ZLl装载机工作装置液压设计方案

目录ＴOＣ\ｏ＂1－3”\ｈ\ｚ＼uHＹＰＥＲLINK＼l"＿Ｔoc326２232８０”摘要 PAGERＥF_Toｃ3２622３２８0\hIHＹＰＥＲLINＫ\l＂_Toc３２6223２82”Ａｂstract ＰAGＥＲEＦ_Ｔｏc3262232８２＼hＩＩHＹPEＲLINK\l"_Tｏc３2６223283"绪论 PＡGEＲEF＿Toc326２232８3\h1HYＰEＲLINK\l"_Tｏｃ3２6223２８4”1ZL５０轮式装载机总体参数的确定ﻩＰAGEREF＿Toc32622３284＼ｈ2HＹPＥRLINＫ\l”_Ｔoc326２2３28５”1。1轮式装载机的基本组成ﻩPＡGＥＲEF_Toｃ3２6２23２８5＼h２ＨＹPERLＩＮK\l"＿Tｏｃ3２６2２32８6＂1.2轮式装载机的工作原理 ＰAGＥREF_Ｔoc3２62２3２86＼ｈ2HYPERLINＫ\l”_Toｃ3262232８7”１。3轮式装载机总体参数的确定ﻩＰＡGEＲEＦ＿Ｔoc３2６２２３２８7\h2HYPＥRLINK＼ｌ＂_Toc３2６２２３2８8"１.３．1装载机动臂提升、下降、及铲斗前倾时间确定ﻩPAGEＲＥＦ＿Toc32６2２3２8８\h6HYPEＲLINK\l"_Toc３2622３２89”1.4ZＬ50轮式装载机的总体布置 PＡＧＥＲＥF_Ｔｏc32６2２3289＼h７HＹPEＲＬＩNＫ\ｌ"_Toc3２6２２３２90＂1．5各部件布置的简略要求[6］ﻩPAGERＥF_Toc３２62２32９０\h7HYPERLINＫ\l"＿Toｃ326２2329１"1。6掌握桥荷力安排ﻩPＡGEREF_Tｏc3262２3291＼h８HYPERＬIＮK\l”_Ｔｏｃ3２622３292”１。7ZL50轮式装载机的稳定性计算ﻩPＡGEREＦ_Toc326223２92\h１0ＨYPＥＲLINK＼l”＿Ｔｏc３２622３2９3"2液压系统的初步介绍 PAＧEREＦ_Ｔｏｃ326223293＼ｈ12HYPEＲLINK\l”_Ｔｏc３２６２23294＂2.1液压系统的工作原理ﻩPＡＧEREF_Ｔoｃ３26２2３２9４\h１2HＹPEＲLＩNK＼ｌ”＿Toc32６２２3２9５＂２.２液压系统的组成部分ﻩＰAGERＥF_Tｏｃ３２６22３2９5\h12ＨＹＰERＬINK\l"_Tｏｃ326223２９６＂2．3液压传动的优点ﻩPAＧＥRＥF_Toc326223296\ｈ12HYＰEＲLＩＮK\l＂＿Tｏc３26223２９７＂2.４液压传动的缺点ﻩPAＧEREF_Toc32６２23２97\h13ＨＹＰERLＩNK\ｌ＂_Toｃ３26２2３２９８＂２．5技术要求ﻩＰAＧEREＦ_Ｔoc32６２２32９8\ｈ1３HYPＥRＬＩＮＫ\l"_Tｏｃ3２6２2329９”2.6ZＬ50轮式装载机液压系统设计已明确的参数ﻩPＡGEREＦ_Toc326223２99＼ｈ14HYPEＲＬＩＮＫ\ｌ”_Toｃ32622330０”３液压系统设计ﻩＰＡGＥRＥＦ_Toc３２6223３00＼h１６ＨYPＥRLINK\l"_Toｃ326223301”3。1制定液压系统方案ﻩPＡGERＥF＿Tｏc32６２23３0１\h1６ＨYPERＬＩNK＼l”_Ｔoc326223３02”3.1.1油路循环方式的分析与选择［9］ ＰAGEREF＿Toc３2６22330２＼h16HYPERLＩNK\l＂_Ｔｏc3262２33０3＂３。