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1、
液壓馬達(dá)的選取
一、 依據(jù)汽車?yán)碚?
汽車?yán)碚摪l(fā)動機(jī)功率計(jì)算公式:
Pe
1
Gf ua max
CD A ua3
max
T
3600
76140
uamax ——汽車的速度, km/h
Pe ——發(fā)動機(jī)功率, kw
按照汽車?yán)碚摚?
條件假定: F 遷=45000N, 0.8 , v=0.12m/s , r=155mm
P= F遷 v
2 T
T ——效率系數(shù),取為 0.95
P= F遷 v =2.84kw
2 T
二、液壓原理
油
2、馬達(dá)的選擇
一、已知參數(shù)
(一)單軌吊牽引機(jī)構(gòu)要求的牽引力
F=45000N
(二) 牽引速度
V=0.12m/s
(三) 摩擦輪直徑
1
D=310mm
(四) 傳動方式
油馬達(dá)直接帶動摩擦輪
二、結(jié)構(gòu)型式的選擇
因?yàn)闋恳^大,因此,要求傳遞的扭矩也較高,并且
轉(zhuǎn)速較低,所以采用徑向柱塞式低速大扭矩內(nèi)曲線液壓馬
達(dá)。
內(nèi)曲線液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)類型也很多,其柱塞付有以橫梁
傳遞側(cè)向力的,也有以柱塞直接傳遞側(cè)向力
3、的。根據(jù)參數(shù)要
求,并根據(jù)目前國內(nèi)內(nèi)曲線油馬達(dá)設(shè)計(jì)試驗(yàn)情況,柱塞付的
結(jié)構(gòu)形式采用以橫梁傳遞側(cè)向力,這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比
較簡單,加工方便,工作也很可靠。
三、參數(shù)計(jì)算
(一 )油馬達(dá)的輸出扭矩 M
扭矩計(jì)算公式: M F D
1
2
m1
式中: m1 ——傳動的機(jī)械效率,取 m1 =0.95
M F D
1
22500 0.155
1
3671.053 (N?m)
2
m1
0.95
(二 )油馬達(dá)理論每轉(zhuǎn)排油量 q
q
M
4、
159 P m
式中: P ——油馬達(dá)壓力差 , MPa
P =16MPa
2
m ——油馬達(dá)機(jī)械效率,取 m =0.9
所以, q= 3671.053
1.603 (l/r)
159
16
0.9
(三 )油馬達(dá)的結(jié)構(gòu)參數(shù)取為:
柱塞直徑 d
每排柱塞數(shù) Z
柱塞行程 h
柱塞排數(shù) i
作用次數(shù) x
故實(shí)際上馬達(dá)理論每轉(zhuǎn)排油量
2 3
q d h z i x 10
油馬達(dá)實(shí)際輸出扭矩
M= 1.59 P m q
5、
(四)油馬達(dá)轉(zhuǎn)速 n
n= v
7.2
7.4(r/min)
D
0.31
(五)油馬達(dá)所需流量 Q
Q=q n 1`
v
式中, v ——油馬達(dá)容積效率,取 v =0.9
所以, Q=1.603 7.4
1 =13.2(l/min)
0.9
(六)油馬達(dá)輸出功率為:
P= p Q
v m = 160 13.2 0.9 0.9 2.796( kw )
612
612
在選擇液壓馬達(dá)時(shí)需要考慮工作壓力、轉(zhuǎn)速范圍、運(yùn)
行扭矩、總效率、 容積效率、滑差率以及安裝等因素和條
6、
3
件。首先根據(jù)使用條件和要求確定馬達(dá)的種類, 并根據(jù)系
統(tǒng)所需的轉(zhuǎn)速和扭矩以及馬達(dá)的持性曲線確定壓力壓力降、流量和總效率。然后確定其他管路配件和附件。
選樣液壓馬達(dá)時(shí)還要注意以下問題:
①由于受液壓馬達(dá)承載能力的限制,不得同時(shí)采用最高壓力和最高轉(zhuǎn)速,同時(shí)還耍考慮液壓馬達(dá)輸出軸承受徑向負(fù)載和軸向負(fù)載的能力。
②在系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和負(fù)載一定的前提下。選用小排量液壓馬達(dá)可使系統(tǒng)造價(jià)降低,但系統(tǒng)壓力高,使用壽命短;選用大排量液壓馬達(dá)則使系統(tǒng)造價(jià)升高.但系統(tǒng)壓力低,使用壽命長。至于使用大排量還是小排量液壓馬達(dá)需要綜合考慮。
