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滑移装载机液压专业系统设计项目说明指导书完整.docx

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1、目录摘要IVABSTRACT5第一章绪论I1.1 滑移装载机的历史背景和发展前景I1.2 总体结构介绍II1.2.1 行走装置II1.2.2 作业装置III1.1.3 液压系统III第二章 设计计算及元件选择52.1 行走液压系统设计与计算52.1.1 行走液压马达的选取72.1.2 行走液压泵的选取132.2 作业装置液压系统设计与计算172.2.1 作业装置工况分析172.2.2 作业装置动作循环规划192.2.3 工作装置液压系统拟定20第三章 液压系统的设计243.1 发动机的选取243.2 油箱的设计253.2.1 油箱的用途及要求253.2.2 油箱容积的确定263.2.3 油箱附

2、件的安装273.3.3 油箱散热功率计算273.3 系统散热器设计283.3.1 液压油油温过高的危害283.3.2 闭式液压系统的散热方式293.2.3 散热功率计算303.2.4 散热功率及散热面积计算313.4 滤油器选择323.5 联轴器的选取333.6 液压阀的选取与安装333.6.1 液压阀的选择343.6.2 液压阀的配置形式353.7 液压系统管路设计353.7.1 管径计算353.7.2 液压管路的布置36第四章 设计总结与设计心得384.1 设计总结384.2 设计心得39鸣谢40参考文献42摘要滑移装载机是一个利用两边行走轮速度差实现转向,能实现多个工程作业小型工程机械。

3、因其小巧灵活,能实现原地转向特点,在工程利用中起着越来越关键作用。换装特定用途通用属具后,可实现铲运,堆垛,压实路面等多个作业模式。现设计一款适应中国市场滑移装载机液压系统。分析中国外滑移装载机现实状况及发展趋势,参考已经有滑移装载机液压系统,依据任务书给出设计要求,结合实际作业模式和作业环境,对滑移装载机运动和受力进行分析,针对其要实现动做要求,确定液压系统方案设计。经过计算和参考样本,完成液压系统工作泵,控制阀,行走马达,工作液压缸等元件选型。最终,用三维绘图软件PROE绘制出油箱、泵组、阀组、马达等所选元件,设计出系统所需其它零件,并完成液压系统管路设计和零件装配。关键词:装载机;滑移;

4、液压系统AbstractSkid Steer Loader is a kind of construction machinery can realize various engineering operations , whose steering is realized by the velocity difference of two sides wheels .Because of the characteristics of small overall dimensions and steering without moving ; Skid Steer Loader is play

5、ing a more and more important role in engineering applycation. There is a lot of attanchments can be connected with the Skid Steer Loader quick changer to realize various engineering operations,such as earth moving,stacking, compaction pavement and so on.This work focus on the designing of a Skid St

6、eer Loaders hydraulic system according to the need of domestic market . The developing situation and of Skid Steer Loader at home and abroad and the development trend is been analyised.This hydraulic system si designed by refering to the exsisting Skid Steer Loader,according to the design requiremen

7、ts in the design assignment, and combining with actual operation mode and operating environment. The movement and force of loader is been analyised at first. the hydraulic system schematics is been formulated according to the requirement of working condition , and then Hydraulic components of the hy

8、draulic system such as work pumps, control valves, walk motors, hydraulic cylinders are been selected after design calculation and refering to sample. Finally, the parts of hydraulic system,such as oil tank, pump group, valve group, motors and other parts needed to be independent design are been dra

9、wed by 3D drawing software(PROE), and locate and assemble all parts on Skid Steer Loaders chassis and complete hydraulic pipe design. Key words: Loader; slip; hydraulic system第一章 绪论 1.1 滑移装载机历史背景和发展前景滑移装载机移转向装载机是一个利用两侧车轮线速度差而实现车辆转向轮式专用底盘设备,采取轮式行走机构,全轮驱动。滑移转向可于作业现场随机快速更换或挂接多种工作装置,以适应不一样工作环境和作业内容。滑移转向

