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文檔簡介
1、1緒論1.1 前言火災(zāi),是世界各國普遍關(guān)注的災(zāi)難性問題,它是發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害, 任何時間、任何地點都有可能發(fā)生,它不僅傾刻之間可能燒毀大量的物質(zhì)財富, 毀滅珍貴的歷史文化遺產(chǎn),甚至危及人們的生命安全。總之,火災(zāi)給人類帶來的 是破壞,是苦難、是死亡。消防車車是輸送滅火劑的搶險救援設(shè)備,具有行駛、輸送滅火劑二種功能為 一體的一種機械設(shè)備,具有機動靈活、方便高效、安全、及時搶險救援等特點。 消防車由汽車底盤和其上裝部分的專用裝置組成。國內(nèi)外生產(chǎn)的消防車多采用整 車生產(chǎn)廠家提供的二類通用汽車底盤。其專用裝置主要包括取力器、水泡沫液罐、 器材箱、泵房、消防泵、真空泵、泡沫比例混合裝置及消防槍炮等。
2、具工作原理 是:通過取力器裝置將汽車底盤發(fā)動機的動力輸出,并經(jīng)一套傳動裝置驅(qū)動消防 泵工作,通過消防泵、泡沫比例混合裝置將水和泡沫按一定比例混合, 再經(jīng)消防 炮和泡沫滅火槍噴出滅火。而液壓系統(tǒng)作為消防車最重要組成部分,隨著搶險救 援要求的提高,人們對液壓系統(tǒng)的要求也越來越高。1.2 課題提出的背景1.2.1 課題提出的宏觀背景近幾年來,隨著國家對安全工作的日益重視, 以及有關(guān)部門對汶JI地震和央 視火災(zāi)等重大災(zāi)害的反省,特別一提的是消防部隊的擴編,各地消防站的建立和 增加,消防部隊的消防裝備大幅度增加,西部大開發(fā);中部崛起;東北振興;沿 海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)對高性能、高品質(zhì)消防車的采購能力增大。對搶
3、險救援消防車的 質(zhì)量要求也越來越高。消防車的需求也越來越大,與此同時對消防車舉開設(shè)備的 技術(shù)要求也越來越高。在搶險救援消防過程中,消防車機械需求量很大,其質(zhì)量和效率也要求很好。 消防車的保有量和質(zhì)量在一定程度上反映了一個國家的經(jīng)濟實力、科技發(fā)展水 平、消防裝備研制水平和消防力量的強弱。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國消防車機械 已成為搶險救援及其消防重要組成部分。 目前,全國形成一定規(guī)模的國內(nèi)消防車專業(yè)制造生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)達到30 多家,截止到2008 年底已有31 家通過消防車3c認(rèn)證。從這31家企業(yè)的產(chǎn)權(quán)形態(tài)看,有國有制、股份制和私營三種類型。其中,股份制企業(yè)和私營企業(yè)已經(jīng)占到70 以上??梢哉f,國內(nèi)的
4、消防車生產(chǎn)主要由股份制和私營企業(yè)唱主角。30 多家企業(yè)中,共有合同制員工近萬名,年產(chǎn)銷消防車4000 多臺。這個數(shù)字非常可觀。1.1.3 課題提出的行業(yè)背景消防車是供消防部門用于滅火、輔助滅火或消防救援的機動技術(shù)裝備,它能將消防指戰(zhàn)員、滅火介質(zhì)、消防器材等快速運至火場進行滅火。消防車作為人類同火災(zāi)作斗爭的技術(shù)裝備,在保護人民生命、財產(chǎn)安全方面發(fā)揮著重要作用。我國的消防事業(yè)一直受到黨和政府的高度重視與支持,近年來, 國產(chǎn)消防車無論是技術(shù)水平,還是品種規(guī)格以及生產(chǎn)能力都有了長足的發(fā)展,品種規(guī)格相對齊全,性能有了很大提高,質(zhì)量相對穩(wěn)定,已能基本滿足消防部隊滅火的實戰(zhàn)需要。我國消防車的現(xiàn)狀自 1932
5、 年我國第一輛消防車在震旦機械鐵工廠誕生至今,經(jīng)過71 年特別是近 10 年的飛速發(fā)展,國產(chǎn)消防車的產(chǎn)品品種日益增多,基本上能滿足國內(nèi)市場的需求。目前,國內(nèi)約有23 家消防車生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的輕、中、重型三大系列消防車,其品種主要有:泵浦消防車、水罐消防車、泡沫消防車、干粉消防車、二氧化碳消防車、聯(lián)用消防車、照明消防車、搶險救援消防車、舉高消防車、云梯消防車、消防指揮車等。除了機場消防車,上述各種消防車都已具備生產(chǎn)能力,并已通過國家汽車產(chǎn)品公告。車用消防泵性能提高,品種多樣:車用消防泵作為普通消防車的“U 臟” ,在撲救火災(zāi)中發(fā)揮著重要作用,其性能的提高對于提升消防車水平、檔次具有重要意義。 近十
6、年是我國消防水泵快速發(fā)展的十年,在借鑒、 吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上, 國產(chǎn)消防水泵日趨性能完善、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,并形成常壓消防泵、中壓消防泵、中低壓消防泵、高低壓消防泵等多品種、多規(guī)格的格局,可以滿足各種消防車對水泵的要求。目前存在的問題:消防車的整體性能有待進一步提高;零部件可靠性差;標(biāo)識、指示不全;有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂落后;消防車產(chǎn)品管理辦法巫需改進;個別地區(qū)、個 別部門不具備生產(chǎn)資質(zhì)、生產(chǎn)條件,私自拼裝消防車。國外消防車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前世界各國開發(fā)應(yīng)用的消防車,品種俱全,設(shè)備精良,不僅造型美觀大方, 而且其內(nèi)在質(zhì)量和實戰(zhàn)功能都很好。近幾年,世界各國消防車制造廠都瞄準(zhǔn)市場 要求,
7、競相推出新產(chǎn)品。其中生產(chǎn)多、應(yīng)用廣、發(fā)展快的消防車,主要有泵浦消 防車、大型化學(xué)車、舉高消防車、大型高級救護車及多功能巨型消防車。其中, 國外的舉高消防車和云梯消防車在高層建筑的搶險救援中起到了舉足千斤的作 用,一直在世界的最尖端位置,引領(lǐng)著消防車的進步和發(fā)展。我國消防車的發(fā)展方向研制消防車專用底盤;提商消防車自動化程度;開發(fā)特種消防車;提高消防 車制造水平;消防泵的關(guān)鍵技術(shù)的提升。1.1.4 泵送機構(gòu)的基本構(gòu)造及工作原理消防車的基本構(gòu)成:消防車大致由泵送機構(gòu)、滅火介質(zhì)分配機構(gòu)、水箱、電控系統(tǒng)等四大部分組 成。每一部分均由不同的機構(gòu)或零件組成, 都承擔(dān)不同的功能。了解并掌握消防 車的每一部分基
