叉車工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(共7頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 叉車工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計 1 提升裝置的設(shè)計 根據(jù)設(shè)計條件,要提升的負載為2100kg,因此提升裝置需承受的負載力為: N 為減小提升裝置的液壓缸行程,通過加一個動滑輪和鏈條(繩),對裝置進行改進,如圖1所示。 圖1 提升裝置示意圖 由于鏈條固定在框架的一端,活塞桿的行程是叉車桿提升高度的一半,但同時,所需的力變?yōu)樵瓉淼膬杀叮ㄓ捎谒璧墓Ρ3殖V?,但是位移減半,于是負載變?yōu)樵瓉淼膬杀叮<刺嵘簤焊椎呢撦d力為 2 Fl = 41200 N 如果系統(tǒng)工作壓力為100bar,則對于差動連接的單作用液壓缸,提升液壓缸的活塞桿有效作用面

2、積為 m2 m2 所以活塞桿直徑為d = 0.0724 m,查標準(63、70、80系列),取 d = 0.070m。 根據(jù)液壓缸的最大長徑比20:1,液壓缸的最大行程可達到1.40 m,即叉車桿的最大提升高度為2.80 m,能夠滿足設(shè)計要求的2 m提升高度。 因此,提升液壓缸行程為1m,活塞桿和活塞直徑為70/100mm(速比2)或70/125mm(速比1.46)。 因此活塞桿的有效作用面積為 m2 當工作壓力在允許范圍內(nèi)時,提升裝置最大流量由裝置的最大速度決定。在該動滑輪系統(tǒng)中,提升液壓缸的活塞桿速度是叉車桿速度(已知為0.2m/s)的一半,于是提升過程中液壓缸所

3、需最大流量為: m3/s l/min 2 系統(tǒng)工作壓力的確定 系統(tǒng)最大壓力可以確定為大約在110bar左右,如果考慮壓力損失的話,可以再稍高一些。 3 傾斜裝置的設(shè)計 傾斜裝置所需的力取決于它到支點的距離,活塞桿與叉車體相連。因此傾斜液壓缸的尺寸取決于它的安裝位置。安裝位置越高,即距離支點越遠,所需的力越小。 圖2 傾斜裝置示意圖 假設(shè)r =0.5m,傾斜力矩給定為T =7500 N.m,因此傾斜裝置所需的作用力F為: N 如果該作用力由兩個雙作用液壓缸提供,則每個液壓缸所需提供的力為7500N。 如果工作壓力為100bar,則傾斜液壓缸環(huán)形面積Aa為: m

4、2 由于負載力矩的方向總是使叉車桿回到垂直位置,所以傾斜裝置一直處于拉伸狀態(tài),不會彎曲。 假設(shè)活塞直徑D=40mm,環(huán)形面積給定,則活塞桿直徑可以用如下方法求出。 m 為了保證環(huán)形面積大于所需值,活塞桿直徑必須小于該計算值,取m,則環(huán)形面積為: 傾斜機構(gòu)所需最大壓力為: Pa =85.5 bar 而液壓缸工作壓力為110bar,因此有足夠的余量。 傾斜系統(tǒng)所需的最大流量出現(xiàn)在傾斜液壓缸的伸出過程中,此時液壓缸無桿腔充滿液壓油,因此應按照活塞端部一側(cè)計算,活塞面積用如下公式計算: =12.6×10-4 m2 傾斜裝置所需最大速度給定為2o/s,先轉(zhuǎn)換成弧度制,然

5、后再轉(zhuǎn)換成線速度: 因此,兩個液壓缸在伸出過程中所需的流量為: = 0.43981 m3/s = 2.6 l/min 傾斜裝置需要走過的行程為: 綜上,兩個傾斜液壓缸的可選尺寸為40/22mm/mm,行程為200mm。 4 油路設(shè)計 對于提升工作裝置,單作用液壓缸就能夠滿足工作要求,因為叉車體的重量能使叉車桿自動回到底部。液壓缸不必有低壓出口,高壓油可同時充滿活塞環(huán)形面和另一面(構(gòu)成差動缸),由于活塞兩側(cè)面積的不同而產(chǎn)生提升力。為減少管道連接,可以通過在活塞上面鉆孔實現(xiàn)液壓缸兩側(cè)的連接。 傾斜裝置通常采用兩個液壓缸驅(qū)動,以防止叉車桿發(fā)生扭曲變形。 行走機械液壓系統(tǒng)中

