最新1.25t四支点电动叉车--倾斜机构与液压系统设计.doc

精品资料1.25t四支点电动叉车-倾斜机构与液压系统设计.1.25t四支点电动叉车 倾斜机构与液压系统设计摘要本课题主要是介绍1.25t四支点电动叉车倾斜机构与液压系统设计。通过设计与校核叉车的稳定性、牵引性、制动性、机动性等，汲取小组意见确定了一个合理的方案。于此同时，本文重点设计液压回路：由开式油箱供油，双齿轮泵作为动力元件，油缸作为执行元件，液压控制阀作为控制元件。倾斜机构：通过铰接在外门架上的倾斜油缸活塞杆的伸缩使门架前倾或后倾，完成取货与卸货。设计内容包括倾斜油缸受力分析计算缸径、行程、作用时间以及缸壁、缸体、缸底厚度等；计算校核活塞杆强度与稳定性。在此基础上完成了电动叉车液压系统与倾斜机构设计以及油路的布置。关键词：四支点电动叉车 液压系统 倾斜机构1.25t four-point electric forklifttilting mechanism and hydraulics design。Abstract This paper primarily present 1.25t four-point electric forklift tilting mechanism and hydraulics design。 Though designing and checking forklifts stability, traction gender, retard gender, maneuverability and so on. Following the advices of the group and identifying a reasonable option.On the same time ,this paper emphasis on designing hydraulic circuit ：by open type tank oil servicing, double geared pump as power component，oil cylinder as actuator，hydraulic control valve as control component 。Tilting mechanism：through the medium of swing joint incline the piston rod of oil cylinder to pitch or retroversion , and to achieve parking or discharging goods . Design content include: incline oil cylinder stress analytical ,calculation of the cylinder diameter, calculation of the journey of the piston rod, how long the operation the of oil cylinder ,and casing the thickness of wall, cylinder body, cylinder bottom .Figure check piston rod intensity and stability up as well.On the basis of upper, finishing electric forklifts hydraulics , tilting mechanism design ,and oil way 'arrangement plan as well 。Key words: forklift tilting mechanism hydraulics目录第一章 前言1.1 课题背景叉车发展于上世纪20年代，由工作装置完成垂直方向作业，由车轮行驶系统完成水平方向作业，是室内搬运的首选工具。