重型自卸汽车货箱和举升装置设计（全套含CAD图纸）
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s ve it it is It of is In “is is is to Its to An is a in to is to in A of is its a s is by B. of of R&D is of or of R&D is a of is of T to a be so be as In to a be to is of to it to of to in at is a of it of of is of is to to to in do a to to s a of of of to a of if be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is is in of as be is a be to to if to be to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on 英文文献 翻译 学 生 姓 名： 学 院： 专业及班级 ： 学 号： 指导教师： 2011年 4月 25 日 机械工程英语 第 1课现代制造工程 也许你从来没有想过这个问题之前，但它是你周围的一切。它影响着你生活的一部分。是什么呢？在这种情况下， “它 ”是制造业。其实 “制造 ”是不是你周围的一切。而是人为制造的产品。现在看看你周围。名称有些事情你看到这些制造。椅子，笔记本电脑，蓝色牛仔裤，书籍，地板砖，黑板，灯泡，铅笔，眼镜，近周围的一切你是制造。 制造业是香港的重要的社会。这对于我们的经济。一个经济体是生产和销售的产品和服务体系。许多人工作在制造业。他们帮助生产的产品。他们用这些钱购买 他们赚的产品。人们购买的产品越多，越产品的生产。这让更多的人来工作。 制造业也是重要的另一种方式的经济。甲片的材料后，更是值得它被改变成一个有用的产品。这就是附加值。价值是增 加了生产过程。 二现代制造 一个制造业的资源需要三个基本类型：物质资源，人力资源，资本资源。 工业的七个关键要素是组织生产步骤：研究，开发，生产模具，生产计划与控制，质量控制，人事管理，制造，营销。 研发新产品，工艺或材料，旧技术的改进计划。 R D 是这么大，工业世界的重要组成部分，需要与不同的人才很多人。 生产工具是工业元素与这些工具有关。在 器和设备需要做出的产品。 生产计划与控制最重要的部分是路由，调度，调度，并规划布局。机械及设备，必须使生产安 排，可以进行顺利，没有浪费时间和精力。 质量控制可以被定义为那些活动，防止缺陷的文章。在尝试这种方式管理，以确保产品将可以接受的买家。 营销是让那些谁使他们对那些谁使用它们，有助于提供各种货物的权利给我们，在正确的方式和数额，时间及价格，产品的过程。 第 2课机械工程设计 机械工程设计是工程的主要部分，它涉 及的概念，设计，开发，改进和应用机器及各种机械设备。对于许多学生，机械工程设计是他们的第一个专业的工程课程之一。专业工程关注的是获得解决实际问题，工程师们能够设计出更好的解决实际问题。在机械工程设计中的大多数问题没有唯一正确的答案。因此，现代机械工程师能够产生显着更好的解决方案，以满足今天的需要。工程师必须使用现有的最佳科学信息的理解以及经验，良好的判断力。当考虑一个完整的机器，工程师都认为，要求和约束是相互关联的各个组成部分。现代工程师已越来越多地安全，生态，更广泛的考虑和整体有关 “生活质量 ”。 好的设 计需要尝试新的想法并愿意采取了一定的风险，因为他们知道如果新的观点并不工作中存在的方法可以恢复。因此，设计者必须要有耐心，因为没有时间和扩大的努力取得成功的保证。创建一个全新的设计，通常需要许多旧的和行之有效的方法，将重点放在一边。这并不容易，因为许多人抱着熟悉的想法，技巧和态度。设计工程师必须不断寻找方法来改进现有产品，必须决定哪些旧的，成熟的概念，应使用什么新的，未经试验的想法应该被纳入。 新的设计通常有 “错误 ”或之前，必须制定新设计出来的优良特性，可享有不可预见的问题。