SY135小型履帶式挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)中文題目 sy135小型履帶式挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)英文題目 design hydraulic system of sy135 small crawler excavator 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信聲明書本人鄭重聲明：在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中嚴(yán)格遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范；我所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在 * 指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立研究、撰寫的成果，設(shè)計(jì)（論文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在設(shè)計(jì)（論文）中加以說(shuō)明；在本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中未剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果，未篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)（論文）和資料若有不實(shí)之處，本人愿承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。學(xué)生簽名： 年 月

2、 日目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 前言21.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r21.1.1 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r21.1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r31.2 本課題研究?jī)?nèi)容及意義32 液壓系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)42.1液壓系統(tǒng)概述42.2工作原理42.3基本要求42.4基本動(dòng)作及系統(tǒng)分析52.5 小型液壓挖掘機(jī)的基本回路62.6 主泵原理圖設(shè)計(jì)72.7 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)原理圖設(shè)計(jì)82.8 中位負(fù)載控制設(shè)計(jì)82.9 行走機(jī)構(gòu)原理圖設(shè)計(jì)92.10 主閥原理圖設(shè)計(jì)92.11 先導(dǎo)系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)122.12整體液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖143 液壓缸設(shè)計(jì)163.1 工作裝置構(gòu)成與分析163.2 液壓缸參數(shù)化設(shè)計(jì)183.2.1 液壓缸速度計(jì)算及流量選擇183.2.2 液壓

3、缸工作壓力的確定183.2.3 液壓缸內(nèi)徑d和活塞桿直徑d的確定193.2.4 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算以及校核和活塞桿的校核213.2.5 液壓缸油口直徑的計(jì)算223.2.6 液壓缸工作行程計(jì)算223.2.7 液壓缸安裝距的確定233.2.8 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定233.2.9 缸體長(zhǎng)度的確定243.2.10 油缸強(qiáng)度計(jì)算243.2.11 油缸穩(wěn)定性驗(yàn)算253.2.12 液壓缸的技術(shù)要求263.2.13 液壓缸選型283.3 液壓泵和液壓馬達(dá)的確定303.3.1 液壓缸所需流量313.3.2 液壓泵的確定313.3.3 液壓馬達(dá)的確定324 工作介質(zhì)及主要元器件選擇344.1 工作介質(zhì)的選擇34

4、4.2 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇344.3 液壓閥的選擇345 結(jié)論37致 謝38參考文獻(xiàn)39附 錄40 sy135小型履帶式挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 生：*指導(dǎo)老師：*（廈門理工學(xué)院機(jī)械工程系，廈門 361024）【摘 要】： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是要對(duì)sy135小型履帶式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)和對(duì)鏟斗缸參數(shù)化設(shè)計(jì)。做這個(gè)課題，主要的思路是要先根據(jù)已知挖掘機(jī)的性能參數(shù)對(duì)工作速度和工作壓力進(jìn)行初步的確定，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)，對(duì)鏟斗缸進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。參考三一液壓缸的連接方式，和sy135挖掘機(jī)用的液壓缸的具體形狀，繪制出鏟斗的cad圖。依照鏟斗缸的設(shè)計(jì)同理也能設(shè)計(jì)出斗桿缸和動(dòng)臂缸。根據(jù)設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)所用到的動(dòng)臂缸

5、的數(shù)目，就能確定出液壓缸所需要的工作流量。通過(guò)流量，工作壓力，還有速度，就能初步確定液壓泵和液壓馬達(dá)。然后再參考三一挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，根據(jù)幾個(gè)回路和對(duì)挖掘機(jī)工作方式的了解，初步設(shè)計(jì)液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖，并用cad2007繪制出來(lái)。經(jīng)過(guò)審核之后，再來(lái)確定要用的液壓油，發(fā)動(dòng)機(jī)，最后就是對(duì)液壓閥進(jìn)行選型。此液壓系統(tǒng)時(shí)采用負(fù)流量調(diào)節(jié)，用先導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行控制。操作安全可靠，而且操作的難度低?！娟P(guān)鍵詞】：鏟斗缸;參數(shù)化設(shè)計(jì); 負(fù)流量調(diào)節(jié)design hydraulic system of sy135 small crawler excavatorstudent: *tutor: *(school of

6、mechanical and automotive engineering,xiamen university of technology,xiamen,361024,china)【abstract】： my graduation project is the parametric designs of sy135 small-scale crawler excavators hydraulic system and the bucket cylinder. to do this project, the main idea is according to the known performa

7、nce parameters of the excavator to determine the working speed and working pressure. then calculate the bucket cylinders parameters based on these data .reference to the connection of three-one hydraulic cylinder and sy135 excavators hydraulic cylinders shape to draw a cad drawing for bucket. accord

8、ing to the number of the excavators boom cylinder, we can determine the work flow required by the hydraulic cylinder. and according to the flow, working pressure and speed, we will be able to initially determine the hydraulic pumps and hydraulic motors. then reference to the three-one excavators hyd

9、raulic system, a few loops and how the excavator works. we can preliminary design the hydraulic system schematic of the hydraulic excavator and use cad2007 to draw out. after the audit, then determine the hydraulic oil, engine, and select the hydraulic valve we will use. this hydraulic system using

10、negative flow regulation, and control by the pilot system. this system is safety and reliable, also easy to operate. 【key word】： bucket cylinder; parametric design; negative flow regulation 1 前言 對(duì)于那些工作環(huán)境狹窄且復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，中大型挖掘機(jī)活動(dòng)很受限。這時(shí)就需要一種高效而且緊湊的挖掘機(jī)！而小型挖掘機(jī)能夠解決工程上復(fù)雜地段的大部分問題。大多數(shù)小型挖掘機(jī)的構(gòu)件要比中大型的挖掘機(jī)還要堅(jiān)固，污染還要低。而

11、在挖掘力方面，當(dāng)然了，小型挖掘機(jī)的挖掘力和其他挖掘機(jī)的挖掘力沒得比，但這樣的挖掘力足以在大部分的情況下作業(yè)。在中大型挖掘機(jī)不能進(jìn)行作業(yè)的區(qū)域中，所有的小型挖掘機(jī)都可以進(jìn)行高效的作業(yè)。根據(jù)一些測(cè)試者的多年測(cè)試經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小型挖掘機(jī)的作業(yè)效率和中大型挖掘機(jī)幾近相等，有的能力甚至超過(guò)了中大型挖掘機(jī)。這樣的測(cè)試結(jié)果是因?yàn)椋O(shè)計(jì)人員早在設(shè)計(jì)之初就把中大型挖掘機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用到小型挖掘機(jī)中，所以才有這樣的作業(yè)能力。小型挖掘機(jī)的工作是進(jìn)行泥土的挖掘和裝載，還能進(jìn)行一些土地的平整、修復(fù)坡斷、吊起裝載、破碎石塊、拆遷等其他作用。而小型履帶挖掘機(jī)主要是在那些路況很差，其他工具比較難弄，而且大型挖掘機(jī)不好進(jìn)入的地方起作用

