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机械毕业设计全套

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XYY01-005@400KN液压绞车液压系统设计,机械毕业设计全套

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南京工程学院 毕业设计开题报告 课 题 名 称： 400KN 液压绞车液压系统设计 学 生 姓 名： 王洪伟 学 号 ： 201070325 指 导 教 师： 高 佩 川 副教授 所在 院 (系 )部 ： 机 械 工 程 学 院 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化 （流体传动与控制） 2011 年 03 月 07 日 nts 说 明 1根据南京工程学院 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中， 由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 nts毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 王洪伟 学 号 201070325 专 业 机械设计制造及其自动化 （ 流体传动与控制 ） 指导教师姓名 高佩川 职 称 所在院 (系 )部 机械工程学院 课题来源 企、事业单位委托课题 课题类型 工程 设计 课题名称 400KN 液压绞车液压系统设计 毕业设计的 内容和意义 课题背景： 绞车是起重设备中的重要组成部分，起重设备则是甲板机械必须具备的。绞车的驱动方式有三种，分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。 由于内燃机不能逆转，不能带载起动，需依靠传动环节的离合实现起动和换向， 所以内燃机 驱动方式调速困难，操纵麻烦。电动机驱动是 绞车 的主要驱动方式 ， 直流电动机的机械特性适合起升机构的工作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难。液压驱动 方式 的 绞车 ，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过 控制输入执行构件的液体流量实现调速。 因此 液压驱动可以实现大范围的无级调速， 并且 结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好 ， 传动比大 。液压驱动方式的 缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄漏。目前液压驱动在 绞车 中获得日益广泛的应用。 课题内容： 本次毕业设计的课题是 400KN 液压绞车液压系统设计，主要包括液压系统原理设计，电气系统原理设计，结构总成设计，零部件设计。其工作负载要求为 400KN，公称速度为 10m/min，绞车卷筒需具有储绳功能，采用开式齿轮传动、闭式液压系统、电比例控制，并且要求系统安全 可靠。 课题的意义： 本设计是通过对液压绞车工作原理、工作环境和工作的特点进行分心，并结合实际，在进行细致分析后，对液压绞车的整体结构进行了设计，对组成的各元件进行了选型、计算和校核。本绞车由液压马达、平衡阀、常闭多片式制动器、离合器、卷筒、支承轴和 nts 机架等部件组成，还可根据需要 设计阀组 直接集成于马达配油器上，如带平衡阀、高压梭阀、调速换向阀或其他性能的阀组。在结构上具有紧凑、体积小。重量轻、外形美观等特点，在性能上则具有安全性好、效率高、启动扭矩大、低速稳定性好、低噪音操作可靠等特点，在提升和下方工 作中运转平稳，带离合器的绞车可实现自由下方工况，广泛适用于铁道机车 、汽车起重机、船舶、油田钻采、地质勘查、煤矿、港口等各种起重设备中。 文献综述 一部完备的的机器都是有原动机、传动装置和工作机组成。原动机（电动机或内燃机）是机器的动力源；工作机是机器直接对外做工的部分；而传动装置则是设置在原动机和工作机之间的部分，用于实现动力的传递、转换与控制，以满足工作机对力（力矩）、工作速度及位置的要求。 按照传动件的不同，有机械传动、电气传动、流体传动（液体传动和气动传动）及复合传动等要求。 液体传动又包括业力传动 和液压传动。液力传动是以动能进行工作的液体传动。液压传动则是以受压液体作为工作介质进行动力或能量的转换、传递、控制与分配的液体传动。由于其独特的技术优势 ，已成为现代机械设备与与装置实现传动及控制的重要技术手段之一。 一般而言，能够实现某种特定功能的液压元件的组合，成为液压回路。为了实现某一机器或装置的工作要求，将若干基本控制回路连续或复合而成的总体成为液压系统。 液压传动与控制的机械设备或装置中，其液压系统大部分使用具有连续流动性的液压油等作为工作介质，通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转换为液体的压力能， 通过液力、流量、方向等各种控制阀，送至执行机构（液压缸或液压马达）中，转换为机械能去驱动负载。这样的液压系统一般都是由动力源、执行器、控制阀及液压工作介质等几部分组成的。 与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置 ； 重量轻、体积 nts 小、运动惯性小、反应速度快 ； 操纵控制方便，可实现大范围的无级调速 ； 可自动实现过载保护 ； 一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；很容易实现直线运动 ； 很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。 