1、 平板车悬挂液压系统设计平板车悬挂液压系统设计 小组成员：闫桂山小组成员：闫桂山 宋旭通宋旭通 张张 帅帅 孙永海孙永海指导老师：郭指导老师：郭 锐锐 老老 师师2022-5-302目录目录l课题背景课题背景 l悬挂机构简介悬挂机构简介 l悬挂机构可靠性分析悬挂机构可靠性分析 l 液压系统原理设计液压系统原理设计 l设计计算及元件选择设计计算及元件选择 l液压泵站的设计液压泵站的设计 l油箱设计油箱设计 l负载敏感泵仿真分析负载敏感泵仿真分析 lPLC控制回路模拟实验控制回路模拟实验 l液压系统调试及维护液压系统调试及维护 l项目感想项目感想2022-5-303课题背景课题背景 平板车概况平板
2、车概况 平板车为平板车为“机一电一液机一电一液”一体化产品。全车采一体化产品。全车采用用液压驱动、液压悬挂、独立转向和车架液压液压驱动、液压悬挂、独立转向和车架液压调平调平等技术。整车由等技术。整车由车架、双驾驶室、动力部车架、双驾驶室、动力部分、行走驱动部件、独立转向部件、液压悬挂分、行走驱动部件、独立转向部件、液压悬挂以及液压系统、电气控制系统以及液压系统、电气控制系统等部分组成。等部分组成。2022-5-304课题背景课题背景 国内外研究现状国内外研究现状 国外研究概况：工程运输车最大特点是国外研究概况：工程运输车最大特点是液压驱动和液压驱动和升降升降，这项专利起源于，这项专利起源于德国
3、德国重型车辆有限公司。主要重型车辆有限公司。主要特点是：特点是：液压驱动系统为静液压系统液压驱动系统为静液压系统 液压管道防爆液压管道防爆 液压防滑液压防滑 国内研究概况：广泛国内研究概况：广泛引进国外先进产品的同时，积引进国外先进产品的同时，积极掌握国外先进技术，研制发开符合中国国情的工业极掌握国外先进技术，研制发开符合中国国情的工业用重型车辆。用重型车辆。典型企业有武汉天捷典型企业有武汉天捷 、河南郑州大方、河南郑州大方桥梁机械股份有限公司等。桥梁机械股份有限公司等。 2022-5-305悬挂机构简介悬挂机构简介l液压悬挂系统能够根据路面的液压悬挂系统能够根据路面的情况自动调整悬情况自动调
4、整悬挂液压缸的伸缩量，保证每个轮胎所承受的载挂液压缸的伸缩量，保证每个轮胎所承受的载荷相同。荷相同。l液压悬挂系统也是车身的液压悬挂系统也是车身的提升系统，可以均匀提升系统，可以均匀抬高车身的高度，抬高车身的高度，当某一当某一轮胎需要更换轮胎需要更换时，可时，可关闭这个轮胎的悬挂系统而使其它悬挂升起，关闭这个轮胎的悬挂系统而使其它悬挂升起，要更换的轮胎被方便拆下而不需要其它设备。要更换的轮胎被方便拆下而不需要其它设备。 2022-5-306平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 可靠性的定义可靠性的定义 可靠性是以可靠性是以发生故障的难易程度发生故障的难易程度作为考虑问作为考虑问题的
5、题的出发点出发点，定量地用可靠度来衡量。可靠度，定量地用可靠度来衡量。可靠度是用概率表示的产品的可靠性程度的，可定义是用概率表示的产品的可靠性程度的，可定义为产品在为产品在规定的条件下和规定的时间内规定的条件下和规定的时间内，完成，完成规定功能的规定功能的概率概率。 2022-5-307平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架可靠性分析悬挂钢架可靠性分析 工程车工程车悬挂钢架悬挂钢架是工程车液压悬挂部件组中是工程车液压悬挂部件组中的重要零件。在整车运行之中，的重要零件。在整车运行之中，它负责均衡分它负责均衡分配所有轮胎之间的载荷，使得承载均匀、运行配所有轮胎之间的载荷，使得承
6、载均匀、运行平稳，还负责整车的升降、转向工作。平稳，还负责整车的升降、转向工作。2022-5-308平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架受力分析悬挂钢架受力分析 G一液压悬架满载负荷；一液压悬架满载负荷； F一一液压油缸作用力；液压油缸作用力； N一一铰链约束反力。铰链约束反力。2022-5-309平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架悬挂钢架solidworks有限元分析有限元分析定义材料的弹性模量定义材料的弹性模量E=210000 MPa，泊松比为，泊松比为0.3，屈，屈服极限为服极限为345MPa，密度为，密度为7850 ，采用，采用solid4
