【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。將以上各力在相應(yīng)的坐標(biāo)軸上投影，可求出 P的分力 P P2，如 圖 1— 6（ a）、（ b）所示。 (a) （ b） 圖 1— 6 土壤對(duì)刀片作用力 ? ? 111 s in RNP c ??? ?? ? ? 212 c o s RNP c ??? ?? 式中 1?—— 土壤對(duì)鋼的摩擦角； 由《工程機(jī)械》查的1?=450 力 P1的最大值取決于拖拉機(jī)的牽引可能性，即 gTP?1 代入數(shù)據(jù)求出： P1=（ KN）； 112 ??P （ KN）；（負(fù)號(hào)代表方向與所取方向相反） 4． 起升機(jī)構(gòu)的力 S 液壓操縱的推土機(jī) ,推土板的動(dòng)作靠雙作用液壓油缸來(lái)完成，因此油缸力必須綜合考慮推土板強(qiáng)制切土和從土中拔出推土板兩種工作狀態(tài)。推土板升降油缸的力取決于推土機(jī)的工作狀態(tài)和推土機(jī)的整機(jī)穩(wěn)定性。 上海 交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 （ 1） 油缸推力的確定 推土機(jī)在水平地面進(jìn)行強(qiáng)制切土?xí)r，油缸所具備的推力由工作裝置平衡條件求出，如圖 1— 7所示 。 圖 1— 7 推土板強(qiáng)制切土?xí)r計(jì)算 參考同類產(chǎn)品初選推土機(jī)工作機(jī)構(gòu)的各個(gè)尺寸，如下： sr =； l=3m； l0=； m=； G=1500kg； θ =450。 lS —— 為所求油缸的推力。 取 0?? cM 0210 ????? strSRmRGl 其中 G—— 工作裝置重量 。 整理上式則油缸的推力 ? ?? ?0139。1 GlmlXBkrS st ??? ? （ 1— 11） 代入數(shù)據(jù)求得： St=（ KN） （ 2） 油缸拉力的確定 推土機(jī)切削終了，推土機(jī)由切削位置變?yōu)檫\(yùn)輸位置，工作裝置提升時(shí)，起升力既油缸拉力，由圖 1— 8可求出：取 0?? cM 曹小平 履帶式推土機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 圖 1— 8 推土板起升受力計(jì)算 00111 ????? slrSGllGQlmP 參考同類產(chǎn)品初選工作機(jī)構(gòu)的各個(gè)尺寸如下： l1=； 式中 tG —— 被抬起土壤的重量，其值為； 0?BFG tt? 其中 tF —— 推土板內(nèi)土壤面積，圖 1— 8畫陰影部分，由幾何知識(shí)易求得： tF =（ m3） 從而的出： tG =（ KN） Q —— 被抬土壤與留下土壤間的滑移阻力，其值為： 其中 F—— 滑移面積（假定滑移沿著通過(guò)刀尖的垂直平面進(jìn)行）， F=BH（ mm2） =48000（ mm2） C—— 滑移時(shí)土壤粘結(jié)力（ N/cm2）；參考《工程機(jī)械》查得 C=； 從而求得： Q=（ KN）； P1—— 作用于工作裝置上土壤水平分力之和，取 P1=T=R=（ KN）。 整理上式則油缸所具備的 拉力 ? ?01111 GllGQlmPrS sl ???? （ 1— 12） 上海 交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 代入數(shù)據(jù)得： )( KNSl ? 。 油缸拉力的最大值受整機(jī)穩(wěn)定條件限制，此時(shí)拖拉機(jī)會(huì)繞 A點(diǎn)傾翻，如圖 1— 9所示。 取 0?? AM 0m a x ???? ccmcmslTT lZXrSLG （ 1— 13） 式中 maxlS — — 由穩(wěn)定條件確定 的 油缸最大拉力。 ?c o sm a xlgccm STXX ??? （ 1— 14） ? ?mXrSllGllGlZZ cltccm ???????? 0m a x10 )()(1 （ 1— 15） 參考同類產(chǎn)品初選工作機(jī)構(gòu)的各個(gè)尺寸如下： mrs ? ； CL =； KNGT 265? ； 代入數(shù)據(jù)，將式（ 1— 13）、（ 1— 14）、（ 1— 15）聯(lián)立求得： )( 3 9)( 0 6m a x KN＞SKNS ll ?? 。明顯滿足要求 曹小平 履帶式推土機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 第 3章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 載荷的組成和計(jì)算 液壓缸的載荷組成和計(jì)算 如圖為液壓缸為執(zhí)行元件的計(jì)算簡(jiǎn)圖。 