学海装载机液压系统设计 查重(带CAD图)带机械图
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学海,装载机液压系统设计
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装载机液压系统设计摘 要 本文的课题名字是装载机液压系统设计,本装载机液压系统以传递动力为主,保证足够的动力是其基本要求。另外,还要考虑系统的稳定性、可靠性、可维护性、安全性及效率。其中稳定是指系统工作时的运动平稳性及系统性能的稳定性(如环境温度对油液的影响等因素)。可靠性是指系统不因意外的原因而无法工作(如油管破裂、无电等情况)。可维护性是指系统尽可能简单,元件尽可能选标准件,结构上尽可能使维护方便效率是指液压系统的各种能量损失尽可能的小。上述要求中,除满足系统的动力要求外,最重要的是保证系统的安全性和可靠性。 装载机性能的优劣和作业效率的发挥,不仅与相关总成及部件的工作性能有着密切关系,而且在很大程度上取决于各有关总成及部件间的 协调和参数匹配,取决于装载机的总体布置。 装载机的工作装置和转向机构都采取液压传动,本文通过对工作装置及转向机构工作要求和载荷分析对液压系统进行设计。主要包括对执行元件,控制元件辅助元件的选择、设计。 关键词:装载机,液压系统,工作装置,转向机构IIIAbstractThe title of this paper is the design of the loader hydraulic system. The hydraulic system of the loader is based on the transmission power. In addition, the stability, reliability, maintainability, safety and efficiency of the system should be considered. Stability is the stability of the system and the stability of the system performance, such as the influence of environmental temperature on the oil. Reliability refers to the system can not work because of unexpected reasons (such as tubing rupture, no electricity, etc.). Maintainability refers to the system as simple as possible, as far as possible to choose the standard components, the structure as far as possible to facilitate maintenance. The above requirements, in addition to meet the power requirements of the system, the most important thing is to ensure the safety and reliability of the system. The loader performance and operation efficiency, not only the work performance and related assemblies and parts are closely related, but also depends on the relevant assembly and component coordination and matching parameters, depending on the overall layout of the loader. The working device of the loader and the steering mechanism all adopt the hydraulic transmission, this article carries on the design to the hydraulic system through the work device and the steering mechanism work request and the load analysis. Including the implementation of components, control components, auxiliary components selection, design.Key words: loader, hydraulic system, working device, steering mechanism目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 装载机的概念11.2 装载机的分类11.3 装载机的液压系统21.4 本课题研究的主要内容、指导思想22 液压系统总体设计32.1 概述32.1.1 液压系统32.1.2 装载机对液压元件性能的要求32.2 工作装置液压系统设计52.2.1 拟定液压原理图52.2.2 工作装置液压系统计算62.3 装载机液压转向回路182.3.1 概述182.3.2 转向液压系统计算212.4 液压附件的选取272.5 液压传动系统的安装与维护292.5.1 各种液压元件的安装292.5.2 液压元件的维护302.6 本章小结31第3章 验算液压系统性能323.1 压力损失的验算及泵压力的调整323.2 液压系统的发热和温升验算34结 论35致 谢36参 考 文 献371 绪论1.1 装载机的概念装载机顾名思义是一种铲土运输机械,主要应用于铁路、公路、建筑、水电、码头、矿山与国防工程里。装载机在提高工程建设速度,降低劳动强度,提升工程质量,压缩工程成本等方面都有着重要的作用。因而,近十年来,装载机在国内国外均得到了快速的发展,已成为工程机械的主导产品之一。