因此，有一个优越的产品的机会， 但只有在较高的风险。应该强调的是，如果设计不保证激进的新方法，这种方法不能申请的改变而而已。 在设计的开始阶段，创意应该允许繁荣没有大量的约束。尽管许多不切实际的想法可能发生时，通常很容易消除在设计的早期阶段，他们之前是由公司生产所需的细节。通过这种方式，创新的思想不是抑制。很多时候，一个以上的设计，开发，到那里他们可以相互比较点。这是完全可能的是，最终设计将接受使用心得在被拒绝的设计，没有太多的整体表现为一个现有的承诺。 另一项重要的一点，应该承认的是，设计工程师必须能够与其他人交流意见，如果他们要纳 入。传达给其他人设计的最后，在设计过程中的重要一步。毫无疑问，许多伟大的设计，发明和创新工程已失去了人类仅仅是因为创始人是无法或不愿解释他们的成就给其他人。演讲是一个销售的工作。这位工程师，当提出一个新的解决方案，行政，管理或监督人，正试图出售或向他们证明这个解决方案是一个更好的。除非这是可以做到成功，获得的时间和精力花在解决方案已经在很大程度上浪费了。 河南科技大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 院系： 车辆与动力工程学院 2013 年 4 月 15 日 课题名称 重型 自卸 汽车设计（货箱和举升装置设计） 学生姓名 傅改 专业班级 车辆 093 课题类型 工程设计 指导教师 曹艳玲 薛运起 职 称 副 教授 高工 课题来源 结合生产 1. 设计（或研究）的依据与意义 我国自卸汽车生产始于 20 世纪 60 年代初，经过 40 多年的发展，尤其是在 20 世纪80 年代以后通过技贸结合与合作生产方式，从国外引进若干 先进的自卸汽车制造技术，并在此基础上形成以若干大型汽车制造厂为主体的机械传动式自卸汽车生产企业集团。公路用自卸汽车的装载质量从 220t、矿用自卸汽车装载质量从 20154t 以下基本形成完整的专用汽车系列，为我国自卸汽车的腾飞打下了坚实的基础。当然，除普通自卸汽车以外，专用自卸汽车的生产也得到了一定的发展，尤其是新世纪以来，随着我国社会经济和交通环境的改善，各行业对专用汽车尤其是工程系列专用汽车的需求越来越大。专用汽车将跟更加注重行业化、专用化、系列化。 重型自卸车 翻转车厢是靠专用举升机构来实现的，目前 在大 吨位的自卸汽车上 ， 广泛采用液压举 升 机构 ， 发动机动力驱动液压举升机构 (变速器 取力器 液压泵 分配器一举升油缸 )，将车厢举升到一定角度卸货，并依靠车厢自重使其复位的专用汽车。后方倾卸采用双缸直推式液压举升机构。 液压举 升 机构主要由举 升 油缸、操纵阀、举倾控制阀、限位阀及举倾油泵等总成组成。 举倾机构的举倾是依靠举倾油缸的升降来完成的。举倾油缸的工作由操纵阀控制 ， 而操纵阀由驾驶员操纵 ， 为限制货箱的最大倾角 ， 并使货箱能根据需要稳定在某一倾斜的位置上 ， 在液压系统中设有限位阀。在有些带有液力转向助力装置的自卸汽 车上 ， 因为举倾机构上只是停车情况下使用 ， 所以还利用其转向油泵与举倾油泵共同为举倾机构的液压系统泵油 ， 以获得更多的工作油流。举倾时 ， 切断转向油泵与转向加力器之间的通路 ， 使转向油泵输出的油液经加力阀也用于举倾油缸 。 重型自卸车的设计当中，液压举升机构和货厢的设计一直处于重要地位。这是因为它直接关系着自卸车使用性能和整体布置， 其设计方案的优劣将直接影响着汽车的多个主要性能指标，对提高重型自卸车的设计质量和效率具有重要意义 。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 世界各国专用汽车在汽车工业中都占有举足轻重的地位 。从保有量来看，各国专用汽车的保有量在逐年增加，国际上各发达国家，其专用汽车的保有量约占专用汽车的研制、生产和应用不仅在实现门到门的专业化运输和作业方面受到社会的广泛重视和欢迎，而且更直接的在大幅度地提高运输效率、降低运输成本、扩大汽车的应用领域等方面都发挥着极重要的作用。 在自卸车的发展上，美国等发达国家有着明显的领先优势，早在上世纪 30 年代，他们便着手了自卸车的研究，比我国整整领先了 30 多年。