YZJ10C压路机计算.docx

1、YZJ10C压路机计算一、YZJ10C型振动压路机液压系统设计计算一驱动液压系统设计计算 【1】总体计算确定的参数 系统压力P0=35MPa 驱动桥的总传动比iFD=24.25 变速箱传动比 iI=3.699 iII=2.025 iIII=1.0 【2】驱动马达最大排量的确定 1后轮行驶时所能产生的最大牵引力 F=mW m：后轮轮胎与土的最大附着系数，取m=0.7 W：后轮驱动轴上分配质量产生的载荷，W=536104(N) F=0.7536104=3.752104(N) 2作用于后轮上相应扭矩 M=Fr 式中：r-动力半径（cm),轮胎由表查出，r=0656 3马达输出扭矩 MM=M/（iFD

2、h） h：后轮驱动机械效率，取h=0.85 4驱动马达排量 q=628Fr/（iFDiIhP0hM） hM：马达机械效率，取hM=0.99 q=6283.7521040.656/（24.253.699350.90.99） =55.2cm3/r 根据上述计算，选择SAUER-SUNDSTRAND公司生产的SMF21型马达 标准qm=51.6cm3/r【3】计算马达转速（r/min) nm=60VmaxiFDiIII/(2 r) Vmax-压路机最大前进和后退速度（) nm=6024/（3.66.280.656）124.25=2355r/min【4】根据标准qm计算系统流量Q（m3/s） Q =

3、nm qm/60 v =51.6235510-6/（600.95） =0.00213 m3/s【5】计算泵的排量（m3/r） qpmax=60Q/（neipd pv） 式中：ne -发动机额定转速r/min ipd -分动箱传动比 pv -泵的容积效率,取 pv=0.99qpmax= 602.1310-3/（24000.9780.99） =54.910-6m3/r 取qpmax=51.6ml/r,为SAUER-SUNDSTRAND公司生产的SP21型泵 选其生产的SMF21型马达Q=nq=240051.610-3=123.8L/min 【6】计算折算到发动机的最大功率H H=P1Q/（ pv

4、pm pd）103 式中： pm -泵的机械效率，取0.94 pd -分动箱的机械效率，取0.97-0.98 H=35123.8103/（600.940.98） =78.4kw【7】验算最大的压路机行驶速度Vmax（m/s） Vmax=2 rQ/(qmifdigear) =6.28656123.8/（51.624.2560） =6.79m/s二、液压振动系统的设计计算1.液压振动系统主要是在总体参数计算确定的基础上，根据拟定的液压系统图，选择泵和马达.总体计算确定的参数应有：振动功率Nv=3.65Mg/1000=3.655.02103/1000=18.3kw开式系统： 额定 工作压力P1=12

5、0bar,回油背压P2=10bar, 压力差 P=P1-P2=110bar.2.设计计算过程：【1】计算马达排量qm（ml/r)qm=Nv mv mm/（ Pf）由马达样本查得 mv=0.99, mm=0.94则qm=18.30.990.94（11030）10=51.57ml/r【2】重新计算 P=18.30.940.99/（62.730） =90.5bar考虑实际情况，取P2=20barP1= P+P2 =90.5+20 =110.5bar【3】马达转速nm=60f=1800rpm由上面确定参数选择美国commerical Hydraulic 液压马达，型号为M51A型.【4】计算系统流量Q

6、（l/min） Q=60fqm10-3/ mv =603062.7/0.99 =114l/min【5】计算泵排量qpqp=Q1000/（neipd pv） =1141000/（24000.9780.99） =49.1ml/r选qp=48.5ml/r np=neipd=24000.978 =2347rpm选择 commerical 公司P31D型液压泵.np=2400rpm【6】计算折算到发动机上的振动功率H（kw） H=P1Q/（600 pm pv mm pd mv） =110.5114/（6000.940.980.940.9780.99） 25kw【7】总效率： = pm pv mm pd

7、mv =0.838【8】由系统的压力P1和流量Q选择相应的参数和结构型式.三、转向系统设计计算（一）操纵系统的计算【1】操纵力的计算：操纵力主要由全液压转向器转动力矩M来定MF（N）F：操纵力d：方向盘直径M：转向器转动力矩取M=5NF=M/d=5/0.375=13.3N【2】转向阻力矩计算 轮胎23.1 宽度23.125.4=586mm 载荷分布： 前桥：5020Kg 后桥： 5470Kg 阻力矩M阻=fG（a2+k2）1/2 =8600Nm f:轮胎组合摩擦系数，取f=o.2 G:桥的载荷重量，5470Kg （a2+k2）1/2:转动力臂 k2=b2/8(b=0.586m) k=0.207

