孔德瑾

（蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司 甘肅蘭州 730314）

5t鍛造操作機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孔德瑾

（蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司 甘肅蘭州 730314）

力學(xué)計(jì)算得出液壓馬達(dá)型號(hào)以后，根據(jù)液壓系統(tǒng)的參數(shù)，由公式計(jì)算出數(shù)據(jù)，選定零部件型號(hào)，計(jì)算出油箱和液壓油體積確定油路鋼管規(guī)格。

電機(jī)；泵；鋼管；油箱；過濾器；控溫裝置；空濾器

1 參數(shù)計(jì)算

1.1 旋轉(zhuǎn)泵組

1.1.1 旋轉(zhuǎn)馬達(dá)型號(hào)

A2FE45161W-VZL106，減速機(jī)：GFB17T2B33-11，容積效率 ηv=0.98，最高壓力 p=20MPa，轉(zhuǎn)速 n=0～22rpm，i傳動(dòng)比=，i減速比=33.14Vg馬達(dá)=45.6cm3/r，n馬達(dá)=n·i傳動(dòng)比·i減速比，Q馬達(dá)==161.79L/min，查西安西瑪電動(dòng)機(jī)樣本資料，選取 4極，no=1480rpm電動(dòng)機(jī)，Vg泵==111.55cm3/r，查看力士樂液壓泵樣本資料，取：Vg=125cm3/r，A2FO125/61R-PBB05液壓泵。驗(yàn)算得出結(jié)果：Q泵==181.3L/min＞161.79L/min，選取合適。計(jì)算得出以下數(shù)據(jù)：

n馬達(dá)=n·i傳動(dòng)比·i減速比=3477.15rpm，Vg=125cm3/r，ην=0.98，Q泵=181.3L/min，n馬達(dá)==3896.36rpm，n′==24.6rpm，滿足實(shí)際要求。電動(dòng)機(jī)功率：ηt=0.9，△p=200bar，P==67.15kW

查西安西瑪廠家電動(dòng)機(jī)樣本資料，得出：

同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，4極，Y280S-4，P=75kW。

1.1.2 旋轉(zhuǎn)主油路鋼管

p=20MPa，ν=6m/s，Q=181L/min，d≥4.61·=25.32mm，取d=25mm。

σb=400MPa，n=4，得出，δ=5鋼管規(guī)格取 準(zhǔn)34×5。

1.1.3 旋轉(zhuǎn)回油管路

p=4MPa，ν=1.5m/s，Q=181L/min，d≥4.61·=50mm，取d=50mm，δ≥=1mm，鋼管規(guī)格取 準(zhǔn)60×5。

1.1.4 旋轉(zhuǎn)泵吸油管路

1.2 行走泵組

1.2.1 行走馬達(dá)型號(hào)

A2FE45161W-VZL106，減速機(jī)：GFB17T2B32-05，容積效率 ηv=0.98，最高壓力 p=20MPa，行走速度 ν=0～600mm/s，i傳動(dòng)比=，i減速比=33.14，Vg馬達(dá)=45.6cm3/r，n馬達(dá)=n·i傳動(dòng)比·i減速比，鏈輪節(jié)圓直徑 D=準(zhǔn)600mm，n驅(qū)動(dòng)輪==19.10rpm，n減速機(jī)=n驅(qū)動(dòng)輪=19.10rpm，n馬達(dá)=n減速機(jī)·i減速比=632.97rpm，Q馬達(dá)=Vg馬達(dá)·n馬達(dá)/1000·ην=29.45L/min，Q泵＞2·Q馬達(dá)=58.9L/min，查西安西瑪廠家電動(dòng)機(jī)樣本資料，選取4極，no=1480rpm電動(dòng)機(jī)，Vg泵==40.61cm3/r，查看力士樂液壓泵樣本資料泵手冊(cè)，取：Vg=45.6cm3/r，A2FO45/61L-PPB05液壓泵，Q泵==66.14L/min，選取合適，取Q=65L/min，計(jì)算得到：

電動(dòng)機(jī)功率：ηt=0.9，△p=200bar，p==24.50kW，查西安西瑪廠家電動(dòng)機(jī)樣本資料，得出：同步轉(zhuǎn)速1500r/min，4極，Y180L-4，P=22kW。

1.2.2 行走主油路鋼管

p=20MPa，ν =6m/s，Q=65L/min，d ≥4.61·=15.27mm，取d=15mm。

σb=400MPa，n=4，得出 σp==100MPa，δ≥=1.5mm，取 δ=4，鋼管規(guī)格取 準(zhǔn)28×4。

1.2.3 行走回油管路

p=4MPa，ν=1.5m/sQ=65L/min，d≥4.61·=30.35mm，δ≥=1.5mm，鋼管規(guī)格取 準(zhǔn)28×3。

1.2.4 行走泵吸油管路

1.3 平升缸蓄能器

p2=20MPa，p1=16MPa，△s=10cm，A=122.72cm2，p0≥=5MPa，取p0=8MPa，△V=2·△s·A，V0=，計(jì)算結(jié)果：V0=·2·△s·A·10-3=24.54L，查看中國(guó)黎明液壓有限公司產(chǎn)品資料，選取國(guó)標(biāo)囊式蓄能器：NXQ-A-16/31.5-L-Y（準(zhǔn)219），數(shù)量 2 件。

