液压动力性能计算设计计算书.docx

1、液压动力性能计算设计计算书编号：题目：运架机液压动力性能计算页数：计算者： 审核者：日期： 重要计算结果或修订意见 1、主要技术参数（计算条件）1. 发动机,共2台,功率2450KW,转速2100rpm。闭式泵用两套250+250串联泵。2. 变量马达: 车体共16轴，其中6个为主动轴，用24个变量马达51C80-1-A驱动,每个马达最大排量80ml/r,最小排量28ml/r。3. 架梁机自重600吨,载重900吨。4. 爬坡能力： 5. GFT60 轮边减速机速比：i=105.56. 驱动轮驱动半径：重载时：0.778m 空载时：0.870m7. 驱动扭矩如下表：负载总阻力(kN)负载总扭矩

2、(kN.m)马达数排量=总排量(ml/r)电控档位平道重载3752921680+828=1504平道空载150131 2428=6721.5%坡道重载600467 2480=19201.5%坡道空载2402091680+828=15042%坡道重载675525 2480=19202%坡道空载2702351680+828=15044坡道重载975759 2480=19204坡道空载3903391680+828=1504 8. 根据压力降额匹配的原则闭式系统额定压力PH=（0.50.6）Pm（Pm为元件峰值压力），既可保证元件有合理的工作寿命，又可满足运梁车波动的载荷工况的要求；由于运梁车起动加速

3、阶段速度较低，液压元件效率较低，运梁车制动时所需扭矩较大并考虑到液压冲击对液压密封带来的影响，所以系统调定切断压力33MPa、溢流阀开启压力35MPa。9. 其它开式回路参数计算请参阅各相关执行部件计算书。2、计算依据2.1 引用的标准和规范：京沪高速铁路运架设备研制技术条件 铁道部高速办函200323号液压系统通用技术条件 GB/T3766液压气动系统及元件 公称压力系列 GB2346液压缸气动系统及元件 缸内径及活塞 杆外径系列 GB/T2348液压气动图形符号 GB/T786.1液压泵站油箱公称容量系列 JB/T79382.2 参考文献： 1） 哈尔滨工业大学 曾祥荣、叶文柄、吴沛荣主编

4、 液压传动 国防工业出版社 19802）浙江大学 林建亚、华中工学院 何存兴主编 液压元件 机械工业出版社 19883）雷天觉 新编液压工程手册 北京理工大学出版社 20004）萨奥-丹佛斯-大金公司 静液压驱动产品综合样本5）博世力士乐（中国）有限公司 减速机样本6）北京华德液压工业集团有限公司 液压阀样本7）四川长江液压件有限公司 多路换向阀、工程液压缸样本8）姚怀新 行走机械液压传动与控制 人民交通出版社 2002 3、闭式行走液压系统计算 3.1重载平道上计算（马达排量 1680+828=1504）油泵理论最大供油量: Q=42502100/1000=2100 l/min油泵实际最大供

5、油量: Q1 =21000.95=1995 l/min油泵实际最大供油量时马达实际转速：nm=1000 Q1v/vg=100019950.95/1504=1260rpm。轮胎转速：n1=nm/i=1260/105.5=11.94rpm走行速度：V=2r n160/1000=20.77811.9460/1000=3.5km/h发动机功率计算：1.马达需要输出扭矩：80ml/r马达扭矩分配系数： 28ml/r马达扭矩分配系数： 1个80ml/r马达需要输出扭矩：（减速机效率=0.9）1个28ml/r马达需要输出扭矩：2.马达压差P（取mb=0.9）据：PQmb=P nmqvmb=2 nmT得：P2

