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1、沈陽工學院 畢業(yè)設計（論文） 題 目: 叉車液壓系統(tǒng)設計 如需采用請聯(lián)系QQ： 3402838085 機械與運載學院 機械設計制造及其自動化 學 院: 專 業(yè): 學生學號: 學生姓名: 指導教師: 隨著現(xiàn)代文明社會的發(fā)展，叉車的使用越來越普遍。叉車主要用途是進行裝卸，堆 垛和拆垛以及短途的搬動工作。由于叉車具有良好的機動性，又有較強的適用性。適用 于貨物多，貨量大且必須迅速集散和周轉(zhuǎn)的部門使用，因此叉車港口碼頭，鐵路車站， 倉庫貨場幾乎不可缺少的機種。由于社會對叉車的需求不斷加大，使叉車的性能得到 了改善，數(shù)目，品種和規(guī)格也不斷增多，使用范圍也不斷增多.

2、 本說明書主要對叉車液壓系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的論證和設計說明。根據(jù)系統(tǒng)的T況分析 擬訂了系統(tǒng)原理圖，在滿足系統(tǒng)要求的前提下對各標準元件進行了選取和校核，并對液 壓傳動部分非標準零部件進行了設計計算，設計液壓回路：由開式油箱供油，雙齒輪泵 作為動力元件，油缸作為執(zhí)行元件，液壓控制閥作為控制元件。在此基礎上完成內(nèi)燃叉 車液壓系統(tǒng)與機構設計以及油路的布置。 關鍵詞：叉車；液壓系統(tǒng)；液壓站 I 沈陽工學院畢業(yè)設計說明書 Abstract With the development of the modern civilized society, the use of forklift tru

3、ck is becoming more common. Forkli仕 main purpose is for loading and unloading, storage and crib and short-distance move work? Because the forklift has good maneuverability and strong applicability. Applies to goods more, the volume of cargo and must quickly distribution and circulation department us

4、e, so the forklift port terminals, railway station, almost indispensable model warehouse freight yard. Due to increasing demand for forklift, forklift performance is improved, the number, also increasing varieties and specifications, scope of use is also growing. This manual mainly forklift truck h

5、ydraulic system for the system design specifications. According to the operation condition of the system analysis to formulate the principle diagram of the system, on the premise of meet the system requirements of the standard components, selecting and checking of hydraulic transmission part of stan

6、dard conponents and design calculation, design of hydraulic circuits: the open type oil tank, double gear punp as power conponents, cylinder as actuator, hydraulic control valve as a control element. On the basis of the complete internal combustion forklift truck hydraulic system and the mechanism d

7、esign and the arrangement of the oil. Key Words: forklifttruck； hydraulic system； hydraulic station 沈陽工學院畢業(yè)設計說明書 目錄 摘要 I Abstract II 緒論 1 1叉車簡介 2 L1 叉車背景 2 1.2叉車的結構及基本技術參數(shù) 2 1.3叉車的工作裝置 3 2 液壓系統(tǒng)簡介 4 2.1 液壓系統(tǒng)基本原理 4 2.2 液壓系統(tǒng)的組成 4 2.3 液壓系統(tǒng)工作要求 4 3液壓系統(tǒng)設計計算 5 3. 1 確定回路方式 5 3.2設計要求及技術參

8、數(shù) 5 3.2.1起升裝置液壓系統(tǒng)技術參數(shù) 5 3.2.2傾斜裝置液壓系統(tǒng)技術參數(shù) 6 3.3液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定 7 3.3.1起升液壓系統(tǒng)的參數(shù)確定 7 3.3.2傾斜液壓系統(tǒng)的參數(shù)確定 10 3.3.3轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的參數(shù)確定 11 3.4液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 13 3.4.1 起升回路的設計 13 3.4.2 轉(zhuǎn)向回路的設計 15 3.4.3 工作裝置原理圖擬定 16 3.5液壓元件選擇 16 3.5.1液壓泵的選擇 17 3.5.2管道尺寸的確定 18 4液壓系統(tǒng)的性能驗算 21 4.1壓力損失的驗算 21 4.2 系統(tǒng)溫升驗算 21 5液壓站設計

9、23 5」液壓站的結構形式 23 5.2液壓泵組的連接與安裝方式 24 5.3油箱的設計 24 5.3.1 油箱的設計 24 5.3.2油箱的外形尺寸 24 5.4 液壓油箱的結構設計 25 5.4.1油箱的結構設計 25 6液壓傳動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、使用及維護 27 6」液壓系統(tǒng)的安裝 27 6.2液壓系統(tǒng)的調(diào)試 27 6.3液壓系統(tǒng)的日常維護 27 結論 28 致謝 29 參考文獻 30 III 沈陽丁學院畢業(yè)設計說明書 緒論 叉車是一種自行式搬運設備，主耍由能垂直升降并可前后傾斜的工作裝置構成⑴。 能完成前傾、后仰、舉升和下降動作，在搬運、堆碼

