裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 河北工程大學(xué)科信學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè) 計(jì) 題 目： 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部 名 稱： 機(jī)械工程系 學(xué) 生 姓 名： 趙 亞 勇 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 三 班 學(xué) 號(hào)： 110202328 指 導(dǎo) 教 師： 張平格 填表時(shí)間： 2015 年 01 月摘要裝載機(jī)主要用來(lái)裝卸散狀物料，也能進(jìn)行輕度的鏟掘工作，并且具有良好的機(jī)動(dòng)性能，廣泛使用于工廠、礦山、建筑、水電上程、道路、碼頭、農(nóng)田乃至家庭，是工程機(jī)械中保有量較大的品種之一。裝載總體方案設(shè)計(jì)是裝載機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和裝載機(jī)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力有著決定性的影響。裝載機(jī)性能的優(yōu)劣和作業(yè)效率的

2、發(fā)揮，不僅與相關(guān)總成及部件的工作性能有著密切關(guān)系，而且在很大程度上取決于各有關(guān)總成及部件間的協(xié)調(diào)和參數(shù)匹配，取決于裝載機(jī)的總體布置。裝載機(jī)的工作裝置和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)都采取液壓傳動(dòng)，本文通過(guò)對(duì)工作裝置及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)工作要求和載荷分析對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要包括對(duì)執(zhí)行元件，控制元件輔助元件的選擇、設(shè)計(jì)。本文的設(shè)計(jì)，能夠使讀者對(duì)工程機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步加深了解，同時(shí)能從中理會(huì)一些設(shè)計(jì)理念，為以后更好從事設(shè)計(jì)工作提供了幫助。關(guān)鍵詞：裝載機(jī)；液壓傳動(dòng)；液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 目 錄緒論 11 履帶式裝載機(jī)總體參數(shù)確定 21.1履帶式液壓裝載機(jī)的組成21.2設(shè)計(jì)依據(jù)21.3傳動(dòng)方式31.4主要參數(shù)的確定31

3、.5行走裝置的牽引力61.6液壓馬達(dá)主要參數(shù)計(jì)算確定61.7緩沖張緊裝置設(shè)計(jì)要求與計(jì)算71.8 四輪一帶及其他部件選型72液壓系統(tǒng)的初步介紹132.1液壓系統(tǒng)的工作原理132.2液壓系統(tǒng)的組成部分132.3技術(shù)要求133 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 153.1制定液壓系統(tǒng)方案 153.2 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 173.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)183.4液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì)223.5 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算253.6液壓系統(tǒng)沖擊壓力294 動(dòng)臂液壓缸的設(shè)計(jì)304.1 液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算304.2 液壓缸的連接計(jì)算314.3 活塞桿活塞桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算32總結(jié)35參考文獻(xiàn)36緒論裝載機(jī)是一種常用的鏟土運(yùn)輸

4、機(jī)械，廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山及國(guó)防工程中。其對(duì)加快工程建設(shè)速度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工程質(zhì)量，降低工程成本等都發(fā)揮著重要的作用。因此，近年來(lái)，裝載機(jī)在國(guó)內(nèi)外均得到了迅猛的發(fā)展，已成為工程機(jī)械的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。一臺(tái)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)是否成功，首先是從能否滿足使用要求，好造、好用、好修，具備較高的作業(yè)生產(chǎn)率和較低的使用成本來(lái)衡量的。這體現(xiàn)在設(shè)計(jì)工作中，就是應(yīng)當(dāng)使裝載機(jī)具有較完善的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能與指標(biāo)以及先進(jìn)的部件結(jié)構(gòu)方案。常見(jiàn)的單斗裝載機(jī)一般有以下特點(diǎn)來(lái)分類。（1）按行走裝置不同分類:輪胎式和履帶式。國(guó)產(chǎn)履帶式裝載機(jī)多是在推土機(jī)基礎(chǔ)上形成及國(guó)內(nèi)外使用和生產(chǎn)的絕大多數(shù)是輪胎式裝載機(jī)，這兩類

5、裝載機(jī)除行走裝置不同外，其它系統(tǒng)和構(gòu)造大體相似。（2）按使用場(chǎng)合不同分類：露天用裝載機(jī)和井下用裝載機(jī)（鏟運(yùn)機(jī)）。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的裝載機(jī)絕大多數(shù)是露天輪式裝載機(jī)。鏟運(yùn)機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較簡(jiǎn)單的。（3）按傳動(dòng)形式不同分類：機(jī)械傳動(dòng)式，液力機(jī)械傳動(dòng)式，液壓傳動(dòng)式和電傳動(dòng)式。機(jī)械傳動(dòng)式在國(guó)內(nèi)僅用于0.5m³以下的裝載機(jī)，它一般直接采用汽車(chē)或拖拉機(jī)的傳動(dòng)裝置，即離合器和變速器。由于液力傳動(dòng)機(jī)械取消了機(jī)械傳動(dòng)中的離合器而換用液力變矩器，取消了人力換擋變速箱而換用了動(dòng)力換檔變速箱，是發(fā)動(dòng)機(jī)在不停車(chē)的情況下?lián)Q擋，操作輕便，工作可靠性高，因此液力機(jī)械傳動(dòng)式是輪式裝載機(jī)的主要傳動(dòng)形式。液壓傳動(dòng)使用柴

6、油機(jī)帶動(dòng)液壓泵產(chǎn)生高壓油，并通過(guò)控制系統(tǒng)和油管帶動(dòng)液壓馬達(dá)使車(chē)輪傳動(dòng)。它能夠簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，使整機(jī)質(zhì)量減輕，但由于啟動(dòng)性差，液壓件價(jià)格昂貴，壽命也比較低，因此目前僅用于小型裝載機(jī)上。電傳動(dòng)是由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)裝在車(chē)輪上的直流電動(dòng)機(jī)，然后通過(guò)輪邊減速器帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。這種傳動(dòng)檢查方便，維修簡(jiǎn)單，工作可靠。缺點(diǎn)是電機(jī)設(shè)備質(zhì)量大，費(fèi)用高，目前只在大型裝載機(jī)上使用。（4）按裝載方式不同分類：前卸式，后卸式，側(cè)卸式和回轉(zhuǎn)式。（5）按轉(zhuǎn)向方式不同分類：整體式和鉸接式。 1履帶式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定1.1. 履帶式液壓裝載機(jī)的組成液壓裝載機(jī)機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、工作裝置

