0．4t叉车液压系统设计分析介绍

何 浏，肖 頔，杨 彬

（长安大学工程机械学院，陕西西安 710064）

作者简介：何 浏（1991－），男，长安大学工程机械学院硕士研究生，机械电子专业。

杨 彬（1992－），男，长安大学工程机械学院硕士研究生，机械电子专业。

肖 頔（1992－），男，长安大学工程机械学院硕士研究生，机械电子专业。

摘 要：叉车在物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主力军。叉车可以实现物流的机械化作业，减轻工人搬运劳动强度，提高作业效率［1］。电动叉车作为一个新型车辆，显现出它独有的特点［2］。本文对0．4t叉车液压系统进行设计，最后进行液压马达和驱动电机选型。

关键词：0．4t叉车；液压系统；液压马达；驱动电机

Abstract：Forklift plays a very important role in the logistics system and it is the main force in the material handling equip－ment．Forklift uses mechanized operations to reduce labor intensity of workers and also improves operational efficiency．As a new type of vehicles，the electric forklifts show their unique features．The hydraulic system of 0．4tforklift are calculated and designed．The choice of hydraulic pump and motor are also done in the thesis．

Key words：0．4tforklift；hydraulic system；hydraulic pump；motor

1 液压系统设计总体要求

2 叉车液压系统

液压传动具有结构紧凑，管路便于布置，便于控制等一系列优点，被广泛应用于各种机械。叉车液压系统在工程机械中是比较典型和简单的。液压系统一般由动力机构、执行机构、控制元件、辅助元件四部分组成［3－4］。叉车液压图如图1所示。

门架液压系统：

门架液压系统有液压泵、安全阀、多路换向阀、单向节流阀、起升液压缸、倾斜液压缸等组成。其中起升液压缸控制门架的起落，实现货物的上升和下降运动。倾斜液压缸用来控制门架的倾斜［5］。

转向液压系统：

本小吨位液力转向叉车采用共泵分流系统，即门架液压系统和转向液压系统使用同一个液压泵，通过单路稳定分流阀来进行分配。

图1

1－粗滤器 2－液压泵 3－安全阀 4－精滤器 5－单稳分流阀 6－液压转向器 7－转向液压缸 8－方向盘 9－起升液压缸阀块 10－倾斜液压缸阀块 11－单向节流阀 12－倾斜液压刚 13－下降限速阀 14－起升液压缸

3 液压系统设计计算

3．1 液压系统的油泵的额定压力计算

液压泵的额定工作压力由起升液压缸起升额定货物所需的工作压力，再考虑液压泵至工作液压缸输油时的各种压力损失。通过对起升机构作受力分析，确定作用在起升油缸上的外载荷，从而计算起升液压缸满载时的压力［6－7］。

如下图2所示，作用在起升液压缸柱塞上的载荷

图2

F＝s1＋s2＋P

其中

s1：活动部分链条的拉力（kg）；

s2：固定部分链条的拉力（kg）；

P：门架垂直时，内门架重量和滚轮在内外门架间的摩擦阻力（kg）。

由静力平衡条件可得到

式中：货物重量Q＝400kg；

Gk—— 滑架和货叉的重量Gk＝150kg；

Wk——滑架滚轮在内门架导轨之间的摩擦系数，取为0．1；

t1——货物重心到液压缸中心的距离为0．43m；

tk——载重滑架重心至油缸中心的距离是0．235m；

bk——滑架滚轮之间的中心距离，bk＝0．42m。

则

考虑链条的传动效率

s2＝s1／η　η＝0．9

s2＝648．7／0．9＝720．7kg

Gp——内门架的重量，取166kg；

Wp——内门架滚轮与导轨间的摩擦系数，取0．1；

bp——内门架滚轮中心距离，bp＝0．42m。

综上

F＝s1＋s2＋P＝648．7＋720．7＋264．7＝1634．1kg

起升液压缸压力。

式中：D——起升液压缸直径为45mm

液压泵的额定工作压力由起升液压缸起升额定货重所需的工作压力P0和液压泵至起升液压缸输油时的各种压力损失来决定。

所以液压泵额定工作压力

P＝Po＋ΔP1＋ΔP2

ΔPl是柱塞上升时柱塞与密封环之间的摩擦损失；

d——起升液压缸柱塞直径（cm）d＝4．5cm，

l——密封环与柱塞的接触长度，取3cm，

K——密封填料的单位工作表面的摩擦力，它决定于密封时的压紧程度，可取为0．6kg／cm2。

ΔP2——管路的沿程和局部压力损失

在叉车液压系统中，一般管路都不太长，通常∑P局＞∑P沿，各部件局部损失从资料中查询如下［8－10］：

优先阀：1kg／cm2

多路阀：2kg／cm2

下降限速阀：2．5kg／cm2

单向阀：1kg／cm2

∑p局＝1＋2＋2．5＋1＝6．5kg／cm2

∑p沿＝72vl／d12＝72×3×1．5／132＝1．9kg／cm2

式中：V——压油管中油液的流速，取为3m／s

d——压油管的内径，13mm

l——压油管的长度，1＝1．5m

ΔP2＝∑p局＋∑p沿

＝6．5＋1．9＝8．4kg／cm2＝0．84MPa

P＝5．2＋0．16＋0．84＝6．1MPa取整得到液压泵的额定压力为7MPa。

3．2 系统流量计算

液压泵的额定流量按照空载时规定的起升速度上升，液压泵所需要的流量计算。

油泵流量：

式中：v——空载起升速度，为60m／s＝36dm／min；

d——起升液压缸直径，d＝0．45dm；

η——液压泵的容积效率，取为0．9。

考虑到转向系统分流，同时根据已有的同吨位电瓶叉车液压泵使用经验，选取四平液压件厂cb－c12齿轮泵，公称排量为12ml／r，额定转速为1800r／min。因此液压系统的额定流量为12× 1800／1000＝21．6L／min［11－12］。

3．3 油泵电机的功率计算

估计油泵电机所需功率

式中：P泵—— 液压系统最大的工作压力（MPa）；

q——油泵的额定流量（L／min）；

η——油泵的总效率，取0．8。

采用常州常银牵引电机厂生产的XQ－4－1型电机，功率4k W，额定电压45V，额定转速1800r／min，额定电流110A。

4 结语

本论文就0．4t叉车液压系统进行设计、计算，确定液压泵和液压马达的参数，完成了液压马达和液压泵的选型。

本设计的不足之处：

（1）液压泵和马达的选型根据设计计算选择，有可能不是最佳实际匹配。

（2）本论文是叉车整体设计的一部分，液压系统与其他部分连贯性不太足。

（3）本文没有对极限状态下液压系统进行计算。

参考文献

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