滑移裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書(完整)

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. . 目錄 摘要 .........................................................................................................................................................IV ABSTRACT ..............................................................................................................................................5 第一章 緒論 ............................................................................................................................................I 1.1 滑移裝載機(jī)的歷史背景和發(fā)展前景 ................................................................................................I 1.2 總體結(jié)構(gòu)介紹 ..................................................................................................................................II 1.2.1 行走裝置 ........................................................................................................................................II 1.2.2 作業(yè)裝置 .......................................................................................................................................III 1.1.3 液壓系統(tǒng) .......................................................................................................................................III 第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算及元件選擇 ................................................................................................................5 2.1 行走液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ................................................................................................................5 2.1.1 行走液壓馬達(dá)的選取 .....................................................................................................................7 2.1.2 行走液壓泵的選取 .......................................................................................................................13 2.2 作業(yè)裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ......................................................................................................17 2.2.1 作業(yè)裝置工況分析 .......................................................................................................................17 2.2.2 作業(yè)裝置動(dòng)作循環(huán)規(guī)劃 ...............................................................................................................19 2.2.3 工作裝置液壓系統(tǒng)擬定 ...............................................................................................................20 第三章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................24 3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選取 ..................................................................................................................................24 3.2 油箱的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................25 3.2.1 油箱的用途及要求 .......................................................................................................................25 3.2.2 油箱容積的確定 ...........................................................................................................................26 3.2.3 油箱附件的安裝 ...........................................................................................................................27 3.3.3 油箱散熱功率計(jì)算 .......................................................................................................................27 3.3 系統(tǒng)散熱器設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................28 3.3.1 液壓油油溫過高的危害 ...............................................................................................................28 . . 