混凝土泵車臂架液壓系統(tǒng)設計5張CAD圖

混凝土泵車臂架液壓系統(tǒng)設計5張CAD圖,混凝土泵,車臂架,液壓,系統(tǒng),設計,CAD 混凝土泵車臂架液壓系統(tǒng)摘要混凝土泵車近幾年來發(fā)展的很快，而臂架的設計仍然是困擾國內(nèi)泵車發(fā)展的重要方面。而液壓系統(tǒng)應用到混凝土泵車臂架上會使臂架的機動性增強。所以我相信隨著臂架液壓系統(tǒng)的逐漸完善，會為與混凝土相關的產(chǎn)業(yè)帶來巨大的商業(yè)價值。此次設計是通過計算液壓元件需要的流量和壓強進行選型，進而設計出整個液壓系統(tǒng)的過程。關鍵詞：混凝土泵車；液壓系統(tǒng)；柱塞泵； 流量 ； 壓強IVABSTRACTConcrete pump growing fast in recent years, The boom design is still an important aspect of the development of troubled domestic pump. The hydraulic system is applied to the concrete pump Boom Boom mobility will increase. So I believe that with the gradual improvement of the boom hydraulic system, It will bring enormous commercial value and concrete-related industries. The design is carried out by calculating the selection of hydraulic components required flow and pressure, And then design the whole process of the hydraulic system.Keywords：Concrete pump truck ，The hydraulic system，Plunger pump，Traffic， The pressure目錄摘要IABSTRACTII第一章緒論11.1 引言11.2 課題提出的背景21.2.1 課題提出的宏觀背景21.2.2 課題提出的行業(yè)背景31.2.3 國內(nèi)外混凝土泵車主要生產(chǎn)廠家介紹3第二章 液壓傳動在泵車中的應用42.1 泵車的結(jié)構(gòu)與工作原理42.2 混凝土泵車的分類42.3 液壓傳動的特點：52.4 泵車的優(yōu)點5第三章 液壓系統(tǒng)的設計步驟及要求73.1 液壓系統(tǒng)的設計步驟73.2 液壓系統(tǒng)的設計要求8第四章 液壓系統(tǒng)的設計94.1 負載分析確定缸的主要參數(shù)94.1.1 負載分析94.1.2 液壓缸類型的選擇94.1.3 缸筒尺寸分析104.14 液壓缸的安裝方式114.2 液壓元件的選擇124.2.1 液壓泵的參數(shù)計算124.2.2 液壓泵型號的選擇134.2.3 確定液壓泵驅(qū)動功率144.3 溢流閥的選擇154.3.1 額定壓力計算154.3.2 流量計算164.3.3 選型164.4 單向閥的選擇174.5 三位四通手動換向閥的選擇174.6 單向溢流閥的選擇184.7 梭閥的選擇194.8 壓力閥204.9 液壓油的選擇214.10 過濾器的選擇224.11 壓力表的選擇234.12 壓力表開關的選擇24第五章 油箱、油管的設計255.1 油箱的設計255.1.1 計算系統(tǒng)發(fā)熱255.1.2 散熱計算265.1.3 油箱容量的計算265.1.4 油箱容量的選取265.2 管子的計算275.2.1 管子內(nèi)徑計算275.2.2 壁厚的計算27第六章 系統(tǒng)性能驗算28第七章 繪制圖紙28第八章 總結(jié)31參考文獻33元件列表34 XXXX第一章緒論1.1 引言為了進一步加快我國的經(jīng)濟快速的發(fā)展，國家將加大對公路、鐵路、航運的資金投入和政策支持。隨之而來的是市場對混凝土機械的需求成直線增長的趨勢。 所以這是一個市場廣闊的行業(yè)。再加上禁止城市市區(qū)使用現(xiàn)場攪拌混凝土的政策使泵車、混凝土泵、混凝土攪拌站以及混凝土運輸車等產(chǎn)品的生產(chǎn)或出口更加有利可圖。其本身技術(shù)的成熟和發(fā)展也為國家的建設提供支持。現(xiàn)在國內(nèi)混凝土商品行業(yè)的迅速發(fā)展加上機械租賃業(yè)務的快速發(fā)展都為混凝土運輸業(yè)提供市場。在我混凝土泵車的用戶分為兩大類，一類是團體用戶，一類是個體用戶。團體用戶主要有能夠生產(chǎn)高于 30M3 的商品混凝土的供應商、規(guī)模較大的有資歷的建設施工團體和單位還有其它有一定經(jīng)濟實力和經(jīng)營規(guī)模較大的機械租賃企業(yè)等，個體用戶則是某些小型的個體攪拌站以及個體租賃部等（同常位于沿海發(fā)達地區(qū)）?；炷帘密嚨男枨罅繒簳r不是很大，一年成交只有 180 輛左右。消費團體主要是團體消費。由于價格和技術(shù)的原因個體消費量不是很大。但是它有很大的開發(fā)和發(fā)展空間，在不久的幾十年里其需求量將會大幅提高。所以這方面的人才培養(yǎng)也是很關鍵的?；炷帘密嚨谋奂苁撬ぷ鞯闹饕考瑥亩彩窃O計和研究的重點?；炷帘密嚨谋奂芡ǔＪ且运墓?jié)為主。