【正文】
確定活塞桿直徑d與活塞直徑D的關(guān)系, =d/D其值可按表27表28得:表2-7 按工作壓力選取d/D工作壓力≤~≥d/D~~表2-8按速比要求確定d/DV2/v12d/D根據(jù)液壓缸的供油壓力和負載,缸筒內(nèi)徑D可按下列公式初步計算。(三)鏟斗油缸及動臂油缸的參數(shù)計算(1) 鏟斗油缸的參數(shù)計算鏟斗油缸在最大負載約為55380N,由表22和表24可初選時的P1=25MPa。根據(jù)經(jīng)驗,去動臂的最大鏟掘力為2430kg。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。(二) 鏟斗液壓缸和動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為鏟斗提供動力,而是被動與插入力;在鏟斗油缸收縮,鏟斗向上翻轉(zhuǎn),此時鏟斗油缸有桿腔進油,受高壓油的作用,鏟斗油缸收縮,無桿腔回油,此時鏟斗需要很大的力才能將物料鏟掘進斗;動臂舉升階段,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,鏟斗油缸無桿腔進油,有桿腔回油,鏟斗向下翻轉(zhuǎn),此時不需要很大的力就能將物料卸掉。首先對各個工況進行受力分析,再根據(jù)工作裝置的載荷大小及變化設(shè)計工作裝置的液壓系統(tǒng)。(3)轉(zhuǎn)斗缸不動,舉升缸伸長,鏟斗達到最大高度;(4)轉(zhuǎn)斗缸伸長,舉升缸不動,鏟斗卸料,收斗角達到一45。(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)泵第一泵標準型),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)定補油泵的補油壓力為2。(3)最低穩(wěn)定速度滑移裝載機的特點是靈活,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,才能保證機器的堆垛等需要將物料準確的放置的操作。(二)行走液壓泵的驗算(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。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。通常車輛用泵和馬達周期為2000h以上,室內(nèi)泵的使用大修周期為5000h以上。工作介質(zhì)的最低粘度為10mm2/s,最高粘度為, 100mm2/s。超過允許溫度時,油液會變稀,粘度降低,不能維持高載荷部位的正常潤滑,引起氧化變質(zhì)。常用的解決辦法是用輔助泵給主泵進口升壓,或把泵進口布置成低于油箱液面,以便向泵進口灌油。許多抗燃液壓油含水,如果壓力低或溫度高則水會蒸發(fā)。當油液粘稠到進口條件不再保證液壓泵完全充滿時將發(fā)生氣蝕。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。定量泵結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,大多數(shù)液壓系統(tǒng)中采用,而能量利用率高的變量泵,也在越來越多的場合發(fā)揮作用。至于其最低轉(zhuǎn)速,在正常使用條件下,并沒有嚴格的限制,但對于某些要求轉(zhuǎn)速均勻性和穩(wěn)定性很高的場合,則最低轉(zhuǎn)速不得低于50r/min。也有高達 1MPa 的(,),國產(chǎn)軸向柱塞泵和馬達的殼體泄油壓力應(yīng)嚴格遵照產(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。要特別注意殼體內(nèi)的泄油壓力。泵的效率值是泵的質(zhì)量體現(xiàn),一般來說,應(yīng)使主機的常用工作參數(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)速不宜同時使用,以延長泵的使用壽命。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。在確認所用泵的自吸能力的同時,必須在考慮液壓裝置的使用溫度條件、液壓油的粘度來計算吸油管路的阻力的基礎(chǔ)上,確定泵相對于油箱液位的安裝位置并設(shè)計吸油管路。開式回路中使用時需要泵具有一定的自吸能力。特別是用發(fā)動機驅(qū)動泵的情況下,油溫低時若低速則吸油困難,又因潤滑不良引起卡咬失效的危險,而高轉(zhuǎn)速下則要考慮產(chǎn)生氣蝕、振動、異常磨損、流量不穩(wěn)定等現(xiàn)象的可能性。轉(zhuǎn)速關(guān)系著泵的壽命、耐久性、氣穴、噪聲等。轉(zhuǎn)速恒定時泵的總效率在某個壓力下最高,變量泵的總效率在某個排量、某個壓力下最高。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。