鐵道液壓撥道機設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

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8mm工作原理液壓拔道機由油缸，油缸座，油箱，柱塞泵，支架，底座及搬把等組成。底座，支架及油缸座有銷軸鉸接而成平面四連桿機構。油缸座上設有安全閥和回油閥等機構。搬動操縱桿使柱塞泵里產(chǎn)生的高壓油進入油缸，推動活塞伸出，在活塞推力的作用下，油缸及支架繞底座上的銷軸同時向上旋轉，在起道輪的鉸接處產(chǎn)生垂直向上的推力，同時在支架的頂塊上產(chǎn)生水平方向的推力，從而達到起道和拔道的目的。使用方法1.將底座插入軌底，使起道輪頂住軌底，關閉回油閥，搖動搬桿，使活塞伸出，即可進行起道；當支架上的頂塊卡在軌底側面，關閉回油閥，搖動搬桿，使活塞伸出，在其水平位移上即可拔道。起拔道完成后，打開回油閥，使液壓系統(tǒng)卸荷即可下道。2.本機使用工作機油為40#機油，氣溫較低時，用20#機油。注入的工作油要經(jīng)過濾清潔，不工作時注意不要碰撞，不要倒置，以免受損及泄?jié)B油，要定期更換機油，定期進行檢修，以保證機具的使用壽命。3.本機易損件（主要是密封件）要定期更換。鐵軌使用一段時間后會存在一定的方向偏差,為了使曲線圓順、直線更直，鐵路維護部門要對軌道進行定期的矯正。矯正的過程是使鐵軌在水平面內產(chǎn)生向左或向右的移動，稱為撥道作業(yè)。矯正采用的工具為撥道機。某公司生產(chǎn)的撥道機產(chǎn)品結構原理簡圖如下圖所示。1為撥道機機座（用于固定和支撐撥道機上的零部件），2為撥道機的擺桿。3為頂桿（用于撥道時頂起和固定鋼軌），4為液壓缸的活塞桿，5為液壓活塞，6為液壓缸體，7為手動泵。6與7之間有個單向閥。撥道時，鋼軌擱在頂桿上，用手動泵往液壓缸壓入液壓油，推動活塞桿移動，從而實現(xiàn)鋼軌移動。在撥道過程中，為了降低撥道力和和減少撥道量的回彈，通常要將鋼軌提升。工作原理: 該機器由油缸，油缸座，油箱，柱塞泵，支架，底座及搬把等組成。底座，支架及油缸座有銷軸鉸接而成平面四連桿機構。油缸座上設有安全閥和回油閥等機構。搬動操縱桿使柱塞泵里產(chǎn)生的高壓油進入油缸，推動活塞伸出，在活塞推力的作用下，油缸及支架繞底座上的銷軸同時向上旋轉，在起道輪的鉸接處產(chǎn)生垂直向上的推力，同時在支架的頂塊上產(chǎn)生水平方向的推力，從而達到起道和拔道的目的。摘要：鐵路軌道，簡稱路軌、鐵軌、軌道等。用于鐵路上，并與轉轍器合作，令火車無需轉向便能行走。軌道通常由兩條平行的鋼軌組成。鋼軌固定放在軌枕上，軌枕之下為路碴。以鋼鐵制成的路軌，可以比其它物料承受更大的重量。軌枕亦稱枕木，或路枕，功用是把鋼軌的重量分開散布，和保持路軌固定，維持路軌的軌距。一般而言，軌道的底部為石礫鋪成的路碴。路碴亦稱道碴、碎石或道床，是為軌道提供彈性及排水功能。鐵軌也可以鋪在混凝土筑成的基座上 （在橋上就相當常見） ，甚至嵌在混凝土里。鐵路軌道必須經(jīng)常維修以維持良好運作狀態(tài)。路軌維修是繁重的工作，以往要花費很多人力來完成，現(xiàn)已逐漸以機器取代。鐵路軌道的主要保養(yǎng)維修工作包括有:打磨鋼軌 ，改善鋼軌的平面及縱面。更換部分或全部鋼軌。更換軌枕。搗固、清理、更換及補充道碴。在繁忙的線路上因為列車間距很短，因此鐵路營運者多數(shù)會以自動化的工程列車進行部分的維護工作，以提高工作效率。Abstract：The railway track,referred to as rails,rail,railetc.Forthe railway,and in cooperation with theswitch,so the train canwalk without turning.Trackusually consists oftwoparallel rails.Rail fixed on thesleeper,the sleeperunder the ballast for the road.Made of iron and steel rails,than othermaterialsto carry greater weight.Sleeper,sleeper,sleeperorroad,railweightfunction is toseparate the distribution,and keep trackof fixed,maintain the track gauge.In general,Luballasted trackis arranged at the bottom of thegravelpaved.Road,also known as ballast ballast,gravel orballast,is to provideflexibility for the track and drainage functions.The railscan alsospread on thebaseof concrete.(the bridge is quite common),or even embedded in concrete.Railway trackmust oftenrepairin order to maintain thegood operationstate.Railrepairishard work,takes a lot ofmanpower to completethe past,is nowgraduallyreplacedbymachine.The mainmaintenanceof railway trackrepairworkincludes:Rail grinding,improve theplane andverticalrail.The replacement ofpart or all ofthe rail.Replacing sleeper.Tamping,cleaning,replacement andsupplement ballast.In the busylinebecause thetrainspacing is veryshort,sooperatorswill bepart of themaintenance workinautomationengineering trainmost,to improve the work efficiency目錄：摘要：1Abstract：1目錄：3一，撥道機的背景31.1撥道機的現(xiàn)狀31.2撥道機的意義41.3撥道機現(xiàn)有的分類5二，設計方法52.1撥道機設計思路5底座的選用及其設計9銷軸的選用及計算9液壓泵的選用及注意事項10液壓缸活塞桿螺紋型式和尺寸系列12液壓缸的選型依據(jù)132.4.1 、油缸受力分析152.4.2 舉升油缸受力分析172.4.3液壓缸的結構設計172.4.4液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定192.4.5液壓缸壁厚、外徑及工作行程的計算212.4.6 液壓缸缸底和缸蓋的計算222.4.7液壓缸進出油口尺寸的確定222.4.8 液壓缸的主要零件的材料和技術要求232.4.9 泵的計算與選擇24聯(lián)軸器27三，設計方案驗證283.1液壓傳動的可行性分析283.2液壓的優(yōu)點及其不足之處28四，總結29五，致謝30六，參考文獻31一，撥道機的背景1.1撥道機的現(xiàn)狀起撥道機克服了原來手提式小液壓起撥道器撥道力和撥道量小，操作者的勞動強度大，作業(yè)效率低，作業(yè)質量難以保證等不足；在不需或不便于大型搗固車作業(yè)的場合，發(fā)揮了重要的作用。可自動控制起道、撥道量，大大提高鐵道線路的水平、高低、方向抄平與定向的效率和精度，特別適合線路的大、中修，新建、改道工程施工。它作業(yè)時起道量和撥道量是由工人憑經(jīng)驗控制，作業(yè)效率和作業(yè)精度均不能滿足工作要求。而鐵路有關單位曾經(jīng)研發(fā)過的激光準直液壓起撥道機，雖然著眼于應用光電技術實現(xiàn)起撥道量的自動控制，但由于其測量與控制系統(tǒng)不完善，測量誤差大，且在曲線上不能進行測量控制，因此沒有得到廣泛的推廣結構智能液壓起撥道機由動力、液壓系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)、作業(yè)機構（夾軌、起道、撥道）、走行機構和機架等部分組成該機選用汽油機作為動力源,液壓系統(tǒng)為開式系統(tǒng)；走行輪上安裝位移傳感器，機架上安裝傾角傳感器；在鋼軌外側加裝正矢測量機構；用微型計算機系統(tǒng)處理測量數(shù)據(jù)；并參照標準數(shù)據(jù)控制夾軌機構、起道機構、撥道機構和走行機構的動作。為適應不同工況，該機還設有手動控制模式。對于長直路段，可采用激光準直儀控制起、撥道量。工作原理起撥道機到達作業(yè)地點后，輸入該點標準里程，人工推行機器先進行線路測量，測量完成后退回到作業(yè)起始點，啟動汽油機，汽油機帶動高速齒輪油泵產(chǎn)生高壓油進入電磁閥,傾角傳感器1將作業(yè)點的橫平信號、傾角傳感器2將作業(yè)點的縱平信號、正矢測量裝置中的位移傳感器2將正矢數(shù)據(jù)傳入計算機，計算機進行數(shù)據(jù)處理后根據(jù)位移傳感器1的信號調用標準線路數(shù)據(jù)，進行判斷決策，發(fā)出控制信號，啟動相應各控制閥，使各機構按規(guī)定程序和要求動作。該點作業(yè)完成后,工控機控制鋼軌夾鉗松開鋼軌，起撥道油缸收回，液壓馬達驅動走行輪，整機走行，感應開關確定已走到下一工作位置時停機，開始再次作業(yè)。在長直線段，安裝激光準直儀，起撥道機上的光電板與電流傳感器將起撥道機前端300500m處激光光源轉變成電位差后傳輸?shù)接嬎銠C上，計算機處理后發(fā)出動作指令，機器動作。為方便不同工況要求，還可通過控制柜上的動作按鈕人工控制各個油缸的動作。1.2撥道機的意義鐵路軌道，簡稱路軌、鐵軌、軌道等。用于鐵路上，并與轉轍器合作，令火車無需轉向便能行走。軌道通常由兩條平行的鋼軌組成。鋼軌固定放在軌枕上，軌枕之下為路碴。