混凝土搅拌机液压传动系统的设计解读

1、 江苏农牧科技职业学院 毕业设计（论文） 题目： 混凝土搅拌机液压传动系统设计 姓名： 陆建军 学号： 201011775 二级院系部： 机电工程系 班级: 高专机电 10 专业： 机电一体化 指导教师： 王明兰 职称： 工程师 二一三 年 六 月 江苏农牧科技职业学院学生毕业设计（论文）诚信承诺书论文题目 混凝土搅拌机液压传动系统设计 学生姓名 陆建军 学号 201011775 所属专业 机电一体化 班级 机电 10 指导教师姓名 王明兰职称 工程师 学生承诺活动中，遵守学校有关规定，恪守学我承诺在毕业设计 (论文)内容除特别注明和引用外，均为本人) (论文术规范，本人毕业设计篡改实验数据的

2、情况，伪造、不存在剽窃、抄袭他人学术成果，观点， 如果有违规行为，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。 ：签名 学生() 年 月日 指导教师承诺活动中，遵守学校有关规定，恪守学我承诺在毕业设计 (论文)内容除特别注明和引论文 ()术规范，经过本人核查，该生毕业设计用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改 实验数据的现象。 (指导教师签名)： 日月年 江苏农牧科技职业学院学生毕业设计（论文）材料目录 序号 名 称 备 注 1 毕业设计（论文）全文全文 2 毕业设计（论文）任务书 3 毕业设计（论文）开题报告或实施方案 4 毕业设计（论文）指导记录 5 毕业设计（论文）中期检查

3、记录表 6 毕业设计（论文）指导教师意见表 7 毕业设计（论文）评阅教师意见表 8 毕业设计（论文）答辩记录 9 毕业设计（论文）成绩评定表 江苏农牧科技学院论文（设计） 混凝土搅拌机液压传动系统设计 【摘要】 混凝土搅拌运输车是专门用来解决商品混凝土运输的工具。它具有装载运输和搅拌混凝土的双重功能，可在运送混凝土的同时进行搅拌或搅动，因而可以在保证输送的混凝土质量的同时还能够适当延长运输距离或运送时间。所以大力发展商品混凝土搅拌运输车有着显著的社会效益以及适用价值。我国的混凝土搅拌运输车研究起步较晚，到 70 年代才开始试生产。就目前而言，搅拌运输车的理论研究及生产在我国许多地区基本处于空白

4、阶段，因此发展搅拌车的理论研究和开发势在必行。通过综合分析我国和国外混凝土搅拌机的前沿动态、发展状况和发展趋势，对混凝土搅拌机的分类、运送方式、结构和组成原理以及技术要求进行了综合性的论述；通过理论分析和设计计算，确定了混凝土搅拌机驱动方案和液压系统主要技术参数功率及扭矩，对系统各个液压元件进行了选型计算与校核；液压系统的日常使用、维护和保养，以及液压系统常见故障排除。 【关键词】 功率 扭矩 液压 传动 I 江苏农牧科技学院论文（设计） Abstract It Transit mixing truck is a tool designed to solve the concrete tran

5、sport of goods. has the dual function of load transport and mixing of concrete. It can mix or stir concrete but also while transporting concrete. So it not only can guarantee the quality of concrete，can appropriately protract the transport distance and delivery time. So the development of commercial

6、 concrete mixing truck has remarkable social benefit and practical value. The to try began china. We to stirring transport vehicle was very late in study of concrete product it until to 1970s. Currently, the theory research and production of mixer truck in mixer of so the development are basically i

7、n blank stage, our many areas of country of analysis Through comprehensive research and development are imperative. theory concrete mixing trucks forefront of dynamic, development status and development trends trucks concrete mixing a comprehensive treatise of china in and abroad; through technical

8、and composition structure and principles classification, shipping method, the determine calculations to analysis through the theoretical and design requirements; concrete mixing truck driving scheme and major technical parameters of hydraulic system, a selection of the computation and check of the h

9、ydraulic system components; the routine the of as the troubleshooting , hydraulic use of the system and maintenance as well hydraulic system . Key words Introduction to power torque hydraulic drive II 江苏农牧科技学院论文（设计） 目 录 摘要 . 关键词 . Abstract . Key words . 目 录. 绪 论.1 1液压技术概论及应用领域 . 2 1.1 液压技术结构组成与工作原理

10、. 2 1.2 液压传动装置组成 . 2 1.3 液压传动的定义 . 2 1.4 液压传动的主要特点： . 2 1.4.1 液压传动的优点 . 3 1.4.2 液压传动的主要缺点 . 3 1.5 液压传动在机械行业中的应用： . 3 1.6 静液压传动装置的应用 . 4 2. 选题计算 . 6 2.1 搅拌车工况特点分析 . 6 2.1.1 加料工序 . 6 2.1.2 运料工序 . 6 2.1.3 换向工序 . 6 2.1.4 卸料工序 . 6 2.1.5 空筒返回 . 6 2.2 驱动方案的选择 . 7 2.3 搅拌功率的计算说明 . 8 2.3.1 满载驱动阻力矩的确定 . 8 2.4

