推土机液压系统设计

推土机液压系统设计第1章绪论1.1研究目的及意义推土机的使用在很多工程项目中都非常重要。特别是对于高海拔沙漠地区、工作面狭窄、工作条件恶劣、工程质量要求严格的工程项目，推土机的作用更加突出。通过使用推土机，可以提高工程的效率和质量，减少人力和物力的浪费，缩短工程周期，降低工程成本，为国家建设事业做出更大的贡献。推土机的覆盖面广，技术先进，直接关系到国家建设事业的发展。在未来的建设中，推土机将发挥越来越重要的作用。随着科技的进步，推土机的功能也在不断完善和升级，不仅提高了工程质量和效率，同时也降低了对环境的影响，更加符合可持续发展的要求。总之，推土机作为一种重要的工程机械，对于国家建设事业的发展具有重要的意义。我们需要加强推土机的研究和发展，促进技术进步和创新，以满足不断增长的建设需求，推动国家建设事业向前发展。在我国的经济和国防事业中，推土机起着举足轻重的作用。在铁路施工，公路施工，机场施工等方面有很大的用途。水利、房屋、市政工程；港口建设、采矿、地下工程；包括军工在内的各类建设工程中被广泛应用。对于高海拔沙漠地区人口稀少、工作面狭窄、工作条件恶劣、工程质量要求严格的工程项目，如果没有高质量的推土机是绝对不可能完成任务的。自20世纪80年代以来，当前社会和生产操作对工程机械的要求越来越高，以往的传统机械已经无法满足需求。为了提高效率和降低成本，智能工程机械的发展势在必行。在这个趋势下，液压传动技术得到了广泛应用。国外的技术在推土机上的应用越来越普遍，但是我国对推土机液压传动技术的研究尚处于起步阶段，理论研究基本空白。当前，液压传动技术在推土机上的应用已经成为一种趋势，因为它具有更高的效率和更好的控制性能。然而，这项技术的应用需要有一定的理论基础，才能更好地发挥作用。因此，我们需要加强对液压传动技术的研究和探索，探索出更好的应用方法和控制策略。总之，液压传动技术是推土机行业的未来发展方向，我们需要在这个领域进行更深入的研究和探索，为推土机行业的发展提供更好的理论支持。同时，我们也需要加强与国外的交流和合作，借鉴他们的经验和技术，共同推动推土机行业的发展；填补我国液压推土机理论研究的空白。1.2推土机的分类推土机是一种自行式工程机械，广泛应用于建筑工程中。它可以挖掘土壤并将其运输到所需的位置。例如，在修建公路的过程中，推土机可以独立完成路基奠基的操作，并沿着路边挖掘土壤来填充高度小于或等于1米的路堤。如下图1.1所示，此外，推土机还可以在环境复杂的地区进行其他机械无法完成的施工作业，如平整场地、堆放松散材料等。推土机在建筑、道路建设、采矿、油田、水电、港口、农业、林业和国防等施工过程中发挥了无与伦比的作用，并且它们在建筑过程中的应用也得到了广泛的应用。推土机还可以进行其他土方机械设施无法完成的各种造土作业，如切割、推动、挖掘、堆放、回填、整平、松动和压实。因此，推土机在建筑工程中的作用是其他土方机械设施无法比拟的，推土机也是所有建筑工程中不可或缺的施工机械。图1.1推土机推土机在施工过程中也得到了广泛的应用，但由于其在挖掘和运输项目中的容量大，土壤的挖掘和运输之间的距离不能太长。因此，推土机是一种运输距离相对较短的工程机械。在实际施工过程中，如果推土机挖掘和推土过远，会导致挖掘机的土壤流失，这将大大降低推土机的生产效率；换句话说，如果推土机的运输距离不是很长，那么在施工过程中，由于操作员的转向范围过大，可能会发生频繁的换挡操作。在任何施工作业中，这些作业都占用相对较大的时间，这将大大降低推土机的效率。1.2.1按用途分普通推土机。普通推土机具有较好的应用类型，可以广泛应用于各种建筑工程中。在实际施工过程中，一般的推土机使用较多。特制的挖掘机。特种推土机有很多种类：漂浮式，两栖式，深水式；沼泽式推土机，爆破式推土机，低噪音推土机，军事高速推土机。这些推土机在实际施工中几乎看不见，它们都是在特殊条件的环境中使用，以完成普通推土机无法完成的任务。1.2.2按发动机的功率分根据前面推土机的分类，由于柴油发动机功率相对较大，在相同条件下可以输出相对较大的扭矩，柴油发动机故障的情况相对较少。从各个方面可以看出，柴油发动机有很多优点，因此其可靠性也相对较高。根据上面的描述，大多数推土机使用柴油发动机，由于其比较高的稳定性，所以使用柴油机作为驱动的动力。按照柴油发动机的动力不同，将其划分成了：小型推土机（《140kw)，中型推土机（59-103kw)，以及大型推土机。（118-235），超大型推土机（功率）235kw）。1.2.3按传动方式分（1）机械传动推土机。与其他类型的推土机相比，机械传动推土机的设计相对简单，工作效率更高，传动性能更好。此外，如果机械传动推土机遇到故障等问题，它们也很容易维修。然而，机械推土机对驾驶员的负载相对较大，而推土机本身处理负载的能力有限。（2）液压机械传动推土机。推土机可在不断变化的负载条件下工作。它还可以自己换档，从而减少换档次数。对于驾驶员来说，鼻尖操作简单方便，提高了液压机械传动推土机的工作效率。缺点是，在施工过程中，液压变矩器可能会因压力过大而从液压装置产生热量，从而降低推土机运行时的传动效率；此外，推土机液压系统的制造精度相对较高，制造成本明显高于其他类型的推土机。在发生故障的情况下，它也相对难以维护。在目前的施工过程中，使用这种装置的主要是大中型推土机。（3）全液压传动推土机。全液压传动推土机自带泵源，机器的整体质量也更低。对于驾驶员来说，操作更加随意，推土机也可以在操作中原地旋转。出现故障时难以维修。事实上，只有中小型推土机在使用这种设备。（4）电动推土机。电动推土机由柴油发动机提供动力，为电动装置进行工程作业提供动力。与其他推土机设备相比，电动驱动装置具有简单的前端，并且与驾驶员相比操作相对简单，如下图1.2所示,此外，推土机可以在驾驶员的操作下旋转到位。电动推土机具有持续调整行驶速度和牵引力的能力，而电动传动推土机在面对外部阻力时具有良好的调整能力，其工作效率相对较高。然而，由于车身本身质量过大，车身内部结构相对复杂，因此制造车身的成本相对较高。在实际建设项目中，电力传动型仅用于大功率推土机，主要使用轮式推土机。另一种类型的电动推土机由电网提供动力，可以称为电动推土机。这种推土机基本上在恶劣的环境条件下工作。由于机体携带的动力有限，其工作能力也有限。然而，这种推土机结构简单，运行可靠，对环境无污染，运行效率高，因此，这种推土机在建筑工人中仍然很受欢迎。图1.2推土机示意图1.2.4按行走方式分轨道挖掘机。经久耐用，高牵引，高底压，具有良好的攀爬性能；对艰苦的工作条件有较强的适应能力，但机械质量大，制造成本高。