2166 T30履帶推土機(jī)整機(jī)的設(shè)計(jì),t30,履帶,推土機(jī),整機(jī),設(shè)計(jì)
第 1 頁(yè)T30 履帶推土機(jī)整機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要推土機(jī)是土方工程機(jī)械的一種主要機(jī)械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因?yàn)檩喬ナ酵仆翙C(jī)較少。本文主要講述履帶式推土機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理。 推土機(jī)產(chǎn)品種的開(kāi)發(fā)拓展，既要滿(mǎn)足不同工況條件的工作適應(yīng)性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱(chēng)互換性），這就為廣大用戶(hù)使用維修帶來(lái)極大的方便。為方便用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)配件，生產(chǎn)廠都保留了日本小松公司的零部件編號(hào)，只有改型中自行設(shè)計(jì)的零部件，才冠以自己廠家的編號(hào)。 履帶式推土機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機(jī)罩等組成。其中，機(jī)械及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)又包括液力變矩器、聯(lián)軸器總成、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、中央傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器、終傳動(dòng)和行走系統(tǒng)等。本文將重點(diǎn)介紹上述傳動(dòng)系統(tǒng)中的液力變矩器、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其液壓系統(tǒng)的故障及排除。關(guān)鍵字：推土機(jī) 履帶推土機(jī) 推土機(jī)械 推土機(jī)整機(jī) T30第 2 頁(yè)AbstractEarthwork bulldozer machinery is one of the main machinery, by way of walking tracks and is divided into two types of rubber-tyred. Because less rubber-tyred bulldozers. This article focuses on the structure of crawler-type bulldozers and working principle. Bulldozers to expand product development of species, it is necessary to meet the needs of different working conditions of the work of adaptation, but also with the basic components to maintain the maximum commonality (or interchangeability), which for the majority of users will have an extremely maintenance Great convenience. To facilitate the purchase of spare parts, production facilities have retained parts of Komatsu, Japan ID, only the modified parts of their own design, only the number of manufacturers known as their own. Tracked by bulldozer engine, drive system, the working device, electrical parts, such as driver's cab and hood components. Among them, mechanical and hydraulic drive system also includes torque converter, coupling assembly, planetary gear-type power-shift transmission, the central transmission, steering clutches and steering brakes, final drive and running systems. This article focuses on the above-mentioned transmission system in the torque converter, planetary gear-type power-shift transmission, steering clutches and steering brakes structure, working principle and its hydraulic system and rule out the possibility of failure. Keyword: the introduction of machines tracked the introduction of machines the introduction of machinery the introduction of whole machine T30第 3 頁(yè)第 1 章 緒 論推土機(jī)是土方工程機(jī)械的一種主要機(jī)械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因?yàn)檩喬ナ酵仆翙C(jī)較少。