全液压轮式装载机液压系统的设计—直动式溢流阀的设计（全套含CAD图纸）
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毕业论文题目：5全液压轮式装载机液压系统的设计3m直动式溢流阀的设计学院：专业：班级：学号：姓名：指导教师：完成时间：第I页5全液压轮式装载机液压系统的设计3m直动式溢流阀的设计摘要目前国内外的装载机广泛采用液压技术，可使整个装载机的技术经济指标得到提高。装载机主要用于装卸运作业。本设计的主要内容包括：工作装置液压系统、转向机构液压系统和行走机构液压系统的设计计算；标准液压元件的选择计算；液压系统的验算；非标件直动式溢流阀和动臂液压缸的设计计算。行走机构采用脚踏式操纵，先导控制的液控调速方式，使调速换向更为方便；工作装置采用先导控制，使系统操作更加简便；转向机构采用方向盘转向，运用人机学，使驾驶室的布置更为合理，便于操纵。整个系统安全可靠、结构紧凑和维修方便。关键词：装载机，液压系统，液压缸，直动式溢流阀第II页AbstractRecently,theloaderusesthehydraulictechnologywidelytomakethetargetofitstechnologicaleconomyimproved.Theloaderisusedtodoloadingandunloadingoperation.Thisdesignincludesthefollowingaspects:thecalculationofthedesignofthehydraulicsystemofequipment,steeringgear,andrunninggear;thecalculationofthedesignofnonstandarddirect-actingoverflowvalveandthemovingarmedhydrauliccylinder.Therunninggearusespedalcontrolandthemethodofpilotedpilot-operatedspeedgoverningtomakethespeedgoverningandreversinggeardonemucheasier.Theequipmentusestheindirectcontroltomakesystemoperationmucheasier.Thesteeringgearusesthechangingdirectionofsteeringwheelandergonomicstomakethearrangementofthecabmoresuitableandeasiertocontrol.Thewholesystemismoresafeandreliable,thestructureofwhichistighterknit,anditisconvenienttomaintain.Keywords:loader,hydraulicsystem,hydrauliccylinder,direct-actingoverflowvalve第III页目录摘要.IAbstract.II前言.1第一章全液压轮式装载机液压系统的工作原理.21.1设计依据.21.1.1全液压轮式装载机液压系统的主要特点.21.1.2设计参数.21.2全液压轮式装载机液压系统的工作原理.31.2.1行走机构液压系统.31.2.2工作装置液压系统.61.2.3转向机构液压系统.8第二章液压系统主要参数的确定.102.1行走机构液压系统若干问题.102.1.1液压泵参数的确定.102.1.2液压马达的参数.112.2铰接式车架的计算载荷.122.2.1两缸轴线至铰接点中心距离和行程确定.122.2.2转向泵流量.15Q2.2.3最小转弯半径.162.3工作装置液压系统.172.3.1活塞直径和活塞杆直径的确定.172.3.2液压缸流量的计算.192.4原动机功率选择计算.202.4.1运输工况功率.202.4.2插入工况功率.21第三章液压元件的计算和选择.233.1液压泵和液压马达的选择.233.1.1液压泵的选择.233.1.2液压马达的选择.25第IV页3.2控制元件的选择.253.2.1行走机构液压系统控制元件的选择.253.2.2工作装置液压系统控制元件的选择.273.2.3转向机构液压系统控制元件的选择.29第四章液压系统性能验算.314.1液压辅件.314.1.1计算油箱体积.314.1.2计算油管直径，选择管子.314.2验算系统性能.334.2.1验算系统的压力损失.334.2.2温升验算.36第五章非标准液压元件的设计.385.1动臂液压缸的设计.385.1.1液压缸的设计计算.385.1.2液压缸的作用能力、作用时间及储油量的计算.385.1.3液压缸壁厚的计算.405.1.4活塞杆的计算.405.1.5液压缸零件的连接计算.425.2直动式溢流阀的设计.455.2.1设计要求.455.2.2主要结构尺寸的初步确定.455.2.3静态特性计算.475.2.4弹簧的设计计算.48第六章结束语.52参考文献.53致谢.54附录.55第1页前言一、研究或设计的目的和意义装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。