铣刨机行走系统和铣刨系统的计算和选型.docx

1m铣刨机的铣刨系统和行走系统参数设计4.1 铣刨系统参数设计铣刨鼓马达的基本参数主要是排量qmz和转速，在选取时就必须满足鼓的动力及转速的要求。1m铣刨机设计参数整机重量16t设计速度低速档1.5kmh高速档10kmh爬坡度要求45%铣刨鼓速度7m/s铣刨鼓直径860mm铣刨宽度1000mm铣刨深度250mm行走速度010km/h工作速度020m/min4.1.1 铣削功率和铣削阻力有前面第三章的铣刨系统的分析可知，铣削功率和铣削阻力的经验公式是 Pm=K1BapV （4-1）式中：Pm-铣削功率 K1-铣削功率系数，取1.2107 B-铣刨宽度，取1000mm ap-铣刨深度，范围是0250mm V-工作速度，范围是020m/min FT=PmVT=K1BapVu （4-2）式中：FT铣削阻力 K1-铣削功率系数，取1.2107 B-铣刨宽度，取1000mm ap-铣刨深度，范围是0250mm V-工作速度，范围是020m/min现在还不知道发动机的型号，通过下面的表格计算和类比维特根W100H的发动机的型号，进行选择发动机。表4-1 铣削功率的计算表铣削功率 速度 铣削深度0.010.030.040.060.080.100.120.180.210.240.260.280.330.011.203.604.807.209.6012.0014.4021.6025.2028.8031.2033.7039.700.022.407.209.6014.4019.2024.0028.8043.2050.0457.6057.6062.4079.200.033.6010.8014.4021.6028.8036.0043.2064.8075.6086.40xxx0.044.8014.4019.2028.8038.4048.0057.6086.40xxxxx0.056.0018.0019.2036.0048.0060.0072.00xxxxxx0.0910.8032.4043.2064.8086.40xxxxxxxx0.1315.6046.8062.20xxxxxxxxxx0.1720.4061.2081.60xxxxxxxxxx0.2125.2075.60xxxxxxxxxxx0.2428.8086.40xxxxxxxxxxx根据上面表格的统计，在和维特根的W100H铣刨机的铣刨功率作比较，可选择铣削功率Pm=86.40kw取液压传动效率m=80%取铣削功率占发动机有效功率e=80%取发动机有效功率占发动机额定功率p=87.5%发动机功率Pe=Pmmep （4-3）代入数据的Pe=159kw所选的发动机的功率应该大于159kw，由下面国产1m路面铣刨机发动机型号统计表，可选择二汽CDMMINS生产的HD1000型的柴油发动机。 表4-2 国产1m路面铣刨机发动机型号统计表设备厂家华晨华通西安宏达徐工集团柳工中联重科设备型号LXH1000DHD1000XM101563BG1000B制造商康明斯二汽CDMMINS康明斯康明斯铂金斯型号D6114ZG1B6BTA5.9D6114ZG113D6114ZG1B1006-6TW冷却方式水冷水冷水冷水冷水冷气缸数6缸6缸6缸6缸6缸额定功率140160125140132额定转速230025002200230022004.1.2 液压马达的选型与计算铣刨鼓马达的基本参数主要是排量qmz和转速，在选取时就必须满足鼓的动力及转速的要求。铣刨功率Pm=Mn9549=QPt60 （ kw） （4-4）扭矩M=PVg2m （Nm） （4-5）t=v*mh式中：Vg-最大排量 P-压差，取35MPa n-液压马达转速 v-容积效率，取0.95 mhv-机械效率，取0.98 t-总效率 N=v*D60 (4-6) n=i*N （4-7）式中：N-铣刨鼓的转速 v-铣刨鼓速度，此处取7m/s D-铣刨鼓直径，此处取860mm i-减速器减速比，小型路面铣刨机铣削功率小，驱动装置承受的径向载荷小，采用低速大扭矩马达驱动，由o&k减速器样表可取减速比为19。