【正文】 323m ax1 l lFl lFF AAb ?? ?? （ 33） 式中 3l —— 動(dòng)臂油缸閉鎖力 dF? 對(duì) 鉸點(diǎn) A 的力臂， m； Al —— max1F 對(duì)動(dòng)臂下鉸點(diǎn) A 的力臂， m； Al? —— 2F 對(duì)鉸點(diǎn) A 的力臂， m。 斗桿油缸作用力的確定 當(dāng)挖掘機(jī)以斗桿挖掘時(shí)，其最大挖掘力則有斗桿油缸來(lái)保證。 與前面推導(dǎo)鏟斗油缸作用力一樣，忽略各構(gòu)件及斗中土壤質(zhì)量和連桿機(jī)構(gòu)效率影響因素，此時(shí)斗桿油缸作用力 gF 為 1 m a x21 2 0 3 9 0 0 720650Bg FlF K Nl ?? ? ? 而鏟斗油缸及動(dòng)臂油缸處于閉鎖狀態(tài)，所以鏟斗油缸閉鎖力 dF? 應(yīng)滿足1 m a x11 4 0 1 3 7 0 3 3 6 . 5570Cd FlF K Nl? ?? ? ? 動(dòng)臂缸閉鎖力 dF? 應(yīng)滿足 1 m a x 231 4 0 3 8 8 1 . 6 2 1 4 7 9 5 1 8 8 0 . 63 4 2 . 5AAb F l F lF K Nl ?? ? ? ? ?? ? ? 動(dòng)臂缸有兩個(gè)，則每個(gè)缸閉鎖力 1 8 8 0 .6 9 4 0 .322bb FF K N??? ? ? ? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 32 斗桿缸受力分析圖 167。 dGq ?? ?dtG 此處 為土壤密度；m31 8 0 0 gk?? / minq m? 25dtG KN?則 15 。bG KN? 6200 。bAl mm? gl 4550 。l mm? 504Fb KN?? 每個(gè)缸的閉鎖力 504 25222bb FF K N? ? ? ? 167。 鏟斗油缸尺寸的計(jì)算 ⑴ 鏟斗缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 設(shè)備類型 精加工機(jī)床 組合機(jī)床 拉 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu) 液壓機(jī)、重型機(jī)械、大中型挖掘機(jī)、起重運(yùn)輸機(jī)械 工作壓力 P/Mpa 35 510 116 1632 表 31 各類機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 初選系統(tǒng)工作壓力為 25MPa ⑵ 缸徑 D 和油塞桿直徑 d 的確定 挖掘機(jī)液壓缸均為單活塞桿液壓缸，其原理圖如下所示 圖 34 液壓缸原理圖 工作壓力 ? ~ ? d/D ~ ~ 表 32 按工作壓力選取 d/D 由 缸受力平衡知 2 2 212()44cmFD P D d P???? ? ? 式中 1P —— 液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力 25pP MPa? ； 2P —— 液壓缸回油腔背壓，有表 2 所示，取 2 1P MPa? ； Dd —— 活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，按表 3 取 d/D=。 則 ? ?3 2 .5 0 .1 42 .3 1 1 0 3 2 .5 1 C? ???? ? ? C?? 取 0 .0 2 1 2 1m mm? ?? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 則缸外徑 1 2 14 0 2 21 18 2D D mm?? ? ? ? ? ? 有挖掘機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和外型尺寸知 鏟斗缸工作行程為 mmL 1350? 167。 動(dòng)臂缸的尺寸計(jì)算 ⑴ 由上面計(jì)算知?jiǎng)颖鄹资芰ζ胶夤? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 2 2 212()44cmFD P D d P???? ? ? ?????????????????????? ?????????2121 114DdpPPFDcm?? ? ?624 504 25 10 1 1 25????? ? ? ? ? ????? ? 124mm? 圓整取 125D mm? 則缸油塞桿直徑 125 D mm? ? ? ? 圓整取 90d mm? ⑵ 缸壁厚 ? 和外徑 1D 的計(jì)算 由上面計(jì)算知按中等壁厚計(jì)算 ? ?? ? CPDPyy ??? ??? ? ?3 2 .5 0 .1 2 52 .3 1 1 0 3 2 .5 1 C???? ? ? C?? 圓整取 19mm?? 則外經(jīng) 1 2 12 5 2 19 16 3D D mm?? ? ? ? ? ? ⑶ 根據(jù)挖掘機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和外型尺寸可得出動(dòng)臂缸工作行程 mmL 1625? 167。進(jìn)入多路換向閥 A 的壓力油，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬 達(dá)、鏟斗缸，同時(shí)經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動(dòng)左行走馬達(dá)；進(jìn)入多路閥 B 的壓力油，驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂缸和斗桿缸，并經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動(dòng)右行走馬達(dá)。