WJ102-前置直推式自卸汽车举升液压系统设计【3级液压缸】
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广西科技大学鹿山学院 毕业设计（论文） 题 目： 前置直顶式自卸汽车 举升液压系统设计 系 别： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 二 年 月 日 毕业设计 要 自卸车，是指车辆通过液压系统和机械举升使货物倾卸一定角度来实现车辆的货物卸载。自卸车是由底盘、举升机构、液压系统、锁紧机构、大箱组成。其中液压系统与举升机构是自卸车的主要工作系统。本次设计课题主要针对直推式自卸汽车举升液压系统的设计计算，选择本毕业设计能使机械设计制造及其自动化专业学生了解更多专用汽车液压系统的设计方法，通过课堂学习的理论知识与实践相结合，可获得一定的课程设计方法和工作经验。进行本课题的相关设计，可以培养正确的研究方法、良好的学习态度、严谨的工作作风，并且能锻炼我们运用软件的能力，并且能提高 我们的综合设计能力。通过本次设计使我们更加了解专用汽车，知道了专用车的结构形式和举升样式等知识，对我们以后的独立工作和思维能力有很大的益处。 关键词 ：直推式自卸汽车；举升；液压系统设计；专用车 毕业设计 is to or to By of of of of of on to us we to of of us to a., we of to to 4 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 5 用车的研究现状 . 5 内外自卸汽车的研究现状 . 7 要研究内容 . 8 第 2 章 自卸车举升机构与各参数的确定 . 9 卸车的结构形式和性能比较 . 9 卸车质量参数的确定 . 12 卸车其它性能参数 . 13 置直顶式举升机构设计 . 14 第 3 章 液压系统设计方案 . 17 定回路方式 . 18 定液压泵的类型 . 18 择调速方式 . 18 力控制的选择 . 19 向回路的选择 . 19 衡回路的选择 . 20 系统方案设计 . 20 第 4 章 液压油缸主要参数计算 . 21 缸选型与计算 . 21 压缸计算 . 23 筒外径强度校核 . 25 塞杆直径强度和稳定性校核 . 25 结 论 . 27 参 考 文 献 . 28 致 谢 . 30 毕业设计 5 第 1 章 绪 论 用车的研究现状 在国外，专用汽车早在上世纪八十年代就得到了很大的发展，专用汽车是各个发达国家汽车工业的重要组成部分，美国就是其中之一。据统计，美国 80 年代中期生产货车大约 两，其中专用汽车为 9 万辆，专用汽车的产量占货车总产量的 专用汽车占美国中型货车的保有量的 2 3以上， 70年代美国的挂车平均年产达 15 万辆左右，其中大部分为专用挂车。美国富荷挂车公司及其它几个较大挂车制造企业为挂车的主要制造商，其产量占全国总产量的85。自六十年代以来，原苏联汽车工业有较大的发展，但其中货车的总产量从50 年代的 80%下降 到 80 年代的 35%。不过专用汽车在货车保有量中的比例却从50 年代的 5逐年增加到 80 年代的 44%。综上所述，可知今年来世界各国都在大力发展专用汽车生产，致力于研究专用汽车，扩大货车使用范围，以利于各类货物的运输。在国外发达国家专用汽车的社会保有量占载货汽车保有量的比率可达到 60%，甚至有些工业发达国家可以达到 80%。 在国外专用汽车的生产组织形式也呈现多样化发展，基本上概括为以下四种：(1)汽车集团、汽车公司和一些大型工厂，它们设立分公司专供专用汽车生产。(2)专用汽车厂；从零部件厂购买底盘等其他配件，装配 生产自己专用汽车。 (3)非汽车公司合作组织生产专用汽车。 在未来专用车的发展趋势可基本分为以下几点： (1)专用汽车重型化趋势：主要原因在于重型专用汽车有很好的经济效益、并且其功率大，强度高。