壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 緒論1.1壓縮式垃圾車的背景介紹及研究意義我國早期城市收集街道、物業(yè)小區(qū)等地方的垃圾主要是靠人工手推車和普通垃圾運(yùn)輸 車。此種垃圾運(yùn)輸方式存在一定弊端：一是手推車等落后的運(yùn)輸方式工作效率低又與現(xiàn)代 化城市極不相稱，二是在運(yùn)輸過程中易產(chǎn)生二次污染。因此，這種垃圾收運(yùn)方式已經(jīng)落 后。早在 20 世紀(jì) 80 年代中期，我國在引進(jìn)國外技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出后裝壓縮式垃圾車。由 于這種垃圾車較其他運(yùn)輸車輛具有垃圾壓縮比高、裝載量大、密閉運(yùn)輸、消除了垃圾運(yùn)輸 過程中的二次污染等優(yōu)勢，而得到快速發(fā)展，市場不斷擴(kuò)大，種類和型號逐漸豐富，成為 現(xiàn)代城市垃圾收集、清運(yùn)的重要的專業(yè)化運(yùn)輸與作業(yè)

2、車輛。壓縮式垃圾車由密封式垃圾廂、液壓系統(tǒng)和操作系統(tǒng)組成。整車為全密封型，自行壓 縮、自行傾倒、壓縮過程中的污水全部進(jìn)入污水廂，較為徹底的解決了垃圾運(yùn)輸過程中的 二次污染問題，關(guān)鍵部位采用優(yōu)質(zhì)的部件，具有壓力大、密封性好、操作方便、安全等優(yōu) 點(diǎn)。按照垃圾裝載機(jī)構(gòu)的設(shè)置部位，垃圾車可分為前裝式、側(cè)裝式和后裝式；按垃圾裝載 后的狀態(tài)，垃圾車又可分為壓縮式和非壓縮式兩種。后裝式壓縮垃圾車又稱為壓縮式垃圾 車，它是收集、中轉(zhuǎn)清運(yùn)垃圾，避免二次污染的新型環(huán)衛(wèi)車輛，在國外使用最為廣泛。利 用后裝裝置與垃圾桶或垃圾斗對接，一起組合成流動垃圾中轉(zhuǎn)站，實(shí)現(xiàn)一車多用、垃圾無 污染以及收集清運(yùn)。有效地防止了收集、運(yùn)

3、輸過程中垃圾的散落、飛揚(yáng)造成的污染。提高 勞動效率，減輕勞動強(qiáng)度，是一種新型理想的環(huán)衛(wèi)專用車。壓縮式垃圾車借助機(jī)、電、液 聯(lián)合自動控制系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)及手動操作系統(tǒng)。通過車廂、填裝器和推板的專用裝 置，實(shí)現(xiàn)垃圾倒入、壓碎或壓扁、強(qiáng)力裝填，把垃圾擠入車廂并壓實(shí)以及垃圾推卸的工作 過程。壓縮式垃圾車?yán)占绞胶啽?、高效；壓縮比高、裝載量大；壓縮式垃圾車作業(yè) 自動化；動力性、環(huán)保性好；壓縮式垃圾車上裝制作部分大部分采用沖壓成型零部件，重 量輕，整車?yán)眯矢?；具有自動反?fù)壓縮以及蠕動壓縮功能；壓縮式垃圾車?yán)鴫簩?shí)程 度、垃圾收集、卸料裝車和垃圾站占地等方面均優(yōu)于其他類型垃圾壓縮站成套設(shè)備。目

4、前國內(nèi)使用較多的是側(cè)裝非壓縮式垃圾車，但是，隨著垃圾中塑料、紙張等低比重 物含量的增加，非壓縮的裝載方式已顯得不經(jīng)濟(jì)，一些城市開始使用后裝壓縮式垃圾車， 而且已呈不斷上升趨勢，有關(guān)主管部門也將后裝壓縮式垃圾車列為今后城市垃圾車發(fā)展的 方向。1.2 國內(nèi)外研究狀況和研究成果國內(nèi)后裝式壓縮垃圾車液壓系統(tǒng)的控制大多數(shù)采用手動和遙控器操作，存在勞動強(qiáng)度 大，工作效率底，性價比低，而且容易發(fā)生因誤操作而導(dǎo)致的垃圾車部件損壞和人身事故 等缺點(diǎn)。隨著新技術(shù)的快速發(fā)展，我國已研發(fā)出由液壓系統(tǒng)及PLC 控制系統(tǒng)控制的壓縮式垃圾車，該系統(tǒng)由汽車取力器帶動的齒輪油泵為液壓動力源，進(jìn)料、卸料均采用液壓控 制，具有廂體

5、密封性能好，不外漏垃圾和污水，沒有二次污染的特點(diǎn)。此壓縮式垃圾車的 設(shè)計(jì)有助于提高我國垃圾車的自動化水平。國內(nèi)，幾乎所有的壓縮式垃圾車都是采用定型的載貨汽車底盤進(jìn)行改裝，如東風(fēng)牌、 解放牌底盤等。國外，超過 90%的垃圾車也是使用傳統(tǒng)柴油引擎驅(qū)動的定型卡車底盤改裝 的。車廂設(shè)計(jì)為框架式鋼結(jié)構(gòu)，頂板和左右側(cè)板均用槽鋼型加強(qiáng)筋加強(qiáng)。采用液壓系統(tǒng)助 力的裝卸機(jī)構(gòu)，雙向循環(huán)壓縮。一般具有手動和自動兩個操作系統(tǒng)，并采用液壓鎖定密封 技術(shù)，保證操作安全和避免裝運(yùn)垃圾過程中漏水。有的還裝有后監(jiān)視器，油門加速器等。此種壓縮式垃圾車通過液壓系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)來完成整個垃圾的壓縮和裝卸過程，其液壓系統(tǒng)及操作系統(tǒng)必

6、然對垃圾車的安全性、可靠性和方便性帶來影響。因此，改進(jìn)和 完善液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)是設(shè)計(jì)人員比較關(guān)心的問題。同時，采用PLC 控制的壓縮式垃圾車是目前我國垃圾車實(shí)現(xiàn)自動化控制的一個主要途徑。在同類產(chǎn)品中，德國 FAUN 公司生產(chǎn)的壓縮式垃圾車采用雙向壓縮技術(shù)。卸料推板推 出后并不收回，而是依靠垃圾裝填過程中的推力將其壓回；同時在推板油缸上設(shè)一背壓， 這樣垃圾在開始裝填過程中就得到了初步壓縮。隨著垃圾的不斷裝入，垃圾逐漸地高密度 地、均勻地被壓實(shí)在車廂中直至裝滿車廂，這就解決了以前開發(fā)的垃圾車在壓縮時中部壓 得較實(shí)而前端垃圾較松散的問題。后裝壓縮式垃圾車集自動裝填與壓縮、密封運(yùn)輸和自卸為一體，克服