1.2.5按铲刀方式分为（1）固定式推土机。一般来说，可以考虑叶片的坚固性和经济性。用于建筑工程的小型频繁装载推土机大多采用固定叶片安装方法。（2）旋转推土机。旋转推土机可以在恶劣的条件下进行施工作业，并且能够在直线行驶时将一侧的土壤排出。它可以适应平地上的施工作业，也可以在横坡上横向移动土壤。这种类型的推土机也可以称为动铲推土机或角铲推土机。当今社会推土机使用的大多数柴油发动机都使用电池作为起动马达。所有柴油发动机的机构都变得极其简单，其生产、制造、技术使用和维护也越来越成熟。由于液压控制技术的快速发展，施工单位使用的施工推土机基本上都变得更加液压化。1.3推土机的国内外发展方向1.3.1国内发展水平及方向我国推土机的发展基本上经历了萌芽期（1950年-1961年）和专业形成期（1961年），推土机在中国越来越多地形成一个系列。通过对外引进先进的科学技术，专业技术水平显著提高了一定水平。由于中国对进步的积极渴望，推土机的产量和品种都大幅增加，产品性能和技术水平逐渐赶上发达国家的步伐。目前的情况是，中国大约有20家推土机制造商。在未来的发展道路上，中国应该注意以下几个方面：（1）我们应该提高推土机的可靠性和使用寿命，使其更受人们欢迎。与国际先进产品相比，国产履带推土机的可靠性和使用寿命仍有很大差距。（2）中国正在开发大功率多功能推土机。目前的情况是推土机的功率基本上低于235KW，这些低功率无法满足大型和超大型工程建设的需要。（3）制造商的生产能力小，成本高，还没有形成规模经济。因此，我们必须增加生产规模，降低生产成本，以加快中国的发展速度。发展机电一体化和液压一体化，提高推土机自身的能力，减少人们的体力消耗。实现机电一体化。在设计过程中，推土机安装了空调和防震可调节座椅，以满足人体工程学的需求，并为驾驶员提供更舒适的工作环境。机械精加工和其他设备必须按照国家要求生产。1.3.2国外水平及发展趋势在海外，制造这种机器的时间比较长（可追溯到1930年代后期）。在现代科技的发展与进步下，推土机的设计、制造与检测技术也随之日益成熟。1.这是一种一种多用途的方法。大型推土机具有快速、高效率、少需要操作者等优点，是一种大型建筑工程必不可少的设备。2.组件设计使推土机的维护和保养变得简单方便。将每个部件做成一个独立的、结构合理的单个部件，简化相邻部件的连接，使推土机在某些方面更加方便和简单。3.液压。在工作设备上，全部使用了水力控制模式。另外，主离合器，齿轮箱，转向器，刹车都是用水力来操纵的，尤其是在中小规模的推土机上。由此可见，这是未来全球推土机发展的固定模式。4.开发轮胎式推土机。轮式推土机的特点是：行走速度快，移动灵活，使用金属少，不破坏道路。例如，美国轮胎式推土机的产量已经占到目前中国推土机产量的三分之一。5.新结构的应用、电子技术的发展和进步以及计算机的广泛应用，导致推土机的进步越来越大，推土机大多使用微型计算机。6.使用新材料和新工艺。目前，在推土机制造的材料选择趋势中，重要部件仍然使用高强度合金钢，许多其他非重要部件使用相对便宜的低锰钢、硼钢或低合金元素含量的碳钢。由于热处理技术的不断发展和改进，它们的物理和机械财产与合金材料相当。铲刀由低合金钢或硼钢制成，具有良好的淬透性，可使其强度提高65%，耐磨性显著提高，使推土机能够更好地完成每一项任务。图1.3推土机示意图推土机在国外的水平和发展趋势与许多其他工程机械一样，受到市场需求、技术进步和环保要求的影响。以下是一些关于推土机国外水平及发展趋势的常见观点：1.技术水平提升：推土机制造商致力于改进推土机的性能、效率和可靠性。随着先进的工程技术的发展，推土机的控制系统、液压系统和动力系统得到了改进。现代推土机具备更高的功率输出、更好的操纵性和更智能化的功能。2.自动化和智能化：自动化和智能化技术在推土机领域得到广泛应用。自动化系统可以通过传感器和控制算法实现推土机的自主操作，提高施工效率和安全性。智能化功能可以通过数据分析和机器学习算法来优化推土机的工作模式，以适应不同的工程环境。3.环保要求：在全球范围内，对环境友好和可持续发展的要求越来越高。推土机制造商致力于减少噪音和尾气排放，并改进能源效率。一些先进的推土机采用了混合动力或电力驱动系统，以降低对环境的影响。4.电气化趋势：电气化是推土机领域的一个新兴趋势。电动推土机可以减少尾气排放、噪音和能源消耗，并提供更精确的控制。随着电动技术的进步和电池技术的发展，预计电动推土机将在未来得到更广泛的应用。5.数据和互联网应用：推土机制造商开始利用数据采集和互联网技术来监测和优化机器的运行。通过传感器和无线通信技术，推土机可以实时收集和分析工作数据，以提高施工效率和预防机器故障。总体而言，推土机在国外的发展趋势是朝着更高效、智能化、环保和可持续发展的方向前进。技术创新、环保意识和数字化技术的发展将继续推动推土机行业的进步。1.4推土机的主要研究内容液压推土机是工程机械中的一种重要设备，其主要研究内容涵盖以下几个方面：1.液压系统设计与优化：液压推土机的性能和工作效率受到液压系统设计的影响。设计和优化液压系统，包括液压元件的选择、阀门的配置、液压管路的布局等，以提高液压系统的工作效率、响应速度和能源利用率。2.动力与传动系统：液压推土机的动力与传动系统是其关键部分，提高发动机或电动机的动力输出效率，改善液压泵的性能，研发高效的传动装置，以提供足够的动力和扭矩，驱动液压系统和工作装置的运动。3.控制与自动化技术：推土机的精确控制对于完成各种工作任务至关重要。开发先进的控制系统和自动化技术，通过传感器、执行器和控制算法的集成，实现推土机的精确定位、姿态控制和工作模式切换，提高工作效率和操作便捷性。4.结构与材料优化：推土机的结构设计和材料选择对于其稳定性、强度和耐久性具有重要影响。优化推土机的结构设计，采用先进的材料和制造工艺，提高推土机的结构刚度、承载能力和抗疲劳性能，以应对复杂工况和长时间工作的要求。5.操纵人机工程学：关注推土机操纵系统的人机交互性能，通过对操纵杆、控制按钮、显示屏等的设计和优化，提高操作员的舒适性、操作便捷性和工作安全性。6.环境友好性和能源效率：随着环境保护意识的增强，提高液压推土机的能源效率和环境友好性。研究新型液压元件和系统，采用节能技术，降低排放和噪声，减少对自然资源的消耗。这些是液压推土机主要研究内容的一些方面。随着技术的不断进步和需求的变化，液压推土机的研究领域也在不断扩展和深化。第2章推土机液压系统方案设计2.1推土机液压系统组成与功能分析推土机的液压系统是其重要的工作系统之一，它负责提供动力和控制力来实现推土机的各种操作。