其中 lS 是作用在活塞桿上的外載荷。除此之外，活塞還受摩擦載荷及慣性載荷。但由于活塞質(zhì)量和速度并不是很大，相比外載荷更是微不足道，因此可以忽略不計(jì)。 液壓缸的外載荷有： 推土?xí)r的推力： lS =（ KN） 收推土板的拉力： lS =（ KN） 液壓馬達(dá)載荷力矩的組成與計(jì)算 （ 1） . 液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 )(317884000 3 MNNT kw ??????? （其中根據(jù)同類產(chǎn)品初選驅(qū)動(dòng)輪半徑 R=400mm） （ 1— 16） 取液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為 ?m? ，則其載荷轉(zhuǎn)矩： )(3 34 6 17 8 8 MNTT mw ???? ? 。 （ 1— 17） 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 初選系統(tǒng)工作壓力 參考同類產(chǎn)品，初選工作壓力 P=25（ aMP ）； 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 上海 交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 1). 確定液壓缸受拉時(shí)載荷最大，其載荷為 ； 則 lSAPAP ??? 1221 （ 1— 18） 2P —— 液壓缸回油腔壓力，即背壓力，參照表 2— 4取值為 2P =1MPa 1P —— 液壓缸工作腔壓力，其值1P =P=25MPa； 又參照表 2— 5得： ?Dd （ 1— 19） 由（ 1— 18）、（ 1— 19）式代入數(shù)據(jù)求得： D=85（ mm）， d=60（ mm） 粗算其行程： )(5 3 045c o s)1 5 0 03 0 0 0(21 0 mmS ???? 取行程為 S =600（ mm） 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)》《液壓傳動(dòng)》部分的工程用液壓缸的選擇，選擇型號(hào)為： 8 0 03 5 1 1/ ??? HdDH S G K ； 其 D=100（ mm）， d=70（ mm）。 同理 松土器升降油缸型號(hào)為： YZJDG ??? 363 ； 鏟刀傾斜油缸型號(hào)為： 3350 YZCJDG ??? 。 計(jì)算液壓馬達(dá)的排量 液壓馬達(dá)是雙旋轉(zhuǎn)的，其回油直接接回油箱，視其出口壓力為零。機(jī)械效率為 ?m? 這樣： rLrmP Tq mw 08 3 17 3611 ???? ????? ??； （ 1— 20） 計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力 1). 根據(jù)液壓缸 的結(jié)構(gòu)尺寸 其實(shí)際工作壓力1221 A APSP l ??? （ 1— 21） 代入數(shù)據(jù)求得： P1= )(MPa ； 2). 液壓馬達(dá)的執(zhí)行元件實(shí)際所需流量 曹小平 履帶式推土機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 qTP ?22 ? （ 1— 22） 代入數(shù)據(jù)求得： )(202 MPaP ? ； 計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需流量 1). VAQ 11 ? （ 1— 23） （根據(jù)同類產(chǎn)品初選 mV ? ） 代入數(shù)據(jù)可求得： sLLQ ?? 2). nqQ ??2 （ 1— 24） 代入數(shù)據(jù)求得： sLQ ? 制定系統(tǒng)方案和擬訂液壓系統(tǒng)圖 制定系統(tǒng)方案 1). 執(zhí)行機(jī)構(gòu)油缸及控制閥的確定 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作分為推土板的垂直傾斜、 升降以及松土器的升降運(yùn)動(dòng)。對(duì)于推土板的垂直傾斜運(yùn)動(dòng)，需用有控制推土板傾斜的液壓油缸，因其只有傾斜運(yùn)動(dòng)，固液壓油缸選為單活塞桿雙作用液壓油缸進(jìn)行控制；而對(duì)于推土板的的升降運(yùn)動(dòng)，也可用單活塞雙作用液壓油缸進(jìn)行控制。考慮到油缸的受力問(wèn)題，可在兩邊個(gè)裝一個(gè)液壓油缸，使其受力均勻；同理，松土器的升降運(yùn)動(dòng)同樣可采用單活塞雙作用液壓油缸進(jìn)行控制，以滿足要求。 