7、了擺臂式、側(cè)裝 式等型式的垃圾車容量小、可壓縮性差和容易產(chǎn)生飄、灑、撒、漏二次污染的缺點(diǎn)，自動 化程度高，提高了垃圾運(yùn)載能力，降低了運(yùn)輸成本，是收集、運(yùn)輸城市生活垃圾的理想工 具，是垃圾車的發(fā)展趨勢。然而我國對于后裝壓縮式垃圾車的核心部件裝填機(jī)構(gòu)的研究較 少，產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是采用經(jīng)驗(yàn)取值或測繪的方法，在很大程度上限制了產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)水平 的提高。后裝壓縮式垃圾車結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。1、推板 2、廂體 3、填料器圖 1.1 后裝壓縮式垃圾車1.3 壓縮式垃圾車的液壓系統(tǒng)介紹一般壓縮式垃圾車中液壓系統(tǒng)的工作壓力設(shè)定為16MPa。為保證系統(tǒng)工作可靠，增加了單向節(jié)流閥和單作用平衡閥等安全控制裝置。部分

8、閥塊可采用模塊化集成設(shè)計(jì)以簡化連 接管路。 根據(jù)操縱形式不同可選擇手動控制或電動控制。 后裝壓縮式垃圾車液壓原理圖如 圖 1.2 所示。壓縮式垃圾車的裝填機(jī)構(gòu)工作原理：在液壓系統(tǒng)的作用下，通過電控氣動多路換向閥 的換向，實(shí)現(xiàn)滑板的升降和刮板的旋轉(zhuǎn)，控制滑板和刮板的各種動作，將倒入裝載箱裝填 斗的垃圾通過裝填機(jī)構(gòu)的掃刮，壓實(shí)并壓入車廂；當(dāng)壓向推板上的垃圾負(fù)荷達(dá)到預(yù)定壓力 時，由于推板油缸存在有背壓，液壓系統(tǒng)會使推板自動向車廂前部逐漸移動，使垃圾被均 勻地壓縮。舉升缸采用單作用平衡閥控制填塞器的舉升，推鏟缸采用單向節(jié)流閥來進(jìn)行流 量控制。液壓系統(tǒng)中核心元件采用的是電控氣動多路換向閥（原理如圖1.3

9、 所示），是用在工程機(jī)械中的普通多路換向閥的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，與傳統(tǒng)的油路塊集裝式電磁閥相比，具 有耐顛簸、密封性好以及占地空間小等特點(diǎn)。并且，本電磁多路換向閥加大了中位的卸荷 通道，減少了系統(tǒng)的發(fā)熱。此外該液壓系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)：（a）為了避免油管意外爆破的隱患，提升垃圾斗油缸設(shè)置了液壓鎖，提高了安全性；（b）舉升油缸加長了行程，用來開關(guān)填料器與車箱體之間的鎖鉤，從而使得填料器在降下之后被自動鎖緊；（c）為了實(shí)現(xiàn)推板邊夾邊退的功能，利用液壓小孔節(jié)流原理，使推板油缸產(chǎn)生反向壓力，而反向壓力由滑 板油路來控制，因此不影響推板油缸的自由進(jìn)退；（d）考慮到壓縮式垃圾車工作的間歇性，減小了液壓油箱體積

10、，常規(guī)油箱是油泵流量的10 倍，本油箱減少了一半，減少了其液壓油的用量。操作控制系統(tǒng)是壓縮式垃圾車用來完成垃圾的裝卸、壓縮以及收運(yùn)的關(guān)鍵。系統(tǒng)中采 用壓力繼電器來檢測各個動作的位置，并控制動作的銜接。采用電動控制系統(tǒng)操作簡單， 易于實(shí)現(xiàn)集成化設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是電動控制操作采用的是電控氣動多路換向閥，價格較高，需 要防水。圖 1.2 后裝壓縮式垃圾車液壓原理圖目前，壓縮式垃圾車主要適用于我國城鎮(zhèn)散裝、袋裝垃圾的集中收集和運(yùn)輸。采用PLC 技術(shù)應(yīng)用于壓縮式垃圾車的改造，可有效實(shí)現(xiàn)整個垃圾裝卸過程的自動化，也是提高 工作效率、降低成木、減輕工人勞動強(qiáng)度和安全操作的有效途徑之一。大力發(fā)展壓縮式垃 圾車將是今

11、后城市環(huán)境衛(wèi)生業(yè)的必然趨勢。1 換向閥；2，3 溢流閥；4單向閥；5 連接螺栓圖 1.3 多路換向閥結(jié)構(gòu)原理圖2 液壓系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)液壓缸的工況參數(shù)見表2.1表 2.1 各液壓缸的工況參數(shù)液壓缸名稱升降速度（mm/s）行程（mm）啟、制動時間（s）滑板缸12010001刮板缸12010001舉升缸15012001推鏟缸20020001滑板重150kg刮板重200kg推鏟重300kg可載垃圾質(zhì)量3000kg廂體容積8m3填料槽容積0.8m3填料槽可裝垃圾質(zhì)量300kg液壓系統(tǒng)工作壓力16MPa3 制定系統(tǒng)方案和擬定液壓原理圖3.1 液壓系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)要求液壓傳動是借助于密封容器內(nèi)液體的加壓

12、來傳遞能量或動力的。一個完整的液壓系統(tǒng) 由能源裝置、執(zhí)行裝置、控制調(diào)節(jié)裝置及輔助裝置四個部分組成。在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，采用 液壓泵作為系統(tǒng)的能源裝置，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體壓力能；采用液壓缸作為執(zhí)行裝置，將 液體壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在它們之間通過管道以及附件進(jìn)行能量傳遞；通過各種閥作為 控制調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行流量的大小和方向控制。通常液壓系統(tǒng)的一般要求是：1） 保證工作部件所需要的動力；2） 實(shí)現(xiàn)工作部件所需要的運(yùn)動，工作循環(huán)要保證運(yùn)動的平穩(wěn)性和精確性；3） 要求傳動效率高，工作液體溫升低；4） 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作安全可靠，操作容易，維修方便等。同時，在滿足工作性能的前提下，應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)及滿足環(huán)保要求。

