【正文】 要進(jìn)行提升裝載著垃圾貨物廂斗的工作過程時，先將控制支腿液壓缸的三位四通手動換 向閥向上推起，液壓油液由液壓管路進(jìn)入垃圾車尾部兩側(cè)支腿液壓缸，推動支腿完成支腿的擺動，支腳接觸地面后。 液壓系統(tǒng)原理 在擺臂垃圾車的設(shè)計中，擺臂兩側(cè)的兩個液壓缸和起到支撐作用的兩個支腿液壓缸用到了液壓，屬于液壓系統(tǒng)的設(shè)計范疇。缺點(diǎn)是氣動轉(zhuǎn)化成液動需要兩套管路。它是通過切斷動力來實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)程的停止，便于遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，缺點(diǎn)是反應(yīng)較慢； 依靠汽車貯氣筒壓縮空氣，通過控制操縱氣控液壓換向閥，控制油路方向?qū)崿F(xiàn)擺臂的舉升下降。 根據(jù)擺臂垃圾車使用與要求，選用通用性強(qiáng)可靠性好，維修方便的三位四通手動換向閥。換向閥是利用閥心和閥體相對位置的不同，來變換閥體上各主油口的哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 44 通斷關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各油路連通切斷或改變液流方向的閥類。包括單向閥、換向閥、壓力表開關(guān)等。 即有 42 30 . 5 7 1 4 1 02 1 . 2 2 3 5 . 8 62 1 0d m m?? ? ?? 取用 2 36d mm? 。 即有 41 30 . 5 7 1 4 1 02 1 . 2 2 2 2 . 6 75 1 0d m m?? ? ?? 取用 23mm 。 6 5 2 6 0 3V L V? ? ? ? ? ? 即油箱選擇 2876 81GB ? 系列中 63公稱容量。液壓系統(tǒng)的油箱容積應(yīng)滿足一下要求： （ 1）設(shè)備停止運(yùn)行時，液壓油液能夠靠重力作用返回油箱； （ 2）操作時，油面保持適當(dāng)高度位置； （ 3）能散發(fā)操作時產(chǎn)生的熱量； （ 4）能夠分離出油中的空氣和雜物等。 油箱 容積與油管內(nèi)徑的計算 液壓系統(tǒng)油箱容積計算 ： 液壓系統(tǒng)的用途主要是儲油和散熱。 即有： 2 66120xx0 9. 77 84125 10 104p M P a??????? 由以上，液壓泵選擇單級齒輪泵，型號為 1016CB G? .由于支腿工作需要的液壓力較小，其泵體工作壓力也較擺臂泵體需要的工作液壓力小，哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 也將擺臂泵體的型號作為液壓系統(tǒng)的所用泵體，即液壓系統(tǒng)的液壓泵型號為 1016CB G? 。 液壓泵額定流量： VQ t??? (5—— 2) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 式 中 △V —— 是液壓工作 容積； 22 73125 1600 1044dLV mm?? ??? ? ? ? ?； t —— 是舉升時間 ,取 40ts? ； ? —— 是液壓系統(tǒng)效率 ,取 ?? 。后者制造復(fù)雜，應(yīng)用于飛機(jī)等重量要求很輕的機(jī)器上。 齒輪泵分為外嚙合及內(nèi)嚙合中兩種。對變量泵，按輸 油 方式，又可分為單向變向泵和雙向變量泵。前者在泵轉(zhuǎn)速不變時，不能調(diào)節(jié)流量，后者當(dāng)泵轉(zhuǎn)速不變時，通過變量機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，可使具有不同的流量。 擺臂舉升油泵的選型 一般常用的液壓泵分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵、螺桿泵。 由以上，擺臂液壓缸選用 DG 型車輛用單活塞桿雙作用、耳環(huán)安裝式結(jié)構(gòu)。 即有： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 4 1 2 0 0 0 0 1 0 4 .4 614d m m????? 參照液壓缸的設(shè)計，選 125d mm? 。 為了經(jīng)濟(jì)性并且滿足使用要求，選用單活塞桿雙作用液壓缸。 