毕业设计（论文）-铁道液压拨道机设计（全套图纸三维）.pdf

摘要：摘要： 铁路轨道，简称路轨、铁轨、轨道等。用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便铁路轨道，简称路轨、铁轨、轨道等。用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便 能行走。轨道通常由两条平行的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴。以钢能行走。轨道通常由两条平行的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴。以钢 铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木，或路枕，功用是把钢轨铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木，或路枕，功用是把钢轨 的重量分开散布，和保持路轨固定，维持路轨的轨距。一般而言，轨道的底部为石砾铺成的重量分开散布，和保持路轨固定，维持路轨的轨距。一般而言，轨道的底部为石砾铺成 的路碴。路碴亦称道碴、碎石或道床，是为轨道提供弹性的路碴。路碴亦称道碴、碎石或道床，是为轨道提供弹性及排水及排水功能。铁轨功能。铁轨也也可以铺在可以铺在混混 凝土筑凝土筑成的成的基座基座上上 （在在桥桥上上就相当就相当常常见）见） ，甚至嵌甚至嵌在在混凝土里混凝土里。 铁路轨道铁路轨道必须经必须经常维常维修修以维持以维持良好运良好运作作状态状态。路轨维。路轨维修修是是繁繁重的重的工工作，以作，以往往要要花费很多人花费很多人 力来完力来完成，成，现已逐渐现已逐渐以以机机器器取代取代。铁路轨道的。铁路轨道的主主要保要保养养维维修工修工作作包括有包括有: 打磨打磨钢轨钢轨 ，改善改善钢轨的平钢轨的平面及纵面面及纵面。 更更换换部分或部分或全全部钢轨。部钢轨。 更更换换轨枕。轨枕。 捣捣固、固、清理清理、更、更换及补充换及补充道碴。道碴。 在在繁忙繁忙的的线线路上路上因因为为列列车车间间距距很短很短，因此因此铁路铁路营运者多数会营运者多数会以以自动化自动化的的工程列工程列车车进进行部分行部分 的维的维护工护工作，以提作，以提高工高工作作效率效率。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 Abstract： The railway track, referred to as rails, rail, rail etc. For the railway, and in cooperation with the switch, so the train can walk without turning. Track usually consists of two parallel rails. Rail fixed on the sleeper, the sleeper under the ballast for the road. Made of iron and steel rails, than other materials to carry greater weight. Sleeper, sleeper, sleeper or road, rail weight funct ion is toseparate the distribution, and keep track of fixed, maintain the track gauge. In general, Lu ballasted track is arranged at the bottom of the gravel paved.Road, also known as ballast ballast, gravel or ballast, is to provide flexibility for the track and drainage functions. The rails can also spread on the base of concrete. (the bridge is quite common), or even embedded in concrete. Railway track must often repair in order to maintain the good operation state.Rail repair