大型礦用自卸車靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓縮搞畢業(yè)論文.doc

大型礦用自卸車靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造姓名：指導(dǎo)教師：摘要：大型礦用自卸車是現(xiàn)代礦山企業(yè)重要的運(yùn)輸工具之一，目前普遍使用的是大型電動(dòng)輪自卸車，已暴露出其體積龐大、重量大、故障率高等缺點(diǎn)。由于靜液壓傳動(dòng)具有工作平穩(wěn)、沖擊小、重量輕、無(wú)級(jí)調(diào)速及調(diào)速范圍大、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、在惡劣工作條件下相對(duì)電傳動(dòng)性能更可靠等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展迅速，已受到車輛傳動(dòng)領(lǐng)域的廣泛重視。在分析了礦用電動(dòng)輪自卸車電動(dòng)輪傳動(dòng)型式、工作條件及負(fù)載變化后，參考由湘潭電機(jī)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的108t電動(dòng)輪自卸車，結(jié)合靜液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了大型礦用自卸車的靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)是由四個(gè)液壓馬達(dá)輸出扭矩驅(qū)動(dòng)車輛的四輪驅(qū)動(dòng)型式，采用雙泵供油的閉式變量系統(tǒng)；鑒于轉(zhuǎn)向和舉傾不同時(shí)發(fā)生，在設(shè)計(jì)中采用舉傾時(shí)雙泵合流的供油方式，從而充分利用了發(fā)動(dòng)機(jī)功率，減少了能量損耗；同時(shí)還對(duì)大型礦用自卸車的制動(dòng)性能進(jìn)行了分析，能夠滿足其制動(dòng)要求。關(guān)鍵詞：礦用自卸車；電動(dòng)輪自卸車；靜液壓傳動(dòng)Abstract：TheheavydutymineralSelf-DumpingTruckisoneoftheimportanttransportmeansinmodernmineenterprise.TheheavydutyElectric-WheeledSelf-DumpingTruckiswidespreadatpresent.Butithashugesize,heavyweight,highfailureandsoon.Becausethehydrostatictransmissiondeviceworkssteadilyandiseasilytorealizetheautomationandisofsmallimpact,lightweight,largevariablespeedrangeandenabledtostep-lessspeedandunderthebadworkingconditions,thehydrostatictransmissiondeviceisofmorereliableperformancethanelectricaltransmissiondevice.Itdevelopsrapidlyinrecentyears.Ithasbeenvaluedbymoreandmorepeopleinvehicletransmission.ByanalyzingtheElectric-wheeldriveforms,workingconditionsandvariationofloadofthemineralElectric-WheeledSelf-DumpingTruck,thispaperdesignsthehydrostaticdrivingsystemoftheheavydutymineralSelf-DumpingTruckusinghydrostaticmerits,refertothe108tElectric-Wheeledself-DumpingTruckwhichproducedbytheXiangtanElectricManufacturingCorporationLTD.TheTruckisfour-wheel-drivevehicletype.Therearefourhydraulicmotorsoutputtorquetodrivevehicle.Thehydraulicsystemwhichsuppliedflowandpressurebydouble-pumpsisclosedvariablesystem.Duetotheturninganddumpingoccuratdifferenttime,twopumpsmergetheirflowtosupplysystemwhendumping.Thismeansmakesfulluseofenginepowerandreducesenergyloss.BrakingperformanceoftheheavydutymineralSelf-DumpingTruckisalsoanalyzedinthispaperanditismeettherequirementsofitsbraking.Keywords:ThemineralSelf-DumpingTruck,TheElectric-WheeledSelf-DumpingTruck,Hydrostatictransmission1緒論11大型礦用電動(dòng)輪自卸車的現(xiàn)狀及發(fā)展自1963年研制出第一臺(tái)裝載質(zhì)量為77t電動(dòng)輪自卸車以來(lái)，重型礦用電動(dòng)輪自卸車已發(fā)展成熟。目前重型礦用電動(dòng)輪自卸車驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式都是采用交-直流傳動(dòng)，12現(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展液壓技術(shù)是現(xiàn)代化傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，各國(guó)對(duì)液壓工業(yè)的發(fā)展都很重視。