在起重机械中，用以提升或下降货物的机构成为起升机构，一般采用卷扬式 ，而这样的机器叫做卷扬机或绞车。 绞车的卷扬机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置组成。 驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、钓具挂梁等多种形式。安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、超速保护开关等，根据实际需要配用 。 绞车的驱动方式有三种，分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。 内燃机驱动的起升机构，其动力由内燃机经机械传动装置集中传给包括起升机构在内的各个起升机构，这种驱动方式的优点是具有自身独立的能源，机动灵活，适用于流动作业。为保证各机构的独立运动，整机的传动系统复杂笨重。由于内 燃机不能逆转，不能带载启动，需依靠传动环节的离合实现启动和换向，这种驱动方式调速困难，操作麻烦，属于淘汰类型，目前只有少数地方应用。 电动机驱动是绞车的主要驱动方式。直流电动机的机械特性适合起重机构的工作要求，调速性能好，但获得直流电 源比较困难。在大型的绞车中，采用内燃机和直流发电机实现直流传动。 交流电动机驱动能直接从电网取得电能，操纵简单，维护容易，机组重量轻，工作可靠，在电动卷扬机中应用广泛。 液压驱动的 绞车 ，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。 nts 缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄漏。目前液压驱动在 绞车设备 中获得日益广泛的应用。 参考文献： 1成大先主编，机械设计手册，北京：化学工业出版社， 2004 2张质文，虞和谦，王金诺，包起帆主编，起重机设计手册，北京：中国铁道出版社， 1997 3颜荣庆，李自光，贺尚红主编，现代工程机械液压与液力系统，北京：人民交通出版社， 2001 4张立平主编，现代液压技术应用 220 例，北京：化学工业出版社， 2009 5张立平主编，液压传动系统及设计，北京：化学工业出版社，2005 6张立平主编，液压控制系统及设计，北京：化学工业出版社，2006 7李壮云主编，液压元件与系统，北京：机械工 业出版社， 2005 8王春兴主编，液压控制系统，北京：机械工业出版社， 1999 9杨培元主编，液压系统设计简明手册，北京：机械工业出版社 10周恩涛主编，液压系统设计原器件选型手册，北京：机械工业出版社 研究内容 本次毕业设计课题为 400KN 液压绞车液压系统设计， 对液压绞车工作原理、工作环境和工作特点进行分析，并结合实际，对液压绞车整体结构进行了设计，队组成的各元件进行了选型、计算和校核。 绞车要求卷筒需具有储绳功能，采用开式齿轮传动、闭式液压系统、电比例控制。 在结构上要求 具有紧凑、体积小、重量 轻、外形美观等特点。在性能上，则需要具有安全性好，效率高、启动扭矩大、低速稳定性好、噪音低、操作可靠等特点。 研究计划 第 3 周 开题报告、英文翻译 第 4 周 查阅资料熟悉基本知识 nts研究计划 第 5 周 原理图设计 第 6 周 原理图设计 第 7 周 结构总成 第 8 周 结构总成 第 9 周 液压站总成 第 10 周 液压站总成 第 11 周 零部件设计 第 12 周 零部件设计 第 13 周 零部件设计 第 14 周 撰写设计使用说明书及其他技术文件 第 15 周 撰写设计使用说明书及其他技术文件 第 16 周 答辩 特色与创新 近年 来木匾采用了行星传动的多俗卷扬机构，利利用控制多泵合流和液压马达的串联或采用变脸液压马达实现卷扬机构的多种工作速度，从而实现轻载高速、重载低俗，提高工作效率，以满足各种使用要求 。 指导教师 意 见 要填写是否同意。签名：手写或盖章。 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 院 部意见 要填写是否同意。签名：手写或盖章。 主任签名： 年 月 日 教学 院长 签名： 年 月 日 附：与课题内容相关的外文资料翻译不少于 2000 字，参考文献不少于 10 种。 nts 南京工程学院 毕业设计任务书 机械工程 学院 机械设计制造及其自动化 (流体传动与控制 )专业 设 计 题 目 400KN 液压绞车液压系统设计 学 生 姓 名 王洪伟 班 级 流体 071 起 止 日 期 2011-03-07 2011-06-10 指 导 教 师 高佩川 教研室主任 高佩川 发任务书日期 2011 年 03 月 01 日 nts1.毕业设计的原始数据： 主要参数： (1) 工作负载： 400KN (2) 公称速度： 10m/min (3) 绞车卷筒需具有储绳功能 (4) 开式齿轮传动闭式液压系统，电比例控制 要求系统安全可靠 2.毕业设计 (论文 )的内容和要求 (包括技术要求、图表要求以及工作要求等 )： 1）查阅、收集资料，编写开题报告； 2）液压 系统 原理图设计，拟定设计方案； 3）液压站总成； 4）零部件 设计； 5）编写设计说明书； 3.毕业设计应完成的技术文件： 1） 开题报告 ：不少于 0.3 万 2）论文 摘要 （中、英文） ： 250 字 左右 3） 设计说明书（含使用说明）：不少于 1.5 万字 4） 设计图纸：折合 A0 不少于 3 张 5） 译文：不少于 3000 字 技术文件书写格式参照学校统一规范 4.