只有為了對大范圍作業(yè)的需要時才會設計或購買四節(jié)以上的多節(jié)泵車。而對于四節(jié)以上的多節(jié)泵車對工人的技術(shù)水平要求很高還有勞動強度也很大。如果是人工控制，尤其是在高層建筑上或底層基礎的功作難度會非常大。主要是因為泵車的的操作者不能觀測到泵車工作的現(xiàn)場具體的狀況。只能靠其他工人的幫助工作（同過哨聲或旗語指揮）。為了解決這一問題， 液壓控制系統(tǒng)隨之產(chǎn)生，它的產(chǎn)生會極大的減小工人的勞動量并且能提高勞動效率。這樣一來企業(yè)或個人會獲得較高的經(jīng)濟效益的同時也為社會提高了社會效益。在混凝土泵車發(fā)展之初，我國同常是引進國外的泵車技術(shù)。但是通過近年來國家對相關人才的培養(yǎng)和相關政策的扶植和幫助我國的混凝土泵車已經(jīng)從完全27依賴國外進口慢慢向中國自己設計制造過渡，同時我們的泵車技術(shù)還有很多應該學習和進步的方面。例如混凝土泵車臂架系統(tǒng)的相關設計的產(chǎn)品并不能滿足使用的需要，迫使許多企業(yè)仍然依賴外國的臂架系統(tǒng)的設計。但是泵車的臂架系統(tǒng)設計是決定泵車好壞的關鍵環(huán)節(jié)，所以混凝土泵車臂架的研究是一個非常重要的課題研究方向。圖 1.1 泵車1.2 課題提出的背景1.2.1 課題提出的宏觀背景混凝土臂架式泵車作為商品，已被列為商品混凝土施工的重要設備之一， 混凝土臂架式泵車的發(fā)展和創(chuàng)新會使混凝土的使用效率提高并且控制會更加方便。采用混凝土臂架式泵車相對一般泵車具有以下特點 1、泵送性能好 2、泵的布料范圍大 3、靈活機動 4、移動轉(zhuǎn)換方便。早在 20 世紀 80 年代，一些經(jīng)濟發(fā)達的國家中商品混凝土的比重已經(jīng)超過半數(shù)，并且有的更高。例如，美國商品混凝土的比重為 84%，日本商品混凝土的比重為 78%，英國商品混凝土的比重為 60%。所以這也會使我國泵車的發(fā)展方向。今年來我國混凝土商品使用量大幅提升，目前我國北京、上海、廣州等城市商品混凝土總用量的 60-80%左右。商品混凝土的廣泛使用提高了原料的利用率同時也降低了商業(yè)成本，實踐證明商品混凝土大約可以提高勞動生產(chǎn)率一倍以上，節(jié)約原料 1015%同時降低施工成本 5%左右。商品混凝土泵車的迅速發(fā)展的同時并也會使與其相關的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的更加迅猛。如商品混凝輸送機械、攪拌輸送機械以及商品混凝土施工技術(shù)。1.2.2 課題提出的行業(yè)背景表 1,1 泵車的發(fā)展表1979 年我國最早使用的泵車從日本引進到上海寶鋼1982 年我國第一家混凝土泵車廠產(chǎn)生從日本引進臂架生產(chǎn)技術(shù)的湖北建設機械廠1999 年三一重工成為國內(nèi)最早自行研制長臂混凝土泵車企業(yè)三一重工自行研制 37 米長臂架混凝土泵車國內(nèi)現(xiàn)在混凝土泵車生產(chǎn)的廠家三一重工、中聯(lián)重科、安徽星馬、徐工科技、上海普斯麥斯特、遼寧海諾等可見我國的混凝土泵車行業(yè)正在從依靠國外技術(shù)走向自主生產(chǎn)的道路，并不斷的向前發(fā)展。而三一重工仍然是我國混凝土泵車的主要生產(chǎn)企業(yè)，國內(nèi)市場中有半數(shù)以上的泵車來源于三一重工。1.2.3 國內(nèi)外混凝土泵車主要生產(chǎn)廠家介紹 三一重工三一重工是在我國第一個自行研制長臂混凝土泵車的企業(yè)。同時也是我國混凝土泵車最大的生產(chǎn)廠。目前，三一生產(chǎn)的泵車已經(jīng)取代從國外進口的泵車品牌。國內(nèi)占有半數(shù)以上的市場并且已經(jīng)向其他國家出口。 中聯(lián)重科中聯(lián)重科的特色在泵車輸送機械。主要研發(fā)起重機械、路面機械的生產(chǎn)以及相關新產(chǎn)品的研發(fā)。中聯(lián)重科的前身是長沙建設機械研究院。中聯(lián)重科從 2001 年生產(chǎn)混凝土泵車，最初是引進外國的臂架等部件進行組裝現(xiàn)在慢慢轉(zhuǎn)變成自己生產(chǎn)、獨立開發(fā)的生產(chǎn)模式。圖 1.2 泵車第二章 液壓傳動在泵車中的應用2.1 泵車的結(jié)構(gòu)與工作原理泵車主要利用壓力把混凝土輸送出去的設備。泵體通常安裝在底盤上再加上一些可曲折或者可以縮伸的布料桿這樣就組成一個簡單的泵車了。它的工作動力借助動力分動箱的傳力作用到液壓泵組/后橋上從而使液壓泵推動活塞使混凝土泵運作。最后再利用布料管以及輸送管將混凝土運送到指定的工作地點實現(xiàn)泵車的最后的工作。2.2 混凝土泵車的分類混凝土泵車的臂架高度為它的臂架完全展開時最高點到地面的垂直距離按照臂架的高度可以分為： 按照臂架的高度可以分為：短臂架(13 28m)、長臂架(3147m)、超長臂架(5162m)。混凝土泵車的其它分類： 按照泵車的理論輸送量分為以下幾類：小型(4487m3/h)、中型(90130m3/h)、大型(150204m3/h)。 按照工作時出口的工作壓力也就是泵運送混凝土是的壓力分：低壓(2.55.0MPa)、中壓(6.18.5MPa)、高壓(10.018.0MPa) 和超高壓(22.0MPa)。 按照臂架的節(jié)數(shù)可以分為：2、3、4、5 節(jié)臂。 