7、、行走裝置和電氣控制等部分組成。液壓系統(tǒng)由液壓泵、控制閥、液壓缸、液壓馬達(dá)、管路、油箱等組成。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等，如圖 。 1.2. 設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1. 履帶式行走裝置的主要特點(diǎn)（1）牽引力大（通常每條履帶的牽引力達(dá)機(jī)重的 35-40%），接地比小(一般為4-15N/cm2),轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)靈活；（2）采用液壓傳動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；（3）每條履帶各自有驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)及減速裝置。1.2.2. 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）機(jī)重18t（2）總牽引力 10KN（3）最大行走速度 2.2Km/h（4）驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑323mm（5）減速器傳動(dòng)比 4 (6) 動(dòng)臂

8、提升時(shí)間選 8s (7) 動(dòng)臂下降時(shí)間選 6s (8) 鏟斗前傾時(shí)間選 3s裝載機(jī)的外形尺寸，可以根據(jù)舉升高度、卸載距離、輪距、軸距、算出整機(jī)的長(zhǎng)、寬、高。 外形尺寸名稱幾何尺寸車(chē)長(zhǎng)總寬度車(chē)高軸距輪距最小離地間隙最大卸載高度7080mm2940mm3370mm2760mm2200mm300mm3050mm1.3. 傳動(dòng)方式考慮到裝載機(jī)一般在野外作業(yè)，工作載荷變化大，作業(yè)環(huán)境惡劣，技術(shù)保養(yǎng)條件差；因此本設(shè)計(jì)采用了履帶式行走裝置。確定的行走裝置的動(dòng)力路線為：柴油機(jī)液壓泵控制閥液壓馬達(dá)制動(dòng)器減速器驅(qū)動(dòng)輪履帶1. 4. 主要參數(shù)確定1.4.1 機(jī)體主要線性尺寸在本次設(shè)計(jì)中按照標(biāo)注選定法、理論分析計(jì)算法

9、等方法得出的參數(shù)值不可能都是完全切合的。通常在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)一些參數(shù)還不能利用以上方法完全確定，因此在本設(shè)計(jì)中有的參數(shù)采用了經(jīng)驗(yàn)公式法進(jìn)行計(jì)算。（1）履帶帶長(zhǎng) L1L1 = K A G1/ 3=1.25*(18*109) 1/ 3=3276mm式中：K A 為尺寸系數(shù)（1.25 1.5），本設(shè)計(jì)取 KA =1.25；考慮到整體布局，類比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大10%；故L1取為 3604mm。（2）驅(qū)動(dòng)輪與導(dǎo)向輪軸向中心距 l1 l1= K i G1/ 3 =1.1*(18*109)1/3=2880mm 式中：K i為尺寸系數(shù)(1.0 1.2)?？紤]到整體布局，類比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大10%；

10、故l1取為 3281mm。（3）軌距 BB= K B G1/ 3=0.8*(18*109)1/3=2100mm 式中：K B 為尺寸系數(shù)(0.75 0.85)?？紤]到整體布局，類比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大10%；故B 取為 2400mm。（4）履帶高度 HH= KT G1/ 3 =0.32*(18*109)1/3=840mm 式中：KT 為尺寸系數(shù)(0.3 0.35)。為了整體的整體布局，考慮將其擴(kuò)大17%左右，計(jì)算得 H=980mm。（5）履帶板寬 b由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得：b 的值可在 600 800mm 間取值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)查取b =600mm。（6）底盤(pán)總寬 CC =B +b=2400+600=

11、3000mm （7）履帶接地長(zhǎng)度L接L接 = l1 + 0.35D= l1 + 0.35( L1 - l1 )=3394mm式中：D為驅(qū)動(dòng)輪直徑，約為L(zhǎng)1 - l1。（8）后端支重輪到驅(qū)動(dòng)輪間距 C3 C3 = K C1 lt=2.6 *84=218mm 式中： K C1 為尺寸系數(shù)（2.4 2.6)；lt為履帶節(jié)距，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)查取lt=84mm。（9）前端支重輪到導(dǎo)向輪間距 C1C1 = K C 2 lt=3 *84=252mm式中： K C 2 為尺寸系數(shù)(2.4 3)。(10) 兩端支重輪間距 lolo = l1- C1 - C3=3281-252-218=2811mm（11）轉(zhuǎn)臺(tái)離地高

12、h1h1 = K0 G1/ 3=1048mm 式中：K 0為尺寸系數(shù)(0.37 0.42)。為了整體的整體布局，考慮將其擴(kuò)大3%左右，計(jì)算得h1=1080mm。(12) 相鄰兩支重輪間距t1t1 =(1 2) lt =2*84=168mm 機(jī)體主要線性尺寸如下表： 機(jī)體主要線性尺寸項(xiàng)目履帶長(zhǎng)度L1軌距B輪距 l1履帶總高H轉(zhuǎn)臺(tái)底部離地高h(yuǎn)1懸架底離地高h(yuǎn)2履帶板寬b結(jié)果3604240032819801080495600 1.4.2 驅(qū)動(dòng)輪參數(shù)（1）主要參數(shù)的確定A、節(jié)距：驅(qū)動(dòng)輪節(jié)距應(yīng)與履帶節(jié)距相等，lt = 84 mm。B、齒數(shù)：增加驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)Z，能使履帶速度均勻性改善，摩擦損失減少，但會(huì)導(dǎo)致

