【正文】 證壓桿的穩(wěn)定性，一般選取 d/D=~，本次設(shè)計(jì)中綜合各方面性能參數(shù)，選取轉(zhuǎn)斗液壓缸活塞桿直徑 d=。 根據(jù)式（ 33）、（ 34）和（ 35），化簡(jiǎn)得到轉(zhuǎn)斗液壓缸內(nèi)徑 D 的表達(dá)式如下 ? ?c m 1 24 0 .5 1FD PP??? ?斗 推 （ 36） 根據(jù)本次設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)各方面性能參數(shù)以及裝載機(jī)液壓系統(tǒng)國(guó)內(nèi)一般情況，初選轉(zhuǎn)斗液壓缸的工作腔壓力 1p =16 aMP ，再將所得 F斗 推 = 10? N，cm? =， 2p = aMP 代入式（ 36），得 ? ?c m 1 24 0 .5 1FD PP??? ?斗 推 ? ?34 1 3 5 . 4 4 2 1 03 . 1 4 0 . 9 5 1 6 0 . 5 1 1 . 5??? ? ? ? ? （ mm） Dd ? =（ mm） 由參考文獻(xiàn) [3]P135 表 310 缸徑系列（ GB234880），圓整后取轉(zhuǎn)斗液壓缸內(nèi)徑 D=125mm。 由參考文獻(xiàn) [3]P160 表 317 活塞桿外徑系列（ GB234880），圓整后取轉(zhuǎn)斗 22 液壓缸活塞桿直徑 d=80mm。 對(duì)選定后的液壓缸內(nèi)徑 D，必須進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算。這需要保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A 必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積 minA ，即A minA ，具體驗(yàn)算結(jié)果將在后續(xù)的計(jì)算中得到。 確定轉(zhuǎn)斗液壓缸活塞桿動(dòng)作速度 31 110= tLV?? （ 37） 式中 1V —— 活塞桿伸出速度， m/s； L—— 轉(zhuǎn)斗液壓缸全行程， mm； 1t —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸活塞桿完全伸出時(shí)間， s。 由已知表 21 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)斗油缸設(shè)計(jì)性 能參數(shù)，取鏟斗提升時(shí)間1t =4s。 由已知表 21 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)斗油缸設(shè)計(jì)性能參數(shù)，并參照 參考文獻(xiàn)[3]P160 表 318活塞行程系列（ GB234980）中的系列尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)值，最后取轉(zhuǎn)斗液壓缸全行程 L=630mm。 將選取的 1t =4s 和 L=630mm 代入式（ 37），得 331 11 0 6 3 0 1 0==t4LV????= （ m/s） 32 210= tLV?? （ 38） 式中 2V —— 活塞桿縮回速度， m/s； L—— 轉(zhuǎn)斗液壓缸全行程， mm； 2t —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸活塞桿完全縮回時(shí)間， s。 由已知表 21 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)斗油缸設(shè)計(jì)性能參數(shù)，取鏟斗卸載時(shí)間 23 2t =3s。 將選取的 2t =3s 和 L=630mm 代入式（ 38），得 332 21 0 6 3 0 1 0==t3LV????= （ m/s） 轉(zhuǎn)斗液壓缸動(dòng)作所需流量 3111 wAq = 60 10V? ??? （ 39） 式中 1q —— 轉(zhuǎn)斗 液壓缸無(wú)桿腔所需進(jìn)油流量， L/min； 1A —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸無(wú)桿腔有效工作面積， 2mm ； 1V —— 活塞桿伸出速度， m/s； w? —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸容積效率，一般取 w? =。 將計(jì)算所得 D=125mm 代入式（ 34），得 221 3 .1 4= = 1 2 544AD? ?