下面是推土机液压系统的组成和功能分析：1.液压泵：液压泵是液压系统的动力源，负责将机械能转化为液压能。它通过驱动系统中的发动机或电动机，产生高压液压油流，为液压系统提供动力。2.油箱：油箱是存储液压油的容器，也起到冷却液压油和过滤杂质的作用。它通常与液压泵相连，并通过油管路将液压油传送到液压系统中的各个元件。3.液压缸：液压缸是液压系统中的执行元件，负责产生推动力和拉力来驱动推土机的各种运动。液压缸由缸筒、活塞和密封件组成，当液压油进入液压缸时，活塞会受到液压力的作用而移动，从而实现推土机的推动和拉动。4.阀门：液压系统中的阀门用于控制液压油的流动和压力。常见的阀门类型包括控制阀、方向阀、溢流阀和节流阀等。它们根据不同的操作需求，控制液压油的进出和流向，从而实现推土机的各种操作功能，如提升、下降、倾斜等。5.液压管路：液压管路将液压泵、阀门、液压缸等液压元件连接在一起，构成一个闭合的液压系统。液压管路通过传递液压油，将动力和控制信号传递到各个执行元件，实现推土机的运动和操作。6.液压过滤器：液压过滤器用于过滤液压油中的杂质和污染物，防止它们进入液压系统的元件中，从而保护系统的正常运行和延长元件的使用寿命。综上所述，推土机的液压系统由液压泵、油箱、液压缸、阀门、液压管路和液压过滤器等组成。它们协同工作，通过控制液压油的流动和压力，提供动力和控制力来实现推土机的各种操作功能，包括推动、拉动、提升、下降、倾斜等。在推土机液压系统中，可以将其分成两个部分：变速转向液压系统和工作装置（机具）液压系统。其中，变速转向液压系统包含了变速液压系统、转向液压系统，由变速器、转向器（转向先导阀）、控制阀以及液压缸构成，工作装置液压系统由各种控制阀和液压缸构成。表2.1推土机相关参数工作装置及附件推土铲型式角铲宽度3416mm高度1149mm最大提升高度1095mm最大下降量545mm传动装置行走速度前进Ⅰ档0-2.6km/h前进Ⅱ档0-6.5km/h前进Ⅲ档0-11.2km/h后退Ⅰ档0-2.3km/h后退Ⅱ档0-7.7km/h后退Ⅲ档0-12.2km/h尺寸型式角铲/直倾铲全长6060/5750mm全宽4365/3725mm全高（至排气管顶端）3395mm全高（至驾驶室顶端）3354mm发动机型号康明斯型式增压水冷直列四冲程缸数-缸径×行程6-139.7×152.4mm活塞排量额定功率/额定传速14010ml120kW/1850r/min最大扭矩780N.m燃油消耗率208g/kW.h2.2推土机变速转向液压系统设计在设计中，变速转向油压系统是一个非常关键的环节，它在工作过程中需要达到所有的技术指标，并且具有良好的静态和动态性能，高效，结构简单等特点。工作安全，寿命长，经济性好，操作简单，维修简单。2.2.1推土机变速转向液压系统原理分析在推土机的变速转向中，使用了液压机械传动，行星齿轮传动，弹簧压紧，油脱离，常合式。（1）液力变矩器工作原理变矩器的工作原理是由流体驱动。润滑油通过级联时，由于受到冲击和摩擦等因素的影响，会产生能耗，并导致润滑油产生热量，从而导致了液压转矩的降低。当前，世界上最好的转矩转换装置，转矩转换装置的转矩转换效率可达88%。由于推土机过载，扭矩转换装置中的透平不转，使从泵轮传递过来的电能完全转换为热，扭矩转换装置的效率为0。为了提高变频调速装置的传输效率，必须要对推土机的载荷进行准确的把握，保证透平和推土机的转速在合适的范围内。也就是，在推土机因为负载太大而不能移动的时候，要及时地减少负载，将铲刀抬起来，或者将它从II挡改为I挡。（2）行星齿轮式动力换挡变速器工作原理本文介绍了一种用于推土机传动系统的行星齿轮传动系统。控制装置由油压装置完成。挪动操作阀门的把手，将流入齿轮箱的液压油挡停两种离合器，使得齿轮箱的输出轴获得一定的速度和方向，挡停两种不同的离合器；就可以获得不同的方向和速度，一共有三个前进挡和三个后退挡。（3）转向离合器和转向制动器工作原理本实用新型是一种液压浮动式湿式刹车皮带。由制动皮带，动力活塞，连杆，浮动杆，连杆等部件组成。因为悬浮装置的优良特性，所以无论外鼓是正向旋转，还是反向旋转，刹车都十分顺畅，没有刹车震动。2.2.2推土机变速转向液压系统原理图的拟定在对推土机变速转向液压系统原理进行分析的基础上，可以将其分为两个相互独立的子液压系统。（1）转向制动液压系统原理图1粗滤器2转向泵3细滤器4分流阀5溢流阀6、7转向阀8、9转向离合器液压缸10安全阀11油冷却器12背压阀13后桥箱14同步伐15、16安全阀17、18制动阀19、20制动器液压缸A、B、C、D、E、F油压测试点图2.2转向制动液压系统原理图所述转向泵2与所述分动器相连，所述转向泵2将所述机械能转换成所述液压能，所述机油从所述后桥箱体13抽出，通过所述粗过滤器1及所述细过滤器3进行过滤，从而流入所述分流阀4，所述分流阀按照3：1对所述操纵阀及所述刹车回路进行所述液体流动。通过序列阀门5来确保所述转向阀门的操作压力。从连续阀门中溢出来的机油在流入到变速回路之前，与变速回路中的机油汇合，再流入到扭矩变换装置中。（2）变速液压系统原理图推土机的变速转向液压系统通常由以下组件组成：1.液压泵：液压泵负责将液压油从油箱抽吸并提供给液压系统。它通过机械驱动或发动机的动力来产生高压液压油流。2.液压阀：液压阀用于控制液压系统中液压油的流动方向、压力和流量。在变速转向液压系统中，液压阀用于控制液压缸的活塞运动，从而实现转向和变速。3.液压缸：液压缸是液压系统中的执行元件，用于转向和变速操作。通过液压油的进出，液压缸的活塞可以产生推拉力，实现推土机的转向和变速。4.油箱：油箱用于存储液压油，并通过滤油器过滤油液，保持液压系统的清洁。5.油管和连接件：油管和连接件用于将液压油流从液压泵传送到液压缸，并在各个组件之间建立液压连接。1变速泵2调压阀3快回阀4减压阀5变速阀6启动安全阀7换向阀8液力变矩器9溢流阀10背压阀图2.3推土机变速液压系统原理图拟定推土机变速转向液压系统原理图如下：推土机变速转向液压系统的主要组成部分包括液压泵、液压阀、液压缸和油箱。液压泵通过驱动装置提供高压液压油流，液压阀控制液压油的流向和压力，液压缸执行推土机的转向和变速操作，而油箱用于储存液压油。示意图：液压泵│▼┌──────────────┐│││液压阀│││└───────┬──────┘│▼┌──────────────┐│││液压缸│││└──────────────┘│▼油箱```液压系统的实际设计可能更加复杂，并涉及更多的组件和管路。