1.2 装载机的分类常见的单斗装载机一般有以下特点来分类。(1)按行走装置不同分类:轮胎式和履带式。国产履带式装载机多是在推土机基础上形成及国内外使用和生产的绝大多数是轮胎式装载机,这两类装载机除行走装置不同外,其它系统和构造大体相似。(2)按使用场合不同分类:露天用装载机和井下用装载机(铲运机)。国内外生产和使用的装载机绝大多数是露天轮式装载机。铲运机的结构相对来说是比较简单的。(3)按传动形式不同分类:机械传动式,液力机械传动式,液压传动式和电传动式。机械传动式在国内仅用于0.5m以下的装载机,它一般直接采用汽车或拖拉机的传动装置,即离合器和变速器2。由于液力传动机械取消了机械传动中的离合器而换用液力变矩器,取消了人力换挡变速箱而换用了动力换档变速箱,是发动机在不停车的情况下换挡,操作轻便,工作可靠性高,因此液力机械传动式是轮式装载机的主要传动形式。液压传动使用柴油机带动液压泵产生高压油,并通过控制系统和油管带动液压马达使车轮传动。它能够简化传动系统,使整机质量减轻,但由于启动性差,液压件价格昂贵,寿命也比较低,因此目前仅用于小型装载机上。电传动是由柴油机驱动交流发电机,以此来驱动装在车轮上的直流电动机,然后通过轮边减速器带动车轮转动,这样可以实现无级调速。这种传动检查方便,维修简单,工作可靠。缺点是电机设备质量大,费用高,目前只在大型装载机上使用。(4)按装载方式不同分类:前卸式,后卸式,侧卸式和回转式。轮式装载机基本上都是前卸式3。(5)按转向方式不同分类:整体式和铰接式。国产ZL系列轮式装载机绝大多数采用铰接式4。1.3 装载机的液压系统装载机的核心部分是液压系统。液压系统控制装载机中主动力的输出、装载执行机构的动作、传动机构的运动及相互配合。主要控制方法有机械、电、气动、电子、光电或射流等,都各有特点,通常根据装载机的自动化水平的生产要求选择。如:传统的装载机械控制系统采用凸轮分配轴机械式控制及采用继电器、接触器控制电路,其复杂程度随着执行机构增多以及调整部位的增大而加大,使得机器也越来越复杂,给制造、调整、使用和维护均带来不便;后来出现的电气控制、液动控制、光电控制,可用微机、传感技术、新型传动技术取代笨重的机械控制柜和驱动装置,使零件数量剧减,结构大为简化,体积也随之减少,同时改善了生产过程中清洁卫生。液动控制系统在装载机械中占有很大比例,近年来,随着工业的飞速发展,液动控制技术在工业自动化领域得到了广泛应用。液动控制是先将机械能转变为液压能,再将液压能转变为机械能,降低了电力消耗和液压油消耗,更易于控制,节省了大量劳动力,实现了生产的自动化管理5。作为装载机最重要的组成部分之一,液压系统对于装载机的正常工作运行起着至关重要的作用。通过了解设计要求,参考相关文献资料,根据要求设计出所需的液压回路。结合设计所要达到的目的,根据计算数据查阅设计手册,选取合适的液压泵,液压控制阀及密封件,进行校核计算。并且运用计算机软件对挖掘机工作装置液压回路运行过程进行仿真,检查设计缺陷并进行相应调整。以上所有设计方案,除了需要满足计算和工作要求以外,还应尽可能保证整体的结构紧凑,外形美观,便于改进,使之易于实现标准化、系列化和通用化7。1.4 本课题研究的主要内容、指导思想(1)研究的主要内容:设计液压回路,对各液压元件进行选型以及合理布置各元件的位置。确定后车架的总体尺寸,合理布置各部件的位置,对铰接点进行受力分析,校核铰接点的强度。(2)指导思想:根据装载机的基本动作及动作特点,参考已有资料,选择合适的液压元件,模块化确定整个回路。结合本组其他人的设计,确定后车架上所有的部件,参照ZL50型装载机进行合理布置,确定总体尺寸。382 液压系统总体设计2.1 概述2.1.1 液压系统本次设计主要是为轮式装载机的工作装置和转向系统设计液压系统,实现装载机的基本动作:将铲斗插入物料,向后翻转铲斗,保持载荷,提升物料到一定高度,将载荷运输到卸料地点,倾卸,然后再回到装料处,如此循环。装载机的作业对象大部分是土石方,冲击载荷大,负载繁重;又多是露天作业,尘土大,气温、湿度变化大,作业条件恶劣;循环作业,往复动作频繁,每年实际工作时间比其他机种多,往往超过3000小时。因而装载机液压系统应满足下述要求:(1)工作性能好,能合理利用功率,保证装载机具有较高的生产率。作业过程平稳、有力、准确,各动作相互协调;系统效率高,应力求减少系统发热量,保证系统正常工作温度不超过80.(2)可靠性高、寿命长。装载机作业载荷变化大,伴随冲击和振动,因而要求系统有比较完善的安全装置,并能经受较大的冲击。要特别注意防尘和密封。污物杂质侵入系统将阻塞油路,并造成系统元件的早期破坏。要防止系统中出现“空穴”,否则将造成执行元件的爬行现象,并易于引起活塞杆油封烧损。(3)操作性能好,操作动作简单、轻便。装载机每一动作循环机构动作很多,都需要司机操纵,如所需操纵力过大,操纵行程过长,将使司机易于疲劳而影响生产率。(4)系统要简单可靠,易于安装,维修和保养。轮是装载机斗容量为4.5,整个液压系统由3个CB-Gj型齿轮泵驱动。工作主泵、辅助供油泵和转向液压泵组成两个液压回路工作装置回路和转向系统回路。这两个回路通过辅助泵联系起来。以下分别就工作装置和转向系统进行设计选型。2.1.2 装载机对液压元件性能的要求(1)液压泵叶片泵运动平稳、噪音小,容积效率高,但其工作压力低,吸油能力差,对液压油的污染比较敏感,仅用在小型装载机上。柱塞泵由于工作压力较高,转速高和容积效率高,在结构上容易实现变量等优点,在大型装载机上得到应用。齿轮泵成本低、体积小、工作可靠、对液压油污染不太敏感,广泛采用在各种类型上的装载机。装载机用液压泵除了要满足防空穴、耐压、高效等要求外,特别对低速稳定性有特殊要求,这是由于装载机作业时的转速变化范围较大,尤其是在低速时往往要求高压,因而要求液压泵在最低工作速度、最高使用压力和最高工作油温下,必须保证正常工作,以免发生容积效率过低和轴承烧损的现象。(2)液压缸 装载机在作业时尘土大,液压缸往复运动频繁,油缸活塞杆暴露在外面,并直接承受冲击,故对液压缸的耐压、耐磨、耐热和密封都有较高要求。另外要求液压缸的内、外泄漏要少。外部泄漏使工作装置运动迟缓,并且容易使尘土侵入,内部泄漏则造成工作装置软弱无力、铲斗位置自动倾斜,特别是装载机在满载运输时,由于动臂液压缸内部泄漏使动臂下落,造成铲斗中物料的撒落。