is hard work, takes a lot of manpower to complete the past, is nowgradually replaced by machine. The main maintenance of railway track repairwork includes: Rail grinding, improve the plane and vertical rail. The replacement of part or all of the rail. Replacing sleeper. Tamping, cleaning, replacement and supplement ballast. In the busy line because the train spacing is very short, so operators will bepart of the maintenance work in automation engineering train most, to improve the work efficiency 目录：目录： 摘要： . 1 Abstract： . 1 目录： . 3 一，拨道机的背景 . 4 1.1 拨道机的现状 . 4 1.2 拨道机的意义 . 5 1.3 拨道机现有的分类 . 5 二，设计方法 . 6 2.1 拨道机设计思路 . 6 底座的选用及其设计 . 9 销轴的选用及计算 . 10 液压泵的选用及注意事项 . 11 液压缸活塞杆螺纹型式和尺寸系列 . 13 液压缸的选型依据. 14 2.4.1 、油缸受力分析 . 16 2.4.2 举升油缸受力分析 . 17 2.4.3 液压缸的结构设计 . 18 2.4.4 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 . 19 2.4.5 液压缸壁厚、外径及工作行程的计算 . 21 2.4.6 液压缸缸底和缸盖的计算 . 23 2.4.7 液压缸进出油口尺寸的确定 . 23 2.4.8 液压缸的主要零件的材料和技术要求 . 24 2.4.9 泵的计算与选择 . 25 联轴器 . 27 三，设计方案验证 . 28 3.1 液压传动的可行性分析. 28 3.2 液压的优点及其不足之处. 错误！未错误！未定定义书义书签签。 四，总结 . 错误！未错误！未定定义书义书签签。 五，致谢 . 错误！未错误！未定定义书义书签签。 六，参考文献 . 错误！未错误！未定定义书义书签签。 一，拨道机的背景一，拨道机的背景 1.1 拨道机的现状拨道机的现状 起拨道机克服了原来手提式小液压起拨道器拨道力和拨道量小， 操作者的劳动强 度大，作业效率低，作业质量难以保证等不足；在不需或不便于大型捣固车作业 的场合，发挥了重要的作用。可自动控制起道、拨道量，大大提高铁道线路的水 平、高低、方向抄平与定向的效率和精度，特别适合线路的大、中修，新建、改 道工程施工。 它作业时起道量和拨道量是由工人凭经验控制， 作业效率和作业精度均不能满足 工作要求。而铁路有关单位曾经研发过的激光准直液压起拨道机，虽然着眼于应 用光电技术实现起拨道量的自动控制，但由于其测量与控制系统不完善，测量误 差大，且在曲线上不能进行测量控制，因此没有得到广泛的推广 结构结构 智能液压起拨道机由动力、液压系统、测量与控制系统、作业机构（夹轨、起道、 拨道）、走行机构和机架等部分组成 该机选用汽油机作为动力源,液压系统为开式系统；走行轮上安装位移传感器， 机架上安装倾角传感器；在钢轨外侧加装正矢测量机构；用微型计算机系统处理 测量数据；并参照标准数据控制夹轨机构、起道机构、拨道机构和走行机构的动 作。为适应不同工况，该机还设有手动控制模式。对于长直路段，可采用激光准 直仪控制起、拨道量。 工工作作原原理理 起拨道机到达作业地点后，输入该点标准里程，人工推行机器先进行线路测量， 测量完成后退回到作业起始点，启动汽油机，汽油机带动高速齿轮油泵产生高压 油进入电磁阀,倾角传感器 1 将作业点的横平信号、倾角传感器 2 将作业点的纵 平信号、正矢测量装置中的位移传感器 2 将正矢数据传入计算机，计算机进行数 据处理后根据位移传感器 1 的信号调用标准线路数据，进行判断决策，发出控制 信号，启动相应各控制阀，使各机构按规定程序和要求动作。该点作业完成后, 工控机控制钢轨夹钳松开钢轨，起拨道油缸收回，液压马达驱动走行轮，整机走 行，感应开关确定已走到下一工作位置时停机，开始再次作业。