機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文

1、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 高地隙煙草噴霧機(jī)液壓轉(zhuǎn)向部分設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)制xx級(jí)xx班 學(xué)生姓名 xxx 指導(dǎo)教師 xxx 撰寫(xiě)日期：20xx年 05 月 04 日摘 要高地隙煙草噴霧機(jī)是在煙草頂部進(jìn)行噴灑施藥的噴霧機(jī)。操作該機(jī)不需要專業(yè)駕駛特長(zhǎng)，只要會(huì)駕駛農(nóng)用四輪拖拉機(jī)即可從容操作。機(jī)器由于是四輪液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，因此行駛平穩(wěn)、爬坡能力強(qiáng)勁、制動(dòng)性能較好，時(shí)速最高可達(dá)每小時(shí)15公里；噴桿適配長(zhǎng)度6米、8米、12米，噴霧系統(tǒng)采用了防滴快速組裝扇形噴頭，不僅霧粒細(xì)、霧化均勻，而且不會(huì)漏噴、復(fù)噴及出現(xiàn)漏噴死角；自動(dòng)恒壓裝置保證了噴頭壓力均衡，霧滴快速形成霧狀風(fēng)墻

2、，有效提高了霧滴穿透力，并且有效地防止霧滴的漂移，大大提高了農(nóng)藥的利用率；該機(jī)作業(yè)面積每小時(shí)最高達(dá)80畝，工作效率是背負(fù)式機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)的10倍，節(jié)水60%以上，按目前人工防治成本每畝15元計(jì)算，該機(jī)節(jié)約防治成本40%以上。該機(jī)噴桿調(diào)整高度可從0.52.2米之間任意調(diào)整，適應(yīng)不同農(nóng)作物不同時(shí)期的病蟲(chóng)害防治。本文對(duì)高地隙煙草噴霧機(jī)鉸鏈轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行理論分析，計(jì)算出有關(guān)轉(zhuǎn)向的性能參數(shù)。關(guān)鍵詞：煙草噴霧；四輪驅(qū)動(dòng)；液壓；全液壓轉(zhuǎn)向器The Subject of Undergraduate Graduation Project of HEAUAbstractSelf-contained tobacco sp

3、ray machine is in the top of the spraying spraying on tobacco spray machine. Its unnecessary to need professional driving skills for Operating the machine, as long as the agricultural four-wheel tractor drive will be easy to operation. The machine is round hydraulic drive design, so it has advantage

4、s such as steady driving, strong climbing, good braking performance, speed up to 15 kilometers per hour; Spray length is 6 m, 8 m and 12 m. The spray system uses the drops of fast to assemble the nozzle, not only the fog grains, uniform atomization, and does not leak spray, spray and spray in comple

5、x leak blind Angle; Automatic constant pressure device ensure the nozzle pressure balance, aerosol droplets form quickly mist wind wall, effectively improve the droplets penetration, and effectively prevent the droplets are the drift, greatly improving the utilization rate of the pesticide; This mac

6、hine operating area for up to 80 mu per hour, the working efficiency is 10 times of backs motor spray machine. It saves water more than 60%. According to the current of manual control cost 15 RMB, the prevention and control of saving cost more than 40%. This machine spray stem height can be adjusted

7、 from 0.5 2.2. Its meters adapts to the different crops in different periods of pest control.This paper will make the analysis of the theory for the tobacco sprayer hinge steering system, calculates the relevant to the performance parameters. Keywords: Tobacco spray; Four-wheel drive; Hydraulic; Ful

8、l hydraulic steering gear 目 錄1引言12 煙草噴霧機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀12.1 國(guó)外煙草噴霧機(jī)的現(xiàn)狀12.2 我國(guó)煙草噴霧機(jī)的歷史和現(xiàn)狀12.3改善提高煙草噴霧機(jī)性能的意義23 設(shè)計(jì)的主題內(nèi)容23.1項(xiàng)目的來(lái)源23.2煙草噴霧機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)的分析23.3煙草噴霧機(jī)液壓轉(zhuǎn)向的分析43.4煙草噴霧機(jī)各零部件的分析與選擇63.5煙草噴霧機(jī)液壓轉(zhuǎn)向的改進(jìn)174設(shè)計(jì)總結(jié)與討論194.1設(shè)計(jì)的結(jié)論和主要收獲224.2存在的不足23參考文獻(xiàn)23致謝281 引言我國(guó)是世界上煙草種植面積最大的國(guó)家，但長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)煙草種植、采收與維護(hù)的機(jī)械化普遍較低。其中，為煙草除蟲(chóng)除害的工作主要由農(nóng)民手工勞

