橡膠履帶牽引車輛改進設(shè)計

第一章前言轉(zhuǎn)向機構(gòu)對于任何車輛來說都是重要的組成部分。對履帶車輛來說，轉(zhuǎn)向機構(gòu)性能的好壞更為重要，其可以直接影響到履帶車輛的使用性能。對于傳統(tǒng)的履帶車輛，其轉(zhuǎn)向方式一般是通過轉(zhuǎn)向離合器，來切斷或傳遞其中一側(cè)履帶的動力來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，這種轉(zhuǎn)向方式，是借助于改變兩則履帶牽引力，從而使兩側(cè)履帶能以不同的速度前進和實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，對車輛的履帶損壞較大，駕駛員操縱易疲勞，生產(chǎn)效率低，而且操縱性不太理想，車輛轉(zhuǎn)向時功率損失嚴重。為了克服上述缺點，在國外的一些技術(shù)發(fā)達的歐美國家開始在履帶車輛上應(yīng)用機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向裝置，此裝置是通過改變液壓泵的排量來控制執(zhí)行元件一液壓馬達的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，其中，液壓泵和液壓馬達可以無級調(diào)速，這樣在差速轉(zhuǎn)向機構(gòu)輪系的作用下，使兩側(cè)的履帶產(chǎn)生差速完成轉(zhuǎn)向，而且，車輛兩側(cè)履帶驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速差可以有無窮多個，可得到無窮多個轉(zhuǎn)向半徑。且具有如下優(yōu)點：動力可以按比例分配到兩側(cè)履帶上，轉(zhuǎn)向時兩側(cè)履帶始終傳動，可以實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)向，履帶基本上沒有打滑現(xiàn)象，最大限度地減輕了履帶的磨損，提高了使用壽命。這一點對橡膠履帶車輛尤為重要轉(zhuǎn)向時平均車速不降低轉(zhuǎn)向時動力不中斷左右兩側(cè)履帶的速差可以無級控制，可以實現(xiàn)平穩(wěn)而精確的方向控制。可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，提高履帶車輛的機動性。在坡地上工作轉(zhuǎn)向不會出現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象正因為此種轉(zhuǎn)向裝置具有上述優(yōu)點，能大大改進履帶車輛的轉(zhuǎn)向性能和可操縱性,減輕駕駛員的勞動強度。為此，本文以履帶車輛的轉(zhuǎn)向裝置為設(shè)計為對象，提出了機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向裝置操縱液壓系統(tǒng)的原理及設(shè)計方案，對轉(zhuǎn)向裝置中所需的液壓元件進行了設(shè)計計算，并在此基礎(chǔ)上，對其轉(zhuǎn)向性能進行了初步計算和分析。第二章液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求液壓系統(tǒng)設(shè)計作為液壓主機設(shè)計的重要組成部分，設(shè)計時必須滿足主機工作循環(huán)所需的全部技術(shù)要求。所以，對于液壓系統(tǒng)的設(shè)計，為滿足主機工作所需的全部技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足靜態(tài)性能好、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠、壽命長、經(jīng)濟性好、使用維護方便等特點，并要滿足給定的參數(shù)與技術(shù)要求。對于本設(shè)計的應(yīng)滿足的具體參數(shù)與技術(shù)要求如下：設(shè)計106kw橡膠履帶拖拉機機械液壓轉(zhuǎn)向裝置的液壓系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)，其中，履帶車輛發(fā)動機功率Ne=106加，轉(zhuǎn)速n=2300轉(zhuǎn)，軌距B=1435mm，軸距vL=1622mm，結(jié)構(gòu)重量m=6630kg，使用重量m=7000kg地隙e>280mm，速度范圍v為3?30km，h。