大吨位运梁车计算书

一、HZY900型运梁车动力性能计算(V=3.4km/h时) 1.基本数据

1.发动机，共2台，功率2x400kW，转速2100rpm，每个发动机带2个变量泵（共4个），排量250ml/r。

2.冲洗阀流量30L/min（一个油泵用一个冲洗阀）

3.变量马达：车体共16轴，其中6个为主动轴，用24个变量马达驱动，每个马达最大排量80ml/r，最小排量30ml/r。对应马达排量设三个电控速度档：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。重载平道时用Ⅱ档16个80 ml/r马达和8个30 ml/r马达驱动，重载1.2%坡道、重载4%坡道时用Ⅲ档24个80ml/r马达驱动，空载平道和空载1.2%坡道、空载4%坡道时用Ⅰ档24个30ml/r马达驱动。

4.运梁车自重242t，载重900t。 5.爬坡能力：4%

6.轮边减速机速比：i=105.5 7.驱动轮驱动半径：重载时：0.778m 轻载时：0.870m 8.驱动扭矩如下表： 平道重载 4%重载坡道 平道空载 4%坡道空载 1.2%坡道重载 1.2%坡道空载 2.重载平道上计算

9.油泵实际最大供油量：Q=4×250×2100×0.95/1000=1995 l/min 10. 油泵实际最大供油量时马达实际转速：

nm＝1000Q·v/Vg＝1000×1995×0.95/1520＝1247 rpm

负载总阻力（kN） 419 876 94 191 556 123 负载总扭矩（kN.m） 326 681.5 81.8 166 432.6 107 马达数×排量=总排量（ml/r） 16×80+8×30=1520 24×80=1920 24×30=720 24×30=720 24×80=1920 24×30=720 电控档位 Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅰ Ⅲ Ⅲ 11.轮胎转速：n1= nm /i=1247/105.5=11.82 rpm

12.走行速度：V=2πr n1·60/1000=2π×0.778×11.82×60/1000=3.47km/h 13.发动机功率计算

①.1个马达需要输出扭矩：

1680=0.842

1680830830 30ml/r马达扭矩分配系数：k2==0.158

1680830 80ml/r马达扭矩分配系数：k1=

1个80ml/r马达需要输出扭矩：（减速机效率η=0.9） T1=

1100032611000T·k1·=×0.842×=180.7Nm

16105.516ηi1个30ml/r马达需要输出扭矩： T2=

1100032611000T·k2·=×0.158×=67.8Nm

8105.58ηi②.1个马达的实际流量 1个80ml/r马达实际流量：

qv1=Vg·nm /(1000ηv)=80×1247/(1000×0.95)=105 l/min 1个30ml/r马达实际流量：

qv2=Vg·nm /(1000ηv)=30×1247/(1000×0.95)=39.4 l/min ③.马达压差 △P(取η④.据：△P·Q·η

mb=0.9)

mb=△P·nm·qv·ηmb=2π

mb)

·nm·T

⑤.得：△P=2π·T/( qv·η

80 ml/r马达压差: △P1=2π×180.7/(80×0.9)=15.8MPa 30 ml/r马达压差: △P2=2π×67.8/(30×0.9)=15.8MPa

⑥发动机功率（管路损失10bar，泵压差P=16.8 MPa，分动箱与泵的效率为η=0.95×0.92=0.88）

N总=P·Q/η，P=16.8 MPa, Q=1995 l/min

三（1）.重载1.2%坡道上计算（马达排量24×80ml/r） 1.一个马达需要的最大扭矩：（减速机效率η=0.9） 1=

1000432.61000T==189.8 Nm 24105.524ηi 2. 马达压差 △P(取η

据：△P·Q·η

mb=0.9)

mb=△P·nm·qv·ηmb=2π

mb)= 2π

·nm·T

得：△P=2π·T/( qv·η×189.8/(80×0.9)=16.56 MPa

3.油泵能提供的供油量Q

据N总=P·Q/η, P=17.56 MPa, η=0.88, Q=1995 l/min 得N总=17.56×1995/(60×0.88)=663.6kW 每台发动机功率 N=654/2=332 kW 4.马达转速

nm =1000 Q·ηv/24 Vg=1000×1995×0.95/(24×80)=987rpm 5.轮胎转速：n1= nm/i=987/105.5=9.36 rpm

