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1、液压架车机4吨液压系统设计目录第一章 液压传动系统的设计21.1明确设计要求 制定基本方案：21.1.1 进行共况分析、确定液压系统的主要参数21.1.2工况分析21.1.3 确定液压缸尺寸以及所需流量:31.2 制定基本方案、绘制液压系图51.2.1确定液压系统方案，拟订液压系统图51.3 选择液压元件和确定辅助装置71.3.1液压泵71.3.2. 确定油管尺寸81.3.3 确定油箱容量81.3.4 计算液压泵需要的电动机功率91.3.5 液压元件的选择91.4 计算压力损失和压力阀的调整值91.4.1 沿程压力损失91.4.2局部压力损失101.4.3压力阀的调整值10第二章 液压系统的维
2、护、常见故障和故障分析112.1维护方面的安全保证措施112.2本产品的排除故障的方法12结 论13致 谢14参考文献15第一章 液压传动系统的设计1.1明确设计要求 制定基本方案：设计之前先确定设计产品的基本情况，再根据设计要求制定基本方案。以下列出了本设计四柱液压升降台的一些基本要求：1) 主机的概况：主要用途用于家用小型重型设备的起升，便于维修，占地面积小，适用于室外，总体布局简洁；2) 主要完成起升与下降重物的动作，速度较缓，液压冲击小；3) 最大载荷量定为5吨，采用四柱式进行升降动作。4) 运动平稳性好；5) 人工控制操作，按钮启动控制升降；6) 工作环境要求：不宜在多沙石地面、木板
3、砖板地面等非牢固地面进行操作，不宜在有坡度或有坑洼的地面进行操作，不宜在过度寒冷的室外进行操作；7) 性能可靠，成本低廉，便于移动，无其他附属功能及特殊功能；1.1.1 进行共况分析、确定液压系统的主要参数设计任务:设计一个机车车辆液压驾车机5吨液压系统.液压油缸要求:举升质量不小于5吨,油缸最大工作高度1200mm, 最小高度760mm780mm,升举速度500mm/min,缸径80-200mm.系统要求:举升机构有四根油缸组成,在长时间(24小时)静止支撑状下,油缸不得因泄露而明显自行下滑.动作要求:四缸联动,至少前两缸联动,后两缸联动.机车自重为0.51吨。1.1.2工况分析（1） 运动
4、参数分析： 根据主机的要求画出动作循环图。本次设计的是由液压驱动的普通式四柱汽车举升机。它的结构主要包括以下几个部分：立柱、承车跑板、横梁。普通式四柱汽车举升机的举升机构的传动系统是由液压系统来驱动和控制的，由承车跑板下安装的液压油缸来推动连接立柱与横梁的钢丝绳，使横梁上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现承车跑板的上下移动。（2） 动力参数分析：系统是匀速运动所以所受负载为FF= f + F1 +F负+F2f为动摩擦阻力，f = K x F2 ,取K = 0.1F1为密封阻力, F1 = 0.1 x F2F负四个液压缸所承受的最大重量为5吨 = 49000NF2液压缸的自重，取1吨=9800NF=6
5、0760N每个缸平均所受的最大负载：Fmax= F /4=15190N1.1.3 确定液压缸尺寸以及所需流量:（1）工作压力的确定:根据表1-1按负载选执行元件的工作压力负载F(N)50005000-1000010000-2000020000-3000030000-5000050000缸工作压力P/MPa0.8-11.5-22.5-33-44-55-7按最大负载选Pmax=3MPa（2）根据负载和工作压力的大小确定D，液压缸无杆腔的有效面积 A1=Fmax/ Pmax =5.06x10-3M2液压缸内径 D=0.080M根据表1-2 液压缸内径系列810121620253240506380（9
6、0）100（110）125（140）160（180）200220250320400500630注：括号内数值为非优先选用者故选D= 80m m ,符合设计要求（3）确定活塞杆直径d由=d/D，得d=D根据表1-3 系数的推荐表工作压力P/MPa 受力情况 5 57 7活塞杆受拉力 0.30.45活塞杆受压力0.50.550.60.70.7因此选0.55d=D= 44 m m根据表1-4 活塞杆直径尺寸系列456810121416182022252832364045505563708090100110125140160180200220250280320136400故选 d= 45m m（4）缸