12、。給人們減輕了很多的負(fù)擔(dān)和壓力。近幾年來(lái)小型挖掘機(jī)市場(chǎng)發(fā)展得越來(lái)越好，最主要是該類的產(chǎn)品多樣性，高質(zhì)量，高效率，能在中大型挖掘機(jī)無(wú)法作業(yè)的地方進(jìn)行工作。三一小型挖掘機(jī)系列包括： sy55系列、sy60系列、sy65系列、sy75系列、sy95系列、sy135系列等等。小型挖掘機(jī)小巧靈活，能在很多復(fù)雜的地方工作，而且節(jié)省了勞動(dòng)力，受到了廣大用戶青睞。小型履帶挖掘機(jī)能夠那么小，而且靈活，最主要的是挖掘機(jī)的“零空間”回轉(zhuǎn)。什么叫“零空間”回轉(zhuǎn)呢，其實(shí)是指挖掘機(jī)在工作時(shí)，車的尾巴旋轉(zhuǎn)軌跡不超過(guò)這臺(tái)挖掘機(jī)履帶的軌跡。小型挖掘機(jī)操作室的和大型挖掘機(jī)一樣，做得都很舒適。因?yàn)?，操縱者在惡劣環(huán)境中施工，工作狀態(tài)

13、容易受到影響，所以挖掘機(jī)要考慮到駕駛員工作的效率、工程的質(zhì)量甚至其周圍人群和設(shè)備的安全。因此，小型挖掘機(jī)配備一個(gè)安全和舒適的駕駛室是很重要的，絕大多數(shù)的小型挖掘機(jī)都是可以裝配上獨(dú)立的封閉的駕駛室。小型挖掘機(jī)的屬具也是十分豐富的。早起挖掘機(jī)會(huì)在尾部裝個(gè)推土板，這不是用來(lái)推土的，其實(shí)是用來(lái)配重用的。在近些年來(lái)“零回轉(zhuǎn)”技術(shù)的逐漸成熟和車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，這樣的推土板拿來(lái)當(dāng)推土用。根據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)斗量為0.5m的液壓挖掘機(jī)挖掘時(shí)，每回的生產(chǎn)率大概相當(dāng)于150-200個(gè)普通工人一天的工作量。1.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1.1.1 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r挖掘機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了130多年的歷史了，最起初的挖掘機(jī)都是人為手動(dòng)式，經(jīng)

14、歷了水蒸汽驅(qū)動(dòng)，電能力驅(qū)動(dòng)，和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)等多種方式驅(qū)動(dòng)。而履帶挖掘機(jī)是在20世紀(jì)被發(fā)明出來(lái)的。說(shuō)到目前最大的挖掘機(jī)，那就是rh400了，而ok于1997年推出了第一臺(tái)樣機(jī)（工作重量830噸），最新的rh400由兩臺(tái)cummins qsk60-c型柴油機(jī)（16缸）提供動(dòng)力，鏟斗的容量有50立方米。然而，大型挖掘機(jī)的活動(dòng)限制也是一個(gè)很大的問題。所以，小型挖掘機(jī)的應(yīng)用在國(guó)外也迅速地發(fā)展起來(lái)。早在10年前，北美工程機(jī)械市場(chǎng)中大約只有8個(gè)品牌的48種型號(hào)的小型挖掘機(jī)，到了今天，已經(jīng)迅速增長(zhǎng)到20多個(gè)品牌超過(guò)了100多個(gè)型號(hào)的小型挖掘機(jī)。1.1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展起來(lái)，小型的工程機(jī)

15、械市場(chǎng)逐漸的升溫。很多設(shè)施進(jìn)入了保養(yǎng)期，而且城市化的推進(jìn)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展起來(lái)，都使得小型工程機(jī)械的使用頻率有所提到，小型工程機(jī)械正在向著又好又快發(fā)展。目前國(guó)外有20多家公司專門批量生產(chǎn)小型的挖掘機(jī)。而國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)商主要有三一、山河、玉柴、福田、柳工和山重建機(jī)等企業(yè)。小型挖掘機(jī)是說(shuō)那些整臺(tái)機(jī)械重量小于或者等于13t的挖掘機(jī)，要是小于6t的就叫做微型挖掘機(jī)。小型挖掘機(jī)具有功能多樣性，又具有輸送、低能耗、靈活、適應(yīng)性高、高作業(yè)效率等方面的優(yōu)勢(shì)，所以小型挖掘機(jī)采用那么廣泛用在狹小的空間。跟著我們國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的不斷改善，使得小型工程機(jī)械也有了越來(lái)越大的應(yīng)用和發(fā)展空間。再加上中國(guó)新農(nóng)村建設(shè)的不斷深入，因此小

16、型設(shè)備在農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)用得越來(lái)越多了。面對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平不斷地提高，而且尤其是面對(duì)勞動(dòng)力成本的不斷上升，用小型挖掘機(jī)來(lái)減輕勞動(dòng)力是一個(gè)很明智的選擇。中國(guó)挖掘機(jī)發(fā)展短短20多年來(lái)，現(xiàn)在有了一些知名的品牌，像三一、柳工、玉柴、山河智能、福田，徐挖、雷沃等品牌挖掘機(jī)。他們的產(chǎn)品各具特色，而且受到越來(lái)越多用戶的認(rèn)可。根據(jù)2005年挖掘機(jī)械協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)的13家主要企業(yè)挖掘機(jī)的銷量在2005年比2004年增幅達(dá)到了85%，總量占到了整個(gè)挖掘機(jī)市場(chǎng)將近三分之一，而銷量的話已經(jīng)占據(jù)到全球市場(chǎng)銷量的十分之一。在2007年，協(xié)會(huì)又對(duì)21家挖掘機(jī)主要廠家的銷售進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在兩千零七年挖掘機(jī)銷量達(dá)到六萬(wàn)多臺(tái)，

