平地機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)平地機(jī)工程機(jī)械畢業(yè)論文

1、 PAGE23 / NUMPAGES23目 錄HYPERLINK l _Toc263339641第1章緒論3HYPERLINK l _Toc2633396421.1 平地機(jī)的簡(jiǎn)介與應(yīng)用3HYPERLINK l _Toc2633396431.2 平地機(jī)的歷史與發(fā)展3HYPERLINK l _Toc2633396431.3平地機(jī)的分類3HYPERLINK l _Toc263339647第2章 平地機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)5HYPERLINK l _Toc2633396542.1平地機(jī)鏟刀設(shè)計(jì)6HYPERLINK l _Toc2633396552.1 .1鏟刀阻力計(jì)算6HYPERLINK l _Toc263

2、3396562.1 .2鏟刀尺寸的確定9HYPERLINK l _Toc2633396572.1 .3刀片的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)11HYPERLINK l _Toc2633396602.2回轉(zhuǎn)圈的設(shè)計(jì)13HYPERLINK l _Toc2633396612.3回轉(zhuǎn)圈驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)14HYPERLINK l _Toc2633396622.3.1回轉(zhuǎn)圈液壓馬達(dá)的選擇15HYPERLINK l _Toc2633396632.3.2回轉(zhuǎn)圈減速器的選擇15HYPERLINK l _Toc2633396642.3.3回轉(zhuǎn)圈傳動(dòng)齒輪的粗略設(shè)計(jì)15HYPERLINK l _Toc2633396652.4回轉(zhuǎn)圈支承裝置的

3、設(shè)計(jì)16HYPERLINK l _Toc263339647第3章 工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)17HYPERLINK l _Toc2633396543.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求17HYPERLINK l _Toc2633396543.2液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)和分析17HYPERLINK l _Toc2633396543.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)18HYPERLINK l _Toc2633396633.3.1系統(tǒng)壓力的確定18HYPERLINK l _Toc2633396632.3.2系統(tǒng)最大流量的確定19HYPERLINK l _Toc2633396543.4液壓元件的選擇和設(shè)計(jì)21HYPERLINK l _T

4、oc2633396633.4.1液壓泵的選擇21HYPERLINK l _Toc2633396633.3.1液壓閥的選擇22HYPERLINK l _Toc263339647結(jié)論23HYPERLINK l _Toc263339647參考文獻(xiàn)24第一章 緒論11 平地機(jī)簡(jiǎn)介與應(yīng)用平地機(jī)是土方工程中用于整形和平整作業(yè)的主要機(jī)械，廣泛用于公路、機(jī)場(chǎng)等大面積的地面平整作業(yè)。平地機(jī)之所以有廣泛的輔助作業(yè)能力，是由于它的刮土板能在空間完成6度運(yùn)動(dòng)。它們可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以組合進(jìn)行。平地機(jī)在路基施工中，能為路基提供足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。它在路基施工中的主要方法有平地作業(yè)、刷坡作業(yè)、填筑路堤。 平地機(jī)是一種高速

5、、高效、高精度和多用途的土方 HYPERLINK :/baike.baidu /view/259120.htm t _blank 工程機(jī)械。它可以完成公路重要容場(chǎng)、農(nóng)田等大面積的地面平整和挖溝、刮坡、推土、排雪、疏松、壓實(shí)、布料、拌和、助裝和開(kāi)荒等工作。是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/701409.htm t _blank 國(guó)防工程、礦山建設(shè)、道路修筑、水利建設(shè)和農(nóng)田改良等施工中的重要設(shè)備。公路路基，是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分。路基承受由路面?zhèn)鱽?lái)的交通荷載，是路面的支承結(jié)構(gòu)物，它必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。根據(jù)地形的不同，公路路基一般采用路堤