13、驅(qū)動(dòng)輪直徑增大，引起機(jī)重和整機(jī)高度的增加。驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)一般為奇數(shù)，使得嚙合過(guò)程中每個(gè)齒都能和節(jié)銷(xiāo)嚙合。其齒數(shù)通常取23 27，本設(shè)計(jì)中取Z =23。C、驅(qū)動(dòng)輪直徑的確定：323mm。 1.4.3 功率及其他參數(shù)計(jì)算與確定（1）發(fā)動(dòng)機(jī)功率N ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算：N = 17.7 + 92.7Q =17.2 + 92.7*0.7= 82.09Kw式中：Q為斗容量0.7m3?？紤]到柴油機(jī)的功率必須充分滿足主機(jī)工作過(guò)程的動(dòng)力要求，取發(fā)動(dòng)機(jī)功率為90千瓦，在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。（2）液壓功率P，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算：P=(0.75 0.88) N=0.75 * 90=67.5Kw式中：N為發(fā)動(dòng)機(jī)功率。 （3）最大

14、轉(zhuǎn)彎力矩 MwMw = Kw µ G4/3=0.3*0.6*184/3=8.49噸·米式中：Kw 為轉(zhuǎn)彎系數(shù)（取0.3）；µ 為摩擦系數(shù)(不良路面取0.6)。 （4）平均接地比壓 PcPc= K pc3 G =0.25*18= 0.655 Kg/ cm2式中：Kpc為接地比系數(shù)（取為0.21 0.28） 1.5. 行走裝置的牽引力牽引力是液壓裝載機(jī)行走裝置設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容之一，但本設(shè)計(jì)確定總牽引力為10KN，對(duì)行走裝置來(lái)說(shuō)實(shí)際上是在已定的功率條件下驗(yàn)算裝載機(jī)的行走速度、爬坡能力和轉(zhuǎn)彎能力。 1.6. 液壓馬達(dá)主要參數(shù)計(jì)算確定（1）液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速n。 n= iv

15、/D =4* 0.61/3.14* 0.323 =2.4r / s（2）液壓馬達(dá)的最大負(fù)載力矩MmMm= kFD¼/ni=21N.M（3）馬達(dá)理論排量qq= Mm/(pm/m)式中：pm -馬達(dá)有效工作壓力；çm -馬達(dá)機(jī)械效率，本次設(shè)計(jì)中采用柱塞式馬達(dá)，其效率çm 取值為（090.95）。馬達(dá)有效工作壓力pm可由下式確定：pm= ph-p式中：ph -為回油背壓，取值范圍為 0.5 1MPa ； p j -為壓力損失，參考同類型液壓挖掘經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取值3 4MPa ；pb -為液壓泵的出口壓力，15 噸以上的中型機(jī)械普遍采用中高壓壓力： 25MPa pb 32MPa

16、 ，本次設(shè)計(jì)中取pb = 25MPa 。計(jì)算得：pm=25-4-1=20 MPa將已知數(shù)據(jù)代入式（3.55）：q=705/（20*0.9）=39.17ml/r所以每分鐘排量q1 計(jì)算如下：q1=q nm=39.17*1563.43 = 61.23 L/min 1.7. 緩沖張緊裝置設(shè)計(jì)要求與計(jì)算緩沖張緊裝置設(shè)計(jì)要求應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：（1）緩沖彈簧應(yīng)有必要的預(yù)緊力，防止車(chē)輛正常行駛時(shí)因履帶跳動(dòng)而使張緊裝置后移。（2）緩沖彈簧應(yīng)有必要的彈性行程，防止行走機(jī)構(gòu)遇障而張緊零件過(guò)載。（3）張緊裝置要有一定的調(diào)節(jié)行程，方便因履帶過(guò)松時(shí)取下一塊履帶板后，張緊裝置仍然可以調(diào)節(jié)履帶板的松緊度。（4）當(dāng)張緊輪和

17、緩沖彈簧之間裝變杠桿比機(jī)構(gòu)時(shí)，張緊輪上的附加載荷不能增加過(guò)大。1234 1.7.1 張緊彈簧的設(shè)計(jì)履帶張緊裝置緩沖彈簧的作用是：保證適當(dāng)?shù)穆膸埦o力；當(dāng)導(dǎo)向輪受到前方的沖擊載荷時(shí)，緩沖彈簧回縮以吸收振動(dòng)防止履帶和驅(qū)動(dòng)輪損壞。因此在對(duì)張緊裝置緩沖彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到兩個(gè)重要問(wèn)題是彈簧的預(yù)載和緩沖量。（1）履帶的張緊度hh =（0.03 0.06）L=0.045*3281 =147.6mm式中：L為張緊輪與驅(qū)動(dòng)輪間。 （2）靜態(tài)張緊力 TETE =（0.25 0.30）G=0.3*18 =5.4t（3）緩沖裝置的預(yù)緊力 PH 1 和最大彈性行程時(shí)的張力PH2張緊裝置最小工作載荷F1為：F1

18、= TE =5.4t張緊裝置最大工作載荷F2為：F2 =（0.6 0.9）G=0.6*18 =10.8t 張緊裝置極限工作載荷F3為：F3 =(1.2 2) G=1.2*18=21.6t 取最大行程時(shí)的張力PH 2 =F2 =10.8t，取預(yù)緊力PH 1 = F 1 =5.4t 1.8. 四輪一帶及其他部件選型 1.8.1四輪一帶選型履帶與其所繞過(guò)的驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、支重輪及拖鏈輪組成“四輪一帶”，是履帶式行走裝置的重要零部件，它直接關(guān)系到挖掘機(jī)的工作性能和行走性能。這部分的重量相當(dāng)大，約占整機(jī)的 1/4，制造成本高，約占整機(jī)的 1/4.因此，合理設(shè)計(jì)“四輪一帶”具有重要的意義。 履帶的選取履帶

