【正文】
opment trend is been hydraulic system si designed by refering to the exsisting Skid Steer Loader,according to the design requirements in the design assignment, and bining with actual operation mode and operating environment. The movement and force of loader is been analyised at first. the hydraulic system schematics is been formulated according to the requirement of working condition , and then Hydraulic ponents of the hydraulic system such as work pumps, control valves, walk motors, hydraulic cylinders are been selected after design calculation and refering to sample. Finally, the parts of hydraulic system,such as oil tank, pump group, valve group, motors and other parts needed to be independent design are been drawed by 3D drawing software(PROE), and locate and assemble all parts on Skid Steer Loader’s chassis and plete hydraulic pipe design. Key words: Loader。最后,用三維繪圖軟件PROE繪制出油箱、泵組、閥組、馬達等所選元件,設(shè)計出系統(tǒng)所需的其他零件,并完成液壓系統(tǒng)的管路設(shè)計和零件的裝配。分析國內(nèi)外滑移裝載機現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,參考已有滑移裝載機液壓系統(tǒng),依據(jù)任務(wù)書給出的設(shè)計要求,結(jié)合實際作業(yè)模式和作業(yè)環(huán)境,對滑移裝載機的運動和受力進行分析,針對其要實現(xiàn)的動做要求,擬定液壓系統(tǒng)方案設(shè)計。換裝特定用途通用屬具后,可實現(xiàn)鏟運,堆垛,壓實路面等多種作業(yè)模式。目 錄摘要 IVABSTRACT 5第一章 緒論 I 滑移裝載機的歷史背景和發(fā)展前景 I 總體結(jié)構(gòu)介紹 II 行走裝置 II 作業(yè)裝置 III 液壓系統(tǒng) III第二章 設(shè)計計算及元件選擇 5 行走液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算 5 行走液壓馬達的選取 7 行走液壓泵的選取 13 作業(yè)裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算 17 作業(yè)裝置工況分析 17 作業(yè)裝置動作循環(huán)規(guī)劃 19 工作裝置液壓系統(tǒng)擬定 20第三章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計 24 發(fā)動機的選取 24 油箱的設(shè)計 25 油箱的用途及要求 25 油箱容積的確定 26 油箱附件的安裝 27 油箱散熱功率計算 27 系統(tǒng)散熱器設(shè)計 28 液壓油油溫過高的危害 28 閉式液壓系統(tǒng)的散熱方式 29 散熱功率計算 30 散熱功率及散熱面積計算 31 濾油器選擇 32 聯(lián)軸器的選取 33 液壓閥的選取與安裝 33 液壓閥的選擇 34 液壓閥的配置形式 35 液壓系統(tǒng)管路設(shè)計 35 管徑計算 35 液壓管路的布置 36第四章 設(shè)計總結(jié)與設(shè)計心得 38 設(shè)計總結(jié) 38 設(shè)計心得 39鳴謝 40參考文獻 42摘要滑移裝載機是一種利用兩邊行走輪速度差實現(xiàn)轉(zhuǎn)向,能實現(xiàn)多種工程作業(yè)的小型工程機械。因其小巧靈活,能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向的特點,在工程運用中起著越來越重要的作用?,F(xiàn)設(shè)計一款適應(yīng)國內(nèi)市場的滑移裝載機液壓系統(tǒng)。通過計算和參考樣本,完成液壓系統(tǒng)的工作泵,控制閥,行走馬達,工作液壓缸等元件的選型。關(guān)鍵詞:裝載機;滑移;液壓系統(tǒng)AbstractSkid Steer Loader is a kind of construction machinery can realize various engineering operations , whose steering is realized by the velocity difference of two sides’ wheels .Because of the characteristics of small overall dimensions and steering without moving 。 