9、動(dòng)完成，不僅工作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度高，效率低下，并且長(zhǎng)期接觸農(nóng)藥，對(duì)農(nóng)民的身體有很大的不良影響。因此為了改善這種狀況，我國(guó)需要設(shè)制造出能夠方便快捷并且實(shí)用的煙草噴霧類(lèi)機(jī)器。機(jī)械化的推廣是現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容。沒(méi)有煙草農(nóng)業(yè)的機(jī)械化，就沒(méi)有煙草農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化，這已經(jīng)成為煙草行業(yè)的共識(shí)。我國(guó)必須加強(qiáng)煙草農(nóng)業(yè)物質(zhì)技術(shù)裝備水平，加快煙用機(jī)械研制、推廣和應(yīng)用步伐，盡快實(shí)現(xiàn)煙葉生產(chǎn)全程機(jī)械化。本文對(duì)高地隙煙草噴霧機(jī)進(jìn)行液壓轉(zhuǎn)向部分的分析，并對(duì)液壓轉(zhuǎn)向部分提出修改意見(jiàn)，做出理論上的可行性證明。2 煙草收獲機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀2.1 國(guó)外煙草噴霧機(jī)的現(xiàn)狀施藥技術(shù)規(guī)范化植保機(jī)械作業(yè)是一項(xiàng)特殊的田間作業(yè) , 有其嚴(yán)格

10、的要求。發(fā)達(dá)國(guó)家都制定了諸如采取何種噴頭、何種壓力、多大風(fēng)速下噴霧等嚴(yán)格的施藥作業(yè)技術(shù)規(guī)范。國(guó)際上許多著名的植保機(jī)械廠家開(kāi)發(fā)了旱地氣力輔助噴桿式噴霧機(jī)、各類(lèi)靜電噴霧機(jī)、回收式噴霧機(jī)和采用微波、紅外傳感或者圖像識(shí)別技術(shù)的自動(dòng)對(duì)靶噴霧機(jī)及果園仿形噴霧機(jī)等。在國(guó)外，特別是西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家，由于煙草種植都是大面積農(nóng)場(chǎng)化，煙草噴霧僅靠人力難以滿足要求，因此對(duì)煙草噴霧機(jī)械的研究較早。目前國(guó)外煙草噴霧機(jī)械程度化較高，煙草機(jī)械得到廣泛應(yīng)用，像美國(guó)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出大、中、小等不同型號(hào)的煙草噴霧機(jī)械以適應(yīng)不同需求，在煙草噴霧機(jī)械領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。國(guó)外的植保機(jī)械正朝著智能化、光機(jī)電一體化方向快速發(fā)展。2.2 我國(guó)煙草噴

11、霧機(jī)的歷史和現(xiàn)狀目前，我國(guó)在煙草噴霧機(jī)械方面僅限于小型器械，沒(méi)有設(shè)計(jì)制造出適合煙草病蟲(chóng)害防治特點(diǎn)的多功能的機(jī)器。對(duì)煙草噴霧的工作還主要由人力勞動(dòng)進(jìn)行，主要使用背負(fù)式噴霧器和手動(dòng)噴霧器以及少些小型噴霧機(jī)。而且，目前市場(chǎng)上面廣量大的手動(dòng)噴霧器產(chǎn)品技術(shù)水平低，結(jié)構(gòu)陳舊落后，噴射部件品種單一，而且施藥液量大，霧化性能不良，作業(yè)功效低，農(nóng)藥浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重,給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。少量的噴桿噴霧機(jī)都是簡(jiǎn)易型的，也沒(méi)有配備噴幅識(shí)別裝置，更談不上采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)。因此，對(duì)大型煙草噴霧機(jī)的需求極為迫切。2.3改善提高煙草噴霧機(jī)的意義煙草噴霧機(jī)械化是煙草產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)重要重要表現(xiàn)部分，是順應(yīng)先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展要求