8、本結(jié)構(gòu)及其工作原理,對消防車的正確使用和維修有很大的幫 助.消防車的代號及主要性能參數(shù):不同廠家對消防車的彳t號有不同的方式,但根據(jù)國家及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),消防車 的主要技術(shù)性能參數(shù)表1.1可以從產(chǎn)品型號看出。ZLJ5120TXFJY80企業(yè)代號特種車代號整機重量產(chǎn)品改型編R搶險救援消防車標(biāo)準(zhǔn)代號泵送力量表1.1隨車吊概述:隨車吊是一種架裝于底盤上,集起重、運輸為一體的新型高效起重運輸裝備。它的工作原理是通過從汽車變速箱中取力帶動液壓油泵旋轉(zhuǎn),向各液壓工作元件 提供高壓油,從而實現(xiàn)隨車吊的各種運動。隨車吊以其快速、靈活、高效、便捷以及裝卸、運輸合二為一的優(yōu)勢被越來越多的用戶認(rèn)識并接受。國內(nèi)已廣泛應(yīng)用
9、于交通運輸、土木建筑、通信電力及城市管網(wǎng)建設(shè)等行業(yè)的貨物裝卸及近距離轉(zhuǎn) 移貨物、添加了附加裝置的變型產(chǎn)品還被廣泛應(yīng)用于消防、軍隊、非開挖作業(yè)及工程搶險等領(lǐng)域。直臂伸縮式隨車吊從結(jié)構(gòu)上分,主要由以下幾大部分組成:吊臂總成、伸縮 油缸總成、回轉(zhuǎn)機構(gòu)總成、變幅油缸總成、操縱機構(gòu)、機架總成、前后支腿總成、 油泵取力機構(gòu)總成等。2液壓系統(tǒng)設(shè)計2.1 液壓系統(tǒng)圖的擬定2.1.1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定通過工況分析,可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過程中速度和載荷變化情況, 為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量, 它們是設(shè)計液壓系統(tǒng),選擇液壓元件的 主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量
10、取決于執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。本 次設(shè)計所參數(shù)來源于ZLJ5120TXFJY80型搶險救援消防車主要技術(shù)參數(shù)如表 2.1。產(chǎn)品型號ZLJ5120TXFJY80整車參數(shù)滿載質(zhì)里11680kg前軸/后軸載荷(滿載時)4750/6930 kg發(fā)電機取大功率191kw最高行駛速度110km/h外形尺寸(長X寬X高)8200 X 2490 X 3200 mm駕駛室乘員數(shù)1+2+4 人底盤型號FVR34J2缸數(shù)6發(fā)動機功率191kw/(2500r/min 時)發(fā)動機最大扭矩745nm/(1500r/min 時)最大車速110km/h軸距4500mm燃油種類柴油照明發(fā)電系統(tǒng)型號SHT11500(HVS
11、)額定功率9.5KVA (后備功率 10.5KVA)額定電壓220V/380V額定頻率50HZ額定電流14.4A功率因數(shù)0.8啟動方式電啟動牽引絞盤型號PIERCE PH23000取大拉力(公斤力)10433鋼絲直徑13mm鋼纜長度60m動力形式液壓液壓壓力21mpa液壓流量60 L/min隨車吊型號HIAB 111B -2CLX最大起升質(zhì)量時工作幅度2m最大工作幅度7.7m最大起升高度11m取大額7E起升質(zhì)重5000kg其它潤滑方式節(jié)能式自動潤滑控制方式手動+遙控消防管清洗方式水洗表2.12.1.2 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計制定調(diào)速方案方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)
12、,大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng),現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)4 。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油,用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單,由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥,故效率低,發(fā)熱量大,多用于功率不大的場合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達的排量來達到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失,效率較高。但為了散熱和補充泄漏,需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高
13、的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油,用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量,并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高,速度穩(wěn)定性較好,但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速又分別有進油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進油節(jié)流起動沖擊較小,回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合,旁路節(jié)流多用于高速。節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中,液壓泵從油箱吸油,壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后,再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單,散熱性好,但油箱體積大,容易混入空氣。制定壓力控制方案液壓執(zhí)行元件工作時,要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作, 也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力,一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)