11、液压系统主要参数的确定 . 9 2.4.1 满载搅拌功率的确定 . 9 2.4.2 初选系统压力 . 11 2.4.3 马达的选取及功率、扭矩校核 . 11 2.4.4 确定系统实际工作压力 . 12 2.4.5 液压泵的选取及功率、扭矩校核 . 12 2.4.6 液压元件的选型. 13 2 .4.7 执行元件的选择. 14 .14 液压附件的选择与计算2.4.83.液压系统的维护及保养.17 3.1 安装使用前检查调试 . 17 3.2 日常使用维护保养 . 17 .18 液压系统常见故障排除 3.3 设计总结 . 20 致 谢 . 21 参考文献 . 22 III 江苏农牧科技学院论文（设

12、计） 绪 论 相对于机械传动，液压传动技术起步较晚。自 18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术只有二三百年的历史，直到 20 世纪 30 年代才普遍地用于起重机、机床及工程机械。 第二次世界大战期间，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，液压技术迅速转向民用工业，不断应用于各种自动化机械及自动生产线，从而使它在机械制造、工程机械、农业机械、汽车制造等行业广泛得到推广。 我国的液压工业开始于 20 世纪 50 年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60 年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船

13、舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。 目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学

14、技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛 液压的能量损失包括个元件中运动见的摩擦损失、泄露损失、溢流损失、节流损失、输入和输出功率不匹配的无功损失几方面。节能是液压技术的重要课题之一，随着节能和环保的要求日益高涨，有效活用能源和降低噪声已成为液压行业的重要目标。小型化、微型化和系列化时起重要的发展方向。 1 江苏农牧科技学院论文（设计） 1液压技术概论 1.1 液压技术结构组成与工作原理 工作原理如下：电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油，油液被加压后,从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换

15、向阀和回油管排回油箱。 工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少，工作台的移动速度减少。由此可见，速度是由油量决定的。 1.2 液压传动装置组成：液压传动装置组成： （1）液压动力元件 把机械能转换成液体压力能的元件，如液压泵。 （2）液压执行元件 把液体压力转换成机械能的元件，如液压缸、液压马达等。 （3）液压控制元件 通过对液体的方向、压力、流体的控制，来实现对执行元件的运动方向、作用力、速度等的控制的元件，如换向阀、减压阀等。 （4）液压辅助元件 上述 3 个组成部分以外的其他元件，如管道、管接

16、头、油箱、过滤器等。 1.3 液压传动的定义 一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、工作机(含辅助装置)组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀，车床的刀架、车刀、卡盘等。由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围较宽，以及其它操纵性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。 传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。 液压传动和液力传动均是以液体作为

17、工作介质来进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。由于液压传动有许多突出的优点，因此，它被广泛地应用于机械制造、工程建筑、石油化工、交通运输、军事器械、矿山冶金、轻工、农机、渔业、林业等各方面。同时，也被应用到航天航空、海洋开发、核能工程和地震预测等各个工程技术领域。 1.4 液压传动的主要特点： 2 江苏农牧科技学院论文（设计） 1.4.1 液压传动的优点 与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： （1） 液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置。 （2） 重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。 （3）

18、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围大 2000:1)。 （4） 可自动实现过载保护。 （5） 相对运动面可自行润滑，使用寿命长 （6） 容易实现直线运动，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化控制过程，而且可以实现遥控。 （7） 由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便液压元件排列布置以具有较大的机动性 1.4.2 液压传动的主要缺点 （1） 由于流体流动的阻力损失和泄露较大，所以效率低。 （2） 容易造成环境污染，还可能引起火灾和爆炸事故。 （3） 工作性能易受温度变化的影响，不宜在很高或很低的温度条件下

19、工作。 （4） 液压元件的制造精度要求较高，价格较贵。 （5） 液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员提出更高的要求，即需要系统的掌握液压传动的理论知识，液压具有一定的实践经验 （6） 随之，高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声日益增大，这也是需要解决的问题 总而言之，液压传动的优点是突出的，随着科学技术的进步，液压传动的缺点将得到克服，液压传动将日益完善，液压技术与电子技术及其它传动方式的结合更是前途无量。 1.51.5 液压传动在机械行业中的应用： 机床工业磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等 工程机械挖掘机、装载机、推土机等 汽车工业

20、自卸式汽车、平板车、高空作业车等 3 江苏农牧科技学院论文（设计） 农业机械联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等 轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 冶金机械电炉控制系统、轧钢机控制系统等 起重运输机械起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等 矿山机械开采机、提升机、液压支架等 建筑机械打桩机、平地机等 船舶港口机械起货机、锚机、舵机等 铸造机械砂型压实机、加料机、压铸机等 1.61.6 静液压传动装置的应用 根据接收电路框图 1-5 所示，接收电路由直流电源模块、接收电路模块（包括接收放大电路、倍压整流滤波、比较器等电路） 、报警电路模块等组成。 静液压传动由于具有无级变速

