渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

全套設(shè)計(jì)（圖紙）加扣扣194535455渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要渣罐傾翻車是鋼鐵廠鋼水脫磷、硫的重點(diǎn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在渣罐將鋼水倒入煉鋼爐鍛煉前，渣罐傾翻車會(huì)將預(yù)處理鋼水運(yùn)送到除渣位，傾翻車液壓系統(tǒng)會(huì)依據(jù)液壓系統(tǒng)規(guī)格，將渣罐傾翻指定角度，除渣機(jī)構(gòu)會(huì)將渣罐中鋼水表面廢渣除凈。結(jié)束除渣工作后，渣罐緩慢回落初始位置，轉(zhuǎn)爐冶煉。液壓系統(tǒng)以渣罐傾翻車安全升降，操控簡(jiǎn)單且危險(xiǎn)系數(shù)低，在鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用廣泛。研究渣罐傾翻車的液壓系統(tǒng)工作原理和設(shè)計(jì)計(jì)算，是優(yōu)化設(shè)計(jì)，為鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)提升生產(chǎn)效率的重要手段。關(guān)鍵詞：渣罐傾翻車液壓缸二通插裝閥

ThedesignofhydraulicsystemofslagladletiltingcarAbstract：Tippingcarisanimportantpartofthesteelmillladleslagsystem.Beforeladleintothesmelting,hydraulicwalkingmechanismisusuallysenttothelocationofthemoltenslag,andthenbytiltinghydraulicsystemwillladletippingacertainangle,andthenbyapneumaticmachineslagladleslaginPaintotheslagpot.Grilledfinisheduntilafterthewaste,tippingvehiclehydraulicsystemthenladlebacktoahorizontalposition,readyforthenextstep.Tippingvehiclesusinghydraulictechnology,liftsmooth,lownoise,longlife,beartheloadislargeandcontrolisrelativelysimple.Tippingcarusedinthemetallurgicalindustry,moreandmoreattention.Itssolidanddurable,lownoise,smoothandreliableoperation,easymaintenance,isanindispensablepartofthesteelbusiness.Workingprincipleanddesigncalculationoftippingvehiclehydraulicsystemisnecessary.Keywords:slagladletiltingcar,hydrauliccylinders,cartridgevalve

目錄第1章前言 11.1傾翻車液壓系統(tǒng)的概述 11.2傾翻車液壓系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展 11.3傾翻車液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 21.4課題研究的意義及主要工作 2第2章傾翻車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 42.1傾翻車液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 42.1.1設(shè)計(jì)方案1 42.1.2設(shè)計(jì)方案2 52.1.3可行性論證 6第3章負(fù)載分析 73.1系統(tǒng)受力分析 73.2繪制負(fù)載圖和速度圖 93.3制定基本方案 103.3.1制定調(diào)速方案 103.3.2換向方式確定 103.3.3安全連鎖措施 103.3.4液壓源的選擇 12第4章液壓系統(tǒng)元件的選取 134.1初選系統(tǒng)工作壓力 134.2計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 134.2.1確定液壓缸尺寸 134.2.2活塞缸工作面積的確定 144.3確定液壓缸所需流量 144.4液壓元件的選擇 154.4.1液壓泵的選擇 154.4.2電機(jī)的選擇 164.4.3液壓閥的選擇 184.4.4蓄能器的選擇 194.4.5管道尺寸的確定 204.5油箱容量的確定 214.6泵站元件的選型 214.7液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 224.7.1驗(yàn)算液壓系統(tǒng)壓力損失 224.7.2油液溫升驗(yàn)算 234.8冷卻器所需面積的計(jì)算 254.9液壓介質(zhì)的選擇 25第5章集成塊設(shè)計(jì) 275.1液壓控制裝置的集成方法 275.2無(wú)管集成液壓控制裝置的設(shè)計(jì)流程 275.3集成塊設(shè)計(jì)的要求 275.4液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計(jì) 285.5集成塊的校核 29結(jié)論 31致謝 32PAGE33第1章前言1.1傾翻車液壓系統(tǒng)的概述世界上第一臺(tái)液壓機(jī)，就是在一個(gè)簡(jiǎn)單的容器中通過(guò)水位的變化產(chǎn)生壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生作用力，這就是由英國(guó)的JosephBraman發(fā)明最早的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)，使用范圍極廣，一個(gè)現(xiàn)代化的制造業(yè)，在生產(chǎn)鏈中絕對(duì)不可能離開(kāi)液壓系統(tǒng)，從產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)備的運(yùn)作，一直產(chǎn)業(yè)鏈末端的運(yùn)輸，都和液壓系統(tǒng)有關(guān)，而在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)中，液壓系統(tǒng)使用在傾翻車中較為普遍。