本文主要講述履帶式推土機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理。 功率大于120KW 的履帶式推土機(jī)中，絕大多數(shù)采用液力-機(jī)械傳動(dòng)。這類(lèi)推土機(jī)來(lái)源于引進(jìn)日本小松制作所的 D155 型、D85 型、D65 型三種基本型推土機(jī)制造技術(shù)。國(guó)產(chǎn)化后，定型為 TY320 型、TY220 型、TY160 型基本型推土機(jī)。為了滿(mǎn)足用戶(hù)各種使用工作況的需求，我國(guó)推土機(jī)生產(chǎn)廠家在以上三個(gè)基本型推土機(jī)的基礎(chǔ)上，拓展了產(chǎn)品品種，形成了三種系列的推土機(jī)。TY220 型推土機(jī)系列產(chǎn)品，包括 TSY220 型濕地推土機(jī)、TMY220 型沙漠推土機(jī)、TYG220 型高原推土機(jī)、TY220F 型森林伐木型推土機(jī)、TSY220H 型環(huán)衛(wèi)推土機(jī)和 DG45 型吊管機(jī)等。TY320 型和 TY160 型系列推土機(jī)也在拓展類(lèi)似的系列產(chǎn)品。TY160 系列中還有 TSY160L 型超濕地推土機(jī)和 TBY160 型推扒機(jī)等。 推土機(jī)產(chǎn)品種的開(kāi)發(fā)拓展，既要滿(mǎn)足不同工況條件的工作適應(yīng)性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱(chēng)互換性），這就為廣大用戶(hù)使用維修帶來(lái)極大的方便。為方便用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)配件，生產(chǎn)廠都保留了日本小松公司的零部件編號(hào)，只有改型中自行設(shè)計(jì)的零部件，才冠以自己廠家的編號(hào)。 履帶式推土機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機(jī)罩等組成。其中，機(jī)械及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)又包括液力變矩器、聯(lián)軸器總成、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、中央傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器、終傳動(dòng)和行走系統(tǒng)等。 動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)（PTO）10 以齒輪傳動(dòng)和花鍵連接的方式帶動(dòng)工作裝置液壓系統(tǒng)中工作泵 P1、變速變矩液壓系統(tǒng)變速泵 P2、轉(zhuǎn)向制動(dòng)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)向泵 P3；鏈輪 8 代表二級(jí)直齒齒輪傳動(dòng)的終傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括左和右終傳動(dòng)總成）；履帶板 9 包括履帶總成、臺(tái)車(chē)架和懸掛裝置總成在內(nèi)的行走系統(tǒng)。本文將重點(diǎn)介紹上述傳動(dòng)系統(tǒng)中的液力變矩器、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其液壓系統(tǒng)的故障及排除。 國(guó)產(chǎn) 102KW 以下的推土機(jī)，如 T140 型、T120 型、T70 型等小功率推土機(jī)，其傳動(dòng)系統(tǒng)的型式都是機(jī)械傳動(dòng)的，包括離合器和機(jī)械變速器等。這類(lèi)推土機(jī)在我國(guó)產(chǎn)銷(xiāo)量也較大；其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)年代較早，使用單位較熟悉，使用維修也比第 4 頁(yè)較容易。 1、液力變矩器 該變矩器為三元件向心渦輪式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高。變矩器由泵輪組件、渦輪組件、導(dǎo)輪組件三部分構(gòu)成。 泵輪組件中的泵輪由螺栓和驅(qū)動(dòng)殼連接，驅(qū)動(dòng)齒輪由螺栓和驅(qū)動(dòng)殼連接。驅(qū)動(dòng)齒輪直接插入發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒圈內(nèi)，故泵輪隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輪由螺栓和導(dǎo)輪轂連接，導(dǎo)輪轂通過(guò)花鍵和導(dǎo)輪座連接，導(dǎo)輪座又通過(guò)螺栓和變矩器殼連接，故導(dǎo)輪和變矩器殼一起，是不旋轉(zhuǎn)的。渦輪和渦輪轂用鉚釘鉚接在一起，再通過(guò)花鍵和渦輪輸出軸連接，渦輪輸出軸通過(guò)花鍵和聯(lián)軸節(jié)連接，將動(dòng)力傳遞給其后的傳動(dòng)系統(tǒng)。泵輪隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力輸入，導(dǎo)輪不旋轉(zhuǎn)，渦輪旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力輸出，三者之間相互獨(dú)立，輪間間隙約為 2mm。 泵輪、渦輪、導(dǎo)輪自身由許多葉片組成，稱(chēng)之為葉柵，葉片由曲而構(gòu)成，呈復(fù)雜的形狀。變矩器在工作時(shí)，葉柵中是需要充滿(mǎn)油液的，在泵輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲面向外流動(dòng)，在葉柵出口處射向渦輪葉柵出口，然后沿渦輪葉柵曲面作向心流動(dòng)，又從渦輪葉柵出口射向?qū)л喨~柵進(jìn)口，穿過(guò)導(dǎo)輪葉柵又流回泵輪。