19、將挖掘機(jī)的重力及工作和行走時(shí)的載荷傳給地面。其形狀和構(gòu)造必須考慮到機(jī)械的穩(wěn)定性和適應(yīng)于各種工況的工作，行走時(shí)，還要保證發(fā)出足夠的牽引力。履帶的結(jié)構(gòu)有整體式和組合式兩種。（1）整體式履帶整體式履帶是在履帶板上帶嚙合齒，直接與驅(qū)動(dòng)輪嚙合，履帶板本身成為支重輪等輪子的滾動(dòng)軌道。履帶板用銷(xiāo)軸連接，銷(xiāo)子浮置于銷(xiāo)孔中并有0.5 1.5mm的空隙，這種履帶一般在大型挖掘機(jī)上應(yīng)用較多。這種履帶的優(yōu)點(diǎn)是制造方便，拆裝容易。缺點(diǎn)是泥沙等污物易進(jìn)入銷(xiāo)孔中，使零件磨損加快，影響使用壽命。（2）組合式履帶組合式履帶由軌鏈節(jié)、履帶板、銷(xiāo)子和襯套等組成（圖 5.1 ）。軌鏈節(jié)和履帶板用螺栓連接。履帶銷(xiāo)子和襯套的配合為0.1

20、5 0.45mm 過(guò)盈緊配合，裝配時(shí)要在40t以上的壓床上進(jìn)行。為了裝拆方便，可將其中的一節(jié)制成較松的配合。組合式履帶的優(yōu)點(diǎn)是：銷(xiāo)子和襯套的密封較好，泥沙等污物不容易進(jìn)入，由于銷(xiāo)子和襯套的硬度要求較高，連接處較耐磨，因而使用壽命也較高；履帶節(jié)距小，繞轉(zhuǎn)性好，不會(huì)因履帶板損壞、襯套開(kāi)裂或連接螺栓剪斷而中止行走。此外，組合式履帶零部件通用化程度高，易損件容易購(gòu)置，所以維修、更換方便，制造成本低。缺點(diǎn)是連接螺栓易折斷，拆裝比較困難。本設(shè)計(jì)中采用組合式履帶，根據(jù)用途確定結(jié)構(gòu)型式為三筋式。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取規(guī)格系列為L(zhǎng)D84的履帶，其名義節(jié)距為84mm，履帶板寬600mm。經(jīng)計(jì)算選取履帶板節(jié)數(shù)為90節(jié)。選取結(jié)

21、果：履帶 LD8460090驅(qū)動(dòng)輪設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪傳給履帶，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的要求應(yīng)是與履帶嚙合正確傳動(dòng)平穩(wěn)，并且當(dāng)履帶因銷(xiāo)套磨損而伸長(zhǎng)后仍能很好嚙合。 導(dǎo)向輪的選型導(dǎo)向輪用于引導(dǎo)履帶正確繞轉(zhuǎn)，可以防止跑偏或越軌。大部分液壓裝載機(jī)的導(dǎo)向輪同時(shí)起到支重輪的作用，這樣可增加履帶對(duì)地面的接觸面積，減小比壓。導(dǎo)向輪采用油塞灌油潤(rùn)滑，材料通常用40、45號(hào)鋼或35Mn鑄鋼，熱處理采用表面淬火，淬硬層深度為4 6mm，硬度硬達(dá)HRC50 55，張緊輪軸可選用50Mn、40Cr等材料，表面淬火，淬硬層 2mm，硬度 HRC>55，許用彎曲應(yīng)力ó u =220300MPa 10。為了使導(dǎo)

22、向輪發(fā)揮作用和延長(zhǎng)使用壽命，制造時(shí)規(guī)定輪緣工作表面對(duì)配合孔的跳動(dòng)不得超過(guò)3mm，安裝時(shí)應(yīng)正確對(duì)中。根據(jù)中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)履帶式推土機(jī)引導(dǎo)輪JB326283選取與84型履帶相配的導(dǎo)向輪。經(jīng)選擇，導(dǎo)向輪體的型號(hào)為：84節(jié)距導(dǎo)向輪體550*160mm JB 3262（2）83。其最大外圓直徑為D1=606mm，導(dǎo)向輪的中間擋肩環(huán)寬度為 b1=80mm，高度為 28mm。張緊輪軸的基本尺寸為 60mm。 支重輪選型支重輪將裝載機(jī)的重量傳給履帶，并在履帶上滾動(dòng)，它還用來(lái)夾持履帶，不使履帶橫向滑脫，并在裝載機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)迫使履帶在地面上滑移。支重輪工作環(huán)境十分惡劣，常在泥水、沙土中工作，承受強(qiáng)烈的沖擊

23、。因此，要求支重輪應(yīng)保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，減少磨擦件的磨損，提高使用壽命，保證密封裝置的密封效果。支重輪的布置原則：支重輪在導(dǎo)向輪和驅(qū)動(dòng)輪之間的布置應(yīng)有利于增大履帶接地長(zhǎng)度，因此最前一個(gè)支重輪應(yīng)盡量靠近導(dǎo)向輪，最后一個(gè)支重輪應(yīng)盡量靠近驅(qū)動(dòng)輪。為了不和它們的運(yùn)動(dòng)發(fā)生干涉，支重輪的位置應(yīng)保證當(dāng)導(dǎo)向輪在緩沖彈簧到達(dá)最大變形時(shí)相互不發(fā)生干涉，后支重輪輪緣外徑與驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓之間應(yīng)該保留一定的間隙，以保證當(dāng)懸架彈簧最大變形時(shí)不發(fā)生干涉，此間隙一般不小于 20mm，各支重輪間距均布。從這些條件出發(fā)，本設(shè)計(jì)每條履帶布置了 8 個(gè)支重輪。支重輪間距 t1 和履帶節(jié)距一般應(yīng)滿足：lt < t1 <2 l

24、t所以取支重輪間距t1 ：t1=1.9lt =1.9*84 =159.6mm取 t1 =160mm，滿足要求。 本設(shè)計(jì)采用直軸式支重輪，采用浮動(dòng)油封，雙金屬套滑動(dòng)軸承。支重輪體材料一般為35Mn 或50Mn，加工后熱處理采用滾動(dòng)面火焰淬火或整體加熱噴水淬火，硬度HRC48 57。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇支重輪的型號(hào)和規(guī)格系列為：支重輪WZ84.296.95。其機(jī)構(gòu)如圖 拖鏈輪選型拖鏈輪的作用是托住履帶上方區(qū)域，減少上方履帶的跳動(dòng)和下垂量，并防止履帶從側(cè)向滑脫。拖鏈輪軸固定在臺(tái)車(chē)架縱梁上，受力較小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，一般為懸臂結(jié)構(gòu)。本機(jī)每邊布置了兩個(gè)拖鏈輪。拖鏈輪的位置應(yīng)有利于履帶脫離驅(qū)動(dòng)鏈輪的嚙合，并平穩(wěn)而順利地

