第3章-叉车工作装置液压系统设计(液压系统经典设计实例)-PPT.ppt

第第3 3章章 叉车工作装置液压系统叉车工作装置液压系统设计设计 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 根据叉车动力装置不同，叉车可分为内燃叉车和电根据叉车动力装置不同，叉车可分为内燃叉车和电瓶叉车两类。瓶叉车两类。内燃叉车是指使用柴油、汽油或者液化石油气为燃内燃叉车是指使用柴油、汽油或者液化石油气为燃料，由发动机提供动力的叉车。载重量为料，由发动机提供动力的叉车。载重量为0.50.5吨吨4545吨。吨。(5T(5T带驾驶室内燃叉车带驾驶室内燃叉车_ _标清标清.avi.avi)电瓶叉车是指以电瓶为动力的叉车。电瓶叉车多使电瓶叉车是指以电瓶为动力的叉车。电瓶叉车多使用直流（用直流（DCDC）串激电动机，其机械特性能满足叉车所需）串激电动机，其机械特性能满足叉车所需要的低速大扭矩的工作要求。随着交流（要的低速大扭矩的工作要求。随着交流（ACAC）技术的发）技术的发展，以及控制器的配套完善后，交流电机的使用逐渐增展，以及控制器的配套完善后，交流电机的使用逐渐增多，交流电机相对于直流电机来说，使用维护更加方便，多，交流电机相对于直流电机来说，使用维护更加方便，缺点是成本相对直流电机要高。缺点是成本相对直流电机要高。(前移式电瓶叉车前移式电瓶叉车_ _标清标清.avi.avi)3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求3.1.1 3.1.1 3.1.1 3.1.1 叉车的结构及基本技术指标叉车的结构及基本技术指标叉车的结构及基本技术指标叉车的结构及基本技术指标 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 根据叉车用途不同，根据叉车用途不同，叉车可分为普通叉车和叉车可分为普通叉车和特种叉车两类。特种叉车两类。普通叉车如下图所普通叉车如下图所示。示。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 几种典型的特种叉几种典型的特种叉车如右侧图所示，分别车如右侧图所示，分别是集装箱堆高车、伸缩是集装箱堆高车、伸缩臂叉车、高速越野叉车。臂叉车、高速越野叉车。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 根据叉车的结构特点，可分为平衡重式叉车、叉腿式叉车、根据叉车的结构特点，可分为平衡重式叉车、叉腿式叉车、前移式叉车、侧面式叉车，其中，平衡重式叉车最常用。前移式叉车、侧面式叉车，其中，平衡重式叉车最常用。1.1.平衡重式叉车平衡重式叉车 车体前方装有升降货叉、车体尾部装有平衡重块自行式叉车车体前方装有升降货叉、车体尾部装有平衡重块自行式叉车出现于出现于19171917年。第二次世界大战期间叉车得到发展。中国从年。第二次世界大战期间叉车得到发展。中国从5050年年代初期开始制造叉车。可采用柴油、汽油、液化石油气等燃料，代初期开始制造叉车。可采用柴油、汽油、液化石油气等燃料，也可用电瓶，载荷能力也可用电瓶，载荷能力 0.50.5吨吨4545吨，吨，1010吨以上多为柴油叉车。吨以上多为柴油叉车。一般来说，电瓶叉车基本上都是平衡重式叉车。一般来说，电瓶叉车基本上都是平衡重式叉车。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 2.2.叉腿式叉车叉腿式叉车 两腿前支分叉，防止翻倒。两腿前支分叉，防止翻倒。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 3 3。前移式叉车。前移式叉车 前移式叉车分门架前移式和货叉前移式。前移式叉车分门架前移式和货叉前移式。门架前移式叉车是指作业时门架带动货叉前移，伸出到前轮门架前移式叉车是指作业时门架带动货叉前移，伸出到前轮之外叉取或放下货物，行走时货叉带货物收回，使货物重心在支之外叉取或放下货物，行走时货叉带货物收回，使货物重心在支撑面内；撑面内；而货叉前移式叉车是指货架带动货叉前移至前轮之外进行作而货叉前移式叉车是指货架带动货叉前移至前轮之外进行作业，行走时叉架带动货叉缩回到支撑平面内。业，行走时叉架带动货叉缩回到支撑平面内。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 4.4.