機(jī)械畢業(yè)設(shè)計1250全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計直動式溢流閥的設(shè)計

畢 業(yè) 論 文 題 目：5全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計 直動式溢流閥的設(shè)計 學(xué) 院： 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成時間： 5全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計直動式溢流閥的設(shè)計摘要目前國內(nèi)外的裝載機(jī)廣泛采用液壓技術(shù)，可使整個裝載機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到提高。裝載機(jī)主要用于裝卸運(yùn)作業(yè)。本設(shè)計的主要內(nèi)容包括：工作裝置液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)和行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算；標(biāo)準(zhǔn)液壓元件的選擇計算；液壓系統(tǒng)的驗算；非標(biāo)件直動式溢流閥和動臂液壓缸的設(shè)計計算。行走機(jī)構(gòu)采用腳踏式操縱，先導(dǎo)控制的液控調(diào)速方式，使調(diào)速換向更為方便；工作裝置采用先導(dǎo)控制，使系統(tǒng)操作更加簡便；轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用方向盤轉(zhuǎn)向，運(yùn)用人機(jī)學(xué)，使駕駛室的布置更為合理，便于操縱。整個系統(tǒng)安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊和維修方便。關(guān)鍵詞：裝載機(jī)，液壓系統(tǒng)，液壓缸，直動式溢流閥 AbstractRecently, the loader uses the hydraulic technology widely to make the target of its technological economy improved. The loader is used to do loading and unloading operation. This design includes the following aspects: the calculation of the design of the hydraulic system of equipment, steering gear, and running gear; the calculation of the design of nonstandard direct-acting overflow valve and the moving armed hydraulic cylinder. The running gear uses pedal control and the method of piloted pilot-operated speed governing to make the speed governing and reversing gear done much easier. The equipment uses the indirect control to make system operation much easier. The steering gear uses the changing direction of steering wheel and ergonomics to make the arrangement of the cab more suitable and easier to control. The whole system is more safe and reliable, the structure of which is tighter knit, and it is convenient to maintain.Key words: loader, hydraulic system, hydraulic cylinder, direct-acting overflow valve目錄摘要IAbstractII前 言1第一章 全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理21.1設(shè)計依據(jù)21.1.1全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的主要特點(diǎn)21.1.2設(shè)計參數(shù)21.2全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理31.2.1行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)31.2.2工作裝置液壓系統(tǒng)61.2.3轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)8第二章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定102.1行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)若干問題102.1.1液壓泵參數(shù)的確定102.1.2液壓馬達(dá)的參數(shù)112.2鉸接式車架的計算載荷122.2.1兩缸軸線至鉸接點(diǎn)中心距離和行程確定122.2.2轉(zhuǎn)向泵流量152.2.3最小轉(zhuǎn)彎半徑162.3工作裝置液壓系統(tǒng)172.3.1活塞直徑和活塞桿直徑的確定172.3.2液壓缸流量的計算192.4原動機(jī)功率選擇計算202.4.1運(yùn)輸工況功率202.4.2插入工況功率21第三章 