21、，调速范围宽，可以实现恒扭或恒功率调速，容易实现电控等优点，在工程机械中具有良好的应用前景。但是在铲土运输机械和起重机械中作为主要传动就用却很少，其主要问题是在于国内液压元件质量差，而国外的液压元件价格又太高，会造成主同成本过高。90 年代以来，国内已引进了德国林德公司静液压叉车，以及利勃海尔公司静液压推土机的装载机，但在国内市场所占份额很小。从国内工程机械市场的实际出发，本文对静液压传动在国内的推广应用提出探讨性的意见如下： （1）静液压传动叉车在发达国家已经被广泛采用，由于国内部分仓库、码头和工厂等使用部门对叉车的机动性能（尤其是低速性能） 、噪声已经有较高的要求，因此这些部门正在成为国内

22、静液压叉车用户。国内叉车和液压元件生产企业应该看到静液压叉车的良好前景，联合研究开发适合我国国情的叉车静液压系统，提供能先进，工作可靠，价格适中的产品。也可以采用与国际静液压元件制造公司联合开发的方式，加快开发的速度。 （2）中小型多功能工程机械由于具有挖掘，装载，叉车和起重等多功能，在发达国家已经得到了广泛的应用。随着我国经济建设尤其是城市建设的发展，中小型多功能工程机械也将在我国推广应用，而它们无疑将首先采用静液压传动作为其主要传动装置。国内工程机械企业应该看到中小型多功能工程机械的发前景，联合国内外静液压元件生 4 江苏农牧科技学院论文（设计） 产企业共同开展对它们的研究开发，以促进中小

23、型多功能工程机械在我国的发展。 （3）在国内大型铲土运输和起重机械中，由于配套的静液压与电子控制元件的技术难度大，价格太高，在国内用户中难以接受。因此，在我国暂时不宜将静液压传动研究开发的重点放在与大型铲土运输和起重机械配套上，而应将重点放在上述两类工程机械上。 5 江苏农牧科技学院论文（设计） 2. 选题计算 2.12.1 搅拌车工况特点分析搅拌车工况特点分析 3搅拌机的实际工况，笔者绘 8m 混凝土搅拌机搅拌筒的驱动负载主要是扭矩。根据制了搅拌筒扭矩随时间的变化情况，如图 2.1 所示。 搅拌筒工况载荷曲线 2.1 图 2.1.1 01 加料工序搅拌筒以 14 r/min 正转，在大约 1

24、0 min 的加料时间里，搅拌筒的驱动力矩随着混凝土不断被加入而逐渐增大，在混凝土将加满时，力矩反而略有下降。 2.1.2 12 运料工序在运输途中，搅拌机在行驶状态，搅拌筒同时作 3 r/min 的正向转动，在整个运程内，拌筒驱动力矩保持稳定。 2.1.3 34 换向工序在卸料地点，搅拌机停驶，搅拌筒从运拌状态制动，转入 14 r/min 的反转卸料工况，搅拌筒的驱动力矩在反转开始的极短时间内陡然上升，然后迅速跌落下来。 2.1.4 45 卸料工序搅拌筒继续以 14 r/min 的速度反转，驱动力矩随混凝土的卸出而逐渐下降。 2.1.5 56 空筒返回搅拌筒内加入适量清水，返程行驶中搅拌筒作

25、 3 r/min 的反向转动，对其进行清洗，到达混凝土搅拌站，排出污水，准备下一个循环。 从此曲线可以看出，在搅拌筒的工作循环中，其满载在反转卸料工序的开始时有峰值，这是因为搅拌筒满载驱动，附加有惯性阻力矩的原因。而搅拌筒在稳定工况下的载 6 江苏农牧科技学院论文（设计） 荷值并不大，由此，应以运料工序中的稳定搅拌为计算工况，最后在计算驱动功率时乘上一个安全系数，以考虑峰值的影响。 2.22.2 驱动方案的选择 混凝土搅拌运输车液压系统只完成一个动作，即搅拌筒的旋转。通过搅拌筒的正反转以及转速的变化，来完成进料、搅拌、搅动、出料工况。 目前，国内外生产的混凝土搅拌机，拌筒驱动装置大都采用液压机

26、械混合式，由以下几部分组成： 发动机取力装置液压泵控制阀液压马达减速器搅拌桶 补油泵 水泵 其特点是通过液压传动部分，对系统控制和调速，利用机械传动部分减速。 液压系统驱动形式的选择由于开式系统的能耗大，不经济，且液压油中容易混入空气，导致振动与噪音，因而使用寿命较短，目前这类系统已逐步被淘汰。考虑到搅拌筒旋转功率大，并综合节能、控制方便等因素，采用闭式系统是合理的，它结构紧凑、油箱体积小、工作稳定，只要保证散热系统可靠工作即可。 搅拌筒传动通过取力器（PTO）直接从汽车发动机飞轮上获取动力（液压泵转速约等于发动机转速） ，用变量柱塞泵和定量马达组成闭式液压回路，通过与搅拌筒接合的减速机，带动