6、和路塹兩種形式。12 平地機(jī)歷史與發(fā)展原始的平地機(jī)可以追述到19世紀(jì)末的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2398.htm t _blank 美國(guó)。自20世紀(jì)20年代起，在近80年的發(fā)展歷程中，平地機(jī)經(jīng)歷了低速到高速、小型到大型、機(jī)械操縱到液壓操縱、機(jī)械換擋到動(dòng)力換擋、機(jī)械轉(zhuǎn)向到液壓助力轉(zhuǎn)向再到全液壓轉(zhuǎn)向以與整體機(jī)架到鏟接機(jī)架的發(fā)展過(guò)程。整機(jī)可靠性、耐久性、安全性和舒適性都有了很大的提高。今天隨著高新技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造和液壓技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。已與它們組合式地在工程機(jī)械產(chǎn)品上的應(yīng)用，以現(xiàn)代微電子技術(shù)為代表的高科技正越來(lái)越普遍地用來(lái)改造工程機(jī)械產(chǎn)品的 HYPERLIN

7、K :/baike.baidu /view/407924.htm t _blank 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。成熟技術(shù)的移植應(yīng)用已大大促進(jìn)了平地機(jī)綜合技術(shù)水平的進(jìn)一步提高。平地機(jī)已經(jīng)發(fā)展成自行平地的水平。自動(dòng)化已經(jīng)成為平地機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。因此平地機(jī)也得已廣泛的使用。 尤其要特別指出的是， HYPERLINK :/baike.baidu /view/122881.htm t _blank 卡特彼勒公司推出的M系列平地機(jī)，革命性地將機(jī)器的操控系統(tǒng)集成在一個(gè)類似于飛機(jī)操控桿的操作手柄上，讓操作機(jī)手可以更智能的完成施工任務(wù)。13平地機(jī)的分類按行走方式可分為自行式和拖式兩類。自行式平地機(jī)因其機(jī)動(dòng)靈活、生產(chǎn)率高而廣泛采用；

8、早期生產(chǎn)和使用的拖式平地機(jī)，由于機(jī)動(dòng)性差、操縱費(fèi)力，已被淘汰。按工作裝置和行走裝置的操縱方式分為機(jī)械操縱和液壓操縱兩種。目前自行式平地機(jī)的工作裝置基本上都采用液壓操縱。按鏟土刮刀的長(zhǎng)度和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大小可分為輕型、中型和大型三種。按行走車輪數(shù)可分為四輪和六輪兩種。四輪平地機(jī)是前、后橋各兩輪，用于輕型平地機(jī)；六輪平地機(jī)是前橋兩輪、后橋四輪，用于大中型平地機(jī)。 按車架的形式可分為整體式車架和鉸接式車架兩種。整體式車架是前后車架為整體，這種車架剛性好，也稱剛性機(jī)架，如中外發(fā)展公司的PYl60B型平地機(jī)。鉸接式車架是將兩者鉸接，用液壓缸控制其轉(zhuǎn)動(dòng)角，使平地機(jī)獲得更小轉(zhuǎn)彎半徑和更好的作業(yè)適應(yīng)性。海外平地

9、機(jī)廠家大多采用此種結(jié)構(gòu)，如美國(guó)卡特公司G系列，德國(guó)O&KFAUN公司的F系列，中外建發(fā)展公司的PYl60C型、PYl80型和PY200型，常林PY190A型，四海DRESSERS00系列等。按車輪的轉(zhuǎn)向方式可分為前輪轉(zhuǎn)向、后輪轉(zhuǎn)向和全輪轉(zhuǎn)向。按車輪驅(qū)動(dòng)情況又可分為后輪驅(qū)動(dòng)和全輪驅(qū)動(dòng)。平地機(jī)的車輪布置形式的表示方法是：車輪總輪數(shù)X驅(qū)動(dòng)輪數(shù)X轉(zhuǎn)向輪數(shù)，一般有：4X2X2、4X4X4、6X6X6、6X6X2、6X4X6、6X4X2等6種。國(guó)外大多數(shù)平地機(jī)多采用6X4X2(鉸接機(jī)架)。國(guó)產(chǎn)的PYl60B型平地機(jī)的車輪布置為6X4X6；PYl60C型、PYl80型平地機(jī)的車輪布置為6X4X2。第二章 平