17、而內(nèi)資品牌的占有量又有了提升，已經(jīng)提升至五分之一，達(dá)到了13376臺(tái)。1.2 本課題研究?jī)?nèi)容及意義通過(guò)對(duì)本課題的研究，能在了解小型履帶式挖掘機(jī)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)13噸小型履帶式挖掘機(jī)工況分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)液壓控制系統(tǒng)，并進(jìn)行工作裝置參數(shù)化分析。通過(guò)syc135小型履帶式挖掘機(jī)液壓打控制系統(tǒng)的分析與元器件選型，以及工作裝置鏟斗油缸的設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)分析能力、綜合能力和解決工程實(shí)際問題能力，從而為掌握液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法打下基礎(chǔ)。2 液壓系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)2.1液壓系統(tǒng)概述 我們說(shuō)的挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)就是幾個(gè)機(jī)構(gòu)用管路連接起來(lái)，成為一體之后能行駛我們要的工作能力的系統(tǒng)。而里面的東西包含了像

18、斗桿、液壓主泵、液壓主閥、存油的油箱、一些馬達(dá)用到的部件（像閥之類的）、管路還有幾個(gè)油缸等。它們都是以油液來(lái)作為工作介質(zhì)，利用液壓泵將柴油機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)為液壓能來(lái)供應(yīng)給那些執(zhí)行元件，像那些馬達(dá)還有油缸。這樣我們就能實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的各種功能了。2.2工作原理我們都知道挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)都是由那些我們大二學(xué)到的基本回路組成的，還有一些是很關(guān)鍵的輔助回路。像我的學(xué)的，用溢流閥，調(diào)壓閥還有節(jié)流閥來(lái)組成的調(diào)壓回路；還有就是用溢流閥還有換向閥所組成的卸荷回路，將油引到油箱里面；還有像我們說(shuō)的利用溢流閥，減壓閥還有單向閥來(lái)做到起減壓作用的減壓回路；還有就是用單向閥和節(jié)流閥組成平衡回路；我們挖掘機(jī)有時(shí)候要保持一些狀

19、態(tài)，就要用到單向閥來(lái)組成的保壓回路和鎖緊回路；速度控制的像調(diào)速；挖掘機(jī)用的方向控制回路像換向就要用到了，還有要制動(dòng)剎車也要用等。我們說(shuō)的液壓系統(tǒng)的工作，事實(shí)上就是將液壓油從油箱底部抽出來(lái)然后通過(guò)濾油器的過(guò)濾，然后吸入到液壓泵中，等再?gòu)挠捅贸鰜?lái)的時(shí)候就有一定壓力了。它將那些液壓油分配到那些閥路里面。然后駕駛員通過(guò)控制那些手柄，腳踏先導(dǎo)閥工作閥進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了我們要的一些動(dòng)作，在這個(gè)系統(tǒng)，為了不讓它的壓力過(guò)大，我們會(huì)設(shè)置一些像限壓閥，安全閥之類的，那些安全閥對(duì)系統(tǒng)有保護(hù)和補(bǔ)油的作用。2.3基本要求 我們研究的液壓挖掘機(jī)它們的運(yùn)動(dòng)組成相對(duì)其它的液壓系統(tǒng)難好多的，因?yàn)槲覀兊耐诰驒C(jī)需要經(jīng)常開關(guān)、剎車、變換方向

20、，而且有時(shí)候的受力也是在發(fā)生變化的，像挖硬土塊，突然挖穿遇到松的泥巴一樣，這樣它受到的沖擊還有振動(dòng)也會(huì)比較地頻繁，我設(shè)計(jì)的履帶挖掘機(jī)通常都是在野外山地工作的，城市走履帶不好，影響路面而且跑得慢，通過(guò)這些考慮我覺得這樣的挖掘機(jī)要滿足下面的幾個(gè)要求：1)需要保證挖掘機(jī)的動(dòng)臂、鏟斗和斗桿能夠各自單獨(dú)地動(dòng)作，并可以互相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)合的運(yùn)動(dòng)。2)為了使挖掘機(jī)具備較高的生產(chǎn)效率，必須將挖掘機(jī)那些工作裝置的運(yùn)動(dòng)和挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)給區(qū)分開來(lái)。不僅如此，還需要挖掘機(jī)可以進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動(dòng)，比如一邊挖掘，一邊移動(dòng)其動(dòng)臂，這樣可以明顯的提高其工作效率。3)由于挖掘機(jī)的工作地點(diǎn)一般都是不平坦的地帶，因此在對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的

21、時(shí)候，最好能將其左右兩邊的履帶傳動(dòng)軸給區(qū)分開來(lái)，這樣的話就能使其移動(dòng)更加方便、靈活，也能適應(yīng)各種復(fù)雜地形。4)挖掘機(jī)的動(dòng)臂經(jīng)常會(huì)因?yàn)槠渥陨淼闹亓勘容^大，在挖掘的時(shí)候因?yàn)橹亓Φ脑?，其?huì)迅速的下降，如果是在坡度較陡的情況下還會(huì)有滑坡的危險(xiǎn)，所以為了避免這種情況的出現(xiàn)，挖掘機(jī)上各個(gè)元件都需要有過(guò)載保護(hù)的要求，并且履帶行走也要有制動(dòng)限制。大部分挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)都會(huì)有如下幾點(diǎn)要求限制： 1)為了提高挖掘機(jī)燃料的使用效率，必須保證挖掘機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)要非常的合理，這樣才可以提高其傳動(dòng)效率。而且因?yàn)榱己玫膫鲃?dòng)設(shè)計(jì)，反過(guò)來(lái)減少傳動(dòng)浪費(fèi)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。2)挖掘機(jī)在工作的時(shí)候，會(huì)造成很大的沖擊或者是振動(dòng)，這

22、樣的話就必須要確保液壓系統(tǒng)中的各個(gè)液壓元件都要有很好的抗震效果。3)由于液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高功率的工作狀態(tài)，其散發(fā)出來(lái)的熱量會(huì)使得油溫升高，當(dāng)然，油溫過(guò)高的話就可能會(huì)導(dǎo)致爆炸，根據(jù)規(guī)定，油溫的溫度不能超過(guò)80攝氏度。4)挖掘機(jī)基本上都是在一些塵土比較多的地方工作，這就出現(xiàn)了一個(gè)問題，灰塵長(zhǎng)期對(duì)液壓油還有液壓元件進(jìn)行污染，時(shí)間久了，就會(huì)使挖掘機(jī)的性能降低，其使用壽命也會(huì)大大受到影響，因此，者就對(duì)液壓系統(tǒng)有了很高的密封要求。雖然液壓元件想比較與液壓油，其比較不容易受到污染，但也需要設(shè)計(jì)一些一些濾油器和防塵裝置來(lái)保護(hù)液壓油免受污染。5)通過(guò)采用液壓和電液操縱裝置，用于挖掘機(jī)進(jìn)行設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)，這樣就