渣罐傾翻車，它的主要工作內(nèi)容是在盛裝鍛前鐵水后通過(guò)傾翻車身來(lái)實(shí)現(xiàn)和扒渣機(jī)的對(duì)接，為除渣機(jī)處理鍛前鋼水中磷硫化合物的工序提供了便利，接著把除渣后的鋼水送至鍛造車間[1]。液壓系統(tǒng)提供渣罐傾翻車傾翻渣罐的動(dòng)力。液壓系統(tǒng)包括油缸、電動(dòng)機(jī)、電磁換向閥等一系列的元件組成。傾翻車中的液壓系統(tǒng)工作原理是通過(guò)介質(zhì)在油缸內(nèi)部產(chǎn)生壓力，推動(dòng)油缸活塞，從而推動(dòng)活塞桿連接的傾翻架。傾翻車的液壓系統(tǒng)，運(yùn)作穩(wěn)定體現(xiàn)在油缸內(nèi)的位移傳感器，從而能夠精確控制傾翻架的傾斜角度，這樣能與扒渣車更好的對(duì)接，提高了扒渣車的脫磷硫效率[2]。1.2傾翻車液壓系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展隨著液壓系統(tǒng)的適用范圍變廣，傾翻車的使用率也相應(yīng)變高，特別是在電力、港口、冶金、化工等工業(yè)的重工業(yè)設(shè)施里，傾翻車在運(yùn)用于大型設(shè)備的運(yùn)輸，變得越來(lái)越普遍。的在鋼鐵生行業(yè)中，鍛造之前鐵水的處理尤為重要，很多在國(guó)際上煉鋼工藝領(lǐng)先的企業(yè)都很重視渣灌傾翻車的使用，因?yàn)槠淠軜O大提高煉鋼工藝的效率。單從這一點(diǎn)來(lái)看，處理好渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高工作效率是促進(jìn)生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼分公司引進(jìn)的大型的300t液壓式渣罐傾翻車以其高效和安全等特點(diǎn)而大大提高企業(yè)效率；河北省，邯鋼新區(qū)煉鐵廠二期近年就上了一批此種結(jié)構(gòu)160t液壓式渣罐傾翻車[3],我國(guó)其他同類行業(yè)也紛紛效仿。但目前為止，我國(guó)整體對(duì)傾翻車采用液壓系統(tǒng)還沒(méi)有統(tǒng)一，還有待發(fā)展，因?yàn)椋壳吧a(chǎn)出來(lái)的渣罐傾翻車的價(jià)格普遍較高，一套完整的液壓傾翻式設(shè)備，價(jià)值在上百至上千萬(wàn)不等。要在國(guó)內(nèi)降低液壓傾翻式渣罐傾翻車的生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)方面來(lái)講，主要還存在以下兩個(gè)難點(diǎn)：1.設(shè)計(jì)出的液壓系統(tǒng)應(yīng)用于惡劣工作環(huán)境（戶外，工作環(huán)境多灰塵，多堿性蒸汽等）。2.設(shè)計(jì)出的液壓系統(tǒng)應(yīng)按照流量和壓力等多方要求選取適當(dāng)閥塊。1.3傾翻車液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1、渣罐的傾翻：渣罐與鐵水的最大重量60噸，渣罐翻轉(zhuǎn)時(shí)間約18.3秒，角速度0.1rad/s。2、動(dòng)作過(guò)程：傾翻機(jī)構(gòu)在0°啟動(dòng)--勻速旋轉(zhuǎn)到110°停止（正轉(zhuǎn)）--勻速旋轉(zhuǎn)到30°暫停（反轉(zhuǎn)）--再次啟動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)到0°停止（反轉(zhuǎn)）。3、此套液壓系統(tǒng)應(yīng)用于戶外，工作環(huán)境多灰塵，多堿性蒸汽；液壓系統(tǒng)應(yīng)加以考慮事意外故解除的應(yīng)急處理；以上所有工序集中在一臺(tái)液渣罐傾翻車的統(tǒng)中。此系統(tǒng)采用一套車載液壓站，由于傾翻系統(tǒng)有相對(duì)移動(dòng)，需設(shè)一段液壓油管隨電纜拖鏈與車體一起移動(dòng)供油。1.4課題研究的意義及主要工作如上文所述，傾翻車在鋼鐵等工業(yè)的大型設(shè)備里的應(yīng)用，越來(lái)越被企業(yè)所重視。渣罐傾翻車因?yàn)槠涞慕Y(jié)構(gòu)緊湊、損失功耗低、易于工作人員操作和工作危險(xiǎn)系數(shù)低的優(yōu)點(diǎn)，備受國(guó)內(nèi)外各大鋼鐵生產(chǎn)廠家的青睞。研究渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)的不同方案原理和不同規(guī)格液壓系統(tǒng)液壓元器件的設(shè)計(jì)是目前迫切需要解決的。目前對(duì)于不同載荷的渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采取提出方案，再按照不同載荷液壓元器件的流量、壓力等參數(shù)來(lái)計(jì)算。國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)商，在對(duì)渣罐傾翻車設(shè)計(jì)和計(jì)算負(fù)載分析時(shí)都有所保守，設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)需要的最大載荷，從而推算出液壓缸的推力，再分析傾翻車的液壓系統(tǒng)在不同工作進(jìn)程，得出液壓缸的工作行程，為整個(gè)液壓系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)，再到傾翻車實(shí)際生產(chǎn)，提供了完整的理論依據(jù)。本文主要是設(shè)計(jì)渣罐傾翻車的液壓系統(tǒng)方案，并計(jì)算出系統(tǒng)內(nèi)的功率、壓力、流量等數(shù)值：首先對(duì)渣罐傾翻車的液壓系統(tǒng)做出不同方案，為液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，主要做出液壓原理圖和選擇合適的液壓元件，分析優(yōu)缺點(diǎn)，找到合適方案；再按照傾翻車的受力和不同工作進(jìn)程的負(fù)載進(jìn)行液壓系統(tǒng)的分析，推算出油缸活塞所能承受的最大推力，選取合適壓力流量的液壓閥，設(shè)計(jì)出合理油路，并安裝到整個(gè)渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)中。