13、液壓油是液壓傳動系統(tǒng)中傳遞能量和信號的工作介質(zhì)，同時兼有潤滑、沖洗污染物 質(zhì)、冷卻與防銹作用。液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性、準(zhǔn)確性和靈活性，在很大程度上取決于工 作介質(zhì)的選擇與使用是否合理。由于本系統(tǒng)是普通的傳動系統(tǒng)，對油液的要求不是很高， 因此選用普通礦物油型液壓油。本液壓系統(tǒng)通過對負(fù)載力和流量的初步估算，初步定為中等壓系統(tǒng)，即為P=16MPa。3.2 制定系統(tǒng)方案在液壓系統(tǒng)的作用下，通過電控氣動多路換向閥的換向，實(shí)現(xiàn)滑板的升降和刮板的旋 轉(zhuǎn)，控制滑板和刮板的各種動作， 將倒入裝載箱裝填斗的垃圾通過裝填機(jī)構(gòu)的掃刮， 壓實(shí) 并壓入車廂；當(dāng)壓向推板上的垃圾負(fù)荷達(dá)到預(yù)定壓力時，由于推板缸存在有背壓，液壓系

14、 統(tǒng)會使推板自動向車廂前部逐漸移動，使垃圾被均勻地壓縮。舉升缸采用單作用平衡閥控 制填塞器的舉升。推鏟缸采用單向節(jié)流閥來進(jìn)行流量控制。液壓系統(tǒng)中核心元件采用的是電控氣動多路換向閥，是用在工程機(jī)械中的普通多路換 向閥的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，與傳統(tǒng)的油路塊集裝式電磁閥相比，具有耐顛簸、密封性好以 及占地空間小等特點(diǎn)。3.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖通過上述對執(zhí)行機(jī)構(gòu)、基本回路的設(shè)計(jì)，將它們有機(jī)的結(jié)合起來，再加上一些輔助元 件，便構(gòu)成了設(shè)計(jì)的液壓原理圖。見圖 3.1圖 3.1 液壓系統(tǒng)原理圖此外，由于系統(tǒng)有很多電磁鐵的使用，電磁鐵工作順序表如下表3.1表 3.1 電磁鐵順序動作表DT1DT2DT3DT4DT5

15、DT6DT7DT8DT9DT10滑板缸升起+刮板抬起+滑板落下+刮板收緊+滑板刮板急停+填塞器舉起+填塞器復(fù)位+推卸垃圾+推鏟復(fù)位+4 液壓缸的受力分析及選擇4.1 滑板缸的受力分析及選擇1.活塞伸出時，受力分析如圖 4.14.2總重力G1= G刮+G滑=（m刮+m滑）g = （200+150） 10 = 3500N式中：G刮一刮板的重力（N）;G滑一滑板的重力（N）滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力 fif1=y1cos45 = 0.1 3500 Cos4S = 247.5N式中：f1滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）;廠滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取卩=0.1 ）。0.12 01活塞伸出時的慣性力 F

16、iiFii= （m刮+m滑）aii= （200+150） 32 = 42N則活塞伸出時，作用在活塞上的合力F1為F1= G1sin45。+ f1+ F11= 3500 矽 n45。+247.5+42 = 2764N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為式中：nm液壓缸的機(jī)械效率（由文獻(xiàn)1，表 37.7 6,取nm= 0.9）取回油壓力 P2= 0 ,貝 U F1RnD2nm4所以，D4穿 16 1060.911.1mm圖 4.1 滑板缸活塞伸岀時的受力分析圖 4.2 滑板缸活塞伸岀時的工況分析2.活塞縮回時，受力分析如圖 4.3 4.4總重力G1= G刮+G滑+ G垃=（m刮+m滑+m垃

17、）g=（200+150+300）W= 6500N滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力 f1為 。 。f1=（1G1cos45 = 0.1 6500 Cos45 = 460N活塞縮回時的慣性力 FI為Fi=（m刮+m滑+ m垃）ai1=（200+150+300）0.X2 = 78N則活塞縮回時，作用在活塞上的合力F；為F= G1Sin45 + Fi f1= 6500 &n45。+78 460 = 4214N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為圖 4.3 滑板缸活塞縮回時的受力分析圖 4.4 滑板缸活塞縮回時的工況分析活塞慣性加速度aI1VtVo0.12當(dāng)液壓缸的工作壓力 P7MPa 時，活塞桿直徑 d

18、 = 0.7D，因此，可得 D = 19.1mm。比較活塞伸出和縮回兩種情況，取較大者 D = 19.1mm。選取標(biāo)準(zhǔn)液壓缸：UY 系列液壓缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)） UY 40/28，具體參數(shù)見表 4.1。表 4.1 UY 40/28 參數(shù)缸徑桿徑推力拉力最大行程$ 40mm$ 28mm20.11KN10.26KN12000mm4.2 刮板缸的受力分析及選擇1.活塞伸出時，受力分析如圖 4.5 4.6G2= G刮=m刮g = 200 W = 2000N式中：G刮一刮板的重力（N）?；瑝K與導(dǎo)軌之間的摩擦力 f2f2=yGcos45 = 0.1 2000Cos45 = 141.4N式中：

19、f2滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）；廠滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取卩=0.1 ）?；钊斐鰰r的慣性力 FI2為FI2= m刮ai2= 200為.12 = 24N則活塞伸出時，作用在活塞上的合力 F2為F2= G2Si n45 + FI2- f2=2000冶i n45。+24 - 141.4=1297N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為（由文獻(xiàn)1，表 37.7 6,取nm= 0.9）。取回油壓力 P2= 0總重力活塞慣性加速度3I2 寧!汙0.收 2式中：nm液壓缸的機(jī)械效率則F2R -D2nm所以，D44F2.Pnnm41297- 27.6mm 16 106-0.9圖 4.5

20、刮板缸活塞伸岀時的受力分析圖 4.6 刮板缸活塞伸岀時的工況分析滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力 f2為f2=Gcos45 = 0.1 5000 Cos45 = 353.6N活塞縮回時的慣性力FJ 為F12= （m刮+ m垃）ai2= （200+300） 0.12 = 60N垃圾與廂壁之間的摩擦力 f垃圾為f垃圾二（JIG垃cos45 = 0.32 3000Cos45 = 678.8N式中：小一垃圾與廂壁之間的摩擦因數(shù)（工程塑料與鋼，取=0.32）。則活塞縮回時，作用在活塞上的合力F2為F2= G2sin45 +F12+f2+ f垃圾=5000 冶 in 45。+60+353.6+678.8 = 462

21、8N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為取回油壓力 P2= 0則 F2R （D2d2）n所以，4當(dāng)液壓缸的工作壓力 P 7MPa 時，活塞桿直徑 d = 0.7D。因此，可得 D = 20mm。圖 4.7 刮板缸活塞縮回時的受力分析圖 4.8 刮板缸活塞縮回時的受力分析比較活塞伸出和縮回兩種情況，取較大者D=20mm。選取標(biāo)準(zhǔn)液壓缸：UY 系列液壓缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)）UY 40/28,具體參數(shù)見表 4.1。4.3 舉升缸的受力分析及選擇1.活塞伸出時，受力分析如圖 4.9 4.10?？傊亓3=G刮+G滑+2G刮缸+2G滑缸+G廂板式中：G刮一刮板的重力（N）;G滑一滑板

