【導(dǎo)讀】設(shè)計的進展情況，及時地獲得教師的指導(dǎo)。向指導(dǎo)教師展示自己的畢業(yè)設(shè)計成果，同時虛心地聽取指導(dǎo)教師提出的意見；液壓系統(tǒng)涉及的技術(shù)較多，設(shè)計難度較大，選題較為困難，該同學(xué)。以單泵變量系統(tǒng)設(shè)計為突破口，選題恰到好處。實現(xiàn)方面，介紹了挖掘機的設(shè)計過程。和創(chuàng)新能力，研究成果有一定的實際價值。結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹，層次清晰，文字簡練，符合本科畢業(yè)論文的規(guī)范要求。系統(tǒng)壓力選定得是否合理，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)設(shè)計的合理程度。應(yīng)下降，因此不能一味追求高壓。本次設(shè)計時，綜合考慮各因素，液壓系統(tǒng)的壓力上。限取20Mp，且液壓油缸兩端的壓力差為16Mp。成果及已獲得或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。計）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，單位署名為。山采掘等各項土石方施工中。本設(shè)計收集了挖掘機的有關(guān)資料，對挖掘機的各種工況進行了分析，并對。挖掘機的上車體和液壓系統(tǒng)進行了設(shè)計。統(tǒng)中最為復(fù)雜的。

　　

【正文】 8 4 9 4 . 1 1 7 2 . 3 92 0 0 . 9mm mmMq p? ? ?? ? ???（ mL/r） 其中液壓馬達的機械效率 mm? 取 。 馬達排量的計算 液壓馬達是用來拖動外負載做功的，它將油液的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)形式的機械能。按照其工作職能，屬于執(zhí)行元件。 液壓馬達的主要性能參數(shù)包括排 量、流量和容積效率。排量是指在沒有泄露的情況下，馬達每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所需要的液壓油的體積。排量恒定不變的馬達叫做定量馬達，排量可M兩檔減速器黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 15 以調(diào)節(jié)的馬達叫變量馬達 【 13】 。 根據(jù)已知條件，一檔速度 0~9km/h。 二檔的速度 0~30km/h，有一、二檔時輪胎的轉(zhuǎn)速 ： 331 10 9 10 60 Vn d????? ? ?? ? ? (rpm) 332 10 30 10 60 Vn d????? ? ?? ? ? (rpm) 一、二檔時馬達的等效轉(zhuǎn)速： 39。 11 6 8 .2 4 2 0 1 3 6 4 .8mLn n i? ? ? ? ? (rpm) 39。 21 2 2 7 .4 8 2 0 4 5 4 9 .6mLn n i? ? ? ? ? (rpm) 取馬達的額定轉(zhuǎn)速為 mhn =3000rpm，則變速箱一、二檔時的傳動比為 ： 1 39。 1 3000 2 .1 9 81 3 6 4 .8mhmni n? ? ? 2 39。 2 3000 0 .6 5 94 5 4 9 .6mhmni n? ? ? 計算傳動系統(tǒng)在一、二檔時的總傳動比： 11 2. 19 8 20 43 .9 6I i i? ? ? ? ? 22 0. 65 9 20 13 .1 8I i i? ? ? ? ? 由于二檔是公路檔，速度較一檔大，但其扭矩小，不能再用最大牽引力矩來計算馬達扭矩，以一 檔扭矩和排量為準(zhǔn)。則相應(yīng)的液壓馬達的扭矩和排量為： 1 12 8400 2 2 4 . 84 3 . 9 6 0 . 8 5m mMM I ??? ? ??（ Nm） 11 2 6 . 2 8 2 2 4 . 8 7 8 . 4 32 0 0 . 9mm mmMq p? ? ?? ? ??? (mL/r) 馬達流量是指馬達在單位時間內(nèi)所需要的液壓油的體積。與液壓泵一樣，液壓馬達的流量也有理論流量和實際流量之分。如果液壓馬達的排量為 q，容積效率為 v? ，欲使馬達以轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)，則所需要的理論流量 1mvQ nq?? 