裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、41 / 46畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文）設(shè)計(jì)（論文）題目：系 部 名 稱(chēng)： 機(jī)電工程系 學(xué) 生 姓 名：專(zhuān) 業(yè)：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：指 導(dǎo) 教 師：答辯組負(fù)責(zé)人：填表時(shí)間： 年 月摘要裝載機(jī)主要用來(lái)裝卸散狀物料，也能進(jìn)行輕度的鏟掘工作，并且具有良好的機(jī)動(dòng)性能，廣泛使用于工廠、礦山、建筑、水電上程、道路、碼頭、農(nóng)田乃至家庭，是工程機(jī)械中保有量較大的品種之一。裝載總體方案設(shè)計(jì)是裝載機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和裝載機(jī)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力有著決定性的影響。裝載機(jī)性能的優(yōu)劣和作業(yè)效率的發(fā)揮，不僅與相關(guān)總成與部件的工作性能有著密切關(guān)系，而且在很大程度上取決于各有關(guān)總成與部件間的協(xié)調(diào)和參數(shù)

2、匹配，取決于裝載機(jī)的總體布置。裝載機(jī)的工作裝置和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)都采取液壓傳動(dòng)，本文通過(guò)對(duì)工作裝置與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)工作要求和載荷分析對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要包括對(duì)執(zhí)行元件，控制元件輔助元件的選擇、設(shè)計(jì)。本文的設(shè)計(jì)，能夠使讀者對(duì)工程機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步加深了解，同時(shí)能從中理會(huì)一些設(shè)計(jì)理念，為以后更好從事設(shè)計(jì)工作提供了幫助。關(guān)鍵詞：裝載機(jī)；液壓傳動(dòng)；液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；ABSTRACTLoader is primarily utilized to load and unload piles of balk cargo and alsodo some light excavations. It has

3、good mobility, applied widely in factory,mineconstruction, water and electricity, road, dock, farmland even house,and it is a mostimportant model of construction machinery. The design of overall project of wheel loader is a important link in designing of wheel loader itself, which has vital impact o

4、n the quality, working property and competition in market. The property is superior or inferior and its affect rate is brought into play, which have relationship with the property of relative components and are determined not only by the matching of parameter, the coordination between switchboard an

5、d the relative components, also by the total decoration of wheel loader.Working device and the steering mechanism of the loader all adopt fluid drive system. The article carries though the design of the fluid drive system though the working demand on working device and the load analysis. It mainly i

6、ncludes the selection and design toward the executive component, the control component and the assistant component.The design the author chosen in this article can make readers know much about the total designing project of engineeringmechanism and the systematic design of liquid-press, at the same

7、time comprehend some designing concept, which will provide helpness to further work later. Key words: loader;hydraulic transmission;hydraulic pressure system;目 錄緒論 11 ZL50輪式裝載機(jī)總體設(shè)計(jì) 21.1裝載機(jī)的基本組成21.2輪式裝載機(jī)的工作原理21.3輪式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定21.3.1裝載機(jī)動(dòng)臂提升、下降、與鏟斗前傾時(shí)間的確定61.4 ZL50Z裝載機(jī)的總體布置71.5各部件布置的具體要求71.6控制橋荷力分配81.7 ZL

8、50裝載機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算102液壓系統(tǒng)的初步介紹122.1液壓系統(tǒng)的工作原理122.2液壓系統(tǒng)的組成部分122.3液壓系統(tǒng)傳送的優(yōu)點(diǎn)122.4液壓系統(tǒng)傳送的缺點(diǎn)132.5技術(shù)要求132.6 ZL50輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)已明確參數(shù)153 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)163.1制定液壓系統(tǒng)方案163.1.1 油路循環(huán)方式的分析與選擇163.1.2確定液壓執(zhí)行元件的形式163.1.3各機(jī)構(gòu)液壓回路的確定163.2 繪制液壓系統(tǒng)原理圖183.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)193.3.1 液壓缸載荷組成203.3.2 初選系統(tǒng)工作壓力213.3.3 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸223.3.4 計(jì)算液壓缸所需流量243.3.5計(jì)算

9、液壓執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力243.4液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì)243.4.1 液壓泵的選擇243.4.2 液壓閥的選擇263.4.3 輔元件的選擇273.5 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算283.5.1液壓系統(tǒng)壓力損失283.5.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算293.5.3 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率303.5.4 根據(jù)散熱要求計(jì)算油箱容量313.6液壓系統(tǒng)沖擊壓力323.6.1 壓力沖擊的原因323.6.2 消除或減少壓力沖擊的措施334 動(dòng)臂液壓缸的設(shè)計(jì)344.1 液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算344.1.1缸筒壁厚計(jì)算344.1.2 缸筒外徑354.1.3 缸底厚度的計(jì)算354.2 液壓缸的連接計(jì)算354.2.1 銷(xiāo)

10、軸與耳環(huán)連接計(jì)算364.3 活塞桿活塞桿強(qiáng)度與穩(wěn)定性驗(yàn)算364.3.1 活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算364.3.2 活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算37總結(jié)40致41參考文獻(xiàn)42緒論裝載機(jī)是一種常用的鏟土運(yùn)輸機(jī)械，廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山與國(guó)防工程中。其對(duì)加快工程建設(shè)速度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工程質(zhì)量，降低工程成本等都發(fā)揮著重要的作用。因此，近年來(lái)，裝載機(jī)在國(guó)外均得到了迅猛的發(fā)展，已成為工程機(jī)械的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。一臺(tái)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)是否成功，首先是從能否滿足使用要求，好造、好用、好修，具備較高的作業(yè)生產(chǎn)率和較低的使用成本來(lái)衡量的。這體現(xiàn)在設(shè)計(jì)工作中，就是應(yīng)當(dāng)使裝載機(jī)具有較完善的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能與指標(biāo)以與先進(jìn)的部件結(jié)