6.走行速度：V=2π·r·n1·60/1000=2π×0.778×9.36×60/1000=2.75km/h 考虑发动机还需带其它齿轮泵并需自身散热及发电等，另加70kW辅助功率，每台发动机总功率为400kW，并按发动机分给闭式系统的最大功率660kW对其它工况（档位）进行参数匹配。

三（2）.重载4%坡道上计算（马达排量24×80ml/r，泵减小排量工作） 1.一个马达需要的最大扭矩（减速机效率η=0.9）

T1=

1000681.51000T==299.1 Nm 105.524ηimb=0.9)

2. 马达压差 △P(取η 据：△P·Q·η

mb=△P·nm·qv·ηmb=2π·nm·T

得：△P＝2π·T/(qv ·mb)= 2π×299.1/(80×0.9)=26.1 MPa

3.油泵能提供的供油量Q(由于泵在部分排量时效率降低取分动箱与泵的效率为

=0.950.88=0.85)

据：N=P·Q/,P=27.1MPa, =0.85,N=660kW 得：Q=60·N·/P=606600.85/27.1=1242 l/min

所以在此工况下要限制（司机手柄）泵的排量,否则柴油机功率不够： 每台泵的流量Q1=Q/4=1242/4=310.5 l/min

每台泵的排量qv=Q1/(n·v)=310.5/(21000.95)=156ml/r

4.马达转速

nm=1000Q·v /24vg=100012420.95/(2480)=615rpm 5.轮胎转速：n1= nm /i=615/105.5=5.829rpm

6.走行速度:V=2πrn1·60/1000=2π0.7785.82960/1000=1.71 km/h 四.空载平道上计算（马达排量2430ml/r） 1.一个马达需要的最大扭矩（减速机效率=0.9） T1=

100081.81000T==35.9Nm 24105.50.924ηi2.马达差压△P（取mb=0.8）

据：△P·Q·mb=△P·nm·qv·mb=2π·nm·T

得：△P=2π·T/(qv·mb)= 2π35.9/(300.8)=9.4MPa 3.油泵能提供的供油量Q

发动机转速为2100rpm时油泵能提供的最大供油量Q=1995 l/min,按此计算。 4.马达转速

nm =1000Q.v/24vg=100019950.95/(2430)=2632.3rpm。 5.轮胎转速：n1= nm /i=2632.3/105.5=24.95rpm。

14.速度：V=2πrn1.60/1000=2π0.8724.9560/1000=8.18km/h。 15.发动机理论功率:据N=P·Q/,P=10.4MPa, =0.88, 16.N=P·Q/=10.41995/(600.88)=393kw。

每台发动机功率N=393/2=196.5kw,此时发动机负荷率较低。 五.（1）.空载1.2%坡道上计算（马达排量2430ml/r） 1.一个马达需要的最大扭矩（减速机效率=0.9） T1=

10001000T==47Nm 24105.50.924ηi2.马达压差△P（马达在小排量时效率较低取mb=0.8） 据：△P·Q·mb=△P·nm·qv·mb=2π·nm·T

得：△P=2π·T/(qv·mb)= 2π47/(300.8)=12.3MPa 3.油泵能提供的供油量Q

发动机转速为2100rpm时油泵能提供的最大供油量Q=1995 l/min,按此计算。 4.马达转速

nm =1000Q·v/24vg=100012420.95/(2430)=2632.3rpm. 5.轮胎转速：n1= nm /i=2632.3/105.5=24.95rpm。

6.走行速度：V=2πrn1.60/1000=2π0.8724.9560/1000=8.18km/h 7.发动机理论功率:据N=P·Q/,P=13.3MPa, =0.88, N=P·Q/=13.31995/(600.88)=502.5kw。