10、装载机动力通常为20-50 千瓦,主机质量-4000 千克车速为每小时10 -15 公里左右,关键用于作业场地狭小地面起伏不平作业内容变换频繁场所,适适用于基础设施建设,厂房车间,建筑工地,码头装卸,市区街道,住宅,谷仓,畜舍,机场,跑道等,进行铲运,堆垛,起重,挖掘,钻孔,破碎,抓取,推扒,松土,开沟,道路清扫,路面压实等工作。滑移转向装载机工作装置采取液压传动,其行走驱动系统除极部分采取皮带传动或链条传动机型外,滑移转向装载机几乎均采取全液压方案双回路闭式系统,斜盘式双向变量泵,斜轴式高速马达,因为行走液压回路封闭,车辆停车即制动,不须另设行车制动装置,为消除因为车辆惯性力而产生过大冲击,

11、液压马达进出处加设限压阀,液压件多是回路中最大特色,两个行走变量柱塞泵和补油泵,一个工作齿轮泵,部分机型还有先导操纵回路低压泵。bobcat采取发动机直接驱动串联泵将全部柱塞泵和齿轮泵串联成一串,这种泵中国尚不多见,维修配套困难。ZTS 则采取齿轮箱传动分别驱动各液压泵,这种驱动方法除了能够采取单泵配套外,尚可利用不一样传动使各油泵在适宜转速下运转以取得较理想系统匹配。ZTS在这个齿轮箱上加设了主离合器用于发动机气动时卸荷。在中国滑移转向装载机刚刚起步,中国生产滑移转向装载机企业也不多,但纵观小型工程机械市场,现在中国市场对滑移转向装载机需要有一个从认识到接收过程,现阶段中国滑移转向装载机市场

12、不大需要生产厂家及其经销商向用户进行全方面细致产品推介,把潜在市场转化成现实市场。伴随小挖等一系列小型工程机械在中国从无到有发展历史和在市场中所展现火爆,能够估计滑移转向装载机也会像其它小型设备一样被中国大量工程机械生产厂家看好,这块潜在市场并将会有更多企业进军生产滑移转向装载机这一领域。经过在发展过程中积累丰富经验和较成熟生产技术,中国工程机械企业将一步步推开生产滑移转向装载机大门,相信在以后几年新产品新技术不停出现,中国产品质量也将快速提升,市场也必将迎来新竞争热点。市场需求是根本,多年来中国城镇化管理,城市基础建设,配套小型工程机械在批量更新换代同时,将购置批量产品填补缺口,在这种情况下

13、,实用价值和盈利观念已成为用户更新、购置设备标准,质量价格回报率等综合性能将成为用户首选,这就要求在刚迈入准备迈入滑移转向装载机生产企业在产品设计开发时经过调研座谈等形式,纳入用户设计,使产品能够做到真正满足市场和用户需求。本文经过参考中国外滑移装载机结构设计,经过调查中国对滑移装载机利用情况,和潜在市场前景,针对中国市场现实状况设计一款经济适用滑移装载机。1.2 总体结构介绍滑移式装载机主机系一台前端式装载机,无一例外地被设计为短轴距、短后悬,动臂支承点在车辆后上方。驾驶室在两侧动臂间,司机须跨越工作装置才能进入驾驶室内。仪表盘分置司机左右两侧或部署在前上方。发动机后置,纵向部署。不设前后桥

14、,四个驱动轮各自独立悬挂在传动箱上。1.2.1 行走装置滑移装载机行走装置采取双泵双马达静液压闭式回路传动系统,再经过一级链轮传动将发动机力和运动分配到四个行走轮胎上,传动方案图1。采取液压传动特点是:可实现全车速范围内无级变速;起动力矩大;低速高效率;常常工作转速可调到发动机低油耗范围,节油效果好;易实现功率合理匹配;无变速箱、差速器、传动轴等,发动机可任意部署,降低车辆重心,增加车辆稳定性;利用电控和微机易于实现自动控制;对液压元件性能要求高。图1-1 行走系传传动方案 图2 -1 滑移转向原理 采取滑移转向,其转向原理利用左右行走轮胎速度差实现,即当两边轮胎转速相同时,机器直线行驶,当左