该课题结合机械设计专业的教学内容和我省工程机械的应用及发展，对装载机液压系统作较深入的分析研究。根据设计依据及要求，完成装载机液压系统的设计直动式溢流阀的设计，进一步掌握液压系统的设计方法和步骤。通过毕业设计，使我们进一步巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化；使我们获得了从事科研工作的初步训练，培养我们的独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养我们独立获取新知识的能力；培养我们在设计方案、设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等方面的基本工作实践能力；使我们树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。二、研究或设计的国内外现状和发展趋势液压技术式一门先进的技术，特别是计算机技术的发展再次将液压、技术推向前进，发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术。目前国内外的装载机都采用液压技术，可使整个装载机的技术经济指标得到提高，其发展趋势是开发节能、高效、可靠、环保型产品，并研制无泄漏装载机，微电子及机电液一体化技术将获得越来越广泛的应用，安全性及舒适性是产品发展的重要目标，大型化与微型化仍是产品系列化的两极方向，技术进步、人才培养和售后服务将成为企业生存的三大关键内在因素，集团化、社会化与国际化是企业生存与发展的必由之路。三、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路主要设计内容包括：设计5全液压轮式装载机液压系统、直动式溢流阀和动臂3m液压缸的设计、液压系统的设计计算、标准液压组件的选择计算、液压系统的验算、非标准件的设计计算等。需要解决的关键问题是液压系统无极调速回路及液压系统安全保护回路的设计。可以通过综合应用已学的理论知识解决设计中的问题。第2页第一章全液压轮式装载机液压系统的工作原理1.1设计依据1.1.1全液压轮式装载机液压系统的主要特点1、设计用于露天作业的前端式装载机的液压系统，该装载机的工作装置、转向机构和行走机构均采用液压传动。2、行走机构能实现无级调速。3、工作装置、转向机构和行走机构，采用单独驱动。4、工作装置为反转连杆式。5、行走机构为轮胎式。6、采用柴油机为动力。7、安全可靠、机构紧凑、维修方便。1.1.2设计参数1、额定斗容5。3m2、额定载重量10。t3、轴距3.5。4、轮距2.8。5、机重24。t6、工作装置（1）、工作压力1014；MPa（2）、转斗缸最大推力22；铲斗卸载时间36；转斗时间25；转斗缸行tss程520；m（3）、动臂缸最大推力20；动臂提升时间69；动臂下降时间36；动臂t缸行程560。7、转向机构（1）、工作压力1014；MPa（2）、最大转向阻力矩2100；mkg（3）、最大转向角3040；（4）、铰接两车架从最左到最右偏转角所需时间为36。s8、行走机构（1）、工作压力1826；Pa（2）、最大行走速度15；hkm/（3）、工作速度34；（4）、最大牵引力30；t（5）、轮胎滚动半径680；第3页（6）、最大爬坡能力30。1.2全液压轮式装载机液压系统的工作原理轮式装载机液压系统包括行走机构液压系统、工作装置液压系统和转向机构液压系统三个部分，见图1.1。1.2.1行走机构液压系统行走机构液压系统按其作用分为：主回路、补油和热交换回路、调速和换向回路、主泵回零及制动回路、补油回路和压力保护回路。1、主油路由两个独立的闭式回路组成。如图1.2所示，斜轴式轴向柱塞变量泵5高压油口前轮内曲线径向柱塞马达9（后轮内曲线径向柱塞马达10）斜轴式轴向柱塞变量泵5低压油口。图1.2主油路2、补油和热交换回路（1）、补油回路齿轮泵1分流阀21补油阀6斜轴式轴向柱塞变量泵5的低压侧。（2）、热交换回路前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10排出的部分热油梭阀变速阀15（为图示位）背压阀26过滤器59油箱61。