第2章傾翻車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1傾翻車液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案依據(jù)上文所述傾翻車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，可以大概確定傾翻車的液壓系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方案。2.1.1設(shè)計(jì)方案11液壓缸2泵3油箱4電動(dòng)機(jī)5溢流閥6壓力表7單向閥8電液換向閥9節(jié)流閥圖2-1設(shè)計(jì)方案1的液壓原理圖設(shè)計(jì)方案1如圖2-1所示，采用一個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)活塞桿的伸縮來(lái)驅(qū)動(dòng)罐座的傾翻。系統(tǒng)采用定量泵2供油，當(dāng)電磁鐵1DT得電，電磁換向閥9換向，壓力油進(jìn)入進(jìn)油路節(jié)流閥，節(jié)流閥控制流量，液壓油通過(guò)軟管進(jìn)入液壓缸1的無(wú)桿腔，活塞桿伸出，驅(qū)動(dòng)渣罐的傾翻；當(dāng)渣罐傾翻到位時(shí)，1DT失電，渣罐傾翻停止；當(dāng)2DT得電，電磁閥9換向，壓力油進(jìn)入液壓缸1的有桿腔，缸的活塞桿回縮，渣罐下降。本方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，將液壓缸直接安裝在傾翻車的渣罐底部，進(jìn)行維護(hù)工作困難。在出現(xiàn)系統(tǒng)斷電的情況下，傾翻缸無(wú)法復(fù)位，危險(xiǎn)系數(shù)增大。

2.1.2設(shè)計(jì)方案21、2液壓缸3罐座圖2-2設(shè)計(jì)方案2的機(jī)構(gòu)布置空間設(shè)計(jì)方案2的設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，圖2-3為本方案的液壓原理，采用兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，分別聯(lián)接在渣罐座中心線兩側(cè)，通過(guò)液壓缸活塞桿同時(shí)升降，驅(qū)動(dòng)渣罐座的傾翻。系統(tǒng)采用變量泵4供油，當(dāng)搬動(dòng)換向閥，手動(dòng)換向閥換向，壓力油進(jìn)入單向節(jié)流閥7，通過(guò)單向節(jié)流閥7節(jié)流調(diào)速后，打開(kāi)液控單向閥，經(jīng)單向平衡閥9流入液壓缸10的無(wú)桿腔，通過(guò)活塞桿的伸長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)渣罐傾翻；當(dāng)渣罐傾翻完畢，換向閥6換向，液壓缸10的有桿腔進(jìn)壓力油，無(wú)桿腔回油，渣罐回到初始位置。單向平衡閥9確保渣罐勻速下降。安全閥組7的設(shè)計(jì)是為了方便更換蓄能器8。電磁換向閥1和截止閥11構(gòu)成應(yīng)急回路，可以在意外停電過(guò)程中，使渣罐回到安全位置。1電磁換向閥2油箱3電動(dòng)機(jī)4變量泵5單向閥6手動(dòng)換向閥7單向節(jié)流閥8安全閥9單向平衡閥10液壓缸11截止閥圖2-3設(shè)計(jì)方案2液壓原理圖2.1.3可行性論證方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用定量泵，但在整個(gè)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，將液壓缸直接安裝在罐底，增大了維護(hù)難度，并且在出現(xiàn)緊急斷電的情況下，傾翻缸無(wú)法及時(shí)復(fù)位，危險(xiǎn)系數(shù)增大。方案二采用了兩個(gè)液壓缸，通過(guò)推動(dòng)罐座底部轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)傾翻罐座；變量泵較定量泵相比，能改變輸出功率大小，起到節(jié)能的作用；單向平衡閥可以使渣罐勻速下降。應(yīng)急回路可以在意外停電過(guò)程中，使渣罐回到安全位置。綜上所述，考慮到在戶外，工作環(huán)境多灰塵，多堿性蒸汽的工作環(huán)境下，液壓系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，考慮液壓缸、集成塊的選取，并將以上所有動(dòng)作集成在一臺(tái)液壓系統(tǒng)中，方案二比較合適。