按泵車的驅(qū)動方式分為以下幾類：以汽車發(fā)動機驅(qū)動的、以拖掛車發(fā)動機驅(qū)動的、以單獨發(fā)動機驅(qū)動的。 按臂架折疊方式可分為：R 型、Z 型、RZ 型。圖 2.1 臂架折疊方式2.3 液壓傳動的特點： 液壓傳動在同等的體積下會比電動機產(chǎn)生更大的動能。即在功率相同時液壓裝置會比電動機的體積要小、質(zhì)量要輕從而使泵體的結(jié)構(gòu)更加緊湊有利于裝配。 液壓傳動的時動作相對穩(wěn)定，換向時沖擊力不是很大所以易于實現(xiàn)頻繁換向等操作。 液壓傳動容易實現(xiàn)自動化并且能在很大范圍內(nèi)實現(xiàn)無極調(diào)速。不僅可以在大范圍內(nèi)調(diào)速，更重要的是可以在工作運行時進行調(diào)速。 液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。2.4 泵車的優(yōu)點混凝土泵車的發(fā)展對于商品混凝土的發(fā)展有很大的意義，也對國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展帶來巨大的福利?，F(xiàn)在人們很少再使用拖泵澆灌了而該用混凝土泵車澆灌。因為混凝土泵車相比拖泵有以下的優(yōu)點： 有較高的自動化水平，一個人可以完成從泵送到布料的整個操作。通常會在泵車上安裝無線遙控裝置，從而會使操作者工作更加方便 混凝土泵車的管道直接附在管道上而不用另配輸送管道。所以泵車打開臂架就可以直接工作，這樣就會大大縮短準備工作操作方面。 卷折式的臂架會使泵車的工作更加靈活，并且會讓混凝土的運輸更加快。 混凝土泵車的機動性能很強。如果這個地方完成之后，還可以轉(zhuǎn)移到鄰近的工作地點進行混凝土的輸送。從而提高了泵車的使用效率，降低成本。圖 2.2（a） 展開第一節(jié)臂架圖 2.2（b） 展開第二節(jié)臂架圖 2.2（c） 展開第二節(jié)臂架圖 2.2（d） 展開第二節(jié)臂架第三章 液壓系統(tǒng)的設計步驟及要求盡管液壓系統(tǒng)傳動系各自的特點不盡相同，但其組成形式類似，下面簡述它們的組成. 動力裝置動力裝置是將電動機具有的機械能變換成液壓能的器件。他是整個液壓系統(tǒng)動力的源泉。而液壓系統(tǒng)的動力裝置就是液壓泵。它的作用就是為液壓系統(tǒng)輸送液壓油。 控制及調(diào)整裝置控制及調(diào)整裝置是指各類閥的原件（有壓力閥、流量閥、順序閥）。它們的作用是用來控制油液或工作介質(zhì)的壓力、流量以及方向的，從而保證液壓系統(tǒng)按照預期的設定工作。 執(zhí)行元件執(zhí)行元件包含各類缸和各類馬達。其作用是將原來的壓力能變換成機械能的原件，它的作用是在工作介質(zhì)的作用下輸出一定的力以及速度，以驅(qū)動工作機構(gòu)做功 輔助元件除以上裝置外的其它元件稱為輔助元件 工作介質(zhì)工作介質(zhì)包含各種傳動油液而在液壓系統(tǒng)中通常指的是液壓油。3.1 液壓系統(tǒng)的設計步驟液壓系統(tǒng)的設計屬于泵車整體設計的一部分，其設計沒有固定的統(tǒng)一步驟。每步的設計和計算并不是絕對分開的，所以有時要交替運算和設計，有時可能需要反復進行多次才能完成。一般說來，步驟如下：明確系統(tǒng)設計要求進行工況分析確定執(zhí)行原件主要參數(shù)擬定系統(tǒng)原理圖選擇元件否驗算是否通過是繪制工作圖、編制技術(shù)文件3.2 液壓系統(tǒng)的設計要求設計要求是做任何設計必要的依據(jù)，在液壓系統(tǒng)設計之前，應該考慮以下幾個方面的內(nèi)容： 在整個產(chǎn)品中分清那些動作是由液壓系統(tǒng)完成的，并且了解各運動部件的具體運動形式和必要的運動速度。 應該完成液壓系統(tǒng)中裝置的布局擺放和零件的大小以及安裝形式等等。 執(zhí)行機構(gòu)采用的荷載形式以及機構(gòu)的尺寸。 執(zhí)行機構(gòu)的運動的變化范圍和機構(gòu)的運動平穩(wěn)性。 每個執(zhí)行行機構(gòu)的運動先后次序，以及之間連系，以及完成特定動作的情況和控制手段。 液壓系統(tǒng)的安全性的好壞和制造成本的高低。 液壓系統(tǒng)的自動化水平的高低以及效率的大小和工作中溫度升高等因素的影響。 注意系統(tǒng)設計是環(huán)境方面的注意事項。如溫度的變化范圍，工作中的沖擊大小等等。第四章 液壓系統(tǒng)的設計4.1 負載分析確定缸的主要參數(shù)4.1.1 負載分析表 4.1 數(shù)據(jù)設定表各臂架液壓缸外部負載 F/N工作壓力P/MPA工作速度V/mm.s-1臂架 4G4=2500NF0=174000N1920臂架 3G3=26000NF0=351000N2420臂架 2G2=26000NF0=520000N2420臂架 1G1=28000NF0=730000N28204.1.2 液壓缸類型的選擇液壓缸是是液壓系統(tǒng)中最常見的執(zhí)行元件。其分類如下：表 4.2 液壓缸的種類表單作用液壓缸活塞式液壓缸柱塞式液壓缸伸縮式液壓缸雙作用液壓缸單活塞缸雙活塞剛伸縮式套筒液壓缸組合式液壓缸串聯(lián)缸增壓缸多位缸選用雙作用單活塞液壓缸，此活塞缸雙向運動都會產(chǎn)生推力以及拉力。活塞整個運動過程中不減速。結(jié)構(gòu)簡單便于使用。