22、的重力（N）;G刮缸一刮板缸的重力（N）;G滑缸一滑板缸的重力（N ）。因?yàn)楣伟甯缀突甯锥歼x取的是 UY 40/28,所以估算 G刮缸=G滑缸=102N 式中：G廂板一填2.活塞縮回時，受力分析如圖G2= G刮+ G垃4.74.8總重力= （m刮+m垃） g =（200+300）10 = 5000N料器的廂板重（N）， 估算 G廂板=4150N。G3= G刮+G滑+2G刮缸+2G滑缸+G廂板=2000+1500+4 02+4150 = 8058N滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力 f3為活塞伸出時的慣性力 FI3為FI3=（m刮+m滑+4m缸+m廂板）ai3=（200+150+4X10.2+415）0.

23、15 = 120.87N則活塞伸出時，作用在活塞上的合力F3為F3= G3sin75 + FI3+ f3=8058Xi n75。+120.87+208.6 = 8113N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為式中：nm液壓缸的機(jī)械效率（由文獻(xiàn)1，表 37.7 6，取nm=0.9）取回油壓力 P2= 0,貝 U FaRnD2nm4|4 竺所以，D J- 廠2- 19mm PnnmM6 1 060.9圖 4.9 舉升缸活塞伸岀時的受力分析圖 4.10 舉升缸活塞伸岀時的工況分析2 活塞縮回時，受力分析如圖4.11 4.12總重力G3= G刮+G滑+4G液壓缸+G廂板=2000+1500+4X

24、02+4150 = 8058N式中：G刮一刮板的重力（N）;G滑一滑板的重力（N）;G液壓缸一刮板缸和滑板缸的總重力（N）;因?yàn)楣伟甯缀突甯锥歼x取的是 UY 40/28,所以估算 G液壓缸=102N 式中：G廂板一填料器的廂板重（N）。 估算 G廂板=4150N 滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力 f3為f3=yGcos75 = 0.1 8058 Cos75 = 208.6N式中：f3滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）;廠滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取卩=0.1 ）?；钊麘T性加速度ai3VtV。tOF%0.15 01f3=yGcos75 = 0.1 8058 os75 = 208.6N式中：f3一滑塊與

25、導(dǎo)軌之間的摩擦力（N）;廠滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取卩=0.1）活塞縮回時的慣性力 FI3為F13=（m刮+m滑+4m缸+m廂板）ai3=（200+150+4X10.2+415） X0.15 = 120.87N則活塞縮回時，作用在活塞上的合力F3為F3= G3sin 75 +F13 f3=8058 X5i n75。+120.87-208.6 = 7696N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為取回油壓力 P2= 0,貝UF3Pn（ D2d2）nm所以，4當(dāng)液壓缸的工作壓力 P7MPa 時，活塞桿直徑 d = 0.7D。因此，可得 D = 25.8mm。比較活塞伸出和縮回兩種情況

26、，取較大者D = 25.8mm。選取標(biāo)準(zhǔn)液壓缸：UY 系列液壓缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)）UY 40/28,具體參數(shù)見表 4.1。圖 4.11 舉升缸活塞縮回時的受力分析圖 4.12 舉升缸活塞縮回時的工況分析4.4 推鏟缸的受力分析及選擇1 推鏟伸出時，受力分析如圖 4.134.14垃圾與廂體間的摩擦力 f垃圾為f垃圾=（1G垃=0.32X0000 = 9600N式中：小一垃圾與廂體之間的摩擦因數(shù)（工程塑料與鋼，取=0.32）。推鏟與廂體間的摩擦力 f推鏟為f推鏟=G推鏟=0.1X000 = 300N式中：卩一推鏟與廂體之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取卩=0.1 ）。推鏟的慣性加速度aI4計(jì)

27、巴 鳥衛(wèi) 0.2%2推鏟伸出時的慣性力 FI4為FI4= （m推鏟+m垃圾）aI4=（300+3000） X0.2 = 660N則推鏟伸出時，作用在活塞上的合力F4為F4= f垃圾+ f推鏟+ FI4=9600+300+660=10560N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為式中：nm液壓缸的機(jī)械效率（由文獻(xiàn)1，表 37.7 6，取nm= 0.9）。取回油壓力 P2= 0,貝 U F4RnD2nm42 推鏟縮回時，受力分析如圖4.154.16推鏟與廂體間的摩擦力 f推鏟為f推鏟=G推鏟=0.13000 = 300N式中：廠推鏟與廂體之間的摩擦因數(shù)（鋼與鋼，取 卩=0.1 ）。推鏟伸出時

28、的慣性力 FI4為FI4= m推鏟ai4= 3003.2 = 60N則推鏟伸出時，作用在活塞上的合力F4為F4= f推鏟+ Fi4= 300+60 = 360N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程為取回油壓力 P2= 0，貝 UF4Rn（D2d2nm，所以可得下式4當(dāng)液壓缸的工作壓力 P7MPa 時，活塞桿直徑 d=0.7D。因此，可得 D=7.9mm。比較活塞伸出和縮回兩者情況，取較大者 D=30.6mm,選取標(biāo) 準(zhǔn)液壓缸：UY 系列液壓缸（天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司生產(chǎn)）UY 40/28,具體參數(shù)見 表 4.1o圖 4.15 推鏟缸活塞縮回時的受力分析圖 4.16 推鏟缸活塞縮回時的受

29、力分析5 液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動循環(huán)圖圖5.1滑板缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動循環(huán)圖 圖5.2刮板缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動循環(huán)圖 圖5.3 舉升缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動循環(huán)圖 圖 5.4 推鏟缸的負(fù)載循環(huán)圖和運(yùn)動循環(huán)圖6 液壓泵的選用所以，D4F4.pnnm4 1056016 1060.930.6mm圖 4.13 推鏟缸活塞伸岀時的受力分析圖 4.14 推鏟缸活塞伸岀時的工況分析在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)備的工作情況和其所需要的壓力、流量和工作穩(wěn)定性等來確定泵的類型和具體規(guī)格。泵的流量由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大流量決定，即式中：Vmax活塞最大速度（m/S）；qmax液壓缸的最大流量（L/min）；Amax最

