【叉車工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)12000字】

第[2]。2.1.2液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)5部分組成。2.1.3叉車對(duì)液壓系統(tǒng)的工作要求（1）要求液壓系統(tǒng)擁有超載保護(hù)功能，換向閥殼體完好，工作平穩(wěn)可靠。（2）貨叉的下落速度必須可以控制且最大速度不能夠大于設(shè)定的速度。（3）液壓系統(tǒng)的管路接口處必須牢固可靠、不能發(fā)生滲漏現(xiàn)象，且不能夠與其他機(jī)械構(gòu)件發(fā)生摩擦碰撞，油管不能出現(xiàn)老化、變質(zhì)。（4）叉車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該直接驅(qū)動(dòng)液壓泵來為叉車工作裝置液壓系統(tǒng)供油，從而減少叉車的附屬設(shè)備和減小液壓系統(tǒng)的整體尺寸，使叉車攜帶電動(dòng)機(jī)更加便捷。（5）液壓系統(tǒng)中的傳動(dòng)部分在額定載荷、額定速度范圍內(nèi)不應(yīng)該出現(xiàn)爬行、停滯和明顯的沖擊現(xiàn)象。2.2確定系統(tǒng)類型選擇開式系統(tǒng)，即動(dòng)力元件直接從油箱吸油，液壓油通過油管經(jīng)過各種液壓控制元件，驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行元件動(dòng)作，然后油液經(jīng)過過濾器過濾掉雜質(zhì)后回到油箱，再由油箱冷卻和沉淀后進(jìn)入液壓泵[3]。2.3設(shè)計(jì)參數(shù)及技術(shù)要求2.3.1起升裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及技術(shù)要求設(shè)計(jì)用于工廠作業(yè)的叉車工作裝置液壓系統(tǒng)。主要的設(shè)計(jì)要求有：（1）要求能夠提升3500kg的負(fù)重；（2）要求能夠?qū)⒇?fù)載垂直提升至2700mm處；（3）要求叉車桿提升和下降的速度可以調(diào)節(jié)；（4）要求叉車在任意負(fù)載時(shí)，叉車桿必須以不超過0.2m/s的速度緩慢上升或者下降；（5）要求叉車任意載荷下，甚至當(dāng)叉車的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題故障時(shí)，叉車桿能夠穩(wěn)穩(wěn)地停留在最后設(shè)置的位置，即擁有鎖緊功能。（6）要求叉車在提升負(fù)載的過程中，液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)叉車桿能夠緩慢的下降。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的叉車起升裝置示意圖如圖2.1所示，由起升液壓缸驅(qū)動(dòng)叉車桿沿支架上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的升降。圖2.1起升裝置2.3.2傾斜裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及技術(shù)要求叉車工作裝置中的傾斜裝置如圖2.2所示，該裝置由傾斜液壓缸驅(qū)動(dòng)貨叉和門架繞門架上的某一點(diǎn)做擺動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得叉車在搬運(yùn)貨物的時(shí)候貨叉能夠向后傾斜一定角度，防止出現(xiàn)貨物從貨叉上滑落[4]。傾斜裝置的最大扭矩T=17000N·m，最大傾斜角度為α=20°，力臂r=1.1m。圖2.2傾斜裝置綜上所述，叉車工作裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù)由表2.1所示。