27、搅拌筒转动，搅拌筒转速的改变是通过调节液压泵斜盘的角度来实现的。图 2.2 为拟定的混凝土搅拌机液压传动系统原理图。 7 江苏农牧科技学院论文（设计） 1 高压安全阀 1 5.补油单向阀 2 6. 4.1.液压泵 2.补油泵 3.低压溢流阀补油单向阀 溢流阀高压安全阀 7.2 8.液压动向阀阀 9. 10.液压马达 11.手动伺服阀 混凝土搅拌运输车液压系统原理图图 2.2 变量柱塞泵和一个定量柱塞马达及手动伺服),2.2 所示液压系统由一个双向(如图随动控制阀等组成，是一个闭式液压系统。当液压泵和液压马达工作时，搅拌简直接由顺)(马达带动的减速机输出轴驱动，由于搅拌筒内螺旋叶片的作用，搅拌筒

28、面向车尾看 时针旋转时，搅拌筒进行进料、搅动和搅拌；逆时针旋转时，搅拌筒进行出料。调节手动伺服阀可以改变泵的排量，马达可以正反向旋转，液压泵可以正反向供油，从而达到改变马达输出速度，当油泵正向供油时，上方管为高压管，下方管为低压管，油从高压管向马达供油，驱动马达旋转，从低压管回到泵的吸油口，高压安全阀防止正向转旋时液压系统过载。补油泵从油箱吸油，推开单向阀，向低压管路补油，其最高压力由溢流阀调节，该泵的压力使液控换向阀动作，通过背压阀将低压管路和回油管路接通，以排出管路中的部分热油，安全阀的调定压力比背压阀的调定压力大，以防止油路 背压过高。当油泵反向供油时，则高压管路和低压管路交换，高压安全

29、阀交换，单向阀交换， 马达反转，其工作过程及调整过程同上。该液压系统采用的“变量泵一定量马达”恒扭矩闭式调速系统，马达的最高转速决定于泵的最大稳定流量，马达的最小转速决定于泵的最小稳定流量。该系统有较宽的调 8 江苏农牧科技学院论文（设计） 速范围和较大的扭矩输出。 2.32.3 搅拌功率的计算说明 2.3.1 满载驱动阻力矩的确定 因混凝土在搅拌筒内的运动状态比较复杂，目前尚无统一实用的计算方法，笔者从数理统计的角度对收集的一些试验数据进行分析、处理，推导出了搅拌阻力矩与搅拌容积关系的经验公式。搅拌筒驱动阻力矩与搅拌筒搅拌容量的数据见表 2.3.1 与图 2.3.2。 由图 2.3.2 易知

30、，其接近一条直线，因此可设想： M=C0+C1V 式中：M搅拌筒驱动力矩，Nm； V搅拌筒装载容量，m3 V=(M-C0)/C1 C0=M-C1V, C1=(M-C0)/V C 为拟合系数项量 通过解方程组，求出 C0,C1 就可以构造出满足平方逼近条件的逼近函数： 根据最小二乘法构造的逼近曲线，由于全面而不是孤立的考虑各点的影响，用最简单的方法求得一些绝对不可知的真值，而另误差平方和为最小。 表 2.3.1 搅拌筒驱动阻力矩数据原理图 3 搅拌装载容量/m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 （搅拌驱动扭矩/Nm) 12500 17500 23500 30000 36000 4250

31、0 46000 52000 5600 58500 9 江苏农牧科技学院论文（设计） 搅拌桶搅拌容量的数据曲线图 2.3.2 M=2764.64+336.36V 即 得带入上式, 将设计参数 v=8m M=45454.52 N 因而，可以看出，搅拌车在满载情况下的搅拌阻力矩是比较大的。 满载搅拌功率的确定 2.3.2 1000）/（60=（2nM）N1 满载 kW；式中：N搅拌筒满载最大驱动功率，满载 14 r/min； N搅拌筒最大转速， 1m. M搅拌筒驱动扭矩，N =66.6kW ）100045454.52）/（603.14 N =（214满载 满载搅拌功率的确定 2.3.3 ）（6010

32、00n（2M）/N=1 搅动 ；N搅拌筒搅动驱动功率，kW 式中：搅动 ；搅拌筒搅动转速，3rpm n2=14.3kW 1000）6045454.52）/（33.142 =N（搅动 液压系统主要参数的确定 2.42.4 2.4.1 满载搅拌功率的确定根据上述计算所得搅拌筒驱动阻力矩，并考虑到搅拌筒需有一定的扭矩裕度，故选 10 江苏农牧科技学院论文（设计） ，减速比 mPMB-7cpPRO-MEC 公司生产的减速机，其最大驱动扭矩为 60000 N取意大利 。为 1001: 初选系统压力2.4.2 根据液压马达输出轴的最大扭矩并综合考虑系统性、可靠性、安全性等条件，初步 。选定液压系统最高工作

33、压力为 30 M Pa 马达的选取及功率、扭矩校核2.4.3 由减速机的选取可知：100=1400rpm n=14m max =37878.77/100=-378.88Nm Mm max q / =6.28M pmm maxmax rpm 马达最大输出速度，式中 nm max ； M马达最大输出扭矩，Nmm max q ；马达的最大排量，mL/rm max 马达的进出口压差，即所选的系统压力，MPa；p =；0.9马达的机械效率 mmq= 6.28378.88/300.9 m max =88.1mL/r 根据公司提供的资料，可以选取 MF89 马达，排量为 89mL/r，最高转速为 2600