23、可以大大的提高挖掘機(jī)的技術(shù)操作性，也可以降低駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。2.4基本動(dòng)作及系統(tǒng)分析挖掘機(jī)的一個(gè)作業(yè)循環(huán)包含了下面動(dòng)作：1，挖掘通過(guò)回轉(zhuǎn)鏟斗來(lái)完成破土還有裝土，通過(guò)改變斗桿的位置來(lái)完成挖土距離和位置的改變。2，滿斗回轉(zhuǎn)等鏟斗裝滿土之后，動(dòng)臂提起來(lái)，這個(gè)時(shí)候回轉(zhuǎn)馬達(dá)工作，挖掘機(jī)轉(zhuǎn)向。3，卸土等挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)馬達(dá)停了之后，用斗桿來(lái)決定在哪里卸土，由鏟斗來(lái)把土放下。4，回位就是等卸完土之后，回到原來(lái)的工作地方，準(zhǔn)備進(jìn)行1到4的循環(huán)。整機(jī)移動(dòng)過(guò)程中包括：直線行駛由于挖掘機(jī)左右兩邊的履帶式通過(guò)兩個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)控制的，這樣的話，要使其沿著直線行走，只要保證相關(guān)傳動(dòng)軸具備相投的轉(zhuǎn)速就可以達(dá)到目的了

24、。轉(zhuǎn)彎同直線行走有相同的原理，只要讓傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不一致，其自然也就向兩邊偏轉(zhuǎn)了。甚至，當(dāng)一邊履帶不動(dòng)的話，該挖掘機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)圈。下圖是挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，其中包括了原始動(dòng)力源，動(dòng)力源，控制元件，執(zhí)行元件。2.5 小型液壓挖掘機(jī)的基本回路 液壓系統(tǒng)的基本回路其實(shí)是由一個(gè)或多個(gè)液壓元件有機(jī)連接形成的、并且通過(guò)這些液壓元件形成一些典型的回路，通過(guò)這種回路就可以使得液壓機(jī)械實(shí)現(xiàn)一些特定的功能。在本文所設(shè)計(jì)的小型履帶式挖掘機(jī)自然也包含了這些液壓元件所組成的液壓回路。在下面的說(shuō)明里面，那些重要的回路我會(huì)講到。目前sy135采用的都是雙泵恒功率控制液壓系統(tǒng)，負(fù)流量控制，兩液壓泵按照全功率變量。全功率變

25、量指的是兩泵功率之和保持恒定，這主要是為了當(dāng)執(zhí)行單泵動(dòng)作時(shí)，此泵可吸收另一不工作的液壓泵進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，此泵也可吸收另一不工作的泵的功率，從而充分發(fā)揮了柴油機(jī)的功率。2.6 主泵原理圖設(shè)計(jì)說(shuō)明附圖a:變量活塞b：功率調(diào)節(jié)閥aa:本泵功率控制bb：交叉功率控制cc：變功率控制dd：中位負(fù)流量控制，：泵的測(cè)壓點(diǎn)：先導(dǎo)泵供油給手柄：電磁閥壓力測(cè)壓點(diǎn),：泵1，2的出油口；：先到泵供油給電磁閥:主泵吸油口：先導(dǎo)泵吸油口：泵的泄油口：電磁閥入油口，：負(fù)流量控制端口主泵系統(tǒng)在整機(jī)的右側(cè)門，其作用是為了給主液壓系統(tǒng)提供液壓油的。主泵的話是通過(guò)負(fù)流量調(diào)節(jié)的，它的原理是泵的輸出流量會(huì)隨著先導(dǎo)壓力的上升而減少。負(fù)流量控制

26、是在主控閥中位有回油的時(shí)候，通過(guò)負(fù)反饋閥組的節(jié)流孔，能使油液在節(jié)流孔前后產(chǎn)生壓力差。還有就是能夠?qū)⒐?jié)流孔前的壓力引導(dǎo)到泵調(diào)節(jié)器進(jìn)而來(lái)進(jìn)行泵的排量控制。2.7 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)原理圖設(shè)計(jì)說(shuō)明附圖a,b：馬達(dá)進(jìn)油口m：補(bǔ)油口db：泄油口pa,pb：馬達(dá)進(jìn)油口測(cè)壓點(diǎn)pg：來(lái)自于先導(dǎo)泵的推開制動(dòng)活塞sh：來(lái)自于主閥px的解鎖壓力馬達(dá)進(jìn)油口測(cè)壓點(diǎn)上方的兩個(gè)閥為krd22ek系列的回轉(zhuǎn)安全閥，其作用是改善升壓緩沖特性，降低起動(dòng)，停止時(shí)的沖擊?；剞D(zhuǎn)安全閥構(gòu)成了緩沖回路，解決了緩沖問題。馬達(dá)進(jìn)油口測(cè)壓點(diǎn)下方兩個(gè)閥為2kar6p系列的防反轉(zhuǎn)閥，其特點(diǎn)是（1）防止回轉(zhuǎn)時(shí)的搖擺，（2）能夠安裝在回轉(zhuǎn)馬達(dá)上，（3）緊湊設(shè)計(jì)。

27、sh與pg側(cè)那塊為延時(shí)閥mrb，其原理是在回轉(zhuǎn)停止時(shí)，回轉(zhuǎn)上部件由于慢性地繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)制動(dòng)器延時(shí)大約5-8秒后起作用。2.8 中位負(fù)載控制設(shè)計(jì)說(shuō)明附圖當(dāng)閥處于中位時(shí)，p1、p2通過(guò)閥的中位油道，最后經(jīng)過(guò)nr1、nr2節(jié)流后回油箱，在節(jié)流口nr1、nr2前取得壓力信號(hào)fl、fr，就可以控制主泵到最小排量。2.9 行走機(jī)構(gòu)原理圖設(shè)計(jì)說(shuō)明附圖a,b：主油口:行走速度控制口,:馬達(dá)泄油口 t1下兩個(gè)安全閥，和節(jié)流閥構(gòu)成行走限速回路。顧名思義，用于限制行走速度。2.10 主閥原理圖設(shè)計(jì)在主閥塊原理圖中，包含了控制挖掘機(jī)的大部分主要功能1：直線行走2：合流（動(dòng)臂上升能加快速度，斗桿伸出得時(shí)候可以加快速度