1.4 保壓泵組

1.4.1 電動(dòng)機(jī)計(jì)算選取

△p=250bar，ηv=0.98，A2F5/60R-C7，Vg=5cm3/r液壓泵，選取電動(dòng)機(jī)參數(shù)：4 極，no=1480rpm，ηt=0.9，得出：

查西安西瑪廠家電動(dòng)機(jī)樣本資料，得出：

同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，4極，Y112M-4B35，P=4kW，no=1480rpm。

保壓泵流量計(jì)算得出；Q泵==8.64L/min。

1.4.2 保壓主油路鋼管

p=25MPa，ν=6m/s，Q=8.64L/min，d≥4.61·=5.53mm，取d=6mm，δ≥=0.75mm，鋼管規(guī)格選取 準(zhǔn)14×3。

1.4.3 保壓泵吸油路鋼管

ν=0.6m/s，Q=8.64L/min，d≥4.61·=17.49mm，鋼管規(guī)格選取準(zhǔn)28×4。

1.5 油箱和液壓油體積

Q=Q旋轉(zhuǎn)泵+Q行走泵+Q保壓泵=254.64L/min，V油箱=4Q=1018.56L≈1020L，V液壓油=油箱=765L。

1.6 油液冷卻控溫裝置

總功率 P=P旋轉(zhuǎn)+P行走+P保壓=101kW，由經(jīng)驗(yàn)得出，P發(fā)熱=0.35·P=35.35kW，制冷能力 P冷油機(jī)=860·P發(fā)熱=30401Kcal/h，查資料，對(duì)比參數(shù)選取：LYD-400規(guī)格油液冷卻控溫裝置，驗(yàn)算：=24.00%，對(duì)比實(shí)際情況，滿足要求，合適。

1.7 冷卻泵機(jī)組

在3～5min內(nèi)完成一個(gè)全循環(huán)，查看黃山冷卻泵機(jī)組資料，若選取Q=162L/min，P=5.5kW，p=1.0MPa的冷卻泵機(jī)組，t==4.72min符合要求。機(jī)組型號(hào)HSNS210R40/Y2132S-4，P=5.5kW，取液壓油參數(shù)：ν=1m/s，Q=162L/min，冷卻回路鋼管計(jì)算：d≥4.61·=59.06mm，δ≥=0.30mm，結(jié)合冷油機(jī)接口尺寸，鋼管規(guī)格選取準(zhǔn)76×5。

1.8 過濾器

Q=Q旋轉(zhuǎn)泵+Q行走泵+Q保壓泵≈255L/min，Q回油=3·Q=765L/min，查看中國(guó)黎明液壓有限公司產(chǎn)品資料，選?。篟FB-630×10，2件。

Q冷卻泵=162L/min，查看中國(guó)黎明液壓有限公司產(chǎn)品資料，高壓控制油回路選?。篜LF-C500×10FP。

1.9 空氣濾清器

Q=Q旋轉(zhuǎn)泵+Q行走泵+Q保壓泵+Q冷卻泵≈417L/min=0.417m3/min，查看中國(guó)黎明液壓有限公司產(chǎn)品資料，選取規(guī)格：QUQ2-10×1.0，2件，在液壓油箱頂板上布置，采用對(duì)角方式。

2 結(jié)論

以上的計(jì)算過程，是操作機(jī)液壓系統(tǒng)的零部件選型、油箱及其液壓油體積、油路管徑規(guī)格確定方法。在力學(xué)分析計(jì)算出行走和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的型號(hào)，按照上述計(jì)算過程和選取方法，得出一個(gè)理論計(jì)算數(shù)值逐一確定各個(gè)裝置的具體參數(shù)，最終確定具體型號(hào)和數(shù)值。對(duì)于剛從事液壓系統(tǒng)行業(yè)的初學(xué)者來說，可以依據(jù)此計(jì)算過程，盡快的掌握一些基本的液壓設(shè)計(jì)方法。

[1]成大先，主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第五版）[K].北京：化學(xué)工業(yè)學(xué)出版社，2008，1.

[2]黎明液壓[X].中國(guó)黎明液壓有限公司.浙江.2011.

[3]朝日液壓[X].奉化市朝日液壓有限公司.浙江.2011.

[4]三相異步電動(dòng)機(jī)[X].西安西瑪電機(jī)（集團(tuán)）股份有限公司.陜西.2008.

[5]液壓泵和馬達(dá)[X].博士力士樂中國(guó).上海.2012.

TG315

A

1004-7344（2016）13-0227-02

2016-4-22

孔德瑾（1982-）男，助理工程師，本科，主要從事鍛造操作機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。