以鋼鐵制成的路軌，可以比其它物料承受更大的重量。軌枕亦稱枕木，或路枕，功用是把鋼軌的重量分開散布，和保持路軌固定，維持路軌的軌距。一般而言，軌道的底部為石礫鋪成的路碴。路碴亦稱道碴、碎石或道床，是為軌道提供彈性及排水功能。鐵軌也可以鋪在混凝土筑成的基座上 （在橋上就相當常見） ，甚至嵌在混凝土里。鐵路軌道必須經(jīng)常維修以維持良好運作狀態(tài)。路軌維修是繁重的工作，以往要花費很多人力來完成，現(xiàn)已逐漸以機器取代。鐵路軌道的主要保養(yǎng)維修工作包括有:打磨鋼軌 ，改善鋼軌的平面及縱面。更換部分或全部鋼軌。更換軌枕。搗固、清理、更換及補充道碴。在繁忙的線路上因為列車間距很短，因此鐵路營運者多數(shù)會以自動化的工程列車進行部分的維護工作，以提高工作效率。1.3撥道機現(xiàn)有的分類(1)測量與控制系統(tǒng)采用充電電池供電，測量時不啟動汽油機，有效地避免了機器振動對測量誤差的影響。(2)測量完成后由計算機系統(tǒng)根據(jù)測量值與標準值進行決策，發(fā)出動作指令，控制精確。(3)起撥道均采用雙油缸，起撥道力大和起撥道量大，平穩(wěn)。(4)勾軌時采用抱軌的方式，起撥道時不打滑，安全可靠。(5)勾軌油缸通過楔形塊抵緊軌鉤滾輪，在撥道時軌鉤所受作用力通過楔形塊直接作用于機架上，從而避免了勾軌油缸受力，減小了對勾軌油缸的損壞。(6)收放油缸油路安裝溢流閥，有效地減輕抬道現(xiàn)象。該機在封鎖線路狀態(tài)下作業(yè),50kg/m及以上鋼軌均可適用,操作簡單,上下道方便,下道后不侵入撓藿鐢。二，設計方法2.1撥道機設計思路2.1.1、技術參數(shù)1、最大起道力 200KN2、最大起道量 125mm3、最大撥道力 200KN4、最大撥道量 80mm次5、起撥油缸 100800mm6、額定油壓 48Mpa7、系統(tǒng)壓力 16MPa8、手底泵手柄操作力 260N9、整機質量 24Kg10、外形尺寸 550180240mm2.1.2、工作原理以汽油機為動力，直驅齒輪泵，由多路閥控制各工作缸動作，實現(xiàn)機架就位、勾軌、傾斜起撥油缸、伸出缸腳座，進行起撥道。2.1.3、操作規(guī)程1、作業(yè)前的準備：按油標線加足L-HM32（或N32液壓油）；按汽油機使用說明書加好燃油和專用機油；用500兆歐表分別檢查機架與鋼軌，軌勾與機架問絕緣電阻，其值不得小于0.5兆歐。并檢查整機是否完好，啟動汽油機，運轉5分鐘，各部分空載動作23次，沒有問題即可上道。2、上道：操縱換向閥，使各工作油缸活塞桿收回。將下道導桿插入下道架擺正在鋼軌上，推機上道，落下行走輪，升高機哭拉走下道架取出導桿，再動作行走輪，機器下降就位。3、作業(yè)：起道時，首先操縱換向閥動作勾軌油缸，使軌勾勾住雙軌，在兩起撥油缸垂直，放好橫擔的情況下，操縱換向閥，伸出油缸底腳，即可起道；撥道時，在收回雙腳，取下橫擔的情況下，再根據(jù)撥道方向旋開一個針閥，操縱換向閥動作傾斜油缸，使一個起撥油缸傾斜到一定位置，操縱換向閥伸起撥缸底腳，即可撥動雙軌。先收回底腳，再撥直油缸放好橫擔，完成作業(yè)4、 下道：其操作過程和上道時相似。2.1.4、安全規(guī)程1、起道時、兩起撥油缸必須處于垂直狀態(tài)，應放好橫擔、兩針閥關閉、兩腳避開軌枕，否則有損壞機器的可能。2、撥道時兩針閥有一閥開啟，起撥油缸傾斜到位后，傾斜油缸必須處于游動狀態(tài)（即換向操縱桿在中間位置），否則損壞機器。3、油壓系統(tǒng)壓力己調定，不可隨意調高（大于16MPa）。2.1.5、維護與保養(yǎng)1、應經(jīng)常保持整機干凈、整潔，每次作業(yè)完畢后，活塞桿應全部縮回，個防止銹蝕及碰傷；2、經(jīng)常檢查油箱液面高度，如不足應及時補充加油；3、定期檢查發(fā)動機潤滑油液面，如不足應及時補充加油；4、換季時，按發(fā)動機說明書，更換汽油及汽油機用潤滑油牌號；5、經(jīng)常檢查液壓系統(tǒng)是否漏油，如有漏油應及時維修或更換；6、一年更換一次起撥道機油箱的機械油并清洗油箱；7、起撥道機作業(yè)完畢下道后，應加蓋防雨罩。2.1.6、常見故障及排除方法序號故障可能發(fā)生的原因排除方法1發(fā)動機不啟動油箱沒油或開關沒打開加油或打開開關2液壓系統(tǒng)漏油接頭沒擰緊或密封件損壞擰緊接頭或更換密封件3油缸動作有阻滯現(xiàn)象油缸內有空氣操縱換向閥使油缸動作2-3次全行程4發(fā)動機突然滅火發(fā)動機超負荷工作油缸伸到頭或縮到底后換向閥操縱手柄要立即松開5油缸活塞桿伸出緩慢供油不足皮帶變形伸長調整皮帶輪間距或更換皮帶2.1.7、易損件明細表序號圖號名稱規(guī)格1“O”形環(huán)162.42“O”形環(huán)222.43“O”形環(huán)283.54“O”形環(huán)403.l5“O”形環(huán)503.56“O”形環(huán)483.17“O”形環(huán)705.38“O”形環(huán)1005.79JB982-77墊圈1010墊圈1411墊圈182.7.8、隨機工具內六角扳手：5、6、8mm各一把開口扳手：2224mm一把底座的選用及其設計綜合機械化采煤是指采煤工作面全部生產(chǎn)過程，包括破煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理及回采巷道運輸、掘進等全部機械化。1、綜合機械化采煤的設備：綜采工作面的主要設備有：采煤機、可彎曲刮板輸送機、自移式液壓支架。簡稱“三機”刮板輸送機是綜合機械化采煤工作面的主要運輸設備。除了運送煤之外，還可作為采煤機械的運行軌道，液壓支架移動的支點。固定采煤機有鏈牽引的拉緊裝置或無鏈牽引的齒軌，并有清理工作面浮煤，放置電纜、水管、乳化液膠管等功能。2、綜合機械化采煤的設備的安裝：1）刮板輸送機的安裝順序：無論采用哪一種安裝方法，輸送機都應由機頭向機尾依次進行安裝，將機頭部布置在卸煤地點的合適位置，擺好放正，然后裝中部槽及刮板鏈的下鏈；最后裝接機尾部，再裝上刮板鏈下鏈以上工序經(jīng)檢查無誤后，即可緊鏈試車，最后可裝上擋煤板，電纜槽和鏟煤板等附件，投入整機試運行。銷軸的選用及計算銷軸是一類標準化的緊固件，既可靜態(tài)固定連接，亦可與被連接件做相對運動，主要用于兩零件的鉸接處，構成鉸鏈連接。銷軸通常用開口銷鎖定，工作可靠，拆卸方便。銷軸的國際標準為ISO 2341:1986。國內標準GB/T882-2008銷軸選用345材料，其許用應力為345Mpa=200kn/（2*3.14*0.015*0.015）=14105Mpa345mpa銷軸的強度合格 液壓泵的選用及注意事項液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，是靠發(fā)動機或電動機驅動，從液壓油箱中吸入油液，形成壓力油排出，送到執(zhí)行元件的一種元件。液壓泵按結構分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵和螺桿泵。1為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件，是泵的一種。它的功能是把動力機（如電動機和內燃機等）的機械能轉換成液體的壓力能。影響液壓泵的使用壽命因素很多，除了泵自身設計、制造因素外和一些與泵使用相關元（如聯(lián)軸器、濾油器等）的選用、試車運行過程中的操作等也有關。液壓泵的工作原理是運動帶來泵腔容積的變化，從而壓縮流體使流體具有壓力能。必須具備的條件就是泵腔有密封容積變化。鋁合金制造、強度高、耐腐蝕、重量輕、適合各種環(huán)境下作業(yè)。雙速特性減少了打壓次數(shù)，在低壓室快速處于負載用功狀態(tài)，立刻轉換成高壓，縮短每次作業(yè)周期。配有壓力調節(jié)閥，可調節(jié)控制及設定工作壓力。液壓缸活塞桿螺紋型式和尺寸系列液壓缸活塞有如下形式1. 活塞桿螺紋形式（內螺紋）2. 活塞桿螺紋形式（外螺紋 帶肩）3. 活塞桿螺紋形式（外螺紋 無肩）液壓缸的選型依據(jù)液壓系統(tǒng)設計根據(jù)液壓油缸的一般設計步驟：1）掌握原始資料和設計依據(jù)，主要包括：主機的用途和工作條件；工作機構的結構特點、負載狀況、行程大小和動作要求；液壓系統(tǒng)所選定的工作壓力和流量；材料、配件和加工工藝的現(xiàn)實狀況；有關的國家標準和技術規(guī)范等。2）根據(jù)主機的動作要求選擇液壓缸的類型和結構形式。 3）根據(jù)液壓缸所承受的外部載荷作用力，如重力、外部機構運動磨擦力、慣性力和工作載荷，確定液壓缸在行程各階段上負載的變化規(guī)律以及必須提供的動力數(shù)值。4）根據(jù)液壓缸的工作負載和選定的油液工作壓力，確定活塞和活塞桿的直徑。5）根據(jù)液壓缸的運動速度、活塞和活塞桿的直徑，確定液壓泵的流量。6）選擇缸筒材料，計算外徑。7）選擇缸蓋的結構形式，計算缸蓋與缸筒的連接強度。8）根據(jù)工作行程要求，確定液壓缸的最大工作長度L，通常L=D，D為活塞桿直徑。由于活塞桿細長，應進行縱向彎曲強度校核和液壓缸的穩(wěn)定性計算。9）必要時設計緩沖、排氣和防塵等裝置。10）繪制液壓缸裝配圖和零件圖。11）整理設計計算書，審定圖樣及其它技術文件。設計液壓缸要考慮的問題1）保證液壓缸往復運動的速度、行程需要的牽引力。 2）要盡量縮小液壓缸的外形尺寸，使結構緊湊。3）活塞桿最好受拉不受壓，以免產(chǎn)生彎曲變形。4）保證每個零件有足夠的強度、剛度和耐久性。5）盡量避免液壓缸受側向載荷。6）長行程液壓缸活塞桿伸出時，應盡量避免下垂。7）能消除活塞、活塞桿和導軌之間的偏斜。8）根據(jù)液壓缸的工作條件和具體情況，考慮緩沖、排氣和防塵措施。9）要有可能的密封，防止泄漏。10）液壓缸不能因溫度變化時，受限制而產(chǎn)生撓曲。特別是長液壓缸更應注意。11）液壓缸的結構要素應采用標準系列尺寸，盡量選擇經(jīng)常使用的標準件。12）盡量做到成本低，制造容易，維修方便。2.4.1 、油缸受力分析油缸是一主動油缸,在上行過程中對產(chǎn)生擠壓力。最大擠壓力是衡量式清障車能力的一個重要指標,它的大小受到車箱容積、裝載量、密度以及專用裝置結構等方面的影響。油缸對產(chǎn)生的擠壓力反過來會通過機構作用于油缸,設計中應保證油缸的最大承受力大于擠壓過程中產(chǎn)生的反作用力。