25、滑過(guò)拖鏈輪和保持履帶的張緊狀態(tài)。當(dāng)采用兩個(gè)拖鏈輪時(shí)，兩拖鏈輪之間的距離通常約取0.4倍輪距，兩輪分別到驅(qū)動(dòng)輪和導(dǎo)向輪的距離大致相同。其輪緣上平面高度ht、拖鏈輪外徑Dt和驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑Dk應(yīng)滿足關(guān)系式：ht +0.5 Dt 0.5 Dk（5.3）拖鏈輪的材料可以采用灰鑄鐵或ZG50Mn 鑄造。拖鏈輪表面淬火，淬層深度不小于4mm，硬度HRC 53。拖鏈輪軸采用50Mn鋼，調(diào)質(zhì)硬度為HB255285。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇拖鏈輪的型號(hào)和規(guī)格系列為：拖鏈輪 WT84.150.42 GB10679。1.8.2 懸架選型與制動(dòng)器選型懸架選型在工程機(jī)械中，連接機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)的元件稱為懸架。懸架型式有剛性懸架、半

26、剛性懸架和彈性懸架三種：（1）采用剛性懸架的機(jī)械，機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)之間只有平衡梁，沒(méi)有彈性元件，機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)之間為剛性連接，機(jī)體重量和地面沖擊經(jīng)過(guò)剛性懸架互相傳遞。剛性懸架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合行走速度低的車(chē)輛。（2）采用半剛性懸架的機(jī)械為機(jī)體后部與行走機(jī)構(gòu)剛性連接，機(jī)體前部與行走機(jī)構(gòu)彈性連接，機(jī)體重量通過(guò)前部的彈性連接和后部的剛性連接傳遞給行走機(jī)構(gòu)，大部分履帶式裝載機(jī)采用半剛性懸架。（3）采用彈性懸架的機(jī)械，機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)之間完全借助于彈性元件連接，機(jī)體重量全部通過(guò)彈性元件傳遞給行走機(jī)構(gòu)。彈性懸架的減振、緩和路面沖擊的能力強(qiáng)。由于履帶式液壓裝載機(jī)的行走速度較低，通常低于 10km/h。故本設(shè)計(jì)采用

27、剛性懸架。制動(dòng)器選型制動(dòng)器用于工程機(jī)械行駛時(shí)降速或停車(chē)，用于下坡運(yùn)行時(shí)控制車(chē)速，不使車(chē)速越來(lái)越快，以及用于坡道停車(chē)或車(chē)場(chǎng)停車(chē)。工程機(jī)械運(yùn)行和作業(yè)的安全性，取決于轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系的工作情況。良好的轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系可以提高履帶式裝載機(jī)的運(yùn)行速度和生產(chǎn)率。制動(dòng)器的型式諸多，本設(shè)計(jì)采用摩擦式多片制動(dòng)器。現(xiàn)在“四輪一帶”及其他部件選型設(shè)計(jì)結(jié)果列下表: “四輪一帶”及其他部件選型設(shè)計(jì)結(jié)果名稱規(guī)格與類型履帶履帶 LD 84 ×60090 GB 10677驅(qū)動(dòng)輪自行設(shè)計(jì)導(dǎo)向輪84 節(jié)距導(dǎo)向輪體550 160mmJB 3262（2）83支重輪WZ84.295.95GB10679拖鏈輪WT84.150.42

28、GB10679懸架剛性懸架制動(dòng)器摩擦式多片制動(dòng)器 2液壓系統(tǒng)的初步介紹2.1 液壓系統(tǒng)的工作原理 液壓系統(tǒng)是由各種液壓元件（包括液壓泵、液壓閥、執(zhí)行元件及輔助元件等）按一定需要合理組合而成。它的工作原理是：液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后，通過(guò)開(kāi)停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸一腔，推動(dòng)活塞和上作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，液壓缸另一腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。由此可知: （1）液壓傳動(dòng)是以液體作為上作介質(zhì)來(lái)傳遞能量的；(2) 液壓傳動(dòng)用液體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力，它與利用液體動(dòng)能的液力傳動(dòng)是不相同的； (3) 液壓傳動(dòng)中的上作介質(zhì)在受控制、受調(diào)節(jié)的狀

29、態(tài)下進(jìn)行上作的，因此液壓傳動(dòng)和液壓控制常常難以截然分開(kāi)。2.2液壓系統(tǒng)的組成部分 液壓傳動(dòng)主要山以下四部分組成：(1) 能源裝置把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置，最常見(jiàn)的形式就是壓泵它給液壓系統(tǒng)提供壓力油；(2) 執(zhí)行裝置把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，它可以是作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)；(3) 控制調(diào)節(jié)裝置對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量或方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置，例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開(kāi)停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)；(4) 輔助裝置上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等，他們對(duì)保證系統(tǒng)正常上作也有重要作用。2.3 技術(shù)要求液壓工作系統(tǒng)首先

30、要滿足使用要求，好造、好用、好修、具有較高的作業(yè)生產(chǎn)率和較低的使用成本來(lái)衡量的。由于液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)具有質(zhì)量小、適應(yīng)作業(yè)要求的性能好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中要在滿足工作要求的條件下盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)件，以使成本更低更利于維修。選擇適當(dāng)?shù)膲毫土髁窟M(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。采用管式聯(lián)接，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小而且要以壓力損失小，震動(dòng)和噪音小為目的。步驟如下： 設(shè)計(jì)新的液壓系統(tǒng)，首先要仔細(xì)查明機(jī)器對(duì)液壓系統(tǒng)究竟有哪些要求，要與用戶或主機(jī)廠共同討論，力求定量地掌握這些技術(shù)要求，作為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和依據(jù)。需要掌握的技術(shù)要求可能有： 1機(jī)器的特性 (1)用途及工作目的。 (2)功能、性能及負(fù)載特性 負(fù)載種類(恒定負(fù)載、變化負(fù)