在品质上他们具有高技术、高质量、品种多等特点，就品种而言，美国就有 5000 多个，而我国却只有 400 多个。在车硬件 方面，他们甚至将网络带到了车上，比如车载电脑和 航系统。而我国自卸车的生产基本还停留在仿制阶段，开发设计雷同的现象十分普遍，而且存在着厂商唯利是图，对市场某段时间需求大的类型车辆，便蜂窝似采购不同车型底盘生产，甚至一些小的改装厂在暗地里私自进行拼装车辆销售，这些质量、性能良莠不齐的自卸车进入市场不仅使买家蒙受着各方面的损失，同时也使那些正规厂商承担着巨大损失，更严重打击了他们开发新技术，提高质量的积极性，让国内自卸车的开发研究处于了停滞不前的状态。如此同时，我国的经济的快速发展，交通运输、城市基建和农 业机械化的猛速发展，市场对各种工程自卸车的需求量在日益增长，用户对各类自卸车的功能质量也在不断提高。在这种市场背景下，各类自卸车品种的更新换代速度必须提高才能跟上行业的发展步伐，才能使各行业获得更多的利润，才能推动国家的前进。 纵观国内经济发展藉求和世界工业发达国家专用汽车发展趋势，我国专用汽车的发展程度还远不能满足国民经济发展需要。因此，不断开发新产品，增加产量和品种，提高产品品质是摆在专用汽车厂家面前的一项紧迫而艰巨的任务。 3. 课题设计（或研究）的内容 参考 成所要 求条件的重型自卸车自卸机构及货箱设计，总工作量不少于 3 张零号图纸，编写设计说明书，内容不少于 12000 字，说明书要求计算机打印。至少要完成 1 张 1 号图面的机绘图，保证有 30 学时的计算机上机工作量。阅读不少于 15 篇的参考文献；编写不少于 400 字符的中文摘要，并翻译成外文；要有 1万字符的外文翻译资料。 4. 设计（或研究）方法 （ 1）调研，搜集、分析资料，确立并论证方案； （ 2）类比法，参照同类车型，初选设计基本参数； （ 3）实物参观，测量； （ 4）进行 自卸机构及货箱设计 的方案分析论证，并完成 取力器、液压系统、自卸机 构的 设计计算； （ 5）计算，校核设计零件，使设计满足使用要求； （ 6）计算主要零部件图纸设计。 5. 实施计划 第 56 周： 调研、收集、分析资料，明确具体任务，制定方案，撰写开题报告。 第 78 周： 完成自卸机构及货箱计算、布置草图。 第 912 周： 完成自卸机构及货箱总图及零、部件图设计。 第 1314 周： 编写设计说明书和翻译。星期五最后交卷。 第 15 周： 审核、互审评阅。 第 16 周： 答辩，评定成绩。 指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日 研究所（教研室）意见 教研室主任签字： 年 月 日 车辆与动力工程学院设计说明书 重型自卸车货箱与举升装 置设计 摘要 自卸汽车是利用发动机动力驱动液压举升机构，将货箱倾斜一定角度从 而达到自动卸货的目的，并依靠货箱自重使其复位的。自卸机构负责货物的 举升倾卸，卸货时驾驶员操纵液压阀的控制手柄，动力由发动机输出经变速 器再到取力器，取力器驱动液压泵给液压缸提供动力，液压缸推动货箱实现 货物的倾卸。液压举升机构是自卸汽车的重要工作系统之一，其结构形式、 性能好坏直接影响自卸汽车的使用性能和安全性能。 本次毕业设计的主要内容集中于自卸汽车液压缸及液 压系统的设计，介 绍了液压设计的前期准备工作：设计的依据、设计的一般原则和设计步骤。 通过 对自卸汽车举升机 构几种方案的比较 ,确定 该车的举升机构的方 案 , 并对该方案进行了力学分析计算和液压系统设计。设计采用直推式举升机构 , 具有结构简单 ,行程长 ,兼具经济性的特 点。然后对液压缸的 刚度、强度、系 统压力、升降时间进行了验算和校核，最终确定了该方案的合理性和安全性。 另外，本说明书对取力器和货箱也进行了设计和计算。 关键词： 自卸汽车，液压系统，举升机构，取力器 i 辆与动力工程 学院设计说明书 E F he pr e to is of ar e to be of by of fr om to to to to to or is of s k al or tr s or or of on of tr of pr k,ed of m ,we f or we of to to e ,of tr s we up f we we of s: pr pr 辆与动力工程学院设计说明书 if m,f v 车辆与动力工程学院设计说明书 目 录 第一章 前言 . . 