4油滤清器2变矩器回油泵3变速泵4转向泵5溢流阀6背压阀7散热器8分动箱9变矩器10润滑油道11润滑油15调压阀16快回阀17减压阀18速度阀19.27.28安全阀20方向阀21先导阀22.26分配阀23顺序阀24右转向阀25左转向阀图2.4推土机变速转向液压系统原理图推土机的变速转向液压系统是一个复杂的系统，用于实现推土机的转向和变速操作。下面是一个基本的推土机变速转向液压系统的工作原理的概述：1.液压泵：液压泵通过驱动装置（通常是发动机）提供动力，将液压油从油箱中抽吸并产生高压液压油流。液压泵通常是一种可调节流量和压力的泵，以满足不同工作条件下的需求。2.液压阀：液压阀用于控制液压油的流向、压力和流量。在推土机的变速转向液压系统中，液压阀起到关键作用，通过控制液压油的流向来实现转向和变速操作。3.液压缸：液压缸是液压系统中的执行元件。推土机通常配备多个液压缸，用于转向和变速操作。液压缸中的活塞根据液压油的进出来产生推拉力，实现推土机的转向和变速。4.油箱：油箱用于储存液压油，并通过滤油器过滤油液，保持液压系统的清洁。液压油从油箱中被液压泵抽吸，然后经过液压阀进入液压缸执行转向和变速操作。2.3推土机工作装置液压系统设计推土机工作装置是推土机整机中最核心的部分，主要包括铲斗和松土器。工作装置的性能直接影响着推土机的工作效率。推土机工作装置的动作分为推土板的垂直倾斜、升降以及松土器的升降运动。铲刀升降油缸需要选用四位六通手动换向阀，单向阀的选择与松土器的选择一样，这是保证推土机工作装置能够正常运转的必要条件。同时，三种油缸需满足它们产生的运动不能同时产生，否则就会产生干涉，影响工作效率和安全。推土板的垂直倾斜是推土机工作装置的重要动作之一，它可以调整铲斗的角度，让推土机在不同场地和工程环境下都能发挥出最佳的工作效率，同时也可避免铲斗在运输中发生滑落或者掉落的情况。升降动作是推土机工作装置的另一个关键动作，它可以调整铲斗的高度，让推土机在不同深度的场地中都能准确地工作。同时，升降动作还可以保证推土机在运输过程中，能够轻松通过不同高度的障碍物，提高了工作效率和生产效益。松土器的升降运动是推土机工作装置的另一个重要动作，它可以对土壤进行松土和翻地处理，提高土地的通气性和保湿性，保证了土地的生产力和效益。总之，推土机工作装置是推土机整机中最重要的部分，其性能的好坏直接影响着推土机的工作效率和生产效益。在选择和使用工作装置时，需要特别注意各个油缸的运动干涉问题，保证推土机的安全和稳定运行。2.3.1推土机工作装置液压系统原理分析推土机的工作装置是其最为关键的部分，其包括铲斗和松土器。铲斗是推土机的核心工作部件，主要的工作任务包括铲土或碎石、搬运、开沟和平整等。为了实现这些任务，需要设计两条液压回路和液压缸来控制铲斗的升降、倾斜和浮动。松土器的主要工作任务是碎石或松土，其工作原理与铲斗有所不同。松土器只需要利用单条液压回路控制液压缸来实现上升和下降。整个推土机工作装置的液压系统可以划分为三条相对独立的液压回路：松土器工作回路、铲斗升降工作回路、铲斗倾斜工作回路。这三个回路通过回路控制液压缸的动作来实现系统所需的各项功能。铲斗升降工作回路的设计可以使铲斗具有升降、倾斜和浮动功能。液压缸的单向阀用于控制铲斗的升降，而液压缸的单向和双向阀则用于控制铲斗的倾斜和浮动。铲斗倾斜工作回路的设计使铲斗具有左右倾斜功能。液压缸的双向阀用于控制铲斗的左右倾斜。松土器工作回路的设计使松土器具有上升和下降的功能。液压缸的单向阀用于控制松土器的下降，而液压缸的双向阀则用于控制松土器的上升。总之，推土机工作装置的液压系统是其最为关键的部分，其设计需要考虑到各项任务的需要，并通过液压回路和液压缸的控制来实现系统的各项功能：图2.5推土机工作装置液压系统框架图2.3.2推土机工作装置液压系统原理图的拟定通过上文对工作装置工况的分析，结合工作装置液压系统框架图，初步拟定工作装置液压系统原理图如下1-推土铲提升缸；2-推土铲倾斜缸；3-快回阀；4-工作泵；5-转向泵；6-滤网；7-滤油器；8-粗滤器；9-过载阀；10、11-补油阀；12-松土器阀；13-铲刀倾斜阀；14-铲刀提升阀；15、16-补油阀；17-安全阀；18-滤油器；19-松土器伺服阀；20-倾斜缸伺服阀；21-推土铲伺服阀；23-松土器油缸24、26-进口单向阀；25-进口单向流量阀；27-后桥箱；28-工作油箱；粗滤器图2.6推土机工作装置液压系统原理图在液压系统中，滤油器和油箱的作用不可或缺。通过综合运用不同类型的滤油器以及科学合理地设计油箱容积，可以有效地保持油液的清洁和稳定，从而提高液压系统的可靠性和持久性。2.4推土机整机液压系统原理图推土机的整机液压系统原理图如下所述：液压泵（HydraulicPump）通过驱动装置（通常是发动机）提供动力，将机械能转化为液压能。液压泵吸入液体并施加压力，将液体推送到液压系统中。液压油箱（HydraulicReservoir）用于存储液压油，液压系统中的液压油从油箱中吸入，并通过滤油器过滤以确保油液的清洁。液压控制阀（HydraulicControlValves）是液压系统的关键组件，用于控制液压流体的方向、流量和压力。液压控制阀根据推土机的操作需求来控制液体的流向和流量，通过电磁阀、手动阀或比例阀等方式进行操作。液压缸（HydraulicCylinders）是推土机中的执行器，将液压能转化为机械能。液压缸根据液压系统提供的压力和流量来实现推土机各种功能，如控制刀具（推土板）的上升、下降和倾斜，以及驱动车辆的行走等。液压滤清器（HydraulicFilters）用于去除液压油中的杂质和污染物，确保液压系统的正常运行和元件的寿命。液压冷却器（HydraulicCooler）用于冷却液压系统中的油液，以防止油液过热导致液压系统失效。冷却器可以通过风扇或水冷却方式进行散热。液压管路和连接件用于连接液压泵、液压控制阀、液压缸和其他液压系统组件，构成液体流动的路径。整个液压系统的原理图显示了各个组件之间的连接方式、管路的走向以及液体的流动路径。原理图提供了液压系统的结构和布局信息，方便维护人员进行检修和故障排除。需要注意的是，不同型号的推土机可能会有一些差异，因此液压系统的具体设计和原理图会有所不同。以上叙述仅为一般情况下的液压系统原理图。1、12、14油滤清器2变矩器回油泵3变速泵4转向泵5工作泵6背压阀7散热器8分动箱9变矩器10润滑油道11润滑油13、40溢流阀15调压阀16快回阀17减压阀18速度阀19安全阀20、21方向阀22、26分配阀23顺序阀24右转向阀25左转向阀27、28安全阀29制动油缸30推土铲提升油缸31快回阀32推土铲倾斜油缸33过载阀34补油阀35松土器阀36铲刀倾斜阀37铲刀提升阀38补油阀39安全阀41松土器伺服阀42倾斜缸伺服阀43铲刀伺服阀44松土油缸45进口单向阀46进口单向流量阀图2.7推土机液压系统图

