5t鍛造操作機液壓系統設計

孔德瑾

（蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司 甘肅蘭州 730314）

5t鍛造操作機液壓系統設計

孔德瑾

（蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司 甘肅蘭州 730314）

力學計算得出液壓馬達型號以后，根據液壓系統的參數，由公式計算出數據，選定零部件型號，計算出油箱和液壓油體積確定油路鋼管規格。

電機；泵；鋼管；油箱；過濾器；控溫裝置；空濾器

1 參數計算

1.1 旋轉泵組

1.1.1 旋轉馬達型號

A2FE45161W-VZL106，減速機：GFB17T2B33-11，容積效率 ηv=0.98，最高壓力 p=20MPa，轉速 n=0～22rpm，i傳動比=，i減速比=33.14Vg馬達=45.6cm3/r，n馬達=n·i傳動比·i減速比，Q馬達==161.79L/min，查西安西瑪電動機樣本資料，選取 4極，no=1480rpm電動機，Vg泵==111.55cm3/r，查看力士樂液壓泵樣本資料，取：Vg=125cm3/r，A2FO125/61R-PBB05液壓泵。驗算得出結果：Q泵==181.3L/min＞161.79L/min，選取合適。計算得出以下數據：

n馬達=n·i傳動比·i減速比=3477.15rpm，Vg=125cm3/r，ην=0.98，Q泵=181.3L/min，n馬達==3896.36rpm，n′==24.6rpm，滿足實際要求。電動機功率：ηt=0.9，△p=200bar，P==67.15kW

查西安西瑪廠家電動機樣本資料，得出：

同步轉速 1500r/min，4極，Y280S-4，P=75kW。

1.1.2 旋轉主油路鋼管

p=20MPa，ν=6m/s，Q=181L/min，d≥4.61·=25.32mm，取d=25mm。

σb=400MPa，n=4，得出，δ=5鋼管規格取 準34×5。

1.1.3 旋轉回油管路

p=4MPa，ν=1.5m/s，Q=181L/min，d≥4.61·=50mm，取d=50mm，δ≥=1mm，鋼管規格取 準60×5。

1.1.4 旋轉泵吸油管路

1.2 行走泵組

1.2.1 行走馬達型號

A2FE45161W-VZL106，減速機：GFB17T2B32-05，容積效率 ηv=0.98，最高壓力 p=20MPa，行走速度 ν=0～600mm/s，i傳動比=，i減速比=33.14，Vg馬達=45.6cm3/r，n馬達=n·i傳動比·i減速比，鏈輪節圓直徑 D=準600mm，n驅動輪==19.10rpm，n減速機=n驅動輪=19.10rpm，n馬達=n減速機·i減速比=632.97rpm，Q馬達=Vg馬達·n馬達/1000·ην=29.45L/min，Q泵＞2·Q馬達=58.9L/min，查西安西瑪廠家電動機樣本資料，選取4極，no=1480rpm電動機，Vg泵==40.61cm3/r，查看力士樂液壓泵樣本資料泵手冊，取：Vg=45.6cm3/r，A2FO45/61L-PPB05液壓泵，Q泵==66.14L/min，選取合適，取Q=65L/min，計算得到：

電動機功率：ηt=0.9，△p=200bar，p==24.50kW，查西安西瑪廠家電動機樣本資料，得出：同步轉速1500r/min，4極，Y180L-4，P=22kW。

1.2.2 行走主油路鋼管

p=20MPa，ν =6m/s，Q=65L/min，d ≥4.61·=15.27mm，取d=15mm。

σb=400MPa，n=4，得出 σp==100MPa，δ≥=1.5mm，取 δ=4，鋼管規格取 準28×4。

1.2.3 行走回油管路

p=4MPa，ν=1.5m/sQ=65L/min，d≥4.61·=30.35mm，δ≥=1.5mm，鋼管規格取 準28×3。

1.2.4 行走泵吸油管路

1.3 平升缸蓄能器

p2=20MPa，p1=16MPa，△s=10cm，A=122.72cm2，p0≥=5MPa，取p0=8MPa，△V=2·△s·A，V0=，計算結果：V0=·2·△s·A·10-3=24.54L，查看中國黎明液壓有限公司產品資料，選取國標囊式蓄能器：NXQ-A-16/31.5-L-Y（準219），數量 2 件。

