叉車工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、叉車工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)1提升裝置的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)條件，要提升的負(fù)載為2100kg,因此提升裝置需承受的負(fù)載力為:Fl =mg =2100 9.81 = 20600N為減小提升裝置的液壓缸行程，通過加一個(gè)動(dòng)滑輪和鏈條（繩），對(duì)裝置進(jìn)行改進(jìn)，如圖1所示。圖1提升裝置示意圖由于鏈條固定在框架的一端，活塞桿的行程是叉車桿提升高度的一半，但同 時(shí)，所需的力變?yōu)樵瓉淼膬杀叮ㄓ捎谒璧墓Ρ３殖Ｖ担俏灰茰p半，于是負(fù) 載變?yōu)樵瓉淼膬杀叮＜刺嵘簤焊椎呢?fù)載力為2 Fl = 41200 N如果系統(tǒng)工作壓力為100bar,則對(duì)于差動(dòng)連接的單作用液壓缸，提升液壓缸 的活塞桿有效作用面積為aT41200 I4 op

2、 10010 = 41.2 10m2二d242Ar =41.2 10 m 4所以活塞才f直徑為d = 0.0724 m,查標(biāo)準(zhǔn)（63、70、80系列），取d = 0.070m。根據(jù)液壓缸的最大長(zhǎng)徑比 桿的最大提升高度為2.80 m, 因此，提升液壓缸行程為70/125mm （速比 1.46）。20: 1,液壓缸的最大行程可達(dá)到1.40 m,即叉車 能夠滿足設(shè)計(jì)要求的2m提升高度。1m,活塞桿和活塞直徑為70/100mm （速比2）或因此活塞桿的有效作用面積為2_ _ _ 2二d2 二 0.0702s 2Ar=38.5 10 m244PsF Ar4120038.5 10-二107bar當(dāng)工作壓力

3、在允許范圍內(nèi)時(shí)，提升裝置最大流量由裝置的最大速度決定。 在 該動(dòng)滑輪系統(tǒng)中，提升液壓缸的活塞桿速度是叉車桿速度（已知為0.2m/s）的一半， 于是提升過程中液壓缸所需最大流量為：q = ArVmax =38.5 10 工 0.1 m3/sq = ArVmax = 23.1 l/min2系統(tǒng)工作壓力的確定系統(tǒng)最大壓力可以確定為大約在110bar左右，如果考慮壓力損失的話，可以 再稍高一些。3傾斜裝置的設(shè)計(jì)傾斜裝置所需的力取決于它到支點(diǎn)的距離，活塞桿與叉車體相連。因此傾斜 液壓缸的尺寸取決于它的安裝位置。安裝位置越高，即距離支點(diǎn)越遠(yuǎn)，所需的力 越小。為:圖2假設(shè)r =0.5m,傾斜力矩給定為傾斜裝

4、置示意圖T =7500 N.m,因此傾斜裝置所需的作用力75000.5=15000 N如果該作用力由兩個(gè)雙作用液壓缸提供，則每個(gè)液壓缸所需提供的力為7500N。如果工作壓力為100bar,則傾斜液壓缸環(huán)形面積Aa為:7500 1d100= 7.5 10"m2由于負(fù)載力矩的方向總是使叉車桿回到垂直位置，所以傾斜裝置一直處于拉伸狀態(tài)，不會(huì)彎曲假設(shè)活塞直徑D=40mm,環(huán)形面積給定，則活塞桿直徑可以用如下方法求出：22Aa = (D -d )4d =0.025 m為了保證環(huán)形面積大于所需值，活塞桿直徑必須小于該計(jì)算值，取 d =0. 022m,則環(huán)形面積為：Aa =-(D2 -d2) =-

5、(402 -222) 10-6 -8.77 10”m244傾斜機(jī)構(gòu)所需最大壓力為：F 75005 一p=4=85.5 10 Pa =85.5 barAa8.77 10 一而液壓缸工作壓力為110bar,因此有足夠的余量。傾斜系統(tǒng)所需的最大流量出現(xiàn)在傾斜液壓缸的伸出過程中，此時(shí)液壓缸無桿腔充滿液壓油，因此應(yīng)按照活塞端部一側(cè)計(jì)算，活塞面積用如下公式計(jì)算：Ap =-D20.042=12.6 X0-4 m2p 44傾斜裝置所需最大速度給定為2ds,先轉(zhuǎn)換成弧度制，然后再轉(zhuǎn)換成線速度：=2deg/s = 22 二360rad / s 二0.0349rad /sV = r = 0.0349 0.5 = 0

6、.0175m/s因此，兩個(gè)液壓缸在伸出過程中所需的流量為：_一工 八 3,.q2=2Apv=2 12.6 100.0175= 0.43981 m/s = 2.6 l/min傾斜裝置需要走過的行程為：c c 20C /S = 0.5 二=0.175m180綜上，兩個(gè)傾斜液壓缸的可選尺寸為 40/22mm/mm,行程為200mm。4油路設(shè)計(jì)對(duì)于提升工作裝置，單作用液壓缸就能夠滿足工作要求，因?yàn)椴孳圀w的重量 能使叉車桿自動(dòng)回到底部。液壓缸不必有低壓出口，高壓油可同時(shí)充滿活塞環(huán)形 面和另一面(構(gòu)成差動(dòng)缸)，由于活塞兩側(cè)面積的不同而產(chǎn)生提升力。為減少管 道連接，可以通過在活塞上面鉆孔實(shí)現(xiàn)液壓缸兩側(cè)的連接