按結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸和伸縮式套筒液壓缸。單作用缸只往缸的 一側(cè)輸入壓力油，活塞僅作單向出力運(yùn)動、靠外力使活塞桿返回。液壓缸種類繁多。其主要內(nèi)容包括液壓缸直徑與行程、液壓泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與內(nèi)徑等 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 第 5 章 擺臂式 垃圾 車 的 液壓系統(tǒng)設(shè)計 擺臂 式垃圾 車采用的液壓泵、液壓缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化且由專業(yè)化液壓元件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。 圖 4—— 22 擺臂等效懸臂梁剪力及彎矩 圖 對于矩形擺臂截面，截面慣性矩 zI 2322112hhzI by dy bh???? (4—— 11) 帶入擺臂最小截面，即有： ? ?3m a x 333 90 101100 10 180 1012 mN m mm????? ? ??? ? ? ? ? 擺臂截面為對稱 矩形，其截面的上下邊緣最大抗拉應(yīng)力 t? 與最大抗哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 壓應(yīng)力 c? 相等，即有： ? ? ? ?m a x m a x m a x 1 2 8 . 7 7tc M P a? ? ?? ? ?500MPa 在所選材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi)。 2 49 00 0 c os 46 34 03 8. 26 01 5GN? ? ? 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 ? ?2 m a x 1 1 5 9 9 9 . 8 9 1 4 0 2 1 9 . 7 79 0 4 6FNtg n??? 針對 4—— 20，在擺臂穩(wěn)定情況下，由受力平衡求得 2 14 02 19 .7 7 34 03 8. 26 01 5 10 61 81 .5 19 5o ? ? ? 列剪力彎矩方程： 2G 和 2F 段 ? ?Q 1 2F X G 3 4 0 3 8 .2 6 0 1 5N? ? ? ? (0 043)X?? ? ?12 3 4 0 3 8 .2 1 0 1 5M X G x x? ? ? ? ? ?0 2043x?? 2F 和 2OF 段 ? ?2 2 2 1 0 6 1 8 1 . 5 1 9 5QF X F G N? ? ? ? ?2 0 4 3 2 7 3 1 .7 8x?? ? ? ? ?2 2 22043M X M F x G x? ? ? ? ? ? 1 0 6 1 8 1 . 5 1 9 5 2 0 4 3 1 4 0 2 1 9 . 7 7x? ? ? ? ?2 0 4 3 2 7 3 1 .7 8x?? 根據(jù)以上剪力和彎矩的求解，可以畫出剪力及彎矩 如 圖 4—— 22 所示 。 即有： 621 1 5 9 9 9 . 8 9 6 . 4 4 4 4 3 8 5 8 1 01 . 8 1 0 Pa? ?? ? ?? 對壓縮桿件的剛度條件： ? ?maxFEA???? ? ? ? (4—— 9) 即有： 31 1 2843 102. 1 10 1. 8 10??????? ? ? ? 30 .0 8 7 2 4 5 4 1 9 9 1 1 0 m??? 擺臂等效懸臂梁的最大彎矩的計算 ： 由上面的計算過程知，當(dāng)擺臂轉(zhuǎn)角為 46 度時有最大的軸力，同時有最大的剪力。由圖 4—— 18，可畫 出桿件軸力 如 圖4—— 21所示。 在 OXY 坐標(biāo)中有： 22222 2 5 2 3 0 0 2 2 5 2 3 0 0A B 8 0 0 c o s 8 0 0 c o s11tg n tg ntg n tg n??????? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? 22222280 0 c os 80 0 si n c os 22 5 23 00180 0 si n 80 0 si n 22 5 23 001tgntgntgn tgntgn? ? ??? ? ? ????? ? ? ???????? ? ??? 