絞吸式挖泥船定位樁液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、 . . . 摘 要絞吸式挖泥船經(jīng)過一百多年的發(fā)展，已經(jīng)成為挖泥船王國中所占比例最大的船型。絞吸式挖泥船的工作原理:利用機(jī)械式的挖泥刀具將疏俊區(qū)底部的泥土絞碎，通過船上離心泥泵的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空將挖掘的泥漿經(jīng)吸入管吸入、提升再通過船上排泥管排出的過程。由于絞吸式挖泥船能夠?qū)⑼诰?、輸送、排出和處理泥漿等疏浚工序一次完成，能夠在施工中連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，目前，絞吸式挖泥船被廣泛應(yīng)用于港口、航道的疏浚和陸地吹填工程。它是一種高技術(shù)含量船型，定位樁系統(tǒng)是絞吸挖泥船的主要系統(tǒng)之一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，存在大量的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)。本文主要介紹了“天獅號(hào)”絞吸挖泥船主要參數(shù)，絞吸式挖泥船的工作原理和定位樁工作

2、原理。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：挖泥船操作容易，同時(shí)還減少了誤操作的可能性，提高了系統(tǒng)的安全性；減少了閥件總數(shù)，系統(tǒng)布置得到了簡化，非常有利于系統(tǒng)運(yùn)行中總效率的提高，能耗降低，也減少了若干設(shè)備投資的費(fèi)用；有利于減少系統(tǒng)的故障發(fā)生率、減少檢測維修等非作業(yè)時(shí)間，提高了實(shí)際工作的時(shí)效。本設(shè)計(jì)詳細(xì)的闡述了該定位樁液壓系統(tǒng)與各類液壓元件的計(jì)算選擇，以與系統(tǒng)的驗(yàn)算過程。關(guān)鍵詞：絞吸式挖泥船；定位樁；液壓系統(tǒng)ABSTRACTThe cutter suction dredger after 100 years of development, has become the largest dredger of the

3、 Kingdom of the proportion of the ship. Cutter suction dredger works: Using a mechanical tool to Shu Chun dredging the bottom of the soil area undercooked ground, through the boards rotation centrifugal mud pump vacuum to dig the mud by the suction pipe inhaling, raise and then by boat sludge discha

4、rge pipe discharge process. As the cutter suction dredger will be mining, transport, discharge and so mud dredging and disposal process once completed, can the construction of continuous operation and other advantages, at present, a cutter suction dredger is widely used in ports, waterway dredging a

5、nd Land Reclamation Engineering. It is a high-tech ship type, location pile system is a cutter suction dredger one of the major systems, complex, high technology, there are a large number of key technologies and design difficulty. In this paper, for a lion numbers, the main parameters of cutter suct

6、ion dredger, cutter suction dredger the principle and orientation of pile works. The main features of this design are: dredger, easy to use, while also reducing the possibility of misuse and improve the systems safety; reduce the total number of valves, the system layout has been simplified, the sys

7、tem is very beneficial to the operation of the total efficiency increase, reduce energy consumption and also reduces the cost of certain equipment investment; help reduce the incidence of system failure, reducing maintenance and other non-operating test time and improve the actual work effectively.

8、The design detail of the positioning of hydraulic systems and various types of pile calculation of hydraulic component selection and system checking process.Keywords: cutter suction dredger; positioning pile; hydraulic system目 錄緒論1第一節(jié)疏浚工程與絞吸式挖泥船的重要性與意義1第二節(jié)“天獅號(hào)”挖泥船的參數(shù)2第三節(jié)設(shè)計(jì)方法與章節(jié)安排4第一章絞吸式挖泥船的結(jié)構(gòu)和工作原理5第

9、一節(jié)絞吸式挖泥船的結(jié)構(gòu)5第二節(jié)絞吸式挖泥船特征5第三節(jié)絞吸式挖泥船工作原理6第二章工作鋼樁的工作原理8第一節(jié)定位樁裝置與起落方式8第二節(jié)定位樁臺(tái)車行走油缸推進(jìn)9第三節(jié)液壓系統(tǒng)9第四節(jié)定位樁液壓缸與液壓系統(tǒng)工作原理10第三章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11第一節(jié)明確設(shè)計(jì)要求11第二節(jié)分析系統(tǒng)工況，確定主要參數(shù)11第三節(jié)擬定液壓系統(tǒng)原理圖17第四節(jié)選擇液壓元件17第五節(jié)液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算23結(jié)論26參考文獻(xiàn)27致28附錄2931 / 34緒 論第一節(jié) 疏浚工程與絞吸式挖泥船的重要性與意義一、疏浚工程疏浚工程是應(yīng)用水力或機(jī)械的方法，挖掘水下的土石方并進(jìn)行輸移處理的工程稱為疏浚工程。疏浚工程由來已久，古代疏浚工程

10、是靠人力使用簡易的手工工具進(jìn)行的，后逐步為機(jī)械所替代?，F(xiàn)今機(jī)械方式通常使用挖泥船。疏浚工程的主要目的是：開挖港池、進(jìn)港航道等、吹填造陸以興建碼頭、港區(qū)和臨港工業(yè)區(qū)、沿海城市用地和娛樂休閑用地、岸灘養(yǎng)護(hù)、水利防洪和庫區(qū)清淤、江河湖海等水環(huán)境的改善和生態(tài)恢復(fù)以與各類水下管線溝的施工和填埋等。疏浚工程對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步、環(huán)境改善與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用非常重大。 用疏浚的方法，挖深河流或海灣的淺段以提高航道通航或排洪能力；將開挖航道或港池的疏浚土吹填到附近的低洼地進(jìn)行造地的一種經(jīng)濟(jì)可行的主要方法。疏浚土歷來主要是采取廢棄或傾倒于工程附近水域的方式進(jìn)行處理的。吹填工程開創(chuàng)了變廢棄為寶，綜合利用進(jìn)行處理的新方式，后

11、又發(fā)展到利用疏浚土作建筑材料與整治建筑物的材料等用。疏浚工程還擴(kuò)展到開挖河底或海底開槽以埋設(shè)過河或跨海管道(水管、油管、輸電電纜、通訊電纜等)；挖除水下軟土置換承載能力強(qiáng)的沙、石作水工建筑物基礎(chǔ)；吹沙養(yǎng)護(hù)海灘等等。 近廿余年來，人類對(duì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求日益提高，防止和減少疏?；顒?dòng)對(duì)水域與陸域的污染已成為疏浚工程所必須考慮的一個(gè)重要問題，用疏浚方法挖除水下污染土并進(jìn)行工程處理亦成為疏浚工程的重要容。 由此可見，疏浚工程對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是對(duì)水上交通、水利防洪、工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)、海上能源產(chǎn)業(yè)等的作用是很重大的，是必不可少的二、絞吸式挖泥船（一）絞吸式挖泥船具有良好的性能 (1)絞吸式挖泥船用途廣