主要参考文献： 1） 液压工程手册 ， 机械出版社 ， 雷天觉 ； 2） UG NX5.0 基础 教程 ，机械工业出版社，江洪 , 康瑛石，吴冬俊等； 3） 机电控制工程基础 ，机械工业出版社，左健民等； 4）液压系统设计简明手册，机械工业出版社，杨培元等； 5） 液压控制系统及设计 ，化学工业出版社， 张利平 ； 6） 液压系统设计元器件选型手册 ，机械工业出版社， 周恩涛 ； nts5.毕业设计 (论文 )进度计划 (以周为单位 )： 起 止 日 期 工 作 内 容 备 注 第 3 周 第 4 周 第 5 周 第 6 周 第 7 周 第 8 周 第 9 周 第 10 周 第 11 周 第 12 周 第 13 周 第 14 周 第 15 周 第 16 周 开题报告、英文翻译 查阅资料熟悉基本知识 原理图设计 原理图设计 结构总成 结构总成 液压站总成 液压站总成 零部件设计 零部件设计 零部件设计 撰写设计 使用 说明书及其他技术文件 撰写设计 使用 说明书及其他技术文件 答辩 教研室审查意见： 教研室 室主任 年 月 日 院部审查意见： 教学院长 年 月 日 nts 目录 前言 . 1 第一章绪论 . 3 1.1 液压传动系统简介 . 3 1.1.1 传动类型及液压传动定义 . 3 1.1.2 液压系统的组成部分 . 3 1.1.3 液压系统的类型 . 3 1.1.4 液压技术特点 . 4 1.2 绞车简介 . 5 1.2.1 绞车概述 . 5 1.2.2 绞车功能与结构 . 6 1.2.3 绞车分类 . 7 1.2.4 绞车应用 . 8 1.3 液压绞车发展趋势 . 10 1.4 课题主要设计内容 . 11 第二章 400KN 液压绞车设计方案 . 12 2.1 设计要求 . 12 2.2 液压传动系统方案 . 12 2.2.1 液压泵、马达的选择 . 14 2.2.2 静液压传动方案比较 . 16 2.2.3 静液压传动的应用 . 17 2.3 排缆技术方案 . 19 第三章 400KN 液压绞车液压系统设计 . 22 3.1 拟定液压系统原理图 . 22 3.1.1 主液压系统 . 22 3.1.2 补油液压系统 . 23 3.1.3 循环液压系统 . 23 3.2 卷筒主要参数的设计与计算 . 24 nts 3.2.1 钢丝绳 . 24 3.2.2 卷筒 . 26 3.2.3 一级开始直齿轮传动比 . 27 3.3 液压元件计算与选择 . 27 3.3.1 液压马达 . 27 3.3.2 液压泵 . 28 3.3.3 系统工作压力的确定 . 29 3.3.4 液压阀的选择 . 30 第四章液压站的设计 . 31 4.1 液压站的组成及类型 . 31 4.1.1 液压站的组成 . 31 4.1.2 液压站的类型 . 31 4.2 液压油箱及其附件 . 32 4.2.1 油箱的功能 . 32 4.2.2 油箱的设计 . 32 4.2.3 油箱附件的选择 . 35 4.3 液压泵组 . 37 4.3.1 布置方式 . 37 4.3.2 连接和安装方式 . 37 4.3.3 液压泵的安装姿态 . 37 4.3.4 液压泵组的传动底座 . 38 4.3.5 防振降噪措施 . 38 4.4 液压站结构总成 . 38 4.4.1 液压油的选择 . 38 4.4.2 油箱内壁的加工 . 40 4.4.3 滤油器的选择 . 40 4.5 油管和管接头的选择 . 41 4.5.1 油管的选择 . 41 4.5.2 管接头的选择 . 41 4.6 液压集成块设计 . 42 nts 4.6.1 结构特征 . 42 4.6.2 通油孔道直径的确定 . 42 4.6.3 集成块的材料和主要技术要求 . 43 4.6.4 本课题集成块 . 44 第五章液压绞车的运转特性 . 45 5.1 提升 . 45 5.1.1 启动阶段 . 45 5.1.2 等速阶段 . 45 5.1.3 减速阶段 . 45 5.2 下放 . 46 5.2.1 启动加速阶段 . 46 5.2.2 等速阶段 . 46 5.2.3 减速阶段 . 46 5.3 调速 . 48 5.4 液压绞车的运转噪声 . 48 第六章结论 . 50 参考文献 . 51 致谢 . 52 nts 第 1 页 前言 随着液压技术的迅速发展，液压传动已经在各种各样的机械上得到越来越多的应用，代替了许多复杂的机械结构。 液压传动具有很多其它传动方式所没有的独特优点： （ 1）易于获得较大的 输出 力和力矩。绞车往往需要很大的提升力，故这个优点使液压传动适用于绞车拖动系统。 （ 2）可以实现无级调速， 调速范围大 ，还容易获得极低的转速， 并且在低速时工作稳定， 使得整个传动系统简化。这对于工作中 需要调速的绞车来说是很重要的。 （ 3）体积小、重量轻、功率重量比大。由于体积小、重量轻，因而惯性小，启动、制动迅速，工作平稳，易于实现快速而无冲击 的变速和换向。这对于绞车的频繁启动、换向有利。 （ 4） 易于获得各种复杂的机械动作，一直接驱动动作装置，故可以用低速大扭矩马达直接驱动绞车滚筒，而不需要减速装置。 （ 5）动力传递很方便。由于用管道传递压力油，所以液压元件和各种机械装置都可以灵活布置，便于液压绞车的远距离控制。 （ 6）易于实现过载保护，能满足绞车安全工作的要求，避免发生事故。 （ 7）液压元件能自动润滑，延长使用寿命。 （ 8）液压元件易于实现标准化、系列化、通用化。便于大批量生产，提高生产效率和质量，降低成本。 液压传动也有一些缺点： （ 1） 液压油容易泄漏，外泄漏会污染环境，并造成液压油浪费；内泄漏会降低传动效率，并影响传动的平稳性和准确性。 （ 2）液压油的粘度随温度的变化而变化，容易引起机构工作不稳定。在低温和高温的情况下不宜采用液压传动。 （ 3）液压油容易污染。液压油要保持清洁干净，防止灰尘和杂物混入。 （ 4）液压元件加工精度和质量要求高，加工难度大，成本比较高。 （ 5）液压油易燃，需要注意防火，如用阻燃液压油作为工作介质则可以避免。 nts 第 2 页 由于液压传动具有以上许多突出特点，对提高绞车的性能具有很重要的作用，所以绞车广泛采用液压传动 。 