14、中,通常由定量泵供油,用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力,并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中,用變量泵供油,用安全閥起安全保護作用。在有些液壓系統(tǒng)中,有時需要流量不大的高壓油,這時可考慮用增壓回路得到高壓,而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中,某段時間不需要供油, 而又不便停泵的情況下,需考慮選擇卸荷回路。在系統(tǒng)的某個局部,工作壓力需低于主油源壓力時,要考慮采用減壓回路 來獲得所需的工作壓力。制定順序動作方案主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作,根據(jù)設(shè)備類型不同,有的按固定程序運行,有 的則是隨機的或人為的。工程機械的操縱機構(gòu)多為手動,一般用手動的多路換向 閥控制。加工機械的各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作多采用行程控制,當(dāng)工作部
15、件移動到 一定位置時,通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程 閥來控制接續(xù)的動作。行程開關(guān)安裝比較方便,而用行程閥需連接相應(yīng)的油路, 因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。另外還有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動,經(jīng)過一段時間,當(dāng) 泵正常運轉(zhuǎn)后,延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉,建立起正常的工作壓力。 壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完 成預(yù)定動作時,回路中的壓力達到一定的數(shù)值,通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打 開順序閥使壓力油通過,來啟動下一個動作。選擇液壓動力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供, 液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào) 速
16、系統(tǒng)一般用定量泵供油,在無其他輔助油源的情況下,液壓泵的供油量要大于 系統(tǒng)的需油量,多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱,溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓 力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油,用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源提高效率,液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對在 工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況,一般采用多泵供油或變量泵供 油。對長時間所需流量較小的情況,可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。 一般泵的入口要裝有粗過濾器,進 入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求,通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系 統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱,可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他
17、型式的過濾器。 根據(jù)液 壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求,還要考慮加熱、冷卻等措施。2.1.3 液壓系統(tǒng)圖的繪制整機的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。 各回路相互組合 時要去掉重復(fù)多余的元件,力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系,避免 誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護和監(jiān)測,在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件 (如壓力表、溫度計等)。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位,要附設(shè)備用件,以便意外事件 發(fā)生時能迅速更換,保證主要部件連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件, 在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)元件可
18、用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作, 注明各液壓元件的序號以及 各電磁鐵的代號,并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動作表。2.1.4 對搶險救援消防車液壓系統(tǒng)各主要回路的分析消防車隨車吊液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿和控制六個主 回路組成。從圖2.1可以看出,各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點。臂1圖2.1汽車隨車吊工作狀態(tài)油缸3起升回路:起開回路起到使重物升降的作用。回轉(zhuǎn)回路:回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn),實現(xiàn)重物水平移動的作用。回轉(zhuǎn)回路主要由 液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達組成?;剞D(zhuǎn)機構(gòu)使重物水平移動的范圍有限,但所需功率小,所以一般汽