随着各国公路建设越来越便利和物流公司正在向正规化逐渐发展壮大，在重型专用汽车也相应得到很了很大的发展。 (2)列车化趋势：为了提高自卸车散装货物的卸货能力和提高运输过程的经济效益，散装货物的自卸车的列车化正成为今后自卸车的发展趋势。 (3)一车多用化的趋势：为了提高经济效益，满足各种运输货物的需要，国外正朝着专用汽车的一车多 用化方向发展，使专用车由单一功能向多功能趋势发展。 (4)专用底盘专业化趋势。 (5)新材料、新技术等在专用车上面的应用趋势将逐步形成。 毕业设计 6 我国专用车的生产是在上世纪 60年代，主要运用在消防改装汽车和军用改装车辆，在此的基础上我国的专用汽逐步得到了发来。在 70 年代，在生产专用汽车行业领域，我国逐渐发展壮大一批骨干企业，它们以生产某一类专用汽车为主。例如武汉的专用汽车厂主要生产粉罐汽车，镇江冷藏汽车厂以生产冷藏汽车为主，还有汉阳特种汽车制造厂主要成产半挂专用车。 80 年代，随着我国社会经济得到较大的发展，专用汽车行业 也经历了较长的发展，在我国整个汽车行业中形成了独立的专用汽车行业。 近年来，很多高新技术运用在了专用汽车上，既节约了生产厂家的劳动成本，又提了经济效益，同时还提高了专用车的工作效率。专用汽车制造厂增加专用车的工业产出，还能为我国的带来巨大经济发展。 我国的专用车还有以下特点： (1)重型化：原因在于重型专用车功能多用化，其大大提高了工作效率和经济效益。因此在国内很多行业领域使用重型专用车居多。 (2)轻型化：轻型专用车在于方便快捷，在我们日常生活的会经常运用到，如城市环卫保洁的垃圾专用车，还有医药方面和 运钞专用汽车等。 (3)“ 四高 ” ：即高技术、高质量、高水平、高附加值。要让我国专用汽车得到更好的发展必须提高专用汽车的生产质量和专用汽车的产品档次，使高新技术尽快运用到专业汽车，以便今后让我国的专用汽车走向国际市场。 举升汽车是利用汽车发动机动力驱动液压举升机构将车厢倾斜一定角度使货物卸载，并依靠汽车车厢自身重量使车厢复位的专用汽车。举升汽车按其用途可分为两大类：一类属非公路运输用的重型和超重型 (装载质量在 20t 以上 )自卸汽车。主要承担水利工地和一些大型矿山等运输任务，这类汽车称为矿用自卸汽车。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、水利工地上使用。第二大类主要用于公路运输的普通举升汽车 (装载质量在 2 20 t)。它主要承担煤炭、砂石等松散货物运输。某些举升汽车是针对专门用途设计的，故又称专用自卸汽车。如 ：摆臂式自装卸汽车、自装卸垃圾汽车等。 随着国内基础设施建设需要不断增加，自卸车近年来一直保持较高产销量。据 调查 统计，自卸车在中重型卡车市场需求量约占 40%。 自卸车的腾飞为国民经济的 快速发展 做出了不可磨灭的贡献。自卸车能够快速兴起的 主要原因 是 固定资产投资强劲增长，巨大的投资规模奠定了 自卸车 市场需求基础 ；举升汽车 品种增加，不仅适应和满足施工需求，同时 还能 向运输市场发展 ，可以让它成为运输业的主力车型； 但是，如今我国的自卸车在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。所以就需要我国的车辆专家们进行更多的设计 研究，使其得到更好的完善毕业设计 7 与发展。我们只有更加的了解自卸车，才有可能进行以后的学术研究。选择本毕业设计课题充分考虑了研究课题能使机械设计制造及其自动化专业学生了解更多专用汽车设计方法，通过本次课题的设计我们可以完成理论课程的实践总结，获得一定的课程设计工作方法和经验。对本课题进行相关的设计，可以培养正确的研究方法、严肃求实的学习态度、理论联系实际的工作作风、锻炼使用工具软件的能力，提高综合设计能力。这次设计为我们了解专用车带来了很大的好处，通过设计我们知道了专用车的结构形式和举升样式等知识，对学生的作用是不可言喻的。 