11、構(gòu)方案。常見(jiàn)的單斗裝載機(jī)一般有以下特點(diǎn)來(lái)分類(lèi)。（1）按行走裝置不同分類(lèi):輪胎式和履帶式。國(guó)產(chǎn)履帶式裝載機(jī)多是在推土機(jī)基礎(chǔ)上形成與國(guó)外使用和生產(chǎn)的絕大多數(shù)是輪胎式裝載機(jī)，這兩類(lèi)裝載機(jī)除行走裝置不同外，其它系統(tǒng)和構(gòu)造大體相似。（2）按使用場(chǎng)合不同分類(lèi)：露天用裝載機(jī)和井下用裝載機(jī)（鏟運(yùn)機(jī)）。國(guó)外生產(chǎn)和使用的裝載機(jī)絕大多數(shù)是露天輪式裝載機(jī)。鏟運(yùn)機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較簡(jiǎn)單的。（3）按傳動(dòng)形式不同分類(lèi)：機(jī)械傳動(dòng)式，液力機(jī)械傳動(dòng)式，液壓傳動(dòng)式和電傳動(dòng)式。機(jī)械傳動(dòng)式在國(guó)僅用于0.5m³以下的裝載機(jī)，它一般直接采用汽車(chē)或拖拉機(jī)的傳動(dòng)裝置，即離合器和變速器。由于液力傳動(dòng)機(jī)械取消了機(jī)械傳動(dòng)中的離合器而換用

12、液力變矩器，取消了人力換擋變速箱而換用了動(dòng)力換檔變速箱，是發(fā)動(dòng)機(jī)在不停車(chē)的情況下?lián)Q擋，操作輕便，工作可靠性高，因此液力機(jī)械傳動(dòng)式是輪式裝載機(jī)的主要傳動(dòng)形式。液壓傳動(dòng)使用柴油機(jī)帶動(dòng)液壓泵產(chǎn)生高壓油，并通過(guò)控制系統(tǒng)和油管帶動(dòng)液壓馬達(dá)使車(chē)輪傳動(dòng)。它能夠簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，使整機(jī)質(zhì)量減輕，但由于啟動(dòng)性差，液壓件價(jià)格昂貴，壽命也比較低，因此目前僅用于小型裝載機(jī)上。電傳動(dòng)是由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)裝在車(chē)輪上的直流電動(dòng)機(jī)，然后通過(guò)輪邊減速器帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。這種傳動(dòng)檢查方便，維修簡(jiǎn)單，工作可靠。缺點(diǎn)是電機(jī)設(shè)備質(zhì)量大，費(fèi)用高，目前只在大型裝載機(jī)上使用。（4）按裝載方式不同分類(lèi)：前卸式，后

13、卸式，側(cè)卸式和回轉(zhuǎn)式。輪式裝載機(jī)基本上都是前卸式。（5）按轉(zhuǎn)向方式不同分類(lèi)：整體式和鉸接式。國(guó)產(chǎn)ZL系列輪式裝載機(jī)絕大多數(shù)采用鉸接式。1 ZL50輪式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定1.1輪式裝載機(jī)的基本組成輪式裝載機(jī)根據(jù)使用場(chǎng)合不同可分為兩類(lèi)，即在露天裝載作業(yè)時(shí)使用的前端輪式裝載機(jī)和主要用于地下礦物開(kāi)采的井下鏟運(yùn)機(jī)。國(guó)產(chǎn)ZL系列前端式輪式裝載機(jī)的底盤(pán)采用的是由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，鉸接轉(zhuǎn)向，氣頂油式的盤(pán)式制動(dòng)。工作裝置系統(tǒng)多采用反轉(zhuǎn)六連桿式，采用液壓操縱?；窘Y(jié)構(gòu)如下圖： 圖1-1 國(guó)產(chǎn)ZL系列前端輪式裝載機(jī)的基本組成1-鏟斗；2-搖臂；3-動(dòng)臂；4-轉(zhuǎn)斗油缸；5-前車(chē)架；6-動(dòng)臂油缸；7-駕駛

14、室；8-變矩器；9-發(fā)動(dòng)機(jī)；10-水箱；11-配重；12-后橋；13-后車(chē)架；14-變速箱；15-前橋；16-連桿1.2輪式裝載機(jī)的工作原理 輪式裝載機(jī)是以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，以輪胎行走機(jī)構(gòu)產(chǎn)生推力(或牽引力)，由工作裝置來(lái)完成土石方工程的鏟挖、裝載、卸載與運(yùn)輸作業(yè)的一種工程施工機(jī)械。以常用的輪式裝載機(jī)為例(見(jiàn)圖2-1所示)，其工作過(guò)程是發(fā)動(dòng)機(jī)9的動(dòng)力經(jīng)變矩器傳給傳給變速器14，再由變速箱14經(jīng)過(guò)前后傳動(dòng)軸分別傳給前后橋15、12以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使裝載機(jī)工作裝置接近并插入料堆。工作裝置動(dòng)臂的一端鉸接在車(chē)架上，一端鉸接著鏟斗，利用轉(zhuǎn)斗油缸4通過(guò)搖臂2和連桿16可使鏟斗翻轉(zhuǎn)，利用動(dòng)臂油缸可使動(dòng)臂繞