(3)方向控制阀在中小型装载机上方向控制阀大多采用手动式直接操纵。在大型装载机上,由于液压系统压力高、流量大,所需操纵力甚大,多采用先导控制式。采用先导控制可改善系统调速性能,易于把先导阀布置在驾驶员操纵方便的地方,而换向阀则布置在任意适当的地方以减少管路。提高系统效率。换向阀必须具有防空穴性能和防止工作装置产生点头现象。当铲斗前倾及动臂下降时,由于重力作用液压缸一腔回油量很大,如液压泵对液压缸另一腔供油量不足,液压缸中将出现“真空”,它既影响工作装置的作业速度和作业力的发挥,使铲掘作业不能正常进行,同时由于存在空穴作用引起绝热压缩,造成液压缸的活塞杆密封烧损,因而要求换向阀具有充分的防真空性能。换向阀一般均采用负封闭,以防换向过程中阀前油压瞬时过高,但在换向过程的某一短时间内将出现进、回油口与工作油口相同的浮动状态。当操纵动臂换向阀以提升动臂时,由于动臂液压缸下腔原有油压较大,该腔的压力油会通过进油腔与回油口流回油箱,造成动臂提升前的点头现象。为此在进油道上应设单向阀,它还能防止油泵发生故障时油液倒流回泵。此外换向 阀应具有微调性能,以实现工作装置的微动。(4)油管和接头由于装载机本身的振动大,经常连续作业,液压系统油温比较高,尖峰压力大,所以对油管和接头提出耐压、耐热、耐震的要求。2.2 工作装置液压系统设计2.2.1 拟定液压原理图装载机工作装置动作包括动臂升降和铲斗翻转动作。由于液压泵在同一时间内只能按先后次序向一个机构供油,各机构和进油通路按前后次序排列,前面的转斗操纵阀动作,就把后面的动臂操纵阀进油通路切断。只有前面的阀处于中位时,才能扳动后面的阀使之动作。两者构成单动顺序回路。(如图2.1所示)1.动力元件液压泵。一般均采用齿轮泵。2.执行元件一个转斗液压缸和两个动臂液压缸。3.控制调节装置用来控制和调节系统各部分液体压力、流量和方向。在该系统中设有方向控制阀、过载阀和溢流阀。图2.1 装载机工作装置液压原理图(1)方向控制阀有动臂液压缸换向阀和转斗液压缸换向阀,用来控制转斗液压缸和动臂液压缸的运动方向,使动臂和铲斗能停在某一位置,并可通过控制换向阀的开度来获得液压缸的不同速度。 转斗液压缸换向阀是三位六通滑阀,它可控制铲斗前倾、后倾和固定在某一位置等三个动作;动臂液压缸换向阀是四位六通滑阀,它可控制动臂上升、下降、固定和浮动等四个动作。动臂浮动位置可使装载机在平地堆积作业时,工作装置随地面情况自由浮动,在铲掘矿石作业时可使铲斗刃避开大块矿石进行铲掘,提高作业效率。(2)溢流阀控制系统压力。当液压系统压力超过调定的工作压力时,溢流阀打开,油液流回油箱,保护系统不受损坏。(3)缓冲补油阀(双作用阀)它由过载阀和单向阀组成,并联装在转斗液压缸的回油路上,作用有三个:A 当转斗液压缸滑阀在中位时,转斗液压缸前后腔均闭死,如铲斗受到额外冲击载荷,引起局部油路压力剧升,将导致换向阀和液压缸之间的元件、管路的破坏。设置过载阀即能缓冲该过载油压。B 在动臂升降过程中,使转斗液压缸自动进行泄油和补油。为了防止连杆机构超过极限位置,同时使铲斗中的物料能卸干净,在连杆机构中设有限位块。限位块的设置,使动臂在升降至某一位置时,可能会出现连杆机构的干涉现象。例如动臂提升至某一位置时,会迫使转斗液压缸的活塞杆向外拉出,造成转斗液压缸前腔压力剧升,可能损坏液压缸油封和油管,由于有过载阀,可使困在液压缸前腔中的油经过过载阀泻出返回油路。前腔容积减少的同时,后腔容积增大,造成局部真空,缓冲补油阀中的单向阀随即打开,向转斗油缸后腔补油。C 装载机在卸载时,能实现铲斗靠自重快速下翻,并顺势撞击限位块,使斗内剩料卸净。当卸料时方向阀在右位,压力油进入转斗液压缸前腔实现转斗。当铲斗重心越过斗下铰点后,铲斗在重力作用下加速翻转,但其速度受到液压泵供油速度的限制,由于缓冲补油阀中的单向阀及时向转斗液压缸前腔补油,使铲斗能快速下翻,撞击限位块,实现撞斗卸料。4. 辅助装置包括油箱、滤油器、油管及管接头。2.2.2 工作装置液压系统计算1.液压缸选取1) 内径计算(1)根据机械设计手册第四卷1730及机械设计手册第四卷液压缸的公称压力(如表2.1),选取工作压力为17.5MPa。(2)根据机械设计手册第四卷17260液压缸的机械效率由活塞及活塞杆密封处的摩擦阻力所造成,在额定压力下通常取=0.90.95,本次设计取=0.9.(3)根据机械设计手册17259,(如表2.2)速比主要是确定活塞杆的直径是否需要缓冲装置,速比系数不宜过大或过小,以免产生背压。表2.1 液压缸的公称压力设备类型压力范围MPa压力等级说明机床、压铸机、汽车7低压低噪声、高可靠性系统农用机械、工矿车辆、注塑机721中压一般系统船用机械、搬运机械、工程机械、油压机、冶金机械、挖掘机、重型机械2131.5高压空间有限、响应速度高、大功率下低成本金刚石压机、耐压实验机、飞机、液压机具31.5超高压追求大作用力、减轻重量表2.2 液压缸的速比系数公称压力1012.520201.331.46、22取速比系数为1.46.(4)根据同组同学所做的确定动臂工作阻力F=144KN,转斗工作阻力为F=215KN。根据机械设计手册第一卷1113,对于动臂液压缸取安全系数为1.6。对于转斗液压缸取安全系数为1.5。根据液压设计手册75页,公式33计算动臂液压缸内径: (2-1)带入以上数据得动臂液压缸mm转斗液压缸mm根据机械设计手册第四卷液压缸的内径系列(如表2.3),动臂液压缸取D=180mm,转斗液压缸取D=200mm。表2.3 液压缸内径液压缸内径系列(GB/T2348-1993)/mm8、10、12、16、20、222、25、32、40、50、63、80、(90)、100、(110)、125、(140)、160、(180)、200、(220)、250、(280)、320、(360)、400、(450)、5002) 壁厚和外径的确定(1)根据液压设计手册76页,公式34,一般按照薄壁筒计算,壁厚(m)按照下公式计算: (2-2)P液压缸的最高工作压力(MPa);缸筒材料许用压力(MPa),其中=;材料的抗拉强度极限(MPa);n 安全系数,n与载荷情况有关,按安全系数推荐表取,液压设计手册76页,(如表2.4)表2.4 安全系数材料种类交变载荷静载荷冲击载荷不对称对称钢58312铸铁6101015按照上表的推荐值,取n=5。