如果每個循環(huán)中都發(fā)生沖擊壓力,泵的壽命會顯著縮短,甚至泵會損壞。強調(diào)安全性、可靠性時,還應(yīng)留有較大的余地。 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?;蒲b載機的最稿運行速度,此時馬達的轉(zhuǎn)速馬達的最高轉(zhuǎn)速為360,滿足設(shè)計要求。此時液壓馬達的壓差 (212) 樣本的額定壓差=25,; (213) 峰值壓差 (214) 有以上樣本額定壓差與最高壓差與實際額定壓差、實際最高壓差的差值都在10%—30%之間,符合設(shè)計要求[2]。 計算得=,行走液壓單邊驅(qū)動回路所需的最大流量為,滿足流量要求。從樣本中,初選液壓馬達的型號為MRC03280,徑向柱塞馬達,其排量為280,最大轉(zhuǎn)速為330。 (二)液壓馬達的排量 (29)式中——液壓馬達排量();——如前所訴;——液壓馬達的進出口壓差(),取液壓馬達出口壓力=1;——徑向柱塞液壓馬達機械效率,[1]。具體選擇可參考表2-表2-2和表23。因此不能一味追求高壓。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間,經(jīng)濟條件及元件供應(yīng)情況等的限制。鏈傳動比,因此液壓馬達所需的最大輸出轉(zhuǎn)速為 驅(qū)動液壓馬達的選取(一)工作壓力的確定系統(tǒng)壓力選定的是否合理,直接關(guān)系到整個系統(tǒng)設(shè)計的合理程度。m,液壓馬達的最大輸出轉(zhuǎn)速 (二)驅(qū)動軸的最大輸出轉(zhuǎn)速 (28)式中——最大輸出轉(zhuǎn)速(r/min);——滑移裝載機的最大行走速度(km/h);——如前所述。m);——如前所訴,=23520N;——動力半徑(m),(其中為所選輪胎未受載荷時的自由半徑,B 為輪胎斷面寬度,=,B=,=。在行走中對行走系有最低穩(wěn)定速度要求,可通過計算得出所需液壓馬達的轉(zhuǎn)速范圍。 液壓馬達所需的最大輸出扭矩和最大轉(zhuǎn)速根據(jù)滑移裝載機的行走速度要求,可計算出驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)數(shù),這個轉(zhuǎn)速便是液壓馬達所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速。附著力引力 (26)式中——最大附著牽引力,N;——驅(qū)動輪載荷,N,因滑移裝載機為全輪驅(qū)動,所以=G=31360N;——附著系數(shù),根據(jù)工況[1],取=。其余如上所述。坡度上行駛的工作阻力為=20569N。/;F——機器的迎風(fēng)面積,,F=;——機器的實際運行速度,取最大速度=12;=22N,由于滑移裝載機的最大運行速度只有12,它受到的風(fēng)阻很小,可忽略不計,在以下的計算中也都忽略。=15680N(3)慣性阻力與滑移裝載機的加速性能有關(guān),占不予以考慮。在額定運輸工況下,即=0,=5645N;在最大爬坡度時,即=30176。初步擬定行走系的液壓系統(tǒng)原理圖如圖7圖22 行走系控制原理圖 圖23行走系統(tǒng)液壓系統(tǒng)原理圖 行走液壓馬達的選取 行走系統(tǒng)工況分析從兩種典型的工況對滑移裝載機進行分析,即在實土水平路面,滿載情況下的行走工況和鏟掘時的牽引工況。根據(jù)行走要求擬定液壓傳動方案。(3)原地轉(zhuǎn)向,提高了滑移裝載機的機動性能和工作效率,特別適合狹小空間的作業(yè)。其行駛速度與發(fā)動機的輸出功率和驅(qū)動負荷相匹配,使馬達始終保持最大的液壓驅(qū)動力,減小能耗,從而提高了經(jīng)濟性,使推耙機更加節(jié)能和環(huán)保。全液壓雙回路驅(qū)動系統(tǒng)的變速是無級變速,傳動更加平穩(wěn)。全液壓驅(qū)動的推耙機的操作手柄數(shù)量減少,有些被按鈕替代,操作變得更加準確、快捷,保證推耙機前進、后退、加速、減速、轉(zhuǎn)向、制動等功能的正確實施,同時減輕了司機的勞動強度。兩個回路同時受一個電控裝置的控制。 行走液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算滑移裝載機的行走裝置采用雙泵雙馬達的靜液壓閉式回路傳動系統(tǒng)。;換接速度30s/次,無級可調(diào)。行走速度,整機設(shè)計質(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,無級可調(diào);運動速度0~12Km/h無級可調(diào);整機載重3200Kg,爬坡度30176?;蒲b載機主要用于基礎(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,畜舍,機場,跑道等,進行鏟運,堆垛,起重,挖掘,鉆孔,破碎,抓取,推扒,松土,開溝,道路清掃,路面壓實等工作。