12、，是發(fā)展現(xiàn)代煙草種植、減少勞動(dòng)時(shí)間、穩(wěn)定煙草種植面積、解放勞動(dòng)力、增加煙農(nóng)收入的有效途徑。提升勞動(dòng)工具，大力發(fā)展機(jī)械化是現(xiàn)階段提高煙草生產(chǎn)率的現(xiàn)實(shí)選擇。煙草噴霧機(jī)的不斷完善，能夠極大推進(jìn)煙草產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械現(xiàn)代化。本煙草噴霧機(jī)器能滿足廣大國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)、適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)的家庭農(nóng)場(chǎng)及植保服務(wù)隊(duì)發(fā)展的需要，提高旱作地區(qū)大田農(nóng)作物病、蟲(chóng)、草害防治的作業(yè)質(zhì)量和機(jī)械化水平，緩解勞動(dòng)力緊張程度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障勞動(dòng)安全。3 設(shè)計(jì)的主題內(nèi)容3.1煙草噴霧機(jī)3WZG-1000型號(hào)煙草噴霧機(jī)山東臨沂一家機(jī)械廠出的農(nóng)用類(lèi)器械，我們學(xué)院何玉鵬老師、黃偉華老師、徐波老師等進(jìn)行了實(shí)地考察，并帶回來(lái)了珍貴的圖片。我們由此對(duì)本機(jī)器進(jìn)行

13、完整的理論分析，并自此基礎(chǔ)上提出創(chuàng)新性的修改意見(jiàn)與自主創(chuàng)新，糾正并完善該器械的不足與不當(dāng)之處，強(qiáng)化該型號(hào)機(jī)器的性能，優(yōu)化機(jī)器的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，以制造出高地隙煙草噴霧機(jī)，并能夠使其滿足市場(chǎng)的要求。3.2煙草噴霧機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)的分析 由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)代工程機(jī)械，特別是低速行走工程機(jī)械，廣泛地應(yīng)用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。在煙草噴霧機(jī)的行走過(guò)程中，液壓泵帶動(dòng)液壓馬達(dá)工作，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走。在這個(gè)過(guò)程中，主要通過(guò)換向閥、溢流閥等的作用，實(shí)現(xiàn)煙草噴霧機(jī)前進(jìn)、后退與停止。 圖（1） 液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 圖（2） 液壓泵3.3煙草噴霧機(jī)液壓轉(zhuǎn)向的分析典型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有三部分組成：轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。1，

14、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是將轉(zhuǎn)向器輸出軸的運(yùn)動(dòng)傳遞給轉(zhuǎn)向臂，轉(zhuǎn)向臂偏轉(zhuǎn)車(chē)輪而改變車(chē)輛的行駛方向。2，轉(zhuǎn)向器的功用是將方向盤(pán)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3，轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的功用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向器所必需的操縱力。液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力為能源驅(qū)動(dòng)油泵，油泵產(chǎn)生高壓油液通過(guò)液壓缸控制車(chē)體轉(zhuǎn)向，以使轉(zhuǎn)向操縱省力。高地隙煙草噴霧機(jī)采用鉸接式車(chē)架并不是單一的整體，而是由前后兩個(gè)車(chē)架組成，中間用垂直的銷(xiāo)軸連接起來(lái)。交接轉(zhuǎn)向是通過(guò)轉(zhuǎn)向油缸推動(dòng)前后車(chē)架繞銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)過(guò)一定角度而實(shí)現(xiàn)的，因此叫做“折腰”轉(zhuǎn)向。該機(jī)的車(chē)架因由前后車(chē)架組成，所以，一般軸距較大，由于車(chē)身曲折角度較大，所以仍可獲得較小的轉(zhuǎn)向半徑。轉(zhuǎn)向

