功率限制閥的設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)功率限制閥參數(shù)設(shè)定。系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表。

液壓系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

參數(shù)	參數(shù)值		參數(shù)	參數(shù)值
最大扭矩轉(zhuǎn)矩	4377		高速擋轉(zhuǎn)矩	2620
最大脫困轉(zhuǎn)矩	5225

刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)工作轉(zhuǎn)矩很大且空間位置有限，因此采用高壓系統(tǒng)，初定系統(tǒng)工作壓力24.5MPa，最大脫困轉(zhuǎn)矩5225kN·m，最高工作壓力29MPa，高速擋轉(zhuǎn)矩26ZOkN·m，此時(shí)馬達(dá)的排量300mL/r，系統(tǒng)壓力24.5MPa。

已知刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)的大齒圈減速比為i_c=5.94，以最大輸出轉(zhuǎn)矩要求確定減速器速比i_j= 51.42，額定輸出轉(zhuǎn)矩80kN·m，峰值輸出轉(zhuǎn)矩120kN·m，選用兩臺(tái)功率為315kW的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為l490r/min。額定工況下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率儲(chǔ)備按7%考慮，單泵的最大有效輸出功率為

                 P_p=(1-7%)P_{Mηmcηpmηpv}

    =93%×315×0.95×0.95×0.96=254(kW)

式中：P_M為電動(dòng)機(jī)輸出功率；η_mc為聯(lián)軸器機(jī)械效率η_pm為液壓泵的機(jī)械效率η_pv為液壓泵的容積效率。

采用功率限制閥進(jìn)行恒功率控制時(shí)，需要調(diào)定恒功率的起始?jí)毫秃愎β式Y(jié)束壓力。

1)確定恒功率的起始點(diǎn)。起始時(shí)，按低壓全流量考慮，則泵的進(jìn)出口壓差為

式中：Q_p為變量泵的排量；n_p為變量泵的轉(zhuǎn)速。

因?yàn)楸玫倪M(jìn)口壓力設(shè)定為p_i=2MPa，所以泵的出口壓力為p₀=14.2+2=16.2MPa，則馬達(dá)的進(jìn)口壓力為p_m=16.2MPa，故功率限制閥的起始?jí)毫φ{(diào)節(jié)為

p_ml=16.2MPa

2)確定恒功率結(jié)束點(diǎn)。最大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩4377kN·m時(shí)，系統(tǒng)工作壓力為24.5MPa，故設(shè)定功率限制閥的結(jié)束壓力調(diào)節(jié)為

p_m2=25MPa

(2)恒功率時(shí)刀盤(pán)最低轉(zhuǎn)速計(jì)算。由于液壓泵和液壓馬達(dá)的泄漏，計(jì)算刀盤(pán)轉(zhuǎn)速時(shí)需考慮液壓泵和液壓馬達(dá)的容積效率。

最大轉(zhuǎn)矩且變量泵恒功率時(shí)，液壓泵的進(jìn)出口壓差為p_m2-p_i=23MPa，則單泵排量為

脫困時(shí)，脫困轉(zhuǎn)矩為5225kN·m，系統(tǒng)工作壓力為29MPa，則單泵排量為

動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)關(guān)系如圖18所示。

低速擋時(shí)，液壓馬達(dá)排量為500mL/r，刀盤(pán)最低轉(zhuǎn)速為

式中：η_mv為液壓馬達(dá)的容積效率；Q_m為變量馬達(dá)的排量。

高速擋時(shí)，液壓馬達(dá)排量為300mL/r，刀盤(pán)最低轉(zhuǎn)速為

脫困時(shí)，液壓馬達(dá)排量為500mL/r，刀盤(pán)最低轉(zhuǎn)速為