内外自卸汽车的研究现状 我国专用车市场 “ 蛋糕 ” 将越做越大。去年以来，我国专用 汽 车市场取得 了很好 的经营业绩，全国 所有 改装车企业改装销售 23 万辆。客车改装量 较大 ，共改装 10 总量的 载货汽车 ，占总量的 自卸汽车 ，占总量的 厢式、罐式等专用车销售 辆，占总量的 通过数字来看，去年一年销售专用车达 23 万辆，结合我国道路、经济等实际情况，应该说数量还是比较可观的。但是问题就在于改装企业才生产 23万辆。不难看出 ，我国汽车改装企业 ， 存在着规模小、技术落后、生产点过多等问题。 从改装车生产分布地区来看，也存在较大不均衡性。江苏、河北、安徽、河南等 8 个省去年产量之和约占总产量的 75，其他 21 个省仅占总产量的 25。地域的不均衡性也显示出专用车市场前景看好。 目前，我国改装车市场最大销售量约 25万辆左右，改装量最大的除了客车外，主要有厢式车、罐式车、自卸车等主要车型。但是总体来看，这些专用车均存在技术附加值低、工艺较落后等问题。从品种来看，我国改装车品种较少，仅有 400多个品种。那么，未来改装车市场到底是什么市场呢？肯 定地说，应该向多品种、高、精、尖方向发展。 这种发展方向 和 我国公路条件改善外， 以及 我国公路货物运输市场息息相关。目前，我国公路货运市场的主体依然是以个体户为主，具有随意性大、运输成本高、服务没有保证等特点。随着我国加入世界贸易组织，这种格局将要逐步被打破。我国汽车工业保护期只有五年，但是公路货运市场却可以向外资开放。跨国物流公司正虎视眈眈盯着中国公路货运这块大市场。这场战斗谁是赢者，不言自毕业设计 8 明。集团化货运市场对卡车的个性化要求将越来越高，同时需求数量也将越来越大。可以毫不夸张地说，未来的卡车发展方向将是专用车 。 美国等发达国家专用车市场十分巨大，专用车具有品种多、技术含金量高等特点。就专用车品种而言，美国就有 5000 多个品种，甚至很多专用车已经被 E 化，装有电脑、卫星导航等系统。确切地说，我国专用车市场最终是向多品种、高精尖的方向发展。 目前 , 各大自卸汽车生产厂家生产的自卸车尾钩锁紧机构多数为链条式尾钩锁紧机构、拉杆式尾钩锁紧机构、液压手动控制式尾钩锁紧机构等 , 这些机构都各具有特点 , 在运输类自卸车中被广泛使用。国内使用的自卸车车箱大部分使用 16造而成。其特点是钢板厚 , 车箱沉重 , 截面一般呈方形 , 边 板和底板有很多的加强筋。 16屈服强度较低 , 硬度较小 , 且冲击性能较差。这些特性决定了不适合用于制造轻量化的车箱。在欧美 , 车箱很多都是使用 磨钢板材料 , 与传统的方形车箱有着很大的区别 ,其特点是横截面呈 U 形或半弧形 , 而且车箱边板和底板几乎没有使用加强筋。 瑞典钢铁集团生产的一种耐磨钢板 , 具有较高的屈服强度 , 是 16三倍以上 , 并且具有较高的硬度和冲击韧性。在设计装载量相同的情况下 , 用 6 并且不需要加强筋。 据国外的一些厂家反馈 , 车箱使用 重量能减少 , 甚至更多。 一些自卸专用汽车在产品开发、试验和用户的使用过程中均发现举升机构中三角臂早期断裂问题。实际构件在运动过程中承受一定动载荷的冲击 ,受力大小方向不规则 ,使用传统的方法很难对受力点的受力情况进行测量 ,直接利用现有的有限元软件 无法对其进行分析 ,很难确定在运动过程中极限应力区域 ;但是软件划分网格功能强大 ;而仿真分析软件 然处理刚性物体运动精度较高 ,但对于复杂的柔性体的建模和计算都比较困难。为此一些专家利用有限元软件 动力学软件 行联合仿真分析 ,找出了三角臂早期断裂的原因 ,并提出改进方案。 要研究内容 运用所学机械设计制造及其自动化的相关课程知识，对自卸车专用汽车进行优化设计，使其结构更合理，性价比更合适。体现汽车设计的重要性，主要解决以下问题：对自卸车工作过程分析，对液压系统设计方案优化，液压系统设计及参数计算，液压缸与活塞的设计等。 