7、5单单元对模型进行网格划分元对模型进行网格划分.3/kg m2022-5-3010平板车悬挂机构可靠性分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架悬挂钢架solidworks有限元分析有限元分析 利用利用solidworks simulation求解器进行静力学分析，求解器进行静力学分析，由变形和应力分布云图可以看出，对于悬臂的最大变形由变形和应力分布云图可以看出，对于悬臂的最大变形为为0.04mm，最大应力出现在悬臂与油缸的连接孔处，约，最大应力出现在悬臂与油缸的连接孔处，约为为104MPa。整个悬架受力比较均匀、状态良好。整个悬架受力比较均匀、状态良好。2022-5-3011平板车悬挂机构可靠性
8、分析平板车悬挂机构可靠性分析 悬挂钢架悬挂钢架solidworks有限元分析有限元分析2022-5-3012平板车悬挂机构动画仿真平板车悬挂机构动画仿真2022-5-3013平板车悬挂机构动画仿真平板车悬挂机构动画仿真2022-5-3014液压系统设计要点液压系统设计要点 负载敏感系统负载敏感系统 负载敏感系统是一个具有负载敏感系统是一个具有压差反压差反馈馈，在，在流量指令流量指令下实现下实现泵对负载泵对负载压力随动控制的闭环系统。压力随动控制的闭环系统。 负载敏感系统是一种负载敏感系统是一种容积调速和容积调速和节流调速相结合的调速系统，节流调速相结合的调速系统，使使泵的泵的流量仅决定于系统回
9、路中换流量仅决定于系统回路中换向阀开口的大小，与负载压力无向阀开口的大小，与负载压力无关。关。 该系统保证液压泵的该系统保证液压泵的压力和流量压力和流量与系统所需的自动匹配与系统所需的自动匹配，具有节，具有节能作用。能作用。2022-5-3015液压系统设计要点液压系统设计要点 负载敏感系统负载敏感系统 负荷敏感控制负荷敏感控制(LS)具有下列优点：具有下列优点：(1)液压元件的液压元件的寿命增长寿命增长，尤其是油泵的负荷比无，尤其是油泵的负荷比无LS的系统小。的系统小。(2)流量调节流量调节更快、更准确更快、更准确，与外负载无关。，与外负载无关。(3)节能节能，系统根据工作需要提供压力和流量
10、，无流量损失。，系统根据工作需要提供压力和流量，无流量损失。(4)产生的热量少产生的热量少，只需要较小的冷却器或可不用冷却器。，只需要较小的冷却器或可不用冷却器。(5)可使用比其他系统可使用比其他系统更少的油泵更少的油泵。(6)噪声低噪声低。 由于负载敏感变量泵的流量能够根据工况和负载的变化自由于负载敏感变量泵的流量能够根据工况和负载的变化自动调节，具有效率高、脉动小、噪声低等优点，动调节，具有效率高、脉动小、噪声低等优点，非常适合平非常适合平板车负载变化剧烈、工况变换频繁的特点。板车负载变化剧烈、工况变换频繁的特点。2022-5-3016液压系统设计要点液压系统设计要点 双管路防爆阀应用双管
11、路防爆阀应用 防爆阀的防爆阀的B口连接执行机构悬挂缸，口连接执行机构悬挂缸，F口连接易爆危险管路口连接易爆危险管路。从从B到到F由于节流的作用会产生一个压差。在管路工作正常的由于节流的作用会产生一个压差。在管路工作正常的情况下，从情况下，从B到到F产生的压差不会超过弹簧力，阀芯维持一定产生的压差不会超过弹簧力，阀芯维持一定的开口度，液压油可以正常流通。的开口度，液压油可以正常流通。如果危险管路出现问题，如果危险管路出现问题，从从B到到F的流量会大大的增加，当压差超过弹簧力时，阀芯会的流量会大大的增加，当压差超过弹簧力时，阀芯会立刻关闭，立刻关闭，负载能够停留在管路破裂瞬间的位置上，直到负载能够