在长直线段，安 装激光准直仪，起拨道机上的光电板与电流传感器将起拨道机前端 300500m 处 激光光源转变成电位差后传输到计算机上，计算机处理后发出动作指令，机器动 作。 为方便不同工况要求，还可通过控制柜上的动作按钮人工控制各个油缸的动作。 1.2 拨道机的意义拨道机的意义 铁路轨道，简称路轨、铁轨、轨道等。用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无 需转向便能行走。轨道通常由两条平行的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上，轨枕 之下为路碴。以钢铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕 木， 或路枕， 功用是把钢轨的重量分开散布， 和保持路轨固定， 维持路轨的轨距。 一般而言，轨道的底部为石砾铺成的路碴。路碴亦称道碴、碎石或道床，是为轨 道提供弹性及排水功能。铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上 （在桥上就相当 常见） ，甚至嵌在混凝土里。 铁路轨道必须经常维修以维持良好运作状态。路轨维修是繁重的工作，以往要花 费很多人力来完成， 现已逐渐以机器取代。 铁路轨道的主要保养维修工作包括有: 打磨钢轨 ，改善钢轨的平面及纵面。 更换部分或全部钢轨。 更换轨枕。 捣固、清理、更换及补充道碴。 在繁忙的线路上因为列车间距很短， 因此铁路营运者多数会以自动化的工程列车 进行部分的维护工作，以提高工作效率。 1.3 拨道机现有的分类拨道机现有的分类 (1)测量与控制系统采用充电电池供电，测量时不启动汽油机，有效地避免了机 器振动对测量误差的影响。 (2)测量完成后由计算机系统根据测量值与标准值进行决策，发出动作指令，控 制精确。 (3)起拨道均采用双油缸，起拨道力大和起拨道量大，平稳。 (4)勾轨时采用抱轨的方式，起拨道时不打滑，安全可靠。 (5)勾轨油缸通过楔形块抵紧轨钩滚轮，在拨道时轨钩所受作用力通过楔形块直 接作用于机架上，从而避免了勾轨油缸受力，减小了对勾轨油缸的损坏。 (6)收放油缸油路安装溢流阀，有效地减轻抬道现象。 该机在封锁线路状态下作业,50kg/m 及以上钢轨均可适用,操作简单,上下道方 便,下道后不侵入挠藿鐢。 二，设计方法二，设计方法 2.1 拨道机设计思路拨道机设计思路 2.1.1、技术参数、技术参数 1、最大起道力 200KN 2、最大起道量 125mm 3、最大拨道力 200KN 4、最大拨道量 80mm次 5、起拨油缸 100800mm 6、额定油压 48Mpa 7、系统压力 16MPa 8、手底泵手柄操作力 260N 9、整机质量 24Kg 10、外形尺寸 550180240mm 2.1.2、工作原理、工作原理 以汽油机为动力，直驱齿轮泵，由多路阀控制各工作缸动作，实 现机架就位、勾轨、倾斜起拨油缸、伸出缸脚座，进行起拨道。 2.1.3、操作规程、操作规程 1、作业前的准备：按油标线加足 L-HM32（或 N32 液压油） ；按 汽油机使用说明书加好燃油和专用机油； 用 500 兆欧表分别检查机架 与钢轨，轨勾与机架问绝缘电阻，其值不得小于 0.5 兆欧。并检查整 机是否完好，启动汽油机，运转 5 分钟，各部分空载动作 23 次，没 有问题即可上道。 2、上道：操纵换向阀，使各工作油缸活塞杆收回。将下道导杆 插入下道架摆正在钢轨上，推机上道，落下行走轮，升高机哭拉走下 道架取出导杆，再动作行走轮，机器下降就位。 3、作业：起道时，首先操纵换向阀动作勾轨油缸，使轨勾勾住 双轨，在两起拨油缸垂直，放好横担的情况下，操纵换向阀，伸出油 缸底脚，即可起道；拨道时，在收回双脚，取下横担的情况下，再根 据拨道方向旋开一个针阀，操纵换向阀动作倾斜油缸，使一个起拨油 缸倾斜到一定位置，操纵换向阀伸起拨缸底脚，即可拨动双轨。先收 回底脚，再拨直油缸放好横担，完成作业 4、 下道：其操作过程和上道时相似。 2.1.4、安全规程、安全规程 1、起道时、两起拨油缸必须处于垂直状态，应放好横担、两针 阀关闭、两脚避开轨枕，否则有损坏机器的可能。 2、拨道时两针阀有一阀开启，起拨油缸倾斜到位后，倾斜油缸 必须处于游动状态（即换向操纵杆在中间位置） ，否则损坏机器。 3、油压系统压力己调定，不可随意调高（大于 16MPa） 。 