100t 平板车悬挂液压系统设计

1、2021-6-121 平板车悬挂液压系统设计平板车悬挂液压系统设计 小组成员：闫桂山小组成员：闫桂山 宋旭通宋旭通 张张 帅帅 孙永海孙永海 指导老师：郭指导老师：郭 锐锐 老老 师师 2021-6-122 目录目录 l课题背景课题背景 l悬挂机构简介悬挂机构简介 l悬挂机构可靠性分析悬挂机构可靠性分析 l 液压系统原理设计液压系统原理设计 l设计计算及元件选择设计计算及元件选择 l液压泵站的设计液压泵站的设计 l油箱设计油箱设计 l负载敏感泵仿真分析负载敏感泵仿真分析 lPLC控制回路模拟实验控制回路模拟实验 l液压系统调试及维护液压系统调试及维护 l项目感想项目感想 2021-6-123

2、课题背景课题背景 平板车概况平板车概况 平板车为平板车为“机一电一液机一电一液”一体化产品。全车采一体化产品。全车采 用用液压驱动、液压悬挂、独立转向和车架液压液压驱动、液压悬挂、独立转向和车架液压 调平调平等技术。整车由等技术。整车由车架、双驾驶室、动力部车架、双驾驶室、动力部 分、行走驱动部件、独立转向部件、液压悬挂分、行走驱动部件、独立转向部件、液压悬挂 以及液压系统、电气控制系统以及液压系统、电气控制系统等部分组成。等部分组成。 2021-6-124 课题背景课题背景 国内外研究现状国内外研究现状 国外研究概况：工程运输车最大特点是国外研究概况：工程运输车最大特点是液压驱动和液压驱动和

3、 升降升降，这项专利起源于，这项专利起源于德国德国重型车辆有限公司。主要重型车辆有限公司。主要 特点是：特点是：液压驱动系统为静液压系统液压驱动系统为静液压系统 液压管道防爆液压管道防爆 液压防滑液压防滑 国内研究概况：广泛国内研究概况：广泛引进国外先进产品的同时，积引进国外先进产品的同时，积 极掌握国外先进技术，研制发开符合中国国情的工业极掌握国外先进技术，研制发开符合中国国情的工业 用重型车辆。用重型车辆。典型企业有武汉天捷典型企业有武汉天捷 、河南郑州大方、河南郑州大方 桥梁机械股份有限公司等。桥梁机械股份有限公司等。 2021-6-125 悬挂机构简介悬挂机构简介 l液压悬挂系统能够根

4、据路面的液压悬挂系统能够根据路面的情况自动调整悬情况自动调整悬 挂液压缸的伸缩量，保证每个轮胎所承受的载挂液压缸的伸缩量，保证每个轮胎所承受的载 荷相同。荷相同。 l液压悬挂系统也是车身的液压悬挂系统也是车身的提升系统，可以均匀提升系统，可以均匀 抬高车身的高度，抬高车身的高度，当某一当某一轮胎需要更换轮胎需要更换时，可时，可 关闭这个轮胎的悬挂系统而使其它悬挂升起，关闭这个轮胎的悬挂系统而使其它悬挂升起， 要更换的轮胎被方便拆下而不需要其它设备。要更换的轮胎被方便拆下而不需要其它设备。 2021-6-126 平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 可靠性的定义可靠性的定义 可靠性是

5、以可靠性是以发生故障的难易程度发生故障的难易程度作为考虑问作为考虑问 题的题的出发点出发点，定量地用可靠度来衡量。可靠度，定量地用可靠度来衡量。可靠度 是用概率表示的产品的可靠性程度的，可定义是用概率表示的产品的可靠性程度的，可定义 为产品在为产品在规定的条件下和规定的时间内规定的条件下和规定的时间内，完成，完成 规定功能的规定功能的概率概率。 2021-6-127 平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架可靠性分析悬挂钢架可靠性分析 工程车工程车悬挂钢架悬挂钢架是工程车液压悬挂部件组中是工程车液压悬挂部件组中 的重要零件。在整车运行之中，的重要零件。在整车运行之中，它负责均