30、大有效面積（m3）；n容積效率（當(dāng)選用彈性體密封圈時，n1。由于所有的液壓缸均采用 UY 40/28,則液壓缸的最大面積為因此，由式（6.1）得式中：q舉升一舉升缸的流量（L/min）。液壓泵的供給流量為式中：K泄漏系數(shù)，K=1.2。由參考文獻(xiàn)7,表 2.135,選用 JB 系列徑向柱塞泵。參數(shù)見表 6.1表 6.11JB 30 液壓泵的性能參數(shù)公稱排量額定壓力最高壓力最高轉(zhuǎn)速輸入功率容積效率29.4ml/r32MPa35MPa1000r/mi n15.4KW95%7 電動機(jī)的選擇根據(jù)工況，電動機(jī)的額定功率 PePz,且電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速與泵的額定轉(zhuǎn)速必須配合 電動機(jī)軸上負(fù)載所需功率為Pz=KP驅(qū)

31、=1.10 為 5.4=16.94kW式中：K 余量系數(shù)，K=1.10;P驅(qū)一液壓泵所需要的輸入功率（kW ）。由參考文獻(xiàn)1，附表 40-1,選用丫系列電動機(jī)，參數(shù)見表 7.1。表 7.1Y200L1 6 電動機(jī)性能參數(shù)額定功率電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)最大轉(zhuǎn)矩qmaxVmaxAmax(6.1)18.5KW37.7A980r/mi n89.8%0.832.0Nm8 液壓輔件的選擇8.1 液壓油N46 普通液壓油 YA N46 （原牌號：30）,參數(shù)見表 8.1表 8.1 YA N46 液壓油參數(shù)運(yùn)動粘度（40C）（mm2/s）粘度指數(shù)凝點(diǎn)（C） 抗磨性（N）密度(kg/m3)4690-1080090

32、08.2油箱焊接件，具體尺寸見第9 章。8.3液位計(jì)YWZ-150 承受壓力：0.1 0.15MPa 溫度范圍：-20100C8.4回油過濾器YLH 型箱上回油濾油器YLH25X15,參數(shù)見表 8.2。表 8.2 YLH 25X15 回油濾油器參數(shù)通徑流量過濾精度公稱壓力最大壓力損失連接方濾芯型號(mm)(L/min)(卩m)(MPa)(MPa)式1525101.60.35螺紋HX25X158.5 空氣過濾器EF 系列空氣過濾器 EF3 40，參數(shù)見表 8.3表 8.3 EF3 40 空氣過濾器參數(shù)加油流量 L/min空氣流量 L/min油過濾面積 cm2油過濾精度卩m空氣過濾精度ym210.

33、1701800.27930408.6 吸油過濾器YLX 型箱上吸油過濾器 YLX 25X15,參數(shù)見表 8.4表 8.4 YLX 25X15 吸油過濾器參數(shù)通徑公稱流量過濾精度允許最大壓力損失連接方式濾芯型號mmL/minmMPa1525800.03螺紋X-X-25X158.7 液壓泵JB 系列徑向柱塞泵1JB 30,參數(shù)見表 8.5。表 8.5 1JB 30 徑向柱塞泵參數(shù)公稱排量 ml/r額定壓力 MPa最高壓力 MPa最高轉(zhuǎn)速 r/mi n輸入功率 KW容積效率29.43235100015.495%8.8 多路換向閥ZFS 系列多路換向閥 ZFS101,參數(shù)見表 8.6表 8.6 ZFS

34、101 多路換向閥參數(shù)通徑 mm額疋流量 L/mi n額疋壓力 MPa1040168.9 單向節(jié)流閥MK 系列單向節(jié)流閥 MK8G1.2，參數(shù)見表 8.7。表 8.7MK8G1.2 單向節(jié)流閥通徑 mm最高工作壓力MPa流量調(diào)節(jié)范圍 L/mi n最小穩(wěn)定流量 L/mi n831.52 3028.10 溢流閥直動式溢流閥DT-02-H-22 , 參數(shù)見表 8.8。表 8.8DT-02-H-22 直動式溢流閥參數(shù)通徑 in最大工作壓力 MPa最大流量 L/min調(diào)壓范圍 MPa 質(zhì)量 kg0.2521167.0 211.58.11 單作用平衡閥FD 系列單作用平衡閥 FD6-A10，參數(shù)見表 8.

35、9。表 8.9 FD6-A10 單作用平衡閥參數(shù)通徑額疋流量調(diào)壓范圍控制壓力開啟壓力質(zhì)量mmL/minMPaMPaMPakg6400.3-31.52-31.50.278.12 并聯(lián)多路換向閥組ZFS 系列多路換向閥 ZFS101，參數(shù)見表 8.6|8.13 氣缸普通氣缸 DNC-25-50，參數(shù)見表 8.10。表 8.10 DNC-25-50 普通氣缸參數(shù)活塞直徑 mm活塞桿直徑 mm推力 N拉力 N許用徑向負(fù)載 N扭矩 Nm5025483415350.858.14 兩位三通電磁氣閥普通兩位三通電磁氣閥Q23XD-10-DC24V，參數(shù)見表 8.11表 8.11 Q23XD-10-DC24V

36、參數(shù)工作壓力范圍介質(zhì)溫度公稱通徑接管螺紋額疋流量額定壓降MPaCmmL/minKPa01.656010M18X1.52300158.15 消聲器LFU 1/2 安裝位置：垂直方向 i5參數(shù)見表 8.12。表 8.12 LFU 1/2 消聲器參數(shù)氣接口 in額疋流量 L/mi n輸入壓力 MPa消聲效果 dB安裝形式G1/260000 1.640螺紋8.16 氣源處理三聯(lián)件GC 系列三聯(lián)件 GC300 10MZC，參數(shù)見表 8.13?？諝膺^濾器 GF300-10 減壓閥 GR300-10 油霧器 GL300-10表 8.13GC300 10MZC 氣源處理三聯(lián)件參數(shù)調(diào)壓范圍使用溫度濾水杯容量給水

37、杯容量濾芯精度質(zhì)量MPaCmlmlmg0.15-1.556040754013008.17 球閥（截止閥）JZQF20L,參數(shù)見表 8.14。表 8.14 JZQF20L 參數(shù)公稱壓力 MPa公稱通徑 mm連接形式2120螺紋8.18 電磁換向閥3WE56.0/W220-50,參數(shù)見表 8.15。表 8.15 3WE56.0/W220-50 參數(shù)通徑 mm額定壓力 MPa流量 L/min525148.19 壓力表彈簧管壓力表丫-60 測量范圍：025MPa8.20 微型高壓軟管接頭總成HFP1-H2-P-M18，參數(shù)見表 8.16。表 8.16 HFP1-H2-P-M18 參數(shù)公稱通徑 mm工作