毕业设计 9 第 2 章 自卸车举升机构与各参数的确定 卸车的结构形式和性能比较 每 个厂家对自卸车结构设计形式都不相同，其中液压倾卸机构和车厢结构是自卸车的关键部件，以下按车厢和举升机构的型式两个方面说明自卸车的结构。 （ 1）车厢型式 车厢结构型式按照不同用途可分为：普通方厢和矿用铲斗车厢 矿用铲斗车厢则适用较大货物的运输，如大石块等粒度较大货物。矿用铲斗车厢的设计形状较复杂，用料较厚，这主要考虑到货物的冲击和碰幢。如青专牌自卸车矿用铲斗车厢标准配置板厚为：前 6 边 6 底 10，还有些车型在底板上焊接一些角钢，以增加车厢的刚度和抗冲击能力。 普通方厢用于散装货物运输。其车厢后板装有自动开合机构，保证货物顺利卸出。普通方厢板厚为：前板 4板 4板 5板 6如：蓬翔牌自卸车普通方厢标准配置板厚为底 6边 4，加强型配置板厚底 8边 6。 图 2 图 2110 油箱 901（ 2）举升机构型式 目前国内使用最多的一种举升方式是三角架放大式举升机 构，适用载重量 8。优点为结构成熟、造价低、举升平稳；缺点为车厢底板与主车架上平面的闭合高度较大。 侧翻液压缸受力较小，行程较小，设计可实现单面侧翻，也可双面侧翻；但其液压管路较复杂，造价高，液压举升系统故障率高，举升翻车事故发生率也较高。 前顶举升方式结构简单，车厢底板与主车架上平面的闭合高度可以很小，整车稳定性好，液压系统压力较小。 从目前国内使用来看，前顶举升结构优点突出，已被普遍采用， 式三角架放大举升机构则逐渐被淘汰， 于双缸举升结构，国外用的较多，国内则一直很少用。此次设计选用前置式。 图 2a) 前置式 b)后置式 （ 3）各举升机构性能比较 表 2推式与组合连杆式举升机构的综合比较表 类别 项目 直推式 连杆组合式 结构布置 简便易于布置 比较复杂 油缸加工工艺 加工精度高，工艺性差 制造简便，工艺性好 系统密封性 密封环节多，密封性差 密封环节少，密封性好 工作寿命 磨损大，工作寿命较短 磨损小，工作寿命较长 制造成本 较高 较低 毕业设计 11 系统耐冲击性 较好 较差 系统倾卸稳定性 较差 较好 表 2卸车举升机构性能比较表 结构形式 性能特征 直 推 式 单缸 前置 结构紧凑，举升效率较高，工艺较简单，成本比较低； 采用单缸的时候，横向刚度不足，采用多节式伸缩缸时密封性较差。 后置 双缸 连 杆 组 合 式 油缸前推连杆组合式 举升力系数小、节省力、油压特性好、油缸摆角大、活塞行程较大。 油缸后推连杆组合式 转轴反力小，举升力系数大，举升臂稍大，活塞行程短。 油缸前推杠杆组合式 举升力较小，油缸摆角大。 油缸后推杠杆组合式 举升力适中，结构较紧凑，但布置集中后部，货箱底板受力大。 本次设计选用单缸的前置直推式举升机构。 （ 4）液压举升机构工作原理 车厢举升过程。操作操纵系统，依靠变速器把取力器挂入，动力通过取力器传送到小传动轴，带动齿轮泵旋转，液压油箱的液压油通过油泵加压后，经过分配阀、油管等进到举升油缸底部，推动举升油缸活塞及活塞杆上行后，举升车厢，卸出车厢货物。 车厢下降过程。通过操纵机构，打开分配阀和回油阀，去掉举升油缸内部的油压，油缸在车厢自重作用的情况下推动活塞杆回位，车厢回到原位。为防止车厢下落速度太快，造成车厢骤降引发事故，在分配阀回油部分安装了安全装置，当回油速度超过一定数值时，安全阀使回油阀门开度减少，从而减少回油量，控制回油的速度。 车厢停止。车厢在举升或下降时，因为异常现象需要停止动作时，操纵系统使分配阀回位，油泵泵出的液压油通过分配阀直接回到油箱。从分配阀到举升油缸之间的液压油，因分配阀芯将油孔密封，液压油无法回到油箱，使油缸无动作，从而将车厢停在某位置。 