10、等作業(yè)屮非常有效。 叉車是以門架和貨叉為工作裝置的自行式裝卸搬運機械?？捎糜谘b卸、堆放成件貨 物。叉車由動力裝置、輪式底盤和工作裝置三個主要部分組成，工作裝置包括門架、 鏈條、叉架、貨叉和液壓缸等。門架為仲縮結構,錢接在車軸或車架上，通過傾斜液壓缸 可前后傾斜，以便于裝卸貨物和帶貨行駛。起升液壓缸通過鏈條傳動使裝有貨叉的叉架 沿內(nèi)門架升降，內(nèi)門架叉以外門架為導軌上下伸縮，使叉車能以較低的門架高度，把 貨物舉升到較高的高度。 液壓系統(tǒng)有5個液壓缸組成，分別為兩個起升液壓缸，剛性連接以保證同步；兩個 傾斜液壓缸，同樣剛性連接以保證同步；一個轉(zhuǎn)向液壓缸控制叉車后輪轉(zhuǎn)向。 叉車轉(zhuǎn)向由司機操作方向

11、盤使油液經(jīng)轉(zhuǎn)向器再進入轉(zhuǎn)向缸，控制叉車后輪轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn) 向器是一個隨動原件，他能根據(jù)方向盤的輸入角度的大小經(jīng)過反饋元件對車輪轉(zhuǎn)角進行 自動控制。升降缸用來控制貨物的升降。傾斜缸用來控制叉車門架的前傾和后傾。 本設計僅就叉車的液壓系統(tǒng)部分做詳細分析，其中設計到液壓系統(tǒng)的原理分析，各 種元件的選擇，油箱設計，液壓站設計等。 3 1叉車簡介 1.1叉車背景 叉車發(fā)展于上壯紀20年代，由工作裝置完成垂直方向作業(yè)，由車輪行駛系統(tǒng)完成水 平方向作業(yè)，是室內(nèi)搬運的首選工具，也是物流系統(tǒng)中最常用的裝卸、搬運設備。 傳統(tǒng)叉車的液壓系統(tǒng)仍采用定量泵，使得整機流量大、壓力高，引起了系統(tǒng)油溫過 高，液壓元

12、件泄露，所以可靠性差⑵。本設計以合力叉車為原型集中研究現(xiàn)今國內(nèi)叉車 技術發(fā)展的實際情況，學習叉車總體設計結合所學汽車、機械和液壓知識，將其融會貫 通，力求設計能夠達到技術上的創(chuàng)新同時又能兼顧經(jīng)濟性！ 1.2叉車的結構及基本技術參數(shù) 按照動力裝置不同，叉車可分為內(nèi)燃叉車和電瓶叉車兩大類；根據(jù)叉車的用途不同, 分為普通叉車和特種叉車兩種；根據(jù)叉車的構造特點不同，叉車又分為宜叉平衡重式叉 乍、插腿式叉車、前移式叉車、側(cè)面式叉午等幾種。其小直叉平衡重式叉千是最常用的 一種叉車。 圖1」 叉車的結構及外形 1-貨叉2-叉架3-門架及起升液壓缸4-傾斜液壓缸5-方向盤6-操縱桿7-底盤及車輪

13、 叉車的基本技術參數(shù)有起重量、載荷屮心矩、起升高度、滿載行駛速度、滿載最大 起升速度、滿載爬坡度、門架的前傾角和后傾角以及最小轉(zhuǎn)彎半徑等⑶。 1.3叉車的工作裝置 叉車的工作裝置是叉車進行裝卸作業(yè)的直接工作機構。貨物的叉取卸放、升降堆 碼，都靠工作裝置來完成。工作裝置是保證叉車能夠完成工作任務的最重要組成部分 之一⑷。叉車工作裝置主要由貨叉、叉架、門架、鏈條和滑輪、起升液壓缸和傾斜液壓 缸組成。 2液壓系統(tǒng)簡介 2.1液壓系統(tǒng)基本原理 液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變 化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件（液壓缸或馬

14、達）把 液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，從而驅(qū)動工作機構，實現(xiàn)直線往復運動和回轉(zhuǎn)運動等⑸。 2.2液壓系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)由動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、 輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 2.3 液壓系統(tǒng)工作要求 叉車液壓系統(tǒng)的設計要能夠保證叉車正常安全地完成工作任務，對液壓系統(tǒng)的工作 要求包括： 1超載保護，操作手柄定位準確、可靠，不得因震動而變位。 2最大下降速度控制，控制貨叉的下降速度不超過限處的速度值。 3液壓系統(tǒng)中的傳動部件在額定載荷、額定速度范圍內(nèi)不應出現(xiàn)爬行、停滯和明顯 的沖動現(xiàn)象。 4為減少叉車附屬設備，叉車液壓系統(tǒng)可以由叉車發(fā)動機

15、直接驅(qū)動液壓泵來提供油 源。 沈陽丁學院畢業(yè)設計說明書 3液壓系統(tǒng)設計計算 3. 1確定回路方式 1?選開式回路，即執(zhí)行元件的排油直接回油箱，油液經(jīng)沉淀、冷卻再進入液壓泵。 2?選執(zhí)行元件：液壓缸（起升油缸、傾斜油缸、轉(zhuǎn)向油缸等）。 3?液壓泵類型：系統(tǒng)壓力小于21Mpa,選用齒輪泵或葉片泵；大于21Mpa選柱塞泵。 4?調(diào)壓方式：溢流閥做安全閥，限制系統(tǒng)最高壓力；執(zhí)行元件不工作時液壓泵在小 功率下工作采用卸荷回路。對垂直變負載（起升缸升降）采用限速閥，以保證重物平穩(wěn)下 落。 5?確定換向回路：多路換向閥控制。 3.2設計要求及技術參數(shù) 3. 2.1起升裝置液壓系統(tǒng)技術

