螺旋采样机的液压系统设计.docx

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1、本科毕业论文（设计）论文题目：螺旋采样机的液压系统设计摘要螺旋采样机主要运用于煤矿企业商品煤采样,在采制化中的起到重要的作用，该文提出了一种采样机液压系统控制的设计方案。根据螺旋采样机的工作特点，进行工况分析，设计出满足工作要求的螺旋采样机液压传动系统，对系统中各元件重要参数进行设计计算，并完成选型，最后对系统性能进行了性能验算。关键词：螺旋采样机、液压系统、设计论文类型：工程设计AbstractSpiralsamplingmachineismainlyusedincoalminingenterprisescommercialcoalsampling,playsanimportantrolei

2、nmining,thepaperputsforwardasamplingmachinehydraulicsystemcontroldesignscheme.Accordingtotheworkingcharacteristicsofthescrewsamplingmachine,theworkingconditionanalysisiscarriedout,thehydraulictransmissionsystemofthescrewsamplingmachineisdesignedtomeettheworkrequirements,theimportantParameterSofeachc

3、omponentinthesystemaredesignedandcalculated,andtheselectioniscompleted,andfinallytheperformanceofthesystemperformanceisverified.KeyWords:Screwsampler,hydraulicsystem,designThesistype:TheoreticalResearch1绪论11.1研究意义11.3研究内容22总体方案设计32.1 汽车自动煤矿采样机工作原理32.2 液压系统设计33液压元件设计与选型83.1球塞马达的计算83.1.1球塞马达的工况和要求83.1

4、.2液压马达计算83.1.3进入液压马达最大流量的计算83.1.4球塞马达的选型83.2 液压阀的计算与选型93.2.1 2.1关于阀类元件的选择原则93.2.2 关于叠加式单向节流阀的选型93.2.3 关于叠加式液控单向阀的选择103.2.4 2.4对于换向阀的选择113.2.5 单向阀的选择113.3 电机泵组的计算选型123.3.1液压泵的计算选型川123.3.2白U于条133.3.2电机泵组的验算133.3.4泵出口处电磁溢流阀的选择133.3.5进油滤油器选择143.1油箱容量的计算及其附件的选择153.4.1计算油箱容量153.4.2选择液面计163.4.3本举,.rLA2ifZ1

5、63.4.4加热器的计算选型163.4.5(Ltf3号白J本*173.5 液压工作介质的选择173.6 已品各f173.6.1公称直径的计算公式173.6.2液压泵吸油管路的计算183.6.3系统压油管路的计算183.6.4叵I油管路的计算183.6.5泵出口软管的计算183.6.6其他管路公称通径以及管道厚度的计算183. 7其它液压辅助元件的选择193 .7.1压力表的选择194 .7.2J*IxJJ口J1节194液压系统的性能验算214. 1液压系统压力损失214.2液压系统的发热温升计算211.1.1 2.1计算液压系统的发热功率211.1.2 关于液压控制系统系统的散热功率231.1

6、.3 计算油箱容量根据散热要求24总结26参考文献26致谢271绪论1.1 研究意义当前，尽管采煤厂推动了智能工程，但多数智能工程的实现都是基于煤质参数。检验过程中取样至关重要：采样偏差占75%,制样偏差约占20乐化验偏差约占5%o故采样并不具备代表性，而按照煤质指标反馈进行的后续智能化工作也将没有意义，因而螺旋采样机会增加采样代表性。1.2 研究现状二十世纪六十年代，美国便煤矿采样进行了较为精确的研究。在制定煤炭标准的同时，对其采样方法、工具及分析仪器同样作了相应的规定。金属物料采样机就是参考煤炭采样机而产生的川。美国江比郎公司的煤采制样系统为美国政府所认可，现已成为美国煤炭采集、销售中的较

