某車型液壓絞盤系統(tǒng)研究

1、    某車型液壓絞盤系統(tǒng)研究    范廣龍 席文進(jìn)摘 要：文章根據(jù)整車的總質(zhì)量，通過計(jì)算分析，為車輛選擇合適拉力的絞盤，并校核。關(guān)鍵詞：計(jì)算分析;絞盤;拉力;校核：u467  ：b  ：1671-7988（2020）10-174-03the study of the vehicle hydraulic winch systemfan guanglong， xi wenjin（shaanxi heavy duty automobile co. ltd， shaanxi xian 710200）abstract：&#

2、160;according to the gross quality of the vehicle， through calculation and analysis to choose the advisable winch for the vehicle， then checkout its pull.keywords： calculation and analysis; winch; pull; checkoutclc no.： u467  document code： b  article id：

3、 1671-7988（2020）10-174-031 概述1.1 整車主要參數(shù)整車總質(zhì)量：30000（kg）。1.2 絞盤系統(tǒng)說明絞盤系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，其主要功用是汽車無法移動(dòng)時(shí)，借助絞盤的牽引，使汽車本身（或其他被困車輛）脫離被困區(qū)域。2 絞盤系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了滿足在60%坡道能夠自救或救援（gjb 82a-2009  3.1.12要求），即絞盤設(shè)計(jì)最大牽引力應(yīng)為：根據(jù)整車設(shè)計(jì)方案，絞盤布置在整車中后側(cè)，可前、后出繩，變速器取力，取力器安裝于變速器上。為滿足拉力要求鋼絲繩選用直徑20mm。由gjb 82a-2009可知，鋼絲繩長(zhǎng)度60m，絞

4、盤鋼絲繩纏繞圈數(shù)在3-5層之間，考慮空間布置情況，鋼絲繩選用4層狀態(tài)。自動(dòng)收繩時(shí)，為防止亂繩，絞盤鋼絲繩的布置采用3o原理如圖1。2.1 液壓絞盤技術(shù)概況及工作原理重型高機(jī)動(dòng)液壓絞盤技術(shù)概況如表1所示。液壓絞盤的工作原理：（見圖2），變速器帶動(dòng)取力器，取力器帶動(dòng)油泵工作，油泵的出口高壓油首先通過組合式控制閥打開液壓制動(dòng)器，使卷筒處于松剎狀態(tài);同時(shí)另一路壓力油進(jìn)入葉片馬達(dá)，葉片由于受到進(jìn)出口壓力差的作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動(dòng)雙級(jí)行星減速器旋轉(zhuǎn)，絞盤卷筒開始工作。3 液壓絞盤性能計(jì)算3.1 絞盤容繩量第一層容繩量l1=（d+d） ××z &

5、#160;                （2）第二層容繩量l2=（d+d×3）××z                 （3）第三層容繩量l3=（d+d×5）××z     

6、60;           （4）第四層容繩量l4=（d+d×7）××z                 （5）總?cè)堇K量l=l1+l2+l3+l4             

7、;          （6）d卷筒直徑;d鋼絲繩直徑;z纏繞圈數(shù)lo卷筒寬度;l=（4×d+16×d）××lo/（1.05×d）。根據(jù)縱梁之間距離，以及絞盤本體結(jié)構(gòu)尺寸，通過反復(fù)計(jì)算選定：d=280mm;lo=280mm;得l=60.3m;滿足gjb 82a-2009對(duì)鋼絲繩長(zhǎng)度的要求。3.2 絞盤扭矩m=f×（d+d）/2=22.05kn· m       

8、;             （8）絞盤第一層繩工作需克服扭矩。根據(jù)此參數(shù)確定絞盤其他參數(shù)，由供應(yīng)商匹配計(jì)算如下：3.3 盤卷筒輸入扭矩mo=m/（i×）=0.458kn·m                       &