nts 第 3 页 第一章 绪论 1.1 液压传动系统 简介 1.1.1 传动类型及液压传动定义 一本完整的机器都是由原动机、传动装置和工作机组成的。原动机（电动机或内燃机）是机器的动力源；工作机是机器直接对外做功的部分；传动装置是设置在原动机和工作机 之间的部分，用于实现动力（或能量）的传递、转换和控制，以满足工作机对力（力矩）、工作速度及位置的要求。 按照传动件的不同，可分为机械传动、电气传动、流体传动（液体传动和气体传动）及符合传动等。 流体传动又包括液力传动和液压传动。液力传动是以动能进行工作的液体传动。液压传动则是以受压液 体作为工作介质进行动力（或能量）的转换、传递、控制与分配的液体传动。由于其独特的技术优势，已成为现代机械设备与装置实线传动及控制的重要 技术 之一。 1.1.2 液压系统的组成部分 液压传动与控制的机械设备或装置中其液压系统大部分使用具有连续流动性的液压油等作为工作介质，通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转换成液体的压力能，经过压力、流量、方向等各种控制阀，送至执行器（液压缸、液压马达）中，转换为机械能来驱动负载。这样的液压系统一般都是由动力源、执行器、控制器、液压辅件、工作介质等几部分组成。 一般而言，能够实现 某种特定功能的液压元件的组合，成为液压回路。为了实现对某一机器或装置的工作要求，奖若干特定的基本回路连接或复合而成的总体成为液压系统。 1.1.3 液压系统的类型 液压系统可以按多种方式进行分类，见表 1.1.1 nts 第 4 页 表 1.1.1 液压系统分类 1.1.4 液压技术特点 与其他传动控制方式相比较，液压传动与控制技术特点如下 ： 1.优点 （ 1） 单位功率的重量轻； （ 2） 布局灵活方便； （ 3） 调速范围大； （ 4） 工作平稳、快速性好； （ 5） 易于操纵控制并实现过载保护； （ 6） 易于自动化和机电一体化； （ 7） 液压系统设计、使用维护方便。 2.缺点 （ 1） 不能保证定必传动； （ 2） 传动效率低； 液压系统按油液循环方式分类 开式系统 闭式系统 按工作特征分类 液压传动系统 液压控制系统 按执行器的速度、控制与调节方式分类 阀控系统 泵控系统 执行测控系统 按主换向阀在中位时液压泵的工作状态分类 中开式系统 中闭式系统 按用途分类 固定设备用系统 行走设备用系统 nts 第 5 页 （ 3） 工作稳定性易受温度影响； （ 4） 造价较高； （ 5） 故障诊断困难。 1.2 绞车简介 1.2.1 绞车概述 在人类历史上，绞盘 (windlass)是第 一 种用于拖电提升重物的机器，它可使个人搬运远重于自己许多倍的重物。绞盘采 用 一种轴和轮的形式，由用垂直框架支撑的滚筒组成，人通过用手摇动曲柄，使绞盘滚筒绕水平轴转动 (见图1.2.1)。中国人在公元 前 二千年就设计出用 曲 拐手柄转动的砂轮。 图 1.2.1 绞盘简图 今 天 被广泛应用的绞车 (或称卷扬机 )是 绞盘的另一种形式，它泛指具有一个或几个上面卷绕有绳索或钢丝绳的圆筒，用来提升或拖曳重载荷的动力机械。图 1.2.2 所示为一种简易的手动提升绞车；该绞车用手驱动，靠齿轮传动的速比增扭，配有防止卷筒反转的棘轮机构和制动用的带闸。 nts 第 6 页 图 1.2.2 手动提升绞车 1.2.2 绞车功能与结构 绞车设计采用滚筒盘绞或夹钳拉拔缆绳方式来水平或垂直拖曳、提升、下放负载，绞车一般包括驱动部分、工作装置、辅助装置等几部分。 1.驱动部分：用于驱动绞车工作装置盘绞、释放缆绳，包含动力及传动装置与控制装置。绞车可以采用多种驱动 方式，包括电动机、蒸汽机、柴油发动机、汽油发动孝几、液压马达、气动马达等等。无论采用何种驱动方式，在绞车的驱动部分设汁中都应包含以下设计准则： （ 1） 无级均匀变速，调速范围宽广； （ 2） 在有负载情况下，良好的启动特性和低速特性，总效率高； （ 3） 双向旋转，并且容易改变旋转方向 （ 4） 维护保养相对容易，对周围工作环境不敏感； （ 5） 制动系统工作可靠； nts 第 7 页 （ 6） 设计紧凑，结构简单，安装布置容易，重量轻； （ 7） 在有负载情况下，能长时间安全带载静止而不至于损坏驱动系统。对于小型绞车，为了保证结构紧凑，绞车驱动部分一般与绞车工作装置联接在一起，直接驱动工作装置；对于大型绞车或应用现场空间相对狭小的绞车，绞车驱动部分与绞车工作装置可以设计成独立放置，两者问通过液压管线、气动管线或电缆管线相联系，绞车的布置和操纵均很方便。 2.工作装置：在驱动部分作用下，通过滚筒回转或夹钳直线拉拔等方式拖曳或释放缆绳以完成对负载的收放控制，并含有对缆绳的容绳和排缆装置。 3.辅助装置：辅助工作装置完成拖曳作业，包含滑轮组、导向装置以及速度测量、长度距离测量、张力测量等装置部分；绞车可以使用钢丝绳、尼龙缆绳等多种材质缆绳。 1.2.3 绞车分类 绞车可以采用多种分类方法。 按绞车驱动方式分类，绞车可以分为机械式驱动绞车、电机驱动绞车、气动绞车、液压绞车等几大类。 1.机械式驱动绞车 （ 1） 驱动部件间的固定几何位置关系决定着系统的设计布局，布局的变化少； （ 2） 传动系体积尺寸大，总重量重； （ 3） 安装布置复杂，经常需要精密加工的平面和精密的部件定位； （ 4） 难以实现大范围的无级变速； （ 5） 原动机的位置是不可变的； （ 6） 在有负载的情况下，难以 取得平稳的反转； （ 7） 通过采用液力偶合器，可以在堵转工况下产生最大扭矩。 2.电机驱动绞车 2 （ 1） 在小型和低端绞车产品上采用常规定速电机驱动方法，能实现单速仁或 双速 )和双向旋转功能，系统简单，但不能低速启动和平滑变速 ； （ 2） 采用可控硅整流仁 SCR)直流调速方式实现无级变速，发展历史悠久，可在低速段提供短时的额定扭矩仁或堵转扭矩 )。