液壓元件的計算和選擇233.1液壓泵和液壓馬達(dá)的選擇233.1.1液壓泵的選擇233.1.2液壓馬達(dá)的選擇253.2控制元件的選擇253.2.1行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制元件的選擇253.2.2工作裝置液壓系統(tǒng)控制元件的選擇273.2.3轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制元件的選擇29第四章 液壓系統(tǒng)性能驗算314.1液壓輔件314.1.1計算油箱體積314.1.2計算油管直徑，選擇管子314.2驗算系統(tǒng)性能334.2.1驗算系統(tǒng)的壓力損失334.2.2溫升驗算36第五章 非標(biāo)準(zhǔn)液壓元件的設(shè)計385.1動臂液壓缸的設(shè)計385.1.1液壓缸的設(shè)計計算385.1.2液壓缸的作用能力、作用時間及儲油量的計算385.1.3液壓缸壁厚的計算405.1.4活塞桿的計算405.1.5液壓缸零件的連接計算425.2直動式溢流閥的設(shè)計455.2.1設(shè)計要求455.2.2主要結(jié)構(gòu)尺寸的初步確定455.2.3靜態(tài)特性計算475.2.4彈簧的設(shè)計計算48第六章 結(jié)束語52參考文獻(xiàn)53致謝54附錄55 第 58 頁 前 言一、研究或設(shè)計的目的和意義裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。該課題結(jié)合機(jī)械設(shè)計專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和我省工程機(jī)械的應(yīng)用及發(fā)展，對裝載機(jī)液壓系統(tǒng)作較深入的分析研究。根據(jù)設(shè)計依據(jù)及要求，完成裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計直動式溢流閥的設(shè)計，進(jìn)一步掌握液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法和步驟。通過畢業(yè)設(shè)計，使我們進(jìn)一步鞏固、加深對所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化；使我們獲得了從事科研工作的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)我們的獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用已學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)我們獨(dú)立獲取新知識的能力；培養(yǎng)我們在設(shè)計方案、設(shè)計計算、工程繪圖、實(shí)驗方法、數(shù)據(jù)處理、文件表達(dá)、文獻(xiàn)查閱、計算機(jī)應(yīng)用、工具書使用等方面的基本工作實(shí)踐能力；使我們樹立具有符合國情和生產(chǎn)實(shí)際的正確設(shè)計思想和觀點(diǎn)，樹立嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識、善于與他人合作的工作作風(fēng)。二、研究或設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢液壓技術(shù)式一門先進(jìn)的技術(shù)，特別是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展再次將液壓、技術(shù)推向前進(jìn)，發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)。目前國內(nèi)外的裝載機(jī)都采用液壓技術(shù)，可使整個裝載機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到提高，其發(fā)展趨勢是開發(fā)節(jié)能、高效、可靠、環(huán)保型產(chǎn)品，并研制無泄漏裝載機(jī)，微電子及機(jī)電液一體化技術(shù)將獲得越來越廣泛的應(yīng)用，安全性及舒適性是產(chǎn)品發(fā)展的重要目標(biāo)， 大型化與微型化仍是產(chǎn)品系列化的兩極方向，技術(shù)進(jìn)步、人才培養(yǎng)和售后服務(wù)將成為企業(yè)生存的三大關(guān)鍵內(nèi)在因素，集團(tuán)化、社會化與國際化是企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。三、主要研究或設(shè)計內(nèi)容，需要解決的關(guān)鍵問題和思路主要設(shè)計內(nèi)容包括：設(shè)計5全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)、直動式溢流閥和動臂液壓缸的設(shè)計、液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算、標(biāo)準(zhǔn)液壓組件的選擇計算、液壓系統(tǒng)的驗算、非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計計算等。需要解決的關(guān)鍵問題是液壓系統(tǒng)無極調(diào)速回路及液壓系統(tǒng)安全保護(hù)回路的設(shè)計?？