缸筒材料常用20、35和45钢的无缝钢管,本次设计选用45钢。调质处理。它的许用应力根据机械设计手册第四卷17-264取为610MPa, =360MPa。系统的最高工作压力:当额定压力160MPa时,最高压力=1.25 当额定压力 160MPa时,最高压力=1.5 将上面的数据代入公式得:动臂油缸:转斗油缸:缸筒壁厚: (2-3)式中:缸筒外径公差余量(m);腐蚀余量(m)经过圆整及参考机械设计手册第一卷3161液压和气动缸内径无缝钢管取动臂油缸和转斗油缸壁厚均为则液压缸的外径:动臂油缸:转斗油缸:(2)液压缸壁厚的验算:动臂油缸: (2-4)转斗油缸:故壁厚合格。3) 缸筒底部厚度的计算(1)与缸筒的连接型式采用焊接连接,这种连接形式结构简单,尺寸小,重量轻,使用广泛。其结构如下图所示。图2.2 缸筒与缸头的连接形式(2)厚度的计算其底部为平面,其厚度可以按照四周嵌住的圆盘强度进行近似计算:筒底厚(m);P筒内最高工作压力(MPa);筒底材料许用应力(MPa);计算厚度外直径;由前面的参数可知, 动臂油缸: (2-5)转斗油缸: (3)强度验算缸筒和缸盖为焊接连接时,焊缝应力按下式计算: (2-6) 式中:F缸内最大推力(N);由前面可知动臂油缸F=40078.87,转斗油缸F=49480.08缸筒外径;焊缝底径;焊接效率,取=0.7;焊条材料抗拉强度;n安全系数;取n=5动臂油缸:转斗油缸:由钢结构查的角焊缝的许用应力故焊缝安全。(4)缸筒制造加工要求(a)缸筒内径采用H7或H8配合,表面粗糙度一般为0.16-0.32,都需要进行研磨。(b)热处理;调质,硬度HB241285;(c)筒内径的圆度,锥度,圆柱度不大于内径公差之半;(d)缸筒直线度公差在500mm的长度上不大于0.03mm;(e)缸筒端面的垂直度在直径100mm上不大于0.04;孔的轴线对缸径D的偏移不大于0.03;孔的轴线对缸径D的垂直度在100mm长度上不大于0.01mm;轴颈对缸径D的垂直度在100mm长度上不大于0.1mm;4) 活塞杆的计算(1)依据机械设计手册第四卷17272活塞杆的直径计算公式:动臂油缸: (2-7)转 斗 油 缸:式中:D缸筒内径;速比系数参照机械设计手册第四卷17257活塞杆的直径系列(如表2.5),取动臂油缸活塞杆的直径为90mm,转斗油缸活塞杆的直径为110mm。表2.5 活塞杆直径系列2022252832364045505663708090100110(2)液压缸推力和流量的计算(a)液压缸推力的计算依据液压设计手册79页的计算公式:当液压缸的无杆腔进油时,作用在活塞杆上的理论推力; (2-8)当液压缸的有杆腔进油时,作用在活塞杆上的理论推力; (2-9)式中: P工作压力(;D活塞直径(液压缸内径)(m);d活塞杆直径(m);液压缸的机械效率;取=0.9;将以上数据代入公式得:动臂油缸:转斗油缸:(b)液压缸的效率 (2-10)式中:液压缸的机械效率,取=0.9;液压缸的容积效率,采用密封圈,取=1.0则液压缸的效率 (c)液压缸的流量 (2-11)式中:活塞的有效作用面积,有杆腔的面积,无杆腔的面积;活塞的运动速度,取=1.5mm/min;油缸的容积效率,取=1代入数据得:动臂油缸:转斗油缸:(3)活塞杆的结构设计(a)活塞杆的结构形式的选取活塞杆必须有足够的强度和硬度,以便承受拉力、弯曲应力、振动和冲击载荷的作用。同时还要注意它对活塞有效面积的影响,保证液压缸达到所要求的作用力和速度,活塞杆具有一定的耐磨性,具有较高的尺寸精度和表面光洁度。杆内端:由于工作压力较高,以防机械振动较大,采用卡环结构形式,查液压设计手册第87页表3-10可得结构如下:图2.3 活塞杆与活塞的连接形式杆外端:为了避免活塞在工作时产生偏心承载力,适应液压缸的工作安装要求,提高其工作效率,应根据载荷情况选取适当的杆头连接形式。液压缸在工作时轴线摆动,本次设计采用铰销式连接。其结构如下图所示:图2.4 活塞杆外端连接形式(b)活塞杆的材料及技术要求材料:选取45钢;技术要求: 淬火,淬火深度0.51mm,表面镀铬2030mm; 活塞杆在导向套中滑动,采用H8/H7配合,太紧摩擦大,太松容易引起卡滞现象; 活塞杆的圆柱度公差不大于直径公差之半; 安装活塞的轴肩端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm,以保证安装不产生偏斜。 安装活塞的轴颈与外圆的同轴度公差不大于0.01mm; 活塞杆的外圆粗糙度R=0.10.3,太光表面形不成油膜,不利于润滑; 活塞杆表面进行镀铬处理,并进行抛光或磨削处理加工; 活塞杆内端的卡键和缓冲装置也要保证与轴线同心;5) 液压缸行程的确定根据工作的需要,选择动臂油缸活塞的行程L=900mm;转斗油缸活塞的行L=508mm。6)缓冲装置液压缸的活塞杆有一定的质量,在液压力的驱动下具有很大的动量。在它们的行程的中端,当杆头进入液压缸的端盖和缸底部分时,会引起机械碰撞,产生很大的噪音。缓冲装置可以减小噪音,防止和减少液压活塞及活塞杆的运动部件在运动时对缸底和端盖的冲击,在它们的终端实现速度的递减,直到为零。本次设计采用变节流型缓冲装置。这种装置在缓冲过程中,通流面积随着缓冲过程的变化而变化,缓冲腔内的缓冲压力保持均与,能达到满意的缓冲要求,其结构图如下:图2.5 缓冲装置结构图7)排气装置排气阀安装在液压缸端部的最高位置上。如果排气阀设置不当或者没有设置,压力油进入液压缸后,缸内会存有空气。由于空气具有压缩性和滞后扩张性,为了避免这种现象,必须在液压缸上安装排气阀。排气阀的位置要安装合理,水平安装的液压缸,其位置应设置在缸体两端部的上方;垂直安装的液压缸,应设在端盖上方,均与压力腔相通,以便安装后调试前排出液压缸内的空气。8)选型根据以上计算结果,结合机械设计手册第四卷17-286选择液压缸型号:动臂油缸:油缸内径为180mm,活塞杆径为90mm,行程为900mm,压力为17.5MPa选择等级代号为H,液压表安装选用耳轴,代号为3,活塞杆端连接方式为杆端外螺纹,代号为1,缓冲型式为杆头端带缓冲(3),油口连接型式为内螺纹(1),采用双作用单活塞杆液压缸。型号表示为:HSG.K-180/90.H-3131-900。