3.3.2 閉式液壓系統(tǒng)的散熱方式 ...........................................................................................................29 3.2.3 散熱功率計(jì)算 ...............................................................................................................................30 3.2.4 散熱功率及散熱面積計(jì)算 ...........................................................................................................31 3.4 濾油器選擇 ......................................................................................................................................32 3.5 聯(lián)軸器的選取 ..................................................................................................................................33 3.6 液壓閥的選取與安裝 ......................................................................................................................33 3.6.1 液壓閥的選擇 ...............................................................................................................................34 3.6.2 液壓閥的配置形式 .......................................................................................................................35 3.7 液壓系統(tǒng)管路設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................35 3.7.1 管徑計(jì)算 .......................................................................................................................................35 3.7.2 液壓管路的布置 ...........................................................................................................................36 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)與設(shè)計(jì)心得 ..............................................................................................................38 4.1 設(shè)計(jì)總結(jié) ..........................................................................................................................................38 4.2 設(shè)計(jì)心得 ..........................................................................................................................................39 鳴謝 ..........................................................................................................................................................40 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................................42 . . 摘要 滑移裝載機(jī)是一種利用兩邊行走輪速度差實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，能實(shí)現(xiàn)多種工程作業(yè)的小型工程機(jī)械。因其小 巧靈活，能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向的特點(diǎn)，在工程運(yùn)用中起著越來越重要的作用。換裝特定用途通用屬具后，可 實(shí)現(xiàn)鏟運(yùn)，堆垛，壓實(shí)路面等多種作業(yè)模式?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一款適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的滑移裝載機(jī)液壓系統(tǒng)。分析國(guó) 內(nèi)外滑移裝載機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，參考已有滑移裝載機(jī)液壓系統(tǒng)，依據(jù)任務(wù)書給出的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí) 際作業(yè)模式和作業(yè)環(huán)境，對(duì)滑移裝載機(jī)的運(yùn)動(dòng)和受力進(jìn)行分析，針對(duì)其要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)做要求，擬定液壓系 統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。通過計(jì)算和參考樣本，完成液壓系統(tǒng)的工作泵，控制閥，行走馬達(dá)，工作液壓缸等元件的 選型。最后，用三維繪圖軟件 PROE 繪制出油箱、泵組、閥組、馬達(dá)等所選元件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)所需的其 他零件，并完成液壓系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)和零件的裝配。 