平地機工作裝置的設(shè)計平地機工程機械畢業(yè)論文

1、 PAGE23 / NUMPAGES23目 錄HYPERLINK l _Toc263339641第1章緒論3HYPERLINK l _Toc2633396421.1 平地機的簡介與應(yīng)用3HYPERLINK l _Toc2633396431.2 平地機的歷史與發(fā)展3HYPERLINK l _Toc2633396431.3平地機的分類3HYPERLINK l _Toc263339647第2章 平地機工作裝置的設(shè)計5HYPERLINK l _Toc2633396542.1平地機鏟刀設(shè)計6HYPERLINK l _Toc2633396552.1 .1鏟刀阻力計算6HYPERLINK l _Toc263

2、3396562.1 .2鏟刀尺寸的確定9HYPERLINK l _Toc2633396572.1 .3刀片的標準化設(shè)計11HYPERLINK l _Toc2633396602.2回轉(zhuǎn)圈的設(shè)計13HYPERLINK l _Toc2633396612.3回轉(zhuǎn)圈驅(qū)動裝置的設(shè)計14HYPERLINK l _Toc2633396622.3.1回轉(zhuǎn)圈液壓馬達的選擇15HYPERLINK l _Toc2633396632.3.2回轉(zhuǎn)圈減速器的選擇15HYPERLINK l _Toc2633396642.3.3回轉(zhuǎn)圈傳動齒輪的粗略設(shè)計15HYPERLINK l _Toc2633396652.4回轉(zhuǎn)圈支承裝置的

3、設(shè)計16HYPERLINK l _Toc263339647第3章 工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計17HYPERLINK l _Toc2633396543.1液壓系統(tǒng)設(shè)計的要求17HYPERLINK l _Toc2633396543.2液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計和分析17HYPERLINK l _Toc2633396543.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)18HYPERLINK l _Toc2633396633.3.1系統(tǒng)壓力的確定18HYPERLINK l _Toc2633396632.3.2系統(tǒng)最大流量的確定19HYPERLINK l _Toc2633396543.4液壓元件的選擇和設(shè)計21HYPERLINK l _T

4、oc2633396633.4.1液壓泵的選擇21HYPERLINK l _Toc2633396633.3.1液壓閥的選擇22HYPERLINK l _Toc263339647結(jié)論23HYPERLINK l _Toc263339647參考文獻24第一章 緒論11 平地機簡介與應(yīng)用平地機是土方工程中用于整形和平整作業(yè)的主要機械，廣泛用于公路、機場等大面積的地面平整作業(yè)。平地機之所以有廣泛的輔助作業(yè)能力，是由于它的刮土板能在空間完成6度運動。它們可以單獨進行，也可以組合進行。平地機在路基施工中，能為路基提供足夠的強度和穩(wěn)定性。它在路基施工中的主要方法有平地作業(yè)、刷坡作業(yè)、填筑路堤。 平地機是一種高速

5、、高效、高精度和多用途的土方 HYPERLINK :/baike.baidu /view/259120.htm t _blank 工程機械。它可以完成公路重要容場、農(nóng)田等大面積的地面平整和挖溝、刮坡、推土、排雪、疏松、壓實、布料、拌和、助裝和開荒等工作。是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/701409.htm t _blank 國防工程、礦山建設(shè)、道路修筑、水利建設(shè)和農(nóng)田改良等施工中的重要設(shè)備。公路路基，是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分。路基承受由路面?zhèn)鱽淼慕煌ê奢d，是路面的支承結(jié)構(gòu)物，它必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。根據(jù)地形的不同，公路路基一般采用路堤

6、和路塹兩種形式。12 平地機歷史與發(fā)展原始的平地機可以追述到19世紀末的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2398.htm t _blank 美國。自20世紀20年代起，在近80年的發(fā)展歷程中，平地機經(jīng)歷了低速到高速、小型到大型、機械操縱到液壓操縱、機械換擋到動力換擋、機械轉(zhuǎn)向到液壓助力轉(zhuǎn)向再到全液壓轉(zhuǎn)向以與整體機架到鏟接機架的發(fā)展過程。整機可靠性、耐久性、安全性和舒適性都有了很大的提高。今天隨著高新技術(shù)的發(fā)展，機械制造和液壓技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。已與它們組合式地在工程機械產(chǎn)品上的應(yīng)用，以現(xiàn)代微電子技術(shù)為代表的高科技正越來越普遍地用來改造工程機械產(chǎn)品的 HYPERLIN