但是，若无独立冷却系统和nts 第 8 页 专 用设计，直流调速方式不能长时间用于堵转工况 ； （ 3） 采用交流变频调速方式实现从零到最大速度的无级变速，可以在低速或 堵转工况下提供 100%额定扭 矩，调速平稳 ； （ 4） 设备复杂，维修、保养人员的技术水平要求较高。 3.气动绞车 （ 1） 需要配置压缩空气站 ； （ 2） 气动系统工作压力较低，气动马达外形尺寸较大，气动系统总体重量较 重； （ 3） 对环境条件敏感 ， 在周围环境温度低的地方，可能有潮气凝结在气动管 路和部件里； （ 4） 噪音大 ， 需要噪音消音器。 4.液压绞车 （ 1） 双向实现从零到最大速度的无级变速控制，易于换向； （ 2） 用高压溢流阀或压力补偿器双向限制有效力矩； （ 3） 输出速度范围大，负载的低速控制好，可以带载良好启动； （ 4） 系统允许长时间支持负载，双向可以限制不同力矩； （ 5） 设计紧凑，布置方便，动力传递系统总重量轻 ； （ 6） 易于实现恒速、恒张力控制 。 按绞车应用领域和使用工况分类，绞车分为矿用绞车、建工卷扬机、船用绞 车、工程机械绞车以及特殊用途用绞车等等。 按绞车作业形式分类，绞车一般分为滚筒卷扬绞车和线型绞车两大类。滚筒 卷扬绞车采用驱动滚筒旋转方式收放缆绳和拖曳负载，并在滚筒上直接容绳 ;线 型绞车采用夹钳直线拉拔缆绳方式拖曳负载，并在独立配置的滚筒上卷扬容绳。 1.2.4 绞车应用 绞车广泛应用于工程机械、建筑机械、林业、渔业 、矿山机械、船舶运输、海洋石油等多领域 ，可配套多种类型主机设备。 绞车具体配套的部分设备如下 : 1.汽车起重机 主吊、辅吊绞车 nts 第 9 页 2.塔式起重机 主吊绞车 3.驳船 定位绞车、拉索绞车 4.钻探船 拔桩绞车 5.挖泥船 悬挂和斗架绞车、抓斗绞车 6.通用船舶 锚泊绞车、起重绞车、牵引绞车 7.集装箱船 船尾恒张力装料绞车 8.码头起重机 主起重卷扬机 9.海洋石油铺管工作船 恒张力移船绞车、张紧器、 A/R 绞车、起重吊 机的负荷绞车等等 10.运输 铁道车辆定位卷扬机、索道牵引绞车 11.森林及木材加工机械 重木 起吊卷扬机、木材车、堆材机 12.液压打桩锤配套设备 液压管线绞车、电缆及气动管线绞车 13.矿山和冶金行业 运输绞车、提升绞车 以下为中国海洋石油领域绞车的典型应用实例： 1.吊机用负荷绞车 负荷绞车用于控制起重铺管船主吊机吊钩的稳定，关系海上的作业安全。蓝 疆船的负荷绞车采用静液压传动，有双泵双马达和单泵双马达两种匹配方式。液压系统采用丹尼逊金杯系列电比例变量通轴柱塞泵和定量柱塞马达，有手动控制和恒张力控制两种工作模式。在恒张力模式下，可以根据天气、载荷大小等因素自动（或手工） 设定恒张力大小，用带有设定拉力的缆绳约束主吊钩，减小晃动 幅度，使其能稳定工作。 2.铺管船用移船绞车 移船绞车用于铺管船的海上作业 ； 8 台移船绞车配合，能精确控制铺管船的 运动和姿态。当船舶 4 台绞车手动收缆，控制铺管船前移时，船尾 4 台绞车恒张力 放缆 ;移船绞车的使用能克服风浪对铺管船运动的影响，使之能精确定位。移船 绞车采用静液压传动，采用单泵双马达闭式系统。液压泵采用萨奥公司 20 系列手 动伺服变量泵或 90 系列电比例伺服变量泵，液压马达采用川崎公司的双速低速大 扭矩马达； 液压系统具有恒张力功能，用于滨海 105 船和滨海106 船。 nts 第 10 页 1.3 液压绞车发展趋势 随着液压元件的不断发展、丰富，随着液压控制技术和测试技术的进步，液 压绞车的应用范围不断扩大，功率回收、负荷传感、恒张力等多种先进技术已在大型绞车上广泛应用。 执行元件 （ 液压马达 ） 的使用更加多样。一方面，大排量液压马达实用性的 增加大大改变了许多绞车的面貌 ； 同时，小型、低成本液压马达配套行星减速系 统也显现出取代大型马达的趋势，能简化或代替传统的多级开式齿轮组 。 现有的成熟可编程序控制 （ PLC） 技术和高水平的数字传输技术在绞车精确 缠绕控制上成功结合使用，出现了 “ 层补偿输出 ” 技术，可以实现绞车各层缆绳以设定的线速度输出设定的张力。在测量技术上，通过采用接近传感器和光学编码器测试缆绳的线速度和收放距离，采用安装在绞车滑轮轮轴上的应变仪测量缆绳的线张力，通过 PC 和 PLC 接收以上信息并应用电比例技术控制液压泵、液压马 达的排量与压力。采用远距离无线接收和遥控技术，操控人员可以远程操纵绞车并随时了解绞车的工作状态和发布工作指令 。 在传统负荷绞车的基础上出现了一种 “ 存储绞车 ” ，用于大量液压管线、电 缆 （ 光缆 ） 、气动管线等的存储和动力收放。在德国 MENCK 公司、荷兰 IHC公司 和天津市精研公司生 产的液压打桩锤液压管线绞车、脐带绞车 (电缆和气动管线 绞车 )上，采用了多通道液压回转接头和电滑环技术，可以在绞车回转收放过程 中正常传输液、气、电介质，使打桩锤能在 200 米以上水深的海底正常、连续使 用 。 在船舶、海洋石油领域的系泊绞车、移船绞车上，采用了一种远程遥控压力 限制回路（ RVPL） 用于恒张力控制功能的实现。在恒张力系泊绞车以设定的速 度收缆过程中，当绞车缆绳张力增加到 RVPL 系统设定点时，液压泵的排量将自 动减小以维持设定压力； 如果这时张力继续增加 ， RVPL 系统将控制泵的斜盘越 过中点，绞车自动放缆以维持张力 的恒定。 RVPL 系统可应用于美国萨奥公司的 90 系列轴向柱塞变量泵上。 基于能量回收和重新利用的二次调节静液压传动技术是德国科学家于1977 年首先提出的一种液压传动技术。在二次调节系统中，液压变量马达 /泵(称为 二次元件 )没有节流损失地连接在由恒压变量泵与液压蓄能器组成的恒nts 第 11 页 压网络 中，液压蓄能器在网络中不仅起到了吸收压力脉动的作用，而且作为贮能元件，能够回收并重新利用系统的惯性能或重力势能。