1 第二章 总体方案分析及确定 3 卸汽车的分类 . 设计内容分析 车厢设计 . . 4 5 厢结构设计 车厢选择材料 . 5 6 升机构分析 . . 6 压系统的组成部分及作用 自卸汽车举升机构现存方案及其优缺点 . 6 7 第三章 液压举升系统的设计 . . 10 升机构设计中应考虑的问题 . 10 行现象 10 厢在最大举升位置时，车厢后地板离地面 的高度。 . . 11 压缸设计时应注意如下问题。 举升参数的确定 . 液压缸举升参数的计算 . 基本参数和计算方法的选择 . 举升油缸直径的计 算 . 液压性能参数计算 . . 液压缸基本参数的校核 . 第四章 液压系统主要元件的设计计算和选择 . 统工作压力 . 压油缸 . 升油缸的技术参数 . 行程油缸充油量 V. 1 12 12 12 13 18 19 19 22 22 22 22 23 车辆与动力工程学院设计说明书 升时间 . 动力元件 . 阀类元件的确定 . 24 择范类元件应注意的问题 . 24 类元件的选择 . 管路的选择 . 26 第五章 取力器的设计计算 . 27 力装置概述 . 取力装置的设计计算 . 已知条件 . 27 齿轮的参数选择和强度计算 . 28 总 结 . 31 致 谢 .考文献 . 33 辆与动力工程学院设计说明书 第一章 前言 本设 计是专 用汽车 重型自 卸车自卸 机构及货 箱的有 关设计。 参考 型自卸车，完成所要求条件的机构设计。 重型自卸车翻转车厢是靠专用举升机构来实现的 ，目前在大吨位的自卸 汽车上，广泛采用液压举升机构，发动机动力驱动液压举升机构 (变速器 取力器 液压泵 分配器一举升油缸 )，将车厢举升到一定角度卸货， 并依靠车厢自重使其复位。重型自卸车的设计当中，液压举升机构和货厢的 设计一直处于重要地位，这是因为它直接关系着自卸车使用性能和整体布置， 对提高重型自卸车的设计质量和效率具有重要意义。 近年来，世界各国都大力发展专用汽车生产，致力于专用汽车的研究， 扩大汽车使用范围。自卸汽车的出现实现卸货的机械化，从而提高卸货效率， 减轻劳动强度，节约劳动力 。自卸汽车作为专用汽车中一个分支，陆续出现 了多种多样的型式，其中最常见的是后倾式自卸汽车，在当今社会自卸车中 占绝大部分，其已经具有了一定的规模和体系。国外主要工业发达国家的专 用汽车社会保有量占载货汽车保有量 的比率都在 50%以上（ 50%。随着 国民经济的持续快速增长，我国专用汽车市场亦进入了快速成长时期，截至 2005 年 7 月专用汽车生产企业已有 628 家，国内专 用汽车品种已达到 4900 多个， 2005 年专用汽车产量达 70 万辆，占载货汽车总产量的 40%。 我国自卸汽车经 过 40 多年的发展，形成以若干大型汽车制造厂为主体的 机械传动式自卸汽车生产企业集团。公路用自卸 汽车的装载质量从 220t、 矿用自卸汽车装载质量从 20154t 以下基本形成完整的专用汽车系列，为我 国自卸汽车的腾飞打下了坚实的基础。当然，除普通自卸汽车以外，专用自 卸汽车的生产也得到了一定的发展，尤其是新世纪以来，随着我国社会经济 和交通环境的改善，各行业对专用汽车尤其是工程系列专用汽车的需求越来 越大。专用汽车将跟更加注重行业化、专用化、系列化。 纵观国内经济和世界工业发达国家专用汽车发展趋势 ，我国专用汽车的 发展程度还远不能满足国民经济发展需要。因此，不断开发新产品，增加产 1 车辆与动力工程学院设计说明书 量和品种，提高产品品质是摆在专用汽车厂家面前的一项紧迫而艰巨的任务。 2 车辆与动力工程学院设计说明书 第二章 总体方案分析及确定 卸汽车的分类 自卸汽车的分类较多，一般按下述方法分类： 1） 按用途分类：公路运输的普通自卸车；非公路运输的重型自卸车； 专用自卸汽车。 公路运输的普通自卸车即轻、中、重型 （装 载质量在 2 20t）的普通 自卸车 ，主要承担沙石、泥土、煤炭等松散货物运输，通常是与装载机配套 使用。 