A. 機構受力分析以整個機構為受力對象作受力分析, 取整個機構(包括、和油缸等液壓件) 重量G收集= 24kg ,與水平面之間夾角= 47,滑塊(尼龍材料) 與滑軌(鋼) 之間摩擦系數(shù)f = 0. 3 。油缸最大推力： F=（D） （3-20） =（3.1490）=101788N根據(jù)受力分析可有以下關系式：N=N+Gg2F= 對N作用點中心取矩則有（重力力臂較小，忽略重力矩）：348F=（1170綜合可以算出：N70030N，N75043N，F(xiàn)=154700N所以，受到的最大擠壓力即為154700N。B. 機構受力分析油缸受力來自于油缸擠壓過程中的反作用力。由圖可以得出(忽略重力影響)：F=141705N油缸背壓： P=14.9MPa通過計算油缸背壓不大于16 MPa ,滿足使用要求。2.4.2 舉升油缸受力分析重量G =1950kg ,最大舉升角。計算舉升時的作用力矩。A.總成作用力矩B. 舉升油缸作用力矩C. 舉升油缸作用力臂 =1.324 =作用力矩 當時，2.4.3液壓缸的結構設計根據(jù)推板液壓缸的工況和用途以及工作條件，選擇單桿液壓缸作為缸型。根據(jù)文獻4所示液壓缸體與缸蓋的聯(lián)接結構選用外半環(huán)連接，此種結構的優(yōu)點是重量比拉桿連接的小。活塞與活塞桿的接結構采用螺紋連接，這種結構連接穩(wěn)固，活塞與活塞桿之間無公差要求。根據(jù)密封的部位、溫度、運動速度的范圍，活塞與缸體的密封形式選用高低唇Y形圈，這種密封圈的內外兩唇邊長不同，直接密封用較短唇邊，這樣就不易翻轉，一般不要支承。活塞桿導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋、導向套的結構，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導向套的結構可以做成端蓋整體式直接導向，可以使結構簡單?；钊麠U處的密封形式用Yx形密封圈。為了清除活塞桿處外露部分沾附的灰塵，保證油液清潔及減少磨損，在端蓋外側增加防塵圈，本系統(tǒng)選用無骨架防塵圈。液壓缸帶動工作部件運動時，因為運動部件的質量較大，運動速度較高，則在行程終點時，會產(chǎn)生液壓沖擊甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機械碰撞，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設置緩沖裝置。 常用的緩沖結構有：A. 環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置 適用于運動慣性不大、運動速度不高的液壓系統(tǒng)。B. 三角槽節(jié)流緩沖裝置三角槽節(jié)流緩沖裝置是利用被封閉液體的節(jié)流產(chǎn)生餓液壓阻力來緩沖的。C可調節(jié)流緩沖裝置這種節(jié)流閥不緊有圓柱形的緩沖柱塞和凹腔等結構，而且在液壓缸端蓋上還裝有針形節(jié)流閥和單向閥。液壓系統(tǒng)如果長期停止工作，或油中混有空氣，液壓缸重新工作時產(chǎn)生爬行、噪聲和發(fā)熱等現(xiàn)象。為防止這些不正常現(xiàn)象產(chǎn)生，一般在液壓缸的最高位置設置放氣閥。2.4.4液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定A現(xiàn)在選用的為單活塞桿液壓缸。由力平衡方程可得 （3-21） +F = （3-22）式中： 液壓缸工作壓力，初算時取系統(tǒng)工作壓力； 液壓缸回油腔背壓力； d/D 活塞桿與液壓缸內徑之比，液壓缸采用差動連接； F 工作循環(huán)中最大的外負載； cm 液壓缸的機械效率，一般cm=0.90.97； 液壓缸密封處摩擦力由式3-21和式3-22可求得D為： （3-23） 這里選取外負載較大的機構液壓缸進行計算。最大負載F為16599N（工進），取P1=2.5MP估算=0.5MPa,因為差動聯(lián)結可獲得較大的推力，所以取D= d，即d/D為0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式（3-22）可得：=0.093 m查文獻3，按標準的液壓缸直徑系列圓整為D=100 mm。根據(jù)：液壓缸快進、快退速度相等，采用差動連接，取d=0.7D d = 0.7100 = 70 mm計算的結果在活塞桿尺寸系列之中，所以?。篸 = 70 mm根據(jù)已取的缸徑和活塞桿直徑，計算液壓缸實際有效工作面積，無桿腔面積A1，有桿腔面積A2分別為： B. 出口調速，通過估計，如果取差動聯(lián)接，工進時背壓力估計為：C. 按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，計算公式有 A 由于調速閥裝在進油路上，故液壓缸有效工作面積應選取液壓缸無桿腔的實際面積，即取上式的結果，可見上述不等式能滿足，液壓缸能達到所需最低速。2.4.5液壓缸壁厚、外徑及工作行程的計算A. 低壓液壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚一般不做計算，按經(jīng)驗選取，則缸筒外徑 D0 = D + 2 查文獻5，按標準JB1068-67系列選取液壓缸的外徑為121mm,實際計算繪圖時可取120mm。缸筒壁厚的校核，液壓缸的內徑(D=100mm)與其壁厚（=0.520=10mm）的比值=10，故可用薄壁圓筒的壁厚計算公式進行校核 （3-24） 式中： 液壓缸壁厚（mm）； 試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍（MPa）； 缸筒材料的許用應力，無縫鋼管=100110MPa。 =2.4mm10mm所以所選壁厚滿足要求。B. 液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，所選的執(zhí)行機構即推板機構的工作行程為125mm，結合液壓缸活塞行程參數(shù)系列確定液壓缸的工作行程為125mm。2.4.6 液壓缸缸底和缸蓋的計算在中低壓系統(tǒng)中，液壓缸的缸底和缸蓋一般是根據(jù)結構需要進行設計，不需進行強度計算。2.4.7液壓缸進出油口尺寸的確定液壓缸的進出油口尺寸，是根據(jù)油管內的平均速度來確定的，要求壓力管路內的最大平均流速控制在45m/s以內，過大會造成壓力損失劇增，而使回路效率下降，并會引起氣蝕、噪音、振動等，因此油口不宜過小，一般可按文獻3選用，本系統(tǒng)選用進出油口M272的螺紋接頭。根據(jù)以上計算及選用的參數(shù)綜合為表3-1。缸筒內徑（mm）缸筒外徑(mm)活塞桿直徑(mm)進出油口連接公稱直徑螺紋連接1101206320M272A. 系統(tǒng)工作壓力p和流量Q系統(tǒng)工作壓力根據(jù)裝載性能和整機制造成本確定，以不超過25為宜，這樣可以選擇價格合理的液壓系統(tǒng)元件。B. 液壓系統(tǒng)功率清障車工作機構的動力由發(fā)動機提供，功率應能夠充分滿足裝載機構工作過程中的動力需求，并考慮冷卻系統(tǒng)和管路等輔助設備的動力消耗，發(fā)動機功率可取為： =(1.01.1) （3-25）= （3-26）式中：液壓系統(tǒng)功率，KW； P液壓系統(tǒng)工作壓力，P=19600KPa; Q液壓系統(tǒng),Q=80100L/min; 液壓系統(tǒng),=0.850.90工作機構所需的液壓系統(tǒng)功率為2530kw，也就是取力器要從發(fā)動機上取出2530kw的功率.2.4.8液壓缸的主要零件的材料和技術要求A. 缸體材料選用45鋼。內徑用H9配合，粗糙度Ra0.3,內徑圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，內表面直線度在500mm長度不大于0.03mm，端面與缸蓋固定時，端面跳動量在直徑100mm上不大于0.04mm,為防止腐蝕和提高壽命，內表面可鍍鉻，層厚0.030.04mm，在進行拋光，缸體外涂外耐腐蝕油漆。B. 缸蓋常用材料有：35鋼、45鋼或鑄鋼；做導向時選用鑄鐵、耐磨鑄鐵。故可選取前缸蓋HT200、后缸蓋為35鋼。配合表面的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，端面在對孔軸線的垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm.C. 活塞材料選用HT200。外徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，外徑對內孔的徑向跳動不大于外徑公差之半，端面對軸線垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm，活塞外徑用橡膠密封圈密封時可取f9配合，內孔與活塞桿的配合取H8。D. 活塞桿本設計中是空心活塞桿，選用的材料為45鋼的無縫鋼管。桿外圓柱面粗糙度為Ra0.8,材料進行熱處理，調質5258HRC，外徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，外徑表面直線度在500mm長度不大于0.03mm，活塞桿與前端蓋采用H9/f9配合，與活塞的連接可采用H9/h8配合。2.4.9 泵的計算與選擇A. 計算液壓缸的流量和壓力由2.4.13節(jié)中計算得出油缸內徑和活塞桿直徑?？焖龠\動所需的流量： 工進時液壓缸的壓力，取外負載較大的右滑臺缸進行計算： 式中A1、A2同上節(jié)，約取A1=2A2；p1為液壓缸進油腔壓力；p2為液壓缸回油腔壓力（由背壓閥調整決定，一般為0.51.5MPa）,現(xiàn)取p2 =0.6MPa,代入式 ，則液壓缸的壓力： 工進時的流量： B. 確定小流量泵的壓力小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油（只部分供油），液壓缸的最大工作壓力為p1=2.4MPa,在調速閥進油口節(jié)流調速，進油路上的壓力損失一般為0.51.5MPa,現(xiàn)取0.8MPa。