當(dāng)單個(gè)換向閥處于中間位置時(shí)，構(gòu)成卸載回路。 液壓元件的選擇 序號(hào) 元件名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 1 濾油器 ABZRS0140101X/MA 2 2 冷卻器 2LQFW 1 3 背壓閥 1 4 節(jié)流 閥 MG20G1X/V 1 5 緩沖補(bǔ)油閥組 1 6 雙速閥 24EH10BT 2 7 補(bǔ)油單向閥 1 8 中心回轉(zhuǎn)接頭 1 9 限速閥 DHG043C 1 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 序號(hào) 元件名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 10 多路閥 1 11 溢流閥 DADH10P1X/400 2 12 梭閥 KSF32 1 13 合流閥 4HMM1015 1 14 多路閥 DL125 1 15 截止閥 QJN10WL 2 16 單向節(jié)流閥 MK6G1X/V 3 17 緩沖閥 DBD10 12 表 3 3 系統(tǒng)元部件一覽表 167。當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)僅靠液壓制動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)力矩 0M 小于或等于制動(dòng)力矩 BM ，可以取 ~10 ?? MMC B 當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶附加機(jī)械制動(dòng)時(shí)， C 最高可達(dá) 2 ，一般取 ?C 。但回轉(zhuǎn)加速度過(guò)大會(huì)增加動(dòng)載荷和沖擊，同時(shí)啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩的增大也受地面附著條件的限制。機(jī)械制動(dòng)一般取 ? ? FB MM ~? ，液壓制動(dòng)可取 ? ? FB MM ~? 。 則 4350 00 0. 5 21FM ? ? ? ? 又 M N m? ? ? ? 0 1 0 8 5 7 6 . 7 2 6 7 8 6 0 . 4 51 . 6BMM N mC? ? ? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 設(shè) 經(jīng)過(guò)四級(jí)減速，傳動(dòng)比 ?????總i 則馬達(dá)所受最大力矩 39。0 36522 0 . 0 0 0 0 2 0 / 2 0 /2 8 1 0 0 . 9 3mmMq m r m L rp ?? ? ? ??? 據(jù)此可查手冊(cè)選出液壓馬達(dá)型號(hào) 軸向柱塞馬達(dá) ? ? BYCY 11425 ? 排量rmL/25 額定轉(zhuǎn)速 min/1500r 。 ⑶ 主回路液壓泵的選擇 泵所需總流量 ?? qKq總 式中 K —— 系統(tǒng)滲漏系數(shù)，一般取 ~ ，此處取 ?K ； ?q —— 各動(dòng)作元件同時(shí)動(dòng)作的最大流量之和。 則 2 5 1 2 6pP MP a? ? ? 參照產(chǎn)品樣本選取額定壓力比系統(tǒng)最高壓力高 10%~30%、額定流量不低于上述計(jì)算結(jié)果的液壓泵，可據(jù)此 選擇泵型號(hào) BYCY 114160 ? 雙聯(lián) 定 量軸向柱塞泵， 額定壓力為 MPa32 ；最大排 量 rmL/160 。 167。管接頭用于油管與油管和油管與液壓元件之間的連接，為了保證液壓元件之間工作的可靠性，管路及管接頭應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，良好的密封性，其壓力損失也要小，拆卸方便。油管的內(nèi)徑由下面的公式確定： vQd ? （ 39） 式中 ： Q— 流經(jīng)管路的流量； v— 油管內(nèi)的允許流速。 對(duì)吸油管有： mmvQd ????? 圓整取 d=65mm。 （ 3）管接頭的選擇 管接頭 采用焊接式管接頭，焊接式管接頭主要由接頭體、螺母和接管組成，在接頭體和接管之間用 O 型密封圈密封。接管和管路系統(tǒng)中的缸管接頭用焊接連接，管接頭和機(jī)體的連接主要采用普通細(xì)牙螺紋，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第四卷表 1786 選用焊接式管接頭。選河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 用六角螺塞（ JB/ZQ44501997）其主要參數(shù)見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第四卷 P17674 表 17878。 液壓油箱的 確定 油箱的容積一般區(qū)泵每分鐘流量的 35 倍，當(dāng)系統(tǒng)采用定量泵時(shí)油箱的容量不能小于泵每分鐘流量的 3 倍。外型尺寸按 ::1 設(shè)計(jì)，可得出油箱長(zhǎng) ? 寬 ? 高? ?mm160014001000 ??? 。 