12调压阀11前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10的壳体过滤器60油箱61。注意：调压阀22的开启压力调压阀11的开启压力，才能实现正常的热交换。（3）、调速和换向回路a、若脚踏先导阀17上位工作齿轮泵1分流阀21断流阀20（图示位）脚踏先导阀17上位液动阀25下第4页端液动阀25阀芯上移，下位工作。先导泵3液动阀25下位变量液压缸24下腔变量液压缸24活塞杆伸出杠杆机构斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角或斜轴式轴向柱塞变量泵5的流量或。若斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角方向改变，则斜轴式轴向柱塞变量泵5排油方向改变前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10的转向改变实现装载机的前进或后退。b、若脚踏先导阀18上位工作齿轮泵1分流阀21断流阀20脚踏先导阀18上位液动阀25上端液动阀25阀芯下移，上位工作。先导泵3液动阀25上位变量液压缸24上腔变量液压缸24活塞杆缩回杠杆机构斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角或斜轴式轴向柱塞变量泵5的流量或。若斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角方向改变，则斜轴式轴向柱塞变量泵5排油方向改变前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10的转向改变实现装载机的后退或前进。高速档（变速阀15图示位）c、通过变速阀15，可得两档车速低速档（变速阀15左位）当前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10为高速工况（即变速阀15为图示位）连通阀16左移，即是图示位工作前后轮的油路连通；当前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10为高速工况（即变速阀15为左位）连通阀16右移，左位工作前后轮油路不通。（4）、主泵回零及制动回路调速阀27由离心调速器控制，离心调速器与发动机是用带轮连接。a、若外负载F，超过发动机，发动机转速调速阀27出N左移，右位工作（为图示位）；b、液动阀25的控制油交替逆止阀19调速阀27油箱61；c、斜轴式轴向柱塞变量泵5摆角减小直到零位降低泵的输出功率，避免发动机因过载而熄火；（低压控制油作用）离心调速器作用第5页图1.15立方全液压轮式装载机液压系统图第6页停车时，断流阀20左位工作，则连通脚踏先导阀17和脚踏先导阀18随动阀25上下端控制油与油箱61相通随动阀25回到中位伺服变量机构斜轴式轴向柱塞变量泵5缸体摆角回零，为零前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞q马达10制动。（5）、补油回路制动及超速吸空时，低压油补油阀13前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞马达10。（6）、压力保护回路a、主回路高压保护系统的工作压力过载阀7过载阀7开启溢流。系PPb、低压保护调压阀22控制补油压力。c、油马达背压保护前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞马达10排出的部分热油调压阀14背压阀26过滤器60油箱61当系统长时间不工作时，按下换向阀8将斜轴式轴向柱塞变量泵5吸排油口相通前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞马达10不转动装载机不动。1.2.2工作装置液压系统1、转斗液压缸52活塞杆伸出（1）、先导油路将转斗先导阀37的手柄向左按下先导泵3单向阀29转斗先导阀37左上位转斗液压缸多路液动换向阀45左端转斗液压缸多路液动换向阀45左位工作。（2）、主油路进油路：工作泵2单向阀46转斗液压缸多路液动换向阀45左腔转斗液压缸52活塞腔转斗液压缸52活塞杆向外伸出。回油路：转斗液压缸52活塞杆腔油转斗液压缸多路液动换向阀45左腔过滤器55油箱61。2、转斗液压缸52活塞杆缩回（1）、先导油路将转斗先导阀37的手柄向右按下先导泵3单向阀29转斗先导阀37右上位转斗液压缸多路液动换向阀45右端转斗液压缸多路液动换向阀45右位工作。