則小流量泵的最高工作壓力：C. 液壓泵流量計算液壓泵向液壓缸輸入的最大流量為：219.2=38.4L/min,若取回路泄漏系數(shù)K=1.1，則泵的流量：q=1.138.4=42.4L/min 。由于工進的工作流量取大值時q=20.79=1.85L/min,溢流閥的最小穩(wěn)定流量為23L/min,加之減壓閥工作時的正常泄出（一般為0.50.8L/min），故小流量泵的流量不應小于5L/min 。故得出液壓泵的流量范圍：5L/min42.4L/minD. 選擇液壓泵規(guī)格型號根據(jù)計算出的泵的流量和壓力值，并查閱文獻3，選用YB-6/40型雙聯(lián)葉片泵，壓力流量均能滿足要求。E. 計算電動機的驅動功率根據(jù)對工況的分析畫出工況圖：由上圖可知，液壓缸最大輸入功率在快退階段，可以按此階段估算電機功率P （3-27）式中： p 快退時液壓泵的出口壓力（Pa），其值等于快退時液壓缸的進口壓力與泵到液壓缸這段管路壓力損失之和，壓力損失??； q 液壓泵輸出流量()，q=219.2L/min=38.4L/min=0.6410-3m3/s； 液壓泵的總效率，查文獻4?。ǜ鞅玫男蕿?.8）。所以： 聯(lián)軸器1、聯(lián)軸器的選用液壓泵傳動軸不能承受徑向力和軸向力，因此不允許在軸端直接安裝帶輪、齒輪、鏈輪， 通常用聯(lián)軸器聯(lián)接驅動軸和泵傳動軸。如因制造原因，泵與聯(lián)軸器同軸度超標，裝配時又存在偏差，則隨著泵的轉速提高離心力加大聯(lián)軸器變形，變形大又使離心力加大。造成惡性循環(huán)，其結果產(chǎn)生振動噪聲，從而影響泵的使用壽命。此外，還有如聯(lián)軸器柱銷松動未及時緊固、橡膠圈磨損未及時更換等影響因素。2、聯(lián)軸器的裝配要求剛性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差0.05mm彈性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差0.1mm兩軸的角度誤差1；驅動軸與泵端應保持510mm距離；三，設計方案驗證3.1液壓傳動的可行性分析液壓傳動是用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應用的一門技術。如今，流體傳動技術水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。液壓傳動的基本原理：液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(液壓缸或馬達)把液體壓力能轉換為機械能，從而驅動工作機構，實現(xiàn)直線往復運動和回轉運動。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。在液壓傳動中，液壓油缸就是一個最簡單而又比較完整的液壓傳動系統(tǒng)，分析它的工作過程，可以清楚的了解液壓傳動的基本原理。3.2液壓的優(yōu)點及其不足之處該機在線路大中修中均可應用，尤其是在不具備大型養(yǎng)路機械整修作業(yè)的情況下，對于線路幾何尺寸的整正具有不可替代的作用。而且由于該機自帶測量系統(tǒng)，大大減少了人工測量的工作量，既提高了勞動效率，也提高了作業(yè)精度。該機與小液壓搗固機、收碴機配套，進行小機群作業(yè)，可高效率地提高線路質量。且隨著鐵路行車速度的提高和對小型養(yǎng)路機械使用熟練程度的提高，智能型液壓起撥道機在機械化養(yǎng)路中的作用會越來越顯著。 四，總結經(jīng)過了兩個多月的學習和工作，我終于完成了#的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，從對課題一無所知，對行業(yè)技術很不了解的狀態(tài)，我開始了獨立的學習和試驗，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了博客這一新興的出版方式給我們生活帶來的樂趣，在屬于自己的網(wǎng)絡空間上，盡情宣泄自己的情感，表達自己的感受，并且把自己的想法與他人分享，我也有了一個屬于自己的博客空間。然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一段代碼，都有我的勞動。當看著自己的程序，自己成天相伴的系統(tǒng)能夠健康的運行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。五，致謝踉踉蹌蹌地忙碌了兩個月，我的畢業(yè)設計課題也終將告一段落。點擊運行，也基本達到預期的效果，虛榮的成就感在沒人的時候也總會冒上心頭。但由于能力和時間的關系，總是覺得有很多不盡人意的地方，譬如功能不全、外觀粗糙、不合理數(shù)不勝數(shù)?？墒?，我又會有點自戀式地安慰自己：做一件事情，不必過于在乎最終的結果，可貴的是過程中的收獲。以此語言來安撫我尚沒平復的心。畢業(yè)設計，也許是我大學生涯交上的最后一個作業(yè)了。想籍次機會感謝四年以來給我?guī)椭乃欣蠋?、同學，你們的友誼是我人生的財富，是我生命中不可或缺的一部分。我的畢業(yè)指導老師#老師，雖然我們是在開始畢設時才認識，但她卻能以一位長輩的風范來容諒我的無知和沖動，給我不厭其煩的指導。在此，特向她道聲謝謝。大學生活即將匆匆忙忙地過去，但我卻能無悔地說：“我曾經(jīng)來過?！贝髮W四年，但它給我的影響卻不能用時間來衡量，這四年以來，經(jīng)歷過的所有事，所有人，都將是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針。就要離開學校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福大學里跟我風雨同舟的朋友們，一路走好，未來總會是絢爛繽紛。六，參考文獻1 許福玲，陳堯明，主編 .液壓與氣壓傳動 .第三版.北京：機械工業(yè)出版社 2007.5（2011.6重?。?2 馬振福.液壓與氣動傳動.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2004.1 3 成大先.機械設計手冊單行本液壓傳動. 北京：化學工業(yè)出版社，2004 4 陳啟松.液壓傳動與控制手冊M. 上海：上海科學技術出版社，2006 5 謝家瀛,主編.組合機床設計簡明手冊.第一版.北京：機械工業(yè)出版 社,1994.2 6 液壓缸/臧克江主編. 實用液壓技術叢書.北京：化學工業(yè)出版社，2009.10 7 機床液壓系統(tǒng)及故障維修/凌志勇編著.北京：化學工業(yè)出版社，2007.7 8 機床液壓傳動系統(tǒng)圖識圖技巧/袁國義主編.北京：機械工業(yè)出版社 2005.5（試圖技巧叢書） 9 沈陽工業(yè)大學,大連鐵道學院,吉林工學院編.組合機床設計,上海：上?？茖W 技術出版社,1985 10 劉會英，于春生主編.機械設計基礎，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997 11 張萬奎，機床電氣控制技術M.北京：中國林業(yè)出版社，2006 12 大連組合機床研究所編組合機床設計手冊.機械工業(yè)出版社，1991 13 李天無，簡明機械工程設計手冊.云南科技出版社，1988 14 成大先，機械設計圖冊.化學工業(yè)出版社，2000.5 15 吳宗澤，機械設計實用手冊.化學工業(yè)出版社，1999.1 16 曹春宜，江西省冶金技師學院，雙面鉆孔組合機床的改造，1008-1151（2010） 01-0108-02 附錄A英文部分：The commonly used sources of power in hydraulic systems are pumps and accumulators . Similarly,accumulator connected to atmosphere will dischange oil at atmosphere pressure until it empty. only when connected to a system having resistance to flow can pressure be developed. Three types of pumps find use in fluid-power systems: 1,rotary,2,reciprocating,3,or piston-type,and 3,centrifugal pumps. Simple hydraulic system may use but one type of pump . The trend is to use pumps with the most satisfactory characteristics for the specific tasks involved . In matching the characteristics of the pump to the requirements of the hydraulic system , it is not unusual to find two types of pumps in series . For example , a centrifugal pump may be to supercharge a reciprocating pump , or a rotary pump may be used to supply pressurized oil for the contronls associated with a reversing variabledisplacement pumps . Most power systems require positive displacement pumps . At high pressure , reciprocating pumps are often preferred to rotary pumps . Rotary pumps These are built in many differnt designs