7、为成熟定型设备，远销海外20多个国家和地区。目前，已累计生产310多台并且承受住多次的检验。1983年，我国进口了第一台采样机。此台采样机式由秦皇岛商检局从拉奇姆公司引进的，它是根据国际标准化组织的取样标准来设计的，该系统具有定量取样和定时采集两种模式，但系统设置较为复杂。目前国内自主设计的车辆采样装置主要分为龙门式和悬臂式两种”味加引用“，且国内仅仅由两家企业。通过对一些企业采样机的研究，发现我国自主研制的取样装置普遍存在开采深度不够，从而造成煤样检测不准的缺陷。所以，虽然国内有一些自主研发的设备出现，但并不是令人十分满意。如图1.1、图1.2是一些采样机的模型。图15ECYH-9600全自

8、动火车图25E-CYQ9500全自动汽车采样机1.3 研究内容(1)螺旋采样机液压系统设计(2)液压元件计算选型(3)系统性能验算2总体方案设计2.1 汽车自动煤矿采样机工作原理2.1.1 汽车自动煤矿采样机结构2.1汽车自动煤矿采样机结构图如图2.1所示，自动煤矿采样机是由初级采样机（螺旋采样机）、行车、初级采样机计数器、车辆秤、初级给料机速度监测、堵塞检测、初级子样秤、破碎机速度监测、二机采样机计数器、二级采样机、样品容器、最终样品秤、斗式提升机堵塞检测、斗式提升机速度监测、监测显示器组成。2.1.2 工作原理初级采样机从火车中收集到采集样品然后经过行车运输至初级子样秤。初级子样秤称量后，

9、通过破碎机破碎进入二级采样机经过二次采样机采样后的样品最终进入样品容器中称量。2.2液压系统设计2.2.1液压系统设计要求（1）明确液压系统的性能和动作要求。例如，执行元件如何运动、运动行程和额定速度范围、工作负载条件、运行的精度和工作可靠性要求等。（2）明确液压系统的工作环境。如环境温度、空气湿度、通风情况、是否易燃、与外界物体撞击振动的情况及安装空间的尺寸大小等。2.2.2工况分析此处通过对液压马达系统的实际工作负荷状况进行分析,分析的主要目的之一是要掌握系统在实际工作负荷过程变化中各马达的工作状况,并能把掌握其规律性变化的规律过程用曲线方法描述联系起来,成为我们制定各种液压系统方案和确定

10、液压系数等主要液压参数方法的基础。倘若液压系统执行元件的运动较为简单,也可不做图,仅需找到系统最高工作负荷值和系统最大工作转速即可。（1）运动学分析如图2.2.2所示是液压马达运转示意图。球塞行程h=PmbPg由图可知当球塞运动至D点时位移达到最大，故作位移时间图2.3如下。图2.4是速度与时间图像。图2.5是加速度与时间图像。由图2.4可知，整体运动分为零速度区、加速度区、等速度区、减速度区和零速度区五个阶段。式中，Pmax马达中心至球心的最大距离p.马达中心至球心的最小距离图2. 3运动行程与时间图图2. 4速度与时间图(2)负载分析工作负载FL如图2.5、2.6所示，球塞和导轨之间相互作

11、用力的切向分力通过球塞传导至缸体。法向分力主要作用于柱塞，一部分力通过油液作用直接传传导至缸体,另一部分力传递到配流轴上，作用力传递至缸体上时的径向力合力为零。设位于进油区域段球塞上的径向液压力位于回油区域段球塞上的液压力其施加在缸体上的径向力合力为图2. 5缸体球塞壁图B+闻图2.6球塞在侧向力T作用下的压力分布图摩擦阻力负载R虽然缸体中球与球窝之间由润滑油润滑，但是在高转速时，也会有润滑不充分而降低机械效率的情况。Ff=Fn+f(2.2)式中，K为球体于球窝的接触应力f为摩擦系数。惯性负载K由球塞运动的惯性而产生的负载。可用牛顿第二定律即(2. 3)Fa=ma式中m为球体质量，a为球体的加

12、速度。2.2.3液压系统原理图的拟定液压系统原理图是由液压源和控制回路组合而成。经过研究，选择多级调压回路、采用调速阀的节流调速回路、容积调速回路。2.2.4液压系统控制回路如图所示为液压系统控制回路1一压力表；2截止阀；3三位四通电液阀：4液控单向阀5单向定量液压泵；6液位计；7过滤器；8温度调节器9一油箱IO一双单向节流阀；11一双向定量液压马达；12、13液控单向阀14带旁通阀的过滤器；15一压力继电器回路控制系统工作原理：当通电后，液压油于油箱通过过滤器然后经过单向定量液压泵，经过液控单向阀，经过双液控单向阀，流经双单向节流阀，通过定量液压马达，回流。流经单向节流阀、双液控单向阀，然后