12、泛，可以在江河湖海中作業(yè)，用以清淤，航道挖掘，吹填造地。在特殊情況下絞吸式挖泥船上安裝大功率絞刀設(shè)備，不需爆破即可挖掘玄武巖和石灰石等巖石地層。 (2)絞吸式挖泥船工作效率高，產(chǎn)量大，泵距遠(yuǎn)。大型的絞吸式挖泥船每小時(shí)產(chǎn)量可達(dá)幾千立方米；把泥沙或碎巖物料依靠強(qiáng)大動(dòng)力通過泥泵和排泥管線，泵送出幾千米之外。 (3)絞吸式挖泥船操作簡單，易于控制。挖泥船依靠船艉的臺(tái)車使鋼樁定位和步進(jìn)，利用絞刀臂架兩測鋼纜與固定于挖槽兩測的錨，靠鉸車牽引，兩廂擺動(dòng)絞切泥沙物料，在一定的控制擺角下工作，將絞動(dòng)的物料，經(jīng)過輸泥管泵到堆積場。挖泥船的步進(jìn)是由兩根樁交替運(yùn)動(dòng)，邁步向前。 (4)大型絞吸式挖泥船帶有自航系統(tǒng)遷移時(shí)

13、可以自航到位。中小型挖泥船多為無自航系統(tǒng)，靠拖船拖行。中小型挖泥船可設(shè)計(jì)建造成組裝式，通過陸路運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，經(jīng)組裝后即可使用。 (5)絞吸式挖泥船經(jīng)濟(jì)性好。物料的挖掘和輸送一次性完成，不需要其它舶船配合，幾次搬運(yùn)。相對(duì)工程成本較低。（二）研究意義我國是多河流的國家，海岸線也較長，需要各種各樣的挖泥船進(jìn)行河道、航道與港口、碼頭的疏浚。隨著我國沿海航道疏浚、吹填、港口工程規(guī)模的擴(kuò)大，挖泥船日趨大型化，并且變得越來越先進(jìn)。國外荷蘭、法國和日本等國建造的挖泥船雖然技術(shù)先進(jìn)，挖掘和吹填效率高，但要引進(jìn)，價(jià)格昂貴，供貨時(shí)間長，維修不方便，對(duì)國的施工企業(yè)來說十分不利。開發(fā)國產(chǎn)新型挖泥船就顯得十分迫切。絞吸式挖

14、泥船是水利疏浚工程中的一種最常用的施工設(shè)備，其操作性能好壞，將直接影響到施工作業(yè)的實(shí)效。但它系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)含量高，存在大量的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)，其中定位樁系統(tǒng)是此類挖泥船的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，值得深入研究。第二節(jié) “天獅號(hào)”挖泥船的參數(shù)本設(shè)計(jì)的任務(wù)是針對(duì)航道局“天獅號(hào)”絞吸式挖泥船的工作情況設(shè)計(jì)一個(gè)定位樁液壓系統(tǒng)，下面對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究作一簡單說明：一、挖泥船主要參數(shù)“天獅號(hào)”絞吸挖泥船足整體式、單甲板、鋼質(zhì)、方駁體非自航船。機(jī)艙和泵艙位于主甲板以下。船艏中間設(shè)有橋架開槽，開槽長315 m。采用定位樁與臺(tái)車相結(jié)合的形式挖泥。船艉中間設(shè)有臺(tái)車開槽，開槽長14 m，主定位樁與臺(tái)車設(shè)在開槽中。右舷末端設(shè)輔定

15、位樁系統(tǒng)。艉部左側(cè)主甲板布置有艉排泥轉(zhuǎn)動(dòng)彎管、抗風(fēng)錨系統(tǒng)等，船舯前部布置主要的挖泥作業(yè)設(shè)備，包括橫移絞車、起橋絞車、橋架、絞刀總成和拋錨桿系統(tǒng)。挖泥船主尺度和挖泥性能如下：總長：108m(絞刀橋架脫離水面以上)；船長：826m；型寬：18.2m；型深：5.2m；設(shè)計(jì)吃水：3.5m；最大挖深：25m(橋架與水平夾角為50度)：最小挖深：5m；名義最大生產(chǎn)能力：3000 m3/h；設(shè)計(jì)最大排泥距離：6000mm。二、船舶定位方式的選定挖泥船工作定位一般有錨絞車定位、斜樁定位和定位樁臺(tái)車定位三種。錨絞車定位是依靠四只定位錨中的首尾錨移位，主錨牽引，邊錨調(diào)整來進(jìn)行的。斜樁定位是借三根樁的輪流動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)

16、定位的。定位樁臺(tái)車定位有主、副二根樁，主樁在臺(tái)車上，臺(tái)車借助油缸推動(dòng)進(jìn)行移位。它克服了以上二種定位方式的不足，具有定位精度高、操作方便、安全可靠、換樁間隔時(shí)間長和不影響其他船舶通航的特點(diǎn)。因此，“天獅號(hào)”絞吸挖泥船的工作定位選擇了定位樁臺(tái)車定位的方式。三、定位樁臺(tái)車部件與子系統(tǒng)定位樁臺(tái)車部件主要有行走油缸、提升油缸、倒樁油缸、夾緊油缸、前滑塊、后滑塊、機(jī)械限位裝置、鋼絲繩提升裝置、倒樁裝置、定位樁夾持裝置、插銷、活動(dòng)抱箍以與車架等。定位樁臺(tái)車為全焊接結(jié)構(gòu)。行走在船艉中間開槽滑軌上。臺(tái)車分行走、提升、抱樁和斜樁4個(gè)子系統(tǒng)。行走子系統(tǒng)主要是用一只行走油缸驅(qū)動(dòng)整個(gè)臺(tái)車前后移動(dòng)；提升子系統(tǒng)主要是用二只