圖形如下圖 4.1 雙作用單活塞液壓缸4.1.3 缸筒尺寸分析1） 內(nèi)徑計算液壓缸缸筒的直徑 D 的確定是根據(jù)負載大小和壓力的大小計算的，計算出缸筒直徑大小之后，再從 GB2348-1993 標準中選取最相近的標準值作為所設計的缸筒直徑。以無桿腔工作時：D=P1為缸工作腔的工作壓力，可由臂架負載的大小決定Fmax最大作用負載計算得：表 4.3 液壓缸內(nèi)徑的選取液壓缸臂架 4 液壓缸臂架 3 液壓缸臂架 2 液壓缸臂架 1 液壓缸內(nèi)徑 D（mm）107.9136.4166.1182實際取值1101401601802） 活塞桿的外徑活塞桿的外徑可有缸筒的內(nèi)徑近似得到，計算出外徑后，再從 GB2348-1993 標準中選取最相近的標準值作為所設計的活塞桿直徑取 d=0.7D，計算得：表 4.4 液壓缸外徑的選取活塞桿的外徑（mm）7798112126實際取值（mm）80100110125(活塞桿的直徑按 GB/T2348-1993 圓整取值) 3）計算液壓缸的工作面積pD2A1=4p(D2 - d 2)A2=4其中 A1為液壓缸無桿腔作用的有效面積A2為液壓缸有桿腔作用的有效面積計算得 ：表 4.5 液壓缸工作面積表面積臂架 4 液壓缸臂架 3 液壓缸臂架 2 液壓缸臂架 1 液壓缸A（mm2）9503153932010625446A2（mm2）4476753910602131754）液壓缸流量的計算液壓缸的流量可以根據(jù)油液流經(jīng)液壓缸的面積和油液的流速的乘積確定進而根據(jù)流量的大小選擇合適且經(jīng)濟的液壓缸。公式為： Q=V*A計算得：表 4.6 液壓缸的流量和速度表臂架 4 液壓缸臂架 3 液壓缸臂架 2 液壓缸臂架 1 液壓缸前進流量Q(l/min)11.418.424130.5速度v（mm/S）20202020后退流量Q(l/min)10.718.125.431.6速度v（mm/S）404040404.14 液壓缸的安裝方式液壓缸可按實際工作需要選用合適的安裝方式1.通用外形7.尾部外法蘭2. 徑向底座8.頭部軸銷3. 切向底座9.尾部軸銷4. 軸向底座10.中部軸銷5. 頭部外法蘭11.尾部耳環(huán)6. 頭部內(nèi)法蘭12.尾部球頭選用尾部外法蘭，頭部外法蘭安裝時安裝螺釘受拉力較大，而尾部法蘭安裝時會使安裝螺釘承受較小的拉力。圖 4.2（a）前端法蘭安裝方式圖4.2（b）后端法蘭安裝方式圖4.2 液壓元件的選擇4.2.1 液壓泵的參數(shù)計算1） 液壓泵的工作壓力液壓泵的工作壓力的選取應該能滿足系統(tǒng)的工作壓力的需要，并考慮到油路的損耗以及其他因素的影響。所以系統(tǒng)壓力應滿足：PmaxP1+P（4.1）其中：P1 -液壓缸最大工作壓力；取 28 MpaP從液壓泵出口到液壓缸入之間總的管路損失以及其他因素影響的總和。P 的準確計算要待元件選定并給出管路圖時才能進行，初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。罕鞠到y(tǒng)中 P=0.51.5Mpa, 一般P 取 0.51.5MPa 此次P 取 1 MPa知道液壓缸最大工作壓力為 28Mpa，進油路上壓力折損約為 1Mpa，所以泵的最高工作壓力為 29Mpa。選擇泵的額定壓力為 pn=（29+29*25%）=36.25Mpa。2） 液壓泵最大工作流量的計算泵的最小供油量 Q p 為Q p=K*Q max+ Q（4.2）K-是系統(tǒng)的泄露系數(shù)，本系統(tǒng) K 通常取值為 1.11.3，此次取 K 為 1.2. Q max-工作時需要的最大流量為 30.5 L/minQ溢流閥最小穩(wěn)定流量溢流閥最小穩(wěn)定流量為 0.05*10-3 m3/s=3 L/min 液壓泵流量為Q p=K*Q max+ Q=1.2*30.5+3=39.6 L/min 3）油泵排量計算油泵的排量可由油泵的最大流量與油泵的轉(zhuǎn)速確定。計算公式如下：q= Qp/N（4.3）其中：Qp為液壓泵的流量N- 為油泵工作轉(zhuǎn)速（ 轉(zhuǎn)速一般取 600 r/min 6800 r/min），此次取 2000 r/min。計算得：q= Qp/N=39.6*103/2000=19.8ml/r4.2.2 液壓泵型號的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇液壓泵的型號表 4.6 A2F 型柱塞泵技術(shù)規(guī)格表型號排量額定壓力輸出流量驅(qū)動功率轉(zhuǎn)速質(zhì)量A2F2322.7mL/r35 MPa127 L/min74 kw5600r/min12 kg圖形如下：圖 4.3 柱塞泵圖1 是斜盤2 是柱塞3 是缸體4 是配流盤5 是轉(zhuǎn)動軸A 是吸油窗口B 是壓油窗口口柱塞泵是一種往復泵。柱塞泵的工作原理是依靠柱塞泵軸的偏心往復運動工作實現(xiàn)的。柱塞泵的吸油壓油閥都是單向閥。柱塞向外運動時會是工作腔內(nèi)的壓力變小同時關閉出口閥。當工作腔的壓力低于進口閥壓力時才打開進口閥使油液進入。當柱塞向里推進時，會使工作腔的壓力變大同時關閉進口閥。當工作腔的壓力比出口壓力大的時候才打開出口閥使液壓油排出，從而實現(xiàn)供油的作用。在傳動軸帶著缸體一起工作及旋轉(zhuǎn)時，斜盤會使其柱塞在缸體內(nèi)來回運動從而完成吸油和排油的過程。工作容腔中儲存的油液是通過配油盤的連接才能與泵的吸油和排油腔分別相連的。斜盤的傾斜角度可以通過變量機構(gòu)來改變。從而通過調(diào)節(jié)斜盤的傾角達到變換排量的目的。