工作裝置液壓系統(tǒng)由一個齒輪泵及換向閥,蓄能器,溢流閥等組成,為鏟斗油缸和動臂油缸以及屬具提供液壓油。液壓系統(tǒng)分為行走液壓系統(tǒng)和工作裝置液壓系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng)該部分是整個機器的核心部分,為機器的行走和作業(yè)傳遞運動和力。為整機布置所限,動臂提升只能采用雙液壓缸的形式。圖13 垂直舉升結(jié)構(gòu) 圖14 圓弧舉升結(jié)構(gòu)工作裝置由動臂架,兩個動臂油缸,兩個支撐桿,兩個搖臂,兩個動臂油缸以及屬具組成,目前運用到各種工作中的屬具已達到一百多種,本設(shè)計主要考慮鏟運作業(yè),即屬具為鏟斗時的工況。垂直舉升和圓弧舉升結(jié)構(gòu)如圖圖4。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)實現(xiàn),垂直舉升曲線由八連桿結(jié)構(gòu)實現(xiàn),滑移轉(zhuǎn)向裝載機的優(yōu)勢在于其舉升方式可以影響設(shè)備做特定工作時的生產(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式噴灑器等,而垂直舉升設(shè)備的舉升高度可以到達舉升路徑的最高點,適合裝載高度較高的地方如卡車等?;妻D(zhuǎn)向是滑移裝載機與普通裝載機最大的區(qū)別和優(yōu)點,采用滑移轉(zhuǎn)向能使滑移裝載機在狹小的空間內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向,因此,它可以運用在很多狹窄空間內(nèi)作業(yè),如車間,集裝箱等地方。采用液壓傳動的特點是:可實現(xiàn)全車速范圍內(nèi)的無級變速;起動力矩大;低速高效率;經(jīng)常工作轉(zhuǎn)速可調(diào)到發(fā)動機的低油耗范圍,節(jié)油效果好;易實現(xiàn)功率的合理匹配;無變速箱、差速器、傳動軸等,發(fā)動機可任意布置,降低車輛重心,增加車輛的穩(wěn)定性;利用電控和微機易于實現(xiàn)自動控制;對液壓元件性能要求高。不設(shè)前后橋,四個驅(qū)動輪各自獨立懸掛在傳動箱上。儀表盤分置司機左右兩側(cè)或布置在前上方。 總體結(jié)構(gòu)介紹滑移式裝載機的主機系一臺前端式裝載機,無一例外地被設(shè)計為短軸距、短后懸,動臂支承點在車輛后上方。市場需求是根本,近年來我國城鎮(zhèn)化管理,城市基礎(chǔ)建設(shè),配套的小型工程機械在批量更新?lián)Q代的同時,將購置批量的產(chǎn)品彌補缺口,在這種情況下,實用價值和盈利觀念已成為用戶更新、購置設(shè)備的原則,質(zhì)量價格回報率等綜合性能將成為用戶的首選,這就要求在剛邁入準備邁入滑移轉(zhuǎn)向裝載機的生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)時通過調(diào)研座談等形式,納入用戶設(shè)計,使產(chǎn)品能夠做到真正的滿足市場和用戶的需求。隨著小挖等一系列小型工程機械在我國從無到有的發(fā)展歷史以及在市場中所呈現(xiàn)的火爆,可以預(yù)測滑移轉(zhuǎn)向裝載機也會像其它小型設(shè)備一樣被國內(nèi)大量的工程機械生產(chǎn)廠家看好,這塊潛在的市場并將會有更多的企業(yè)進軍生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機這一領(lǐng)域。ZTS在這個齒輪箱上加設(shè)了主離合器用于發(fā)動機氣動時卸荷。bobcat采用發(fā)動機直接驅(qū)動串聯(lián)泵將所有柱塞泵和齒輪泵串聯(lián)成一串,這種泵國內(nèi)尚不多見,維修配套困難?;妻D(zhuǎn)向裝載機的動力一般為2050 千瓦,主機質(zhì)量20004000 公斤車速為每小時10 15 公里左右,主要用于作業(yè)場地狹小地面起伏不平作業(yè)內(nèi)容變換頻繁的場合,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,畜舍,機場,跑道等,進行鏟運,堆垛,起重,挖掘,鉆孔,破碎,抓取,推扒,松土,開溝,道路清掃,路面壓實等工作。 hydraulic system第一章 緒論 滑移裝載機的歷史背景和發(fā)展前景滑移裝載機移轉(zhuǎn)向裝載機是一種利用兩側(cè)車輪線速度差而實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向的輪式專用底盤設(shè)備,采用輪式行走機構(gòu),全輪驅(qū)動。 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, paction pavement and so 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 devel