為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)液壓技術(shù)也將獲得飛速發(fā)展，在各個(gè)工業(yè)部門中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。13大型礦用自卸車用靜液壓驅(qū)動(dòng)的可行性與優(yōu)越性靜液壓傳動(dòng)裝置以液壓泵和液壓馬達(dá)為主組成，附加變量控制單元和傳動(dòng)元件，成為一種無(wú)級(jí)變速的傳動(dòng)裝置。靜液壓傳動(dòng)與電動(dòng)輪自卸車上采用的電傳動(dòng)相比，有很多優(yōu)點(diǎn)，車輛合理運(yùn)用靜液壓驅(qū)動(dòng)，能提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能量消耗，使機(jī)器品質(zhì)上升到一個(gè)新的臺(tái)階。14本設(shè)計(jì)的任務(wù)和目標(biāo)通過(guò)對(duì)湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)的108t大型自卸車相關(guān)參數(shù)的分析，將其驅(qū)動(dòng)型式改為靜液壓驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)出靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和舉升系統(tǒng)并驗(yàn)算其性能。2主要技術(shù)參數(shù)及對(duì)液壓系統(tǒng)的要求21主要技術(shù)參數(shù)最大載重量：108t車輛自重：85t車廂重量：19t最高行駛速度：50km/h最大爬坡度：17%卸料舉升時(shí)間：20s輪邊減速器傳動(dòng)比：2735液壓系統(tǒng)壓力：行走系統(tǒng)：33MPa；舉升系統(tǒng)：25MPa；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：20MPa22主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求重型礦用自卸車在礦山條件下工作，工作條件比較惡劣，而且主機(jī)經(jīng)常處于經(jīng)常處于起制動(dòng)狀態(tài)，外負(fù)載和沖擊很大，同時(shí)，希望自卸車的生產(chǎn)率盡可能大。3靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的型式及方案確定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有容積調(diào)速系統(tǒng)和功率分流液壓調(diào)速系統(tǒng)，大型礦用自卸車用容積調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)不同的分類方法，液壓系統(tǒng)型式主要有：開(kāi)式和閉式系統(tǒng)，定量和變量系統(tǒng)，容積調(diào)速、節(jié)流調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)等。大型礦用自卸車由于環(huán)境、負(fù)載、自身性能等的要求，選用閉式變量容積調(diào)速系統(tǒng)。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案有三種，一是用定量液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，二是用一組變量液壓馬達(dá)，三是全部采用變量泵和變量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。大型礦用自卸車要求高速大扭矩，變速范圍大，用變量泵和變量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案。32行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能的主要參數(shù)決定驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)性能的主要技術(shù)參數(shù)有：行駛驅(qū)動(dòng)功率、牽引力、車速、最大爬坡度等。33液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算本節(jié)通過(guò)一系列計(jì)算確定液壓傳動(dòng)和車輛數(shù)據(jù)，繪制出相應(yīng)的曲線，從而確定車輛在其整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的特性。34擬定驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)工作原理圖擬定的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖如圖3.1所示。圖3.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖4液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)41轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本要求及轉(zhuǎn)向方式車輛利用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)改變其行駛方向或保持直線行駛，應(yīng)能保持直線行駛的穩(wěn)定性并能靈活地改變行駛方向。輪式車輛轉(zhuǎn)向方式主要有偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向、鉸接轉(zhuǎn)向和滑移轉(zhuǎn)向。大型礦用自卸車采用偏轉(zhuǎn)前輪的轉(zhuǎn)向方式。42液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案的選擇輪式車輛液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)綜合起來(lái)有兩種形式：液壓助力轉(zhuǎn)向和全液壓轉(zhuǎn)向。