综合各方面采用前置直顶式举升机构 毕业设计 12 卸车质量参数的确定 此次设计选用东风特商 160马力 4卸车 (整车参数：轴距 5100车身长度 车身宽度 车身高度 整车重量 4145额定载重 4000最大总质量 7330 车厢参数：货箱长度： 货箱宽度： 货箱高度： 次针对东风特商 4计的，设计参数包括整备质量大装载质量量利用系数c、厂定最大总质量积利用系数v，以及重心位置等 3。 1、整备质量满油水的空车质量。它等于底盘的整备质量与汽车改装部分之和。改装部分质量包括取力器装置、液压系统、举升机构、副车架、货厢以及其它改装附件的质量。在总体设计时，常参考同类样车及总成，进行零部件称重或质量分析，初步估算出改装部分质量与整备质量。这里取整备质量为 4145 2、最大装载质量型自卸车小于 8吨的规定，由于本设计中自卸车装载的为普通货物，因此这 里取额定装载质量为 4000 3、最大总质量满司机乘坐人员的整备质量。可按下式计算： (式中： 自卸车整备质量 4145kg 厂定最大装载质量 额定司机乘客人员质量， 3人每人按 65 总质量： 330已经给出，求装载质量 7330=2990、质心位置 毕业设计 13 质心位置对汽车附着性能和稳定性能等能产生重要影响，因此是一项重要指标。质心位置又分为空载质心与满载质心两种状况。设计时应力求使改装自卸车的质心位置尽量接近原车质心。 5、质量利用系数cc是设计最大装载质量与其整备质量之比 c= 2990 0 . 7 24145(c越大，则该车材料消耗少，材料利用率高。因此c可反映自卸车设计制造水平。提高c的主要措施在于设法减轻倾卸机构与货厢质量。一般 8吨以下重型自卸车c之比 约为 合要求。 卸车其它性能参数 最大举升角的确定 车厢最大举升角的确定是根据倾卸货物的安息角。 常见货物的安息角有煤： 27 4s，焦炭： 50，铁矿石： 40 45，铜矿石： 35 45，细砂： 30 35，粗砂： 50，石灰石： 40 45，粘土： 50，水泥： 40 50。 设计的车厢最大举升角须大于货物安息角，以保证把车厢内的货物卸净。此外，在最大举升角升时，车厢后栏板与地面须保持一定的间距 H，如图 4了避免车厢倾卸时与底盘纵梁后端发生运动干涉，图 4必须大于零。设计时，自卸式垃圾车车厢 最大举升角可在 50 60之间选取。这里取 55 此外，尚应注意在最大举升角时，车厢后板下垂最低点与地面保持一定卸货高度。举升时间指满载时从开始举升至最大举升角所需时间。降落时间系指空载时货厢从最大举升角降至车架的时间。此两项参数太长将影响运输生产率；太短又势必增大液压系统负荷。故一般设计举升时间要求为 15为 20s，降落时间要求为 8为 10s。 毕业设计 14 置直顶式举升机构设计 随着车厢的举升角不断增大（见图 2 3），举升质量的质心位置 C 到后支承铰接点 升阻力矩 通常以每节伸缩油缸将要伸出时的工况进行受力分析，将其计算结果作为举升机构的设计依据。 图 2 3 前置直顶式举升机构工作示意图 对直推式举升机构进行受力分析和设计计算时，可引入力矩比，其定义为：当任意一节伸缩油缸套筒将要伸出时，举升机构提供的举升力矩与阻力矩之比。 t 和 n 分别为第 N 节和最后一节伸缩油缸套筒将要伸出时，举升机构提供 的举升力矩与阻力矩之比。 考虑到举升初始阶段各铰接支点静摩擦力矩较大（阻力矩较大）。为使液压系统工作平稳，避免发生过大冲击，通常取 i=3 n4。 2,油缸节数较多时 , 的确定 首先选定伸缩油缸单节伸缩工作行程 L，通常各单节伸缩工作行程相等。 时考虑伸缩油缸产品系列化、标准化以及总布置所允许油缸占用的空间等因数来选定。 然后确定伸缩油缸的总行程 L，如图 2弦定理可 知： 22 2 c o s A B A O O B A O O B A O B （ 2 1） 式中 ， 最大举升角， 最大举升角，为油缸铰支点 连线与水平方向夹角。 毕业设计 15 故油缸总行程 L： L= （ 2 2） 带入数据， L=1000 (2 3) 此外，油缸总行程 伸缩油缸的总节数 n： n=L/l l 伸缩油缸单节工作行程（ 所以算的 n=1。 