转斗油缸 :油缸内径为200mm,活塞杆径为110mm,行程为508mm,压力为17.5MPa,选择等级代号为H,液压表安装选用耳轴,代号为3,活塞杆端连接方式为杆端外螺纹,代号为1,缓冲型式为杆头端带缓冲(3),油口连接型式为内螺纹(1),采用双作用单活塞杆液压缸。型号表示为:HSG.K-200/110.H-3131-508。2. 选取液压泵主要根据系统的工况来选择液压泵。泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统的正常运转和使用寿命,一般在固定设备系统中,正常工作的压力是泵的工作压力的80%;泵的流量要大于系统工作的最大流量,为了提高泵的使用寿命,泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。(1)泵的主要参数根据设计任务书所给,工作装置液压泵选用CBGj3125齿轮泵。查机械设计手册及网上资料,它的主要参数有:理论排量为125ml/min,额定压力为20MPa,最高压力为205MPa,额定转速为2200r/m,容积效率92%,总效率83%。(2)计算液压泵的流量=0.0055(/s) (212)式中 K考虑液流渗透的系数,一般取K=1.11.3,计算中取K=1.2(3)计算液压泵的驱动功率确定了液压泵工作压力和流量之后,就可计算液压泵驱动功率:=20*1000*330/(60000*0.83)=132.5kW (2-13)3. 阀的选取(1)单向阀 参考机械设计手册选用C型单向阀。C型单向阀在所设定的开启压力下使用,控制流量流动,完全阻止反向流动。 (2)溢流阀可以保证液压系统的恒定,并保证系统的安全。根据机械设计手册17-381选择DT-02-H直动溢流阀,压力调节范围为721MPa。(3)换向阀控制转斗油缸采用三位六通阀,它可控制铲斗前倾、后倾和固定在某一位置等三个动作;动臂液压缸换向阀是四位六通滑阀,它可控制动臂上升、下降、固定和浮动等四个动作。4. 液压管道及其连接管路是液压系统中液压元件之间传递工作介质的各种油管的总称。管接头用于油管与油管和油管与液压元件之间的连接,为了保证液压元件之间工作的可靠性,管路及管接头应具有足够的强度,良好的密封性,其压力损失也要小,拆卸方便。(1)硬管的选取油管的内径取决于管路的种类及管内的流速。油管的内径由下面的公式确定: (2-14)式中:Q流经管路的流量;v油管内的允许流速。对吸油管可取v=(11.5)m/s一般取1m/s,回油管可取v(1.52.5)m/s,压力油管:当P2.5MPa时,取v=(34) m/s ,当P=(2.516)MPa时,取v=(34)m/s ,当P16MPa时,取v5m/s。对吸油管有:取d=100mm。对回油管有:取。(2)软管的选取软管是用于连接两个相对运动部件之间的管路。分为高压、低压两种。高压软管是以钢丝绳编织或钢丝缠绕为骨架的橡胶软管,用于压力较低的回油路或气动管路中。钢丝编织胶管由内胶层、钢丝编织层、中间胶层和外胶层组成,钢丝编织层有1-3层,钢丝缠绕层只有2层、3层或6层,层数愈多,管径越小,耐压力愈高。钢丝缠绕橡胶软管还具有管体较柔软,脉冲性能较好等优点。内径按照机械设计手册17-616的公式计算: (2-15)式中:A软管的通流截面面积();Q管内流通(L/min);v管内流速,通常软管允许流速为小于6m/s,取5m/s所以,取软管的内径(3)管接头的选择管接头采用焊接式管接头,焊接式管接头主要由接头体、螺母和接管组成,在接头体和接管之间用O型密封圈密封。当接头体拧入机体时,采用金属垫圈或组合实现端面密封。接管和管路系统中的缸管接头用焊接连接,管接头和机体的连接主要采用普通细牙螺纹,根据机械设计手册第四版第四卷表17-8-6选用焊接式管接头。(4)螺塞的选取螺塞主要用于堵塞工艺孔和油箱放油孔,以及缸筒需要堵死的地方。选用六角螺塞(JB/ZQ4450-1997)其主要参数见机械设计手册第四版第四卷P17-674表17-8-78。 2.3 装载机液压转向回路2.3.1 概述装载机的特点是灵活、作业周期短,这一特点就决定它转向频繁。同时,随着装载机日趋大型化,完全依靠人的体力转向是很困难的,甚至是无法实现的。为了改善作业时的劳动强度,提高生产率,目前轮式装载机基本上都采用液压转向。它具有质量轻、结构紧凑,对地面冲击起缓冲作用,动作迅速等优点。1.转向机构布置本次毕业设计所做的为铰接式车架,利用八字油缸伸缩使前后车架曲折实现转向。图2.6 转向系统液压回路 在转向工作过程中有以下关系:(1)转向油缸活塞的位移与转向阀阀芯的位移存在着一定的关系,即滑阀的位移要造成活塞的位移,而活塞的位移反过来又要消除阀芯的位移。这种方式称为“反馈”。(2)前后车架相对转角始终追随方向盘转角,方向盘转角大时,前后车架相对转角也大,此时装载机沿着小的转向半径运动。方向盘转角小时,前后车架相对转角也小,此时装载机沿着大的转向半径运动。方向盘不动时,左右转向油缸封闭,装载机直线行驶。(3)尽管转向时车轮的阻力很大,但操纵方向盘的力却很小,也就是说有力的放大作用。2.转向油路分析转向油路首先要求具有稳定的转向速度,也就是进入转向油缸的压力油必须流量稳定。本次设计的装载机转向油缸的压力油主要来自CB-Gj2080齿轮泵由主机柴油机驱动,在发动机额定转速下油泵流量满足转向速度的要求,当发动机受其他负荷的影响转速下降时,就会影响转向速度的稳定性。如果发动机转速过高转向速度又太快,则容易出危险。总之定量油泵只有在发动机一定转速下才能获得最理想的转向速度。但在实际中做不到这一点,发动机总是在怠速到最高转速间经常变化,所以为了得到转向流量不随发动机转速变化而变化的方法有两个:一个是采用流量大的转向油泵,使在发动机怠速时也能供应转向所需的流量,以获得稳定的转向速度,而改善转向性能。但是能量损耗太大,发动机转速增高时多余压力油通过流量控制阀流回油箱,而构成主要的功率损失,造成系统发热。另一个是组合油路。这种组合油路中将常规的工作装置油泵分成两个油泵,保持两个油泵输出流量的总和,仍能在发动机高转速下满足工作装置的要求。所谓组合油路,就是通过辅助泵和流量控制阀将工作油路和转向油路联系起来。从辅助泵输出的流量根据发动机的转速由流量控制阀自动控制流向转向油路或工作油路。