6、 T/( qvmb)80ml/r马达压差:P1=2163/(800.9)=14.2 MPa28ml/r马达压差:P2=257/(280.9)=14.2MPa4. 发动机走行功率（设管路损失1.0 Mpa，则泵压差P=15.2 Mpa，分动箱与泵的效率为=0.980.92=0.9）N总/, P=15.2 MPa, Q=2100 l/minN总=15.22100/(600.9)= 591KW3.2重载1.5坡道上计算（马达排量2480=1920ml/r）1.马达需要输出扭矩：1个80ml/r马达需要输出扭矩：（减速机效率=0.9）2.马达压差P ( 取mb=0.9)据：PQmb=P nmqvmb=

7、2 nmT得：P2 T/( qvmb)= 2204.9/(800.9)=17.9 MPa考虑到整车在走行同时有转向、补油泵、散热等功率消耗，另加194KW辅助功率，选定发动机功率4472=894KW，按闭式系统走行功率700KW进行工况匹配。3.油泵能提供的供油量 Q（由于泵在部分排量时效率降低取分动箱与泵的效率为=0.980.9=0.88）据：，18.9 MPa, =0.88, N=700KW得：Q=60N/P=607000.88/18.9=1955L/min所以在此工况下要减小（司机手柄回拉）泵的排量，否则柴油机功率不够。排量比Br=1955/2100=0.934.马达转速nm=1000Q

8、v/24vg=100019550.95/(2480)=967rpm。5.轮胎转速：n1=nm/i=967/105.5=9.17rpm6.走行速度：V=2r n160/1000=20.7789.1760/1000=2.69 km/h3.3重载2坡道上计算（马达排量2480=1920ml/r）1.马达需要输出扭矩：1个80ml/r马达需要输出扭矩：（减速机效率=0.9）2.马达压差P ( 取mb=0.9)据：PQmb=P nmqvmb=2 nmT得：P2 T/( qvmb)= 2230.4/(800.9)=20.1 MPa考虑到整车在走行同时有转向、补油泵、散热等功率消耗，另加194KW辅助功率，

9、选定发动机功率4472=894KW，按闭式系统走行功率700KW进行工况匹配。3.油泵能提供的供油量 Q（由于泵在部分排量时效率降低取分动箱与泵的效率为=0.980.9=0.88）据：，21.1 MPa, =0.88, N=700KW得：Q=60N/P=607000.88/21.1=1751L/min所以在此工况下要减小（司机手柄回拉）泵的排量，否则柴油机功率不够。排量比Br=1751/2100=0.834.马达转速nm=1000Qv/24vg=100017510.95/(2480)=866rpm。5.轮胎转速：n1=nm/i=866/105.5=8.21rpm6.走行速度：V=2r n160

10、/1000=20.7788.2160/1000=2.41 km/h3.4重载4坡道上计算（马达排量2280=1760，泵减小排量工作）1.一个马达需要的最大扭矩（减速机效率=0.9）2.马达压差P ( 取mb=0.9)据：PQmb=P nmqvmb=2 nmT得：P2 T/( qvmb)= 2333.1/(800.9)=29.1 MPa3.油泵能提供的供油量 Q（由于泵在部分排量时效率降低取分动箱与泵的效率为=0.980.9=0.88）据：，30.1 MPa, =0.88, N=720KW得：Q=60N/P=607000.88/30.1=1227l/min所以在此工况下要减小（司机手柄回拉）泵

11、的排量，否则柴油机功率不够。排量比Br=1227/2100=0.584.马达转速nm=1000Qv/24vg=100012270.95/(2480)=607rpm。5.轮胎转速：n1=nm/i=607/105.5=5.75 rpm6.走行速度：V=2r n160/1000=20.7785.9560/1000=1.74 km/h3.5空载平道上计算(马达排量2428=672)1一个马达需要的最大扭矩（减速机效率=0.9）2. 马达压差P（马达在小排量时效率较低取mb=0.8）据：PQmb=P nmqvmb=2 nmT得：P2 T/( qvmb)= 257.5/(280.8)=16.1 MPa3.