13、流经三位四通电磁换向阀，最后经过带旁通阀的过滤器最终回到油箱。其中液压表的作用是观察液压机液压系统中各工作点的压力；截止阀起切断油路作用；液控单向阀的作用是防止油液反向流动；单向定量液压泵的作用是将机械能转换为液体的压力能；液位计的作用是测量介质液位；过滤器的作用是消除介质中的杂质，保护阀门及设备的正常使用油箱的作用是储存液压系统所需的工作液体，同时兼有散热、沉淀杂质和分离液体中汽泡；单向节流阀的作用是控制流量；定量液压马达的作用是将机械能转换成液体压力能，同时也向液压系统提供压力油；双液控单向阀的作用是可对液压缸两腔进行保压锁定；三位四通电液换向阀的作用是实现液压油流的沟通、切断和换向；压力

14、继电器的作用是利用液体压力信号控制电器触点的启闭的液压电气转换元件；带旁通阀的过滤器的作用是在过滤器发生堵塞时，旁通阀被顶开，可以暂时保证设备运行不受影响。3液压元件设计与选型3.1 球塞马达的计算3.1.1 球塞马达的工况和要求球塞马达最大输出转矩F=70N油缸最大工作压力P=9MPa马达排量I-马达转速40rmin3.1.2 液压马达计算(3. 1)qv=nV式中V马达排量N马达的转速3.1.3 进入液压马达最大流量的计算进入液压马达最大流量Qm=qv=59.4L/min3.1.4 球塞马达的选型图3.1球塞式马达示意图（A 口）图3.2球塞式马达示意图(B口)IQJM球塞马达见图3.2、

15、3.Io马达由钢珠，二轴，定位珠，滚轮组等构成。其中,柱塞孔存在于马达缸体内部的径向方向上，起到吸油和排油的作用。各柱塞孔的底部均有配流窗口(DiStribUtiOn)。马达的进、排油口倘若发生改变，那么缸体就会发生逆向旋转。而当此元件通油后，那么该马达的配流轴以及壳便会一起转动。故选用1QJM32-1.6球塞马达较为适宜。3.2液压阀的计算与选型3.2.1关于阀类元件的选择原则液压阀用于调节和控制油液的压强、液体流量和流动方向，选用原则如下：(1)要合理选取液压阀的型号，应当依据液压阀的使用目标和要求来确定。(2)所选用的液压阀应能与所设计的系统元件相匹配。(3)对现有的标准系列产品应当优先

16、选择。(4)通过液压阀的最大流量应比实际流量大，其最大压力必须比实际压力要大得多。(5)选用液压阀时，需要将液压阀的操作方式、连接方式以及可靠性等因素均考虑在内。3.2.2关于叠加式单向节流阀的选型叠加式单向节流阀在稳定工作时，会通过调整节流口断面尺寸来控制流量。同时，它还可以在油液反向时，从而使得液体直接流经单向阀达到回流目的。入口的流量控制以及出口的流量控制都可以采用不同的安装位置来完成。目前选取额定压力为30最大流量为60LZmin的Z2FS10-20B型叠加式单向流量控制阀，其介质的温度在T0+65之间，介质的粘度在3360mm7s之间。在下图中可以看到它的内部构造。423图3.3叠加

17、式单向节流阀I-代表了阀体、2-代表了阀芯、3-代表了节流阀调节杆、4-代表了弹簧3.2.3关于叠加式液控单向阀的选择因为叠加式的液控制单向阀可对一、二个工作油口进行关断，并且长期持续没有渗漏，因此其稳定性较好。工作介质可以自由的正向流动，相反，介质的流通就会被终止。所以最大流量可以达到59.4Lzmin,且它的最大的工作压力可达到9MPa型号为Z2S10-1-20B的叠加式液控单向阀，其基本的工况参数：工作压力最高可达到37MPa；最大流量可达至J120Lmin;直通式；开启压力0.5MPa；压力范围可控制在0.537MPa之间。如下图3.5为它的构造图。图3.5叠加式液控单向阀1-阀芯2-

