徐州师范大学本科生毕业设计 冷再生铣刨机行走液压控制系统的设计
速，马达
的额定转速查力士乐A6VE样本为5600 r/min；
综合考虑与减速机配套，选取A6VE系列双速高压柱塞液压马达，排量为55 ml/r。
(3)终端减速器装置的选型计算
i2≥Mkmax*2∏/(0.95qmmaxp，m?2) （3.7） 上式确定的减速比尽量取等式值，否则会使机器速度降低，若保持速度不变由可能
使马达超速。
由公式(3.7)可得如表3.3示。参照力士乐样本，考虑马达及减速机的配套，选取减速比为i2=54的减速机GFT17T2。
表3.3 冷再生铣刨机减速器的选型计算 p，m 38Mpa ?2 0.96 Mkmax 12975Nm qmmax 55ml/r i2 43
3.4.3液压泵的参数设计
液压泵参数设计要满足工作压力和液压马达对流量的要求。液压泵的性能参数主要有:排量、最大转速、最小转速及最大转速下系统的系统流量。在解决选型问题上，主要是通过计算得到泵的排量进行的。得到所需的变量泵后再通过适当的校验来验证结果的正确性。这一步主要是通过利用得到的结果来计算最大车速时的牵引力来校验。变量泵的初选主要是靠计算得到的所需变量泵的排量，以此作为依据来进行的。这里所有的计算都是建立在马达的选定以后。 （1） 液压泵的排量qb计算
2s qpmax≥qmmaxnsmmZ/（0.95nbH） （3.8）
qpmax -一泵最大排量，ml/r;
nsmm——马达最大排量时要求的最高匹配转速，r/min;
nsbH——泵的额定匹配转速，r/min 。
表 3.4 Z nsmm nsbH qmmax qpmax 1295r/min 2530r/min 55ml/r 4 124ml/r 故根据力士乐产品样本选取A4VG系列125ml/r排量的泵。 3.5 行走液压系统校核
液压系统的效率的高低直接影响铣刨机的整机性能，所以各液压元件是否工作在各自的高效区是决定铣刨机高效率的一个重要前提。泵马达的各参数是否满
- 26 -
徐州师范大学本科生毕业设计 冷再生铣刨机行走液压控制系统的设计
足设计要求，是否高效率运转，所以下面进行泵和马达校核。 3.6 行走液压系统的校核 3.6.1 泵校核
泵排量确定后其对应的额定转速nbH查样本为3050 r/min，用下式校核泵转速 nsbH≤nbH （3.9） 式中:
nsbH——泵的额定匹配转速，r/min; nbH——泵额定转速，r/min 。 泵实际转速为: ns=(1b=i2neH
显然，泵的转速nsbH为2530 r/min，满足式(3. 11)的要求。
液压泵的排量为最大排量时，其总效率曲线如图5.7示。行走液压泵查力士乐产品样本:额定转速为3050r/min，行走液压泵是发动机通过分动箱增速来驱动，由于铣刨机为连续作业型机械，发动机一般选用固定油门操作，只能固定在最大扭矩转速nMmax和额定转速nH转速之间且靠近额定转速nH处，以满足铣刨机大功率及保证作业质量的要求，n0-nMmax区间是不工作的。
s nb/nbH=2530÷3050=83%
因此液压泵转速为通过分动箱增速后的转速，为2530r/min，是持续额定转速的83%。铣刨机连续工作，其行走液压系统压力通常为15一 20MPa左右。所选的泵的总效率在工作时不低于85%，并且匹配系统工作压力处于中高压范围内，少数高负荷接近最高压力，并且全部的工作压力均处于高效压力区。
3.6.2 马达校核 （1）转速校核
根据减速装置速比对马达大小排量所对应的匹配转速要进行计算并校核，按下式进行
（3.10） nsmm=i2nKE≤nmm
xsx=i2nKC≤nmm （3.11） nmm式中
xsnsmm、nmm——马达最大排量和最小排量时要求的最高匹配转速，r/min； x——马达最大排量和最小排量时最高标定转速，r/min。 nmm、nmm- 27 -
徐州师范大学本科生毕业设计 冷再生铣刨机行走液压控制系统的设计
由(3.10)和(3.11)式，经过校核计算见下表，铣刨机选用的马达A6VE55查样本可知在最大排量时，最高转速4450r/min，排量小于35ml/r时最高转速为7000r/min。
马达大小排量所对应的匹配转速均小于马达的大小排量时的最高标定转速。故马达
转速均满足要求。
表3.5 马达转速的校核计算 i2 54 nKC nKE xs nmmnsmm nmm x nmm24r/min 62r/min 3324r/min 1296r/min 4200r/min 5600r/min 同时还应根据泵的供油量重新校核马达的实际转速(由前向后)，因为以上选
