五十铃货运汽车升降尾板液压系统设计.docx

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1、五十铃货运汽车升降尾板液压系统设计摘 要本文首先介绍了汽车尾板液压系统的研究背景和意义，通过了解市场和查阅各项数据与资料，整理出尾板液压系统的相关理论知识。基于汽车液压系统对货运汽车尾板液压系统进行了设计。通过对尾板的结构受力分析和车型的参数分析，得出了液压缸的受力情况和载荷，通过计算得出液压缸的流量，从而得出液压缸的尺寸大小并对其结构进行了设计。接着设计出了升降尾板液压系统，对液压控制回路进行动作分析，通过计算，选出液压系统中的液压泵、电机、液压阀原件体等型号。最终的完成尾板液压系统的设计。本文采用的尾板板形式为垂直升降尾板，能更大的节省了空间。关键词：五十铃货运汽车；升降尾板；液压系统设计

2、Design of Hydraulic System for Lifting Tail Plate of Isuzu Motors Freight CarAbstractThis paper first introduces the research background and significance of automotive tail plate hydraulic system, through understanding the market and consult various data and data, sorted out the relevant theoretical

3、 knowledge of tail plate hydraulic system. Based on the automobile hydraulic system, the tail plate hydraulic system of freight car is designed. Through the structural stress analysis of the tail plate and the analysis of the vehicle parameters, the force and load of the hydraulic cylinder are obtai

4、ned, the flow rate of the hydraulic cylinder is calculated, and the size of the hydraulic cylinder is obtained and its structure is designed. Then the design of the lifting tail plate hydraulic system, the hydraulic control loop for action analysis, through the calculation of the hydraulic system in

5、 the hydraulic pump, motor, hydraulic valve components and other models. The final completion of the tail plate hydraulic system design. In this paper, the form of tail plate is vertical lifting tail plate, which can save more space.Key words: Isuzu freight car; lifting tailboard; hydraulic system d

6、esign目录1前言41.1研究背景和意义41.2国内外研究现状51.3研究内容和思路52垂直升降尾板的结构原理72.1尾板的组成72.2尾板工作的操作原理72.3垂直升降尾板的特点82.4使用尾板的注意事项82.5垂直升降尾板的故障原因分析92.6庆铃五十铃厢式货车的参数汇总92.7本章小结103升降液压机构的设计113.1尾板的动力分析113.1.1液压缸的负载113.2载荷分析123.2.1举升机构和面板回收机构的受力分析133.2.2机构受力的相关计算及公式133.3确定垂直升降尾板机构尺寸163.3.1面板的举升高度163.3.2缸体材料壁厚的选择与校核173.3.3液压缸流量计算1

7、83.3.4液压缸装配技术要求193.4本章小结194货运升降尾板液压系统的设计204.1设计思想204.2控制系统204.2.1液压控制回路的设计204.2.2液压系统中控制阀的动作分析214.3液压系统原件的选择224.3.1液压泵的选定和功率的计算234.3.2液压阀体元件的选择244.3.3电机的选择244.3.4油箱的容量设计244.4本章小结255结论与展望26参考文献28谢 辞29附 录301前言1.1研究背景和意义近年来，我国国民经济进入了快速、稳定、持续发展的时代，跨区域的物流量需求也在不断提高。随着国家科技水平不断的提高，物流运载工具也不断升级，物流也呈现出蒸蒸日上的发展态

8、势，但全球劳动力资源紧张。汽车尾板就此衍生，从无到有，从实验到规模化量产。尾板是一种安装在汽车货箱后的一种装卸货运的工具，本质上来说是液压机械设备。从性能上来讲，它具备有安全、稳定、可靠的货车装卸货物的优点；从结构上来讲，它依靠货车上的蓄电瓶提供稳定的动力来源，设备结构简单，体积小。并且适用于在各种场合、环境持续稳定的工作，获得货运行业的一致好评。顺应物流业的装载需求，现代货车装卸载对汽车尾板的液压系统要求也越来越高。在任意一个国家和城市，货运尾板已随处可见，它在物流环节上发挥着不可替代的作用，例如有市民迁喜搬家、货物的转运、快递运输等。在一些复杂的运输作业中，如汽车长途运输、大型精密仪器运输