第7页（2）、主油路进油路：工作泵2单向阀46转斗液压缸多路液动换向阀45右腔转斗液压缸52活塞杆腔转斗液压缸52活塞杆缩回。回油路：转斗液压缸52活塞腔油转斗液压缸多路液动换向阀45右腔过滤器55油箱61。3、转斗液压缸52补油和过载保护补油：转斗液压缸52活塞腔或活塞杆腔吸空时，通过补油阀48补油。过载保护：转斗液压缸52活塞腔或活塞杆腔过载时，通过过载阀49开启溢流。4、动臂液压缸53举升（1）、先导油路将动臂举升先导阀38的手柄向右按下先导泵3单向阀29动臂举升先导阀38右上位动臂举升多路液动换向阀42左端动臂举升多路液动换向阀42左位工作。（2）、主油路进油路：工作泵2节流阀44单向阀43动臂举升多路液动换向阀42左腔动臂液压缸53活塞腔动臂液压缸53举升。回油路：动臂液压缸53活塞杆腔油动臂举升多路液压换向阀42左腔过滤器55油箱61.5、动臂液压缸53下降（1）、先导油路将动臂举升先导阀38的手柄向左按下，按到左中位先导泵3单向阀29动臂举升先导阀38左中位动臂举升多路液动换向阀42右端动臂举升多路液动换向阀42右位工作。（2）、主回路进油路：工作泵2节流阀44单向阀43动臂举升多路液动换向阀42右腔动臂液压缸53活塞杆腔动臂液压缸53下降。回油路：动臂液压缸53活塞腔油动臂举升多路液动换向阀42右腔过滤器55油箱61。6、动臂液压缸53浮动将动臂举升先导阀38的手柄向左按下，按到左上位先导泵3单向阀29动臂举升先导阀38左上位液控单向阀51液压单向阀51的液压油逆向流动动臂液压缸53的活塞杆腔和活塞腔与油箱61相通，进出油都可以。7、动臂液压缸53补油和过载保护第8页补油：动臂液压缸53活塞腔或活塞杆腔吸空时，通过液控单向阀51补油。过载保护：动臂液压缸53活塞腔或活塞杆腔过载时，通过过载阀50开启溢流。8、其他元件的作用调压阀36的作用是调节减压阀式先导操纵阀的操纵油的压力。背压阀39是使液动换向阀51具有背压。当发动机突然熄火时，动臂液压缸53活塞腔的油通过单向阀41和节流阀40向动臂举升先导阀38和转斗先导阀37紧急供应操纵油。9、工作泵（主泵）2过载保护当转斗液压缸52和动臂液压缸53不工作时，工作泵2油箱61；当转斗液压缸52或动臂液压缸53工作时，系统过载，工作泵2安全阀47油箱61。1.2.3转向机构液压系统1、直线行驶方向盘不转全液压转向器31处于中位（图示位）液动主控制阀32处于中位（图示位）转向液压缸54没有液压油通过装载机直线行驶。转向泵4定差溢流阀33油箱61。2、右转弯（1）、先导油路顺时针转动方向盘螺杆轴向上移全液压转向器31上移全液压转向器31下位工作。先导泵3全液压转向器31下腔计量马达进口计量马达出口液动主控制阀32左端（液压主控制阀左位工作）液动主控制阀32中的先导阀口液动主控制阀32的右端全液压转向器31下位过滤器55油箱61。（2）、主油路进油路：转向泵4液动主控制阀32左腔转向液压缸54A活塞腔和B活塞杆腔装载机向右转弯。回油路：转向液压缸54A活塞杆腔和B活塞腔油液动主控制阀32左腔过滤器55油箱61。3、左转弯（1）先导油路逆时针转动方向盘螺杆轴向下移全液压转向器31下移全液压转向器31上位工作。先导泵3全液压转向器31上腔计量马达进口计量马达出口液动主控制阀32右端（液压主控制阀右位工作）液动主控制阀32中的先导阀口液动主控制阀第9页32的左端全液压转向器31上位过滤器55油箱61。（2）主油路进油路：转向泵4液动主控制阀32右腔转向液压缸54B活塞腔和A活塞杆腔装载机向左转弯。回油路：转向液压缸54B活塞杆腔和A活塞腔油液动主控制阀32右腔过滤器55油箱61。4、其他液压元件的作用液控主控制换向阀32、定差溢流阀33、安全阀34和梭阀35组成流量放大阀。梭阀35把液动主控制阀32的出口压力引至定差溢流阀33的弹簧腔，液动主控制阀32的进口压力作用定差溢流阀33的另一腔，使得液动主控制阀32进出口压力差基本恒定，转向液压缸54的运动速度进取决于液动主控制阀32的阀口面积。5、过载保护当先导泵工作时过载，先导泵3直动式溢流阀28过滤器56油箱61；当工作装置和转向机构不工作时，先导泵3换向阀8（右位工作）过滤器56油箱61。转向液压缸54的高压油梭阀35安全阀34过滤器55油箱61。第10页第二章液压系统主要参数的确定2.1行走机构液压系统若干问题1、由设计要求知：最大行走速度=15maxvhk/=（1-）axthkm/（2-1）式中：滑转率，=0.030.05，取=0.04。则：理论行驶速度t=tV1max=04.5=15.625hk/2、理论行驶速度=2=0.377（2-tdrkn106drknmi/2）式中：驱动轮的滚动半径（），=0.680；drmdr驱动轮转速（）。