表2.1技術(shù)參數(shù)工作裝置技術(shù)參數(shù)起升裝置額定載荷質(zhì)量,m/kg3500最大提升負(fù)載質(zhì)量，m/kg3700最大提升速度，v/(m/s)0.2提升高度，h/m2.7傾斜裝置力臂，r/m17000傾斜角度，α/（°）20最大傾斜扭矩，T/(N·m)1.1由于本設(shè)計(jì)中已經(jīng)給出所設(shè)計(jì)的起升裝置液壓系統(tǒng)和傾斜裝置液壓系統(tǒng)的最大速度和最大速度，所以無需對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析。2.4液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定2.4.1起升液壓系統(tǒng)參數(shù)確定起升液壓系統(tǒng)主要的功能是將負(fù)載提升和放下，因此執(zhí)行元件選擇液壓缸。如圖2.3。圖2.3管路連接方式當(dāng)叉車提升負(fù)載時(shí)，起升液壓缸的活塞桿受到負(fù)載的壓力，起著支撐的作用，所以活塞桿的長(zhǎng)度和直徑的比值不應(yīng)該大于20:1[5]，以保證活塞桿能夠在提升負(fù)載時(shí)能夠保持工作穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)通過增加一個(gè)傳動(dòng)鏈條和動(dòng)滑輪機(jī)構(gòu)對(duì)起升裝置行改進(jìn)，采用這個(gè)液壓缸與鏈條和動(dòng)滑輪結(jié)合的機(jī)構(gòu)可以使液壓缸行程減小一半，因此活塞桿的長(zhǎng)度也可以相應(yīng)地減半，但同時(shí)也要求液壓缸輸出的作用力為原來的兩倍。即起升液壓缸的負(fù)載力為:F=2×3700×9.8=72520（N）如果系統(tǒng)的工作壓力為15MPa，那么對(duì)于差動(dòng)連接的單作用缸來說，起升液壓缸活塞桿的有效作用面積為:A==4.83×活塞桿的直徑：d=0.078式中：Ar—為液壓缸作用面積,m2FL—為最大負(fù)載，Nd—為活塞桿的直徑,mmP—為工作壓力,Mpa。表2.2工作壓力D/dP≤5.0Mpa0.5～0.555.0MPa≤P<7.0MPa0.6～0.7P>7.0Mpa0.7查表（2.2）取得起升液壓缸活塞的直徑(液壓缸內(nèi)徑)D比活塞桿的直徑d為D/d=0.7.則起升液壓缸的活塞直徑為:D=根據(jù)液壓缸的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，取液壓缸活塞直徑為125mm。于是該起升液壓缸的有效作用面積為A==6.01×液壓系統(tǒng)需要的工作壓力為：P=≈12.1因?yàn)槠鹕簤焊椎墓ぷ鲏毫s=12MPa對(duì)于液壓系統(tǒng)來說這個(gè)工作壓力是合適的，所以這一設(shè)計(jì)參數(shù)可以被起升液壓缸所采用。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用傳動(dòng)鏈條和動(dòng)滑輪機(jī)構(gòu)對(duì)起升裝置行改進(jìn)，所以起升液壓缸的速度等于叉車提升負(fù)載速度（0.2m/s）的一半則，起升液壓缸所需要的最大流量為[6]：=4.83×=4.83×=28.982.4.2傾斜液壓系統(tǒng)參數(shù)確定傾斜液壓缸采用單作用液壓缸。門架實(shí)現(xiàn)傾斜動(dòng)作可以由一個(gè)單作用液壓缸控制，也可以用兩個(gè)單作用液壓缸控制[7]。本設(shè)計(jì)傾斜裝置采用兩個(gè)并聯(lián)的單作用液壓缸作為執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)門架動(dòng)作，以防止貨叉在負(fù)載的作用下發(fā)生側(cè)翻和傾斜的現(xiàn)象，使得貨叉和門架的受力更加合理，工作更加的平穩(wěn)。