9、中，货运尾板发挥出了其安全平稳的装卸优势，更加突显出尾板未来的前景更加广阔。随着国内物流行业的不断升级和发展，劳动力费用的不断提升，对装卸效率要求的不断提高，汽车尾板使用将步入快速增长的时期。国内汽车尾板种类有：悬臂式尾板、折叠式尾板和垂直式尾板1。五十铃运输性货车作为货运汽车的主力军，安装了液压升降尾板装置也是应势所需。而尾板最为关键的在于它的液压系统，液压系统的性能决定了尾板的使用效率、维护保养和使用寿命。社会的不断进步也带动着物流行业的不断转型和发展，从城市中的物流运输逐步的发展到全国内的物流运输。物流量的飞速增加，对工人的劳动任务也就更加繁重，为了保证高效的装卸货物的效率。汽车尾板行业

10、的发展不过一百年，但是其生产的集中度却越来越高，生产的集中意味着尾板即将步入规模化的发展，尾板的标准也将更加的透明。近年来汽车尾板的研发趋势主要以满足市场的需求，不断的优化尾板的结构，更加合理化的布局分配和不断完善尾板的性能要求。未来的尾板将更加轻量化、高性能。从总体上对本课题的研究内容来讲，货运汽车尾板系统的研究，不仅可以满足日益增长的物流需求，也大大的降低了物流上的人力和物力的损耗。本次毕业设计是在现有的尾板基础上进行研究设计，通过本次的设计，不但巩固了大学所学的理论知识，而且加强了运用所学知识的动手实践能力，毕业设计是一次理论和实践最好的锻炼。1.2国内外研究现状至上世纪90年代发展到现

11、在，我国汽车尾板已经初见成效，产品广泛的应用在物流、邮政、制造业和商业等行业，大大的节约了成本，提高了运输和货物装卸效率，从而发挥出车辆的经济效能，已经成为我国现代物流邻域中的重要设备的组成部分。我国相对发达国家来说，汽车尾板起步较晚，基础相对薄弱，发展也较为缓慢。我国尾板产业在发展过程中存在着很多亟待解决的问题，其中包括产业结构不合理，技术产品较少，产能消耗大、产率低、污染严重，企业规模较小、技术创新能力较弱、管理水平落后等问题。总体上看，我国目前汽车尾板相对单一，功能简单，不足以满足各种不同需求的行业要求。虽然有部分企业采用了发达国家知名品牌的产品用于尾板的生产，但是制造工艺和西方发达国家

12、还是有较大的差距。汽车尾板于上世纪三十年代左右开始在欧美等地开始使用，自上世纪六十年代开始盛行，已经在城市物流环节中发挥着重要的作用，如货物运转、搬家等物流环节。在一些特殊行业的物流运输中，汽车尾板以安全、便捷等优势尤为突出2。目前全世界的汽车尾板主要分为欧式、美式与澳洲尾板，欧式尾板起源于欧洲，美式尾板起源于英国和美国，澳洲尾板已经过了几十年的发展。由于发达国家的物流行业分工细致，尾板基本上用于物流分流配送等环节。欧美式尾板设计上的优良性、更大的载重质量与安全性，更深受市场信赖。国外汽车尾板对于安全性能、产品外观、技术工艺方面的要求要高于我国，由于我国国内部分尾板制造企业为了迎合市场低价需求

13、，降低制造成本，导致我国汽车尾板的安全性普遍低于国外生产的汽车尾板。1.3研究内容和思路本文研究的是五十铃货运汽车升降尾板液压系统。目前大多数尾板都是采用电液驱动四连杆机构如图1.1，而该机构存在了一些缺点，如结构复杂且笨重、安装受到车尾底部大梁和后轮的制约、安装需要对车尾部进行较大的调整。为了减少该机构带来的不便，本文将研究设计一种国际上新型的垂直尾板液压装置。本文先介绍该垂直尾板液压系统的机构原理，对其工作状态受力分析，再通过相关计算公式确定该系统的零部件的基本参数，选定零配件后进行校核，最终确定五十铃尾板液压系统。图1.1 悬臂式尾板.362垂直升降尾板的结构原理2.1尾板的组成垂直升降