17、提升油缸驅(qū)動(dòng)提升導(dǎo)向鋼絲繩完成定位樁提升動(dòng)作；抱樁子系統(tǒng)主要是二只夾緊油缸驅(qū)動(dòng)夾緊裝置對(duì)定位樁進(jìn)行夾緊與放松動(dòng)作，與提升定位樁時(shí)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)；倒樁系統(tǒng)主要是二只倒樁油缸驅(qū)動(dòng)倒樁裝置，完成定位樁的倒樁與豎樁動(dòng)作。在倒樁前，需打開抱箍門，使定位樁完全處于倒樁狀態(tài)。倒樁通常在調(diào)遣船舶前進(jìn)行，豎樁通常在進(jìn)入施工現(xiàn)場時(shí)進(jìn)行。四、定位樁系統(tǒng)聯(lián)鎖控制定位樁系統(tǒng)工作通過操縱臺(tái)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)，而相互動(dòng)作有聯(lián)鎖要求，各動(dòng)作通過現(xiàn)場信號(hào)傳感器傳至PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行判斷控制，如有誤操作發(fā)生，則動(dòng)作不能執(zhí)行。輸出信號(hào)：1)定位樁高、低位(提升油缸上)各2點(diǎn)，共四點(diǎn)。2)定位樁高、低壓信號(hào)2點(diǎn)。3)夾緊油缸夾緊到位、松開到位共

18、4點(diǎn)。4)抱箍上下位各2點(diǎn)，共4點(diǎn)。5)臺(tái)車行程傳感器(操縱臺(tái)顯示行程)、臺(tái)車伸出與縮回到位信號(hào)2點(diǎn)。6)蓄能器高、低壓信號(hào)(壓力傳感器)共2點(diǎn)(蓄能器用于夾緊油缸保壓)。7)倒樁油缸倒樁到位信號(hào)共2點(diǎn)。8)定位樁快放油箱高低位各共4點(diǎn)。聯(lián)鎖控制方法：1)定位樁起樁：起樁，定位樁低壓力信號(hào)有輸出時(shí)，定位樁停止工作，夾緊油缸自動(dòng)松開，松開到位時(shí)，繼續(xù)起樁，如果抱箍有高位信號(hào)。則表明雖然顯示松開到位，但抱箍機(jī)構(gòu)還是處于夾緊狀態(tài)隨定位樁上升，此時(shí)起樁動(dòng)作自動(dòng)停止，以免抱箍提升釀成不良后果，提升油缸到位后起樁自動(dòng)停止。2)定位樁快放：夾緊油缸必須處于松開到位狀態(tài)時(shí)才能工作。按鈕按下后。即使按鈕松開，對(duì)

19、應(yīng)電磁鐵5秒后失電，以免定位樁快放時(shí)液控單向閥關(guān)閉造成管路高壓。3)夾緊油缸松開：定位樁低壓力信號(hào)無輸出時(shí)，不能進(jìn)行松開動(dòng)作，因此時(shí)定位樁起樁鋼絲繩還未受力，抱箍松開導(dǎo)致提升裝置承受沖擊力。4)夾緊油缸夾緊：執(zhí)行夾緊動(dòng)作，夾緊到位后自動(dòng)進(jìn)入保持夾緊，直到發(fā)生松開動(dòng)作時(shí)才解除保持夾緊。5)臺(tái)車伸到頭、縮到位。自動(dòng)停止動(dòng)作，除非執(zhí)行相反動(dòng)作，否則不執(zhí)行。6)定位樁油箱高位時(shí)駁油泵啟動(dòng)?？旆艅?dòng)作不能執(zhí)行。低位時(shí)駁油泵停止工作。7)蓄能器低壓時(shí)自動(dòng)沖壓，高壓時(shí)停止。8)倒樁到位后自動(dòng)停止動(dòng)作。9)所有機(jī)構(gòu)狀態(tài)在操縱臺(tái)上均指示燈顯示。五、設(shè)計(jì)研究中的幾個(gè)細(xì)節(jié)問題在“天獅號(hào)”絞吸挖泥船定位樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究中

20、。經(jīng)調(diào)查分析了現(xiàn)有在用類似挖泥船定位樁系統(tǒng)使用中存在的問題。并著重對(duì)這些問題作了深入研究，改進(jìn)了傳統(tǒng)的做法。具體有：（一）部件設(shè)計(jì)滑塊：將臺(tái)車前滑塊設(shè)計(jì)成活動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)。活動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是使臺(tái)車與同定在臺(tái)車上的設(shè)備的重量均勻作用于四個(gè)滑塊，并且由于是四個(gè)滑塊同時(shí)接觸于滑軌而非點(diǎn)接觸，使滑塊與滑軌磨損大大減小。即使以后滑塊與滑軌磨損了，只需要更換滑塊與滑軌表面的一層耐磨材料(瑞典產(chǎn)HARDOX500)就可以了。維修周期和費(fèi)用都很小。使用活動(dòng)滑塊而不是圊定滑塊，就是使臺(tái)車在受力不均勻時(shí)?；瑝K能自行調(diào)節(jié)受力面，使臺(tái)車結(jié)構(gòu)不至于承受扭力。抱緊裝置：抱緊裝愛摩擦片采用F0202J特殊粉末冶金，其特點(diǎn)是耐

21、磨損。使用周期長、安裝拆卸方便、易保養(yǎng)和維修。不像傳統(tǒng)的兩道或三道鋼帶結(jié)構(gòu)，抱緊裝置裝有四行、五列共計(jì)80片摩擦片。安裝這么多的摩擦片的目的是增加與定位樁的接觸點(diǎn)，增大摩擦力，與定位樁抱得更緊，拔樁時(shí)不易打滑。并且每片摩擦片都有壓條壓緊，一旦使用過程中有磨損或損壞時(shí)。只要拆去一兩片壓條就可以更換需要更換的部位，更換時(shí)間一般不超過二十分鐘。滑輪：提升滑輪采用熱軋工藝生產(chǎn)，加工成型后滑輪邊緣和繩槽還要熱處理，使滑輪邊緣和繩槽更耐磨損。使用周期長?；喼虚g裝的是特殊材質(zhì)銅套，使銅套抗壓程度更高。插銷：改變插銷上下直徑不變的傳統(tǒng)做法，將插銷設(shè)計(jì)成上大下小的錐形，相應(yīng)地將抱孔也設(shè)計(jì)成上大下小，使拔銷更容