16、參數(shù) 本設計實例所設計的叉車主要用于工廠屮作業(yè)，要求能夠提升5000kg的重物，最大 垂直提升高度為2m,在任意載荷下，叉車桿最大上升速度0.2m/s,要求叉車桿上升（下 降）速度可調(diào)，以實現(xiàn)叉車桿的緩慢移動，并且具有良好的位置控制功能。要求對叉車 桿具有鎖緊功能，無論在多大載荷作用下，或者甚至在液壓油源無法供油，油源到液壓 缸之間的液壓管路出現(xiàn)故障等情況下，要求叉車桿能夠被鎖緊在最后設定的位置。叉車 桿在上升過程中，當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，要求安全保護裝置能夠使負載安全下降。 本設計實例所設計叉車工作裝置中叉車桿起升裝置示意圖如圖3.1所示，由起升液 壓缸驅(qū)動貨叉沿支架上下運動，從而提升和

17、放下貨物。  3.2.2傾斜裝置液壓系統(tǒng)技術參數(shù) 叉車工作裝置中的叉車桿傾斜裝置示意圖如圖所示，該裝置由傾斜液壓缸驅(qū)動貨叉 及門架圍繞門架上某一支點做擺動式旋轉(zhuǎn)運動，從而使貨叉能夠在轉(zhuǎn)運貨物過程中向后 傾斜某一角度，以防止貨物在轉(zhuǎn)運過程中從貨叉上滑落。傾斜裝置的行程為200mm, 所需最大力為15KNo如圖3.2所示 圖3. 2傾斜裝置 設計過程中，除了要滿足叉車工作裝置液壓系統(tǒng)的技術參數(shù)要求外，還應注意叉車 的工作條件對液壓系統(tǒng)的結構、尺寸及工作可靠性等其他要求。綜上所述，本設計實例 叉車工作裝置液壓系統(tǒng)的設計要求及技術參數(shù)如表3. 1 表3.1技術參數(shù) 所示。

18、 技術參數(shù) 起升工作裝置 額定載荷質(zhì)量m (kg) 5000 最大提升負載質(zhì)量m(kg) 5200 提升高度力(m) 2 最大提升速度y(m/s) 0. 2 傾斜工作裝置 所需最大力F(N) 15000 行程(mm) 200 速度(mm/s) 20  本設計實例中已給出所設計起升液壓系統(tǒng)和傾斜液壓系統(tǒng)的最大負載和最大速度， 因此可直接確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，無須再對液壓系統(tǒng)進行工況分析。 3.3液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定 3.3.1起升液壓系統(tǒng)的參數(shù)確定 起升液壓系統(tǒng)的作用是提起和放下貨物，因此執(zhí)行元件應選擇液壓缸⑹。由于起升 液壓缸僅在起升工作階段承

19、受負載，在下落過程中液壓缸可在負載和液壓缸活塞自重作 用下自動縮回，因此可釆用單作用液壓缸。 如果把單作用液壓缸的環(huán)形腔與活塞的另一側(cè)連通，構成差動連接方式。單作用液 壓缸的無桿腔和有桿腔的壓力近似相等，則液壓缸的驅(qū)動力將由活塞桿的截面積決定。 實現(xiàn)單作用液壓缸的差動連接，可以通過方向控制閥在外部管路上實現(xiàn)，如圖3.3所示。 為減小外部連接管路，液壓缸的設計也可釆用在活塞上開孔的方式，如圖3.4所示。這 種測試方法有桿腔所需要的流量就可以從無桿腔一側(cè)獲得，液壓缸只需要在無桿腔外部 連接一條油路，而有桿腔一側(cè)不需要單獨連接到回路中。 輒ft 劌丄 圖3.3管路連接方式 圖3.4活塞上開

20、孔方式 起升液壓缸在驅(qū)動貨叉和叉架起升時，活塞桿處于受壓狀態(tài)，起支撐桿的作用，所 以在設計起升液壓缸時，必須考慮活塞桿的長徑比，為保證受壓狀態(tài)下的穩(wěn)定工作，應 考慮活塞桿的長徑比不超過20:1⑺。 本設計實例通過增加一個傳動鏈條和動滑輪機構對起升裝置前述設計方案進行改 進，采用這一液壓缸與鏈條和動滑輪結合的機構可以使液壓缸行程減小一半，因此活塞 桿的長度也可以相應地減半，但同時也要求液壓缸輸出的作用力為原來的兩倍。即提升 液壓缸的負載力為 Fl = 2m gN = 2x52099.8 =10192 本設計提升裝置采用兩個單作用液壓缸。 則每個液壓缸所需最大力為好=處 / 2 =