對(duì)于鏟刀垂直傾斜油缸，當(dāng)其工作時(shí)，即控制閥的中位時(shí)，油泵產(chǎn)生的壓力油要直回油箱；而當(dāng)其工作時(shí)，操縱控制閥，壓力油又能改變方向從而使油缸活塞桿能產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)方向， 即收縮及拉伸運(yùn)動(dòng)。要滿足上述要求以及考慮到人體手感的舒適敏捷性，選控制閥三位五通手動(dòng)換向閥進(jìn)行控制。 同理，松土器的分析也一樣，控制閥也選用三位五通手動(dòng)換向閥進(jìn)行控制。不同之處在于當(dāng)松土器松土碰到堅(jiān)硬障礙物而不能松土?xí)r，如果這時(shí)沒(méi)有一個(gè)卸油裝置，則會(huì)使松土器油缸產(chǎn)生很大的壓力，從而降低液壓油缸的壽命甚至產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)。因而還需在與松土器有桿面相連的油路上連接一過(guò)載閥進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)考慮到當(dāng)松土器在很松的土壤上或者不平的路面上工作時(shí)，松土器油缸的活塞會(huì)在重力的作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而上海 交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 使油缸有桿腔產(chǎn)生氣泡，這對(duì)油缸是相 當(dāng)不利；因而需有一補(bǔ)油裝置來(lái)防止上述情況產(chǎn)生。在這我們采用一單向閥直接裝在油缸與油箱之間，從而避免上述情況。除此之外，由于松土器通常在環(huán)境惡劣的情況下工作，油缸內(nèi)油壓變化很大，從而產(chǎn)生很大的震動(dòng)，這震動(dòng)會(huì)影響到油的正常運(yùn)行，固還需在油缸與油泵之間連接一單向閥來(lái)阻止干涉的產(chǎn)生。 鏟刀升降油缸是綜合上述兩種情況選擇控制閥的。其不同在于鏟刀有四個(gè)工作位：舉升、保持、下降以及浮動(dòng)。因此其需選用四位五通手動(dòng)換向閥。單向閥的選擇與松土器的選擇一樣。 上述三種油缸還需滿足他們產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不能同時(shí)產(chǎn)生，否則就會(huì)產(chǎn)生干涉。 2） . 行走機(jī)構(gòu)的確定 機(jī)構(gòu)的行走是由兩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的，由于行走條件非常惡劣，為了充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，滿足在不同路面的行使速度與同步性；除有總功率調(diào)節(jié)而需的兩臺(tái)液壓泵供油保證同步性外，還需有高低速轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換調(diào)速閥保證液壓馬達(dá)的高低速轉(zhuǎn)換；而高低速轉(zhuǎn)換閥只有工作和不工作兩種工作位，且要隨馬達(dá)高低速變化而轉(zhuǎn)換，固其選用兩位兩通液控?fù)Q向閥來(lái)控制馬達(dá)高低速轉(zhuǎn)換，時(shí)還要在馬達(dá)的回油箱油口接兩個(gè)單向閥形成封閉油路。當(dāng)馬達(dá)不工作時(shí)自成閉式循環(huán)回路供補(bǔ)油（供油源是給液壓缸供油的液壓泵提供的，因此還需一個(gè)兩位四通的電磁閥控制） 。 其次，由于馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)（即油路的改變），且當(dāng)馬達(dá)不工作時(shí)油泵所提供的油需流回油箱，并考慮到操縱的方便敏捷性，固選用三位六通的液控?fù)Q向閥進(jìn)行控制。當(dāng)馬達(dá)碰到超負(fù)荷工作的情況下還需有壓力保護(hù)，負(fù)負(fù)荷工作時(shí)限制回路壓力，因還需在馬達(dá)的進(jìn)油口連接一個(gè)益流閥，出油口連接一安全閥。 除此之外，考慮到實(shí)現(xiàn)行走時(shí)大流量，不行走時(shí)小流量，因而還需一個(gè)能隨工作機(jī)構(gòu)液壓泵出口壓力作為外控制指令控制行走機(jī)構(gòu)液壓泵的流量的調(diào)節(jié)器。 綜上所述，馬達(dá)需選用四個(gè)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)履帶行走，另兩個(gè)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)兩條履帶的同步行走。 曹小平