礦用越野車傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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礦用越野車傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
礦用越野車傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要:礦用越野車主要用于井下人員運(yùn)輸,整車采用整體式車架,四輪轉(zhuǎn)向減小了轉(zhuǎn)彎半徑,提高設(shè)備的靈活性,本車傳動系統(tǒng)采用靜液壓無級變速,爬坡速度快,提高了井下人員的作業(yè)效率,是未來坡道人員運(yùn)輸?shù)拈_展趨勢。關(guān)鍵詞:礦用越野車;靜液壓傳動;濕式多盤制動器;變量泵;變量馬達(dá)礦用越野車采用整體式車架,前、后橋采用礦用專用轉(zhuǎn)向橋,四輪轉(zhuǎn)向,驅(qū)動橋制動器為濕式多盤制動器,極大提高了車輛制動的可靠性、平安性,傳動系統(tǒng)采用變量泵加變量馬達(dá)靜液壓傳動,變速范圍大,為無級變速,發(fā)動機(jī)整個速度范圍內(nèi)變量泵和變量馬達(dá)效率高,降低了燃油消耗,而且此車較傳統(tǒng)的車輛爬坡速度快,大大縮短了車輛在井下人員運(yùn)輸?shù)臅r間,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)頻率高,減少礦山采購本錢。1牽引力計(jì)算:車重m=9000kg,G=90kN,井下最大坡度14°,按=17°設(shè)計(jì),加速度取a=0.2m/s2,滾動阻力系數(shù)f=0.025,地面摩擦系數(shù)f2=0.6。另外需保證10度坡爬坡速度20km/h。因井下車輛速度較慢迎風(fēng)阻力可以忽略不計(jì)。2發(fā)動機(jī)功率確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷系數(shù)。發(fā)動機(jī)負(fù)荷系數(shù)??紤]轉(zhuǎn)向、制動系統(tǒng)消耗功率約10kW。綜上選用康明斯B系列水冷194kW發(fā)動機(jī)。3變量泵、變量馬達(dá)的排量選擇1馬達(dá)排量選擇:橋選用DANA,212橋,主減速比i1=2.7,輪邊速比i2=6,P液壓系統(tǒng)壓差,單位bar;V馬達(dá)排量,單位ml;mh=0.95馬達(dá)機(jī)械效率,vol=0.90馬達(dá)容積效率;R=0.5m輪胎滾動半徑;柱塞泵、馬達(dá)一般額定壓力在420bar,為保證元件壽命持續(xù)工作壓力系數(shù)一般取0.6,因礦山建設(shè)最大坡度=14°,此處計(jì)算按=17°所以預(yù)選壓力系數(shù)稍微放大一些取0.75,所以P液壓系統(tǒng)壓差范圍為,315bar。Fmax=1.59*P*V*mh*10-5*i1*i2/R此處按坡度=17°計(jì)算得V=196ml,根據(jù)樣本選擇排量210ml馬達(dá)。反推計(jì)算壓差P=295bar,工作壓力系數(shù)為0.7。如果按礦山最大建設(shè)坡度=14°計(jì)算壓差P=251bar,工作壓力系數(shù)為0.5958,綜上馬達(dá)排量選擇合理。2泵排量選擇:變量泵加變量馬達(dá)傳動系統(tǒng),馬達(dá)排量變化時從最大變小,泵由小變大,所以泵是完全可以提供P=295bar,為保證發(fā)動機(jī)使用過程不熄火,選擇最大功率點(diǎn)扭矩,根據(jù)選擇的發(fā)動機(jī)最大功率點(diǎn)的扭矩為757Nm2200rpm。Mb=1.59*P*V/100mhmh取0.92計(jì)算得V=148ml,根據(jù)泵的排量變化,所以泵排量選擇比計(jì)算的要大一些,根據(jù)樣本選擇V=165ml。4牽引曲線及泵、馬達(dá)排量壓力變化過程曲線以上1-3計(jì)算為車輛初步計(jì)算,主要為了確定發(fā)動機(jī)功率,泵、馬達(dá)排量,整個變化過程比擬復(fù)雜無法每個點(diǎn)計(jì)算,此種發(fā)動機(jī)油門控制系統(tǒng)目前還需依賴進(jìn)口,元件廠商需要根據(jù)發(fā)動機(jī)曲線軟件匹配,匹配結(jié)束后還要上試驗(yàn)臺進(jìn)行調(diào)試。5結(jié)論目前整車已經(jīng)完成測試,各項(xiàng)指標(biāo)滿足井下使用要求,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)銷售,井下靜液壓傳動系統(tǒng)效勞車的誕生豐富了公司產(chǎn)品品種,為客戶提供更多的選擇余地。參考文獻(xiàn):【1】張光裕.工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1986.【2】余志生.汽車?yán)碚揗.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2021.【3】姚懷新.行走機(jī)械液壓傳動與控制M.西安:人民交通出版社,2021.【4】HoumanHatami,HydraulicFormulary,RexrothBoschGroup,2021.【5】王意.車輛與行走機(jī)械的靜液壓驅(qū)動M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2021.