举升机构的油缸直径确定 当第一节油缸套筒将要伸出时，举升力矩 （ 2 4） 式中 第 1节油缸的推力（ N） ; 举升力矩（ N m） 0 油缸铰支点 A 与车厢后铰支点 O 连线与水平方向夹角。0=150 阻力矩 (2 5) 式中 W 举升质量（）； 第一节油缸套筒将要伸出时， m） ; 阻力矩（ N m）。 考虑到力矩比 = ： (2 6) 式中 油缸支点 的距离（ m）。 则油缸推力 04 (2 7) 11 c o O A 1 1 1c o s O X A W毕业设计 16 式中 P 取液压系统工作压力（ ; 第一节伸缩油缸工作直径（ m）。 将式（ 2 6）代入（ 2 5），整理得： 4 （ 2 8） 当第 点。 B为第 ： 在中，根据余弦定理有： 2 2 20 a r c c o A A B O A B 根据正弦定理可得： s i n s i n O B A O A O B 则： s i n 0 0 a r c s i nO A A B故 举升质心点的 ： 车厢后铰支点至 距离 为： 考虑到： 4 整理得： d14 （ 2 11） 式中 第 m） . 因为此系统，伸缩油缸只有一节，代入数据，所以： d=76.3 （ 2 12） 各铰支点 O、 A、 毕业设计 17 设计中通常选用较成熟的标准液压伸缩油缸，由选用的元件来验算 i，使得 单缸前置直推式举升机构与单缸后置直推式举升机构的计算方法相同。对于双缸后置直推式举升机构设计计算时，只需令： W 式中 计算的单缸举升质量（）； W 实际举升质量 ( )； K 修正系数， K= 后再按单油缸举升计算方法进行设计计算。 第 3 章 液压系统设计方案 毕业设计 18 自卸车所采用的油泵、油缸、液压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化与通用化且由专业化液压件厂集中生产供应。因此在自卸车设计中只需要进行液压元件选型计算。其主要内容包括油缸的直径与行程、油泵工作压力、流量、功率以及油箱容积与管路内径等。 定回路方式 液压系统回路方式分为两种。其一为开式液压回路，即系统中执行元件的排油直接回油箱，油液经沉淀、过滤、冷却后再次进入液压系统回路。这种系统回路工作时压力损失以及噪音较大，但是由于其油液是排回油箱，故系统中油液较清洁，并且油温也较低，有利于延长回路中各液压元件的使用寿命。其二为闭式液压回路，即系统中执行元件的排油不回油箱，而直接进入泵的进油口。这种系统回路相对压力损失较小，系统工作压力大，工作环境较安静，且液压油用量小。但是其油液污染较之开式严重，油温也较高。闭式回路一般应用于对功率、流量要求相对较大的场合。就一 般系统而言，其回路一般为开式液压回路。故该液压系统的回路方式选定为开式液压回路。 定液压泵的类型 液压泵是把机械能转换成液压能的能源元件，它输入的是机械参量，输出的是液压参量，为系统提供一定压力和流量的液体。液压泵按排量是否可变可以分为定量泵或变量泵。定量泵的工作容腔的容积变化量为常数，变量泵的工作容腔的容积变化量是可以调节的。由于自卸车载工作时，负载相对较小而速度又较高。从高效节能方面来考虑，该系统应采用双泵供油或者变量泵供油。从简化系统油路方面、工况需求方面以及各种泵的使用特点综合考虑，此处选择 该系统的供油方式为变量轴向柱塞泵供油。 择调速方式 一般液压系统中调速方式分为两大类：其一为定量泵节流调速回路；其二为变量泵容积调速回路。由 此时定量泵节流调速回路不予考虑。而从系统高自动化程度、高效率、较好的速度稳定性方毕业设计 19 面考虑，参考 2第六章第二节选择调速回路为限压式变量泵和调速阀的调速回路。该回路采用变量泵供油，通过调速阀确定进入液压缸或流出液压缸的流量，并使变量泵输出的流量与之相适应。这种调速无溢流损失、效率较高，且其速度平稳性好。 