泵輪、渦輪、導(dǎo)輪葉柵組成的圓形空間，稱(chēng)之為循環(huán)圓。由于渦輪葉柵曲面形狀的設(shè)計(jì)，決定了渦輪和泵輪在同一方向旋轉(zhuǎn)。這樣，變矩器葉柵循環(huán)圓中的油液，一方面在循環(huán)圓中旋轉(zhuǎn)，一方面又隨泵輪和渦輪旋轉(zhuǎn)，從而形成了復(fù)雜的螺旋運(yùn)動(dòng)，在這種運(yùn)動(dòng)中，將能量從泵輪傳遞給渦輪。 渦輪的負(fù)荷是推土機(jī)負(fù)荷決定的。推土機(jī)的負(fù)荷由鏟刀傳遞給履帶行走系統(tǒng)，再傳給終傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器、中央傳動(dòng)、變速器和聯(lián)軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。渦輪負(fù)荷小時(shí)，其旋轉(zhuǎn)速度就快；負(fù)荷大時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度就慢。當(dāng)推土機(jī)因超載走不動(dòng)時(shí)，渦輪的轉(zhuǎn)速也下降為 0，成為渦輪的制動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)，因渦輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由泵輪葉柵射來(lái)的油液，以最大的沖擊穿過(guò)渦輪葉柵沖向?qū)л?，在不轉(zhuǎn)的導(dǎo)輪葉柵中轉(zhuǎn)換成壓力，該壓力反壓向渦輪，增大了渦輪的扭矩，該增加的扭矩和渦輪旋轉(zhuǎn)方向一致，此時(shí)渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的 2.54 倍。渦輪隨著負(fù)荷增大，轉(zhuǎn)速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當(dāng)于一個(gè)無(wú)級(jí)變速器在逐漸降速增扭。這種無(wú)級(jí)變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器相配合，使推土機(jī)獲得了優(yōu)異的牽引性能。 第 5 頁(yè)液力變矩器是依靠液力工作的。油液在葉柵中流動(dòng)時(shí)，由于沖擊、摩擦，會(huì)消耗能量，使油發(fā)熱，故液力變矩器的傳動(dòng)效率是較低的。目前，國(guó)內(nèi)外最好的液力變矩器其最高效率為 88%。當(dāng)變矩器的渦輪因推土機(jī)超負(fù)荷而停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由泵輪傳來(lái)的能量全部轉(zhuǎn)化成熱量而消耗掉，此時(shí)變矩器效率為 0。要想提高變矩器的傳動(dòng)效率，就要掌握推土機(jī)的負(fù)荷，使渦輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速、推土機(jī)有適當(dāng) 的速度；即當(dāng)推土機(jī)因負(fù)荷過(guò)大而走不動(dòng)時(shí)，要及時(shí)減小負(fù)荷，提一下鏟刀或由 II 擋換為I 擋。 由變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理知，變矩器工作時(shí)油會(huì)有內(nèi)泄、會(huì)發(fā)熱。這就要求要及時(shí)給變矩器內(nèi)部補(bǔ)充油，并將發(fā)熱的油替換出來(lái)冷卻，形成一個(gè)循環(huán)。 TY320型和 TY220 型有完全相似的液力變矩器，只是進(jìn)行了幾何放大。TY160 型和 TY220型有基本相似的的液力變矩器，人是結(jié)構(gòu)有些變化。它們的故障和維修是基本相同的。2、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器 TY220 推土機(jī)行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器的結(jié)構(gòu)圖，該變速器主要由四個(gè)行星排和一個(gè)旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器構(gòu)成。圖 3 中標(biāo)的“I”“II”“III”、“IV”是四個(gè)行星排，“V”是旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器。 “I”“II”和“IV”行星排都是固定齒圈，用行星架同向旋轉(zhuǎn)進(jìn)行輸出的。 “II”行星排的行星架上多裝一個(gè)行星輪，若將齒圈 C 用離合器固定，當(dāng)太陽(yáng)輪 A 右轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪 B 左轉(zhuǎn)，行星齒輪 E 右轉(zhuǎn)，行星架 D 左轉(zhuǎn)，則形成了以太陽(yáng)輪輸入、行星架反向旋轉(zhuǎn)輸出的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)。TY220 型推土機(jī)變速器即利用第 II 行星排作為倒擋使用。離合器有 5 個(gè)。第 1 至第 4 離合器的油缸體都由螺栓連接在端蓋上，它們是不運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)油缸體和活塞之間充滿(mǎn)壓力油時(shí)，壓力油在油超過(guò)計(jì)劃的密封下，建立油壓并推活塞壓緊摩擦片，則可將齒圈固定。 