15、边轮胎速度高于右边时实现右转向,当右边轮胎速度高于左边轮胎时实现左转向,若左右两边轮胎速度相等,方向相反时可实现原地转向,其转向原理图2。滑移转向是滑移装载机和一般装载机最大区分和优点,采取滑移转向能使滑移装载机在狭小空间内实现转向,所以,它能够利用在很多狭窄空间内作业,如车间,集装箱等地方。1.2.2 作业装置传统装载机动臂装在车架前端,铲斗用单斗液压缸反铲装置,滑移装载机工作装置和车架后端连接,滑移装载机因为其独特动臂结构,不宜用单斗油缸驱动铲斗,而是双液压缸驱动。现在铲斗举升轨迹关键有圆弧举升和垂直举升两种,圆弧举升曲线由六连杆结构实现,垂直举升曲线由八连杆结构实现,滑移转向装载机优势在

16、于其举升方法能够影响设备做特定工作时生产力,圆弧举升设备最高举升高度在举升路径中间,这么这些设备就比较适合中低高度工作,如装载低位漏斗或移动式喷洒器等,而垂直举升设备举升高度能够抵达举升路径最高点,适合装载高度较高地方如卡车等。而且因为有了多个多样附件今天滑移转向装载机能够做工作远比单纯装载要多多,能够完成多个工作,从抓岩石,平整路面,到清理灌木和积雪,现在已经有超出108种不一样附件可供选择。垂直举升和圆弧举升结构图3、图4。考虑到圆弧举升在钻孔和部分需要垂直运动动作时局限和举升高度有限,本设计采取垂直举升结构。图1-3 垂直举升结构 图1-4 圆弧举升结构工作装置由动臂架,两个动臂油缸,两

17、个支撑杆,两个摇臂,两个动臂油缸和属具组成,现在利用到多种工作中属具已达成一百多个,本设计关键考虑铲运作业,即属具为铲斗时工况。主机动臂多采取箱形截面结构,借以提升其扭转刚度。为整机部署所限,动臂提升只能采取双液压缸形式。转斗液压缸通常设置在动臂前端,为处理在动臂提升过程种“铲斗平移”问题,设计了液压自动调平系统,在动臂举升是,铲斗会随之动作,使铲斗和地面保持水平,预防物料掉落。1.1.3 液压系统该部分是整个机器关键部分,为机器行走和作业传输运动和力。发动机将动力输出给液压泵,液压泵输出液压油,经过多种阀控制和电控装置,将符合工况液压油液供给个实施元件,实施元件包含液压缸和马达,实现机器正常

18、运转。液压系统分为行走液压系统和工作装置液压系统。行走液压系统由两个带补油泵变量斜盘式柱塞泵和两个定量径向柱塞马达组成,其为闭式回路,另外还设置有调速回路,冲洗回路。工作装置液压系统由一个齿轮泵及换向阀,蓄能器,溢流阀等组成,为铲斗油缸和动臂油缸和属具提供液压油。为确保液压系统正常工作,还应设置冷却装置,加热装置,润滑装置等第二章 设计计算及元件选择首先分析机器作业环境,作业对象,作业方法,进而设计出符合工况方案。滑移装载机关键用于基础设施建设,厂房车间,建筑工地,码头装卸,市区街道,住宅,谷仓,畜舍,机场,跑道等,进行铲运,堆垛,起重,挖掘,钻孔,破碎,抓取,推扒,松土,开沟,道路清扫,路面

19、压实等工作。本设计中关键考虑滑移装载机铲掘作业工况。行走速度,整机设计质量,转向,调速等要求已在任务书中给出,具体要求以下:要求360度转向,无级可调;运动速度012Km/h无级可调;整机载重3200Kg,爬坡度30;举升载重950Kg,爬坡度30;换接速度30s/次,无级可调。依据以上要求,再综合考虑具体作业对象及作业环境,进行整机方案设计,再设计出于整机匹配液压系统。2.1 行走液压系统设计和计算滑移装载机行走装置采取双泵双马达静液压闭式回路传动系统。行走液压系统为双回路驱动系统,每个回路由独立液压系统组成。两个回路同时受一个电控装置控制。采图2-1动力传输路线用双回路液压系统特点是:(1