8、 a=0.5C（C为轮距） C=1.55m a=0.775m【3】转向时间计算 交叉连接油缸的容积V V=0.785（2D2-d2）S=2865cm3 D:缸筒直径：D=9cm d:活塞杆直径：d=4cm S:油缸行程S=25cm. 转向时间计算： t=V/Q Q:流进油缸的流量当发动机转速为650转/分时，转向时间： t650=286560/（1006500.16140.93） =17秒当发动机转速为2400转/分，转向时间 t2400=286560/（10024000.16140.93） =4.70秒（二）转向液压系统的计算1.油泵参数转向与振动泵选用美国commerical 公司的P31

9、D578BI0G15-25RBAB5-1型双联泵【1】油泵的实际流量Q Q=nq =24000.016140.98 =36.02l/min n:油泵转速 q1:公称排量：q=0.01614l/r :容积效率： =0.98 Q：转向泵流量【2】油泵的驱动功率（不计振动泵） Nmax=PmaxQ/（612 ） =14036.02/（6120.92） =9KW【3】油泵轴的扭矩M M=974N/n=322Nm【4】油泵油口流量V V=21.22Q/d2 Q:过泵口流量，取Q=34l/min d:泵口直径进油口流速：V=21.2234/31.752 =0.72m/s出油口流速：V=21.2234/19

10、.052 =1.99m/s对振动泵： 进油口：V=21.22114/31.752=2.40m/s 出油口：V=21.22114/25.42=3.75m/s2转向缸的计算【1】转向油缸的往复推力：F1=0.785 D2（P1-P0）+d2P0 m 大腔进油 F2=0.785 D2（P1-P0）-d2P1 m 小腔进油 F1:大腔产生的推力（kgf）F2:小腔产生的推力（kgf）P1:进油口压力（kgf/cm）,P1max=140barP0:回油口压力（kgf/cm），P0max=5barD:缸筒直径，D=9d:活塞杆直径，d=4cm m:液压缸的机械效率取 m=0.98F1max=0.785 9

11、2（140-5）+425 0.98 =8720kgfF2max=0.785 92（140-5）-42140 0.98 =6689kgf【2 】转向油缸伸缩长度与力臂长度计算R=(OD2+BD2)1/2=（6402+2252）1/2 =661.4mmH=（AC2+CO2）1/2=（182+1952)1/2 =196mml右=（H2+R2-2HRCOS )1/2r右=OE=RHSIN 右/l右 0=（AC/OC）= tg-1（195/18）=84.730 0=tg-1（BD/OD） =tg-1（225/622）=19.890转向油缸最小安装距=520mm转向油缸最大安装距=770mm转向转角Q =

12、(180o- o- o ) Q COS SIN l右 r右 l右r左38o37.4o0.79540.6073520151.3760156.5 左35o40.4o0.76150.6481527159.3752161.530o45.4o0.70220.7120543170.2738169.225o50.4o0.63740.7705559179.2723176.3 转20o55.4o0.56780.8231573186.1707182.415o60.4o0.49390.8695589191.3691187.510o65.4o0.41470.9092607194.1674191.65o70.4o0.3

13、3550.9421623195.9657194.40o75.4o0.25210.9677640196.0640196.05o80.4o0.16680.9860659194.4623195.9 右10o85.4o0.08020.9968679191.6607194.115o90.4o-0.00700.9999695187.5589191.320o95.4o-0.09410.9956707182.4573186.1 转25o100.4o-0.18050.9836728176.3557179.230o105.4o-0.26560.9641745169.2542170.235o110.4o-0.348

14、60.9373758161.5527159.338o113.4o-0.39710.9178770156.5520151.3转向油缸行程=770-520=250mm转向油缸往复 速度最大平均 V=240/4.7=51.5mm/s rmax=241.1mm力臂变化曲线【3】 转向油缸产生的最大转向力矩MM=F1r右+F2r左（kgf.m）从一极限位置至另一极限位置的最大转向力矩（右380左380）38o35o30o25o20o15o10o5o0o5o10o15o20o25o30o35o38o236624692616274228432922297430093020300629692915283527

