【輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究15000字（論文）】

PAGEIIIZL60型輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u24071第一章緒論 1270321.1概述 1117871.1.1裝載機(jī)概述 1312771.1.2裝載機(jī)液壓系統(tǒng) 273031.1.3裝載機(jī)后車架 4265401.2本課題的意義、技術(shù)要求 4236351.3本課題研究的主要內(nèi)容、指導(dǎo)思想 530219第二章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 151272.1概述 1169202.2工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19012.2.1擬定液壓原理圖 1290042.2.2工作裝置液壓系統(tǒng)計(jì)算 248602.3裝載機(jī)液壓轉(zhuǎn)向回路 14105762.3.1概述 14324762.3.2轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)計(jì)算 16216492.4液壓附件的選取 21124352.5液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝與維護(hù) 2393712.5.1各種液壓元件的安裝 2346202.5.2液壓元件的維護(hù) 2520602.6本章小結(jié) 2523108第三章后車架設(shè)計(jì)及校核 1146873.1.概述 18873.2后車架的設(shè)計(jì) 1299253.3后車架校核 324490第四章總結(jié) 16047參考文獻(xiàn) 1PAGE68第一章緒論1.1概述1.1.1裝載機(jī)概述裝載機(jī)具有良好的工作技能，用于高等公路施工中的路基填筑和挖掘，以及制作混凝土。此外，裝載機(jī)工作快速，高效率，操作簡(jiǎn)便，經(jīng)常在工程建設(shè)施工中使用。圖1.1輪式裝載機(jī)示意圖1-行走機(jī)構(gòu)；2-雙渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)；3-渦輪發(fā)動(dòng)臂；4-鏟斗；5-全自動(dòng)臂臂式轉(zhuǎn)斗引擎油缸；6-全自動(dòng)臂式轉(zhuǎn)斗燃油箱氣缸；7-自動(dòng)駕駛室；8-自動(dòng)燃油箱圖1.2履帶式裝載機(jī)1.1.2裝載機(jī)液壓系統(tǒng)1.工作裝置油路目前，通常情況下，國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)使用工作油泵和輔助油泵雙齒輪泵CBG供油，例如，ZL50型裝載機(jī)使用四位六通閥來使動(dòng)擺的操作得到實(shí)現(xiàn)，從而使動(dòng)擺的動(dòng)作能夠浮動(dòng)、升降和固定，然后通過三位六通臂來對(duì)鏟斗進(jìn)行控制，使其能夠被上升、固定和下降以完成操作。用過載安全閥對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。由動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸組成油缸。2.轉(zhuǎn)向油路為了使生產(chǎn)率得到提高，現(xiàn)代轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)橐簤盒?。這對(duì)地面有一定的緩沖作用。國(guó)內(nèi)外有四種主要的裝載機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。（1）液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖1.3所示為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。閥套打開，油缸在流量的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)前車車架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)前桿翻轉(zhuǎn)前部車架到閥套，促使一種封閉系統(tǒng)的形成。因?yàn)榍败嚰芘c方向盤的轉(zhuǎn)角的比率是相互同步的，所以可以讓鏟車轉(zhuǎn)彎時(shí)的減速得到保障。①前車架；②后車架；③鉸接中心；④前橋；⑤后橋；⑥后橋擺動(dòng)軸；⑦、⑧左右轉(zhuǎn)向油缸；⑨隨動(dòng)閥；⑩轉(zhuǎn)向桿；?轉(zhuǎn)向垂臂；?隨動(dòng)桿圖1.3液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(2)全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)鏟車全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖1.4。(3)同軸流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使用小排量全液壓電機(jī)，經(jīng)過專門改裝，電機(jī)可作為液壓助力器工作。良好的系統(tǒng)性能，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，低廉的成本。如圖1.5所示為我國(guó)同軸流量放大液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖。(4)流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)流量增強(qiáng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向油缸、轉(zhuǎn)向泵、小排量轉(zhuǎn)向器、流量增強(qiáng)閥和轉(zhuǎn)向限位閥組成。系統(tǒng)原理圖見圖1.6。1-轉(zhuǎn)向油缸；2-閥塊；3-全液壓轉(zhuǎn)向器；1-轉(zhuǎn)向液壓缸；2-組合閥塊；4-同軸單穩(wěn)閥；5-齒輪泵；6-濾油器；7-油箱流量放大器；4-工作油路；5-優(yōu)先閥圖1.4普通全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖圖1.5同軸流量放大液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖圖1.6流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖目前，輪式裝載機(jī)主要對(duì)鉸接式車架進(jìn)行使用，轉(zhuǎn)向通過使用八字油缸得以實(shí)現(xiàn)(見圖1-3)。這個(gè)方法在本次設(shè)計(jì)中得到使用。1.1.3裝載機(jī)后車架由于輪式裝載機(jī)以相對(duì)較高的速度行駛，工作負(fù)荷很大，因此必須對(duì)行走系統(tǒng)部件進(jìn)行調(diào)整。車架不僅占整機(jī)重量的很大一部分，而且在整機(jī)運(yùn)行中具有較高的載荷性能的意義。為了保證匹配車架機(jī)件位置，對(duì)車架的強(qiáng)度、剛度和重量提出了很高的要求。1.2本課題的意義、技術(shù)要求這個(gè)設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)方面的意義：從理論上分析了裝載機(jī)的原理，提供了較好的研發(fā)數(shù)據(jù)給裝載機(jī)的深層次發(fā)展。