梢酝ㄟ^綜合應(yīng)用已學(xué)的理論知識解決設(shè)計中的問題。 第一章 全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理1.1 設(shè)計依據(jù)1.1.1 全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的主要特點(diǎn)1、設(shè)計用于露天作業(yè)的前端式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)，該裝載機(jī)的工作裝置、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)均采用液壓傳動。2、行走機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。3、工作裝置、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)，采用單獨(dú)驅(qū)動。4、工作裝置為反轉(zhuǎn)連桿式。5、行走機(jī)構(gòu)為輪胎式。6、采用柴油機(jī)為動力。7、安全可靠、機(jī)構(gòu)緊湊、維修方便。1.1.2 設(shè)計參數(shù)1、額定斗容5。2、額定載重量10。3、軸距3.5。4、輪距2.8。5、機(jī)重24。6、工作裝置（1）、工作壓力1014；（2）、轉(zhuǎn)斗缸最大推力22；鏟斗卸載時間36；轉(zhuǎn)斗時間25；轉(zhuǎn)斗缸行程520；（3）、動臂缸最大推力20；動臂提升時間69；動臂下降時間36；動臂缸行程560。7、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（1）、工作壓力1014；（2）、最大轉(zhuǎn)向阻力矩2100；（3）、最大轉(zhuǎn)向角3040；（4）、鉸接兩車架從最左到最右偏轉(zhuǎn)角所需時間為36。8、行走機(jī)構(gòu)（1）、工作壓力1826；（2）、最大行走速度15；（3）、工作速度34；（4）、最大牽引力30；（5）、輪胎滾動半徑680；（6）、最大爬坡能力30。1.2 全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)包括行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)、工作裝置液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)三個部分，見圖1.1。1.2.1 行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)按其作用分為：主回路、補(bǔ)油和熱交換回路、調(diào)速和換向回路、主泵回零及制動回路、補(bǔ)油回路和壓力保護(hù)回路。1、主油路由兩個獨(dú)立的閉式回路組成。如圖1.2所示，斜軸式軸向柱塞變量泵5高壓油口前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9（后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10）斜軸式軸向柱塞變量泵5低壓油口。圖1.2 主油路2、補(bǔ)油和熱交換回路（1）、補(bǔ)油回路齒輪泵1分流閥21補(bǔ)油閥6斜軸式軸向柱塞變量泵5的低壓側(cè)。（2）、熱交換回路前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10排出的部分熱油梭閥 變速閥15（為圖示位）背壓閥26過濾器59油箱61。12調(diào)壓閥11 前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10的殼體過濾器60油箱61。注意：調(diào)壓閥22的開啟壓力調(diào)壓閥11的開啟壓力，才能實(shí)現(xiàn)正常的熱交換。（3）、調(diào)速和換向回路a、若腳踏先導(dǎo)閥17上位工作齒輪泵1分流閥21斷流閥20（圖示位）腳踏先導(dǎo)閥17上位液動閥25下端液動閥25閥芯上移，下位工作。先導(dǎo)泵3液動閥25下位變量液壓缸24下腔變量液壓缸24活塞桿伸出杠桿機(jī)構(gòu)斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角或斜軸式軸向柱塞變量泵5的流量或。若斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角方向改變，則斜軸式軸向柱塞變量泵5排油方向改變前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10的轉(zhuǎn)向改變實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)的前進(jìn)或后退。 b、若腳踏先導(dǎo)閥18上位工作齒輪泵1分流閥21斷流閥20腳踏先導(dǎo)閥18上位液動閥25上端液動閥25閥芯下移，上位工作。先導(dǎo)泵3液動閥25上位變量液壓缸24上腔變量液壓缸24活塞桿縮回杠桿機(jī)構(gòu)斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角或斜軸式軸向柱塞變量泵5的流量或。若斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角方向改變，則斜軸式軸向柱塞變量泵5排油方向改變前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10的轉(zhuǎn)向改變實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)的后退或前進(jìn)。 