15、上鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，以舉升、放下鏟斗，完成裝載作業(yè)。1.3輪式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定輪式裝載機(jī)的總體參數(shù)，是指它的主要性能參數(shù)和基本尺寸參數(shù)。性能參數(shù)包括裝載機(jī)自重力，額定載重量，鏟斗容量，發(fā)動(dòng)機(jī)功率，最大插入力，掘起力，最大卸載高度和卸載距離等?；境叽鐓?shù)包括軸距，輪距，輪胎尺寸，外形尺寸等。(1)裝載機(jī)自重力裝載機(jī)的自重力通常指由裝載機(jī)本身的制造裝配質(zhì)量以與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水、燃料油、潤(rùn)滑油、液壓系統(tǒng)油、隨車(chē)必備工具、駕駛員體重等因素引起的重力。裝載機(jī)靠行走將鏟斗插入料堆，鏟斗插入料堆的能力取決于裝載機(jī)的牽引力，牽引力受裝載機(jī)附著力的限制，故裝載機(jī)的自重力應(yīng)能使其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的附著力，以滿足鏟斗

16、插入料堆的需求。在插入料堆時(shí)，牽引力主要用來(lái)克服插入阻力和運(yùn)行阻力，即 （5-1）式中 裝載機(jī)行走牽引力，N；鏟斗插入阻力，N；裝載機(jī)整機(jī)質(zhì)量，kg；滾動(dòng)阻力系數(shù)。 （5-2）式中 附著系數(shù)裝載機(jī)牽引力受地面附著條件限制，所以牽引力的最大值應(yīng)不大于附著力，由于裝載機(jī)多為四輪驅(qū)動(dòng)，從而將式(2-1)代入(2-2)式中，可求得裝載機(jī)自重力為 （5-3）其中的的系數(shù)通過(guò)查表圖可?。?0.50。經(jīng)多方參考本設(shè)計(jì)=18000N。綜合以上數(shù)據(jù)可得45000N。根據(jù)多方考慮可取自重=155000N。（2）裝載機(jī)額定載重量裝載機(jī)額定載重量是在保證裝載機(jī)必要的穩(wěn)定性能的前提下，它的最大載重能力。額定載重量。 裝

17、載機(jī)的重量確定符合國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn).因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)為ZL50,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為5000kg,容量2.5。(3)裝載機(jī)鏟斗容量裝載機(jī)鏟斗容量分兩種：一種稱(chēng)為額定容量，是指鏟斗四周均以1/2坡度堆積物料時(shí)，由物料坡面與鏟斗廓所形成的容積；另一種稱(chēng)為平裝容量，指鏟斗的平裝容積。通常所說(shuō)的鏟斗容量是指其額定容量。平裝容量與額定容量有如下關(guān)系,即 （5-4）額定容量與額定載重量有如下關(guān)系，即 （5-5）裝載物料密度，額定載重量本設(shè)計(jì)應(yīng)該為5000kg，鏟斗額定容量，kg。因?yàn)橥ǔＨ?000kg/,所以計(jì)算得2.5 m3為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字。(4)最大插入力最大插入力是裝載機(jī)插入料堆時(shí)在鏟斗斗刃上產(chǎn)生的作用力，其值取決于

18、牽引力，牽引力越大，插入力也越大。在平地勻速運(yùn)動(dòng)下不考慮空氣阻力時(shí)，插入力大小等于牽引力減去滾動(dòng)阻力。 (5-4)式中 最大插入力，N；發(fā)動(dòng)機(jī)最大有效功率，W；插入速度，m/s；傳動(dòng)系統(tǒng)效率；裝載機(jī)自重力，N；滾動(dòng)阻力系數(shù)。裝載機(jī)的最大插入阻力受附著力限制，所以要保證 (5-5)即，對(duì)于鏟裝時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，用推壓油缸使鏟斗插入料堆的裝載機(jī)，插入力取決于推壓油缸的推力，但最大不超過(guò)裝載機(jī)與地面的靜摩擦力。鏟斗插入料堆時(shí)，單位長(zhǎng)度斗刃上所產(chǎn)生的最大作用力，叫做單位斗刃插入力，也稱(chēng)比切力。比切力是表示裝載機(jī)鏟斗插入料堆能力的指標(biāo)，比切力越大，鏟斗插入料堆的能力越強(qiáng)。(5)掘起力裝載機(jī)掘起力是指在下述條件

19、下，鏟斗繞著某一規(guī)定鉸接點(diǎn)回轉(zhuǎn)時(shí)，作用在鏟斗切削刃后面100mm處的最大垂直向上的力(對(duì)于非直線型斗刃的鏟斗，指其斗刃最前面一點(diǎn)后100mm處的位置)。裝載機(jī)停在堅(jiān)實(shí)的水平地面上；裝載機(jī)具有標(biāo)準(zhǔn)的使用質(zhì)量；鏟斗斗刃底部平行于地面，且與地平面距離的上下誤差不超過(guò)25mm。裝載機(jī)掘起力標(biāo)志著裝載機(jī)鏟斗繞規(guī)定點(diǎn)回轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)臂舉升或鏟斗翻轉(zhuǎn)的能力。如果在舉升或轉(zhuǎn)斗過(guò)程中，引起裝載機(jī)后輪離開(kāi)地面，則垂直作用在鏟斗上使裝載機(jī)后輪離開(kāi)地面的力就是裝載機(jī)的掘起力。掘起力是由轉(zhuǎn)斗或動(dòng)臂油缸提供的，根據(jù)裝載機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算，初步計(jì)算時(shí)，根據(jù)額定載重量按下式近似確定。 (5-6)計(jì)算得：轉(zhuǎn)斗或提升動(dòng)臂時(shí)，單位長(zhǎng)度斗刃上產(chǎn)