每台发动机功率N=502.5/2=251.3kw,此时发动机负荷率较低. （2）.空载4%坡道上计算（马达排量2430ml/r） 1.一个马达需要的最大扭矩（减速机效率=0.9） T1=

10001000T==72.8Nm 24105.50.924ηi2.马达压差△P（马达在小排量时效率较低取mb=0.8） 据：△P·Q·mb=△P·nm·qv·mb=2π· nm·T

得：△P=2π·T/(qv·mb)= 2π72.8/(300.8)=19.1MPa 此时如果泵满排量工作则发动机超载。 3.油泵能提供的供油量Q

据N=P·Q/,P=10.4MPa, =0.88,

发动机转速为2100rpm时油泵能提供的最大供油量： Q=60·N·/P=606600.88/20.1=1734 l/min 每台泵的流量Q1=Q/4=1734/4=433.5 l/min

每台泵的排量qv=Q1/(n·v)=433.51000/(21000.95)=217ml/r 4.马达转速

nm=1000Q·v/24vg=100017340.95/(2430)=2288rpm.

5.轮胎转速：n1=nm/i=2288/105.5=21.68rpm。

6.走行速度：V=2πrn1·60/1000=2π0.8721.6860/1000=7.11km/h 7. 发动机理论功率：N=P·Q/=20.11734/(600.88)=660kw。 每台发动机功率N=660/2=330kw,此时发动机满负荷率。 六.计算结果

泵压系统压泵最大排量qmax(ml/r) 马达排量ml/r 1680+8马达转速走行速度理论功率kw 选用功率kw 差bar 力bar 193 rpm km/h 重载平道 重载1.2%坡道 空载平道 空载1.2%坡道 重载4%坡道 空载4%坡道

168 250 30 1247 3.47 2318 176 201 250 2480 987 2.75 2332 104 129 250 2430 2632 8.18 2197 133 158 250 2430 2632 8.18 2251 2400 271 296 156 2480 624 1.71 2330 201 226 217 2430 2288 7.11 2330 二、YL900型运梁车走行轮动力驱动选型与计算 1.运梁车主要性能参数

额定载重： 900000kg 自重： 242000kg

轮轴数： 16 轮数： 16×4 轮距： 1900mm 轮距： 1000/5100mm 运行速度：

重载： 0—3.4km/h 空载 0—8km/h 爬坡能力： 40‰ 驱动轮轮数： 6×4 驱动轮驱动半径：

重载： 777mm 空载： 870mm 单轮最大静载荷： 178.5kN 2.运行阻力矩计算：

运梁车在直线上重载运行时，主要有滚动阻力，坡道阻力，风阻力，加速阻力。 1.1滚动阻力Wg：

Wgf0.035(9000+2420)=399.7(kN) 式中：f—滚动摩擦阻力系数 1.2坡道阻力Wi：

Wisin

=（9000+2420）×40‰ =456.8（kN） 1.3加速阻力Wj：

Wj1v(90002420)3500==18.88(kN)

9.8603600gt=(9000+2420) ×40

式中：t—启动时间（t=60s） v—运行速度（v=3500m/h）

1.4风阻力Wf：

KF(1.6q)0.6301.60.25KFV2==0.56(kN) Wf=

3.623.623.6式中：K—阻力系数（0.5-0.7） q—风压（250N/m2） F—迎风面积：（30 m2）

v—风速（v2=1.6q；m/s）

1.5 总的运行阻力WR 1.5.1 上坡运行时：

W

RWgWiWjWf

=399.7+456.8+18.88+0.56

=876 (KN)

1.5.2平道运行时：

W

/RWgWjWf

=392+18.52+0.56

=419 (KN) 1.6运行阻力矩MR 1.6.1 重载上坡运行时：

M

RWRRd

=876×0.778

=681.528 (KN·m)

1.6.2 重载平道运行时：

M

/RW/RRd

=419×0.778

=326 (KN·m)

2、直道上空载运行： 2.1滚动阻力Wg：

WgfG =0.035×2420

=84.70 (KN)