關(guān)鍵詞：裝載機(jī)；滑移；液壓系統(tǒng) . . Abstract Skid Steer Loader is a kind of construction machinery can realize various engineering operations , whose steering is realized by the velocity difference of two sides’ wheels .Because of the characteristics of small overall dimensions and steering without moving ; Skid Steer Loader is playing a more and more important role in engineering applycation. There is a lot of attanchments can be connected with the Skid Steer Loader’ quick changer to realize various engineering operations,such as earth moving,stacking, compaction pavement and so on.This work focus on the designing of a Skid Steer Loader’s hydraulic system according to the need of domestic market . The developing situation and of Skid Steer Loader at home and abroad and the development trend is been analyised.This hydraulic system si designed by refering to the exsisting Skid Steer Loader,according to the design requirements in the design assignment, and combining with actual operation mode and operating environment. The movement and force of loader is been analyised at first. the hydraulic system schematics is been formulated according to the requirement of working condition , and then Hydraulic components of the hydraulic system such as work pumps, control valves, walk motors, hydraulic cylinders are been selected after design calculation and refering to sample. Finally, the parts of hydraulic system,such as oil tank, pump group, valve group, motors and other parts needed to be independent design are been drawed by 3D drawing software(PROE), and locate and assemble all parts on Skid Steer Loader’s chassis and complete hydraulic pipe design. Key words: Loader; slip; hydraulic system . . 第一章 緒論 1.1 滑移裝載機(jī)的歷史背景和發(fā)展前景 滑移裝載機(jī)移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)是一種利用兩側(cè)車輪線速度差而實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向的輪式專用底 盤設(shè)備，采用輪式行走機(jī)構(gòu)，全輪驅(qū)動(dòng)?；妻D(zhuǎn)向可于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)快速更換或掛接各種 工作裝置，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容?；妻D(zhuǎn)向裝載機(jī)的動(dòng)力一般為 20-50 千瓦， 主機(jī)質(zhì)量 2000-4000 公斤車速為每小時(shí) 10 -15 公里左右，主要用于作業(yè)場(chǎng)地狹小地面起 伏不平作業(yè)內(nèi)容變換頻繁的場(chǎng)合，適用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，廠房車間，建筑工地，碼頭裝卸， 市區(qū)街道，住宅，谷倉(cāng)，畜舍，機(jī)場(chǎng)，跑道等，進(jìn)行鏟運(yùn)，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破 碎，抓取，推扒，松土，開溝，道路清掃，路面壓實(shí)等工作。 滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的工作裝置采用液壓傳動(dòng)，其行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)除極個(gè)別采用皮帶傳動(dòng)或 鏈條傳動(dòng)的機(jī)型外，滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)幾乎均采用全液壓方案雙回路閉式系統(tǒng)，斜盤式雙向 變量泵，斜軸式高速馬達(dá)，由于行走液壓回路封閉，車輛停車即制動(dòng)，不須另設(shè)行車制動(dòng) 裝置，為消除由于車輛慣性力而產(chǎn)生的過大沖擊，液壓馬達(dá)進(jìn)出處加設(shè)限壓閥，液壓件多 是回路中最大的特色，兩個(gè)行走變量柱塞泵和補(bǔ)油泵，一個(gè)工作齒輪泵，部分機(jī)型還有先 導(dǎo)操縱回路的低壓泵。bobcat 采用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)串聯(lián)泵將所有柱塞泵和齒輪泵串聯(lián)成一 串，這種泵國(guó)內(nèi)尚不多見，維修配套困難。ZTS 則采用齒輪箱傳動(dòng)分別驅(qū)動(dòng)各液壓泵，這 種驅(qū)動(dòng)方式除了可以采用單泵配套外，尚可利用不同的傳動(dòng)使各油泵在合適的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn) 以獲得較理想的系統(tǒng)匹配。ZTS 在這個(gè)齒輪箱上加設(shè)了主離合器用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)時(shí)卸荷。 在中國(guó)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)剛剛起步，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)企業(yè)也不多，但縱觀小型 工程機(jī)械市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)需要有一個(gè)從認(rèn)識(shí)到接受的過程，現(xiàn)階段 中國(guó)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的市場(chǎng)不大需要生產(chǎn)廠家及其經(jīng)銷商向用戶進(jìn)行全面細(xì)致的產(chǎn)品推介， 把潛在市場(chǎng)轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)。 隨著小挖等一系列小型工程機(jī)械在我國(guó)從無到有的發(fā)展歷史以及在市場(chǎng)中所呈現(xiàn)的火 爆，可以預(yù)測(cè)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)也會(huì)像其它小型設(shè)備一樣被國(guó)內(nèi)大量的工程機(jī)械生產(chǎn)廠家看 好，這塊潛在的市場(chǎng)并將會(huì)有更多的企業(yè)進(jìn)軍生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)這一領(lǐng)域。通過在發(fā)展 過程中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和較成熟的生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)將一步步推開生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn) 向裝載機(jī)的大門，相信在今后幾年新產(chǎn)品新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量也將迅速提 高，市場(chǎng)也必將迎來新的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。