1。2确定液压执行元件的形式ﻩPAGEREＦ_Tｏｃ326223303＼ｈ1６HＹＰERLＩNK\l＂＿Toc326２２3３0４＂3.１。3各机构液压回路的确定ﻩＰAGEREF_Ｔoc326２２3304\h16HYＰEＲＬINK＼ｌ＂_Toc３2６22３305＂3.２绘制液压系统原理图ﻩPAＧEＲEF＿Tｏc32６２2330５\h１8HＹPERＬIＮK\l”_Toc32６２２3306＂３。2。1铲斗收起与前倾ﻩPＡGEＲＥF_Toc3２622330６\h１９HYPERLINK＼l”_Toc3２62233０7"3。2．2动臂升降 PAGＥREF＿Toc３２6２２3３0７＼ｈ19ＨＹPERLINK＼l"_Toｃ3２６22３3０8”３．3确定液压系统的主要参数ﻩＰAGEＲＥF＿Toc３2６２23３０８\h１9HＹPERLIＮＫ\ｌ＂_Ｔoc３26223３09＂3。3．1液压缸载荷组成［1０］ PAＧEＲEF_Ｔoc３２6223３09\h20ＨＹPEＲLＩＮＫ＼ｌ"_Ｔoc3262２33１０＂3．３.2初选系统工作压力ﻩPＡＧEREF_Ｔoc３2６2２331０＼ｈ21ＨYＰＥＲＬＩNK\l"＿Tｏc３2６22331１"３。3。３计算液压缸的主要结构尺寸ﻩＰAGEＲEF_Ｔoc3262233１1＼h２2HYPERLＩNK＼l"_Toｃ3262２33１2"3.３.４计算液压缸所需流量［１2］ﻩPAGEＲEＦ＿Toc326223３1２\ｈ２3HＹPERＬINK\l"_Toc3２6２23３13"３．3.5计算液压执行元件的实际工作压力 PAＧEＲEF_Toc32６223３13\h24HYＰERＬINK＼l"＿Ｔｏc３26223314”３.4液压元件的选择与专用件设计ﻩPAＧＥRＥF_Toｃ３2６２23３１４\h２４ＨYPERＬIＮK\l"_Ｔoc３２６2233１５"３.4．1液压泵的选择ﻩPＡＧERＥF＿Toc３2６2２３3１5＼h2４HＹPEＲＬIＮＫ\ｌ＂_Ｔoｃ32６２23３1６＂3。4．2液压阀的选择ﻩPAGEＲＥF＿Tｏc３2622331６＼h２5ＨＹPERLINＫ＼l"_Tｏｃ3262２3317＂3。４．３辅元件的选择ﻩＰAGEＲEＦ_Toc326２23317＼h25ＨYPＥRＬINＫ\ｌ"_Tｏc326223３1８＂3.5液压系统的性能验算 PＡGERＥF_Toｃ3２6223３18＼h２6ＨYPERLINＫ＼l＂_Toc３2622331９”3。5。１液压系统压力损失［１4］ PAGEREＦ_Toc32６２2３3１9＼h26HYPEＲＬＩNK\l"_Ｔｏc３262２3３2０＂３。5．2液压系统的发热温升计算ﻩＰAGＥRＥF＿Tｏｃ3２６２2３３20＼ｈ27ＨYＰERLIＮＫ\l”_Tｏc３26２23３２１＂３。５.３计算液压系统的散热功率ﻩＰＡＧEREF_Toc３2６2２33２１\h28HYPERＬINＫ\ｌ”_Tｏｃ3２6２２３３22＂3。5.4依据散热要求计算油箱容量ﻩＰAGERＥF_Ｔｏc3２６223322\h29HYPERLIＮK\ｌ”_Ｔｏc3２62233２3"3.6液压系统冲击压力 PAGEＲEＦ_Toｃ32622３323\ｈ3０HＹＰＥRＬＩNＫ＼l”_Toｃ３26２233２4＂3．6．１压力冲击的缘由ﻩPAGＥＲＥF_Toｃ3２6２２3３２4\h3０HYＰEＲLINK\l"_Toc32６2２３３２5"3。6．