所設(shè)計的液壓系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)如下要求：對履帶車輛的機械液壓轉(zhuǎn)向裝置實現(xiàn)方向盤操縱，能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向及倒車操作，轉(zhuǎn)向半徑可平滑過渡，實現(xiàn)最小轉(zhuǎn)向半徑，滿足轉(zhuǎn)向力矩要求。對于設(shè)計的操縱液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足上述參數(shù)和要求，而且，為了應(yīng)用方便，還應(yīng)盡量使其布置容易，維修方便，成本盡可能低。第三章液壓系統(tǒng)負載分析此液壓系統(tǒng)使用于橡膠履帶車輛的轉(zhuǎn)向裝置中，而且與傳統(tǒng)的履帶車輛的液壓轉(zhuǎn)向裝置不同，一般而言傳統(tǒng)的履帶車輛轉(zhuǎn)向裝置采用由液壓系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)向離合器，從而使兩側(cè)履帶產(chǎn)生扭矩差，而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。而機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)，是通過操縱系統(tǒng)來調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)，從而控制液壓馬達，而液壓馬達傳遞的動力是差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其中一路動力來源，其作用就是使機器能夠差速轉(zhuǎn)向。其差速轉(zhuǎn)向系如圖示：圖3—1機械液壓雙功率流差速轉(zhuǎn)向輪系機構(gòu)此差速轉(zhuǎn)向輪系具有如下特點：發(fā)動機功率在變速箱的輸入軸上分流，一路功率流向變速箱，一路功率流向由變量泵、定量馬達及其他控制元件組成的液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)。當液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)不工作時，發(fā)動機功率全部由變速箱傳遞到左、右兩側(cè)履帶的驅(qū)動輪上，因兩行星排的齒圈聯(lián)為一體，兩側(cè)履帶的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速大小相等、方向相同，履帶車輛作穩(wěn)定的直線行駛。當液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)和變速箱同時向兩側(cè)驅(qū)動輪傳遞功率時，由于液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)的液壓泵排量可調(diào)，因此駕駛員可按不同曲率的路面隨機調(diào)整液壓泵的排量和流向，根據(jù)液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速的不同，拖拉機可進行由最小轉(zhuǎn)向半徑的左、右轉(zhuǎn)向運動，有無窮多個轉(zhuǎn)向半徑，可實現(xiàn)無級轉(zhuǎn)向，當變速箱輸出轉(zhuǎn)速為零時，只有液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)向兩側(cè)履帶的驅(qū)動輪傳遞功率，因兩行星排的太陽輪之間相差一對齒輪副，兩側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速大小相等、方向相反，履帶車輛可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向行駛，轉(zhuǎn)向半徑為零。