18、钢球3-单向阀3.2.4对于换向阀的选择电磁换向阀主要是利用改变液控单向阀的控制口与油路的通断，从而控实现对制液控单向阀的通断。同时因为该方向转换阀的荷时流量较小，所以该阀稳定工作时系统流量很小，并且安全溢流阀又采用管式连接，故在此选用型号为4WE10J31B/CG24NZ5L的三位四通电液换向阀。下图分别为该元件的结构图与简化符号。TBPA W(c)图3.6（三位四通电液换向阀）a）结构图b）简化图形符号P为接进油油路，A和B接控制油路，T接回油油路3.2.5单向阀的选择此元件主要作用是在防止油液倒流的同时.，减小正向油液的流通压力损失。此元件在最高工作温度下的压力最大为9Mpa；其介质排量

19、最大可达到59.4L/min。故选择单向阀型号为S15A12.0B/,次元件的基本指标为：内径15mm；最高工作温度下的压力最大为37M整定压力0.05MAI；需要进行螺纹管式连接。结构见下图图3.7单向阀结构图3.3电机泵组的计算选型3.3.1液压泵的计算选型(1)供油压力公式如下=p,+p(3.2)因为当液压启动马达在供油压力稳定的前提下工作时，有最大的工作作用力，同时由于伺服阀、液控单向阀的压力降和管道的损耗，但是即伺服阀的压力降非常小，因此取汇”=0.5,则供油压力可得Ps=P1+p=9+0.5=9.5MPa(3.3)(2)油泵工作压力的计算由于泵滤清器、单向阀的压降、泵出口到电磁溢流

20、阀管道的压力损耗等因素，目前将泵出口压力取为：9.7MPa0但是可以取IoMPa作为动力元件的工作压力，因为考虑到动力元件的压力储备。(3)油泵最大输出流量的计算当球塞式液压启动马达达到工作稳定时，就会达到最大转数，油泵所需最大流量如下=Qttt=59ALnn(3.4)由于系统工作时所需的排量没有太大的考虑，因此选用一台电动机泵组工作向系统供油，所以提供的最大排量为(3. 5)=w=59.4Lnin(4)油泵的选择因为要求系统压力在稳定工作的情况下保持平稳，所以选用恒压定量泵；对于齿正排量装置可以根据上式进行选择，在此我们选择正排量装置型号为CB-FC40。其基本标准：排量最大可达到为45ml

21、；额定压力可达到17MPa；可达到转速2000r/min。故油泵的最大输出功率为NO=ppq,n=1OIO6ptz(59.4/60/1OOO)MyS=9.9KW(36)当动力元件为0时，可取动力元件的输气系数7v=1,有用功与总功之比=0.95；则动力元件的轴功率Ni=-M-=-99-=10.421KW(3.7)7v1xO953.3.2电动机的选择动力元件所要求轴功率、转速分别为Ni=IlkW,2000rmin,故选择电动机型号为Y160M4B5型三相异步电动机。其基本技术指标为：额定功率12kw；满载时转速1460r/mino3.3.2电机泵组的验算马达最大标称输出功率为1293.8%=11

22、.256Ni故马达可以带动动力元件。同时动力元件所能提供的最大排量：qt=qx/=59.4L/min(3.8)所以动力元件能提供系统所需的最大排量。故电动机泵组的选择能满足系统的需求。3.3.4泵出口处电磁溢流阀的选择定压溢流阀的作用：在计量泵的流量控制与调节系统中，比例泵提供的是恒定流量。在整个调节系统的压力增大的情况下，此刻系统的排量需求减小。故调节溢流阀的压力至IOMPa；所以选定型号为DBWlOAl-50B/200-6CG24NZ5L的电磁溢流阀且为常闭式,其基本参数：通径IOinln；最高设定压力IOMPa；排量最大可达到200Lmin，螺旋式连接。溢流阀旁边接油泵的出口，以保证液压