10、地機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)平地機(jī)的主要工作裝置是刮土工作裝置。刮土工作裝置的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示：牽引架的前端是個(gè)球形鉸，與車架前端鉸接，因而牽引架可繞球鉸在任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)?；剞D(zhuǎn)圈支承在牽引架上，可在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下繞牽引架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)刮刀回轉(zhuǎn)。刮刀的背面有上下兩條滑軌支撐在兩側(cè)角位器的滑槽上，可以在刮刀側(cè)移油缸的推動(dòng)下側(cè)向滑動(dòng)。角位器與回轉(zhuǎn)圈耳板下端鉸接，上端用螺母固定住。當(dāng)松開(kāi)螺母時(shí)，角位器可以擺動(dòng)，從而帶動(dòng)刮刀改變切削角(也稱鏟土角)。1.角位器；2.角位器緊固螺母；3.切削角調(diào)節(jié)油缸；4.回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置；5.牽引架；6.右升降油缸；7.左升降油缸；8.牽引架引出油缸；9.刮刀；10.油缸

11、頭鉸接支座；11.刮刀側(cè)移油缸；12.回轉(zhuǎn)圈 圖1.1 刮土工作裝置作業(yè)裝置操縱系統(tǒng)可以控制刮刀作如下六種型式的動(dòng)作：刮刀左側(cè)提升與下降；刮刀右側(cè)提升與下降；刮刀回轉(zhuǎn)；刮刀側(cè)移(相對(duì)于回轉(zhuǎn)圈左移和右移)；刮刀隨回轉(zhuǎn)圈一起側(cè)移，即牽引架引出；刮刀切削角的改變。其中、一般通過(guò)油缸控制，采用液壓馬達(dá)或油缸控制，而一般為人工調(diào)節(jié)或通過(guò)油缸調(diào)節(jié)，調(diào)好后再用螺母鎖定。不同的平地機(jī)，刮刀的運(yùn)動(dòng)也不盡一樣，例如有些小型平地機(jī)為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)沒(méi)有角位器機(jī)構(gòu)，切削角是固定不變的。21平地機(jī)鏟刀設(shè)計(jì)如圖1.9所示，鏟刀是有鏟刀體，刀片和側(cè)刀片組成。1.鏟刀體；2.刀片；3.側(cè)刀片圖1.9 鏟刀結(jié)構(gòu)圖鏟刀體1是一個(gè)焊接件

12、，刀片和側(cè)刀片用螺釘固定在鏟刀體上，磨損后可隨時(shí)更換，刀片和側(cè)刀片均用耐磨耐沖擊的鋼材制成，刀片需經(jīng)過(guò)熱處理。21.1鏟刀阻力計(jì)算在平地機(jī)的所有作業(yè)工況中，要以構(gòu)筑路堤的鏟掘作業(yè)阻力為最大。耙松硬土?xí)r的作業(yè)阻力也很大，但它不是與鏟掘作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。其它作業(yè)工況如平整地面、刮削邊坡等，由于切削層很薄、土質(zhì)松軟，因此與上述作業(yè)阻力相比較小。平地機(jī)作業(yè)時(shí)，鏟刀上的作業(yè)阻力計(jì)算方法與推土機(jī)大體一樣，可用圖1.10所示簡(jiǎn)圖加以分析。圖1.10鏟刀工作阻力分析1鏟刀切削阻力目前確定切削比阻力大多采用的經(jīng)驗(yàn)公式，根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)公式（1.13）可知： (MPa) （3.1）式中作用在刀刃上的切削阻力（N）

13、；切削刃寬度(m)；切削層厚度(m)?？傻苗P刀切削力為： = (3.2)結(jié)合平地機(jī)鏟刀之尺寸參數(shù)，則切削阻力為：= （3.3）式中切削比阻力（MPa）；鏟刀刃切削土部分的長(zhǎng)度(m)；平均切削厚度（m）。根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)表1.1得：表3.1各種土的切削比Kb土 級(jí) 別土 的 名 稱Kb(MPa)砂，砂質(zhì)土，中等溫度松散粘土，種植土1030粘質(zhì)土，中細(xì)砂礫，松散軟粘土3060密實(shí)粘土，中等粘土，松散粘土，軟泥炭60130具有碎面或卵石的粘土質(zhì)，重濕粘土，中等結(jié)實(shí)煤炭，有少量雜質(zhì)的石礫堆積物130250中等積炭，重干粘土，面硬的黃土，軟石膏2503201.1鏟刀與土接觸的水平摩擦阻力根據(jù)鏟土運(yùn)輸