代入式（4-6）和式（4-7）中可得 N=155r/min n=2945r/min 把转速 n=2945 r/min代入式（4-4）可得 M=280.15Nm把马达扭矩M=280.15Nm代入式（4-5）可得 Vg=52.9ml/r表4-3 o&k cutter drive根据以上计算出的排量选择力士乐A2FE55内藏式定量马达，图如下 图4-1 力士乐内藏式定量马达A2FE其：排量Vg=54.8mLr；最高允许转速nmax=3750rpm；最大允许流量qv max=206Lmin.表4-4为该元件的主要参数： 4.1.3 铣刨系统减速机的选型 由表4-3 o&k cutter drive可选取O&k的FA30型的减速机，图如下 图4-2 o&k的FA30的减速机4.1.4 液压泵的选型与计算 旋转是由一个液压泵驱动一个液压马达提供动力，故该液压泵的流量为： Q=nVg （4-8）式中：液压马达的排量比，取0.6 n马达输出轴上的转速，此处取2945r/min Vg马达排量,此处取54.8ml/r代入式（4-8）可求得 Q=96831.6ml/min由于选取的柴油机的转速为2500r/min，可得泵的排量为： V=Qvne=77895.250.952500=36.79ml/r （4-9）式中：v-容积效率，取0.95 ne-发动机转速 Q-泵的流量 V-泵的排量 由上面计算结果可选取力士乐A4VG系列中的A4VG40HW斜盘式变量柱塞泵，如图4-3下 图4-3 力士乐变量泵A4VG40HW表4-5 力士乐变量泵A4VG40HW参数力士乐变量泵A4VG40HW结构型式 图4-4 力士乐变量泵A4VG40HW结构型式4.2 行走系统参数设计 根据路面铣刨机的作业特点，行走工况下，液压马达排量较小，系统压力最高；作业工况下，马达处于最大排量，液压系统工作压力较低。液压马达的基本参数主要是排量和转速，在选取时就必须满足机械的动力及行驶速度的要求。4.2.1液压马达的选型与计算(1) 液压马达转速的确定 驱动轮转速： nc=vmax2R （4-10） 其中， nc驱动轮转速，rmin； vmax铣刨机最大行驶速度，此处取vmax=10kmh； R驱动轮动力半径，此处R=0.33m；代入（4-10）式后，得nc=80rmin行走系统需要的牵引力为 Fx=mgsin+mg （4-11） 式中，Fx铣刨机所受行驶阻力，kN； mz整机重量，此处m=16t； 行驶阻力系数，此处取m=0.0055；最大爬坡设定为45%的坡，则sin=0.41代入（4-11）式，得Fx=66.48kN 一个车轮的阻力矩：M=Fx4R=5.48KNm 单个马达的扭矩T=Mir （4-11） 式中，i- 减速比,由o&k减速机查表可选取51, r- 传动效率，取0.98则 T=109.64Nm由马达的输出轴扭矩推算，可得马达的排量V=2TPm （4-12） 式中,P-马达工作压力，取35MP mh-机械效率，取0.98 代入（4-4） 式中，得 V=20.1ml/r查o&k减速机样机表可选减速机FD10。根据以上计算出的排量选择力士乐A6V28斜轴式轴向变量马达，图如下 表4-6 o&k减速机 图4-5 力士乐斜轴式轴向变量马达A6V28表4-7 力士乐斜轴式变量马达A6V28的参数 力士乐斜轴式电控双速变量马达A6V28的结构 图4-6 力士乐斜轴式电控双速变量马达A6V28结构 4.2.2 行走系统减速机的选型 由上面可知，行走系统减速器选用的O&K的FD10，图如下 图4-7 O&K的FD10型的减速器的结构减速器FD10的结构参数表4-8所示 表4-8减速器FD10的参数4.2.2 液压泵选型与计算 旋转是由一个液压泵驱动4个液压马达提供动力，故该液压泵的流量为： Q=4nV （4-13）式中：液压马达的排量比，试取0.3 n马达输出轴上的转速 V马达排量由于驱动轮的转速nc=80rmin，得n=8051=4080r/min得 Q=98409.6ml/min由于选取的柴油机的转速为2500r/min，可得泵的排量为： V=Qvne=98409.60.