15、36261424742377【4】转向缸缸筒壁厚计算按薄壁缸筒计算按缸筒三向应力由第二强度理论计算 =D/2(（ +0.4Pp）/（ -1.3Pp）)1/2-1) : 缸筒壁厚（cm）D:缸筒内径（cm）.D=9cm :许用应力Pp:液压缸的最大工作压力；Pp=160bar = B/n=800kgf/cm2 B:缸筒材料的抗拉强度极限，对20钢 B=4000kgf/cm2n:安全系数，取n=5代入式中 =4.5( （800+0.4160）/（800-1.3160） 1/2-1) =0.93cm取 =0.9cm【5】转向缸的稳定性计算转向缸的稳定条件为F=Fk/nkF:活塞杆的最大推力F=P1A

16、1-P2A2= 14092-10（92-42） 0.785=8391KgfFk:转向缸稳定临界力nk:纵向弯曲安全系数，一般取nk=2-4 = l/i :活塞杆计算柔度 ：长度折算系数，对两端球绞 =1l:活塞杆计算长度，l=77cmi:活塞杆横断回转半径，对圆断面i=d/4 =1774/4=77用欧拉公式Pk 2EJ1/（ l）2E:弹性系数，对45钢取E=2.1106kgf/cm2J1:活塞杆横断的最小惯性矩.J1= d4/64代入计算：Fk=3.1422.11063.1444/（177264） =43862kg将F、Fk、nk代入计算式Fk/F=45622/8391=5.442-4所以转

17、向缸稳定性满足要求【6】活塞杆强度验算判别最大挠度点位置的x值x=1.57（EJ1/F）1/2=2280（J1/F）1/2 =88.2cm当l/a5且x l1时，转向缸的初始挠度值 0 0=（ 1+ 2）l1l2/（2al）+Gl1l2COS /（2Fl）（cm） 1:活塞杆与导向套的配合间隙， 1=0.0089cm 2:活塞与缸筒内壁的配合间隙， 2=0.0202cml1:活塞杆头部销轴孔至导向中心A的距离，l1=34.4cml2:缸底尾部销轴孔至导向中心A的距离，l2=42.6cml:转向缸最大安装距，l=77cma:活塞杆全部外伸时，导向套滑动面前端至活塞滑动面后端的距离，a=6.3cm

18、F:转向缸最大推力：F=8391kgfG:转向缸自重，G=34kgf :油缸轴线与水平面的交角 =0 0=（0.0089+0.0202）34.442.6/（6.377） +3434.442.6/（2839177） =0.124cm活塞杆在偏心载荷作用下的合成应力 =F/A+F 0/WA活塞杆断面积A=12.56cm2W：活塞杆断面模数，W= d3/32=6.28cm3 =8391/12.56+83910.124/6.28=835kgf/cm2对调质45钢 s=3600kgf/cm2,安全系数为 n= s/ =3600/835=4.31.4所以活塞杆强度满足要求【7】转向缸缸筒和缸头焊缝计算焊缝

19、应力 =F/ 0.785（D12d12） =506kgf/cm2F:大腔产生的推力，F=140 D2/4=8902kgfD1:油缸外径，D1=10.8cmd1:焊缝底径，d1=9.2cmD:缸筒内径，D=9cm :焊接效率，取 =0.7安全系数 n= b/ =4000/506=7.92-4焊缝强度符合要求【8】活塞与活塞杆螺纹联接计算螺纹处的拉应力： =KF/（0.785d22） =1.47143.5/（0.7852.822） =1602kgf/cm2螺纹处的剪应力 =K1KFd0（0.2d23）=0.121.47143.53/（0.22.823） 803kgf/cm2合成应力 n=（ 2+3 2）1/2=2122kgf/cm2许用应力= s/n=5500/1.4=3929kgf/cm2 n 安全F:小腔产生的拉力，F=7143.5kgfd2:螺纹内径， d2=d0-1.224t=2.82cmd0:螺纹直径，d0= 3.0cmk:拧紧螺纹系数取k=1.4 s:螺钉材料的屈服强度，对Cr取 s5500kgf/cm2n:安全系数取n=1.4k1:螺纹连接摩擦系数，取k1=0.12