二次调节技术在国外已经成功应用于矿山、造船、冶金等行业，能显著提高液压系统的效率，对能源紧缺的当今社会具有很大的经济价值和社 会价值。国内对于此项技术的研究还仅限于应用基础研究阶段。 1.4 课题主要设计内容 本次毕业设计课题为 400KN 液压绞车液压系统设计，对液压绞车工作原理、工作环境和工作特点进行分析，并结合实际，对液压绞车整体结构进行了设计，队组成的各元件进行了选型、计算和校核。绞车要求卷筒需具有储绳功能，采用开式齿轮传动、闭式液压系统、电比例控制。在结构上要求具有紧凑、体积小、重量轻、外形美观等特点。在性能上，则需要具有安全性好，效率高、启动扭矩大、低速稳定性好、噪音低、操作可靠等特点。 nts 第 12 页 第二章 400KN 液压绞车 设 计 方案 2.1 设计要求 400KN 液压绞车设计 用于船舶甲板起重机 ， 要求 对液压绞车工作原理、工作环境和工作特点进行分析，并结合实际， 设计此液压绞车液压系统。 绞车要求卷筒需具有储绳功能，采用开式齿轮传动、闭式液压系统、电比例控制。在结构上要求具有紧凑、体积小、重量轻、外形美观等特点。在性能上，则需要具有安全性好，效率高、启动扭矩大、低速稳定性好、噪音低、操作可靠等特点。 2.2 液压传动系统 方案 随着液压元件的丰富和控制方式的多样，随着电子技术的进步和深入应用，绞车液压传动系统也在不断发展进步。 绞车液压传动系统 可采用开式回路和闭式回路 两种型式，这两种回路基本区别在于工作流体流出马达后所取的路径不同。 在开式回路中，液压泵从油箱吸油后，将油通过液压方向阀换向后送至液压 马达，油流再从马达回到液压油箱，图 2.2.1 所示为一个典型开式回路。开式系统 采用单向液压泵，用液压方向阀控制马达旋转方向，通过变量泵控制方式、变量马达控制方式或比例方向阀控制方式控制绞车的旋转速度，通过平衡阀控制绞车 的动力制动 。 在闭式回路中，液压泵、 液压马达进出油口直接联通，形成闭环回路； 补油 泵从油箱吸油后，向液压泵、液压马达的工作回路内双向补油 ； 图 2.2.2所示为一 个典型系统 美国萨沃 -森特公司 90 系列闭式回路。闭式系统一般采用双向变量 液压泵，通过泵的变量改变主油路中油的流量和方向，控制绞车旋转的变速和换向。闭式系统主泵通轴串联一小排量补油泵，用于向主回路补油和控制主泵变量。在常规闭式系统中，主回路溢流阀、限压阀、补油溢流阀均集成于主泵，冲洗冷却阀组集成于马达。绞车的旋转方向和转速由液压泵液流方向和流量决定，即由液压泵的斜盘角度、排量和原动机的转速决定。闭式回路系统在国内通称为“静液压传动”； 静液压系统本 身具有动力制动功能。 静液压传动装置是以液压泵 和液压马达为主组成，附加各种变量控制单元和 传动元件 (减速器或变速箱 )，成为一种无级变速的传动装置。它与纯机械传nts 第 13 页 动和 液力机械传动相比，具有高效区宽、布局灵活、无级变速、换向方便、控制方式多样和功率利用合理等众多优点。合理运用静液压传动装置，则能改善机器性能，提高生产效率，节省能量消耗，使机器的品质上升到一个新的阶段。随着该项技术的发展和所用元件的完善，采用静液压传动装置的工业机械会愈来愈多，市场前景良好。 图 2.2.1 开式系统原理简图 1-制动器 2-液压马达 3-溢流阀 4-外控式平衡阀 5-三位四 通电磁换向阀 6-溢流阀 7-回油过滤器 8-冷却器 9-定量泵 10-油箱 nts 第 14 页 图 2.2.2 萨奥 -森特公司 90 系列闭式系统示意图 2.2.1 液压泵、马达的 选择 1.液压泵 静液压传动装置用的液压泵是通轴型双向变量斜盘式轴向柱塞泵 (以下简称 通轴泵 )。通轴泵的变量控制方式很多，主要有手动伺服控制、与压力有关的液 压控制、与转速有关的液压控制、扭矩控制和电控制 (比例控制、二位控制 )等等。 国外通轴泵产品最早产于 50 年代，近几年发展得很快，品种规格齐全，变量控制 方式多样，技术指标先进，质量稳定，工作可靠 ;美国萨沃 森特公司 90 系列通 轴泵、德国力士乐公司 A4VG 系列通轴泵等产品已在国内工程机械、船用设备上大 量应用。国内通轴泵产品生产起步较晚，目前仅有中美合资上海萨沃液压传动有限公司进行少量规格的组装生产 ;天津派克特精液压公司、贵州力源液压公司也 在小批量生产，但产品的品种规格、产量与国外先进国家相比尚有很大差距 。 2.液压马达 静液压传动装置用的液压马达种类繁多，既有高速轴向柱塞马达，也有低速 大扭矩马达。 高速轴向柱塞马达又可以分为斜轴式轴向柱塞马达和斜盘式轴向柱塞马nts 第 15 页 达二种。斜盘式轴向柱塞马达与斜轴式轴向柱塞马达相比有如下优点： （ 1） 外形尺寸较小，便于与减速机、制动器等组合成一体，成为 “ 车轮马达 ” 。 （ 2） 由于它的结构与通轴泵的结构相似，相同排量元件的零件可以通用，对 使用维修带来方便。 一般负荷变化比较平稳，变速范围比较小的静液压传动装置，使用斜盘式轴 向柱塞马达较多。 低速大扭矩马达常用的有两种，一种是多作用径向柱塞马达，例如内曲线马 达； 另一种是单作用径向柱塞马达，例如曲轴连杆马达和静力平衡马达。低速大 扭矩马达的优点是起动效率高、低速稳定性好、不需要中间传动装置，可直 接与车轮连接； 缺点是变量范围小、一般只能有级变量。目前工程机械静液压传动装 置中，使用的低速大扭矩马达大多数从国外进口，主要有法国波克兰公司的内曲线马达和日本川崎公司的“斯他法”马达等。外国公司典型的静液压传动元件见表 2.2.1。 表 2.2.1 外国公司典型静液压传动元件 序号 公司名称 国家 典型静液压传动元件 1 Rextoth 德国 A4VG+A6VM 2 Saucr 美国 90 泵 +90 马达 3 Denison 美国 金杯泵 +金杯马达 4 Samhydraulik 意大利 HCV+H2V 5 Eaton 美国 72400+743 6 Parker 美国 P2+V12 7 Linde 德国 HPV-02+HMF-02 3.