and extremely popular in modern fluid power system . The most common rotay-pump designs used today are spurgear , internal gear ,generated rotor , sliding vane ,and screew pumps . Ehch type has advantages that make it most suitable for a given application . Gear pumps Gear pumps are the simplest type of fixed displacement hydraulic pump available . This type consists of two external gear , generally spur gear , within a closed-fitting housing . One of the gear is driven directly by the pump drive shaft . It ,in turn , then drives the second gear . Some designs utilize helical gears ,but the spur gear design predominates . Gear pumps operate on a very simple principle , illustration Fig.7.3 . As the gear teeth unmesh , the volume at the inlet port A expands , a partial vacuum on the suction side of the pump will be formed . Fluid from an external reservoir or tank is forced by atmospheric pressure into the pump inlet . The continuous action of the fluid being carried from the inlet to the discharge side B of the pump forces the fluid into the system . Pressure rise in a spur-gear pump is produced by the squeezing action on the fluid as it is expellde from between the meshing gear teeth and the casing . Fluid from the discharge side is prevented from returing to the inlet side by the clearance between the gears and houseing . Vane pumps The vane pump ,illustration 7.4 , consists of a housing that is eccentric or offset with respect to the drive shaft axis . In some models this inside surface consists of a cam ring that can be rotated to shift the relationship between rotor are rectangular and extend radially from a center radius to the outside diameter of the rotor and from end to end . A rectangular vane that is essentially the same size as the slot is inserted in the slot and is free to slide in and out . As the rotor turns , the vanes thrust outward , and the vane tips track the inner surface of the housing , riding on a thin film of fluid . Two port or end plates that engage the end face of the ring provide axial retention . Centrifugal force generally contributes to outward thrust of the vane . As they ride along the eccentric housing surface , the vane move in and out of the rotor slots . The vane divide the area between the rotor and casing into a series of chambers .The sides of each chamber are formed by two adjacent vanes ,the port or end plates , the pump casing and the rotor . These chambers change in change in volume depending on their respective position about the shaft . As each chamber approaches the inlet port , its vanes move outward and its volume expands , causing fluid to flow into the expanded chamber . Fluid is then carried within the chamber around to the dischange port . As the chamber approaches the discharge port , its vanes are pushed inward ,the volume is reduced , and the fluid is forced out the discharge port . The variable-volume vane pump can be adjusted to discharge a different volume of fluid while running at constant speed , simply by shifting the cam ring with respect to the rotor .When the pump components are in position such that the individual chambers achieve their maximun volume as they reach the inlet port , the maximum volume of fluid will be moved . If the relationship between housing and rotor is changed such that the chambers achieve their minmum of zero volume as they reach the inlet port , the pump delivery will be reduced to zero . Since the vane pump housing or cam ring must be shifted to change the eccentricity and vary the output , variable-displacement vane pumps cannot have the closed end fit common to fixed-displacement vane pumps . Volumetric efficiency is in the range of 90% to 95% . These pumps retain their efficiency for a considerable length of time since compensation for wear between the vane ends and the housing is automatic .As these surfaces wear , the vanes move farther outward from their slots to maintain contact with the housing . Vane pump speed is limited by vane peripheral speed . High peripheral speed will cause cavitation in suction cavity . which results in pump damage and reduced flow . An imbalance of the vanes can cause the oil film between the vane tips and the cam ring to break down , resulting in metal-to-metal contact and subsequent increased wear and slipage . One metheod applied to eliminate high vane thrust loading is a dual-vane construction . In the dual-vane construction , two independent