同時可分析得兩側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速為：a-r^+'n=——-^-/（3—1）l（1+a）imano-七n=—（3—1）R（1+a）im式中：a一行星排特性參數(shù)（齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比），該機構(gòu)的左右行星排特性參數(shù)相等n0—發(fā)動機轉(zhuǎn)速n一液壓馬達轉(zhuǎn)速七一中央傳動比j一液壓馬達到行星排傳動比）一變速箱速比、一最終傳動比液壓系統(tǒng)就是在向此差速轉(zhuǎn)向機構(gòu)輸入轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，由車輛的工作狀況可算出車輛的轉(zhuǎn)向過程中，液壓馬達的負載情況：表3-1液壓馬達的負載方向盤位置計算公式總機械負載MzN.m中間位置00最大位置2rM'1zB(1+a川斤門門iimvzcyy243液壓馬達的負載變化就是在其范圍內(nèi)變化的，這也是液壓系統(tǒng)設(shè)計的根本依據(jù)。第四章液壓系統(tǒng)的方案設(shè)計§4.1操縱系統(tǒng)的設(shè)計分析對于此機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說，設(shè)計的要求就是通過對方向盤的操縱實現(xiàn)對液壓變量泵的排量控制。且應(yīng)滿足如下要求：方向盤左右不同方向轉(zhuǎn)動時，液壓馬達速度變化的動態(tài)響應(yīng)特性是一致的對方向盤操縱，要有路感在方向盤被操縱時，液壓馬達的響應(yīng)要快要使駕駛員操作簡便，可對車輛進行平穩(wěn)精確的方向控制工作要穩(wěn)定，可靠性高根據(jù)上述要求，對操縱系統(tǒng)可作如下初步設(shè)計，采用方向盤的操縱和液壓先導閥組成操縱系統(tǒng)，通過對方向盤的操縱，控制液壓先導閥，實現(xiàn)對變量泵的排量的控制?！?.2液壓系統(tǒng)的設(shè)計分析從總體上來說，機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)是通過改變液壓變量泵的排量來控制執(zhí)行元件一一液壓定量馬達的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)對履帶車輛的轉(zhuǎn)向控制。機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)一般應(yīng)滿足以下要求：車輛的轉(zhuǎn)向是雙向的，因此要求液壓泵的變量機構(gòu)和液壓馬達具有雙向運轉(zhuǎn)特性液壓馬達速度變化的動態(tài)響應(yīng)特性要和液壓泵是一致的為了滿足系統(tǒng)較大外界載荷變化的要求，安全溢流閥的調(diào)定壓力要足夠高，響應(yīng)速度要足夠快車輛直線行駛時，系統(tǒng)功率損失要小系統(tǒng)工作要穩(wěn)定，可靠性高為了滿足上述要求，在充分考慮各方面因素的情況下，以及對系統(tǒng)工作狀況的要求，對機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)可初步設(shè)計為：1、方向盤2、液壓轉(zhuǎn)向器3、調(diào)速閥4、液壓伺服機構(gòu)5、調(diào)速閥6、調(diào)速閥7、單向閥8、變量泵9、補油泵10、溢流閥11、單向閥12、單向閥13、減壓閥14、調(diào)速閥15、溢流閥16、溢流閥17、減壓閥18、調(diào)速閥19、單向閥20、開關(guān)21、單向閥22、開關(guān)23、溢流閥24、換向閥25、定量泵26、散熱器27、濾清器圖4-1機械液壓雙功率流操縱與液壓系統(tǒng)原理圖§4.3總體方案的分析由上述原理圖可以看出，此液壓是一個通過方向盤1實現(xiàn)液壓先導排量控制的典型容積調(diào)速閉式回路系統(tǒng)。系統(tǒng)采用排量大、轉(zhuǎn)速高、壓力大的軸向柱塞變量泵和軸向柱塞定量馬達，能夠較好的滿足液壓泵變量機構(gòu)和液壓馬達的雙向運轉(zhuǎn)特性。同時，系統(tǒng)兩側(cè)管道的容積相等，安全溢流閥15、16的調(diào)定壓力相等，從而保證了車輛向左右轉(zhuǎn)向時液壓定量馬達25速度變化的動態(tài)響應(yīng)的一致。同時，為了保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作，系統(tǒng)中有多重保護措施。有兩個頭尾倒置的溢流閥15、16組成的安全閥，當高壓區(qū)的油壓超過系統(tǒng)的最高工作壓力時，安全閥自動開啟，油液從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，反向則不能開啟，從而滿足了雙向油路的的溢流問題，使整個系統(tǒng)工作平穩(wěn)，同時保證了液壓元件不受損壞。