38、壓力 MPa工作溫度C推存長度 mm螺紋尺寸1025-3080320M18X1.58.21 測壓接頭JB/T966-ZJ 丄 20-M30 管子外徑：20mm8.22 球閥（截止閥）JZQF20L，參數(shù)見表 8.14。8.23 壓力繼電器柱塞式壓力繼電器HED1OA20/35L24，參數(shù)見表 8.17。表 8.17HED1OA20/35L24 參數(shù)額定壓力 MPa復(fù)原壓力 MPa動作壓力 MPa切換頻率（次/min）切換精度350.6-29.52-3550小于調(diào)壓的1 %8.24 液壓管路的選擇8.24.1 吸油管路的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 4可知，吸油管內(nèi)液壓油的流速 v 0.5 2m/s 取

39、2m/s 吸油管內(nèi)的流量 q = 27.216L/min = 4.536 10 改 m3/s因?yàn)閝 VA-D2V,所以 D 曽4 4.536 10 416.99mm查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見表 8.18。表 8.18 標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸公稱內(nèi)徑 mm內(nèi)徑 mm增強(qiáng)層外徑 mm成品軟管外徑 mm1918.6 19.824.6 26.229.4 31.08.24.2 壓油和回流管路的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 4可知，壓油管內(nèi)液壓油的流速 v 2.5 6m/s 回流管內(nèi)液壓油的 流速 v 1.5 3m/s 由于所選液壓缸均為雙作用液壓缸，所以壓油和回流管路應(yīng)按最大值 選取。1.推鏟缸壓油管路的選擇0.2 0.04

40、242.5 104m3/s 15L/min1查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見表8.19表 8.19 標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸推鏟缸所需流量VAqv取 v = 4m/s ，則8.92mm4 2.5 1044公稱內(nèi)徑 mm 內(nèi)徑 mm增強(qiáng)層外徑 mm成品軟管外徑 mm2.舉升缸壓油管路的選擇3.滑板缸壓油管路的選擇4.刮板缸壓油管路的選擇查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見表 8.19。9 油箱的設(shè)計(jì)油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油外，還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀固體雜質(zhì)等作 用。按照油箱液面與大氣是否相通，可分為開式油箱和閉式油箱。開式油箱應(yīng)用最廣，油 箱內(nèi)的109.310.114.5 15.719.1 20.6舉升缸所需流量V

41、Aq0.15 0.042-4- 1.88 104m3/s111.3L /min取 v = 3m/s,貝 U4倔1048.93mm3查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見表8.19?；甯姿枇髁縑Aq20.120.042411.5 104m3/s9L / min取 v = 3m/s,貝 U4 1.5 1047.98mm查表得到標(biāo)準(zhǔn)軟管尺寸，見表8.19。刮板缸所需流量qVA0.12 -410.0421.5 104m3/s9L /min取 v = 3m/s,貝 UD ?1047.98mm液面與大氣相通，結(jié)構(gòu)簡單，不用考慮油箱充氣壓力等問題，故本系統(tǒng)采用開式油箱。油箱中應(yīng)安裝相應(yīng)的輔件，如熱交換器、空氣濾清器、

42、過濾器以及液位計(jì)等。9.1油箱的有效容積的計(jì)算在初步設(shè)計(jì)時，油箱的有效容量可按公式（9.1）進(jìn)行計(jì)算。V=mqp（9.1）式中：V油箱的有效容量（L）；qp液壓泵的流量（L/min）；m經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，工程機(jī)械中 m = 25。所以，V = mqp= 3 忽 8.812 = 86.436L = 0.0864m39.2 油箱體積的確定根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，油液一般裝滿油箱的80%，采用六面體油箱，并且長、寬以及高的比例為 1:1: 1。即V 0.8V實(shí)際式中：V 油箱的有效容量（m3）;V實(shí)際一油箱的實(shí)際體積（m3）。所以V實(shí)際1.25V1.25 0.0864 0.108m3所以，長、寬、高3V實(shí)際-30

43、.108 0.476m為提高其散熱能力，適當(dāng)增大油箱容積，圓整后，取長=寬=高=520mm因此，油箱的尺寸為：520X520020 （ mm3）10 液壓閥臺的設(shè)計(jì)10.1 閥塊結(jié)構(gòu)的選擇閥塊的材料一般為鑄鐵或鑄鋼，低壓固定設(shè)備可用鑄鐵，高壓強(qiáng)振場合多用鍛鋼，本 系統(tǒng)中的閥塊采用鑄鐵材料。根據(jù)本系統(tǒng)液壓閥件的數(shù)量和安裝位置要求，設(shè)計(jì)成一個整體閥塊，閥塊上設(shè)有公共 進(jìn)油孔和公共回油孔。（見閥塊零件圖GCS 03） 10.2 閥塊結(jié)構(gòu)尺寸的確定閥塊是液壓系統(tǒng)的重要部件，閥座是其主體，由于閥座是各類閥的安裝體，所以其加 工精度要求很高。由于座體上要加工各類閥口以及聯(lián)接孔口，故設(shè)計(jì)時則必須考慮到加工

44、時各孔口不得有位置上的沖突，同時應(yīng)相通的孔口必須保證相通，不相通的孔口絕對不可 相通，且相臨的孔口之間應(yīng)有一定的距離。一般在中低壓力下，為保證孔壁強(qiáng)度，相臨的 不相通的孔口間最小壁厚不得小于 5 毫米，否則孔壁就有可能在壓力沖擊下崩潰，使壓力 油進(jìn)入其他孔道，系統(tǒng)將會出現(xiàn)不可預(yù)見性事故。閥座在設(shè)計(jì)安裝時應(yīng)綜合考慮多方面因素。主要是，重要尺寸設(shè)計(jì)時，尊重設(shè)計(jì)時理 論數(shù)值，一般情況下，小數(shù)點(diǎn)后僅有一位數(shù)值時（單位：毫米），不得對非整數(shù)尺寸進(jìn)行 進(jìn)位或退位圓整。閥塊布置時閥塊間距一般不應(yīng)小于10 毫米，布置時不得有任何干涉現(xiàn)象出現(xiàn)。同時還應(yīng)考慮易于加工，在可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能以及安裝方便的前提下應(yīng)盡量減

45、小 閥座尺寸，從而節(jié)省材料，降低加工強(qiáng)度和難度，減少成本。根據(jù)閥塊上各閥的具體尺寸，從避免尺寸干涉和打孔的強(qiáng)度需要角度考慮所設(shè)計(jì)閥塊 的基本尺寸為長 500 毫米，寬 250 毫米，高 80 毫米。閥塊上各工藝孔位置、深度以及其余 具體尺寸見閥塊零件圖 GCS 03。（三維立體圖見附錄中圖 A1 A2）11 液壓泵站的設(shè)計(jì)液壓泵站是液壓系統(tǒng)的重要組成部分（動力源）。液壓泵站是一種元件組合體，一般 是由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、蓄能器組件和過濾器組件等相對獨(dú)立的單元組合而 成的。液壓泵站是為一個或幾個系統(tǒng)存放有一定清潔度要求的工作介質(zhì)并輸出具有一定（或可調(diào)）壓力、流量的液體動力的整體裝置，是