2.1.5、维护与保养、维护与保养 1、应经常保持整机干净、整洁，每次作业完毕后，活塞杆应全 部缩回，个防止锈蚀及碰伤； 2、经常检查油箱液面高度，如不足应及时补充加油； 3、定期检查发动机润滑油液面，如不足应及时补充加油； 4、换季时，按发动机说明书，更换汽油及汽油机用润滑油牌号； 5、经常检查液压系统是否漏油，如有漏油应及时维修或更换； 6、一年更换一次起拨道机油箱的机械油并清洗油箱； 7、起拨道机作业完毕下道后，应加盖防雨罩。 2.1.6、常见故障及排除方法、常见故障及排除方法 序号 故障 可能发生的原因 排除方法 1 发动机不启动 油箱没油或开关没打开 加油或打开开关 2 液压系统漏油 接头没拧紧或密封件损坏 拧紧接头或 更换密封件 3 油缸动作有阻滞 现象 油缸内有空气 操纵换向阀使油缸 动作 2-3 次全行程 4 发动机突然灭火 发动机超负荷工作 油缸伸到头或缩到底 后换向阀操纵手柄 要立即松开 5 油缸活塞杆 伸出缓慢 供油不足皮带变形伸长 调整皮带轮间距 或更换皮带 2.1.7、易损件明细表、易损件明细表 序号 图号 名称 规格 1 “O”形环 162.4 2 “O”形环 222.4 3 “O”形环 283.5 4 “O”形环 403.l 5 “O”形环 503.5 6 “O”形环 483.1 7 “O”形环 705.3 8 “O”形环 1005.7 9 JB982-77 垫圈 10 10 垫圈 14 11 垫圈 18 2.7.8、随机工具、随机工具 内六角扳手：5、6、8mm 各一把 开口扳手：2224mm 一把 底底座座的的选选用用及及其其设计设计 综合机械化采煤是指采煤工作面全部生产过程， 包括破煤、 装煤、 运煤、支护、采空区处理及回采巷道运输、掘进等全部机械化。 1、综合机械化采煤的设备： 综采工作面的主要设备有：采煤机、可弯曲刮板输送机、自移式 液压支架。简称“三机” 刮板输送机是综合机械化采煤工作面的主要运输设备。 除了运送 煤之外，还可作为采煤机械的运行轨道，液压支架移动的支点。 固定采煤机有链牵引的拉紧装置或无链牵引的齿轨， 并有清理工 作面浮煤，放置电缆、水管、乳化液胶管等功能。 2、综合机械化采煤的设备的安装： 1）刮板输送机的安装顺序：无论采用哪一种安装方法，输送机 都应由机头向机尾依次进行安装， 将机头部布置在卸煤地点的合适位 置，摆好放正，然后装中部槽及刮板链的下链；最后装接机尾部，再 装上刮板链下链以上工序经检查无误后，即可紧链试车，最后可装上 挡煤板，电缆槽和铲煤板等附件，投入整机试运行。 销轴的选用及计算销轴的选用及计算 销轴是一类标准化的紧固件，既可静态固定连接，亦可与被连接 件做相对运动，主要用于两零件的铰接处，构成铰链连接。销轴通常 用开口销锁定，工作可靠，拆卸方便。销轴的国际标准为 ISO 2341:1986。国内标准 GB/T882-2008 销轴选用 345 材料，其许用应力为 345Mpa =200kn/（2*3.14*0.015*0.015）=14105Mpa345mpa 销轴的强度合格 液压泵的选用及注意事项液压泵的选用及注意事项 液压泵是液压系统的动力元件，是靠发动机或电动机驱动，从液压油 箱中吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。液压泵 按结构分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵和螺杆泵。1 为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。它的功能是 把动力机（如电动机和内燃机等）的机械能转换成液体的压力能。影 响液压泵的使用寿命因素很多，除了泵自身设计、制造因素外和一些 与泵使用相关元（如联轴器、滤油器等）的选用、试车运行过程中的 操作等也有关。 液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化， 从而压缩流体使流体 具有压力能。 必须具备的条件就是泵腔有密封容积变化。 铝合金制造、强度高、耐腐蚀、重量轻、适合各种环境下作业。 双速特性减少了打压次数，在低压室快速处于负载用功状态，立刻转 换成高压，缩短每次作业周期。 配有压力调节阀，可调节控制及设定工作压力。 液压缸活塞杆螺纹型式和尺寸系列液压缸活塞杆螺纹型式和尺寸系列 液压缸活塞有如下形式 1. 活塞杆螺纹形式（内螺纹） 2. 活塞杆螺纹形式（外螺纹 带肩） 3. 活塞杆螺纹形式（外螺纹 无肩） 液压缸的选型依据液压缸的选型依据 液压系统设计 根据液压油缸的一般设计步骤： 1）掌握原始资料和设计依据，主要包括：主机的用途和工作条件； 工作机构的结构特点、负载状况、行程大小和动作要求；液压系统所 选定的工作压力和流量；材料、配件和加工工艺的现实状况；有关的 国家标准和技术规范等。 