。但泄漏不可避 免 。 1 3 0 0 0 7 8 .4 3 0 .9 2 1 1 7 6 1mvQ n q ?? ? ? ? ?(mL/min) 故根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)， 以已確定的液壓馬達的基本參數(shù)、排量、轉(zhuǎn)拒、轉(zhuǎn)速、工作壓力作為依據(jù)，再從滿足基本參數(shù)的若干中液壓馬達中挑選轉(zhuǎn)速范圍、滑差特性、總效率、容積效率等符合系統(tǒng)要求，并從占用空間、安裝條件以及在工作機構(gòu)上的布置等方黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 16 面綜合考慮后，擇優(yōu)選定 【 14】 。 表 液壓馬達的應(yīng)用范圍 馬達類型 適用工況 應(yīng)用實例 馬達類型 適用工況 應(yīng)用實例 齒輪馬達 負載轉(zhuǎn)矩不大，速度平穩(wěn)性要求不高 鉆床、風(fēng)扇 軸向柱塞馬達 負載速度大 ，有變速要求，負載轉(zhuǎn)矩較小，低速平穩(wěn)性要求高 起重機、鏟車、鉸車、內(nèi)然機車、數(shù)控機床 齒輪馬達 負載轉(zhuǎn)矩不大，要求燥聲較小 磨床回轉(zhuǎn)工作臺，機床操縱系統(tǒng) 球塞 馬達 負載轉(zhuǎn)矩較大，速度中等 塑料機械、行走機械等 擺線馬達 負載速度中等，要求體積較小 塑料機械、煤礦機械、挖掘機、行走機械 內(nèi)曲線徑向馬達 負載轉(zhuǎn)矩很大，轉(zhuǎn)速低，平穩(wěn)性要求高 挖掘機、拖拉機、起重機、采煤機牽引部件 故本次設(shè)計選用馬達： GFT36T3A2FE80/61WVAL，排量為 ，扭矩范圍309~538Nm。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)及回轉(zhuǎn)馬達 單斗液壓挖掘機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)時間約占整個工作循環(huán)時間的 5070%，能量消耗約占 2540%，回轉(zhuǎn)液壓油路的發(fā)熱量約占液壓系統(tǒng)總發(fā)熱量的 3040%。因此，合理地確定回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓油路和結(jié)構(gòu)方案、正確的選擇回轉(zhuǎn)機構(gòu)諸參數(shù)，對提高生產(chǎn)率和功能利用率，改善司機的勞動條件，減少工作裝置的沖擊等具有十分重要的意義。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的基本要求 （ 1）在角加速度和回轉(zhuǎn)力矩不超過允許值得前提條件下，應(yīng)盡可能縮短回轉(zhuǎn)時間。在回轉(zhuǎn)部分慣性已知的情況下，角加速度的大小受最大回轉(zhuǎn)扭矩的限制，該扭矩不應(yīng)超過 行走部分與地面的附著力矩。 （ 2）回轉(zhuǎn)時工作裝置的動載系數(shù)不應(yīng)超過允許值。非全回轉(zhuǎn)的挖掘機回轉(zhuǎn)時，工作裝置不應(yīng)碰定位器。 （ 3）回轉(zhuǎn)能量損失最小。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 17 本次設(shè)計采用全回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，由高速油馬達經(jīng)齒輪減速箱帶動回轉(zhuǎn)小齒輪繞回轉(zhuǎn)支承上的固定齒圈滾動。高速馬達具有體積小，效率高，不需背壓補油，便于設(shè)置小制動器，發(fā)熱和功率損失小，工作可靠，可以與軸向柱塞泵的零件通用等優(yōu)點。 回轉(zhuǎn)慣性阻力矩的計算 2iiQrMJg??? ? ? ?（ kg? m） （ 51） 式中： ?回轉(zhuǎn)角加速度 ?? ?? ( 2/rad s )其中 n 為挖掘機回轉(zhuǎn)速度（轉(zhuǎn) / 分）； ? 為挖掘機回轉(zhuǎn)角速度（弧度 / 秒）； t 為回轉(zhuǎn)起動時間，一般取 25 秒； Q鏟斗內(nèi)所盛物料的重量 (千克 )； g重力加速度（米 / 2秒 ）； iJ 轉(zhuǎn)臺上各部件和工作裝置對回轉(zhuǎn)中心軸的轉(zhuǎn)動慣量 【 15】 。