21、50960N 如果系統(tǒng)工作壓力為15 MPa,則對于差動連接的單作用液壓缸，提升液壓缸的活塞 桿有效作用面積為 P 50960 _15xl06 = 3.4x10—3 m2 7id2 A■— = 3.4xl0-3 m 卡 I = 66mm 式小 F,——工作過程屮最大外負載; d——活塞桿直徑； P 工作壓力； & 液壓缸作用面積。 根據(jù)液壓缸國家標準，活塞直桿徑D取圓整后的標準參數(shù)/ =70mm, 9 沈陽工學院畢業(yè)設計說明書 按液壓缸工作壓力選取d/D 工作壓力P/ (MPa) d/D <2 0.2-0.3 >2-5 0.5-0.58

22、 >5-7 0.62-0.7 >7 0.7 取 =0.7口， D — 則 D _ 0.7 =94mm 根據(jù)液壓缸國家標準，活塞直徑D取圓整后的標準參數(shù)Q = 100mm。 于是，該起升液壓缸的有效作用面積變?yōu)椋? A =也 ” 4 _^-x0.072 _ 4 = 3.8x10」m2 液壓系統(tǒng)所需的工作壓力變?yōu)椋? 50960 " 0.0038 = 13.4 MPa 該工作壓力對于液壓系統(tǒng)來說屬于合適的工作壓力，因此起升液壓缸可以采用這一 設計參數(shù)。 當工作壓力在允許范圍內(nèi)時，提升裝置最大流量由裝置的最大速度決定。在該動滑 輪系統(tǒng)中，提升液壓缸的活塞桿速度是

23、叉車桿速度的一半，于是提升過程中液壓缸所需 最大流量為： q = =2 x 0.003 8x 0.1 =45.6/ L/min 3.3.2傾斜液壓系統(tǒng)的參數(shù)確定 傾斜油缸為雙作用活塞式油缸，止確的調(diào)整活塞桿的長度，可以保證門架的前后傾 角符合工作要求，冃傾斜油缸的同側(cè)油缸腔連通，保證兩個傾斜油缸協(xié)同動作。 本設計傾斜裝置采用兩個雙作用液壓缸并聯(lián)方式驅(qū)動門架動作。 已知：傾斜機構所需最大力為15KNo 則每個液壓缸所需提供的作用力為7500No 初選系統(tǒng)壓力為lOMPao 則傾斜液壓缸環(huán)形工作面積Aa為： P 7500 -10xl06 = 7.5x10^ m2 查液壓

24、工程手冊或參考書，取傾斜液壓缸活塞桿直徑〃2和活塞直徑（液壓缸內(nèi)徑） 2之間的關系為 心=0.72,有桿腔作用面積為則傾斜液壓缸活 塞直徑可以用如下方法求出： n =1-V 1 ■ 1 1 2 q（i_o.72）兀 _（4x7.5x10-4 （1-0.72> =0.043 m 根據(jù)液壓缸國家標準，活塞直徑D取圓整后的標準參數(shù)50mn,則活塞桿直徑為 d2 = 0.7D2 =0.7x50=35mm,活塞桿直徑〃?取圓整后的標準參數(shù)冷=36mnT。 此時傾斜液壓缸有桿腔作用面積為 & =^D2 2?） = ^（0.052 - 0.03 62）mm2 = 9.45x10" 傾斜

25、系統(tǒng)所需的最大流量出現(xiàn)在傾斜液壓缸的伸出過程中，此時液壓缸無桿腔充滿 液壓油，因此應按照活塞端部一側(cè)計算，活塞面積用如下公式計算： = -x0.052 4 =19.6X10-4 m2 己知傾斜液壓缸速度為0.02 m/so 因此，兩個液壓缸在伸出過程中所需的流量為: % = 2/尹 = 2x19.6乂10一\0? 02 =4.7 L/min 3. 3. 3轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的參數(shù)確定 查資料可知5t叉車自重75000 N,轉(zhuǎn)向輪寬B=216mm,公轉(zhuǎn)半徑e=140mmo 寬載時后橋負載為75000x0.55=41250N, q 140 216 =0.65 查轉(zhuǎn)向綜合摩擦因

26、數(shù)圖得P =0.23 o 圖3. 5轉(zhuǎn)向綜合摩擦因數(shù)圖 11 沈陽工學院畢業(yè)設計說明書 單個車輪的轉(zhuǎn)向力矩為： T=Z (eV) 5 =746. 8N. m 式屮 e 公轉(zhuǎn)半徑； |J 綜合摩擦因數(shù)； Z——單論垂直載荷； P 當量半徑p=B/3o 以上分析的是單個車輪的轉(zhuǎn)向阻力轉(zhuǎn)矩。對于一臺叉車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，計入轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的各較軸的效率后，總的轉(zhuǎn)向阻力轉(zhuǎn)矩為： D產(chǎn)血丿耳 式中：m——轉(zhuǎn)向輪個數(shù)，顯然m=2； ——轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動效率，這里取=0.9； D產(chǎn) mTJri =1659. 6N. m 則油缸需要的推力為： 式中：T——轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪所