20、)简化了行走装置操作。全液压驱动推耙机操作手柄数量降低,有些被按钮替换,操作变得愈加正确、快捷,确保推耙机前进、后退、加速、减速、转向、制动等功效正确实施,同时减轻了司机劳动强度。(2)泵和马达自动控制。全液压双回路驱动系统变速是无级变速,传动愈加平稳。再利用DA阀(速度敏感阀)进行调速,大大提升速度改变响应速度,使调速愈加紧捷。其行驶速度和发动机输出功率和驱动负荷相匹配,使马达一直保持最大液压驱动力,减小能耗,从而提升了经济性,使推耙机愈加节能和环境保护。另外经过自动控制,推耙机还含有过载保护、限制马达最高转速、静液压制动和避免发动机熄火和发动机超速功效。(3)原地转向,提升了滑移装载机机动

21、性能和工作效率,尤其适合狭小空间作业。全液压双回路驱动系统滑移装载机转向是经过调整两侧履带速度实现,使推耙机转弯半径达成最小。依据行走要求确定液压传动方案。依据工况,要求无极调速,速度在0-12km,选择斜盘式柱塞变量泵,径向柱塞定量马组成达闭式回路实现,采取DA阀调速,为了冷却液压油也,在行走液压系统中设计了冲洗回路。初步确定行走系液压系统原理图图7图2-2 行走系控制原理图 图2-3行走系统液压系统原理图2.1.1 行走液压马达选择2.1.1.1 行走系统工况分析从两种经典工况对滑移装载机进行分析,即在实土水平路面,满载情况下行走工况和铲掘时牵引工况。以下是两种工况下速度-时间,力-时间图

22、图2-4 运输工况下v-t,F-t图 图2-5 牵引工况下v-t,F-t图 (1)滑移装载机滚动阻力 (2-1)式中滚动阻力系数,此处取=0.181;整车质量,N,由设计要求取=3200x9.8=31360N;运动表面和水平面夹角。在额定运输工况下,即=0,=5645N;在最大爬坡度时,即=30,=4889N;(2)坡道阻力 (2-2)在水平路面行驶时=0;在最大爬坡度工作时,即=30,=15680N(3)惯性阻力和滑移装载机加速性能相关,占不给予考虑。(4)风阻力 (2-3)式中机器空气阻力系数,取=0.65N/;F机器迎风面积,取机器宽和高分别为2.1和1.475,F=3.1;机器实际运行

23、速度,取最大速度=12;=22N,因为滑移装载机最大运行速度只有12,它受到风阻很小,可忽略不计,在以下计算中也全部忽略。运输工况下工作阻力 (2-4)式中 运输工况牵引力,N;滚动阻力,N;坡道阻力,N;惯性阻力,N;风阻力,N; 在水平路面匀速行驶工作阻力=5645N;在30坡度上行驶工作阻力为=20569N。 牵引工况阻力 (2-5)式中机器铲土阻力,N,即插入阻力;由设牵引力决定。其它如上所述。2.1.1.2 最大牵引力滑移装载机最大牵引力是在轮胎全滑转状态下,轮胎和路面摩擦力,即轮胎和路面最大附着力这时,工作装置为铲斗提供最大插入力。附着力引力 (2-6)式中最大附着牵引力,N;驱动

24、轮载荷,N,因滑移装载机为全轮驱动,所以=G=31360N;附着系数,依据工况1,取=0.75。计算得=23520N, 表征机器最大插入力,也是选择发动机依据之一。2.1.1.3 液压马达所需最大输出扭矩和最大转速依据滑移装载机行走速度要求,可计算出驱动轴转数,这个转速便是液压马达所对应最大转速。行走传动系统中设有一级链轮减速,将液压马达运动传输到同侧两个轮胎上,链传动比。在行走中对行走系有最低稳定速度要求,可经过计算得出所需液压马达转速范围。(一)驱动轴最大输出扭矩 (2-7)式中驱动轴最大输出扭矩(Nm);如前所诉,=23520N;动力半径(m),(其中为所选轮胎未受载荷时自由半径,B 为

