车辆工程毕业设计论文-黄海客车制动能量回收系统设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-黄海客车制动能量回收系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

由于液压系统工作在高压状态下，因此选用耐高压钢管作为液压系统的管道。 道内油液的流量可以根据液压马达的最大流量来计算。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 管子内径可以用下列公式计算 ： mmvqd  () 式中 d管子的内径 q油液的流量 v管内油液的油量，按规定的推 荐流速选取 由于管道较短，取 v=。 液压马达最大流量 q=324L/min、计算得管子内径d=30mm，查手册取 d=32mm 钢管。 液压蓄能器的选择 蓄能器类型的选择 蓄能器在液压系统中的主要功能是储存能量、吸收脉动压力、吸收冲击压力 以及短时大量供油等。 从能量回收和液压系统对外界突发工况的适应能力来讲， 蓄能器的容积应尽可能的大。 但是蓄能器的容积大带来的后果是结构尺寸大，重量大。 因此蓄能器的容积受到了客车的布置空间及自身重量的限制。 蓄能器 在本 系统中要求有较强的能量储存与释放功能，以及反应灵敏，工作平稳可靠，使用 方便 寿命长等。 综合比较弹簧式、气瓶式、活塞式和气囊式蓄能器的特点，选 择容积 100L 的气囊式蓄能器 NXQL100。 其结构示意图见图。 图 NXQ 型气囊式蓄能器结构图 、 蓄能器参数确定 选择蓄能器的初始充气压力为 18MPa,由： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 Cvpvpvp nnn  221100 () 式中 ： 气体多变指数的气室容积蓄能器最高工作压力下蓄能器最高工作压力压力下的气室容积蓄能器维持的最低工作压力蓄能器维持的最低工作积蓄能器贮油前的气室容蓄能器贮油前充气压力n221100VPVPVP 由于蓄能器工作过程大多术语多变过程，在贮油时，气体压缩为等温过程，放油时气体 膨胀为绝热过程，多变指数 N取 ，可以计算出： LV LV 1  LVVV  () 油箱的设计 液压油箱的作用是贮存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液 ，并对回油进行冷却，分离出所含的杂质和气泡。 液压油箱有效容积的确定 液压油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。 液压油箱的有效容量 V 可概略地确定为： vVQ 3m () 表 41 液压油箱压力范围表 系 统类型 低压系统（ MPa ） 中压系统（ MPa ） 中高压或大功率系统（ MPa ）  2~4 5~7 6~12 根据实际设计需要，选择的 Mpap  ，所以此系统属于中高压系统( )p MPa ，所以取： (6 ~ 12) vVQ () 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 式中 ： V －液压油箱有效容量； vQ －液压泵额定流量。 参照《机械设计手册》成大先 P20767 锻压机械的油箱容积通常取为每分钟流量的 612 倍。 即： 应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。 为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高度的 80%。 所以，实际油箱的体积为： 液压油箱的外形尺寸设计 液压油箱的有效面积确定后，需设计液压油箱的外形尺寸，一般设计尺寸比（长：宽：高）为 1： 1： 1~1： 2： 3。 但有时为了提高冷却效率，在安装位置不受限制时，可将液压油箱的容量予以增大，本设计中的油箱根据液压泵与电动机的联接方式的需要以及安装其它液压元件需要，选择长为 ,宽为 ，高为。 液压油箱的结构设计 一般的开式油箱是用钢板焊接而成的，大型的油箱则是用型钢作为骨架的，再在外表焊接钢板。 油箱的形状一般是正方形或长方形，为了便于清洗油箱内壁及箱内滤油器，油箱盖板一般都是可拆装的。 设计油箱时应考虑的几点要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是 3~4mm；容量大的油箱一般取 4~6mm。 本设计中取油箱的壁厚为 6mm。 对于大容量的油箱，为了清洗方便，也可以在油箱侧壁开较大的窗口，并用侧盖板紧密封闭。 2. 底板与底脚：底板应比侧板稍厚一些，底板应有适当倾斜以便 排净存油和清洗，液压油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。 油箱的底部应装设底脚，底脚高度一般为 150~200mm，以利于通风散热及排出箱内油液。 一般采用型钢来加工底脚。 本设计中用的是槽钢加工的。 3. 顶板：顶板一般取得厚一些，为 6~10mm，因为本设计把泵、阀和电动机安装在油箱顶部上时，顶板厚度选最大值 10mm。 顶板上的元件和部件的安装面应该经过机械加工，以保证安装精度，同时为了减少机加工工作量，安装面应该用形状和尺寸适当的厚钢板焊接。 1 1320 minLV 6 1 5 6 . 8 ~ 1 2 1 5 6 . 8 9 4 0 . 8 ~ 1 8 8 1 . 6m in m inLLV    1 1320 16500 . 8 0 . 8 m i nV LV   黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 4. 隔板：油箱内一般设有隔板，隔板的作用是使回油区 与泵的吸油区隔开，增大油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀。 隔板的安装型式有多种，隔板一般沿油箱的纵向布置，其高度一般为最低液面高度的2/3~3/4。 