27、需要的總力矩; r 最小力臂，取60 mm； k——系數(shù)1.03 …1.03x1659.6 0.06 = 284898 N 油缸工作面積: = 2.19x10-3 m2 初選工作壓力為P二13 MPa 取 d3=0JD3 根據(jù)液壓缸國家標準，活塞直徑〃取圓整后的標準參數(shù)D3=80mm,則活塞桿直徑為 〃3=0.7Z)3 =0.7x80 = 56mm,活塞桿直徑仏取圓整后的標準參數(shù)d3=56 mm⑼。 取液壓缸行程S為200 mm。 油缸通過最大行程所需的有的體積： yj7i{D2-d^ _ 4 = 512ml 轉(zhuǎn)向器排量計算為： V q =—

28、n 512 =93 n為轉(zhuǎn)向輪從一個極限位置轉(zhuǎn)到另一個極限位置時方向盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù),用戶應根據(jù)需 要選擇，一般為2.5~5.5之間?。 查手冊選BZZ1—E100A液壓轉(zhuǎn)向器。 排量 100 ml/r 流量 7.5 L/min 則實際圈數(shù)：n = — = I? = 5.12 q0 100 3.4液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 3.4.1起升回路的設計 對于起升工作裝置，舉起貨物時液壓缸需要輸出作用力，放下貨物時，貨叉和貨物 的重量能使叉車桿自動回落到底部，因此本設計實例起升回路釆用單作用液壓缸差動連 接的方式。而且為減少管道連接，可以通過在液壓缸活塞上鉆孔來實現(xiàn)液壓缸兩腔的連 接，液

29、壓缸不必有低壓出口，高壓油可同時充滿液壓缸的有桿腔和無桿腔，由于活塞兩 側(cè)的作用面積不同，因此液壓缸會產(chǎn)生提升力Mi］。起升液壓缸活塞運動方向的改變通過 多路閥或換向閥來實現(xiàn)即可。 為了防止液壓缸因重物自由下落，同時起到調(diào)速的目的，起升回路的回油路屮必須 設置背壓元件，以防止貨物和貨叉由于自重而超速下落，即形成平衡冋路。為實現(xiàn)上述 設計目的，起升回路可以有三種方案，分別為采用調(diào)速閥的設計方案、采用平衡閥或液控單向閥的平衡冋路設計方案以及采用特殊流量調(diào)節(jié)閥的設計方案，三種方案比較如圖 3.6、圖3.7和圖3.8所示。 設計方案一 設計方案二 15 沈陽丁學院畢業(yè)設計說明書

30、 圖3. 8 設計方案三 起升回路三種設計方案比較 圖3. 6屮設計方案是采用調(diào)速閥對液壓缸的下落速度進行控制，但是在工作過程屮 無法進行實時的調(diào)節(jié)。工作間歇時，與換向閥相配合，能夠?qū)⒅匚锲胶饣蜴i緊在某一位 置。在重物很輕甚至無載重時，調(diào)速閥的節(jié)流作用仍然會使系統(tǒng)產(chǎn)生很大的能量損失。 圖3. 7中設計方案是采用平衡閥或液控單向閥來實現(xiàn)平衡控制，該設計方案無法調(diào) 節(jié)貨物的下落速度，因此不能夠滿足本設計實例的設計要求。 圖3. 8中設計方案是采用一種特殊的流量調(diào)節(jié)閥和在單作用液壓缸活塞上開設小孔 實現(xiàn)差動連接的方式，該流量調(diào)節(jié)閥可以根據(jù)貨叉載重的大小自動調(diào)節(jié)起升液壓缸的流 量，

31、使該流量不隨叉車載重量的變化而變化。本設計實例采用這一設計方案限定了貨叉 的最大下落速度，保證了貨叉下落的安全。此外，為了防止負載過大而導致油管破裂， 也可在液壓缸的連接管路上設置一個安全閥。 3. 4.2轉(zhuǎn)向回路的設計 對于液力轉(zhuǎn)向的機械傳動叉車，中小噸位多采用公泵分流系統(tǒng)，及門架液壓系統(tǒng)和 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)使用同一液壓泵，通過單路穩(wěn)定分流閥來分配，當兩個油路中只有一個工 作時，會有一些能量損失。因此噸位較大時，一般使用兩個液壓泵，分別為門架和轉(zhuǎn)向 液壓系統(tǒng)供油。 圖3. 9雙聯(lián)液壓泵 3.4.3工作裝置原理圖擬定 本設計實例可以采用兩個多路閥加旁通閥的控制方式分別控制起升液

32、壓缸和傾斜 液壓缸的動作，其其原理如圖所示 圖3. 10叉車工作裝置液壓系統(tǒng)原理圖 1-油箱2-過濾器3-雙聯(lián)泵4-多路換向閥5-單向節(jié)流閥6-限速閥7-起升液壓缸8-雙向 液壓鎖9-傾斜液壓缸10-全液壓轉(zhuǎn)向器11-轉(zhuǎn)向液壓缸 3.5液壓元件選擇 初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖后，根據(jù)原理圖中液壓元件的種類，查閱生產(chǎn)廠家各種液 壓元件樣本，對液壓元件進行選型。 3. 5. 1液壓泵的選擇 齒輪泵具有結構簡單，體積小，重量輕，工作可靠等優(yōu)點，根據(jù)系統(tǒng)設計的要求 選擇壓力，根據(jù)起升速度的要求選擇流量呵。當發(fā)動機直接帶泵時，應選用高速齒輪泵。 齒輪泵屬于容積式液壓泵，輸出壓力隨負