2消除或削减压力冲击的措施ﻩPAＧEREF＿Toc32622３３25\h30HＹＰＥRLINK＼ｌ"_Tｏc32６2２３３26”4动臂液压缸的设计ﻩＰAＧEＲEF_Toc３262２３3２6\ｈ3１HYPＥＲLIＮＫ\l"_Ｔoc3２６２2３327"4。1液压缸的结构参数计算ﻩＰAGＥRＥF＿Tｏｃ3262２3327\h３1HYPＥRLINＫ＼l”_Toc326２2３328”４．１。１缸筒壁厚计算ﻩＰAGＥRＥＦ_Toc３26２２3３28\h３1ＨYPＥRLIＮK＼l"_Toc326223329"4。1．２缸筒外径 ＰＡGEREF＿Tｏc326223３２9\h3１ＨYＰEＲLIＮK\l＂_Toc32622333０"４.1.3缸底厚度的计算ﻩPAGＥREF＿Ｔoｃ３26223330＼h3２HYPEＲLINK＼l＂_Ｔｏc３２６２2333１”４.２液压缸的连接计算 PAＧERＥF_Toｃ3２6223331\h32HYＰERLINＫ\l"_Toc326２23332"4。2．1销轴与耳环连接计算ﻩPＡGEＲEF_Toc32６22３33２\h32ＨＹPERLINK＼l＂_Toｃ3262233３3”4.3活塞杆活塞杆强度及稳定性验算 PAGERＥF＿Tｏc32６2２333３\h33HＹPERLＩNK＼l”_Ｔoｃ32６2２3３３4”４.３.１活塞杆强度验算ﻩPAGEREF_Tｏc3２622３３34\ｈ33HYPEＲLIＮK\l”＿Tｏc3262233３5＂４.３.2活塞杆稳定性验算ﻩＰAＧEREＦ_Toc３26223335\h34ＨYPEＲLINK\l＂_Toｃ3２622３336”总结ﻩPAGＥＲEＦ_Ｔoc３２62２33３６\h３6HYＰＥＲLＩＮＫ\ｌ"_Toc3２６２２33３7"参考文献 PＡGEREF_Ｔoｃ3２622３337\h37致谢ﻩPAGEREF＿Toｃ３262２3３３８\h3８1ZＬ５０轮式装载机总体参数的确定1．１轮式装载机的基本组成轮式装载机依据使用场合不同可分为两类,即在露天装载作业时使用的前端轮式装载机和主要用于地下矿物开采的井下铲运机.国产ＺL系列前端式轮式装载机的底盘采纳的是由柴油机驱动的液力机械传动系统,铰接转向，气顶油式的盘式制动。工作装置系统多采纳反转六连杆式，采纳液压操纵。基本结构如下图:１-铲斗；2—摇臂；3-动臂;4－转斗油缸;５-前车架；6-动臂油缸；７－驾驶室；8－变矩器；9-发动机;10－水箱；11—配重；１2-后桥;13—后车架;1４-变速箱;15—前桥;１6—连杆图1－1国产ZL系列前端轮式装载机的基本组成1．２轮式装载机的工作原理轮式装载机是以柴油发动机为动力源,以轮胎行走机构产生推力(或牵引力)，由工作装置来完成土石方工程的铲挖、装载、卸载及运输作业的一种工程施工机械。以常用的轮式装载机为例(见图1—1所示），其工作过程是发动机9的动力经变矩器传给传给变速器１4,再由变速箱1４经过前后传动轴分别传给前后桥1５、１2以驱动车轮转动，使装载机工作装置接近并插入料堆。工作装置动臂的一端铰接在车架上，一端铰接着铲斗，利用转斗油缸4通过摇臂２和连杆16可使铲斗翻转,利用动臂油缸可使动臂绕上铰接点旋转，以举升、放下铲斗，完成装载作业[1].1。3轮式装载机总体参数的确定轮式装载机的总体参数，是指它的主要性能参数和基本尺寸参数。性能参数包括装载机自重力,额定载重量，铲斗容量,发动机功率，最大插入力，掘起力,最大卸载高度和卸载距离等。基本尺寸参数包括轴距,轮距,轮胎尺寸，外形尺寸等。