15、工作原理：該煙草噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的工作原理為，前后車(chē)架之間用鉸銷(xiāo)連接，轉(zhuǎn)向油缸鉸接在鉸銷(xiāo)兩側(cè)的前后車(chē)架上，轉(zhuǎn)向時(shí)，前后車(chē)架相對(duì)偏轉(zhuǎn)，內(nèi)側(cè)的油缸縮短，外側(cè)的油缸伸長(zhǎng)，反之轉(zhuǎn)向另一方向。本煙草噴霧機(jī)使用的折腰轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)彎半徑小、卸載方便、行駛穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)見(jiàn)湊、重量輕、舒適性好等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)采用全液壓轉(zhuǎn)向器與閥控油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)體轉(zhuǎn)向。1，液壓轉(zhuǎn)向缸 2，全液壓轉(zhuǎn)向器 3，節(jié)流閥 4，減壓閥 5，溢流閥 7，液壓動(dòng)力泵 8，濾油器 圖（3）原煙草噴霧機(jī)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)向圖圖（4）液壓轉(zhuǎn)向中使用的液壓缸 圖（5）全液壓轉(zhuǎn)向器液壓功能圖3.4煙草噴霧機(jī)各零部件的分析與選擇3.4.1轉(zhuǎn)向液壓缸的計(jì)算與選擇 液壓缸

16、是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它的功能就是把液壓壓力能轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能或擺動(dòng)的機(jī)械能。在高地隙煙草噴霧機(jī)中，轉(zhuǎn)向液壓缸的選擇，必須使得液壓缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力矩，大于車(chē)輛轉(zhuǎn)向所需的力矩。關(guān)于轉(zhuǎn)向力矩的說(shuō)明：車(chē)輛滿載靜止時(shí)的轉(zhuǎn)向阻力矩最大。折腰轉(zhuǎn)向的車(chē)輛，轉(zhuǎn)向軸和前橋是一個(gè)三腳架的形式，在這個(gè)等腰三角形中，轉(zhuǎn)向軸是頂點(diǎn)，前橋是底邊，在車(chē)輛后部載荷很?chē)?yán)重的情況下，轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向軸的位移很小，如果假設(shè)轉(zhuǎn)向軸無(wú)位移，那么轉(zhuǎn)向時(shí)前橋是在油缸作用在地面拖動(dòng)，已知前垂直載荷，查下橡膠和地面的摩擦系數(shù)，這樣可以計(jì)算出摩擦力，再由前橋和轉(zhuǎn)向軸的距離以及油缸的作用點(diǎn)的距離計(jì)算出轉(zhuǎn)向力矩。轉(zhuǎn)向阻力矩應(yīng)當(dāng)與使車(chē)輛轉(zhuǎn)向所施加的主

17、動(dòng)力矩相等，即為油缸所輸出的力矩，目前設(shè)計(jì)中使用的公式為, 式中，N為轉(zhuǎn)向阻力矩，G為轉(zhuǎn)向車(chē)體重，B為輪距，r為軸距。該公式實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)向車(chē)輪與地面摩擦力所產(chǎn)生的阻力矩，如果忽略車(chē)體轉(zhuǎn)向時(shí)的慣性，在理論上是正確的，其中綜合阻力系數(shù)，實(shí)際上是以車(chē)輪和地面的摩擦系數(shù)形式出現(xiàn)，在緩慢轉(zhuǎn)向即慣量不大的情況下轉(zhuǎn)向時(shí)可測(cè)得，如果把前車(chē)體力矩寫(xiě)成，則后車(chē)體阻力矩應(yīng)當(dāng)是。若，則后車(chē)體不應(yīng)當(dāng)動(dòng)，但實(shí)際上轉(zhuǎn)向過(guò)程中前后車(chē)體都有轉(zhuǎn)動(dòng)，這就充分說(shuō)明轉(zhuǎn)向過(guò)程中有慣性力存在，也就是說(shuō)如果前車(chē)體的地面阻力矩加上它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力矩若大于后車(chē)體的地面阻力矩，則后車(chē)體同樣也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在該煙草噴霧機(jī)中，已知， （1）（F為液壓缸所需產(chǎn)生

18、的力，S為液壓缸到鉸點(diǎn)的垂直距離）。其中，該車(chē)后車(chē)體較重，故只考慮前車(chē)車(chē)體力矩。 (2) 由(1),(2)式可 (3)液壓缸的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖，圖a為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)，圖b為液壓缸活塞桿工作在受拉狀態(tài)?；钊麠U受壓時(shí) （4） 活塞桿受拉時(shí) （5）式中 無(wú)桿腔活塞有效作用面積(m2)；有桿腔活塞有效作用面積(m2)；P1液壓缸工作腔壓力(Pa)；P2液壓缸回油腔壓力(Pa)，即背壓力，其值根據(jù)回油的具體清空而定，初算時(shí)可參照表1取值。差動(dòng)連接時(shí)可另行考慮。D活塞直徑 (m) ；d活塞桿直徑(m) ；由公式（5）和表1可知,（采用補(bǔ)油泵的閉式回路）（液壓油經(jīng)回油路直接回油箱）表1執(zhí)行元件背