定的泵排量通常大于要求的排量，马达实际转速会比要求转速略高。对于变量马达，应同时确保最大排量和最小排量两种工况下的使用转速均不超过其标定值。 (1)确定最大排量下是否满足(3.12)、(3.13)式要求，即下坡行驶液压制动工况:
（1.27~1.32）qbmaxi1neH= (3.12) nsmmqmmaxZnsmm≤nmm (3.13) 式中
nsmm——马达全排量时最高匹配转速，r/min;
nmm——马达全排量时极限转速，r/min;
由(3. 12)和(3. 13)式，经过校核计算见下表：
表3.6 马达最大排量时实际转速的校核计算表 Z qmmax qbmax neH i1 nsmm 55CC/rev 125cc/rev 1.2048 2100r/min 4 (2)计算马达最小排量
nmm 1826~1898r/min 4200r/min xsqmmin=0.952qbmaxneHi1/（nmmZ） (3.14 )
马达排量比?mmin。应大于或等于0.3，可保证有较高的传动效率。
?mmin = qmmin/qmmax≥3 (3.15)
由式(3.14)，计算结果如下表。满足公式(3.15)的要求。
表3.7 马达最小排量计算表 Z xsqbmax neH i1 nmm- 28 -
qmmin ?mmin 徐州师范大学本科生毕业设计 冷再生铣刨机行走液压控制系统的设计
125ml/r 1.2048 2100r/min 4 3324r/min 22cc/rev 0.4 (3)计算马达最小排量时马达实际工作转速(按行驶液压制动工况计算)
（1.27~1.32）qbmaxi1neH= (3.16) nsmmqmminZ
根据式(3.16)计算结果如下表：
qmmin 2ml/r qbmax i1 neH 表3.8 Z nsmm nmm 125ml/1.2048 2100r/min 4 4564~4744r/min 5600r/min r 冷再生铣刨机马达的高低速转速分别为3324 r/min和1295 r/min。参照马达的效率曲
线图，可以看出马达在较大的转速和压力范围具有较高的传动效率，工作压力 为15-2MPa左右，其效率在90%以上。
从以上校核过程可看出，铣刨机的行走液压系统满足设计要求，不仅泵和马达均在区工作，且符合液压元件的压力元件的压力降额匹配，保证其有长的使用寿命。
- 29 -
徐州师范大学本科生毕业设计 冷再生铣刨机行走液压控制系统的设计
结论与展望
结论
随着我国公路交通事业的发展，以大型铣刨机为主要设备的机械养护作业方式已经在我国的高速公路上广泛采用。铣刨机的行走系统都采用四轮独立液压驱动，而路面的损坏程度、路面材料的硬度、铣削层的深度及刀具的情况等都会影响行走液压驱动系统，
为了提高铣刨机的使用性能和工作可靠性，保证铣刨机有较高的生产率和作业质量，使铣刨机具有良好的经济效益，提出对铣刨机行走液压系统的研究，推动铣刨机性能的全面提升，本文所研究的主要内容以及所取得的结论如下: 1、收集并整理了大量国内外铣刨机资料，通过对铣刨机行走工况和整机性能要求的分析，提出了冷再生铣刨机的总体参数。
2、通过对铣刨机行走机构的运动学和动力学分析，得出行走系统与转子系统功率变化规律与影响因素。
3、通过对铣刨机的行走液压系统及功率自动分配的要求分析，得出了液压行走系统及功率自动分配的控制方案。合理设计了液压系统与发动机的匹配参数，确定了液压系统的主要控制方式。
4、分析了行走液压系统的组成和工作原理，根据角功率进行了该液压系统主要参数的设计计算，并进行校核。认为参数设计合理。
5、通过冷再生铣刨机性能检测试验，证实了其液压系统设计是正确可行的，液压及控制系统达到了预定目标，具有工业化应用条件。该机目前已经投入批量生产。 展望
目前，铣刨机是一种机电液一体化技术含量较高的工程机器，但在使用过程中，当前还存在以下主要问题:
1、目前国内对液压系统动力匹配及控制技术的研究还不够，很多技术的核心还集中在国外专业公司手中，缺乏自主创新能力，无法对己有产品进行必要的改进和提高。比如:我国铣刨机的发展起步较晚，尽管取得了许多成就，关键部件采用国际化采购，甚至有些产品接近或达到了国外同类产品的技术水平，但许多关键技术仍未突
破，使得产品的稳定性、可靠程度等大打折扣。像铣刨机采用的行走控制器，应展开对它的研究，开发出适合中国公路施工的高性价比的控制器。
2、需要在发动机技术、液压系统控制技术和电气控制三方面进行有效接口，提出系统控制方案，使得动力匹配合理，系统效率更高和更节能。
3、跟踪国外先进的电液技术，消化吸收，使铣刨机更加可靠、更节能、自动化程度更高。
后记
- 30 -