2）根据主机的动作要求选择液压缸的类型和结构形式。 3）根据液压缸所承受的外部载荷作用力，如重力、外部机构运动磨 擦力、惯性力和工作载荷，确定液压缸在行程各阶段上负载的变化规 律以及必须提供的动力数值。 4）根据液压缸的工作负载和选定的油液工作压力，确定活塞和活塞 杆的直径。 5）根据液压缸的运动速度、活塞和活塞杆的直径，确定液压泵的流 量。 6）选择缸筒材料，计算外径。 7）选择缸盖的结构形式，计算缸盖与缸筒的连接强度。 8）根据工作行程要求，确定液压缸的最大工作长度 L，通常 L=D，D 为活塞杆直径。由于活塞杆细长，应进行纵向弯曲强度校核和液压缸 的稳定性计算。 9）必要时设计缓冲、排气和防尘等装置。 10）绘制液压缸装配图和零件图。 11）整理设计计算书，审定图样及其它技术文件。 设计液压缸要考虑的问题 1）保证液压缸往复运动的速度、行程需要的牵引力。 2）要尽量缩小液压缸的外形尺寸，使结构紧凑。 3）活塞杆最好受拉不受压，以免产生弯曲变形。 4）保证每个零件有足够的强度、刚度和耐久性。 5）尽量避免液压缸受侧向载荷。 6）长行程液压缸活塞杆伸出时，应尽量避免下垂。 7）能消除活塞、活塞杆和导轨之间的偏斜。 8）根据液压缸的工作条件和具体情况，考虑缓冲、排气和防尘措施。 9）要有可能的密封，防止泄漏。 10）液压缸不能因温度变化时，受限制而产生挠曲。特别是长液压缸 更应注意。 11）液压缸的结构要素应采用标准系列尺寸，尽量选择经常使用的标 准件。 12）尽量做到成本低，制造容易，维修方便。 2.4.1 、油缸受力分析、油缸受力分析 油缸是一主动油缸,在上行过程中对产生挤压力。最大挤压力是 衡量式清障车能力的一个重要指标,它的大小受到车箱容积、 装载量、 密度以及专用装置结构等方面的影响。 油缸对产生的挤压力反过来会 通过机构作用于油缸,设计中应保证油缸的最大承受力大于挤压过程 中产生的反作用力。 A. 机构受力分析 以整个机构为受力对象作受力分析, 取整个机构(包括、和油缸等液压件) 重量G收集= 24kg ,与水平 面之间夹角= 47,滑块(尼龙材料) 与滑轨(钢) 之间摩擦系数f = 0. 3 。 油缸最大推力： F滑板油缸= （D 2 滑板油缸4/ ） P/ （3-20） =（3.1490 2 4/ ） 16 =101788N 根据受力分析可有以下关系式： N 2 =N1+G收集g cos 2F滑板油缸= 垃圾收集 FgGff+sin 21 fNF 11 = fNF 22 = 对N2作用点中心取矩则有（重力力臂较小，忽略重力矩） ： 348F垃圾=（1170 ）（） 211 2 116 2 600 2 200 ffN+ 综合可以算出： N = 1 70030N，N = 2 75043N，F垃圾=154700N 所以，受到的最大挤压力即为154700N。 B. 机构受力分析 油缸受力来自于油缸挤压过程中的反作用力。由图可以得出(忽 略重力影响)： F刮板油缸= 1902 348 F垃圾 =141705N 油缸背压： P刮板油缸= D F 2 4 刮板油缸 刮板油缸 =14.9MPa 通过计算油缸背压不大于16 MPa ,满足使用要求。 2.4.2 举升油缸举升油缸受受力力分分析析 重量G =1950kg ,最大举升角 o 64= 。计算举升时的作用力矩。 A.总成作用力矩 NmGgLG GT 28932514 . 1 8 . 91950 0 = B. 举升油缸作用力矩 N P D F80424 164 8014 . 3 4 2 2 = = 举升 举升 NmT LF 40051249 . 0 8042422= 举升举升 举升 C. 举升油缸 作用力臂 sin324 . 1 = L举升 =1.324 1 3 . 23 sin442 . 0 L + o ) 3 . 23cos(442 . 0 324 . 1 2442 . 0 324 . 1 22 1 += o L = ) 3 . 23cos(17 . 1 95 . 1 + o 作用力矩 举升举升举升 LFT2= ) 3 . 23cos(17 . 1 95 . 1 ) 3 . 23sin(94126 + + = o o 举升 T 当 o 2 . 47= 时， NmT71095 max = 举升 2.4.3 液压缸液压缸的的结构设计结构设计 根据推板液压缸的工况和用途以及工作条件， 选择单杆液压缸作为缸 型。根据文献4所示液压缸体与缸盖的联接结构选用外半环连接， 此种结构的优点是重量比拉杆连接的小。 活塞与活塞杆的接结构采用螺纹连接，这种结构连接稳固，活塞 与活塞杆之间无公差要求。 