14、尾板主要的组成部分为尾板面、举升缸、翻转缸、动力单元、导轨和控制系统等，如图2.1所示。该尾板控制器采用组合操作来控制的样式，其中包括电源总开关和三个控制按钮，如图2.2。黄色按钮为点动式按钮，控制着电机的通电与断电；蓝色按钮控制着换向阀的工作；绿色按钮控制卸荷阀的开闭。2.2尾板工作的操作原理当货车要进行装载货物时，按下控制器的电源总开关红色按钮，尾板通电进去可操作状态，同时按下蓝色绿色按钮，翻转缸3卸荷，尾板面向外打开直至与地面水平位置；按下蓝色按钮，整个尾板垂直缓慢下降至地面，这时由工人或者货车司机用叉车或其他搬运工具将货物推放在尾板面上。接着控制黄色按钮，可以精准的控制尾板面匀速上升至

15、与车厢底部相同高度，当尾板稳定下来后，便可将货物推入车厢放置好。按下蓝色按钮，使尾板面垂直缓慢降至地面，工人或者货车司机将叉车或其他搬运工具退出尾板面，接着控制黄色按钮，可以精准的控制尾板面匀速上升至与车厢底部相同高度，最后同时控制黄色蓝色按钮，翻转缸回缩，使得尾板面回到原来垂直状态，这就完成了整个装载过程。当货车进行卸载货物时，操作流程与装载货物基本相同，按下控制器的电源总开关，尾板通电进去可操作状态，同时按下蓝色绿色按钮，翻转缸3卸荷，尾板面向外打开直至与地面水平位置；按下蓝色按钮，整个尾板垂直缓慢下降至地面，这时工人或者货车司机将叉车或其他搬运工具推上尾板面，接着控制黄色按钮，可以精准的

16、控制尾板面匀速上升至与车厢底部相同高度，当尾板稳定下来后，由工人或者货车司机用叉车类搬运工具将货物取出到尾板面，按下蓝色按钮，使尾板面垂直缓慢降至地面，工人或者货车司机用叉车或其他搬运工具将货物推出尾板面后，接着控制黄色按钮，可以精准的控制尾板面匀速上升至与车厢底部相同高度，最后同时控制黄色蓝色按钮，翻转缸回缩，使得尾板面回到原来垂直状态，这就完成了整个卸载过程。如需多次取货则重复以上动作。 图2.1垂直尾板结构组成示意图 图2.2 操纵遥控1.导轨2.举升缸3.翻转缸4.尾板面5.操纵遥控6.动力单元2.3垂直升降尾板的特点（1）该装置为液压系统驱动，实现自动升降，安全可靠性高；（2）该装置

17、在货物运输中，可以由司机一人单独操作，完成货物的装卸过程，在极大程度上节省了时间和人力资源；（3）垂直升降尾板的动力由货车自身的蓄电池提供，不需要另外配备功力系统，在一定程度上解决了，安装的成本也更加节能环保；（4）在本设计中垂直升降尾板不仅充当装卸货物的工具，它的板面也是货车车厢的尾门，大大提高了尾板的使用价值也降低了货车的重量，使货车更加省油；（5）垂直升降尾板在与悬臂式尾板比较而言，前者的体积小于后者不会占用更大的空间，且载重的体积不受影响，使用时受环境影响更小。2.4使用尾板的注意事项（1）在货车安装垂直升降尾板后，司机必须接受相关的培训，方可进行相应的操作，以防不当的操作带来的安全隐

18、患;（2）当垂直升降尾板在进行作业时，要提前确保在尾板的工作范围内无其他人员和障碍物;（3）在进行装卸货物时，货物的重量不得超过尾板的承载能力，且当货物放在尾板面板上时，应尽量地将货物放在靠近里头的位置，确保货物固定好，不发生滑动再进行后续的操作;（4）当要操作垂直升降尾板时，应该确认货车是否停稳拉好手刹，以防在操作尾板过程中货车发生移动;（5）当使用完尾板后操作尾板板面收回时，要确保尾板的板面上升到与货箱底部平齐方可收回尾板，否则会使尾板的翻转缸弯曲变形。2.5垂直升降尾板的故障原因分析（1）当出现尾板不能运作升降时，且发现电机不运转，可能的原因是蓄电瓶电量不足或电路中的保险管熔断导致电路断