31、載及沖擊負(fù)載)及大小；運(yùn)動(dòng)方式(直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng))及運(yùn)動(dòng)量(位移、速度、加速度)，慣性力，摩擦力(靜摩擦、動(dòng)摩擦、粘性摩擦)，動(dòng)作特性、動(dòng)作時(shí)間，精度(定位精度、跟蹤精度、同步精度)。 (3)結(jié)構(gòu) 機(jī)構(gòu)、與被驅(qū)動(dòng)部分的連接條件、安裝上的限制條件等。 (4)驅(qū)動(dòng)方式 原動(dòng)機(jī)的種類(電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等)、容量(功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩)、穩(wěn)定性。(5)控制方式 操作方式(手動(dòng)、自動(dòng))、信號(hào)處理方式(繼電器、邏輯電路、可編程控制器、微計(jì)算機(jī))。(6)循環(huán)時(shí)間 系統(tǒng)中各種執(zhí)行器的動(dòng)作順序、動(dòng)作時(shí)間的相互關(guān)系。2使用條件 (1)工作時(shí)間。 (2)設(shè)置場(chǎng)所(室內(nèi)、室外)。 · (3)設(shè)置環(huán)境 環(huán)境

32、溫度、濕度(高溫、寒帶、熱帶)，粉塵種類和濃度(防護(hù)、凈化等)，腐蝕性氣體(所用元件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、表面處理、涂覆等)，易爆氣體(防爆措施)，機(jī)械振動(dòng)(機(jī)械強(qiáng)度、耐振結(jié)構(gòu))，噪聲限制(降低噪聲措施)。 (4)維護(hù)條件 維護(hù)程度與周期，維護(hù)人員的技術(shù)水平；維護(hù)空間、作業(yè)性、互換性。 3適用標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī) 4安全性、可靠性 (1)用戶在安全性方面有無(wú)特殊要求。 (2)明確保用期、保用條件。 5經(jīng)濟(jì)性 不能只考慮投資費(fèi)用，還要考慮能源消耗、維護(hù)保養(yǎng)等運(yùn)行費(fèi)用 3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1制定液壓系統(tǒng)方案3.1.1 油路循環(huán)方式的分析與選擇 油路的循環(huán)方式分為開(kāi)式和閉式兩種。開(kāi)式回路散熱較方便，但油箱占空間較大；

33、抗污染性較差，采用壓力油箱和慮油器改善；用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用制動(dòng)法進(jìn)行能耗制動(dòng)，引起油液發(fā)熱；對(duì)泵的自吸性要求較高。閉式回路較復(fù)雜，須用輔助泵換油冷卻；抗污染性較好但油液過(guò)濾要求高；液壓泵由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，限速及制動(dòng)過(guò)程中拖動(dòng)電機(jī)能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量，在生限速及在生制動(dòng)；對(duì)主泵的自吸性無(wú)要求。 通過(guò)對(duì)比，本系統(tǒng)采用開(kāi)式回路。3.1.2 確定液壓執(zhí)行元件的形式液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓馬達(dá)。前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本機(jī)動(dòng)作機(jī)構(gòu)均為單純的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。各直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均為單活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū)動(dòng)。3.1.3 各機(jī)構(gòu)液壓回路的確定（1) 轉(zhuǎn)斗動(dòng)作回路確定本機(jī)構(gòu)動(dòng)作主要通過(guò)

34、換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作要求，鏟斗的前傾與收起。要求工作可靠，操縱輕便，且要求能夠自動(dòng)限位。換向閥的右位、左位、中位分別實(shí)現(xiàn)鏟斗的收起、前傾和鎖緊。轉(zhuǎn)斗油缸的小油腔回路中應(yīng)設(shè)有雙作用安全閥。在動(dòng)臂升降過(guò)程中，磚斗的連桿機(jī)構(gòu)由于動(dòng)作不協(xié)調(diào)而受到某種程度的干涉，即在提升動(dòng)臂時(shí)轉(zhuǎn)斗液壓缸的活塞桿有被拉出的趨勢(shì)，而在動(dòng)臂下降時(shí)活塞桿又被強(qiáng)制頂回。此時(shí)換向閥中位，油路不通。為了防止液壓缸過(guò)載或真空，雙作用液壓缸能起到緩補(bǔ)油優(yōu)作用。當(dāng)產(chǎn)生真空時(shí)，可由單向閥從油缸中吸油。其原理圖如下圖3-1-1。圖3-1-1轉(zhuǎn)斗動(dòng)作回路（2) 動(dòng)臂動(dòng)作液壓回路確定本機(jī)構(gòu)要求通過(guò)換向閥的控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂油缸的提升、中立

35、、下降、浮動(dòng)四個(gè)工作位置。換向閥處于中位時(shí)，動(dòng)臂液壓缸處于浮動(dòng)狀態(tài)，以便在堅(jiān)硬的地面上鏟取物料或進(jìn)行鏟推作業(yè)。此時(shí)動(dòng)臂隨地面狀態(tài)自由浮動(dòng)，提高作業(yè)效能。動(dòng)臂要求具有較快的升降速度和良好的低速微調(diào)性能。液壓缸的進(jìn)油由雙聯(lián)泵供油，流量最大可達(dá)320L/min。動(dòng)臂處于升和降狀態(tài)時(shí)可控制換向閥閥口開(kāi)度的大小實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速。圖3-1-2動(dòng)臂動(dòng)作液壓回路（3) 轉(zhuǎn)向液壓回路的確定裝載機(jī)作業(yè)周期短，動(dòng)作要靈活，這一特點(diǎn)決定轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要求靈敏。裝載機(jī)要求有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向速度，也就是要求進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓缸的油液流量恒定，轉(zhuǎn)向液壓缸的油液主要來(lái)自轉(zhuǎn)向泵，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)受其他負(fù)載影響轉(zhuǎn)速下降時(shí)，就會(huì)影響轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。這是需要加輔助