高速檔（變速閥15圖示位）c、通過變速閥15，可得兩檔車速 低速檔（變速閥15左位）（低壓控制油作用） 當(dāng)前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10為高速工況（即變速閥15為圖示位） 連通閥16左移，即是圖示位工作前后輪的油路連通； 當(dāng)前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10為高速工況（即變速閥15為左位）連通閥16右移，左位工作前后輪油路不通。（4）、主泵回零及制動回路調(diào)速閥27由離心調(diào)速器控制，離心調(diào)速器與發(fā)動機(jī)是用帶輪連接。離心調(diào)速器作用a、若外負(fù)載F，超過發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 調(diào)速閥27左移，右位工作（為圖示位）；b、液動閥25的控制油交替逆止閥19調(diào)速閥27油箱61；c、斜軸式軸向柱塞變量泵5擺角減小直到零位降低泵的輸出功率，避免發(fā)動機(jī)因過載而熄火；圖1.1 5立方全液壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)圖停車時，斷流閥20左位工作，則連通腳踏先導(dǎo)閥17和腳踏先導(dǎo)閥18隨動閥25上下端控制油與油箱61相通隨動閥25回到中位伺服變量機(jī)構(gòu)斜軸式軸向柱塞變量泵5缸體擺角回零，為零前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10制動。（5）、補(bǔ)油回路制動及超速吸空時，低壓油補(bǔ)油閥13前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10。（6）、壓力保護(hù)回路a、主回路高壓保護(hù) 系統(tǒng)的工作壓力過載閥7過載閥7開啟溢流。b、低壓保護(hù)調(diào)壓閥22控制補(bǔ)油壓力。c、油馬達(dá)背壓保護(hù)前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10排出的部分熱油調(diào)壓閥14背壓閥26過濾器60油箱61當(dāng)系統(tǒng)長時間不工作時，按下?lián)Q向閥8將斜軸式軸向柱塞變量泵5吸排油口相通前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)10不轉(zhuǎn)動裝載機(jī)不動。1.2.2 工作裝置液壓系統(tǒng)1、轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿伸出（1）、先導(dǎo)油路將轉(zhuǎn)斗先導(dǎo)閥37的手柄向左按下先導(dǎo)泵3單向閥29轉(zhuǎn)斗先導(dǎo)閥37左上位轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左端轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左位工作。（2）、主油路進(jìn)油路：工作泵2單向閥46轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿向外伸出。回油路：轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿腔油轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左腔過濾器55油箱61。2、轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿縮回（1）、先導(dǎo)油路將轉(zhuǎn)斗先導(dǎo)閥37的手柄向右按下先導(dǎo)泵3單向閥29轉(zhuǎn)斗先導(dǎo)閥37右上位轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右端轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右位工作。（2）、主油路進(jìn)油路：工作泵2單向閥46轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿縮回?；赜吐罚恨D(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔油轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右腔過濾器55油箱61。3、轉(zhuǎn)斗液壓缸52補(bǔ)油和過載保護(hù)補(bǔ)油：轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔或活塞桿腔吸空時，通過補(bǔ)油閥48補(bǔ)油。過載保護(hù)：轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔或活塞桿腔過載時，通過過載閥49開啟溢流。4、動臂液壓缸53舉升（1）、先導(dǎo)油路將動臂舉升先導(dǎo)閥38的手柄向右按下先導(dǎo)泵3單向閥29動臂舉升先導(dǎo)閥38右上位動臂舉升多路液動換向閥42左端動臂舉升多路液動換向閥42左位工作。（2）、主油路進(jìn)油路：工作泵2節(jié)流閥44單向閥43動臂舉升多路液動換向閥42左腔動臂液壓缸53活塞腔動臂液壓缸53舉升。回油路：動臂液壓缸53活塞桿腔油動臂舉升多路液壓換向閥42左腔過濾器55油箱61.5、動臂液壓缸53下降（1）、先導(dǎo)油路將動臂舉升先導(dǎo)閥38的手柄向左按下，按到左中位先導(dǎo)泵3單向閥29動臂舉升先導(dǎo)閥38左中位動臂舉升多路液動換向閥42右端動臂舉升多路液動換向閥42右位工作。