由于液壓馬達25在運轉(zhuǎn)過程中存在泄漏時會使回路中油液減少，導致液壓泵產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，造成系統(tǒng)壓力不足，從而不能正常工作，并產(chǎn)生噪音。為了避免這種現(xiàn)象，在系統(tǒng)中安裝了補油泵9，另外安裝兩個單向閥11、12是為了使補油泵9的出油口接于系統(tǒng)油路低壓區(qū)，避免高壓回油的危險。在定量液壓馬達中集中了溢流閥23和換向閥24，換向閥24把液壓馬達25輸出的熱油通過溢流閥23流回油箱，再通過補油泵9和吸油濾清器27補進冷油，進入下一個工作循環(huán)。通過這一循環(huán)，使整個閉式回路系統(tǒng)的油液得到循環(huán)冷卻和慮清，從而保證系統(tǒng)的正常油溫和油液的清潔。補油泵油液經(jīng)調(diào)速閥3，流向一“開心有反應(yīng)”式的轉(zhuǎn)向器2，通過方向盤1的轉(zhuǎn)動，控制油液流向，從而控制變量泵的液壓伺服機構(gòu)4，實現(xiàn)變量。這樣，經(jīng)過各液壓元件的配合工作就能達到了設(shè)計要求。而且方案結(jié)構(gòu)簡單，布置方便，需要進行特殊維護、保養(yǎng)、調(diào)整的部位較少。工作可靠，操縱方便、省力，大大降低駕駛員的操縱勞動強度，提高駕駛舒適性，能夠較好的滿足實際需要。第五章液壓元件的設(shè)計計算與選取要想使所設(shè)計的液壓系統(tǒng)滿足使用要求，則離不開各液壓元件的協(xié)調(diào)工作。液壓系統(tǒng)中主要的液壓元件包括：軸向柱塞定量馬達、軸向柱塞變量泵、液壓閥、散熱器、油箱、油管、液壓轉(zhuǎn)向器等。這些元件的選取直接影響到系統(tǒng)的工作性能和可靠性。在考慮車輛整體性能要求的前提下，通過計算各元件的相應(yīng)參數(shù)進行液壓元件的選取?！?.1液壓馬達的參數(shù)設(shè)計與選取為了方便計算，因設(shè)計中的給定參數(shù)與東方紅1302R橡膠履帶拖拉機的結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)相近，故設(shè)計中的未知參數(shù)可參考東方紅1302R橡膠履帶拖拉機的參數(shù)用以計算。§5.1.1液壓馬達最大轉(zhuǎn)向阻力矩的計算對于轉(zhuǎn)向液壓馬達的選擇，其馬達的驅(qū)動力矩、排量和轉(zhuǎn)速是選擇液壓馬達的依據(jù)，而轉(zhuǎn)向液壓馬達的驅(qū)動力矩Mz應(yīng)滿足車輛轉(zhuǎn)向時的最大轉(zhuǎn)向阻力矩?？捎上率接嬎悖篗=——2^L（參考文獻《河南科技大學學報》2005年第6zB（1+a川叩叩叩iimvccmy期）（5—1）其中：Mz表示轉(zhuǎn)向液壓馬達的驅(qū)動力矩車輛驅(qū)動輪半徑七=0.346m車輛履帶中心距B=1.435m差速行星排特性參數(shù)a=2.391末端傳動效率門=0.98轉(zhuǎn)向機構(gòu)輸出效率門=0.95履帶車輛驅(qū)動段效率門=0.96中央傳動效率門=0.97末端傳動比i=6.091

液壓馬達到轉(zhuǎn)向機構(gòu)傳動比i取5.5經(jīng)實際測量東方紅1302R橡膠履帶拖拉機的最大轉(zhuǎn)向阻力矩Mh,當此型號拖拉機在預計最大轉(zhuǎn)向阻力矩工況下進行測量，其中，在水泥路面上的轉(zhuǎn)向阻力矩的測量結(jié)果為39.4KN-m,粘性土壤路況下的測量結(jié)果為49.4KN?m。故可計算得：M=243N?m§5.1.2液壓馬達最大每轉(zhuǎn)排量由轉(zhuǎn)向液壓馬達的驅(qū)動力矩._由轉(zhuǎn)向液壓馬達的驅(qū)動力矩._9.8Mqm_1.59乂10-6；p期）（參考文獻《河南科技大學學報》2005年第6（5—2）其中：M=243N?m根據(jù)液壓手冊選取液壓馬達的機械效率門=0.959.8x243=52.6叫「系統(tǒng)壓力p=3.0x9.8x243=52.6叫「1.59x10-6x0.95x3.0x107§5.1.3液壓馬達的最大轉(zhuǎn)速為了滿足履帶車輛較小的轉(zhuǎn)向半徑，車輛轉(zhuǎn)向時對液壓馬達的最大轉(zhuǎn)速有一定的要求，為了避免履帶車輛對轉(zhuǎn)向液壓馬達轉(zhuǎn)速要求過高，則可按下式計算馬達應(yīng)達到的最高轉(zhuǎn)速n:yn=l0000\m（參考文獻《河南科技大學學報》2005年第6期）（5—3）yqm系統(tǒng)最大流量Q根據(jù)系統(tǒng)要求可選?。篞=130Lmin液壓馬達的容積效率：門”=0.95則可求得:1000x130x0.95cc.c=234852.6由上面計算出的液壓系統(tǒng)的參數(shù)要求，其液壓定量馬達可選用薩澳一丹佛斯90系列定量馬達，其標稱外形尺寸為：055