22、易，便于外抱的開合。下抱防撞塊：在下抱箍處安裝200mm厚橡皮減震防撞塊，當(dāng)?shù)寡b和插銷時(shí)，可以避免鋼樁與臺(tái)車下抱的直接碰撞，很好地保護(hù)臺(tái)車結(jié)構(gòu)。提升油缸抱緊箍：提升油缸抱緊箍圈的30ram厚氯丁橡膠采用與抱緊嘲預(yù)制而成，形成整體結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的用橡膠板繞在油缸上再用抱緊箍固定的做法不一樣。倒樁鉤：為了確保銷孔尺寸的精確，倒樁鉤建造時(shí)要求全部上鏜床加工，確保每一個(gè)尺寸的精度。使樁插銷更易插入或拔出，避免因?yàn)榭撞煌氖箻?、倒樁鉤、插銷之間出現(xiàn)咬死現(xiàn)象。油缸：行走油缸、提升油缸與油管連接處采用球鉸接，材料為40Cr凋質(zhì)。油管采用硬管，并能自由擺動(dòng)，減少酒缸和油管之間的受力增加了油管使用壽命，從而消除了

23、傳統(tǒng)的軟油管與油缸用固定接頭連接，靠軟油管自身的軟性調(diào)整位置，軟油管因疲勞而常常破裂的狀況。（二）液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成塊保壓性能好，單向閥無泄漏，即使抱箍失靈，靠定位樁系統(tǒng)油缸也能長時(shí)間有效支撐定位樁。集成塊設(shè)計(jì)中考慮換向緩沖，可避免換向沖擊。夾緊油缸保壓由蓄能器實(shí)現(xiàn)，定位樁下放控制為二級(jí)調(diào)壓(低壓)，空載下放用于油缸自重，可有效避免油泵經(jīng)常受高壓沖擊。第三節(jié) 設(shè)計(jì)方法與章節(jié)安排本設(shè)計(jì)以液壓傳動(dòng)教材中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算章節(jié)為主要設(shè)計(jì)方法和依據(jù)，計(jì)算方法來源于教材不同章節(jié)和參考書與互聯(lián)網(wǎng)。第一章主要介紹絞吸式挖泥船的結(jié)構(gòu)，特征與其工作原理，第二章講述挖泥船定位樁的工作原理與工作起落圖和液壓系統(tǒng)

24、圖，第三章主體設(shè)計(jì)，根據(jù)給定的工況，結(jié)合資料與教材進(jìn)行液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，第四章結(jié)論，然后是設(shè)計(jì)過程中的一些參考文獻(xiàn)，接下來是對(duì)老師與各方面的致，最后是設(shè)計(jì)的一些資料附錄第一章 絞吸式挖泥船的結(jié)構(gòu)和工作原理第一節(jié) 絞吸式挖泥船的結(jié)構(gòu)絞吸式挖泥船結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1 絞吸式挖泥船平面布局圖第二節(jié) 絞吸式挖泥船特征絞吸式挖泥船的特性是：她屬于靜態(tài)挖泥船，安裝絞刀頭/鉸刀作為挖掘工具，使泥土在切削后被吸入。在吸泥過程中，絞吸式挖泥船是以定位樁為中心通過固定在側(cè)邊絞盤上的錨纜按圓弧形旋轉(zhuǎn)，如圖2所示。絞吸式挖泥船非常易于與吸揚(yáng)式挖泥船區(qū)分，因?yàn)楹笳呤菦]有定位樁系統(tǒng)的。絞刀支臂懸掛在支臂支架上，絞刀頭、驅(qū)

25、動(dòng)器和吸泥管都置于其上。對(duì)于中小型絞吸式挖泥船，一般采用A型支架，而對(duì)于大型絞吸式挖泥船，一般支架較重。因部分切削力需由平底船與定位樁平衡，所以絞吸式挖泥船的平底型船體比其他靜止型挖泥船較重。挖掘的泥水混合物由水力式吸泥管輸送到排泥場。但也有某些絞吸式挖泥船配套有駁船卸泥系統(tǒng)。絞吸式挖泥船安裝一個(gè)或多個(gè)泥泵，其中一個(gè)放置在絞刀支臂上。自航絞吸式挖泥船的推進(jìn)器裝置既可置于挖泥船前部靠近絞刀頭處，也可置于其后靠近定位樁處。第三節(jié) 絞吸式挖泥船工作原理在絞吸式挖泥船絞刀支臂放入水中后，泥泵開始工作，絞刀頭開始旋轉(zhuǎn)。然后支臂向下轉(zhuǎn)動(dòng)直到絞刀頭接觸河床，或直到其最大挖深處。挖泥船繞定位樁的初始運(yùn)動(dòng)是通過

26、放松右舷錨纜、拉緊左舷錨纜完成的。這些錨纜由靠近絞刀頭的滑輪與甲板上的絞盤（靠近挖泥一側(cè)的絞盤）連接。放松絞盤保證兩邊纜繩的準(zhǔn)確力，這在挖掘堅(jiān)硬的巖石時(shí)尤為重要。絞刀頭的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)于其橫移運(yùn)動(dòng)的方向有時(shí)一樣，有時(shí)相反。在第一種情況下，絞刀頭作用在土壤上的反作用力帶動(dòng)船體運(yùn)動(dòng)，因此其橫移作用力要小于第二種情況。當(dāng)絞刀頭運(yùn)動(dòng)方向與挖泥船橫移方向一致時(shí)，保證錨纜的預(yù)緊力是非常重要的。1.、如果絞刀頭作用力推進(jìn)挖泥船移動(dòng)快于絞盤速度時(shí)，拉拽絞盤的纜繩講被絞刀頭卷起并剪斷，這是非常危險(xiǎn)的；2、錨的位置對(duì)挖泥船所需橫移力影響大。絞刀頭到邊纜的距離越近，所需的橫移力越??；3、橫移力也受外界自然條件的影響，

27、如風(fēng)、水流與波浪等。當(dāng)然，絞刀支臂沿弧形擺動(dòng)一次絞刀支臂，挖泥厚度由絞刀頭直徑與土壤類型決定。當(dāng)一次擺動(dòng)后沒有達(dá)到所需的挖泥深度，絞刀支臂將被放下更深，且絞刀支臂將向相反的方向擺動(dòng)。如前所述，絞吸式挖泥船是以定位樁/工作樁為固定支點(diǎn)做圓弧形擺動(dòng)。大多數(shù)絞吸式挖泥船的地位樁放置在可移動(dòng)鋼樁臺(tái)車上。另一只樁為輔助樁，置于中心線外，一般置于船尾右舷一側(cè)。鋼樁臺(tái)車?yán)靡簤焊卓梢苿?dòng)46m的距離。因?yàn)殇摌读⒂诤哟采希ㄟ^向船尾方向推動(dòng)鋼樁臺(tái)車即可推動(dòng)絞吸式挖泥船向前移動(dòng)。絞刀頭的尺寸和土壤硬度決定了鋼樁臺(tái)車移動(dòng)的步長。鋼樁臺(tái)車每移動(dòng)一步，在每次沿弧線擺動(dòng)末端放低絞刀支臂，絞刀可切削一層或多層土壤。圖2 步