第3章負(fù)載分析3.1系統(tǒng)受力分析傾翻車將渣罐傾翻一定的角度過(guò)程中，油缸所受的力分為兩部分：1.渣罐在活塞桿上的負(fù)載。2.活塞環(huán)與液壓缸內(nèi)壁、活塞桿之間摩擦阻力。其機(jī)構(gòu)如圖3-1所示。1傾翻車2液壓缸3罐座圖3-1機(jī)構(gòu)受理簡(jiǎn)圖依據(jù)上文所述傾翻車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，渣罐與鐵水的最大重量60噸，通過(guò)計(jì)算，可以得出整個(gè)系統(tǒng)的工作載荷和慣性負(fù)載。單缸分擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)重量的一半，為方便計(jì)算設(shè)m=30×103kg。工作載荷：渣罐重力法線方向與液壓缸推力方向相同，重力方向與液壓缸推力方向相同時(shí)工作負(fù)載為負(fù)，作用力相反，工作負(fù)載為正。（3-1）慣性負(fù)載：由于加速度產(chǎn)生的慣性力。依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中，對(duì)傾翻車等大型液壓設(shè)備取?t=0.5s；由公式V=ω?R，由設(shè)計(jì)書(shū)要求ω=0.1rad/s，取R=0.4，則v=0.04m/s。（3-2）式中Δv—速度的變化量（m/s）；Δt—初始工作啟動(dòng)和停止工作的時(shí)間（s）。在渣罐傾翻車回落進(jìn)程中，渣罐自身重力使液壓缸活塞桿下落，液壓油在回落進(jìn)程中傾翻作用很小。所以，用單向平衡閥來(lái)使液壓缸回落時(shí)安全平穩(wěn)回落。因此，設(shè)定單向平衡閥在回落過(guò)程中，壓力為11MPa。依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》【5】，這里估算無(wú)桿腔面積A1=40212.39mm2，因此當(dāng)液壓缸處于回落過(guò)程中，作用于液壓缸的作用力為：（3-3）式中P—單向平衡閥初步設(shè)定壓力（Pa）；A1—液壓缸無(wú)桿腔面積（m2）。在液壓缸推動(dòng)渣罐上升進(jìn)程中，液壓缸作用于渣罐的推力達(dá)到峰值，計(jì)算得到渣罐上升進(jìn)程作用于罐底兩側(cè)的最大推力，就能夠計(jì)算出液壓缸外徑與內(nèi)徑的尺寸，就可以計(jì)算出液壓缸的面積。活塞與液壓缸內(nèi)壁間的摩擦力Fm與液壓缸缸體的材質(zhì)、活塞套與液壓缸內(nèi)壁的密封方式不一，很難精確計(jì)算出摩擦力Fm，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中，設(shè)液壓缸的工作效率ηm為0.90。（3-4）表3-1液壓缸在各工作進(jìn)程的受力分析（單位：KN）工作進(jìn)程受力分析受力值F推力F/ηm上升起動(dòng)加速329366工進(jìn)327363減速制動(dòng)325361下降起動(dòng)加速178.8199工進(jìn)181.2201減速制動(dòng)183.6204

3.2繪制負(fù)載圖和速度圖依據(jù)受力分析表3-1，可以繪制出液壓系統(tǒng)在工作中的負(fù)載圖。依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中由公式V=ω?R，設(shè)ω=0.1rad/s，R=0.4，v=0.04m/s渣罐上升和回落過(guò)程速度同等，得到系統(tǒng)的負(fù)載圖和速度圖。圖3-2負(fù)載圖圖3-3速度圖3.3制定基本方案3.3.1制定調(diào)速方案 由于傾翻車的工作環(huán)境，在傾翻裝有鐵水的罐座的時(shí)候，負(fù)載較大，須采用大流量的液壓系統(tǒng)，要保證和除渣系統(tǒng)的良好對(duì)接，精確控制傾翻架的角度，運(yùn)作緩慢，故采節(jié)流調(diào)速，回油節(jié)流。3.3.2換向方式確定渣罐在傾翻過(guò)程中，為達(dá)到液壓油由液壓泵供能，并順利進(jìn)入液壓缸完成傾翻工作，在液壓系統(tǒng)中采用二通插裝閥。二通插裝閥中位機(jī)能選擇，能夠直接決定并提高整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作效率，若想使渣罐傾翻車在工作時(shí)能夠方便達(dá)到任務(wù)要求的傾翻角度，并能夠使液壓系統(tǒng)卸除載荷，再設(shè)計(jì)渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)時(shí)，中位機(jī)能選用“O”型。二通插裝閥可以在液壓系統(tǒng)中通過(guò)大流量液壓油，減少壓力油功能損失，因此適和安裝在流量要求較大的重型液壓機(jī)械系統(tǒng)中；在二通插裝閥中，其主閥芯的行程很短，工作指令迅速，反應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)系統(tǒng)中其他零部件的沖擊力度小；液壓油的附著能力低，不會(huì)阻塞液壓閥控；并且二通插裝閥設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，更換便捷。二通插裝閥的優(yōu)點(diǎn)在其投入生產(chǎn)的一刻就備受各個(gè)重型加工行業(yè)的青睞，所以本設(shè)計(jì)中，采用二通插裝閥作為液壓系統(tǒng)的方向控制閥。3.3.3安全連鎖措施在渣罐的上升進(jìn)程中，傾翻角度達(dá)到要求的110度后，二通插裝閥在此時(shí)達(dá)到工作要求的中位機(jī)能的位置，整個(gè)液壓系統(tǒng)開(kāi)始卸除載荷。在這個(gè)過(guò)程中，液壓缸的負(fù)載值達(dá)到很大，若想讓渣罐達(dá)到水平位置，平穩(wěn)下落，我們?cè)谝簤合到y(tǒng)中，在單個(gè)液壓缸的進(jìn)油和回油兩條油路安裝液控單向閥，在二通插裝閥和安全閥中間形成液壓鎖，液壓缸活塞桿在工作中伸長(zhǎng)和回縮，進(jìn)油路的液壓油打開(kāi)液壓系統(tǒng)中回油路的單向閥，壓力油通過(guò)回油路進(jìn)入油箱；渣罐傾翻車達(dá)到110度傾翻角度后，二通插裝閥在此時(shí)達(dá)到工作要求的中位機(jī)能的位置，整個(gè)液壓系統(tǒng)開(kāi)始卸除載荷。此時(shí)單個(gè)液壓缸的液壓鎖閉合，活塞桿達(dá)到最大行程后停止，保證渣罐安全平穩(wěn)的停止，除渣機(jī)進(jìn)行除渣工作。鋼鐵廠的生產(chǎn)要求是安全第一，但在此渣罐傾翻車的液壓系統(tǒng)里，不能單單靠液壓鎖來(lái)保證渣罐停止在任意位置，在渣罐傾翻完畢以后，回落進(jìn)程中渣罐主要依靠重力的作用回復(fù)到初始位置，所以需要在回油路增加液控單向閥。在液壓系統(tǒng)中，液壓鎖能保證液壓油無(wú)泄漏，保證渣罐可以再任意位置停下。二通插裝閥在液壓系統(tǒng)中也可以保護(hù)液壓鎖。為了以防液壓系統(tǒng)在工作過(guò)程中，因突發(fā)事故導(dǎo)致液壓泵供能不足，液壓缸達(dá)不到足夠大的推力將渣罐傾翻至指定位置角度，需要在泵站系統(tǒng)中加入蓄能器。當(dāng)變量泵在上升工作進(jìn)程中供能不足，蓄能器就可以及時(shí)補(bǔ)充能量，保證渣罐傾翻至指定角度。1電磁換向閥2二通插裝閥3測(cè)壓頭4液壓鎖5安全閥6單向平衡閥7液壓缸8液控單向閥9節(jié)流閥10單向閥圖3-4液壓系統(tǒng)原理圖