市場(chǎng)需求是根本，近年來我國(guó)城鎮(zhèn)化管理，城市基礎(chǔ) 建設(shè)，配套的小型工程機(jī)械在批量更新?lián)Q代的同時(shí)，將購(gòu)置批量的產(chǎn)品彌補(bǔ)缺口，在這種 情況下，實(shí)用價(jià)值和盈利觀念已成為用戶更新、購(gòu)置設(shè)備的原則，質(zhì)量?jī)r(jià)格回報(bào)率等綜合 性能將成為用戶的首選，這就要求在剛邁入準(zhǔn)備邁入滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè) . . 計(jì)開發(fā)時(shí)通過調(diào)研座談等形式，納入用戶設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品能夠做到真正的滿足市場(chǎng)和用戶的 需求。 本文通過參考國(guó)內(nèi)外滑移裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過調(diào)查國(guó)內(nèi)對(duì)滑移裝載機(jī)的運(yùn)用情況， 以及潛在的市場(chǎng)前景，針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)適用的滑移裝載機(jī)。 1.2 總體結(jié)構(gòu)介紹 滑移式裝載機(jī)的主機(jī)系一臺(tái)前端式裝載機(jī)，無一例外地被設(shè)計(jì)為短軸距、短后懸，動(dòng) 臂支承點(diǎn)在車輛后上方。駕駛室位于兩側(cè)動(dòng)臂間，司機(jī)須跨越工作裝置才能進(jìn)入駕駛室內(nèi)。 儀表盤分置司機(jī)左右兩側(cè)或布置在前上方。發(fā)動(dòng)機(jī)后置，縱向布置。不設(shè)前后橋，四個(gè)驅(qū) 動(dòng)輪各自獨(dú)立懸掛在傳動(dòng)箱上。 1.2.1 行走裝置 滑移裝載機(jī)的行走裝置采用雙泵雙馬達(dá)的靜液壓閉式回路傳動(dòng)系統(tǒng)，再通過一級(jí)鏈輪 傳動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的力和運(yùn)動(dòng)分配到四個(gè)行走輪胎上，傳動(dòng)方案如圖 1。采用液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)是： 可實(shí)現(xiàn)全車速范圍內(nèi)的無級(jí)變速；起動(dòng)力矩大；低速高效率；經(jīng)常工作轉(zhuǎn)速可調(diào)到發(fā)動(dòng)機(jī) 的低油耗范圍，節(jié)油效果好；易實(shí)現(xiàn)功率的合理匹配；無變速箱、差速器、傳動(dòng)軸等，發(fā) 動(dòng)機(jī)可任意布置，降低車輛重心，增加車輛的穩(wěn)定性；利用電控和微機(jī)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； 對(duì)液壓元件性能要求高。 圖 1-1 行走系傳傳動(dòng)方案 圖 2 -1 滑移轉(zhuǎn)向原理 采用滑移轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)向原理利用左右行走輪胎的速度差實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)兩邊輪胎轉(zhuǎn)速相同 時(shí)，機(jī)器直線行駛，當(dāng)左邊輪胎速度高于右邊時(shí)實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向，當(dāng)右邊輪胎速度高于左邊輪 胎時(shí)實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)向，若左右兩邊輪胎速度相等，方向相反時(shí)可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)向原理如 圖 2。滑移轉(zhuǎn)向是滑移裝載機(jī)與普通裝載機(jī)最大的區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)，采用滑移轉(zhuǎn)向能使滑移裝載 機(jī)在狹小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，因此，它可以運(yùn)用在很多狹窄空間內(nèi)作業(yè)，如車間，集裝箱 等地方。 . . 1.2.2 作業(yè)裝置 傳統(tǒng)裝載機(jī)的動(dòng)臂裝在車架的前端，鏟斗用單斗液壓缸反鏟裝置，滑移裝載機(jī)的工作 裝置與車架的后端連接，滑移裝載機(jī)由于其獨(dú)特的動(dòng)臂結(jié)構(gòu)，不宜用單斗油缸驅(qū)動(dòng)鏟斗， 而是雙液壓缸驅(qū)動(dòng)。目前鏟斗的舉升軌跡主要有圓弧舉升和垂直舉升兩種，圓弧舉升曲線 由六連桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，垂直舉升曲線由八連桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于其舉升 方式可以影響設(shè)備做特定工作時(shí)的生產(chǎn)力，圓弧舉升的設(shè)備最高舉升高度在舉升路徑的中 間，這樣這些設(shè)備就比較適合中低高度的工作，如裝載低位漏斗或移動(dòng)式噴灑器等，而垂 直舉升設(shè)備的舉升高度可以到達(dá)舉升路徑的最高點(diǎn)，適合裝載高度較高的地方如卡車等。 而且因?yàn)橛辛硕喾N多樣的附件今天的滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)能夠做的工作遠(yuǎn)比單純的裝載要多的 多，可以完成多種工作，從抓巖石，平整路面，到清理灌木和積雪，目前已有超過 108 種 不同附件可供選擇。垂直舉升和圓弧舉升結(jié)構(gòu)如圖 3、圖 4?？紤]到圓弧舉升在鉆孔以及一 些需要垂直運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作時(shí)的局限和舉升高度有限，本設(shè)計(jì)采用垂直舉升結(jié)構(gòu)。 圖 1-3 垂直舉升結(jié)構(gòu) 圖 1-4 圓弧舉升結(jié)構(gòu) 工作裝置由動(dòng)臂架，兩個(gè)動(dòng)臂油缸，兩個(gè)支撐桿，兩個(gè)搖臂，兩個(gè)動(dòng)臂油缸以及屬具 組成，目前運(yùn)用到各種工作中的屬具已達(dá)到一百多種，本設(shè)計(jì)主要考慮鏟運(yùn)作業(yè)，即屬具 為鏟斗時(shí)的工況。 主機(jī)動(dòng)臂多采用箱形截面結(jié)構(gòu)，借以提高其扭轉(zhuǎn)剛度。為整機(jī)布置所限，動(dòng)臂提升只 能采用雙液壓缸的形式。轉(zhuǎn)斗液壓缸通常設(shè)置在動(dòng)臂前端，為解決在動(dòng)臂提升過程種的 “鏟斗平移”問題，設(shè)計(jì)了液壓自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，在動(dòng)臂舉升是，鏟斗會(huì)隨之動(dòng)作，使鏟斗 與地面保持水平，防止物料掉落。 1.1.3 液壓系統(tǒng) 該部分是整個(gè)機(jī)器的核心部分，為機(jī)器的行走和作業(yè)傳遞運(yùn)動(dòng)和力。發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力輸 . . 出給液壓泵，液壓泵輸出液壓油，通過各種閥的控制以及電控裝置，將符合工況的液壓油 液供給個(gè)執(zhí)行元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 液壓系統(tǒng)分為行走液壓系統(tǒng)和工作裝置液壓系統(tǒng)。