28、長和切層支臂每向前一步，絞刀頭以定位樁為中心繪出一個(gè)同心圓弧，其半徑隨步長的增加而增加，如圖3所示。如果鋼樁臺(tái)車液壓缸已移到盡頭，則必須要移動(dòng)鋼樁了。在步進(jìn)前，絞刀頭移動(dòng)到切削中心線上，放下輔助樁，抬起工作樁，向前移動(dòng)鋼樁臺(tái)車。然后再次放下工作樁，抬起輔助樁。挖泥船就又可以開始工作了。步進(jìn)后的第一次切削不是一個(gè)同心圓弧。圖3 絞吸式挖泥船的工作方式第二章 工作鋼樁的工作原理第一節(jié) 定位樁裝置與起落方式定位樁的起落裝置與連接、起升形式如圖4所示1一定位樁柱；2一起樁油缸組合體；3一起樁鋼繩；4一船體圖4 定位樁的起落裝置絞吸式挖泥船上所用的定位樁柱，其作用主要有兩個(gè)：一個(gè)是以其中之一為主樁。挖泥

29、時(shí)，船體與絞刀架可繞此主樁擺動(dòng)；另一個(gè)是如上所述的在橫移絞車的配合下，借助左、右定位樁輪流插入土中與撥出的協(xié)同作用，使絞刀架與船體一步一步往前移動(dòng)，使作業(yè)面獲得規(guī)定的縱向長度和深度。液壓缸的作用主要是依靠其推桿外伸時(shí)的強(qiáng)大擴(kuò)力，通過一鋼繩傳遞拉力把定位樁柱從泥層中撥出，以便自如地將其固定到船艉專用支架上或從支架上卸下使其靠自重下落插入泥土中。第二節(jié) 定位樁臺(tái)車行走油缸推進(jìn)工作樁在液壓缸10a的推動(dòng)下進(jìn)行工作，具體工況圖如圖5所示：圖5 液壓缸推進(jìn)示意圖第三節(jié) 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)如圖6所示：1粗過濾器；2葉片式液壓泵；3單向閥；4精過濾器；5壓力表；6(6a、6b、6c)三位四通手動(dòng)換向閥；7(7

30、a、7b、7c)單向閥；8(8a)手動(dòng)閘閥；9(9a)液控單向閥；10(10a)液壓缸；11(11a)齒輪式液壓馬達(dá)；12背壓閥；13調(diào)速閥；14溢流閥圖6 液壓控制系統(tǒng)系統(tǒng)工作時(shí)，須先啟動(dòng)水冷式柴油機(jī)，待其穩(wěn)定運(yùn)行后，操作手動(dòng)式離合器使葉片泵上排泵油，稍停片刻使液壓系統(tǒng)建立起正常壓力后，即可將系統(tǒng)投入正常工作。第四節(jié) 定位樁液壓缸與液壓系統(tǒng)工作原理當(dāng)需要操作定位樁時(shí)(將其從土層中撥起)，只要將三位四通手動(dòng)換向閥6置于右位，然后再操作手動(dòng)換向閥6a或6b，使液壓缸10或l0a推桿外伸即可實(shí)現(xiàn)。若要使液壓缸10的推桿外伸，將定位樁柱撥起，只需要將手動(dòng)換向閥6a置于左位，此時(shí)系統(tǒng)的油路方向是：由手

31、動(dòng)換向閥6(右位) 手動(dòng)換向閥6a(左位) 單向閥7 液壓缸10，此時(shí)液壓缸推桿緩緩伸出，定位樁柱在鋼纜的作用下被撥起。當(dāng)定位樁柱被提升到一定的高度，達(dá)到了操作的要求時(shí)，就應(yīng)立刻將手動(dòng)換向閥6a置于中位，就可使撥升運(yùn)動(dòng)立即停止，此時(shí)可用銷軸插入定位樁孔中，使其固定在船艉專用支架上。然后，若要使液壓缸10的外伸推桿回復(fù)縮入，則可以有兩種操作方法可供選擇：一種是將手動(dòng)換向閥6b置于左位，此時(shí)的油路是經(jīng)單向閥7b 液控單向閥9液壓缸10腔泄油回油箱，則液壓缸推桿就會(huì)在自重的作用下，將漸漸下降縮入液壓缸體；另一種方法是，通過操作手動(dòng)式閘閥8，使液壓油快速流回油箱，推桿同樣會(huì)在重力的作用下自動(dòng)下降縮入液

32、壓缸體。對(duì)液壓缸l0a的操作，是與液壓缸10的操作方法小異，不再贅述。第三章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第一節(jié) 明確設(shè)計(jì)要求具體步驟：1）主機(jī)的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局；主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸以與質(zhì)量上的限制2）之際的工藝流程或工作循環(huán)；液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式（移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)）與其工作圍3）液壓執(zhí)行元件的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度的大小與其變化圍4）主機(jī)各液壓執(zhí)行元件的動(dòng)作順序或互鎖要求，各動(dòng)作的同步要求與同步精度5）對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能（如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度）、工作效率、自動(dòng)化程度等方面的要求6）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，如周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動(dòng)等7）其他方面

33、的要求，如液壓裝置在外觀、色彩、經(jīng)濟(jì)型等方面的規(guī)定或限制第二節(jié) 分析系統(tǒng)工況，確定主要參數(shù)一、分析系統(tǒng)工況系統(tǒng)工作流程：拔樁（液壓缸10頂起）快進(jìn)（定位樁在液壓缸10a的牽引下移動(dòng)到液壓缸盡頭）落樁（液壓缸10下降）橫移絞車旋轉(zhuǎn)挖泥工進(jìn)（液壓缸10a步進(jìn)頂起，每次橫移絞車完成一個(gè)周期步進(jìn)1m）拔樁（步進(jìn)距離為6m，即步進(jìn)6次，結(jié)束執(zhí)行該步驟）拔樁（液壓缸10）快進(jìn)（液壓缸10a）液壓缸10a到頭液壓缸10a停止落樁定位樁完全落下液壓缸10a停止橫移絞車旋轉(zhuǎn)挖泥完成一個(gè)挖泥周期工進(jìn)液壓缸10a前進(jìn)1m液壓缸10a停止橫移絞車旋轉(zhuǎn)挖泥完成6個(gè)挖泥周期繼續(xù)快進(jìn)是否是是繼續(xù)挖泥是繼續(xù)前進(jìn)否否否否是完成