34、r/min。 马达功率校核 P = （ Q D p N t ） / 600 式中：Q 输入流量，L/min； D p 马达最大压降，取 350bar； N t 总效率，取 0.9。 P = （ 891400 350 0.9 ） / 600 = 65.4 kW 马达扭矩校核 M = （ 1.59 V D N ） / 100 mhgp式中：V 排量，mL/r； g D 马达压降，取 300bar； p 11 江苏农牧科技学院论文（设计） 。 N 机械效率，取 0.95 mhm 300 0.95 / 100 = 403.3 N M = 1.59 89 确定系统实际工作压力 2.4.4q 得 / =6

35、.28M 由公式pmm maxm max p=29.7MPa2.4.5 液压泵的选取及功率、扭矩校核 确定液压泵的最大工作压力，液压泵的工作力由负载的性质决定。 PPPm mp max式中：P m 液压马达最大工作压力，取最大值 29.7MPa； P液压泵出口到液压马达进口之间的沿程损失和局部损失之和，取Pm m =0.5 M Pa. PPP=29.7+0.5=30.2MPa mp maxm 确定液压泵的流量 Q，液压泵的流量按液压马达的最大工作流量和泄漏量来确定。 Q=(nVN)/1000 mhg =(1400890.95)/1000 =118.37L/min QKQ p式中 K系统泄漏系数

36、,K=1.1 Q1.1118.37=130.21L/min p从而可得 q =q /n =130.21/1400=93mL/r pp maxp选取公司的 PV89 液压泵，排量为 89 mL/r，最高转速为 2600 r/min。 液压泵功率校核 P = （ Q p D p ） / （ 600 N t ） = （ 130.21 302） / （ 600 0.9 ） =72.8 kW 液压泵扭矩校核 M = （ 1.59 V g D p ） / （ 100 N ） mh = （1.5989302）/（1000.95） = 450Nm 由于所选主泵、补油泵和换向阀为集成一体的，故选定了主泵也将补油

37、泵和换向阀 12 江苏农牧科技学院论文（设计） 确定了。PV89 的标准补油泵压力排量为 18.03mL/r，补油压力为 1325bar,我们取 18bar 补油泵功率及扭矩校核 Q=(nV g Nm)/1000 式中 Q补油泵流量，L/min V g 补油泵排量，18.03mL/r Nm 补油泵机械效率取 0.95 n补油泵转速 1400rpm Q=(140018.030.95)/1000 =24.0L/min P= (QD)/(600Nt) 式中 P补油泵功率 D补油泵最大压降取 18bar; Nt补油泵最大效率，取 0.9 P=（24.018）/(6000.9) =0.8KW M=(1.

38、59V g D)/(100 Nm ) =(1.5918.0318)/(1000.95) =5.43Nm 按照功率流程的计算，从发动机到搅拌装置及间的各种液压元件中，功率依次递减，充分满足了液压系统对组成元件工作效率的要求；同样按照功率流程的计算，发动机到搅拌装载之间的各组成元件，它们的负荷扭矩依次递减，能够满足系统安全的要求。 2.4.6 液压元件的选型 o， ，最大斜盘倾角为 15 液压泵：轴向柱塞变量泵，型号为 TN1574，排量为 92cc/r(1） 额定转速为 2800r/min，连续工作的最大压降为 420bar。 (2） 液压马达：选取 MRC-4500 型液压马达，排量为 92m

39、L/r，理论单位扭矩为 1.42N.m/bar，最大转速为 2600rev/min，连续工作的最大压降为为 350bar，最大惯性2。 0.023Kg.m 阻力矩为 (3） 减速机：型号为 RS137，减速比为 100：1，最大输入速度为 2500r/m 对装载容量3 的各种型号的混凝土搅拌车都适用。 为 610m(4） 换向阀：换向阀和换向方式主要考虑整车的性能和控制要求，对电控混凝土搅拌运输车而言，采用比例阀来实现换向。 13 江苏农牧科技学院论文（设计） 2.4.7 执行元件的选择 该工作油路（高压系统）要求正、反旋转运动，因此选用双向液压马达。控制油路（低压系统）执行元件选用活塞液压缸

40、，其作用是控制发动机的油门拉杆以及液压油泵的斜盘角度。 由所得参数其他阀查看液压设计手册。 2.4.8 液压附件的选型与计算 (1）冷却器 由于闭式系统都存在着散热问题，因此在设计时选用强制风冷自动温控系统，当系统温度大于等于 65 摄氏度时，强制冷却系统开始工作。 综上所述，电控混凝土搅拌运输车根据其功能和效率的分析，借助底盘发动机 直接取力，采用结构紧凑的闭式液压系统，和强制风冷的冷却方式。发动机油门及液压泵变量由比例阀无级调节。 通过考虑本车实际工作环境并借鉴其他运输设备冷却系统的设计方法，决定采用借助底盘发动机直接取力，采用结构紧凑的闭式液压系统，和强制风冷的冷却方式。 我们可以依据热