已知傾斜液壓缸的力臂為1.1m，最大傾斜扭矩為T=17000N·m，因此每個(gè)傾斜液壓缸所需輸出力FtF=7727假設(shè)，初選傾斜液壓系統(tǒng)的工作壓力為與起升液壓系統(tǒng)的工作壓力相接近的12Mpa，當(dāng)傾斜液壓缸有傾斜動(dòng)作時(shí)，工作腔為有活塞桿的一側(cè)，則傾斜液壓缸的有效作用面積為：A==6.44×查參考書，取的傾斜液壓缸活塞桿直徑d和活塞直徑（液壓缸內(nèi)徑）D之間的關(guān)系為d=0.7D,傾斜液壓缸的活塞直徑為：A即，D==≈0.0401(根據(jù)液壓缸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，活塞直徑取整后的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為40mm，則活塞桿直徑為：d取傾斜液壓缸活塞桿直徑為圓取整后的尺寸d=25mm，此時(shí)傾斜液壓缸有桿腔的作用面積為：A==7.65此時(shí)傾斜液壓缸的有桿腔作用面積大于原估算面積，所以D=40mm,d=25mm這組尺寸滿足設(shè)計(jì)需求。此時(shí)傾斜液壓缸的工作壓力為：P===10.1傾斜液壓缸的無桿腔有效作用面積為：A==1.26×查詢資料得到，傾斜角速度因限制在1～2（°）之間。本設(shè)計(jì)給定傾斜液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度ω=2（°）/s。傾斜液壓缸的線速度為：v=2×=0.035所以當(dāng)兩個(gè)傾斜液壓缸處于活塞桿伸出的工作狀態(tài)時(shí)，液壓缸所需要的總流量為：q=2=2×0.035×1.26×=8.8×=5.3傾斜液壓缸所需的行程為：S=2.5液壓系統(tǒng)原理圖的擬定2.5.1起升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于起升液壓裝置來說，液壓缸需要輸出作用力來驅(qū)動(dòng)貨叉提升和放下負(fù)載?？梢栽诨赜吐分醒b背壓閥形成平衡回路，保證放下負(fù)載時(shí)貨叉不會(huì)高速下落。本設(shè)計(jì)擬定了三種方案實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)要求，分別為采用調(diào)速閥的方案（圖2.4）、采用液控單向閥的方案（圖2.5）以及采用特殊的流量調(diào)節(jié)閥和液控單向閥的方案（圖2.6）[8]。圖2.4方案一圖2.5方案二圖2.6方案三圖2.4是采用調(diào)速閥的方式，這個(gè)方案可以在負(fù)載下降時(shí)控制速度，但是不能夠?qū)⒇?fù)載較久的穩(wěn)定鎖死在某一位置，且當(dāng)負(fù)載很小或者空載時(shí)，還會(huì)由于調(diào)速閥的節(jié)流作用才是巨大的功率損耗。所以此方案不適合本設(shè)計(jì)[9]。圖2.5是采用液控單向閥來實(shí)現(xiàn)平衡控制，這個(gè)方案可以將負(fù)載在某一位置較久時(shí)間的穩(wěn)定鎖死在某一位置，但是卻不能夠控制放下負(fù)載時(shí)的速度，因此不能滿足本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求。圖2.6中是采用特殊的流量調(diào)節(jié)閥和液控單向閥的方式。該流量調(diào)節(jié)閥的作用是根據(jù)叉車負(fù)載大小的變化來自動(dòng)調(diào)節(jié)液壓缸的流量大小，使得起升液壓缸的流量更加平穩(wěn)，不會(huì)因負(fù)載的變化而變化。載重越大，該流量調(diào)節(jié)閥的閥口越小，載重越小，該流量調(diào)節(jié)閥的閥口就越大，這樣就能夠起到了壓力補(bǔ)償?shù)淖饔?。在?dāng)叉車的負(fù)載非常小或者是叉車沒有負(fù)載的時(shí)候，流量調(diào)節(jié)閥的閥口開口量會(huì)增大或者閥口處于全開狀態(tài)，可以避免不必要的能量損耗。液控單向閥的作用是實(shí)現(xiàn)叉車的自鎖功能，使負(fù)載能夠長(zhǎng)久的鎖死在某一位置，不發(fā)生加速下落的現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)采用圖2.6的設(shè)計(jì)方案，此方案能夠限制叉車起升液壓缸的最大下落速度，保證了起升液壓系統(tǒng)的工作安全。2.5.2傾斜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)傾斜液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件采用兩個(gè)同步動(dòng)作的單作用液壓缸。