第 5 號(hào)旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器的結(jié)構(gòu)比較特殊，它沒(méi)有行星機(jī)構(gòu)，其工作時(shí)是整體旋轉(zhuǎn)的。向旋轉(zhuǎn)油缸中供油時(shí)，需先向中心軸供油。工作時(shí)，壓力油通過(guò)第 5離合器固定不動(dòng)的殼體 19 中的油道，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)油缸，推動(dòng)活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉(zhuǎn)密封環(huán)進(jìn)行密封。工作完的油液，由于旋轉(zhuǎn)油缸不停地旋轉(zhuǎn)，離心力向外甩出，無(wú)法經(jīng)供油道排出，會(huì)增加摩擦片的磨損。為解決此問(wèn)題，在旋轉(zhuǎn)油道排出，會(huì)增加摩擦片的磨損。為解決此問(wèn)題，在旋轉(zhuǎn)油缸體上增加一個(gè)鋼球止回閥，在壓第 6 頁(yè)力油的作用下，它密封油孔以建立油壓，停止供油時(shí)，它會(huì)甩開(kāi)，開(kāi)放回油孔以回油。 TY220 型推土機(jī)變速器，在結(jié)構(gòu)上許多特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)，可使維修更為容易進(jìn)行。如第 1 至第 4 離合器的摩擦片和光盤(pán)都是通用的；第 2 至第 4 行星排的活塞和密封環(huán)相同，行星排離合器導(dǎo)向銷(xiāo)相同，光盤(pán)分離彈簧相同，離合器活塞分離彈簧相同；第 1 至第 3 行星排使用同一個(gè)行星架；第 4 行星排的行星架利用外齒圈插入第 3 行星排齒圈中，并用彈簧卡圈防止軸向竄動(dòng)等等。 TY320 和 TY220 型推土機(jī)系列產(chǎn)品有完全相似的變速器，只是放大了幾何尺寸。TY160 型推土機(jī)變速器，離合器的排列方式不同，第 1 離合器為前進(jìn)擋，第 2 離合器為后退擋，第 3 旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器為 I 擋，第 4 離合器為 III 擋，第 5 離合器為II 擋。安們有相同的使用維修特點(diǎn)。 3、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器 變速器的動(dòng)力傳入中央傳動(dòng)后，就從縱向傳動(dòng)變?yōu)闄M向傳動(dòng)，由橫軸分別傳給左、右兩個(gè)轉(zhuǎn)向離合器。是 TY220 型推土機(jī)的中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器結(jié)構(gòu)圖。 該機(jī)的轉(zhuǎn)向離合器是彈簧壓緊、液壓分離、常嚙合、溫式摩擦片結(jié)構(gòu)型式。它包括外鼓1、內(nèi)鼓 5、壓盤(pán) 2、外摩擦片 3、內(nèi)齒處 4、活塞 15、螺栓 13、套筒 14 與活塞 15連接成一個(gè)整體，大、小彈簧支撐在內(nèi)鼓 5 上，彈簧的安裝負(fù)荷推動(dòng)活塞 15 向右移動(dòng)，帶動(dòng)壓板 2 將摩擦片 3 和齒片 4 壓緊在一起，實(shí)現(xiàn)接合傳力。彈簧共 8 組，總安裝負(fù)荷 3.2T，有足夠的壓力壓緊摩擦片以傳遞力矩。 當(dāng)推土機(jī)需要轉(zhuǎn)向（如拉動(dòng)左轉(zhuǎn)向拉桿）時(shí)，淮壓油充入轉(zhuǎn)向離合器活塞 15和輪轂 6 之間的油腔，油壓力推動(dòng)活塞，帶動(dòng)壓盤(pán)向左移動(dòng)，摩擦片和齒片松開(kāi)，不再傳遞力矩，推土機(jī)左側(cè)失去動(dòng)力，在右側(cè)履帶的推動(dòng)下向左轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向結(jié)束時(shí)，松開(kāi)拉桿，液壓油在活塞推動(dòng)下回流，轉(zhuǎn)向離合器重新接合傳力，推土機(jī)恢復(fù)直線(xiàn)行駛。 TY220 型推土機(jī)轉(zhuǎn)向制動(dòng)器是液壓助力、浮動(dòng)濕式制動(dòng)帶式。它包括安裝在轉(zhuǎn)向離合器外鼓上的制動(dòng)帶 15、助力活塞 8、連桿 10、浮動(dòng)桿 11、連桿 14 等零件。由于浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性能，不論離合器外鼓是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，制動(dòng)時(shí)都很平穩(wěn)，不會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)沖擊。 當(dāng)制動(dòng)帶 1.5 上的制動(dòng)帶襯片 16 磨損后，制動(dòng)帶和外鼓之間間第 7 頁(yè)隙變大，制動(dòng)跳板行程增加，當(dāng)行程增大到一定限度時(shí)，制動(dòng)變得不可靠。因此，要不斷地調(diào)整制動(dòng)帶間隙。推土機(jī)制動(dòng)踏板標(biāo)準(zhǔn)行程和極限行程如表所示。 制動(dòng)帶間隙調(diào)整的方法：拆去調(diào)節(jié)螺栓的護(hù)蓋后，將調(diào)節(jié)螺栓口右旋，扭緊制動(dòng)帶以抱住外鼓（扭緊力矩約 90N·m）然后擰松螺栓（TY160 型擰松 15/6 圈，TY320 型擰松 11/6 圈），使制動(dòng)帶和外鼓間出現(xiàn) 0.3mm 標(biāo)準(zhǔn)間隙，調(diào)整完成。 TY320 型、TY160 型和 TY220 型推土機(jī)系列產(chǎn)品有相似的轉(zhuǎn)向離合器和制動(dòng)器，它們有相同的使用和維修特點(diǎn)。 