19、开；（2）当电路是接通的且各元件都能正常运转时，但垂直升降尾板却不能上升和板面进行翻转，原因是溢流阀压力设置过低，油箱亏油；（3）当操作尾板板面不能正常下降时，原因是溢流阀堵塞不能打开或者是电磁换向阀堵塞不能打开导致的；（4）当尾板液压系统压力无法调节时，原因是溢流阀因异物堵塞或溢流阀老化磨损，使系统油压泄漏导致。综上为尾板可能出现的故障原因分析。2.6庆铃五十铃厢式货车的参数汇总本设计汽车整车参数拟采用五十铃600P载货车（国五），现列出数据如下图所示：表2.1 整车参数车辆型号五十铃600P（国五）公告型号QL5040XXYA5HA整车重量2.705吨额定载重1.495吨接近角/离去角24

20、/16度变速箱五十铃5档变速箱后桥速比6.142车身长度/宽度/高度5.995m*1.91m*2.825m轮距前轮距：1504mm；后轮距：1425mm前悬/后悬1.015/1.62m表2.2 发动机参数发动机型号4KH1CN5HS汽缸数4燃烧种类柴油排量2.999L最大输出功率96kw排放标准国五表2.3 底盘参数轴距3360mm轴数2前桥允许载荷1710kg后桥允许载荷2620kg轮胎数6轮胎规格7.00R16 8PR弹簧片数3/3+2表2.4 货箱参数货箱形式厢式货箱长度4.25m货箱宽度1.784m货箱高度1.81m货箱地面离地距离1.02m2.7本章小结本章介绍了垂直升降尾板的结构组

21、成，对垂直升降尾板的工作原理进行分析，为接下来的尾板液压设计提供理论基础。通过对垂直升降尾板液压系统可能出现的故障原因和使用的注意事项进行列举分析，为后续的设计中可能出现的缺陷进行指导。最后查找出装备垂直升降尾板的车型的参数，这些理论知识和数据有助于后续尾板液压系统的计算。3升降液压机构的设计3.1尾板的动力分析动力分析是基于研究对象在工作运转过程中，对该研究对象在工作元件中的受力状态进行分析，对于本设计而言就是对尾板液压系统的液压缸进行负载的分析3。3.1.1液压缸的负载液压缸的负载计算。该机构做直线往复运动，液压缸必须克服的负载包括六部分：F=Fc+Ff+Fi+Fg+Fm+Fb（公式3.1

22、）式中：Fc为切削阻力；Ff为摩擦阻力；Fi为惯性阻力；Fg为重力；Fm为密封阻力；Fb为排油阻力4。（1）切削阻力Fc：为液压缸运动方向的工作阻力，此作用力的方向如果与执行元件运动方向相反为正值，反之为负值。（2）摩擦阻力Ff：为液压缸带动的运动部件所受的摩擦阻力，它与导轨的形状、放置状态和运动状态有关。最常见的两种导轨形式如图3.1，其摩擦阻力的值为：平导轨：Ff=fFn（公式3.2）V型导轨：Ff=fFnsin2（公式3.3）式中：f为摩擦因数，查阅表3.1选取；Fn为作用在导轨的正压力或V型导轨横截面中心线方向的总作用力；为V形角，一般为90。（3）惯性阻力Fi：惯性阻力是产生运动的部

23、件因自身重力而在开始运动或停止运动时的一种惯性力，可按（3-4）式计算：Fi=ma=Gvgt（N）（公式3.4）（4）重力Fg：是物体本身所受的重力，是执行部件带动重物运动时必须克服的一种力。（5）密封阻力Fm：指的是装有密封装置的零件在工作运动中的摩擦力，该值与密封装置的类型、液压缸和油液的工作压力有关。（6）排油压力Fb：排油压力是高压油液在液压系统中与管道之间的摩擦所产生的阻力。表3.1 摩擦因数f导轨类型导轨材料摩擦因数滑动导轨铸铁对铸铁0.05-0.12滚动导轨铸铁对滚珠淬火钢导轨对滚珠0.005-0.020.003-0.006静压导轨铸铁0.005图3.1 平导轨 V型导轨3.2载