slip?;妻D(zhuǎn)向可于作業(yè)現(xiàn)場隨機快速更換或掛接各種工作裝置,以適應(yīng)不同的工作環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容?;妻D(zhuǎn)向裝載機的工作裝置采用液壓傳動,其行走驅(qū)動系統(tǒng)除極個別采用皮帶傳動或鏈條傳動的機型外,滑移轉(zhuǎn)向裝載機幾乎均采用全液壓方案雙回路閉式系統(tǒng),斜盤式雙向變量泵,斜軸式高速馬達,由于行走液壓回路封閉,車輛停車即制動,不須另設(shè)行車制動裝置,為消除由于車輛慣性力而產(chǎn)生的過大沖擊,液壓馬達進出處加設(shè)限壓閥,液壓件多是回路中最大的特色,兩個行走變量柱塞泵和補油泵,一個工作齒輪泵,部分機型還有先導(dǎo)操縱回路的低壓泵。ZTS 則采用齒輪箱傳動分別驅(qū)動各液壓泵,這種驅(qū)動方式除了可以采用單泵配套外,尚可利用不同的傳動使各油泵在合適的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)以獲得較理想的系統(tǒng)匹配。在中國滑移轉(zhuǎn)向裝載機剛剛起步,國內(nèi)生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機企業(yè)也不多,但縱觀小型工程機械市場,目前國內(nèi)市場對滑移轉(zhuǎn)向裝載機需要有一個從認識到接受的過程,現(xiàn)階段中國滑移轉(zhuǎn)向裝載機的市場不大需要生產(chǎn)廠家及其經(jīng)銷商向用戶進行全面細致的產(chǎn)品推介,把潛在市場轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實市場。通過在發(fā)展過程中積累的豐富經(jīng)驗和較成熟的生產(chǎn)技術(shù),國內(nèi)工程機械企業(yè)將一步步推開生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機的大門,相信在今后幾年新產(chǎn)品新技術(shù)的不斷出現(xiàn),國內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量也將迅速提高,市場也必將迎來新的競爭熱點。本文通過參考國內(nèi)外滑移裝載機的結(jié)構(gòu)設(shè)計,通過調(diào)查國內(nèi)對滑移裝載機的運用情況,以及潛在的市場前景,針對國內(nèi)市場現(xiàn)狀設(shè)計一款經(jīng)濟適用的滑移裝載機。駕駛室位于兩側(cè)動臂間,司機須跨越工作裝置才能進入駕駛室內(nèi)。發(fā)動機后置,縱向布置。 行走裝置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),再通過一級鏈輪傳動將發(fā)動機的力和運動分配到四個行走輪胎上,傳動方案如圖1。圖11 行走系傳傳動方案 圖2 1 滑移轉(zhuǎn)向原理 采用滑移轉(zhuǎn)向,其轉(zhuǎn)向原理利用左右行走輪胎的速度差實現(xiàn),即當兩邊輪胎轉(zhuǎn)速相同時,機器直線行駛,當左邊輪胎速度高于右邊時實現(xiàn)右轉(zhuǎn)向,當右邊輪胎速度高于左邊輪胎時實現(xiàn)左轉(zhuǎn)向,若左右兩邊輪胎速度相等,方向相反時可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向,其轉(zhuǎn)向原理如圖2。 作業(yè)裝置傳統(tǒng)裝載機的動臂裝在車架的前端,鏟斗用單斗液壓缸反鏟裝置,滑移裝載機的工作裝置與車架的后端連接,滑移裝載機由于其獨特的動臂結(jié)構(gòu),不宜用單斗油缸驅(qū)動鏟斗,而是雙液壓缸驅(qū)動。而且因為有了多種多樣的附件今天的滑移轉(zhuǎn)向裝載機能夠做的工作遠比單純的裝載要多的多,可以完成多種工作,從抓巖石,平整路面,到清理灌木和積雪,目前已有超過108種不同附件可供選擇。考慮到圓弧舉升在鉆孔以及一些需要垂直運動的動作時的局限和舉升高度有限,本設(shè)計采用垂直舉升結(jié)構(gòu)。主機動臂多采用箱形截面結(jié)構(gòu),借以提高其扭轉(zhuǎn)剛度。轉(zhuǎn)斗液壓缸通常設(shè)置在動臂前端,為解決在動臂提升過程種的“鏟斗平移”問題,設(shè)計了液壓自動調(diào)平系統(tǒng),在動臂舉升是,鏟斗會隨之動作,使鏟斗與地面保持水平,防止物料掉落。發(fā)動機將動力輸出給液壓泵,液壓泵輸出液壓油,通過各種閥的控制以及電控裝置,將符合工況的液壓油液供給個執(zhí)行元件,執(zhí)行元件包括液壓缸和馬達,實現(xiàn)機器的正常運轉(zhuǎn)。行走液壓系統(tǒng)由兩個帶補油泵的變量斜盤式柱塞泵和兩個定量徑向柱塞馬達組成,其為閉式回路,另外還設(shè)置有調(diào)速回路,沖洗回路。為保證液壓系統(tǒng)的正常工作,還應(yīng)設(shè)置冷卻裝置,加熱裝置,潤滑裝置等第二章 設(shè)計計算及元件選擇首先分析機器的作業(yè)環(huán)境,作業(yè)對象,作業(yè)方式,進而設(shè)計出符合工況的方案。本設(shè)計中重點考慮滑移裝載機的鏟掘作業(yè)工況。