圖 4.4 單作用液壓泵的工作原理葉片泵的工作原理如下：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)即葉片泵開始工作時，泵中的葉片在離心力和壓力油的作用下，迫使葉片的頂端與定子表面壓緊。從而使兩個葉片與轉(zhuǎn)子和定子的表面組成一個相對密閉的空間。吸油時，空間由小變大吸入更多的油液；而排油時龍劍由大變小， 開始排油。所以每當葉片旋轉(zhuǎn)一周時，就會完成兩次吸油與排油的動作。4.2.3 確定液壓泵驅(qū)動功率取液壓缸進油路上的壓力損失為 1Mpa，則液壓泵輸出壓力為 38Mpa。液壓泵的總效率p=0.8，液壓泵流量為 56Mpa L/min。則液壓泵所需的功率 p 為:P=pp*qp/p =38*106*56*10-3/60*0.8=44333.3 W根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇電動機的型號表 4.7 電動機的型號表型號額定功率KW額定電流A轉(zhuǎn)速r/min效率%噪聲振動速度mm/s質(zhì)量Kg1級2級225M-24584297091.590972.8312經(jīng)檢驗，滿足設計要求。4.3 溢流閥的選擇溢流閥的選擇主要考慮它們在系統(tǒng)中的作用、額定壓力、最大流最等因素以外還應該注意壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和使用壽命對元件的影響。先根據(jù)在通過溢流閥的壓強要求選定壓力閥的類型以及精度的大小。再依據(jù)流經(jīng)溢流閥的最大流量選取通徑。4.3.1 額定壓力計算溢流閥的調(diào)定壓力就是液壓泵的供油壓力，即Py = P +p（4.4）式中：Py溢流閥的調(diào)定壓力;P液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的最大工作壓力;p-液壓系統(tǒng)總的壓力損失，即溢流閥的調(diào)定壓力必須大于執(zhí)行元件的工作壓力和系統(tǒng)損失之和。如果溢流閥在系統(tǒng)中起安全作用.則溢流閥的調(diào)定壓力應按下式計算:Py(1.05-1.1)p+p（4.5）已知溢流閥的調(diào)定壓力為 35Mpa，p 取 1Mpa，計算得: Py1.05*35+1=37.75 Mpa4.3.2 流量計算溢流閥的流量按液壓泵的額定流量選擇，作溢流閥和卸荷閥用時不能小于泵的額定流量，做安全閥用時可小于泵的額定流量。對于接人控制油路上的各類壓力閥，由于通過的實際流量很小，因此可按該閥的最小額定流量規(guī)格選取.使液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊。已知柱塞泵的流量為 127 L/min，所以溢流閥的流量應大于 127 L/min，才能滿足要求4.3.3 選型應該根據(jù)經(jīng)過溢流閥的壓強來選擇溢流閥的種類。當是低壓系統(tǒng)時應首先選用直動式溢流閥；在高壓系統(tǒng)中應該首先選用先導式溢流閥。再根據(jù)空間位置的不同選擇溢流閥是的外形，可能是板式的管式的還可以能是疊加式的。如果選型不當可能會使溢流閥的動作變緩。通常溢流閥可分為兩類。一類是直動式溢流閥另一類是先導式溢流閥。直動式溢流閥是通過油液的壓力平衡彈簧的彈力。而先導式指進口的壓力平衡先導閥的彈簧以及主閥的彈簧。綜上所述，溢流閥的型號選為 DBD S G1/4 G 10 NG10表 4.8 DBD 型直動式溢流閥的性能參數(shù)規(guī)格表通徑工作壓力/PMa介質(zhì)連接方式進油口出油口6mm4031.5礦物質(zhì)液壓油板式連接圖 4.5 溢流閥圖4.4 單向閥的選擇單向閥的選擇主要考慮它們在系統(tǒng)中的作用、額定壓力、最大流最等因素以外還應該注意壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和使用壽命對元件的影響。先根據(jù)在通過單向閥的壓強要求選定壓力閥的類型以及精度的大小。再依據(jù)流經(jīng)單向閥的最大流量選取通徑。根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇液壓泵的型號型號 S 10 P 0 0通徑為 10mm流量為 18-15000L/min 最大壓力為 31.5Mpa介質(zhì)粘度 mm2/s 2.8-380 介質(zhì)溫度-30-80 攝氏度圖形如下：圖 4.6 單向閥圖4.5 三位四通手動換向閥的選擇三位四通手動換向閥的選擇主要考慮它們在系統(tǒng)中的作用、額定壓力、最大流最等因素以外還應該注意壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和使用壽命對元件的影響。先根據(jù)在通過三位四通手動換向閥的壓強要求選定壓力閥的類型以及精度的大小。再依據(jù)流經(jīng)三位四通手動換向閥的最大流量選取通徑。即選擇時要依據(jù)三位四通手動換向閥在系統(tǒng)中的作用、額定壓力、最大流最、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和使用壽命等因素選擇。通常按照液壓系統(tǒng)的最大壓力和通過閥的流量，從產(chǎn)品樣本中選擇三位四通手動換向閥的規(guī)格。