36、泵，通過(guò)流量轉(zhuǎn)換閥補(bǔ)入轉(zhuǎn)向泵所減少的流量，以保證轉(zhuǎn)向油路的流量穩(wěn)定。 圖3-1-3轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓回路3.2 繪制液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)圖是整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重要的一步，它從作用原理上和結(jié)構(gòu)組成上具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提出的各項(xiàng)要求。擬定液壓系統(tǒng)圖包括兩項(xiàng)內(nèi)容：通過(guò)分析對(duì)比選出合理的液壓回路；把選出的液壓回路組合成液壓系統(tǒng)。 由于有多種方案，本方案是在歸納、整理，增加一些必要的元件和輔助油路后，并參考了國(guó)內(nèi)外同類系統(tǒng)的成熟精練。根據(jù)以上分析，按以下幾點(diǎn)要求:（1) 盡可能歸并作用相同或相近的液壓元件，力求使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件。（2) 保證系統(tǒng)上作循環(huán)中每個(gè)動(dòng)作都安全可靠、無(wú)相互干擾。

37、特別要注意系統(tǒng)中壓力控制元件的調(diào)節(jié)壓力之間的關(guān)系。（3) 盡可能提高系統(tǒng)的效率，防止系統(tǒng)過(guò)熱。 （4) 盡可能使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理，便于維修。 為此，擬定了系統(tǒng)原理圖如圖3-2圖3-2液壓系統(tǒng)原理圖3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，他們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外負(fù)載。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。圖3-3表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。圖3-3液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖3.3.1 液壓缸載荷組成作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸上的總負(fù)載由工作負(fù)載、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封阻力、背壓阻力六部分組成。（1) 工作載荷Fg常見(jiàn)的工作

38、載荷有作用于活塞桿軸線上的重力、切削力、及壓力等，這些作用力的方向與與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同為負(fù)，相反為正。（2) 導(dǎo)軌摩擦負(fù)載Ff對(duì)于水平導(dǎo)軌 G運(yùn)動(dòng)部件所受的重力，N； FN外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力，N； 摩擦系數(shù),對(duì)于鑄鐵導(dǎo)軌=0.10.2，滾動(dòng)導(dǎo)軌, =0.0050.01。（3) 慣性載荷F 式中 g重力加速度，m/s；g=9.81。 v速度變化量，m/s ； t啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，s。一般t=0.10.5s，對(duì)于輕載低速運(yùn)動(dòng)部件取小值，對(duì)于高速重載部件一般取大值。行走機(jī)械一般取v/t=0.51.5s。以上三種載荷之和稱為液壓缸的外負(fù)載FW啟動(dòng)加速時(shí) 穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí) 減速制動(dòng)時(shí) 工作載荷Fg并非每

39、階段都存在，如該階段沒(méi)有工作，則Fg=0。除外載荷FN外，作用于活塞上的載荷F還包括液壓缸密封處的摩擦阻力Fm，由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為 式中 m液壓缸的機(jī)械效率,一般取0.900.95。 由上式計(jì)算出動(dòng)臂液壓缸的總推力F為22340N，鏟斗液壓缸的總推力為11000N，轉(zhuǎn)向液壓缸缸的推力為327N。3.3.2 初選系統(tǒng)工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低勢(shì)必要執(zhí)行元件的尺寸，對(duì)于某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗的經(jīng)濟(jì)性角度也不經(jīng)濟(jì)；反之

40、，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定尺寸不太受限制的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體參照表3-3-1和表3-3-2載荷104 N<0.50.51122335>5工作壓力 MPa<0.811.522.533445>57 表3-3-1 按載荷選擇工作壓力機(jī)械類型 磨床 組合機(jī)床門(mén)刨床拉床小型工程機(jī)械大中型挖掘機(jī)工作壓力MPa 0.82 352881010182032 表3-3-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力上表初步確定工作裝置液壓系統(tǒng)工作壓力為16MPa；轉(zhuǎn)向液壓控制系統(tǒng)工作

41、壓力為13MPa。3.3.3 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸液壓缸的鋼筒內(nèi)徑、活塞桿直徑及有效面積是主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。計(jì)算方法是：先由最大負(fù)載和選取的設(shè)計(jì)壓力及估取的，液壓缸的的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如圖這里要確定的參數(shù)是液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿直徑。 (3-1)式中p1進(jìn)油腔壓力，Pa； A1進(jìn)油腔有效面積，m2；F液壓缸總負(fù)載，N。F=Fm/m ，m為液壓缸的機(jī)械效率，一般取m=0.900.95；p2回油腔壓力（背壓），Pa；A2回油腔有效面積，m2；背壓p2的值可根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)及調(diào)速性能要求初選一個(gè)參考值，待系統(tǒng)回路確定后再作修正。為了能夠利用上式進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須先選定背壓p2及活塞桿直徑d與液壓內(nèi)徑D的比值，記

42、為 (3-2)其比值可按工作壓力選取參照表3-3-1。系統(tǒng)類型油路結(jié)構(gòu)背壓/MPa中、低壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速回路0.50.8回油路帶背壓閥0.51.5采用帶補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5中高壓系統(tǒng)同上比中低壓系統(tǒng)高50%100%高壓系統(tǒng)如鍛壓機(jī)械等初算時(shí)可忽略不及表3-3-執(zhí)行元件參考背壓工作壓力MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表3-3-4按工作壓力選取d/D將公式(3-1)代入(3-2)可得液壓缸的內(nèi)徑為單桿液壓缸 (3-3)各個(gè)回路的背壓值均選為0。（1) 確定轉(zhuǎn)斗油缸的內(nèi)徑及活塞桿直徑由上式(3-3