實(shí)際上，我國(guó)工程機(jī)械已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的周期，這一設(shè)計(jì)對(duì)改進(jìn)和優(yōu)化裝載機(jī)提供了一定的指導(dǎo)?？傊?，在ZL60輪式裝載機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，本文主要對(duì)裝載機(jī)的穩(wěn)定性、通透性和效率進(jìn)行了考慮。后車架連接的強(qiáng)度和這些屬性的參數(shù)必須使一定的指標(biāo)得到滿足，以確保裝載機(jī)的安全和高性能。1.3本課題研究的主要內(nèi)容、指導(dǎo)思想本文在對(duì)大量資料進(jìn)行查詢的基礎(chǔ)上，與本科學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，按照裝載機(jī)的基本動(dòng)作和特點(diǎn)設(shè)計(jì)了液壓回路，最后按模塊構(gòu)建了整個(gè)回路。第二章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1概述本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是對(duì)ZL60型輪式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括供油系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及發(fā)電機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。輪式裝載機(jī)ZL60燃料斗氣缸的容量是4.5，整個(gè)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)由三個(gè)CB-Gj齒輪泵完成。發(fā)動(dòng)機(jī)輔助供油泵、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓泵、工作裝置主泵分別構(gòu)成工作供油裝置液壓回路和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)系統(tǒng)液壓回路。兩個(gè)回路由發(fā)電機(jī)和輔助燃油泵相連。2.2工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2.1擬定液壓原理圖裝載機(jī)工作裝置前轉(zhuǎn)斗操作閥動(dòng)作+60，首先需要切斷后面的動(dòng)臂操縱閥與油門之間的關(guān)聯(lián)，拉動(dòng)后面的閥，使其移動(dòng)，并讓轉(zhuǎn)斗工作。它們形成一個(gè)單作用的連續(xù)循環(huán)。(如圖2.1所示)圖2.1裝載機(jī)工作裝置液壓原理圖（1）方向控制閥——轉(zhuǎn)斗液壓缸換向閥，動(dòng)臂液壓缸換向閥。主要對(duì)動(dòng)臂液壓缸和轉(zhuǎn)斗液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行控制，使鏟斗和動(dòng)臂在特定位置停留，也可以通過對(duì)換向閥開度進(jìn)行控制促使液壓缸速度得到調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)斗液壓缸的換向閥是用來控制斗體向前、向后，或者在一定位置固定的三種動(dòng)作的三位六通滑閥；動(dòng)臂液壓缸的換向閥是用來控制動(dòng)臂的舉、降、定、浮四種動(dòng)作的四位六通滑閥。動(dòng)臂浮動(dòng)位置使得在地面上堆垛時(shí)，裝載機(jī)可以與隨著地面的情況自由浮動(dòng)，并且使得鏟斗刃在挖掘礦石時(shí)可以避開大塊礦石，工作效率得到提高。(2)溢流閥——壓力系統(tǒng)控制閥。當(dāng)液壓缸中液壓系統(tǒng)壓力比設(shè)定的壓力值大時(shí)，就會(huì)觸發(fā)壓力系統(tǒng)控制閥，該系統(tǒng)為了保護(hù)液壓缸，會(huì)讓液壓缸內(nèi)的油重新流回到油箱內(nèi)。（3）緩沖注油閥(雙功能閥)——組成部分為過載閥和單向閥，在平行旋轉(zhuǎn)鏟斗液壓缸的回油通路上安裝。（4）輔助裝置——由管接頭、油箱、油管、濾油器組成。2.2.2工作裝置液壓系統(tǒng)計(jì)算1.液壓缸選取1)內(nèi)徑計(jì)算（1）根據(jù)液壓缸的公稱壓力，在《機(jī)械工程手冊(cè)》第四部分第17至30類(如表2.1所示)中，工作壓力選擇在17.5兆帕。（2）根據(jù)機(jī)械工程手冊(cè)第四部分17-260活塞與活塞桿密封處摩擦阻力與液壓缸的機(jī)械摩擦力相關(guān)，在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)額規(guī)定壓力下，一般為=0.9-0.95，在本次設(shè)計(jì)的液壓缸中為=0.9。（3）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》17—259，（如表2.2）活塞桿直徑是否需要緩沖裝置取決于速度比，一般來說，速度比系數(shù)不應(yīng)太大或太小，以避免反向壓力。表2.1液壓缸的公稱壓力設(shè)備類型壓力范圍／MPa壓力等級(jí)說明機(jī)床、壓鑄機(jī)、汽車＜7低壓低噪聲、高可靠性系統(tǒng)農(nóng)用機(jī)械、工礦車輛、注塑機(jī)7～21中壓一般系統(tǒng)船用機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械、工程機(jī)械、油壓機(jī)、冶金機(jī)械、挖掘機(jī)、重型機(jī)械21～31.5高壓空間有限、響應(yīng)速度高、大功率下低成本金剛石壓機(jī)、耐壓實(shí)驗(yàn)機(jī)、飛機(jī)、液壓機(jī)具＞31.5超高壓追求大作用力、減輕重量表2.2液壓缸的速比系數(shù)公稱壓力≤1012.5～20＞201.331.46、22速比系數(shù)取值為1.46。（4）根據(jù)資料，分別對(duì)動(dòng)臂的工作阻力、鏟斗的工作阻力進(jìn)行確定，分別是F=144KN、F=215kN。動(dòng)臂液壓缸安全系數(shù)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第I卷1-113取值1.6。鏟斗液壓缸安全系數(shù)取值1.5。按《液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》第75頁公式3-3，對(duì)動(dòng)臂液壓缸的內(nèi)徑進(jìn)行計(jì)算：（2-1）將以上數(shù)據(jù)帶入公式，得動(dòng)臂液壓缸mm轉(zhuǎn)斗液壓缸mm根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷中動(dòng)臂連桿液壓缸內(nèi)徑公式（見圖2.3），D=180mm是動(dòng)臂連桿液壓缸內(nèi)徑公式，D=200mm為轉(zhuǎn)斗桿和動(dòng)臂連桿液壓缸內(nèi)徑公式。表2.3液壓缸內(nèi)徑液壓缸內(nèi)徑系列（GB/T2348-1993）/mm8、10、12、16、20、222、25、32、40、50、63、80、（90）、100、（110）、125、（140）、160、（180）、200、(220)、250、(280)、320、(360)、400、(450)、5002)壁厚和外徑的確定（1）根據(jù)《液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》第76頁的公式3-4，計(jì)算通常采用薄壁筒，按以下公式計(jì)算壁厚（m）：（2-2）P—液壓缸最大額定工作時(shí)間壓力（MPa）；—安裝在液壓缸筒內(nèi)的材料的最大允許工作時(shí)間壓力(MPa)，其中=；—材料極限抗拉強(qiáng)度(MPa)；n—安全系數(shù)，n與載荷情況有關(guān)，按建議的安全系數(shù)取值，《液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》76頁，（如表2.4）表2.4安全系數(shù)材料的主要種類交變載荷靜載荷沖擊載荷不對(duì)稱對(duì)稱鋼58312鑄鐵6101015根據(jù)上表中的建議值，取n=5。