23、系统以及泵的出口压力恒定或最大限度地限制系统的压力。保证压力恒定的元件的叫定压阀，主要用于定量泵的进油和回油流量控制调速系统；限制系统压力的元件则是安全阀(SafetyValve),对系统起保护作用，有时也与执行元件的进口连接在一起，以限制其最高压力。除了完成溢流阀的作用外，电磁溢流阀还能使油泵在执行元件不工作的情况下卸载。图3. 8 DBW先导式溢流阀结构图 JZ 7 JZ JX jz 1 2 3 4 5 6 /( /( /( /( /( Zk3. 3.5进油滤油器选择滤油器的作用是把工作介质中的杂质都用过滤掉，以保证工作介质的干净，避免工作介质的污染，保证该系统得以正常运行。进油滤油器应装

24、配于此，主要作用是对工作介质进行过滤，在其进入此系统之前。滤油器的选取主要从一下方面进行考量：滤油器的通油性要大，压力损耗要小。滤油器的须达到液压系统所要求的清洁度标准。在选择时，过滤器滤芯应适应工作环境的需求。在进行过滤器选择时，其强度是重点考虑的对象。所选的滤芯应方便更换及清洗需按照系统的需要择取适宜的滤芯来保护附件(7)构造尽量简单且形式合理。综上所述，滤油器的精度需为80Mn；滤油器最高工作压力9Mpa；最大排量59.41.mino据此选择型号为WU-160x8O-J的高压滤油器，其基本参数为：通径40mm；常用流量为160Lmin；滤油精度80n；压力降小于O.OlMPa图3.9吸油

25、口过滤器示意图A处与油箱相接B处与动力元件相接3.4油箱容量的计算及其附件的选择3.4.1计算油箱容量液压系统中工作介质最大排量为59.4Imin,其中油箱容量一般是该系统最大排量的6T0倍,本系统中取7倍；则油箱容量为59.47=415.8L考虑到油箱的散热，圆整取油箱容积为415L。长方体油箱的三边尺寸比在LL1至L2：3之间,所以选择长方体油箱的尺寸为：表3.1油箱参数尺寸长度/a高度/h宽度/bImO.8mO.49m油箱的均匀容积:VLo.8V=O.8415=332(L)油箱中油位高度最大:ho=O.8h=0.8X0.8=0.64(m)3.4.2选择液面计在油箱中，油位高度最大为0.6

26、4m。由此可知，选择YWZ-250TA型液面计，其基本工艺参数为：工作环境温度在20到80C之间，该液面计连接法兰距离为300mm；液面控制点数为3；液面控制指示器电压24V。3.4.3选择空气过滤器空气过滤器的进入油箱空气的最大流量与系统最大流量相同，即2三=59.4Lmin=0.059Wmin故据此选择空气过滤器型号为QUQ2-10X1.0,其基本技术指标为：过滤精度7河。3.4.4加热器的计算选型计算加热器发热功率的公式由下可知NQ(3.9)式中N代表该元件的发热能力(W);C油的比热容，取1680J(kg0C)r代表油的密度，取900kg/m3；V一代表油箱内介质的体积，上面算出为33

27、2Lx0一代表介质在加热后的温升()取此时温升为6T代表加热时间(s)o现取加热时间为3600s,可知CrV216809000.3326QjZlWN=936.64VVT3600电加热设备的功率公式可知P=N/?(3.10)取作为该元件的加热效率，则由上式可得P=697.2/0.8=871.5W由计算结果可知，此设计中的电加热器型号选择GYY2-220/1,数量为1,其基本参数为：功率IkW；标称电压为220V。3.4.5排气过滤器的选择排气过滤器的作用是清除液压系统工作介质中的颗粒污染物划，保持工作介质的清洁，延长系统中液压元件的使用寿命。有75%左右的液压系统故障均是因为工作介质被污染所引起