19、車起重機都設(shè)計成全回轉(zhuǎn)式的,即可在左右方向任意進行回轉(zhuǎn)。液壓驅(qū)動的小起重量起重機,通過液壓回路和換向閥的合適機能, 可以使回 轉(zhuǎn)機構(gòu)不裝制動器,同時保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停住, 并避免沖擊。高速液 壓馬達的驅(qū)動形式,在汽車式、輪胎式和鐵路起重機上應(yīng)用廣泛。如圖 2.2,低 速大扭矩液壓馬達的轉(zhuǎn)速每分鐘在 0-100轉(zhuǎn)范圍內(nèi),因此,可以直接在油馬達 軸上安裝回轉(zhuǎn)機構(gòu)的小齒輪,如馬達輸出扭矩不滿足傳動要求,可以加裝機械減 速裝置。該形式在一些小噸位汽車起重機上有所應(yīng)用。 可以在液壓馬達輸出軸上 加裝制動器。/十、圖2.2低速大扭矩液壓馬達回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用低速大扭矩液壓馬達可以省去或減小減速裝置,因此
20、機構(gòu)很緊湊。但低 速大扭矩液壓馬達成本高,使用可靠性不如高速液壓馬達,加之可以采用結(jié)構(gòu)緊 湊、傳動比大的行星傳動或蝸輪傳動,高速液壓馬達在起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)中使用廣泛。綜上所述,回路如下圖2.3 <回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計為高速液壓馬達加裝制動器的回轉(zhuǎn)機構(gòu),其基本圖2.3 回轉(zhuǎn)回路變幅回路:絕大部分工程起重機為了滿足重物裝、 卸工作位置的要求,充分利用其起吊 能力(幅度減小能提高起重量),需要經(jīng)常改變幅度。變幅回路則是實現(xiàn)改變幅 度的液壓工作回路,用來擴大起重機的工作范圍,提高起重機的生產(chǎn)率。變幅回 路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成(圖 2.4)。圖2.4 變幅回路工程隨車吊變幅按其工作
21、性質(zhì)可分為非工作性變幅和工作性變幅兩種。非工作性變幅指只是在空載條件下改變幅度。它在空載時改變幅度,以調(diào)整取物裝置 的位置,而在重物裝卸移動過程中,幅度不改變。這種變幅次數(shù)一般較少,而且 采用較低的變幅速度,以減少變幅機構(gòu)的驅(qū)動功率,這種變幅的變幅機構(gòu)要求簡 單。工作性變幅能在帶載的條件下改變幅度。為了提高隨車吊的生產(chǎn)率和更好地 滿足裝卸工作的需要,常常要求在吊裝重物時改變隨車吊的幅度, 這種類型的變 幅次數(shù)頻繁,一般采用較高的變幅速度以提高生產(chǎn)率。工作性變幅驅(qū)動功率較大, 而且要求安裝限速和防止超載的安全裝置。與非工作性變幅相比,這種變幅要求 的變幅機構(gòu)較復(fù)雜,自重也較大,但工作機動性卻大為
22、改善。汽車隨車吊由于使 用了支腿,除了吊非常輕的重物之外,必須帶載變幅。伸縮回路:具有臂架伸縮機構(gòu)的起重機,不需要接臂和拆臂,縮短了輔助作業(yè)時間。臂 架全部縮回以后,隨車吊外形尺寸減小,提高了機動性和通過性。臂架采用液壓 伸縮機構(gòu),可以實現(xiàn)無級伸縮和帶載伸縮,擴大了汽車和輪胎起重機、鐵路救援 起重機在復(fù)雜使用條件下的使用功能。伸縮回路主要由液壓泵、換向閥、液壓缸和平衡閥組成,根據(jù)伸縮高度和方 式不同其液壓缸的節(jié)數(shù)結(jié)構(gòu)也就大不相同。具有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂,各節(jié)臂的伸縮基本有三種形式:順序伸縮、同 步伸縮和獨立伸縮。順序伸縮就是各節(jié)伸縮臂按一定先后次序完成伸縮動作。同步伸縮是指各節(jié) 伸縮臂以相同
23、的行程比率同時伸縮。獨立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關(guān)聯(lián)地獨立進行伸 縮動作。顯然,獨立伸縮機構(gòu)同樣也可以完成順序伸縮或同步伸縮的動作。如圖2.5所示。1rlMI,I U)<A>圖2.5 臂架伸縮方式 (a)-順序伸縮 (b)-同步伸縮為了使隨車吊各節(jié)伸縮臂伸出后的載荷和隨車吊的起重量特性相適應(yīng),伸臂的順序為2 (二節(jié)臂)一 3 (三節(jié)臂)的順序伸出,1為基本臂,而縮回按相反 的順序,即3一2的順序縮回。下面介紹實現(xiàn)順序伸縮的幾種方案。圖2.6是利用各油缸有效面積差控制伸縮順,即I號伸縮油缸活塞面積大, 葭田號伸縮油缸活塞面積逐次減小。各活塞腔是聯(lián)通的,各油缸活塞桿腔也是 聯(lián)通的。很顯然I
24、號伸縮油缸先伸出,其次是II號和田號伸縮油缸伸出。平衡 閥Ki可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮,同時還可以防止因泄漏或管道破裂而造 成吊臂回落。此外為了保證吊臂回縮時按預(yù)定的順序,不至因自重和滑動阻力變 化等因素影響。平衡閥的開啟壓力應(yīng)該設(shè)定為足 K1最大,K3最小。圖2.7是用單向順序閥控制順序的一種方案。扳動操縱閥S,使A與P接通,同時B與O也通,此時伸縮油缸I伸出。油缸I伸出到位后,隨著活塞腔 油壓力的升高,單向順序閥 S1被打開,于是伸縮油缸II伸出。油缸伸出到位后,油壓2續(xù)升高單向順序閥 S2也開啟,于是伸縮油缸量開 始伸出。該機構(gòu)縮回過程同前一方案。與前一方案比較,此方案對油缸面積無特
25、 殊要求,有利于減輕自重。圖中的雙單向閥 di與d2,其作用是使順序閥中的 溢流流入主油道,這樣可以省去兩根回油管和軟管卷簡。圖2.8是電液操縱閥控制順序的一種方案。 扳動操縱閥S, A和P、B和O 接通。壓力油經(jīng)電液換向閥 Cl及平衡閥Kl進入到伸縮油缸I活塞腔,伸縮油 缸I開始伸出。若電液換向閥 Cl換位,則壓力油改道上行,經(jīng)電液換向閥 C2 及平衡閥K2進入伸縮油缸H ,于是伸縮油缸E開始伸出。若電液換向閥 C2 換位,則壓力油二次改道上行,進入伸縮油缸田伸出。與前述方案比較,由于該機構(gòu)裝有電液閥,從而需要設(shè)置電線和電線卷簡, 但該方案的伸縮順序有可靠保證。綜上所述伸縮回路選擇差積式順序