3.3.4液壓源的選擇在本套液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中變量泵的選用尤為關(guān)鍵，變量泵就定量泵來(lái)講，功率在不同工作情況下的變化是尤為關(guān)鍵的，可以起到節(jié)能的作用；同時(shí)，采用變量泵，在渣罐回落的過(guò)程中，降低功率輸出，大幅提升渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。在本設(shè)計(jì)中，若想使液壓系統(tǒng)的供能達(dá)到要求，有必要將變量泵數(shù)量設(shè)為兩個(gè)。雙泵雙用。1壓力表2二通插裝閥3變量泵4空氣過(guò)濾器5電動(dòng)機(jī)6油箱7回油濾油器8蓄能器圖3-5液壓源的原理圖

第4章液壓系統(tǒng)元件的選取4.1初選系統(tǒng)工作壓力液壓系統(tǒng)中的負(fù)載壓力，要根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)不同工作情況下的受力和設(shè)備類型而定。還要考慮液壓閥、閥塊的尺寸大小、經(jīng)濟(jì)條件及維修更換頻率等情況的制約。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》【5】可知，在本設(shè)計(jì)中，初步設(shè)定系統(tǒng)在上升過(guò)程中取壓力P為17MPa。4.2計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸傾翻車在傾翻時(shí)，也就是液壓缸產(chǎn)生推力和回落的過(guò)程，為了避免液壓缸回落和上升時(shí)完成工序的時(shí)間比相差較大，液壓缸在回落的過(guò)程中作分隔式連接；考慮到鐵水罐負(fù)載在傾翻架上，加大了質(zhì)量，防止慣性帶來(lái)的影響故分別在上升和下降的回油路上設(shè)計(jì)調(diào)速閥和背壓閥。而回落時(shí)的系統(tǒng)負(fù)載可依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，按1.2MPa估算。由于上升工作進(jìn)程中，液壓系統(tǒng)負(fù)載較高，回路中的系統(tǒng)壓強(qiáng)差可暫不考慮。各液壓控制系統(tǒng)的支撐力見(jiàn)表4-2。表4-2執(zhí)行元件的支撐力油路中的控制方式液壓元件壓力系數(shù)/MPa輕型工業(yè)中液壓系統(tǒng)0.1～0.4在關(guān)閉過(guò)程中調(diào)節(jié)速度的系統(tǒng)3～0.5關(guān)閉過(guò)程中承受負(fù)負(fù)載的系統(tǒng)0.4～1.4有補(bǔ)油泵的閉式回路0.8～1.5關(guān)閉過(guò)程油路布置過(guò)于密集的回路1.1～2.9通過(guò)大通徑閥塊回油無(wú)阻塞的油路暫不考慮4.2.1確定液壓缸尺寸液壓缸無(wú)桿腔面積，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，可以由以下公式得出。（4-1）由表3-1可得，在上升工作進(jìn)程中所承受的最大負(fù)載壓力為366N，在本次計(jì)算中可以忽略支撐力P2，在設(shè)計(jì)中可以選擇較大活塞桿徑的油缸增大系統(tǒng)壓力。通過(guò)公式可以計(jì)算出液壓缸在系統(tǒng)中作用壓力面積：液壓缸內(nèi)徑為：（4-2）決定液壓缸型號(hào)的重要條件是缸徑與桿徑的比值，缸徑大小相同但桿徑不同的液壓缸，在液壓系統(tǒng)中上升過(guò)程產(chǎn)生的推力大小也不同。參照GB/2486-300，通過(guò)計(jì)算得出的數(shù)值可以成為幫助選用液壓缸的參考，依據(jù)《力士樂(lè)液壓缸參數(shù)》樣本，可得出：D=180mmd=160mm選取液壓缸型號(hào)為：YHG1-E180/160×1500LJ-HL104.2.2活塞缸工作面積的確定無(wú)桿腔有效面積：活塞桿面積：有桿腔有效面積：4.3確定液壓缸所需流量（4-3）通過(guò)計(jì)算可以知道液壓缸在不同工作進(jìn)程的液壓系統(tǒng)參數(shù)值，結(jié)果如表4-3所示。表4-3不同工作進(jìn)程下YHG1型油缸的參數(shù)值工作進(jìn)程最大負(fù)載F/KN油路最小壓力P2/MPa油路最大壓力P1/MPa系統(tǒng)流量q/L?min-1系統(tǒng)功率P/KW上升啟動(dòng)加速3661.2178037工進(jìn)36311257.5減速制動(dòng)36111207.5下降啟動(dòng)加速19918.511207.5工進(jìn)20111207.5減速制動(dòng)20411207.54.4液壓元件的選擇4.4.1液壓泵的選擇①液壓泵工作壓力的確定PP≥P1+∑?P（4-4）式中：P1—在液壓系統(tǒng)中，液壓閥所承受的最大壓力負(fù)載，即為上升工作進(jìn)程中系統(tǒng)中的最大壓力P1，P1=17MPa?！?P—油泵工作時(shí)液壓系統(tǒng)供能損失?！?P的準(zhǔn)確計(jì)算要待液壓閥選定并繪制出詳細(xì)系統(tǒng)原理時(shí)才能夠進(jìn)行，初算時(shí)可依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]選?。汗苈泛?jiǎn)單、流速不大的取∑?P=（0.2～0.5）MPa；系統(tǒng)設(shè)計(jì)精確，降低系統(tǒng)速率的部分∑?P取1.5MPa。在傾翻車液壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)精確，液壓元件數(shù)目多，所以在此選取∑?P=1.5可以得出：PP≥17+1.5=18.5MPa②液壓泵工作壓力的確定本設(shè)計(jì)中計(jì)劃采用兩個(gè)油缸供能，通過(guò)公式求出液壓泵最大供能。qVP≥K(∑qVmax)（4-5）式中：K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3；本設(shè)計(jì)在計(jì)算過(guò)程中K取1.2。∑qVmax—兩臺(tái)工作油缸在傾翻過(guò)程中達(dá)到的最大通量。液壓系統(tǒng)通過(guò)減少流量來(lái)調(diào)整速度，所以必須計(jì)算溢流閥對(duì)管路中的能量損失，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，本設(shè)計(jì)中∑qVmax取0.5×10-4m/s。因?yàn)閮膳_(tái)工作油缸在上升階段，液壓泵達(dá)到80L/min的排量輸出，溢流閥的最小流量取0.5×10-4m3/s，系統(tǒng)泄漏系數(shù)K取1.2，所以可得出：③選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上求得的PP和qVP值，按形式照系統(tǒng)中擬定的計(jì)算，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中選擇相應(yīng)的。為了補(bǔ)償壓泵供能不足，降低系統(tǒng)工作的危險(xiǎn)系數(shù)，減少泵的維修成本。一般在渣罐傾翻車中，系統(tǒng)在工作中損失壓力，一般為液壓泵輸出壓力的20%-30%。傾翻車在推動(dòng)罐座上升的過(guò)程中，系統(tǒng)達(dá)到壓力峰值，可以通過(guò)設(shè)定液壓系統(tǒng)在最大工作進(jìn)程中的壓力的75%，為變量泵額定工作壓力，變量泵額定壓力即可求出。Q泵與工作進(jìn)程有關(guān)，需滿足Q泵>Qmax。此外，長(zhǎng)期使變量泵處于高負(fù)載壓力的作用下，容易增加變量泵的維修成本，過(guò)多支出預(yù)算。根據(jù)《液壓傳動(dòng)》[3]，在本設(shè)計(jì)中，泵的選型可定為斜軸式軸向柱塞泵，通過(guò)《華興液壓泵》樣本，選擇由廣州華液壓泵分公司生產(chǎn)的型號(hào)為A7V335變量泵，該泵流量為，額定壓力37MPa，額定壓力為40MPa；額定轉(zhuǎn)速為1650r/min。4.4.2電機(jī)的選擇傾翻車工作重復(fù)，液壓系統(tǒng)參數(shù)時(shí)刻改變，相應(yīng)的功率也在改變，為了使其正常運(yùn)作，考慮大功率電動(dòng)機(jī)。從不同工作進(jìn)程的受力分析可以得出，傾翻車的液壓缸在推動(dòng)渣罐達(dá)到指定角度的過(guò)程中負(fù)載達(dá)到最大。由此確定電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，并選擇合適電動(dòng)機(jī)。由前面的計(jì)算已知，Pp=24.67MPa，qvp=199.2L/min，根據(jù)公式：（4-6）式中：—液壓泵的最大工作壓力（Pa）；—液壓泵的流量（）；—液壓泵的系統(tǒng)功率，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中，選擇系統(tǒng)功率為0.8。

表4-4液壓泵的總效率泵的選取葉片泵直軸柱塞泵斜軸柱塞泵徑向柱塞泵系統(tǒng)功率0.6～0.70.65～0.800.60～0.750.80～0.85根據(jù)公式4-6計(jì)算，可以計(jì)算出液壓泵在整個(gè)系統(tǒng)中提供的最大功率。根據(jù)此計(jì)算數(shù)據(jù)，依據(jù)查閱《實(shí)業(yè)電機(jī)有限公司》產(chǎn)品樣本，在本設(shè)計(jì)中選取Q7-270-23交流電機(jī)，其額定功率為Pn=75KW，常規(guī)工作時(shí)轉(zhuǎn)速可達(dá)到1500r/min，符合設(shè)計(jì)要求。