因?yàn)橐簤河椭锌偸呛幸欢ǖ臍怏w，當(dāng)進(jìn)油腔的壓力突然低于液壓油的空氣分離壓或者低于液壓油的飽和蒸氣壓時(shí)，在液壓缸的另一腔會(huì)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，需要安裝一個(gè)背壓閥來防止此現(xiàn)象的發(fā)生。安裝背壓閥還可以防止液壓缸在復(fù)位過程中由于負(fù)載過重而產(chǎn)生超速?gòu)?fù)位的現(xiàn)象，使液壓系統(tǒng)在工作時(shí)更加平穩(wěn)安全。傾斜液壓系統(tǒng)的控制采用三位四通手動(dòng)換向閥來實(shí)現(xiàn)[10]。圖2.7傾斜液壓系統(tǒng)原理圖2.5.3方向控制回路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)不同中位機(jī)能的三位四通手動(dòng)換向閥來控制起升液壓缸和傾斜液壓缸，液壓閥都選用標(biāo)準(zhǔn)的四通滑閥。起升裝置的三位四通手動(dòng)換向閥采用Y型中位機(jī)能，采用兩個(gè)液控單向閥實(shí)現(xiàn)鎖緊回路，以實(shí)現(xiàn)貨叉在任意位置的停車要求，防止了叉架因負(fù)載過大而快速下滑而產(chǎn)生的意外事故[11]。傾斜裝置的三位四通手動(dòng)換向閥采用M型中位機(jī)能，可以在傾斜裝置在不工作時(shí)使液壓泵處于卸荷狀態(tài)，還可以提高系統(tǒng)的效率。需要各進(jìn)油路上面加裝一個(gè)單向閥，以避免油液出現(xiàn)倒流現(xiàn)象或者各個(gè)回路之間流量的相互影響，如圖2.8。圖2.8普通手動(dòng)換向閥的控制方式2.5.4液壓系統(tǒng)的供油方式由于起升液壓系統(tǒng)回路的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傾斜液壓系統(tǒng)回路的流量，所以采用兩個(gè)齒輪泵分別為起升裝置和傾斜裝置供油，其中起升裝置采用大齒輪泵，傾斜裝置采用小齒輪泵。為了避免過濾器因?yàn)楸欢伦《鴮?dǎo)致被油壓壓變形，應(yīng)該在回路中安裝一個(gè)帶旁路單向閥的過濾器[12]。當(dāng)過濾器被堵住時(shí)，過濾器進(jìn)出口之間的壓差大于額定值，此時(shí)單向閥工作，過濾器被單向閥短路，確保了液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如圖2.9。圖2.9液壓系統(tǒng)的供油方式2.5.5液壓系統(tǒng)原理圖的擬定根據(jù)上述的設(shè)計(jì)，初步擬定了叉車工作裝置的液壓系統(tǒng)的原理圖如圖2.10。圖2.10液壓系統(tǒng)原理圖1—大齒輪泵；2—小齒輪泵；3，4—單向閥；5—傾斜手動(dòng)換向閥；6—起升手動(dòng)換向閥；7—流量調(diào)節(jié)閥；8—液控單向閥（液壓鎖）；9—起升液壓缸；10，12—傾斜液壓缸；13—傾斜安全閥；14—起升安全閥；15—帶旁路單向閥的過濾器；16—空氣過濾器；17—油缸。工作原理：由兩個(gè)齒輪泵單獨(dú)為起升系統(tǒng)和傾斜系統(tǒng)供油，手動(dòng)換向閥6控制起升裝置，手動(dòng)換向閥處于右位時(shí)，起升液壓缸活塞桿伸出，叉車貨叉上升；處于左位時(shí)，起升液壓缸活塞桿縮回，叉車貨叉下降；處于中位時(shí)，通過Y型中位機(jī)能和液控單向閥實(shí)現(xiàn)叉車桿的鎖死。手動(dòng)換向閥5控制傾斜系統(tǒng)，手動(dòng)換向閥處于右位時(shí)，傾斜液壓缸活塞桿伸出，叉車叉架向前傾斜；處于左位時(shí)，傾斜液壓缸活塞桿縮回，叉車叉架向后傾斜；處于中位時(shí)，叉車桿保持原有狀態(tài)。3.液壓元件的選擇3.1液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件的選擇本設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)原理圖中采用兩個(gè)外嚙合齒輪泵串聯(lián)作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件。選取外嚙合齒輪泵的原因是因?yàn)槠涔ぷ骺煽?