14、機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8.2）得： (N) (3.4)土與鋼的摩擦系數(shù)（見(jiàn)表3.2）；鏟刀作業(yè)所受垂直阻力(N)。根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)表1.5得：表3.2土與鋼、土與砂的摩擦系數(shù)、土 的 名 稱砂 對(duì) 砂中 等 粘 土重 粘 土0.81.01.20.350.500.801.2鏟刀與土接觸的水平摩擦阻力根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8.3）得：(N) （3.5）式中 （3.6）其中H鏟刀高度尺寸（m）。1.3鏟刀前面土堆沿鏟刀表面縱向移動(dòng)所造成的阻力根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8.4）得：(N) （3.7）式中土的摩擦系數(shù)（見(jiàn)表3.2）平地機(jī)作業(yè)水平總阻力為： （3.8）21.2鏟刀尺寸的確定1鏟刀長(zhǎng)度的驗(yàn)算

15、平地機(jī)的作業(yè)目的與推土機(jī)不同；推土機(jī)以鏟掘和推運(yùn)土方為主，而平地機(jī)則以刮削不厚的土層，并把它連續(xù)地側(cè)移到平地機(jī)行駛路線旁。鏟刀的長(zhǎng)度L是根據(jù)平地機(jī)的額定有效牽引力來(lái)確定的，任務(wù)書(shū)中要求鏟刀的長(zhǎng)度為3965mm,故有必要對(duì)鏟刀的長(zhǎng)度進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)章節(jié)2.2.3容可知，在選取平地機(jī)功率為149KW后，平地機(jī)的約為84554.9N，即約為84.6KN。令=，則。根據(jù)表3.1，選取=90，又由任務(wù)書(shū)已知鏟刀切土深度為500mm,取=500=333.3(mm)。則=2.82（m）。根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)圖8.10和圖8.11得圖3.11和圖3.12。圖3.11 根據(jù)F和確定圖3.12 鏟刀作業(yè)系數(shù)由圖3.

16、11可知，根據(jù)鏟土截面積F和鏟刀的傾角可直接查得之值。計(jì)算鏟土截面積=2.820.333=0.470（）取=9，據(jù)圖3.11可知，0.61。根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8.12）可知，鏟刀全長(zhǎng)： （3.9）參照鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)取=60，則L3961(mm)。則計(jì)算結(jié)果與任務(wù)書(shū)中要求接近，則滿足要求。2鏟刀高度的計(jì)算根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8.13）可知， （3.10）由作圖法粗略估算=0.25（），其中為土壟斜邊夾角，參照鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)，取為38，=625(mm)參照三一系列平地機(jī)，取H為610mm。3鏟刀曲率半徑的計(jì)算根據(jù)鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8.14），得曲率半徑 （3.11）參照徐工P

17、Y180平地機(jī)，取為45，則=431（mm）圖3.13 鏟刀曲率半徑21.3刀片的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)根據(jù)平地機(jī)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，刀片采用GB699.65優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)要求規(guī)定的66Mn材料制造，也可選用耐磨性和強(qiáng)度等機(jī)械性能與65Mn相近或更好的材料。1刀片橫剖面選擇根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)T 2648.1.1995，平地機(jī)刀片橫剖面應(yīng)符合圖3.14所示標(biāo)準(zhǔn)。圖3.14 平地機(jī)平地機(jī)刀片橫剖面標(biāo)準(zhǔn)參照徐工PY180平地機(jī)，選取刀片寬度W=，厚度T=，彎曲半徑R=，E=30，F(xiàn)=3。2刀片安裝用螺栓孔位置的確定根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)T 2648.1.1995，平地機(jī)刀片刀片安裝用螺栓孔位置的確定應(yīng)符合圖3.15所