第 8 頁(yè)第 2 章 設(shè)計(jì)方案2.1 推土機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 本次推土機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下:1. 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 30 千瓦左右；2. 推土鏟長(zhǎng)：1.5 米；3. 推土鏟高：0.5 米；4. 推土鏟可水平回轉(zhuǎn)±25 度；5. 最大爬坡 25 度6. 機(jī)械傳動(dòng)；7. 三個(gè)前進(jìn)檔一個(gè)倒退檔8. 橡膠履帶行駛機(jī)構(gòu)；9. 行駛速度：0～10Kｍ／h根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下2.2 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案本推出機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖（2-1）運(yùn)行機(jī)構(gòu)圖（2-1 ）1—電動(dòng)機(jī) 2—制動(dòng)器 3—高速浮動(dòng)軸 4—聯(lián)軸器 5—減速器 6—聯(lián)軸器 7 低速浮動(dòng)軸 8—聯(lián)軸器 9—履帶2.3 選擇車(chē)輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度按照如圖所示的重量分布，計(jì)算的最大輪壓和最小輪壓：滿(mǎn)載時(shí)的最大輪壓：第 9 頁(yè)P(yáng)max= LeQ???2Gxc4-= 5.160168=95.6KN空載時(shí)最大輪壓：P‘max= Le???2Gxc4-= 5.160168?=50.2KN空載時(shí)最小輪壓：P‘min= Le??2Gxc4-= 5.160168?=33.8KN式中的 e 為主鉤中心線(xiàn)離端梁的中心線(xiàn)的最小距離 e=1.5m載荷率：Q/G=100/168=0.595由[1]表 19-6 選擇車(chē)輪：當(dāng)運(yùn)行速度為 Vdc=60-90m/min，Q/G=0.595 時(shí)工作類(lèi)型為中級(jí)時(shí)，車(chē)輪直徑 Dc=500mm，軌道為 P38的許用輪壓為 150KN，故可用。1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的等效載荷：Qd=Φ 2·Q=0.6*100000=60000N 式中 Φ 2—等效系數(shù)，有[1]表 4-8 查得 Φ 2=0.6車(chē)論的計(jì)算輪壓：Pj= KCI· r ·Pd=1.05×0.89×77450=72380N式中：P d—車(chē)輪的等效輪壓Pd= LQ5.12Gxc4c-???第 10 頁(yè)= 5.162406-18???=77450Nr—載荷變化系數(shù)，查[1]表 19-2，當(dāng) Qd/G=0.357 時(shí)，r=0.89Kc1—沖擊系數(shù)，查[1]表 19-1。第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為 V=1.5m/s 時(shí)，Kc1=1.05根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力：?j=4000321???????rDcPj=40003230578?=13555Kg/cm2?j =135550N/cm2式中 r-軌頂弧形半徑，由[3]附錄 22 查得 r=300mm，對(duì)于車(chē)輪材料 ZG55II，當(dāng) HB>320 時(shí)，[? jd] =160000-200000N/cm2，因此滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。2）.強(qiáng)度校核最大輪壓的計(jì)算：Pjmax=KcII·Pmax=1.1×95600=105160N式中 KcII-沖擊系數(shù)，由[3]表 2-7 第 II 類(lèi)載荷 KcII=1.1按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力：jmax=?321max???????rDcPj=32305106=15353Kg/cm2?jmax =153530N/cm2第 11 頁(yè)車(chē)輪采用 ZG55II，查[1]表 19-3 得，HB>320 時(shí)， [ j]=240000-?300000N/cm2，jmax N,故所選減速器功率合適。2.6.3 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件由于推土機(jī)室外使用,故坡度阻力及風(fēng)阻力考慮在內(nèi).以下按三種情況計(jì)算.1.兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)：n= >nz2)(601/1cqdcDkpdkptvgGf????式中 p1= /max/in=33.8+50.2=84KN---主動(dòng)輪輪壓p2= p1=84KN----從動(dòng)輪輪壓f=0.2-----粘著系數(shù)(室內(nèi)工作)nz—防止打滑的安全系數(shù).n z 1.05~1.2?n = 25.006.184)6.(10847.56108. 333 ?????=2.97第 16 頁(yè)n>nz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑2.事故狀態(tài)當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車(chē)位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則n= nz2)(601/1cqdcDkpdkptvgGf?????