26、伸縮回路。圖2.6 差積式順序伸縮原理圖2.7 單向順序閥順序伸縮原理 圖2.8 電液換向閥順序伸縮原理支腿回路:支腿回路主要由液壓泵、水平液壓缸、垂直液壓缸和換向閥組成。隨車吊設(shè)置支腿機構(gòu),目的是增加起重機的穩(wěn)定性及起重能力。 支腿機構(gòu)在 作業(yè)時承受整機的自重和吊重,要求結(jié)構(gòu)堅固,動作可靠。目前支腿大都采用液壓支腿。支腿機構(gòu)現(xiàn)在流行的有兩種基本形式 支腿和X型支腿(如圖2.9、2.10)圖2.9 H 型支腿圖2.10 X 型支腿1- 水平液壓缸;2-垂直液壓缸1-垂直液壓缸;2-車架;3-伸縮液壓缸;4-固定腿;5-活動腿汽車隨車吊設(shè)置支腿可以大大提高起重機的起重能力。為了使隨車吊在吊重過程
27、中安全可靠,支腿要求堅固可靠,伸縮方便。在行駛時收回,工作時外伸撐 地。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進行單獨調(diào)節(jié)。2.2液壓系統(tǒng)類型的擬定2.2.1 本機液壓系統(tǒng)分析根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點、典型工況,結(jié)合國內(nèi)外同類產(chǎn)品的具體情況, 液壓系統(tǒng)決定選用多泵多回路和多種型式的高壓變量系統(tǒng)。為了使液壓系統(tǒng)更加易于檢修和使結(jié)構(gòu)更簡單明了,在起開、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、支腿和控制 6個液 壓回路中全部采用開式油路。由于本機屬于輕型隨車吊,回轉(zhuǎn)比較頻繁,所以回轉(zhuǎn)油路由變量泵和定量馬 達組成。伸縮回路有兩節(jié)伸縮臂和兩個液壓缸,液壓缸與鋼繩組合實現(xiàn)同時伸縮。輕型隨車吊的變幅機構(gòu),采用單缸回路。為了提高效率,本輕型
28、隨車吊回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路可以協(xié)調(diào)工作。因此采 用了三個三位四通換向閥來分別控制三個動作,這樣操作起來十分方便,簡單。支腿回路采用H式支腿,因為本機為輕型隨車吊,支腿小幅度外伸,每一 支腿有一個水平液壓缸和垂直液壓缸,支腿伸出后成H形。支腿回路的各油缸均采用手柄操縱換向閥來實現(xiàn)各種控制?;芈分兄扔吐芬嚎貑蜗蜷y可以防止支腿軟腿現(xiàn)象。根據(jù)汽車起重機的工況,支腿回路、回轉(zhuǎn)回路、伸縮回路和變幅回路通常單 獨工作,所以可以采用同一個液壓泵并聯(lián)組合供油。2.2.2 各機構(gòu)動作組合、分配及控制各機構(gòu)組合情況起升機構(gòu)變幅機構(gòu)伸縮機構(gòu)支腿機構(gòu)回轉(zhuǎn)機構(gòu)圖2. 11各機構(gòu)動作組合情況支腿機構(gòu)在起升過程中不能動作,
29、但是支腿回路不工作時其他的回路均不能 工作,起升與變幅,伸縮、回轉(zhuǎn)回路要有組合動作功能,回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路 之間不需要組合動作。各機構(gòu)組合情況如圖 2.11所示。動力分配情況根據(jù)設(shè)計要求、工作情況、起重量等,本機的動力分配如圖2.12所示:支腿機構(gòu)卷揚機構(gòu)回伸變轉(zhuǎn)縮幅機機機構(gòu)構(gòu)構(gòu)合流泵2泵1J 分動箱 1圖2.12上車動力分配情況救援消防車液壓系統(tǒng)的工作原理如圖 2.13所示。該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng),動力源采用雙聯(lián)齒輪泵,由汽車發(fā)動機通過底盤上的分動箱驅(qū)動。 液壓泵從油箱中吸 油,輸出的液壓油經(jīng)手動閥組 A和B輸送到各個執(zhí)行元件。整個系統(tǒng)由支腿收 放、吊臂變幅、吊臂伸縮、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)和吊臂起升五個個工
30、作回路所組成,且各部 分都具有一定的獨立性。整個系統(tǒng)分為上下兩部分,除液壓泵、過濾器、溢流閥、 閥組A及支腿部分外,其余元件全部裝在可回轉(zhuǎn)的上車部分。油箱裝在上車部 分,兼作配重。上下兩部分油路通過中心回轉(zhuǎn)接頭連通。 支腿收放回路和其他動 作回路采用一個二位三通手動換向閥進行切換。-a金圖2.13 搶險救援消防車液壓系統(tǒng)圖支腿收放回路由于汽車輪胎支撐能力有限,且為彈性變形體,作業(yè)時很不安全,故在起重 作業(yè)前必須放下前、后支腿,用支腿承重使汽車輪胎架空。在行駛時又必須將支腿收起,輪胎著地。為此,在汽車的后端設(shè)置兩條支腿,每條支腿均配置有液壓缸。 后支腿兩個液壓缸用另一個三位四通手動換向閥控制其收
31、、放動作。 為確保支腿能停放在任意位置并能可靠地鎖住,在支腿液壓缸的控制回路中設(shè)置了雙向液壓鎖。吊臂變幅回路吊臂變幅是通過改變吊臂的起落角度來改變作業(yè)高度。吊臂的變幅運動由變幅液壓缸驅(qū)動,變幅要求能帶載工作,動作要平穩(wěn)可靠。本機為小噸位隨車吊采用單個變幅液壓缸變幅方式。為防止吊臂在停止階段因自重而減幅,在油路中設(shè)置了平衡閥, 提高了變幅運動的穩(wěn)定性和可靠性。吊臂變幅運動由三位四通手動換向閥控制,在其工作過程中,通過改變手動換向閥開口的大小和工作位,即可調(diào)節(jié)變幅速度和變幅方向。吊臂增幅時,三位四通手動換向閥左位工作,其油路為:進油路:過濾器-液壓泵-手動換向閥右位f手動換向閥左位-平衡閥中的 單
32、向閥-變幅液壓缸下腔?;赜吐罚鹤兎簤焊咨锨?手動換向閥左位f手動換向閥中位-手動換向閥中位一油箱。吊臂減幅時,三位四通手動換向閥右位工作,其油路為進油路:過濾器-液壓泵-手動換向閥右位f手動換向閥右位-變幅液壓缸上腔?;赜吐罚鹤兎簤焊紫虑?平衡閥-手動換向閥右位f手動換向閥中位手 動換向閥中位油箱。吊臂伸縮回路吊臂由基本臂和伸縮臂組成,伸縮臂套裝在基本臂內(nèi),由吊臂伸縮液壓缸驅(qū)動進行伸縮運動。本系統(tǒng)是利用各油缸有效面積差控制伸縮順,即I號伸縮油缸 活塞面積大,II號伸縮油缸活塞面積小。各活塞腔是聯(lián)通的,各油缸活塞桿腔 也是聯(lián)通的。很顯然I號伸縮油缸先伸出,其次是II號伸縮油缸伸出。平衡閥 K