34、一個(gè)挖泥周期圖3-1 系統(tǒng)工況流程圖二、負(fù)載分析工作負(fù)載主要來于兩個(gè)方面：1、行走油缸帶動(dòng)定位樁做快進(jìn)、工進(jìn)操作時(shí)的阻力 2、拔樁時(shí)的阻力（一）定位樁臺(tái)車行走油缸推力的確定臺(tái)車行走油缸是定位樁系統(tǒng)的主要部件之一。它動(dòng)作頻繁，技術(shù)要求較高。這里僅對(duì)其的推力確定作一介紹：行走油缸推力主要從水流阻力、風(fēng)壓阻力、機(jī)械摩擦阻力三方面進(jìn)行考慮。水流阻力：C流力系數(shù)，根據(jù)流向角、水深吃水比與船艏形狀?。篊=1.6水密度（kN/s2*m-4）； 水溫20時(shí)，=1.0245船舶吃水圍的平均流速（m/s），這里?。?1.03m/sT平均吃水（m），根據(jù)天獅號(hào)的設(shè)計(jì)，吃水?。篢=3.5mL船體長度（m），L=108

35、m則：水流阻力F1=1/2*1.6*1.0245*（1.03）2 *3.5*108=320kN風(fēng)壓阻力：由于受風(fēng)面積較小。故風(fēng)壓阻力可忽略不計(jì)。機(jī)械摩擦阻力：主要考慮臺(tái)車與固定在臺(tái)車上的設(shè)備的重量，設(shè)臺(tái)車與設(shè)備總重為G，則： 查表得=0.145，G根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?。海?7000+5000）*9.8=7056kN ,則f=0.145*7056=1023kN從以上可知，油缸推力為：Q= F1+f=320+1023=1343kN（二）最大拔樁力的計(jì)算定位樁外徑16 m，樁長42 m，壁厚沿樁長的分布如表3-1所示：表3-1定位樁壁厚沿樁長的分布（mm）樁段長度90004000350035008000400

36、08000壁厚25304050604025樁側(cè)總摩擦力隨樁頂位移的關(guān)系如圖2所示。橫坐標(biāo)表示與樁頂耦合的參考點(diǎn)RPl的豎向位移?？v坐標(biāo)表示參考點(diǎn)RP一1的反力(這里即是由樁周土產(chǎn)生的總的摩擦力)。圖3-2總摩擦力隨RP1位移的變化(1)在拔樁的初期，樁側(cè)總摩擦力迅速達(dá)到最大值，=719.250 kN。隨著定位樁的拔出，樁土接觸面積變小，總摩擦力也隨之變小。當(dāng)定位樁與土體完全分離時(shí)，樁體完全拔出，樁側(cè)的總摩擦力減小到零。(2)定位樁自重約為67 t，因此數(shù)值分析得到的總摩擦力與定位樁自重之和即是拔樁力：F2=W+=l 376.52kN由此可以得出液壓缸在各個(gè)工作階段的負(fù)載如表3-2示：表3-2

37、液壓缸在各工作階段的負(fù)載值工況液壓缸10液壓缸10a總負(fù)載拔樁F1=1376.52kN0F0=1376.52kN快進(jìn)0Q=1343kNF0=1343kN挖泥00F0=0工進(jìn)0Q=1343kNF0=1343kN三、確定主要參數(shù)這里指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。液壓系統(tǒng)采用的執(zhí)行元件的形式，視主機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)種類和性質(zhì)而定，見表1：表3-3 執(zhí)行元件形式的選擇運(yùn)動(dòng)形式往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)短行程長行程高速低速建議采用的執(zhí)行元件形式活塞缸柱塞缸液壓馬達(dá)與齒輪機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)與絲杠螺母機(jī)構(gòu)高速液壓馬達(dá)低速液壓馬達(dá)高速液壓馬達(dá)與減速機(jī)構(gòu)擺動(dòng)馬達(dá)快進(jìn)行程為6m，故選擇柱塞缸；拔樁同前者。執(zhí)行

38、元件的工作壓力根據(jù)系統(tǒng)工作中的最大負(fù)載來選?。▍⒄毡?-4），最大流量則由執(zhí)行元件的最大速度計(jì)算出來。這兩者都與執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（液壓缸的有效工作面積A或液壓馬達(dá)的排量）有關(guān)。先選定執(zhí)行元件的形式與其工作壓力，再按最大負(fù)載和預(yù)估的執(zhí)行元件機(jī)械效率求出A或，并通過各種必要的驗(yàn)算、修正和元整后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后再算出最大流量來。表3-4 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力負(fù)載F/kN50工作壓力p/MPa5-7（液壓缸機(jī)械效率=0.9）提升油缸：最大負(fù)載：F1 /=1530N，根據(jù)表3-4，結(jié)合實(shí)際取p1=25MPa；由推力式：活塞桿直徑d與鋼筒直徑D關(guān)系，d=0.7D根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)中推薦

39、數(shù)值，可取p2=0.8MPa則：按GB/T 23482001將直徑圓整成近標(biāo)準(zhǔn)時(shí)得：D1=280mm，d1=200mm行走油缸：最大負(fù)載：F1 /=1493kN，根據(jù)表3-4，結(jié)合實(shí)際取p1=25MPa；由推力式：活塞桿直徑d2與鋼筒直徑D2關(guān)系，d2=0.5D2根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)中推薦數(shù)值，可取p2=0.8MPa d2=0.5D2=162mm計(jì)算圓整得：D2=330mm d2=170mm通過對(duì)定位樁與油缸的受力分析，根據(jù)“天獅號(hào)”絞吸挖泥船的特點(diǎn)與相關(guān)規(guī)，確定油缸的參數(shù)如下：行走油缸：缸徑：330mm；桿徑：170mm；行程：6000mm；工作壓力：25Mpa。提升油缸：缸徑：280m