式中 p1= =50.2KN----主動(dòng)輪輪壓/maxp2=2 +/in/a=2×33.8+50.2=117.8KN---從動(dòng)輪輪壓---一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間/qt=/qt24.3750?????????95.012685.012=13.47 sn= =2.9425.06.)76.(8147.36018???n>nz,故不打滑.3.事故狀態(tài)當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車(chē)遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則n= nz2)(601/1cqdcDkpdkptvgGf?????式中 P1= =33.8KN---主動(dòng)輪輪壓/minP2= 2 =33.8+2*50.2=134.2KN---從動(dòng)輪輪壓?/ip/ax/qt= 13.47 S —與第(2)種工況相同第 17 頁(yè)n= 25.006.831)46.(21347.60581.8?????=1.89 故也不會(huì)打滑結(jié)論:根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知,三種工況均不會(huì)打滑2.7 選擇制動(dòng)器由[1]中所述, 取制動(dòng)時(shí)間 tz=5s按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令 Q=0,得:Mz= ??????????????????20121/ )(3751iGDmctnCzj式中 /0min/2)(pcj ???=??5.19.346?=-19.2N·mPp=0.002G=168000×0.002=336NPmin=G 21)(cDd???= =1344N5.0)14.6(68?M=2----制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作Mz= ?????? ??????????? 95.0.126845.012537.192=41.2 N·m現(xiàn)選用兩臺(tái) YWZ-200/25 的制動(dòng)器，查[1]表 18-10 其制動(dòng)力矩 M=200 N·m，為避免打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制 3.5 N·m 以下。第 18 頁(yè)2.8 選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動(dòng)方案,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸.1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩：= =110.6×1.4=154.8 N·m/jsMIn式中 MI—連軸器的等效力矩.MI= =2×55.3=110.6 N·mel?1?—等效系數(shù) 取 =2 查[2]表 2-71?Mel=9.75* =55.3 N·m7054由[2]表 33-20 查的:電動(dòng)機(jī) Y160M1-8,軸端為圓柱形,d 1=48mm,L=110mm;由[2]19-5 查得 ZLZ-160-12.5-iv 的減速器,高速軸端為 d=32mm,l=58mm,故在靠電機(jī)端從由表[2]選聯(lián)軸器 ZLL2（浮動(dòng)軸端 d=40mm;[MI]=630N·m,(GD2)ZL=0.063Kg·m,重量G=12.6Kg） ；在靠近減速器端，由[2]選用兩個(gè)聯(lián)軸器 ZLD，在靠近減速器端浮動(dòng)軸端直徑為 d=32mm;[MI]=630 N·m, (GD2)L=0.015Kg·m, 重量 G=8.6Kg. 高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=0.078 Kg·m與原估算的基本相符，故不需要再算。2.低速軸的計(jì)算扭矩： ???'0'' iMjsjs=154.8×15.75×0.95=2316.2 N·m2.9 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算低速浮動(dòng)軸的等效力矩：MI=Ψ 1?Mel?i=1.4×55.3×12.5×0.95=919.4N?m式中 Ψ 1—等效系數(shù)，由[2]表 2-7 查得 Ψ 1=1.4第 19 頁(yè)由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑 D=60mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：N/cm21862.0943???WMIn?由于浮動(dòng)軸載荷變化為循環(huán)（因?yàn)楦?dòng)軸在運(yùn)行過(guò)程中正反轉(zhuǎn)矩相同） ，所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：4.192301????Ikn?=4910 N/cm2式中，材料用 45 號(hào)鋼，取? b=60000 N/cm2; ?s=30000N/cm2,則? -1=0.22?b=0.22×60000=13200N/cm2；? s=0.6?s=0.6×30000=18000N/cm2K=KxKm=1.6×1.2=1.92考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù) Kx=1.6，K m=1.2，n I=1.4—安全系數(shù)，由[2]表 2-21 查得? n<[?-1k] 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。2）.靜強(qiáng)度的計(jì)算計(jì)算強(qiáng)度扭矩：Mmax=Ψ 2?Mel?i=2.5×55.3×12.5×0.95=1641.7 N?m式中 Ψ 2—?jiǎng)恿ο禂?shù)，查[2]表 2-5 的 Ψ 2=2.5扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：?