33、i 可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮,同時還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。此外為了保證吊臂回縮時按預(yù)定的順序,不至因自重和滑動阻力變化等因素影響。平衡閥的開啟壓力應(yīng)該設(shè)定為足K1 大, K2 小。為使其伸縮運動平穩(wěn)可靠,并防止在停止時因自重而下滑,在油路中設(shè)置了平衡閥。吊臂伸縮運動由三位四通手動換向閥控制,當(dāng)三位四通手動換向閥工作在左位或右位時,分別驅(qū)動伸縮液壓缸伸出或縮回。吊臂伸出時的油路為:進油路:過濾器-液壓泵手動換向閥右位手動換向閥中位手動換向閥 左位平衡閥11中的單向閥伸縮液壓缸下腔?;赜吐罚荷炜s液壓缸上腔-手動換向閥左位f手動換向閥中位-油箱。吊臂縮回時的油路為:進油路:過濾
34、器-液壓泵手動換向閥右位手動換向閥中位手動換向閥 右位-伸縮液壓缸上腔?;赜吐罚荷炜s液壓缸下腔-平衡閥-手動換向閥右位f手動換向閥中位-油 箱。轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)回路轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)由一個小轉(zhuǎn)矩高速液壓馬達驅(qū)動。通過行星減速機構(gòu)減速,轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)速度為0-5r/min。為了提高工作效率,并且確保安全,本系統(tǒng)加裝由 平衡閥、二次溢流閥、梭閥、制動器組成的回轉(zhuǎn)緩沖裝置?;剞D(zhuǎn)液壓馬達的回轉(zhuǎn)由三位四通手動換向閥控制,當(dāng)三位四通手動換向閥工作在左位或右位時,分別驅(qū)動回轉(zhuǎn)液壓馬達正向或反向回轉(zhuǎn)。其油路為:進油路:過濾器-液壓泵手動換向閥右位手動換向閥中位手動換向閥 中位-手動換向閥左(右)位-正反轉(zhuǎn)平衡閥-回轉(zhuǎn)液壓馬達?;?/p>
35、油路:回轉(zhuǎn)液壓馬達-正反轉(zhuǎn)平衡閥-手動換向閥左 (右)位-油箱。吊重起升回路吊重起升是系統(tǒng)的主要工作回路。吊重的起吊和落下作業(yè)由一個大轉(zhuǎn)矩液壓馬達驅(qū)動卷揚機來完成。起升液壓馬達的正反轉(zhuǎn)有一個三位四通換向閥控制。馬達轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)( 即起吊速度) 主要通過改變泵一二分合流方式來實現(xiàn),還可以通過調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速及手動換向閥的開口來調(diào)節(jié)?;芈分性O(shè)有平衡閥,用以防止重物因自重而下滑。由于液壓馬達的內(nèi)泄漏比較大,當(dāng)重物吊在空中時,盡管回路中設(shè)有平衡閥,重物仍會向下緩慢滑落,為此, 在液壓馬達的驅(qū)動軸上設(shè)置了制動器。當(dāng)起升機構(gòu)工作時,在系統(tǒng)油壓的作用下,制動器液壓缸使閘塊松開,當(dāng)液壓馬達停止轉(zhuǎn)動時,在制動器彈簧
36、的作用下,閘塊將軸抱死進行制動。當(dāng)重物在空中停留的過程中重新起升時,有可能出現(xiàn)在液壓馬達的進油路還未建立起足夠的壓力以支撐重物時,制動器便解除了制動,造成重物短時間失控而向下滑落。為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn),在制動器油路中設(shè)置了單向節(jié)流閥。通過調(diào)節(jié)該節(jié)流閥開口的大小,能使制動器抱閘迅速,而松閘則能緩慢地進行。2.2.3 搶險救援消防車液壓系統(tǒng)的特點該系統(tǒng)為雙泵雙回路、開式、串聯(lián)系統(tǒng),采用了換向閥串聯(lián)組合,不僅各機構(gòu)的動作可以獨立進行,而且在輕載作業(yè)時,可實現(xiàn)起升和回轉(zhuǎn)復(fù)合動作,以提高工作效率;系統(tǒng)中采用了平衡回路、縮緊回路和制動回路,保證了起重機的工作可靠, 操作安全;采用了三位四通手動換向閥換向,
37、不僅可以靈活方便地控制換向動作,還可通過手柄操縱來控制流量,實現(xiàn)節(jié)流調(diào)速。在起升工作中,除了分合流油路可方便實現(xiàn)高低速切換外,將節(jié)流調(diào)速方法與控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方法結(jié)合使用,可以實現(xiàn)各工作部件微速動作;各三位四通手動換向閥均采用了M型中位機能,使換向閥處于中位時能使系統(tǒng)卸荷,可減少系統(tǒng)的功率損失,適宜于起重機進行間歇性工作。注:平衡閥主要的功能不是鎖定執(zhí)行元件的位置, 是用來防止執(zhí)行器失速或慣性沖擊的。3 液壓缸的設(shè)計和計算3.1 液壓油缸的方案選擇3.1.1 液壓缸的種類活塞式液壓缸:活塞式液壓缸根據(jù)其使用要求不同可分為雙桿式和單桿式兩種。雙桿式活塞缸活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出的液壓
38、缸稱為雙桿式活塞缸,它一般由缸體、缸蓋、活塞、活塞桿和密封件等零件構(gòu)成。根據(jù)安裝方式不同可分為缸筒固定式和活塞桿固定式兩種。單桿式活塞缸所示,活塞只有一端帶活塞桿,單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式,但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍。差動油缸單桿活塞缸在其左右兩腔都接通高壓油時稱為: “差動連接”。柱塞缸它只能實現(xiàn)一個方向的液壓傳動,反向運動要靠外力。若需要實現(xiàn)雙向運動,則必須成對使用。這種液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸,運動時由缸蓋上的導(dǎo)向套來導(dǎo)向,因此缸筒的內(nèi)壁不需精加工,它特別適用于行程較長的場合。其他液壓缸增壓液壓缸。增壓液壓缸又稱增壓器,它利用活塞和柱塞有效面積的不同
39、使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。它有單作用和雙作用兩種型式,顯然增壓能力是在降低有效能量的基礎(chǔ)上得到的,也就是說增壓缸僅僅是增大輸出的壓力,并不能增大輸出的能量。單作用增壓缸在柱塞運動到終點時,不能再輸出高壓液體,需要將活塞退回到左端位置,再向右行時才又輸出高壓液體,為了克服這一缺點,可采用雙作用增壓缸,伸縮缸。伸縮缸由兩個或多個活塞缸套裝而成,前一級活塞缸的活塞桿內(nèi)孔是后一級活塞缸的缸筒,伸出時可獲得很長的工作行程,縮回時可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸,伸縮缸被廣泛用于起重運輸車輛上。伸縮缸的外伸動作是逐級進行的。首先是最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸,當(dāng)?shù)竭_行程終點后,稍小直徑的缸筒開始外伸,