行走液壓系統(tǒng)由兩個(gè)帶補(bǔ)油泵的變 量斜盤式柱塞泵和兩個(gè)定量徑向柱塞馬達(dá)組成，其為閉式回路，另外還設(shè)置有調(diào)速回路， 沖洗回路。工作裝置液壓系統(tǒng)由一個(gè)齒輪泵及換向閥，蓄能器，溢流閥等組成，為鏟斗油 缸和動(dòng)臂油缸以及屬具提供液壓油。 為保證液壓系統(tǒng)的正常工作，還應(yīng)設(shè)置冷卻裝置，加熱裝置，潤(rùn)滑裝置等 . . . . 第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算及元件選擇 首先分析機(jī)器的作業(yè)環(huán)境，作業(yè)對(duì)象，作業(yè)方式，進(jìn)而設(shè)計(jì)出符合工況的方案?；?裝載機(jī)主要用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，廠房車間，建筑工地，碼頭裝卸，市區(qū)街道，住宅，谷倉(cāng)， 畜舍，機(jī)場(chǎng)，跑道等，進(jìn)行鏟運(yùn)，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破碎，抓取，推扒，松土， 開溝，道路清掃，路面壓實(shí)等工作。 本設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮滑移裝載機(jī)的鏟掘作業(yè)工況。行走速度，整機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量，轉(zhuǎn)向，調(diào) 速等要求已在任務(wù)書中給出，具體要求如下：要求 360 度轉(zhuǎn)向，無級(jí)可調(diào)；運(yùn)動(dòng)速度 0～12Km/h 無級(jí)可調(diào)；整機(jī)載重 3200Kg，爬坡度 30；舉升載重 950Kg，爬坡度 30；換 接速度 30s/次，無級(jí)可調(diào)。 根據(jù)以上要求，再綜合考慮具體的作業(yè)對(duì)象及作業(yè)環(huán)境，進(jìn)行整機(jī)的方案設(shè)計(jì)，再設(shè) 計(jì)出于整機(jī)匹配的液壓系統(tǒng)。 2.1 行走液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 滑移裝載機(jī)的行走裝置采用雙泵雙馬達(dá)的靜液壓閉式回路傳動(dòng)系統(tǒng)。行走液壓系統(tǒng)為 雙回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)回路由獨(dú)立的液壓系統(tǒng)組成。兩個(gè)回路同時(shí)受一個(gè)電控裝置的控制。 采 圖 2-1 動(dòng)力傳遞路線 用雙回路液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)是： （1）簡(jiǎn)化了行走裝置的操作。全液壓驅(qū)動(dòng)的推耙機(jī)的操作手柄數(shù)量減少，有些被按鈕 替代，操作變得更加準(zhǔn)確、快捷，保證推耙機(jī)前進(jìn)、后退、加速、減速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等功 能的正確實(shí)施，同時(shí)減輕了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。 (2)泵和馬達(dá)的自動(dòng)控制。全液壓雙回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變速是無級(jí)變速，傳動(dòng)更加平穩(wěn)。 再利用 DA 閥（速度敏感閥）進(jìn)行調(diào)速，大大提高速度變化的響應(yīng)速度，使調(diào)速更加快捷。 其行駛速度與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和驅(qū)動(dòng)負(fù)荷相匹配，使馬達(dá)始終保持最大的液壓驅(qū)動(dòng)力， 減小能耗，從而提高了經(jīng)濟(jì)性，使推耙機(jī)更加節(jié)能和環(huán)保。另外通過自動(dòng)控制，推耙機(jī)還 具有過載保護(hù)、限制馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速、靜液壓制動(dòng)和避免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火與發(fā)動(dòng)機(jī)超速的功能。 (3)原地轉(zhuǎn)向，提高了滑移裝載機(jī)的機(jī)動(dòng)性能和工作效率，特別適合狹小空間的作業(yè)。全液 壓雙回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑移裝載機(jī)的轉(zhuǎn)向是通過調(diào)節(jié)兩側(cè)履帶的速度實(shí)現(xiàn)的，使推耙機(jī)的轉(zhuǎn)彎 . . 半徑達(dá)到最小。 根據(jù)行走要求擬定液壓傳動(dòng)方案。根據(jù)工況，要求無極調(diào)速，速度在 0-12km，選擇斜 盤 式柱塞變量泵，徑向柱塞定量馬組成的達(dá)閉式回路實(shí)現(xiàn)，采用 DA 閥調(diào)速，為了冷卻液 壓油也，在行走液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了沖洗回路。初步擬定行走系的液壓系統(tǒng)原理圖如圖 7 圖 2-2 行走系控制原理圖 . . 圖 2-3 行走系統(tǒng)液壓系統(tǒng)原理圖 2.1.1 行走液壓馬達(dá)的選取 2.1.1.1 行走系統(tǒng)工況分析 從兩種典型的工況對(duì)滑移裝載機(jī)進(jìn)行分析，即在實(shí)土水平路面，滿載情況下的行走工 況和鏟掘時(shí)的牽引工況。以下是兩種工況下的速度-時(shí)間，力-時(shí)間圖 圖 2-4 運(yùn)輸工況下 v-t，F(xiàn)-t 圖 圖 2-5 牽引工況下 v-t，F(xiàn)-t 圖 （1）滑移裝載機(jī)的滾動(dòng)阻力 （2-1）=cosfPG? 式中 ——滾動(dòng)阻力系數(shù)，此處取 =0.18[1]；f f ——整車質(zhì)量， N，由設(shè)計(jì)要求取 =3200 x9.8=31360N；G ——運(yùn)動(dòng)表面與水平面的夾角。? 在額定運(yùn)輸工況下，即 =0， =5645N；?fP 在最大爬坡度時(shí)，即 =30， =4889N； （2）坡道阻力 （2-2）sinaG??? 在水平路面行駛時(shí) =0；aP 在最大爬坡度工作時(shí)，即 =30， =15680N?aP . . （3）慣性阻力 與滑移裝載機(jī)的加速性能有關(guān)，占不予以考慮。jP （4）風(fēng)阻力 （2-3） 23.6vwKFP? 式中 ——機(jī)器的空氣阻力系數(shù)，取 =0.65N / ；vKv4m2 F——機(jī)器的迎風(fēng)面積，取機(jī)器的寬和高分別為 2.1 和 1.475 ,F=3.1 ；2m ——機(jī)器的實(shí)際運(yùn)行速度， ，取最大速度 =12 ；/khv/kh =22N,由于滑移裝載機(jī)的最大運(yùn)行速度只有 12 ，它受到的風(fēng)阻很小，可忽略不Pw 計(jì)，在以下的計(jì)算中也都忽略。 運(yùn)輸工況下的工作阻力 （2-4）TPfajwP?? 式中 ——運(yùn)輸工況牽引力，N；TP ——滾動(dòng)阻力， N；f ——坡道阻力，N；a ——慣性阻力， N；j ——風(fēng)阻力，N； w 在水平路面勻速行駛的工作阻力 =5645N；TP 在 30坡度上行駛的工作阻力為 =20569N。 牽引工況阻力 （2-5）TPfajwkP?? 式中 ——機(jī)器鏟土阻力，N，即插入阻力；由設(shè)牽引力決定。wkP 其余如上所述。 2.1.1.2 最大牽引力 滑移裝載機(jī)的最大牽引力是在輪胎全滑轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，輪胎與路面的摩擦力，即輪胎與 路面的最大附著力這時(shí)，工作裝置為鏟斗提供最大插入力。 