12、停留在管路破裂瞬间的位置上，直到F 端恢复正常压力后，防爆阀方能开启。端恢复正常压力后，防爆阀方能开启。2022-5-3017液压系统设计要点液压系统设计要点 双管路防爆阀应用双管路防爆阀应用 基于基于系统的可靠性原理系统的可靠性原理，采用并联采用并联冗余设计冗余设计，同一，同一条悬挂液压软管上的防爆条悬挂液压软管上的防爆阀反向安装，阀反向安装，一个用来封一个用来封闭悬挂主系统一侧，一个闭悬挂主系统一侧，一个用来封闭悬挂缸。用来封闭悬挂缸。有效的有效的克服了平板车软管破裂时，克服了平板车软管破裂时，纵向稳定性失衡的问题。纵向稳定性失衡的问题。2022-5-3018液压系统设计要点液压系统设计要
13、点 压力补偿阀的应用压力补偿阀的应用 进口压力补偿阀进口压力补偿阀：在车偏载时，能够保证：在车偏载时，能够保证多路阀的进口压差恒定，多路阀的进口压差恒定，能使悬挂升降控制与负载大小无关，而能使悬挂升降控制与负载大小无关，而只和控制阀的阀芯开口大小只和控制阀的阀芯开口大小成正比，提高了悬挂系统的平稳性。成正比，提高了悬挂系统的平稳性。 出口压力补偿阀出口压力补偿阀：对悬挂缸：对悬挂缸回流油液进行流量调节回流油液进行流量调节，提高平板车，提高平板车整车下降整车下降平稳性以及同步性平稳性以及同步性。 2022-5-3019平板车液压悬挂系统设计平板车液压悬挂系统设计2022-5-3020悬挂系统设计
14、计算及元件选择悬挂系统设计计算及元件选择l确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数 l泵及发动机的选择泵及发动机的选择 l阀类元件的选择阀类元件的选择 l其他辅助元件的选择其他辅助元件的选择 2022-5-3021液压泵站的设计液压泵站的设计 泵站设计要点泵站设计要点液压泵站是液压泵站是液压系统的动力源液压系统的动力源，它向液压系统提供，它向液压系统提供一定一定压力、流量压力、流量的工作介质。液压泵站的工作介质。液压泵站由变量泵，由变量泵，油箱组件，集成块组件，冷却系统等组成。油箱组件，集成块组件，冷却系统等组成。 2022-5-3022油箱设计油箱设计 油箱的设计要点油箱的设计要点（1）基本
15、结构）基本结构 （2）吸、回、泄油口的设置）吸、回、泄油口的设置 （3）隔板的设置）隔板的设置（4）空气滤清器与液位计的位置）空气滤清器与液位计的位置（5）放油口与清洗口的设置）放油口与清洗口的设置（6）密封装置）密封装置（7）油温控制）油温控制（8）油箱内壁的加工）油箱内壁的加工2022-5-3023油箱设计油箱设计 油箱的设计计算油箱的设计计算l油箱的有效容积：油箱的有效容积：qv液压泵每分钟排出压力油的容积液压泵每分钟排出压力油的容积a液压经验系数液压经验系数l油箱的外形尺寸：油箱的外形尺寸： 油箱尺寸高、宽、长之比可以取油箱尺寸高、宽、长之比可以取1：2：3，液面高度达油箱高度的液面高
16、度达油箱高度的0.8倍。倍。 vVa q2022-5-3024油箱设计油箱设计2022-5-3025 PLC控制回路模拟实验控制回路模拟实验由平板车悬挂机构原理，由平板车悬挂机构原理，一组模拟地面（负载缸）；一组模拟地面（负载缸）；一组模拟悬挂缸。一组模拟悬挂缸。B缸伸出，模拟水平地面行驶；缸伸出，模拟水平地面行驶；A缸伸出，缸伸出，B缸缩回，模拟遇到缸缩回，模拟遇到凸台凸台；A缸缩回，缸缩回，B缸伸出，模拟遇到缸伸出，模拟遇到凹处凹处。2022-5-3026PLC控制回路模拟实验控制回路模拟实验2022-5-3027液压系统安装、调试及维护液压系统安装、调试及维护 液压元件的安装液压元件的安装l安装前元件应进行质量检查安装前元件应进行质量检查l油箱应仔细清洗油箱应仔细清洗l保证密封良好保证密封良好液压系统调试液压系统调试l泵站调试泵站调试l系统调试系统调试:压力调试、流量调试压力调试、流量调试系统维护系统维护 通常采用通常采用“日常检查日常检查”和和“定期检查定期检查”的方法，的方法，以以 保证设备的正常运行。保证设备的正常运行。 2022-5-3028项目感想项目感想2022-5-3029鸣谢鸣谢THANKS!感谢感谢指导老师指导老师师兄师姐师兄师姐热情指导和谆谆教诲！热情指导和谆谆教诲！