41、交换量计算出冷却系统散热面积。 首先系统的发热功率进行计算： H = P-P=P-(1) mppecp式中： H 发热功率，W； P 液压泵总输入功率，W； p P 液压马达最大输出功率，W； e 液压泵机械效率； p 液压回路总效率； c 液压马达机械效率。 mH =73. 6(1 0.910.95)=10.672KW 液压系统在长时间连续运转的时候，系统的温度会大大提升，必须将系统产生的热量使用冷却系统散掉，即： H= H 2 散热面积的计算： A=H/K t2m式中： t 进出油液的温差，K mt =(t+t)/2=(70+60)/2=65K 2 m1 14 江苏农牧科技学院论文（设计）

42、 H 冷却器的散热功率，W； 2t 液压油进口温度，K； 1t 液压油出口温度，K； 22k。 冷取系统的传热系数，取 465W/mK 2 65)=0.35 m=10672/ (465A 系统的散热面积在系统长时间运行后会受到油污、锈迹等因素的影响而下降，应该适当对计算结果加大 40%左右。 2 =1.40.35=0.49 mA= (1+0.4) A(2）油箱 油箱在整个液压系统中起到储油和散热的作用，同时能够把混在油液中的气体散掉和沉淀油液中的污物。按照系统的工作条件，为了更大限度的发挥油箱的作用，必须准确的确定油箱的尺寸，外观以及油箱附件的布置。根据本次设计的要求，采取开式油箱。 油箱并不

43、是随意设置的，它必须满足工作的要求：系统正常工作时油箱中的油液应保持一定的数量；能够把混在油液中的杂质和气体分离；并在一定条件下能够起到散热的功能。 1）油箱容积的计算 根据公式： V = KQ 式中： K 综合因素指标。一般取 K=1.32.5； Q 补油泵的额定流量，L/min。 选取 K=2，则 V=48.0L 有效(3）油管的计算 分为金属管道和胶管两种 1） 金属管 根据不同的管道，管内油液的流速 v 取值有所不同： 吸油管道中，流速 V=12m/s； 压油管道中，流速 V=2.55m/s； 短管道及局部收缩处的流速 V=710m/s； 回油管道中，流速 V=1.52.5m/s。 一

44、般情况下，流速的取值与管内压力，管道长度和油液的粘度有关，管内压力高或管路长度短时流速的取值较大，管内压力低或管管路长度大时流速取值较小，液压油粘度较大时流速取值较小。 管路内径的计算，根据公式： 15 江苏农牧科技学院论文（设计） Q d=1130 V ）吸油管内径计算：（流速 V=1m/s 154.2110(-3)57.3mm =1130 d 160 V=4m/s）压油管内径计算：（流速 154.2110(-3)28.6mm =1130 d 460短管道以及局部收缩部分内径计算：（流速 V=8m/s） 20.3mm d =1130 154.2110（-3）860 ）回油管内径计算：（流速

45、V=2m/s 154.2110（-3）40.5mm 1130 d= 260 胶管）2 根据公式：Q A= V6 式中： cm；截面积，A 2 Q L/s；油液流量， V=6m/s； m/s V 油液流速， ；通常取 2 =0.08cmA= 37.142 6054(4）液压油的选择 普通液压系统选用矿物油型液压油作为工作介质，其中室内液压设备多选用汽轮机油或普通液压油；室外液压设备则选用抗磨液压油或低凝液压油。由于混凝土搅拌运输车主要在室外作业，所以选用抗磨液压油或低凝液压油。 16 江苏农牧科技学院论文（设计） 3.3. 液压系统维护与保养 安装使用前检查调试 3.1 安装泵、马达之前，先检查

46、元件是否完好无损。在注入液压油之前，确保所有系统元件（油箱、胶管、接头等辅件）的清洁。 加油时，液压油使用过滤精度不低于 10 的滤油机过滤。绝对禁止使用废油。应采用 46 号优质抗磨液压油，这样可使液压元件性能发挥到最佳。在高寒地区应选用 32 号抗磨液压油，在高温地区应选 68 号抗磨液压油。 系统启动前，必须确保泵、马达壳体内以及与油箱相连接的吸油胶管内充满符合要求的液压油；并检查各管路接头，确定有足够的预紧力，无憋卡或漏气。系统安装完成后可以安装各压力表测量补油压力、系统压力及真空度。也可将真空表安装在吸油管路上靠近滤芯处，直接观察真空度。 系统启动时，必须保证泵控制手柄处于中位，启动

47、发动机，空负荷以怠速运行，并及时向油箱内补油，观察补油测压表，直到建立起 1.21.5MPa 的补油压力。在此状态下运行 35min，将发动机转速提高至正常，补油压力应保持稳定（如果补油压力不足，要及时关闭发动机，检查原因，以免损坏液压元件） 。 在确保泵控制手柄处于中位的情况下，使发动机在 1 5001 600r/min 速度下工作，然后缓慢拉动泵控制手柄，使搅拌筒顺时针或逆时针旋转。照此运行5min，若无异常，表明系统完好。 拆掉检测用压投入使用。 3.2 日常使用、维护和保养 车辆在使用期间，要经常检查系统各管路连接处是否松动或漏油，如果有松动或漏油应及时处理。 在以下情况下，应更换滤芯

