2

　数学建模参数计算

整个液压绞车由液压马达、

减速器、

支撑轴、

机架、

卷筒以及带单向平衡阀的配流器组成. 正向卷取能量

回收工况如图 2 所示 ,绞车马达产生的扭矩通过减速器 ,减速增扭 ,传递到主卷筒上 ,进行工作. 在卷扬马达
带动下 ,主卷筒转动卷取钢丝绳 ,带动辅卷筒转动. 辅卷筒转动 ,通过增速箱 ,增速降扭 ,带动加载泵转动.

图

2

　正向卷取示意图

Fig. 2

　

Sketch of positive coiling

　　图 2 中 η

m1

,η

m2

,η

m3

分别是减速箱 、

钢丝绳滑轮 (滚动轴承) 和增速箱的传动效率 ;η

mm

,η

pm

分别是绞

车马达和加载泵的机械效率 ;η

m

V

,η

p

V

分别是绞车马达和加载泵的容积效率 ,它们的取值与马达 、

泵的型

号以及工作压力等因素有关 ,以上各效率可以通过查取机械设计手册和元件样本来确定数值

[ 3 ]

; 绞车马

达入口和出口压力分别是

p

m

和

p

mo

,则进出口油压差为Δ

p

m

=

p

m

-

p

mo

;

q

m

和

n

m

分别是马达的排量和

转速 ;相应地 ,加载泵入口和出口压力分别是

p

po

和

p

p

,则进出口油压差为Δ

p

p

=

p

p

-

p

po

,

q

p

和

n

p

分别是

加载泵的排量和转速 ;

i

1

和

i

2

分别是减速箱和增速箱的传动比 ;

n

E1

,

n

E2

分别是主卷筒和辅卷筒的转速 ;

Q

c1

,

Q

c5

分别为泵 1 和泵 5 的流量 ;

D

1

和

D

2

分别为主 、

辅卷筒直径 ,它们随着卷取钢丝绳的层数而改变 ;

D

则是主卷筒卷取 1/ 3 钢丝绳时的直径 ;此时钢丝绳上的拉力为

F

;绳速为

v

F

;

M

E0

是绳长 1/ 3 处的标定

扭矩 ,

M

E0

=

FD/

2 . 这些参数由设计要求给定或根据设计要求算出来.

由于不同型号绞车的参数不同 ,所需要的加载泵也不相同. 为了便于计算 ,将绞车马达和减速箱视为

一个整体 ,作为当量的马达 ;将增速箱和加载泵视为一体 ,为当量加载泵. 正向卷取能量回收工况的简化图
如图 3 所示.

图

3

　正向卷取简化图

Fig. 3

　

Simplif ied diagram of positive coiling

　　图 3 中

q

Em

和 η

Em

分别是当量马达的当量排量和当量机械效率 ,

q

Em

=

q

m

i

1

,η

Em

= η

mm

η

m1

; 相应地 ,

q

Ep

和 η

Ep

分别是当量加载泵的当量排量和当量机械效率 ,

q

Ep

=

q

p

i

2

,η

Ep

= η

pm

η

m3

,

M

Em

是当量马达的输

出扭矩 ,即主卷筒上的扭矩 ;

M

Ep

是当量的加载泵的加载扭矩 ,即辅卷筒上的扭矩.

根据建立的数学模型 ,通过选取 、

计算 ,可以得到系统的主要参数 ,进而选取元件.

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　第

2

期

陆敏恂

,

等

:

能量回收绞车试验台液压系统研究