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便和價(jià)格便宜。則液壓泵的最大工作壓力為：Pp其中P1?P1根據(jù)表3.1中可取得?P1的值為1.5MP表3.1液壓回路壓力損失系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況總壓力損失采用節(jié)流閥調(diào)速及管路簡(jiǎn)單的系統(tǒng)0.2~0.5MPa進(jìn)油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)0.5~1.5MPa即:大泵：P小泵：P假設(shè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n為1500r/min，液壓泵的容積效率η為90%。則可以根據(jù)2.4.1和2.4.2的計(jì)算結(jié)果求出液壓泵的排量為：VV根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，上網(wǎng)或者查詢有關(guān)樣本，大泵選用CBN-E320型號(hào)齒輪泵，小泵選用CBN-E304型號(hào)齒輪泵。若取液壓泵的容積效率η為90%,額定轉(zhuǎn)速2000r/min.大泵的輸出流量為：P大于液壓系統(tǒng)起升裝置所需的流量28.98L/min，所以滿足液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。小泵的輸出流量：P大于液壓系統(tǒng)傾斜裝置所需的流量5.3L/min，所以滿足液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。液壓泵參數(shù)如下表所示：表3.2液壓泵參數(shù)元件名稱額定流量（公稱排量(額定壓力（MPa）額定轉(zhuǎn)速(r/min)型號(hào)外嚙合齒輪泵（大泵）3620162000CBN-E320外嚙合齒輪泵（小泵）7.24162000CBN-E304為了減少叉車工作裝置的液壓系統(tǒng)所占空間，把復(fù)雜的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，對(duì)于內(nèi)燃叉車，液壓泵可以由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。3.2液壓閥的選擇圖2.10中叉車工作裝置的液壓系統(tǒng)原理圖中由兩個(gè)齒輪泵串聯(lián)供油，所以對(duì)于起升液壓系統(tǒng)，最大流量為28.98L/min，最大工作壓力13.6Mpa。則各個(gè)液壓閥的額度流量需大于28.98L/min，各個(gè)元件的額定壓力需大于13.6MPa；對(duì)于傾斜液壓系統(tǒng)，最大流量為5.3L/min，最大工作壓力11.6Mpa，則各個(gè)液壓閥的額定壓力要大于11.6Mpa，各個(gè)液壓閥的額度流量要大于5.3L/min。溢流閥作為安全閥來使用的時(shí)候，他的調(diào)定壓力值一般都是供油的壓力的1.1倍左右，據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可以知道，起升液壓系統(tǒng)中的溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)設(shè)為15MPa，傾斜液壓系統(tǒng)中的溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)設(shè)13Mpa[13]。查閱相關(guān)液壓閥的生產(chǎn)廠家元件樣本，確定本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的叉車的工作裝置液壓系統(tǒng)的各個(gè)液壓閥元件的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)如表3.3所示。