48、：在新车开始使用后，第二次更换液压油及以后每次更换液压油时；应经常观察真空表，在工作中，系统 液压油温高于 50时，如果补油泵吸油真空表显示低于 0.075MPa（0.75bar）的绝对压力时，或冷启动时低于 0.05MPa（0.5bar）的绝对压力时。及时更换滤芯，可避免补油泵吸油困难或回油阻力增大，损坏液压元件。 在下列情况下应更换液压油：第一次投入使用至 100h 后；第一次更换液压油至 500h；此后更换周期为每使用 1000h，如果所配油箱为通气孔油箱，更换周期应为 500h。如液压油混入水呈乳化状或液压油因油温过高有变质异味时应立即更换。更换的液压油应使用优质 46 号抗磨液压油，

49、在高寒地区应选用32 号抗磨液压油，在高温地区应选 68 号抗磨液压油。无论更换哪种品牌液压油，必须使用相同牌号，切勿注入其他油品混合使用。另外，还应经常检查油箱油位，若液压油缺失，应及时补充。更换液压油时，注意应在搅拌车刚工作完毕，趁液压油热的时候放出，以便容易把机械杂质、油污等带 17 江苏农牧科技学院论文（设计） 出。 如果滤芯装在油箱上方，要定期检查吸油管是否松动或漏气。严禁吸油管松动或脱落时，启动发动机或工作，否则将导致液压泵损坏或报废。 搅拌车在使用中，不宜随意停机或频繁启动；卸料时，根据泵送情况或实际使用情况，适当控制卸料速度，均匀卸料，尽可能避免卸料-停-搅拌-停-再卸料的反复

50、，这样不仅功耗较大，液压泵、马达也处在压力交变之中，容易损坏。操作控制液压泵控制手柄时，动作要柔和，不要猛推猛拉。 冬季使用时，由于环境温度低液压油粘度大，使管路油流阻力和液压泵吸油阻力增大，除了选用合适的液压油外，在操作时还应特别注意避免液压泵吸空或损坏密封（每次启动发动机前应保证泵的排量控制手柄放在中位；启动后应低速运转 10min 后再加载运转） 。 3.33.3 液压系统常见故障排除 液压系统中出现故障的大部分原因是液压油被污染，没能及时进行处理。但也会有。常见故障及排除方法如下。 液压元件本身的质量问题 1、搅拌筒在托轮上跳动 出现这种情况的主要原因是在一段时间内，搅拌筒的转速发生突

51、然起伏变化。促使搅拌筒的转速发生突然起伏变化的原因：第一是操作不当，使发动机油门不稳定，通过液压系统的传递，未能消除这种不稳定，这种情况只需正确操作即可解决；第二是液压泵内的配流盘处出现异常情况，以致配流、泄漏交替出现，使液压马达的输出转速出现起伏，可联接上补油测压表检查，工作中，会发现补油压力在搅拌筒跳动时出现起伏变化。这时，一般需要在干净的环境里拆开泵体进行检查，更换配流盘或更换配流盘及衬盘即可排除。 2、负载增加时，搅拌筒转速下降 联接上补油测压表，观察在负载增加时，补油压力的变化。若补油压力下降，则搅拌筒转速就会降低。出现这种情况，一般是液压系统使用时间较长，在车 辆使用中，没有及时更

52、换液压油及滤芯，导致泵、马达内的运动元件配流盘、衬盘、柱塞、缸体等出现磨损，容积效率下降，高压难以建立起来。解决方法是更换配流盘、衬盘，对于柱塞、缸体磨损的情况，可将柱塞采用电镀、配磨等工艺方法加以处理。也可直接找专业维修工厂进行维修或更换泵、马达。 3、搅拌筒在一个方向转动正常，另一个方向转动不正常 可能是梭形阀“粘滞”在某一位置，可通过检修液压马达上集成阀块中的梭形阀即可解决；还可能是转动不正常方向的高压溢流阀故障，通过对换集成阀块中的两高压溢流阀进行检查，若故障方向改变，则证明高压溢流阀故障，更换故障高压溢流阀即可。 4、液压油箱中泛起泡沫，且液压油从油箱通气孔排出 18 江苏农牧科技学

53、院论文（设计） 出现这种情况是系统中进入了空气，而空气一定是从负压处进入系统。分析系统各胶管及接口，只有吸油管及接口处于负压状态。先观察一下真空表读数，若在正常范围内，则需更换吸油胶管；而若真空表读数超出范围，则需更换吸油滤芯。 5、装满砼的故障车急救办法 若一台装满砼的搅拌车液压系统突发故障，导致搅拌筒无法运转，砼不能卸出。根据对此种液压系统故障的基本判断，液压泵的故障概率高于液压马达。为了防止砼凝固在搅拌筒内，可将另一台与之系统匹配的正常搅拌车开至故障车附近，用三根加长的胶管（两根高压胶管、一根泵马达联接胶管）将故障车液压马达与正常车液压泵连接起来，形成新的传动系统，通过正常车的液压泵驱动