7、K :/baike.baidu /view/407924.htm t _blank 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。成熟技術(shù)的移植應(yīng)用已大大促進了平地機綜合技術(shù)水平的進一步提高。平地機已經(jīng)發(fā)展成自行平地的水平。自動化已經(jīng)成為平地機的發(fā)展趨勢。因此平地機也得已廣泛的使用。 尤其要特別指出的是， HYPERLINK :/baike.baidu /view/122881.htm t _blank 卡特彼勒公司推出的M系列平地機，革命性地將機器的操控系統(tǒng)集成在一個類似于飛機操控桿的操作手柄上，讓操作機手可以更智能的完成施工任務(wù)。13平地機的分類按行走方式可分為自行式和拖式兩類。自行式平地機因其機動靈活、生產(chǎn)率高而廣泛采用；

8、早期生產(chǎn)和使用的拖式平地機，由于機動性差、操縱費力，已被淘汰。按工作裝置和行走裝置的操縱方式分為機械操縱和液壓操縱兩種。目前自行式平地機的工作裝置基本上都采用液壓操縱。按鏟土刮刀的長度和發(fā)動機的功率大小可分為輕型、中型和大型三種。按行走車輪數(shù)可分為四輪和六輪兩種。四輪平地機是前、后橋各兩輪，用于輕型平地機；六輪平地機是前橋兩輪、后橋四輪，用于大中型平地機。 按車架的形式可分為整體式車架和鉸接式車架兩種。整體式車架是前后車架為整體，這種車架剛性好，也稱剛性機架，如中外發(fā)展公司的PYl60B型平地機。鉸接式車架是將兩者鉸接，用液壓缸控制其轉(zhuǎn)動角，使平地機獲得更小轉(zhuǎn)彎半徑和更好的作業(yè)適應(yīng)性。海外平地

9、機廠家大多采用此種結(jié)構(gòu)，如美國卡特公司G系列，德國O&KFAUN公司的F系列，中外建發(fā)展公司的PYl60C型、PYl80型和PY200型，常林PY190A型，四海DRESSERS00系列等。按車輪的轉(zhuǎn)向方式可分為前輪轉(zhuǎn)向、后輪轉(zhuǎn)向和全輪轉(zhuǎn)向。按車輪驅(qū)動情況又可分為后輪驅(qū)動和全輪驅(qū)動。平地機的車輪布置形式的表示方法是：車輪總輪數(shù)X驅(qū)動輪數(shù)X轉(zhuǎn)向輪數(shù)，一般有：4X2X2、4X4X4、6X6X6、6X6X2、6X4X6、6X4X2等6種。國外大多數(shù)平地機多采用6X4X2(鉸接機架)。國產(chǎn)的PYl60B型平地機的車輪布置為6X4X6；PYl60C型、PYl80型平地機的車輪布置為6X4X2。第二章 平

10、地機工作裝置的設(shè)計平地機的主要工作裝置是刮土工作裝置。刮土工作裝置的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示：牽引架的前端是個球形鉸，與車架前端鉸接，因而牽引架可繞球鉸在任意方向轉(zhuǎn)動和擺動。回轉(zhuǎn)圈支承在牽引架上，可在回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的驅(qū)動下繞牽引架轉(zhuǎn)動，從而帶動刮刀回轉(zhuǎn)。刮刀的背面有上下兩條滑軌支撐在兩側(cè)角位器的滑槽上，可以在刮刀側(cè)移油缸的推動下側(cè)向滑動。角位器與回轉(zhuǎn)圈耳板下端鉸接，上端用螺母固定住。當松開螺母時，角位器可以擺動，從而帶動刮刀改變切削角(也稱鏟土角)。1.角位器；2.角位器緊固螺母；3.切削角調(diào)節(jié)油缸；4.回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；5.牽引架；6.右升降油缸；7.左升降油缸；8.牽引架引出油缸；9.刮刀；10.油缸