6、通常采用中位卸荷的多路換向閥(中路通)控制多個液壓缸的動作,如圖3所示。 圖3 中位卸荷的多路換向閥(中路通)控制的液壓系統(tǒng) 也可采用另一種稍有不同的雙泵供油方案,先確定基本油路組成,然后再加入安全裝置,如圖4所示。 注意前述大部分計算過程對所有油路設(shè)計方案都適用,包括引入中通多路換向閥的設(shè)計。 提升和傾斜兩個裝置都需要通過比例控制閥來控制,比例閥由手動操縱桿和對中彈簧來操縱。液壓系統(tǒng)原理圖中還應增加液壓泵,油箱和兩個溢流閥以保證安全,溢流閥可以用于調(diào)節(jié)供油壓力的大小。 由于提升和傾斜兩個工作裝置的流量差異很大但相對都比較小,因此采用兩個串聯(lián)齒輪泵比較合適。大齒輪泵給提升裝置供

7、油,小齒輪泵給傾斜裝置供油。齒輪泵與中通比例換向閥相連,當系統(tǒng)不工作時,兩個泵處于卸荷狀態(tài),這樣可以提高系統(tǒng)的效率。 圖4 雙泵供油方案的液壓系統(tǒng) 另外,用于提升裝置的方向控制閥可選用標準的四通閥,其B口應該與油箱相連不應堵塞。這樣,當叉車桿處于下降狀態(tài),泵卸荷時,液壓油可以直接流回油箱,有利于提高系統(tǒng)效率。 基本油路確定后,油路還不能正常工作,因為沒有安全保護裝置,也沒有調(diào)節(jié)流量(為限制負載下降速度而流出液壓缸的流量)的裝置??梢酝ㄟ^引入一個安全閥,從而在負載下落時限制負載下落速度來解決這個問題,也可以在每個進油路上加一個單向閥,防止油液倒流。 因為存在負值負載(與活塞運動方

8、向相同的負載),所以傾斜系統(tǒng)的回路設(shè)計稍微有所不同。 上述回路設(shè)計過程中,應對如下兩個問題加以注意: 1環(huán)形面一側(cè)一直處于增壓狀態(tài),有可能通過方向閥產(chǎn)生泄漏; 2防止在活塞另一側(cè)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象(設(shè)置防氣穴閥)。 5 液壓閥的選擇 所有液壓閥通過的流量至多為23.1l/min,所以閥的尺寸很小。如果采用的是串聯(lián)泵,則傾斜裝置子系統(tǒng)流過的流量至多為3 l/min。 為考慮系統(tǒng)的壓力損失(管路和各方向閥造成的),液壓系統(tǒng)提供的壓力應比負載所需壓力高15~20bar: 溢流閥的調(diào)定壓力應高于供油壓力10%左右,即設(shè)成135bar比較合適。溢流閥的最大壓力值可能比135bar還高,甚至超

9、過150bar。 注意: 與使用中通旁路式多路換向閥相比,使用標準方向閥可以節(jié)省成本。但是,使用標準方向閥需要多增加一個溢流閥和一個泵,即使用兩個溢流閥和一個串聯(lián)泵。 5.1 提升系統(tǒng)液壓閥選擇 由以上計算可知:提升子系統(tǒng)最大流量為23.1L/min。 選擇溢流閥的型號為DBDS10P10; 選擇單向閥的型號為RVP-10-1-0; 選擇順序背壓閥的型號為BXY-Fg6/10,通徑10mm,最高工作壓力20MPa; 選擇手動換向閥的型號為WMM6。 5.2 傾斜系統(tǒng)液壓閥選擇 由以上計算可知:傾斜子系統(tǒng)最大流量為2.6L/min。 選擇溢流閥的型號為DBDH6P10,壓力

10、范圍2.5~63MPa,額定流量330L/min,公稱直徑6mm。 選擇單向閥的型號為RVP6-1-0,公稱通徑6mm,最大工作壓力31.5MPa,最大流量18~1500L/min。 選擇換向閥型號為4WMM6,通徑6mm,流量60L/min,油口A、B、P最大工作壓力31.5MPa,T口最大工作壓力16MPa。 6 液壓泵的參數(shù)確定 提升: 圖3所示油路,采用結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的齒輪泵就能夠滿足設(shè)計要求。假定齒輪泵的容積效率為90%,電機轉(zhuǎn)速為1500r/m,則泵的排量為: cm3/rev 從Sauer-Danfoss目錄中可查出,SNP2系列有排量為16.8和19.2cm3/rev的泵。應選擇排量為16.8cm3/rev(與17.1更接近)的液壓泵SNP2/019 傾斜: cm3/rev 第二個泵的排量為1.92 cm3/rev,可選擇SNP1/2.2 7 電動機功率 在最大壓力下的流動功率為: kw 上面的數(shù)值假定的是效率為100%時得到的。 齒輪泵的效率(包括容積效率和機械效率)在80~85%之間,所以所需的電機功率為: kw 專心---專注---專業(yè)

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