附著力引力 (2-6)maxCcMPr?? 式中 . . ——最大附著牽引力，N；P? ——驅(qū)動(dòng)輪載荷，N,因滑移裝載機(jī)為全輪驅(qū)動(dòng)，所以 =G=31360N；KG KG ——附著系數(shù)，根據(jù)工況[1],取 =0.75。? 計(jì)算得 =23520N, 表征機(jī)器的最大插入力，也是選取發(fā)動(dòng)機(jī)的依據(jù)之一。?P? 2.1.1.3 液壓馬達(dá)所需的最大輸出扭矩和最大轉(zhuǎn)速 根據(jù)滑移裝載機(jī)的行走速度要求，可計(jì)算出驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)數(shù)，這個(gè)轉(zhuǎn)速便是液壓馬達(dá)所 對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速。行走傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有一級(jí)鏈輪減速，將液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)傳遞到同側(cè)的兩 個(gè)輪胎上，鏈傳動(dòng)比 。在行走中對(duì)行走系有最低穩(wěn)定速度要求，可通過計(jì)算得出所需3.6i? 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍。 （一）驅(qū)動(dòng)軸的最大輸出扭矩 （2-7）max4cCPrM?? 式中 ——驅(qū)動(dòng)軸最大輸出扭矩（Nm） ；maxCM ——如前所訴， =23520N；P?P? ——?jiǎng)恿Π霃剑╩） ， (其中 為所選輪胎未受載荷時(shí)的自由半徑，B cr 0.13cor??or 為輪胎斷面寬度，設(shè)計(jì)所選輪胎型號(hào)為 12.5-6， =0.831m，B=0.307m， =0.376m。cr 計(jì)算得 =2208.5Nm，液壓馬達(dá)的最大輸出轉(zhuǎn)速axC maxax2208.51373.69ciMTNm???A （二）驅(qū)動(dòng)軸的最大輸出轉(zhuǎn)速 （2-8）max2/MMVTP??? 式中 ——最大輸出轉(zhuǎn)速（r/min） ；maxcn ——滑移裝載機(jī)的最大行走速度(km/h)；v ——如前所述。cr 計(jì)算得 =84.7 r/min。maxc 鏈傳動(dòng)比 ，因此液壓馬達(dá)所需的最大輸出轉(zhuǎn)速為3.6i? max305/innr? 2.1.1.4 驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的選取 (一)工作壓力的確定 系統(tǒng)壓力選定的是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理程度。壓力的選擇要根據(jù) . . 載荷的大小和設(shè)備的類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間，經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況 等的限制。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下，若系統(tǒng)壓力選的過低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的 結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量，系統(tǒng)的造價(jià)也相應(yīng)增加，對(duì)某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消 耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選的較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸和造價(jià)會(huì)相應(yīng)降低， 然而，若系統(tǒng)壓力選用過高，由于對(duì)泵，缸，閥等元件的材質(zhì)，密封，制造精度等要求的 提高，反而會(huì)提高設(shè)備成本，其系統(tǒng)效率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)下降。因此不能一味追求高 壓。一般來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些；行走機(jī)械重載設(shè)備 壓力要選的高一些。具體選擇可參考表 2－1、表 2－2 和表 2-3。 表 2-1 按載荷選擇工作壓力 表 2-2 種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)床 機(jī)械 類型 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 工作 壓力 MPa 0.8～2 3～5 2～8 8～10 10～18 20～32 表 2-3 執(zhí)行元件的背壓力 系統(tǒng)類型 背壓力 MPa 簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.5～0.5 回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.4～0.6 回油路設(shè)置背壓系統(tǒng) 0.5～1.5 用補(bǔ)油泵的閉式回路 0.8～1.5 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 1.2～3 回油路較短且直接回油箱 可忽略不計(jì) 行走液壓傳動(dòng)系統(tǒng)采用變量泵-定量馬達(dá)的閉式傳動(dòng)，依據(jù)液壓馬達(dá)所需的最大轉(zhuǎn)矩和 最大轉(zhuǎn)速選擇液壓馬達(dá)，取設(shè)計(jì)壓力 =35 ，由液壓馬達(dá)所需的最大扭矩可計(jì)算液壓1MPa 馬達(dá)的排量，再由液壓馬達(dá)的排量和轉(zhuǎn)速可計(jì)算出液壓馬達(dá)的流量。 載荷 N310＜0.5 0.5～1 1～2 2～3 3～5 ＞5 工作壓力 MPa＜0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 ≥5～7 . . （二）液壓馬達(dá)的排量 （2-9）max2/MMVTP???? 式中 ——液壓馬達(dá)排量（ ） ；MV3/cmr ——如前所訴；maxT ——液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差（ ） ，取液壓馬達(dá)出口壓力 =1P?aP2MPa ；1234a?? ——徑向柱塞液壓馬達(dá)機(jī)械效率，取 0.92[1]。m? 計(jì)算 =267 。從樣本中，初選液壓馬達(dá)的型號(hào)為 MRC03280，徑向柱塞馬達(dá)，其MV/cr 排量為 280 ，最大轉(zhuǎn)速為 330 。3 /minr （三）液壓馬達(dá)的最大流量 液壓馬達(dá)的最大流量 （2-10）maxaxMqV? 式中 ——液壓馬達(dá)所需的最大流量maxMq ——徑向柱塞馬達(dá)的排量（ ） ，初選型號(hào)得 280 ；V3/cr3/cmr ——初選液壓泵最大轉(zhuǎn)速（ ） ，330 。axn in/inr 計(jì)算得 =92.4 ,行走液壓?jiǎn)芜咈?qū)動(dòng)回路所需的最大流量為ma/inL 85.4 ，滿足流量要求。axxq? （四）行走液壓馬達(dá)的基本參數(shù)見表 (五)行走液壓馬達(dá)校核 （1）壓力 滑移裝載機(jī)的一般工況是在實(shí)土上進(jìn)行鏟土運(yùn)輸作業(yè)，由前面的計(jì)算知在此工況下滑 移裝載機(jī)的行駛阻力 =5645N，此時(shí)車輪所需的扭矩為fPeM （2-11） 530.64fcePrNm?A 此時(shí)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩為 此值遠(yuǎn)小于液壓馬達(dá)的最峰值扭矩 1760=2M106.eT ，符合設(shè)計(jì)要求。