20、生的最大掘起力叫做單位斗刃掘起力。(6)最大卸載高度和鏟斗最大舉升高度最大卸載高度是指動(dòng)臂在最大舉升高度、鏟斗斗底與水平面成45°角卸載時(shí)，其斗刃最低點(diǎn)距離地面的高度，露天裝載機(jī)的卸載高度可以根據(jù)配用車(chē)輛車(chē)廂高度確定，即 (5-7)式中 最大卸載高度，mm；配用車(chē)輛車(chē)廂高度，mm；考慮到作業(yè)時(shí)斗刃與車(chē)廂側(cè)板間保留必要的間隙，取。查取文獻(xiàn)，hv=2550mm，h=500mm計(jì)算得：hmax=3050mm。(7)鏟斗最大卸載高度時(shí)的卸載距離鏟斗最大卸載高度時(shí)的卸載距離，是指鏟斗在最大卸載高度時(shí)，鏟斗斗刃到裝載機(jī)本體最前面一點(diǎn)(包括輪胎和車(chē)架)之間的水平距離。這個(gè)距離小于鏟斗處于非最高位置

21、卸載時(shí)的卸載距離，所以稱(chēng)為最小卸載距離，要保證 (5-8)式中 最小卸載距離，mm；配用車(chē)輛車(chē)廂寬度，mm；裝載機(jī)本體前緣與運(yùn)輸車(chē)輛間應(yīng)保留的距離，mm。查取文獻(xiàn)，。b=1000mm，b=283mm計(jì)算得：L=1283mm。(8)鏟斗的卸載角與后傾角鏟斗被舉升到最大高度卸載時(shí)，鏟斗底板與水平面間的夾角為卸載角。為了保證鏟斗在任何舉升高度都能卸凈物料，這就要保證在任何舉升高度時(shí)都滿足45°。裝載機(jī)處于運(yùn)輸工況時(shí)，鏟斗底板與水平面間的夾角為后傾角。后傾角過(guò)小,不但影響鏟斗的裝滿程度，而且使鏟斗舉升初期物料向前撒落；后傾角太大，使鏟斗舉升后期向后撒落，易造成設(shè)備事故。取后傾角=45

22、6;，=50°。(9)最小離地間隙裝載機(jī)最小離地間隙是通過(guò)性的一個(gè)指標(biāo)，它表示裝載機(jī)無(wú)碰撞的越過(guò)石塊、樹(shù)樁等障礙的能力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取最小離地間隙為300mm。(10)軸距和輪距裝載機(jī)軸距是指前后橋中心線的距離。軸距的大小影響裝載機(jī)的縱向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)彎半徑和整機(jī)質(zhì)量。輪距是指兩側(cè)輪胎中線的距離，本次所設(shè)計(jì)的裝載機(jī)，前后橋采用一樣的輪距與同類(lèi)輪胎。輪距的大小影響裝載機(jī)的橫向穩(wěn)定性與轉(zhuǎn)彎半徑和單位長(zhǎng)度斗刃上的插入能力。參考山特牌ZL50輪式裝載機(jī)，確定本次設(shè)計(jì)的裝載機(jī)的軸距為2760mm，輪距為2200mm。1.3.1裝載機(jī)動(dòng)臂提升、下降、與鏟斗前傾時(shí)間確定動(dòng)臂提升時(shí)間選8s；動(dòng)臂下降時(shí)間選

23、6s；鏟斗前傾時(shí)間選3s。裝載機(jī)的外形尺寸，可以根據(jù)舉升高度、卸載距離、輪距、軸距、算出整機(jī)的長(zhǎng)、寬、高。表1-3外形尺寸名稱(chēng)幾何尺寸車(chē)長(zhǎng)總寬度車(chē)高軸距輪距最小離地間隙最大卸載高度7080mm2940mm3370mm2760mm2200mm300mm3050mm1.4 ZL50輪式裝載機(jī)的總體布置總體布置時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)確選擇三個(gè)方向的布置基準(zhǔn)：以通過(guò)后橋中心線的水平面為上下位置的基準(zhǔn)。以通過(guò)后橋中心線的垂直面為前后位置的基準(zhǔn)。以?xún)蓚?cè)車(chē)輪的對(duì)稱(chēng)面為左右位置的基準(zhǔn)。1.5各部件布置的具體要求(1)車(chē)架連接和傳動(dòng)軸的的布置我所設(shè)計(jì)的ZL50輪式裝載機(jī)采用一般的鉸接式裝載機(jī)模型。故作出如下設(shè)計(jì)：鉸接銷(xiāo)布置在

24、軸距的1/2處，此種布置轉(zhuǎn)彎半徑??；前后輪軌跡重合，減少了行駛阻力和轉(zhuǎn)彎阻力。連接前后車(chē)架的鉸接銷(xiāo)有上下兩個(gè)，車(chē)架的外部寬度受輪距限制，部寬度要求考慮安裝發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向油缸的位置，車(chē)架高度是根據(jù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求和支撐件尺寸要求而定.每個(gè)車(chē)架繞鉸接銷(xiāo)的相對(duì)轉(zhuǎn)角為35°左右。傳動(dòng)軸布置在裝載機(jī)的縱向?qū)ΨQ(chēng)平面，且保證水平布置使中間傳動(dòng)軸的中點(diǎn)與車(chē)架的鉸接銷(xiāo)中心線重合。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的布置發(fā)動(dòng)機(jī)按縱向布置在裝載機(jī)的后部，以保證整機(jī)的穩(wěn)定性。發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)后橋的前后距離，可根據(jù)橋荷分配力進(jìn)行調(diào)整。(3)擺動(dòng)橋的布置為了保證裝載機(jī)在凹凸不平的路面上行駛時(shí)，其左右輪都與地面接觸，而不懸空，采用了擺