目前欧美发达国家和日本的电动叉车的产量已经占有了国际上80%以上的市场。科技先进的国家已经广泛采用负荷传感，变量系统，并利用先导控制技术实现了液压系统的高效节能和远程控制等。但传统叉车的液压系统仍采用定量泵，使得整机流量大、压力高，引起了系统油温过高，液压元件泄露，所以可靠性差。与此同时其制动节能，转向动力提高等方面也都已经不能满足要求，所以叉车行业也正面临着改革与创新。我国的机械制造行业起步较晚，原有的基础比较薄弱，与工业先进国家相比，差距不小。国内生产叉车的技术更是比国外落后很多，如何将剩余的15%20%的比例加大将是我们大家共同努力的目标，为此，本文主要进行叉车的设计计算，重点在于液压系统设计计算，已经完成了油箱、动力元件、控制元件、执行元件以及各种液压元器件的选型和设计、校核等，将液压系统各部分组成按流程逐步设计后，以此为依据，设计了液压系统布置图。本设计还将论述设计方案的合理性，以合力叉车为原型集中研究现今国内叉车技术发展的实际情况，学习叉车总体设计结合所学汽车、机械和液压知识，将其融会贯通，力求设计能够达到技术上的创新同时又能兼顾经济性！1.2 叉车发展概况随着社会化生产的发展与进步，劳动力与的专业分工也越来越细，各种专业设备的配套与衔接，使得整个系统运作井然有序，效率得到成倍提高。而叉车作为装卸搬运车辆的一种，因为具有能量转换效率高，,噪声小，无废气排放，控制方便等优点而成为室内搬运的首选工具。为了作业方便，通常工作装置放在叉车的前方，其主要工作属具是货叉，叉车由此得名。叉车主要用于成件货物的装卸，实现了装卸作业的机械化。现阶段电动叉车在车体、门架、液压系统以及底盘技术方面与传统叉车相比均取得了一定成就。车体一般5mm以上钢板制成，无大梁车体强度高，可承受重载此外流线型设计也将叉车的护顶架，车身，配重及其各种装饰融为一体。宽视野的两节或三节型门架，起升高度在26m。目前门架下降还采用负载势能回收的原理，实现门架下降的无级调速。将势能转化为电能对蓄电池充电，从而达到节能的目的。新型液压系统采用了负荷传感，变量系统，先导控制技术等实现了液压系统的高效节能和远程控制，系统油温显著降低，整机性能先进，操作舒适，安全可靠由单独电机驱动的油泵又能为门架工作系统的提升和倾斜机构提供液压动力同时在工作装置回路上增设了单向阀，作用是当油泵侧压力比工作油缸侧压力低的情况下换向时油液不会倒流。目前国外品牌叉车还采用液压脉冲控制技术，可自动平衡电机速度与用油量，电源利用率高，无电压峰值，噪声低，液压元件磨损低，大大提高了整车的可靠性，节能性和使用寿命全液压转向系统（ Full Hydraulic Power Steering System）利用电机或发动机作动力源，以液压油为工作介质，通过执行元件油缸或液压马达推动转向轮转动。但部分厂家也开始在后轮转向时采用电子转向,其操纵力小,方向盘不动作时,转向电机也不工作比液压转向节能25%。以永恒力叉车为例其以此为基础发展了巡航控制系统：斜坡上防重力下滑，转弯时防止侧翻。制动能量再生电子制动系统在初次制动时将牵引电机变为发电机延长充电工作时间。随着电子技术渐渐融入机械制造技术，电动叉车要求能够实现高效.节能.环保.安全及智能化。各种新方案的推出让电动叉车在性能、结构方面取得了长足进步，配置也变得更优化。1.3 倾斜机构简介门架倾斜机构是利用倾斜油缸的伸缩运动，使门架绕下部铰点前倾或后倾，达到货叉从水平位置向前或后倾斜一个角度，在可移式叉车和侧面式叉车上门架需沿导轨移动。 门架倾角是指无载的叉车在坚实平坦的地面上，门架相对其垂直位置向前或向后倾斜的最大角度.门架前倾角的作用是为便于叉取和卸放货物。后倾角的作用是当叉车带载行驶时，防止货物从货叉上滑落,增加叉车行使的纵向稳定性。门架前倾角一般不小于叉车在水平地面上叉卸卸货物时的最小前倾角与仓库地面的正常坡度角之和。