根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇三位四通手動換向閥的型號型號 4 WMM 16 D 50通徑 16mm流量 300l/min 油口 A、B、P 的最高工作壓力 35油口 T 的最高工作壓力為 25MPa WMM 型手動換向閥的工作原理為： 圖形如下：1 是閥體2 是手柄3 是閥芯4 是復位彈簧圖 4.7 三位四通手動換向閥圖4.6 單向溢流閥的選擇單向溢流閥的選擇主要考慮它們在系統(tǒng)中的作用、額定壓力、最大流最等因素以外還應該注意壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和使用壽命對元件的影響。先根據(jù)在通過單向溢流閥的壓強要求選定壓力閥的類型以及精度的大小。再依據(jù)流經(jīng)單向溢流閥的最大流量選取通徑。單向溢流閥是通過溢流閥何一個單向閥的并聯(lián)組成的其作用大致與溢流閥相同，其選用也可參照溢流閥的選擇標準。其功能包括溢流閥的作用和單向閥的作用職能符號如下圖，當油液從下往上送油時單向閥打開，溢流閥關閉，行使單向閥的職能；而當油液從上往下運送液壓油時溢流閥打開，單向閥關閉即行使溢流閥的職能。所以單向溢流閥是單向閥和溢流閥的組合體，其功能也更豐富，用途也更加廣泛。圖 4.8 單向溢流閥圖根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇單向溢流閥的型號綜上所述，溢流閥的型號選為 ZL15ZL15 型單向溢流閥的性能參數(shù)規(guī)格最高工作壓力 31.5 MPa最大流量 31.5L/min 內(nèi)泄流量3mL/min4.7 梭閥的選擇梭閥的選擇主要考慮它們在系統(tǒng)中的作用、額定壓力、最大流最等因素以外還應該注意壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和使用壽命對元件的影響。先根據(jù)在通過梭閥的壓強要求選定壓力閥的類型以及精度的大小。再依據(jù)流經(jīng)梭閥的最大流量選取通徑。根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇梭閥的型號SF 10 B-XX梭閥的通徑 d 為 10mm工作溫度 -40 攝氏度到 250 攝氏度額定壓力0.1MPa-32mpa額定流量 75L/min圖 4.9 單向閥圖梭閥相當于兩個單向閥，有兩個進油口和一個出油口。當有一個進油口有信號輸入時，出油口就有信號輸出。當兩個口都有信號輸時，則壓力高的進油口導通另一進油口堵死。只有兩個進油口同時關閉時出油口才會關閉4.8 壓力閥先根據(jù)在通過壓力閥的壓強要求選定壓力閥的類型以及精度的大小。再依據(jù)流經(jīng)壓力閥的最大流量選取通徑。減壓閥安裝時應注意進油口和出油口的方向， 不要錯將油口接反。不工作時，應注意常把旋紐不要擰的過緊用適當擰松一些。從而使壓力閥的膜片不會因長時間受壓變形而影響壓力閥的正常性能和使用壽命。為了操作和維護方便，該閥一般直立安裝在水平管道上安裝時，應使減壓閥職能符號的箭頭方向與管路中液壓油的流向完全一致， 并且不能相反，這是非常關鍵的。根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇壓力閥的型號DR 10 -4 5X 32 YDR-5X 型先導式減壓閥技術(shù)規(guī)格安裝位置任意進油壓力至 35 MPa質(zhì)量 3.4kg出口壓力 10 MPa-35 MPa 背油壓力至 35 MPa最大流量 150 L/min1 是主閥2 是先導閥3 是主閥芯插件4、是節(jié)流口5 是油口6 是球閥7 是節(jié)油口8、15 是控制油路9 是單向閥10 是節(jié)流口11 是彈簧12 是彈簧腔13 是控制活塞14 是彈簧腔16 是單向閥圖 4.10 減壓閥圖4.9 液壓油的選擇液壓油有三大特性： 密度（使油液具有質(zhì)量和液感效應） 粘性（使油液具有液阻效應） 可壓縮性和體積彈性模量（使油液具有容性效應），而容性效應會因液壓油中析出的空氣以及含有油液的軟管的變化而變化。自選用和使用時都應加以了解表 4.9 活塞泵的數(shù)據(jù)表泵型適用粘度40 攝氏度粘度等級活塞泵軸向27-11732、46、68、100徑向45-11046、68、100、150而 46 號抗磨液壓油具有以下優(yōu)點： 具有很好的年粘溫性能，從而能確保每個液壓元件在工作時能夠被很好的潤滑、冷卻以及起到密封的作用。 具有優(yōu)異的極壓抗磨型能從而可以相對減緩和減輕設備的磨損，所以可以延長泵和整個液壓系統(tǒng)的使用壽命。 具有良好的氧化安定性從而減輕油品的衰變速度。 具有優(yōu)良的抗乳化性以及過濾性可以讓不慎混入液壓油中的水與油液迅速分離，這樣就會在很大程度上減少過濾器的堵塞。 具有優(yōu)良的抗泡性以及空氣釋放性從而可以確保系統(tǒng)平穩(wěn)準確的傳遞靜壓能。 具備優(yōu)良的安定性能所以能與各種密封材料很好的適應。通常用在高壓液壓系統(tǒng)柱塞泵以及銅鋼摩擦副的葉片泵中。綜上所述，選擇 46 號抗磨液壓油4.10 過濾器的選擇過濾器的功能是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污染物，使工作介質(zhì)保持清潔，延長元器件的使用壽命，保證液壓元件工作性能可靠。