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的參數(shù)選擇 （ 1）轉(zhuǎn)臺的 轉(zhuǎn)動慣量 應(yīng)根據(jù)最常用的工作裝置和最常遇到的工況來估算轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動慣量。采用反鏟工作裝置時，可按下列經(jīng)驗公式估算： 滿斗回轉(zhuǎn)： 55 8233128 128 800 0 96 10 ( )J G k g m s? ? ? ? ? ? ? 空斗回轉(zhuǎn)： 55 823372 72 800 0 10 ( )J G k g m s? ? ? ? ? ? ? 式中： G 為整機重。 (2）回轉(zhuǎn)起動力矩和制動力矩 回轉(zhuǎn)最大起動力矩和最大制動力矩不應(yīng)超過行走部分與地面的附著力矩 M? ， 液壓制動時 可取 ~ ?? 。 BM 為作用在轉(zhuǎn)臺上的最大制動力矩。 取最大制動力矩 : 0 .6 0 .6 8 4 0 0 5 0 4 0BMM ?? ? ? ?(Nm) 回轉(zhuǎn)最大起動力矩和最大制動力矩還要受動載系數(shù)的限制。回轉(zhuǎn)時工作裝置的動載系數(shù)不應(yīng)超過 。 作用在轉(zhuǎn)臺上的最大起動力矩 SM 一般小于最大制動力矩，其比值隨制動方式而異。對于純液壓制動： 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 18 39。20 39。( 1 . 4 9 ~ 1 . 6 4 )BSM PPC M p p?? ? ?? 式中： p 油馬達起動壓力（ 2/kg cm ） 39。P 油馬達制動壓力（ 2/kg cm ） 0 1 2 3? ? ? ?? ? ? ， 其中 1? 表示回轉(zhuǎn)支承效率； 2? 表示減速器效率； 3? 表示油馬達機械效率。當(dāng)采用高速油馬達時取 0?? ； 當(dāng)采用低速大扭矩馬達時取0?? 。 為了縮短循環(huán)時間，改善起動和制動性能，希望 C =1~。 取 ? ，則 5040 45821 .1Bs MM C? ? ?(Nm) 故可根據(jù)以上計算，并取回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)速度為 12r/min，回轉(zhuǎn)減速機為 GFB17T2 1000，定量馬達為 A2FE，即連接類型為 56/61 WNZL，馬達轉(zhuǎn)速為 5000r/min,排量為。 生產(chǎn)率計算 生產(chǎn)率是挖掘機 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)之一，它表示在單位時間內(nèi)挖出并卸到運土車輛或棄土堆的實方體積。通常以每小時挖多少立方米或噸為單位，也有用臺班或晝夜挖出的實方體積來表示。 （ 1）理論生產(chǎn)率 理論生產(chǎn)率是指一臺挖掘機在 “計算條件 ”下連續(xù)工作一小時的生產(chǎn)率。計算條件可取為： 司機的操作 熟練程度，技術(shù)水平； 選擇最經(jīng)常出現(xiàn)的工作條件和平均工作尺寸； 運輸工具或棄土堆與挖掘機之間的相互位置，運輸工具的選擇，配合； 理論生產(chǎn)率按下式計算： 00360060 qQ qn T??（ 3/mh） 式中 q鏟斗的幾何容量（ 3m ）； 0n 每分鐘工作循環(huán)次數(shù)理論值 ； T每一工作循環(huán)的延續(xù)時間（ s）； 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 19 （ 2)技術(shù)生產(chǎn)率 技術(shù)生產(chǎn)率是指機械在 “給定條件 ”下連續(xù)工作一小時所能或得的最大生產(chǎn)率。 “給定條件 ”與 “計算條件 ”的差別用 TK ， ZK ， SK 三個系數(shù)表示，計算公式如下： 336006 0 ( / )Z T ZTT SSK K KqQ q n m hK T K? ? ? ? 