knin/r则：=kdtrv37.0=68.251=60.982min/r3、最大行驶速度发生在运输工况：最大牵引力产生在装载机以作业速度插入料堆时。4、进行牵引力和扭矩计算时应考虑驱动轮的数目。2.1.1液压泵参数的确定=（2-pqmpRnFaxrad/33）式中：液压泵的排量（）；pqrd/3液压泵吸排油口压力差（），maxPPa第11页由设计要求知其工作压力为1826，取=25，其背压为MPaPa0.5，则=25-0.5=24.5=24.5；MPamax610液压泵的转速（），pns/rd取=1000=104.667；pin6021s/rad最大行驶速度（），maxs/=15=4.167；axhk/35s/液压泵与液压马达的总效率，取=0.8；行走时的最大牵引力（），maxFN=+=+；maxFrsGfsin滚动阻力()；r爬坡阻力()，一般小坡度可取=0.3；ssin滚动阻力系数，取f=0.03；装载机重量()，G=240000。N则=39600maxF23.040注：由于系统是四轮驱动，采用的2个泵，所以计算时要除以2。maxF液压马达的变速范围，R定量马达=1，若采用变量泵系统，马达的变速范围=1。mRmR则：=pqmpRnax=18.067.1405.239=8.044rd/液压泵的理论流量：tq=tnV3=8.0442=505.163min/L液压泵的功率：P=60pqt=2513.=210.485KW第12页2.1.2液压马达的参数液压马达的排量：（2-mmpnFqaxsrd/4）式中：液压马达的最大转速（），maxnsrd/=6.135；axndrm680.17a液压马达的机械效率，取=0.92；mm液压马达的进出口压力差（），axpP=25-1=24=24；axMa610最大牵引力（），maxFN采用的是4马达驱动，则：=19800。maxF4239N则：mpnqax=92.01428.676=6.098rd/3其液压马达的理论流量：tqmtn=21028.6021.34=224.211i/L液压马达的扭矩：M=Fdr=198000.680=13464mN2.2铰接式车架的计算载荷2.2.1两缸轴线至铰接点中心距离和行程确定1、若取铰接点为中心，则回转力矩为：=（）M21rPFmN（2-5）式中：油液压力（）；PPa第13页、为油缸无活塞杆端和活塞杆端面积（）；1F2m、为两缸轴线在铰接点中心的距离（）；r转向角（）。（2-ADHRr01sin6）（2-GFr02sinm7）转向力矩应与转向主力矩相平衡，最大阻力矩发生在四轮驱动原地转向且转向角最大时。2、行程：L（2-max022cosRHAD8）（2-ax022GF9）（2-hstg010）（2-ADGFL11）如图2.1：取R=160，S=1200，h=460，则mm=69.027hstg0461200=1285.146H2S2由设计要求知：最大转向角=3040，取=400max0第14页图2.1铰接式车架示意图max022cosRHAD=0427.69cos14.285614.8560=1317609.7492=1147.872max022cosRGF=02427.6cos14.285614.8560=1811272.299=1345.835则行程：L=LADGF=1345.835-1147.872=197.963m查表得，取=200Lm又由设计要求知：最大转向力矩为2100，即=21000kgMmN工作压力为1014，取P=12=12；PaaP610转向角，取。034035第15页ADHRr01sin=872.141603569i.2850=100.241mGFHRr02sin=835.1402769si.850=85.500m由=得出：M21rPF=21000236136105.8024.0FF又知：，；初选时，由于P=12MP7MP，查表得14D)(22daa=0.7，=0.51d29.9.2D1即有400.964+342=71F400.964+3420.51=71575.384=7=0.01216578812m=12165.788F214DF414.37865D=124.490查表得：=125m=1250.7=87.5，查表得=80ddm检验：由=125D214DF=5.3=12265.6252又由=80dm)(422dF第16页=)80125(4.32=7241.625m则：21rPF=)105.81062.74102.1065.(036366=22184.12921000，符合条件mN即转向液压缸：=125，=80，行程=200。