33、載變化，在系統(tǒng)中必須設置安全閥。 1） 液壓泵的最大工作壓力： Pp 式中P\——執(zhí)行元件的最大工作壓力； \p ——液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失。 大泵：Pp、= 15 Mpa. 小泵：Pp? = 14 Mpao 2） 確定液壓泵的工作流量： QQ 匹 QQ 式中K——系統(tǒng)漏損系數(shù)（1.0^1. 1）常取1.1； S2max——同時動作的各液壓執(zhí)行器的最大泵工作流量可由同時動的 各液壓執(zhí)行器最大流量相加。 大泵：01=45.6 L/min 小泵：02=7.5 L/min 3）確定液壓泵的規(guī)格： 根據(jù)以上計算數(shù)據(jù), 齒輪泵參數(shù)： 綜上所述，選取齒輪泵。

34、 25 額定壓力MPa 16 公稱轉(zhuǎn)速r/min 2500 排量ml/r 為減小叉車工作裝置液壓系統(tǒng)的尺寸，簡化系統(tǒng)結構，對于內(nèi)燃叉車，雙聯(lián)液壓泵以 發(fā)動機直接驅(qū)動。 3.5.2管道尺寸的確定 本設計中油管采用鋼管，因為本設計中所須的壓力是中壓P=16MPa ,鋼管能承受高 壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配吋不能任意彎曲，本設計在彎曲的地方 可以用管接頭來實現(xiàn)彎曲問。 本設計根據(jù)需要，選擇卡套式管接頭。要求采用冷拔無縫鋼管。 1 ?管道內(nèi)徑計算： 式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 v——管內(nèi)允許流速，見表: 表3. 2允許流速推薦值 油液流經(jīng)的管道

35、 推薦流速m/s 液壓泵吸油管 0. 5?1. 5 液壓系統(tǒng)壓油管道 3?6,壓力高，管道短粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 1?5?2.6 (1)液壓泵吸油管道的內(nèi)徑: 取 v二 1. 5m/ s 查手冊得d二20mm,鋼管外徑D=28mm; 管接頭聯(lián)接螺紋M27X2 推薦流量 100L/min (2)壓油管道的內(nèi)徑： 取 v=3m/s 查手冊得d=15mm,鋼管的外徑D=22mm； 管接頭聯(lián)接螺紋M22X1.5; 推薦管路通過流量63L/mino (3)液壓泵回油管道的內(nèi)徑： 取 v=2.

36、5m/s 查手冊得d=15mm,鋼管的外徑D=22mm； 管接頭聯(lián)接螺紋M22X1.5; 推薦管路通過流量63L/min0 2.管道壁厚的計算 厚度= 2Q] 式中： P——管道內(nèi)最高工作壓力MPa d 管道內(nèi)徑m [a]----許用拉伸應力(心/c加勺 對于鋼管[b卜空；取ab=600kg/cm29 查《液壓控制傳動手冊》 在P=7?5?17.5壓力時，安全系數(shù)n=6 故[b]=600/6=100 kg/cm2 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： (1)液壓泵吸油管道的壁厚 2[b] =2 mm (2)液壓泵回油管道的壁厚 2Q] =2 mm 所以所選

37、管道適用。 23 4液壓系統(tǒng)的性能驗算 4. 1壓力損失的驗算 由于叉車T作裝置液壓系統(tǒng)管路較短，彎管和管接頭較少，因此沿程壓力損失和彎 管以及管接頭等處的管路局部壓力損失與經(jīng)過各種液壓閥的局部壓力損失相比可以忽 略不計，故本設計實例主要核算經(jīng)過各種液壓閥的局部壓力損失Ap[14]o由原理圖表明, 起升回路起升動作過程中液壓閥產(chǎn)生的局部壓力損失主要包括由單向閥、換向閥和特殊 流量調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生的局部壓力損失。 對于起升回路，根據(jù)產(chǎn)品樣本，單向閥的開啟壓力為0.035MPa；在流量約為50L/min 時，手動換向閥的壓力損失約為0.5MPa；在流量約為50L/min時，流量調(diào)節(jié)閥的壓力

38、 損失為0.5MPa。因此起升回路進油管路總的局部壓力損失為 = 0.035x4 + 0.5 + 0.5 = 1.14 MPa 對于傾斜回路，使貨叉傾斜過程中，產(chǎn)牛局部壓力損失的液壓閥有單向閥，換向閥。 根據(jù)產(chǎn)品樣本，單向閥的開啟壓力為0.035MPa；在流量約為5.4 L/min時，手動換向閥 的壓力損失最大約為0.15MPa；則傾斜回路進油管路總的局部壓力損失為 =0.035x2 + 0.05=0.12 MPa 液壓系統(tǒng)實際工作壓力16MPa起升液壓缸實際起升壓力13.4MPa,所以此系統(tǒng)適用。 4.2系統(tǒng)溫升驗算 起升回路消耗的功率遠大于傾斜回路所消耗的功率，因此只驗證起升回