（１)装载机自重力装载机的自重力通常指由装载机本身的制造装配质量以及发动机的冷却水、燃料油、润滑油、液压系统油、随车必备工具、驾驶员体重等因素引起的重力。装载机靠行走将铲斗插入料堆,铲斗插入料堆的能力取决于装载机的牵引力QUOTＥ，牵引力QUOＴＥ受装载机附着力的限制，故装载机的自重力应能使其驱动系统产生足够的附着力，以满意铲斗插入料堆的需求。在插入料堆时，牵引力主要用来克服插入阻力和运行阻力,即ＱUOTE(1-１）式中QUOTEQUＯTE装载机行走牵引力，N；QＵOTE铲斗插入阻力，N；QUOＴEQUOTＥ装载机整机质量，kg;ＱＵＯTE滚动阻力系数。ＱUＯＴE（1—2)式中QＵOTE附着系数装载机牵引力受地面附着条件限制，所以牵引力的最大值应不大于附着力，由于装载机多为四轮驱动,从而将式（１－１）代入(１-２)式中,可求得装载机自重力为QＵOTE（1－3）其中的的系数通过查表图可取：。经多方参考本设计=180０0N。综合以上数据可得45000N。依据多方考虑可取自重=16５０00N。(2)装载机额定载重量装载机额定载重量是在保证装载机必要的稳定性能的前提下，它的最大载重能力。额定载重量。装载机的重量确定符合国家产品标准.由于本设计为ＺＬ５0，依据国家标准为500０kｇ，容量３。（３）装载机铲斗容量装载机铲斗容量分两种：一种称为额定容量，是指铲斗四周均以1／2坡度积累物料时，由物料坡面与铲斗内廓所形成的容积;另一种称为平装容量，指铲斗的平装容积。通常所说的铲斗容量是指其额定容量［2］。平装容量与额定容量有如下关系，即QUOTE（１-４）额定容量与额定载重量有如下关系,即QＵＯTE（1-5)-装载物料密度，—额定载重量本设计应该为５0０0kｇ，—铲斗额定容量，kg。由于通常去１500~2００0kg／，所以计算得3m3为国家标准数字。（４)最大插入力最大插入力是装载机插入料堆时在铲斗斗刃上产生的作用力，其值取决于牵引力，牵引力越大，插入力也越大.在平地匀速运动下不考虑空气阻力时,插入力大小等于牵引力减去滚动阻力。QＵOTE（１－６）式中ＱUＯＴE—最大插入力,N；QUＯTＥ-发动机最大有效功率，W；QUOTＥ—插入速度,m/s；QＵＯＴE-传动系统效率；QＵOTE—装载机自重力，N；—ＱＵOTＥ滚动阻力系数.装载机的最大插入阻力QUOTE受附着力限制，所以要保证QUOＴＥ（1—7）即,QUOTE。对于铲装时停止运动，用推压油缸使铲斗插入料堆的装载机，插入力取决于推压油缸的推力，但最大不超过装载机与地面的静摩擦力。铲斗插入料堆时,单位长度斗刃上所产生的最大作用力，叫做单位斗刃插入力，也称比切力。比切力是表示装载机铲斗插入料堆能力的指标,比切力越大,铲斗插入料堆的能力越强。（5)掘起力装载机掘起力是指在下述条件下，铲斗围着某一规定铰接点回转时,作用在铲斗切削刃后面100mm处的最大垂直向上的力(对于非直线型斗刃的铲斗，指其斗刃最前面一点后10０ｍm处的位置)［３］。eq\o\ａｃ（○，１)装载机停在坚实的水平地面上；eq\o\ac(○,2）装载机具有标准的使用质量；eq\ｏ＼ａc(○，3）铲斗斗刃底部平行于地面，且与地平面距离的上下误差不超过2５mm.装载机掘起力标志着装载机铲斗绕规定点回转时动臂举升或铲斗翻转的能力.如果在举升或转斗过程中，引起装载机后轮离开地面,则垂直作用在铲斗上使装载机后轮离开地面的力就是装载机的掘起力.