40、m；桿徑：200mm；行程：3150mm；工作壓力：25Mpa。根據(jù)上述D和d的值，估算液壓缸在不同階段的壓力、流量和功率值如表3-7所示：表3-5 液壓缸在不同階段的壓力、流量和功率值工況推力F（kN）回油腔壓力p2（MPa）進(jìn)油腔壓力p1（MPa）輸入流量q(L/min)輸入功率P（kW）計(jì)算式拔樁（提升油缸）15300.824.859740.2p1=（(F+p2(A1-A2)/A1q=A1v1P=p1q快進(jìn)（行走油缸）14930.823.7618874.4p1=(F+A2p2)/(A2-A1)q=（A1-A2）v1P=p1q工進(jìn)（行走油缸）14930.817.4617149.8p1=（(

41、F+p2(A1-A2)/A1q=A1v1P=p1q挖泥（無動(dòng)作）00000注：第三節(jié) 擬定液壓系統(tǒng)原理圖1粗過濾器；2葉片式液壓泵；3單向閥；4精過濾器；5壓力表；6(6a、6b、6c)三位四通手動(dòng)換向閥；7(7a、7b、7c)單向閥；8(8a)手動(dòng)閘閥；9(9a)液控單向閥；10(10a)液壓缸；11(11a)齒輪式液壓馬達(dá)；12背壓閥；13調(diào)速閥；14溢流閥圖2 液壓控制系統(tǒng)第四節(jié) 選擇液壓元件一、液壓泵(一)確定液壓泵的最大工作壓力。液壓泵所需工作壓力的確定，主要根據(jù)液壓缸在工作循環(huán)各階段所需最大壓力p1，再加上油泵的出油口到缸進(jìn)油口處總的壓力損失，即：包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部

42、壓力損失、管路沿程損失等，在系統(tǒng)管路未設(shè)計(jì)之前，根據(jù)同類系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，一般管路簡單的節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)：=(25)105Pa，用調(diào)速閥與管路復(fù)雜的系統(tǒng)：=(515)105Pa，也可只考慮流經(jīng)各控制閥的壓力損失，而將管路系統(tǒng)的沿程損失忽略不計(jì)，各閥的額定壓力損失參照表3-6選?。罕?-6 常用中、低壓各類閥的壓力損失(pn)閥名pn(105Pa)閥名pn(105Pa)閥名pn(105Pa)閥名pn(105Pa)單向閥0.30.5背壓閥38行程閥1.52轉(zhuǎn)閥1.52換向閥1.53節(jié)流閥23順序閥1.53調(diào)速閥35系統(tǒng)中有單向閥7個(gè)，背壓閥1個(gè)，換向閥3個(gè)，所以總壓力損失：=（0.37+31+1.53）

43、105Pa=9.6105Pa則液壓泵工作最大壓力：(二)確定液壓泵的流量泵的流量根據(jù)執(zhí)行元件動(dòng)作循環(huán)所需最大流量和系統(tǒng)的泄漏確定。多液壓缸同時(shí)動(dòng)作時(shí)，液壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸(或馬達(dá))所需的最大流量，并應(yīng)考慮系統(tǒng)的泄漏和液壓泵磨損后容積效率的下降，即式中： K為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.11.3，大流量取小值，小流量取大值；為同時(shí)動(dòng)作的液壓缸(或馬達(dá))的最大總流量(m3/s)。參照表3-5，最大流量=188L/min則： (三)選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)上面所計(jì)算的最大壓力和最大流量查液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇與和相當(dāng)?shù)囊簤罕玫囊?guī)格型號(hào)：T6型定量葉片油泵二、閥類元件閥類元件的規(guī)格按其最大工

44、作壓力和通過該閥的實(shí)際流量從產(chǎn)品樣本上選定。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)還要考慮它的最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計(jì)要求。壓力閥和流量閥都須選得使使其實(shí)際通過流量最多不超過其公稱流量的110%，以免引起發(fā)熱、噪聲和過大的壓力損失，并應(yīng)注意到換向閥允許通過的流量要受到其功率特性的限制。對(duì)于可靠性要求特別高的系統(tǒng)來說，閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。（一）選擇依據(jù)選擇依據(jù)為：額定壓力，最大流量，動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等。（二）選擇閥類元件應(yīng)注意的問題(1)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，除非不得已時(shí)才自行設(shè)計(jì)專用件。(2)閥類元件的規(guī)格主要根據(jù)流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量

45、選取。選擇溢流閥時(shí)，應(yīng)按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，應(yīng)考慮其最小穩(wěn)定流量滿足機(jī)器低速性能的要求。(3)一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過的流量大一些，必要時(shí)，允許通過閥的最大流量超過其額定流量的20%。(三)閥件選擇表3-8 元件的型號(hào)與規(guī)格序號(hào)元件名稱估計(jì)通過流量（L/min）額定流量（L/min）額定壓力（MPa）額定壓降（MPa）型號(hào)、規(guī)格1葉片泵207214280.5T62三位四通閥6207315280.534S-L32H3三位四通閥6a97125280.524S-L10H4三位四通閥6b188190280.524S-B32H5液控單向閥188170210.5

46、DFY-L32H6單向閥207250350.5DF-B32H7溢流閥207250210.5YF-L32H三、油管1.油管類型的選擇液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應(yīng)有足夠的通流截面和承壓能力，同時(shí)，應(yīng)盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。表3-10 各種常用管道的特點(diǎn)與適用場合種 類特點(diǎn)和適用場合硬 管鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配時(shí)不能任意彎曲；常在裝拆方便處用作壓力管道（中、高壓用無縫管，低壓用焊接管）紫銅管易彎曲成各種形狀，但承壓能力一般不超過6.5-10MPa，抗振能力較弱，又易使油液氧化；通常用在液壓裝置配接不便之處軟 管尼龍管加熱后可以隨意彎曲成形

47、或擴(kuò)口，冷卻后又能定形不變，承壓能力因材質(zhì)而異，自2.5MPa至8MPa不等，最高可達(dá)16MPa塑料管質(zhì)輕耐油，價(jià)格便宜，裝配方便，但承壓能力低，長期使用會(huì)變質(zhì)老化，只宜用作壓力低于0.5MPa的回油管、泄油管等橡膠管高壓管由耐油橡膠夾幾層鋼絲編織網(wǎng)制成，鋼絲網(wǎng)層數(shù)越多，耐壓越高，價(jià)昂，用作中、高壓系統(tǒng)中兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的壓力管道低壓管由耐油橡膠夾帆布制成，可用作回油管道由于系統(tǒng)工作壓力較高，考慮價(jià)格原因，選擇使用：鋼管。2.油管尺寸的確定管道的規(guī)格尺寸指的是他的徑和壁厚，可根據(jù)下面的公式算出后查閱有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)選定式中 d管道徑； q管流量； v管中油液的流速，吸油管取0.51.5m/s ，壓