11、頭鉸接支座；11.刮刀側(cè)移油缸；12.回轉(zhuǎn)圈 圖1.1 刮土工作裝置作業(yè)裝置操縱系統(tǒng)可以控制刮刀作如下六種型式的動作：刮刀左側(cè)提升與下降；刮刀右側(cè)提升與下降；刮刀回轉(zhuǎn)；刮刀側(cè)移(相對于回轉(zhuǎn)圈左移和右移)；刮刀隨回轉(zhuǎn)圈一起側(cè)移，即牽引架引出；刮刀切削角的改變。其中、一般通過油缸控制，采用液壓馬達或油缸控制，而一般為人工調(diào)節(jié)或通過油缸調(diào)節(jié)，調(diào)好后再用螺母鎖定。不同的平地機，刮刀的運動也不盡一樣，例如有些小型平地機為了簡化結(jié)構(gòu)沒有角位器機構(gòu)，切削角是固定不變的。21平地機鏟刀設(shè)計如圖1.9所示，鏟刀是有鏟刀體，刀片和側(cè)刀片組成。1.鏟刀體；2.刀片；3.側(cè)刀片圖1.9 鏟刀結(jié)構(gòu)圖鏟刀體1是一個焊接件

12、，刀片和側(cè)刀片用螺釘固定在鏟刀體上，磨損后可隨時更換，刀片和側(cè)刀片均用耐磨耐沖擊的鋼材制成，刀片需經(jīng)過熱處理。21.1鏟刀阻力計算在平地機的所有作業(yè)工況中，要以構(gòu)筑路堤的鏟掘作業(yè)阻力為最大。耙松硬土時的作業(yè)阻力也很大，但它不是與鏟掘作業(yè)同時進行。其它作業(yè)工況如平整地面、刮削邊坡等，由于切削層很薄、土質(zhì)松軟，因此與上述作業(yè)阻力相比較小。平地機作業(yè)時，鏟刀上的作業(yè)阻力計算方法與推土機大體一樣，可用圖1.10所示簡圖加以分析。圖1.10鏟刀工作阻力分析1鏟刀切削阻力目前確定切削比阻力大多采用的經(jīng)驗公式，根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計公式（1.13）可知： (MPa) （3.1）式中作用在刀刃上的切削阻力（N）

13、；切削刃寬度(m)；切削層厚度(m)?？傻苗P刀切削力為： = (3.2)結(jié)合平地機鏟刀之尺寸參數(shù)，則切削阻力為：= （3.3）式中切削比阻力（MPa）；鏟刀刃切削土部分的長度(m)；平均切削厚度（m）。根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計表1.1得：表3.1各種土的切削比Kb土 級 別土 的 名 稱Kb(MPa)砂，砂質(zhì)土，中等溫度松散粘土，種植土1030粘質(zhì)土，中細砂礫，松散軟粘土3060密實粘土，中等粘土，松散粘土，軟泥炭60130具有碎面或卵石的粘土質(zhì)，重濕粘土，中等結(jié)實煤炭，有少量雜質(zhì)的石礫堆積物130250中等積炭，重干粘土，面硬的黃土，軟石膏2503201.1鏟刀與土接觸的水平摩擦阻力根據(jù)鏟土運輸

14、機械設(shè)計公式（8.2）得： (N) (3.4)土與鋼的摩擦系數(shù)（見表3.2）；鏟刀作業(yè)所受垂直阻力(N)。根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計表1.5得：表3.2土與鋼、土與砂的摩擦系數(shù)、土 的 名 稱砂 對 砂中 等 粘 土重 粘 土0.81.01.20.350.500.801.2鏟刀與土接觸的水平摩擦阻力根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計公式（8.3）得：(N) （3.5）式中 （3.6）其中H鏟刀高度尺寸（m）。1.3鏟刀前面土堆沿鏟刀表面縱向移動所造成的阻力根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計公式（8.4）得：(N) （3.7）式中土的摩擦系數(shù)（見表3.2）平地機作業(yè)水平總阻力為： （3.8）21.2鏟刀尺寸的確定1鏟刀長度的驗算

15、平地機的作業(yè)目的與推土機不同；推土機以鏟掘和推運土方為主，而平地機則以刮削不厚的土層，并把它連續(xù)地側(cè)移到平地機行駛路線旁。鏟刀的長度L是根據(jù)平地機的額定有效牽引力來確定的，任務(wù)書中要求鏟刀的長度為3965mm,故有必要對鏟刀的長度進行驗算。根據(jù)章節(jié)2.2.3容可知，在選取平地機功率為149KW后，平地機的約為84554.9N，即約為84.6KN。令=，則。根據(jù)表3.1，選取=90，又由任務(wù)書已知鏟刀切土深度為500mm,取=500=333.3(mm)。則=2.82（m）。根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計圖8.10和圖8.11得圖3.11和圖3.12。圖3.11 根據(jù)F和確定圖3.12 鏟刀作業(yè)系數(shù)由圖3.