28、的。所以，滤清器是不可缺少的重要辅件，对于液压系统来说。选择排气过滤器需要考虑的因素(1)滤油器的通油性要大，压力损耗要小。(2)滤油器的须达到液压系统所要求的清洁度标准。(3)在选择时，过滤器滤芯应适应工作环境的需求。(4)在进行过滤器选择时，其强度是重点考虑的对象。(5)所选的滤芯应方便更换及清洗(6)需按照系统的需要择取适宜的滤芯来保护附件(7)构造尽量简单且形式合理。排气过滤器的通过流量是55Lmin,该元件应在、油箱附近的地面上连接。所以在此选取微型排气过滤器，型号为RFA-16010-Y,其主要技术参数为：常用流量为150Lmin；额定压力1.5为；过滤精度10m;连接方式为丝扣连

29、接；配有CYBI型发信号器24u.3.5液压工作介质的选择液压介质在此设计中的工作环境较为差，工作环境属于高温高压，所以在选择时应优先考虑耐磨性、抗压较好的液压油。工作介质选用N46号耐磨型液压油，其牌号为L-HM32,其基本参数：密度850-960kgm3;运动粘度(KinematiCviscosity)在28.8-35.2nn2s之间；比热容量为1.680kJ(kgoC)lllj3.6管路的计算3.6.1公称直径的计算公式公称直径的公式：式中：qv一流经管路的流量，L/minv一介质在管路中的速度，m3s3.6.2液压泵吸油管路的计算油泵最大输出流量可达到59.4Umin;吸油管路流速一般

30、l-2ms,现取速度v=2w5;那么可以得出其公称直径z7府U59.4/1000/60nm_1110_.d.=i2-=J=0.02511127W=25.1112nnV7vV2取钢管公称通径为25mm,吸油管路介质的工作压力较小，故在此取其平均外径为33mm,所以钢管厚度为2.5mm。3.6.3系统压油管路的计算该管路介质排量为59.4Lmin;其流动速度u36ms,因为此系统工作压力不高，故压该管道流速可取较小值3ms,则该管路的公称通径为,囤7(4x59.4/1000/60Gncmcl-=-=J=0.0205032tn=20.503wn2Vv3.143圆整后取公称通径为22mm,平均外径为3

31、0mm,则钢管厚度为4mm。3.6.4回油管路的计算通过该管路的工作介质的排量为59.4Lmin,因为此管路流速u1.52.5ms,在此我们取u=2ms；那么回油管路公称通径则是,际/459.4100060nm.119a=-Iir=J=0.()25112m=25.112/wnVvV3.142所以管路公称通径是27mm,平均外径是33mm,管道的厚度为3mm。3.6.5泵出口软管的计算油液在软管中的排量为59.4Lmin,高压油在此管路中作为工作介质，取工作介质在此管路中的流动速度为3ms,则该管道的公称通径为,标/459.4100060Ca=J-LL=J=0.02()329mtn=20.329

32、ZNmV3.143故取该管道的公称通径为22mm,平均外径为26mm,其中有一层钢丝，钢丝的转弯半径为19Ommo3.6.6其他管路公称通径以及管道厚度的计算用上述相同的方法可计算出液压系统其它管路的公称通径以及平均外径，如下表:表3.2管路参数管路名称管道通径mm管道外径mm管道厚度mm系统泄露管路141823.7其它液压辅助元件的选择3.7.1压力表的选择主要安装在阀架上的系统内的压力表，起着显示系统压力的作用，安装压力表主要是为了方便职工观察。压力表型号选择YN-60,其基本参数为：压力表平均外径60mm；工作范围在0和40MPa之间。3.7.2压力表开关的选择压力表开关主要是用来改变压

33、力表以及油路的开口度大小，同时也能将它看做是一个小型的流量控制阀或截门阀闾。同时它因为调节方便灵活，故能代替大部分使用液位开关的场合。选择该元件的型号为KF-L8/M14E,其基本技术数据为：压力等级35MPa；平均外径8mm。表3.3所需元件列表序号代号名称及规格数量01QUQ2-10*1.0空气过渡器102YWZ-250T液位液温计103RFA-160*10-Y回油过滤器DC:24V104Y160M-4-B5电动机(11KW,1460/rpm)105CB-Fc40-lFL齿轮泵q=40mlr106NL5YA42*112Y20*52联轴器107KF-L8/14E压力表开关1序号代号名称及规格