vanes are located in each rotor slot . Chambered edges along the sides and top of each vane from a channel that essentially force causes the vane to follow the contour of each pair of vanes . Centrifugal force causes the vane to follow the contour of the cam-shaped ring . There is just sufficient seal between the vanes and ring without destroying the thin oil film . Piston-type pump Two basic types of piston or reciprocating pumps are the radial piston and the axial typese , both are available as fixed or variable displacement models . Axial piston pumps may be further divided into in-line and bent axis types . All piston pumps operate by allowing oil to flow into a pumping cavity as a piston retreats and then forcing the oil out into another chamber as the piston advances . Design differences among pumps lie primarily in the methods of separating inlet from outlet oil . In-line piston pump The siplest typeof axial piston pump is the swash plate in-line design , illustration 7.5 .The cylinder are connected though piston shoes and a retracting ring , so that the shoes beat anainst an angled swash plate . As the block turns ,the piston shoes follow the swash plate ,causing the piston to reciprocate . The ports are arranged in the valve plate so that the pistons pass the inlet port as they are being pulled out and pass the outlet port as they are being forcing back in . The angle of the swash plate controls the delibery . Where the swash plate is fixed , the pump is of the constant-displacement type . In the variable-displacement , inline piston pump , the swash plate is moumted on a pivoted yoke . As the swash plate angle is increased , the cylinder stroke is increase , resulting in a greater flow . A pressure compensator control can position the yoke automatically to maintain a constant output pressure . Operation of he inline pump compensator control is shown schematically in Fig.7.6 .The control can position the yoke automatically in Fig.7.6 . The control consists of a compensator valve balanced between load pressure and the force of a spring , a yoke piston controlled by the compensator valve to move the yoke , and a yoke retun spring . With no outlet pressure , the yoke return spring moves the yoke to the full delibery position .As pressure builds up ,it acts against the end of the valve spool .When the pressure is high enough to overcome the valve spring , the spool is displaced and oil enters dis placement . If the pressure falls off , the spool moves back , oil is discharged from the piston to the inside of the pump case , and the spring returns the yoke to a greater angle . The compensator thus adjusts the pump output to whatever is required to develop and maintain the preset pressure . This prevents excess power losses bu relief valve operation at full pump volume during holding or clamping . There compensator thus adjusts the pump output to whatever is required to develop and maintain the preset pressure . This prevents excess power losses by relief valve operation at full pump volume during holding or clamping . There is a variation of the swash plate in-line pump . It is a design where the swash plate turns , but the cylinder barrel remains stationary . The plate is canted so that it wobbles as it turns . This action pushes the pistons in and out the stationary cylingder barrel . This type of in-line pump contains a separate inlet and outlet check valve for each piston since the pistons do not move past the inlet and outlet port . BENT-axis piston pump Illustration 7.7 show a bent-axial piston pump , which contatins a cylinder block assembly in which the pistons are equally spaced around the cylinder block axis . Cylinder bores are parallel to the axis . The cylinder block turns with the drive shaft , but at an offest angle . The piston rods are attaached to the drive shaft flange by ball joints . A universal link keys the cylinder block to the drive shaft to maintain alignment and assure that they turn together . The link does not transmit force except to accelerate and decceltate the cylinder block and to overcome resistance of the block revolving in oil filled housing . As the shaft roates , distance between any one piston and the valving surface changes continually . Each piston moves away from the valving surface during one half of the revolution and toward the valving surface during the other half . The inlet chamber is in line as the pistons move