§5.2液壓變量泵的參數(shù)計算因變量液壓泵的排量qp是選擇液壓泵的主要依據(jù)，由下式:(5—4)q=ny",mp沖vp其中:(5—4)液壓泵的容積效率門=0.95液壓馬達的容積效率門vm=0.95另外，液壓泵的額定轉(zhuǎn)速是由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速及其與液壓泵的傳動比決定的，故可取n=2500,min則可計算得=49.4mlr2348x52.6x0.952500x0.95=49.4mlr綜合考慮車輛的成本、空間布局、性能參數(shù)等各方面的因素，以及液壓泵和液壓馬達的成本、性能等因素。最后選用薩澳一丹佛斯90系列軸向軸塞變量液壓泵和定量液壓馬達。參考此系列液壓泵及液壓馬達的參數(shù)，最后選用型號分別為055、055的液壓變量泵和定量馬達。§5.3液壓系統(tǒng)補油流量的計算因應(yīng)用于閉式回路設(shè)備上的所有90系列液壓泵產(chǎn)品均需要補油，以補充系統(tǒng)內(nèi)泄漏，維持主回路的正壓力，提供冷卻油液，補充由外部液壓閥或輔助系統(tǒng)所造成的任何泄漏損失，并且為控制系統(tǒng)提供壓力油。同時，為了防止傳動裝置的損壞，在所有的工況下，補油壓力的額定值必須在其給定的壓力值內(nèi)。補油泵流量的要求和補油泵規(guī)格大小的選取結(jié)果是受許多因素影響的。這些因素包括：系統(tǒng)壓力、液壓泵轉(zhuǎn)速、泵的斜盤傾角、液壓油的類型、工作溫度、熱交換器的規(guī)格大小、液壓管路的長度和管徑大小、控制響應(yīng)特性、輔助系統(tǒng)的流量要求、液壓馬達的類型等。在初始設(shè)計液壓系統(tǒng)時，對上述信息并不能完全掌握，故可參考《薩澳一丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說明書》做初步計算。

在計算前，應(yīng)注意到下面幾個問題：根據(jù)不同的操作模式確定整個系統(tǒng)的補油流量要求總的補油流量要求必須包括：液壓泵、液壓馬達的流量要求，以及將油液從系統(tǒng)中傳輸?shù)妮o助部件要求補油泵的尺寸確定必須考慮在最大工作壓力條件下液壓泵和馬達的運轉(zhuǎn)情況，也必須考慮在最小轉(zhuǎn)速條件下泵的運轉(zhuǎn)情況由上述條件，參考《薩澳一丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說明書》可做如下計算：A、補油流量要求一一液壓泵：變量泵所需的補油流量（Lmin）:FxFramsizex3.785_i75其中：流量因數(shù)F=3.2明書》中的附表查得可有《薩澳一丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說（5一5）泵的標稱尺寸Framsize=55則:其中：流量因數(shù)F=3.2明書》中的附表查得3.2x55x3.78575=&88LminFxFramsizex3.785P753.2x55x3.78575=&88LminB、補油流量要求一一馬達:馬達所需的補油流量要求：qFxFramsizexqFxFramsizex3.785p75其中：流量因數(shù)F=1.3可有明書》中的附表查得《薩澳一丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說馬達的標稱尺寸Framsize=55則。：FxFramsizeFxFramsizex3.785751.3x55x3.78575C、總的流量要求：總補油流量Q是以系統(tǒng)中各部件所需補油量之和。故Q廣Qm+叩氣可初算Qt>Qm+Qp=8.88+3.6=12.48穌in綜合考慮個方面因素，則補油流量應(yīng)比計算值稍大一些，故參考薩澳一丹佛斯產(chǎn)品說明書，如下表：表5—1補油泵參數(shù)表型號補油泵尺寸cm3額定轉(zhuǎn)速MinA84200B114200C144200綜合各方面因素，查詢補油泵輸出流量圖表，則選用補油泵尺寸為8cm3，即A型號的補油泵。