2.2坡道阻力Wi：

WiGsin =2420×40‰

=96.8 (KN)

2.3加速阻力Wj：

Gvgt

2420800019.15(KN)9.8603600Wj式中：t—启动时间（t=60s） V—运行速度（v=8000m/h） 2.4风阻力Wf：

KFv2Wf3.62KF(1.6q)0.6101.60.25

3.623.620.185(KN)式中：K—阻力系数（0.5-0.7）

q—风压（250N/m2）

F—迎风面积：（10 m2）

v—风速（v=1.6q；m/s）

2

2.5总的运行阻力WR: 2.5.1上坡运行时：

WRWgWiWjWf

=84.7+96.8+9.15+0.185 =190.84 (KN)

2.5.2平道运行时：

W/RWgWjWf

=84.7+9.15+0.185 =94.035 (KN) 2.6运行阻力矩MR 2.6.1 上坡运行时：

M

RWRRd

=190.84×0.87

=166 (KN·m)

2.6.2 平道运行时：

M

/RW/RRd

=94.035×0.87

=81.81 (KN·m)

3.驱动油马达、减速机选型 3.1重载运行时，驱动轮的转速：

nkv2Rd

3500123.140.77860

=11.94 （r/min） 3.2减速机型号及性能参数： 型号：GFT60T3

速比：i=105.5

传递扭矩：Tmax=60000 N·m 制动力矩：

允许选配液压马达型号：A2FE;A6VE 重量：230Kg

3.3驱动马达选型与输出扭矩和转速： 3.3.1驱动马达型号选择：

型号：A6VE80EZ/63W-V

3.3.2马达输出扭矩： 工作压力： △p=32MPa时：

T1TKPmk =1.27×320×0.85 =345 N·m 式中：Tk—扭矩常数（Nm/bar） ηmk—机械-液压效率 工作压力△p=20MPa时：

T1/TKPmk =1.27×200×0.85 =216 N·m 3.3驱动马达输出转速：

n=nk·I =11.94×105.5

=1260 （r/min）

4.驱动力矩校核： 4.1重载平直路上运行时： 4.1.1单个驱动轮的阻力矩：

M/RMmk/R32613.58(KNm) 24式中：mk—驱动轮数（mk =24） 4.1.2减速机驱动力矩：（△p=20MPa）

MkT1/im0.216105.50.90

20.5(KNm)式中：ηm—减速机传动效率

/计算结果：MkMR

4.2在重载坡道上运行时：

4.2.1单个驱动轮的阻力矩：

MR

MmkR681.52828.40(KNm) 24式中：mk—驱动轮数（mk =24）

4.2.2减速机驱动力矩：（△p=32MPa）

MkT1im0.345105.50.90

32.76(KNm)式中：ηm—减速机传动效率 计算结果：MkMR 4.3空载运行时：

4.3.1上坡运行时，单个驱动轮的阻力矩：

MRMmk/R16613.83(KNm) 12式中：mk/—空载运行时驱动轮数（mk/=12） 4.3.2平道上运行时，单个驱动轮的阻力矩：

M/RMmk//R81.816.82(KNm). 124.3.3驱动力矩校验：

空载运行时，马达工作压力△p=20MPa，单轮驱动力矩Mk20.5KNm，则

驱动力矩大于运行阻力矩。 5.附着力校验： 5.1重载上坡运行：

已知作用于单个驱动轮上的阻力矩：

MR28.40KNm

则，作用于单个轮上的圆周力：

PkmaxMR28.4036.50(KN) rk0.778作用于单个轮上的附着力：

FfG0.7178.5 125(KN)则，FPkmax；不会打滑。 5.2空载上坡运行：

已知作用于单个驱动轮上的阻力矩：

MR13.83KNm

则，作用于单个轮上的圆周力：

PkmaxMR13.8315.90(KN) rk0.87作用于单个轮上的附着力：

FfG2420 640.737.81250.726.47(KN)则，FPkmax；不会打滑。