16、11可知，根據(jù)鏟土截面積F和鏟刀的傾角可直接查得之值。計算鏟土截面積=2.820.333=0.470（）取=9，據(jù)圖3.11可知，0.61。根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計公式（8.12）可知，鏟刀全長： （3.9）參照鏟土運輸機械設(shè)計取=60，則L3961(mm)。則計算結(jié)果與任務(wù)書中要求接近，則滿足要求。2鏟刀高度的計算根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計公式（8.13）可知， （3.10）由作圖法粗略估算=0.25（），其中為土壟斜邊夾角，參照鏟土運輸機械設(shè)計，取為38，=625(mm)參照三一系列平地機，取H為610mm。3鏟刀曲率半徑的計算根據(jù)鏟土運輸機械設(shè)計公式（8.14），得曲率半徑 （3.11）參照徐工P

17、Y180平地機，取為45，則=431（mm）圖3.13 鏟刀曲率半徑21.3刀片的標準化設(shè)計根據(jù)平地機行業(yè)的標準要求，刀片采用GB699.65優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)要求規(guī)定的66Mn材料制造，也可選用耐磨性和強度等機械性能與65Mn相近或更好的材料。1刀片橫剖面選擇根據(jù)國家標準T 2648.1.1995，平地機刀片橫剖面應(yīng)符合圖3.14所示標準。圖3.14 平地機平地機刀片橫剖面標準參照徐工PY180平地機，選取刀片寬度W=，厚度T=，彎曲半徑R=，E=30，F(xiàn)=3。2刀片安裝用螺栓孔位置的確定根據(jù)國家標準T 2648.1.1995，平地機刀片刀片安裝用螺栓孔位置的確定應(yīng)符合圖3.15所

18、示標準。圖3.15 刀片安裝用螺栓孔位置標準根據(jù)公式L=(n-3)P+2(A+Q)可確定螺栓的個數(shù),公式中P、A、Q的值由圖3.15來查得。試選P=152.4，Q=A=76.2，則3965=(n-3)P+2(A+Q),得n=27.0227, 螺栓數(shù)太多，且為奇數(shù)，不可取。試選P=304.8，Q=A=76.2，則3965=(n-3)P+2(A+Q),得n=15.0115，螺栓數(shù)太少，且為奇數(shù)，不可取。試選P=250，Q=A=62.5，則3965=(n-3)P+2(A+Q),得n=17.8618，螺栓數(shù)合適，且為偶數(shù)，可取，故取n=18。3刀片安裝用螺栓孔形狀和尺寸的確定根據(jù)國家標準T 2648.

19、1.1995，平地機刀片刀片安裝用螺栓孔形狀和尺寸的確定應(yīng)符合圖3.16所示標準。因章節(jié)3.2.3.1中選取刀片厚度T為，則根據(jù)圖3.16，選取D=30，B=，A=22,R=2.5，d=16。圖3.16 安裝螺栓孔形狀和尺寸標準22 回轉(zhuǎn)圈的設(shè)計回轉(zhuǎn)圈(圖3.19)，由齒圍1、耳板2、拉桿3、4、5等焊接而成?；剞D(zhuǎn)圈的主要作用就是帶動刮刀做360旋轉(zhuǎn)。刮刀作業(yè)時的負荷都傳到耳板上，因此耳板必須牢固?；剞D(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動件，所以齒圈制造精度要求不高。配合面的配合精度也不高，并且暴露在外?；剞D(zhuǎn)圈在牽引架的滑道上回轉(zhuǎn)，滑道是個易磨損部位，要求滑道與回轉(zhuǎn)圈之間有滑動配合間隙且應(yīng)便于調(diào)節(jié)。參照三一PQ1