39、路的溫升即 可。 對于起升油路，當叉車桿處于閑置或負載下降時，換向閥工作在中位此時卸荷能量 損失很小，當負載上升達到頂端時，液壓泵的額定流暈從安全閥溢流回油箱，造成很大 的能量損失。 假定液壓泵流量的90%通過安全閥流失，損失的功率為： Wr廠卩,宀 15x106x0.9x25x10-3 _ 60 = 5.6 KW 造成的油液溫度升高可計算為: pCPqlv 式中 p——液壓油液的密度，取870kg/m3o Cp——液壓油液的比熱，對于普通的石油型液壓油液，Cp= (0.4-0.5) X4187 J/(kg K),取 Cp=2.0 KJ/(kg. K)o 如果液壓系統(tǒng)

40、的溫度單位用攝氏度，則油液溫升為 5600 870x2000x 0?9x25=&57 60x103 = 8.5 C 上述溫升滿足行走機械溫升范圍要求，而且由于這一極端功率損失的情況只是偶爾 在貨叉桿上升到行程端點時才出現(xiàn)，因此該叉車工作裝置液壓系統(tǒng)不必設置冷卻器。 5液壓站設計 液壓泵站是液壓系統(tǒng)的重要組成部分（動力源）。它向液壓系統(tǒng)提供一定壓力、流 量的工作介質(zhì)。在液壓泵站上裝上必需的液壓閥可以直接控制液壓執(zhí)行元件工作。液壓 站由液壓油箱、液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器、 濾油器、液面指示器和清洗孔等。 5. 1液壓站的結構形式 液壓泵

41、站上泵組的布置方式分成上置式和非上置式。泵組置丁?油箱上的上置式液壓 泵站屮，采用立式電動機并將液壓泵置于油箱之內(nèi)吋，稱為立式；采用臥式電動機時稱 為臥式。非上置式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的為旁置式；泵組置于油箱下面時 為下置式［⑸。圖5」為本設計采用的上置立式液壓站。 圖5.1本設計采用上置立式液壓站 沈陽工學院畢業(yè)設計說明書 5.2液壓泵組的連接與安裝方式 直接驅(qū)動型連接需要聯(lián)軸器連接，選擇用梅花形聯(lián)軸器來連接液壓泵與原動機，保 證其同軸度。 5. 3油箱的設計 5. 3. 1油箱的設計 1.液壓油箱有效容積的確定 油箱的容積包括油液容量和空氣容量。在最高液面

42、以上要留出等于油液容量10? 15%的空氣容量，以便形成油液的自由表面。油箱的容量通?？汕簤罕玫念~定流量估 算確定，即 式中， :——與系統(tǒng)壓力有關的經(jīng)驗因數(shù)。 qp 液壓泵的額定流量（L/min）。 表5.1參數(shù)選擇表 行走機械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛圧系統(tǒng) 冶金機械 a 1—2 2—4 5—7 6—12 10 本叉車為行走機械，為減小液壓系統(tǒng)的體積和重量，在計算油箱的有效容積時，取 4=1.5,則油箱的容量可以確定為： 取$=1.2貝U 7 =1.2g” = 1.2x57.8 = 69.4L 但為可靠起見，應將油箱容量提高增加80%, V

43、=69.4^0.8 = 87 油箱的容量確定之后，即可從標注油箱系列屮選取油箱的具體規(guī)格，并進行結構設 計。 5.3.2油箱的外形尺寸 油箱的有效容積確定以后，由液壓泵站油箱公稱容量系列（JB/T7938-1995規(guī)定） 中選取最靠近的標準值。 表5. 2油箱公稱容量 4 6.3 10 25 40 63 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 3150 4000 5000 6300 選取油箱容量100 Lo 在確定了油箱的容量之后，可以從標準油箱系列(JB/T7

44、938—1999)中選取油箱的 具體規(guī)格。 5. 4液壓油箱的結構設計 油箱的形狀一般是正方形或長方形，為了便于清洗油箱內(nèi)壁及箱內(nèi)濾油器，油箱蓋 板一般都是可拆裝的。 5. 4. 1油箱的結構設計  油箱頂上一般要設置空氣過濾器、注油口，空氣過濾器通常為附帶注油口的結構， 取下通氣冒可以注油，放回通氣冒即可成空氣過濾器。周圍環(huán)境較臟時，應釆用油浴式 空氣過濾器。 油箱箱頂上的螺紋孔應該用盲孔，以防污染物落入油箱內(nèi)。 對于鋼板焊接的油箱，箱頂上安裝液壓泵組時，側(cè)板厚度應適當加大。 液壓泵站裝配圖如下： 圖5. 3液壓站裝配圖 27 沈陽丁學院畢業(yè)設計說明書