18、示標(biāo)準(zhǔn)。圖3.15 刀片安裝用螺栓孔位置標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)公式L=(n-3)P+2(A+Q)可確定螺栓的個(gè)數(shù),公式中P、A、Q的值由圖3.15來(lái)查得。試選P=152.4，Q=A=76.2，則3965=(n-3)P+2(A+Q),得n=27.0227, 螺栓數(shù)太多，且為奇數(shù)，不可取。試選P=304.8，Q=A=76.2，則3965=(n-3)P+2(A+Q),得n=15.0115，螺栓數(shù)太少，且為奇數(shù)，不可取。試選P=250，Q=A=62.5，則3965=(n-3)P+2(A+Q),得n=17.8618，螺栓數(shù)合適，且為偶數(shù)，可取，故取n=18。3刀片安裝用螺栓孔形狀和尺寸的確定根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)T 2648.

19、1.1995，平地機(jī)刀片刀片安裝用螺栓孔形狀和尺寸的確定應(yīng)符合圖3.16所示標(biāo)準(zhǔn)。因章節(jié)3.2.3.1中選取刀片厚度T為，則根據(jù)圖3.16，選取D=30，B=，A=22,R=2.5，d=16。圖3.16 安裝螺栓孔形狀和尺寸標(biāo)準(zhǔn)22 回轉(zhuǎn)圈的設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)圈(圖3.19)，由齒圍1、耳板2、拉桿3、4、5等焊接而成。回轉(zhuǎn)圈的主要作用就是帶動(dòng)刮刀做360旋轉(zhuǎn)。刮刀作業(yè)時(shí)的負(fù)荷都傳到耳板上，因此耳板必須牢固?；剞D(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動(dòng)件，所以齒圈制造精度要求不高。配合面的配合精度也不高，并且暴露在外。回轉(zhuǎn)圈在牽引架的滑道上回轉(zhuǎn)，滑道是個(gè)易磨損部位，要求滑道與回轉(zhuǎn)圈之間有滑動(dòng)配合間隙且應(yīng)便于調(diào)節(jié)。參照三一PQ1

20、90型平地機(jī)，選取回轉(zhuǎn)圈直徑為1455mm。具體設(shè)計(jì)尺寸見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙。1.齒圈；2.耳板；3、4拉桿圖3.19 回轉(zhuǎn)圈23回轉(zhuǎn)圈驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)由回轉(zhuǎn)圈帶動(dòng)刮刀回轉(zhuǎn)基本上都是全回轉(zhuǎn)式，即360回轉(zhuǎn)，屬于連續(xù)驅(qū)動(dòng)型式。驅(qū)動(dòng)方式主要是液壓馬達(dá)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)小齒輪；另一種是 雙油缸交替隨動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)小齒輪，回轉(zhuǎn)小齒輪上帶有偏心軸，偏心軸與兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸的活塞桿連接；回轉(zhuǎn)油缸的缸體分別鉸接在牽引架底板上。這樣、就組成一個(gè)類似曲柄連桿機(jī)構(gòu)的v型結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)油缸活塞桿伸、縮和缸體繞鉸點(diǎn)擺動(dòng)的互相配合作用下，通過(guò)偏心軸帶動(dòng)小齒輪回轉(zhuǎn)。雙油缸驅(qū)動(dòng)式傳動(dòng)過(guò)程中油缸的作用力和作用管是交替變化的，因此驅(qū)動(dòng)力矩變

21、化幅度較大。目前多數(shù)平地機(jī)采用液壓馬達(dá)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動(dòng)型，這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸小，驅(qū)動(dòng)力矩恒定、平穩(wěn)。蝸輪蝸桿減速器的輸出軸朝下，很容易漏油，因此對(duì)密封要求高。本設(shè)計(jì)中采用液壓馬達(dá)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)小齒輪的方式。2.3.1回轉(zhuǎn)圈液壓馬達(dá)的選擇由于回轉(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動(dòng)件，且轉(zhuǎn)速很低，考慮制造成本，與安裝空間，宜選擇價(jià)格便宜且外型尺寸較小的齒輪馬達(dá)。參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷，選擇CM.C10C18.FL型液壓齒輪馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min。2.3.2回轉(zhuǎn)圈減速器的選擇根據(jù)平地機(jī)回轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度慢的特性，宜選用蝸輪蝸桿減速器，參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷，選擇符合/T 7935.