非公路运输的重型（装载质量在 20t 以上）的自卸汽车，即矿用自卸车。 矿用自卸汽车是在矿山或大型工地使用的大吨位的自卸车；主要承担大型矿 山、水利工地等运输任务，通常是与挖掘机配套使用。它的长、宽、高以及 轴荷等不受公路法规的限制，但它只能在矿山、工地上使用。 专用自卸汽车是指具有专用车厢，以满足所装运货物的特性或特殊要求 的自卸汽车；而一般用途的自卸汽车均为普通自卸车。某些自卸汽车是针对 专门用途设计的，故称专用自卸车，如摆臂式自动装 卸车、自装卸垃圾汽车 等。 2） 按装载质量级别分类：轻型自卸车；中型自卸车；重型自卸车。 按我国规定，最大总质量 上， 6t 及 6t 以下的为轻型自卸汽车； 最大总质量 6t 以上， 14t 及 14t 以下的为中型自卸汽车；最大总质量大于 14t 的为重型自卸汽车。 3） 按传动类型分类：机械传动；液力机械传动；电传动。 中型以下自卸汽车多为机械传动，重型汽车为了改善其使用性能往往采 用液力机械传动，而矿用超重型自卸汽车往往采用电力传动。 4） 按卸货方式分类：后倾式；侧倾式；三面倾卸 式；底卸式；货箱升 高后倾式等。 后倾式自卸车的车厢向后翻倾卸货。这类自卸汽车应用广泛。 侧倾式自卸汽车的车厢向左或向右翻倾卸货。这种自卸汽车适用于道路 狭窄、卸货方向交换困难的地方。其结构较后倾式自卸汽车复杂，造价高， 3 车辆与动力工程学院设计说明书 运载量少，生产效率低，使用较少。也有单侧倾斜的自卸汽车，其车厢只能 向某一侧翻倾。这种自卸汽车驶入货场的方向和卸货的位置均受到限制，因 此很少采用。 三面倾卸式自卸汽车的车厢可以向左右两侧和向后三个方向翻倾卸货。 这种自卸汽车虽有三个方向卸货的优点 ，但其结构较后倾式自卸汽车更复杂， 整备质量增大，装载质量减少，造价高，汽车运输发达国家使用量逐渐减少。 底卸式用于少数特殊场合。 货箱升高后倾式适用于货物堆集、变换货位和往高处卸货的场合。 5） 按倾卸机构分类：直推式自卸车；杠杆举升式自卸车。 直推式又可细分为单缸式、双缸式、多级式等。杠杆式又可细分为杠杆 前置式、杠杆后置式、杠杆中置式等。 6） 按车厢结构分类：按栏板结构分一面开启式、三面开启式、与无后 栏板式 (簸箕式 )；按底板横断面形状分矩形式、船底式、弧底式。 设计内容分析 1、自卸车的车厢，因为是三侧倾式的，所以设计的车厢要能达到三侧翻 的目的，选择的材料要满足强度的需要，车厢的容积要符合我们载重量的要 求； 2、举升机构，举升机构的设计要根据空间的大小、倾卸的方向和要达到 的倾卸角度来设计，充分考虑到结构约束、机构传动性约束和油压特性约束； 3、铰接机构，铰接机构在运输和倾卸过程中要保证安全，在行驶过程中 不能意外打开，在倾卸过程中不能发生干涉，设计过程中要保证足够的强度， 满足倾卸的要求； 4、液压系统，液压系统要保证为车厢侧翻提供足够的举升力，并且力不 能过大，不 能对车厢底部造成破坏。液压系统的动力来源可以选用取力器。 取力器的取力来源有很多种，常见的是变速箱取力，还有发动机取力、离合 器取力、传动轴取力等，根据需要在合适的位置取力。液压系统还要有液压 泵、液压阀、油箱和液压油缸等。液压缸的选择我们可以通过最大举升力和 油缸行程来选取，在选取过程中还要考虑到空间结构的影响，油缸活塞头有 球头式和锁销式两种。当选择球头式的时候我们还要设计球头座，确定球头 4 车辆与动力工程学院设计说明书 的安装位置。当选择锁销式活塞头的时候，我们要设计铰接座和选择销轴。 在设 计液压油缸铰支座时，要在副车架上装有横梁。然后将其安装到横梁上 去。具体位置在设计过程中决定； 5、附属装置，当需要时还要有一些附属的装置。例如，需要高强度的部 分要安装加强筋或者加强板。 厢设计 厢结构设计 车厢是用于装载和倾卸货物。本设计采用后倾式货箱。图 2典型的 底板横剖面呈矩形式后倾式结构。为避免转载时物料下落破坏驾驶室顶盖， 通常前拦板加做向上延伸的防护拦板。车厢底板固定在车厢底架之上。车厢 的侧拦板、前后栏板外侧面通常布置有加强筋。 后倾式 车厢广泛用于轻、中和重型自卸汽车。