away , and the outletr chamber is in line as the pistons move closer , thus drawing liquiring in during one half of the inlet chamber as the pistons are moving away from the pintle . Thereforce , during rotation , pistons draw liquid into the cylinder bores as they pass the inlet side of the pinntle and force that liquid out of the bores as they pass the outlet side of the pintle . The displacement of this pump varies with the offset angle , the maximum angle being 30 degree ,the minimum zero . Fixed displacement models are usually avaiable with 23 degree angle .In the variable displacement construction a yoke with an external control is used to change the angle . With some contronls , the yoke can be moved over center to reverse the direction of flow from the pump . Pump/system interaction Frequently , hydraulic system designers choose off-the-shelf pumps with little cocern other than supplying sufficient flow at available input power . Early enphasis that positive displacement pumps supply only flow and that pressure is developed by the system suggests that , as a minmum , the pump should be chosem in light of several overall requirements and with system detailed design and the nature of the working fluid well in mind . Positive displacement pumps generate flow . In a fixed delivery pump , provisions must be made to dissipate flow or system pressure will rise until a rupture occurs . The usual means of accomplishing flow control is to place a relief valve inthe high pressure line . When the pressure rise above an established amoumt ,the relief valve will vent excess flow back to the reservoir . In such systems , pump flow and relief valve capacity must be carefully matched to assure proper venting . Flow from a high pressure line through a relief valve to a low pressure element is wasted hydraulic horsepower , which can be calculated from the following relationship : hp=PQ/1714 Where : Q = flow in gpm This wasted horsepower is converted to heat in the hydraulic system . If not properly removed , the heat can damage the fluid , elastomer seals , and other organic material in the system . Pressure-compensated variavle delivery pumps do not require a relief valve in the high pressure line . The pressure compensation feature eliminates the need for the relief valve . In nearly all working systems ,however , at least one is used on just-in-case basis . The use of a pressure compensator , while avoiding dependence on a relief valve , brings on its own problems . The actuator -spring-spool arrangement in the compensator is a dynamic , damped-mass-spring arrangement . However , when the system calls for a chang in axhieve their maxmum volume as they reach the inlet port , the maximum volume of fluid will ve moved . If the relationship between housing and rotor is changed such that the chambers achieve their minimum of zero volume as they reach the inlet port , the pump delivery will be reduced to zero . Since the vane pump housing or cam ring must be shifted to change the eccentricity and vary the output , variable-displacement vane pumps cannot have the closed end fit common to fixed-displacement pumps . Volumetric efficiency is the range of 90% to 95% . These pumps retain their efficiency for a considerable length of time since compensation for wear between the vane ends and the housing is automatic . As these surfaces wear , the vanes move farther outward from their slots to maintain contact with the housing . Vane pump speed is limited by vane peripheral speed . High peripheral speed will cause cavitation in suction cavity , which results in pump damage and reduced flow . An imbalance of the vanes can cause the oil film between the cane tips and the cam ring to break down , resulting in metal-to-metal contact and subsequent increased wear and slipage . One method applied to eliminate high vane thrust loading is a dual-vane construction . In the dual-vane construction , tow independent vanes are located in each totor slot chmbered edges along the sides and top of each vane from a channel that essentially balances the hydraulic pressure on the top and bottom of each pair of vanes . Centrifugal force cause the vane to follow the contour of the cam-shaped ring .There is just sufficient seal between the vanes and ring without destroying the thin oil film . 附錄B中文部分：常用的液壓系統(tǒng)的動力源是泵和蓄能器。一般情況下，一個蓄能器在正常的大氣壓力下，連續(xù)的向各系統(tǒng)中壓入液壓油，直至將所儲存的能量全部用完為止。 只有當其連接的系統(tǒng)中，具有抗流壓力時才能夠得到補充。