24、荷分析载荷分析是研究设计的一个基本步骤，也是接下来选择和确定动力驱动方式的最主要依据。现根据所选车型庆铃五十铃600P(国五)给出下列参数：表3.2 尾板初定部分参数面板尺寸1.901.70m额定载荷1500kg自身重量300kg图3.2 举升机构受力简图图3.3 翻转机构受力分析图如图3.2.2 执行机构已知L1=400mm，L2=800mm，=60。若面板装载货物时，假设货物重力作用在面板中心处，对该负载G在装置上进行受力分析，则垂直升降尾板各主要部件受力如下。3.2.1举升机构和面板回收机构的受力分析举升机构的动力来源主要是有举升缸B提供，通过举升缸内油压的改变来实现举升机构的升降，如图

25、3.2所示。举升缸提供的力由上滑轮改变力的方向，实现尾板面板的升降。面板的打开与翻转均由翻转缸A提供动力，由翻转缸缸内油压变化，使得活塞杆长度发生相应变化，从而使面板绕固定点O1发生翻转，如图3.3所示。3.2.2机构受力的相关计算及公式通过图上受力分析可知，由力的平衡关系可以得到下列公式。以尾板面板为整体进行受力研究时，由牛顿定律可得，该受力方程为：F2-G-f=0 （公式3.5）以O1点为转点，其力矩为0，即MO1=0,由动量守恒可得： （公式3.6）通过图3.2和图3.3受力分析可知，翻转缸A与举升缸B所受的作用力F1、F2与货物重量负载G和机构参数的关系如下： F1=GL2L1sin

26、（公式3.7） F2=G+f （公式3.8）其中，由于尾板整个机构与导轨之间相对运动速度小于60mm/s，又因为运动为滚动摩擦，所以摩擦力f可忽略不计，即f=0。故由公式3.7，公式3.8得：G=15000+3000=18000N F1=GL2L1sin =180000.80.40.87 41380NF2=G=18000N得到初步的设计结果，进而才能确定举升缸B和翻转缸A的基本参数。当液压系统的工作压力用P0(MPa）来表示时，则可以得到油缸压力计算公式，如下：P0SAF2(公式3.9)P0SBG(公式3.10)而计算油缸的作用力不同，计算的公式也不同。如举升缸在该机构中是作推力，其公式为 F

27、推=4DB2P0(公式3.11)翻转缸在该机构中是作拉力，其公式为 F拉=4DA2-dA2P0(公式3.12)由上述公式可以推导得出 P04DA2-dA2F12(公式3.13)P04DB2G2(公式3.14)其中为翻转缸的气缸内径，为翻转缸活塞杆外径，为举升缸的气缸内径。P0是维持液压缸正常工作的压力，工作压力的值取决于运动过程中遇液压缸所受到的负载重量来决定的，并且P0的取值仍需考虑以下的情况：液压设备在不同的场合下使用具有不同的工作压力取值;必须考虑到设备的制造成本和设备的体积，当工作压力越低时，液压缸的体积就越大重量也就越大，而当随着工作压力的升高时，体积和重量也随着降低，但在其制造工艺

28、和密封性能要求也更高5。根据下列液压压力选值表和负载G初选为20MPa。表3.3 各类液压设备常用的压力设备类型一般机床一般冶金设备农业机械、小型工程机械液压机、重型机械、起重机械工作压力（MPa）1-6.36.3-1610-1620-32此时根据公式3.13和3.14可计算出DA2-dA21318DB24mm参照国际液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列，初选定翻转缸A内径=50mm，=28mm，举升缸B内径=50mm。验算公式3.13和3.14，即：203.1445050-2828F12203.1445050G2在此基础上可得，当液压系统压力不需要20MPa，可适当的减少其值，这样可以节约生产制造