28、，鏟斗在挖掘時(shí)候力能夠更大）3：回轉(zhuǎn)優(yōu)先4：再生回路（動(dòng)臂在下降還有斗桿在縮進(jìn)的時(shí)候可以利用這個(gè)原理）5：動(dòng)臂，斗桿的鎖定功能分析：功能項(xiàng)目說(shuō)明附圖直線行走行走直線功能，是在挖掘機(jī)陷到坑里面或者在一些特殊的環(huán)境時(shí)，又要行走，又要自救（讓其他機(jī)構(gòu)能動(dòng)來(lái)自救），就要用到這個(gè)功能。僅僅在工作行走下，來(lái)自每臺(tái)泵的工作液壓油都供應(yīng)給每臺(tái)行走馬達(dá)。在工作行走和其他附件下，來(lái)自于前面的工作液壓油都供應(yīng)給兩臺(tái)行走馬達(dá)，而來(lái)自后面的泵的工作液壓油供應(yīng)給附件。動(dòng)臂提升合流動(dòng)臂提升合流它的原理很簡(jiǎn)單，主要是要用到換向閥和插裝閥來(lái)進(jìn)行，為提高作業(yè)效率，雙泵合流，以提高動(dòng)臂提升速度。要知道在換向閥打到左邊得時(shí)候，這時(shí)候

29、動(dòng)臂就可以提升了。斗桿伸出合流斗桿伸出合流它的原理不復(fù)雜，主要靠換向閥和插裝閥來(lái)進(jìn)行的，這種合流是為了提高作業(yè)效率，雙泵合流可以來(lái)提高斗桿的伸出速度。要知道在換向閥換到右邊的時(shí)候，就是斗桿伸出的時(shí)候。鏟斗挖掘而鏟斗挖掘是在換向閥換到a，在b的挖掘條件下，為了能夠加快挖掘的速度，還有就是能夠提高挖掘力，這時(shí)候就要依靠雙泵的合流，來(lái)提高鏟斗挖掘的挖掘力了動(dòng)臂，斗桿鎖定動(dòng)臂和斗桿的鎖定時(shí)同樣的道理，由換向閥自鎖，用以保持工作狀態(tài)再生回路當(dāng)斗桿無(wú)負(fù)載下落時(shí)斗桿油缸大腔壓力很小，兩位兩通閥在彈簧的作用下往下運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉活塞桿腔的回油通道，這樣活塞桿腔的油就直接回到油缸大腔，實(shí)現(xiàn)活塞桿的快速伸出?；剞D(zhuǎn)優(yōu)先當(dāng)

30、回轉(zhuǎn)與斗桿復(fù)合動(dòng)作時(shí)，通過(guò)psp壓力信號(hào)控制sp閥左移，切斷斗桿的供油，保證回轉(zhuǎn)起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)優(yōu)先。（此時(shí)斗桿由另一油泵供油）2.11 先導(dǎo)系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)先導(dǎo)系統(tǒng)包括：先導(dǎo)泵（帶安全閥）是用來(lái)給先導(dǎo)控制系統(tǒng)提供壓力油先導(dǎo)閥（手，腳先導(dǎo)閥）它是比例來(lái)控制主閥的動(dòng)作的電磁閥組它包括了先導(dǎo)開關(guān)還有行走換速以及增力單向閥讓液壓油單向流動(dòng)，而且確保蓄能器里面的壓力不會(huì)跑掉蓄能器要是發(fā)動(dòng)機(jī)突然間熄火了，壓力降不下來(lái)，這時(shí)候就要用到它了功率控制電磁閥顧名思義，這是用來(lái)控制系統(tǒng)的功率的項(xiàng)目名稱說(shuō)明附圖先導(dǎo)液壓系統(tǒng)黑色框框c為手，腳先導(dǎo)系統(tǒng)，框框b構(gòu)成了先導(dǎo)泵，剩下的就是先導(dǎo)閥組了。手先導(dǎo)伺服手先導(dǎo)閥采用川崎t

31、h40k1314。p：壓力有源；t：油箱1，2，3，4：控制油口川崎th40k1314參數(shù)：額定流量20l/min 最大入口壓力6.9mpa川崎th40k1314特性：尺寸緊湊；總體減震；證明可靠；高反應(yīng)性；滯后性低；污染影響??；操作員工作強(qiáng)度小腳先導(dǎo)對(duì)于腳伺服閥，選型用川崎的rcv8c川崎rcv8c參數(shù)：額定流量10l/min，最大入口壓力9.8mpa川崎rcv8c特性：總體減震室；總體止回閥；獨(dú)一的減震機(jī)械；堅(jiān)固的總隔斷構(gòu)造；腳先導(dǎo)式操縱桿型；具有多樣的控制任選項(xiàng)；大回流和控制流量通道2.12整體液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖說(shuō)明主機(jī)啟動(dòng)后，當(dāng)先導(dǎo)控制閥組不進(jìn)行工作情況下，液壓泵提供的壓力油就會(huì)經(jīng)過(guò)多路換

32、向閥直接回到油箱。先導(dǎo)泵（齒輪泵）給先導(dǎo)控制油路提供液壓，要是壓力太大了，為了保證系統(tǒng)里面的壓力，壓力油就會(huì)通過(guò)溢流閥流出來(lái)回到油箱。當(dāng)挖掘機(jī)需要行走到工作位置時(shí)，先導(dǎo)控制閥的第二個(gè)控制行走的電磁鐵通電，來(lái)自先導(dǎo)泵的壓力油通過(guò)控制多路換向閥組里面相應(yīng)的換向閥，這樣一來(lái)挖掘機(jī)的左右兩個(gè)行走馬達(dá)就可以工作，使挖掘機(jī)移動(dòng)到工作位置。到達(dá)我們的目的地后，我們就可以操作它工作了。（1）剛開始我們可以通過(guò)控制先導(dǎo)控制閥中第三個(gè)控制手柄的電磁鐵換向來(lái)調(diào)整挖掘機(jī)的鏟斗，斗桿，動(dòng)臂的位置，讓挖掘機(jī)處于合適的挖掘角度。調(diào)整好了之后，就要開始挖掘了。先導(dǎo)控制閥中的手柄電磁鐵通電，根據(jù)我們上面說(shuō)的鏟斗和斗桿的配合來(lái)完

33、成我們要的挖掘。挖掘完成后，先導(dǎo)控制閥的電磁鐵通電，動(dòng)臂液壓缸伸出，使動(dòng)臂提升到一定的高度。我們起動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)讓機(jī)身回轉(zhuǎn)，這樣就能讓鏟斗到達(dá)我們想要的卸載位置，有些時(shí)候我們也需要行走一段距離才能達(dá)到想要的位置。接著先導(dǎo)控制閥中的電磁鐵通電，鏟斗油缸伸出，完成卸載過(guò)程（4）。卸載結(jié)束后，控制先導(dǎo)控制閥，使機(jī)身反方向回轉(zhuǎn)。循環(huán)工作（1）-（4）。附圖3 液壓缸設(shè)計(jì)3.1 工作裝置構(gòu)成與分析在設(shè)計(jì)液壓缸的時(shí)候，要對(duì)其進(jìn)行全面地研究分析，而且需要收集必要的資料并且加以整理當(dāng)作設(shè)計(jì)的依據(jù)。（1）了解并且掌握液壓缸對(duì)于機(jī)器上的工作要求和用途。做液壓缸設(shè)計(jì)的主要目的是為了滿足挖掘機(jī)的基本功能。像在液壓翻斗自卸