9、#160;（9）i傳動(dòng)比i=51.8;減速器效率= 0.93。3.4 鋼絲繩工作速度第一層繩速：v=（d+d）××nm/i=6.37m/min                   （10）nm馬達(dá)轉(zhuǎn)速350 r/min。3.5 液壓馬達(dá)流量qm=qm×n/（v×1000）=1.21×10-3m3/s     

10、        （11）qm液壓馬達(dá)排量qm=200ml/rpm;v液壓馬達(dá)容積效率v=0.95。3.6 液壓馬達(dá)扭矩mm=qm×p×m/（2×）= 0.487kn·m                （12）p液壓馬達(dá)壓力p=17mpa;m液壓馬達(dá)機(jī)械效率 m=0.9;mm>mo;故扭矩計(jì)算合理。3.7

11、 齒輪泵匹配計(jì)算由油泵實(shí)際輸出流量=馬達(dá)流量，確定油泵基本參數(shù)。齒輪油泵工作轉(zhuǎn)速按鋼絲繩額定卷繞速度6.37 m/min時(shí)計(jì)算。nb=nmqm/（qb×m1×g×b）                       （13）經(jīng)計(jì)算得到nb=1873qb油泵排量，43×10-6m3/rpm;b油泵容積效率，b=0.92;m1

12、油泵機(jī)械效率，b=0.92;g其它附件效率，g=0.98;nb油泵工作轉(zhuǎn)速，r/min。3.8 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算為保證油泵有足夠的流量，在取力器總速比一定的條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與取力器輸出軸轉(zhuǎn)速有下述關(guān)系：取力器速比ina/nmax=0.84;取i=0.92;na發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速na=2100rpm;nmax連續(xù)壓力下油泵最高轉(zhuǎn)速，2500rpm。i=nin/nout（14）經(jīng)過計(jì)算得到nin=1724（rpm）;nin發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min;nout取力器輸出轉(zhuǎn)速，r/min;即保證額定繩速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)為1724 r/min。3.9 取力器匹配計(jì)算3.9.1 油泵

13、輸入功率計(jì)算ni=p×q0×10-3/                              （15）經(jīng)過計(jì)算得到ni=26.5kw;p油泵工作壓力p=18×106pa;油泵總效率=容積效率×機(jī)械效率;=×m1=0.85;ni油泵輸入功率。3.9.2

14、60;取力器最大輸出功率計(jì)算由3.4得取力器速比i=0.92，確定取力器基本參數(shù)nmax=m×n/（9549）                           （16）經(jīng)過計(jì)算得到nmax=112 kw;m取力器許用扭矩，m=525n·m;nmax取力器實(shí)際輸出功率;由于nmax>>ni，可知

15、取力器具有較大的儲(chǔ)備功率。3.10 絞盤油箱散熱計(jì)算及校核3.10.1 散熱計(jì)算絞盤工作時(shí)發(fā)熱的原因，主要是液壓泵和液壓馬達(dá)的功率損失;絞盤工作時(shí)產(chǎn)生的熱量由系統(tǒng)中的各散熱面散發(fā)到空氣中去，其中液壓油箱各表面是最主要的散熱面。絞盤工作時(shí)溫升的驗(yàn)算是指絞盤連續(xù)工作兩個(gè)循環(huán)后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量和散發(fā)到空氣中的熱量平衡時(shí)，系統(tǒng)油溫不再升高，此時(shí)的油溫不超過允許值。額定工況下的參數(shù)見表2。以液壓油最高使用溫度為校核目標(biāo)則有絞盤工作兩個(gè)工作循環(huán)產(chǎn)生的總熱量：h1=（p1-p2）×2t=2.45 kw.h       

16、;               （17）油箱內(nèi)液壓油的溫度為t1t1-t0=（h1-h2）/cm（18）油箱散熱量：h2=2kat（t-t0）                               （19）通過油箱擺放位置的空間分析得油箱的外形尺寸如表3。3.1