25、動(dòng)橋結(jié)構(gòu)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我選取了后橋擺動(dòng)。(4)工作裝置的布置工作裝置布置在裝載機(jī)的前部。工作裝置的具體布置詳見(jiàn)第四章。(5)駕駛室的布置在鉸接式車(chē)架上，駕駛室布置一般有三種方案。駕駛室布置在前車(chē)架的后部。駕駛員視野好，并與鏟斗的相對(duì)視角保持不變，鏟斗的對(duì)準(zhǔn)性容易控制，但駕駛員受到工作機(jī)構(gòu)傳來(lái)的沖擊較大，容易疲勞。駕駛室布置在后車(chē)架的前部。駕駛員的視野不好，駕駛員與鏟斗的相對(duì)視角有變化，鏟斗的準(zhǔn)確性不易控制，但駕駛員受工作機(jī)構(gòu)傳來(lái)的沖擊小，不易疲勞。駕駛室布置在后車(chē)架的前懸壁處。這種布置的形式，綜合了前兩種布置形式的有點(diǎn)，并克服其缺點(diǎn)。但轉(zhuǎn)向時(shí)鏟斗準(zhǔn)確性差，由于鏟取作業(yè)和卸載作業(yè)一般不在轉(zhuǎn)向時(shí)進(jìn)行

26、，因此影響不大。綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用第三種布置方式。1.6控制橋荷力分配當(dāng)橋荷力分配確定為具體值后，才能進(jìn)行使用性能分析。裝載機(jī)在作業(yè)過(guò)程中，作用在鏟斗上的外載荷力變化圍很大，使作用在前后橋上的橋荷力大小也發(fā)生了變化。為了滿足裝載機(jī)的通過(guò)性、牽引性和穩(wěn)定性的要求，前、后橋的載荷力必須在這個(gè)變化中合理分配。對(duì)于我所設(shè)計(jì)的輪式裝載機(jī),按照國(guó)家推薦橋荷力分配如下。空載時(shí)，前橋橋荷力占裝載機(jī)自重力的40%45%，后橋橋荷力占裝載機(jī)自重力的60%65%。滿載時(shí)，前橋橋荷力占裝載機(jī)自重力的75%80%，后橋橋荷力占裝載機(jī)自重力的25%20%。令就是整機(jī)的自重力，為重心到前橋的水平距離，為軸距。空載時(shí)，靜

27、止的裝載機(jī)受力如(1-2)圖所示，由力的平衡條件可求得橋荷力為 (5-9) (5-10) 前后橋的橋荷之比 其中， 計(jì)算得：0.7。 根據(jù)推薦一般使0.82，即滿足前、后橋橋荷力分配。 重載時(shí)，靜止的裝載機(jī)受力如圖（1-2）所示，此時(shí)橋荷力為 (5-11) (5-11) 重載時(shí)的橋荷力之比 其中， 計(jì)算得： 根據(jù)推薦一般使=34，即滿足前、后橋橋荷力分配。 綜上所述，橋荷力分配滿足要求。 圖1-21.7 ZL50輪式裝載機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算 裝載機(jī)的穩(wěn)定性是指裝載機(jī)在行駛過(guò)程中，不發(fā)生傾翻和側(cè)滑的的能力。通用常穩(wěn)定比和穩(wěn)定度來(lái)評(píng)價(jià)裝載機(jī)的穩(wěn)定性。作用在裝載機(jī)上的外力，對(duì)裝載機(jī)可能產(chǎn)生兩種力矩：一種是

28、使裝載機(jī)產(chǎn)生傾翻趨勢(shì)的力矩，稱(chēng)為傾翻力矩；另一種是使裝載機(jī)趨于穩(wěn)定的力矩，稱(chēng)為穩(wěn)定力矩。穩(wěn)定力矩和傾翻力矩之比，稱(chēng)為穩(wěn)定比，即 K= (5-12)當(dāng)K時(shí)，裝載機(jī)穩(wěn)定；當(dāng)時(shí)裝載機(jī)傾翻；當(dāng)時(shí)，裝載機(jī)處于將要傾翻而未傾翻的臨界狀態(tài)。在一般情況下。裝載機(jī)存在多種可能發(fā)生傾翻的工況，在此，對(duì)輪式裝載機(jī)滿載、動(dòng)臂最大外伸，機(jī)器停在水平位置時(shí)的工況的受力圖如圖(3-1)所示。 圖1-3 穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算圖示K= (5-13)式中 Q鏟斗中物料的重量（額定載重量）； l動(dòng)臂最大外伸時(shí)，載荷中心離前軸的距離； C裝載機(jī)的使用質(zhì)量； L1裝載機(jī)的重心離前軸的距離。其中，Q=5000kg，L1=1630mm，C=167

29、00kg，l=1680mm。計(jì)算得：K=3.2>1因此穩(wěn)定性滿足要求。2液壓系統(tǒng)的初步介紹2.1 液壓系統(tǒng)的工作原理 液壓系統(tǒng)是由各種液壓元件（包括液壓泵、液壓閥、執(zhí)行元件與輔助元件等）按一定需要合理組合而成。他的工作原理是：液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后，通過(guò)開(kāi)停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸一腔，推動(dòng)活塞和上作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，液壓缸另一腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。由此可知: （1）液壓傳動(dòng)是以液體作為上作介質(zhì)來(lái)傳遞能量的；(2) 液壓傳動(dòng)用液體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力，它與利用液體動(dòng)能的液力傳動(dòng)是不一樣的； (3) 液壓傳動(dòng)中的上

30、作介質(zhì)在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行上作的，因此液壓傳動(dòng)和液壓控制常常難以截然分開(kāi)。2.2液壓系統(tǒng)的組成部分 液壓傳動(dòng)主要山以下四部分組成：(1) 能源裝置把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置，最常見(jiàn)的形式就是壓泵它給液壓系統(tǒng)提供壓力油；(2) 執(zhí)行裝置把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，它可以是作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)；(3) 控制調(diào)節(jié)裝置對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量或方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置，例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開(kāi)停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)；(4) 輔助裝置上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等，他們對(duì)保證系統(tǒng)正常上作也有重要作用。2.3