綜合上述計算以及車輛的整體要求，對于選用的薩澳一一丹佛斯軸向柱塞變量泵和定量馬達以及其附件可最終選取得型號為：軸向柱塞變量泵：90L055HF1N6S3C6A03NNN303024軸向柱塞定量馬達：90L055NC0N7N0C6W00NNN000020§5.4過濾器的選擇為了避免油液中混入異物，保證液壓元件的正常工作。故在液壓系統(tǒng)中需安裝過濾器。用以濾去油液中的雜質(zhì)，維護油液清潔，防止油液污染，保證液壓系統(tǒng)正常工作。同時濾油器還應(yīng)滿足系統(tǒng)的流量要求，即濾油器有較大的通油能力要求和較小的阻力，但也應(yīng)滿足系統(tǒng)的過濾精度要求，各種液壓系統(tǒng)的過濾精度要求如下表：表5—2液壓系統(tǒng)過濾精度要求系統(tǒng)類別傳動系統(tǒng)伺服系統(tǒng)壓力/Mp<7>7<35<21類別/mm<0.05<0.025<0.005<0.005因此系統(tǒng)壓力最大時為30Mp，補油流量額定轉(zhuǎn)速下約為18Lmin，則

經(jīng)查《機械設(shè)計手冊》過濾器可選型號為：WU25X100J。其參數(shù)如下:表5—3WU25x100J過濾器參數(shù)型號流量％in過濾精度RmWU25x100J25100§5.5系統(tǒng)發(fā)熱溫升的計算及冷卻器的選取對于液壓系統(tǒng)來說，其大部分能量損失都轉(zhuǎn)化為了熱量，除部分散發(fā)到周圍空間外，大部分使油液溫度升高。若長時間系統(tǒng)油溫過高，則油液粘度下降，油液泄漏增加，密封材料易老化，油溫氧化嚴重，影響液壓系統(tǒng)的正常工作。又因結(jié)構(gòu)限制，油箱又不能太大，依靠自然冷卻不能使油溫控制在所希望的正常工作溫度20?65°C時，為了使油液溫度維持在允許的范圍內(nèi)，就需要在系統(tǒng)中安裝冷卻器?！?.5.1系統(tǒng)發(fā)熱溫升的計算系統(tǒng)單位時間的發(fā)熱量中(kw)為：①=P—P(5—7)式中：「——液壓泵的輸入功率P2——系統(tǒng)的輸出功率，即馬達的輸出功率。因系統(tǒng)在方向盤處于極限位置時，系統(tǒng)的能量輸出及能量損失最大，故可根據(jù)此狀態(tài)下計算溫升情況，也就是說在此工況下，系統(tǒng)的溫升最大。則計算：由P=QpAP(出自《薩澳一丹弗斯90系列軸向軸塞變量泵說明書》)(5—8)1600Rt其中：QP變量泵的輸出流量，其Q=匚p100049.4x2500x0.95L,=117-3Lmin1000(q:變量泵的每轉(zhuǎn)排量m,，泵的轉(zhuǎn)速，門vp:泵的容積效率)Ap:系統(tǒng)壓力差bar七：泵的效率，其門廣門門=0.95x0.95故P=Qp頌二117.33300二65印1600|10,95x0.95x其中：QP變量泵的輸出流量，其Q=匚p100049.4x2500x0.95L,=117-3Lmin1000(q:變量泵的每轉(zhuǎn)排由p廣土St(5-9)其中：qm—馬達每轉(zhuǎn)排量m"Ap:系統(tǒng)壓力差barn:馬達的轉(zhuǎn)速,min門心：馬達的機械效率貝貝P==竺x2348x300x竺=58.66即2600000600000則系統(tǒng)單位時間內(nèi)最大發(fā)熱量：中=p-P=65-58.66=6.43kw§5.5.2系統(tǒng)散熱量的計算系統(tǒng)單位時間的散熱量中'(kw)為：中'=CAAT(5—10)式中：AT:系統(tǒng)溫升，AT=T「T2其中：《—系統(tǒng)達到熱平衡時的溫度(°C),T2—環(huán)境溫度為20°C,【T】一最高允許溫度，對于一般機械為55?70°C,對粗加工機械、工程機械為65?80C,二可取70C。則hAT=T-T=70-20=50C。12A:油箱的散熱面積，其可由：A=0.065*0計算，V—油箱有效容積(L),因v=90x80%=72L，則A=0.065%.V2=0.0653.五=1.125m2ct:油箱散熱系數(shù)(kwm2.0c)表5—4油箱散熱系數(shù)表工況自然冷卻通風差自然冷卻通風良好有專用冷卻器CT(8?9)x10-3(15?17.5)x10-3(110?170)x10-3因此系統(tǒng)中選用專用冷卻器，故Ct=160x10-3,則