6、衡分它负责均衡分 配所有轮胎之间的载荷，使得承载均匀、运行配所有轮胎之间的载荷，使得承载均匀、运行 平稳，还负责整车的升降、转向工作。平稳，还负责整车的升降、转向工作。 2021-6-128 平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架受力分析悬挂钢架受力分析 G一液压悬架满载负荷；一液压悬架满载负荷； F一一液压油缸作用力；液压油缸作用力； N一一铰链约束反力。铰链约束反力。 2021-6-129 平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架悬挂钢架solidworks有限元分析有限元分析 定义材料的弹性模量定义材料的弹性模量E=210000 MPa，泊松比为，泊

7、松比为0.3，屈，屈 服极限为服极限为345MPa，密度为，密度为7850 ，采用，采用solid45单单 元对模型进行网格划分元对模型进行网格划分. 3 /kg m 2021-6-1210 平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架悬挂钢架solidworks有限元分析有限元分析 利用利用solidworks simulation求解器进行静力学分析，求解器进行静力学分析， 由变形和应力分布云图可以看出，对于悬臂的最大变形由变形和应力分布云图可以看出，对于悬臂的最大变形 为为0.04mm，最大应力出现在悬臂与油缸的连接孔处，约，最大应力出现在悬臂与油缸的连接孔处，约 为为10

8、4MPa。整个悬架受力比较均匀、状态良好。整个悬架受力比较均匀、状态良好。 2021-6-1211 平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架悬挂钢架solidworks有限元分析有限元分析 2021-6-1212 平板车悬挂机构动画仿真平板车悬挂机构动画仿真 2021-6-1213 平板车悬挂机构动画仿真平板车悬挂机构动画仿真 2021-6-1214 液压系统设计要点液压系统设计要点 负载敏感系统负载敏感系统 负载敏感系统是一个具有负载敏感系统是一个具有压差反压差反 馈馈，在，在流量指令流量指令下实现下实现泵对负载泵对负载 压力随动控制的闭环系统。压力随动控制的闭环系统。 负

9、载敏感系统是一种负载敏感系统是一种容积调速和容积调速和 节流调速相结合的调速系统，节流调速相结合的调速系统，使使 泵的泵的流量仅决定于系统回路中换流量仅决定于系统回路中换 向阀开口的大小，与负载压力无向阀开口的大小，与负载压力无 关。关。 该系统保证液压泵的该系统保证液压泵的压力和流量压力和流量 与系统所需的自动匹配与系统所需的自动匹配，具有节，具有节 能作用。能作用。 2021-6-1215 液压系统设计要点液压系统设计要点 负载敏感系统负载敏感系统 负荷敏感控制负荷敏感控制(LS)具有下列优点：具有下列优点： (1)液压元件的液压元件的寿命增长寿命增长，尤其是油泵的负荷比无，尤其是油泵的负

10、荷比无LS的系统小。的系统小。 (2)流量调节流量调节更快、更准确更快、更准确，与外负载无关。，与外负载无关。 (3)节能节能，系统根据工作需要提供压力和流量，无流量损失。，系统根据工作需要提供压力和流量，无流量损失。 (4)产生的热量少产生的热量少，只需要较小的冷却器或可不用冷却器。，只需要较小的冷却器或可不用冷却器。 (5)可使用比其他系统可使用比其他系统更少的油泵更少的油泵。 (6)噪声低噪声低。 由于负载敏感变量泵的流量能够根据工况和负载的变化自由于负载敏感变量泵的流量能够根据工况和负载的变化自 动调节，具有效率高、脉动小、噪声低等优点，动调节，具有效率高、脉动小、噪声低等优点，非常适

11、合平非常适合平 板车负载变化剧烈、工况变换频繁的特点。板车负载变化剧烈、工况变换频繁的特点。 2021-6-1216 液压系统设计要点液压系统设计要点 双管路防爆阀应用双管路防爆阀应用 防爆阀的防爆阀的B口连接执行机构悬挂缸，口连接执行机构悬挂缸，F口连接易爆危险管路口连接易爆危险管路。 从从B到到F由于节流的作用会产生一个压差。在管路工作正常的由于节流的作用会产生一个压差。在管路工作正常的 情况下，从情况下，从B到到F产生的压差不会超过弹簧力，阀芯维持一定产生的压差不会超过弹簧力，阀芯维持一定 的开口度，液压油可以正常流通。的开口度，液压油可以正常流通。如果危险管路出现问题，如果危险管路出现