液压泵和液压马达 （ 1） 高压化和高速化，最高工作压力已达到 48Mpa;为了提高转速，要减轻重 量，对零件结构进行改进。例如采用摩擦焊柱塞结构，将柱塞做成中空形式，使柱塞重量减轻，从而减小转动惯量，有利于转速提高。 （ 2） 对驱动单元和控制单元进行模块化设计，有利于产品系列化、通用化和 标准化。 nts 第 16 页 （ 3） 改进结构，加大通轴泵的变量范围。例如，德国林德公司已使斜盘最大 摆角由 18 增加到 21。 （ 4） 采用螺纹式插装阀，使结构更加紧凑，减少泄漏。 （ 5） 改善变量调节特性曲线和增加变量控制方式，更能满足工程机械传动发 展要求。 （ 6） 采用新材料和新工艺，降低制造成本。 （ 7） 根据城市环保要求，尽量降低噪音。 2.2.2 静液压传动方案比较 1.液压系统调节方式 （ 1） 变量泵 定量马达方案 该系统应用广泛，是能够无级控制速度的最简单方案。泵和马达的排量通常 是相同的，也可以不同。该系统通过液压泵的变量控制马达的转速，通过回路中高压溢流阀的调定压力设定马达输出扭矩。该系统常用于车辆、园艺拖拉机、 联合收割机和建工机械。 （ 2） 变量泵 变量马达方案 该系统有很宽的速度范围，允许使用排量小于马达最大排量的泵，这样可以 使系统成本符合或满足某些性能要求。该系统应用范围很广，可以适用从履带拖拉机、起重机到那些要求高速小扭矩和低速大扭矩的工业驱动中。近年来，变量方式采用电比例控制方式的越来越多，通过与微电子技术相结合，实现智能化控制，并根据不同的工况，选择不同的工作模式，更有利于功率合理利用和节约能耗。 （ 3） 定量泵 变量马达方案 该系统通过马达排量的变化来改变输出速度，但在低速范围内受限制，应用 于特定工况。 2.液压马达形式 （ 1） 高速方案，采用高速液压马达和通过最终传动装置仁变速箱、驱动桥或 减速机 )，使之进一步降低速度，增加扭矩，它是利用中间环节来分担所需的功 能，通过选择减 (变 )速器传动比的方式较方便地对主机参数实现匹配，对马达的 承载要求相对较低。在这种方案中，不仅液压泵具有较大的变量范围，nts 第 17 页 液压马达也可以有较大的变量范围，再加上选择合理的速比和设置理想的档位，可以得到一条比较理想的功率输出特性曲线，能满足工程机械的使用要求。其次，高速轴向柱塞马达具有较高的功率 /重量比，因此，工程机械静液压传动装置采用高速 方案居多。 （ 2） 低速方案，采用低速大扭矩马达 LSHT 液压马达 )直接驱动行驶结构。 这种方案最合乎以“最少数量的零部件来满足尽可能多的使用要求”的设计原则，一些车轮马达可以直接安装在驱动轮轮惘内而很少占用其它安装空间，更能体现液压传动布局灵活性的优点，为整机设计提供了许多方便，省去了液压马达与驱动轮之间的各种中间传动环节，避免了由它们产生的附加功率损失和机械噪声，也无须专门保养减速器。用低速马达直接传动的方式还显著地降低了驱动轮的转动惯量，有利于提高系统的调节品质和减少冲击负荷。 2.2.3 静液压传动的应 用 静液压传动在工程机械、农用机械、船舶设备及海洋石油设备等领域有着广泛的应用。 1.工程机械领域 （ 1） 自行式振动压路机 自 90 年代起，在国外压路机中振动压路机已占主导地位，它的行走驱动系统 和振动系统都采用静液压传动。自 1984 年徐州工程机械厂引进了瑞典蒂纳派克公 动压路机技术和 1986 年洛阳建筑机械厂引进了德国宝马公司振动压路机技 术后，国内振动压路机产量也日益增长。 行走静液压传动装置由液压泵和前、后驱动液压马达组成闭式回路 ;液压泵 采用通轴手动伺服控制变量泵。法国波克兰公司专门为压路机研制了“紧凑型”内曲 线马达 ;当液压马达为高速马达时，则和行星减速器组成 “ 车轮马达 直接 进行驱动。 振动静液压传动装置是由变量通轴泵和定量液压马达组成闭式回路。液压泵 的变量控制方式为电气二点变量控制，通过泵的变量实现振动轮的起振、停振和改变振动频率。在静液压传动中，当变量泵的摆角为零时，振动轮的振动能迅速停止，振动轮没有余振。 行走驱动和振动驱动都采用静液压传动后，可使二者更好地协调配合，保nts 第 18 页 证了路面压实质量。例如，当行驶方向需要改变时，不会出现由于振动轮长时间的原地激振，而造成路面下沉的缺陷。 （ 2） 稳定土摊铺机 稳定土摊铺机用 于路面稳定土的摊铺、捣实和熨平，使路基具有一定密实度 并达到要求的宽度。摊铺机的行走驱动系统和供料系统一般均采用静液压传动。 行走静液压驱动由变量通轴泵和液压驱动马达仁定量马达或变量马达 )组成， 液压马达通过变速箱、差速器、减速箱、链传动驱动车轮。为了克服摊铺过程中，摊铺速度不稳定，一般液压泵采用电比例变量控制，以操作者的指令，对速度进行精确控制。当摊铺速度偏慢时，则增加泵的排量，使摊铺速度提高 ;当摊铺速 度稍快时，则减小泵的排量，使摊铺速度降低。 供料静液压传动由变量通轴泵和定量液压马达组成。液压泵的变量方式也是 电比例控制变量，液压马达驱动链传动、刮板器、螺旋分料器完成稳定土的接收、供料和分料。 （ 3） 稳定土拌合机 稳定土拌合机用于公路基础稳定土拌合作业。拌合机的行走驱动和拌合系统 均采用由手动伺服控制变量通轴泵和定量液压马达组成闭式回路。 （ 4） 轮式装载机 在欧洲，中小型轮式装载机的行走系统绝大多数采用静液压传动，比较著名 的厂商有德国利勃赫尔公司、蔡特曼公司等。国内鼎盛天工公司引进了德国利勃赫尔公司 L551B, L522 轮式装载机制造技术。轮式装载机行走驱动负荷变化较大， 它的静液压传动装置都由变量泵和变量马达组成 闭式回路。而液压泵的变量控制方式为与转速有关的液压控制。 （ 5） 推土机 静液压传动技术在国外中小功率推土机传动系统中已得到应用和发展，而我国在该方面的研究刚刚起步。 2.