它的左右侧栏板固定，后 栏板左右两端上部与侧拦板铰接，后栏板借此即可开启或关闭； 图 2 厢结构 图 5 车辆与动力工程学院设计说明书 1 车厢总 成； 2 后拦板 ； 3、 4 铰链 座； 5 车厢铰 支座 ； 6 侧拦 板； 7 防护 栏板 ； 8 底板 倾卸矿石举升机构的结构型式分为两大类：直推式和连杆组合式，它们 均采用液体压力作为举升动力。 车厢选择材料 车厢材料的选择比较重要，既要满足刚度、强度方面的要求又要节省材 料，降低制造 成本。 车厢底板主要受到货物重力的作用，还有在装卸时的惯性冲击作用；车 厢侧板主要是运输货物过程中货物对板的作用力比较大，相对受到力的作用 要稍小于车厢底板；车厢后板的受力情况和侧板相似，但还要考虑安全防护 作用。 综合以上因素考虑：车厢底板选热轧钢板（ T 709 1988 厚度 车厢侧板和后板选热轧钢板（ 709 1988）厚度 厢的前板选 热轧钢板（ 709 1988）厚度 车厢立柱的作用是固定侧板和后板使车厢成为一个厢式结构。车厢立 柱 选热轧扁钢（ 988）：宽度为 80度为 63 车厢底架主要承受来自货物以及厢板的重力和惯性力作用，为了避免拖 带泥土 及其它 货物再 加上外 观美观 问题 ，皆选 择结构 用矩形 冷弯空 心型钢 （ T 67282002） 升机构分析 压系统的组成部分及作用 由若干液压元件和管路组成以完成一定动作的整体称液压系统。如果液 压系统中含有伺服控制元件（如伺服阀和伺服变量泵）则称液压伺服（控制） 系统。如果不使用或明确说明使用了 伺服控制元件，则称液压传动系统。液 压系统功能不一、形式各异，无论是简单的液压千斤顶，还是其他的复杂的 液压系统，都包括如下部分（见图 2 6 车辆与动力工程学院设计说明书 （ 1） 图 2力元件 液压 系统的 能量转 换及 构成元 件示 意图 动力元件又称液压泵，其作用是利用密封的容积变化，将原动机 (如内燃 机，电动机 )的输入机械能转变为工作液体的压力能（即液压能），是液压系 统的能源 ( 动力 ) 装置。 （ 2） 执行元件 将液压能转换为机械能的装置称为执行元件。它是 与液压泵作用相反的 能量转换装置，是液压缸和液压马达的总称。前者是将液压能转成往复直线 运动的执行元件，它输出力和速度 ;后者是将液压能转换成连续旋转运动的执 行元件，它输出扭矩和转速。摆动液压马达（习惯称摆动液压缸）不可连续 回转，只能往复摆动（摆动角小于 360）。 （ 3） 控制元件 液压系统中控制液体压力、流量和流动方向的元件，总称为控制元件， 通常称为液压控制阀，简称液压阀，控制阀或阀。 （ 4） 辅助元件 辅助元件包括油箱、管道、管接头、滤油器、蓄能器、加热器、冷却器 等。它们虽然称为辅助元件 ，但在液压系统中是必不可少的。它们的功能是 多方面的，各不相同。 （ 5） 工作介质 液压系统中工作介质为液体，通常是液压油，它是能量的载体，也是液 压传动系统最本质的组成部分。 自卸汽车举升机构现存方案及其优缺点 自卸汽车对举升机构的设计要求如下： （ 1）利用举升机构实现车厢的翻转，其安装空间不能超过车厢底部与主 车架间的空间； 7 车辆与动力工程学院设计说明书 （ 2）结构要紧凑，可靠，具有很好的动力传递性能； （ 3）完成倾卸后，要能够复位； （ 4）在最大举升角时，车厢后板下 垂最低点与地面保持一定斜货高度， 约 300 到 400 毫米。 根据举升液压缸与车厢的连接形式的不同，分为直推式举升机构和连杆 式举升机构两大类： 1）、油缸直推式 直推式举升机构的举升液压缸直接作用在车厢底架上，这种机构结构简 单紧凑、举升效率高、工艺简单、成本较低。采用单缸时，容易实现三面倾 斜。另外，若油缸垂直下置时，油缸的推力可以作为车厢的举升力，因而所 需的油缸功率较小。但是采用单缸时机构横向强度差，而且油缸的推程较大； 采用多节伸缩时密封性也稍差。 2）、俯冲式 俯冲式杆系倾卸结构简单，造价低 ，横向刚度好，举升转动圆滑平顺。 但油缸必须增大容量。 综上，直推式和杆系倾卸式具有的共同特点是均采用液压作为举升动力。 不同的是直推式是利用油缸直接举升车厢实现起倾卸，油缸推动力直接作用 在车厢上，不需要杆系作用；而杆系倾卸式的倾卸机构由连杆、三角架或推 杆等组成。