19、壓系統(tǒng)類(lèi)型背壓力/MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.40.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.23回油路較短，且直接回油箱可忽略不計(jì)活塞桿直d徑和活塞直徑的桿徑比確定D，其比值可按表2和表3選取。 （6） 令則桿徑比，所以可得 （7）所以活塞桿直徑 （8）液壓缸直徑D和活塞桿的直徑d計(jì)算要按國(guó)標(biāo)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)6進(jìn)行圓整?？蓞⒄毡?和表5進(jìn)行選擇可知，。表2 按工作壓力選取工作壓力/MPa5.05.07.07.00.50.550.620.700.7表3 按速度比要求選取1.151.251.331.

20、461.6120.30.40.50.550.620.71注:無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度；由桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。表4 常用液壓缸內(nèi)徑D(mm)840125（280）1050（140）3201263160（360）1680（180）40020（90）200（450）25100（220）50032(110)250注：圓括號(hào)內(nèi)的尺寸為非優(yōu)選尺寸表5 常用液壓缸活塞桿外徑d(mm)420561605226318062570200828802201032902501236100280144011032016451253601850140由上式計(jì)算選擇，則以此為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算液壓缸的工作面積為 （9）油缸壁厚的

21、確定, 除按計(jì)算確定液壓缸的壁厚外, 還可按有關(guān)資料所推薦的數(shù)據(jù)選擇, 根據(jù)液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)可先選定液壓缸的厚度為=5mm。缸體采用45鋼，并調(diào)制到241241HB。缸蓋采用HT300,液壓缸活塞采用耐磨鑄鐵，活塞桿采用45鋼，導(dǎo)向套采用耐磨鑄鐵。3.4.2液壓馬達(dá)的選擇與計(jì)算 由資料可知，高地隙煙草噴霧機(jī)的行走最大時(shí)速為9km/h，所選用的馬達(dá)為低速大扭矩馬達(dá)。 車(chē)輪轉(zhuǎn)速其中車(chē)輪直徑 （10）轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為 （11）液壓馬達(dá)的排量為 （12） 式中 液壓馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩；液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差。進(jìn)油口壓力為，背壓按表5選取， 根據(jù)液壓元件及選用手冊(cè)查取適用的低速大扭矩偏心徑向柱塞馬

22、達(dá)。本文選取MFB5型號(hào)，具體型號(hào)參數(shù)如表6所示表6 B型軸向柱塞馬達(dá)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)型號(hào)排量轉(zhuǎn)速范圍最大輸出轉(zhuǎn)矩N/m重量MFB510.551003600315MFB1021.1010032005410MFB2043.80502400101193.4.3選擇液壓泵的規(guī)格高地隙煙草噴霧機(jī)所使用的液壓齒輪泵泵流量為40L/min,具體型號(hào)為HS-70A柱塞泵，最低速度為630rpm，最高速度為780rpm，且該泵的最大壓力為1-2MPa。從產(chǎn)品樣本和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵。假設(shè)該液壓齒輪泵的額定功率為，為使液壓泵由一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%60%。所以

23、在工作循環(huán)中，液壓泵的壓力和流量比較恒定，則 式中 PP液壓泵的最大工作壓力（Pa）；qVP液壓泵的流量（m3/s）；P液壓泵的總效率，參考表（7）選擇表7 液壓泵的總效率液壓泵類(lèi)型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.60.70.650.800.600.700.800.85由于選的液壓泵為齒輪泵，所以選3.4.4液壓閥的選擇1）閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過(guò)該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選取；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。控制閥的流量一般要選的比實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)也允許有20%以內(nèi)的短時(shí)間過(guò)流量。2）閥