低速时辅助油泵的全部输出流量流入转向油路与转向油泵合在一起供应转向所需流量,工作油泵单独供应工作油路;中速时同时供给转向油路和工作油路;高速时全部供给工作油路,工作油泵和辅助泵一起供给工作装置。流量控制阀的移动是利用液流通过阻尼孔产生的压力降,使滑阀随转向油路流量的不同而自动移动,从而根据工作需要自动控制到转向油路和工作油路的流量。3.流量控制阀动作原理如下:(1)在发动机低转速时在发动机低转速时,从转向油泵、辅助油泵流入转向油路的流量较少,其液流通过节流孔的压力降也较小,滑阀左侧的压力与右侧的压力差也较小,其压力差还不足以克服弹簧力,所以滑阀被推向左侧。从转向油泵来的压力油,经节流孔后流入转向油路;从辅助泵来的全部压力油,推开滑阀内部的单向阀与转向液压油泵压力油合流后,经节流孔供给转向油路,即转向油泵和辅助油泵全部压力油流入转向油路。(2)在发动机中速时当发动机转速增加时,各个油泵的流量也都增加,通过节流孔的流量随之增加,因此通过节流孔时的压力差也相对增大。当发动机转速达到某一设定值时,在滑阀两端的压力差将开始克服弹簧的预紧力而使滑阀向右移动。此时从辅助油泵来的部分压力油流向工作油路,同时这部分流量随着发动机转速的增加而增加。而辅助油泵向转向油路的供油量则随着发动机转速的增加而减少。因此从辅助油泵和转向油泵向转向回路所供给的总流量与发动机转速无关而基本上保持常数。(3)发动机高速时如果发动机转速进一步提高,滑阀两端的压力差进而增大,滑阀向右移动量也随之增加。当达到某一设计转速时,辅助泵通转向油路的开口全部封闭。而辅助泵通工作油路的开口最大。这时辅助泵的全部流量都供给工作油路,工作油路得到工作泵和辅助泵供给的全部流量,使作业速度大大加快。发动机超过此设计转速时,转向油路所需的流量仅由转向油泵供给。这时转向油路的流量仍随着转向油泵转速的增加而增加。不过此种情况较少,因为高转速转向太危险。4.转向阀转载机转向阀与转向器布置有两种型式,中、小型装载机转向阀一般布置在转向器的下方,转向螺杆与转向阀相连接。大型装载机由于转向系统流量大,转向阀结构也比较复杂。因此转向阀一般设计成独立的结构,通过前后拉杆、随动杆及转向垂臂等杆系,将转向器与转向阀相连接,这样在结构上便于布置。本次设计的装载机属于大型机械,由于前一种方法简单可靠,因此采用前一种布置方法。装载机转向阀的工作原理如下:当转向滑阀在中位时,由于转向油泵与油箱相通,从油泵输入的压力油通过转向阀直接流回油箱。锁紧滑阀右端的油液是低压,锁紧滑阀在左端弹簧的作用下被推向右边,封闭了转向油路,转向油缸不动作。当逆时针方向转动方向盘而转向垂臂通过前后拉杆、随动杆使转向滑阀向后移到左转位置时。油泵排出的油液不能直接返回油箱,从油泵排出的压力油推开单向阀推动锁紧滑阀的右端,使它克服弹簧力向左端移动。油泵的压力油就通过转向滑阀、锁紧滑阀向右边转向油缸的活塞腔和左边转向油缸活塞杆腔供油,右边油缸活塞杆腔和左边油缸活塞腔的油液则流回油箱,达到左转向的目的。在装载机转向时,因为随动杆的另一端固定在前车架上,因而也随着转动。与此同时,随动杆将使后拉杆向前移动,其向前移动的距离与上述后拉杆向后移动的距离相等,将转向滑阀拉回到中间位置,这就是转向系统的机械反馈。如果继续转动方向盘,转向滑阀再次打开,前后车架继续相对偏转。所以前后车架的曲折角度随方向盘的转动量变化。当方向盘停止转动,转向阀就回到中位,转向油缸就封闭,装载机就以所得到的转向半径转弯。如果需要装载机直线行驶,则需把方向盘向反方向转动相同的角度。单向阀与旁路节流孔的作用:当转向滑阀处于左位或右位时,锁紧滑阀被推向左端。此时要求左移速度较快,因而油液流量较大,推开单向阀能畅通的流入锁紧滑阀的右端,并迅速推动锁紧滑阀左移。在转向阀回到中间位置时,锁紧滑阀右端的压力油通过单向阀旁路节流孔回油。锁紧滑阀在左端弹簧力作用下右移关闭油路,由于旁路节流孔的作用,锁紧滑阀3关闭的速度较慢。这种缓慢的回油结构可达到减少液压冲击的目的。锁紧滑阀的作用:除上面所说的降低关闭油路的速度,减少压力冲击,防止管路破损外。另一个作用是当转向油泵与辅助油泵管路发生破损或油泵出现故障时,锁紧滑阀在弹簧作用下自动回到关闭油路位置,使转向油缸封闭,从而保证装载机不摆头。转向滑阀采用负封闭的换向过渡形式,优点是当转向滑阀处于中位时,油液便可直接回到油箱,转向油泵卸荷,以减少功率损失和提高转向灵敏度。过载安全阀:当转向油缸油路封闭时,外力使转向油路产生高压时,使高压油溢流而保护油路不受损坏。当转向油缸一腔高压油溢流时,将使活塞移动,另一腔必须通过单向阀进行补油。2.3.2 转向液压系统计算1.液压缸选取1) 内径计算(1)根据机械设计手册第四卷1730及机械设计手册第四卷液压缸的公称压力(如表2.1),选取工作压力为16MPa。(2)根据机械设计手册第四卷17260液压缸的机械效率由活塞及活塞杆密封处的摩擦阻力所造成,在额定压力下通常取=0.90.95,本次设计取=0.9.(3)根据机械设计手册17259(如表2.2)速比主要是确定活塞杆的直径是否需要缓冲装置,速比系数不宜过大或过小,以免产生背压。取速比系数为1.46.(4)根据同组同学所做的确定转向系统工作阻力为F=46000N。根据机械设计手册第一卷1113,取安全系数为1.5。将数据带入公式2-1计算液压缸内径得:根据机械设计手册第四卷液压缸的内径系列(如表1.3),动臂液压缸取D=100mm.2)壁厚和外径的确定(1)根据液压设计手册76页,公式34,一般按照薄壁筒计算,壁厚(m)按照公式2-2计算:式中:P液压缸的最高工作压力(Mpa);缸筒材料的许用压力(MPa);=;材料的抗拉强度极限(MPa);n 安全系数,n与载荷情况有关,安全系数推荐表取(如表1.4)取n=5缸筒材料常用20、35和45钢的无缝钢管,本次设计选用45钢。调质处理。它的许用应力根据机械设计手册第四卷17-264取为610MPa, =360MPa。系统的最高工作压力:当额定压力16MPa时,最高压力=1.25 当额定压力 16MPa时,最高压力=1.5 将上面的数据代入公式得:将数据代入公式23,经过圆整及参考机械设计手册第一卷3161液压和气动缸内径无缝钢管取油缸壁厚为则液压缸的外径:(2)液压缸壁厚的验算(将数据带入公式2-4):故壁厚合格。