（2）、主回路進(jìn)油路：工作泵2節(jié)流閥44單向閥43動臂舉升多路液動換向閥42右腔動臂液壓缸53活塞桿腔動臂液壓缸53下降?；赜吐罚簞颖垡簤焊?3活塞腔油動臂舉升多路液動換向閥42右腔過濾器55油箱61。6、動臂液壓缸53浮動將動臂舉升先導(dǎo)閥38的手柄向左按下，按到左上位先導(dǎo)泵3單向閥29動臂舉升先導(dǎo)閥38左上位液控單向閥51液壓單向閥51的液壓油逆向流動動臂液壓缸53的活塞桿腔和活塞腔與油箱61相通，進(jìn)出油都可以。7、動臂液壓缸53補(bǔ)油和過載保護(hù)補(bǔ)油：動臂液壓缸53活塞腔或活塞桿腔吸空時，通過液控單向閥51補(bǔ)油。過載保護(hù)：動臂液壓缸53活塞腔或活塞桿腔過載時，通過過載閥50開啟溢流。8、其他元件的作用調(diào)壓閥36的作用是調(diào)節(jié)減壓閥式先導(dǎo)操縱閥的操縱油的壓力。背壓閥39是使液動換向閥51具有背壓。當(dāng)發(fā)動機(jī)突然熄火時，動臂液壓缸53活塞腔的油通過單向閥41和節(jié)流閥40向動臂舉升先導(dǎo)閥38和轉(zhuǎn)斗先導(dǎo)閥37緊急供應(yīng)操縱油。9、工作泵（主泵）2過載保護(hù)當(dāng)轉(zhuǎn)斗液壓缸52和動臂液壓缸53不工作時，工作泵2油箱61；當(dāng)轉(zhuǎn)斗液壓缸52或動臂液壓缸53工作時，系統(tǒng)過載，工作泵2安全閥47油箱61。1.2.3 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)1、直線行駛方向盤不轉(zhuǎn)全液壓轉(zhuǎn)向器31處于中位（圖示位）液動主控制閥32處于中位（圖示位）轉(zhuǎn)向液壓缸54沒有液壓油通過裝載機(jī)直線行駛。轉(zhuǎn)向泵4定差溢流閥33油箱61。2、右轉(zhuǎn)彎（1）、先導(dǎo)油路順時針轉(zhuǎn)動方向盤螺桿軸向上移全液壓轉(zhuǎn)向器31上移全液壓轉(zhuǎn)向器31下位工作。先導(dǎo)泵3全液壓轉(zhuǎn)向器31下腔計量馬達(dá)進(jìn)口計量馬達(dá)出口液動主控制閥32左端（液壓主控制閥左位工作）液動主控制閥32中的先導(dǎo)閥口液動主控制閥32的右端全液壓轉(zhuǎn)向器31下位過濾器55油箱61。（2）、主油路進(jìn)油路：轉(zhuǎn)向泵4液動主控制閥32左腔轉(zhuǎn)向液壓缸54A活塞腔和B活塞桿腔裝載機(jī)向右轉(zhuǎn)彎。回油路：轉(zhuǎn)向液壓缸54A活塞桿腔和B活塞腔油液動主控制閥32左腔過濾器55油箱61。3、左轉(zhuǎn)彎（1）先導(dǎo)油路逆時針轉(zhuǎn)動方向盤螺桿軸向下移全液壓轉(zhuǎn)向器31下移全液壓轉(zhuǎn)向器31上位工作。先導(dǎo)泵3全液壓轉(zhuǎn)向器31上腔計量馬達(dá)進(jìn)口計量馬達(dá)出口液動主控制閥32右端（液壓主控制閥右位工作）液動主控制閥32中的先導(dǎo)閥口液動主控制閥32的左端全液壓轉(zhuǎn)向器31上位過濾器55油箱61。（2）主油路進(jìn)油路：轉(zhuǎn)向泵4液動主控制閥32右腔轉(zhuǎn)向液壓缸54B活塞腔和A活塞桿腔裝載機(jī)向左轉(zhuǎn)彎?；赜吐罚恨D(zhuǎn)向液壓缸54B活塞桿腔和A活塞腔油液動主控制閥32右腔過濾器55油箱61。4、其他液壓元件的作用液控主控制換向閥32、定差溢流閥33、安全閥34和梭閥35組成流量放大閥。梭閥35把液動主控制閥32的出口壓力引至定差溢流閥33的彈簧腔，液動主控制閥32的進(jìn)口壓力作用定差溢流閥33的另一腔，使得液動主控制閥32進(jìn)出口壓力差基本恒定，轉(zhuǎn)向液壓缸54的運(yùn)動速度進(jìn)取決于液動主控制閥32的閥口面積。5、過載保護(hù)當(dāng)先導(dǎo)泵工作時過載，先導(dǎo)泵3直動式溢流閥28過濾器56油箱61；當(dāng)工作裝置和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不工作時，先導(dǎo)泵3換向閥8（右位工作）過濾器56油箱61。轉(zhuǎn)向液壓缸54的高壓油梭閥35安全閥34過濾器55油箱61。 第二章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定2.1 行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)若干問題1、由設(shè)計要求知：最大行走速度=15 =（1-） （2-1）式中： 滑轉(zhuǎn)率，=0.030.05 ，取=0.04。則： 理論行駛速度=15.6252、理論行駛速度 =2=0.377 （2-2）式中： 驅(qū)動輪的滾動半徑（），=0.680；驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速（）。則： =60.9823、最大行駛速度發(fā)生在運(yùn)輸工況：最大牽引力產(chǎn)生在裝載機(jī)以作業(yè)速度插入料堆時。4、進(jìn)行牽引力和扭矩計算時應(yīng)考慮驅(qū)動輪的數(shù)目。2.1.1 液壓泵參數(shù)的確定 = （2-3）式中： 液壓泵的排量（）；液壓泵吸排油口壓力差（），由設(shè)計要求知其工作壓力為1826，取=25，其背壓為0.5，則=25-0.5=24.5=24.5；液壓泵的轉(zhuǎn)速（），取=1000=104.667；最大行駛速度（），=15 =4.167； 液壓泵與液壓馬達(dá)的總效率，取=0.8； 行走時的最大牽引力（），=+= + ； 滾動阻力()； 爬坡阻力()，一般小坡度可取=0.3； 滾動阻力系數(shù)，取f=0.03； 裝載機(jī)重量()，G=240000。 