第3章液压元件的选择3.1动力元件的选型液压油泵是用于提供液压系统所需压力和流量的关键组件之一。它的设计考虑了以下几个重要方面：1.流量需求：首先需要确定液压系统所需的流量。流量需求取决于液压系统中的执行元件数量、尺寸和工作速度等因素。根据流量需求选择合适的泵型号和尺寸。2.压力需求：确定液压系统所需的最大工作压力。这将有助于选择合适的泵型号和最大工作压力范围。3.泵的类型：液压油泵通常分为两大类：齿轮泵和柱塞泵。齿轮泵适用于低至中等压力和流量的应用，而柱塞泵适用于高压和高流量的应用。根据应用需求选择合适的泵类型。4.泵的工作原理：不同类型的液压油泵有不同的工作原理。例如，齿轮泵通过两个齿轮的相互啮合来产生流动，而柱塞泵则通过柱塞的往复运动来产生流动。了解泵的工作原理有助于优化设计和性能。5.材料选择：液压油泵的主要零件如泵体、齿轮、柱塞等需要选择耐腐蚀和耐磨损的材料，以确保泵的长期可靠性和性能稳定性。6.尺寸和重量：设计时需要考虑泵的尺寸和重量，以适应特定应用场景的空间和重量限制。7.密封和润滑：液压油泵中的密封件和润滑系统需要设计和选择合适的材料和方法，以确保泵的密封性和润滑性能，减少泄漏和磨损。8.效率和噪音：优化泵的设计以提高能源效率，并减少噪音产生。这可以通过减少泵的内部摩擦、采用高效的液压元件和降低流体泄漏等方式实现。9.维护和可靠性：设计液压油泵时要考虑到维护和维修的方便性，以及泵的可靠性。这可以通过合理的结构设计、使用高质量的零部件和提供适当的维护指导来实现。以上是液压油泵设计的一般考虑因素。具体的设计取决于特定应用的需求和要求，可能需要进一步详细研究和工程计算。3.1.1铲刀升降缸由表3.1可知，工进阶段铲刀升降油缸工作压力最大，液压泵最高工作压力如下：pp11=16.6Mpap液压泵的额定压力可以取为：p=1q2q变角油缸液压泵最高工作压力如下：p查手册，选用Y132S—4型异步电动机。P=5.5kw，n=1200r/min。具体如表3.1表3.1异步电动机理论排量额定压力转速容积效率驱动功率150ml/r15Mpa1200r/min92%5.5KW3.1.１液压泵的选择（1）确定液压泵的最大工作压力pppp≥p1+Σ△p式中p1——液压缸或液压马达最大工作压力；Σ△p——从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。液压泵的输出流量应为QP≥K（ΣQmax）式中K——系统泄漏系数，一般取K=1.1～1.3；系统使用蓄能器作辅助动力源Qp式中K——系统泄漏系数，一般取K=1.2；Tt——液压设备工作周期（s）；Vi——每一个液压缸或液压马达在工作周期中的总耗油量（m3）；z——液压缸或液压马达的个数。液压泵的压力和流量P=式中pp——液压泵的最大工作压力（Pa）；QP——液压泵的流量（m3/s）；ηP——液压泵的总效率，参考表3.2选择。表3.2液压泵的总效率液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0.6～0.70.65～0.800.60～0.750.80～0.85限压式变量叶片泵的驱动功率P=式中Ppmaxn——液压泵的额定流量（m3/s）。驱动功率取其平均功率式中t1、t2、…tn——一个循环中每一动作阶段内所需的时间（s）；PP1、P2、…Pn——一个循环中每一动作阶段内所需的功率（W）。在确定电机功率的基础上，可以根据平均功率选择适合的电机功率，并对每个级别的电机过载情况进行核查。通常情况下，电机在短期内允许的过载率为25%。3.2阀类元件的选型3.2.1选定原则(1)根据液压阀额定压力来选择所选用的水力阀门，其工作压力必须在产品所标示的标称值以下。在选用液压阀时，可以以产品注明的公称流量为基础，通过与产品相关的流量曲线来决定。(2)液压阀的安装方式的选择它是一种将液压阀与系统的管线或其它阀门的出入油端口之间的连接，通常情况下，它可以分为三种：螺丝连接方式，板式连接方式；法兰连接方式。要按照液压阀的规格和尺寸，还有系统的简单和布局特征来决定如何选择安装方法。(3)液压阀的控制方式的选择通常情况下，液压阀有手动、机械、液压、电气四种控制方式。依据操作要求和电力系统的配置容量来选择。(4)液压阀的结构形式的选择阀门按其结构形式可分为：管型，板型。阀门的结构型式通常是根据系统工作要求而定的。3.2.2选定依据在液压系统设计中，选择适当的阀体是至关重要的。阀体的选定依据可以包括以下几个方面：功能要求：首先需要确定液压系统所需的功能和操作要求。这包括液压系统的工作压力、流量范围、流体介质等。根据具体的功能需求，选择能够满足系统要求的阀体类型和工作参数。响应速度：根据液压系统的响应速度要求，选择具有适当的开关速度和流通特性的阀体。不同类型的阀体具有不同的开关速度和流通特性，因此需要根据实际需求选择合适的阀体以达到所需的响应速度。可靠性和耐用性：考虑到液压系统的可靠性和耐久性，选择质量可靠、结构牢固的阀体。阀体应具备良好的密封性能、耐腐蚀性和耐高温性，以确保长期稳定运行和较少的维护需求。成本因素：最后，还需要考虑阀体的成本因素。选择适当的阀体应在满足系统要求的前提下，考虑到预算和成本效益。评估不同阀体供应商和品牌的价格、性能和可靠性，综合考虑成本与性能的平衡。综合以上因素，根据具体的液压系统要求，进行阀体的选定和匹配，以确保系统的正常运行和性能表现。在选定阀体时，也可以咨询液压系统设计专家或参考相关的技术手册和规范。3.2.3注意事项选择液压阀时要注意的问题是：1.测定经过这个水力阀门的真实流速；2.对单柱塞杆式油缸两个空穴的回油量进行分析；3.控制阀门在使用时，不得超出其标称压力和流量；3.重视正确选择止回阀的开度压力；5.重视液体控制止回阀的压力释放模式的选择；6.指出电磁式整流器和电液整流器在使用情况下的不同情况；7.应指出，在哪种情形下，引导型降压阀门的放油量大于其它控制阀门的放油量；8.留意节气门，使速度调节器的最低稳流率满足规定9.指出作为卸载阀门的卸载安全阀与作为卸载阀门的外部控制序列阀门的不同之处；10.留心阀芯的转换状态功能。以所制订的液压系统原理图为依据，与对各液压阀油液的最高压力和最大流量进行了计算，并对其进行了分析，对各液压阀的型号规范进行了选择。