22、1999標(biāo)準(zhǔn)的CW型圓弧圓柱蝸桿減速器，型號(hào)為CW63.50.，公稱傳動(dòng)比為50，中心距為63mm。2.3.3回轉(zhuǎn)圈傳動(dòng)齒輪的粗略設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動(dòng)件，所以齒圈制造精度要求不高，配合面的配合精度也不高，并且暴露在外，則傳動(dòng)齒輪進(jìn)行粗略設(shè)計(jì)即可。在章節(jié)3.4中，已選取回轉(zhuǎn)圈直徑為1455mm，則取回轉(zhuǎn)圈分度圓直徑為=1250mm，渦輪輸出端的圓柱齒輪分度圓直徑為=125mm,液壓馬達(dá)輸出端的圓柱齒輪分度圓直徑為=60mm，渦桿輸入端的圓柱齒輪分度圓直徑為=240mm。則=4；減速器=50;=10;則回轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)速=0.9(r/min) ,即約為56/s。選=45，則=3；則=450。選擇齒寬系

23、數(shù)=1，則=125mm，則=120mm。選擇=20，=3；則=80。選擇齒寬系數(shù)=1，則=36mm，取為40mm,則=35mm。24回轉(zhuǎn)圈支承裝置的設(shè)計(jì)圖3.20所示的回轉(zhuǎn)支承裝置為大部分平地機(jī)所采用的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)性能和耐磨性能都較好，不需要更換支承墊塊。回轉(zhuǎn)圈8的上滑面與青銅合金襯片6接觸，襯片6上有兩個(gè)凸圓塊卡在牽引架底板上；青銅合金襯片7有兩個(gè)凸方塊卡在支承塊5上，通過(guò)調(diào)整墊片3調(diào)節(jié)上下配合間隙?；剞D(zhuǎn)圈在軌道的上下間隙一般為1.3mm。用調(diào)整螺栓1調(diào)節(jié)徑向間隙(一般值為153mm)，用三個(gè)緊固螺栓4固定，支承整個(gè)回轉(zhuǎn)圈和副刀裝置的重量和作業(yè)負(fù)荷。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易調(diào)，成本也低，因

24、此得到普遍采用。1.調(diào)節(jié)螺栓；2.牽引架；3.墊片；4.緊固螺栓；5.支承墊板；6.襯片；7.襯片；8.回轉(zhuǎn)齒圈圖3.20 回轉(zhuǎn)支承裝置第3章工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求自行式平地機(jī)依靠液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作裝置的各種動(dòng)作，因此液壓系統(tǒng)的性能直接影響到平地機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。對(duì)平地機(jī)的液壓系統(tǒng)有如下下要求：(1)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要結(jié)合總體性能要求，綜合考慮各種因素的影響。例如鏟刀油缸的參數(shù)、個(gè)數(shù)、布置，由鏟刀升降載荷與鏟刀升降速度確定，而且還需要考慮鏟刀結(jié)構(gòu)、推土速度、司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度等因素。(2)工作可靠，回路簡(jiǎn)單。例如平地機(jī)載荷變化急驟，但要求液壓系統(tǒng)能平穩(wěn)可靠地工作，無(wú)沖擊。當(dāng)過(guò)載時(shí)

25、，不發(fā)生故障與損壞機(jī)件。(3)注意標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，不僅可縮短生產(chǎn)周期、降低成本，而且工作可靠，配件方便。(4)液壓系統(tǒng)效率高。系統(tǒng)效率低不僅對(duì)能量是個(gè)浪費(fèi)，對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)危害也極大，所以系統(tǒng)匹配要合理(參數(shù)確定、基個(gè)回路的組合、元件與附件的選擇以與管路布置等)。(5)操作簡(jiǎn)便，維修容易。3.2 液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)和分析工作裝置液壓系統(tǒng)由高壓雙聯(lián)齒輪泵3、油路轉(zhuǎn)換閥組7、雙向液壓鎖4、油箱2、刮刀側(cè)移油缸5、刮刀回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)6等液壓元件組成，三位四通電磁換向閥8。在工作裝置液壓系統(tǒng)中，通過(guò)控制電磁換向閥的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)刮刀的側(cè)移和旋轉(zhuǎn)。雙聯(lián)泵分別向兩個(gè)獨(dú)立的工作裝置液壓回