增加门架后倾角,有利于提高叉车的纵向稳定性，但后角加大往往受到叉车结的限制，门架倾角还与轮胎的类型有关。叉车叉货时，后轮负荷大,前轮负荷小,前后轮胎变形量不同，将使门架的前倾角减小。叉车满载行驶时，前轮负荷大，后轮负荷小，将使门架的实际后倾角减小。为此，对于充气轮胎的叉车,门架的前后倾角都应适当加大。倾斜油缸为双作用活塞式油缸，正确的调整活塞杆的长度，可以保证门架的前后倾角符合工作要求，且倾斜油缸的同侧油缸腔连通，保证两个倾斜油缸协同动作。门架倾斜机构的计算主要是确定倾斜油缸的最大拉力和行程，计算倾斜油缸的的相关尺寸参数，计算缸壁、缸底厚度，并对活塞杆强度、稳定性进行计算与校核。工况一般为1.25t的货物上升至最高位置，（且达到）。倾斜油缸工作工况如图所示：图1-1 倾斜油缸工作工况示意图1.4 液压系统简介液压系统除油箱及其管路外，由工作/ 转向油泵和电机作为动力元件，多路换向阀，限速阀等作为控制元件，油缸作为执行元件。液压系统执行元件主要可分三部分：为了升降货物配有起升油缸。为使装货的框架能前后倾斜，以利于搬运和行走方便使用倾斜油缸。转向油缸和全液压转向器。油泵输出的压力油分别进入到工作装置和转向操纵机构，通过前后倾手柄使多路换向阀的滑阀移动以改变液压油的流动方向，从而控制升降油缸与门架倾斜油缸，实现起重货架和门架的前后倾斜。另一个油路是油液经转向油泵与电机到全液压转向器控制转向油缸；最后油液将再度重返油箱如此不断循环，液压系统是叉车工作过程中的重要环节。第二章 设计方案论证2.1课题简介与方案设计 前文已经对叉车的倾斜机构进行了概述，为了能对本课题做进一步认识，首先要了解整车的工作情况，才能准确定位课题，抓牢研究的目的和重点处理各部分的衔接。图2-1电动叉车工作过程示意图以工作过程为依据进行总体估算的具体工作：选择各构件的构造形式，主要尺寸及布置位置，确定工作装置各部分尺寸参数（包括起升油缸型式及倾斜油缸的数目布置方式及油缸长度等），液压系统设计，轴距和轮距及其支承方式，选定驱动方式及驱动传动系统构造及布置，设计转向系与制动系，重心，传动比，稳定性，功率，爬坡能力等的计算，电机选择等等。接着以此为依据切入本课题1.25t叉车倾斜机构与液压系统的方案设计。设计思路：门架倾斜机构的计算是确定倾斜油缸的最大拉力和行程。在最大起升高度和最大倾斜角时，对门架下铰点取力矩平衡，得最大拉力。在确定倾斜油缸与门架的连接点，与门架前后倾角的条件下，可用作图法求得倾斜油,缸活塞的行程,拉力和行程确定之后，可设计倾斜油缸，考虑液压传动系统：选用合适液压元件，合理布置油路。关于倾斜油缸的布置方案图2-2 倾斜油缸布置方案示意图 方案一：两个倾斜油缸，直接布置在门架两侧，如图一（重型叉车为布置方便,倾斜油缸通过杠杆与门架两侧相连如图二，但对于1.25t的电动叉车由于吨位较小故不需杠杆来省力）采用直接布置在门架两侧，不但可使结构简化布置方便，在很大范围内减少倾斜油缸的受力和行程，从而减少油缸尺寸,更能降低生产成本，故在本课题中选此方案较好。方案二：当具有刚性较好的驾驶室时，倾斜油缸可布置在驾驶室顶部，但这时倾斜油缸受力虽小，对门架的刚度和强度也较好，但油缸行程较大。若加一个传力机构（如图三）虽可缩小行程，但要考虑曲柄连杆机构是否会有死点出现，且成本也变高。故不宜采用。关于液压系统的设计方案：（开式回路）方案一：双泵驱动即工作装置与转向装置均采用齿轮泵（成本低）变转速调节，双作用活塞式倾斜油缸，油路布置为：开式油箱与非上置式泵站分布于两侧，两个倾斜油缸布置于外门架两侧，两个起升油缸位于门架后方（视野开阔），控制阀位于驾驶员右方（操纵方便）；出油口采用网式滤油器（结构简单，通油能力大，压力损失小，清洗方便）；全液压转向。综合以上优点此种方案较好。