3) 缸筒底部厚度的计算(1)与缸筒的连接型式与上面动臂油缸及转斗油缸的连接型式相同,均采用焊接。(2)厚度的计算其底部为平面,其厚度可以按照四周嵌住的圆盘强度进行近似计算(带入公式2-5):筒底厚(m);P筒内最高工作压力(MPa);筒底材料许用应力(MPa);计算厚度外直径;由前面的参数可知, m(3)强度验算缸筒和缸盖为焊接连接时,焊缝应力按公式2-6计算:F缸内最大推力(N),由前面可知转向油缸F=113097.3N;缸筒外径;焊缝底径;焊接效率,取=0.7;焊条材料抗拉强度;n安全系数;取n=5由钢结构查的角焊缝的许用应力故焊缝安全。4)活塞杆的计算(1)依据公式2-7活塞杆的直径计算公式:式中:D缸筒内径;速比系数;参照机械设计手册第四卷17257活塞杆的直径系列(如表2.5),取油缸活塞杆的直径为63mm,。(2)液压缸推力和流量的计算(a)液压缸推力的计算依据公式2-8及2-9计算: (b)液压缸的效率(按公式2-10计算): 将数据带入公式2-10得:(c)液压缸的流量(按公式2-11计算)将数据带入得: (3)活塞杆的结构设计与前面动臂油缸及转斗油缸结构型式相同,活塞杆与活塞的连接形式如图2.3,活塞杆外端连接形式如图2.4,材料与材料处理与上面相同。5)液压缸行程的确定根据工作的需要,选择转向油缸活塞的行程L=375mm。6)缓冲装置与前面采用相同的装置(如图2.5)。7)排气装置与前面采用相同的装置。2.选取液压泵主要根据系统的工况来选择液压泵。泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统的正常运转和使用寿命,一般在固定设备系统中,正常工作的压力是泵的工作压力的80%;泵的流量要大于系统工作的最大流量,为了提高泵的使用寿命,泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。(1)泵的主要参数根据设计任务书所给,工作装置液压泵选用CB-Gj2080齿轮泵。查机械设计手册及网上资料,它的主要参数有:理论排量为80ml/min,额定压力为20MPa,最高压力为25MPa,额定转速为2200r/m,容积效率92%,总效率83%。(2)计算液压泵的流量(公式2-12)式中:K考虑液流渗透的系数,一般取K=1.11.3,计算中取K=1.2(3)计算液压泵的驱动功率(公式2-13)确定了液压泵工作压力和流量之后,就可计算液压泵驱动功率:=20*1000*211/(60000*0.83)=84.74KW3.阀的选取(1)单向阀参考机械设计手册选用C型单向阀。C型单向阀在所设定的开启压力下使用,控制流量流动,完全阻止反向流动。 (2)溢流阀可以保证液压系统的恒定,并保证系统的安全。根据机械设计手册17-381选择DT-02-H直动溢流阀,压力调节范围为721MPa。(3)换向阀根据系统的压力及流量选取三位四通阀,中位为H型。4.液压管道及其连接(1)硬管的选取油管的内径取决于管路的种类及管内的流速。油管的内径由公式(2-14)确定。对吸油管可取v=(11.5)m/s一般取1m/s,回油管可取v(1.52.5)m/s,压力油管:当P2.5MPa时,取v=(34) m/s ,当P=(2.516)MPa时,取v=(34)m/s ,当P16MPa时,取v5m/s。对吸油管有:取d=80mm。对回油管有:取(2)软管的选取内径按照公式(2-15)计算:式中:A软管的通流截面面积();Q管内流通(L/min); v管内流速,通常软管允许流速为小于6m/s,取5m/s。所以,取软管的内径 (3)管接头的选择管接头采用焊接式管接头,焊接式管接头主要由接头体、螺母和接管组成,在接头体和接管之间用O型密封圈密封。当接头体拧入机体时,采用金属垫圈或组合实现端面密封。接管和管路系统中的缸管接头用焊接连接,管接头和机体的连接主要采用普通细牙螺纹,根据机械设计手册第四版第四卷表17-8-6选用焊接式管接头。(4)螺塞的选取螺塞主要用于堵塞工艺孔和油箱放油孔,以及缸筒需要堵死的地方。选用六角螺塞(JB/ZQ4450-1997)其主要参数见机械设计手册第四版第四卷P17-674表17-8-78。 2.4 液压附件的选取1.油箱的设计与计算(1)结构的设计油箱在系统中的功能,主要是出油和散热,也起沉淀污物的作用。根据系统的具体条件,合理选用油箱的容积、型式和附件,以使油箱充分发挥作用。油箱有开式和闭式两种,开式油箱应用广泛,箱内液面与大气相通,为防止油液被污染,在油箱顶部设置空气滤清器,并兼作注油口用。闭式油箱一般指箱内液面不直接与大气相通,而将通气孔与具有一定压力的惰性气体相接。油箱的形状一般采用矩形、而容量大于2的油箱采用圆筒形结构比较合理,设备质量轻,油箱内部压力大0.05MPa。过滤器设置:油箱的进油口一般都设置系统所要求的过滤精度的回油过滤器,以保持返回油箱的油液具有允许的污染等级。油箱的排油口及泵的吸油口为了防止意外落入油箱中的污染物,也可以设置吸油网式过滤器。设置油箱主要的油口时,油箱的排油口和回油口之间的距离应尽可能大一些。管口都应插入最低油面之下,以免发生吸空或回油冲溅产生气泡。管口制成45的斜角,以增大吸油和回油的截面,使油液流动时速度不至于过大,管口应面向箱壁。吸油管离箱底距离H2D(D为管径),距箱边不小于3D。回油管离箱底距离h3D。设置隔板将吸、回油管隔开,使液流循环,油液中的气泡与杂质分离和沉淀,隔板结构有溢流式标准式,溢流式,回流式。另外还可根据需要在隔板上设置滤网。放油口要设置在油箱的最底部,使换油时油液和污物从放油孔流出。在设计油箱时,从结构应考虑清洗换油时的方便,设置清洗孔,以便与油箱内积淀物的及时清洗。当液压泵和电动机安装在油箱盖板上时,必须设置安装板。安装板在油箱盖上通过螺栓加以固定。为了能够观察向油箱注油的油位上升情况和在系统过程中看见液位高度,必须设置液位计。按GB/T 37661983中5、2、3a规定:“油箱的底部应离地面150mm以上,以便于搬移、放油和散热”。为了防止油液可能落在地面上,可在油箱下部或上盖四周设置油盘。油盘必须有排油口,以便于油盘的清洁。油箱的内壁应进行抛丸或喷砂处理,以清除焊渣和铁锈。待灰砂处理干净后,按不同工作介质进行处理或者涂层。