34、数量08YN-60压力表0-16MPa109S15A12.0B/单向阀DN15110DBWlOA1-50B/200-6CG24NZ5L电磁溢流阀DNlO1114WE10J31B/CG24NZ5L电磁换向阀DNlO112Z2S10-1-20B/叠加式液控单向阀113Z2FS10-20B/叠加式单向节流阀114W-160*80-J吸油过滤器115GYY2-220/1电加热器IKW220V116A3A3-19*TII-3500高压胶管（弯头同侧）217TL95-3200mm（弯曲半径：250）钢铝拖链（内宽170/高702x夕50靠左，Ix040靠右）118A3/A3-13*1-3500高压胶管（弯

35、头同侧）1191QJM32-1.6球塞马达14液压系统的性能验算4.1液压系统压力损失液压系统的压力损失包括管路的沿程压力损失,管路的局部压力损失“2和阀类元件的局部压力损失“3,所以液压系统总压力损失为p=pi+p2+p3（4）aV2Pi=4；?夕d2（4.2）V2%NFP2（4.3）式中1该管路的长度（m）;d管道公称通径（In）；v一工作介质均流速（ms）；P一工作介质的密度（kgm3）;4沿程阻力系数；J一局部阻力系数。丸、4能够通过文献查找得出。式中q、N一阀的最大流量（113s）；qv一工作介质通过阀的工作流量（113s）；P一阀的最大压损（Pa）。4.2液压系统的发热温升计算4.

36、2.1计算液压系统的发热功率系统中各部件在工作时，除油缸、液压马达所做的的输出功率外，其余元件所做的功全部转化为热量，导致工作介质的液温上升口，主要由以下几种功率损失组成于液压系统中：(1)液压控制系统中油泵的功率损失PhI=SP式I-M)L,i=l(4.5)式中力一工作循环周期(三);Z一投入工作油泵数；R-油泵的轴功率(w)；的一各油泵的总效率；力一第i台油泵工作时间(三)。(2)液压系统中执行元件的功率损耗则为1M%=7P”(1M,川(4.6)式中M油缸或者液压马达的数量；后一油缸或者液压马达的输入功率(W)；必一油缸、液压马达件的效率；5一第j个油缸或者液压马达的工作时间(s)O(3)

37、溢流阀的功率损失问ELP%(4.7)式中P一溢流阀所调整的压力(a)；q-)一经溢流阀流回油箱的流量(113s)。(4)油液流经阀或管路的功率损失PhLbPq、(4.8)式中P一流经阀或者管路的压损(Pa)；q_流经阀或管道的流量(113s)。即液压系统的发热功率RyPhr=Phl+%+43+64(4.9)4. 2.2关于液压控制系统系统的散热功率液压控制系统的主要散热途径是通过油箱表面进行散热，由于接有外置管道，所以计算时需要累加所有管道部分的和3如公式(4.10)在计算发热功率时，也需要将系统中管道的表面散热考虑在内。见下式(4.11)Er=61+&2+&3+Bw(4.10)Phc=(Kl

38、AK2A2)AT(4式中K一油箱散热系数，详细数据见表4.1；%一管路散热系数，详细数据见表4.2；4、4油箱和管路的散热面积(n2)；T油与环境之间的温差(C)。表4.1油箱散热系数匕制冷条件Kl通风环境很差78通风环境优良14-16用风扇进行冷却22水冷115160表4.2油箱散热系数k2风速m/sK20.010.050.1O7541241285703530当系统所吸收的热量和释放的热量相等时，即之二匕,油液便不会出现温升现象。在这时候，所以最大温差公式如下T=生KlA+勺4(4.H)倘若To为工作温度,则油温应如下T=To+T(4.12)4.2.3计算油箱容量根据散热要求在刚开始进行设计

39、的阶段，可用经验公式来估算油箱的容量，等到油箱的容量有估算结果后，再进行核对。其中经验公式则是V=皈(4.13)式中十一油泵排出工作介质的容积(m3)0a一经验系数，其具体数据如表。表4.3经验系数彻系数类型行走机械低压系统中压系统锻压机械冶金机械a1-22-45-76-1210油箱容积初步估算结果可以根据上式进行确定，核实该油箱能否达到所需要求。而在求出该系统的热量散发量之后，可根据降低热量的能力要求估测油箱的容量。可知Zf1A1+K2A2(4.14)可知油箱的降低热量部分的面积(4. 15)(4. 16)倘若管路的降低热量的能力不取考量，也可做化简=图4.1油箱结构图油箱如图所示，一般油面