29、成本。选定翻转缸A内径=50mm，=28mm，举升缸B内径=50mm时，通过公式3.13和3.14变形可得：P02F1DA2-dA2P02GDB2求得=16MPa，即可满足该尾板液压装置的最大负载要求。举升缸的活塞杆直径。可根据速度的要求确定活塞杆直径，由速度比的公式：=A1A2=D2D2-d2（公式3.15）可转化为d=D1-液压缸速度比取值应符合国家标准规定（=1.06、1.12、1.33、1.46、2、2.25），同时还要参考工作压力进行选择6，如表3.4所列。表3.4 液压缸速度与工作压力的关系工作压力/MPa20速度比1.331.46、1.61、22计算可得35.5mm，即取=36m

30、m3.3确定垂直升降尾板机构尺寸垂直升降尾板的机构尺寸的确定是该设计的一项关键环节，是接下来的液压系统的设定基础。尾板机构尺寸的确定依据是参照庆铃五十铃600P的整车参数和面板的受力得出。3.3.1面板的举升高度查阅庆铃五十铃600P的整车参数可知货箱离地高度1000mm，即可确定举升高度为1000mm，在举升机构中，由一个动滑轮连接着举升缸和尾板面板，因动滑轮的运动原理可推出，举升缸的行程为500mm。由图3.2，几何关系可求出翻转缸的行程为400mm。垂直升降尾板是货车装载货物的工具，为了保证在运作时的安全可靠，而该装置是通过液压缸提供作用力，这时限制液压缸的速度就能够保证装置安全可靠的运

31、行。通过查阅同类别液压升降装置，参考本装置给出液压缸的速度范围：60-80mm/s。3.3.2缸体材料壁厚的选择与校核液压缸选择缸筒的壁厚按下式校核： PyD2(公式3.16)式中为液压缸实验压力，MPa。当额定设计压力16MPa时，=1.5；当16MPa时，=1.257。为缸筒材料许用应力，MPa；=/n；为材料抗拉强度，n为安全系数，一般n=5 。当=0.08-0.3时为中厚缸壁，壁厚按下式校核：PyD2-3Py （公式3.17） 当0.3时为中厚缸壁，壁厚按下式校核： P2+0.4Py-1.3Py-1或P2-3Py-1 （公式3.18） 查阅分析得，缸筒选择热轧无缝缸筒；缸筒材料选用45

32、号钢8。查阅可得=600MPa，计算可得=120MPa，由公式3.16计算。举升缸：4.17，选取=6mm，=6/50=0.12，即满足公式3.17条件，计算：PyD2-3Py61.2516502120-31.2516成立。即举升缸体壁厚为6mm满足要求。翻转缸：4.17，选取=6mm，=6/50=0.12，即满足公式3.17条件，计算：PyD2-3Py61.2516502120-31.2516成立。即翻转缸体壁厚为6mm满足要求。举升缸缸筒直径： D1=50+62=62mm翻转缸缸筒直径： D2=50+62=62mm表3.5 液压缸尺寸液压缸作用力N缸内直径mm缸体壁厚mm缸筒外径mm活塞杆

33、外径mm举升缸90005066236翻转缸2069050662283.3.3液压缸流量计算通过上述计算得知举升缸和翻转缸的内径尺寸和液压缸速度，由此可以计算出液压缸的最大和最小流量。液压缸的最大流量：（）（公式3.19）式中：A为液压缸的有效面积A1或A2();为液压缸的最大速度（m/s）。液压缸的最小流量：（）（公式3.20）式中：为液压缸的最小速度（m/s）。举升缸有效面积A=/4(50-28)1347mm单个举升缸的最大流量qBmax=1.34710-3810-21.0810-4单个举升缸最小流量为qBmin=1.34710-3610-28.110-5翻转缸有效面积A=/450=1962

34、.5mm单个翻转缸的最大流量qAmax=1.962510-3810-21.5410-4单个翻转缸最小流量为qAmin=1.962510-3610-21.15610-43.3.4液压缸装配技术要求（1）在该机构中，举升缸和翻转缸缸体与活塞均采用基孔制间隙配合进行装配。当用橡胶对活塞进行密封时，Ra的取值为0.1-0.4m；当用活塞环对活塞环进行密封时，Ra的取值为0.2-0.4m9；（2）在举升缸和翻转缸缸体尺寸精度选取时，内径D的圆度公差值选取9级精度，缸体圆柱度公差选取8级精度，缸体断面T的垂直度公差值可以选取7级精度；（3）液压缸缸体采用螺纹连接，螺纹选取精度等级为6级的米制螺纹10；（4