26、路供油，兩液壓回路的流量一樣。當(dāng)泵I和泵兩個(gè)液壓回路的多路操縱閥組都處于“中位”位置時(shí)，則兩回路的油流將通過(guò)溢流閥7，并經(jīng)濾清器直接卸荷回油箱2。此時(shí)，電磁換向閥的常通油口均通油箱，所對(duì)應(yīng)的工作裝置液壓油缸和液壓馬達(dá)都處于液壓閉鎖狀態(tài)。1-濾油器；2-油箱；3-雙聯(lián)泵、；4-雙向液壓鎖；5-鏟刀側(cè)移油缸；6-刮刀回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)；7-油路轉(zhuǎn)換閥組；8-三位四通電磁換向閥。圖3 液壓系統(tǒng)圖當(dāng)系統(tǒng)超載時(shí)，雙回路均可通過(guò)設(shè)在油路轉(zhuǎn)換閥組7的安全閥開(kāi)啟卸荷，保證系統(tǒng)安全(系統(tǒng)安全壓力為18MPa)。3.3 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)壓力和流量是液壓系統(tǒng)最主要的參數(shù)。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)來(lái)汁算和選擇液壓元件、輔件和原

27、動(dòng)機(jī)的規(guī)格型號(hào)。系統(tǒng)壓力選定后，液壓缸尺寸即可確定，液壓缸尺寸一經(jīng)確定，即可根據(jù)液壓缸的參數(shù)和工況條件確定其流量。3.3.1 系統(tǒng)壓力的確定系統(tǒng)壓力選定的是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。在設(shè)計(jì)一個(gè)新的液壓系統(tǒng)時(shí)，最佳的工作壓力應(yīng)是在特定的條件下各項(xiàng)設(shè)計(jì)因素的較好結(jié)合。對(duì)于平地機(jī)液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)壓力一般為1318MPa，屬于中壓。但大型平地機(jī)也有向高壓發(fā)展的趨勢(shì)。要滿足平地機(jī)的作業(yè)要求，在整機(jī)匹配上，工作裝置油泵消耗的功率，一般占總功率的30%-40%，所以大型平地機(jī)的系統(tǒng)壓力采用高壓級(jí)圍20MPa。為了保證液壓系統(tǒng)能正常穩(wěn)定的運(yùn)行，我們這里也采用最高壓力20MPa進(jìn)行計(jì)算。3.3.

28、2系統(tǒng)最大流量的確定3.3.2.1油缸流量的計(jì)算油缸的有效面積和活塞桿直徑，可根據(jù)油缸負(fù)載的平衡關(guān)系式得出。計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3.1，油缸無(wú)桿腔(大腔)為工作腔時(shí)： （3.1）油缸有桿腔(小腔)為工作腔時(shí)： （3.2）式中P1油缸工作腔壓力，MPa； P2油缸回油腔壓力，MPa；A1油缸大腔有效面積，m2A2油缸小腔有效面積，m2 D油缸活塞直徑，m； d油缸活塞桿直徑，m； F油缸的最大外負(fù)載，N；油缸的機(jī)械效率，一般取0.90.97。當(dāng)按以上公式?jīng)Q定油缸尺寸時(shí)，需先確定dD比值,可按下述原則考慮。當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般取dD0.30.5，壓力高的取小值，壓力低的取大值。圖3.1 油缸計(jì)算簡(jiǎn)圖當(dāng)活塞