NmA 此時(shí)液壓馬達(dá)的壓差 （2-12） /20eMemaPVP????? 樣本的額定壓差 . . =25 , ； （2-13） MeP?a10%2MeP???? 峰值壓差 g=45a （2-14） 1024MgP???? 有以上樣本額定壓差與最高壓差與實(shí)際額定壓差、實(shí)際最高壓差的差值都在 10%—30%之間， 符合設(shè)計(jì)要求[2]。 表 2-4 行走液壓馬達(dá)基本參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 型號(hào) MRC03280 排量 3/cmr 280 流量 （ 時(shí)）/inL10inbar??28 扭矩 （ 時(shí)）NAp?445 峰值扭矩 1760 最低轉(zhuǎn)速 /inr 5-10 最高轉(zhuǎn)速 m330 最高連續(xù)轉(zhuǎn)速 /i 260 公稱壓力 aMP25 連續(xù)壓力 25 最高壓差 a 45 制動(dòng)力矩 NmA2200 制動(dòng)器開啟壓力 aP1.5-3 制動(dòng)用油量 3c23 （2）轉(zhuǎn)速 取運(yùn)輸工況下平均速度為 3.5km/h，即此速度為額定運(yùn)行速度，則馬達(dá)此時(shí)轉(zhuǎn)速為 （2-15） 13.568.9/min0.707eecvinrr??? 由液壓馬達(dá)的樣本參數(shù)知實(shí)際工況與液壓馬達(dá)的特性匹配良好。 滑移裝載機(jī)的最稿運(yùn)行速度 ，此時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速max2/vkhax305/ir . . 馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速為 360 ，滿足設(shè)計(jì)要求。/minr （3）功率 選取發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮液壓馬達(dá)所需的最大功率，最大功率點(diǎn)可能出現(xiàn)以下兩種情況下 第一：空載，最大速度時(shí)，第二額定工況時(shí)，表二 最大功率可能的工況 表 2-5 空載最大速度和額定工況下的功率 工況 行駛阻力矩 （N）fP 行駛速度 v， （km/h） 功率 p（kw） 一 3969 12 13.23 二 5645 4 6.27 由表可見，在空載，最大速度是行走系統(tǒng)所需的功率最大，為 13.23kw。 圖 2-3.液壓馬達(dá)的安裝尺寸 2.1.2 行走液壓泵的選取 液壓泵的輸出壓力應(yīng)是執(zhí)行器所需壓力、配管的壓力損失、控制閥的壓力損失之和。 它不得超過樣本上的額定壓力。強(qiáng)調(diào)安全性、可靠性時(shí)，還應(yīng)留有較大的余地。樣本上的 最高工作壓力是短期沖擊時(shí)允許的壓力。如果每個(gè)循環(huán)中都發(fā)生沖擊壓力，泵的壽命會(huì)顯 著縮短，甚至泵會(huì)損壞。 液壓泵的輸出流量應(yīng)包括執(zhí)行器所需流量、溢流閥的最小溢流量、各元件的泄漏量的 總和、液壓泵長(zhǎng)期使用后效率降低引起的流量減少量（通常 5%~7%） 。樣本上往往給出理論 排量、轉(zhuǎn)速范圍及典型轉(zhuǎn)速不同壓力下的輸出流量。 壓力越高、轉(zhuǎn)速越低則泵的容積效率越低，變量泵排量調(diào)小時(shí)容積效率降低。轉(zhuǎn)速恒 定時(shí)泵的總效率在某個(gè)壓力下最高，變量泵的總效率在某個(gè)排量、某個(gè)壓力下最高。泵的 總效率對(duì)液壓系統(tǒng)的效率有很大影響，應(yīng)該選擇效率高的泵，并盡量使泵工作在高效工況 . . 區(qū)。 轉(zhuǎn)速關(guān)系著泵的壽命、耐久性、氣穴、噪聲等。雖然樣本上寫著容許的轉(zhuǎn)速范圍，但 最好是在與用途相適應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)速下使用。特別是用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的情況下，油溫低時(shí)若 低速則吸油困難，又因潤(rùn)滑不良引起卡咬失效的危險(xiǎn)，而高轉(zhuǎn)速下則要考慮產(chǎn)生氣蝕、振 動(dòng)、異常磨損、流量不穩(wěn)定等現(xiàn)象的可能性。轉(zhuǎn)速劇烈變動(dòng)還對(duì)泵內(nèi)部零件的強(qiáng)度有很大 影響。開式回路中使用時(shí)需要泵具有一定的自吸能力。發(fā)生氣蝕不僅可能使泵損壞，而且 還引起振動(dòng)和噪聲，使控制閥、執(zhí)行器動(dòng)作不良，對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生惡劣影響。 在確認(rèn)所用泵的自吸能力的同時(shí)，必須在考慮液壓裝置的使用溫度條件、液壓油的粘 度來計(jì)算吸油管路的阻力的基礎(chǔ)上，確定泵相對(duì)于油箱液位的安裝位置并設(shè)計(jì)吸油管路。 另外，泵的自吸能力就計(jì)算值來說要留有充分裕量泵的參數(shù) 泵的基本參數(shù)是壓力、流量、 轉(zhuǎn)速、效率。 根據(jù)系統(tǒng)地工作壓力來選擇，一般地說，在固定設(shè)備中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力可選 擇為泵額定壓力的 70%-80% ，車輛用泵可選擇為泵額定壓力的 50%-60%，以保證泵的足夠 的壽命。選擇泵的第二個(gè)最重要的考慮因素是泵的流量或排量，泵的流量與工況有關(guān)，選 擇的泵的流量須大于液壓系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量。泵的效率值是泵的質(zhì)量體現(xiàn)，一般來說， 應(yīng)使主機(jī)的常用工作參數(shù)處在泵效率曲線的高效區(qū)域參數(shù)范圍內(nèi)，另外，泵的最高壓力與 最高轉(zhuǎn)速不宜同時(shí)使用，以延長(zhǎng)泵的使用壽命。產(chǎn)品說明書中提供了較詳細(xì)的泵參數(shù)指導(dǎo) 性圖表，在選擇時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵照產(chǎn)品說明書中的規(guī)定。要特別注意殼體內(nèi)的泄油壓力。殼 體內(nèi)的泄油壓力取決于軸封所能允許的最高壓力。德國(guó) Rexroth 公司生產(chǎn)的斜軸式軸向柱 塞泵和馬達(dá)的殼體泄油壓力一般為 0.2MPa，也有高達(dá) 1MPa 的（如 2AF 定量泵系列 6.1,） ， 國(guó)產(chǎn)軸向柱塞泵和馬達(dá)的殼體泄油壓力應(yīng)嚴(yán)格遵照產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定，過高的殼體泄 油壓力將導(dǎo)致軸封的早期損壞。軸向柱塞泵和馬達(dá)轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表 中規(guī)定的數(shù)據(jù)，不得超過最高轉(zhuǎn)速值。至于其最低轉(zhuǎn)速，在正常使用條件下，并沒有嚴(yán)格 的限制，但對(duì)于某些要求轉(zhuǎn)速均勻性和穩(wěn)定性很高的場(chǎng)合，則最低轉(zhuǎn)速不得低于 50r/min。 泵的結(jié)構(gòu)形式 柱塞泵有定量泵和變量泵兩種。定量泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，大多數(shù)液 壓系統(tǒng)中采用，而能量利用率高的變量泵，也在越來越多的場(chǎng)合發(fā)揮作用。一般來說，如 果液壓功率小于 10KW，工作循環(huán)是開關(guān)式，泵在不使用時(shí)可完全卸荷，并且大多數(shù)工況下 需要泵輸出全部流量則可以考慮選用定量泵，如果液壓功率大于 10KW，流量的變化要求較 大，則可以考慮選用變量泵。變量泵的變量形式的選擇，可根據(jù)系統(tǒng)的工況要求以及控制 方式等因素選擇。 