农用机械领域 联合收割机 近 20 年来，静液压驱动技术在联合收割机上的应用非常普遍，与传统机械传 动收割机相比，静液压联合收割机有以下优势： nts 第 19 页 (1)行走速度与收割速度同步，其 收获量的收获量提高 5%左右 ； (2)辅助作业时间短，比机械无级变速联合收割机提 高工效 115-210 倍 ； (3)特别适于收割倒伏作物或丰产作物 ； (4)劳动强度大大减 小。 3.海洋石油、船舶设备 和其它传动方式相比，静液压传动以其具有高效区宽、布局灵活、无级变速、 换向方便、控制方式多样和功率利用合理等众多优点，确立了在绞车传动和控制领域的优势地位。 静液压传动技术和传动元件在国内外的多个行业已有了广泛的应用和发展， 针对不同的应用领域和设备具有相应的系统配置和适用元件。 2.3 排缆技术方案 绞车的一个成功设计指标在于能否将缆绳平滑、整齐地分层缠绕在卷筒上， 平滑整齐的绕绳不但能减少缆绳的磨损，而且能增加对缠绕缆绳测量的准确度。排绳器可以帮助人们完成上述工作。 通常情况下，如果卷筒中心线到最近的导向滑轮中心线的间距与卷筒宽度的 比值大于 20，在理论上可以不必使用排绳器而能保证缆绳排列整齐，但在实际 的应用中，排绳器往往是绞车不可缺少的组成部分。排绳器一般采用“双向丝杠排绳”、“伺服驱动排绳”等多种形式。 1.双向丝杠排绳 双向丝杠排绳是传统的机械排绳方法，结构相对简单。双向丝杠也称 “ 花杠 ” ， 具有牙形、螺距相同的双向螺旋线，螺纹呈现菱形 ;双向螺旋线在丝杠的两个设 定端点重合封闭，使丝杠上的螺母能在行程的端点自动反向移动。双向丝杠排绳器在卷筒和丝杠间设计了固定传动比的减速装 置，当卷筒转动时，卷筒传动经减速机构带动双向螺旋丝杠旋转，带动滑动箱体沿双向丝杠运动。当缆绳在卷筒上缠绕 1 圈后，滑动箱体带领缆绳相应沿卷筒轴向移动 1 个缆绳直径步长，实现整 齐排缆的目的。排绳器设计有手轮离合器，用于滑动箱体初始位置的人工调整。 对于双向丝杠排缆方式，在最多能达到 3000 圈的排绳过程中仁可能会排绳 30 层，每层可能绕绳 100 圈 )，高精度的传动比对排缆效果至关重要，而以nts 第 20 页 下因 素对传动比有影响： （ 1） 缆绳直径 缆绳受张力后，直径会有所变化 ;变化后的直径数值只能通过实际的测试和 试验来得到。 （ 2） 缠绕圈 间的间隙 为防止外层缆绳受张力后陷入里层，引起缆绳损坏，必须要将缆绳排“ 密 ” ， 尽量减少圈与圈间的间隙。 （ 3） 缆绳的变化 对于设计好的排绳器，它只适用于某种固定尺寸卷筒和固定规格的缆绳。当 绞车换用其它规格缆绳时，用户需要改变驱动链轮机构的传动比或重新设计卷筒。 （ 4） 双向丝杠的加工精度 高精度、长距离的螺旋传动和行程端点螺旋线的高精度重合决定了双向丝杠 加工较困难，必须依靠数控设备或由有经验的工人技师完成，生产成本较高。 2.伺服驱动排绳 伺服驱动排绳理论上可以在同一个卷筒上适用任意规格的缆绳 ;它的测量传 感器 能告诉其伺服驱动“缆绳在哪”，然后通过单向螺旋丝杠将缆绳传送到位。 伺服驱动排绳可采用多种驱动方式 : （ 1） 采用步进伺服电机驱动丝杠旋转带动排绳器移动，采用 PLC 程序控制， 并加装反馈用接近开关或行程传感器。伺服驱动排绳灵活、精确，易于调整，但设计复杂，成本较高。 （ 2） 采用变频减速电机驱动丝杠旋转带动排绳器移动，通过变频器人工调整 电机转速、旋向，使排绳器的移动速度、方向与卷筒的排绳相协调。在排绳器的两端设置机械式行程开关或光学接近开关，用于控制变频电机反向。该项技术已应用于“国家海洋技术中心液压绞车实验设备 ”项目。 3.液压驱动排绳 液压驱动排绳采用电比例液压方向阀驱动液压油缸或液压马达带动排绳机 构移动，通过电比例先导控制手柄人工开环控制排绳机构的移动方向和运动速度。该系统可以同时控制多个排绳机构同时运动，并能控制和纠正排绳的偏nts 第 21 页 差。 nts 第 22 页 第三章 400KN 液压绞车液压系统设计 3.1 拟定 液压 系统 原理图 液压系统包括主液压系统、补油液压系统、循环液压系统 。 主液压系统为闭式控制系统，用于绞车机架液压马达的驱动控制 ； 补油 液压系统用于液压系统油液的循环、过滤和温度控制 ； 循环系统为辅助温控系统。 初步拟定 液压系统原理图见图 3.1.1。 1-粗过滤器 2-双联齿轮泵 3-电动机 4-溢流阀 5-精过滤器 6-电动机 7-伺服变量泵 8-单向阀 9-热交换阀 10 -溢流阀 11-高压溢流阀 12-液压马达 13-制动液压缸 14-电磁换向阀 15-冷却器 16-回油过滤器 17-冷却器 18-回油过滤器 图 3.1.1 液压系统原理图 3.1.1 主液压系统 主液压系统是典型闭式回路静液压系统，包含主液压泵、主控制阀组、主泵冲洗回路、马达冲洗回路等部分，采用单泵双马达匹配方式。 本绞车采用了电液伺服双向变量轴向柱塞泵和定量低速大扭矩液压马达。nts 第 23 页 绞车的旋转方向和转速有液压泵液流方向和流量决定 ；绞车输出的最大扭矩有主系统高压溢流阀控制；绞车通过冲洗回路对主系统内的热油进行热交换；由液压主泵对绞车滚筒提供动力制动。 主泵采用德国力士乐公司的 A4VG 斜盘式轴向柱塞变量泵，其具体特征如下： 斜盘式轴向柱塞变量泵，典型用于闭式回路静液压传动，最大排量250m1/r,最高工作压力 40MPa。泵的流量与驱动转速、排量成正比并可无级变量，流量 随斜盘摆角可从零值增加到最大量，并且当斜盘摆过中位时液流方 向会平稳改变。 主泵后部串联辅助泵，用于补充液压油，克服内泄漏 并为 伺 服阀提供油源，通过伺服阀控制主泵变量。辅助泵为内啮合齿轮泵，排量 52.5 ml/r，设定 补 油工作压力 Psp=2 MPa。 采用伺服变量方式，灵敏可靠。泵的排量和输入电信号成正比。 泵的两个高压腔均内置补油溢流阀，既可以分别设定两腔的最高压力，避免系统超载，又有补油阀的功能，补油流量通