46、向液壓系統(tǒng)提供動力源的重要部件，所 以，液壓泵站設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接關(guān)系著液壓設(shè)備性能的好壞。液壓泵站適用于主機(jī)與液壓 裝置可分離的各種液壓機(jī)械上。液壓泵站上泵組的布置方式分為上置式和非上置式。泵組置于油箱上的上置式液壓泵 站中，采用立式電動機(jī)并將液壓泵置于油箱之內(nèi)時，稱為立式；采用臥式電動機(jī)稱為臥 式。非上置式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的為旁置式；泵組置于油箱下面時為下置 式。12 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接 管路等完全確定后，針對實(shí)際情況對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對一般的液壓傳動系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切的計(jì)算液壓回路各

47、段壓力損失、容積損失及系數(shù)效率，壓力 沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問題，對某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或許 采取其他必要的措施12.1 液壓系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算12.1.1 局部壓力損失2P于(Pa)式中：局部阻力系數(shù)（球閥一 5,滑閥一 12,節(jié)流閥一 6）；液體密度（kg/m3）（液壓油密度一 900 kg/m3）；v液體的平均流速（m/s）。1.泵出口處的溢流閥P1和推鏟缸處的溢流閥22.推鏟缸處的單向節(jié)流閥3.推鏟缸的多路換向閥處P44.舉升缸的多路換向閥處8.回油過濾器處的局部壓力損失P110.35MPa則總的局部壓力損失為12.1.2 沿程壓力損失P丄2V(Pa)(12.2

48、)d210(12.1)5.舉升缸的單作用平衡閥處P60.2MPa6.滑板缸的多路換向閥處P7和刮板缸的多路換向閥處式中：一沿程阻力系數(shù)（=75/Re）;Re雷諾數(shù)（Re =vd）Y液體的運(yùn)動黏度 （m2/s）;l 管道長度 （m）；d 管子直徑 （m）；液體密度 （kg/m3）（液壓油密度一 900 kg/m3）；v液體的平均流速（m/s）。由于壓油管路內(nèi)液體的平均流速不同，因此沿程壓力損失分為兩部分計(jì)算：第一部分為推鏟缸回路的沿程壓力損失第二部分為舉升缸、滑板缸和刮板缸回路的沿程壓力損失則總的沿程壓力損失為因此，液壓系統(tǒng)總的壓力損失應(yīng)為總的局部壓力損失與總的沿程壓力損失之和。由以上計(jì)算可知液

49、壓回路的壓力損失約為1.37MPa,而泵的額定壓力為 32MPa,工作壓力為 16MPa,所以泵的實(shí)際出口壓力與泵的額定壓力存在一定的壓力裕度，故所選液壓 泵和其他有關(guān)液壓元件是合適的，滿足系統(tǒng)的要求。12.2 散熱能力的計(jì)算12.2.1 液壓系統(tǒng)效率n的計(jì)算液壓系統(tǒng)效率的計(jì)算，主要考慮液壓泵的總效率p、液壓執(zhí)行元件的總效率A及液壓回路的效率c。(12.3)式中：P液壓泵的總效率A液壓執(zhí)行元件的總效率c液壓回路的效率液壓回路的效率式中：p1q1各執(zhí)行元件的負(fù)載壓力和輸入流量乘積的總和（W）;Ppqp各個液壓泵供油壓力和輸出流量乘積的綜合（W ）。7.滑板缸的電磁換向閥處P9和刮板缸的電磁換向閥

50、處12.2.2 液壓系統(tǒng)散熱能力的計(jì)算系統(tǒng)的總發(fā)熱量為H Ppi（1）（12.4）式中：Ppi液壓泵的輸入功率（W）;液壓系統(tǒng)總效率。液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中各個散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱 面。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬^小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般略 去不計(jì)。當(dāng)只考慮油箱散熱時，其散熱量 Ho可按下式計(jì)算H0KA t（ 12.5）式中：K 散熱系數(shù)W/（m C） 風(fēng)扇冷卻時，K=25 ;A 油箱散熱面積 （m2）;t 系統(tǒng)溫升 （C ）工程機(jī)械t 40 C。系統(tǒng)的散熱量為油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，因此，需要另設(shè)冷卻器。12.3 冷卻器的選擇由于本

51、套液壓系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械，所以選擇風(fēng)冷式冷卻器。風(fēng)冷式冷卻器利用空氣 作為冷卻介質(zhì)，適用于缺水或不便用水冷卻的液壓設(shè)備。冷卻方式除采用風(fēng)扇強(qiáng)制吹風(fēng)冷 卻外，多采用自然通風(fēng)冷卻。自然通風(fēng)冷卻的冷卻器分為管式、板式、翅管式和翅片式等 型式。但由于一般的管式和板式風(fēng)冷卻器的通風(fēng)管為光管，通油板之間不設(shè)翅片，所以傳 熱系數(shù)不大，冷卻效果也較差，所以一般現(xiàn)場實(shí)際中，翅管式和翅片式風(fēng)冷卻器應(yīng)用較為 廣泛。12.3.1 冷卻器的計(jì)算1 .求冷卻器的熱交換量所謂冷卻器的熱交換量是指要求冷卻器從液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量中所帶走的熱量。冷卻器 的熱交所以,pm pv c A0.95 0.9 0.791 0.90.6096

52、0.9%換量 He為Hc=H Ho=6O21.4 1352=4669.4W2 .冷卻器散熱面積 A 的計(jì)算（12.6）式中：tm液壓油和冷卻介質(zhì)之間的平均溫度差（C ）。（12.7）式中：ti液壓油的進(jìn)口溫度（C）；t2液壓油的出口溫度（C）；1 冷卻介質(zhì)的進(jìn)口溫度（C）；t2冷卻介質(zhì)的出口溫度（C ）。Hc4669.4 c c2散熱面積A -8.3mK tm25 22.5根據(jù)計(jì)算出的冷卻器的熱交換量及散熱面積，查手冊選擇FL 系列空氣冷卻器型號為 FL10,參數(shù)見表 12.1。表 12.1 FL10 冷卻器參數(shù)換熱面積 m2風(fēng)量 m3/h風(fēng)機(jī)功率 KW 風(fēng)機(jī)號（T30）質(zhì)量 kg102210