侧面叉车侧面叉车 货叉安装在叉车侧面，具有直接从侧面叉取货物的能力，因货叉安装在叉车侧面，具有直接从侧面叉取货物的能力，因此主要用来叉取长条型的货物，如木条、钢筋等。此主要用来叉取长条型的货物，如木条、钢筋等。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 叉车通常由叉车通常由自行的轮式底盘自行的轮式底盘和一套能垂直升和一套能垂直升降以及前后倾斜降以及前后倾斜的工作装置组成。的工作装置组成。其中，货叉、叉其中，货叉、叉架、门架、起升架、门架、起升液压缸、倾斜液液压缸、倾斜液压缸组成叉车的压缸组成叉车的工作装置。工作装置。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 叉车的基本参数：叉车的基本参数：(1)(1)起重量，又称额定起重量，指货叉上的货物中心位于规起重量，又称额定起重量，指货叉上的货物中心位于规定的载荷中心距时，叉车能够举升的最大重量。定的载荷中心距时，叉车能够举升的最大重量。载荷中心距：货物重心到货叉垂直段前表面距离。起重量越载荷中心距：货物重心到货叉垂直段前表面距离。起重量越大，载荷中心距也越大。平衡重式叉车载荷中心距如图大，载荷中心距也越大。平衡重式叉车载荷中心距如图3-13-1所示。所示。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (2)(2)起升高度，起升高度，是指叉车位于水平坚是指叉车位于水平坚实地面上，门架垂直实地面上，门架垂直放置且承受额定起重放置且承受额定起重量的货物时，货叉所量的货物时，货叉所能升起的最大高度，能升起的最大高度，即货叉升至最大高度即货叉升至最大高度时水平段上表面至地时水平段上表面至地面的垂直高度。面的垂直高度。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (3)(3)满载行驶速满载行驶速度，是指货叉上货物度，是指货叉上货物达到额定起重量且变达到额定起重量且变速器在最高档位时，速器在最高档位时，叉车在平直干硬地面叉车在平直干硬地面的道路上行驶所能达的道路上行驶所能达到的最高稳定行驶速到的最高稳定行驶速度。度。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (4)(4)满载最大起满载最大起升速度，是指叉车在升速度，是指叉车在停止状态下，将发动停止状态下，将发动机油门开到最大时，机油门开到最大时，起升大小为额定起重起升大小为额定起重量的货物所能达到的量的货物所能达到的平均起升速度。平均起升速度。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (5)(5)满载爬坡度，是满载爬坡度，是指货叉上载有额定起重量指货叉上载有额定起重量的货物时，叉车以最低稳的货物时，叉车以最低稳定速度行驶所能爬上的长定速度行驶所能爬上的长度为规定值的最陡坡道的度为规定值的最陡坡道的坡度值。坡度值。爬坡度用坡度的角度爬坡度用坡度的角度值（以度数表示）或以坡值（以度数表示）或以坡度起止点的高度差与其水度起止点的高度差与其水平距离的比值（正切值）平距离的比值（正切值）的百分数来表示。的百分数来表示。(书上书上印错了印错了)由于叉车一般在比较由于叉车一般在比较平坦的场地上作业，所以平坦的场地上作业，所以对最大爬坡度的要求不高对最大爬坡度的要求不高.一般情况下，内燃叉车的一般情况下，内燃叉车的最大爬坡度为最大爬坡度为20%-30%.20%-30%.3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (6)(6)门架前倾角和后倾角，分别指无载的叉车门架能从其门架前倾角和后倾角，分别指无载的叉车门架能从其垂直位向前和向后倾斜摆动的最大角度。垂直位向前和向后倾斜摆动的最大角度。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (7)(7)最小转弯半径，是指将叉车的转向轮转至极限位置并最小转弯半径，是指将叉车的转向轮转至极限位置并以最低稳定速度做转弯运动时，其瞬时中心距车体最外侧的距以最低稳定速度做转弯运动时，其瞬时中心距车体最外侧的距离。离。(书上定义书上定义)通常当叉车在无载低速行驶、打满方向盘转弯时，车体最通常当叉车在无载低速行驶、打满方向盘转弯时，车体最外侧和最内侧至转弯中心的最小距离，分别称为最小外侧转弯外侧和最内侧至转弯中心的最小距离，分别称为最小外侧转弯半径半径RminRmin和最小内侧转弯半径和最小内侧转弯半径R Rminmin。