方案二：斜轴柱塞式变量双泵驱动不采用转向油泵（油液利用率高，控制精度高不会超载），双作用增压缸（由两个单杆活塞缸串联即由两个单杆液压缸的活塞杆连成一体，其推力等于两个液压缸的推力之和），但两者成本较高，且一般用于工作压力较高或大吨位叉车设计中，故在本课题中不宜采用。方案三：单泵驱动, 主油泵供油，经分流阀至全液压转向器，不需要转向油泵和电机，油路如前，但由于单泵容易产生供油不足故可靠性差也不宜采用。方案设计总结： 综上所述：两部分都采用选用方案为：倾斜油缸直接铰接在外门架两侧，液压系统采用开式油箱供油，双齿轮泵供油，一路经换向阀至工作装置，以起升、倾斜油缸作为执行元件，另一油路经全液压转向器，以转向油缸作为执行元件，排油经冷却、沉淀回油箱。 注：本章所用计算均出自叉车总体计算指导书第三章 平衡重式电动叉车总体估算3.1参数概述本章主要研究1.25t平衡重式电动叉车总体的估算，包括重心位置、稳定性、轮胎选择、牵引计算、制动性以及机动性的估算，研究中依据的技术参数如下表（表一）表3-1 1.25t电动叉车技术参数额定起重量Q 1250公斤载荷中心距C500毫米起升高度H3000毫米自由起升高度H自 300毫米门架倾角(前倾/后倾)/最大起升速度(满载)V300400mm/s最大运行速度(满载)V 12公里/小时最大爬坡度（满载）1218%最小离地间隙100毫米最小外轮廓转弯半径Rmin1800毫米除了技术参数了解构造型式及工作条件也是总体计算不可缺少的依据： 叉车形式：前叉平衡重式 叉车支撑方式：四支点 工作场所：仓库、船舱、集装箱内 路面条件：硬路面 叉车动力：蓄电池组直流电动机；额定电压 48伏3.2总体估算概述总体设计的目的：根据给定的技术参数及工作条件确定整机型式，各部分构造形式，尺寸范围，进行总体布置；对各项技术性能进行计算或估算，为各部件的技术设计提供依据或限制。下面小节将对此进行详述。3.2.1 确定各部件的构造形式研究课题之前要对叉车的组成和结构进行必要说明，内容如下：a.起重门架采用二级门架，滑架采用板式，货叉的型式是挂钩型，门架高度2000mm,货叉垂直段前壁至前轴距离为380mm;b.起升油缸采用两个单独的油缸，链条滑动联结，部分自由起升；c.2个倾斜油缸布置在外门架两侧，油缸的长度前倾时493mm；后倾为417mm；行程为76mm。d.液压系统的组成为油箱及管路、液压泵站、液压执行元件（如油缸）、控制阀等。e.叉车的轴距1250mm,前轮距880mm,后轮距780mm,前后车轮的支承方式是刚性支承；f.采用前轮驱动-集中驱动，后轮转向-液压转向；g.驱动传动系统的构造型式:T型垂直布置。h.制动器型式:盘式制动器i.转向方式采用双轮偏转方式，.转向梯形机构采用八字式双梯形机构的布置形式3.2.2各部件重量和重心位置的估算，整车自重及重心的确定。各部件选好型式且初定布置后,要确定各部件重量及重心位置,这主要参照现有结构并辅以一些计算来进行.采用一个直角坐标系来标记各部分的重心位置,一般以前轮着地点在叉车纵向对称平面上的投影点作为坐标原点O，X轴和Y轴方向如图所示，将各部分的重量及重心列表：表3-2 1.25t电动叉车重心估算部件名称重量 (公斤)重心坐标（mm）对坐标原点的矩（公斤毫米） =Mz货叉及滑架160-440350-704005600门架2001305-54000261120起升油缸链轮100-270-2000080000前轮及制动器1300260033800前轮及驱动装置2002602705200054000后轮及制动装置8012102909680023200倾斜油缸24110650264015600转向器1127565030257150制动操纵装置51754808752400换向阀10.532010003360500油箱油泵电机896075077058030066750462005162018000司机座107701000770010000蓄电池组816800530652800432480对重379.515555545590122210590车架380830500315400190000顶架80704150056320120000整车(空车)G=2735=640=575Mx=1749840My=1572120Mz其中对重是待定的，或参照其他产品选定数值。