4.4.3液壓閥的選擇二通插裝閥在液壓系統(tǒng)中安裝便捷，電路控制原理簡(jiǎn)單，維修成本低、在工作中出現(xiàn)意外事故系數(shù)低，大流量，可靠性高，無(wú)泄漏。正因?yàn)槠鋼碛性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛地應(yīng)用在冶金、鍛壓、鑄造、塑料機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域。由上文得出，泵為整個(gè)系統(tǒng)中提供的額定輸出流量為199.2L/min，系統(tǒng)中最大壓力為17MPa，取行程L=1.5m，系統(tǒng)傾翻過(guò)程t=18.3s，由計(jì)算可以得出：式中q—每分鐘內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)的液壓油。qvmax—液壓泵的輸出流量。t—系統(tǒng)傾翻時(shí)間。由《重液二通插裝閥樣本》[6]，在本設(shè)計(jì)中，二通插裝閥選擇型號(hào)為TJK025-4/3WOABL2/C-40-0。該插裝閥作為換向閥使用，其額定通量可以達(dá)到250L/Min，最大壓力為25MPa，采用“O”型中位控制機(jī)能，由重慶液壓件廠生產(chǎn)。依據(jù)上述計(jì)算和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中已可以確定全部液壓閥的選取，根據(jù)整個(gè)液壓系統(tǒng)中的額定壓力值，通過(guò)液壓閥的實(shí)際，選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的閥件。液壓系統(tǒng)元件如表4-8所示。表4-4系統(tǒng)中液壓閥的選用序號(hào)名稱通過(guò)流量/L?min-1額定流量/L?min-1額定壓力/MPa型號(hào)規(guī)格1電磁換向閥8010031.54WE6D6X/EG24N9K42二通插裝閥121.3940031.5TJK025-4/3WOABL2/C-30-03測(cè)壓點(diǎn)———2103-01-18.00HD4液壓鎖121.3925031.5SV20PB5安全閥121.39—31.5DBDH6P6單向平衡閥121.39—31.5RBG-067液壓缸———YHG1-E180/160×1500LJ-HL1O8液控單向閥121.3925031.5SV20PB9節(jié)流閥121.3920031.5KC-0610單向閥121.3920031.5RVP204.4.4蓄能器的選擇蓄能器的主要起到的是應(yīng)急作用，蓄能器連接，在液壓泵停止工作后，繼續(xù)提供壓力，讓液壓系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行一個(gè)。其有效工作面積為：（4-7）式中—有效作用面積（）；—行程（m），在傾翻車工作過(guò)程中，取行程為1.5m；—油液損失系數(shù)，一般取K=1.2。所以：蓄能器的容積：（4-8）式中所需蓄能器的容積（m3）；充氣壓力（Pa），按充氣；一般折合型氣囊，P0=（0.8~0.85）P2。蓄能器的工作面積（m3）；系統(tǒng)最低壓力（）；系統(tǒng)最高壓力（）；指數(shù)；依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中n取1。由表4-3可知，P1=17MPa，P2=11MPa，可求出在液壓系統(tǒng)工作中蓄能器體積的大小。根據(jù)《奉化顧德液壓元件生產(chǎn)廠》產(chǎn)品目錄，在本設(shè)計(jì)中，為了保證液壓缸壓力足夠，選擇型號(hào)為NXQ1L100/31.5—H的蓄能器，體積V=100L，最大壓力P1=17MPa，最小壓力P2=11MPa。在本設(shè)計(jì)中，取蓄能器充氣壓力P0=0.8P2，可以推出蓄能器充氣壓力。P0=0.8P2=8.8(MPa)4.4.5管道尺寸的確定在確定管道尺寸之前，考慮到計(jì)算應(yīng)先確定好管道材料。根據(jù)傾翻車的工作環(huán)境，以及液壓系統(tǒng)內(nèi)部特征，在系統(tǒng)的壓力回路中選擇能承受較高壓力的無(wú)縫鋼管同時(shí)為了降低振動(dòng)，提高液壓系統(tǒng)安全性，在液壓泵的進(jìn)油口、出油口均安裝壓力強(qiáng)度很好的膠質(zhì)軟管。依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，表4-5為鋼管的一些基本參數(shù)。表4-5不同管徑膠質(zhì)軟管的最小彎折半徑管子外徑D101418222834425063最小曲率半徑5070757590100130150190支架最大距離4004505006007008008509001000壓力油管道內(nèi)徑計(jì)算（4-10）式中—液壓油通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)的流量（m3/s）；—管內(nèi)允許流速（m3/s），見(jiàn)表4-6。表4-6允許流速推薦值管道推薦流速（m/s）液壓泵站供能部分0.5～1液壓系統(tǒng)工作部分3～6液壓系統(tǒng)回油部分1.5～2.6根據(jù)公式4-10可以得出壓力油經(jīng)過(guò)液壓系統(tǒng)的管道內(nèi)徑：依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中選取相應(yīng)的壓力油管內(nèi)徑為32mm，鋼管的外徑為42mm。管道壁厚δ的計(jì)算（4-11）式中—液壓系統(tǒng)油管壁承受的最大張力（Pa）；—管道內(nèi)徑（m）；[σ]—管道材料的許用應(yīng)力（Pa），[σ]=σb/n—抗拉強(qiáng)度，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5],取σb=647；—安全系數(shù)（當(dāng)P<7Mpa時(shí)，取n=8；當(dāng)P≤17.5Mpa時(shí)，取n=6；當(dāng)P＞17.5Mpa時(shí)，取n=4）；由上文可知，P=18.5MPa，油管內(nèi)外徑可以求出。因?yàn)?.8＜5，所以選取的標(biāo)準(zhǔn)管子符合要求。4.5油箱容量的確定設(shè)計(jì)應(yīng)滿足三點(diǎn)條件：首先須滿足液壓油在工作進(jìn)程內(nèi)的額定油量。液壓閥在回油進(jìn)程中將液壓系統(tǒng)的壓力油排入油箱，保證油箱容積。液壓系統(tǒng)在上升工作進(jìn)程時(shí)，保證液壓油在油箱的額定儲(chǔ)備。油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為（4-12）式中—液壓泵每分鐘排出壓力油的容量（m3）；—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。表4-7經(jīng)驗(yàn)系數(shù)系統(tǒng)類型行走機(jī)構(gòu)小型車間大型車間重工車間冶金礦業(yè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)1～22～45～76～1210由上述計(jì)算得出qv=199.2，求得油箱的容量為由計(jì)算得除，在泵站系統(tǒng)中，考慮到系統(tǒng)回油和供能需求量，選用油箱容積為4m3。4.6泵站元件的選型通過(guò)上述計(jì)算所得數(shù)據(jù)，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中已可以確定全部液壓元件的選取，液壓系統(tǒng)元件如表4-8所示。