20、90型平地機，選取回轉(zhuǎn)圈直徑為1455mm。具體設(shè)計尺寸見設(shè)計圖紙。1.齒圈；2.耳板；3、4拉桿圖3.19 回轉(zhuǎn)圈23回轉(zhuǎn)圈驅(qū)動裝置的設(shè)計由回轉(zhuǎn)圈帶動刮刀回轉(zhuǎn)基本上都是全回轉(zhuǎn)式，即360回轉(zhuǎn)，屬于連續(xù)驅(qū)動型式。驅(qū)動方式主要是液壓馬達帶動蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動回轉(zhuǎn)小齒輪；另一種是 雙油缸交替隨動控制驅(qū)動小齒輪，回轉(zhuǎn)小齒輪上帶有偏心軸，偏心軸與兩個回轉(zhuǎn)油缸的活塞桿連接；回轉(zhuǎn)油缸的缸體分別鉸接在牽引架底板上。這樣、就組成一個類似曲柄連桿機構(gòu)的v型結(jié)構(gòu)，在兩個油缸活塞桿伸、縮和缸體繞鉸點擺動的互相配合作用下，通過偏心軸帶動小齒輪回轉(zhuǎn)。雙油缸驅(qū)動式傳動過程中油缸的作用力和作用管是交替變化的，因此驅(qū)動力矩變

21、化幅度較大。目前多數(shù)平地機采用液壓馬達帶動蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動型，這種傳動結(jié)構(gòu)尺寸小，驅(qū)動力矩恒定、平穩(wěn)。蝸輪蝸桿減速器的輸出軸朝下，很容易漏油，因此對密封要求高。本設(shè)計中采用液壓馬達帶動蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動回轉(zhuǎn)小齒輪的方式。2.3.1回轉(zhuǎn)圈液壓馬達的選擇由于回轉(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動件，且轉(zhuǎn)速很低，考慮制造成本，與安裝空間，宜選擇價格便宜且外型尺寸較小的齒輪馬達。參照機械設(shè)計手冊第四版第四卷，選擇CM.C10C18.FL型液壓齒輪馬達，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min。2.3.2回轉(zhuǎn)圈減速器的選擇根據(jù)平地機回轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動速度慢的特性，宜選用蝸輪蝸桿減速器，參照機械設(shè)計手冊第四版第四卷，選擇符合/T 7935.

22、1999標準的CW型圓弧圓柱蝸桿減速器，型號為CW63.50.，公稱傳動比為50，中心距為63mm。2.3.3回轉(zhuǎn)圈傳動齒輪的粗略設(shè)計回轉(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動件，所以齒圈制造精度要求不高，配合面的配合精度也不高，并且暴露在外，則傳動齒輪進行粗略設(shè)計即可。在章節(jié)3.4中，已選取回轉(zhuǎn)圈直徑為1455mm，則取回轉(zhuǎn)圈分度圓直徑為=1250mm，渦輪輸出端的圓柱齒輪分度圓直徑為=125mm,液壓馬達輸出端的圓柱齒輪分度圓直徑為=60mm，渦桿輸入端的圓柱齒輪分度圓直徑為=240mm。則=4；減速器=50;=10;則回轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)速=0.9(r/min) ,即約為56/s。選=45，則=3；則=450。選擇齒寬系

23、數(shù)=1，則=125mm，則=120mm。選擇=20，=3；則=80。選擇齒寬系數(shù)=1，則=36mm，取為40mm,則=35mm。24回轉(zhuǎn)圈支承裝置的設(shè)計圖3.20所示的回轉(zhuǎn)支承裝置為大部分平地機所采用的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)的滑動性能和耐磨性能都較好，不需要更換支承墊塊。回轉(zhuǎn)圈8的上滑面與青銅合金襯片6接觸，襯片6上有兩個凸圓塊卡在牽引架底板上；青銅合金襯片7有兩個凸方塊卡在支承塊5上，通過調(diào)整墊片3調(diào)節(jié)上下配合間隙。回轉(zhuǎn)圈在軌道的上下間隙一般為1.3mm。用調(diào)整螺栓1調(diào)節(jié)徑向間隙(一般值為153mm)，用三個緊固螺栓4固定，支承整個回轉(zhuǎn)圈和副刀裝置的重量和作業(yè)負荷。這種結(jié)構(gòu)簡單易調(diào)，成本也低，因

24、此得到普遍采用。1.調(diào)節(jié)螺栓；2.牽引架；3.墊片；4.緊固螺栓；5.支承墊板；6.襯片；7.襯片；8.回轉(zhuǎn)齒圈圖3.20 回轉(zhuǎn)支承裝置第3章工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計3.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計的要求自行式平地機依靠液壓系統(tǒng)實現(xiàn)工作裝置的各種動作，因此液壓系統(tǒng)的性能直接影響到平地機的技術(shù)經(jīng)濟指標。對平地機的液壓系統(tǒng)有如下下要求：(1)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要結(jié)合總體性能要求，綜合考慮各種因素的影響。例如鏟刀油缸的參數(shù)、個數(shù)、布置，由鏟刀升降載荷與鏟刀升降速度確定，而且還需要考慮鏟刀結(jié)構(gòu)、推土速度、司機勞動強度等因素。(2)工作可靠，回路簡單。例如平地機載荷變化急驟，但要求液壓系統(tǒng)能平穩(wěn)可靠地工作，無沖擊。當過載時