下面据力学求叉车的自重及重心：G= =639.92mm=574.9mm式中- -各部件自重(公斤)G -整车总重xi，yi，zi-重心坐标（mm）Mx，My，Mz-对坐标原点的矩（公斤毫米）以上是求叉车自重重心,假设门架处于垂直位置。3.2.3稳定性计算主要区分纵向/横向；静稳定性/动稳定性。从四个方面进行估算和校核。（1）纵向静稳定性计算计算条件：满载门架垂直、最大起升高度。货物重心高度H+C，H为最大起升高度，C为载荷中心距；货物的水平距离为（b+c）,b为前桥中心至货叉垂直段前壁的水平距离。b为380mm整车的重心高度 h=1492.5m整车的重心水平距离 a=163.2mm标准要求 0.04 0.10.04 ，满足。（2）纵向动稳定性计算；计算条件：满载运行，货叉起升300mm，门架最大后倾（12°）=204.7mmh=452.2 mm 0.450.18法一较繁琐根据：门架后倾后货物的重心位置，与门架的联接点及倾角有关，其坐标（-a,h）可作图计算出，然后求整车合成重心的坐标（a,h）。经计算得（-a,h）为（-678，868）mm法二： 标准要求0.18 =0.30.18 ，满足。（3）横向静稳定性计算; 计算条件：满载，最大起升高度，门架最大后倾先用作图法或计算求出货物重心（-a,h）作图求得重心为（-190，3512）mm再求出整车重心高度 h=1496.26mm整车重心水平距离 a=379.6mm横向倾覆是绕前轮着地点与后轮着地点的连线（倾覆轴线）翻到的，整车重心至倾覆轴线的垂直距离为e,由于是四轮叉车，倾覆轴线近似为前后轮连线，e近似为前轮轮距的一半为440mm 标准要求 0.06； 即 0.290.06 满足横向稳定性。（4）横向动稳定性计算; 计算条件：无载，货叉起升300毫米,门架最大后倾。这时整车重心即自重重心（x,y），重心至倾覆轴线的垂直距离为e=440标准要求 >(15+1.1)% 即0.76>(15+1.114)=0.304 ，满足条件式中 - 叉车无载最大运行速度（公里/小时）（1214km/h）总结：以上四式中稳定性计算都通过，保证了叉车的稳定性。3.2.4 轮胎选择1). = =2735=1457.3mm=G-=(2735-1457.3)mm=1277.7mm2).=3510.2mm=G+Q- (2735+1250-3510.2)mm=474.8mm=53.2% =46.6% =88.1% =11.9%轮胎实际承受垂直静载荷：N=/2=3510.2/2=1905.1kg N= /2=1277.7/2=638.8kg轮胎的直径为540mm，工作半径 r=0.95=0.95=0.2565m3.2.5 牵引计算计算运行功率按满载在平坦硬路面上以最大速度运行的工况计算。 N=2.89kw式中 -G叉车自重（公斤）； Q额定起重量（公斤）； U满载最大运行速度（公里/小时） f滚动阻力系数，可按一般混凝土路面。取f=0.02； 运行传动系统的传动效率，齿轮传动系统取0.85；选择运行电动机：运行电动机的形式：直流窜激电动机，1小时工作制。根据上式中的计算结果，由于采用分别驱动电机取22kw额定转速为2400转/分，为0.95，电动机额定功率为 =0.813kgm主转动比 i=19.3式中- r轮胎工作半径（米）n电机额定转速（转/分） U满载最大运行速度为（公里/小时）爬坡能力的估算: 叉车的爬坡能力与电机的过载能力有关。可按下式计算电动机的最大转矩M=×M（公斤米） M=50.813=4.1kgm式中-M电动机额定转矩 转矩过载系数，对于质量好的窜激牵引电机。