垃圾转运车液压系统的设计

机械 研究与应用 2 0 1 4 年 第6 期 第2 7 卷 总 第1 3 4 期 设计与制造 垃圾转运 车液压 系统 的设计 薛玉荣 山西机 电职业技 术学院 山西 长治0 4 6 0 1 1 2 摘要 采用现代设计方法与理论对 Q H J 5 2 5 0 Z L J垃圾转运车液压系统工作原理进行 了设计计算 选取 了合理的液压 泵和液压阀并进行 了试验验证 对同类相关车辆液压系统设计有参考意义 关键词 垃圾转运车 液 压 系统 设计 中图分类号 T H1 3 7 3 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 7 4 4 1 4 2 0 1 4 0 6 0 1 5 1 0 2 De s i g n o f Hy dr a u l i c S y s t e m o f W a s t e Tr a ns f e r Ve hi c l e s XUE Yu r o ng S h a n x i I n s t i t u t e o fMe c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g C h a n g z h i S h a n x i 0 4 6 0 1 1 C h i n a A b s t r a c t I n t h i s p a p e r t h e w o r k i n g p r i n c i p l e o f h y d r a u l i c s y s t e m i n Q H J 5 2 5 0 Z L J g a r b a g e t r a n s f e r v e h i c l e i s d e s i g n e d a n d c a l c u l a t e d b y u s i n g t h e t h e o r y o f mo d e r n d e s i g n me t h o d a n d r e a s o n a b l e h y d r a u l i c p u mp a n d h y d r a u l i c v a l v e a r e s e l e c t e d f o r t he t e s t v e r i fic a t i o n Th i s p a pe r h a s r e f e r e n c e s i gn i fic an c e f o r s i mi l a r d e s i gn of r e l e v a n t v e h i c l e s Ke y wo r d s g a r b a g e t r a n s f e r v e h i c l e h y d r a u l i c s y s t e m d e s i gn O 引 言 垃圾转运系统是垃圾源头管理系统 与无害化处 理及资源 回收系统之 间的重要衔接 部分 大 中 型垃圾转运车主要适用于大中型垃圾转运站 配合垃 圾转运站压缩设备完成垃圾的装载和转运 具有容积 大 运输费用低 对环境无污染等优点 是较为理想 的 垃圾转运设备 目前发达 国家 已广泛采用 随着城市 大型垃圾转运站的不断上马 大 中型转运车 的需求 量大幅度增加 同时随着城市规模 的不断扩大 大 中型垃圾转运车将成 为垃圾转运车辆 的中坚力 量 根据 Q H J 5 2 5 0 Z L J垃圾转运车总体设计宗 旨 为 大吨位 全封闭压缩式 的特点 垃圾车 的驱动系统 为 液压系统 其可靠性是垃圾车能否顺利完成规定动作 的关键 在保证产品设计先进性的前提下 操作简单 可靠 在设计中 采用驾驶室内电器控制代替手动控 制 液压元器件选择更为关键 在总体方案设计所拟定的液压系统工作原理 的 基础上 参考各位专家的意见对液压系统工作原理进 行了设计计算 液压系统原理图见图 1 液压系统主要用于启闭后门油缸 为推料多级油 缸提供动力 该系统 由油泵 油箱 电动多路换 向阀 双作用平衡 阀 节流 阀 压力继 电器 和管路等组成 工作时由汽车取力器提供动力带动油泵工作 由液压 阀控制 驱动开门油缸工作完成后 门启闭 驱动多级 油缸完成推板推出 收回 卸料多级油缸用于为推板 提供动力 其采用 四级缸形式 最大缸径为 2 1 0 mm 图 1 所示 的液压系统中 油泵向整个系统提供动 力 输出的压力油 经过单 向阀由电磁换向阀控制 分 别供推板油缸和开门油缸应用 开 门 油 缸 田 图 1 液压 系统 图 1 液压系统设计要求 液压系统工作压力 1 6 MP a 卸料工作时间 6 O s 启闭工作循环时间 2 0 S 2 工作 负载分析 图 2为垃圾推 出时的受力情况 当推出垃圾时 后门打开 在 多级缸推力 F T 作用下 将垃圾 向后推 出 此时 压缩垃圾会受到车厢内壁及其由 自重引起 的摩擦阻力 和 并且推力 还有克服推板运 动引起的摩擦阻力 收稿 日期 2 0 1 4 1 0 0 8 作者简 介 薛玉荣 1 9 7 5 男 山西襄垣人 硕 士 副教授 研究方 向 动力机械及工程 1 51 设计与制造 2 0 