式中： Tn 在 “給定條件 ”下每分鐘的最大可能工作循環(huán)次數(shù)； TK 在 “給定條件 ”下每分鐘工作循環(huán)次數(shù)與在 “計算條件 ”下每分鐘工作循環(huán)次數(shù)之比值； ZK 鏟斗內(nèi)所裝土壤的體積與鏟斗幾何容積之比； SK 土壤松散系數(shù) ； （ 3）實際生產(chǎn)率 實際生產(chǎn)率是指機械在一段工作時間內(nèi)所得到的實際平均生產(chǎn)率。計算平均生產(chǎn)率時要考慮兩個系數(shù)，即 機械利用系數(shù) 1k 和司機操作影響系數(shù) 2k 。 1k 按施工定額確定， 2k按司機操作熟練程度而定，一般取 2 ~ ? 。 312( / )pTQ Q k k m h? ? ? 生產(chǎn)率的計算，得考慮眾多因素，并且和操作者的技能有關(guān)，雖然目前不能得到準(zhǔn)確的數(shù)值，但作為一項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) ，應(yīng)該是我們設(shè)計工作者值得考慮的問題，本設(shè)計可以參考同類機型詹陽 JYL80 挖掘機 【 16】 。 液壓油缸的相關(guān)計算和選擇 液壓油缸的選擇依據(jù) 如何從現(xiàn)有國產(chǎn)液壓缸四大系列若干種規(guī)格中，選用所需要的液壓缸，應(yīng)綜合考慮以下兩個方面： （ 1）應(yīng)從占用空間的大小、重量、剛度、成本和密封性等方面，比較各種液壓缸的缸筒、缸蓋、缸底、活塞、活塞桿等零部件的結(jié)構(gòu)形式、各零部件的連接方式、密封結(jié)構(gòu)、排氣和緩沖裝置等。 （ 2）應(yīng)根據(jù)負載特性和運動方式綜合考慮液壓缸的安裝方式，使液壓缸只受運動方向的負載而不受徑向負載 。液壓缸的安裝方式有法蘭型、銷軸型、耳環(huán)型、拉桿型等安裝方式，在選定時，應(yīng)使液壓缸不受復(fù)合力的作用并應(yīng)考慮易找正性、剛度、成本和可維護性等。綜合考慮液壓缸的結(jié)構(gòu)和安裝方式后，即可確定所需液壓缸的規(guī)格。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 20 液壓缸由缸筒、活塞、活塞桿、端蓋和密封件等主要部件構(gòu)成。液壓缸可作成缸筒固定活塞桿運動形式和活塞桿固定缸筒運動形式。本設(shè)計所采用的是缸筒固定活塞桿運動形式。為滿足各種機械的不同用途，液壓缸種類繁多，其分類根據(jù)結(jié)構(gòu)作用特點，活塞桿形式、用途和安裝支撐形式來確定。按供油方式可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只往缸 的一側(cè)輸入壓力油，活塞僅作單向運動，靠外力使活塞桿返回。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油，活塞的正反向運動均靠液壓力來完成。由《液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊》得知，工程液壓缸為雙作用單活塞桿液壓缸，安裝方式多采用耳環(huán)型，所以本液壓系統(tǒng)選用雙作用單活塞桿液壓缸。 液壓執(zhí)行元件實質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，液壓缸把輸入液體的液壓能轉(zhuǎn)換成活塞直線移動或葉片回轉(zhuǎn)擺動的機械能予以輸出。所謂輸入的液壓能是指輸入工作液體所具有的流量 Q 和液力 P，輸出的機械能對活塞桿缸是指葉片軸擺動時所具有的速度 V 和扭矩 M。這些所有參數(shù)都是靠工作容積 的變化來實現(xiàn)的，所以說，液壓缸也是一種容積式的執(zhí)行元件，它具有容積液壓元件的共性 【 17】 。 液壓油缸的相關(guān)計算及選擇 圖 油缸 為了方便計算，畫出液壓油缸的簡單示意圖： 當(dāng)無桿腔為工作腔時， cmFApAp ??? 2211 有桿腔為工作腔時， 2 2 1 1 cmFp A p A ??? 式中： v vppD d黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 21 1p 液壓缸的工作壓力； 2p 液壓缸的回油腔工作壓力； 21 4DA ?? 液壓缸無桿腔的有效面積； 222 1 ()4A D d??? 液壓缸有桿腔的有效面積； D 液壓缸內(nèi)徑或活塞直徑； d 活塞桿直徑； cmF? 液壓缸的最大工作壓力； F 液壓缸的最大外負載； cm? 液壓缸的機械效率，一般取 ~。 用以上公式確定液壓缸尺寸時，需要先選取回油腔壓力，