7、。傾斜裝置通常采用兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，以防止叉車桿發(fā)生扭曲變形。行走機(jī)械液壓系統(tǒng)中通常采用中位卸荷的多路換向閥(中路通)控制多個(gè)液壓缸的動(dòng)作，如圖3所示。安.會(huì)閥 V '*' HA -J. 一 一 2 .lPT圖3中位卸荷的多路換向閥（中路通）控制的液壓系統(tǒng)也可采用另一種稍有不同的雙泵供油方案， 先確定基本油路組成，然后再加 入安全裝置，如圖4所示。注意前述大部分計(jì)算過程對(duì)所有油路設(shè)計(jì)方案都適用，包括引入中通多路換 向閥的設(shè)計(jì)。提升和傾斜兩個(gè)裝置都需要通過比例控制閥來控制， 比例閥由手動(dòng)操縱桿和 對(duì)中彈簧來操縱。液壓系統(tǒng)原理圖中還應(yīng)增加液壓泵，油箱和兩個(gè)溢流閥以保證 安全，溢流閥可

8、以用于調(diào)節(jié)供油壓力的大小。由于提升和傾斜兩個(gè)工作裝置的流量差異很大但相對(duì)都比較小，因此采用兩個(gè)串聯(lián)齒輪泵比較合適。大齒輪泵給提升裝置供油，小齒輪泵給傾斜裝置供油。 齒輪泵與中通比例換向閥相連，當(dāng)系統(tǒng)不工作時(shí)，兩個(gè)泵處于卸荷狀態(tài)，這樣可 以提高系統(tǒng)的效率。JIZZT圖4雙泵供油方案的液壓系統(tǒng)另外，用于提升裝置的方向控制閥可選用標(biāo)準(zhǔn)的四通閥，其 B 口應(yīng)該與油 箱相連不應(yīng)堵塞。這樣，當(dāng)叉車桿處于下降狀態(tài)，泵卸荷時(shí)，液壓油可以直接流 回油箱，有利于提高系統(tǒng)效率?；居吐反_定后，油路還不能正常工作，因?yàn)闆]有安全保護(hù)裝置，也沒有調(diào) 節(jié)流量（為限制負(fù)載下降速度而流出液壓缸的流量） 的裝置?？梢酝ㄟ^引入一個(gè)

9、 安全閥，從而在負(fù)載下落時(shí)限制負(fù)載下落速度來解決這個(gè)問題， 也可以在每個(gè)進(jìn) 油路上加一個(gè)單向閥，防止油液倒流。因?yàn)榇嬖谪?fù)值負(fù)載（與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同的負(fù)載），所以傾斜系統(tǒng)的回路設(shè) 計(jì)稍微有所不同。上述回路設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)如下兩個(gè)問題加以注意：1環(huán)形面一側(cè)一直處于增壓狀態(tài)，有可能通過方向閥產(chǎn)生泄漏；2防止在活塞另一側(cè)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象（設(shè)置防氣穴閥）。5液壓閥的選擇所有液壓閥通過白流量至多為 23.1l/min,所以閥的尺寸很小。如果采用的 是串聯(lián)泵，則傾斜裝置子系統(tǒng)流過的流量至多為3 l/min 0為考慮系統(tǒng)的壓力損失（管路和各方向閥造成的），液壓系統(tǒng)提供的壓力應(yīng)比負(fù)載所需壓力高1520bar：Psm

10、ax =107 15 =122bar溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)高于供油壓力10%左右，即設(shè)成135bar比較合適。溢流閥的最大壓力值可能比135bar還高，甚至超過150bar。 一、/汪忠：與使用中通旁路式多路換向閥相比，使用標(biāo)準(zhǔn)方向閥可以節(jié)省成本。但是， 使用標(biāo)準(zhǔn)方向閥需要多增加一個(gè)溢流閥和一個(gè)泵，即使用兩個(gè)溢流閥和一個(gè)串聯(lián) 泵。5.1提升系統(tǒng)液壓閥選擇由以上計(jì)算可知：提升子系統(tǒng)最大流量為23.1L/min。選擇溢流閥的型號(hào)為 DBDS10P10;選擇單向閥的型號(hào)為 RVP-10-1-0;選擇順序背壓閥的型號(hào)為 BXY-Fg6/10,通徑10mm,最高工作壓力20MPa；選擇手動(dòng)換向閥的型號(hào)為WM

11、M6。5.2傾斜系統(tǒng)液壓閥選擇由以上計(jì)算可知：傾斜子系統(tǒng)最大流量為2.6L/min。選擇溢流閥的型號(hào)為DBDH6P10,壓力范圍2.563MPa,額定流量330L/min , 公稱直徑6mm。選擇單向閥的型號(hào)為RVP6-1-0,公稱通徑6mm,最大工作壓力31.5MPa,最 大流量181500L/min。選擇換向K型號(hào)為 4WMM6 ,通徑6mm,流量60L/min ,油口 A、B、P最 大工作壓力31.5MPa, T 口最大工作壓力16MPa。6液壓泵的參數(shù)確定提升:圖3所示油路，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的齒輪泵就能夠滿足設(shè)計(jì)要求。假 定齒輪泵的容積效率為90%,電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/m,則泵的排量為：231003,Dreq17.1 cm /rev0.9 1500從Sauer-Danfoss目錄中可查出，SNP2系列有排量為16.8和19.2cm3/rev的泵。應(yīng)選擇排量為16.8cm3/rev（與17.1更接近）的液壓泵SNP2/019傾斜：c26003/Drea =1.92 cm /r