有时隔板可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过；在中部开有较大的窗口并配上适当面积的滤网，对油液进行粗滤。 5. 侧板：侧板厚度一般为 34mm，侧板四周顶部应该加工成高出油箱顶板 3~4mm，为了使液压元件的在工作等的情况下泄漏出来的油不至于洒落在地面上或操作者的身上，同时可以防止液压油箱的顶板在潮湿的气候中腐蚀。 回油管及吸油管为了防止出现吸空和回油冲击油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管应布置在油箱最低液面 50~100mm 以下，管口与箱底距离不应小于 2 倍的管径，防止吸入沉淀物。 管口应切成 45 ，切口面向箱壁，与箱壁之距离为 3 倍管径。 回油管的出口绝对不允许放在液面以上。 本设计的管口与箱底的距离为 160mm，切口与箱壁的距离为 250mm。 6. 回油集管的考虑：单独设置回油管当然是理想的，但不得已时则应使用回油集管。 对溢流阀、顺序阀等，应注意合理设计回油集管，不要人为地施 以背压。 7. 吸油管： 吸油管前一般应该设置滤油器，其精度为 100~200 目的网式或线式隙式滤油器。 滤油器要有足够大的容量，避免阻力太大。 滤油器与箱底间的距离应不小于 20mm。 吸油管应插入液压油面以下，防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面，致使油中混入气泡。 8. 泄油油管的配置： 管子直径和长度要适当，管口应该在液面之上，以避免产生背压。 泄漏油管以单独配管为最好，尽量避免与回油管集流配管的方法。 9. 过滤网的配置：过滤网可以设计成液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔开，这样 液压油可以经过一次过滤。 过滤网通常使用 50~100 目左右的金属网。 10. 滤油器： 滤油器的作用及过滤精度 液压系统中的液压油经常混有杂质，如空气中的尘埃、氧化皮、铁屑、金属粉末。 密封材料碎片、油漆皮和 纱纤维。 这些杂质是造成液压元件故障的额重要原因，它们会造成油泵、油马达及阀类元件内运动件和密封件的磨损和划伤，阀芯卡死，小孔堵塞等故障，影响液压系统的可靠性和使用寿命。 近年来对液压油的污染控制已经开始引起人们的极大重视。 为了便于随时检查和观察箱内液体液位的情况，应该在油箱壁板的侧面安装液面指示器，指 示最高、最低油位。 液面指示器一般选用带有温度计的液面指示器。 油箱顶板需要装设空气滤清器，对进入油箱的空气进行过滤，防止大气中的杂质污染液压油。 空气滤清器的过滤能力一般为油泵流量的两倍，其过滤精度应与液压系黑龙江工程学院本科生毕业设计 25 统中最细的滤油器的精度相同。 油箱内部应刷浅色的耐油油漆。 以防止锈蚀。 液压缸的设计 液压缸的工作压力确定 工作压力与系统压力一致为 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 单活塞杆液压缸计算如下：    2121222121 1116114DdpppdDDdpppFDcmcm  () 式中： M a p7Dd3 2 M p a16p2M p 1cm径之比，工作压力活塞缸直径与液压缸内高压系统液压缸回油腔背压力，算时可取系统工作压力液压缸的工作压力，初般取液压缸的机械效率，一工作循环中最大外载荷F 由上式可得： mmppD cm 164 62212122   () 查手册 D=50mm d==32mm 液压缸壁厚和外径的计算 按薄壁圆筒公式计算：   mmDp y 1052    () ppy ppypp ,)(  取 查手册 mm10 则液压缸外径 mmDD 7021   液压缸工作行程的确定 由于在液压缸工作时要 完成如下动作 如图 42 黑龙江工程学院本科生毕业设计 26 图 42 液压缸行程图 即可根据执行机构实际工作的最大长度而确定。 由上述动作可知工作行程为 200mm。 缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求可用下式进行近似计算。   mmPyDt 2  无孔时： ()      mmdD DPDt y 02 22   有孔时： () 可分别取 14mm 和 23mm 最小导向长度的确定 mmDLH 33250201 6 0220 应满足： () 活塞杆宽度为 B，一般取 B=（ ） D缸盖滑支撑面长度 1L。 根据液压缸内径D而定。 当 1 ，这里各取）（时，取 DLmmD 。 缸体长度的确定 液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。 缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度。 一般液压缸缸体长度不应大于缸体内径 D 的 2030 倍。 即：缸体内部长度 200+50=250mm mmD )1 5 0 01 0 0 0()3020( 缸体长度 即取缸体长度为 290mm 液压缸强度校核 （ 1）缸筒壁厚校核：一般情况下，液压缸钢筒壁厚由结构确定，必要时进行强度校核。 因为， 按壁厚进行校核。 10/ D 由：      PyPyD  =    () （ 2）活塞杆强度校核 黑龙江工程学院本科生毕业设计 27 由：    22544  Fd25 () 根据以上计算得出，所设计的液压缸符合强度标准。 液压阀的选择 本液压系统中采用了多种液压阀以实现不同的功能。 主要用到的液压阀有：单向阀，溢流阀，电磁二通阀，卸荷阀，减压阀等。 在选择液压阀时要考虑：液压阀的允许通过的最大流量要大于或等于系统所要求的最大流量。 阀的额定工 作压力应大于或等于系统的最高工作压力；阀的压降在允许范围 ；尽可能减小液压阀的体积和质量。 关于液压阀的具体选择要求和使用细节可以在液压工作手册和液压产品使用说明书中查询。 本章小结 根据液压系统的各项要求，设计了所需的液压元件。 使液压系统能够 顺利的进行工作。 通过计算。