40、的高度在油箱的R处，所以该油箱所设计的有效容积和可降低热量部位的面积应为V=0.8abAl=1.8c(+b)+l.5ab总结本文对于液压系统配合螺旋采样机使用的设计，分别通过对于系统分析与方案设计、系统的计算及选型以及液压系统性能的验算。其中经过对于系统的分析,确定齿轮泵型号为CBFc40、主电动机型号为Y160L-4-B5、液压系统内各发讯触点为DC24V、回油滤油器型号为RFA-160XlO-Y且过滤精度为IOmm工作介质抗磨液压油型号为YB-N46、油箱容积400L。在系统的计算机选型中，通过对液压马达、叠加式单向节流阀、电磁换向阀、电机泵组、油箱容量的计算及其附件的工况计算进行相对应的

41、选型。在液压控制系统的性能验算中，通过对该系统的压力降、该系统的温升的验算，从而更好的对于整个液压控制系统的温度的高低差别有一个更加准确的把握。参考文献1赵天成.铜物料采样机关键技术的研究D.兰州理工大学,20IL2王刚.车载式高空作业平台调平系统设计与研究D.山东大学,2016.3许福玲，陈晓明，液压与气压传动IxI.北京：机械工业出版社20074机械设计手册编委会，机械设计手册（新版第4卷）“.北京：机械工业出版社，20045成大先，机械设计手册(第4卷)M.北京：化学工业出版社，19946林锐，曾荣辉,陈捷捷.船舶液压系统工作介质的选择与使用J.流体传动与控制,2010(05)7王海英,

42、胡静波.基于DSP的装载机线控转向系统主控制器的设计J.长春工业大学学报(自然科学版)，2010,31(04)8胡奇.一款履带式液压挖掘机的设计开发J.中国新技术新产品,2020(12)9液压传动系统设计中的几个关键问题UL山西科技,2002(05)10杨培元，液压系统设计简明手册口I.北京：机械工业出版社，200011崔健斌,愈乐.液压系统设计对液压油高温故障的影响J.现代机械,2012(02)12丁永强，崔广夫.液压传动控制系统在机械设计及制造中的应用分析J.中国设备工程,2021(19)13邵俊鹏，液压系统设计禁忌M.北京：机械工业出版社，200814曾燕.高空作业车上车工作装置液压系统

43、节能研究D.大连理工大学,2012.15唐介，电机与拖动IxI.北京：高等教育出版社，200816吴海荣.液压传动系统的设计及应用J.科技信息,2010(11)17李明相，陈忠润.液压与气压传动技术的应用J.集成电路应用,2022,39(02)18陈惠贤,赵天成.采样机液压驱动系统的设计J.液压与气动,2011(01)19付衍法.一种旋挖钻机静液压系统设计研究D.山东大学,2015.20韦海.采煤取样机液压系统故障分析与处理J.天津冶金,2005(03)21刘林.煤炭采样机采样装置运动学和动力学分析D.长安大学,201222宋珍珍.煤矿掘进机行走轨迹模糊控制策略的研究D.河南理工大学,20IL致谢光阴荏苒，大学生活即将画上句号，这四年的大学生活也让我受益匪浅。经过几个月的努力毕业设计也终于赢得完美的谢幕。在这几个月的时间里，从做开题报告、收集材料，以及后来的思索如何设计、停滞不前，组后进行修改设计、完成定稿。在此期间,我得到了很多人的关怀和帮忙，此刻我要向他们表达我最诚挚的谢意。首先我要感谢我的导师水清皎老师，在论文完成期间给予我很多的关怀和指导。老师渊博的知识，以及常人所没有的耐心令我钦佩不已。在我收集材料、思索如何设计以及修改设计阶段都给予我不小的帮助与支持，在她的指导下我受益匪浅。在我完成初稿后，老师又在百忙