn)曲線S1、堆焊后止水帶表面輪廓線、堆焊后止水帶表面輪廓線S2輸輸 入至工業(yè)微機(jī)入至工業(yè)微機(jī)9中儲存，以便對刀、控制進(jìn)刀量及調(diào)整砂輪轉(zhuǎn)速。工業(yè)微機(jī)通過檢測得到的信息中儲存，以便對刀、控制進(jìn)刀量及調(diào)整砂輪轉(zhuǎn)速。工業(yè)微機(jī)通過檢測得到的信息 對伺服閥進(jìn)行控制，保證刀具沿著曲線對伺服閥進(jìn)行控制，保證刀具沿著曲線S1移動，當(dāng)移動，當(dāng)S1曲線上升時，伺服閥曲線上升時，伺服閥6上位接通，油路分為上位接通，油路分為 兩路，一路通過橋式回路兩路，一路通過橋式回路10、液控單向閥、液控單向閥13，進(jìn)入液壓缸油缸，進(jìn)入液壓缸油缸16的無桿腔，推動碗型砂輪的無桿腔，推動碗

8、型砂輪21及及 馬達(dá)馬達(dá)14向反弧門底止水板止水密封面進(jìn)刀并進(jìn)行磨削，通過液壓缸向反弧門底止水板止水密封面進(jìn)刀并進(jìn)行磨削，通過液壓缸16的有桿腔進(jìn)行回油；另一的有桿腔進(jìn)行回油；另一 支通過橋式回路支通過橋式回路11、液控單向閥、液控單向閥12，進(jìn)入液壓缸油缸，進(jìn)入液壓缸油缸17的有桿腔，推動平砂輪的有桿腔，推動平砂輪22及馬達(dá)及馬達(dá)15向上向上 進(jìn)刀，通過液壓缸油缸進(jìn)刀，通過液壓缸油缸17的無桿腔進(jìn)行回油。當(dāng)?shù)臒o桿腔進(jìn)行回油。當(dāng)S1曲線下降時，表明止水帶堆焊層下凹，伺服曲線下降時，表明止水帶堆焊層下凹，伺服 閥閥6下位接通，油液分為兩路，一路進(jìn)入液壓缸油缸下位接通，油液分為兩路，一路進(jìn)入液壓缸

9、油缸16有桿腔，推動碗型砂輪有桿腔，推動碗型砂輪21及馬達(dá)及馬達(dá)14下移，下移， 遠(yuǎn)離反弧門底止水板止水密封面，低壓油通過液壓缸油缸遠(yuǎn)離反弧門底止水板止水密封面，低壓油通過液壓缸油缸16的無桿腔、液控單向閥的無桿腔、液控單向閥13、橋式回、橋式回 路路10回油箱。另一路進(jìn)入液壓缸油缸回油箱。另一路進(jìn)入液壓缸油缸17無桿腔，推動平砂輪砂輪無桿腔，推動平砂輪砂輪22及馬達(dá)及馬達(dá)15向下進(jìn)刀，經(jīng)過液向下進(jìn)刀，經(jīng)過液 控單向閥控單向閥12、橋式回路、橋式回路11回油箱。通過液控單向閥回油箱。通過液控單向閥10、11，橋式回路，橋式回路12、13可保持液壓缸在不可保持液壓缸在不 進(jìn)給時的任意位置鎖緊。從

10、液壓泵出來的油液，分別通過調(diào)速閥進(jìn)給時的任意位置鎖緊。從液壓泵出來的油液，分別通過調(diào)速閥7和和8進(jìn)入馬達(dá)進(jìn)入馬達(dá)14和和15，驅(qū)動砂，驅(qū)動砂 輪輪21、22旋轉(zhuǎn)。（旋轉(zhuǎn)。（3）由于本系統(tǒng)有粗磨和精磨要求，因此要求砂輪有不同的轉(zhuǎn)速，在粗磨時砂）由于本系統(tǒng)有粗磨和精磨要求，因此要求砂輪有不同的轉(zhuǎn)速，在粗磨時砂 輪為低轉(zhuǎn)速輪為低轉(zhuǎn)速n1，精磨時砂輪為高轉(zhuǎn)速，精磨時砂輪為高轉(zhuǎn)速n2，要求馬達(dá)能夠進(jìn)行調(diào)速，分別通過調(diào)速閥，要求馬達(dá)能夠進(jìn)行調(diào)速，分別通過調(diào)速閥7、8來實現(xiàn)來實現(xiàn) 調(diào)速，檢測到堆焊層表面粗糙度值調(diào)速，檢測到堆焊層表面粗糙度值Ra后用以判斷是否需要精磨及重復(fù)磨削。對于液壓缸油缸后用以判斷是否需