= =3800N/cm2362.0147??WMI第 20 頁(yè)許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： ??128604.??ISIn?N/cm2?<[?]II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強(qiáng)度還是足夠，故高速軸驗(yàn)算省去。2.10 緩沖器的選擇1.碰撞時(shí)推土機(jī)的動(dòng)能W 動(dòng) = gGv20G—帶載推土機(jī)的重量 G=168000+100000×0.1=178000NV0—碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V 0=（0.3～0.7）V dxg—重力加速度取 10m/s2則 W 動(dòng) = ??105.7820??Gv=5006.25 N m2. 緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功W 阻 =（P 摩 +P 制 ）S式中 P 摩 —運(yùn)行阻力，其最小值為Pmin=Gf0min=178000×0.008=1424Nf0min—最小摩擦阻力系數(shù)可取 f0min=0.008P 制 —制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?fù)Q算到車(chē)輪踏面上的力，亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算P 制 = =17800×0.55=9790N??max制gG第 21 頁(yè)=0.55 m /s2??ax制S—緩沖行程取 S=140 mm因此 W 阻 =（1424+9790）×0.14=1569.96N m3. 緩沖器的緩沖容量一個(gè)緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為：n-阻動(dòng)緩 ?=5006.25-1569.96 =3436.29 N m式中 n—緩沖器的個(gè)數(shù) 取 n=1由[1]表 22-3 選擇彈簧緩沖器彈簧 D=120 mm，d=30 mm第 22 頁(yè)第 3 章 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)主要有箱形結(jié)構(gòu)，空腹桁架式結(jié)構(gòu)，偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)及箱形單主軸結(jié)構(gòu)等，參考《推土機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，T30 履帶推土機(jī)整機(jī)一般采用箱形結(jié)構(gòu)，且為保證推土機(jī)穩(wěn)定，我選擇箱形雙梁結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)。3.1.1 箱形雙梁的構(gòu)成箱形雙梁是由兩根箱形主軸和端梁構(gòu)成，主軸一側(cè)安置水平走臺(tái)，用來(lái)安裝大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和走人，主軸與端梁剛性地連接在一起，走臺(tái)是懸臂支撐在主軸的外側(cè)，走臺(tái)外側(cè)安置有欄桿。在實(shí)際計(jì)算中，走臺(tái)個(gè)欄桿均認(rèn)為是不承受力的構(gòu)件。為了操縱和維護(hù)的需要，在傳動(dòng)側(cè)走臺(tái)的下面裝有司機(jī)室。司機(jī)室有敞開(kāi)式和封閉式兩種，一般工作環(huán)境的室內(nèi)采用敞開(kāi)式的司機(jī)室，在露天或高溫等惡劣環(huán)境中使用封閉式的司機(jī)室。3.1.2 箱形雙梁的選材箱形雙梁具有加工零件少，工藝性好，通用性好等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其工作類(lèi)型和使用環(huán)境溫度等條件，按照有關(guān)規(guī)定來(lái)選用鋼材。為了保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度便于施工和安裝，以及運(yùn)輸途中不致?lián)p壞等原因，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中有最小型鋼的使用限制：如連接用鋼板的厚度應(yīng)不小于 4mm。又如對(duì)組合板梁的板材使用，因保證穩(wěn)定性和防止銹蝕后強(qiáng)度減弱等原因，雙腹板的每塊厚度不能小于 6mm,單腹板的厚度不小于 8mm。作用在橋式推土機(jī)結(jié)構(gòu)上的載荷有，固定載荷，移動(dòng)載荷，水平慣性載荷及大車(chē)運(yùn)行歪斜產(chǎn)生的車(chē)輪側(cè)向載荷等。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)候要考慮到這些載荷。3.2 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 主要尺寸的確定= = =2.065 3.3K1()85L:1()6.5?:m取 =3m端部梯形高度第 23 頁(yè)=（ ） =（ ） 16.5=1.65 3.3C105:L105:?:m取 =3m腹板高度根據(jù)主軸計(jì)算高度 =0.92 最后選定腹板高度 =0.9Hmh確定截面尺寸主軸中間截面各構(gòu)件根據(jù)《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 7-1 確定如下：腹板厚 =6 ，上下蓋板厚 =8?1?