29、桿受壓時(shí)，為保證活塞桿工作的穩(wěn)定性，dD比值應(yīng)較大，一般取dD0.50.7。可根據(jù)油缸往返速比的要求來(lái)選取(見(jiàn)表3.1)，其中、分別為油缸正反行程速度。表 3.1 d/D的取值i1.11.21.331.461.612d/D0.30.40.50.50.550.620.7最后油缸直徑D和活塞桿直徑d應(yīng)圓整為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值。還需指出的是，由初選的系統(tǒng)壓力出發(fā)，按油缸最大負(fù)載，算出其結(jié)構(gòu)尺寸，再按尺寸的標(biāo)準(zhǔn)系列取標(biāo)準(zhǔn)值后，再?gòu)?fù)算油缸的工作壓力，即為實(shí)際的系統(tǒng)壓力。 取d/D為0.6代入數(shù)據(jù)得出油缸直徑D為110mm，d為66mm。油缸的最大流量 （3.3）式中 A油缸的有效面積（A1或A2），m2；Vma

30、x油缸的最大速度，ms。如果系統(tǒng)中同時(shí)有多個(gè)油缸進(jìn)行動(dòng)作，又是采用并聯(lián)回路，應(yīng)以同時(shí)工作各油缸流量之和，作為選擇閥、油泵型號(hào)和規(guī)格的依據(jù)?；芈窞榇?lián)時(shí)其油缸流量最大者為系統(tǒng)流量。一般說(shuō)來(lái)，平地機(jī)鏟刀起升速度約為0.090.18； 鏟刀降落速度約為0.0650.085； 牽引架引出速度約為0.010.035。則當(dāng)平地機(jī)兩個(gè)升降油缸，鏟刀側(cè)移油缸，牽引架引出油缸同時(shí)以最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，流量約為=0.0048=288L/min。3.3.2.2液壓馬達(dá)流量的計(jì)算參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷，選擇CM.C10C18.FL型液壓齒輪馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min，排量為10.9ml/r。則液壓馬達(dá)的流量

31、為(0.01091800)/60=0.327（L/s）。則系統(tǒng)最大流量約為300L/min。3.4 液壓元件的選擇和設(shè)計(jì)液壓元件的選擇至關(guān)重要，選擇合適的液壓元件，才能保證系統(tǒng)正常的工作。液壓元件的選擇需有一定的原則，且必須滿足系統(tǒng)的工作要求。3.4.2液壓泵的選擇1) 確定液壓泵的最大工作壓力NNP式中：P液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力；從液壓泵出口到液壓缸馬達(dá)入口之間的管路損失的正確計(jì)算要待原件選定并繪制出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選??；管路簡(jiǎn)單流速不大時(shí)，取=（0.20.5）Mpa；管路復(fù)雜時(shí)，進(jìn)口有調(diào)速閥時(shí)，取=（0.51.5）Mpa。2)確定液壓泵的流量QP多液壓缸液壓馬達(dá)

32、同時(shí)工作時(shí)，液壓泵的輸出流量為：QPK(QM max)m3/s式中：K系統(tǒng)泄露系數(shù)，1.11.3；QM max同時(shí)作用的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大流量，根據(jù)章節(jié)3.3.2.1計(jì)算可知，系統(tǒng)最大流量約為 5L/s。3)確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率在工作中，液壓泵的工作壓力和流量比較恒定，所以有： KW (4.4)式中：液壓泵的最大工作壓力，20.0Mpa；液壓泵的流量，為0.005m3/s；液壓泵的總效率，取為0. 7。可得計(jì)算結(jié)果是：P=142.9(KW)。參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷，可選擇PV2R.94.116.F.R.A.A.A型雙聯(lián)葉片泵。然而，鏟土工作裝置液壓系統(tǒng)只是整個(gè)平地機(jī)液壓系統(tǒng)中的一部分，因此本設(shè)計(jì)中所選擇的液壓泵沒(méi)有太大的實(shí)際意義。3.4.3液壓閥的選擇3.4.3.1多路操縱閥的選擇本設(shè)計(jì)中換向閥采用兩個(gè)多路操縱閥，多路操縱閥是手動(dòng)控制換向閥的組合，一般由35個(gè)三位六通手動(dòng)換向閥、溢流閥、單向閥組成。根據(jù)不同用途，閥在中