通常采用20、35和45鋼的無縫鋼管作為缸筒材料，將45鋼用于本設(shè)計(jì)。調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷17-264，其允許應(yīng)力為為610MPa，=360MPa。液壓缸工作時(shí)能承受的最大壓力：當(dāng)液壓缸額定的工作壓力≥160MPa時(shí)，此時(shí)的液壓缸內(nèi)最高工作壓力為=1.25當(dāng)額定的液壓缸工作壓力≤160MPa時(shí)，此時(shí)的液壓缸內(nèi)最高工作壓力=1.5在公式內(nèi)代入上面的數(shù)據(jù)得：動(dòng)臂油缸：轉(zhuǎn)斗油缸：缸筒壁厚：（2-3）式中：—缸筒外徑公差余量（m）；—腐蝕余量（m）經(jīng)過加工圓整和安裝后，對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一卷3-161進(jìn)行參閱，液壓和氣動(dòng)缸內(nèi)直徑無縫鋼管取動(dòng)臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸壁厚度則液壓缸的外徑：動(dòng)臂油缸：轉(zhuǎn)斗油缸：（2）驗(yàn)算液壓缸壁厚：動(dòng)臂油缸：（2-4）轉(zhuǎn)斗油缸：隨意壁厚是合格是。3）缸筒底部厚度的計(jì)算（1）與缸筒的連接型式采用結(jié)構(gòu)如下圖所示的焊接連接：圖2.2缸筒與缸頭的連接形式（2）厚度的計(jì)算其底部為圓形平面，整個(gè)圓盤的力厚度可以用嵌套物體包圍的整個(gè)圓盤的力的對(duì)數(shù)關(guān)系公式來近似計(jì)算：—筒底厚（m）；P—筒內(nèi)最高工作壓力（MPa）；—筒底材料許用應(yīng)力（MPa）；—計(jì)算厚度外直徑；這可以從前面的參數(shù)看出，動(dòng)臂油缸：（2-5）轉(zhuǎn)斗油缸：（3）強(qiáng)度驗(yàn)算焊接連接缸筒和缸蓋時(shí)，按下式對(duì)焊縫應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算：（2-6）式中：F—缸內(nèi)最大推力（N）；動(dòng)臂油缸F=40078.87，轉(zhuǎn)斗油缸F=49480.08可以通過前文得知—缸筒外徑；—焊縫底徑；—焊接效率，取=0.7；—焊條材料抗拉強(qiáng)度；n—安全系數(shù)；取n=5動(dòng)臂油缸：轉(zhuǎn)斗油缸：角焊縫的允許應(yīng)力由鋼結(jié)構(gòu)檢查所以焊縫是安全的。（4）液壓缸筒的制造和工業(yè)要求：（a）缸筒內(nèi)徑H7或H8，兩者都必須打磨。通常情況下，此時(shí)缸筒表面粗糙度為0.16-0.32。（b）通過熱處理的方式將液壓缸的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，需求液壓缸的硬度為HB≥241～285；（c）必須在規(guī)定的內(nèi)徑公差范圍內(nèi)的缸筒內(nèi)徑圓柱度、圓度、錐度。（d）500長(zhǎng)度上缸筒的直線度公差不超過0.03mm；（e）直徑為100mm的缸筒端面垂直度不超過0.04；孔軸線與筒體直徑D的偏差不不能比0.03大；孔—的軸線對(duì)缸對(duì)于100毫米的長(zhǎng)度，垂直直徑不得超過0.01毫米；軸頸-對(duì)于缸徑為100毫米的立式氣缸，氣缸D的直徑在0.1毫米內(nèi)；4）活塞桿的計(jì)算（1）計(jì)算公式是根據(jù)固定活塞桿長(zhǎng)度和活塞直徑在第四卷《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》17-272中給出的：動(dòng)臂油缸：（2-7）轉(zhuǎn)斗油缸：式中：D—缸筒內(nèi)徑；—速比系數(shù)對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷的17-257條進(jìn)行參考。如表2.5所示為零件活塞桿直徑系列，直徑達(dá)90mm的動(dòng)臂油缸活塞桿，以及直徑達(dá)110mm的轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿。表2.5活塞桿直徑系列2022252832364045505663708090100110（2）計(jì)算液壓缸的流量和推力（a）計(jì)算液壓缸的推力按《液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》第79頁的公式計(jì)算：用油填充液壓缸無桿腔時(shí)，在活塞桿的理論推力下進(jìn)行作用；（2-8）液壓缸有桿腔內(nèi)進(jìn)入油時(shí)，活塞桿的理論力等于；（2-9）式中：P—工作壓力（；D—活塞直徑（液壓缸內(nèi)徑）（m）；d—活塞桿直徑（m）；—液壓缸的機(jī)械效率；取=0.9；在公式中代入上述數(shù)據(jù)，得到：動(dòng)臂油缸：轉(zhuǎn)斗油缸：（b）液壓缸的效率（2-10）式中：—液壓缸的機(jī)械效率，取=0.9；—液壓缸的容積效率，采用密封圈，取=1.0則液壓缸的效率（c）液壓缸的流量（2-11）式中：—活塞的有效作用面積，有桿腔的面積，無桿腔的面積；—活塞的運(yùn)動(dòng)速度，取=1.5mm/min；—油缸的容積效率，取=1代入數(shù)據(jù)得：動(dòng)臂油缸：轉(zhuǎn)斗油缸：（3）活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(a)活塞桿的結(jié)構(gòu)形式的選取活塞桿的強(qiáng)度和硬度必須充足。桿內(nèi)端：由于工作壓力高，使用卡環(huán)設(shè)計(jì)來防止劇烈的機(jī)械振動(dòng)。參考《7液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》第87頁表3-10，獲取以下結(jié)構(gòu)：圖2.3活塞桿與活塞的連接形式應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的桿頭進(jìn)行載荷，從而盡可能的避免活塞在運(yùn)作時(shí)脫落或者偏心承載力。在工作時(shí)，液壓缸的軸會(huì)擺動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)采用校銷連接。如下圖所示：圖2.4活塞桿外端連接形式(b)活塞桿的材料及技術(shù)要求材料：使用45鋼；技術(shù)要求：eq\o\ac(○,1)20~30mm的表面鍍鉻，0.5~1mm的淬火深度。eq\o\ac(○,2)在導(dǎo)套中滑動(dòng)的活塞桿，對(duì)應(yīng)的是H8/H7，如果太緊會(huì)產(chǎn)生更多摩擦，如果太松很容易導(dǎo)致卡滯；eq\o\ac(○,3)活塞桿直徑公差必須比圓柱度公差大。eq\o\ac(○,4)安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差不得超過0.04毫米/100毫米，促使安裝的偏斜不會(huì)產(chǎn)生，使其得到保障。eq\o\ac(○,5)外圓同軸公差和活塞安裝的頸公差不得超過0.01mm；eq\o\ac(○,6)活塞桿的外圓粗糙度R=0.1~0.3，表面太光滑不利于油膜的形成，無法起到潤(rùn)滑的作用；eq\o\ac(○,7)活塞的表面處理是鍍鉻和拋光或磨削；eq\o\ac(○,8)還要對(duì)活塞桿內(nèi)端的卡鍵和緩沖裝置為同軸線進(jìn)行確保；5)液壓缸行程的確定根據(jù)工作需要，選擇L=900mm動(dòng)臂油缸活塞行程，L=508mm轉(zhuǎn)斗油缸活塞行程。