同时，选择将调速阀放 置于回油路上，其与将调速阀放置于进油路上相比有三处优点： 可承受负值负载。因为调速阀设置于回油路上会对液压缸的回油腔形成一定的背压，从而使系统可以承受负值负载。 系统速度平稳性好。仍然是因为调速阀设置于回油路上会对液压缸的回油腔形成一定的背压，这样会有效的防止空气从回油路吸入，故速度平稳性好。 油温低。因为油液经过调速阀时会有一定的温升，而将调速阀设置于回油路上，这样温升后的油液就会直接排回油箱进行冷却。当再次回到系统回路中时，油液温度便降下来了。可更好的防止泄露问题。 力控制的选择 液压执行元件工 作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，在本系统中，通常由变量泵供油并根据负载确定压力，把溢流阀作安全阀用，控制系统的额定压力，防止工况意外发生，超出额定压力，损伤液压元件。 向回路的选择 换向回路主要是通过利用各种换向阀来实现工作部件换向。依据液压系统采用的控制原理、控制方式、换向性能的不同要求，使用的换向阀类型也不相同。相对于简单、换向不频繁的及不要求自动换向的液压系统，采用手动换阀比较好些；对于速度快惯性大的液压系统，采用机动换向阀实现换向 比较合理；对于换向精度较高、换向平稳的系统，采用机 液换向阀；对于系统流量较小、换向冲击较大的系统，可以采用电磁换向阀。 由于该系统用于自卸车时自动化程度、要求效率较高，故采用电动换向方式，即选择换向阀为三位四通电磁换向阀，对举升油缸的升降进行控制，并且可以中间任意位置停止和保持，且各执行元件的动作顺序由电气控制系统实现。 毕业设计 20 衡回路的选择 为自卸车在工作时，厢体上升或者下降能平稳的工作，且在某个位置能停止，故系统装有双向平衡阀，作为背压式平衡，以确保厢体安全、可靠、平稳、高效的工作。 系统方案设计 为了防止油液的污染，保持液压油的清洁，从而延长液压元件的使用寿命，故在油箱和液压泵之间采用过滤器清洁油液。同时，为保证系统压力在安全范围内，避免损坏液压元件，在泵出口处设置一溢流阀做安全作用。去掉重复元件，拟定系统原理图如下： 1 液位计； 2 空气滤清器； 3 油箱； 4 发动机； 5 油泵； 6 单向阀； 7 压力表；8 电磁换向阀； 9 叠加式平衡阀； 10 节流阀； 11 回油滤油器； 12 溢流阀 毕业设计 21 电机启动后，油泵 5开始给系统供油，通过单向阀进入系统，单向阀保护泵的，防止泵倒吸，溢流阀 12，调节系统的压力，压力表 7可以观测系统实时的压力，压力油经过换向阀 8,1向阀右位工作，压力油经过平衡阀 9的单向阀和节流阀 10进入油缸的无杆腔，节流阀 10可以调节进油量的大小，同时调节油缸的伸缩速度，无杆腔出来的油，经过平衡阀 9（平衡阀作用可以使油缸动作平稳、不抖动，保压锁死（即锁定位置不动）、换向阀，经过回油滤油器（回油滤油器可以保持油液干净，防止堵塞系统、影响正常工作），滤油器带有压差发讯器，当滤油器 堵塞后，会发出警报，提示更换滤芯。当 2电时，换向阀左位得电，压力油进过平衡阀的单向阀进入油缸的无杆腔，油缸开始缩回，无杆腔的油，经过平衡阀、换向阀、回油滤油器返回邮箱。油箱设有空气滤清器，可以作为注油口给油箱加油，液位计实时观测油箱的液位。 第 4 章 液压油缸主要参数计算 缸选型与计算 油缸工作性能主要是表现在以下几个方面： 的是液压缸在无负载状态下的最低工作压力，它反映了液压缸零件制造和装配精度以及密封摩擦力大小的综合指标。 指液压缸在满负荷运动的时候 没有爬行现象的最低运动速度，没有统一指标，承担不同工作的液压缸，对最低稳定速度要求也不同。 压缸的内部泄漏会降低容积效率，提高油液的温升，影响液压缸的定位精度，使液压缸不能够准确的、稳定的停在缸的某一位置，因此它也是液压缸的主要指标之。 假设一组液压举升机
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