則 =39600注：由于系統(tǒng)是四輪驅(qū)動，采用的2個泵，所以計算時要除以2。液壓馬達(dá)的變速范圍，定量馬達(dá)=1，若采用變量泵系統(tǒng)，馬達(dá)的變速范圍=1。則： =8.044液壓泵的理論流量：=8.044=505.163液壓泵的功率：=210.4852.1.2 液壓馬達(dá)的參數(shù)液壓馬達(dá)的排量： （2-4）式中： 液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速（），=6.135；液壓馬達(dá)的機(jī)械效率，取=0.92；液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓力差（），=25-1=24=24；最大牽引力（），采用的是4馬達(dá)驅(qū)動，則：=19800。則： =6.098其液壓馬達(dá)的理論流量：= =224.211液壓馬達(dá)的扭矩：=198000.680=134642.2 鉸接式車架的計算載荷2.2.1 兩缸軸線至鉸接點(diǎn)中心距離和行程確定1、若取鉸接點(diǎn)為中心，則回轉(zhuǎn)力矩為： = （） （2-5）式中： 油液壓力（）； 、為油缸無活塞桿端和活塞桿端面積（）； 、為兩缸軸線在鉸接點(diǎn)中心的距離（）； 轉(zhuǎn)向角（）。 （2-6） （2-7）轉(zhuǎn)向力矩應(yīng)與轉(zhuǎn)向主力矩相平衡，最大阻力矩發(fā)生在四輪驅(qū)動原地轉(zhuǎn)向且轉(zhuǎn)向角最大時。2、行程： （2-8） （2-9） （2-10） （2-11）如圖2.1：取R=160，S=1200，h=460，則=69.027=1285.146由設(shè)計要求知：最大轉(zhuǎn)向角=3040，取=40圖2.1 鉸接式車架示意圖 =1317609.749=1147.872 = =1811272.299=1345.835則行程：=1345.835-1147.872=197.963查表得，取=200又由設(shè)計要求知：最大轉(zhuǎn)向力矩為2100，即=21000工作壓力為1014，取P=12=12； 轉(zhuǎn)向角，取。 =100.241 =85.500由=得出：=21000又知：，；初選時，由于P=12MP7 MP，查表得=0.7，=0.51即有 400.964+342=7400.964+3420.51=7575.384=7=0.012165788=12165.788 =124.490查表得：=125 =1250.7=87.5，查表得=80檢驗：由=125=12265.625 又由=80=7241.625 則：=22184.129 21000 ，符合條件即轉(zhuǎn)向液壓缸：=125，=80，行程=200。2.2.2 轉(zhuǎn)向泵流量 = （2-12）式中： 缸的作用面積（），雙缸時，=，為缸內(nèi)徑，為活塞桿外徑，初選時可取=0.7； =12265.625+7241.625=19507.25 =195.0725 活塞全行程（），=20； 兩車架從最左到最右偏轉(zhuǎn)所需的時間（），由設(shè)計要求知其所需的時間為36，取S=4.5； 缸的容積效率，取=0.85。即有 = =61199.216 61.22.2.3 最小轉(zhuǎn)彎半徑若O為前車架的鉸接中心，為軸距，為輪距，為前后輪的轉(zhuǎn)動中心，鉸接點(diǎn)O距前橋為，距后橋為。當(dāng)轉(zhuǎn)向角為時，前外轉(zhuǎn)彎半徑： = （2-13） = =+ （2-14） 后外輪轉(zhuǎn)彎半徑： = （2-15）= = =+ （2-16）當(dāng)鉸接點(diǎn)在中點(diǎn)，即=時：=+當(dāng)=時，=，前后輪轉(zhuǎn)彎半徑相等，得整體轉(zhuǎn)彎半徑的最小值。當(dāng)轉(zhuǎn)向角為最大，得到最小轉(zhuǎn)彎半徑。如圖2.2，由設(shè)計要求知： =3.5 ，=2.8 , =3040,取=40 。 則有： =+=6.2082.3 工作裝置液壓系統(tǒng)動臂液壓缸或轉(zhuǎn)斗液壓缸若采用2個時，則 （2-17） 式中： 機(jī)械效率，取=0.94;圖2.2 計算鉸接式裝載機(jī)轉(zhuǎn)向半徑示意圖2.3.1 活塞直徑和活塞桿直徑的確定1、動臂液壓缸：采用2個，則=100000 由設(shè)計要求知：工作壓力為1014，取=12=1210 背壓=1=110由于7， 取=0.7 即有： =則： =0.1086=108.6查表得：=110；=80。驗算： =102937.05100000，符合條件則動臂液壓缸活塞直徑：=110=11 活塞桿直徑： =80=82、轉(zhuǎn)斗液壓缸：采用2個，則=110000由設(shè)計要求知：工作壓力為1014，取=12=1210 背壓=1=110由于7，取=0.7 即有 = 則： =0.114=114查表得=125；=90。驗算： = =132803.5525110000 符合條件則轉(zhuǎn)斗液壓缸活塞直徑：=125=12.5 活塞桿直徑：=90=92.3.2 液壓缸流量的計算活塞桿外伸速度：= （2-18）活塞桿縮回速度： （2-19）式中： 缸的容積效率；取=0.851、動臂液壓缸：提升時間69，下降時間36，行程=560=70 =7 =112 =11.2即 =782.229=589.5812、 鏟斗液壓缸：鏟斗卸載時間36，轉(zhuǎn)斗時間25，行程=520=104=10.4=130 =13即 =1500.735=903.4402.4 原動機(jī)功率選擇計算2.4.1 運(yùn)輸工況功率 （） （2-20）式中： 產(chǎn)生最大速度時的驅(qū)動力（），=； 額定牽引力（），=； 機(jī)械的附著重量（），四輪驅(qū)動為機(jī)重，=240000； 額定附著系數(shù)，=0.450.55，取=0.5。 滾動阻力，=； 機(jī)重（），=240000； 滾動阻力系數(shù)，取=0.03。