45、6液壓傳動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、使用及維護 液壓氣動系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維護是液壓系統(tǒng)安全使用、止常運轉(zhuǎn)的必要保 證。 6.1液壓系統(tǒng)的安裝 液壓系統(tǒng)在安裝時應注意以下事項： (1) 安裝前清洗管路 (2) 安裝前對某些重要元件如液壓缸、管路和接頭等進行耐壓試驗。 (3) 液壓系統(tǒng)安裝好之后，應進行內(nèi)部清洗。 6.2液壓系統(tǒng)的調(diào)試 在調(diào)整液壓系統(tǒng)之前，應弄懂液壓系統(tǒng)的工作原理。之后的外部檢查沒有問題時， 再進行空載試車。 試車吋首先啟動控制油路的液壓泵，無專用的控制壓力汕路吋可直接啟動主泵。 液壓泵運轉(zhuǎn)正常后，需調(diào)整壓力控制元件。流量控制閥要從小到大逐步調(diào)整?？蛰d 試車止常

46、后即可開始負載試車。負載試車吋應檢查系統(tǒng)是否能完成預定的工作任務，運 轉(zhuǎn)性能是否良好，有無振動、沖擊、噪聲、爬行和油液溫升過高等不良現(xiàn)象。 6.3液壓系統(tǒng)的日常維護 液壓系統(tǒng)的正確使用與及時的維護保養(yǎng)是保證設備止常運行的基本條件在使用液壓 系統(tǒng)時除了熟悉系統(tǒng)的性能、動作原理，并能正確操作外，還應注意以下事項： 1正確選擇使用液壓油、確保液壓油和液壓系統(tǒng)的清潔。 2防止油溫過高 3防止液壓系統(tǒng)進入空氣 4加強液壓系統(tǒng)的日常維護和保養(yǎng) 29 結論 畢業(yè)設計是我們作為學生在學習階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學基礎知識和專業(yè)知 識的一種綜合應用，是一種綜合的再學習、再提高的過程，這一

47、過程對學生的學習能力 和獨立思考及工作能力也是一個培養(yǎng)，同時畢業(yè)設計的水平也反映了大學教育的綜合水 平，因此學校十分重視畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)，加強了對畢業(yè)設計工作的指導和動員教育。 在畢業(yè)設計過程中也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處，感覺自己所學習的只是 冰山一角，面對稍微復雜的東西還是沒能得心應手，再一次體會到學無止境的意義了。 在完成畢業(yè)設計的時候，我盡量的把畢業(yè)設計和實際工作有機的結合起來，實踐與理 論相結合。這樣更有利于自己能力的提高。 經(jīng)過我的不懈的努力，我終于按時完成了我的畢業(yè)設計在此過程中讓我學到了更多 有用的設計知識，也讓我明白了 “學以致用，應用為本”的道理。這是我之前學習所

48、從 未涉及到的。在此我對我的指導老師劉老師表示感謝 本次設計，使我對行走機械上的液壓系統(tǒng)有了深刻的認識，從對系統(tǒng)分析到原理圖 的設計再到元件的選擇、性能的驗算，再到油箱以及管路的布置等等，在設計的同時也 讓我明白了其實學校給安排的許多課程都是很有用處的，例如《液壓與氣動技術》》這 本教科書，在整個設計的過程中多次進行査閱，也讓我對這門課程有了更深刻的了解。 看著自己經(jīng)過千辛萬苦畫出來的圖紙，心情很有觸動。這是我不懈努力的勞動成果, 讓我在不斷的學習與摸索中，完成了此次設計。都此次設計所用到的知識是我大學所學 的總結和應用，這也讓我明白了這是鍛煉我設計能力的一次非常珍貴的機會。我應該通 過自

49、己的努力去完成。通過這次的畢業(yè)設計，使我們對液壓系統(tǒng)的設計流程有一個全面 的了解，對系統(tǒng)的設計不再陌生，這對于即將進入工作崗位的我們無疑是一次非常好的 鍛煉機會。 在設計的過程中，也暴露了自己的很多不足之處。有些知識是自己應該掌握，但是 卻忘記了。還有畫出來的CAXA圖紙，自己以為沒有錯誤了，讓老師看時，仍舊出現(xiàn) 許多錯誤。當自C反思原因時，才知道我在設計過程中，往往忽略應該注意的一些細節(jié)。 但是有時細節(jié)決定一切。此次涉及，使我明白，設計是一項非常嚴謹而又需要耐心的工 作，不容許有一點馬虎?！? 最后，在此，對本設計過程給予精心編排T作進度，悉心指導設計過程和耐心指正 設計錯誤的劉老師及其

50、他指導老師表示由衷的感謝！ 沈陽工學院畢業(yè)設計說明書 參考文獻 [1] 王曉芳?液壓與氣動技術中國輕工業(yè)出版社，2013.6 18 [2] 陶元芳，衛(wèi)良保?叉車構造與設計?機械工業(yè)出版社，2010.2 56 [3] 唐增寶，何永然，劉永安.機械課程設計[M].華中科技大學出版社， 1987. 12 135 [4] 王曉芳?互換性與測量技術[M].北京□機械工業(yè)出版社,2002. 2 37 [5] 張利平?液壓傳動系統(tǒng)及設計[M] ?化學工業(yè)出版社，2005. 8 48 [6] 李壯云，葛宜遠?液壓元件與系統(tǒng)?北京□機械工業(yè)出版社，1999.5 16 [7] 張利平?液壓傳

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