运梁小车设计计算

一、运梁车走行轮动力计算

1 运梁车主要性能参数

运梁车运行时，主要有滚动阻力、坡道阻力、风阻力和加速度阻力。

其中，滚动阻力

                                            (1)

f —滚动摩擦阻力系数，取0.035

G—整车重力/KN

坡道阻力

                                           (2)

—坡度(在时，认为)

加速度阻力

                                            (3)

v —运行速度/km/h

t —启动时间，取 t=60s

风阻力

                                        (4)

K —阻力系数，取K=0.6

q —风压（250N/m2）

F —迎风面积

—风速 vf2=1.6q：m/s

坡道运行阻力

                              (5)

直道运行阻力：

                                  (6)

坡道运行阻力矩

                                     (7)

直道运行阻力矩

                                      (8)

R —驱动轮半径/m

取轻载、重载三种工况下分析运梁车驱动力，按空载时车速8km/h,重载时车速3km/h，公式(1)~(8)代入数据，计算结果如下表：

1.基本数据

(1) 发动机，共2台，功率440KW, 转速2100rpm，每个发动机带2个闭式变量泵(共4个)，排量250ml/r，1个开始变量泵(共2个)，排量190ml/r。

(2) 驱动车轮半径：重载时：0.50m；空载时：0.56m

(3) 闭式泵实际最大供油量，取效率0.95

Q=4×250×2100×0.95/1000=1995 L/min

(4) 闭式泵实际最大供油量，取效率0.95

Q`=2×190×2100×0.95/1000=758.1 L/min

2.驱动系统计算

车体共20轴，其中6个为主动轴，用24个变量马达驱动。为满足不同工况下要求，对应马达排量设三个电控速度挡如下：

    马达转速为(取=0.95):

                              (9)

轮胎转速为(i为传动比)：

                                          (10)

行走速度： 

                            (11)

Vgmax马达扭矩分配系数(N1为该排量马达个数)：

                                 (12)

Vgmin马达扭矩分配系数：

                                     (13)

单个马达输出转矩(T为负载总扭矩，取=0.9)

Vgmax马达所需输出扭矩：

                             (14)

Vgmin马达所需输出扭矩：

                         (15)

单个马达实际流量

Vgmax马达实际流量

                        (16)

Vgmin马达实际流量

                                (17)

马达压差 (取=0.9)

                                     (18)

Vgmax马达压差：                  (19)

Vgmin马达压差：                  (20)

发动机功率，设压力损失0.1MPa，取=0.9

                                    (21)

3.驱动性能计算

马达-减速机选型：GFT36T3B79-09 + A6VE80EP2/63W

    根据公式(9)~(21)，分析6种工况，代入数据分别计算系统驱动性能，计算结果如下表：

三、运梁车工作组件设计计算

1. 基本参数

运梁车工作组件分转向、悬挂、支腿、驾驶室旋转、辅助支撑5个子系统。转向系统每半轴转向，共40个转向液压缸，转向力150KN，采用活塞杆；悬挂采用40个柱塞缸，每半轴静载荷为11420/40=285KN,取400KN；支腿前后各两个，共4个，喂梁时提供支撑力，负载力150KN，采用活塞缸。驾驶室旋转使用活塞缸，辅助支撑过隧道时使用，采用4个活塞缸，负载力2500KN。

2. 设计计算

(1)转向、支腿与驾驶室摆动系统

液压缸无杆腔提供压力

                                 (21)

液压缸无杆腔提供压力

                                 (22)

根据负载力F要求，设计转向、支腿、驾驶室系统液压缸及系统压力如下：

悬挂系统实现梁车或梁的垂直运动，且可在重力作用下实现液压缸回程，选用柱塞缸。

根据公式：

                                 (23)

设计悬挂液压缸与系统压力如下

辅助支撑系统实现梁的垂直运动。

根据负载力要求，依据公式（21）、（22）设计辅助支撑系统液压缸及系统压力如下：