40、直徑最小的末級最后伸出。隨著工作級數(shù)變大,外伸缸筒直徑越來越小,工作油液壓力隨之升高,工作速度變快。齒輪缸。它由兩個柱塞缸和一套齒條傳動裝置組成,柱塞的移動經(jīng)齒輪齒條傳動裝置變成齒輪的傳動,用于實現(xiàn)工作部件的往復(fù)擺動或間歇進給運動。根據(jù)消防車的工作需要臂液壓缸應(yīng)選用缸體固定的單桿式活塞缸, 即 HSG型工程液壓缸,HSG 型工程液壓缸為雙作用單活塞桿式液壓缸, 具有安裝連接方式多樣以及可帶緩沖裝置等特點。綜上所選HSG 缸液壓結(jié)構(gòu)如圖3.1 所示3.1.2 液壓缸承載力的計算液壓缸承載力,是液壓缸承受所有外部載荷的總稱,它包括工作負(fù)載,外摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載。承載力按下式計算6 :PN=Pn+P
41、m+Pg(3.1)式中 Pn 液壓缸總承載力(N)Pn 工作負(fù)載(N)Pm外摩擦負(fù)載(N)Pg液壓缸運動速度變化時產(chǎn)生的慣性負(fù)載(N)3.1.3 臂工作負(fù)載的分析舉升油缸下端與下臂較接,上端與滑架較接,其作用力主要用于舉開臂架, 改變臂架與地面的角度,從而使之適應(yīng)不同的工作要求。計算液壓缸負(fù)載力時,必須對液壓缸所處的工作狀況進行全面分析。首先正 確地確定作用在液壓缸上的力。在不同工作條件下,液壓缸承受的力往往是變化 的,這就需要求出最大的力。此液壓缸在力臂處于水平位置時,作用在支承液壓軸線上的分力為最大,所以此時受力最大(圖 3.2 )0圖3.2查閱相關(guān)資料1可知臂處于水平狀態(tài)時舉升力與豎直方
42、向成 «度角,因此此 時的作用力Fo的豎直方向的分力F1可由如下公式表述出來:F1=G1L2/L1(3.2)Fo=F1/COS:(3.3)式中 G1臂較接點右端即臂的重量(N)11 舉升油缸作用力對欽點的力臂(m)12較接點右端即臂的質(zhì)心到較接點的水平距離(m)1.1.3 外摩擦負(fù)載的分析計算外摩擦負(fù)載是指液壓缸在運動時所拖動的機構(gòu)與導(dǎo)向或支撐件之間的摩擦 力,泵車四臂油沒有外摩擦力。1.1.4 慣性負(fù)載的分析液壓缸和運動過程并不是勻速運動,它必須經(jīng)過啟動一加速運動一勻速運動 一減速運動一制動這樣一個過程,在變速過程必然會產(chǎn)生慣性力,即慣性負(fù)載。由 于在此液壓缸工作中,缸筒運動的速度
43、慢,所以慣性負(fù)載可以忽略。3.2 總承載力的計算液壓缸在啟動時承載力最大,因為它不但要克服工作負(fù)載、靜摩擦力,而且還 要克服慣性力。但此液壓缸在實際工作時不是同時承受這三種力,它沒有外摩擦 力。所以只受重力和慣性力的影響。由于在此液壓缸工作中,缸筒運動的速度慢, 所以慣性負(fù)載可以忽略。通過以上對舉升油缸作用力的計算, 得出了舉開油缸的主要技術(shù)數(shù)據(jù),問接 的為下面的舉升機構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計部分作基礎(chǔ)。3.3 各臂架液壓缸參數(shù)計算3.3.1 液壓缸承載力的計算查閱相關(guān)資料1 ,及設(shè)計要求可得各液壓缸所受外力。3.3.2 液壓缸內(nèi)徑尺寸與活塞桿直徑的確定工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù),它的大
44、小影響執(zhí)行元件的尺 寸和成本,乃至整個系統(tǒng)性能。工作壓力選得高,執(zhí)行元件和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊, 但對元件的強度、剛度及密封要求高,且要采用較高壓力的液壓泵;反之,如果 工作壓力選得低,就會增大執(zhí)行元件及整個系統(tǒng)的尺寸,使結(jié)構(gòu)變得龐大。所以 應(yīng)根據(jù)實際情況選取適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫Α?zhí)行元件工作壓力可以根據(jù)總負(fù)載值或者 主機設(shè)備類型選取,如表3.1 ,表3.2所示。由負(fù)載值大小查表3.1 ,參考同類型搶險救援消防車,取各臂液壓缸工作壓力負(fù)載F/KN<55-1010-2020-3030-50>50工作壓力P/MPa0.8-1.51.5-22.5-33.0-4.04.0-5.0>5.0表3.1
45、負(fù)載和工作壓力之間的關(guān)系設(shè)備類型機床農(nóng)業(yè)機械、小型工程機械、工程機械輔助機構(gòu)液壓機、重型 機械、大中型 挖掘機、起重 運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力P/MPa0.8-23-52-88-1010-1820-32表3.2各類液壓設(shè)備常用的工作壓力油缸受最大載荷Fo,活塞桿是工作在受壓狀態(tài),如圖 3.4所示:圖3.3活塞桿受壓狀態(tài)圖根據(jù)設(shè)計要求,所使用液壓缸型號差不多,所以在此只就舉升液壓缸進行參液壓缸結(jié)構(gòu)簡圖所受外載荷 F0/N工作壓力P/MPa工作速度V/(mm/s)臂架1G1=20000NnjLil/L一L1=0.4mL=1.8m a =15。G=95000NF0=442546N25
46、20IG表3.3液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)缸筒內(nèi)徑Do液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負(fù)載的大小來選定工作壓力或往返運 動速度比,求得液壓缸的有效工作面積,從而得到缸筒內(nèi)徑D,再從 GB2348 80標(biāo)準(zhǔn)中選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值作為所設(shè)計的缸筒內(nèi)徑。根據(jù)負(fù)載和工作壓力的大小確定 D:以無桿腔作工作腔時D - 4Fmax(3.4)以有桿腔作工作腔時D="xd2(3.5)式中:pi為缸工作腔的工作壓力,可根據(jù)機床類型或負(fù)載的大小來確定;Fmax為最大作用負(fù)載。因為臂架上升時工作腔為無桿腔,又已知油缸受的最大載荷,根據(jù)公式3.4和表3.3可得缸筒內(nèi)徑D = 150mm缸筒壁厚對于高壓系統(tǒng)或3.2eD/6<16