6)緩沖裝置本設(shè)計(jì)主要采用的緩沖裝置是可變節(jié)流型。在這種類型緩沖裝置的緩沖過程中，隨著緩沖過程的加速，通流腔的面積產(chǎn)生變化，緩沖腔中的緩沖壓力始終保持恒定，總體結(jié)構(gòu)圖如下：圖2.5緩沖裝置結(jié)構(gòu)圖7)排氣裝置通常情況下，排氣閥在液壓缸兩側(cè)的排氣管閥端以及頂部最高的泄壓位置上進(jìn)行安裝。延遲壓縮和自動(dòng)延遲壓縮膨脹必須存在于液壓缸中流動(dòng)的空氣中，為了使這種現(xiàn)象得到避免，必須安裝一個(gè)自動(dòng)排氣閥在每個(gè)自動(dòng)液壓缸上。8)選型根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選擇液壓缸型號(hào)與《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷17-286相結(jié)合：動(dòng)臂油缸：180mm的油缸內(nèi)徑，90mm的活塞桿徑，900mm的行程，17.5MPa的壓力，H是其選擇的等級(jí)代號(hào)，耳軸用于安裝液壓表，3是其代號(hào)，桿端外螺紋是活塞桿端連接方式，代號(hào)為1，桿頭端帶緩沖是緩沖型式(3)，內(nèi)螺紋是油口的連接型式(1)，對(duì)雙作用單活塞桿液壓缸進(jìn)行采用。型號(hào)表示為：HSG.K-180/90.H-3131-900。轉(zhuǎn)斗油缸：油缸內(nèi)部的等級(jí)選擇為H，將液壓表選用的耳軸設(shè)定為代號(hào)3，并將活塞桿端部鏈接的外部螺紋設(shè)定為代號(hào)1，油缸的內(nèi)徑為200毫米，活塞桿為110毫米，沖擊為508毫米，此時(shí)的壓力位17.5Mpa，緩沖型式使用桿頭端帶緩沖(3)，油口連接型式使用內(nèi)螺紋(1)，液壓缸采用雙作用單活塞桿液壓缸。其型號(hào)為：HSG.K-200/110.H-3131-508。2.選取液壓泵選擇合適的液壓泵主要是根據(jù)實(shí)際工況和需求進(jìn)行決定的。一般情況下，泵正常工作最大壓力的80%是固定設(shè)備系統(tǒng)中正常的工作壓力；液壓泵的最大流量通常比正常工作系統(tǒng)的最大流量大得多。（1）泵的主要參數(shù)通過設(shè)計(jì)任務(wù)書，選用CBGj3125齒輪泵作為工作裝置的液壓泵。對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》和網(wǎng)絡(luò)資料進(jìn)行查閱，CBGj31215的額定壓力位20Mpa，最高壓力為205Mpa，理論的排量為125ml/min，額定轉(zhuǎn)速為2200r/m，容積效率系數(shù)≥92%，總效率系數(shù)≥83%。（2）計(jì)算液壓泵的流量=0.0055（/s）（2—12）式中K—液體滲透系數(shù)計(jì)算，K一般取值1.1～1.3，計(jì)算中K取值1.2（3）計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率液壓泵的工作壓力和流量得到確定后，可以對(duì)液壓泵驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行計(jì)算：=20*1000*330/（60000*0.83）=132.5kW（2-13）3.閥的選?。?）單向閥根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)C型單向閥進(jìn)行選擇。在設(shè)定開啟壓力下使用C型單向閥，調(diào)節(jié)流量，完全防止回流。（2）溢流閥根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》17-381，對(duì)DT-02-H直動(dòng)溢流閥進(jìn)行選擇，7-21MPa的壓力調(diào)節(jié)范圍。（3）換向閥采用三位六通閥對(duì)轉(zhuǎn)斗油缸進(jìn)行控制，可以對(duì)鏟斗的三個(gè)動(dòng)作進(jìn)行控制，在特定位置固定、前進(jìn)以及向后；采用四位六通滑閥作為動(dòng)臂液壓缸換向閥，它可以控制動(dòng)臂進(jìn)行四個(gè)動(dòng)作，固定、向上、浮動(dòng)、向下。4.液壓管道及其連接通過油管接頭連接油管與油管液壓組件，為了保證液壓組件的順利運(yùn)行，對(duì)油管接頭的壓力損失、質(zhì)量和密封性都有極高的要求。（1）硬管的選取管型和管內(nèi)流速?zèng)Q定了油管內(nèi)徑的選擇。由以下公式確定管道內(nèi)徑：（2-14）式中：Q—流經(jīng)管路的流量；v—油管內(nèi)的允許流速。對(duì)吸油管可取v=（1～1.5）m/s一般取1m/s，回油管可取v＜（1.5～2.5）m/s，壓力油管：當(dāng)P＜2.5MPa時(shí)，取v=(3～4)m/s，當(dāng)P=（2.5～16）MPa時(shí)，取v=（3～4）m/s，當(dāng)P＞16MPa時(shí)，取v＞5m/s。對(duì)吸油管有：取d=100mm。對(duì)回油管有：取。（2）軟管的選取通常情況下，軟管分為高壓軟管和低壓軟管兩種。其中，高壓軟管是用于低壓下的回油回路或壓縮空氣管道，一般都是以鋼絲繩或鋼絲纏繞成一體的橡膠軟管來保障其質(zhì)量。由中膠層、內(nèi)膠層、外膠層、鋼絲編織層四層組成鋼絲軟管，有1-3層的鋼絲編織層，只有2、3或6層的鋼絲纏繞層，管子直徑越小，層數(shù)就越高，耐壓力也越高。纏繞鋼絲的橡膠軟管的優(yōu)點(diǎn)還有脈沖特性好、管體柔軟等。按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》17-616中的公式計(jì)算內(nèi)徑：（2-15）式中：A—軟管的通流截面面積（）；Q—管內(nèi)流通（L/min）；v—管內(nèi)流速，通常情況下，軟管流速比6m/s小，取值5m/s所以，取軟管的內(nèi)徑（3）管接頭的選擇管接頭采用焊接的方式進(jìn)行銜接，將螺母、接管與接頭體組成，并且在接管與接頭體的位置要直接用O形的密封圈，當(dāng)機(jī)體擰入時(shí)，使用金屬墊圈或組合來密封端面。管道系統(tǒng)中缸管接頭和接管的連接必須焊接，管接頭與機(jī)體之間主要采用常規(guī)的細(xì)牙螺紋連接，焊接式管接頭按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第四卷表17-8-6的規(guī)定進(jìn)選用。（4）螺塞的選取螺塞主要用于對(duì)工藝孔和排油孔進(jìn)行堵塞，包括缸身需要堵住的部位。對(duì)六角螺塞進(jìn)行選用（JB/ZQ4450-1997），《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第四卷P17-674表17-8-78有其主要的參數(shù)。2.3裝載機(jī)液壓轉(zhuǎn)向回路2.3.1概述裝載機(jī)頻繁的轉(zhuǎn)向取決于其工作周期短、靈活的特點(diǎn)。1.轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置本設(shè)計(jì)的車架是鉸接式，前后車架通過八字油缸的延伸進(jìn)行轉(zhuǎn)向。圖2.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓回路在轉(zhuǎn)向過程中，存在以下關(guān)系：（1）一定的關(guān)系存在于轉(zhuǎn)向油缸活塞位移和轉(zhuǎn)向閥閥芯位移之間，也就是滑閥位移將引起活塞位移，而活塞位移又消除閥芯位移。這種方法也就是“反饋”。（2）前車架和后車架的相對(duì)角度總是與方向盤的轉(zhuǎn)向角度一致。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)角較大時(shí)，前車架和后車架的相對(duì)角度也較大。