=2400000.5+2400000.03=127200 傳動系統(tǒng)的總效率，取=0.8；為轉(zhuǎn)向泵（空載）、工作泵（空載）消耗功率總和。 =12.240 =43.229 =+=12.240+43.229=55.469則 =+55.469=718.022 7182.4.2 插入工況功率 （2-21）式中： 裝載機(jī)插入時的原動機(jī)功率（）；最大插入阻力（），最大牽引力=+=198004=79200 裝載機(jī)自重（），=240000； 滾動阻力系數(shù)，=0.1； 道路坡度，上坡為正，下坡為負(fù)，=10；裝載機(jī)的插入速度，=0.81.1；考慮其他阻力系數(shù)，=1.201.25，取=1.225；泵到馬達(dá)的總效率，取=0.8。則 =79200=52800=80850=80.85 第三章 液壓元件的計算和選擇3.1 液壓泵和液壓馬達(dá)的選擇3.1.1 液壓泵的選擇1、齒輪泵1的選擇該齒輪泵的作用是給兩個閉式液壓回路補(bǔ)油和為兩個腳踏式減壓先導(dǎo)閥提供控制油液，其補(bǔ)油量為變量泵流量的，則流量=505.1632（）=101303。選用CB-B125齒輪泵，該泵的參數(shù)如表3.1：表3.1 CB-B125泵參數(shù)型號公稱排量/額定壓力/轉(zhuǎn)速/驅(qū)動功率/容積效率/重量/CB-B1251252.514506.509519.52、工作泵2的選擇由系統(tǒng)可知轉(zhuǎn)斗液壓缸和動臂液壓缸不是同時工作，即工作泵只要滿足其中耗油量最大的液壓缸即可，由計算得出轉(zhuǎn)斗液壓缸需要的液壓油高于動臂液壓缸，按轉(zhuǎn)斗液壓缸的需油量來選取。轉(zhuǎn)斗液壓缸的流量： =1500.7352=3001.47180考慮系統(tǒng)泄漏： （3-1）式中： 系統(tǒng)泄漏系統(tǒng)，一般=1.11.3，現(xiàn)取=1.2.則 =1.2180=216轉(zhuǎn)斗液壓缸的工作壓力，取系統(tǒng)的壓力損失，泵的額定壓力（1.251.6）（）15.6。選用CBG125齒輪泵，該泵的參數(shù)如表3.2： 表3.2 CBG125泵參數(shù)型號公稱排量/壓力/轉(zhuǎn)速/額定功率/容積效率/總效率/重量/額定最高額定最高CBG12512516202000250073.4928339.53、先導(dǎo)泵3的選擇該先導(dǎo)泵向行走機(jī)構(gòu)中的變量機(jī)構(gòu)液壓缸、工作裝置中的先導(dǎo)閥和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的全液壓轉(zhuǎn)向器提供壓力油，其流量70，壓力=2.5。選用CB-B50齒輪泵，該泵的參數(shù)如表3.3：表3.3 CB-B50泵參數(shù)型號排量/額定壓力/轉(zhuǎn)速/驅(qū)動功率/容積效率/重量/CB-B50502.514502.69411.04、轉(zhuǎn)向泵4的選擇由計算知轉(zhuǎn)向泵的流量=61.2，轉(zhuǎn)向液壓缸的工作壓力，取系統(tǒng)的壓力損失，泵的額定壓力（1.251.6）（）15.6。選用CB-31.5齒輪泵，該泵的參數(shù)如表3.4：表3.4 CB-31.5泵參數(shù)型號公稱排量/壓力/轉(zhuǎn)速/驅(qū)動功率/容積效率/總效率/額定最高額定最高CB-31.532.0216202000250019.6091825、斜軸式軸向柱塞變量泵5的選擇由計算知變量泵的流量為，工作壓力。選用A7V355EP斜軸式軸向柱塞泵，該泵的參數(shù)如表3.5：表3.5 A7V355EP泵參數(shù)型號壓力/排量/最高轉(zhuǎn)速/流量/1450功率/35轉(zhuǎn)矩/35重量/額定最高最大最小吸口壓力0.15A7V35535403550165058534019751653.1.2 液壓馬達(dá)的選擇由計算知馬達(dá)的流量，工作壓力，轉(zhuǎn)矩。選用NJM-G6.3內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)，該馬達(dá)的參數(shù)如表3.6：表3.6 NJM-G6.3馬達(dá)參數(shù)型號排量/壓力/最高轉(zhuǎn)速/最大轉(zhuǎn)矩/重量/額定最大NJM-G6.36.3253240288495243.2 控制元件的選擇3.2.1 行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制元件的選擇以控制元件在該油路中的壓力和流量為依據(jù)選擇控制元件的型號，如表3.7：表3.7 行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制元件型號和參數(shù)編號名稱選擇依據(jù)型號通徑/工作壓力/流量/備注壓力/流量/6補(bǔ)油閥2.5101S20A52031.51157過載閥25505DB32A3231.565011調(diào)壓閥25224DBD-202031.525013補(bǔ)油閥25505AJ32Y-H650F5032500開啟壓力=0.4，控制壓力表3.7（續(xù)）編號名稱選擇依據(jù)型號通徑/工作壓力/流量/備注壓力/流量/14調(diào)壓閥25224DBD-252531.535015變速閥2.5403WMM10A1031.510017和18腳踏式減壓先導(dǎo)閥2.5402TH6R620斷流閥2.5803WMM10B1031.510022調(diào)壓閥2.5115DBD-202031.525023調(diào)壓閥2.580DBD-101031.512026背壓閥251010AJ-H32b80F80321250開啟壓力=0.4，控制壓力27調(diào)速閥2.5802FRM10-21/50-50B1056、58和60過濾器2580ZU-H100X20S32100過濾精度20，重量12.657過濾器12600ZU-H630X10FS5332630過濾精度10，重量3659過濾器25ZU-H250X20FS3832250過濾精度20，重量2461油箱AB40-33-/2000S33st工作容量2086，重量590換向閥8的最大壓力，最大流量，自行設(shè)計；連通閥16的最大壓力，最大流量，自行設(shè)計；交替逆止閥19的最大壓力，最大流量，自行設(shè)計；分流閥21的最大壓力，最大流量，自行設(shè)計。