12、 马达转速：nm=1000 Q1v/28vg=100019950.95/(2428)=2820rpm4. 轮胎转速：n1=nm/I=2820/105.5=26.7rpm5. 走行速度：V=2r n160/1000=20.8726.760/1000=8.75 km/h6. 发动机理论功率：据：，18.6 MPa, =0.9，N=16.12100/(600.9)=626KW3.6空载1.5%坡道上计算(马达排量1680+828=1504)1.1个80ml/r马达需要输出扭矩：（减速机效率=0.9）1个28ml/r马达需要输出扭矩：2. 马达压差P（取mb=0.9）据：PQmb=P nmqvmb=2

13、 nmT得：P2 T/( qvmb)= 2117/(800.9)=10.2Mpa4.马达转速nm=1000 Q1v/1504=100019950.95/1504=1260rpm5.轮胎转速：n1=nm/i=1260/105.5=11.9 rpm6.走行速度：V=2r n160/1000=20.8711.960/1000=3.9 km/h7.发动机理论功率：据：，11.2 MPa, =0.9, N=11.22100/(600.9)=435KW3.7空载2%坡道上计算(马达排量1680+828=1504)1.1个80ml/r马达需要输出扭矩：（减速机效率=0.9）1个28ml/r马达需要输出扭矩：

14、2. 马达压差P（取mb=0.9）据：PQmb=P nmqvmb=2 nmT得：P2 T/( qvmb)= 2132/(800.9)=11.5Mpa4.马达转速nm=1000 Q1v/1504=100019950.95/1504=1260rpm5.轮胎转速：n1=nm/i=1260/105.5=11.9 rpm6.走行速度：V=2r n160/1000=20.8711.960/1000=3.9 km/h7.发动机理论功率：据：，12.5 MPa, =0.9, N=12.52100/(600.9)=489KW3.8空载4%坡道上计算(马达排量1680+828=1504)1.1个80ml/r马达需

15、要输出扭矩：（减速机效率=0.9）1个28ml/r马达需要输出扭矩：2. 马达压差P（取mb=0.9）据：PQmb=P nmqvmb=2 nmT得：P2 T/( qvmb)= 2190/(800.9)=16.5Mpa4.马达转速nm=1000 Q1v/1504=100019950.95/1504=1260rpm5.轮胎转速：n1=nm/i=1260/105.5=11.9 rpm6.走行速度：V=2r n160/1000=20.8711.960/1000=3.9 km/h7.发动机理论功率：据：，17.5 MPa, =0.9, N=17.52100/(600.9)=680KW3.11计算结果泵压

16、差MPa系统压力MPa泵最大排量qmax（ml/r）马达排量ml/r马达转速rpm走行速度km/h走行理论功率KW选用功率KW重载平道15.217.72501680+82812603.5591894空载平道17.119.6250242828208.75626重载1.5%坡道19.922.42500.9324809672.69700空载1.5%坡道10.212.7250880+142812603.9435重载2%坡道21.123.62500.8324808662.41700空载2%坡道12.515250880+1428 12603.9489重载4%坡道30.132.62500.582480607

17、1.74700空载4%坡道17.520250880+142812603.96803.11计算结果泵压差MPa泵最大排量qmax（ml/r）马达排量ml/r马达转速rpm减速机输出扭矩Nm走行速度km/h走行理论功率KW选用功率KW重载平道15.22501680+8281260204283.5591894空载平道17.12502428282080478.75626重载1.5%坡道19.92500.932480967267452.69700空载1.5%坡道10.2250880+14281260137083.9435重载2%坡道21.12500.832480866283572.41700空载2%坡道12.5250880+1428 1260167993.9489重载4%坡道30.12500.582480607404521.74700空载4%坡道17.5250880+14281260235193.9680考虑到发动机还需带其它开式泵并需自身散热及发电等，另加180kw转向等辅助功率，发动机总功率为894kw，并按发动机分给闭式系统的最大持续功率700kw对其他工况（档位）进行参数匹配。上表格减速机输出扭矩为理论值，在走行两侧不同步时，可能出现的单个减速机输出扭矩47037Nm，最大制动扭矩76487.5 Nm。