47、時,液壓缸缸筒厚度一般按中等壁厚筒計算,公式如下:一D ,一(2"-0"(3.6)式中 6 液壓缸缸筒厚度Py 試驗壓力(Mpa),當(dāng)工作壓力PW 16 Mpa寸,Py=1.5P,當(dāng)工作 壓力 PA 16Mpa 時,Py=1.25P,這里應(yīng)取 Py=1.25PD 液壓缸內(nèi)徑(m)仃一缸體材料的許用應(yīng)力(Mpa),可通過下面公式求得:-=(3.4)n0 b 一缸體材料的抗拉強度(Mpa)n 安全系數(shù),n =3.55, 一股取n=5但對于鍛鋼45的許用應(yīng)力。一般都取F=110(Mpa)中-強度系數(shù),對于無縫鋼管,=1;C-計入壁厚公差及腐蝕的附加厚度,Di>D+2 ,通常
48、圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度值再根據(jù)機械設(shè)計手冊,取液壓外缸直徑D1如表3.4Py/MPa七/mmD1/mm液壓缸31.2522194表3.4缸筒長度L6缸筒內(nèi)有導(dǎo)向套、緩沖柱塞、活塞故其長度為L6=L-L1-L5+C=L2+S+L4+C(3.5)式中:L-液壓缸的總長L1-左耳環(huán)離缸筒的距離L2-導(dǎo)向套長度S-行程L3-緩沖柱塞長度L4-活塞長度L5-右端蓋的安裝長度C-與后端蓋連接長度缸筒長度L6具體如表3.9所示?;钊麠U活塞桿的連接方式活塞桿與活塞的連接采用螺紋連接,左端與左耳環(huán)采用焊接連接其結(jié)構(gòu)如圖 3.6所示,選用45號鋼作為活塞桿的材料圖3.5 活塞桿外徑do活塞桿外徑d通常先從滿足速度或速度比
49、的要求來選擇, 然后再校核其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性。若速度比為 九,3D: 則式子為:Vi D2 -d2(3.6)也可根據(jù)活塞桿受力狀況來確定表3.5 工作壓力選取d/D工作壓力/MPa<5.05.0-7.0之7.0d/D0.5 0.550.62 ,-0.700.7表3.6速度比要求確定d/D。2/切1.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71根據(jù)表3.5與表3.6取公式d=0.7D,可得:活塞桿外徑d = 105mm當(dāng)按GB/T23481993將這些直徑按表3.9圓整成就近標(biāo)準(zhǔn)值并由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積如表 3.7所示液壓缸的公稱壓力系
50、列(GB/T7938-1978 ) /MPa0.63 , 1.0 , 1.6 , 2.5 , 4, 6.3 , 10, 16,25, 31.5 , 40.0液壓缸內(nèi)徑系列(GB/T2348-1993) /mm8, 10, 12, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80,(90), 100, (110),125, (140),160,(180), 200, (220), (280), 320,(360), 400, (450), 500活塞缸直徑系列(GB/T2348-1993) /mm4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22,25,28,32,
51、 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90,100,110, 125, 140, 160, 180, 200, 220,250, 280,320,360活塞行程系列(GB/T2349-1980) /mmA系列25, 50, 80, 100, 125, 160, 200, 250,320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250,1600, 2000, 2500, 3200, 4000第二系列40, 63, 90, 110, 140, 180, 220, 280,360, 450, 550, 700, 900, 1100, 1400,1800,
52、2200, 2800第三系列240, 260, 300, 340, 380, 420, 480,530, 600, 650, 750, 850, 950, 1050,1200, 1300, 1500,1700, 1900, 2100, 2400, 2600, 3000,3400, 3800表3.7A產(chǎn)二D2 4人2=二(D2 -d2) 4D/mmd/mm,2A1/mmAC,2A2/mm液壓缸1601102009610597活塞結(jié)構(gòu):活塞根據(jù)密封裝置選用整體式,帶有兩個 O型密封圈,活塞環(huán)。具體如圖3.7所示。材料:材料取用高強度鑄鐵HT300,活塞厚度L4= (0.61.0) D,及其相關(guān)值如
53、表3.8所小0尺寸及加工公差活塞的配合因為使用了組合形式的密封器件,所以要求不 高,活塞外徑對內(nèi)孔的同軸度公差不大于 0.05mm,斷面與軸線的垂直度公差不大于0.08mm/100mm,外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半導(dǎo)向套活塞桿導(dǎo)向套在液壓缸有桿側(cè)端蓋內(nèi),用以對活塞桿進行導(dǎo)向的,內(nèi)裝有密封裝置以保證缸有桿側(cè)腔的密封性,外側(cè)裝有防塵圈以防止活塞桿在內(nèi)縮時把雜 質(zhì),灰塵及水份帶到密封裝置區(qū),以致?lián)p壞密封密封裝置。由于導(dǎo)向套不是用耐磨材料制成,其內(nèi)圓還裝有導(dǎo)向環(huán),對活塞桿導(dǎo)向。導(dǎo)向環(huán)厚度可為1.52.5mm,寬度可為5.625mm。導(dǎo)向套采用整體式螺紋連接其結(jié)構(gòu)如圖3.8所示,導(dǎo)向套最小導(dǎo)向
54、長度h - 2o-4 7L-最大行程D-缸筒直徑一般導(dǎo)向套滑動面長度 A,在D<80mm時,可取A= (0.61.0) D :在D>80mm 時,可取A= (0.61.0) do導(dǎo)向套具體參數(shù)如表3.8所示。緩沖套塞液壓缸緩沖裝置阻止活塞與端凸緣碰撞并吸收碰撞產(chǎn)生的沖擊。由于設(shè)置該緩沖裝置,即使在外力施加在液壓缸上,不會發(fā)生壓力高于液壓缸的設(shè)計強度的 情況,在設(shè)在液壓缸中的液壓缸緩沖裝置中,該液壓缸包括構(gòu)成液壓油的收集室的管子,進行直線運動的桿,固定在桿上并分隔了管子的收集室的活 塞,和端凸緣,該液壓缸緩沖裝置包括裝在桿上與活塞接近的緩沖套,如 果在桿的直線運動中活塞接近桿側(cè)端凸緣,在桿側(cè)室中
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