12、问题， 从从B到到F的流量会大大的增加，当压差超过弹簧力时，阀芯会的流量会大大的增加，当压差超过弹簧力时，阀芯会 立刻关闭，立刻关闭，负载能够停留在管路破裂瞬间的位置上，直到负载能够停留在管路破裂瞬间的位置上，直到F 端恢复正常压力后，防爆阀方能开启。端恢复正常压力后，防爆阀方能开启。 2021-6-1217 液压系统设计要点液压系统设计要点 双管路防爆阀应用双管路防爆阀应用 基于基于系统的可靠性原理系统的可靠性原理， 采用并联采用并联冗余设计冗余设计，同一，同一 条悬挂液压软管上的防爆条悬挂液压软管上的防爆 阀反向安装，阀反向安装，一个用来封一个用来封 闭悬挂主系统一侧，一个闭悬挂主系统一侧

13、，一个 用来封闭悬挂缸。用来封闭悬挂缸。有效的有效的 克服了平板车软管破裂时，克服了平板车软管破裂时， 纵向稳定性失衡的问题。纵向稳定性失衡的问题。 2021-6-1218 液压系统设计要点液压系统设计要点 压力补偿阀的应用压力补偿阀的应用 进口压力补偿阀进口压力补偿阀：在车偏载时，能够保证：在车偏载时，能够保证多路阀的进口压差恒定，多路阀的进口压差恒定， 能使悬挂升降控制与负载大小无关，而能使悬挂升降控制与负载大小无关，而只和控制阀的阀芯开口大小只和控制阀的阀芯开口大小 成正比，提高了悬挂系统的平稳性。成正比，提高了悬挂系统的平稳性。 出口压力补偿阀出口压力补偿阀：对悬挂缸：对悬挂缸回流油液

14、进行流量调节回流油液进行流量调节，提高平板车，提高平板车 整车下降整车下降平稳性以及同步性平稳性以及同步性。 2021-6-1219 平板车液压悬挂系统设计平板车液压悬挂系统设计 2021-6-1220 悬挂系统设计计算及元件选择悬挂系统设计计算及元件选择 l确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数 l泵及发动机的选择泵及发动机的选择 l阀类元件的选择阀类元件的选择 l其他辅助元件的选择其他辅助元件的选择 2021-6-1221 液压泵站的设计液压泵站的设计 泵站设计要点泵站设计要点 液压泵站是液压泵站是液压系统的动力源液压系统的动力源，它向液压系统提供，它向液压系统提供 一定一定压力、流量压

15、力、流量的工作介质。液压泵站的工作介质。液压泵站由变量泵，由变量泵， 油箱组件，集成块组件，冷却系统等组成。油箱组件，集成块组件，冷却系统等组成。 2021-6-1222 油箱设计油箱设计 油箱的设计要点油箱的设计要点 （1）基本结构）基本结构 （2）吸、回、泄油口的设置）吸、回、泄油口的设置 （3）隔板的设置）隔板的设置 （4）空气滤清器与液位计的位置）空气滤清器与液位计的位置 （5）放油口与清洗口的设置）放油口与清洗口的设置 （6）密封装置）密封装置 （7）油温控制）油温控制 （8）油箱内壁的加工）油箱内壁的加工 2021-6-1223 油箱设计油箱设计 油箱的设计计算油箱的设计计算 l油

16、箱的有效容积：油箱的有效容积： qv液压泵每分钟排出压力油的容积液压泵每分钟排出压力油的容积 a液压经验系数液压经验系数 l油箱的外形尺寸：油箱的外形尺寸： 油箱尺寸高、宽、长之比可以取油箱尺寸高、宽、长之比可以取1：2：3， 液面高度达油箱高度的液面高度达油箱高度的0.8倍。倍。 v Va q 2021-6-1224 油箱设计油箱设计 2021-6-1225 PLC控制回路模拟实验控制回路模拟实验 由平板车悬挂机构原理，由平板车悬挂机构原理，一组模拟地面（负载缸）；一组模拟地面（负载缸）； 一组模拟悬挂缸。一组模拟悬挂缸。 B缸伸出，模拟水平地面行驶；缸伸出，模拟水平地面行驶； A缸伸出，缸伸出，B缸缩回，模拟遇到缸缩回，模拟遇到凸台凸台； A缸缩回，缸缩回，B缸伸出，模拟遇到缸伸出，模拟遇到凹处凹处。 2021-6-1226 PLC控制回路模拟实验控制回路模拟实验 2021-6-1227 液压系统安装、调试及维护液压系统安装、调试及维护 液压元件的安装液压元件的安装 l安装前元件应进行