34、汽車中，它的液壓缸的用途是將翻斗（車廂）舉升成為傾斜的狀態(tài)，使得所承載的物料能夠自動(dòng)卸載掉，要求回程的時(shí)候也能夠在翻斗重力條件下完成。像這種液壓缸就可以設(shè)計(jì)成單（活塞）桿單作用液壓缸，而且也可以設(shè)計(jì)成柱塞缸。（2）要知道液壓缸的工作環(huán)境和工作條件。以為要是液壓缸環(huán)境和工作的一些條件不一樣，液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)計(jì)也會(huì)隨著發(fā)生變化。像那種在采礦用的液壓缸，在工作條件惡劣的條件下，如粉塵很大，負(fù)載的變化大，就要求我們?cè)O(shè)計(jì)的液壓缸能絕對(duì)安全可靠，更重要的是不許有泄漏。再根據(jù)這樣的工作條件，在設(shè)計(jì)時(shí)就要想到到防塵措施；1-斗桿油缸；2-動(dòng)臂；3-油管；4-動(dòng)臂油缸；5-鏟斗；6-斗齒；7-側(cè)板；8-

35、連桿；9-曲柄；10-鏟斗油缸；11-斗桿。圖3.1.1 工作裝置組成圖圖3.1.1為小型挖掘機(jī)工作裝置的組成圖和傳動(dòng)示意圖，其中反鏟工作裝置主要由曲柄9、連桿8、鏟斗5、斗桿11、動(dòng)臂2和相應(yīng)的直線液壓缸1、10、4等所組成。轉(zhuǎn)臺(tái)上連接著動(dòng)臂的下鉸鏈和動(dòng)臂油缸的一端，整個(gè)動(dòng)臂裝置會(huì)隨著動(dòng)臂油缸的伸縮繞著動(dòng)臂下鉸鏈不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂的動(dòng)作。斗桿缸的兩端分別連接在動(dòng)臂和斗桿上，通過(guò)斗桿缸的伸縮使得斗桿繞著動(dòng)臂上的鉸鏈進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。鏟斗和斗桿是鉸鏈連接的，鏟斗缸的伸縮通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)使鏟斗繞著鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使鏟斗能夠?qū)崿F(xiàn)挖掘和卸土等動(dòng)作。在進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，啟動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)和行走馬達(dá)，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)和履

36、帶的行走使工作裝置達(dá)到需要挖掘的位置，同時(shí)對(duì)操作桿進(jìn)行操作使動(dòng)臂油缸的有桿腔進(jìn)油使動(dòng)臂油缸收縮，在動(dòng)臂下降到鏟斗接觸挖掘面時(shí)，就能開始操作斗桿缸和鏟斗缸，斗桿缸和鏟斗缸由無(wú)桿腔進(jìn)油，使油缸伸長(zhǎng)，鏟斗就能進(jìn)行挖掘和裝置動(dòng)作了。鏟斗裝滿后，先停止斗桿缸和鏟斗缸的動(dòng)作，再操作動(dòng)臂油缸使油缸無(wú)桿腔進(jìn)油，動(dòng)臂缸伸長(zhǎng)，整個(gè)工作裝置向上移動(dòng)，接著啟動(dòng)行走馬達(dá)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)，工作裝置移動(dòng)到卸載的位置，然后操作鏟斗油缸和斗桿油缸使有桿腔進(jìn)油，油缸收縮，鏟斗翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸載。之后挖掘機(jī)再回轉(zhuǎn)到挖掘位置進(jìn)行循環(huán)挖掘作業(yè)。而在實(shí)際挖掘作業(yè)中，由于挖掘工況、土質(zhì)情況和液壓系統(tǒng)等這些因素的不同，反鏟挖掘機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)三個(gè)油缸的循

37、環(huán)動(dòng)作是多樣和隨機(jī)的，要根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)來(lái)靈活運(yùn)用。上述過(guò)程一般只是一種理想化的工作過(guò)程。小型單斗液壓挖掘機(jī)的工作裝置可以看做是由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)所組成的具有三個(gè)自由度的六桿機(jī)構(gòu)工作裝置的結(jié)構(gòu)圖3.1.1，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化的工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖如圖3.1.2所示。1-動(dòng)臂油缸；2-動(dòng)臂；3-斗桿油缸；4-斗桿；5-鏟斗油缸；6-曲柄；7-連桿；8-鏟斗圖3.1.2 工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖小型液壓挖掘機(jī)經(jīng)下面的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化以后就是一組平面連桿機(jī)構(gòu)，其自由度為3，也即挖掘機(jī)工作裝置的工作位置是由動(dòng)臂油缸的長(zhǎng)度l1、斗桿油缸的長(zhǎng)度l2和鏟斗油缸的長(zhǎng)度l3決定的，當(dāng)l

38、1、l2、l3這三個(gè)數(shù)值為某一確定的值時(shí)，挖掘機(jī)工作裝置的幾何位置也就確定了。3.2 液壓缸參數(shù)化設(shè)計(jì)已知sy135參數(shù)：項(xiàng)目名稱數(shù)值工作質(zhì)量13500kg標(biāo)準(zhǔn)鏟斗容量0.53額定功率69.6kw鏟斗挖掘力92.7kn斗桿挖掘力66.13kn3.2.1 液壓缸速度計(jì)算及流量選擇液壓缸速度的選擇要適當(dāng)。如果速度過(guò)高就會(huì)讓里面的密封件的過(guò)熱而發(fā)生磨損現(xiàn)象，這樣的話可能讓活塞桿和導(dǎo)向套還有缸筒發(fā)生磨損。要是速度太低了，就比較容易發(fā)生爬行等不穩(wěn)定的現(xiàn)象。如果采用橡膠密封件進(jìn)行密封時(shí)，液壓缸的最高速度一般不要超過(guò)（24-30）m/min 即是（0.4-0.5）m/s，也不要低于6m/min(0.1m/s