25、，不發(fā)生故障與損壞機件。(3)注意標準化、通用化、系列化。盡量采用標準液壓元件，不僅可縮短生產(chǎn)周期、降低成本，而且工作可靠，配件方便。(4)液壓系統(tǒng)效率高。系統(tǒng)效率低不僅對能量是個浪費，對整個液壓系統(tǒng)危害也極大，所以系統(tǒng)匹配要合理(參數(shù)確定、基個回路的組合、元件與附件的選擇以與管路布置等)。(5)操作簡便，維修容易。3.2 液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計和分析工作裝置液壓系統(tǒng)由高壓雙聯(lián)齒輪泵3、油路轉(zhuǎn)換閥組7、雙向液壓鎖4、油箱2、刮刀側(cè)移油缸5、刮刀回轉(zhuǎn)液壓馬達6等液壓元件組成，三位四通電磁換向閥8。在工作裝置液壓系統(tǒng)中，通過控制電磁換向閥的控制來實現(xiàn)刮刀的側(cè)移和旋轉(zhuǎn)。雙聯(lián)泵分別向兩個獨立的工作裝置液壓回

26、路供油，兩液壓回路的流量一樣。當泵I和泵兩個液壓回路的多路操縱閥組都處于“中位”位置時，則兩回路的油流將通過溢流閥7，并經(jīng)濾清器直接卸荷回油箱2。此時，電磁換向閥的常通油口均通油箱，所對應(yīng)的工作裝置液壓油缸和液壓馬達都處于液壓閉鎖狀態(tài)。1-濾油器；2-油箱；3-雙聯(lián)泵、；4-雙向液壓鎖；5-鏟刀側(cè)移油缸；6-刮刀回轉(zhuǎn)液壓馬達；7-油路轉(zhuǎn)換閥組；8-三位四通電磁換向閥。圖3 液壓系統(tǒng)圖當系統(tǒng)超載時，雙回路均可通過設(shè)在油路轉(zhuǎn)換閥組7的安全閥開啟卸荷，保證系統(tǒng)安全(系統(tǒng)安全壓力為18MPa)。3.3 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)壓力和流量是液壓系統(tǒng)最主要的參數(shù)。根據(jù)這兩個參數(shù)來汁算和選擇液壓元件、輔件和原

27、動機的規(guī)格型號。系統(tǒng)壓力選定后，液壓缸尺寸即可確定，液壓缸尺寸一經(jīng)確定，即可根據(jù)液壓缸的參數(shù)和工況條件確定其流量。3.3.1 系統(tǒng)壓力的確定系統(tǒng)壓力選定的是否合理，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)設(shè)計的合理性。在設(shè)計一個新的液壓系統(tǒng)時，最佳的工作壓力應(yīng)是在特定的條件下各項設(shè)計因素的較好結(jié)合。對于平地機液壓系統(tǒng)來說，系統(tǒng)壓力一般為1318MPa，屬于中壓。但大型平地機也有向高壓發(fā)展的趨勢。要滿足平地機的作業(yè)要求，在整機匹配上，工作裝置油泵消耗的功率，一般占總功率的30%-40%，所以大型平地機的系統(tǒng)壓力采用高壓級圍20MPa。為了保證液壓系統(tǒng)能正常穩(wěn)定的運行，我們這里也采用最高壓力20MPa進行計算。3.3.

