基于automation Studio WY60型号挖掘机液压系统分析及铲斗回路系统PLC的设计与联合仿真
机、滤油器、油箱、溢流阀、油泵、单向阀、换向阀及油缸等组成,根据使用要求,液压站的工作原理图如图2所示。
图2液压站的工作原理图
当推出装置工作时,左换向阀切换至右位,右换向阀换至左位,高压泵7供油,压力油经单向阀3进入推出缸4的无杆腔,有杆腔油液经换向阀直接排回油箱;推出结束后,右换向阀2切换至右位,则压力油进入缸4的有杆腔,推出装置后退复位。一个工作循环结束,液压泵卸荷。
2.2使用特性
(1)节约清运费用。经压缩机压缩后的垃圾体积缩小70%左右,同时可将生活垃圾中的水分排出,可运载更多的垃圾,提高了单车的垃圾载运量,减少了运输次数,仅此一项每年可节约数万元。
(2)操作集成化。环卫工人只要按动相应开关,垃圾压缩机就可完成压缩、提升、装车等多道工序,油缸最大压缩力可达140t,采用电气集中控制,提高垃圾处理的效率,减轻了工人的劳动强度。
(3)有利于垃圾清洁运输。经压缩机压缩后的垃圾块,不会在运输中出现垃圾脱落飞扬、污水滴漏的二次污染现象,有利于城市卫生和环卫工人的健康[2]。
3液压件设计
这里就以液压缸选用和流量计算来说明。 3.1计算压缩缸的直径 3.1.1计算压缩缸的内径
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垃圾压缩机的压缩能力F=80t,根据初步设计要求现选择油缸工作油压P=20MPa,机械效率η=0.9,则油缸作用力F油: 式中:S——阀芯截面面积(m2); P——油缸工作油压(MPa)。
由设计参数可知: 代入式(1)得: R=0.11767m=117.67mm, 则油缸直径:D=2R=235.34mm。
根据文献[3],将液压缸内径圆整为标准系列直径,取D=250mm。 3.1.2计算液压缸壁厚δ
液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。由材料力学可知,承受内压力的圆筒,其内应力分布规律视壁厚的不同而各异,一般可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒,当δ/D>1/10时,按厚壁筒公式计算,则: 式中:Pmax——液压缸的最高工作压力,MPa;
D——液压缸的缸径,m;
δp——缸体材料的许用应力,MPa。
选取该液压缸材料为无缝钢管,则:δp=(100~110)MPa。 由式(3)得出: δ≥0.03457m,
根据文献[4]取:δ=40mm, 则液压缸的外径:D1=330mm。
考虑到垃圾压缩机工作环境及安装的方便,可选用零件较少、外表光洁的焊接型液压缸,其结构图如图3所示。
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液压系统仿真分析
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路系统