系統(tǒng)散熱量：中'=C^AAT=160x10-3x1.125x70=12.6kw由此可知，中'＞小，故在選用冷卻器的情況下，系統(tǒng)散熱良好，可滿足使用要求?！?.5.3散熱器的選取綜合系統(tǒng)各方面因素，維持系統(tǒng)油液溫度在允許的范圍內(nèi)，且滿足系統(tǒng)使用要求，此系統(tǒng)中可選用冷卻器為登勝液壓生產(chǎn)的型號為：OR—60的冷卻器?！?.6油箱的設(shè)計計算油箱在液壓系統(tǒng)中，其功用是使油液同空氣隔離，并為油液膨脹或收縮造成的容積變化以及可能的缸體流量和微小泄漏提供補充油液，為油液的循環(huán)交換提供條件，故液壓系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計出其相適用的油箱?！?.6.1液壓系統(tǒng)所需油箱容量的計算油箱容量的確定一般根據(jù)液壓系統(tǒng)補油泵的額定流量q如計算，其有如下原則：表5—6油箱容量與系統(tǒng)壓力的關(guān)系系統(tǒng)壓力油箱容量0?2.5Mpa(2?4)qbp2.5?6.3Mpa(5?7)qbp>6.3Mpa(5?12)qbp因系統(tǒng)壓力為30Mpa，查《薩澳一丹佛斯90系列軸向柱塞變量泵》中補油泵輸出流量圖，知在發(fā)達機額定轉(zhuǎn)速下其補油流量為：qbpqbp=18/min則油箱容量：V=5xqb=5x18=90L即油箱的容量應(yīng)大于90L初定油箱的尺寸：長X寬X高為：560X280X600則其容量可達到94L，故滿足使用要求?！?.7液壓系統(tǒng)油管及油管接頭的選取在此液壓系統(tǒng)中，液壓變量泵與定量馬達間的布置距離大概在1.5m左右，且泵與馬達間易產(chǎn)生相對運動，系統(tǒng)工作壓力高，流量較大，故根據(jù)液壓手冊及薩澳一丹佛斯產(chǎn)品說明書，選用薩澳一丹佛斯公司配備的高壓橡膠油管，其工作油路橡膠油管內(nèi)徑為25mm,外徑40mm;泄油管路內(nèi)徑為19mm，外徑30mm；伺服排量控制油路皆為內(nèi)徑9mm，外徑16mm;其管接頭皆為90系列軸向柱塞變量泵和定量馬達相配的附件?！?.8液壓系統(tǒng)中液壓閥的選取此液壓系統(tǒng)中，工作油路中保護液壓閥和調(diào)壓液壓閥皆有薩澳一丹佛斯在其產(chǎn)品內(nèi)設(shè)置，其伺服排量液壓控制機構(gòu)也為其配備，故其中所需液壓閥無需另選。對于液壓轉(zhuǎn)向器供油油路中所需的流量控制閥可根據(jù)液壓油路要求，選用上海智德液壓機械制造有限公司生產(chǎn)的流量控制閥，其型號為：QF-B10C表5—7QF-B10C液壓閥的參數(shù)型號公稱通徑最大流量壓力QF-B10C10mm42扁140bar另外，安裝底板選用型號為:QFA-B10§5.9液壓油的選用液壓油對系統(tǒng)的正常工作，使用壽命和性能有較大影響，對液壓油總的要求是：在工作溫度范圍內(nèi)粘度變化較小；有高的油膜強度；良好的潤滑性;不含機械雜質(zhì)和瀝青；良好的防蝕性；良好的抗氧化性能；高的閃點和低的凝點等。在選擇液壓油時，除考慮到上述要求外，還應(yīng)滿足泵、馬達、閥對油液的特殊要求。在綜合考慮系統(tǒng)各方面因素的情況下，對于本文中的液壓系統(tǒng)可選用20號機械油?！?.10轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)的選擇對于液壓轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)來說，其組成一般由方向盤、轉(zhuǎn)向軸及液壓轉(zhuǎn)向器等組成?？紤]到本設(shè)計的轉(zhuǎn)向裝置的總體情況，可選用BZZ型液壓轉(zhuǎn)向器，且考慮到轉(zhuǎn)向器零件強度的要求，方向盤直徑不應(yīng)超過500mm.其中，轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式選用“開心有反應(yīng)式”即當轉(zhuǎn)向器在中間位置（不轉(zhuǎn)向）時，所供液壓油與油箱是連通的，且作用在轉(zhuǎn)向輪上的側(cè)向外力會使方向盤轉(zhuǎn)動，使駕駛員對道路有所感覺?！?.10.1轉(zhuǎn)向器的選取液壓轉(zhuǎn)向器就是通過方向盤的控制，來控制液壓油的流量，在此液壓系統(tǒng)中就是最終實現(xiàn)斜盤角度的變化。