最小外侧转弯半径愈小，。最小外侧转弯半径愈小，则叉车转弯时需要的地面面积愈小，机动性愈好。则叉车转弯时需要的地面面积愈小，机动性愈好。(网上叉车网上叉车厂家定义厂家定义)3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 叉叉车车工工作作装装置置主主要要由由货货叉叉、叉叉架架、门门架架、链链条条和和链链轮轮、起起升升液液压压缸缸、倾倾斜斜液液压压缸缸组组成成，如如图图3-23-2所示。所示。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求3.1.2 3.1.2 3.1.2 3.1.2 叉叉叉叉车车车车的的的的工作装置工作装置工作装置工作装置 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 起起升升液液压压缸缸驱驱动动货货叉叉升升降降，倾倾斜斜液液压压缸缸驱驱动动门门架架前前后后倾倾斜斜。起起升升液液压压缸缸通通过过滑滑轮轮和和链链条条，使使叉叉架架沿沿着着内内门门架架升升降降，内内门门架架又又以以外外门门架架为为导导轨轨上上下下伸伸缩缩。外外门门架架的的下下部部铰铰接接在在叉叉架架上上，借借助助于于倾倾斜斜液液压压缸缸的的作作用用，门门架架可可以以再再前前后后方方向向倾倾斜斜一一定定角角度度。前前倾倾目目的的是是为为了了装装卸卸货货物物方方便便，后后倾倾目目的的是是当当叉叉车车行行驶驶时时，保保证货叉上的货物稳定。证货叉上的货物稳定。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 叉叉车车液液压压系系统统的的工工作作装装置置、助助力力转转向向系系统统甚甚至至行行走走传传动动系系统统等等都都有有液液压压系系统统驱驱动动完完成成，因因此此，叉叉车车液液压压系系统的质量直接影响着叉车的性能。统的质量直接影响着叉车的性能。下下面面分分别别就就工工作作装装置置、行行走走驱驱动动、助助力力转转向向的的液液压压系统逐一说明。系统逐一说明。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求3.1.3 3.1.3 3.1.3 3.1.3 叉车液压系统组成及原理叉车液压系统组成及原理叉车液压系统组成及原理叉车液压系统组成及原理 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 某某型型号号叉叉车车液液压压系系统统原原理理如如图图3-3-3 3所所示示。该该液液压压系系统统有有起起升升液液压压缸缸8 8、倾倾斜斜液液压压缸缸6 6和和属属具具液液压压缸缸7 7三三个个执执行行元元件件，由由定定量量泵泵1010供供油油，多多路路换换向向阀阀(属属具具滑滑阀阀1 1、起起升升液液压压缸缸滑滑阀阀3 3、倾倾斜斜液液压压缸缸滑滑阀阀4)4)控控制制各各执执行行元元件件的的动动作作，单单向向节节流流阀阀调调节节起起升升和和属属具具动动作作速速度度，从从而而驱驱动动工工作作装装置置完完成成相相应应的工作任务。的工作任务。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 某某型型号号叉叉车车行行走走驱驱动动液液压压系系统统原原理理如如图图3-43-4所所示示。该该液液压压系系统统由由变变量量主主液液压压泵泵1 1供供油油，执执行行元元件件为为液液压压马马达达5 5，主主液液压压泵泵的的吸吸油油和和供供油油路路与与液压马达的排油路和进油路相连，形成闭式回路。液压马达的排油路和进油路相连，形成闭式回路。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求梭梭阀阀4 4和和换换油油溢溢流流阀阀6 6使使低低压压的的热热油油排排回回油油箱箱，辅辅助助液液压压泵泵7 7把把油油箱箱中中经经过过冷冷却却的的液液压压油油补补充充到到系系统统中中，起起到到补补充充系系统统泄泄漏漏和和换换油油的的作作用用，溢溢流流阀阀8 8限限定定补补油油压压力力，单单向向阀阀2 2保保证证补补油油到低压油路中。到低压油路中。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 双向安全阀双向安全阀3 3保证液压回路双向工作的安全。