列表于3.3中。表3.3阀类元件序号名称通过流量（L/Min）型号及规格1溢流阀150.5DBDS30P2安全阀150.5DBDS30P3溢流阀150.5DBDS30P4安全阀150.5DBDS30P5三位六通液控换向阀150.5WH32HE6三位六通液控换向阀150.5WH32HE7二位四通电磁阀1024YF31B20E248二位四通电磁阀1024YF32B20E249液控高低速转向阀150.524YF3ME32BZZ10液控高低速转向阀150.524YF3ME32BZZ11单向阀<150.5C2G-82512单向阀<150.5C2G-82513单向阀<150.5C2G-82514单向阀<150.5C2G-82515溢流阀15DBDA30G16过滤器安全阀50.12DBDA30G17铲刀升降操纵阀50.1234SH-HBT18松土器升降操纵阀50.12DMG-01-3C-5019铲刀垂直倾斜操纵阀50.1234SH-HBT20安全阀50.12DBDA10G21止回阀50.12C2G-82522单项补油阀40C2G-81523止回阀50.12C2G-82524单项补油阀403.3液压油路的管件选择在水力装置中，一切要素，包含了动力要素及附属要素，均是依靠管子本身及管子本身联结连城。它们遍布于全液压传动系统，只要有一个连接部件或是某个连接部件发生了损伤，就会造成全液压传动系统的失效。水力管道一般有钢管，铜管，橡胶软管，尼龙软管等。根据工作压力、工作环境、设备整体布置和经济性等因素，对其进行了选用。管径通常以最大流速和容许压力为基础来决定。表3.4金属管油液流速表金属管内油液的流速推荐值吸油口管道v0.5~2m/s压力高时取大值，压力低或者管道长时取小值；粘度大时取小值；压油管道v2.5~6m/s短管道及局部收缩处v5~10m/s回油管路v5~10m/s泄漏管路v1m/s3.3.1对推土板举升缸液压回路根据以上计算所得查询《液压设计手册》选取转向回路部分管件的标准规格如下表：表3.5管件的规格名称内径外径吸油管12mm18mm压油管6mm10mm回油管5mm10mm3.3.2对松土器齿尖缸液压回路根据dv=0.5m/s可得d≥（2）压油管道，取v=2m/s可得d≥3.3.3对倾斜缸液压回路根据d4qπv（1）吸油管道，取v=0.5m/s可得d≥根据以上计算所得查询《液压设计手册》选取转向回路部分管件的标准规格如下表：3.6管件的规格名称内径外径吸油管12mm18mm压油管6mm10mm回油管5mm10mm3.3.4对于松土器举升缸回路3.7管件的规格名称内径外径吸油管15mm22mm压油管8mm14mm回油管6mm10mm3.4管接头的选择选择管接头的时候，满足回路液压油的通流能力和拥有小的消耗是必要前提。而且还必须要满足方便装卸、精密链接、可靠的密封、紧凑的外围。运用一些管接头引出液压油液在液压回路中，根据工作压力和成本两方面的条件，使用焊接式管接头在系统中。它的优点是拥有着简单的结构、好的密封性能、对器材的尺寸精度没有太高的要求。工作压力可达到15Mpa，不让人感到满意的地方就是焊接式管接头对焊接质量有着太高的要求，而且结构比较复杂不容易拆解。

第4章系统验算因为这次设计的推土机液压系统在初步设计时的遇到的好多参数都是预估得来的。在完成了推土机的液压系统的设计之后，我们可以对水力回路中各个环节的压损、系统的效率、加热、加热等进行精确的计算。4.1液压系统压力损失压力损失具体包含在管道中的途中损失、过路的拒不损失和阀门的局部损失。管道中的部分压降相对于阀门中的部分压降要小很多，因此仅考虑阀门中的部分压降。对于从泵到驱动部件之间的压力损耗，若所计算的pp明显大于估算的，需要重新调节水泵与其它有关零件的参数。系统的调整压力：p由于额定压力还有一定富裕度，所以绷得选这是合理的。4.2液压系统的发热及温升计算对系统较为复杂的热量进行估算如下：p根据前面对泵的选定时所得到的参数，以及z=2，n=3，计算得出P=4.4kW。又因为：ΔT=表4.1泵的选定参数冷却条件kw/m2℃通风条件很差8——9通风条件良好15——17用风扇冷却23循环水强制冷却110——170综合考虑，给系统装上一个冷却器4.3液压油的选用在液压传动装置中，液压油不仅是一种传递媒介，同时也是一种润滑剂，所以它的性能要高于普通的润滑油，它对液压油的性能要求具体描述为：1.具有很好的抗氧化性能。在此，它是一种在高温下，与空气长期接触，并在经过狭缝或孔洞后，仍然能够维持原来的化学组成而不被氧化，不被劣化。2.具有很好的润滑性，减少了小型部件与管路的表面之间的损失。3.结构纯正，没有或仅包含少量的杂质。4.具有合适的粘性和较好的粘温性。5.为了确保润滑油在低温下仍可正常应用，其凝固点及流动温度应为低。6.为了确保装置能够在更高的温度下运行，并确保润滑油的存储，在特定的情况下，润滑油泄漏的气体与空气相结合，与火焰接触表面产生瞬时火花的最低温度应很高。一些设备运行在高温下，且在有明火的情况下（如冶金、锻造等），对工作油提出了耐燃性的需求。7.具有更快速地将油脂中的自由气体排除（消泡）以及更好地从油脂中的湿气中脱离（耐乳化性）的能力。8.不含任何腐蚀物质，具有优良的防锈性及兼容性（不溶于胶粘剂及油漆等）。总而言之，由于该系统属于高压状态，因此本系统的传输介质选择了L-HV型液压油。4.4主要性能参数的确定4.4.1手动泵压力的确定泵的压力由人力提供由杠杆原理得F=4.4.2手动泵排量q和流量Q的确定q泵的平均理论流量与排量的关系式如下：Q式中n───泵的转速q───泵的排量Q4.4.3.手动泵的功率泵的输入功率＝2250／4=562.5w4.5液压系统性能验算校核1)液压系统压力损失总的压力损失可用公式表示为△△p1=△p2=式中l管道的长度md管道内径mv液流平均速度m/sρ液压油密度λ沿程阻力系数ξ局部阻力系数λξ的具体值可参考《机械设计手册》31篇第5章有关内容代入数据有Δ式中Qn阀的额定流量mQ通过阀的额定流量m3／s△pn阀的额定压力损失pa（可从产品样品中查到）系统的调整压力PT≥p1+△p式中PT液压泵的实际额定工作压力或液压支路的自动调整压力2)液压系统的发热温升计算(1)计算液压系统的发热功率液压动力传动系统正常运行工作时,除了能够执行液压控制器驱动元件的液压驱动外和主载荷能够输出有效驱动功率外,其余的有效功率和所损失能量都会被转换成系统热量,使得系统油温不断上涨。本文从其中的计算液压动力传动系统的最大功率传动损耗主要上可分为以下几种计算形式:a.