24、的形式，按安裝和操作方式選擇。液壓閥的安裝方式按照螺紋連接進(jìn)行，具體的參考表8這種連接適合表8 液壓閥的安裝方式選擇方式場(chǎng)合螺紋連接系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，元件較少，安裝位置又較寬敞的場(chǎng)合板式連接系統(tǒng)較復(fù)雜，元件較多，安裝位置又較緊湊的場(chǎng)合法蘭連接一般用于大口徑的閥，閥與管道間采用法蘭該煙草噴霧機(jī)種主要涉及溢流閥，節(jié)流閥，減壓閥。所選閥的規(guī)格型號(hào)見(jiàn)表9表9 高地隙煙草噴霧機(jī)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓閥明細(xì)表序號(hào)名稱實(shí)際流量/選用型號(hào)1三位四通電磁換向閥4WE10R10/A G66012溢流閥DBDSG14K10NG103減壓閥DR10DP1-6/25-2.5Y4節(jié)流閥MK10G1.23.4.5管道內(nèi)徑的計(jì)算 式中

25、qV通過(guò)管道內(nèi)的流量（m3/s）；管道內(nèi)允許流速（m/s），具體的參照表10。計(jì)算出內(nèi)徑d后按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子，標(biāo)準(zhǔn)系列見(jiàn)表11表10 允許流速推薦值管道推薦流速（）液壓泵吸油管道，一般常取1以下液壓系統(tǒng)壓油管道，壓力高，管道段，粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道表11 常用鋼管公稱通徑d(mm) 3820504102565512328061540100注：具體的鋼管外徑、管接頭連接螺紋可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本液壓傳動(dòng)與控制表12表12 管路內(nèi)徑管路名稱通過(guò)流量/（）允許流速/（）管道內(nèi)徑/實(shí)際取值/泵吸油管0.60.850.01112泵排油管0.64.50.01112溢流閥進(jìn)油管0.14.5

26、0.00912溢流閥排油管0.120.00912節(jié)流閥進(jìn)油管0.24.50.00710節(jié)流閥排油管0.220.00710三位四通換向閥的進(jìn)油管0.154.50.00710三位四通換向閥的排油管0.1520.00710減壓閥進(jìn)油管0.54.50.00610減壓閥排油管0.520.006103.4.6油箱容量的確定油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為 （13）式中 qV液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，具體的參照表13。表13 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)系統(tǒng)類(lèi)型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓機(jī)械冶金機(jī)械已知所選泵的總流量為40L/min，這樣，液壓泵每分鐘排出壓力有的體積為0.04m3。參照表13，選取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由式

27、（12）算的有效容積為按照表14液壓泵站的油箱公稱容量系列選取油箱的容積為160L。表14 油箱容量JB-T7938-1999(L) 46340012506.3100500160010160630200025250800315040315100040003.4.7液壓油的確定液壓油選用L-HL68礦物型液壓油，粘度等級(jí)為68，密度為850960kg/m3。3.4.8液壓系統(tǒng)的壓力損失壓力損失包括管路的沿程損失p1，管路的局部壓力損失p2和閥類(lèi)元件的局部損失p3，總的壓力損失為 (14) (15) (16) (17) 式中 l管道的長(zhǎng)度（m）；d管道內(nèi)徑（m）；v液流平均速度（m/s）；液壓油密

28、度（kg/m3）；沿程阻力系數(shù)；局部阻力系數(shù)。qVN閥的額定流量（m3/s）；qV通過(guò)閥的實(shí)際流量（m3/s）；pn閥的額定壓力損失（Pa）；1）沿程壓力損失沿程壓力損失與流動(dòng)類(lèi)型有關(guān)，流動(dòng)類(lèi)型用雷諾數(shù)Re來(lái)判斷。對(duì)圓形截面管路 式中 管中平均流速；d管徑；v流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)。當(dāng)時(shí)為紊流，當(dāng)時(shí)為層流；稱為臨界雷諾數(shù)。由泵到節(jié)流閥這段管路中，所以油路在此時(shí)為層流狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為其余管道的長(zhǎng)度，液壓油密度，所以據(jù)式(15) 可以忽略不計(jì)。2）局部壓力損失局部壓力損失包括通過(guò)管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失p2，以及通過(guò)控制閥的局部壓力損失p3。其中管路局部壓力損失相對(duì)小的多，所以只