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升的驗(yàn)算 系 統(tǒng) 工 作 時(shí) 液 壓 泵 的 輸 入 功 率 由 前 面的計(jì)算可知 KWP 3528021 ???? 挖掘機(jī)工作時(shí)，液壓缸的最大輸出功率 ?? mbgd TVFVFVFP 2m a xm a xm a x2 ???? ? （ 310） ?????????? ? 式中： mT —— 液壓馬達(dá)的外工作負(fù)載力矩， Nm ? —— 液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角速度， rad/s。 167。集中式配置主要用于固定的液壓設(shè)備中，如機(jī)床及其自動(dòng)線液壓系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)的是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)，所以采用 分散式配置，不需要進(jìn)行液壓站的設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是安裝維修較復(fù)雜，動(dòng)力源的震動(dòng)和油溫影響主機(jī)的精度。閥集成塊的設(shè)計(jì)原則為： （ 1）合理選擇集成閥的個(gè)數(shù)，若集成的閥太多，會(huì)使閥塊的體積過(guò)大，設(shè)計(jì)、加工困哪；集成的太少，集成的意義又不大。 （ 2）在閥塊設(shè)計(jì)時(shí)，塊內(nèi)的油路應(yīng)盡量簡(jiǎn)捷，盡量減少深孔、斜孔，閥塊中的孔徑應(yīng) 與通過(guò)的流量相匹配。 （ 4）閥塊設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮有水平或垂直安裝要求的閥，必須符合要求。 （ 5）閥塊設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)置足夠數(shù)量的測(cè)壓點(diǎn)，以供閥塊試用。雖然不是很復(fù)雜，但通過(guò)這一設(shè)計(jì)實(shí)踐，我感到自己在這方面仍存在許多不足之處。在各種機(jī)械 設(shè)備上，液壓系統(tǒng)得到了廣泛的使用。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)的結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。其中結(jié)合了需要的技術(shù)要求，根據(jù)計(jì)算來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱容積、油泵的型號(hào)及各種液壓元件的選擇。適用于建筑工地、道路的土方施工液壓原理圖的設(shè)計(jì)根據(jù)油缸伸縮所完成的挖掘循環(huán)動(dòng)作，保壓性能要求高，且短時(shí)間要求具有較大流量、較高挖掘速度的特點(diǎn)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，油泵做為液壓源用供應(yīng)系統(tǒng)所需壓力油。參照了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上的計(jì)算公式，根據(jù)計(jì)算所得的結(jié)果來(lái)選取各種液壓元件。并對(duì)液壓系統(tǒng)的液壓原理、操作進(jìn)行了說(shuō)明。并為在今后走下工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并提高了運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，及 熟知 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)過(guò)程中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓我學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的東西，學(xué)會(huì)了獨(dú)立設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，以及如何查閱資料。在此，我忠誠(chéng)的感謝學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和各位導(dǎo)師 給我的幫助。各位老師，不僅在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求我，而且在工作、生活中給予了我無(wú)微不至的長(zhǎng)者的關(guān)懷和照顧。在此我謹(jǐn) 向老師們致以最崇高的敬意和最衷心的感謝！ 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我科學(xué)的思維方式和正確的設(shè)計(jì)思想，以及分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是我在畢業(yè)前全面素質(zhì)教育的重 要實(shí)踐訓(xùn)練。 同時(shí)也感謝機(jī)電學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)，他們給予了我無(wú)私的幫助。