大型礦用自卸車速度不高于50km/h，要求系統(tǒng)布置方便，安裝適應(yīng)性好等，選用全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。43液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是確定轉(zhuǎn)向阻力矩、轉(zhuǎn)向油缸、轉(zhuǎn)向器以及油泵參數(shù)。44擬定液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理圖擬定的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理圖如圖4.1所示。該系統(tǒng)由油泵1、轉(zhuǎn)向器3、油缸4等組成。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向器的時(shí)，油液經(jīng)轉(zhuǎn)向器進(jìn)入油缸，在油缸活塞上產(chǎn)生足夠的壓力使車輛轉(zhuǎn)向，當(dāng)壓力超過(guò)系統(tǒng)壓力時(shí)，油液經(jīng)溢流閥直接回油箱，轉(zhuǎn)向器里的雙向緩沖閥使轉(zhuǎn)向平穩(wěn)。圖4.1液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理圖5液壓舉傾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)51舉傾系統(tǒng)的限速措施重型運(yùn)輸機(jī)械產(chǎn)生重力超速現(xiàn)象，需有限速措施。一般有三種方法來(lái)防止重力超速：1靠換向閥節(jié)流；2使用單向節(jié)流閥；3使用平衡閥（限速閥）。大型礦用自卸車不要求長(zhǎng)時(shí)間鎖緊定位，對(duì)鎖緊和限速要求不太嚴(yán)，選用單向節(jié)流閥的限速措施。52液壓舉傾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓舉傾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是計(jì)算了傾卸油缸行程、內(nèi)徑、容積以及舉升油泵參數(shù)等。53擬定液壓舉傾系統(tǒng)工作原理圖舉升液壓系統(tǒng)工作原理如圖5.1所示。液壓系統(tǒng)主要由油泵1、舉升分配閥2、下降速度控制閥3、舉升速度控制閥4和液壓缸5組成。油泵將輸出的油直接供給舉升分配閥2，回油通過(guò)串聯(lián)在油路上的回油濾清器流回油箱。舉升分配閥內(nèi)置溢流閥，保證系統(tǒng)壓力。圖5.1舉升液壓系統(tǒng)工作原理圖6制動(dòng)性能分析大型礦用自卸車采用全液壓盤式制動(dòng)，前輪制動(dòng)盤為單盤三卡鉗，后輪為雙盤雙卡鉗。本章主要分析了其制動(dòng)力矩和制動(dòng)力、前后輪附著力及滾動(dòng)阻力以及制動(dòng)加速度和制動(dòng)距離，通過(guò)計(jì)算，車輛制動(dòng)距離小于規(guī)定的18m，滿足性能要求。7系統(tǒng)總成大型礦用自卸車轉(zhuǎn)向和舉升不同時(shí)進(jìn)行，若用兩個(gè)液壓泵分別供油，那始終有一個(gè)液壓泵處于卸荷狀態(tài)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率浪費(fèi)，為充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，轉(zhuǎn)向舉升采用組合油路供油。最終總成的液壓系統(tǒng)如圖7.1所示。圖7.1大型礦用自卸車靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)總成后，根據(jù)前面的計(jì)算，對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)元件進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。8液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算完成了系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)計(jì)算部分之后，還對(duì)系統(tǒng)的壓力損失、發(fā)熱溫升及液壓沖擊進(jìn)行了驗(yàn)算，以便使所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)更加可靠和完善。結(jié)論：工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電傳動(dòng)系統(tǒng)一樣，是工程機(jī)械整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的一種重要的傳動(dòng)系統(tǒng)之一。由于靜液壓傳動(dòng)具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、工作平穩(wěn)沖擊小、無(wú)級(jí)調(diào)速及調(diào)速范圍大、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展迅速，已受到車輛傳動(dòng)領(lǐng)域的廣泛重視。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)的108t電動(dòng)輪自卸車驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和舉升系統(tǒng)作了很大改進(jìn)。通過(guò)對(duì)原自卸車電動(dòng)輪傳動(dòng)型式、工作條件以及負(fù)載變化的分析，本設(shè)計(jì)對(duì)其驅(qū)動(dòng)型式由電傳動(dòng)系統(tǒng)改為靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，另為還對(duì)其轉(zhuǎn)向和舉升液壓系統(tǒng)作了一定的改進(jìn)，分析了其制