;舉升載重950Kg,爬坡度30176。根據(jù)以上要求,再綜合考慮具體的作業(yè)對象及作業(yè)環(huán)境,進行整機的方案設(shè)計,再設(shè)計出于整機匹配的液壓系統(tǒng)。行走液壓系統(tǒng)為雙回路驅(qū)動系統(tǒng),每個回路由獨立的液壓系統(tǒng)組成。采圖21動力傳遞路線用雙回路液壓系統(tǒng)的特點是:(1)簡化了行走裝置的操作。(2)泵和馬達的自動控制。再利用DA閥(速度敏感閥)進行調(diào)速,大大提高速度變化的響應(yīng)速度,使調(diào)速更加快捷。另外通過自動控制,推耙機還具有過載保護、限制馬達的最高轉(zhuǎn)速、靜液壓制動和避免發(fā)動機熄火與發(fā)動機超速的功能。全液壓雙回路驅(qū)動系統(tǒng)滑移裝載機的轉(zhuǎn)向是通過調(diào)節(jié)兩側(cè)履帶的速度實現(xiàn)的,使推耙機的轉(zhuǎn)彎半徑達到最小。根據(jù)工況,要求無極調(diào)速,速度在012km,選擇斜盤式柱塞變量泵,徑向柱塞定量馬組成的達閉式回路實現(xiàn),采用DA閥調(diào)速,為了冷卻液壓油也,在行走液壓系統(tǒng)中設(shè)計了沖洗回路。以下是兩種工況下的速度時間,力時間圖圖24 運輸工況下vt,F(xiàn)t圖 圖25 牽引工況下vt,F(xiàn)t圖 (1)滑移裝載機的滾動阻力 (21)式中——滾動阻力系數(shù),此處取=[1];——整車質(zhì)量,N,由設(shè)計要求取==31360N;——運動表面與水平面的夾角。=4889N;(2)坡道阻力 (22)在水平路面行駛時=0;在最大爬坡度工作時,即=30176。(4)風阻力 (23)式中——機器的空氣阻力系數(shù),取=運輸工況下的工作阻力 (24)式中 ——運輸工況牽引力,N;——滾動阻力,N;——坡道阻力,N;——慣性阻力,N;——風阻力,N; 在水平路面勻速行駛的工作阻力=5645N;在30176。 牽引工況阻力 (25)式中——機器鏟土阻力,N,即插入阻力;由設(shè)牽引力決定。 最大牽引力滑移裝載機的最大牽引力是在輪胎全滑轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,輪胎與路面的摩擦力,即輪胎與路面的最大附著力這時,工作裝置為鏟斗提供最大插入力。計算得=23520N, 表征機器的最大插入力,也是選取發(fā)動機的依據(jù)之一。行走傳動系統(tǒng)中設(shè)有一級鏈輪減速,將液壓馬達的運動傳遞到同側(cè)的兩個輪胎上,鏈傳動比。(一)驅(qū)動軸的最大輸出扭矩 (27)式中——驅(qū)動軸最大輸出扭矩(N計算得=計算得= r/min。壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備的類型而定。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下,若系統(tǒng)壓力選的過低,勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量,系統(tǒng)的造價也相應(yīng)增加,對某些設(shè)備來說,尺寸要受到限制,從材料消耗角度看也不經(jīng)濟;反之,壓力選的較高,則液壓設(shè)備的重量、尺寸和造價會相應(yīng)降低,然而,若系統(tǒng)壓力選用過高,由于對泵,缸,閥等元件的材質(zhì),密封,制造精度等要求的提高,反而會提高設(shè)備成本,其系統(tǒng)效率和使用壽命也會相應(yīng)下降。一般來說,對于固定的尺寸不太受限的設(shè)備,壓力可以選低一些;行走機械重載設(shè)備壓力要選的高一些。表21 按載荷選擇工作壓力載荷N<~11~22~33~5>5工作壓力 <~1~2~33~44~5≥5~7表22 種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型機床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力~23~52~88~1010~1820~32表23 執(zhí)行元件的背壓力系統(tǒng)類型背壓力簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)~回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)~回油路設(shè)置背壓系統(tǒng)~用補油泵的閉式回路~回油路較復(fù)雜的工程機械~3回油路較短且直接回油箱可忽略不計行走液壓傳動系統(tǒng)采用變量泵定量馬達的閉式傳動,依據(jù)液壓馬達所需的最大轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)速選擇液壓馬達,取設(shè)計壓力=35,由液壓馬達所需的最大扭矩可計算液壓馬達的排量,再由液壓馬達的排量和轉(zhuǎn)速可計算出液壓馬達的流量。計算=267。(三)液壓馬達的最大流量液壓馬達的最大流量 (210)式中——液壓馬達所需的最大流量——徑向柱塞馬達的排量(),初選型號得280;——初選液壓泵最大轉(zhuǎn)速(),330。(四)行走液壓馬達的基本參數(shù)見表(五)行走液壓馬達校核(1)壓力滑移裝載機的一般工況是在實土上進行鏟土運輸作業(yè),由前面的計算知在此工況下滑移裝載機的行駛阻力=5645N,此時車輪所