功率限制閥的設計計算

(1)功率限制閥參數(shù)設定。系統(tǒng)主要設計技術參數(shù)見下表。

液壓系統(tǒng)主要設計參數(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

刀盤驅(qū)動工作轉(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，此時馬達的排量300mL/r，系統(tǒng)壓力24.5MPa。

已知刀盤驅(qū)動的大齒圈減速比為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，選用兩臺功率為315kW的電動機，轉(zhuǎn)速為l490r/min。額定工況下驅(qū)動電動機功率儲備按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為電動機輸出功率；η_mc為聯(lián)軸器機械效率η_pm為液壓泵的機械效率η_pv為液壓泵的容積效率。

采用功率限制閥進行恒功率控制時，需要調(diào)定恒功率的起始壓力和恒功率結束壓力。

1)確定恒功率的起始點。起始時，按低壓全流量考慮，則泵的進出口壓差為

式中：Q_p為變量泵的排量；n_p為變量泵的轉(zhuǎn)速。

因為泵的進口壓力設定為p_i=2MPa，所以泵的出口壓力為p₀=14.2+2=16.2MPa，則馬達的進口壓力為p_m=16.2MPa，故功率限制閥的起始壓力調(diào)節(jié)為

p_ml=16.2MPa

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

p_m2=25MPa

(2)恒功率時刀盤最低轉(zhuǎn)速計算。由于液壓泵和液壓馬達的泄漏，計算刀盤轉(zhuǎn)速時需考慮液壓泵和液壓馬達的容積效率。

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

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

動力系統(tǒng)的傳動關系如圖18所示。

低速擋時，液壓馬達排量為500mL/r，刀盤最低轉(zhuǎn)速為

式中：η_mv為液壓馬達的容積效率；Q_m為變量馬達的排量。

高速擋時，液壓馬達排量為300mL/r，刀盤最低轉(zhuǎn)速為

脫困時，液壓馬達排量為500mL/r，刀盤最低轉(zhuǎn)速為