39、);根據(jù)同類挖掘機(jī)液壓缸的速度取值是一個(gè)比較穩(wěn)妥的方法。現(xiàn)在取液壓缸速度v=0.5m/s1 液壓缸參數(shù)的確定要做以下工作：1） 要初步選擇液壓缸的工作壓力mpa2） 根據(jù)公式計(jì)算出液壓缸的內(nèi)徑d和活塞桿的外徑d3） 對(duì)活塞桿的穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行校核4） 對(duì)液壓缸的油口直徑進(jìn)行計(jì)算5） 液壓缸的工作行程選擇6） 液壓缸的安裝距選擇7） 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的選擇8） 缸體總長(zhǎng)度的確定9） 液壓缸強(qiáng)度的計(jì)算10）液壓缸穩(wěn)定性的校核3.2.2 液壓缸工作壓力的確定在液壓缸的工作中，它的壓力大小主要是看液壓設(shè)備的類型來(lái)選擇的，要是它們的用途不同，因?yàn)楣ぷ鳁l件的不同，采用的壓力范圍也是不同的。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以用類比

40、法進(jìn)行確定，初步選擇液壓缸工作壓力為=25mpa。（確保液壓缸的輸出力。包括推拉力，行程和往返運(yùn)動(dòng)速度都必須滿足要求。液壓缸的額定的工作壓力要根據(jù)我們選的液壓泵的額定壓力的70%來(lái)計(jì)算。一般挖掘機(jī)液壓泵的額定工作壓力為34-35mpa，峰值能達(dá)到40mpa。）3.2.3 液壓缸內(nèi)徑d和活塞桿直徑d的確定式中液壓缸的工作壓力液壓缸回油腔的背壓力，根據(jù)表3-1進(jìn)行估計(jì)=1mpa；活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑的比，可根據(jù)表3-2進(jìn)行選取=0.7；工作循環(huán)中的最大外負(fù)載力表3-1 執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值系 統(tǒng) 類 型背 壓 (mpa)中、低壓系統(tǒng)08mpa那些簡(jiǎn)單和輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5在回油路上帶有

41、調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng)0.50.8回油路上帶背壓閥0.51.5用到帶補(bǔ)油液壓泵的閉式回路中0.81.5中高壓系統(tǒng)816mpa同上比中低壓系統(tǒng)高50%100%高壓系統(tǒng)1632mpa如鍛壓機(jī)械等初算時(shí)背壓可忽略不計(jì)表3-2 液壓缸內(nèi)徑d和活塞桿直徑d的比根據(jù)機(jī)床類型選取 d/d根據(jù)液壓缸工作壓力選取 d/d機(jī)床類別d/d工作壓力p/(mpa)d/d珩磨床、磨床及研磨床0.20.320.20.3拉、插、刨床0.5250.50.58鏜、鉆、銑、車床0.7570.620.7070.7在液壓缸密封處受到的摩擦力，可以根據(jù)那些常用的液壓缸的機(jī)械效率進(jìn)行估值計(jì)算。式中為液壓缸的機(jī)械效率，一般情況下 =,初定為0.9

42、將代入式中，已知f=92.7kn =p=25mpa 可求得d為=73.2mm活塞桿直徑可以按照來(lái)進(jìn)行計(jì)算，d和d值要按照表3-3與3-4圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，方便后面密封元件的選擇。 表3-3 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（gb2348-80） （mm）810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200（220）250320400500630注:不帶括號(hào)請(qǐng)優(yōu)先選擇 表3-4 活塞桿直徑系列（gb2348-80） （mm）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220

43、250280320360400=0.7 f= n =0.9 =25mpa =1mpad取80mm d=56mm3.2.4 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算以及校核和活塞桿的校核液壓缸的缸筒壁厚度和活塞桿直徑 d，要是系統(tǒng)的壓力高，就要進(jìn)行校核。液壓缸的壁厚可以由液壓缸的強(qiáng)度要求來(lái)計(jì)算的，但是主要還是由材料決定。缸壁厚度為查三一的液壓缸類型，選用hsg工程用液壓缸壁厚對(duì)于那些低壓系統(tǒng)或者是d/的液壓缸，液壓缸要根據(jù)薄壁筒來(lái)進(jìn)行計(jì)算，公式如下： 當(dāng)時(shí)，壁厚要按照下面公式來(lái)進(jìn)行校核式中 液壓缸缸筒厚度 試驗(yàn)壓力(mpa)，當(dāng)工作壓力p16mpa時(shí)，=1.5p，而當(dāng)工作壓力31.5p16mpa時(shí)，=1.25p，

44、在工作壓力p31.5mpa時(shí)，=1.15p,在這里應(yīng)取=1.25p =31.25mpa。 d液壓缸的內(nèi)徑(m) 缸體的材料的許用應(yīng)力（mpa），可以用下面的公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算： 缸體的材料的抗拉強(qiáng)度(mpa) n安全系數(shù)，安全系數(shù)是在3.55之間取值，一般是取最大值5但對(duì)于鍛鋼45的抗拉強(qiáng)度為600(mpa)（gb/t699-1999），則許用應(yīng)力=120(mpa)根據(jù)上面所計(jì)算的壁厚，和之前算得的缸的內(nèi)徑，取液壓缸外徑為=102mm.（2）活塞桿直徑的校核 根據(jù)下面公式來(lái)計(jì)算：得=31mm=56mm符合條件式中，f為作用在活塞桿上力；為活塞桿材料的許用應(yīng)力=120mpa。3.2.5 液壓缸油口直

45、徑的計(jì)算油口直徑的計(jì)算要根據(jù)液壓缸的最大輸出速度和液流速度來(lái)計(jì)算，公式如下： 式中液壓缸的油口直徑(m) d液壓缸的內(nèi)徑(m) 液壓缸的最大輸出運(yùn)動(dòng)速度(m/min) 油口的液流速度(m/min)，當(dāng)單活塞桿進(jìn)行差動(dòng)連接的情況下，活塞向外伸出的速度計(jì)算公式:式中液壓缸在差動(dòng)聯(lián)接時(shí)，活塞的外伸速度，可看成油口液流的速度(m/min) 液壓泵的流量(/s) 活塞桿的面積，它的計(jì)算公式方法: 公式里的d活塞桿直徑(m) 所以=代入數(shù)據(jù)，根據(jù)以上公式初選得：=11mm3.2.6 液壓缸工作行程計(jì)算 液壓缸的工作行程長(zhǎng)度，可以根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作情況的最大行程來(lái)確定，可以查考表3-5中的系列尺寸來(lái)選擇

46、。 表3-5 液壓缸活塞行程參數(shù)系列（gb2349-80） （mm）255080100125160200250320400500630800100012501600200025003200400040639011014018022028036045055070090011001400180022002800390024026030034038042048053060065075085095010501200130015001700190021002400260030003800當(dāng)速比為2時(shí)，行程s=10d=800mm由表工作行程取800mm符合3.2.7 液壓缸安裝距的確定我設(shè)計(jì)的液壓缸采用耳