7、径、杆径取标准后的有效面积无杆腔有效工作面积：A1=D2/45.024x10-3M2活塞杆面积： A3=d2/4= 1.590x10-3M2有杆腔有效工作面积：A2= A1- A3= 3.434x10-3M2（5）确定液压缸所需的流量：（1）匀速上升q1=A1v= 2.512 L/min（2）匀速下降q2=A2v=1.717 L/min（6） 液压缸的校核：1）活塞杆稳定性验算稳定条件 FFK/nknk稳定安全系数 nk=24 按不受偏心负载： FK=n2EIP/L2IP活塞杆截面二次极矩，单位为m4E 活塞杆材料弹性摸量，对钢材E=2.1x1011Pan末端系数，n取0.25L活塞杆计算长度
8、L=670mm 对于实心杆IP=d4/64 =2.01x10-7 M4FK= 231700 N取nk=2 FK/nk= 115850 N 因F= 15190N 因此活塞杆能够稳定运行1.2 制定基本方案、绘制液压系图1.2.1确定液压系统方案，拟订液压系统图（1）确定执行元件的类型（2）换向方式的确定（3）调速方式的选择（4）同步方式的选择（5）平衡方式的选择（6）供油方式的选择（7） 自锁方式的选择1.3 选择液压元件和确定辅助装置1.3.1液压泵（1）泵的工作压力的确定泵的工作压力可按缸的工作压力加上管路和元件的压力损失来确定，所以要到求出系统压力损失后，才能最后确定。取P=0.51.2M
9、Pa，现取P=0.8MPa。 泵的工作压力Pb初定： Pb=P+P=3.8 MPa 式中P液压泵的工作压力 P系统的压力损失（2）泵的流量确定由于液压缸为匀速上升,匀速下降匀速上升时q1=2.512 L/min 匀速下降时q2=1.717 L/min所以取匀速上升时泵应供油量qb=Kq1=1.3x2.512 =3.2656L/min 式中K为系统的泄露系数，一般取K=1.11.3，此处取1.3。 故选用柱塞泵。齿轮泵结构简单，价格便宜高转速低扭矩的回转运动叶片泵体积小，转动惯量小高转速低扭矩动作灵敏的回转运动摆线齿轮泵体积小，输出扭矩大低速，小功率，大扭矩的回转运动轴向柱塞泵运动平稳、扭矩大、
10、转速范围宽大扭矩的回转运动径向柱塞泵转速低，结构复杂，输出大扭矩低速大扭矩的回转运动1.3.2. 确定油管尺寸（1)油管内径的确定d= (4q/v) 1/2 q=3.2656L/min=0.0544L/s=5.44x10-5 M3/s= 91 mm V=0.0083（2)按标准选取油管 对应管子壁厚可按标准选取胶管。1.3.3 确定油箱容量本设计为中压系统，油箱有效容量可按照泵每分钟内公称流量的57倍来确定。V=qb选 5 。 v=5x5.44x10-5 M3/s x60= 16.32L1.3.4 计算液压泵需要的电动机功率匀速上升时泵的调整压力为3.8MPa，流量为3.2656L/min,取
11、其效率为 =0.85则所需电动机功率 P=Pb qb/ =3.8x106x3.2656/0.85x60x1000= 243.3 KW按标准选择电动机型号为 其额定功率243.3 kw 1.3.5 液压元件的选择1.4 计算压力损失和压力阀的调整值1.4.1 沿程压力损失 首先要判别管中的流态，设系统采用N32液压油。室温为20时， =1.0x10-4m2/s,所以有；Re为雷诺数，Re=vd/ =3x6x10-3/10x10-5=1802300,管中为层流，则阻力系数 =75/Re=75/180=0.42,若取进、出油管长度均为2m,油液的密度为 =890Kg/m3,则其进、出油路上的沿程压力
12、损失为P1= v2=0.42X X X32=5.61x105Pa=0.561Mpa常用管路的允许流速名称流速/（ m3/s）液压泵吸油管0.61.2压油管中，低压24压油管高压56回油管1.52阀内通道和缩口等6安全阀口或溢流阀口301.4.2局部压力损失 局部压力损失包括管道安装和管接头的压力损失和通过液压阀的局部压力损失，前者视管道具体安装结构而定，一般取沿程压力损失的10，即P2=10P1=0.0481MPa;而后者则与通过阀的流量大小有关，若阀的额定流量和额定压力损失为qn和Pn,则通过阀的流量为q时的阀的压力损失 Pv=Pn(q/qn)2 因为GE系列10mm通径的阀的额定流量为63
13、L/min，叠加阀10mm通径系列的额定流量为30 L/min,而在本系统中通过每一个阀的最大流量仅为4.16 L/min,所以通过整个阀的压力损失很小，且可以忽略不计。故总的压力损失P=P1+P2=0.561+0.0561=0.62MPa原设P=0.8MPa,因为0.62比0.8小，所以液压元件及辅助装置满足要求可以选用。应用计算出来的结果来确定系统中压力的调整值。1.4.3压力阀的调整值 叶片泵系统中卸荷阀的调整值应该满足匀速上升的要求，保证叶片泵向系统供油，因而卸荷阀的调整值应略大于匀速上升时泵的供油压力。 Pb=F/A1+P=1.519x10-2/6361.73x10-6+0.62=3MPa所以卸荷阀的调整压力应取3.1MPa为宜。溢流阀的调整压力应大于调定压力0.30.5MPa，所以取溢流阀调定压力为3.5Mpa。
