拖挂式混凝土泵的设计(5)

2019-05-17 11:57

混凝土缸和主油缸的平均冲程速度,v?4Q1 ?D2Q1?主油缸一次冲程排量m3/h;

D?主油缸内径m;

Q1?Q97.41??2.08?10?3n13?3600 34?2.08?10v??66.29mm/s?0.0662m/s??0.22混凝土实际输送量

2Dh2202Qh?Q0?2??0??1??2?100.42??0.97?0.87?0.96?98.44m3/h 2D200该泵送系统设计参数符合设计要求,概括参数如下:

混凝土缸 主油缸 Ph?8.4MPaP?16MPaDh?220mmD?200mmLh?2050mmQh?98.44m3/hv?66.29mm/s L?2050mm

Q?97.41m3/hv?66.29mm/s3、2、4主油缸和混凝土缸的零件设计根据:

1)、计算壁厚,根据JB1068-67以及《机械设计手册》

1、油缸壁厚 取壁厚10mm

?p?0.4P?D????1?0.22?100?0.4?8.4?1?9.89mm t??2?2100?1.3?16??p?1.3P?t?9.89mm

?p为无缝钢管许用拉应力,?p?100~110MPa,取?p?100MPa

壁厚为10mm

2)、混凝土缸壁厚,因工作介质为混凝土,磨损较严重,根据结构要求和无缝

钢管尺寸,取混凝土缸外径为260mm,外径台阶厚较小直径为250mm,两缸中心距根据结构取为300mm。

3、2、5校核活塞杆强度

1)、按强度条件盐酸活塞杆直径?? F?Py??Dy2

44F ?d2F?活塞杆推力 d?活塞杆直径 d?100mm

?4??则??4?d22PyDy?Dy?Py??d???200?6??16?10????64MPa ?100???22活塞杆材料为45钢,??s???sS,?s为屈服极限,?s?360MPa

360?257MPa 1.4S为安全系数,S?1.4 ?p???????p 强度满足。

??2)、纵向弯曲极限力的计算

油缸受纵向力以后产生轴线弯曲,当纵向力达到极限以后,缸产生纵向弯曲,出现不稳定现象。 ○1活塞杆横截面回转半径

K?Jd? A42 J?活塞杆横截面转动惯量 ,J??d64

A?活塞杆横截面转动,A? 柔度???4d2,K?d100??25mm 44?l1 ?? k210.32?4 ????20.04?2E?2?210?109??89.80 根据材料力学 ??6?p257?10E?材料弹性模量,取E?210?1011Pa

????1 故不能用欧拉公式计算 ?2?a??s460?360??38.94 ????2 b2.568

故该杆为小柔度杆,通常称为短压杆。实验证明,它的破坏与失稳现象无关,所以只需进行强度验算即可。 3、2、6 焊缝校核

根据公式??4F????

?De?d22??? F?液压 缸最大推力N;

??焊缝效率,取??0.7 ,???焊缝许用应力

又F?P?D2?16?106??0.22?5.024?105mm

44??4.2?108?????1.05?108Pa ????? 所以,焊缝强度满足要求。

43、2、7液压元件选型

1、系统主要系数

主油路额定压力:16MPa,主油路一流调定压力?30MPa 2、主油泵送型要求

主油泵为两个主油缸提供油泵

液压缸最大流量 Qmax?A?Vmax?m3/h?

A?液压缸的有效面积 m2;Vmax?液压缸的最大行程速度m/s

油缸工作时,活塞近似均匀 Vmax?L?液压缸行程,

L t t?运行时间

冲程频率13次/分,两混凝土缸幻想时间0.2s

?Vmax?2.050?0.973m/s601??0.2132?D2??A???44?Qmax?0.0314?0.973?0.0306m3/h?1833.6L/min?0.22?0.0314m2

3、选液压泵的规格

1)、泵实际流量

泵流量应大于同时运作的几个执行元件所需的最大流量,并应考虑系统的泄漏和溶剂效率降低,因此泵的流量为Qp?K?Qmax?m3/h

??