54、故障车液压马达将故障车搅拌筒中砼排出。随后再对故障车进行维修 每次维修完之后，应更换液压油及滤芯，并按新车使用方法按时维护和保养。 19 江苏农牧科技学院论文（设计） 结论 在科学技术迅猛发展的今天，计算机技术、网络技术、通信技术等现代化信息技术正对人类的生产生活产生着前所未有的影响。这些信息技术的进步，为今后制造业的发展，设计方法与制造技术模式的改变指明了方向，为数字化设计资源与制造资源的远程共享，进一步提高产品开发效率奠定了基础。这一点已经引起了学术界的广泛关注，并且有很多科研学者已经投入到了这方面的研究。目前在液压领域中，特别是中小企业在进行液压传动系统的设计时，存在着零部件种类繁多、系

55、统集成复杂、参考资料缺乏等一系列困难，而远程设计服务可以解决这些问题。为减轻液压设计人员的工作负担，实现现代化设计模式的转变以及设计资源、技术资源和产品信息的共享，本文提出了建立基于 Web 的远程液压传动系统设计的新模式。 基于 Web 的远程液压传动设计系统采用 BS(浏览器服务器)模式的体系结构，服务器端上存放了所有与设计计算相关的应用程序，以及用户信息数据库、产品信息数据库与专家知识数据库等。用户在使用该设计系统时，只要客户端具备上网功能(即安装了 IE 浏览器并接通网络)即可访问使用。这样的体系结构具有它独特的优势：克服了传统单机版应用程序只能单机操作的局限性，实现了设计与技术资源的

56、跨区域、跨平台共享，使设计人员的工作变得简单方便，提高了工作效率。 用户在客户端启动 IE 浏览器进入系统初始界面，这里提供了关于远程液压传动设计系统的介绍。如果用户想提交设计任务，则可以注册并填人相关信息，然后登录进入操作页面。首先，用户要选择一种工作模式：过程全自动化智能处理模式或人机交互模式。这两种模式的主要区别在于：用户选择前者时，只要在一开始提交设计的任务要求、基本参数以及设计计算过程中需要用到的一些参数即可，其余的工作都由系统自动完成，直到最后生成设计方案供用户审核；而后者，就是指系统. 在分析、计算过程中每次需要选择参数或方案的时候，都要询问用户的意见，由用户来做出选择。如果提供

57、的众多参数或方案中没有用户满意的，或用户自己有特殊要求，可以自行指定。因此，该工作模式适合于高级用户或有特殊要求的用户使用。用户便可按照所选工作模式的流程来完成设计工作。 20 江苏农牧科技学院论文（设计） 致 谢 毕业设计快要结束了。这是毕业前的一次大练兵，是对整个三年大学学习效果的一次大检验或大验收，对我们今后的学习和工作有重要的影响，是我们进入社会大舞台的一块敲门砖。因此，它的意义重大，每一个毕业生都要认真地对待。在设计的过程中，我颇有感受。 要感谢我的指导老师王老师，在设计中，王老师给我提了许多宝贵意见，认真地指导我完成整个设计内容。同时，也感谢帮助过我的其他各位老师和同学。使我的毕业

58、设计顺利圆满的完成。 在毕业设计期间，老师不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。这些都将使我终生受益。我还要向关心和支持我学习的朋友们表示真挚的谢意,感谢他们对我的关心、关注和支持。 毕业设计让我学到了许多知识，它还培养了我独立思考、解决问题的能力，加深了对知识的理解，有助于今后的学习和工作，为事业的起航和拓展指明了方向。我愿在未来的学习工作中，以更加进取的态度面对人生的每一次挑战，以优异的成绩的成果来答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有老师、同学。 21 江苏农牧科技学院论文（设计） 参考文献 1群 生 液压与气压传动机械工业出版社 2001 年 8 月 2黎启柏 液压元件手册 冶金工业

59、出版社 2000 年 8 月 3闻邦椿 机械设计手册-液压传动与控制 机械工业出版社 2007 年 3 月 4时彦林 液压传动 化学工业出版社 2006 年 1 月 5张利平 液压传动系统及设计 化学工业出版社 2005 年 8 月 22 江苏畜牧兽医职业技术学院学生毕业设计（论文）任务书 论文题目混凝土搅拌机液压系统的设计 学生姓名 陆建军 学 号201011775 业专 机电一体化技术指导教师 王明兰 称职 工程师文化程度 大专设计（论文）起止时间 2012.11.202013.05.25 1 1毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的：毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的： 论文来源于生

60、活实际，对于专业知识的了解，一些常见问题的解决。一次加深专业知识的过程 2 2毕业设计（论文）课题任务的内容和要求：毕业设计（论文）课题任务的内容和要求： 综合学生所学知识对混凝土搅拌机液压系统进行合理的系统制定3 3进度安排：2012 年 11 月-2013年 12 月 资料收集,选择题材， 2013 年 1 月-2013 年 2 月 整理资料，拟定草稿 2013 年 3 月 -2013 年 4 月 修改整理草稿，完成一稿 2013 年 5 月-2013 年 6 修改完成论文，参与答辩 4 4参考文献： 1群 生 液压与气压传动,机械工业出版社 2001 年 8 月 2黎启柏 液压元件手册,