此時(shí)，裝載機(jī)行駛在小轉(zhuǎn)向梁上，當(dāng)轉(zhuǎn)向角小時(shí)，前車架和后車架的相對(duì)角度也小，裝載機(jī)此刻行駛在大轉(zhuǎn)向半徑上。當(dāng)方向盤不動(dòng)時(shí)，關(guān)閉左右轉(zhuǎn)向油缸，裝載機(jī)直線行駛。（3）雖然車輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的阻力，但是只需要很小的力就能對(duì)方向盤進(jìn)行操縱，也就是力的放大效應(yīng)。2.轉(zhuǎn)向油路分析ZL60裝載機(jī)轉(zhuǎn)向油缸的壓力和油主要由齒輪泵CB-Gj2080提供，由主機(jī)和柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪泵，定量轉(zhuǎn)向油泵只有在發(fā)動(dòng)機(jī)以一定的旋轉(zhuǎn)頻率運(yùn)行時(shí)才能得到最理想的裝載機(jī)旋轉(zhuǎn)的頻率。這很難在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)轉(zhuǎn)向油缸的流量持續(xù)的變化，這取決于裝載發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率：第一種，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)輔助泵和流量大的轉(zhuǎn)向油泵進(jìn)行使用。另一種是組合發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向油路。主要是利用流體流過孔道時(shí)產(chǎn)生的壓差完成流量控制閥的運(yùn)動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)向油路不同的流量移動(dòng)，使滑閥自動(dòng)移動(dòng)，使工作油路和轉(zhuǎn)型油路的流量得到自動(dòng)控制，根據(jù)工作需要制定計(jì)劃。3.流量控制閥動(dòng)作原理如下：（1）在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，轉(zhuǎn)向油泵和輔助油泵在轉(zhuǎn)向油路中的流量較低，通過孔的液流壓降也較低，滑閥左側(cè)和右側(cè)之間的壓力差也較小。較小的壓力差無法對(duì)彈簧強(qiáng)度進(jìn)行克服，因此滑閥將推向左。轉(zhuǎn)向油泵壓力油經(jīng)孔后流入轉(zhuǎn)向油回路；所有來自輔助泵的壓力油將止回閥推到滑閥內(nèi)部，并與轉(zhuǎn)向液壓油泵的壓力油連接控制，然后通過孔向轉(zhuǎn)向回路輸送油。（2）在發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)，會(huì)增加每個(gè)油泵的流量，也會(huì)相應(yīng)增加通過開口的流量，因此也會(huì)按比例增大通過孔的壓力差。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定設(shè)定值時(shí)，通過滑閥的壓力差將開始克服彈簧的預(yù)應(yīng)力，并將向右移動(dòng)滑閥。此時(shí)，輔助油泵的一部分壓力使機(jī)油轉(zhuǎn)向工作油回路，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的增大，這一部分流量也會(huì)增加。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，輔助油泵提供給轉(zhuǎn)向油回路的燃料量減少。因此，在任何發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，輔助油泵和轉(zhuǎn)向油泵向轉(zhuǎn)向回路提供的總流量都保持相當(dāng)穩(wěn)定。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)如果進(jìn)一步提高電機(jī)速度，則增大滑閥的壓差，增加滑閥向右的移動(dòng)量。當(dāng)一定的設(shè)計(jì)速度達(dá)到時(shí)，輔助泵到控制回路的所有開口都關(guān)閉。在這一階段，輔泵是所有工作油循環(huán)中開度最大的。目前，整個(gè)輔泵流量被送到工作油路，工作油路對(duì)工作泵和輔泵的全流量進(jìn)行接收，大大加快了運(yùn)行速度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)比該設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速大時(shí)，僅由轉(zhuǎn)向油泵提供轉(zhuǎn)向油路所需的流量。此時(shí)，隨著轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)速的提高，轉(zhuǎn)向油路的流量進(jìn)一步增加。4.轉(zhuǎn)向閥有兩種裝載機(jī)轉(zhuǎn)向閥和轉(zhuǎn)向器布置的型式。中型和小型裝載機(jī)的轉(zhuǎn)向閥通常在轉(zhuǎn)向器下方布置，轉(zhuǎn)向螺桿連接到轉(zhuǎn)向閥。由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)流量較大，轉(zhuǎn)向閥的結(jié)構(gòu)對(duì)于大型裝載機(jī)來說也更加復(fù)雜。所以，轉(zhuǎn)向閥設(shè)計(jì)為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器通過垂直轉(zhuǎn)向臂、前后牽引桿、從動(dòng)桿等桿系，連接到轉(zhuǎn)向閥，使結(jié)構(gòu)更便于布置。本次設(shè)計(jì)的ZL60裝載機(jī)是大型機(jī)械，相對(duì)簡(jiǎn)單可靠的前一種方法，因此得到采用。以下是ZL60裝載機(jī)轉(zhuǎn)向閥的工作原理：當(dāng)轉(zhuǎn)向閥在中間位置時(shí)，相連的油箱與轉(zhuǎn)向油泵，通過轉(zhuǎn)向閥，從油泵進(jìn)口的加壓油直接返回油箱。處于低壓狀態(tài)的鎖緊滑閥右端油液，在左端彈簧的作用下，鎖緊滑閥被向右推，轉(zhuǎn)向油路被封閉，轉(zhuǎn)向油缸不移動(dòng)。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，垂直轉(zhuǎn)向桿穿過滑閥的前后拉桿和跟蹤桿移回左轉(zhuǎn)位置。由于從油泵滴下的油不能直接返回到油箱，所以從油泵滴下的加壓油將單向閥推開，然后將鎖緊滑閥的右端進(jìn)行推動(dòng)，使其在彈簧力的作用下向左滑動(dòng)。油泵壓力油通過轉(zhuǎn)向滑閥和鎖緊滑閥向右轉(zhuǎn)向油缸活塞腔及左轉(zhuǎn)向油缸活塞桿腔供油，右缸活塞桿腔、左缸活塞腔中的油返回油箱，促使左轉(zhuǎn)向的目的達(dá)成。因?yàn)殡S動(dòng)桿的另一端固定在前車架上，在裝載機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其跟著旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，隨動(dòng)桿向前移動(dòng)后拉桿，其向前移動(dòng)的距離等于所述后拉桿的向后移動(dòng)距離，使轉(zhuǎn)向閥回到中間位置，這是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)械反饋。如果方向盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，將再次打開轉(zhuǎn)向滑動(dòng)閥，前后車架將繼續(xù)相對(duì)于彼此彎曲。