= 2mm 將計(jì)算所得 1A = 2mm ， 1V = m/s 代入式（ 39），得 3111 wAq = 60 10V? ??? 31 2 2 6 5 . 6 2 5 0 . 1 5 8= 6 0 1 00 . 9 9 ?? ?? = L/min 3222 wAq = 60 10V? ??? （ 310） 式中 2q —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸有桿腔所需進(jìn)油流量， L/min； 2A —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸有桿腔有效工作面積， 2mm ； 2V —— 活塞桿縮回速度， m/s； 24 w? —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸容積效率，一般取 w? =。 將計(jì)算所得 D=125mm， d=80mm 代入式（ 35），得 ? ? ? ?2 2 2 22 3 .1 4= d = 1 2 5 8 044AD? ??= 2mm 將計(jì)算所得 2A = 2mm ， 2V = m/s 代入式（ 310），得 3222 wAq = 60 10V? ??? 37 2 4 1 .6 2 5 0 .2 1 0= 6 0 1 00 .9 9 ?? ?? = L/min 動(dòng)臂液壓缸參數(shù)計(jì)算 確定動(dòng)臂液壓缸的作用力 圖 33 動(dòng)臂液壓缸作用力的確定 25 如圖 33，利用 動(dòng)臂液壓缸提升動(dòng)臂以鏟取物料，鏟斗繞動(dòng)臂支點(diǎn) A作圓弧轉(zhuǎn)動(dòng)，除需要克服垂直鏟起阻力外，還需要克服較大水平阻力。一般設(shè)計(jì)中，仍假定動(dòng)臂液壓缸作用力僅克服最大鏟起阻力 FZ 。 由參考文獻(xiàn) [4]P229 式（ 97）和（ 98）可知每只動(dòng)臂液壓缸受力 ? ? 02 67g18 ????????? LFLGGGLZ 動(dòng)推額 （ 311） 式中， 動(dòng)推F—— 每只動(dòng)臂液壓缸受力， N； 1G —— 鏟斗自重，取 1G =14000N： 額G —— 鏟斗能裝下物體重量，去 額G =30000N； gG —— 工作裝置重量， N。 FZ —— 最大掘起力 ， N； 由表 21 可知 最大掘起力 FZ = 390 10? N,動(dòng)臂重量 gG =2100 kg=210000 N，又已知 6L = m， 7L = m， 8L = m，代入式（ 311）得 ? ?67g18 2 L GGGLFF Z ? ?????? 額動(dòng)推 = ? ??? = ? N 確定動(dòng)臂液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑 由上面計(jì)算所得結(jié)論，每只動(dòng)臂液壓缸受力 F動(dòng) = ? N。 又由參考文獻(xiàn) [1]P156，繪制液壓缸計(jì)算簡(jiǎn)圖如下 26 圖 34 液壓缸計(jì)算簡(jiǎn)圖 單活塞桿液壓缸無(wú)桿腔為工作腔時(shí)，得到下列式子 F動(dòng) 推 =? ?1 1 2 2 cmppAA?? （ 312） 21=4AD? （ 313） ? ?222 =d4AD? ? （ 314） 式中 1p —— 動(dòng)臂液壓缸的工作腔壓力， aMP ； 2p —— 動(dòng)臂液壓缸的回油腔壓力， aMP ； 1A —— 動(dòng)臂液壓缸無(wú)桿腔的有效面積， 2mm ； 2A —— 動(dòng)臂液壓缸有桿腔的有效面積， 2mm ； D—— 動(dòng)臂液壓缸內(nèi)徑， mm； d—— 動(dòng)臂液壓缸活塞桿直徑， mm； cm? —— 動(dòng)臂液壓缸機(jī)械效率。 其中，液壓缸的機(jī)械效率 cm? 一般取 ～ ，在本次設(shè)計(jì)中取 cm? =。要用以上公式確定液壓缸尺寸，還要選取回油背壓 2p 和桿徑比 d/D。 回油背壓 2p 的選取參考資料 [1]P157 表 73，根據(jù)回路特點(diǎn)選取背壓的經(jīng)驗(yàn) 27 數(shù)據(jù) 2p = aMP 。 當(dāng)活塞桿受拉的時(shí)候，一般取 d/D=～ ，當(dāng)活塞桿受壓的時(shí)候，為了保證壓桿的穩(wěn)定性，一般選取 d/D=～ ，本次設(shè)計(jì)中綜合各方面性能參數(shù)，選取動(dòng)臂液壓缸活塞桿直徑 d=。 根據(jù)式（ 3112）、（ 313）和（ 314），化簡(jiǎn)得到轉(zhuǎn)斗液壓缸內(nèi)徑 D 的表達(dá)式如下 ? ?c m 1 24 0 .5 1FD PP??? ?