可取=5。由电机转矩可算出叉车最大牵引力=569.8N最大爬坡度 满载时i=-f=-0.02=12.3% 空载时i=-f=-0.02=18.7%以上计算均满足要求，电机及传动系的选择是合理的。3.2.6 制动性能计算按制动距离确定制动力： =式中 -P制动力（作用在轮胎接地平面上）（公斤）G叉车自重（公斤）额定起升重量（公斤）满载最大运行速度，（公斤/小时）旋转质量折算的制动距离取1.2 标准规定的制动距离，按日本标准JISD 6001-1976规定：满载车速10公里/小时，制动距离不大于2.5米，为提高主动要求，可参照日本标准计算。1084.4kg按停坡核算制动力叉车技术条件规定，要求制动坡度无载停车状态20；满载停车状态15。即 P Gsina a=tg0.2 P (G+Q)sina a= tg0.15带入得 P=536.4kg P=591.2kg P< P P< P 以1084.4为选择依据。车轮制动器: 每个制动器的制动力矩为 M Pr1084.40.2565=138.8kgm3.2.7机动性参数确定 作图可得 (1)最小转弯半径：R=1770mm (2)直角通道理论宽度K=1736 mm (3)货垛间的宽度S= R+ R=1770+1514mm=3284mm3.2.8关于工作装置功率计算PKW=0.69 KW 注本章所用公式若非另外注明，均出自参考文献9。第四章 液压系统设计计算4.1液压系统设计概述一套合理的液压系统方案要求能够实现主机要求的各项功能，并且操纵方便，工作可靠，动作平稳，调整维修方便。完善的液压系统设计主要包括以下部分的设计：液压系统设计1确定回路方式：选开式回路，即执行元件的排油直接回油箱，油液径沉淀、冷却后再进入液压泵的进口。（闭式回路即排油直接进入液压泵，多用与航天液压装置减少体积和重量）2选液压油：普通矿物液压油。3选执行元件：液压缸（起升油缸、倾斜油缸、转向油缸等）。4液压泵类型：系统压力小于21Mpa，选用齿轮泵或叶片泵；大于21Mpa选柱塞泵。5调速方式：定量泵变转速调速，同时使用换向阀阀口实现微调。6调压方式：溢流阀做安全阀，限制系统最高压力；执行元件不工作时液压泵在小功率下工作采用卸荷回路。对垂直变负载(起升缸升降)采用限速阀，以保证重物平稳下落。7确定换向回路：三位六通手动换向阀控制。4.2液压系统设计前文已经对液压系统设计进行了概述，为了更进一步学习和研究，本节将直观讲述液压原理图、工作线路图、零部件图等相关图示并进行相关计算。 主要任务有：负载分析；系统参数分析（包括泵和电机参数的选取和设计计算）；元件选择；以及验算液压系统性能，（压力损失验算）等。4.2.1原理图液压系统设计说明：油箱：对开式油箱进行设计，（油箱上有空滤器，回油管处装精滤器等）。液压泵：工作油泵采用齿轮泵，型号分别为CB-F18C-FL； （转向油泵CB-6）。工作电机：Z4-112-4。液压执行元件： 起升油缸：选择单作用柱塞式液压缸倾斜油缸：选择双作用活塞式液压缸液压控制阀： 方向控制：选用多路换向阀ZFS-L10C-YT-O；流量控制： 设计单向限速阀油箱管路及管件设计。液压辅件设计：过滤器设计，空气滤清器设计，各种仪表选择（温度、压力、流量、液位等仪表）密封件的选型等等，液压油及压力损失计算。液压系统回路的工作线路主要分两路进行，详见框图：为了说明液压系统回路，下面插图表示加深对液压系统的认识，（液压系统原图、液压系统工作线路图）图4-1 液压系统示意简图图4-2 液压系统工作线路图4.2.2起升油缸最大工作压力及流量压力为100/；流量为25.8 L/min4.2.3求液压系统最大压力换向阀要求最大压力140/，参照同类同规格产品，选100/。4.2.4液压泵站及液压泵的规格及选用 液压泵站是液压系统的重要组成部分（动力源）它向液压系统提供一定的压力和流量的工作介质。