不同的倾卸机构的布置和组成也不相同，但他们都具有举升平顺， 举升刚度好，使油缸行程成倍增大，可采用结构简单、密封性好、易于加工 的单缸，布置灵活多样等优点。 直推式与杆系组合式两大类倾卸机构各项性能比较详见表 2 1。 表 2 1 直推式 与 杆 系倾卸 式的 比较 项目 结 构布置 系 统质量 建 造高度 油 缸加工 工艺性 油 压特性 直推式 简便 ,易 于布置 较 小 较 低 多级 缸，加 工精 度高， 工艺 性 差 较 差 杆系倾 卸式 比 较复 杂 较大 较高 单 级缸， 制造简 便， 工艺性 好 较好 8 车辆与动力工程学院设计说明书 系统密 封性 工 作寿命 制 造成本 系 统倾卸 稳定性 系统 耐冲 击性 密封 环节多 ，易 渗漏， 密封 性 差 磨损 大，易 损坏 ，工作 寿命 较 短 较 高 较 差 较 好 密 封环节 少，不易 渗漏，密封 性 好 不易损 坏，工 作寿 命较长 较低 较好 较差 结合本设计，重型自卸汽车要求整车及其部件结构简单，有足够的动力 储备以备在恶劣环境中使用。另外，直推式举升机构布置起来较为简单，结 构紧凑，举升效率高，技术比较成熟。鉴于工作行程较长，所以该设计选用 直推式多级伸缩式套筒油缸。 9 车辆与动力工程学院设计说明书 第三章 液压举升系统的设计 液压系统图： 利用液压缸实现车厢的举升、中停、下降三过程液压系统图如下各图所 示，分配阀从右向左依次 控制举升、中停、下降过程： 1 7 单向 阀 液压 缸 2 节 流阀 3 分配 阀 4 油箱 5 溢流 阀 6 液 压泵 8 过 滤器 图 3 升时自 卸汽 车举升 机构 液压系 统图 升机构设计中应考虑的问题 行现象 液压系统中，当液压油缸或液压马达的运动部分在低速运行时，有时会 产生时断时续或时快时慢的运动状态，这种运动状态和动物的爬行状态相似， 因此我们称这种现象为爬行现象。 擦 力有关，主要原因有： 1)工作介质中混入空气是爬行现象的根本原因。对于理想液体，弹性模 量无穷大，活塞启动的滞后时间、爬行停顿时间和多级油缸间停顿时间均为 10 车辆与动力工程学院设计说明书 零，不发生爬行现象；当油液中混入空气时，油液的弹性模量急剧变小，发 生爬行现象。 2)举升机构的动静摩擦力差是爬行现象的主要诱因。举升机构的动静摩 擦力差越大，爬行停顿时间越长。 3)油泵流量越小，活塞启动的滞后时间越长，越容易发生爬行现象。 4)活塞面积越小，越容易发生爬行现象。活塞直径越小，活塞启动的滞 后 时间越长，爬行停顿时间越长。 5)油缸油路容积越大，活塞启动的滞后时间和多级油缸间停顿时间越长， 越容易发生爬行现象。 1）防止油液中混入空气，防止气穴现象 及时给油箱加油，保持必要 的油面高度，及时清洗滤清器。 2）举升机构各摩擦副应有较小的摩擦阻力，因为动静摩擦力差是爬行现 象的主要诱因。 尽量保持较高的同轴度。如车厢和车架 的两个铰接点 等。 3）油泵流量不宜过小，油缸油路容积尽可能小，油缸直径尽量选大值。 车厢在最大举升位置时，车厢后地板离地面的高度。 举升时车厢后门距离地面的高度过低，将会使货物不能完全倾卸，车厢 停留在一个非最高举升位置，对液压系统产生不良影响。一般该高度要大于 300400 毫米。后门开启机构应在举升到一定角度时开启，一般为 4 6。 压缸设计时应注意如下问题。 1) 保证液压缸的输出力推力、拉力 (或转矩 )、 行程和往返运动速度满足 要求。液压缸的工作压力（输出力的折算值）以液压泵的额定工作压力的 70% 为宜。 11 车辆与动力工程学院设计说明书 2) 3) 保证液压缸的每个零件有足够的强度、刚度和耐用性（寿命）。 在保证上述两个条件的前提下，尽量减小液压缸的外形尺寸和重 (质 ) 量。一般说来，在外负载一定的条件下，提高液压缸的额定工作压力可减小 液压缸的外形尺寸。 4) 在保证液压缸性能的前提下，尽量减少零件数量，简化结构。 5) 尽量避免液压缸承受横（侧）向负载和偏心负载，活塞杆工作时最好 受拉力，以免产生纵向弯曲而引发稳定问题。 6) 液压缸的安装形式、活塞杆头部与外负载的连接形式要合理，尽量减 小活塞杆伸出后的有效安装长度，避免产生“憋劲”现象，增加液压缸的稳 定性。 