DdL2.2.2转向泵流量Q=（2-160SLFmin/3c12）式中：缸的作用面积（），F2c双缸时，=，为缸内径，为活塞杆外径，初选时可F4dDd取=0.7；d=24=1F=12265.625+7241.625=19507.252m=195.0725c活塞全行程（），=20；LL两车架从最左到最右偏转所需的时间（），Ss由设计要求知其所需的时间为36，取S=4.5；缸的容积效率，取=0.85。vv即有=Q10SLF=85.65.42719=61199.216min/3c61.2i/L2.2.3最小转弯半径若O为前车架的铰接中心，为轴距，为轮距，为前后轮的转动中心，铰接BF点O距前桥为，距后桥为。1L2第17页当转向角为时，前外转弯半径：1R=（2-KFA13）2B=AFsinCsinco)(1L=+（2-1R2Bi)(114）后外轮转弯半径：2=（2-DFG15）=2B=DFsinEsinco)(11L=+（2-2RBi)(1116）当铰接点在中点，即=时：=+1L212RB)sinco(L当=时，=，前后轮转弯半径相等，得整体转弯半径的最小值。1L2R当转向角为最大，得到最小转弯半径。如图2.2，由设计要求知：=3.5，=2.8,=3040,取=40。m00则有：=+12B)sinco1(L=40i25.38=6.208m2.3工作装置液压系统动臂液压缸或转斗液压缸若采用2个时，则推推F1maxN第18页（2-m021PA）（推FN17）式中：机械效率，取=0.94;m图2.2计算铰接式装载机转向半径示意图2.3.1活塞直径和活塞杆直径的确定1、动臂液压缸：采用2个，则推推F1max=10=100000N由设计要求知：工作压力为1014，取=12=1210MPa1Pa6a第19页背压=1=1100PMa6P由于7，取=0.71PadD2249.0d即有：=m12)(4推F109.05.62则：4.14.3D=0.1086=108.6m查表得：=110；=80。md验算：mPdP0212)(4=0941)8106226=102937.05100000，符合条件N则动臂液压缸活塞直径：=110=11Dmc活塞杆直径：=80=8d2、转斗液压缸：采用2个，则推推F21max=10=110000N由设计要求知：工作压力为1014，取=12=1210MPa1Pa6a背压=1=1100P6由于7，取=0.71PMadD2249.0d即有=m12)(4推F109.2则：4.1.3D=0.114=114m查表得=125；=90。d第20页验算：mPdDP0212)(4=09419506226=132803.5525110000符合条件N则转斗液压缸活塞直径：=125=12.5mc活塞杆直径：=90=9d2.3.2液压缸流量的计算活塞杆外伸速度：1V=（2-1V24Dqscm/18）活塞杆缩回速度：2V（2-2V)(42dqsc/19）式中：缸的容积效率；取=0.851、动臂液压缸：提升时间69，下降时间36，行程=560ssLm=70=71VtL850/sc/=112=11.22s即4121Dq=85.0732=782.229scm/34)(222VdDq=85.0.1)(1.32第21页=589.581scm/32、铲斗液压缸：铲斗卸载时间36，转斗时间25，行程=520sL=104=10.41VtL0s/sc/=130=1324m即121Dq=85.04.32=1500.735scm/4)(222VdDq=85.013)9(1.32=903.440scm/2.4原动机功率选择计算2.4.1运输工况功率（）（2-20）itHNFNmaxKW式中：产生最大速度时的驱动力（），tF=；tR额额定牵引力（），额=；额FHVG机械的附着重量（），N四轮驱动为机重，=240000；额定附着系数，=0.450.55，取=0.5。HVHHV滚动阻力，RF=；RFGf机重（），=240000；GNN滚动阻力系数，取=0.03。ff第22页=tFR额=2400000.5+2400000.03=127200N传动系统的总效率，取=0.8；为转向泵（空载）、工作泵（空载）消耗功率总和。iN601PQ=29.=12.240KW602PN=215.1=43.229=+i12=12.240+43.229=55.469KW则itHNFNmax=+55.4693108.674120=718.022K718W2.4.2插入工况功率（2-ddVkFN21）式中：装载机插入时的原动机功率（）；dNK最大插入阻力（），F最大牵引力=+=198004=792001Fd)(iwGMN装载机自重（），=240000；MGN滚动阻力系数，=0.1；w道路坡度，上坡为正，下坡为负，=10；ii第23页装载机的插入速度，=0.81.1；dVdVsm/考虑其他阻力系数，=1.201.25，取=1.225；kkk泵到马达的总效率，取=0.8。