K?系统泄漏系数,取K?1.1~1.3

3m/h 即,同时动作的几个执行元件所需的最大总流量Q??maxQp?1.2?1833.6?2200.32?L/min? 2)、泵的最大工作压力的确定

最大工作压力Pp?Pmax???P

Pmax?执行元件最大工作压力,对于排量为90m3/h;

?P?泵出口到执行元件间的压力损失,包括行程损失和局部损失,初算时可取;对于流量大的简单系统

??P?2~5?10Pa,本系统取

55?P?15?10Pa,故Pp?16?1.5?17.5MPa ?液压泵额定压力应比其最大工作压力,使泵有一定压力流毒,取主油泵的额定压力为17.5MPa

4、泵的传动功率 N?Pp?Qp103??p

N?主油泵输入功率 KW

Pp?主油泵实际工作压力 Pa Qp?主油泵的实际排量 m3/h

?p?主油泵的总功率 ;对柱塞泵?p?0.8~0.85;对叶片?p?0.75~0.8;

对齿轮泵?p?0.7~0.75,因为主油泵送柱塞泵,所以取

17.5?105?0.0306?66.94 ?p?0.8,即N?103?0.85、泵的选型

《机械设计手册》选MCY14-1B,压力:31.5ml/r,转速:1500r/min, 容积效率:?92%,驱动效率:24.6KW ,重量:27kg。 主油泵每转排量Qr?1000?Qpn106?0.0306?60??20.4(ml/r)

1500Qp?主油实际排量m3/s, n?柴油机工作转速r/min

主油泵工作压力为16MPa。 3、2、8 控制系统计算

(1) 、控制力量计算 查《机械设计手册》可知,电液换向阀基本参数可选择 公称通径:Dg?80mm 公称流量QH?1250L/min 阀径:D?100mm 阀杆行程:S?34mm 公称压力:PH?32MPa

2t

4S式中:D?电液换向阀阀杆的直径(阀径),m;

S?电液换向阀阀杆的行程,它是指阀杆由中立位置至两端位置的距离,

控制流量按下式计算:Qk??D2m;

是指阀杆从阀体的一端移动到另一端所需要的时间s,换向t?换向时间,

时间通常为0.05~0.08s,如有阻尼器可控制换向时间更长一些。

本泵送系统中的电磁电液换向阀选用通径

?L/min?,D?100mm,S?34mm,PH?32MPa,并取换向时Dg?80mm,QH?12503.142?0.34?0.12??60?139L/min 40.23这一流量为电液换向阀中电磁先导阀的流量。因为本系统按最大流来能够计算的。所以选额定流量100L/min的电磁换向阀作为主换向阀的方向控制阀。

间t?0.23s;则控制流量为:Qk?(2)控制油压的确定

控制压力的计算比较复杂,取决于对中弹簧的刚度、液压力、摩擦力等许多因素。弹簧对中式的控制量较大,液压对中式的控制药理较小。控制压力值可由有关手册或产品提供。本设计泵送系统选择摆动系统的油压作为控制压力Pk,为Pk?10MPa。

(3)、摆动回路溢流阀

为了保护主油泵,溢流阀的溢流压力应低于摆动油泵的额定工作压力,溢流阀的溢流压力选择为30MPa ,选择的溢流阀型号为:BT-10-*-32。它的基本参数为:最高使用压力为25MPa,调压范围:0.5~25MPa,最大流量为400L/min,质量为:8.5kg。

(4)、管路的选择与连接 在实际装配中,考虑到压力对管路流量的影响,吸油管的通径应该比排油管的大。 管路油液的流速V(推荐)

(1)、吸油管道取V?1~2m/s; (2)、压油管道取V?2.5~5m/s;

(3)、短管道及局部收缩处取V?7~10m/s; (4)、回油管道取V?1.5~2.5m/s。


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