表 4.10 過濾器數(shù)據(jù)表工作類別系統(tǒng)舉例油液清潔度要求過濾器精度/umISO4406NAS1683很重要比例閥、柱塞泵、注塑機、潛水艇、高壓系統(tǒng)16/13710過濾器的選擇應注意以下幾個方面：(1) 根據(jù)使用目的選擇過濾器的種類，根據(jù)安裝位置情況選擇過濾器的安裝形式。(2) 過濾器應具有足夠大的通油能力，并且壓力損失要小。（3）濾芯的更換及清洗應方便（4）結(jié)構(gòu)盡量簡單、緊湊、安裝形式合理，價格低廉。根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇過濾器的型號選擇 ZU-H、QU-H 型高壓過濾器型號 ZU/QU-H630*B通徑 50mm公稱流量 630L/min 過濾精度 5um公稱壓力 32MPa 壓力損失 0.2 MPa連接方式 板式4.11 壓力表的選擇壓力表的選擇主要依據(jù)液壓泵的壓強和液壓系統(tǒng)要求的最小壓力進度范圍。還應考慮壓力的價格、安裝環(huán)境等因素。根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇壓力表的型號YTXG 型壓力表技術(shù)規(guī)格型號 YTXG -150標度 0-40MPa最小控制范圍 3 MPa指示精度 1.5 控制精度24.12 壓力表開關的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)設計元器件選型手冊，選擇壓力表開關的型號表 4.10 KF 型壓力表開關機技術(shù)參數(shù)表型號通徑壓力壓力表接口螺紋進油口螺紋KF-L8/14E8mm35 MPaM14*1.5M14*1.5第五章 油箱、油管的設計5.1 油箱的設計油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油外，還起到散熱、分離油液中的氣泡、沉淀雜質(zhì)等作用。其實油箱中有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液壓計等有的就不一一列出了。計算油箱的方法如下:1 是吸油管2 是濾油器3 是空氣過濾器4 是回油管5 是頂蓋6 是液壓指示器7、9 是隔板8 是放油塞圖 5.1 油箱的典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖5.1.1 計算系統(tǒng)發(fā)熱在液壓系統(tǒng)中，凡系統(tǒng)中的損失都變成熱能散放出來。每個周期中，每一工況中其效率不同，因此損失也不同。一個周期發(fā)熱的功率計算公式為：1 nNi(1 -hi)TiH= T i=1（5.1）式中H一個周期的平均發(fā)熱功率（w）T一個周期時間(S)Ni第 i 個工況的輸入功率（w）i第 i 個工況的效率Ti第 i 個工況持續(xù)的時間（s）5.1.2 散熱計算H油箱的散熱面積 A= KDT（5.2）H油箱需要散熱的熱功率T油溫（一般以 53 攝氏度考慮）與周圍環(huán)境溫度的溫差K傳熱系數(shù)，與油箱周圍通風條件的好壞有關，通風很差 K=8-9，良好時 K=15-17.5,風扇強行冷卻時 K=20-30，強迫水冷時 K=110-125. 環(huán)境溫度設為 20 攝氏度，T=35 攝氏度K 取 175.1.3 油箱容量的計算設油箱的長、寬、高之比為 a:b:cL=（5.3）油箱的體積 V=al*bl*cl（5.4）油箱的容量與系統(tǒng)的流量有關，一般可取最大流量的 3-5 倍。已知選用的柱塞泵的最大流量為 127L/min油箱的容量為 127*5=635L5.1.4 油箱容量的選取根據(jù) JB/T7938-1999表 5.2 油箱容量圖（L）46.31025406310016025031540050060080010001250160020003150400050006300由表得：選取油箱容量為 600L5.2 管子的計算5.2.1 管子內(nèi)徑計算管子內(nèi)徑 d（mm），按流速選?。篸1130(5.5）式中 Qv液體流量（m3/s）V 流速（m/s），推薦流速：對于吸油管 V1-2m/s(一般取1m/s 以下)；對于壓油管 V3-6 m/s （壓力高、管道短或油粘度小的情況取大值，反之取小值）根據(jù)鋼管相關數(shù)據(jù)參照表選?。罕?5.3 鋼管的尺寸表公稱通徑DN/mm鋼 管外 徑/mm管接頭連接螺紋/mm公稱壓力 Pn/Mpa推薦管路通過流量162531.5L/min-1管壁厚度1218M18*1.51.622.5405.2.2 壁厚的計算管壁厚度：&pd/2（5.6）式中P工作壓力（Mpa）d管子內(nèi)徑（mm）許用應力（Mpa）對于鋼管= b/S, b 是抗拉強度，S XXXX28為安全系數(shù)，當 p7mpa 時 S=8: 當 p17.5mpa 時 S=6;當 p17mpa 時 S=4結(jié)合此液壓系統(tǒng)的壓強管的公稱直徑進出油口的直徑進出油口的壁厚都選為 2.5mm。第六章 系統(tǒng)性能驗算因為本液壓系統(tǒng)比較簡單，所以壓力損失驗算可以忽略。又由于系統(tǒng)選用柱塞泵在整個液壓系統(tǒng)中使用合理，同時油箱的容量選用值較大，系統(tǒng)的發(fā)熱溫升不大，所以不必進行溫升的驗算。第七章 繪制圖紙圖紙的繪制實際上是基于之前的計算和液壓元件型號的選擇的。同時也是整的設計當中最重要的一個環(huán)節(jié)。因為圖紙是你與一線工人最直接最重要的對話。所以圖紙的好壞關系到今后的運行與生產(chǎn)。