液压泵的功率损失P式中Tt工作循环周期sz投入工作液压泵的台数pri液压泵的输入功率Wηp各台液压泵的总效率ti第i台工作时间sb.液压执行元件的功率损失P式中M液压执行元件的数量prj液压执行元件的输入功率Wη液压执行元件的效率第j个执行元件的工作时间sc.溢流阀的功率损失P式中PyQyd.液流油液流经阀或管道的功率损失ph3=△pQW式中△p通过阀或管道的压力损失paQ通过阀或管道的流量m3／s由以上各种损失组合而构成的整个系统的功率损失，即液压系统的发热功率p这一计算式适用于回路比较简单的液压系统。计算液压系统的散热功率液压动力传动系统的液体散热流动通道主要在传动油箱和液压传动器件的表面,但如果传动系统的液体外接散热管路比较长,也许就应该充分地考虑到在外接管路上对其液体表面的流动散热。p式中K1油箱散热系数见《机械设计手册》表37-5-13K2管路散热系数见《机械设计手册》表37-5-14A1A2分别为油箱、管道的散热面积m2△t油温与环境温度之差○C若系统处于平衡状态，则phr=phc,油温下的值不在上涨，此时，最大温差ΔT=当环境中的温度为系数T0，则油温T=T0+△T0。若计算出的油温不超过本液压设备所允许的最高温度（各种机械允许温度见《机械设计手册》表37-5-15），则设计可行。显然，本液压系统的油温正常，达到设计要求。根据散热要求计算油箱容量初步设计油箱的尺寸为60mm×40mm×30mm当初步确定好油箱容积的情况下，验算其散热面积是否能够满足要求，当液压系统的发热量计算出之后，即可根据散热的要求求出油箱的容积。由最大温差计算公式我们可得到该油箱在最大散热范围内的面积为m2如不考虑管道散热该式可简化为m2A1=通过计算比较，本液压系统显然不必增设其他散热措施。第5章液压辅件液压泵系统主要的几个辅助组成部分包括液压密封件、油管和液压泵的连接头、过滤器、油箱。这些技术元件,从对传统液压动力传动的基本主要工作条件原理设计角度分析来看都仍然是起到了重要辅助性指导作用的,但从为了充分保证传统液压动力传动系统能够有效地实现高速传递液压驱动力和稳定运行，以及为了改善传统液压动力传动系统和其他各种基本工作原理性能的技术指标设计角度分析来看,他们都是非常重要的。5.1密封件渗漏是我们在液压传动系统中经常遇到的问题之一,密闭式渗漏是预防渗漏的最有效、也是最主要方法。漏油不但会大大降低了容积效率,致使系统失温,而且将从元件外部排放出大量油液,还可能会弄脏装置,污染了环境。密封太紧时,虽然能够有效地防止渗漏,但是对于运动式密封却可能会造成很大摩擦和损失,降低了机械效率,并且还会导致密封件的使用寿命减少。所以密封的松紧应该选择适当,以便总效果达到最高。5.1.1O形密封圈O型橡胶密封环是一种截然不同的采用断面加工成型并且形状均匀接近椭圆的一种高强度新型耐油弹性橡胶密封环,它主要适于用来对其进行固定式自闭密封和移动式自封密闭。为了尽量减少或完全避免在高速密封运动中使用O形高速密封胶垫圈本身会随时发生的弧形扭曲和应力变形,用于高速密封运动弧形密封的各种O形高速密封胶垫圈的弹性断面流体直径通常比一般用于流体固定和滑动密封的弹性断面流体直径通常要小得多。一般来说在各种动力式密封中我们使用的都是O型动密封橡胶圈。当前的O型成型管的密封套护圈主要就是用于动式密封时,可以直接选择内径自封密闭或者外径自封密闭两种密封形式;主要用于密封固定动式密封时,可以选择单个端面或者三角面半密封、圆柱体或半密封。5.1.2Y形橡胶密封圈Y型橡胶密封圈,用于往复运动的密封,工作时压力最高可达140帕,当压力波动较大时需要增设一个支承环,避免其产生倒挂或翻转。Y型橡胶密封圈有着摩擦系数小,安装简单等优势。其缺点是当车辆行驶过程中,速度较高、压应力变化较大时,容易出现翻转5.1.3防尘圈防自动防尘保护圈主要用途是由于用来彻底刮除粘在液压器内部活塞杆上面的灰尘泥浆,以免其他污染物从进入液压器内部。在寒冷空气中或者灰尘比较多的一些地方或当进行液压工作时,液压缸,其进气活塞杆和液压气缸盖之间不仅至少需要同时安装一个密封保护圈,而且一般也至少需要同时安装一个防尘密封圈。防尘元件线圈的使用类型主要有许多,分为大型骨架式专用防尘元件线圈和小型无孔的骨架式专用防尘元件线圈。5.2油管和管接头液压控制器是利用油管或者其他元件来直接传送到工作中的液体,用管接头将油管或者其他油管连接在一起。油管及其接头要求具备足够的高强度、良好的气隙密封,并且对于压力的损失要少、拆卸方便。5.2.1油管材料和种类液压动力传动系统设备中的液压输送管和油管主要用途是用于采用一种冷拔式的无缝钢管、紫铜管和环氧耐油防锈橡胶管等软管,有时也可以使用一些防锈塑料管和防锈尼龙管。油管零件材料的材质选择目前应该说还是主要依靠其在水中工作时的压力,运动速度需求以及油管零件内部位置相互关系等多方面的各种因素综合来进行确定。高压橡胶软管一般使用橡胶夹带内含有精密钢丝的优质耐油蚀性橡胶材料焊接制成,钢丝软管具有单向交叉自动编织和双向缠绕两种,一般软管包含2~3层。钢丝带的材质层数越大,管径也就越小,耐压性和强度也就相对越高。而且紫铜管比较易弯曲,安装方便,且其管壁光滑,摩擦阻力小。但是它的耐压性比较低,抗振性比较弱,只有一些特殊情况下才可以使用中、低压的油路。由于铜与油的接触性能使其在加速下发生氧化,且其铜材相对比较欠佳,故宜尽量避免不用或减少使用铜管,通常仅局限于一些可以用作仪器和控制设备的小直径油管。5.2.2管接头对于油管直径较小,目前一般都会采用管接头进行连接,其中管路形式繁多,常见的包括有焊接管路连续器、卡套型管路连续器、扩口薄管连续器等。软管与各种金属的软管或者说是金属软管与各种金属元件之间的无缝连接,都可能是由于采用了类似软管的的连接头,其中软管连接头的型号也很多,目前常见的软管连接安装方式有可拆卸式和手动扣压式两种。5.2.3油管的安装当油管的安装方式不合理时,不但可能给其他油管的安装和维护工作带来麻烦,而且还可能会对其造成压力上的损失或产生振动、噪音等不良现象。安装时应注意以下几点：管路尽量采用平行横向布设,少许有交叉,平行或互相没有交叉的卧式输送机用油管之间至少应保留一个10毫米长的连接间隙,以有效防止油管接触面受到时的振动,并给所有平行安装的卧式输送机用油管和连接头之间保留一个足够的连接间距。5.3液压油箱液压式油箱的工作功能主要就是用来储藏各种液压油、分离处理液压油产品中的空气杂质来净化空气,同时还具有能够直接起到空气阻挡和控制散热的重要功能。