叉车液压系统设计

倾斜装置
取r=0.5m，倾斜力矩给定为T=5000Nm， 因此所需力F为
5000 F= = 10000 N 0.5
该力由两个双作用缸提供，因此每个液压 缸所需提供的力为5000N。 如果工作压力为150bar， 则环形面积为：
5000 Aa = = 3.33 × 10 −4 m 2 150 × 105 哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
LOGO 哈尔滨工业大学流体控制及自动化系
综合课程设计（II）
液压系统设计
Contents
1 2 3 4 5 6
设计题目 目的和意义 设计任务 设计参数 进度安排 设计方法及步骤
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
1设计题目
吨叉车工作装置液压系统设计
工作装置 行走驱动装置
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
3设计任务
完成的工作量 绘制下列图纸： （1）液压系统原理图 （2）液压阀组装配图 （3）液压阀块零件图 编写设计说明书
A2 A1或A0 A1或A0
1张 1张 1张
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
4设计参数
提升装置
倾斜装置
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
最大流量由装置最大速度决定。在该动滑 轮系统中，装置的活塞杆速度是叉车杆速 度(0.2m/s)的一半，于是：
Q = Ar vmax = 0.001963 × 0.1
Q = 1.963 × 10 − 4 m 3 / s
Q = 1.963 × 6 = 11.8l / min
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
PDC
3.2 = = 4kW 0.8
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
验算
压力损失 温升
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
LOGO 哈尔滨工业大学流体控制及自动化系
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
5进度安排
第2周 第2周 第3周 第3周 第3周 完成液压系统的验算 完成液压阀组及阀块的设计草图 绘制液压阀组及阀块的设计图 整理和撰写设计说明书 准备答辩 1天 1天 2天 2天 1天
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
6设计方法及步骤
工况分析 确定系统主要参数 拟定液压系统原理图 选择或设计液压元件和辅件 验算液压系统性能
4设计参数
提升液压缸工作情况
设计参数 提升负载： 提升负载： 提升速度： 提升速度： 倾斜扭矩： 倾斜扭矩： 倾斜速度： 倾斜速度：
提升高度： 提升高度： 倾斜角度： 倾斜角度：
倾斜液压缸工作情况
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
5进度安排
第1周 了解课程设计任务、查阅相关资料 1天 第1周 了解课程设计步骤及设计方法 1天 第1周 按照设计步骤，计算液压系统主要参数 3天 第2周 完成液压系统原理图的确定及绘制 1天 第2周 完成液压系统的元件选型 2天
验算工作压力 倾斜机构所需最大压力为：
F 5000 P= = = 118bar −4 Aa 4.24 × 10
活塞面积计算为：
Ap =
π
4
d
2 cyl
=
π
4
0.0322 = 8.04 × 10−4 m 2
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
所需最大速度给定为2 º/s，先转换成弧度 制，然后再转换成线速度 然后两个液压缸在拉伸期间所需的流量为
系统原理图的确定
LOGO
系统原理图的确定
LOGO
LOGO
液压阀的选择
根据工作压力、流量、压力损失、工作形 式等查找样本，进行选取
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
液压泵的参数确定
大泵
Dreq 11778cm3 / min = = 8.75cm3 / rev 0.9 × 1500rev / min
Ar =
π d 2 rod
4
3.14 × 0.05 2 = 4
Ar = 1.96 ×10−3 m2
位移减半，负载变为两倍
FL = 2mg = 30, 000 N F 30, 000 Ps = = = 153bar Ar 0.00196
取系统压力为160bar
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
负载力为： FL = mg = 1530 × 9.81 = 15000 N 系统所需压力为： F 15000
Ps = Ar = 0.00785
= 19bar
应修改方案
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
液压缸行程为1m, 活塞杆直径为50mm （80/50mm装置） 提升装置的有效面积变为：
2目的和意义
通过对叉车液压系统的设计，加深对液压 传动系统及液压元件工作原理的理解，熟 悉液压系统及元件的设计过程，进一步掌 握液压系统及元件设计的技能，从而达到 巩固液压传动课程学习内容，增长实际设 计经验的目的。
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
3设计任务
拟定液压系统原理图； 选择液压系统的元件和辅件； 验算液压系统性能； 设计液压阀块和阀组；
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
1.5吨叉车工作装置液压系统设计实例
已知参数 最大提升负载质量m（kg） 1530 提升高度h（m） 2 提升速度v（m/s） 0.2 最大倾斜扭矩T（N.m） 5000 倾斜角度α（°） 20
倾斜角速度ω（°/s） 1~2
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
Q = 2VAp = 2 × 8.04 × 10−4 × 0.0177 = 2.8 × 10−5 m3 / s = 1.7l / min
倾斜装置需要走过的行程为：
20 S = 0.5 × × π = 0.175m 180
两个倾斜装置的可选尺寸为32/22mm/mm，行程 为200mm。
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
Sauer-Danfoss目录中可查出，SNP2和SEP2系列 有排量为8.4和10.8cm3/rev的泵。取8.4的
小泵
Dreq 1700cm3 / min = = 1.21cm3 / rev 0.9 × 1550rev / min
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
电机功率计算
11.35 W = P × Q = 168 × 100 = 3.2kW 60, 000
初步确定工作压力为15MPa
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO
提升装置参数确定
假设活塞杆长度为2m，则其直径至少为0.1m。当 提升装置使用的活塞杆直径为100mm时，提升负 载的有效面积为活塞杆面积：
ALeabharlann Baidu =
π d 2 rod
4
3.14 × 0.12 = 4
Ar = 7.85 ×10−3 m2
先假设活塞直径D=32mm，面积给定，则 活塞杆直径可以求出
d rod = 0.0245m = 24.5mm
为了保证环形面积大于所需值，活塞杆直径必须 小于该计算值，取 d rod = 22mm ，则环形面积为：
Aa =
π
4
(0.0322 − 0.0222 ) = 4.24 × 10−4 m 2
哈尔滨工业大学流体控制及自动化系 LOGO