油溫和粘度 液壓泵的最低工作溫度一般根據(jù)油液粘度隨溫度降低而加大來確定。當(dāng)油 液粘稠到進(jìn)口條件不再保證液壓泵完全充滿時(shí)將發(fā)生氣蝕?？谷家簤河偷谋戎卮笥谑突?液壓油，有時(shí)低溫粘度也更大。許多抗燃液壓油含水，如果壓力低或溫度高則水會(huì)蒸發(fā)。 因此，使用這些油液時(shí)，泵進(jìn)口條件更加敏感。常用的解決辦法是用輔助泵給主泵進(jìn)口升 . . 壓，或把泵進(jìn)口布置成低于油箱液面，以便向泵進(jìn)口灌油。液壓泵的最高允許工作溫度取 決于所用油液和密封的性質(zhì)。超過允許溫度時(shí)，油液會(huì)變稀，粘度降低，不能維持高載荷 部位的正常潤(rùn)滑，引起氧化變質(zhì)。根據(jù)制造廠規(guī)定，柱塞泵和馬達(dá)的工作油溫范圍為- 25～+80oC。工作介質(zhì)的最低粘度為 10mm2/s，最高粘度為, 100mm2/s。 使用壽命 所謂使用壽命，通常是指大修周期內(nèi)泵在額定條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的總和。通 常車輛用泵和馬達(dá)周期為 2000h 以上，室內(nèi)泵的使用大修周期為 5000h 以上。 價(jià)格 一般來說，斜盤式軸向柱塞泵（馬達(dá)）要比斜軸式軸向柱塞泵（馬達(dá)）價(jià)格低， 定量泵比變量泵價(jià)格低。與其他泵相比，柱塞泵比葉片泵、齒輪泵貴，但性能和壽命要優(yōu) 于它們。 （一）泵參數(shù)的計(jì)算 （1）泵的流量 液壓馬達(dá)所需的最大的流量 85.4 ，以此為依據(jù)計(jì)算泵的排量，液壓泵的最maxq?/inL 大輸出流量 1maxpvqk?? 式中 ——泵的最大輸出流量（ ）1p /inL ——行走系統(tǒng)所需的流量（ ）v ——系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取 1.2k 計(jì)算得 =102.5 ，初選行走液壓泵為 A4VG28，斜盤式軸向柱塞變量泵，其基1pq/i 本參數(shù)如表 2-6 表 2-6 斜盤式軸向柱塞變量泵 A4VG28 的基本參數(shù) 參數(shù)名稱 數(shù)值 排量 28 3cm/r 持續(xù)最高轉(zhuǎn)速 4250 in 極限轉(zhuǎn)速 4500 /r 間歇極限轉(zhuǎn)速 5000 i 最低轉(zhuǎn)速 500 /mnr 峰值壓力 45MPa 公稱壓力 40 . . 最大流量 119 /minL （2）泵的壓力 液壓泵的最大工作壓力 （2-16）11PMpp???? 式中 ——如前所訴；1Mp ——系統(tǒng)油路上的總壓力損失，按經(jīng)驗(yàn)估取 1 .??aP 因此 ，所選的液壓泵滿足要求。136Pa? （二）行走液壓泵的驗(yàn)算 （1）流量校核 液壓泵首先應(yīng)滿足系統(tǒng)的最大流量要求，液壓泵的流量 ，滿足設(shè)計(jì)max102.5/inpvqL?? 要求 （2）壓力校核 在初定液壓系統(tǒng)的壓力之后，要求所選的泵的額定壓力高于系統(tǒng)壓力，差值以 10%-30%為 宜。 1min20.46/60PcMqvrkmhKVi???1ax1%Pp?? 由上式可知，實(shí)際最大工作壓力比樣本最大壓力小 20%，滿足設(shè)計(jì)要求。 （3）最低穩(wěn)定速度 滑移裝載機(jī)的特點(diǎn)是靈活，能適應(yīng)多種環(huán)境作業(yè)，因此，需要有一定的低速穩(wěn)定性， 才能保證機(jī)器的堆垛等需要將物料準(zhǔn)確的放置的操作。 當(dāng)液壓泵處于最低轉(zhuǎn)速（ ）1min50/iPr? （2-17） 3i1in40/minPqVcA 最低穩(wěn)定速度 1min2.6/60PcMvrkhKi??? 此速度表明滑移裝載機(jī)能在較低的速度下穩(wěn)定運(yùn)行。 （三）行走液壓泵的配置 行走液壓系統(tǒng)的泵選取力士樂的泵，其可配套先關(guān)的流量控制裝置和回路壓力調(diào)節(jié) . . 裝置，還有多種控制方式供選擇，該液壓泵為變量軸向柱塞泵，工作回路為閉式回路，變 量裝置采用電兩點(diǎn)控制，帶開關(guān)電磁鐵，電磁鐵工作電壓為 12V，帶壓力切斷，軸伸為花鍵 軸 DIN5480（串聯(lián)泵第一泵標(biāo)準(zhǔn)型） ，用二孔法蘭安裝，工作油口 A/B 在泵殼體得同側(cè)，帶 直動(dòng)式高壓溢流閥，不帶旁通閥，在輔助泵吸油路過濾油液，設(shè)定補(bǔ)油泵的補(bǔ)油壓力為 2 。MPa 其簡(jiǎn)圖如圖 10 圖 2-4 行走液壓泵的安裝尺寸 2.2 作業(yè)裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.2.1 作業(yè)裝置工況分析 滑移裝載機(jī)工作裝置個(gè)典型的作業(yè)過程有下列 5 種工況：(1)正載水平插入：(2)轉(zhuǎn)斗 缸收縮，鏟斗掘起．繼續(xù)收斗使收斗角達(dá)到 30。 ， （3)轉(zhuǎn)斗缸不動(dòng)，舉升缸伸長(zhǎng)，鏟斗達(dá)到 最大高度；(4)轉(zhuǎn)斗缸伸長(zhǎng)，舉升缸不動(dòng)，鏟斗卸料，收斗角達(dá)到一 45。 ；(5)自動(dòng)放平。 首先對(duì)各個(gè)工況進(jìn)行受力分析，再根據(jù)工作裝置的載荷大小及變化設(shè)計(jì)工作裝置的液 . . 壓系統(tǒng)。 （一） 插入阻力的確定 由經(jīng)驗(yàn)取插入阻力為 21000N，可滿足工作要求，插入阻力受限與發(fā)動(dòng)機(jī)的功率以及行 走裝置的最大牽引力，而最大牽引力又與滑移裝載機(jī)作業(yè)的環(huán)境路面有關(guān)。 （二） 鏟斗液壓缸和動(dòng)臂液壓缸的受力分析 （1） 鏟斗液壓缸剛的受力分析及其最大鏟掘力的確定 鏟斗液壓缸在插入工況下不需要主動(dòng)為鏟斗提供動(dòng)力，而是被動(dòng)與插入力；在鏟斗油 缸收縮，鏟斗向上翻轉(zhuǎn)，此時(shí)鏟斗油缸有桿腔進(jìn)油，受高壓油的作用，鏟斗油缸收縮，無 桿腔回油，此時(shí)鏟斗需要很大的力才能將物料鏟掘進(jìn)斗；動(dòng)臂舉升階段，鏟斗油缸只需要 提供能使鏟斗保持平衡的力即可；卸料階段，鏟斗油缸無桿腔進(jìn)油，有桿腔回油，鏟斗向 下翻轉(zhuǎn)，此時(shí)不需要很大的力就能將物料卸掉。自動(dòng)放平階段，鏟斗油缸受力很小。由以 上分析，鏟斗油缸的最大受力出現(xiàn)在鏟斗鏟掘的作業(yè)工況階段。 不同的物料需要不同的鏟掘力，考慮最壞的工況，取鏟斗的最大鏟掘力為 2400kg，再 由工作裝置的結(jié)構(gòu)得到鏟斗到油缸的傳力比為 5,因此鏟斗油缸所需的最大力為 =117600N,由CF 于鏟斗油缸有兩個(gè)，分配到兩個(gè)油缸上后每個(gè)油缸受力 =55380NCF (2)動(dòng)臂油缸的受力分析及其最大掘起力的確定 動(dòng)臂油缸在插入和鏟掘工況下都只受被動(dòng)力的作用，在動(dòng)臂舉升階段需要為動(dòng)臂提供 其向上舉升的力，動(dòng)臂舉升時(shí)動(dòng)臂油缸無桿腔進(jìn)油，有桿腔回油，鏟斗油缸作用力最大， 卸料階段，動(dòng)臂油缸提供能夠支撐物料的力即可，在鏟斗自動(dòng)放平階段，由于重力的作用， 動(dòng)臂油缸需有一定的背壓，以保證動(dòng)臂緩慢平穩(wěn)放下。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，去動(dòng)臂的最大鏟掘力為 2430kg，鏟斗到動(dòng)臂的傳力比為 5.75。由此計(jì)算單 個(gè)動(dòng)臂油缸最大的作用力為 68424N。 (三)鏟斗油缸及動(dòng)臂油缸的參數(shù)計(jì)算 （1） 鏟斗油缸的參數(shù)計(jì)算 鏟斗油缸在最大負(fù)載約為 55380N，由表 2-2 和表 2-4 可初選時(shí)的 P1=25MPa。 參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),系統(tǒng)的背壓力可以選取，鏟斗向上