表4-8傾翻車所用液壓元件序號(hào)名稱通過(guò)流量/L?min-1額定流量/L?min-1額定壓力/MPa型號(hào)規(guī)格1壓力表——0～40YN-1002二通插裝閥121.3916031.5TJK025-4/3WOABL2/C-40-03變量泵199.220～500mL/r31..5A7V3554過(guò)濾器WU-630X180F5電動(dòng)機(jī)———Q7-270-236蓄能器199.231.5NXQ1L100/31.5—H4.7液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算在對(duì)整個(gè)渣罐傾翻車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，溢流閥的泄漏量、管路中的功耗磨損等參數(shù)值是按照手冊(cè)上絕大多數(shù)大多數(shù)情況下默認(rèn)設(shè)定的，所以當(dāng)各回路形式、液壓缸、電動(dòng)機(jī)包括液壓泵等部件完全確定后，要按照已選用的液壓閥的流量、壓力、功耗等一系列值進(jìn)行性能驗(yàn)算。4.7.1驗(yàn)算液壓系統(tǒng)壓力損失雖然在方案中已經(jīng)繪制出整個(gè)系統(tǒng)的原理，但無(wú)法計(jì)算出液壓油在整個(gè)系統(tǒng)的功耗流損，故只能初步得出各種液壓閥的功耗流損，再詳細(xì)的計(jì)算整個(gè)液壓系統(tǒng)，包括油路上的功耗磨損和局部損失即可。壓力損失應(yīng)按照整個(gè)液壓系統(tǒng)在上升進(jìn)程和回落進(jìn)程的不同工作狀態(tài)分別進(jìn)行驗(yàn)算。1.液壓缸上升液壓缸在液壓系統(tǒng)的上升工作進(jìn)程中，在正常工作狀態(tài)下液壓鎖入口前的截止閥為全開(kāi)，為全通狀態(tài)，功耗流損不計(jì)。單向閥10的通量是為121.39L/min，安全閥的通量為121.39L/min，單向平衡閥8的通量是121.39L/min，油液進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔。因此進(jìn)油路上的總壓降為（4-13）計(jì)算所得值不大，所以能夠保證變量泵提供足夠液壓油，供應(yīng)系統(tǒng)正常工作。在回油路上，液壓缸中的液壓油經(jīng)過(guò)安全閥5、回油口截止閥和二通插裝閥2的流量都是121.36L/min。經(jīng)過(guò)上述液壓閥塊的兩條油路的壓力值檢驗(yàn)油缸在活塞伸長(zhǎng)過(guò)程中，油缸的兩腔的壓力是否正常。（4-14)計(jì)算值在安全范圍。2.液壓缸下降下降時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過(guò)安全閥5、回油口截止閥和二通插裝閥2的流量為121.39L/min，再經(jīng)過(guò)節(jié)流閥9、液控單向閥8的流量為121.39L/min，進(jìn)入液壓缸。因此進(jìn)油路是的總壓降為（4-15）計(jì)算值在安全范圍，電動(dòng)機(jī)的功率可以滿足變量泵對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的供能。4.7.2油液溫升驗(yàn)算①計(jì)算發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除泵站系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)外載荷輸出功率外，其余功耗磨損失全部轉(zhuǎn)化為液壓系統(tǒng)中的發(fā)熱功耗，使整個(gè)液壓系統(tǒng)的溫度升高，液壓缸在上升工作進(jìn)程和回落工作進(jìn)程均平穩(wěn)進(jìn)行。液壓缸在上升工作進(jìn)程時(shí)，提供給系統(tǒng)的額定功率為：P0=2Fv=2×922×0.04=73.76(KW)（4-17）液壓系統(tǒng)在上升工作進(jìn)程中，推動(dòng)活塞桿的壓力油經(jīng)過(guò)閥類元件的功耗流損的壓力為：∑?P=0.864+0.778=1.642(MPa)因此液壓泵輸出的壓力為：P=P1+∑?P=17+0.864=17.864(MPa)（4-18）液壓系統(tǒng)在上升工作進(jìn)程中，變量泵的總輸出為：（4-19）液壓系統(tǒng)在上升工作進(jìn)程中，整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)熱功耗流損為：Phr=Pi-P0=38.65-28.69=9.96(KW)（4-20）液壓缸在回落工作進(jìn)程時(shí)，提供給系統(tǒng)的額定功率為：P0=2Fv=2×562×0.04=14.96(KW)液壓系統(tǒng)在回落工作進(jìn)程中，推動(dòng)活塞桿的壓力油經(jīng)過(guò)閥類元件的功耗流損的壓力為：Pp=P1+∑?P=11+0.24=11.24(MPa)液壓系統(tǒng)在回落工作進(jìn)程中，變量泵的總輸出為：液壓系統(tǒng)在上升工作進(jìn)程中，整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)熱功耗流損為：Phr=pi-p0=11.24-4.536=6.7(KW)液壓系統(tǒng)在兩個(gè)工作進(jìn)程中，整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)熱功耗流損之和為：Phr=9.96+6.7=16.66(KW)②計(jì)算散熱功率上文已經(jīng)計(jì)算得出，在液壓源系統(tǒng)中油箱的容積為4m3，依照公式，可以驗(yàn)算得出油箱體積：設(shè)a為1.25m,b和h分別為2m。由油箱散熱面積公式：（4-21）可求得散熱面積為：油箱的散熱功率為（4-22）式中—整個(gè)液壓源的散熱系數(shù)，取；—油溫與環(huán)境溫度之差，。計(jì)算得知，渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)的液壓源散熱達(dá)不到系統(tǒng)要求，特別是管路散熱太小，需要在液壓源系統(tǒng)增加冷卻器。

4.8冷卻器所需面積的計(jì)算冷卻面積為（4-23）式中—液壓系統(tǒng)熱傳導(dǎo)指數(shù)，用風(fēng)冷卻式時(shí)，；—平均溫升，。在設(shè)計(jì)中，設(shè)液壓油在進(jìn)入冷卻器之前的溫度為，油流出冷卻器的溫度。則：所需冷卻器的散熱面積為冷卻器在實(shí)際工作中，設(shè)備的老化、腐蝕、污垢等雜質(zhì)這些因素都影響傳熱，所以在本設(shè)計(jì)中，液壓源系統(tǒng)冷卻器要想在工作時(shí)有效緩解液壓源過(guò)高溫度造成對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的不良影響，應(yīng)該選擇大一號(hào)冷卻器，通過(guò)計(jì)算得出設(shè)計(jì)面積。A=1.3×4.6=6(m2)依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中，冷卻器散熱面積為6m2，選擇YJ-049油冷卻器。4.9液壓介質(zhì)的選擇在渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)中，液壓油的選擇也很關(guān)鍵。由上文得知，液壓系統(tǒng)在工作中會(huì)產(chǎn)生功耗流損，但絕大多數(shù)的流損功耗都轉(zhuǎn)化為熱能。如果液壓系統(tǒng)在工作中，液壓油因溫度過(guò)高而發(fā)生燃燒，后果將不堪設(shè)想。根據(jù)上文計(jì)算發(fā)熱量，依據(jù)《上海亨越精細(xì)化工液壓油》樣本，選擇6號(hào)液力傳動(dòng)油。

6號(hào)液力傳動(dòng)油有著優(yōu)良的氧化安定性和熱安定性，使油品在苛刻的運(yùn)行條件下不易變質(zhì)；良好的抗乳化性、抗泡性與密封材料相容性；獨(dú)有的MMC分子油膜，有效抑制摩擦，確保自動(dòng)變速箱離合器耦合時(shí)間短，換擋迅速，液力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)；降低傳動(dòng)損耗和變速?zèng)_擊；適用于各種重型液壓系統(tǒng)，可作為手動(dòng)變速器和動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的工作介質(zhì)。

表4-96號(hào)液壓油規(guī)格指標(biāo)及典型數(shù)據(jù)粘度牌號(hào)

6號(hào)項(xiàng)

目

指標(biāo)要求

典型數(shù)據(jù)

運(yùn)動(dòng)粘度(100℃),mm2/s5.0~7.06.02粘度指數(shù)

≥100105閃點(diǎn)（開(kāi)口），℃

≥180215傾點(diǎn)，℃

≤-17-30腐蝕試驗(yàn)（銅片，100℃，3h），級(jí)

≤1<1液相銹蝕試驗(yàn)