35、）举升缸和翻转缸缸体带有耳环，这时孔径的中心线对缸体内的孔轴的垂直度公差精度等级为9级；（5）为了提升液压缸的寿命和防止腐蚀，在举升缸和翻转缸缸体内镀上铬层，厚度为20-40m，后进行研磨和抛光处理。3.4本章小结本章通过分析升降液压尾板的动力和载荷。首先列举了液压缸负载的计算公式，并对机构尾板进行受力分析，选定所需的参数数据，对机构的受力进行相关的计算得到了举升缸和翻转缸的内径尺寸。接着通过已知的车型参数，确定了举升机构的举升高度，从而给定机构的速度范围后，分别对举升缸和翻转缸的材料和壁厚进行选定和校核。最后计算出了液压缸缸体的流量，并对液压缸的装配要求做出了指导意见。4货运升降尾板液压系统

36、的设计4.1设计思想该装置是一种大型货物提升装置，所以在设计该液压系统最先要考虑到的问题就是安全性。既然要保障安全，因此在设计过程中不会追求极致的机械全自动能力。尾板液压系统的设计主要从操作的简单可靠为主，方便操作人员对尾板的操作。因为大多数尾板的操作和使用都是由货车司机来进行，即在装载和卸载过程都是由司机一人完成。为了安装的方便，尽可能的减少汽车的改动，该系统的电源来源将有汽车蓄电瓶提供。尾板液压系统中的油源部分和尾板主体部分的油管将选用合成橡胶软管连接，控制部分采用上文提到的手持遥控器按钮操控。这样设计的原因有以下两个方面的好处，一是方便尾板在五十铃货车上的安装和检修，二是便于司机在一人的

37、情况下的操作使用，这样就达到了省时，安全、高效的目的。4.2控制系统液压控制系统的设计是五十铃货运汽车升降尾板液压系统的一个非常重要的环节，其中最为关键的是选择和确定适宜的液压控制回路。4.2.1液压控制回路的设计该设备液压系统的特点，首先是其平衡回路，有卸荷阀5与溢流阀6组成，举升缸的工作性质与起重设备相似，翻转缸要求在开门时运动平稳并且启停易于控制；二是系统的自锁设置，由二位三通电磁换向阀3组成，在举升缸运动时，即使控制器发生故障，尾板面也不会倾斜而导致货物下滑的危险发生。另外，由于五十铃货车车厢较宽，举升和翻转都采用两缸结构。又因为尾板板面整体为铸造而成刚度较大，举升和翻转各自两缸都采用

38、机械同步，即可实现尾板自身同步运动。垂直尾板液压采用点动式液压控制回路如图所示。在该系统回路中，二位三通电磁换向阀3通过与卸荷阀5的相互作用，即可控制该系统的举升机构的上升、下降或停止和翻转机构的打开与闭合；卸荷阀5在整个系统的工作运行中起到保压作用，并且还可以控制尾板面在工作过程中的任意高度停止和下降；最后溢流阀6在整个尾板液压系统中起到调节液压系统的工作压力、防止液压系统过载保护的作用。图4.1 液压系统原理图1-举升缸2-翻转缸3-二位三通电磁换向阀4-单向阀5-卸荷阀6-溢流阀7-液压泵8-滤油器9-油箱4.2.2液压系统中控制阀的动作分析由图4.1可知，当连接电源后，通过接通黄色按钮

39、后，液压泵7开始运作，将油液通过管道从油箱9抽出，并经过滤油器8后形成高压油液，高压油液将通过单向阀4和二位三通电磁阀3到达举升缸1，当举升缸1缸体充满高压油液后，这时会使垂直升降尾板开始向上运动。通过断开黄色按钮，可以控制垂直升降尾板在任意高度停止，并且可以稳定的保持当前状态。当接通蓝色按钮时2DT通电，此时卸荷阀5接通，当卸荷状态时依靠二位二通阀动作转换压力油直接返回油箱，从而使举升缸内液压降低，这时垂直升降尾板下降；断开蓝色按钮时，尾板即在任意位置停止，并且可以稳定的保持当前状态。当同时接通黄色按钮和绿色按钮时1DT通电，这时二位三通电磁阀3切换工作，断开举升缸的供油而将高压油通过油管送

