吴炳尧毕业论文 - 图文(4)

姓名：吴炳尧 论文题目：成品油管道堵漏工程车 最大工作压力 最大流量 输入功率 最大承载力 最大行走速度 最大爬坡角度 整车重量 吊臂可承载载荷 车架可实现回转角度 兆帕 升/分钟 千瓦 千牛顿 公里/小时 度 吨 千牛顿 度 20 60 22 22.2 2 25 ≤ 5 15 360 2.1.2 功能要求

本工程车以液压挖掘机为模型，拥有自己特殊的工作装置，因此，具有与挖掘机不同的功能要求[4]： 2.1.2.1 行走功能 （1）直线行走功能

在装置不需要转弯时，要求能进行直线行走。 （2）装置转弯功能

考虑到装置在行走过程中，由于道路原因需要转弯，需设计行走中转弯功能；

当装置在行走过程中由于道路原因，或找管定位过程中，需要装置拐急弯时，需设计绕履带转弯的功能；

当装置接近泄漏油喷射口，需要就地调整装置的方位角度时，有时需要绕装置中心就地旋转。需设计绕履带中心旋转的功能。 （3）爬坡行走功能

因为装置的使用环境包括山路，有上下坡道，要求爬坡角度为25o。装置行走部分采用履带式结构，动力由液压系统提供，左右履带分别由两台低速大扭矩马达驱动。通过分别控制两台液压马达液压油的流量，可实现此功能。 （4）装置失速控制功能

考虑到装置在行走过程中有上下坡的要求，当装置下坡时，由于重力作用有可能造成失速，因此在液压系统中需设计了失速控制。 （5）高低两速切换功能

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考虑到充分利用系统的功率，应设计高低速自动切换功能。当装置在平地或下坡行走时，装置需要的驱动功率小，使装置实现高速行走；当装置上坡时，装置需要大功率驱动，低速行走。

（6）装置行走刹车功能

装置要求能够上下坡道，在堵漏工作进行时，要求装置必须能够可靠的制动，车体确保严格不动，保证后续工作准确可靠的进行。在动力系统、传动系统、执行系统出现故障时，更要求有可靠的刹车装置，否则装置会翻下山去，造成无法挽回的损失。

当液压系统停止供油，或由于故障液压系统不能供油时，液压马达自动刹车，保证装置安全。

2.1.2.2 找管定位功能

装置行走过程中，用遥控摄像头远程监控路面情况和管道位置情况。人工远程控制该装置行走到漏油油管附近后，装置停止行走并刹车制动。通过遥控摄像头监控，通过液压系统，控制大臂体、小臂和收油器三个运动部件的转动，实现泄漏控制和漏油回收部件的定位。

2.1.2.3 喷射控制和漏油回收功能

利用流体喷射形成的动能把流体导流到指定位置。采用内锥形小锥角大导油管结构，减少油流喷射入收油器中在导流方向的运动能量损失。收油器下端设有回收檐，减少反射回来的油流的速度和泄漏油的雾化，降低收油器的振动。 2.1.2.4 防暴功能

因为装置工作在易爆的极度危险环境当中，所以装置必须具备防爆性能。选择防暴型部件，或是设置防暴装置。

2.2 工程车液压系统方案的研究

堵漏工程车液压系统的基本组成见图2.1（没有考虑液压附件及先导控制部分）：

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图2.1 堵漏工程车液压系统的基本组成

参照目前国内外小型液压挖掘机的液压系统及本章2.1节的对其工况的分析，本方案的液压系统采用开式回路，多负载并联结构。初定液压系统原理略图见图2.2。该主液压系统分为上车和下车两部分液压系统，上车部分主要包括回转装置和工作装置；下车部分包括行走装置和支腿液压缸[5]。

2.3 本章总结

本章详细讨论了所要设计的堵漏工程车的功能要求及技术要求，而且确定了该工程车液压系统的总体框架和组成部分，给后面详细分析工程车各功能的实现和最终液压系统设计的完成做了铺垫。

图2.2 液压系统回路示意图

第1章 液压系统原理图的制定

我们可参照挖掘机液压系统回路如图3.1，结合本工程车的具体功能，设计工程车的液压原理图[6]。

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图3.1 挖掘机液压系统回路示意图

下面对挖掘机液压系统的基本回路做出分析。基本回路是有一个或几个液压元件组成、能够完成特定的单一功能的典型回路，它是液压系统的组成单元。液压挖掘机液压系统中基本回路有限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流回路、行走回路、合流回路、再生回路、锁闭回路、操纵回路等。

3.1 限压回路

限压回路用来限制压力，使其不超过某一调定值。限压的目的有两个：一是限制系统的最大压力，使系统和元件不因过载而损坏，通常用安全阀来实现，安全阀通常设置在主油泵出油口附近；二是根据工作需要，使系统的压力保持定值或是不超过某值，通常用溢流阀实现，溢流阀可使系统根据调定压力工作，多余的流量通过此阀流回油箱，因此溢流阀是常开的[7]。

液压挖掘机执行元件的进油和回油路上常成对地并联有限压阀，限制液压马达、液压缸在闭锁状态下的最大闭锁压力，超过此压力时限压阀打开，卸载保护了液压元件和管路免受损坏，这种限压阀（图3.1）实际上其了卸荷阀的的作用。

3.2 缓冲回路

液压挖掘机满斗回转时由于上车转动惯量很大，在启动，制动和突然转向时会引起很大的液压冲击，尤其是回转过程中遇到障碍物突然停车。液压冲击会使整个液压系统

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图3.1 限压回路

和液压元件产生振动和噪音，甚至破坏。挖掘机回转机构的缓冲回路就是利用缓冲阀等使液压马达高压腔的油液超过一定的压力时获得出路。图3.2为液压挖掘机中比较普遍采用的几种缓冲回路[8]。

图3.2（A）中回转马达两个油路上各装有动作灵敏的小型直动式缓冲（限压）阀2、3，正常情况下两阀关闭。当回转马达突然停止转动或反向转动时，高压油路Ⅱ的压力油经缓冲阀3泄回油箱，低压油路Ⅰ则由补油回路经单向阀4进行补油，从而消除了液压冲击。

图3.2（B）是高低压油路之间并联有缓冲阀，每一缓冲阀的高压油口与另一缓冲阀的低压油口相通。当回转机构制动，停止或是反转时，高压腔的油经过缓冲阀直接进入低压腔，减少液压冲击。

图3.3（C）是回转马达油路之间并联有成对单向阀4、5和6、7，回转马达制动或换向时高压腔的压油经单向阀5，缓冲（限压）阀流入油箱，低压腔从油箱经单向阀6 获得补油。

上述回转回路中的缓冲（限压）阀实际起制动的作用，换向阀1中位时回转马达两腔油路截断，只要油路低于压力阀的调定压力时，回转马达即被制动，其最大制动力矩由限压阀决定。

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