而圖紙主要包含液壓系統(tǒng)原理圖，閥塊的繪制以及裝配圖的繪制和其他零件圖的繪制。其中液壓系統(tǒng)原理圖是最基礎的也是最關鍵的一張圖紙，因為之后的所有圖紙都是根據(jù)原理圖繪制和擺放的。通常也可以通過原理圖的比較來比較設計思想的優(yōu)劣。所以我首先畫的圖也是系統(tǒng)原理圖。繪制如下： XXXX閥塊的設計也是液壓系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。閥塊的實際上是將多個液壓元件組合在一個塊體的元件。它是通過之間的油路管道相互作用的。并且不相關的管路之間不能相碰。所以油管的設計是整個設計當中最難得環(huán)節(jié)。繪制的圖紙如下：34第八章 總結(jié)畢業(yè)設計是我們交給學校的最后一項答卷，同時也是我們大學四年的一個總結(jié)。畢業(yè)設計是在大學中學習的重要一課，也是最難得一課。一方面他要求我們自己搜集資料，自己整理出有效的數(shù)據(jù)、文字資源并根據(jù)收集的材料和自己學到的理論知識設計出一套可行的方案。首先選題使我遇到的第一個難題，有太多的課題可以研究，而我們應該選擇最有價值、最能結(jié)合我們專業(yè)的課題?；谳o導老師的推薦我決定研究混凝土泵車的臂架液壓系統(tǒng)?；炷帘密嚱鼛啄臧l(fā)展很快，而臂架的設計仍然是困擾國內(nèi)泵車發(fā)展的重要方面。我相信隨著臂架液壓系統(tǒng)的逐漸完善，會為與混凝土相關的產(chǎn)業(yè)帶來巨大的商業(yè)價值。隨著畢業(yè)設計的進行我對研究的臂架系統(tǒng)的認識更加深刻也更加感興趣。但是一想到要自己設計還是不知如何開始。但是經(jīng)過輔導老師對泵車結(jié)構(gòu)和設計的系統(tǒng)介紹，再加上我之前的閱讀和思考，我開始了我的設計歷程。原本認為自己的專業(yè)知識學習的不錯，。所以又要翻出原來的書本查閱從相關知識，但是當要用的時候卻發(fā)現(xiàn)已忘卻大半如機械制圖 1、2 和機械設計基礎和 CAD 積極機械制造技術(shù)基礎和液壓與氣壓傳動和液壓元件選型手冊等等。設計時發(fā)現(xiàn)我們原本學習的知識點并不能完全覆蓋設計所需的知識點。所以上網(wǎng)查閱手冊、文獻成為我解決疑惑的手段之一。但是事情并不是一帆風順的，有時一個問題會拖很久都解決不了。很大程度上降低了我完成畢業(yè)設計的信心。后來輔導老師也發(fā)現(xiàn)了我們的問題，決定每周集合一次匯報我們畢業(yè)進展的情況，并幫助我們解決設計中遇到的困難以及設計的不足之處。功夫不負有心人，隨著畢業(yè)設計有條不紊的進行， 一個個數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在眼前，一張張圖紙也逐漸完善，心中油然而生一種成功的喜悅。這次畢業(yè)設計也使我們同學的關系更近了一步，雖然我們的課題不同但是都是想通的。這樣既避免了我們相互抄襲，也使我們的交流借鑒更加有意義。在做畢業(yè)設計中查看的資料難免有些不足，所以同學之間的交流會使你對查閱的資料更加準確更加深刻。畢業(yè)設計的完成的重要意義在，它于使我們把我理論知識轉(zhuǎn)化成真實的物體并把它畫出來。這使我們對將來從事的機械行業(yè)有一個總體的了解。整個畢業(yè)設計完成，不僅使我對整個液壓系統(tǒng)的整個設計有了全面的了解更重要的是學會了如何搜集資料和整理資料。這是對于我們這些即將步入社會或者已經(jīng)步入社會的人來說是非常重要的。隨著畢業(yè)設計的完成，心中的喜悅之情油然而生?；叵脒@一路走來，有多少辛酸和困惑。所以我深刻的明白了只有經(jīng)歷過苦難的人才能真正品味到成功的喜悅。畢業(yè)設計的結(jié)束同時也意味著大學四年的結(jié)束。心中難免有些傷感?；叵脒@四年的學習過程也是快樂和痛苦并存的。既然這樣，那我們就帶著這份四年青春的記憶去闖一闖自己未來的天地。雖然在做畢業(yè)設計時遇到了很多困難，但總體而言我們是快樂的。因為我們相信通過這么長時間不懈的努力，我們可以為大學四年的學習生涯畫上一個圓滿的句號，也為即將走向社會的自己整理好自己的知識儲備?？傊?，我認為這次的畢業(yè)設計讓我收獲很多，也讓我對機械行業(yè)更加熱愛。參考文獻1 蔣繼海，宋錦春，高常識. 液壓與氣壓傳動（第二版）M.北京：高等教育出版社，2009.2 周恩濤.液壓元件選型手冊S.北京：機械工程出版社，2007.3 仝基斌，晏群.機械制圖M.北京：機械工程出版社，2008.4 劉延俊.液壓元件使用指南M.北京:化學工業(yè)出版社，2007.5 張忠遠，韓玉勇.液壓傳動與氣動技術(shù)M.天津：南開大學出版社 2010.6 鐘日銘.AutCAD 機械制圖實例教程M.北京：清華大學出版社 2012.7 許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動（第二版）M.北京：機械工程出版社，2007.8 戴麗，劉杰?；诙囿w運動學的混凝土泵車臂架的運動分析J。東北大學學報 2007 年第 10 期.元件列表液壓元件列表序號代號名稱數(shù)量1ZU/QU-H630B過濾器12A2F23柱塞泵13S10P00單向閥14KF-L8/14E壓力表開關15YTXG -150壓力表16DBD S G1/4G 10 NG10溢流閥17DR10-4 5X32Y壓力閥484WMM16D50三位四通換向閥49SF10B-XX梭閥410ZL15單向溢流閥811液壓缸4