通過參考所選液壓變量泵的整體和液壓伺服機構(gòu)的參數(shù)，在此系統(tǒng)中選用的液壓轉(zhuǎn)向器型號為：BZZ2—80其參數(shù)如下表：表5—8BZZ2—80轉(zhuǎn)向器參數(shù)轉(zhuǎn)向器型號排量mir公稱排量%in最大壓力bar方向盤自由轉(zhuǎn)角BZZ2—80806.0125930'當方向盤轉(zhuǎn)動時，通過轉(zhuǎn)向柱帶動轉(zhuǎn)向器中的閥芯轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向器將與方向盤旋轉(zhuǎn)角成比例的油量連續(xù)地壓入變量泵的伺服機構(gòu)，促使變量泵的斜盤發(fā)生角度變化，使其排出的油量發(fā)生變化，從而使定量馬達的轉(zhuǎn)速輸出發(fā)生變化，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向?！?.10.2轉(zhuǎn)向柱的選取對于操縱系統(tǒng)來說，其受力不大，故其選擇無須校核計算，選擇滿足使用要求的即可。其轉(zhuǎn)向柱及附屬機構(gòu)轉(zhuǎn)向柱殼可選用鎮(zhèn)江液壓元件廠生產(chǎn)的專門應(yīng)用于BZZ2型轉(zhuǎn)向器的產(chǎn)品。其型號為：FZ1§5.10.3方向盤的選用對于方向盤的選取，因其所受作用力不大，故對其要求不高，只要能滿足轉(zhuǎn)向柱的連接要求即可。另外，為了避免駕駛員操縱時作用力過大，而損壞液壓轉(zhuǎn)向器，則其直徑不應(yīng)大于500mm.故方向盤選用：野馬F16D第六章液壓系統(tǒng)性能的分析設(shè)計此轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的目的就是為了使履帶車輛能夠在轉(zhuǎn)向方面具有更好的性能，操縱更加輕便，轉(zhuǎn)向更加平穩(wěn)、可靠。根據(jù)選定的液壓變量泵和定量馬達的參數(shù)，以及其它液壓元件的性能參數(shù)，參考東方紅1302R履帶拖拉機整機參數(shù)，可以計算履帶車輛的最大轉(zhuǎn)向角速度①皿'、最短周轉(zhuǎn)向時間'和按最小半徑轉(zhuǎn)向時的各運動參數(shù)。履帶車輛的最大轉(zhuǎn)向角速度①max可有下式計算為：①=".ax(6-1)max(1+a)Bii式中：車輛驅(qū)動輪半徑七=0.346m車輛履帶中心距B=1.435m差速行星排特性參數(shù)a=2.391末端傳動比i=6.091液壓馬達到轉(zhuǎn)向機構(gòu)傳動比i取5.5轉(zhuǎn)向液壓馬達的最大轉(zhuǎn)速n=2348則可計算得：①-4叩max-4X3」4X0.346X234870432rad/max(1+a)Bii(1+2.391)x1.435x5.5x6.091''s最短周轉(zhuǎn)向時間tn的計算(6—2)V，左終傳2兀2x3.14t===6.02smin①1.0423max對于按最小半徑轉(zhuǎn)向時的履帶車輛運動參數(shù)包括其直線行駛速度動軸的轉(zhuǎn)速匕，右終傳動軸的轉(zhuǎn)速nR，但這些參數(shù)與轉(zhuǎn)向差動輪系有關(guān)，故要想使此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)達到更好的轉(zhuǎn)向效果，還應(yīng)設(shè)計出與之相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向差動輪系。(6—2)V，左終傳從上述的計算所得參數(shù)，可以看出該轉(zhuǎn)向裝置液壓操縱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)順利轉(zhuǎn)向，且轉(zhuǎn)向性能參數(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)的單功率流履帶車輛，從而說明，該設(shè)計方案中所選擇的液壓元件能夠滿足使用要求。第七章結(jié)論本文以履帶車輛的機械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向裝置的液壓及操縱系統(tǒng)為設(shè)計對象，根據(jù)整車要求及性能要求，對液壓系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)進行了原理設(shè)計和分析，對系統(tǒng)中所需元件進行了設(shè)計計算和合理的選取。最終對設(shè)計的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作出了性能計算和分析，其分析結(jié)果顯示，設(shè)計方案可行，參數(shù)匹配合理，能夠滿足設(shè)計要