液压马达的计算

液压马达的选取

一、依据汽车理论

汽车理论发动机功率计算公式：

⎪⎭

⎫

⎝⎛+=

max 3a D max a T e 7614036001u A C u Gf P η max a u ——汽车的速度，km/h e P ——发动机功率，kw

按照汽车理论：

条件假定：F 迁=45000N,8.0=μ，v=0.12m/s ，r=155mm P=

v F T

⨯⋅η2迁

T η——效率系数，取为0.95

P=

v F T

⨯⋅η2迁

=2.84kw 二、液压原理

油马达的选择 一、已知参数

(一)单轨吊牵引机构要求的牵引力

F=45000N (二) 牵引速度

V=0.12m/s

(三) 摩擦轮直径 D=310mm

(四) 传动方式

油马达直接带动摩擦轮 二、结构型式的选择

因为牵引力较大，因此，要求传递的扭矩也较高，并且转速较低，所以采用径向柱塞式低速大扭矩内曲线液压马达。

内曲线液压马达的结构类型也很多，其柱塞付有以横梁传递侧向力的，也有以柱塞直接传递侧向力的。根据参数要求，并根据目前国内内曲线油马达设计试验情况，柱塞付的结构形式采用以横梁传递侧向力，这种结构的特点是结构比较简单，加工方便，工作也很可靠。 三、参数计算

(一)油马达的输出扭矩M 扭矩计算公式：1

12m D F M η⋅

⋅=

式中：1m η——传动的机械效率，取1m η=0.95

053.367195

.01155.022500121=⨯⨯=⋅⋅

=m D F M η(N •m) (二)油马达理论每转排油量q

m

P M

q η⨯∆⨯=

159

式中：P ∆——油马达压力差, MPa

P ∆=16MPa

m η——油马达机械效率，取m η=0.9

所以，q=

603.19

.016159053

.3671=⨯⨯(l/r)

(三)油马达的结构参数取为： 柱塞直径 d 每排柱塞数Z 柱塞行程h 柱塞排数i 作用次数x

故实际上马达理论每转排油量

32104

-⋅⋅⋅⋅⋅=

x i z h d q π

油马达实际输出扭矩 M=q P m ⨯⨯∆⨯η59.1 （四）油马达转速n n=

4.731

.02.7=⨯=ππD v (r/min) (五)油马达所需流量Q Q=q v

n η`1⋅⋅

式中，v η——油马达容积效率，取v η=0.9 所以，Q=1.6039

.01

4.7⨯

⨯=13.2(l/min) (六)油马达输出功率为：

P=m v Q p ηη612

⋅∆=796.29.09.0612

2.13160=⨯⨯⨯（kw ）

在选择液压马达时需要考虑工作压力、转速范围、运行扭矩、总效率、容积效率、滑差率以及安装等因素和条件。首先根据使用条件和要求确定马达的种类，并根据系

统所需的转速和扭矩以及马达的持性曲线确定压力压力降、流量和总效率。然后确定其他管路配件和附件。

选样液压马达时还要注意以下问题：

①由于受液压马达承载能力的限制，不得同时采用最高压力和最高转速，同时还耍考虑液压马达输出轴承受径向负载和轴向负载的能力。

②在系统转速和负载一定的前提下。选用小排量液压马达可使系统造价降低，但系统压力高，使用寿命短；选用大排量液压马达则使系统造价升高．但系统压力低，使用寿命长。至于使用大排量还是小排量液压马达需要综合考虑。

③对于需要低速远行的液压马达，要核定其最低稳定转速，并且为了没汁液压马达在极低转速下稳定运行，液压马达的泄漏必须恒定，负载也需恒定，还要求0.3—0.5MPa的系统背压以及至少35rnm3／s的油液粘度。

④马达的起动力矩应大于负载力矩，一般起动力矩M o=0.95M

三、结论

选用径向柱塞式液压马达，功率P=3kw,转矩M≥3672N .m ,工作转速n≤7r/min

液压马达组件已选定：1FMS05-2

液压缸的选取

F 迁=45000N,4.0=μ，

⇒28125N =N 4

⇒=

迁

F N μ 假定液压系统压力能达到18MPa

根据工作要求我们缸在收回后要达到28125的拉力，则

()()2

2222

00202.0285004

m d D P d D =-⇒=∆-π

根据机械设计手册，我们选择液压缸内径D 为80/63mm,即能达要要求，活塞杆直径d 取56/40mm 即能达要工作要求。外径95/83mm 。

压缩弹簧的选取

为了考虑在最在载荷的作用下，各圈之间要保留一定的间1δ。1δ的大小一般推荐为：

mm d 2.01.01≥≥δ，d

为弹簧丝的直径，mm

1.根据工作条件选择材料并确定其许用应力

因弹簧在大载荷作用下，并且性能要求高，是重要的弹簧，按第Ⅲ类来考虑，现选用65Mn 弹簧丝D 级，内径为D1≥120mm （液压缸的外径待选）, 外径D 2≤150mm ，估取弹簧丝的直径为16mm ，根据《机械设计》表16—3B σ=1600MPa ，根据《机械设计》表16—2可知[τ]=800 MPa

2．根据强度条件计算弹簧钢丝直径 现取旋绕比C=6，则

25.1615

.04414≈+--=

C

C C K mm mm KC F d 98.25800

6

1.25281256.1][6

.1max '=⨯⨯⨯=≥τ 取d=25mm,取D=125mm ，C=C

D =5，计算得K=1.3105，于是

mm mm KC F d 288.24800

5

1.311281256.1][6

.1max '=⨯⨯⨯=≥τ 上值与原估取值相差较小，取弹簧钢丝标准直径为d=25mm 。此时D=125mm, 则

D 2=150mm 能与我们所设计的侧板孔相符合。 3.根据刚度条件计算圈数 取mm 200max =λ

mm N k F /625.140=

由《机械设计》表16—2取G=80000MPa,则弹簧的圈数为

2.14625

.1401258258000083

4

34=⨯⨯⨯==F k D Gd n 取n=15圈。此时弹簧的刚度为

mm N k F /333.13315

625

.1402.14=⨯

= 4.相关参数计算 取节距p=0.4D=43.75mm 自由高度：H 0=pn+3d=637.5mm

下面要做有限分析实验对设计的弹簧做验证。