油箱主要用途有以区分开放式油箱、隔离式式油箱和空气压力式三种,前者的燃油液面直接与车内大气互相流通,后者则反其不然。油箱的油液容积必须充分确定,当电机设备自动停机时,系统内的所有电机油液都在自重的压力作用下停机才能全部自动恢复并回到固定油箱。为了能够使高压油箱水泵能够很好地去除沉淀处理出来的箱内杂质和有效分离多余的箱内空气,油箱的有效排水容积一般都规定需要远远不得大于高压水泵每分钟最大流量的3倍,通常采用低压油箱水泵传动系统用户可以直接选择每分钟最大流量2-4倍。第6章推土机的液压系统建模仿真6.1仿真软件介绍AMESim（AdvancedModelingEnvironmentforSimulation,IMplementationandoptimization）是由LMSInternational（现为西门子工业软件部门）开发的一款功能强大的系统级仿真软件。AMESim被广泛用于工程领域，特别是在机械、液压、气动、热力学、电气和控制系统方面的建模和仿真。它提供了一个直观的图形界面和大量的组件库，使用户能够快速建立复杂的系统模型。以下是AMESim的一些主要特点和功能：1.系统级建模：AMESim专注于系统级建模，可以同时考虑多个物理领域（如机械、液压、电气等）之间的相互作用。这使得它适用于对复杂的多领域系统进行仿真和优化。2.多领域支持：AMESim提供了广泛的组件库，涵盖了机械、电气、液压、气动、热力学等多个领域。用户可以选择适合其模型的组件并进行连接，以建立完整的系统模型。3.灵活性和可定制性：AMESim提供了丰富的参数和配置选项，使用户能够根据其需求进行定制。用户可以定义组件的特性、参数和控制策略，以及仿真的时间步长和仿真器件的精度。4.建模与仿真工具：AMESim具有强大的建模和仿真工具，使用户能够以图形方式创建模型，并通过仿真验证系统的性能。它还提供了丰富的结果分析和可视化工具，用于分析系统行为、性能和优化。5.系统优化：AMESim还提供了优化工具，可以帮助用户在设计阶段通过自动搜索算法找到最佳的系统配置。这有助于改进系统性能、降低成本和提高效率。需要注意的是，由于我是在2021年9月之前训练的模型，某些关于AMESim的最新功能和更新可能不包含在我的知识库中。建议您查阅AMESim官方网站或联系AMESim的开发商以获取最新的详细信息。6.2液压系统的建模液压系统的建模可以使用物理方程和系统级仿真工具进行。下面是一般步骤来建立液压系统的模型：1.确定系统需求：明确液压系统的功能和性能需求，包括工作负载、流量要求、压力要求、响应时间等。2.确定组件和参数：选择合适的液压组件，例如液压泵、液压缸、阀门等，并确定它们的参数，如容积、流量特性、压力损失等。3.建立组件模型：使用物理方程和特性曲线来描述每个组件的行为。例如，液压泵可以使用流量-压力特性曲线来表示，液压缸可以使用液压力-位移关系来描述。4.建立连接和管路模型：确定组件之间的连接方式和管路布局，建立管路模型。考虑管路的长度、直径、摩擦损失等因素。5.设定控制策略：确定液压系统的控制策略，包括阀门的操作方式、控制信号等。这可以通过设定控制算法或使用仿真软件提供的控制模块来实现。6.定义边界条件：设定系统的初始条件和边界条件，例如初始压力、初始位置等。7.进行仿真和分析：使用系统级仿真工具（如AMESim、Simulink等）对建立的液压系统模型进行仿真。通过模拟系统在不同工况下的行为，可以分析系统的性能、响应时间、压力损失、能耗等指标。8.优化和调试：根据仿真结果，优化液压系统的设计，调整参数和控制策略以满足系统需求。如果有必要，可以通过实验验证仿真结果。需要注意的是，建立液压系统模型需要深入理解液压原理、组件特性和系统动力学等知识。同时，选择适合的仿真工具和软件可以提高建模的效率和准确性。根据推土机的设计原理要求，搭建液压仿真模型如图6-1所示：图6.1液压系统模型搭建模型以实际部件为基础，现对其建模如下：6.2.1重物建模在AMESim中，添加图标，设置加速度值为9.8m/s添加质量块，质量为350Kg，重力方向-90°，如图6-2所示图6.2重物参数设定6.2.2液压缸参数设定根据上述计算，设置液压缸内径为82mm，液压杆直径为63mm，如图6-3所示图6.3液压缸以及杆直径参数设定6.2.3单向阀的选定因单向阀中模型中起到正向流通反向截止功能，故选型如图6-4所示：图6.4单向阀的选定6.2.4起重液压缸参数设定根据计算，得起重液压缸直径100mm，液压杆直径56mm，活塞长度0.5m，设置参数如图6-5所示：图6.5起重液压缸的参数设定6.2.5杠杆的建模设定根据计算结果可知，设定距离为0.5m、1m，如图6-6所示图6.6杠杆参数的设定6.3液压系统的仿真分析输入位移信号，模拟实际使用过程如图6-6所示；图6.7输入位移信号其位移变换如图6-8所示：图6.8位移曲线变换可以看出，重物不断上升，高度随实际变化曲线如图6-9所示:图6.9高度变化曲线起重缸1、2口压力变化如图6-10所示图6.10起重缸1、2压力变化曲线从仿真过程来看，压力以及速度存在波动，当不影响整体运动。从分析结果来看，液压系统工作稳定，符合设计要求。总结本次设计主要以推土机液压系统为设计对象。推土机大家都不陌生，所以我参考的是市面已有的推土机。液压传动在机械设计中扮演着重要的角色。液压传动的工作原理和基本回路是设计中需要掌握的知识，因为它们决定了液压传动系统的性能和效率。了解液压传动的工作原理和基本回路，可以帮助我选择正确的液压元件参数和型号，从而做出更加合理的设计方案。毕业设计是对学习总结和考察的一次机会，可以帮助我提高综合运用知识进行分析研究的能力和独立完成工程液压系统设计的能力。在毕业设计中，我需要运用所学的液压传动的基础知识，结合实际工程需求，制定液压系统设计方案，考虑液压元件的选择和布局，设计控制回路和安全防护措施等。毕业设计可以促进能力和知识的深化和加强，提升创新和发明能力，培养严谨求实的科学态度和工作作风。在液压传动领域，我需要熟悉液压元件的基本参数，如压力、流量等，了解它们的特性和应用范围。同时，还需要考虑液压系统的工作环境和工作条件，选择合适的材料和涂层，以确保系统的可靠性和耐用性。此外，还需要了解液压回路的基本组成部分，如液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等，以及它们之间的工作原理和相互作用关系。总之，液压传动在机械设计中的作用不可忽视，相关知识的掌握对于我来说至关重要。毕业设计是一次锻炼能力和提升技能的机会，可以帮助我在液压传动领域取得更