43、)可求得D1=125mm,按表3-3-4可選d/D=0.7此時(shí)，d=87.5mm，圓整，d取88mm。（2) 確定動(dòng)臂油缸的內(nèi)徑及活塞桿直徑 由式(3-3)可求動(dòng)臂油缸內(nèi)徑D2=165mm，動(dòng)臂油缸有速比要求取速比為=1.33, (3-4)式中 速比。求出d=82mm。3) 確定轉(zhuǎn)向油缸的內(nèi)徑及活塞桿直徑 由式(3-3)求轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)徑為D3=100mm,要求伸出縮回速度相，取d=0.71D，d=71mm。 3.3.4 計(jì)算液壓缸所需流量液壓缸工作時(shí)所需的流量 (3-4)式中 A液壓缸的有效作用面積，m2； V活塞與缸體的相對(duì)速度，m/s。1) 轉(zhuǎn)斗油缸流量Q1確定轉(zhuǎn)斗油缸縮回速度為v1=0.1

44、7m/s，可得，Q1=(D2-d2)v/4=63.1L/min。2) 動(dòng)臂油缸流量Q2確定動(dòng)臂油缸的伸出速度為v2=0.0325m/s,Q2=D2v/4=41.67L/min。3) 轉(zhuǎn)向油缸流量Q3確定轉(zhuǎn)向油缸的伸出速度為v3=0.012m/s, Q3=D2v/4=5.7L/min。3.3.5計(jì)算液壓執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力按照最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算出液壓缸的實(shí)際工作壓力，最終計(jì)算出工作裝置液壓系統(tǒng)液壓缸的最大實(shí)際工作壓力為14.2 MPa，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓缸的實(shí)際工作壓力為11 MPa。3.4 液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì)3.4.1 液壓泵的選擇（1) 確定液壓泵的最大工作壓力液壓泵的最大工

45、作壓力與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性質(zhì)有關(guān)，通常有兩種情況：一種是最大工作壓力在執(zhí)行機(jī)構(gòu)終了時(shí)出現(xiàn)（如壓力機(jī)或夾緊油缸）第二種是最大工作壓力在執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)（如組合機(jī)床）。對(duì)于第一種情況，液壓泵的最大工作壓力就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的最大壓力。對(duì)于第二種情況，液壓缸的最大工作壓力應(yīng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的最大壓力于進(jìn)油路總壓力損失之和，即 （3-5） 式中 pp液壓缸的最大工作壓力，Pa； p1執(zhí)行元件所需的最大壓力，Pa； p從液壓泵出口到液壓缸或馬達(dá)之間總的管路損失，Pa。p的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單流速不大的，取p=（0.20.5）MPa：管路復(fù)雜進(jìn)口油調(diào)速閥的，

46、取p=（0.51.5）MPa。由上述計(jì)算可知，對(duì)于工作裝置液壓系統(tǒng)系統(tǒng)，液壓缸的最高壓力為14.2MPa，p取0.8MPa。對(duì)于轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，液壓缸的最高壓力為11 MPa，p取1MPa。工作裝置液壓泵的工作壓力為15MPa。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓泵的工作壓力為12MPa。 2) 確定液壓泵的流量多液壓缸同是工作時(shí)，液壓泵的輸出流量Qp應(yīng)為 (3-6)式中 K系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.11.3； 的Qmax同時(shí)動(dòng)作的液壓缸的最大總流量。對(duì)于工作過(guò)程中節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還應(yīng)加上溢流閥的最小溢流量，一般取0.5×10-4 m/s。對(duì)于工作裝置液壓系統(tǒng)系統(tǒng)，液壓缸的最大流量發(fā)生在最高點(diǎn)處的卸荷，由前

47、面計(jì)算可得同時(shí)動(dòng)作的液壓缸的最大流量為63.1L/min。K取1.1時(shí)，QPmin=70L/min。對(duì)于轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向油缸的流量5.7 L/min。K取1.2時(shí)，QPmin =7L/min。3) 選擇如液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上求得的pp和Qmax值，按系統(tǒng)擬定的液壓泵形式，從手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%60%。 工作裝置液壓系統(tǒng)選用CB-G2040/2050型雙聯(lián)齒輪泵。 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)選用CB-G2050型齒輪泵。 3.4.2 液壓閥的選擇控制元件的類型和安裝方式，在擬定液壓原理圖時(shí)已經(jīng)確定，這里要做的是根據(jù)閥所需要的最大工作

48、壓力和流量來(lái)選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格。通常所選閥的額定壓力必須大于最大工作壓力，流量必須大于通過(guò)閥的實(shí)際最大流量，同時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1） 溢流閥或卸荷閥的額定流量不得小于泵的最大流量。2） 流量控制閥的額定流量除需大于調(diào)速范圍內(nèi)的最大流量外，閥的最小穩(wěn)定流量必須小于低速時(shí)要求的最小穩(wěn)定流量，即 (3-7)式中 qvmin閥的最小穩(wěn)定流量，L/min；vmin 執(zhí)行元件的最低速度，m/s；A液壓缸工作腔的有效面積，m2。由此，選出液壓閥型號(hào)如下(參照液壓系統(tǒng)圖)：閥7，8D-B10閥10YF-L20C；閥11YF-L32H；閥12YF-L10 H；閥1334S-L20H。3.4.3 輔元件的選擇（1) 油管的選擇計(jì)算 油管類型的選擇:油管類型主要根據(jù)使用場(chǎng)合和系統(tǒng)的最大工作壓力來(lái)選擇。一般選用原則是中高壓系統(tǒng)；裝配不便的中低壓系統(tǒng)可用銅管，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件間的連接采用橡膠軟管。 內(nèi)徑計(jì)算：通過(guò)油管的流量和油管內(nèi)允許的流速來(lái)確定油管內(nèi)徑。 (3-8)式中 Q通過(guò)管道內(nèi)的流量，L/min； v管內(nèi)允許流速，m/s，見(jiàn)表3-4-1。油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管道0.51.5,一般取1m/s以下液壓系統(tǒng)壓油管道3