31、 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)液壓系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動(dòng)力，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場(chǎng)中的磁力大3040倍。在同等功率的情況下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。 (2) 液壓裝置的上作比較平穩(wěn)。液壓裝置由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快、易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分500次，它實(shí)現(xiàn)往復(fù)自線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)每分鐘1000次。(3) 液壓裝置能在大圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速(調(diào)速?lài)蛇_(dá)1:2000)，還可以在液壓裝置進(jìn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。 (4) 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自

32、動(dòng)化，因?yàn)樗菍?duì)液體的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便。當(dāng)液壓控制和電氣控制或氣動(dòng)控制結(jié)合在一起使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。(5) 液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。液壓元件能自行潤(rùn)滑，因此使用壽命較長(zhǎng)。(6) 由于液壓元件己實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也有較大的機(jī)動(dòng)性。(7) 用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。2.4 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)液壓系統(tǒng)具有如下缺點(diǎn)： (1) 液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，這是山液壓油的，可壓縮性和泄漏等因素造成的(2) 液壓傳動(dòng)在上作過(guò)程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄漏損失等)，用作

33、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。(3) 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，它的上作穩(wěn)定性很易受到溫度的影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下上作。(4) 為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求都較高，因此它的造價(jià)較貴，而且對(duì)油液的污染比較敏感。(5) 液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。(6) 液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因?？偟恼f(shuō)來(lái)，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的缺點(diǎn)將隨著科技的發(fā)展而逐漸得到克服。2.5 技術(shù)要求液壓工作系統(tǒng)首先要滿足使用要求，好造、好用、好修、具有較高的作業(yè)生產(chǎn)率和較低的使用成本來(lái)衡量的。由于液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)具有質(zhì)量小、適應(yīng)作業(yè)要求的性能好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中要在滿足工作要求的條件下盡可

34、能使用標(biāo)準(zhǔn)件，以使成本更低更利于維修。選擇適當(dāng)?shù)膲毫土髁窟M(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。采用管式聯(lián)接，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小而且要以壓力損失小，震動(dòng)和噪音小為目的。步驟如下： 設(shè)計(jì)新的液壓系統(tǒng)，首先要仔細(xì)查明機(jī)器對(duì)液壓系統(tǒng)究竟有哪些要求，要與用戶(hù)或主機(jī)廠共同討論，力求定量地掌握這些技術(shù)要求，作為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和依據(jù)。需要掌握的技術(shù)要求可能有：1機(jī)器的特性 (1)用途與工作目的。 (2)功能、性能與負(fù)載特性 負(fù)載種類(lèi)(恒定負(fù)載、變化負(fù)載與沖擊負(fù)載)與大??；運(yùn)動(dòng)方式(直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng))與運(yùn)動(dòng)量(位移、速度、加速度)，慣性力，摩擦力(靜摩擦、動(dòng)摩擦、粘性摩擦)，動(dòng)作特性、動(dòng)作時(shí)間，精度(定位精度、跟蹤精度、同步精度

35、)。 (3)結(jié)構(gòu) 機(jī)構(gòu)、與被驅(qū)動(dòng)部分的連接條件、安裝上的限制條件等。 (4)驅(qū)動(dòng)方式 原動(dòng)機(jī)的種類(lèi)(電動(dòng)機(jī)、燃機(jī)等)、容量(功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩)、穩(wěn)定性。(5)控制方式 操作方式(手動(dòng)、自動(dòng))、信號(hào)處理方式(繼電器、邏輯電路、可編程控制器、微計(jì)算機(jī))。(6)循環(huán)時(shí)間 系統(tǒng)中各種執(zhí)行器的動(dòng)作順序、動(dòng)作時(shí)間的相互關(guān)系。2使用條件 (1)工作時(shí)間。 (2)設(shè)置場(chǎng)所(室、室外)。 · (3)設(shè)置環(huán)境 環(huán)境溫度、濕度(高溫、寒帶、熱帶)，粉塵種類(lèi)和濃度(防護(hù)、凈化等)，腐蝕性氣體(所用元件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、表面處理、涂覆等)，易爆氣體(防爆措施)，機(jī)械振動(dòng)(機(jī)械強(qiáng)度、耐振結(jié)構(gòu))，噪聲限制(降低噪聲措

36、施)。 (4)維護(hù)條件 維護(hù)程度與周期，維護(hù)人員的技術(shù)水平；維護(hù)空間、作業(yè)性、互換性。 3適用標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī) 4安全性、可靠性 (1)用戶(hù)在安全性方面有無(wú)特殊要求。 (2)明確保用期、保用條件。 5經(jīng)濟(jì)性 不能只考慮投資費(fèi)用，還要考慮能源消耗、維護(hù)保養(yǎng)等運(yùn)行費(fèi)用2.6 ZL50輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)已明確的參數(shù) （1）卸載時(shí)間為3s(2)動(dòng)臂升舉時(shí)間為8s（3）動(dòng)臂下降時(shí)間為6s(4)轉(zhuǎn)斗油缸的行程為500mm(5)液壓缸的安裝長(zhǎng)度為1455mm(6)轉(zhuǎn)向液壓缸的速度134m/s(7)動(dòng)臂油缸的行程為925mm3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1制定液壓系統(tǒng)方案3.1.1 油路循環(huán)方式的分析與選擇油路的循環(huán)方式