蒸餾水

無(wú)銹

無(wú)銹

水份，%（m）

≤痕跡

痕跡

泡沫性（泡沫傾向/泡沫穩(wěn)定性）ml/ml

24℃

93.5℃

后24℃

報(bào)告

報(bào)告報(bào)告

25/0

10/0

25/04.10系統(tǒng)油液清潔度的設(shè)計(jì)油液清潔度的設(shè)計(jì)也是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在液壓系統(tǒng)中，清潔度NAS9級(jí)就可以了。NAS9級(jí)是NAS1638標(biāo)準(zhǔn),9級(jí)污染的簡(jiǎn)稱。當(dāng)今液壓行業(yè)主要應(yīng)用NAS和ISO兩大系列,NAS是美國(guó)航空航天聯(lián)合會(huì)的標(biāo)準(zhǔn),在世界應(yīng)用更廣泛一些。依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，在本設(shè)計(jì)中，選擇回油過(guò)濾器的型號(hào)為DSF.3605.25VG.10.S.P，最大通徑150。

第5章集成塊設(shè)計(jì)5.1液壓控制裝置的集成方法對(duì)于整個(gè)液壓系統(tǒng)的控制，多采用集成方式，在集成方式中又分為兩大類，有管集成和無(wú)管集成。在有管集成和無(wú)管集成中對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，有管集成雖然設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但不能滿足復(fù)雜液態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成，當(dāng)控制元件較多時(shí)，有管集成有諸多缺點(diǎn)。液壓閥占用空間大，系統(tǒng)布置不便，這樣還會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)壓力損失大，故障排查困難等難題的解決。無(wú)管集成，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是講液壓閥安裝在內(nèi)置管道的閥塊上，使整個(gè)液壓系統(tǒng)中，眾多的液壓閥能夠集中在很小的空間上，方便維修更換，也方便整個(gè)液壓系統(tǒng)的空間布局設(shè)計(jì)，減小液壓系統(tǒng)的泄露系數(shù)。減少壓力油管的使用，在另一方面來(lái)說(shuō)也是節(jié)約成本的體現(xiàn)。所以，在渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)于控制閥塊采用無(wú)管集成更為有利。5.2無(wú)管集成液壓控制裝置的設(shè)計(jì)流程上文已經(jīng)提到閥塊。閥塊就是根據(jù)無(wú)管集成的特點(diǎn)，專門為一套系統(tǒng)中部分控制閥設(shè)計(jì)的油路塊。如圖5-1，閥塊的設(shè)計(jì)大概經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟。5.3集成塊設(shè)計(jì)的要求針對(duì)集成塊的設(shè)計(jì)有以下要求：首先在油路塊加工圖樣中，清楚的表達(dá)其閥塊的三視圖，以整個(gè)集成方式為中心，把包括油路塊在內(nèi)，連接的各個(gè)閥塊、內(nèi)部孔道等都一一注明相應(yīng)參數(shù)，如確定基準(zhǔn)，尺寸等，應(yīng)便于塊的設(shè)計(jì)和控制閥的安裝。油路塊各平面的加工余量不小于2mm；閥塊上元件安裝平面的表面光華度應(yīng)達(dá)到制造廠產(chǎn)品手冊(cè)的要求，一般Ra不小于0.8；有關(guān)閥塊的具體精度及形狀位置參數(shù)，可以參考板式控制元件的安裝規(guī)程的相關(guān)。液壓閥在閥塊上的進(jìn)出油口和閥塊內(nèi)部的油路是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，孔道與孔道相交處，要考慮不形成污物或氣窩，易于排除加工中的金屬屑與去除毛刺。為了方便加工，可以把較長(zhǎng)的不通改變?yōu)橥?，打通后再把不通方向油路用堵頭堵死。5.4液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計(jì)通過(guò)分析液壓原理得知，在液壓缸下面的，三個(gè)液壓元件集成一個(gè)塊；一個(gè)直動(dòng)式溢流閥、一個(gè)卸荷閥和一個(gè)主球閥組成的補(bǔ)充蓄能的油路塊，由于這部分的控制閥是標(biāo)準(zhǔn)件，為了減少設(shè)計(jì)的難度，可以直接選型。蓄能器安裝過(guò)程中，采用的是管式連接，需要支架來(lái)支撐，待支架安裝完畢，閥和管接頭直接安裝到蓄能器支架下，再通過(guò)管子將蓄能器依順序組裝起來(lái)，就可以完成裝配圖。圖5-1安全閥閥塊圖5-1安全閥閥塊三視圖5.5集成塊的校核在本設(shè)計(jì)中我們?yōu)榘踩y和液壓鎖設(shè)計(jì)閥塊，在液壓缸傾翻渣罐的過(guò)程中，集成塊本身也要經(jīng)受較大載荷，我們可以通過(guò)驗(yàn)算來(lái)確定集成塊的油道是否達(dá)到系統(tǒng)壓力的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，才能確定集成塊是否能夠在液壓系統(tǒng)中正常工作。驗(yàn)算集成塊中管道之間管道壁強(qiáng)度公式：（5-1）式中—集成塊管道的直徑（m）；—集成塊之間管道壁的厚度（m）；—在工作中管道所受最大壓力（MPa）；—集成塊拉力的強(qiáng)度，依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]，本設(shè)計(jì)中，集成塊設(shè)計(jì)45#鋼的拉力強(qiáng)度是535MPa。—液壓系統(tǒng)中的安全指數(shù)。表5-1集成塊安全強(qiáng)度管道壁的最大負(fù)載壓力/MPa＜77～17.5＞17.5安全系數(shù)864通過(guò)計(jì)算，我們可以得出集成塊管道的厚度。集成塊中的油路管道之間的壁厚，通過(guò)驗(yàn)算可以達(dá)到3.6mm，證明在最大壓力強(qiáng)度下，集成塊中管道與管道之間的最小壁厚可以通過(guò)驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)，所以我們可以得出，孔道之間的壁厚是達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求的，在液壓系統(tǒng)工作中，液壓缸推動(dòng)罐體在承受最大載荷的上升過(guò)程中，也能夠滿足工作需要。

結(jié)論在國(guó)內(nèi)，渣罐傾翻車的設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要集中在不同的工作環(huán)境下、不同的負(fù)載重量下和不同的生產(chǎn)效率下的傾翻車液壓系統(tǒng)種類的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)渣罐傾翻車工作原理的分析和根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出不同方案，根據(jù)工作要求和維修便捷程度，選取最佳設(shè)計(jì)方案，采用變量泵供能，并采用二通插裝閥，主要是因?yàn)槎ú逖b閥流量大、無(wú)泄漏并且可靠性高，便于維護(hù)。完成系統(tǒng)的受力分析后，通過(guò)計(jì)算我們可以知道液壓缸在不同的工作進(jìn)程的受力值的相關(guān)參數(shù)，繪出受力圖和渣罐傾翻車的速度圖，制定出渣罐傾翻車液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式、換向方式和安全聯(lián)鎖方式，初步制定渣罐傾翻車系統(tǒng)的泵站圖，選擇方案中的額定壓力，繼而得出油缸無(wú)桿腔面積，得出油缸型號(hào)，根據(jù)負(fù)載分析