1.4 保壓泵組

1.4.1 電動機計算選取

△p=250bar，ηv=0.98，A2F5/60R-C7，Vg=5cm3/r液壓泵，選取電動機參數：4 極，no=1480rpm，ηt=0.9，得出：

查西安西瑪廠家電動機樣本資料，得出：

同步轉速 1500r/min，4極，Y112M-4B35，P=4kW，no=1480rpm。

保壓泵流量計算得出；Q泵==8.64L/min。

1.4.2 保壓主油路鋼管

p=25MPa，ν=6m/s，Q=8.64L/min，d≥4.61·=5.53mm，取d=6mm，δ≥=0.75mm，鋼管規格選取 準14×3。

1.4.3 保壓泵吸油路鋼管

ν=0.6m/s，Q=8.64L/min，d≥4.61·=17.49mm，鋼管規格選取準28×4。

1.5 油箱和液壓油體積

Q=Q旋轉泵+Q行走泵+Q保壓泵=254.64L/min，V油箱=4Q=1018.56L≈1020L，V液壓油=油箱=765L。

1.6 油液冷卻控溫裝置

總功率 P=P旋轉+P行走+P保壓=101kW，由經驗得出，P發熱=0.35·P=35.35kW，制冷能力 P冷油機=860·P發熱=30401Kcal/h，查資料，對比參數選取：LYD-400規格油液冷卻控溫裝置，驗算：=24.00%，對比實際情況，滿足要求，合適。

1.7 冷卻泵機組

在3～5min內完成一個全循環，查看黃山冷卻泵機組資料，若選取Q=162L/min，P=5.5kW，p=1.0MPa的冷卻泵機組，t==4.72min符合要求。機組型號HSNS210R40/Y2132S-4，P=5.5kW，取液壓油參數：ν=1m/s，Q=162L/min，冷卻回路鋼管計算：d≥4.61·=59.06mm，δ≥=0.30mm，結合冷油機接口尺寸，鋼管規格選取準76×5。

1.8 過濾器

Q=Q旋轉泵+Q行走泵+Q保壓泵≈255L/min，Q回油=3·Q=765L/min，查看中國黎明液壓有限公司產品資料，選取：RFB-630×10，2件。

Q冷卻泵=162L/min，查看中國黎明液壓有限公司產品資料，高壓控制油回路選取：PLF-C500×10FP。

1.9 空氣濾清器

Q=Q旋轉泵+Q行走泵+Q保壓泵+Q冷卻泵≈417L/min=0.417m3/min，查看中國黎明液壓有限公司產品資料，選取規格：QUQ2-10×1.0，2件，在液壓油箱頂板上布置，采用對角方式。

2 結論

以上的計算過程，是操作機液壓系統的零部件選型、油箱及其液壓油體積、油路管徑規格確定方法。在力學分析計算出行走和旋轉馬達的型號，按照上述計算過程和選取方法，得出一個理論計算數值逐一確定各個裝置的具體參數，最終確定具體型號和數值。對于剛從事液壓系統行業的初學者來說，可以依據此計算過程，盡快的掌握一些基本的液壓設計方法。

[1]成大先，主編.《機械設計手冊》（第五版）[K].北京：化學工業學出版社，2008，1.

[2]黎明液壓[X].中國黎明液壓有限公司.浙江.2011.

[3]朝日液壓[X].奉化市朝日液壓有限公司.浙江.2011.

[4]三相異步電動機[X].西安西瑪電機（集團）股份有限公司.陜西.2008.

[5]液壓泵和馬達[X].博士力士樂中國.上海.2012.

TG315

A

1004-7344（2016）13-0227-02

2016-4-22

孔德瑾（1982-）男，助理工程師，本科，主要從事鍛造操作機液壓系統設計工作。