37、分為開(kāi)式和閉式兩種。開(kāi)式回路散熱較方便，但油箱占空間較大；抗污染性較差，采用壓力油箱和慮油器改善；用平衡閥進(jìn)行能耗限速，用制動(dòng)法進(jìn)行能耗制動(dòng)，引起油液發(fā)熱；對(duì)泵的自吸性要求較高。閉式回路較復(fù)雜，須用輔助泵換油冷卻；抗污染性較好但油液過(guò)濾要求高；液壓泵由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，限速與制動(dòng)過(guò)程中拖動(dòng)電機(jī)能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量，在生限速與在生制動(dòng)；對(duì)主泵的自吸性無(wú)要求。 通過(guò)對(duì)比，本系統(tǒng)采用開(kāi)式回路。3.1.2 確定液壓執(zhí)行元件的形式液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓馬達(dá)。前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本機(jī)動(dòng)作機(jī)構(gòu)均為單純的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。各直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均為單活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū)動(dòng)。3.1.3 各機(jī)

38、構(gòu)液壓回路的確定（1) 轉(zhuǎn)斗動(dòng)作回路確定本機(jī)構(gòu)動(dòng)作主要通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作要求，鏟斗的前傾與收起。要求工作可靠，操縱輕便，且要求能夠自動(dòng)限位。換向閥的右位、左位、中位分別實(shí)現(xiàn)鏟斗的收起、前傾和鎖緊。轉(zhuǎn)斗油缸的小油腔回路中應(yīng)設(shè)有雙作用安全閥。在動(dòng)臂升降過(guò)程中，磚斗的連桿機(jī)構(gòu)由于動(dòng)作不協(xié)調(diào)而受到某種程度的干涉，即在提升動(dòng)臂時(shí)轉(zhuǎn)斗液壓缸的活塞桿有被拉出的趨勢(shì)，而在動(dòng)臂下降時(shí)活塞桿又被強(qiáng)制頂回。此時(shí)換向閥中位，油路不通。為了防止液壓缸過(guò)載或真空，雙作用液壓缸能起到緩補(bǔ)油優(yōu)作用。當(dāng)產(chǎn)生真空時(shí)，可由單向閥從油缸中吸油。其原理圖如下圖2-1。圖2-1轉(zhuǎn)斗動(dòng)作回路Fig.2-1 The ope

39、rative loop of steering bucket（2) 動(dòng)臂動(dòng)作液壓回路確定本機(jī)構(gòu)要求通過(guò)換向閥的控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂油缸的提升、中立、下降、浮動(dòng)四個(gè)工作位置。換向閥處于中位時(shí)，動(dòng)臂液壓缸處于浮動(dòng)狀態(tài)，以便在堅(jiān)硬的地面上鏟取物料或進(jìn)行鏟推作業(yè)。此時(shí)動(dòng)臂隨地面狀態(tài)自由浮動(dòng)，提高作業(yè)效能。動(dòng)臂要求具有較快的升降速度和良好的低速微調(diào)性能。液壓缸的進(jìn)油由雙聯(lián)泵供油，流量最大可達(dá)320L/min。動(dòng)臂處于升和降狀態(tài)時(shí)可控制換向閥閥口開(kāi)度的大小實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速。圖2-2動(dòng)臂動(dòng)作液壓回路Fig.2-2 The hydraulic loop of movable arm（3) 轉(zhuǎn)向液壓回路的確定裝載機(jī)作業(yè)周

40、期短，動(dòng)作要靈活，這一特點(diǎn)決定轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要求靈敏。裝載機(jī)要求有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向速度，也就是要求進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓缸的油液流量恒定，轉(zhuǎn)向液壓缸的油液主要來(lái)自轉(zhuǎn)向泵，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)受其他負(fù)載影響轉(zhuǎn)速下降時(shí)，就會(huì)影響轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。這是需要加輔助泵，通過(guò)流量轉(zhuǎn)換閥補(bǔ)入轉(zhuǎn)向泵所減少的流量，以保證轉(zhuǎn)向油路的流量穩(wěn)定。 圖2-3轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓回路Fig.2-3 Steering mechanism hydraulic pressure loop3.2 繪制液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)圖是整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重要的一步，它從作用原理上和結(jié)構(gòu)組成上具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提出的各項(xiàng)要求。擬定液壓系統(tǒng)圖包括兩項(xiàng)容：通過(guò)分析對(duì)比選出合理的液壓回路

41、；把選出的液壓回路組合成液壓系統(tǒng)。 由于有多種方案，本方案是在歸納、整理，增加一些必要的元件和輔助油路后，并參考了國(guó)外同類(lèi)系統(tǒng)的成熟精練。根據(jù)以上分析，按以下幾點(diǎn)要求:（1) 盡可能歸并作用一樣或相近的液壓元件，力求使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件。（2) 保證系統(tǒng)上作循環(huán)中每個(gè)動(dòng)作都安全可靠、無(wú)相互干擾。特別要注意系統(tǒng)中壓力控制元件的調(diào)節(jié)壓力之間的關(guān)系。（3) 盡可能提高系統(tǒng)的效率，防止系統(tǒng)過(guò)熱。 （4) 盡可能使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理，便于維修。 為此，擬定了系統(tǒng)原理圖如圖2-4。圖2-4液壓系統(tǒng)原理圖Fig.2-4Hydraulic pressure system picture3.3確定液壓系

42、統(tǒng)的主要參數(shù)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，他們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外負(fù)載。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。圖2-5表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖。圖2-5液壓系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖Fig.2-5 simple calculational system picture3.3.1 液壓缸載荷組成作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸上的總負(fù)載由工作負(fù)載、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封阻力、背壓阻力六部分組成。（1) 工作載荷Fg常見(jiàn)的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的重力、切削力、與壓力等，這些作用力的方向與與活塞運(yùn)動(dòng)方向一樣為負(fù)，相反為正。（2) 導(dǎo)軌摩擦負(fù)載