表3.3液壓閥型號(hào)及技術(shù)參數(shù)序號(hào)元件名稱規(guī)格額定流量（L/min）最高使用壓力(MPa)型號(hào)1三位四通手動(dòng)換向閥66031.54WMM6H502單向閥36021CIT-04-A13溢流閥1412031.5DBDH6P-10/2004單向閥41021DT8P1-02-05-105流量調(diào)節(jié)閥76731.5VCDC-H-MF/(G1/2)6三位四通手動(dòng)換向閥53025DMG-02-3C6-W7溢流閥131221C17-02-F-108背壓閥和防氣穴閥1112031.5MH1DBN10P2-20/050M9液控單向閥810031.5A1Y-Ha10B3.3液壓管路的選擇因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的工作壓力較大，所以采用價(jià)格便宜的鋼管連接油路。由于鋼管在裝配時(shí)不能彎曲，所以可以采用卡套式管接頭來實(shí)現(xiàn)彎曲。要求使用冷拔鋼管。3.3.1液壓泵的吸油管道內(nèi)徑的計(jì)算管道內(nèi)徑的計(jì)算：d式中q——管道內(nèi)液壓油通過的流量，L/min;V——管道內(nèi)液壓油允許的流量流速，m/s；通過查詢表3.4，取得v=1m/s。大齒輪泵的吸油管道內(nèi)徑：d為了減少系統(tǒng)中的壓力損失，管徑應(yīng)該選大一些，查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，大齒輪泵的吸油管道內(nèi)徑d大泵=25mm，外徑D大泵=小齒輪泵的吸油管路道內(nèi)徑：d查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，小齒輪泵的吸油管道內(nèi)徑d小泵=12mm，外徑D小泵=表3.4允許流速推薦值流液經(jīng)過的管道推薦流速（m/s）液壓泵吸油管道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1.5~2.63.3.2液壓泵壓油管路內(nèi)徑的計(jì)算：根據(jù)表3.4取v=3m/s,起升系統(tǒng)的壓油管路內(nèi)徑：d查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，起升系統(tǒng)的吸油管道內(nèi)徑d起升=15mm，外徑D起升=傾斜系統(tǒng)的壓油管路內(nèi)徑：

d查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，傾斜系統(tǒng)的吸油管道內(nèi)徑d傾斜=8mm，外徑D傾斜=3.3.3回油管路內(nèi)徑的計(jì)算：根據(jù)表3.4取v=2m/s。起升系統(tǒng)的回油管道內(nèi)徑：d查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，傾斜系統(tǒng)的吸油管道內(nèi)徑d起升回=20mm，外徑D起升回=傾斜系統(tǒng)的回油管道內(nèi)徑：d查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，傾斜系統(tǒng)的吸油管道內(nèi)徑d傾斜回=8mm，外徑D傾斜回=3.4油箱的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用開式油箱，油箱的主要作用是儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)循環(huán)所需要的的油液，此外還可以散發(fā)液壓系統(tǒng)工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量、分離油液中的氣泡、沉淀油液中的污染物等[14]。油箱的有效容積：V式中：qv—為液壓泵的最大流量，L/min；a—為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，推薦值如表3.5。表3.5經(jīng)驗(yàn)系數(shù)a的推薦值系統(tǒng)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓機(jī)械冶金機(jī)械a1~22~45~76~1210已知液壓泵的總最大流量：q為減少液壓系統(tǒng)的體積和質(zhì)量，a取2。即：V油箱的整體體積：V=查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中油箱的公稱容量系列，取油箱的體積為160L。