则=dF)(1iwGM=79200)01.(.240=52800NddVk=8.0152.1=80850W=80.85K第24页第三章液压元件的计算和选择3.1液压泵和液压马达的选择3.1.1液压泵的选择1、齿轮泵1的选择该齿轮泵的作用是给两个闭式液压回路补油和为两个脚踏式减压先导阀提供控制油液，其补油量为变量泵流量的，则流量=505.1632（）0103q0103=101303。min/L选用CB-B125齿轮泵，该泵的参数如表3.1：表3.1CB-B125泵参数型号公称排量/1rl额定压力/MPa转速/1minr驱动功率/KW容积效率/0重量/kgCB-B1251252.514506.509519.52、工作泵2的选择由系统可知转斗液压缸和动臂液压缸不是同时工作，即工作泵只要满足其中耗油量最大的液压缸即可，由计算得出转斗液压缸需要的液压油高于动臂液压缸，按转斗液压缸的需油量来选取。转斗液压缸的流量：q=1500.7352=3001.47scm/3180in/L考虑系统泄漏：（3-1）kqQi/式中：系统泄漏系统，一般=1.11.3，现取=1.2.kkk则=1.2180=216min/L转斗液压缸的工作压力，取系统的压力损失，泵的额定MPa12MPa5.0压力（1.251.6）（）15.6。pP选用CBG125齿轮泵，该泵的参数如表3.2：第25页表3.2CBG125泵参数压力/MPa转速/1minr型号公称排量/1rml额定最高额定最高额定功率/KW容积效率/0总效率/0重量/kgCBG12512516202000250073.4928339.53、先导泵3的选择该先导泵向行走机构中的变量机构液压缸、工作装置中的先导阀和转向机构中的全液压转向器提供压力油，其流量70，压力=2.5。qmin/LpPMa选用CB-B50齿轮泵，该泵的参数如表3.3：表3.3CB-B50泵参数型号排量/1rml额定压力/MPa转速/1inr驱动功率/KW容积效率/0重量/kgCB-B50502.514502.69411.04、转向泵4的选择由计算知转向泵的流量=61.2，转向液压缸的工作压力，取系qmi/LMPa12统的压力损失，泵的额定压力（1.251.6）（）Pa5.0pP15.6。MPa选用CB-31.5齿轮泵，该泵的参数如表3.4：cF表3.4CB-31.5泵参数cF压力/MPa转速/1minr型号公称排量/1rml额定最高额定最高驱动功率/KW容积效率/0总效率/0CB-31.5cF32.0216202000250019.6091825、斜轴式轴向柱塞变量泵5的选择由计算知变量泵的流量为，工作压力。min/163.0LqMPa25选用A7V355EP斜轴式轴向柱塞泵，该泵的参数如表3.5：表3.5A7V355EP泵参数压力/MPa排量/1rml最高转速/1in型号额定最高最大最小吸口压力0.15aMP流量/1inL1450mi/功率/KW35aMP转矩/mN35重量/kg第26页A7V35535403550165058534019751653.1.2液压马达的选择由计算知马达的流量，工作压力，转矩min/21.4LqMPa25。mNM.1346选用NJM-G6.3内曲线径向柱塞马达，该马达的参数如表3.6：表3.6NJM-G6.3马达参数压力/MPa型号排量/1rL额定最大最高转速/1minr最大转矩/N重量/kgNJM-G6.36.3253240288495243.2控制元件的选择3.2.1行走机构液压系统控制元件的选择以控制元件在该油路中的压力和流量为依据选择控制元件的型号，如表3.7：表3.7行走机构液压系统控制元件型号和参数选择依据编号名称压力/MPa流量/1minL型号通径/m工作压力/MPa流量/1inL备注6补油阀2.5101S20A52031.51157过载阀25505DB32A3231.565011调压阀25224DBD-202031.525013补油阀25505AJ32Y-H650F5032500开启压力=0.4，控制b压力6.1PaM第27页表3.7（续）选择依据编号名称压力/MPa流量/1minL型号通径/m工作压力/MPa流量/1inL备注14调压阀25224DBD-252531.535015变速阀2.5403WMM10A1031.510017和18脚踏式减压先导阀2.5402TH6R620断流阀2.5803WMM10B1031.510022调压阀2.5115DBD-202031.525023调压阀2.580DBD-101031.512026背压阀251010AJ-H32b80F80321250开启压力=0.4，控b制压力6.1PaM27调速阀2.5802FRM10-21/50-50B1056、58和60过滤器2580ZU-H100X20S32100过滤精度20，重量m12.6kg57过滤器12600ZU-H630X10FS5332630过滤精度10，重量36kg59过滤器25ZU-H250X20FS3832250过滤精度20，重量m第28页24kg61油箱AB40-33-/2000S33st工作容量2086，重量590L换向阀8的最大压力，最大流量，自行设计；MPa5.2min/50Lq连通阀16的最大压力，最大流量，自行设计；交替逆止阀19的最大压力，最大流量，自行设计；.i/4分流阀21的最大压力，最大流量，自行设计。