1 4 年 第6 期 第2 7 卷 总 第1 3 4 期 杌械研究与应用 推出垃圾时 必须满足下列条件 F T C O S 1 一 s i n O 1 F f l F F f 3 1 式 1 2 中 F 的计算公式如式 2 4 F f l P A 底 2 侧 顶 F f2 c s Ff3 G 2 3 4 式 中 P为满载时车厢 内垃圾 的平均膨胀力 根据经 验取 P 1 1 0 MP a A 底 A 侧 A 顶为满载时车厢 内垃 圾分别与底板 侧板 顶板的有效接触面积 见表 1 G 为垃圾的重量 此处取最大重量 1 2 0 5 5 0 N G 为 推板及多级缸折算到车厢内导轨的重量 5 8 8 0 Ni 厂 为 摩擦系数 取 0 2 为多级缸中心线与水平方向 的夹角 O 4 0 由式 1 4 可求得各力大小 如 表 1 所列 图 2 垃圾推卸示 意图 表 1 车厢各面垃圾接触面积及各力大小 3 各 油缸缸径 的确定 根据负载分析及考虑其它综合 因素 可确定本系 统 中最大工作压力为 1 6 M P a 多级油缸最大工作压 力为 1 2 MP a 按有关公式即可计算出各油缸的缸筒 内径及活塞杆直径 经圆整后见表 2 表 2 各油缸 的缸筒 内径及活塞杆直径 4 系统最小流量 q m i n 的确定 从工况可知 当各油缸 中某一种油缸动作时 其 它油缸均不 动作 所 以设工况 时系统流 量为 g 同 时 根据已确定的有关结构尺寸可得到各油缸的安装 距及行程 该系统中多级油缸动作时所需流量最大 1 5 2 一 个 工作 循环 时 间 5 6 L m i n 开门油缸 根据系统要求 后门开启 关闭启 闭一个工作循 环时间 应符合以下条件 未加节流阀时 T 6 8 L mi n 系统最小流量 q m i n 确定及泵 阀的选用 由于该车底盘为 E Q 1 2 5 0 L Z 3 G J 2二类底盘 选用 底盘推荐的与该车型配套的取力器 取力器速比为 1 1 5 3 下 转 第 1 5 5页 机械研究与应用 2 0 1 4 年 第6 期 第2 7 卷 总 第1 3 4 lg 设计与制造 F R 31 嘲D P 31 蛐 上 接第 1 5 2页 输 出旋转方 向 面向输出端 顺时针 q i 5 6 1 叼 式中 为考虑泵 阀效率及系统泄漏等因素的总效 率 取 叩 3 0 所 以 g i 5 6 1 r 5 6 1 3 0 7 2 8 L m i n 参照有关样本 最大连续工作压力为 2 0 MP a V 6 3 mL r 根据车辆改装原则 设计和选择上装附加装置的 传动系和驱动零部件时 应选择较低的发动机转速和 较高的发动机负荷率 此时发动机燃油经济性较好 常用功率范围的选择应尽可能使发 动机转速不要低 于 1 2 0 0 r mi n 故选 n 静为 1 2 0 0 1 6 0 0 r m i n 计算时考虑油泵转速要求 取 n 媸 1 4 0 0 r m i n 由此可得 系统理论流量 g 理 1 40 0 x 6 3 7 6 5 L mi n 1 1 5 3 理一 一 儿儿儿 能维护功能要求之间的独立性 故方案一更加优化 5 结语 应用公理设计理论对声频钻机的设计过程进行 了详细分析 在理论上保证 了设计 的稳定性 和可靠 性 并运用公理设计理论 的两个基本公理和一个定 理 对声频钻机的关键机构 振动器的两个设计方 案进行分析评价 最终得出与偏心轮振动器相比曲轴 活塞振动器是更加优化的设计方案 参考文献 1 史海岐 刘宝林 声频振动钻机及其液压系统的设计 J 探矿 工程 岩土钻掘工程 2 0 0 7 7 4 4 4 6 2 吴浩 陆卫星 任晓飞 等 Y S Z 一 5 0型声频振动钻机的研制 J 探矿工程 岩 土钻掘工程 2 0 1 2 3 9 1 9 1 3 3 程 贤福 公理设计理论研究现状 J 机械设计 2 0 0 9 2 6 5 3 7 4 熊玉成 声 频振 动钻进 的激励研 究 D 北京 中国地 质大学 2 0 0 7 5 朱龙英 朱如鹏 刘正埙 公理设计理论研究及其应用发展 J 机械设计及研究 2 0 0 4 2 0 4 4 3 4 6 6 肖人彬 蔡池兰 刘勇 公理设计 的研 究现状与 问题 分析 J 机械工程学报 2 0 0 8 4 4 1 2 1 1 1 7 S u h N P T h e P r i n c i p l e s o fD e s i g n M N e w Y o r k O x f o r d U n i v e r s i t y P r e s s 1 9 9 0 8 吴焕芹 基 于公理设计理论 的机械产品创新设计 D 青岛 青 岛大学 2 0 0 7 9 张燕 声波钻进 振动器 的结构原理 浅析 J 探 矿工程 岩土 钻掘工程 2 0 1 0 3 7 7 7 7 8 0 即 g 理 g i 满足系统要求 5 结语 对计算结果进行分析 根据流量 转速 压力等要 求选取合肥长源齿轮泵 型号 C B F F 6 6 3 一 A F P L 额定 排量为 6 3 m L r 额定压力为 2 0 M P a 最大压力为 2 5 MP a 根据系统原理设计要求选取德 国力 士乐 电磁 换 向 阀 型 号 4 WE 1 0 E