在液压泵站上安装必须的液压阀可以直接控制液压执行元件工作，本课题布置采用非上置卧式，即油泵及电机单独安装在专用平台上（不是安装在油箱上盖上），即采用机座带底脚、端盖上无凸缘结构，电动机水平放置，安装处可加弹性防振垫。1.液压泵的最大工作压力据公式 + 即+=110.12/式中-进回油路中总压力损失。（包括局部损失和沿程压力损失，详细计算见下文）。2.液压泵流量 K()式中-K-系统漏损系数（1.01.1）常取1.1-同时动作的各液压执行器的最大泵工作流量可由同时动作的各液压执行器最大流量相加，（起升油缸和倾斜油缸）=25.8 L/min =1.125.8 L/min=28.4 L/min1. 选油泵工作油泵采用CB系列齿轮泵，型号为CB-F18C-FL。参数：流量：=30.6 L/min；额定转速：1800r/min；额定压力12.5Mpa驱动功率：11.2kw；质量：8.2kg；容积效率大于90%。转向油泵采用CB-6：流量8.7L/min，驱动功率：0.31kw，额定压力2.5Mpa，额定转速1450 r/min。4.2.5油泵功率及电机选择1.油泵的驱动功率：据公式： P=w式中-泵的实际最大工作压力=140Mpa-泵的额定流量=30.6=510cm/s-泵的机械效率，取0.8 所以P =8925w=8.93kw2.选择油泵电机据油泵额定转速及所需驱动功率，选择Z4-112-4。(15min工作制)参数：额定功率5.5kw；额定电压：160v；额定电流：42.7；转速(最高)3000/4000r/min；效率：83.5%； 飞轮矩：0.8；质量：60kg；选用的油泵电机采用5min工作制，故折算成后功率P=5.5=5.5=9.5KW故该电机油泵工作需要。4.2.6选择换向阀查液压控制传动手册表17.6-1，选择关于ZFS-C型多路换向阀性能参数，选择主要参数：工作压力：14Mpa，最大流量：30L/min，概算质量：10.5kg，公称直径：10mm。ZFS型多路换向阀时手动控制换向阀的组合阀，由25个三位六通手动换向阀、溢流阀、单向阀组成。根据用途的不同，阀在中间位置时，主油路有中间全封闭式、压力口封闭式及中间位置时压力油路短路卸荷等。主要用于多个工作机构（液压缸、液压马达）的集中控制。（本课题为O-中间封闭。）换向阀图示如下：图4-3 换向阀(ZFS-L10C-YT-O)示意图4.2.7管道设计与管件的选择液压管件是用来连接泵，阀，缸等液压元件构成液压油传输回路，实现液压能的传递。液压能是以压力和流量的形式传输的，因此液压管道首先应具备承受压力的能力，即必须选用适当材料和壁厚，同时还应保证恰当的流速，即应选用合理的通径。钢管多用于吸回油管路一般选用硬管即，管路尽可能短，过流面积尽可能大以减少吸油阻力。中高压系统多采用无缝钢管（P<25Mpa，也采用紫铜管）；压力在831.5Mpa时采用20号冷拔无缝钢管，管路中较长部分一般选软管即胶管（或塑料管）。管道设计注意问题：1.管道设计压力流量和回油管道流速进行限制、排列走向要一致、尽量水平或垂直布置。2.油管弯曲处应圆滑，不应由凹痕或压扁现象，短长轴比大于0.75尽可能选用高压软管，有抑制机械振动和噪声的作用。1.硬管的选用压油管（钢管） 油管内径：据 Q= 得d=4.61=4.61=14.5mm式中-d-油管内径Q-通过油管的流量取Q=30L/min-液压油在油管内允许流速查液压液压系统元件设计手册第864页据油口公称直径尺寸：取d=15mm；外径为22mm相应的管接头螺纹为M221.5查液压控制传动手册：硬管流速范围：吸油管道12 m/min，总回油管1.53m/min；取用Q=3m/min油管内流速V=1.69 m/min满足要求。