53、0.1211013 環(huán)境性能分析13.1 環(huán)境污染簡介環(huán)境污染是指人類直接或間接地向環(huán)境排放超過其自凈能力的物質(zhì)或能量， 從而使環(huán) 境的質(zhì)量降低，對人類的生存與發(fā)展、生態(tài)系統(tǒng)和財產(chǎn)造成不利影響的現(xiàn)象。具體包括： 水污染、大氣污染、噪聲污染、放射性污染等。水污染是指水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo) 致其化學(xué)、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改變， 從而影響水的有效利用， 危害 人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。大氣污染是指空氣中污染物的濃度達(dá) 到有害程度，以致破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的條件，對人和生物造成危害的現(xiàn) 象。噪聲污染是指所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，

54、并干擾他人正常 工作、學(xué)習(xí)、生活的現(xiàn)象。放射性污染是指由于人類活動造成物料、人體、場所、環(huán)境介質(zhì)表面或者內(nèi)部出現(xiàn)超過國家標(biāo)準(zhǔn)的放射性物質(zhì)或者射線。例如，超過國家和地方政府制 定的排放污染物的標(biāo)準(zhǔn)，超種類、超量、超濃度排放污染物；未采取防止溢流和滲漏措施 而裝載運(yùn)輸油類或者有毒貨物致使貨物落水造成水污染；非法向大氣中排放有毒有害物質(zhì)，造成大氣污染事故，等等。隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染也在增加，特別是在 發(fā)展中國家。環(huán)境污染問題越來越成為世界各個國家的共同課題之一。13.2 液壓技術(shù)對環(huán)境的危害及防治13.2.1 液壓技術(shù)對環(huán)境的危害1 噪聲污染噪聲污染是液壓生產(chǎn)過程中最

55、容易產(chǎn)生也最難以克服的難題。液壓系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、 馬達(dá)、泵等在工作時，不可避免的會發(fā)出刺耳的噪聲；一些液力驅(qū)動的沖壓、冷軋、鍛造 機(jī)床等，更是無休止的發(fā)出巨大惱人的聲響，對工人甚至是周邊地區(qū)的人造成危害，所 以，液壓工業(yè)中的噪聲污染最值得我們關(guān)注。2 水污染液壓系統(tǒng)中水污染也同樣需要防治，這是由于液壓系統(tǒng)中用需要大量使用液壓油驅(qū)動 液壓設(shè)備工作。工作油液經(jīng)循環(huán)使用后變?yōu)閺U液需要排放。但如果廢液排放不慎，就會造 成下游水域的污染。3 能源的浪費(fèi)由于液壓系統(tǒng)多數(shù)情況需要多個液壓元件進(jìn)行配合工作，液壓設(shè)備又普通比較笨重巨 大。而同時液壓系統(tǒng)的精求要求很低，所以往往造成液壓系統(tǒng)的效率十分低下，從而造成

56、 電能、化學(xué)能、水能、風(fēng)能等能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。13.2.2 解決方法1 對于污染的防治針對液壓系統(tǒng)中容易出現(xiàn)的噪聲污染和水污染，主要解決辦法有：1）工廠盡量遠(yuǎn)離市區(qū)，增強(qiáng)對車間噪聲的控制，消除減弱噪聲源，通過研制和選用低 噪聲設(shè)備，改進(jìn)生產(chǎn)加工工藝，達(dá)到減少發(fā)生體數(shù)目或降低發(fā)生體中的輻射功率。2）改革生產(chǎn)工藝，合理充分的使用液壓油，提高其重復(fù)利用率，同時建立合理完善的 管理制度，控制廢液的排放。2 液壓系統(tǒng)效率的提高方法1） 改進(jìn)加工工藝，采用一些提高效率的工藝手段，同時提高對系統(tǒng)控制的精度。2） 定期更新工廠設(shè)備，用新的高效的先進(jìn)設(shè)備代替原有設(shè)備，提高液壓系統(tǒng)效率和能 源的利用率。結(jié) 論在畢業(yè)

57、設(shè)計(jì)中，我的任務(wù)是設(shè)計(jì)壓縮式垃圾車的液壓系統(tǒng)。壓縮式垃圾車是收集、中 轉(zhuǎn)清運(yùn)垃圾，避免二次污染的新型環(huán)衛(wèi)車輛，在國外使用最為廣泛。它有效地防止了收 集、運(yùn)輸過程中垃圾的散落、飛揚(yáng)造成的污染。提高勞動效率，減輕勞動強(qiáng)度，是一種新 型理想的環(huán)衛(wèi)專用車。壓縮式垃圾車借助機(jī)、電、液聯(lián)合自動控制系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)及手動操作系統(tǒng)。壓縮式垃圾車?yán)占绞胶啽恪⒏咝?；壓縮比高、裝載量大；壓縮式垃 圾車作業(yè)自動化；動力性、環(huán)保性好；壓縮式垃圾車上裝制作部分大部分采用沖壓成型零 部件，重量輕，整車?yán)眯矢撸痪哂凶詣臃磸?fù)壓縮以及蠕動壓縮功能；壓縮式垃圾車?yán)?圾壓實(shí)程度、垃圾收集、卸料裝車和垃圾站占地等方面均

58、優(yōu)于其他類型垃圾壓縮站成套設(shè) 備。壓縮式垃圾車中液壓系統(tǒng)的工作壓力一般設(shè)定為16MPa。為保證系統(tǒng)工作可靠，增加了單向節(jié)流閥和單作用平衡閥等安全控制裝置。 部分閥塊可采用模塊化集成設(shè)計(jì)以簡化連 接管路。根據(jù)操縱形式不同可選擇手動控制或電動控制。在液壓系統(tǒng)的作用下，通過電控 氣動多路換向閥的換向，實(shí)現(xiàn)滑板的升降和刮板的旋轉(zhuǎn)，控制滑板和刮板的各種動作，將 倒入裝載箱裝填斗的垃圾通過裝填機(jī)構(gòu)的掃刮，壓實(shí)并壓入車廂；當(dāng)壓向推板上的垃圾負(fù) 荷達(dá)到預(yù)定壓力時，由于推板油缸存在有背壓，液壓系統(tǒng)會使推板自動向車廂前部逐漸移 動，使垃圾被均勻地壓縮。操作控制系統(tǒng)是壓縮式垃圾車用來完成垃圾的裝卸、壓縮以及 收運(yùn)的關(guān)鍵。系統(tǒng)中采用壓力繼電器來檢測各個動作的位置，并控制動作的銜接。采用電 動控制系統(tǒng)操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)集成化設(shè)計(jì)。壓縮式垃圾車主要適用于我國城鎮(zhèn)散裝、袋 裝垃圾的集中收集和運(yùn)輸。采用 PLC 技術(shù)應(yīng)用于壓縮式垃圾車的改造，可有效實(shí)現(xiàn)整個垃 圾裝卸過程的自動化，也是提高工作效率、降低成木、減輕工人勞動強(qiáng)度和安全操作的有