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大型
卸车
液压
传动系统
设计
- 资源描述：
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大型矿用自卸车静液压传动系统设计,大型,卸车,液压,传动系统,设计
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第8章 液压系统性能验算第8章 液压系统性能验算在液压系统设计过程中，完成了系统的基本设计计算部分之后，还有对系统的压力损失、发热温升及液压冲击进行验算，以便使所设计的液压系统更加可靠和完善。81 液压系统压力损失压力损失包括管路的沿程损失，管路的局部压力损失和阀类元件的局部损失，总的压力损失为： （8-1） （8-2） （8-3）式中： l管道的长度（m）d管道内径（m） 液流平均速度（m/s） 液压油密度（kg/m3） 沿程阻力系数 局部阻力系数（8-4）式中：阀的额定流量（m3/s） 通过阀的实际流量（m3/s）阀的额定压力损失（Pa）（可从产品样本中查到）沿程损失是油液流经直流管时的粘性阻力损失，一般比较小，局部压力损失是油液流经各种阀、管路截面突然变化或弯管处的损失，在液压系统中，局部损失是主要的。在液压系统设计时应尽量避免不必要的管路弯曲和节流，避免直径突变，减少管接头，采用元件集成化，以减少压力损失。82 液压系统的发热温升8.2.1 液压系统的发热功率液压系统工作时，除执行元件驱动外载荷输出有效功率外，其余功率损失全部转化为热量，使油温升高。液压系统的功率损失主要有以下几种形式：（1）液压泵的功率损失（8-5）式中：工作循环周期（s） z投入工作液压泵的台数 液压泵的输入功率（W） 各台液压泵的总效率 第i台泵工作时间（s）（2）液压执行元件的功率损失（8-6）式中：M液压执行元件的数量 液压执行元件的输入功率（W） 液压执行元件的效率 第j个执行元件工作时间（s）（3）溢流阀的功率损失 （8-7）式中：溢流阀的调整压力（Pa） 经溢流阀流回油箱的流量（m3/s）（4）油液流经阀或管路的功率损失=pQ （8-8）式中：p通过阀或管路的压力损失（Pa）Q通过阀或管路的流量（m3/s）由以上各种损失构成了整个系统的功率损失，即液压系统的发热功率 （8-9）式（8-9）适用于回路比较简单的液压系统，对于复杂系统，由于功率损失的环节太多，一一计算较麻烦，通常用下式计算液压系统的发热功率: =Pr-Pc （8-10）式中：Pr是液压系统的总输入功率，PC是输出的有效功率。（8-11）（8-12）其中： 工作周期（s）z、n、m分别为液压泵、液压缸、液压马达的数量、第i台泵的实际输出压力、流量、效率第i 台泵工作时间（s）、液压马达的外载转矩、转速、工作时间（Nm、rad/s、s）、液压缸外载荷及驱动此载荷的行程（Nm）8.2.2 液压系统的散热功率液压系统的散热渠道主要是油箱表面，对行走机械，系统外接管路较长的发热功率与散热一般是平衡的，可以不用考虑，而且在液压系统中要加专门的散热装置，这里只介绍油箱的散热计算。油箱的散热功率： （8-13）式中：K油箱散热系数，见表8.1A油箱散热面积（m2）T油温与环境温度之差（）表8.1 油箱散热系数K（W/（m2）冷却条件K1通风条件很差89通风条件良好1517用风扇冷却23循环水强制冷却110170若系统达到热平衡，则，油温不再升高，此时，最大温差 （8-14）环境温度为T0，则油温T=T0+T。如果计算出的油温超过该液压设备允许的最高油温（部分机械允许油温见表8.2），就要设法增大散热面积，如果油箱的散热面积不能加大，或加大一些也无济于事时，需要装设冷却器。表8.2 各种机械允许油温（）液压设备类型正常工作温度最高允许温度机车车辆40607080冶金机械、液压机40706090工程机械、矿山机械50807090冷却器的散热面积：（8-15）式中 ：K冷却器的散热系数 tm平均温升（）（8-16）T1、T2液压油入口和出口温度 t1、t2冷却水或风的入口和出口温度83 液压系统冲击压力压力冲击是由于管道液流速度急剧改变而形成的。例如液压执行元件在高速运动中突然停止，换向阀的迅速开启和关闭，都会产生高于静态值的冲击压力。它不仅伴随产生振动和噪声，而且会因过高的冲击压力而使管路、液压元件遭到破坏。对系统影响较大的压力冲击常为以下两种形式：1）当迅速打开或关闭液流通路时，在系统中产生的冲击压力。直接冲击（即t）时，管道内压力增大值 （8-17）间接冲击（即t）时，管道内压力增大值（8-18）式中：液体密度（kg/m3）关闭或开启液流通道前后管道内流速之差（m/s）t关闭或打开液流通道的时间（s）管道长度为l时，冲击波往返所需的时间（s） 管道内液流中冲击波的传播速度（m/s）若不考虑粘性和管径变化的影响，冲击波在管内的传播速度（8-19）式中：E0液压油的体积弹性模量（Pa），其推荐值为E0=700MPa 、d管道的壁厚和内径（m） E管道材料的弹性模量（Pa），常用管道材料弹性模量：钢E=2.11011Pa，紫铜E=1.181011Pa2）急剧改变液压缸运动速度时，由于液体及运动机构的惯性作用而引起的压力冲击，其压力的增大值为（8-20）式中：液流第i段管道的长度（m） Ai第i段管道的截面积（m2）A液压缸活塞面积（m2）M与活塞连动的运动部件质量（kg）液压缸的速度变化量（m/s）t液压缸速度变化所需时间（s）由于产生液压冲击的原因很多，在设计液压系统时，很难准确地计算，只能大致的验算，而关键是液压系统必须采取缓冲装置。一般可采取下列缓冲措施：1尽量减慢换向速度。操纵换向阀时要平稳，或者在换向阀的阀芯棱边上开切口或者作出锥度，以减慢滑阀完全关闭前的油液流速。2设置过载阀。在液压缸或液压马达的进出口处设置过载阀，其调定压力是系统压力的11012
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