保证液压回路双向工作的安全。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 叉叉车车转转向向频频繁繁，为为减减轻轻驾驾驶驶员员劳劳动动强强度度，现现在在起起重重量量2t2t以以上上的的叉叉车车多多采采用用助助力力转转向向-液液压压助助力力转转向向或或全全液液压压转转向向。某某型型号号叉叉车车液液压压助助力力转转向系统原理如图向系统原理如图3-53-5所示。所示。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统该该转转向向液液压压系系统统和和叉叉车车工工作作装装置置液液压压系系统统分分属属独独立立的的液液压压系系统统，分分别别由由单单独独的的液液压压泵泵供供油油。系系统统中中流流量量调调节节阀阀2 2可可保保证证转转向向助助力力器器稳稳定定供供油油，并并使使系系统统流流量量限限制制在在发发动动机机怠怠速速运运转转时时液液压压泵泵流流量量的的1.51.5倍倍。随随动动阀阀3 3与与普普通通三三位位四四通通换换向向阀阀基基本本相相同同，但但该该阀阀的的阀阀体体与与转转向向液液压压缸缸缸缸筒筒连连为为一一体体，随随液液压压缸缸缸缸筒筒的的动动作作而而动动作。作。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统叉叉车车直直线线行行驶驶时时，方方向向盘盘位位于于中中间间位位置置，随随动动阀阀3 3的的阀阀芯芯也也处处于于中中间间位位置置，转转向向液压缸液压缸4 4不动作，叉车直线行驶。不动作，叉车直线行驶。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统当当叉叉车车转转弯弯时时，驾驾驶驶员员转转动动方方向向盘盘，联联动动机机构构带带动动随随动动阀阀3 3的的阀阀芯芯运运动动，使使转转向向液液压压缸缸的的两两腔腔分分别别与与液液压压泵泵或或油油箱箱相相通通，液液压压缸缸动动作作，驱驱动动转转向向轮轮旋旋转转，叉叉车车转转向向，直直到到液液压压缸缸缸缸筒筒的的移移动动距距离离与与阀阀芯芯的的移移动动距距离离相相同同时时，阀阀芯芯复复位位，转转向向停止。停止。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (1)(1)超超载载保保护护，多多路路换换向向阀阀壳壳体体无无裂裂纹纹、渗渗漏漏；工工作作性性能能应应良良好好可可靠靠；安安全全阀阀动动作作灵灵敏敏，在在负负载载25%25%时时应应能能全全开开，调调整整螺螺栓栓的的螺螺母母应应齐齐全全坚坚固固。操操作作手手柄柄定定位位准准确、可靠，不得因震动而变位。确、可靠，不得因震动而变位。(2)(2)最最大大下下降降速速度度控控制制。为为了了提提高高装装卸卸效效率率，如如果果叉叉车车起起升升速速度度增增大大，满满载载下下降降速速度度也也增增大大，下下降降速速度度过过大大是是危危险险的的，因因此此叉叉车车液液压压系系统统中中应应设设置置下下降降限限速速阀阀，既既要要控控制制货货叉叉的的下下降降速速度度不不超超过过限限定定的的速速度度值值，又又要要防防止止起起升升液液压压缸缸的的高高压压橡橡胶胶软软管管突突然然爆爆破破时时，起起升升在在一一定定高度的载荷会从货叉上突然落下，损伤货物或伤人。高度的载荷会从货叉上突然落下，损伤货物或伤人。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求3.1.4 3.1.4 3.1.4 3.1.4 叉车对液压系统的工作要求叉车对液压系统的工作要求叉车对液压系统的工作要求叉车对液压系统的工作要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 (3)(3)液液压压系系统统管管路路接接头头牢牢靠靠、无无渗渗漏漏，与与其其他他机机件件不磨碰，橡胶软管不得有老化、变质现象。不磨碰，橡胶软管不得有老化、变质现象。(4)(4)液液压压系系统统中中的的传传动动部部件件在在额额定定载载荷荷、额额定定速速度度范围内不应出现爬行、停滞和明显的冲动现象。范围内不应出现爬行、停滞和明显的冲动现象。(5)(5)为为方方便便叉叉车车携携带带电电动动机机，减减少少叉叉车车附附属属设设备备，从从而而减减小小液液压压系系统统的的整整体体尺尺寸寸，叉叉车车工工作作装装置置液液压压系系统统可可以以由由叉叉车车发发动动机机直直接接驱驱动动液液压压泵泵来来提提供供油油源源。