7) 密封部位的设计和密封件的选用要合理，保证性能可靠、泄漏量少、 摩擦力小、寿命长、更换方便。密封部位的设计是保证液压缸性能的重要一 环，对所选用的密封件，应使其压缩量和压缩率在合理范围内。 8) 根据液压 缸的工作条件和 具体情况设置 适当的排气、缓 冲和防尘措 施。在工作条件恶劣的情况下应考虑活塞杆的防护措施。 9) 各种零件的结构形式和尺寸设计，应尽量采用标准形式和规范系列尺 寸，尽量选用标准件。 10) 液压缸应做到成本低、制造容易、维修方便。 升参数的确定 参考同类车液压油缸的选用，初选额定油压为 25油缸，考虑到液 压油在油管中的压力损失，实际有效压力为 21压缸初始安装角度为 90。车厢两铰接点间的距离为 1000压缸支点和车厢后交接点的距离 为 5325 压缸举升参数的计算 本参数和计算方法的选择 估算货箱 2083箱长度为 5800着货箱举升角不断增大，举 升质心位置 c 到后支撑铰接点 o 的水平位置 断减少，举升阻力矩 12 车辆与动力工程学院设计说明书 随之减小，故通常以每节伸缩油缸将要深处时的工况进行受力分析，将其结 果作为举升机构的设计依据。 举升油缸直径的计算 首先确定伸缩油缸的单节伸缩工作行程 L，通常各节工作行程相等。作 液压缸的受力简图如下： 图 3 压缸 的受力 简图 则： 2 2 2 3- 1) 5343 5370 0 (3537456 5343 2 5370 2534353706 缸总行程为 L 281 313 2 车辆与动力工程学院设计说明书 初选 n=4，则： l L 4 取 l 1200 则 L 4800第一节油缸套筒将要伸出时，举升力矩 式中 - 第一节油缸的推力（ N） Z 1 0 ， 0 4 阻力矩 M 0 - 油缸铰接点 A 与车厢后铰接点 O 连线与水平方向的夹角 W X (3- 4) 1 43083 2180 920425212 N 式中， - - 第一节油缸套筒将要伸出时 W 作用点的 x 坐标值 M - 阻力矩（ N 考虑到举升机构初始阶段各铰接支点静摩擦力矩较大（阻力矩较大），为 了使液压系 统工作平稳，避免发生过大冲击，通常取 1 3 4, n 1 2; 取 1 工作液压力 P=则： M M 1 3221488242 N P P 5343 21 表 3液压缸 的公称 压力 系列 （ 7938 1987） /压缸 直径系 列 ( 2348 1993)/ 4、 10、 16、 25、 、 10、 12、 16、 20、 25、 32、 40、 50、 63、 80、 100、 110 、 125、 160、 200、 250、 320、 400、 500 14 - N 2 d 由 M F ， F P （ d - 第一节伸缩油缸 的有效直 4 F 4 M 径）得， d (3- 5) 4 3221488242 191.4 辆与动力工程学院设计说明书 活塞杆 直径系 列 （ 2348 1993） / 塞行程 系列 （ 2349 1980） /、 5、 6、 8、 10、 12、 14、 16、 18、 20、 22、 25、 28、 32、 36、 40、 45、 50、 56、 63、 70、 80、 90、 100、 110、 125、 140、 160、 180、 200、 220、 250、 280、 320、 360 第 一系列 ： 25、 50、 80、 100、 125、 160、 200、 第二 系列 ： 40、 63、 90、 11、 140、 180、 220、 550 第三系 列： 240、 260、 300 所以选取第一节缸筒直径 200 2）当第二节油缸套筒将要伸出时， B 点移动到 B 点， B 点为第二节油缸 套筒将要伸出时时的上铰支点。 则： l (3281 1200 1481，根据余弦定理有 2 5342 1481 B 5370 180 (3- 9) 180举升质心 C 点的 x 轴坐标 X 0 ) ( 3- 10) 2180 2050厢后铰支点 O 至 距离：
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