所以，方向盤的旋轉(zhuǎn)速度決定前后車架的彎曲角度。轉(zhuǎn)向閥在方向盤停止旋轉(zhuǎn)時(shí)回到自由位置，關(guān)閉轉(zhuǎn)向缸。然后用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向半徑旋轉(zhuǎn)裝載機(jī)。如果裝載機(jī)需要直線行駛，需要以相同的角度向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤。轉(zhuǎn)向滑閥具有負(fù)封閉可逆過渡形式，其優(yōu)點(diǎn)是，在轉(zhuǎn)向閥的空檔位置，油可以直接返回油箱，從而緩解轉(zhuǎn)向油泵的壓力，使動(dòng)力損失減少，轉(zhuǎn)向靈敏度提高。2.3.2轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)計(jì)算1.液壓缸選取1）內(nèi)徑計(jì)算（1）對(duì)16MPa的工作壓力進(jìn)行選取。（2）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷17—260同上取=0.9~0.95，本次設(shè)計(jì)取=0.9。（3）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》17—259（如表2.2）1.46是速比系數(shù)取值。（4）將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作阻力確定為F=46000N。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》I卷1-113，安全系數(shù)取值為1.5。在公式2-1中帶入數(shù)據(jù)，對(duì)液壓缸內(nèi)徑進(jìn)行計(jì)算得：對(duì)第四卷的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》內(nèi)容進(jìn)行參照，對(duì)液壓缸的內(nèi)徑進(jìn)行設(shè)計(jì)（如表1.3），D=100mm為動(dòng)臂液壓缸的取值。2）壁厚和外徑的確定（1）參考《液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》76頁，3—4公式，計(jì)算通常按照薄壁筒，按照公式2-2計(jì)算壁厚（m）：式中：P—液壓缸的最高工作壓力（Mpa）；—缸筒材料的許用壓力（MPa）；=；—材料的抗拉強(qiáng)度極限（MPa）；n—安全系數(shù)，n與載荷情況有關(guān)，安全系數(shù)推薦表取（如表1.4）取n=5通常使用20、35和45鋼的無縫鋼管作為缸筒材料，并選擇45鋼作為本次結(jié)構(gòu)材料。硬化處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷17-264取為610MPa，=360MPa。系統(tǒng)的最高工作壓力：當(dāng)額定壓力≥16MPa時(shí)，最高壓力=1.25當(dāng)額定壓力≤16MPa時(shí)，最高壓力=1.5將上面的數(shù)據(jù)代入公式得：在公式2—3中代入數(shù)據(jù)，經(jīng)過圓整及對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一卷3—161液壓和氣動(dòng)缸內(nèi)徑無縫鋼管進(jìn)行參考，取油缸壁厚為則液壓缸的外徑：（2）驗(yàn)算液壓缸壁厚（帶入數(shù)據(jù)到公式2-4）：所以壁厚是合格的。3）缸筒底部厚度的計(jì)算（1）與缸筒的連接型式連接型式與上述動(dòng)臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸相同，均為焊接型。（2）厚度的計(jì)算它的底部是平的，可以根據(jù)周圍嵌入的圓盤的強(qiáng)度來估計(jì)其厚度（帶入2-5公式）：—筒底厚（m）；P—筒內(nèi)最高工作壓力（MPa）；—筒底材料許用應(yīng)力（MPa）；—計(jì)算厚度外直徑；有前文可知，m（3）強(qiáng)度驗(yàn)算焊接連接缸筒和缸蓋時(shí)，按公式2-6計(jì)算焊縫應(yīng)力：F—缸內(nèi)最大推力（N），由前面可知轉(zhuǎn)向油缸F=113097.3N；—缸筒外徑；—焊縫底徑；—焊接效率，取=0.7；—焊條材料抗拉強(qiáng)度；n—安全系數(shù)；取n=5角焊縫的允許應(yīng)力由鋼結(jié)構(gòu)檢查所以焊縫是安全的。4）活塞桿的計(jì)算（1）依據(jù)公式2-7活塞桿的直徑計(jì)算公式：式中：D—缸筒內(nèi)徑；—速比系數(shù)；對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)指南》第四冊(cè)17-257直徑活塞桿組(如表2.5)進(jìn)行參照，取油缸活塞桿直徑63mm。（2）計(jì)算液壓缸的推力（a）液壓缸推力的計(jì)算計(jì)算依據(jù)公式2-8及2-9：（b）液壓缸的效率（按公式2-10計(jì)算）：帶入公式2-10：（c）液壓缸的流量（按公式2-11計(jì)算）帶入數(shù)據(jù)得：（3）活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與上述相同的動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸結(jié)構(gòu)，如圖2.3所示為活塞桿和活塞的連接形式，活塞桿外端的連接形式見圖2.4，并且材料和材料處理與上述相同。5）液壓缸行程的確定根據(jù)工作需要對(duì)轉(zhuǎn)向油缸活塞行程L=375毫米進(jìn)行選擇。6）緩沖裝置采用與前面相同的裝置（如圖2.5）。7）排氣裝置采用的裝置與前面相同。2.選取液壓泵（1）泵的主要參數(shù)根據(jù)技術(shù)任務(wù)，該工作裝置的液壓泵對(duì)CB-Gj2080型齒輪泵進(jìn)行了選擇。通過對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》及網(wǎng)上資料進(jìn)行查閱，其主要參數(shù)為：理論額定液壓泵排量80毫升/分鐘，額定壓力20兆帕，25兆帕是最大壓力，額定轉(zhuǎn)速2200r/m，容積效率≥92%，總效率≥83%。（2）計(jì)算液壓泵的流量（公式2-12）式中：K—考慮液流滲透的系數(shù)，一般取K=1.1～1.3，計(jì)算中取K=1.2（3）計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率（公式2-13）對(duì)液壓泵工作壓力和流量進(jìn)行確定之后，就可對(duì)液壓泵驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行計(jì)算：=20*1000*211/（60000*0.83）=84.74KW3.閥的選取同上。4.液壓管道及其連接（1）硬管的選取軟管類型和軟管內(nèi)流速?zèng)Q定了軟管內(nèi)徑。按公式確定（2-14）管道內(nèi)徑。對(duì)吸油管可取v=（1～1.5）m/s一般取1m/s，回油管可取v＜（1.5～2.5）m/s，壓力油管：當(dāng)P＜2.5MPa時(shí)，取v=(3～4)m/s，當(dāng)P=（2.5～16）MPa時(shí)，取v=（3～4）m/s，當(dāng)P＞16MPa時(shí)，取v＞5m/s。對(duì)吸油管有：取d=80mm。對(duì)回油管有：取（2）軟管的選取按照公式（2-15）計(jì)算內(nèi)徑：式中：A—軟管的通流截面面積（）；Q—管內(nèi)流通（L/min）；v—管內(nèi)流速，通常軟管允許流速比6m/s小，取5m/s。所以，軟管的內(nèi)徑取（3）管接頭的選擇同上。（4）螺塞的選取同上。2.4液壓附件的選取1.油箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)開放式油箱的液位對(duì)大氣開放。為了防止油污染，安裝了空氣濾清器箱在燃油上方，該濾清器同時(shí)充當(dāng)加注口。封閉式油箱通常意味著油箱的液體表面與大氣沒有直接聯(lián)系，通風(fēng)口與壓力下的惰性氣體相連。通常油箱的形狀是矩形的，容積比2大的油箱，更適合圓柱形結(jié)構(gòu)，設(shè)備輕便，0.05MPa是油箱內(nèi)壓。當(dāng)設(shè)置油箱的主油孔時(shí)，排油口與油箱回油口之間的距離應(yīng)盡可能大。管口必須插入到最低油位以下，形成45°的斜角，以增加油的吸收和回流截面，所以油流速度不會(huì)太大，而且管口必須對(duì)準(zhǔn)容器底部。吸油管與箱底之間的距離H≥2D（D–管徑），與箱體側(cè)面的距離至少為3D。h≥3D是回油管與油箱底部的距離。將吸、回油管通過隔板隔開，使液流能夠循環(huán)，分離和沉淀油液中的氣泡與雜質(zhì)。另外隔板上的濾網(wǎng)還可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。在對(duì)油箱將進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)上應(yīng)對(duì)清洗換油時(shí)的方便進(jìn)行考慮，對(duì)清洗孔進(jìn)行設(shè)置。在油箱的最底部設(shè)置放油口。對(duì)安裝板進(jìn)行設(shè)置，也就是通過螺栓固定在油箱蓋上。對(duì)液位計(jì)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)油箱進(jìn)行加注時(shí)監(jiān)控油位上升，油位可以在系統(tǒng)過程中查看。根據(jù)GB/T3766-1983第5、2、3a條規(guī)定:“燃油箱底部必須高出地面150mm以上，以便于搬運(yùn)、吸油和熱蒸發(fā)”。為了防止機(jī)油掉落到地面，請(qǐng)將機(jī)油底座放在油箱的底部或頂蓋周圍。油底應(yīng)有一個(gè)排水孔，促使清潔更方便。油箱內(nèi)壁必須經(jīng)過拋丸或噴砂處理，對(duì)焊接渣和銹進(jìn)行清除。一旦清除了灰砂，處理或涂層就可以根據(jù)不同的工作介質(zhì)進(jìn)行。（2）液壓油箱的有效容積的計(jì)算結(jié)合使用情況，使用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：（2-16）式中：—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見表2.6；—油箱的有效容積；—液壓泵的額定流量；表2.6經(jīng)驗(yàn)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)行走系數(shù)低壓系數(shù)中壓系數(shù)冶金系數(shù)1～22～43～510整個(gè)液壓系統(tǒng)使用一個(gè)油箱，因此液壓泵的額定流量是兩個(gè)液壓泵的總和。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用無支承架的AB40-33油箱，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》17-745，使用1500型，重量510千克，工作容積1676升。2.過濾器液壓油中的雜質(zhì)可以通過過濾器去除，使系統(tǒng)部件的清潔度得到保持，促使系統(tǒng)部件的可靠性得到保證。系統(tǒng)中機(jī)油濾清器的安裝。安裝方法:如圖所示安裝在液壓泵吸入管中；圖2.7過濾器的安裝方式應(yīng)用與要求：需要高輸油能力保護(hù)液壓泵（為油泵流量的2倍以上），阻力不大（不超過0.01～0.02MPa）。通過使用粗過濾網(wǎng)（網(wǎng)式或線隙式）。選擇濾油器時(shí)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P17-720表17-8-129，連接過濾器與低壓線隙式管，型號(hào)為：XU-A630*30FS。2.5液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝與維護(hù)2.5.1各種液壓元件的安裝對(duì)各種液壓元件進(jìn)行安裝時(shí)，還應(yīng)對(duì)以下問題進(jìn)行注意:（1）質(zhì)量檢查必須在安裝組件之前進(jìn)行。（2）在安裝前，應(yīng)對(duì)各種溫度自動(dòng)控制的儀表認(rèn)真進(jìn)行檢查校驗(yàn)。（3）液壓泵的安裝位置如下：液壓泵與發(fā)動(dòng)機(jī)之間、外露的旋轉(zhuǎn)軸，聯(lián)軸器必須與制造廠規(guī)定相符。必須確保液壓泵和電機(jī)之間安裝的剛度充足，對(duì)其在運(yùn)行過程中的同軸進(jìn)行確保。液壓泵的進(jìn)給線必須短而直。在規(guī)定的油粘度范圍內(nèi)，泵的吸入壓力等條件應(yīng)與泵制造商的要求保持一致。必須完全密封液壓泵，空氣和粉塵一點(diǎn)都不能存在（4）油箱的安裝要求如下：對(duì)油箱進(jìn)行徹底清洗，檢查使用壓縮空氣，同時(shí)對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢查。油箱底部應(yīng)比安裝面高150mm以上。支撐面積必須充足。（5）液壓閥的安裝。閥門的安裝和連接方式應(yīng)與制造商的技術(shù)要求相符。板式排氣閥的導(dǎo)向支撐必須正確。安裝連接處時(shí)，應(yīng)注意使密封良好的密封能力得到保障。法蘭連接螺釘不應(yīng)過度擰緊，以免破壞密封性。當(dāng)密封件需要擰緊時(shí)，應(yīng)對(duì)密封件的安裝形式或連接材料進(jìn)行更換或修改。（6）密封件密封材料必須與其接觸點(diǎn)介質(zhì)相容。工作壓力和密封溫度以及密封安裝應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。具有動(dòng)態(tài)封條，在符合制造商規(guī)定的存儲(chǔ)條件的情況下，可使用一年。（7）液壓執(zhí)行元件的安裝要求如下：（a）液壓缸液壓缸的安裝應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖的要求和規(guī)范。當(dāng)對(duì)液壓缸進(jìn)行安裝時(shí)，在結(jié)構(gòu)允許的前提下，必須在頂部安裝進(jìn)出口，以便能夠自動(dòng)通風(fēng)或方便對(duì)通風(fēng)閥進(jìn)行安裝。安裝液壓缸時(shí)應(yīng)該是方便可靠的，對(duì)熱膨脹的影響進(jìn)行預(yù)防，氣缸的一端必須在高溫工作下保持浮動(dòng)。管道接頭不得松動(dòng)。液壓缸的安裝面必須足夠平行，并與活塞桿的滑動(dòng)面垂直對(duì)齊。不應(yīng)使密封圈的安裝過緊。（b）管路應(yīng)遵循以下要求對(duì)管路進(jìn)行安裝：按照有關(guān)工藝規(guī)程進(jìn)行管路鋪設(shè)、安裝。管路必須自由安裝，固定連接的管路設(shè)備不應(yīng)被強(qiáng)行連接到焊接后的過度徑向力。它的位置必須精確、一致、清晰。鄰近管路的邊緣至少要有10毫米。短管焊接是不允許的，不允許在彎曲處連接。管路的敷設(shè)和安裝應(yīng)不對(duì)部件和液壓設(shè)備造成污染，并使其的清潔得到保障。2.5.2液壓元件的維護(hù)應(yīng)該經(jīng)常檢查油箱中的油液是否保持在正常液面。對(duì)新油液進(jìn)行更換或?qū)τ蛪哼M(jìn)行添加時(shí)，油液必須與指定的油液牌號(hào)相符合。2.6本章小結(jié)1.