25、轮胎断面宽度,设计所选轮胎型号为12.5-6,=0.831m,B=0.307m,=0.376m。计算得=2208.5Nm,液压马达最大输出转速 (二)驱动轴最大输出转速 (2-8)式中最大输出转速(r/min);滑移装载机最大行走速度(km/h);如前所述。计算得=84.7 r/min。链传动比,所以液压马达所需最大输出转速为2.1.1.4 驱动液压马达选择(一)工作压力确实定系统压力选定是否合理,直接关系到整个系统设计合理程度。压力选择要依据载荷大小和设备类型而定。还要考虑实施元件装配空间,经济条件及元件供给情况等限制。在液压系统功率一定情况下,若系统压力选过低,势必需加大实施元件结构尺寸和

26、质量,系统造价也对应增加,对一些设备来说,尺寸要受到限制,从材料消耗角度看也不经济;反之,压力选较高,则液压设备重量、尺寸和造价会对应降低,然而,若系统压力选择过高,因为对泵,缸,阀等元件材质,密封,制造精度等要求提升,反而会提升设备成本,其系统效率和使用寿命也会对应下降。所以不能一味追求高压。通常来说,对于固定尺寸不太受限设备,压力能够选低部分;行走机械重载设备压力要选高部分。具体选择可参考表21、表22和表2-3。表2-1 按载荷选择工作压力载荷N0.50.511223355工作压力 0.811.522.53344557表2-2 种机械常见系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机

27、械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力0.82352881010182032表2-3 实施元件背压力系统类型背压力简单系统或轻载节流调速系统0.50.5回油节流调速系统0.40.6回油路设置背压系统0.51.5用补油泵闭式回路0.81.5回油路较复杂工程机械1.23回油路较短且直接回油箱可忽略不计行走液压传动系统采取变量泵-定量马达闭式传动,依据液压马达所需最大转矩和最大转速选择液压马达,取设计压力=35,由液压马达所需最大扭矩可计算液压马达排量,再由液压马达排量和转速可计算出液压马达流量。 (二)液压马达排量 (2-9)式中液压马达排量();如前所

28、诉;液压马达进出口压差(),取液压马达出口压力=1;径向柱塞液压马达机械效率,取0.921。计算=267。从样本中,初选液压马达型号为MRC03280,径向柱塞马达,其排量为280,最大转速为330。(三)液压马达最大流量液压马达最大流量 (2-10)式中液压马达所需最大流量径向柱塞马达排量(),初选型号得280;初选液压泵最大转速(),330。计算得=92.4,行走液压单边驱动回路所需最大流量为85.4,满足流量要求。(四)行走液压马达基础参数见表(五)行走液压马达校核(1)压力滑移装载机通常工况是在实土上进行铲土运输作业,由前面计算知在此工况下滑移装载机行驶阻力=5645N,此时车轮所需扭

29、矩为 (2-11) 此时液压马达转矩为此值远小于液压马达最峰值扭矩1760,符合设计要求。此时液压马达压差 (2-12) 样本额定压差=25,; (2-13) 峰值压差 (2-14) 有以上样本额定压差和最高压差和实际额定压差、实际最高压差差值全部在10%30%之间,符合设计要求2。表2-4 行走液压马达基础参数参数名称参数值型号MRC03280排量280流量(时)28扭矩(时)445峰值扭矩1760最低转速5-10最高转速330最高连续转速260公称压力25连续压力25最高压差45制动力矩2200制动器开启压力1.5-3制动用油量23(2)转速取运输工况下平均速度为3.5km/h,即此速度为

30、额定运行速度,则马达此时转速为 (2-15) 由液压马达样本参数知实际工况和液压马达特征匹配良好。滑移装载机最稿运行速度,此时马达转速马达最高转速为360,满足设计要求。(3)功率选择发动机时应考虑液压马达所需最大功率,最大功率点可能出现以下两种情况下第一:空载,最大速度时,第二额定工况时,表二 最大功率可能工况表2-5 空载最大速度和额定工况下功率工况行驶阻力矩(N)行驶速度v,(km/h)功率p(kw)一39691213.23二564546.27由表可见,在空载,最大速度是行走系统所需功率最大,为13.23kw。图2-3.液压马达安装尺寸2.1.2 行走液压泵选择液压泵输出压力应是实施器所