7、③對于需要低速遠(yuǎn)行的液壓馬達(dá),要核定其最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)
速,并且為了沒汁液壓馬達(dá)在極低轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行,液壓馬
達(dá)的泄漏必須恒定,負(fù)載也需恒定,還要求 0.3— 0.5MPa 的
系統(tǒng)背壓以及至少 35rnm3/ s 的油液粘度。
④馬達(dá)的起動力矩應(yīng)大于負(fù)載力矩,一般起動力矩
M o=0.95M
三、結(jié)論
選用徑向柱塞式液壓馬達(dá),功率 P=3kw, 轉(zhuǎn) 矩 M ≥
3672N .m , 工作轉(zhuǎn)速 n≤7r/min
液壓馬達(dá)組件已選定: 1FMS05-2
4
8、
液壓缸的選取
F 遷 =45000N, 0.4 ,
N
F遷
N = 28125N
4
假定液壓系統(tǒng)壓力能達(dá)到 18MPa
根據(jù)工作要求我們缸在收回后要達(dá)到 28125 的拉力,則
D 2 d 2 P 28500 D 2 d 2 0.00202 m2
4
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊, 我們選擇液壓缸內(nèi)徑 D 為 80/63mm,
即能達(dá)要要求, 活塞桿直徑 d 取 56/40mm 即能達(dá)要工作要求。
外徑 95/83mm 。
壓縮彈簧的選取
為了考慮在最在載荷的作用下,
9、各圈之間要保留一定的
間 1 。 1 的大小一般推薦為:
1 0.1d 0.2mm, d 為彈簧絲的直徑, mm
1.根據(jù)工作條件選擇材料并確定其許用應(yīng)力
因彈簧在大載荷作用下,并且性能要求高,是重要的彈
簧,按第Ⅲ類來考慮,現(xiàn)選用 65Mn 彈簧絲 D 級,內(nèi)徑為
D1≥ 120mm(液壓缸的外徑待選) , 外徑 D 2≤150mm ,估取
彈 簧 絲 的 直 徑 為 16mm , 根 據(jù) 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 表 16 —
3 B =1600MPa,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 16—2 可知 [ ]=800 MPa
10、
2.根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算彈簧鋼絲直徑
5
現(xiàn)取旋繞比 C=6,則
K
4C
1
0.615
4C
4
1.25
C
d
'
1.6
Fmax KC
28125 1.25 6
[
1.6
mm 25.98mm
]
800
取 d=25mm, 取 D=125mm , C= D =5,計(jì)算得 K=1.3105 ,
C
于是
d
'
1.6
Fmax KC
28125 1.311 5
1.6
mm 24.288
11、mm
[ ]
800
上值與原估取值相差較小,取彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑為
d=25mm 。此時(shí) D=125mm, 則
D2=150mm 能與我們所設(shè)計(jì)的側(cè)板孔相符合。
3.根據(jù)剛度條件計(jì)算圈數(shù)
取 max 200mm
k F 140.625N / mm
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 16— 2 取 G=80000MPa,則彈簧的圈數(shù)
為
Gd 4
80000
254
n
3kF
8 1253
14.2
8D
140.625
取 n=15 圈。此時(shí)彈簧的剛度為
k F
12、 14.2
140.625
133.333N / mm
15
4.相關(guān)參數(shù)計(jì)算
取節(jié)距 p=0.4D=43.75mm
自由高度: H0=pn+3d=637.5mm
下面要做有限分析實(shí)驗(yàn)對設(shè)計(jì)的彈簧做驗(yàn)證。
6
壓力( N )5000
10000
15000
28125
位移( mm) 33.89
67.91
102.1
192.5
剛度
147.54
147.25
146.91
146.1
(N/mm)
7