在液壓系統(tǒng)和液力系統(tǒng)中，常使用液壓泵有三種類型： 1、回轉式， 2、往復式， 3、活塞式或者離心式。 簡單液壓系統(tǒng)一般使用的都是第一類液壓泵。 目前的發(fā)展趨勢是針對具體的工作任務和工況，選用最佳的液壓泵類型。在符合特性和要求的液壓泵中，找到兩種不同類型的液壓泵式很常見的。 例如，離心泵，往復泵都可以可對系統(tǒng)增壓，旋轉泵和變量液壓泵聯(lián)合使用也可以提供高壓的液壓油。 大部分動力系統(tǒng)還需要采取容積式液壓泵泵。而在較高的體統(tǒng)壓力下，往復泵往往要優(yōu)于回轉泵。 回轉泵這些形式的液壓泵因為具有許多不同的設計形式而極受歡迎，在現(xiàn)代流體動力系統(tǒng)。 最常見的旋轉泵的設計形式，包括內部使用齒輪的、內部使用轉子的、內部采用滑動葉片的和使用螺桿的。 其中，每一種類型都有其獨特的優(yōu)點，都有其最適合的一定的應用場合。 齒輪泵齒輪泵是可以提供的最簡單的一種液壓泵。 這一類型的液壓泵一般包括兩個外嚙合的齒輪，一般是圓柱直齒輪，安裝在一個密封的殼體里面。 其中一個齒輪由液壓泵的傳動軸直接驅動， 第一個齒輪然后再推動第二輪。還有一些設計中利用螺旋齒輪，但是一般以齒輪設計為主。 齒輪泵的動作的原理非常簡單，如插圖7.3 所示。 由于在齒輪的輪齒在脫開嚙合時，進氣道擴大， 液壓泵將會形成局部真空的具有吸力的空腔。 流體在系統(tǒng)的壓力下被從外部油箱或罐體中壓入， 連續(xù)運動的液壓油在液壓泵的作用下，從真空的吸力空腔中被送入排出液壓油的一側B側。直齒輪泵內的液壓油被從脫開嚙合的輪齒和套管之間不斷的排出，這種擠壓運動使得齒輪泵內的壓力上升，從排油一側來的液壓油由于被阻止，不能返回進油一側的輪齒的間隙和空腔。 葉片泵如插圖7.4所示，葉片泵一般是由一個相通的腔體，是偏心或抵消對傳動軸軸線。在一些模型內的表面設有一個凸輪環(huán)，一個可旋轉移動的長方形的轉子，轉子的徑向延長，從一個中心，半徑為外徑的轉子，到末端結束。 上面是尺寸大小相同的插槽，矩形葉片一般插入到插槽中，并且可以自如的滑入和滑出。 當轉子轉動時，葉片被向外甩出， 而葉片尖端則貼緊其運動軌道空腔的內表面， 處于液壓油的薄膜的上面。 兩個油口或端板，向環(huán)形的端面提供軸向的存儲。 通常離心有助于葉片的向外推出。當葉片處于偏心空腔的表面上時，葉片從轉子的縫隙中甩出和甩。 葉片將套管和轉子之間的區(qū)域分成一系列的小空腔。每一個小空腔都是由兩個相鄰葉片，油口或者端盤，液壓泵殼體和轉子形成。 這些空腔的容積的變化取決于他們相對于軸的相對位置。當每個廳內靠近進內氣孔的時候，其葉片向外移動，其空腔的容積膨脹， 造成液壓油流入擴大空腔。 流體隨后被帶入圍繞著排油孔的空腔內。當這些空腔靠近排油孔時，葉片被甩入腔內，空腔的容積減小，液壓油隨即被壓出排油孔。變量葉片泵，可以進行調整，以適應不同的流體排量，當在定常速度下運行時， 只需要改變把凸輪環(huán)相對于對轉子的位置即可。當液壓泵的部件的處于各自的空腔在靠近吸油孔時達到最大的位置的時候，流體的最大排量就將會改變。 如果腔體和轉子的相對關系改變，則空腔在他們到達吸油孔的時候就達到了他們的最小容積零容積，此時，液壓泵的排油量也減少到零。由于葉片泵的空腔或凸輪圈必須變化從而改變偏心率即改變輸出量， 變量葉片泵沒有相應于普通固定位移葉片泵的固定端， 容積效率范圍是90%至95% 。 這些液壓泵能夠在一個相當長的時間里保持其效率，因為葉片兩端和空腔之間摩擦補償是自動的。 正是由于這些表面的摩擦， 才使得葉片泵的葉片能夠向外面甩出同時又不會脫離插槽。葉片泵的速度一般要受到葉片圓周速度的限制。 過高的圓周速度將導致空腔內出現(xiàn)負壓，從而導致液壓泵損壞和流量減小。 一個不平衡的葉片將會引起葉片頂端和凸輪環(huán)之間的油膜的破壞，從而進一步導致金屬和金屬之間的直接接觸，因而增加了磨損和葉片泵的動力傳動損耗 。消除這種葉片泵的葉片的高推力負荷的方法之一就是采用雙葉片結構。在雙葉式結構中，每兩個互相獨立的葉片是分別設置在每個轉子槽中的。腔室的邊緣兩旁和頂部葉片每一個渠道，基本上形成了一個十字狀，每個一雙葉片等高。 在離心力的作用下，使得葉片隨著凸輪環(huán)的外部輪廓的變化而變化。 當葉片和凸輪環(huán)之間形成了足夠大的間隙的時候，將會破壞油膜。 活塞式泵兩種基本類型的活塞液壓泵或者是往復式液壓泵都是活塞徑向和軸向類型的， 兩者均可作為定量泵或可變排量泵模型。 其中，軸向柱塞泵，又可以進一步分為線性柱塞泵和彎曲軸型柱塞泵兩種類型。 所有的活塞式液壓泵的運行原理，都是通過液壓油流入泵腔而推動活塞向后面移動，然后活塞再向前移動，從而將液壓油排出，使得液壓油進入泵的另一個腔室中。 不同的泵的設計差異泵主要在于活塞進入和推出從而將液壓油分離的方法。直軸式柱塞泵最簡單的軸向柱塞泵是將沖板進行線性化設計，如插圖7。5 所示，氣缸與活塞的回縮盤之間相連， 使移動的回縮盤成傾斜式。 當傾斜圓盤轉動的時候，柱塞的端腳斜盤上運動，從而使得活塞桿不斷的往復的運動，同時因為油口分別安排在閥板上，能夠使活塞通過進氣道，當它們運動到一定的位置時，通過油口將液壓油推出排油口。 斜盤的傾斜角度決定了柱塞泵的排量。在這里，斜盤的位置是固定的，而泵的位移是恒定的。 在變量的線性柱塞泵中，逆止閥活塞泵，沖板是裝在一個鉸鏈的枷鎖。 由于沖板角度的增大，氣缸沖程增加，形成了更大的流量。 由于壓力補償控制位置的作用，自動保持恒定輸出壓力。 線性柱塞泵的運行原理就是如插圖7.6所示 。 在圖中，能夠自動的控制枷鎖的定位。 這種控制由一個補償閥來平衡負載壓力和系統(tǒng)的壓力，枷鎖活塞由補償閥移動另一個枷鎖來實現(xiàn)控制。 由于壓力無法卸載， 枷鎖回位彈簧的推動枷鎖直到臨界的位置。 由于壓力的累積，它的動作是組織閥芯末端。當壓力高至足以克服閥的彈簧力的時候，閥芯就會變換位置，同時，液壓油也會進入原來的空腔中。假如壓力下降，閥芯向后移動， 液壓油被活塞排出而進入液壓泵的管道。系統(tǒng)就會使枷鎖回到一個更大的角度。補償器調節(jié)泵的輸出量，從而達到任何要求達到的更高的壓力或者保持原來預置的壓力。這使得過剩的動力損失得以通過節(jié)流閥的在滿載的時候的保持和收緊作用而被部分保留和利用。 在直軸式的柱塞泵中，有一個可以變化的斜盤。 這是一個設計中的斜盤式的轉折，但缸筒依然保持了其平穩(wěn)。 斜板是傾角回轉的。 這一動作推動活塞進入和推出較為平穩(wěn)的缸筒。 這種類型的直軸式柱塞泵在每一個位置上都包括一個單獨的進油口檢測閥和一個單獨的出油口檢測閥。因此，柱塞才不會在移動的時候超出進油口和排油口。 斜軸式柱塞泵如圖7.7所示，說明了斜軸式柱塞泵的工作原理， 裝配中的活塞包含缸體也同樣以缸體的軸線為基準間隔排列在四周， 缸孔平行于軸線。活塞棒通過法蘭盤和球關節(jié)連接在傳動軸上。一個普遍的鏈接鍵缸體的傳動軸一定要保持對準，并且要保證他們一起轉 。缸體和克服阻力的旋轉座因為加速不傳遞力矩而使得液壓油充入空腔。 同時，由于軸的旋轉，其距離任何一個活塞和閥門表面的距離在不斷變化。 每個活塞逐漸遠離閥門的表面，直到達到總路程的一半時產(chǎn)生了質的變化。進油室是呈線性的遠離線為活塞， 而出油室則是線性的向活塞靠攏， 因此所繪制出的流體都是在進氣道空腔內的中間處遠離活塞 。這一期間，活塞輪換提取液壓油進入缸孔，他們通過進氣道的一側和高壓力使液壓油流出鉆孔，同時，它們通過插座一側的樞軸，這種泵的位移隨著偏移角的變化而變化， 其最大角度為30度，最低為零。 固定位移模式通常每周以23度的傾角。 在變排量施工的枷鎖與外聘 控制是用來改變角度。 一些控制，枷鎖可以移到中心逆向流動的方向由泵。 泵/系統(tǒng)頻繁互動 液壓系統(tǒng)設計者選擇現(xiàn)成的水泵幾乎關于除供應足夠的流量，可輸入功率。在早期的液壓泵的結構中，正位移泵供應只有流量和壓力是由系統(tǒng)顯示， 作為最小的一個， 泵應選擇參照若干總體要求和系統(tǒng)的詳細設計和性質 工作流體好記。 正位移泵產(chǎn)生的流量。 在一個固定輸送泵， 必須作出規(guī)定，以分散水流或系統(tǒng)的壓力將上升，直至出現(xiàn)破裂。 通常的辦法實現(xiàn)流量控制，是把一個閥耐高壓線路。 當壓力超過既定額度，溢流閥會發(fā)泄過?；亓鲙靺^(qū)。 在這種制度下，泵的流量和閥容量必須仔細匹配，以保證適當?shù)男埂?液壓油的液流從高壓線路通過溢流閥，以直到液壓馬達，變成了低氣壓?？梢杂嬎愠鲞@一過程服從以下關系:hp= pq/1714這里: q=油路中的流量液壓系統(tǒng)中由于電流階躍引起部分能量被轉化為熱量二浪費掉了。 如果不妥善解決，熱量會破壞液壓系統(tǒng)、油管、橡膠密封件，和其它有機物質的東西。 壓力補償式變量泵不需要在高壓線路安裝溢流閥。 壓力補償功能也不需要安全閥。 在幾乎所有的工作系統(tǒng)中，一般至少有一個是用屬于特殊的情況。 使用壓力補償，同時避免依賴溢流閥而帶來的系統(tǒng)本身的問題。 動力-彈簧閥芯排列中的補償是動態(tài)的，即阻尼-彈簧-安裝排列。其落點量達到進氣道， 最高流體體積就能夠達到。 如果空腔和轉子之間的關系發(fā)生了改變，空腔會調整自己的流量，其最低流量一般為零。當葉片到達進氣道時，液壓泵的輸送量將減少到零。 由于葉片泵住房或凸輪圈必須轉向改變偏心率和不同的輸出， 可變位的葉片泵沒不能有封閉式，如果需要封閉式，則需要選用普通的固定泵。葉片泵的容積效率范圍為90%至95% 。 這種液壓泵能夠保留其高效率達到相當長的時間，因為葉片兩端和空腔之間的補償磨損是自動的。正是由于這些表面磨損，當葉片處于遠離其插槽的位置時，才能夠保證葉片與葉片之間的空腔。 葉片泵的速度是有限的，其速度決定于葉片轉動時的圓周速度。 過高的圓周速度將導致空腔內產(chǎn)生負壓，從而導致液壓泵的損壞，也會導致流程的縮短。一個失去平衡的葉片能造成葉片的尖端和凸輪環(huán)之間的油膜被破壞，從而導致金屬和金屬的直接接觸，因而增加了磨損和動力傳遞的損耗。用于消除高壓葉片的推力負荷的一種方法就是采用雙葉片構造。在雙葉式構造中， 每一片獨立的葉片設置在相應的每個飛輪插槽的邊沿線兩側和頂部之間。離心力造成葉片隨著凸輪形盤的輪廓轉動、變化。因此能夠有足以密封性能， 葉片之間的薄油膜也不會被破壞。