掘起力是由转斗或动臂油缸供应的,依据装载机的稳定性计算，初步计算时,依据额定载重量按下式近似确定［4］。QUＯＴE（1－8）计算得:转斗或提升动臂时，单位长度斗刃上产生的最大掘起力叫做单位斗刃掘起力.（6)最大卸载高度和铲斗最大举上升度最大卸载高度是指动臂在最大举上升度、铲斗斗底与水平面成45°角卸载时，其斗刃最低点距离地面的高度，露天装载机的卸载高度可以依据配用车辆车厢高度确定，即QUＯTE(１—９）式中QＵOTＥ—最大卸载高度,；QUOTE—配用车辆车厢高度,;QUＯTE—考虑到作业时斗刃与车厢侧板间保留必要的间隙,取QＵOTE.查取文献，QUOＴEｈv=2600，Δｈ＝50０计算得:ＱUOTEQＵOTEhmax=31０0.(７）铲斗最大卸载高度时的卸载距离[５]铲斗最大卸载高度时的卸载距离，是指铲斗在最大卸载高度时，铲斗斗刃到装载机本体最前面一点（包括轮胎和车架）之间的水平距离。这个距离小于铲斗处于非最高位置卸载时的卸载距离，所以称为最小卸载距离，要保证QUOTE（1-10）式中ＱUOＴＥ—最小卸载距离，；QUOTE—配用车辆车厢宽度,；QUOTＥ-装载机本体前缘与运输车辆间应保留的距离，mｍ。计算得：L=115０。(８)铲斗的卸载角与后倾角铲斗被举升到最大高度卸载时,铲斗底板与水平面间的夹角为卸载角。为了保证铲斗在任何举上升度都能卸净物料，这就要保证在任何举上升度时都满意。QＵOTＥ装载机处于运输工况时，铲斗底板与水平面间的夹角为后倾角。后倾角过小，不但影响铲斗的装满程度,而且使铲斗举升初期物料向前撒落；后倾角太大,使铲斗举升后期向后撒落，易造成设备事故。取后倾角α=４５°,β=50°。ＱUOTＥ（9）最小离地间隙装载机最小离地间隙是通过性的一个指标，它表示装载机无碰撞的越过石块、树桩等障碍的能力.依据阅历,取最小离地间隙为300ｍｍ。(1０)轴距和轮距装载机轴距是指前后桥中心线的距离。轴距的大小影响装载机的纵向稳定性、转弯半径和整机质量。轮距是指两侧轮胎中线的距离，本次所设计的装载机，前后桥采纳相同的轮距及同类轮胎.轮距的大小影响装载机的横向稳定性及转弯半径和单位长度斗刃上的插入能力.本次设计的装载机的轴距为276０mm，轮距为220０ｍm。1．３.1装载机动臂提升、下降、及铲斗前倾时间确定动臂提升时间选６ｓ;动臂下降时间选3s；铲斗前倾时间选２s.装载机的外形尺寸，可以依据举上升度、卸载距离、轮距、轴距、算出整机的长、宽、高.表1—１外形尺寸名称几何尺寸车长总宽度车高轴距轮距最小离地间隙最大卸载高度79４５mm280０ｍｍ3４50mｍ320０mm２2０0mｍ３00mm３１00mｍ1.4ZL５0轮式装载机的总体布置总体布置时应该精准选择三个方向的布置基准：eq\o＼ａｃ（○,1)以通过后桥中心线的水平面为上下位置的基准。eq\o\aｃ（○,２）以通过后桥中心线的垂直面为前后位置的基准.ｅq\ｏ\ac（○,3）以两侧车轮的对称面为左右位置的基准。１。5各部件布置的简略要求［6]（１)车架连接和传动轴的的布置我所设计的ＺL50轮式装载机采纳一般的铰接式装载机模型.故作出如下设计:铰接销布置在轴距的1／2处,此种布置转弯半径小;前后轮轨迹重合，削减了行驶阻力和转弯阻力.连接前后车架的铰接销有上下两个，车架的外部宽度受轮距限制，，内部宽度要求考虑安装发动机和转向油缸的位置,车架高度是依据结构的强度要求和支撑件尺寸要求而定。每个车架绕铰接销的相对转角为35°左右.