(2)液压油箱的有效容积的计算可以根据使用情况,使用下面的经验公式计算: (2-16)式中:经验系数,见表2.6; 油箱的有效容积;液压泵的额定流量;表2.6 经验系数经验系数行走系数低压系数中压系数冶金系数12243510整个液压系统共用一个油箱,因此液压泵的额定流量取两个液压泵之和。根据计算结果选取AB40-33不带支撑脚的油箱,机械设计手册17-745,用规格为1500型,重量为510kg,工作容量为1676L。2.过滤器过滤器是液压系统中的重要元件。它可以清除液压油中的污染物,保持系统元件清洁度,确保系统元件工作的可靠性。滤油器在系统中的安装与应用。安装方式:装在液压泵吸油管路上,如所示:图2.7 过滤器的安装方式应用与要求:保护液压泵要求通油能力大(为油泵流量的2倍以上),阻力小(不超过0.010.02MPa)。一般多用粗过滤网(网式或线隙式)。滤油器选择参考机械设计手册P17-720表17-8-129低压线隙式管连接过滤器,型号为:XU-A630*30FS。2.5 液压传动系统的安装与维护2.5.1 各种液压元件的安装各种液压元件的安装方法和具体要求,在产品说明书中都有详细的说明,在安装时必须加以注意一些问题:(1)安装元件前应进行质量检查,若原件被污染应进行拆洗,并进行测试,应符合液压元件通用技术的规定,符合后安装。(2)安装前应将各种自动控制仪表(如压力计、压力继电器、液位计、温度计等)进行校验。这对以后的工作极为重要,以免不准确而造成事故。(3)液压泵的安装位置如下:液压泵与发动机之间必须符合制造厂的规定。外露的旋转轴,联轴器必须符合制造厂的规定。液压泵与发动机之间的安装必须有足够的刚性,以保证运转时始终同轴。液压泵的进油管路应该短而直,避免拐弯增多,断面突变。在规定的油液粘度范围内,必须使泵的进油压力与其他条件符合泵制造厂的规定。液压泵的管路密封必须可靠,不允许吸入空气、粉尘。(4)油箱的安装要求如下:油箱应仔细检查清洗,用压缩空气检测后,再检查焊缝的质量。油箱底部应高于安装面150mm以上,以便搬移,放油和散热。必须有足够的支撑面积,以便安装时使用垫片和楔块进行调整。(5)液压阀的安装。阀的安装方式应符合厂方的要求。板式阀必须有正确的定向支撑。为了保证安全,阀的安装必须考虑重力冲击,振动对阀内主要零件的影响进油口与回油口不能装反,否则会造成事故。连接处应保证具有良好的密封性。法兰安装的螺钉不能太紧,因为太紧了有时会造成密封不良。必须拧紧时,若原来的密封材料不能满足要求,应更换密封件的形式或材料。(6)密封件密封材料必须和它的接触点介质相容。密封件的使用压力、温度以及密封件的安装应符合有关规定标准。随机附带动密封件,在制造厂规定的储存条件下,储存一年内可以使用。(7)液压执行元件的安装要求如下:(a)液压缸液压缸的安装必须符合设计图纸的要求和规定。安装液压缸时,如果结构允许,进出口的应在最上面,安装成使其能自动放气或便于安装换气阀。液压缸的安装应方便可靠,为了防止热膨胀的影响,在工作温度较高的情况下,缸的一端必须保持浮动。配管的连接不得松弛。液压缸的安装面与活塞杆的滑动面应保持足够的平行度和垂直度。密封圈不应安装得过紧。(b)管路管路的安装应遵循以下的要求:管路铺设、安装应按照有关工艺规程进行。管路应在自由状态下进行铺设,焊接后的管路装置固定和连接不得施加过大的径向力强行固定和连接。管路的排列走向应该整齐一致,层次分明。相邻管路的管件轮廓边缘应该不小于10mm。管路不允许用短管进行焊接。管路铺设、安装应防止元件、液压装置受到污染;应清洗保证清洁。管路在弯曲处不允许连接。2.5.2 液压元件的维护油箱中的油液应经常检查,保证保持在正常液面,在使用的过程中,应该经常观察和补充油液。更换新油液或补加油压时,油液必须符合规定使用的油液牌号。由于温度的变化,油箱中的水蒸气会凝结成水滴,冬天时应每个星期检查一次。及时更换系统油液,保证液压系统正常工作。对系统实行日常检查或定期检查,以保证设备正常运转。2.6 本章小结1.主要设计了工作装置液压原理图,并通过计算选取了液压缸、液压泵、换向阀、溢流阀等液压元件。 2.设计了转向系统液压原理图,并通过计算选取了各液压元件。3.对液压附件如液压油缸、滤油器等进行选取。4.在此基础上对液压系统的安装与维护作了分析。第3章 验算液压系统性能3.1 压力损失的验算及泵压力的调整1.工进时的压力损失的验算及泵压力的调整工进时管路中的流量仅为0.24L/min,因此流速很小,所以沿程压力损失和局部损失都非常小,可以忽略不计1。这时进油路上仅考虑调速阀的压力损失,回油路上只有背压阀的压力损失,小流量泵的调整压力应等于工进时液压缸的工作压力加上进油路压差,并考虑压力继电器动作需要,则:即小流量泵的溢流阀12应按此压力调整。2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整因快退时,液压缸无杆腔的回游量是进油量的两倍,其压力损失比快进时要大,因此必须计算快退时的进油路与回油路的压力损失,以便于确定大流量泵的卸载压力。已知:快退时进油管和回油管长度均为l=1.8m,油管直径d=25m,通过的流量为进油路=22.5L/min=,回油路=45L/min=。液压系统选用N32号液压油,考虑最低工作温度为15摄氏度,由手册查出此时油的运动粘度v=1.5st=1.5,油的密度,液压系统元件采用集成块式的配置形式。(1)确定油流的流动状态 按式经单位换算为: (6-1)式中 v平均流速(m/s) d油管内径(m) 油的运动粘度() q通过的流量()则进油路中液流的雷诺数为: 回油路中液流的雷诺数为:由上可知,进回油路中的流动都是层流。(2)沿程压力损失的计算: (6-2)在进油路上,流速则压力损失为: 在回油路上,流速为进油路流速的两倍即v=4.24m/s,则压力损失为: (3)局部压力损失 由于采用了集成块式的液压装置,所以只考虑阀类元件和集成块内油路的压力损失。通过各阀的局部损失按式计算,结果列于下表:部分阀类元件局部压力损失元件名称额定流量实际通过流量额定压力损失实际压力损失单向阀2251620.82三位五通电磁阀6316/3240.26/1.03二位二通电磁阀633241.03单向阀251220.46若取集成
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