3.2.2 工作裝置液壓系統(tǒng)控制元件的選擇以控制元件在該油路中的壓力和流量為依據(jù)選擇控制元件的型號，如表3.8：表3.8 工作裝置液壓系統(tǒng)控制元件型號和參數(shù)編號名稱選擇依據(jù)型號通徑/工作壓力/流量/備注壓力/流量/293941單向閥2.522S10A51031.530開啟壓力0.536調(diào)壓閥2.52YTF3-6B62調(diào)壓范圍0.56.3，重量0.937轉(zhuǎn)斗先導(dǎo)閥2.510DXS2.510最大壓力5，最大流量15，質(zhì)量62，控制范圍0.52.538動臂舉升先導(dǎo)閥2.010DXS2.510最大壓力5，最大流量15，質(zhì)量62，控制范圍0.52.0表3.8（續(xù)）編號名稱選擇依據(jù)型號通徑/工作壓力/流量/備注壓力/流量/40節(jié)流閥2.510MK8G1.2631.51542動臂舉升多路液動換向閥12100D32-OXXT25250質(zhì)量6243單向閥12100S30A5203031.5260開啟壓力0.544節(jié)流閥12100ALF3-F10B1016100最大工作壓力20，重量445轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥12224D32-OXXT25250質(zhì)量62表3.8（續(xù)）編號名稱選擇依據(jù)型號通徑/工作壓力/流量/備注壓力/流量/46 48單向閥12224S30A5203031.5260開啟壓力0.547安全閥12224DBD-H20P2031.525049過載閥12224DBD-H20P2031.525050過載閥12100DBD-H20P2031.525051液控單向閥2.510A1Y-H32b20L2032100開啟壓力=0.4，控制壓力52轉(zhuǎn)斗液壓缸12224HSGF-125/90E-481-252055過濾器12350ZU-400X20FS5032400過濾精度20，重量323.2.3 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制元件的選擇以控制元件在該油路中的壓力和流量為依據(jù)選擇控制元件的型號，如表3.9：表3.9 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制元件型號和參數(shù)編號名稱選擇依據(jù)型號通徑/工作壓力/流量/備注壓力/流量/30補(bǔ)油閥2.58S8A5831.518開啟壓力0.531全液壓轉(zhuǎn)向器2.58BZZ5-E8016排量80，轉(zhuǎn)速100，最大連續(xù)背壓1.6，最大轉(zhuǎn)向扭矩534安全閥1261DBD-H10P102012035梭閥12VSK120質(zhì)量0.01354轉(zhuǎn)向液壓缸1261HSGF-125/80E-481-2520液動主控制閥32的最大壓力，最大流量，自行設(shè)計；定差溢流閥33的最大壓力，最大流量，自行設(shè)計。 第四章 液壓系統(tǒng)性能驗算4.1 液壓輔件4.1.1 計算油箱體積行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，且所需的流量是整個系統(tǒng)中最大的，行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)、工作裝置液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)是單獨(dú)動作，其油箱的容積只要滿足行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的流量即可，即為行走液壓系統(tǒng)的1.5倍，則：=1.5505.16321520查表選用AB40-33-/2000BS33St型不帶支持腳的矩形油箱，其長寬高abc為：2.20.861.25，油面高度為： =0.80338油面高與油箱高之比：=0.6434.1.2 計算油管直徑，選擇管子 系統(tǒng)上一般管道的通徑按所連接元件的通經(jīng)選取，現(xiàn)只計算泵-馬達(dá)、泵-缸的管子的直徑，取管內(nèi)許用流速為=5。1、行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)管子的內(nèi)徑為： （4-1）=4.61=49.90 查表選用：508.5，材料：20鋼；供貨狀態(tài)：冷加工/軟（R）；=451；安全系數(shù)=4。驗算管子的壁厚： （4-2）=5.543 壁厚的選取大于驗算值。2、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)管子的內(nèi)徑為： （4-3）=4.61=16.50 查表選用：202.5，材料：20鋼；供貨狀態(tài)：冷加工/軟（R）；=451；安全系數(shù)=6。驗算管子的壁厚： （4-4）=1.60 壁厚的選取大于驗算值。3、工作裝置液壓系統(tǒng)管子的內(nèi)徑為： （4-5）=4.61=32.60 查表選用：404.5，材料：20鋼；供貨狀態(tài)：冷加工/軟（R）；=451；安全系數(shù)=6。驗算管子的壁厚： （4-6）=3.19 壁厚的選取大于驗算值。4.2 驗算系統(tǒng)性能4.2.1 驗算系統(tǒng)的壓力損失 工