3.5單向閥的設(shè)計(jì)單向閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和職能符號(hào)如圖3.1所示，單向閥主要由閥芯、閥體和彈簧三部分組成。（a）單向閥的結(jié)構(gòu)（b）單向閥的職能符號(hào)圖3.11—閥芯；2—彈簧；3—閥體。3.5.1單向閥的工作原理液壓油從P1口流入時(shí)，液壓油克服彈簧的阻力，推動(dòng)單向閥閥芯往右運(yùn)動(dòng)，閥口打開，液壓油從P2口流出;液壓油從P2端口流入時(shí)，液壓油不能夠推動(dòng)閥芯往右方向運(yùn)動(dòng)，閥口不能打開，單向閥不能流通。3.5.2單向閥的設(shè)計(jì)計(jì)算3.5.2.1幾何尺寸的計(jì)算由上述計(jì)算選擇單向閥的最大壓力為P=16MPa,最大流量為Q=36L/min，開啟壓力為0.05MPa。（1）進(jìn)出油口直徑的計(jì)算：d≥0.463式中:Q—為單向閥的公稱流量,L/min；V—單向閥為進(jìn)出口直徑d處的油液流速，一般可取V=6m/s則單向閥進(jìn)出油口的直徑為：d≥0.463=1.13取單向閥進(jìn)出油口的直徑為12mm。（2）閥座內(nèi)孔的直徑DzD式子為經(jīng)驗(yàn)公式，式中d為單向閥進(jìn)出油口的直徑即：D（3）閥芯錐角的半角az和閥座錐角的半角a閥芯的錐角的半角az查詢資料得知，對(duì)于單向閥來說一般?。篴閥座錐角的半角：a即a（4）錐閥閥口最大開口量δ根據(jù)《液壓閥的設(shè)計(jì)與計(jì)算》中錐閥閥口的最大開口量公式，結(jié)合單向閥的情況得：δ式中：Q—公稱流量，L/min;C—錐閥流體系數(shù)，可取C=0.77,；Dz—閥座的內(nèi)孔直徑，cmaz—閥芯錐角的半角，°g—重力加速度，m/s;γ—油液重度，N/m3,γ=ρg,這里油液密度取ρ=900[?ps]s1—低開啟壓力時(shí)當(dāng)錐閥通過公稱流量時(shí)閥口壓力損失的設(shè)定值（MPa），可以取[?ps]s1=[?則

=≈0.27(5)最大通流面積在4bar的壓差時(shí)，流量為36L/min,閥口的最大通流為：A式中：Q—為公稱流量,L/min；αD—為流量系數(shù)，一般取0ρ—為油液密度，取密度為900kg/m3?P—為閥口的壓力差，MPa即：A(6)閥芯的徑向孔的直徑根據(jù)油液的流速的要求，閥芯的徑向孔的直徑為：d式中：Q—為公稱流量，L/min；Vaj—為閥芯徑向孔處油液的流速，可以取VajZ即：d≈0.83.5.2.2單向閥的受力計(jì)算和性能計(jì)算（1）閥芯即將開始移動(dòng)時(shí)所受的液壓作用力FF式中：Dz—為閥座內(nèi)孔的直徑,mm[PKq]?即：F（2）彈簧的剛度在高開啟壓力下，閥芯所受到的液壓作用力：F===所以彈簧的剛度：K===0.23（N/mm）式中：?F—為彈簧力的變化差，N；?X—為彈簧的最大工作行程，在設(shè)計(jì)單向閥的時(shí)候，一般將錐閥閥口最大開口量δmax作為彈簧的最大工作行程，mm（3）錐閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力查詢資料得，上流式錐閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的計(jì)算公式為F式中：C—為錐閥流量系數(shù)，可以去C=0.77；Dz—為閥座的內(nèi)孔直徑，cmδ—為錐閥閥口通過公稱流量時(shí)的閥口開口量，cm;?p—為當(dāng)錐閥閥口通過公稱流量時(shí)的壓力損失設(shè)定值,Mpa；α—為閥芯錐角的半角，°。對(duì)于單向閥而言，不要考慮方向性。即：F=0.77×9×0.27×0.09×sin90=1.684.