为为适适应应叉叉车车在在具具有有粉粉尘尘和和沙沙粒粒的的厂厂房房环环境境中中工工作作，因因此此应应考考虑虑为为液液压压系系统统设设置置合合适适的的过过滤滤器器。液液压压油油的的工工作作温温度度应应限限定定在在合合适适的的范范围围内内，叉叉车车的的工工作作环环境境温温度度一一般般为为-10104545。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1.5.1 3.1.5.1 起升装置液压系统设计参数及技术要求起升装置液压系统设计参数及技术要求 技技术术要要求求：(1)(1)叉叉车车杆杆上上升升(下下降降)速速度度可可调调；(2)(2)叉叉车车杆杆有有良良好好的的位位置置控控制制功功能能；(3)(3)叉叉车车杆杆有有自自锁锁功功能能，无无论论在在多多大大负负载载作作用用下下，或或者者甚甚至至在在液液压压油油源源无无法法供供油油，油油源源到到液液压压缸缸之之间间的的液液压压管管路路出出现现故故障障等等情情况况下下，要要求求叉叉车车杆杆能能够够被被锁锁紧紧在在最最后后设设定定的的位位置置；(4)(4)叉叉车车杆杆在在上上升升过过程程中中，当当液液压压系系统统出出现现故故障障时时，要要求求安全保护装置能够使负载安全下降。安全保护装置能够使负载安全下降。已知条件：叉车杆和导轨的质量约为已知条件：叉车杆和导轨的质量约为200kg200kg。参数如表参数如表3-23-2所示。所示。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求3.1.5 3.1.5 3.1.5 3.1.5 设计参数及技术要求设计参数及技术要求设计参数及技术要求设计参数及技术要求 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统本本设设计计中中所所设设计计叉叉车车工工作作装装置置中中叉叉车车杆杆起起升升装装置置示示意意图图如如图图3-63-6所所示示，由由起起升升液液压压缸缸驱驱动动货货叉叉沿沿支支架架上上下下运运动动以以提升或放下货物。提升或放下货物。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求导轨导轨叉架叉架重物重物链轮链轮升升降降液液压压缸缸链条链条 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.1.5.2 3.1.5.2 倾倾斜斜装装置置液液压压系系统设计参数及技术要求统设计参数及技术要求 倾倾斜斜装装置置示示意意图图如如图图3-73-7所所示示，该该装装置置由由倾倾斜斜液液压压缸缸驱驱动动门门架架绕绕一一铰铰接接点点做做摆摆动动式式旋旋转转。技技术术参参数如下表所示。数如下表所示。3.1 3.1 叉车液压系统的设计要求叉车液压系统的设计要求叉架叉架重物重物倾斜液压缸倾斜液压缸导导轨轨(门门架架)铰接点铰接点 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 本本设设计计实实例例中中叉叉车车工工作作装装置置液液压压系系统统包包括括起起升升液液压压系系统统和和倾倾斜斜液液压压系系统统两两个个子子系系统统，分分别别确确定定两两个个子子系系统统的设计方案和主要技术参数。的设计方案和主要技术参数。3.2.1 3.2.1 确定起升液压系统的设计方案和技术参数确定起升液压系统的设计方案和技术参数 起起升升液液压压系系统统作作用用是是提提起起和和放放下下重重物物，执执行行直直线线运运动，因此执行元件选用液压缸。动，因此执行元件选用液压缸。由由于于液液压压缸缸仅仅在在起起升升工工作作阶阶段段承承受受负负载载，在在下下落落过过程程中中可可在在负负载载和和活活塞塞自自重重下下自自动动缩缩回回，因因此此可可采采用用单单作作用缸。用缸。如如果果把把单单作作用用液液压压缸缸的的环环形形腔腔与与活活塞塞的的另另一一侧侧连连通通，构构成成差差动动连连接接方方式式。如如果果忽忽略略管管路路损损失失，单单作作用用液液压压缸缸的的无无杆杆腔腔和和有有杆杆腔腔的的压压力力近近似似相相等等，则则液液压压缸缸的的驱驱动动力力将有活塞杆的截面积决定。将有活塞杆的截面积决定。3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 实实现现但但作作用用液液压压缸缸的的差差动动连连接接，可可以以通通过过方方向向控控制制阀阀在在外外部部管管路路上上实实现现，如如图图3-8(a)3-8(a)所所示示。