根据密封的部位、温度、运动速度的范围，活塞与缸体的密封形 式选用高低唇 Y 形圈，这种密封圈的内外两唇边长不同，直接密封用 较短唇边，这样就不易翻转，一般不要支承。 活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖、导向套的结构，以 及密封、防尘和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接 导向，可以使结构简单。活塞杆处的密封形式用 Yx 形密封圈。为了 清除活塞杆处外露部分沾附的灰尘，保证油液清洁及减少磨损，在端 盖外侧增加防尘圈，本系统选用无骨架防尘圈。 液压缸带动工作部件运动时，因为运动部件的质量较大，运动速 度较高，则在行程终点时，会产生液压冲击甚至使活塞与缸筒端盖之 间产生机械碰撞， 为防止这种现象的发生， 在行程末端设置缓冲装置。 常用的缓冲结构有： A. 环状间隙式节流缓冲装置 适用于运动惯性不大、运动速度不高的液压系统。 B. 三角槽节流缓冲装置 三角槽节流缓冲装置是利用被封闭液体的节流产生饿液压阻力 来缓冲的。 C可调节流缓冲装置 这种节流阀不紧有圆柱形的缓冲柱塞和凹腔等结构， 而且在液压 缸端盖上还装有针形节流阀和单向阀。 液压系统如果长期停止工作，或油中混有空气，液压缸重新工作 时产生爬行、噪声和发热等现象。为防止这些不正常现象产生，一般 在液压缸的最高位置设置放气阀。 2.4.4 液压缸内径液压缸内径 D 和活塞杆直径和活塞杆直径 d 的确定的确定 A现在选用的为单活塞杆液压缸。由力平衡方程可得 fc FpdDFpD+= 2 22 1 2 )( 44 () () 1 222 1 2 4 p p dD p FF D fc + + = （3-21） fc F +F = cm F （3-22） 式中： 1 p 液压缸工作压力，初算时取系统工作压力 p p ； 2 p 液压缸回油腔背压力； d/D 活塞杆与液压缸内径之比， 液压缸采用差动连接； F 工作循环中最大的外负载； cm 液压缸的机械效率，一般cm=0.90.97； fc F 液压缸密封处摩擦力 由式 3-21 和式 3-22 可求得 D 为： = 2 1 2 1 11 4 D d p p p F D cm （3-23） 这里选取外负载较大的机构液压缸进行计算。最大负载 F 为 16599N （工进） ， 取 P1=2.5MP 估算 2 p =0.5MPa,因为差动联结可获得较 大的推力， 所以取 D= 2d， 即 d/D 为 0.7。 将上述数据代入式 （3-22） 可得： = 26 7.01 3 5.0 19.010314.3 165994 D =0.093 m 查文献3，按标准的液压缸直径系列圆整为 D=100 mm。根据： 液压缸快进、快退速度相等，采用差动连接，取 d=0.7D d = 0.7 100 = 70 mm 计算的结果在活塞杆尺寸系列之中，所以取：d = 70 mm 根据已取的缸径和活塞杆直径，计算液压缸实际有效工作面积， 无杆腔面积 A1，有杆腔面积 A2 分别为： 2322 1 1085. 71 . 0 4 14. 3 4 mDA = 232222 2 104)07. 01 . 0( 4 14. 3 )( 4 mdDA = B. 出口调速，通过估计，如果取差动联接，工进时背压力估计 为： Pap 5 106= 背 C. 按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，计算公式有 min min min v q A= A 24 2 6 min min 10012.1 1092.6 107 m v q = = 由于调速阀装在进油路上， 故液压缸有效工作面积应选取液压缸 无杆腔的实际面积，即取上式的结果，可见上述不等式能满足，液压 缸能达到所需最低速。 2.4.5 液压缸壁厚液压缸壁厚、外径外径及工及工作行作行程程的的计算计算 A. 低压液压系统中， 液压缸的壁厚一般不做计算， 按经验选取， 则缸筒外径 D0 = D + 2 查文献5，按标准 JB1068-67 系列选取液压缸的外径为 121mm, 实际计算绘图时可取 120mm。 缸筒壁厚的校核，液压缸的内径(D=100mm)与其壁厚（=0.5 20=10mm）的比值 D =10，故可用薄壁圆筒的壁厚计算公式进行校 核 2 Dpy （3-24） 式中： 液压缸壁厚（mm） ； y p 试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5） 倍（MPa） ； 缸筒材料的许用应力， 无缝钢管 =100110MPa。 