47、環(huán)式，安裝距可以看成兩耳環(huán)之間的距離，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知安裝距l(xiāng)=317+s（mm） 其中s=800mm得l=1117mm3.2.8 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定最小導(dǎo)向長(zhǎng)度就是在活塞桿在全部外伸的時(shí)候，活塞的支撐面的中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐面的中點(diǎn)的距離。設(shè)置導(dǎo)向就是為了讓液壓缸的穩(wěn)定性能夠更好。但是導(dǎo)向長(zhǎng)度不能太小了，不然會(huì)使得繞度變大。一般來(lái)講液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度計(jì)算公式如下式中 l液壓缸的最大行程長(zhǎng)度；d液壓缸的內(nèi)徑一般活塞的寬度是在缸內(nèi)徑的0.6到1倍中選擇，符號(hào)b ；缸蓋滑動(dòng)支撐面的長(zhǎng)度,也還是要根據(jù)液壓缸內(nèi)徑定的；在d小于80mm時(shí)，在缸內(nèi)徑的0.6到1倍中選擇；在d小于80mm 時(shí)，則在活塞桿

48、的0.6到1倍中選擇。為了保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，要是只知道增大和b肯定是不合理的，在有必要的時(shí)候就要在缸蓋與活塞之間增加個(gè)隔套：最小導(dǎo)向長(zhǎng)度：h=100mm活塞的寬度b一般取b=60mm3.2.9 缸體長(zhǎng)度的確定計(jì)算知，液壓缸內(nèi)部長(zhǎng)度=860mm也就是缸體的外形的長(zhǎng)度再增加個(gè)兩端端蓋的厚度。3.2.10 油缸強(qiáng)度計(jì)算已知參數(shù)： 油缸內(nèi)徑d=80mm； 活塞桿徑d=56mm; 最大行程s=800mm； 壁厚=11mm油缸強(qiáng)度計(jì)算活塞桿應(yīng)力校核 活塞桿的材質(zhì)我選用45鋼，經(jīng)查表知該材料的強(qiáng)度極限是這樣，我們就算出材料的許用應(yīng)力為（n為安全系數(shù)）可以看出,，能夠滿足要求。（b）缸筒的強(qiáng)度驗(yàn)算缸筒內(nèi)徑和壁

49、厚之比=7.310，就屬于厚壁缸筒，按照材料力學(xué)第二強(qiáng)度理論驗(yàn)算。 =11.7mm 可以看出,強(qiáng)度不能達(dá)到要求。為了讓液壓缸的結(jié)構(gòu)緊湊，成本降低，盡可能地讓液壓缸小點(diǎn)，但不能破壞其穩(wěn)定性和實(shí)用性，在不改變其大小的情況下，由于許用應(yīng)力相差不大，可采取材料表面處理的方法，提高許用應(yīng)力來(lái)達(dá)到要求。則最終選擇還是選擇液壓缸內(nèi)徑80mm的液壓缸。3.2.11 油缸穩(wěn)定性驗(yàn)算 因?yàn)橐簤焊自诠ぷ鲿r(shí)，受到壓應(yīng)力蠻大的，所以要驗(yàn)算下它的穩(wěn)定性能?；钊麠U斷面最小慣性矩 =（）（b）活塞桿橫截面中的最小回轉(zhuǎn)半徑 =0.014m =14mm（c）活塞桿柔性系數(shù) =136.9式中，為長(zhǎng)度的折算系數(shù)，對(duì)于兩端用鉸接約束方

50、式的一般取1； l為有效的計(jì)算長(zhǎng)度。（d）鋼材柔度極限值 =60.7在上面的式子里，表示45號(hào)鋼的比例極限； e材料彈性模量。（e）從以上計(jì)算可知，即為大柔度壓桿，穩(wěn)定力為： =（n）（f）油缸最大閉鎖力 =（n）（g）穩(wěn)定系數(shù) =2.125可以看出，計(jì)算的穩(wěn)定性是可以滿足的。3.2.12 液壓缸的技術(shù)要求連接方式的確定連接項(xiàng)目連接方式說(shuō)明要求附圖活塞和活塞桿卡鍵1、卡鍵的使用會(huì)影響到局部的強(qiáng)度，需要校核活塞桿上卡鍵槽強(qiáng)度；2、要注意的是在制造的時(shí)候要嚴(yán)格控制各個(gè)配合零件之間的長(zhǎng)度尺寸，免得裝配的時(shí)候活塞與卡鍵由于干涉或者是因?yàn)閮烧弋a(chǎn)生的間隙太大了而使得設(shè)計(jì)出來(lái)的液壓缸不好。導(dǎo)向套和缸筒卡環(huán)安

51、裝時(shí)應(yīng)特別注意避免密封件被卡鍵槽或者油孔邊緣擦傷密封系統(tǒng)確定：密封方式密封件說(shuō)明附圖動(dòng)密封u型圈+格萊圈u型圈+格萊圈適用于對(duì)密封要求嚴(yán)格的苛刻的工作條件；格萊圈適用在工作活塞寬度小，高壓，高速的場(chǎng)合，安裝維修方便。防塵密封骨架增強(qiáng)型防塵圈耐磨能力蠻高的，永久變形能力比較小，而且能夠抵抗外部的機(jī)械沖擊，在苛刻環(huán)境下應(yīng)用非常地有效。通常是與鋼絲擋圈配合使用。（2）靜密封 1，活塞靜密封它的安裝方法是串裝兩個(gè)o形圈 2，導(dǎo)向套靜密封它的安裝方法是串裝兩個(gè)o形圈，并且再加上兩擋圈 3，導(dǎo)向套防水密封（3）進(jìn)出油方式： 缸底端我是采用彎油口的，缸筒端我是采用分直油口的。3.2.13 液壓缸選型綜合設(shè)計(jì)參數(shù)歸納和實(shí)際小型履帶挖掘機(jī)的液壓缸選型，選取hsg型工程用液壓缸hsg型工程用液壓缸是雙作用的單活塞桿缸，在起重機(jī)械和工程機(jī)械中國(guó)用得比較廣，我設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)液壓缸的結(jié)構(gòu)可以按照這個(gè)來(lái)設(shè)計(jì)，兩頭都是耳環(huán)的。運(yùn)用上述有缸設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)鏟斗油缸和動(dòng)臂油缸整合下表：缸筒內(nèi)徑活塞缸直徑壁厚挖掘力油口直徑工作行程安裝距最小導(dǎo)向尺寸活塞寬度缸體內(nèi)長(zhǎng)度鏟斗缸80mm56mm11mm92.7kn11mm800mm