为为减减小小外外部部连连接接管管路路，液液压压缸缸的的设设计计也也可可采采用用在在活活塞塞上上开开孔孔的的方方式式，如图如图3-8(b)3-8(b)所示。所示。3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数pA1A2p 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 起起升升液液压压缸缸在在驱驱动动货货叉叉和和叉叉架架上上升升时时，活活塞塞杆杆处处于于受受压压状状态态，为为保保证证受受压压状状态态下下的的压压杆杆稳稳定定，活活塞塞杆杆的的长长径比不超过径比不超过20:120:1。3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数F 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 起起升升液液压压缸缸在在驱驱动动货货叉叉和和叉叉架架上上升升时时，活活塞塞杆杆处处于于受受压压状状态态，为为保保证证受受压压状状态态下下的的压压杆杆稳稳定定，活活塞塞杆杆的的长长径径比比不不超超过过20:120:1。如如果果直直接接用用液液压压缸缸实实现现升升降降，根根据据表表3-23-2，活活塞塞杆杆长长度度应应大大于于2m2m，则则活塞杆直径至少活塞杆直径至少0.1m0.1m。3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 如如果果活活塞塞杆杆直直径径0.1m0.1m，即即100mm100mm，根根据据差差动动液液压压缸缸输输出出力力计计算算方方法法，此此时时液液压压缸缸提提升升负负载的有效面积为活塞杆面积，即：载的有效面积为活塞杆面积，即：3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 根据表根据表3-23-2，起升液压缸需承受的负载力为，起升液压缸需承受的负载力为忽略压损和摩擦力，液压系统应提供工作压力为忽略压损和摩擦力，液压系统应提供工作压力为 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统工工作作压压力力为为6.5MPa6.5MPa对对于于液液压压系系统统较较低低，应应采采用用更更高高的的工工作作压压力力。但工作压力高，根据公式但工作压力高，根据公式3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数则则活活塞塞杆杆面面积积ArAr需需要要减减小小。ArAr变小，根据公式：变小，根据公式：活塞杆直径也要变小。活塞杆直径也要变小。但但活活塞塞杆杆直直径径如如果果变变小小，为为保保证证压压杆杆稳稳定定，在在活活塞塞杆杆长长径径比比保保持持为为20:120:1的的时时候候，活活塞塞杆杆长长度度会小于会小于2m2m，则重物提升高度将达不到，则重物提升高度将达不到2m2m。因因此此，如如果果压压力力变变大大，则则不不能能使使用用液液压压缸缸直直接提升重物。接提升重物。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统改改进进方方案案如如图图3-63-6所所示示。根根据据改改图图可可知知，液液压压缸缸的的行行程程可可以以减减小小一一半半，即即活活塞塞杆杆长长度度可可由由2m2m变变为为1m1m，但但输输出出力力为为原原来来的的2 2倍倍(根根据据高高中中物物理理可可以得到该结论以得到该结论)。液压缸输出力为原来。液压缸输出力为原来2 2倍，即倍，即3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 液压系统所需的工作压力为液压系统所需的工作压力为 取取起起升升液液压压缸缸的的工工作作压压力力为为13MPa13MPa，对对于于液压系统而言，该工作压力比较合适。液压系统而言，该工作压力比较合适。