油管壁厚据公式：=cm= =0.66cm=6.6mm式中- -液压系统最大工作压力的140/d-油缸内径-许用拉伸应力（/）对于钢管=；取=6000/，查液压控制传动手册在P<7.5Mpa时，安全系数n=8；在P=7.517.5压力时，安全系数n=6在P>17.5压力时，安全系数n=4；故=6000/6=1000/ 选用油壁管厚= mm =1.05mm，考虑到与阀等件的联结，取=3mm。则钢管外径=15+23=21，选用钢管为203。 回油管选取：为保证统一性，与压油管选用相同。2.软管的选择（胶管）中高压系统选用钢丝编织型和钢丝缠绕型胶管，查液压控制传动手册第799页表12-5：选用胶管B-140内径为13mm，外径：20.523.1mm；工作压力为140Mpa最小曲率半径为140 mm3.管接头：详见附录-液压系统图中标示。4.螺纹连接：采用60圆锥管螺纹：适用于机器的油管及水管等的连接，内外螺纹配合无间隙。5.密封件设计与选择倾斜油缸的密封为例：选用了O型密封圈、V型密封圈。查液压控制传动手册第825页表13-1，由于系统压力小于25Mpa，故选用O型氟化乙丙烯封装的密封圈。V型密封圈由支承环、密封环、压环三部分成套使用。4.2.8液压油选取查液压控制传动手册第12页，表1-3由于温度和压力较高，选用46号普通液压油。46号(HL)普通油：40时运动粘度/10/s数值范围为41.450.6；粘度指数不小于90；闪点不低于170；凝点不高于-10；无机械杂质；氧化稳定性不小于1000；最重要的是其具有良好的防锈性和氧化安定性，其空气释放能力，抗泡性，分水性和对橡胶密封材料的适应性也较好。故选用此种油液满足要求。4.2.9滤油器及油箱选取过滤器的功用是清除液压系统工作介质中固体的污染物，使工作介质保持清洁，延长元器件的使用寿命，保证液压元件性能可靠，液压系统故障的75%左右是由介质的污染所造成的，因此过滤器对液压系统来说是不可缺少的重要辅件。 1 过滤器主要性能参数是指：.过滤精度；是指油液通过过滤器时能穿过滤芯的球形污染物的最大直径；过滤能力（通油能力）；纳垢容量，允许压降等 2过滤器设计时应注意：a.据使用目的选择种类，据安装位置选安装形式b.过滤器应有足够的通油能力，且压力损失要小。（通油能力大于实际通过流量的两倍）。c.过滤精度应满足液压系统或元件所要求的清洁度要求。d.滤芯使用的滤材应满足所用工作介质要求，且有足够的强度。e.过滤器的强度及压力损失要求在合适范围内。f.滤芯的更换和清洗要方便。g.据系统要求考虑选择合适的滤芯保护附件。h.结构尽量简单紧凑，安装形式合理，价格低廉。滤油器：常用网式，线隙式，纸芯式，烧结式等因为网式滤油器 ：应用广泛且结构简单，通油能力大，压力损失小，清洗方便，主要用于泵的吸油管路上保护油，故选用网式滤油器。选型号（WU型网式过滤器）：2. 油箱的设计：本课题选开式油箱，设计问题：油箱的容量及液面、隔板高度；滤油器、箱底坡度选择；是否采用加强筋增加刚性以便承载液压泵或其他液压件；密封装置的选取，是否用热交换器及其安装位置的布置等。具体要求如下：a) 油箱一般用2.54mm钢板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角铁和肋板以增加刚度。叉车要 在油箱上放置电动机，液压泵等其他液压件，故其厚度要增加。b) 油箱应有足够容量，以满足散热要求，同时注意到：1）：在系统工作时油面必须保持足够高度，以防液压泵吸空：2）:系统停止时由于油液全返回油箱，不至于造成油液溢出油箱，通常油箱容量可按照液压泵26 min的流量估计，油箱液面高度要小于80%，并用油位计观察。油箱有效容积应为泵每分钟流量的23以上，设泵每分钟流量为，则油箱的有效容量为 V=30.62.8=85.8Lc) 油箱底设计一定坡度以方便放油，箱底与地面有一定距离，（离安装底面150mm以上以便散热和搬移），最低处应装放油阀。d) 泵吸油管上安装100200目的网式滤油器，滤油器与箱底间的距离不应小于20m