動(dòng) 推 （ 315） 根據(jù)本次設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)各方面性能參數(shù)以及裝載機(jī)液壓 系統(tǒng)國(guó)內(nèi)一般情況，初選動(dòng)臂液壓缸的工作腔壓力 1p =16 aMP ，再將所得 F動(dòng) 推 = ? N，cm? =， 2p = aMP 代入式（ 315），得 ? ?c m 1 24 0 .5 1FD PP??? ?動(dòng) 推 )( ??? ???D =（ mm） ???? Dd（ mm） 由參考文獻(xiàn) [3]P135 表 310 缸徑系列（ GB234880），圓整后取動(dòng)臂液壓缸內(nèi)徑 D=125mm。 由參考文獻(xiàn) [3]P160 表 317 活塞桿外徑系列（ GB234880），圓整后取轉(zhuǎn)斗液壓缸活塞桿直徑 d=90mm。 對(duì)選定后的液壓缸內(nèi)徑 D，必須進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算。這需要保證動(dòng)臂液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A 必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積minA ，即 A minA ，具體驗(yàn)算結(jié)果將在后續(xù)的計(jì)算中得到。 確定動(dòng)臂液壓缸活塞桿動(dòng)作速度 28 31 110= tLV?? （ 316） 式中 1V —— 活塞桿伸出速度， m/s； L—— 動(dòng)臂液壓缸全行程， mm； 1t —— 動(dòng)臂液壓缸活塞桿完全伸出時(shí)間， s。 由已知表 21 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)斗油缸設(shè)計(jì)性能參數(shù)，取 動(dòng)臂 提升時(shí)間1t =4s。 由已知表 21 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)油缸設(shè)計(jì)性能參數(shù)，并 參照 參考文獻(xiàn) [3]P160表 318 活塞行程系列（ GB234980）中的系列尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)值，最后取動(dòng)臂液壓缸全行程 L=800mm。 將選取的 1t =4s 和 L=800mm 代入式（ 316），得 331 11 0 8 0 0 1 0==t4LV????= m/s 32 210= tLV?? （ 317） 式 中 2V —— 活塞桿縮回速度， m/s； L—— 動(dòng)臂液壓缸全行程， mm； 2t —— 動(dòng)臂液壓缸活塞桿完全縮回時(shí)間， s。 由已知表 21 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)油缸設(shè)計(jì)性能參數(shù)，取鏟斗卸載時(shí)間 2t =3s。 將選取的 2t =3s 和 L=800mm 代入式（ 317），得 332 21 0 8 0 0 1 0==t3LV????= m/s 動(dòng)臂液壓缸動(dòng)作所需流量 29 3111 wAq = 60 10V? ??? （ 318） 式中 1q —— 動(dòng)臂液壓缸無(wú)桿腔所需進(jìn)油流量， L/min； 1A —— 動(dòng)臂液壓缸無(wú)桿腔有效工作面積， 2mm ； 1V —— 活塞桿伸出速度， m/s； w? —— 動(dòng)臂液壓缸容積效率，一般取 w? =。 將計(jì)算所得 D=160mm 代入式（ 313），得 122654 221 ???? DA ?2mm 將計(jì)算所得 1A =12265 2mm ， 1V = m/s 代入式（ 318），得 3111 wAq = 60 10V? ??? ????? = 3222wAq = 60 10V? ??? （ 319） 式中 2q —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸有桿腔所需進(jìn)油流量， L/min； 2A —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸有桿腔有效工作面積， 2mm ； 2V —— 活塞桿縮回速度， m/s； w? —— 轉(zhuǎn)斗液壓缸容積效率，一般取 w? =。 將計(jì)算所得 D=125mm， d=90mm 代入式（ 314），得 ? ? ? ?22221 ???? dDA ?= 2mm