起起升升液液压压缸缸的的最最大大流流量量由由起起升升装装置置的的最最大大速速度度决决定定，在在该该方方案案中中，起起升升液液压压缸缸的的最最大大速速度是叉车杆最大速度度是叉车杆最大速度(0.2m/s)(0.2m/s)的一半，即的一半，即 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 对对于于差差动动连连接接液液压压缸缸而而言言，其其无无杆杆腔腔面面积积和和有有杆杆腔腔面面积积之之比比应应取取为为2:12:1，则则起起升升液液压压缸缸活活塞塞杆杆直直径径d d和和活活塞塞直直径径D D之之 间间 关关 系系 为为D=0.707dD=0.707d，得得活活塞直径为：塞直径为：3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 根根 据据 液液 压压缸缸参参数数标标准准，取取液液压压缸缸活活塞塞直直径径为为160mm160mm，行程为行程为1m1m。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.2.2 3.2.2 确定倾斜液压系统的设计方案和技术参数确定倾斜液压系统的设计方案和技术参数 倾倾斜斜液液压压缸缸与与货货叉叉门门架架的的连连接接方方式式主主要要有有三三种种，如如图图所所示示。这这三三种种连连接接方方式式表表明明，叉叉车车倾倾斜斜液液压压缸缸应应输输出出的的作作用用力力不不仅仅取取决决于于叉叉车车货货叉叉门门架架及及负负载载产产生生的的倾倾斜斜力力矩矩，而而且且取取决决于于液液压压缸缸和和门门架架的的连连接接位位置置到到叉叉车车货货叉叉门门架架倾倾斜斜支支点点的的距距离离，因因此此叉叉车车倾倾斜斜液液压压缸缸的的尺尺寸寸也也取取决决于于倾倾斜斜液液压压缸缸的的安安装装位位置置。液液压压缸缸安安装装位位置置越越高高，距距离离倾斜支点越远，液压缸所需的输出力越小。倾斜支点越远，液压缸所需的输出力越小。3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 已已知知倾倾斜斜液液压压缸缸连连接接位位置置到到叉叉架架倾倾斜斜支支 点点 的的 距距 离离 为为 1m1m，倾倾 斜斜 力力 矩矩 给给 定定 为为18000Nm18000Nm，则倾斜液压缸所需输出力为，则倾斜液压缸所需输出力为3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 在在叉叉车车工工作作过过程程中中，货货叉叉叉叉起起货货物物后后，货货叉叉和和门门架架在在倾倾斜斜液液压压缸缸作作用用下下向向里里倾倾斜斜；放放下下货货物物后后，货货叉叉和和门门架架复复位位，门门架架回回复复垂垂直直位位置置。因因此此，倾倾斜斜液液压压缸缸的的作作用用是是单单方方向向的的。此此外外，基基于于减减小小占占用用空空间间和和尺尺寸寸的的考考虑虑，倾倾斜斜液液压压缸缸应应采采用用单单作作用用液压缸。液压缸。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 门门架架的的倾倾斜斜可可由由一一个个液液压压缸缸驱驱动动，也也可可用用两两个个并并联联液液压压缸缸同同时时驱驱动动，用用两两个个缸缸时时货货叉叉和和门门架架受受力力更更合合理理，货货叉叉不不容容易易在在货货物物作作用用下下侧侧翻翻或或倾倾斜斜，工工作作更更平平稳稳，因因此，本实例中采用两个单作用液压缸并联驱动门架。此，本实例中采用两个单作用液压缸并联驱动门架。两个缸时，每个缸的作用力为两个缸时，每个缸的作用力为9000N9000N。由由于于起起升升液液压压缸缸的的工工作作压压力力为为12.98MPa12.98MPa，假假定定倾倾斜斜液压缸的工作压力为液压缸的工作压力为12MPa12MPa。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 门门架架和和货货叉叉向向后后倾倾斜斜时时，倾倾斜斜液液压压缸缸有杆腔一侧为工作腔，作用面积为有杆腔一侧为工作腔，作用面积为 由由于于负负载载力力矩矩的的方方向向总总是是使使叉叉车车杆杆回回到到垂垂直直位位置置，所所以以倾倾斜斜装装置置一一直直处处于于拉拉伸伸状态，活塞杆不会弯曲状态，活塞杆不会弯曲(拉杆拉杆)。取取d=0.7Dd=0.7D，有杆腔面积为，有杆腔面积为 则活塞直径为则活塞直径为将将D D根据国标圆整为根据国标圆整为40mm40mm，则，则d=0.7D=28mmd=0.7D=28mm。则有杆腔作用面积为。则有杆腔作用面积为 可可见见，按按照照上上述述确确定定的的活活塞塞和和活活塞塞杆杆尺尺寸寸，重重新新计计算算得得到到的的有有杆杆腔腔有有效效作作用用面面积积(6.4)(6.4)小小于于前前述述按按照照假假定定工工作作压压力力计计算算得得到到的的有有杆杆腔腔有有效效作作用用面面积积(7.5)(7.5)，因因此此应应减减小小活活塞塞杆杆直直径径或或提提高高倾倾斜斜液液压系统的工作压力。