28、2系統(tǒng)最大流量的確定3.3.2.1油缸流量的計算油缸的有效面積和活塞桿直徑，可根據(jù)油缸負載的平衡關(guān)系式得出。計算簡圖見圖3.1，油缸無桿腔(大腔)為工作腔時： （3.1）油缸有桿腔(小腔)為工作腔時： （3.2）式中P1油缸工作腔壓力，MPa； P2油缸回油腔壓力，MPa；A1油缸大腔有效面積，m2A2油缸小腔有效面積，m2 D油缸活塞直徑，m； d油缸活塞桿直徑，m； F油缸的最大外負載，N；油缸的機械效率，一般取0.90.97。當按以上公式?jīng)Q定油缸尺寸時，需先確定dD比值,可按下述原則考慮。當活塞桿受拉時，一般取dD0.30.5，壓力高的取小值，壓力低的取大值。圖3.1 油缸計算簡圖當活塞

29、桿受壓時，為保證活塞桿工作的穩(wěn)定性，dD比值應(yīng)較大，一般取dD0.50.7?？筛鶕?jù)油缸往返速比的要求來選取(見表3.1)，其中、分別為油缸正反行程速度。表 3.1 d/D的取值i1.11.21.331.461.612d/D0.30.40.50.50.550.620.7最后油缸直徑D和活塞桿直徑d應(yīng)圓整為國家標準值。還需指出的是，由初選的系統(tǒng)壓力出發(fā)，按油缸最大負載，算出其結(jié)構(gòu)尺寸，再按尺寸的標準系列取標準值后，再復(fù)算油缸的工作壓力，即為實際的系統(tǒng)壓力。 取d/D為0.6代入數(shù)據(jù)得出油缸直徑D為110mm，d為66mm。油缸的最大流量 （3.3）式中 A油缸的有效面積（A1或A2），m2；Vma

30、x油缸的最大速度，ms。如果系統(tǒng)中同時有多個油缸進行動作，又是采用并聯(lián)回路，應(yīng)以同時工作各油缸流量之和，作為選擇閥、油泵型號和規(guī)格的依據(jù)?；芈窞榇?lián)時其油缸流量最大者為系統(tǒng)流量。一般說來，平地機鏟刀起升速度約為0.090.18； 鏟刀降落速度約為0.0650.085； 牽引架引出速度約為0.010.035。則當平地機兩個升降油缸，鏟刀側(cè)移油缸，牽引架引出油缸同時以最大速度運動時，流量約為=0.0048=288L/min。3.3.2.2液壓馬達流量的計算參照機械設(shè)計手冊第四版第四卷，選擇CM.C10C18.FL型液壓齒輪馬達，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min，排量為10.9ml/r。則液壓馬達的流量

31、為(0.01091800)/60=0.327（L/s）。則系統(tǒng)最大流量約為300L/min。3.4 液壓元件的選擇和設(shè)計液壓元件的選擇至關(guān)重要，選擇合適的液壓元件，才能保證系統(tǒng)正常的工作。液壓元件的選擇需有一定的原則，且必須滿足系統(tǒng)的工作要求。3.4.2液壓泵的選擇1) 確定液壓泵的最大工作壓力NNP式中：P液壓缸或液壓馬達最大工作壓力；從液壓泵出口到液壓缸馬達入口之間的管路損失的正確計算要待原件選定并繪制出管路圖時才能進行，初算時可按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。还苈泛唵瘟魉俨淮髸r，取=（0.20.5）Mpa；管路復(fù)雜時，進口有調(diào)速閥時，取=（0.51.5）Mpa。2)確定液壓泵的流量QP多液壓缸液壓馬達

32、同時工作時，液壓泵的輸出流量為：QPK(QM max)m3/s式中：K系統(tǒng)泄露系數(shù)，1.11.3；QM max同時作用的液壓缸或液壓馬達的最大流量，根據(jù)章節(jié)3.3.2.1計算可知，系統(tǒng)最大流量約為 5L/s。3)確定液壓泵的驅(qū)動功率在工作中，液壓泵的工作壓力和流量比較恒定，所以有： KW (4.4)式中：液壓泵的最大工作壓力，20.0Mpa；液壓泵的流量，為0.005m3/s；液壓泵的總效率，取為0. 7?？傻糜嬎憬Y(jié)果是：P=142.9(KW)。參照機械設(shè)計手冊第四版第四卷，可選擇PV2R.94.116.F.R.A.A.A型雙聯(lián)葉片泵。然而，鏟土工作裝置液壓系統(tǒng)只是整個平地機液壓系統(tǒng)中的一部分，因此本設(shè)計中所選擇的液壓泵沒有太大的實際意義。3.4.3液壓閥的選擇3.4.3.1多路操縱閥的選擇本設(shè)計中換向閥采用兩個多路操縱閥，多路操縱閥是手動控制換向閥的組合，一般由35個三位六通手動換向閥、溢流閥、單向閥組成。根據(jù)不同用途，閥在中