29、計(jì)算通過(guò)控制閥的局部壓力損失。從泵出口到液壓缸，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，減壓閥，溢流閥。節(jié)流閥的額定流量為140L/min，額定壓力損失為0.1MPa。減壓閥的額定流量為100L/min，額定壓力損失為0.3MPa。溢流閥的額定流量為130L/min, 額定壓力損失為0.2MPa。根據(jù)式(17)計(jì)算通過(guò)各閥的局部壓力損失為： 3.4.9液壓系統(tǒng)使用中的注意事項(xiàng) 液壓系統(tǒng)操作使用中需注意一下事項(xiàng)：(1)液壓系統(tǒng)的工作油溫以60°-80°為好，最高不得超過(guò)90°。(2)工作30個(gè)小時(shí)后，應(yīng)更換油箱里的液壓油，確保液壓油清洗后再加入。換油時(shí)要清洗油箱底部，清楚機(jī)械雜質(zhì)，否則，會(huì)引起

30、液壓系統(tǒng)故障。(3)液壓系統(tǒng)進(jìn)入氣體后，會(huì)造成油缸工作的不穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)排氣。一般油管里殘存的氣體在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中反復(fù)搬動(dòng)各手柄和轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)后，氣體能排出。 3.5 煙草噴霧機(jī)液壓轉(zhuǎn)向的改進(jìn)3.5.1液壓折腰轉(zhuǎn)向的分析鉸鏈車(chē)輛的連接，主要依靠液壓缸工作實(shí)現(xiàn)前車(chē)與后車(chē)夾角的變化，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的目的。3.5.2液壓缸的優(yōu)化設(shè)計(jì) 由于單個(gè)液壓缸所需要輸出的力矩與工作載荷較大，具有很強(qiáng)的不穩(wěn)定性，本文在此基礎(chǔ)上，將煙草噴霧機(jī)修改為轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)向，增強(qiáng)噴霧機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性。圖（6）雙液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖 圖（7）雙液壓轉(zhuǎn)向平面圖折腰轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)計(jì)算：如果考慮到轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)體的慣量，油缸輸出力矩為，即前車(chē)體轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩為,

31、后車(chē)體轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩為式中，為前車(chē)輪胎阻力矩，為后車(chē)體輪胎阻力矩，為油缸輸出力構(gòu)成的力矩，其中和為兩個(gè)油壓缸的力矩，和為前后車(chē)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。由于前后車(chē)體體轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與油缸輸出力矩相等，所以，。前后車(chē)體折腰轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向角應(yīng)當(dāng)是前后車(chē)架轉(zhuǎn)角之和即，總的折腰轉(zhuǎn)向速度應(yīng)當(dāng)是，則可寫(xiě)的，兩式相加，即可得，其中，取決于輪胎和道路情況的摩擦系數(shù)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到。將式改寫(xiě)為其中 ,經(jīng)變化，可得,可以看出，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與車(chē)輛結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，并與轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度成正比。所以，當(dāng)車(chē)輛結(jié)構(gòu)確定時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也能確定。那么雙液壓缸的使用，也將使得車(chē)輛的機(jī)構(gòu)更為平衡，安全性更高。由轉(zhuǎn)向力矩的計(jì)算及圖(8)中可以看出，轉(zhuǎn)向阻力矩的大小

32、與轉(zhuǎn)向橋的輪距、轉(zhuǎn)向橋的載荷、轉(zhuǎn)向橋到鉸接點(diǎn)的距離有關(guān)，調(diào)整三者中的任一個(gè)，都會(huì)影響轉(zhuǎn)向阻力矩，從而最終影響到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要提供的轉(zhuǎn)向力矩。當(dāng)車(chē)輛轉(zhuǎn)向力矩較大，需要布置兩個(gè)油缸時(shí)，盡量對(duì)稱布置，并且油缸的直徑相同。在布置油缸的前后鉸點(diǎn)時(shí)，盡量將油缸固定端的鉸點(diǎn)布置在油缸的另一鉸點(diǎn)在伸長(zhǎng)到極限位置和縮短到極限位置的連線延長(zhǎng)線上，從而保證在轉(zhuǎn)向過(guò)程中油缸的作用力臂都比在極限位置時(shí)油缸的作用力臂大，并且在油缸的一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中，油缸的擺動(dòng)角度最小。 圖（8） 雙液壓缸轉(zhuǎn)向力矩圖車(chē)輛在轉(zhuǎn)向的最左狀態(tài)和最右狀態(tài)時(shí)，在結(jié)構(gòu)布置上可以實(shí)現(xiàn)油缸的作用力臂相等且在轉(zhuǎn)向過(guò)程中最短，那么油缸在提供的轉(zhuǎn)向力矩也是最小