2 Dpy = = 1002 1002 . 35 . 1 =2.4mm10mm 所以所选壁厚满足要求。 B. 液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程 来确定，所选的执行机构即推板机构的工作行程为 125mm，结合液压 缸活塞行程参数系列确定液压缸的工作行程为 125mm。 2.4.6 液压缸缸底和缸盖的计算液压缸缸底和缸盖的计算 在中低压系统中， 液压缸的缸底和缸盖一般是根据结构需要进行 设计，不需进行强度计算。 2.4.7 液压缸进出油口尺寸的确定液压缸进出油口尺寸的确定 液压缸的进出油口尺寸，是根据油管内的平均速度来确定的，要 求压力管路内的最大平均流速控制在 45m/s 以内， 过大会造成压力 损失剧增，而使回路效率下降，并会引起气蚀、噪音、振动等，因此 油口不宜过小，一般可按文献3选用，本系统选用进出油口 M272 的螺纹接头。 根据以上计算及选用的参数综合为表 3-1。 缸筒内径（mm） 缸筒外径(mm) 活塞杆直径(mm) 进出油口连接 公称直径 螺纹连接 110 120 63 20 M272 A. 系统工作压力 p 和流量 Q 系统工作压力根据装载性能和整机制造成本确定，以不超过 25MPa为宜，这样可以选择价格合理的液压系统元件。 B. 液压系统功率 清障车工作机构的动力由发动机提供， 功率应能够充分满足装载 机构工作过程中的动力需求， 并考虑冷却系统和管路等辅助设备的动 力消耗，发动机功率可取为： N发=(1.01.1)N y （3-25） Ny = 6000 PQ （3-26） 式中： Ny 液压系统功率，KW； P液压系统工作压力，P=19600KPa; Q液压系统, Q=80100L/min; 液压系统,=0.850.90 工作机构所需的液压系统功率为 2530kw，也就是取力器要从 发动机上取出 2530kw 的功率. 2.4.8 液压缸液压缸的的主主要要零件零件的的材材料和料和技术技术要要求求 A. 缸体 材料选用45钢。 内径用H9配合，粗糙度 Ra0.3 m ,内径圆度、圆柱度不大于直径 公差之半，内表面直线度在500mm长度不大于0.03mm，端面与缸盖固 定时， 端面跳动量在直径100mm上不大于0.04mm,为防止腐蚀和提高寿 命，内表面可镀铬，层厚0.030.04mm，在进行抛光，缸体外涂外耐 腐蚀油漆。 B. 缸盖 常用材料有： 35钢、 45钢或铸钢； 做导向时选用铸铁、 耐磨铸铁。 故可选取前缸盖HT200、后缸盖为35钢。 配合表面的圆度、圆柱度不大于直径公差之半，端面在对孔轴线 的垂直度在直径100mm上不大于0.04mm. C. 活塞 材料选用HT200。 外径的圆度、圆柱度不大于直径公差之半，外径对内孔的径向跳 动不大于外径公差之半，端面对轴线垂直度在直径100mm上不大于 0.04mm，活塞外径用橡胶密封圈密封时可取f9配合，内孔与活塞杆的 配合取H8。 D. 活塞杆 本设计中是空心活塞杆，选用的材料为45钢的无缝钢管。 杆外圆柱面粗糙度为Ra0.8 m ,材料进行热处理，调质52 58HRC，外径的圆度、圆柱度不大于直径公差之半，外径表面直线度 在500mm长度不大于0.03mm，活塞杆与前端盖采用H9/f9配合，与活塞 的连接可采用H9/h8配合。 2.4.9 泵的计算与选择泵的计算与选择 A. 计算液压缸的流量和压力 由2.4.13节中计算得出油缸内径和活塞杆直径。 快速运动所需的流量： ()min/ 2 . 191057 444 12222 LvdvdDq= 快进快进快进 工进时液压缸的压力，取外负载较大的右滑台缸进行计算： 2 1 2 1 1 p A A A F p+= 工 式中A1、A2同上节，约取A1=2A2；p1为液压缸进油腔压力；p2 为液压缸回油腔压力（由背压阀调整决定，一般为0.51.5MPa）, 现取p2 =0.6MPa,代入式 2 1 2 1 1 p A A A F p+= 工 ，则液压缸的压力： MPaPap4 . 2104 . 2106 . 0 2 1 1085 . 7 16599 66 3 1 =+ = 工进时的流量： min/54 . 0 min/1054 . 0 069 . 0 1 . 0 44 3322 min LmvDq= 工进 min/79 . 0 min/1079 . 0 1 . 01 . 0 44 3322 max LmvDq= 工进 B. 确定小流量泵的压力 小流量泵在快进和工进