化簡后得到： 8 0 0 c o s 8 0 0 s i n 2 2 5 2 3 0 0A B tg n tg n? ? ? ?? ? ? ? ? 同樣，有： 222225 2300 225 23002300 22511t gn t gn t gnBD t gn t gn? ? ??? ????? ? ?? ? ? ????????? ?? 化簡后得到： 2 2 5 2 3 0 0BD tgn?? ? ? 即有 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 8 0 0 c o s 8 0 0 s i n 2 2 5 2 3 0 0s i n 2083A B tg n tg nC AD ? ? ? ?? ? ? ??? 2 2 5 2 3 0 0c o s2083B D tg nc AD ????? 式中 a—— 轉(zhuǎn)角范圍為 ? ?46 ~ 。 在坐標(biāo)圖中，將液壓缸近似看為水平安裝， D點(diǎn)為液壓缸的底座端坐標(biāo)，從液壓缸底座端到擺臂絞接繞點(diǎn)預(yù)留 2300mm，結(jié)合前面的計算，有哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 以下各點(diǎn)坐標(biāo)： D（ 2300， 225） A（ 800cos?－ ， sin?800 ） 圖 4—— 20 擺臂直角坐標(biāo) 角 a 和角 b 在擺臂轉(zhuǎn)動過程中其數(shù)值大小相等，即 a＝ b，角 c 隨著擺臂轉(zhuǎn)角的變化，也變化，需要確定角 a 和角 c 之間的關(guān)系。然后分別進(jìn)行最大軸力下桿件壓縮的強(qiáng)度、剛度校核和最大剪力、彎矩下的彎曲強(qiáng)度、剛度及彎曲變形校核。 即有： m ax 6 0F ?? ? 擺臂強(qiáng)度剛度校 核 ： 將擺臂工作過程受力示意圖簡化 如 圖 4—— 17所示 。 由簡圖，在最大擺角處 ,擺臂滾軸中心到地面的距離，即為擺臂滾軸中心到車廂水平面的距離 AC： ? ?1 0 5 01 2 7 5461 7 3 5 ???? otg nAC ? 在最大擺角 處 AD 長度為： 1 5 7 1 .6 4 5 1 0 5 0AD ?? ? 在三角形中，由 1735c os 46ADOA? ?? ? 計算 a 角為： arcsin ? ? ? 即有最大轉(zhuǎn)角 A 為： oooA 10 0 ??? 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 oo 4589 1 ?? 在許用值 ? ?45 ~180 內(nèi)。 擺臂最大旋轉(zhuǎn)角 的確定計算 ： 將擺臂靜止擺角和最大擺角處的工作狀態(tài)簡化 如 圖 4—— 16所示 。 擺臂鏈條長度計算 ： 擺臂鏈條長度的計算可以參照示意簡圖 如圖 4—— 15 所示 。 直線 OA的斜率 K 為： K = ? ? ??? ootgn 令 A 點(diǎn)的坐標(biāo) (X,Y)，有： 2 2 2800xy?? 同時有： yx? ? 聯(lián)立兩公式，求得 A 點(diǎn)坐標(biāo)為 (? , )。其計算坐標(biāo)簡圖如 4—— 14 所示 。 式中 1A —— 是擺臂繞點(diǎn)到鐵鏈軸承相對應(yīng)的擺臂距離； 2A —— 是鐵鏈繞點(diǎn)到擺臂頂端點(diǎn)相對應(yīng)的擺臂距離。由同類產(chǎn)品類比，選取擺臂的傾斜角度參數(shù)為 46 度 。 進(jìn)行疊加后求得，在擺臂垃圾車額定裝載時 ,其撓度 y 為 ： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 xxy 6315 100 0 0 2 7 4 5 0 ?? ????? ? ?a0 ??x 66315 100 1 2 8 6 3 2 5 0 0 2 7 4 5 0 ??? ??????? xxy ? ?1xa ?? 即有最大撓度 maxy ： 315m a x xy ??? 315 ??? ? ? 求得 A、 B兩處轉(zhuǎn)角 ? 為 ： ? ? ? ?15103 9 1 9 1 0 4 0 1 1 3 535654716356511518 2 2 7 1 ? ??????????A? 810027 ??? ? ? ? ?15103 9 1 9 1 0 4 0 3 1 2 64 7 1 61 5 9 03 1 2 1 1 3 51 1 5 14 7 1 63 5