33、的。為了保證轉(zhuǎn)向的正常實(shí)施，則只需要保證在轉(zhuǎn)向的最左狀態(tài)和最右狀態(tài)時(shí)，由油缸提供的轉(zhuǎn)向力矩比轉(zhuǎn)向阻力矩大，就能保證在所有的轉(zhuǎn)向過(guò)程中，油缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力矩都能滿足轉(zhuǎn)向要求。4設(shè)計(jì)總結(jié)與討論4.1設(shè)計(jì)的結(jié)論和主要收獲總結(jié)一個(gè)多月的思考與計(jì)算，作者對(duì)煙草噴霧機(jī)的結(jié)構(gòu)有了全面的了解，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)到了很多液壓方面的知識(shí)：1.通過(guò)對(duì)整個(gè)機(jī)器工作要求的分析，建立了封閉的液壓系統(tǒng)，研究各個(gè)液壓回路的性能和設(shè)計(jì)理論。2.參考各種機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)，閱讀了大量液壓零件的資料并通過(guò)多次實(shí)地調(diào)研，合理選取各個(gè)液壓部件和附件。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，受益匪淺，取得了一定的成果，也得到了巨大的收獲：1.極大提升了作者的實(shí)踐能力

34、。在這個(gè)設(shè)計(jì)之前，作者的腦子里僅僅只有一些課本上學(xué)到的專業(yè)知識(shí)，對(duì)于如何應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)造，將知識(shí)用于實(shí)踐，根本無(wú)從談起。當(dāng)接到這個(gè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，在老師的啟發(fā)指導(dǎo)下，將書(shū)本知識(shí)和工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，逐漸學(xué)會(huì)了如何將知識(shí)學(xué)以致用。由于設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要查閱大量的資料，因此作者的自學(xué)和查閱能力的得到了很大的提高。同時(shí)，在設(shè)計(jì)期間，有很多東西需要實(shí)際調(diào)研，這增強(qiáng)了作者主動(dòng)收集資料，主動(dòng)解決問(wèn)題和別人進(jìn)行技術(shù)溝通的能力。2.極大提升了作者的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)了作者的團(tuán)隊(duì)精神。以前作者做事，總是喜歡一個(gè)人獨(dú)來(lái)獨(dú)往，只按照自己的想法來(lái)。加入設(shè)計(jì)小組以后，大量的工作使作者認(rèn)識(shí)到，只能一個(gè)人是不可能完成整個(gè)設(shè)計(jì)任

35、務(wù)的。于是，設(shè)計(jì)小組每個(gè)人分配好各自的設(shè)計(jì)內(nèi)容，遇到問(wèn)題相互討論研究，并及時(shí)分享自己的心得成果，這樣做起事來(lái)事半功倍，非常有效率。3.極大增強(qiáng)了作者的自信心，使作者獲得了前所未有的成就感。在克服了重重困難，使整個(gè)系統(tǒng)和各個(gè)部件確定后后，作者感到前所未有的自豪，因?yàn)檫@是設(shè)計(jì)小組的勞動(dòng)成果，是智慧與汗水的結(jié)晶。這極大鼓舞了我的自信心，使作者相信只要肯付出，一定會(huì)得到回報(bào)的。4.2存在的不足雖然經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析，作者從這個(gè)機(jī)器中學(xué)習(xí)到了許多的液壓知識(shí)，但是，由于時(shí)間和自身專業(yè)知識(shí)的限制，本文還存在著許多不足之處，有待進(jìn)一步研究和改進(jìn)。1.系統(tǒng)性能驗(yàn)算的時(shí)候，各種能量的損失并不能準(zhǔn)確的確定，主要是參考前人的設(shè)計(jì)參數(shù)。顯然這樣的考慮并不全面。2.液壓缸設(shè)計(jì)尚顯粗糙，一些細(xì)節(jié)方面未考慮周全，如活塞桿的導(dǎo)向，密封和防塵，液壓缸的排氣裝置和緩沖裝置這些并沒(méi)有考慮進(jìn)去。3.各種閥類(lèi)的安裝方式和各個(gè)連接管道的長(zhǎng)度并沒(méi)