主要對(duì)工作裝置液壓原理圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，液壓泵、安全閥、液壓缸、換向閥等部件的選擇是通過計(jì)算進(jìn)行的。2.對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓原理圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并通過計(jì)算對(duì)各液壓元件進(jìn)行選取。3.選取了液壓附件（如濾油器、液壓油缸等）。4.分析了基于此安裝與維護(hù)液壓系統(tǒng)。第三章后車架設(shè)計(jì)及校核3.1.概述一般情況下，車架分為整體式和鉸接式：如圖3.1所示，它是由兩根用鋼板焊接的縱筋和幾根用鋼板焊接的橫桿組成的實(shí)心框架。用鋼板沖壓或者通過接完成，由前向后變的縱梁橫截面，大部分載由后半部分承載荷，橫截面高度也要大大提高。兩個(gè)縱梁的前部和后部由橫梁連接。在荷載較大的車架后部安裝了兩個(gè)x形梁，以增加其強(qiáng)度和剛度，車架后部安裝了k形梁，以增加車架的局部強(qiáng)度。1-前車架；2-動(dòng)臂鉸點(diǎn)；3-上鉸銷；4-后車架；5-螺栓；6-副車架；7-水平銷軸；8-下鉸銷；9-動(dòng)臂液壓缸鉸銷；10-轉(zhuǎn)向液壓缸前鉸點(diǎn)；11-限位塊；12-轉(zhuǎn)向液壓油缸后鉸點(diǎn)；13-橫梁圖3.1裝載機(jī)鉸接式車架3.2后車架的設(shè)計(jì)1.鉸點(diǎn)的選型目前，主要采用以下三種鉸接式車架節(jié)點(diǎn)形式：滾錐軸承式、銷套式、球鉸式。本次設(shè)計(jì)的大型裝載機(jī)是ZL60裝載機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠的第一種鉸點(diǎn)型式，可以對(duì)強(qiáng)度要求進(jìn)行滿足，因此對(duì)第一種鉸點(diǎn)型式即銷套式進(jìn)行采用。2.車架上各部件的設(shè)計(jì)主要由各種板、后鉸鏈架、車架組成輪式裝載機(jī)后車架（主要包括柴油機(jī)墊板、水箱墊板、左右側(cè)板等），它是基礎(chǔ)，用于安裝各部件及總成。對(duì)ZL50型裝載機(jī)進(jìn)行參照，促使各板的尺寸得到明確。主要板件設(shè)計(jì)如下：（1）首先對(duì)后軸中心線的位置進(jìn)行確定，然后對(duì)軸距的一半進(jìn)行確定（2）左、右側(cè)板參考技術(shù)規(guī)格參數(shù)，結(jié)合前車架和工作裝置的相關(guān)信息，確定長(zhǎng)度為3565mm，后橋軸中心線到板前端的距離為1690mm。板材為Q345A低合金鋼結(jié)構(gòu)，板厚取30mm。（3）柴油機(jī)墊板，前支座根據(jù)所選的柴油機(jī)，確定其安裝尺寸，設(shè)計(jì)墊板的尺寸為170x168，板厚取22mm。柴油機(jī)前支座為焊接件，由兩個(gè)筋板及一個(gè)墊板焊接而成，筋板材料為Q235A碳素結(jié)構(gòu)鋼，墊板材料取Q345A低合金結(jié)構(gòu)鋼。（4）水箱墊板水箱尺寸按參考材料設(shè)計(jì)，水箱墊板尺寸為300x110，材質(zhì)為低合金鋼Q345A。（5）后尾梁根據(jù)裝載機(jī)全寬全高，對(duì)后梁尺寸（1080x410），板厚（20），材質(zhì)（Q345A）為低合金鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。（6）右連接板、前翼板、后翼板根據(jù)裝載機(jī)后機(jī)架尺寸及各部件布置，右連接板尺寸為640x120，前翼子板尺寸為1435x90，后翼子板尺寸為1215x130，板厚25，材質(zhì)為Q345A。參考ZL50裝載機(jī)設(shè)計(jì)其他面板，車架通過焊接每個(gè)板件形成。3.裝載機(jī)后車架上各主要部件的布置對(duì)裝載機(jī)定位的一般原則進(jìn)行參考，車架平面上各部件的位置應(yīng)盡可能相對(duì)于車輛的縱向?qū)ΨQ軸對(duì)稱，以對(duì)車輛的橫向穩(wěn)定性進(jìn)行增加，并使左右輪胎負(fù)荷的穩(wěn)定性得到增加。1）發(fā)動(dòng)機(jī)裝載機(jī)布置不同的部件通常從發(fā)動(dòng)機(jī)開始。通常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)布置在整個(gè)機(jī)器的后部，盡可能降低其上下位置，從而對(duì)整個(gè)機(jī)器的穩(wěn)定性有利。但是，在副車架和驅(qū)動(dòng)橋殼位置的限制下，發(fā)動(dòng)機(jī)必須保證離地間隙和傳動(dòng)裝置是充分的。發(fā)動(dòng)機(jī)位置設(shè)定后，就可以對(duì)液力變矩器、變速器和傳動(dòng)軸進(jìn)行布置。2）鉸銷的布置通常有兩種方式布置鉸接式裝載機(jī)前后車架鉸銷：（1）在前橋和后橋軸線中間位置的是鉸接軸。在轉(zhuǎn)彎時(shí)，前輪和后輪有相同的半徑，這在狹窄的區(qū)域非常方便。由于前輪和后輪的軌道總是一致的，這使在松散地面上的行駛阻力和轉(zhuǎn)向阻力矩得到減少。（2）鉸鏈銷位于距前軸1/3-1/2.5輪距的位置。轉(zhuǎn)彎時(shí)，前輪的轉(zhuǎn)彎半徑比后輪的轉(zhuǎn)彎半徑大。因?yàn)榍昂筝喌霓D(zhuǎn)彎半徑不一樣，促使額外的功率損耗產(chǎn)生，輪胎磨損增加。它的縱向和橫向穩(wěn)定性在轉(zhuǎn)彎時(shí)都降低了，但鏟斗的轉(zhuǎn)彎角度很大，便于料堆可以在原地就對(duì)準(zhǔn)，駕駛員也不容易感到疲勞。此外，鉸銷位于偏前的位置，便于傳動(dòng)系的布置。因此，當(dāng)鉸銷位置按上述方式布置有困難時(shí)，常會(huì)采用該種方式。在對(duì)鉸鏈點(diǎn)位置進(jìn)行考慮時(shí)，為了使鉸銷上的受力情況得到提高，鉸鏈軸應(yīng)分為上下鉸鏈軸，在對(duì)間隙不造成影響的情況下，使兩個(gè)鉸鏈軸之間的垂直距離最大化。一般情況下，在裝載機(jī)縱向平面對(duì)稱平面上的是傳動(dòng)軸，與等高線形成的角度被最小化，使驅(qū)動(dòng)接頭時(shí)的穩(wěn)定速度得到保障。如果布局復(fù)雜，可以對(duì)中間傳動(dòng)軸和附加支架進(jìn)行添加。3）橋荷分配鉸接式裝載機(jī)空載時(shí)：裝載機(jī)自重的35%～56%為前橋負(fù)荷，平均為47%。裝載機(jī)自身重量的44-65%為后輪軸負(fù)載，平均為53%。滿載時(shí)的鉸接式裝載機(jī)的前軸負(fù)載可以達(dá)到70～82%。3.3后車架校核由于車架這種空間箱體結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，同樣復(fù)雜的還有載荷。目前還沒有一個(gè)完整而簡(jiǎn)單的方法來計(jì)算這個(gè)車架，只是可以測(cè)試局部截面的強(qiáng)度，當(dāng)前對(duì)其強(qiáng)度和剛度的計(jì)算或驗(yàn)證方法使用的是元素法，分析車架在兩種典型工作條件下的受力，驗(yàn)證了兩種工作條件下連接銷軸的強(qiáng)度。對(duì)于車架，最典型的受力最大的工況是：最大推力條件、最大斷裂條件、入口和卸載的組合開挖條件行駛緊急剎車工況。這里分別分析了前兩種工況的受力。（1）最大插入力工況車架受力分析假定前車架和后車架在同一縱軸上沒有彎曲，插入力是對(duì)稱載荷，這時(shí)車架的前載荷和后載荷僅通過車架鉸點(diǎn)位置對(duì)作用力進(jìn)行傳遞，而轉(zhuǎn)向液壓缸沒有負(fù)載。并且對(duì)下鉸點(diǎn)支承鉸銷的軸向力進(jìn)行假設(shè)。圖3.2輪式裝載機(jī)車架結(jié)構(gòu)圖以后車為獨(dú)立體，如圖所示為作用外力。將如下方程寫出來，就可以對(duì)二鉸銷的受力情況進(jìn)行計(jì)算。圖3.3最大插入力工況下的鉸銷受力