43、Ff對(duì)于水平導(dǎo)軌 (6-1)式中 G運(yùn)動(dòng)部件所受的重力，N；FN外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力，N；摩擦系數(shù),對(duì)于鑄鐵導(dǎo)軌=0.10.2，滾動(dòng)導(dǎo)軌,=0.0050.01。（3) 慣性載荷F (6-2)式中 g重力加速度，m/s；g=9.81。v速度變化量，m/s ； t啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，s。一般t=0.10.5s，對(duì)于輕載低速運(yùn)動(dòng)部件取小值，對(duì)于高速重載部件一般取大值。行走機(jī)械一般取v/t=0.51.5s。以上三種載荷之和稱(chēng)為液壓缸的外負(fù)載FW啟動(dòng)加速時(shí) (6-3)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí) (6-4)減速制動(dòng)時(shí) (6-5)工作載荷Fg并非每階段都存在，如該階段沒(méi)有工作，則Fg=0。除外載荷FN外，作用于活塞上的載

44、荷F還包括液壓缸密封處的摩擦阻力Fm，由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為 (6-6)式中 m液壓缸的機(jī)械效率,一般取0.900.95。(6-7)由上式計(jì)算出動(dòng)臂液壓缸的總推力F為10.2×104N，鏟斗液壓缸的總推力為5.9×104N，轉(zhuǎn)向液壓缸缸的推力為3.75×104N。3.3.2 初選系統(tǒng)工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類(lèi)型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件與元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低勢(shì)必要執(zhí)行元件的尺寸，對(duì)于某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗的經(jīng)濟(jì)性角度也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力

45、選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定尺寸不太受限制的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體參照表2-6和表2-7載荷104 N<0.50.51122335>5工作壓力 MPa<0.811.522.533445>57表2-6 按載荷選擇工作壓力Tab.2 -6choosing the working pressure according to load機(jī)械類(lèi)型 磨床 組合機(jī)床門(mén)刨床拉床小型工程機(jī)械大中型挖掘機(jī)工作壓力MPa0.82352881010182032 表2-7 各種機(jī)械常用的

46、系統(tǒng)工作壓力Tab.2-7The working pressure of mechanical system上表2-6和2-7初步確定工作裝置液壓系統(tǒng)工作壓力為16MPa；轉(zhuǎn)向液壓控制系統(tǒng)工作壓力為13MPa。3.3.3 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸圖6-7液壓系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)Fig.6-7 The main design parameter of hydraulic system液壓缸的鋼筒徑、活塞桿直徑與有效面積是主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。計(jì)算方法是：先由最大負(fù)載和選取的設(shè)計(jì)壓力與估取的，液壓缸的的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如圖7-7這里要確定的參數(shù)是液壓缸的徑和活塞桿直徑。由圖6-7可得(6-8)式中p1進(jìn)油腔壓力

47、，Pa； A1進(jìn)油腔有效面積，m2；F液壓缸總負(fù)載，N。F=Fm/m，m為液壓缸的機(jī)械效率，一般取m=0.900.95；p2回油腔壓力（背壓），Pa；A2回油腔有效面積，m2；背壓p2的值可根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)與調(diào)速性能要求參考表2-3初選一個(gè)參考值，待系統(tǒng)回路確定后再作修正。為了能夠利用上式進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須先選定背壓p2與活塞桿直徑d與液壓徑D的比值，記為 (6-9)其比值可按工作壓力選取參照表2-6。系統(tǒng)類(lèi)型油路結(jié)構(gòu)背壓/MPa中、低壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速回路0.50.8回油路帶背壓閥0.51.5采用帶補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5中高壓系統(tǒng)同上比中

48、低壓系統(tǒng)高50%100%高壓系統(tǒng)如鍛壓機(jī)械等初算時(shí)可忽略不與表6-3執(zhí)行元件參考背壓Tab.6 -3 The reference back pressure of executive component工作壓力MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表6-4按工作壓力選取d/DTab.6 -4 Selecting d/D according to working pressure將公式(6-9)代入(6-8)可得液壓缸的徑為單桿液壓缸 (6-10)各個(gè)回路的背壓值均選為0。（1) 確定轉(zhuǎn)斗油缸的徑與活塞桿直徑由上式(6-10)可求得D1=125mm,按表6-4可

49、選d/D=0.7此時(shí)，d=87.5mm，圓整，d取88mm。（2) 確定動(dòng)臂油缸的徑與活塞桿直徑 由式(6-10)可求動(dòng)臂油缸徑D2=165mm，動(dòng)臂油缸有速比要求取速比為=1.33,(6-11)式中 速比。求出d=82mm。3) 確定轉(zhuǎn)向油缸的徑與活塞桿直徑 由式(6-10)求轉(zhuǎn)向油缸徑為D3=100mm,要求伸出縮回速度相，取d=0.71D，d=71mm。 3.3.4 計(jì)算液壓缸所需流量液壓缸工作時(shí)所需的流量 (6-12)式中 A液壓缸的有效作用面積，m2； V活塞與缸體的相對(duì)速度，m/s。1) 轉(zhuǎn)斗油缸流量Q1確定轉(zhuǎn)斗油缸縮回速度為v1=0.1m/s，可得，Q1=(D2-d2)v/4=37.1L/min。2) 動(dòng)臂油缸流量Q2確定動(dòng)臂油缸的伸出速度為v2=0.116m/s,Q2=D2v/4=148L/min。3) 轉(zhuǎn)向油缸流量Q3確定轉(zhuǎn)向油缸的伸出速度為v3=0.134m/s, Q3=D2v/4=63L/min。3.3.5計(jì)算液壓執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力按照最后確的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算出液壓缸的實(shí)際工作壓力，最終計(jì)算出工作裝置液壓系統(tǒng)液壓缸的最大實(shí)際工作壓力為14.2 MPa，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓缸的實(shí)際工作壓力為11 MPa。3.4 液壓元件的選擇