48、油管取2.55m/s（壓力高的取最大值，低的取最小值，如壓力在6MPa以上的取5m/s ，在36MPa之間的取4m/s ，在3MPa一下的取2.53m/s ；管道短時(shí)取最大值；油液粘度大時(shí)取最小值），回油管取1.52.5m/s ，短管與局部收縮處取57m/s ；管道壁厚； p管工作壓力； n安全系數(shù)，對(duì)鋼管來說，p7MPa時(shí)取n=8 , 7MPap17.5MPa時(shí)取n=4；管道材料的抗拉強(qiáng)度。對(duì)于鋼管，可取/n=50MPa 。根據(jù)公式帶入數(shù)值：金屬管道的爆破壓力（單位MPa）可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到式中：d管道徑，單位為mm ；管道最小壁厚，單位mm ；管道材料的抗拉強(qiáng)度，單位MPa ；根據(jù)公

49、式帶入數(shù)值：可見此管安全。四、油箱油箱的作用是儲(chǔ)油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質(zhì)，逸出油中的氣體。其形式有開式和閉式兩種：開式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。開式油箱應(yīng)用較多。（一）油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)油箱應(yīng)有足夠的容積以滿足散熱，同時(shí)其容積應(yīng)保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時(shí)不滲出，油液液面不應(yīng)超過油箱高度的80%。(2)吸箱管和回油管的間距應(yīng)盡量大。(3)油箱底部應(yīng)有適當(dāng)斜度，泄油口置于最低處，以便排油。(4)注油器上應(yīng)裝濾網(wǎng)。(5)油箱的箱壁應(yīng)涂耐油防銹涂料。（二）油箱容量計(jì)算油箱的有效容量V可近似用液壓泵單位時(shí)間排出油液的體積確定。V=Kq式中：K為系數(shù)，低壓系統(tǒng)取24，中壓

50、系統(tǒng)取57，高壓系統(tǒng)取1012由于本系統(tǒng)為高壓，取K=10q為同一油箱供油的各液壓泵額定流量總和。V=Kq=10*214=2140L按照常規(guī)設(shè)計(jì)思路，考慮油箱的比例：長、寬、高比例為123，油面高度為油箱高度的80%，假設(shè)最短邊長為a,則：3a3*0.8=2140L,計(jì)算得：a=0.9m，考慮到油箱散熱問題各邊長?。?.2m,2.4m,3.6m五、濾油器的選擇選擇濾油器的依據(jù)有以下幾點(diǎn)：(1)承載能力：按系統(tǒng)管路工作壓力確定。(2)過濾精度：按被保護(hù)元件的精度要求確定，選擇時(shí)可參閱表。(3)通流能力：按通過最大流量確定。(4)阻力壓降：應(yīng)滿足過濾材料強(qiáng)度與系數(shù)要求。表3-11 濾油器過濾精度的

51、選擇系統(tǒng)過濾精度(m)元件過濾精度(m)低壓系統(tǒng)100150滑閥1/3最小間隙70105Pa系統(tǒng)50節(jié)流孔1/7孔徑(孔徑小于1.8mm)100105Pa系統(tǒng)25流量控制閥2.530140105Pa系統(tǒng)1015安全閥溢流閥1525電液伺服系統(tǒng)5高精度伺服系統(tǒng)2.5精、粗過濾器流量：207L/min ，工作壓力：24.5MPa參照參考文獻(xiàn)20 選擇濾油器型號(hào)：型號(hào)壓力（MPa）流量（L/min）過濾精度（m）XU-H25050SP（粗）3225050YPH240（精）4224010第五節(jié) 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、液壓元件與聯(lián)接管路等完全確定后，

52、針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切地計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失與系統(tǒng)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(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。一、液壓系統(tǒng)壓力損失壓力損失包括管路的沿程損失p1，管路的局部壓力損失p2和閥類元件的局部損失p3，總的壓力損失為（一）計(jì)算沿程壓力損失時(shí)，如果管中為層流流動(dòng)，可按下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式中：q為通過管道的流量(m3/s)，這里取最大力量：q=0.00345 m3/sL為管道長度(m)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取：L=30md為管道徑(mm)，根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果：d=30mm為油液的運(yùn)動(dòng)

53、粘度(m2)，查資料得知，葉片泵取=50mm2/s帶入數(shù)值得：（二）局部壓力損失可按下式估算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合系統(tǒng)情況?。海ㄈ╅y類元件的值可按下式近似計(jì)算：式中：閥的額定流量(m3/s)；通過閥的實(shí)際流量(m3/s)；閥的額定壓力損失(Pa)。參照表3-8數(shù)據(jù)，帶入計(jì)算：綜上：故前面p取值合理。二、 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算（一） 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率系統(tǒng)發(fā)熱來源于系統(tǒng)部的能量損失，如液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失、溢流閥的溢流損失、液壓閥與管道的壓力損失等。這些能量損失轉(zhuǎn)換為1熱能，使油液溫度升高。油液的溫升使粘度下降，泄漏增加，同時(shí)，使油分子裂化或聚合，產(chǎn)生樹脂狀物質(zhì)，堵塞液壓元件小孔，影響系統(tǒng)正常工作，因此必須使系統(tǒng)中油溫保持在允許圍。一般機(jī)床液壓系統(tǒng)正常工作油溫為3050；礦山機(jī)械正常工作油溫5070；最高允許油溫為7090。1.液壓系統(tǒng)的功率損失：系統(tǒng)發(fā)熱功率P的計(jì)算(W)式中：為液壓泵的輸入功率(W)，根據(jù)選定的葉片泵取：為液壓泵的總效率,查手冊(cè)?。簬霐?shù)值：2系統(tǒng)的散熱和溫升系統(tǒng)的散熱量可按下式計(jì)算：(W)式中：為散熱系數(shù)(W/m2):當(dāng)周圍通風(fēng)很差時(shí)，K89；周圍通風(fēng)良好時(shí)，K15；用風(fēng)扇冷卻時(shí)，K23；用循環(huán)水強(qiáng)制冷卻時(shí)的冷卻器表面K