11、要精磨及重復(fù)磨削。對于液壓缸油缸16、 17，考慮其工進(jìn)速度為勻速，考慮其工進(jìn)速度為勻速v0，不要求調(diào)速，兩液壓缸的同步可通過同步信號比較器，不要求調(diào)速，兩液壓缸的同步可通過同步信號比較器25將同步將同步 信號輸入到電液比例調(diào)速閥信號輸入到電液比例調(diào)速閥11中進(jìn)行調(diào)節(jié)。中進(jìn)行調(diào)節(jié)。 6 8.2.3 液壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩計算液壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩計算 液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中，液壓馬達(dá)液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中，液壓馬達(dá)14驅(qū)動碗型砂輪驅(qū)動碗型砂輪21旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)， 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)15驅(qū)動平砂輪驅(qū)動平砂輪22旋轉(zhuǎn)，液壓缸旋轉(zhuǎn)，液壓缸16則驅(qū)動馬達(dá)則驅(qū)動馬達(dá) 14與碗型砂輪與碗型砂輪21一起進(jìn)給，

12、液壓缸一起進(jìn)給，液壓缸17驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動馬達(dá)15與平與平 砂輪砂輪22一起進(jìn)給。液壓缸工作過程中，載荷是變化的，一起進(jìn)給。液壓缸工作過程中，載荷是變化的， 負(fù)載主要是馬達(dá)及砂輪的重力、砂輪的磨削力；馬達(dá)負(fù)載主要是馬達(dá)及砂輪的重力、砂輪的磨削力；馬達(dá) 在工作過程中，載荷也是變化的，馬達(dá)恒轉(zhuǎn)矩輸出，在工作過程中，載荷也是變化的，馬達(dá)恒轉(zhuǎn)矩輸出， 其最大工作載荷可由砂輪的最大進(jìn)刀量來確定，負(fù)載其最大工作載荷可由砂輪的最大進(jìn)刀量來確定，負(fù)載 主要是砂輪的轉(zhuǎn)矩。主要是砂輪的轉(zhuǎn)矩。 7 1.液壓缸的載荷計算液壓缸的載荷計算 2.馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩計算馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩計算 8 8.2.4 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算液壓系統(tǒng)主要參

13、數(shù)計算 1.初選系統(tǒng)工作壓力：初選系統(tǒng)工作壓力： 2.計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 1）液壓缸）液壓缸16的主要結(jié)構(gòu)尺寸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 2）液壓缸）液壓缸17的主要結(jié)構(gòu)尺寸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 3.液壓馬達(dá)的排量計算液壓馬達(dá)的排量計算 4.執(zhí)行元件的實際工作壓力的計算執(zhí)行元件的實際工作壓力的計算 1）液壓缸）液壓缸16的工作壓力的工作壓力 2）液壓缸）液壓缸17的工作壓力的工作壓力 3）馬達(dá)工作壓力）馬達(dá)工作壓力 5.執(zhí)行元件實際所需流量的計算執(zhí)行元件實際所需流量的計算 9 1.液壓泵的選擇液壓泵的選擇 1）液壓泵工作壓力的確定）液壓泵工作壓力的確定 2）液壓泵流量的確定）液壓泵流量的確定 2.電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇 3.液壓閥的選擇液壓閥的選擇 5.液壓缸的計算與選擇液壓缸的計算與選擇 1）液壓缸行程）液壓缸行程 2）活塞的理論推力和拉力）活塞的理論推力和拉力 3）液壓缸的功和功率）液壓缸的功和功率 4）液壓缸的總效率）液壓缸的總效率 6.液壓馬達(dá)的選擇液壓馬達(dá)的選擇 7.管件計算與選擇管件計算與選擇 1）管路內(nèi)徑計算）管路內(nèi)徑計算 2）管件選擇）管件選擇 8.2.5 液壓元件的選擇液壓元件的選擇 10 8.油箱的計算與選型油箱的計算與選型 1）初步確定油箱的有效容積）初步確定油箱的