2.183.2.2工作装置液压系统控制元件的选择以控制元件在该油路中的压力和流量为依据选择控制元件的型号，如表3.8：表3.8工作装置液压系统控制元件型号和参数选择依据编号名称压力/MPa流量/1minL型号通径/m工作压力/MPa流量/1minL备注293941单向阀2.522S10A51031.530开启压力0.5aMP36调压阀2.52YTF3-6B62调压范围0.56.3，重量a0.9kg37转斗先导阀2.510DXS2.510最大压力5，最大aMP流量15，质min/L量62，kg控制范围0.52.5aMP38动臂举升先导阀2.010DXS2.510最大压力5，最大a流量15，质min/L量62，kg控制范围第29页0.52.0aMP表3.8（续）选择依据编号名称压力/MPa流量/1minL型号通径/m工作压力/MPa流量/1minL备注40节流阀2.510MK8G1.2631.51542动臂举升多路液动换向阀12100D32-OXXT25250质量62kg43单向阀12100S30A5203031.5260开启压力0.5aMP44节流阀12100ALF3-F10B1016100最大工作压力20，重a量4kg45转斗液压缸多路液动换向阀12224D32-OXXT25250质量62kg第30页表3.8（续）选择依据编号名称压力/MPa流量/1minL型号通径/m工作压力/MPa流量/1inL备注4648单向阀12224S30A5203031.5260开启压力0.5aMP47安全阀12224DBD-H20P2031.525049过载阀12224DBD-H20P2031.525050过载阀12100DBD-H20P2031.525051液控单向阀2.510A1Y-H32b20L2032100开启压力=0.4，控b制压力6.1PaM52转斗液压缸12224HSGF-125/90E-481-252055过滤器12350ZU-400X20FS5032400过滤精度20，重量m32kg3.2.3转向机构液压系统控制元件的选择以控制元件在该油路中的压力和流量为依据选择控制元件的型号，如表3.9：第31页表3.9转向机构液压系统控制元件型号和参数选择依据编号名称压力/MPa流量/1minL型号通径/m工作压力/MPa流量/1minL备注30补油阀2.58S8A5831.518开启压力0.5aMP31全液压转向器2.58BZZ5-E8016排量80，转rml/速100，最in/大连续背压1.6，最aMP大转向扭矩5mN.34安全阀1261DBD-H10P102012035梭阀12VSK120质量0.013kg54转向液压缸1261HSGF-125/80E-481-2520液动主控制阀32的最大压力，最大流量，自行设计；MPa12min/04.62Lq定差溢流阀33的最大压力，最大流量，自行设计。第32页第四章液压系统性能验算4.1液压辅件4.1.1计算油箱体积行走机构液压系统为闭式系统，且所需的流量是整个系统中最大的，行走机构液压系统、工作装置液压系统和转向机构液压系统是单独动作，其油箱的容积只要满足行走机构液压系统的流量即可，即为行走液压系统的1.5倍，则：=1.5505.163215200VL查表选用AB40-33-/2000BS33St型不带支持脚的矩形油箱，其长宽高abc为：2.20.861.25，油面高度为：m=0.80338hab086.2153m油面高与油箱高之比：=0.643c.4.1.2计算油管直径，选择管子系统上一般管道的通径按所连接元件的通经选取，现只计算泵-马达、泵-缸的管子的直径，取管内许用流速为=5。pVsm/1、行走机构液压系统管子的内径为：（4-pQd61.41）=4.6157.8=49.90m查表选用：508.5，材料：20钢；供货状态：冷加工/软（R）；=451p；安全系数=4。MPan验算管子的壁厚：（4-nPdp22）第
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