主軸兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面的關(guān)系式來(lái)確定：= =2633.5Hb?920m= =330L16因此取 =350蓋板寬度： =350+2 6+40=402240Bb????m取 =400m主軸的實(shí)際高度： =5161Hh主軸中間截面和支承截面的尺寸簡(jiǎn)圖分別示于圖 2-1 和 2-2主軸中間截面尺寸簡(jiǎn)圖 主軸支承截面尺寸簡(jiǎn)圖加勁板的布置尺寸為了保證主軸截面中受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定性，需要設(shè)置一些加勁構(gòu)件。主軸端部大加勁板的間距：0.9 ，取 =0.8'ah??m'a第 24 頁(yè)主軸端部（梯形部分）小加勁板的間距：= = =0.4'1a'20.8m主軸中部（矩形部分）大加勁板的間距：=（1.5 2） =1.35 1.8 ，取 =1.6:h:am主軸中部小加勁板的間距，小車(chē)鋼軌采用 輕軌，其對(duì)水平重心軸線(xiàn) 的15Px?最小抗彎截面模數(shù) =47.7 ，則根據(jù)連續(xù)梁由鋼軌的彎曲強(qiáng)度條件求得加勁板minW3c間距（此時(shí)連續(xù)梁的支點(diǎn)既加勁板所在位置，使一個(gè)車(chē)輪輪壓作用在兩加勁板間距的中央）：≤ = =141 =1.411amin[]6P??Ⅱ 47.108.5()2??cm式中 ——小車(chē)的輪壓，取平均值?！?jiǎng)恿ο禂?shù)，由《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》圖 2-2 查得 =1.15；Ⅱ ?Ⅱ[ ]——鋼軌的許用應(yīng)力，[ ]=170??MPa因此，根據(jù)布置方便，取 = =0.81a2m由于腹板的高厚比 =150<160，所以不需要設(shè)置水平加勁桿。906h??3.2.2 主軸的計(jì)算計(jì)算載荷確定查《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》圖 7-11 得半個(gè)（不包括端梁）的自重， =41 ,則/2qGKN主軸由于自重引起的均布載荷： /241.5/6qlGKNmL?采用分別驅(qū)動(dòng)， 12./yq?查《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 7-3 得 4.1dGKN?主軸的總均布載荷：2.5+2.5=5'q?/KNm第 25 頁(yè)主軸的總計(jì)算均布載荷：=1.1 5=5.5'qk?Ⅱ ?/KNm式中 =1.1——沖擊系數(shù)，由《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 2-6 查得。Ⅱ作用在一根主軸上的小車(chē)兩個(gè)車(chē)輪的輪壓值可根據(jù)《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 7-4 中所列數(shù)據(jù)選用：=37000 =36000'1PN'2PN考慮動(dòng)力系數(shù) 的小車(chē)車(chē)輪的計(jì)算輪壓值為：?Ⅱ=1.15 37000=42550'1?Ⅱ ?=1.15 36000=41400'2Ⅱ垂直最大彎矩計(jì)算主軸垂直最大彎矩：+2012()max12()4)xcdGPLBqkGlLMP???? ??? ?? ??Ⅱ Ⅱ 0klⅡ設(shè)敞開(kāi)式司機(jī)操縱室的重量為 9807 ，起重心距支點(diǎn)的距離為 =280N0lcm將各已知數(shù)值代入上式計(jì)算可得： 2()max165041650.41.8425()2651.028()GPM?????? ??? ?? ?? ??5.10N?:=510K水平最大彎矩計(jì)算主軸水平最大彎矩： 2max(1)(3)44gggPLqLM??????式中 3128yxcIK?:第 26 頁(yè)作用在主軸上的集中慣性載荷為：= =''12gP??3706730N作用在主軸上的均布慣性載荷為：= =0.25'10gq?2.5Km:計(jì)算系數(shù) 時(shí)，取近似比值 =2； = =100 ；?12yIC()2xcKL?m且 =400 ； =200 。因此可得：cxcL=1650+ =1716?328104??2max76.51..516.5()(3)74716gM?????=18.9N:強(qiáng)度驗(yàn)算主軸中間截面的最大彎曲應(yīng)力：= ≤()GPg???()maxaxGPgyMW????Ⅱ式中 ——主軸中間截面對(duì)水平中心軸線(xiàn) 的抗彎截面模數(shù)，其近似值：x x?= =45001()3xhB???90.6(4.8)903???3cm——主軸中間截面對(duì)垂直重心軸線(xiàn) 的抗彎截面模數(shù)，其近似值：y y?= =22631()3yWhb???0.(9.6)353???3c因此可得：=（ ） 0.1=121.6?655..81402MPa由《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 2-24 查得 A3 鋼的許用應(yīng)力為： = ???Ⅱ 160MPa第 27 頁(yè)故 < ???Ⅱ主軸支承截面的最大剪應(yīng)力：≤()maxa02GPQSI????:Ⅱ式中 ——主軸支承截面所受的最大剪力()axP?() 0max122GxcdLBqkGLl????Ⅱ Ⅱ=42000+41400?16504165.4165028.2????=137420N——主軸支承截面對(duì)水平重心軸線(xiàn) 的慣性矩，其近似值：0xI x?0001()232xHhHWB?????= 5.65.6(4.8)?=54180cm——主軸支承截面半面積對(duì)水平重心軸線(xiàn) 的靜矩：S x?= 00112()42hhB????= 5.650.8.()2??=1266 3cm由此可得：= 0.1=28.16ax?17426580.?MPa查得許用剪應(yīng)力為 =95???Ⅱ故
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