40、入翻转缸，就实现了尾板板面的回收；当同时接通蓝色按钮和绿色按钮时1DT和2DT都通电，则高压油体在卸荷阀5的作用下卸去油压，从而使翻转缸对尾板板面不受作用力，尾板板面失去翻转缸的作用力后由于自身重量向外翻转打开。4.3液压系统原件的选择根据以上的数据，可以通过计算，可以选定液压泵，液压阀，液压管路和油箱的型号。已知垂直升降尾板的最大举升高度，举升缸的最大工作行程，垂直升降尾板的运行速度，根据下列公式可以计算：t=LHv (公式4.1) V=2DB2LA （公式4.2）Q=Vt （公式4.3）可推出：Q=DB2LAv2LH (公式4.4) 代入计算得到 Q=3.1450505008021000

41、=157000mm/s =157ml/s其中为垂直升降尾板的最大举升高度，mm；为举升缸的最大工作行程，mm；v为垂直升降尾板上升的速度，mm/s。液压泵的排量公式为：（公式4.5）电机的功率公式为：（公式4.6）其中Q为系统所需流量，ml/s；n为电机转速，r/min；P为液压泵的排量，ml/r；为系统效率，75-85%11。4.3.1液压泵的选定和功率的计算液压泵所需的工作压力，主要由液压缸在不同工作状态下所需的最大压力p1，由于管道和阀体对液压的损耗，记为p，即PB=P1+p（公式4.7）p包括了油体在流经阀体和其他原件的局部压力损失、管道损失等，在液压系统进行设计之前，据查阅数据分析和

42、参考得，一般油路管道简单的节流阀调速系统的损耗为p在（25）105 Pa，用调速阀和管道复杂的液压系统的损耗为p在（515）105 Pa，而在整个液压系统中，当执行的命令不同，油体所经过的管道和阀体原件不同，即p可只考虑流经的阀体损耗，可不计管道系统的损耗12。不同阀体的损耗可参照下表选取。表4.1 常用阀体的压力损失（p）阀名单向阀换向阀背压阀节流阀行程阀顺序阀转阀调速阀p（105 Pa）0.3-0.51.5-33-82-31.5-21.5-31.5-23-5由图4.1液压系统原理图可求：=1.6107 Pa+9105 Pa=1.69107 Pa液压泵的流量根据执行元件的动作需求的最大流量和

43、系统的泄露确定13。当多液压缸同时运行时所需的最大流量，且需要考虑系统的泄露和液压泵磨损后效率的降低，即： qBKqmax（m/s）（公式4.8）式中：K为系统泄露系数，一般取值为1.11.3；为同时运行的液压缸的最大流量。qmax=QqB=1.3*157 ml/s =204.1 ml/s=12.246L/min上述所有计算的最大压力是静态的系统压力，系统在工作过程中存在着动态压力，而动态压力远高于静态压力，所以在液压泵选取时额定压力要高于系统最大压力25%-60%，这样可以让液压泵具备有一定的压力储备14。由公式4.5可计算出液压泵的排量 P=60157/3000 ml/r =3.14ml/

44、r。由公式4.6可计算出电机功率PW=16MPa157/80%10 =3.14KW根据上面计算所得的最大压力和流量,采用直流电机驱动液压泵，12V直流电机的转速选为3000r/min。液压泵的公称压力选为25MPa，排量选取为5ml/r，计算可得选取的液压泵的流量为15L/min，满足系统要求。选取型号为CBY2005。表4.2 CBY2010参数压力MPa排量ml/r转速r/min25530004.3.2液压阀体元件的选择液压阀体在该液压系统起着连接和限流的作用。液压阀体的选择依据有：系统额定压力、系统最大流量，安装固定方式等15。在选择阀体时应该注意以下几个问题：应尽量选择标准型产品；选取阀体时要满足系统的性能要求；控制阀在选择时，其额定流量要大于系统流量。通过查阅液压与气动手册，由于该系统流量较小，在满足系统工作性能上，选取通径为6mm的液压阀体即可。工程压力选取为32MPa，然后采用板式连接即可16。表4.3液压元件