压系统的工作压力。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数如果取倾斜液压缸活塞杆直径如果取倾斜液压缸活塞杆直径d d为为25mm25mm，则有杆腔作用面积为，则有杆腔作用面积为 此此时时倾倾斜斜液液压压缸缸有有杆杆腔腔作作用用面面积积大大于于原估算面积，因此能够满足设计要求。原估算面积，因此能够满足设计要求。如如果果提提高高倾倾斜斜液液压压缸缸的的工工作作压压力力，则则倾斜液压缸所需的最大工作压力为倾斜液压缸所需的最大工作压力为 倾斜液压缸无杆腔的有效作用面积为倾斜液压缸无杆腔的有效作用面积为 本设计实例采用提高工作压力的设计方案进行设计。本设计实例采用提高工作压力的设计方案进行设计。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.2 3.2 初步确定液压系统方案和主要技术参数初步确定液压系统方案和主要技术参数 倾倾斜斜液液压压缸缸的的最最大大运运动动速速度度给给定定为为2 20 0/s/s，转换成线速度为，转换成线速度为 因因此此，在在货货叉叉恢恢复复垂垂直直位位置置，两两个个倾倾斜斜液液压压缸缸处处于于活活塞塞杆杆伸伸出出的的工工作作状状态态时时，液压缸所需的总流量为液压缸所需的总流量为 倾斜液压缸需要走过的行程为倾斜液压缸需要走过的行程为3.2.3 3.2.3 系统工作压力的确定系统工作压力的确定 假假设设沿沿程程和和局局部部的的压压力力损损失失为为1.51.52.0MPa2.0MPa，则则工工作作压压力力应应比比执执行行元元件件需需要要的的最最大大工工作作压压力力高高1.51.52.0MPa2.0MPa，即即(起起升升液液压压缸缸12.98MPa12.98MPa，倾斜液压缸，倾斜液压缸12MPa)12MPa)组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.3 3.3 拟定液压系统原理图拟定液压系统原理图3.3.1 3.3.1 起升系统的设计起升系统的设计 起起升升装装置置在在举举起起货货物物时时需需要要液液压压缸缸输输出出作作用用力力，放放下下货货物物时时货货叉叉和和货货物物的的重重量量能能使使叉叉车车杆杆自自动动回回落落到到底底部部，因因此此起起升升系系统统采采用单作用缸差动连接。用单作用缸差动连接。为为减减少少管管道道连连接接，可可以以通通过过在在液液压压缸缸活活塞塞上上钻钻孔孔来来实实现现液液压压缸缸两两腔腔的的连连接接，液液压压缸缸不不必必有有低低压压出出口口，高高压压油油可可同同时时充充满满液液压压缸缸的的有有杆杆腔腔和和无无杆杆腔腔，由由于于活活塞塞两两侧侧的的作作用用面面积积不不同同，因因此此液液压压缸会产生提升力。缸会产生提升力。起升液压缸活塞运动方向的改变通过多路阀或换向阀实现。起升液压缸活塞运动方向的改变通过多路阀或换向阀实现。为为防防止止液液压压缸缸因因重重物物自自由由下下落落，同同时时起起到到调调速速目目的的，起起升升系系统统的的回回油油路路中中必必须须设设置置背背压压元元件件，防防止止货货物物和和货货叉叉由由于于自自重重而而超超速下落，形成平衡回路。速下落，形成平衡回路。为实现上述目的，起升系统可采用三种方案。为实现上述目的，起升系统可采用三种方案。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.3 3.3 拟定液压系统原理图拟定液压系统原理图 图图3-10(a)3-10(a)设设计计方方案案采采用用调调速速阀阀对对液液压压缸缸的的下下落落速速度度进进行行控控制制。该该系系统统不不要要求求液液压压缸缸必必须须连连接接进进油油和和出出油油两两条条油油路路，只只连连接接一一条条油路的单作用缸也可采用该方案。油路的单作用缸也可采用该方案。组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统3.3 3.3 拟定液压系统原理图拟定液压系统原理图无无论论货货物物重重量量大大小小，下下落落速速度度在在调调速速阀阀调调节节下下基基本本恒恒定定，无无法法进进行行实实时时的的调调节节。工工作作间间歇歇时时，与与换换向向阀阀相相配配合合，能能够够将将重重物物平平衡衡或或锁锁紧紧在在某某一一