液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算4.1壓力損失的驗(yàn)算4.1.1起升液壓系統(tǒng)的壓力損失的驗(yàn)算對(duì)于起升液壓系統(tǒng)，在驅(qū)動(dòng)貨叉提升負(fù)載的動(dòng)作過程中，根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品樣本，起升液壓系統(tǒng)的主要壓力損失如下表4.1所示：表4.1液壓元件壓力損失/MPa單向閥3（CIT-04-A1）0.04液控單向閥8（A1Y-Ha10B）0.4手動(dòng)換向閥6（4WMM6H50）0.05特殊流量調(diào)節(jié)閥7（VCDC-H-MF/(G1/2)）0.4即起升液壓系統(tǒng)的進(jìn)油管路的全部壓力損失為：?P=0.04+0.4+0.05+0.4=0.89即溢流閥14的調(diào)定壓力為：P=所以溢流閥14的實(shí)際調(diào)定壓力取為15Mpa是合適的。4.1.2傾斜液壓系統(tǒng)的壓力損失的驗(yàn)算對(duì)于傾斜液壓系統(tǒng)，在驅(qū)動(dòng)貨叉做傾斜動(dòng)作的過程中，根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品樣本，傾斜液壓系統(tǒng)的壓力損失如表4.2所示：表4.2液壓元件壓力損失/MPa單向閥4（DT8P1-02-05-10）0.035手動(dòng)換向閥5（DMG-02-3C6-W）0.15背壓閥和防氣穴閥11（MH1DBN10P2-20/050M）0.05即傾斜液壓系統(tǒng)的進(jìn)油管路的全部壓力損失為：?P=0.035+0.15+0.05=0.235即溢流閥13的調(diào)定壓力為P=所以溢流閥13的實(shí)際調(diào)定壓力為13Mpa是合適的。4.2液壓系統(tǒng)效率的計(jì)算液壓系統(tǒng)的效率指的是液壓執(zhí)行元件的輸出功率和液壓動(dòng)力元件的輸出功率之比，即：η式中：η—液壓系統(tǒng)的效率；pA—液壓執(zhí)行元件的工作壓力，MPaqA—液壓執(zhí)行元件的最大流量,L/minpP—液壓泵的輸出壓力,MPaqVP—液壓泵的輸出流量,L/即η4.3液壓系統(tǒng)發(fā)熱的計(jì)算叉車的液壓系統(tǒng)工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)貨叉動(dòng)作才輸出有效功率，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱能，從而使得油液的溫度升高。查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率計(jì)算公式為：P式中：P?r—為液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率，WPt—為液壓系統(tǒng)的總輸入功率，Pc—為液壓系統(tǒng)輸出的有效功率，W由上述計(jì)算得PP即P油液的溫差可計(jì)算為?T=式中：ρ—為油液的密度，取ρ=900Cp—為液壓油液的比定壓熱容，對(duì)于普通的石油型液壓油，Cp=qrv—為液壓泵流失的流量，qrv=qVP?即液壓系統(tǒng)造成的油液的溫度升高可計(jì)算為：?T==10.46(對(duì)于起升液壓系統(tǒng)，當(dāng)手動(dòng)換向閥位于中位的工作狀態(tài)時(shí)，貨叉正在放下負(fù)載或者沒有工作，這時(shí)液壓泵在卸荷狀態(tài)，損失的功率較??；當(dāng)貨叉處于提升負(fù)載的工作狀態(tài)時(shí)，液壓泵的流量大部分都流進(jìn)液壓缸，所損失的功率較小；當(dāng)貨叉將負(fù)載提升到頂端時(shí)，液壓泵以額定流量36L/min將油液從安全閥流回油箱，造成了很大的功率損失。假設(shè)液壓泵的流量90%通過安全閥流回油箱，則損失的功率：W==8100即起升液壓系統(tǒng)造成的油液溫度的升高可以計(jì)算為：?T=上述的溫度升高滿足行走機(jī)械的溫升范圍，由于上述情況只在貨叉將負(fù)載提升到頂端時(shí)才出現(xiàn)，所以叉車工作裝置的液壓系統(tǒng)不用設(shè)置冷卻器。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年里所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，開始發(fā)現(xiàn)了許多自己以前沒有掌握或不熟悉的知識(shí)點(diǎn)，如液壓