31、需压力、配管压力损失、控制阀压力损失之和。它不得超出样本上额定压力。强调安全性、可靠性时,还应留有较大余地。样本上最高工作压力是短期冲击时许可压力。假如每个循环中全部发生冲击压力,泵寿命会显著缩短,甚至泵会损坏。 液压泵输出流量应包含实施器所需流量、溢流阀最小溢流量、各元件泄漏量总和、液压泵长久使用后效率降低引发流量降低许(通常5%7%)。样本上往往给出理论排量、转速范围及经典转速不一样压力下输出流量。压力越高、转速越低则泵容积效率越低,变量泵排量调小时容积效率降低。转速恒定时泵总效率在某个压力下最高,变量泵总效率在某个排量、某个压力下最高。泵总效率对液压系统效率有很大影响,应该选择效率高泵,

32、并尽可能使泵工作在高效工况区。转速关系着泵寿命、耐久性、气穴、噪声等。即使样本上写着许可转速范围,但最好是在和用途相适应最好转速下使用。尤其是用发动机驱动泵情况下,油温低时若低速则吸油困难,又因润滑不良引发卡咬失效危险,而高转速下则要考虑产生气蚀、振动、异常磨损、流量不稳定等现象可能性。转速猛烈变动还对泵内部零件强度有很大影响。开式回路中使用时需要泵含有一定自吸能力。发生气蚀不仅可能使泵损坏,而且还引发振动和噪声,使控制阀、实施器动作不良,对整个液压系统产生恶劣影响。在确定所用泵自吸能力同时,必需在考虑液压装置使用温度条件、液压油粘度来计算吸油管路阻力基础上,确定泵相对于油箱液位安装位置并设计

33、吸油管路。另外,泵自吸能力就计算值来说要留有充足裕量泵参数 泵基础参数是压力、流量、转速、效率。依据系统地工作压力来选择,通常地说,在固定设备中液压系统正常工作压力可选择为泵额定压力70%-80% ,车辆用泵可选择为泵额定压力50%-60%,以确保泵足够寿命。选择泵第二个最关键考虑原因是泵流量或排量,泵流量和工况相关,选择泵流量须大于液压系统工作时最大流量。泵效率值是泵质量表现,通常来说,应使主机常见工作参数处于泵效率曲线高效区域参数范围内,另外,泵最高压力和最高转速不宜同时使用,以延长泵使用寿命。产品说明书中提供了较具体泵参数指导性图表,在选择时,应严格遵照产品说明书中要求。要尤其注意壳体内

34、泄油压力。壳体内泄油压力取决于轴封所能许可最高压力。德国Rexroth企业生产斜轴式轴向柱塞泵和马达壳体泄油压力通常为0.2MPa,也有高达 1MPa (如2AF定量泵系列6.1,),国产轴向柱塞泵和马达壳体泄油压力应严格遵照产品使用说明书要求,过高壳体泄油压力将造成轴封早期损坏。轴向柱塞泵和马达转速选择应严格根据产品技术规格表中要求数据,不得超出最高转速值。至于其最低转速,在正常使用条件下,并没有严格限制,但对于一些要求转速均匀性和稳定性很高场所,则最低转速不得低于50r/min。 泵结构形式 柱塞泵有定量泵和变量泵两种。定量泵结构简单,价格廉价,大多数液压系统中采取,而能量利用率高变量泵,

35、也在越来越多场所发挥作用。通常来说,假如液压功率小于 10KW,工作循环是开关式,泵在不使用时可完全卸荷,而且大多数工况下需要泵输出全部流量则能够考虑选择定量泵,假如液压功率大于10KW,流量改变要求较大,则能够考虑选择变量泵。变量泵变量形式选择,可依据系统工况要求和控制方法等原因选择。 油温和粘度 液压泵最低工作温度通常依据油液粘度随温度降低而加大来确定。当油液粘稠到进口条件不再确保液压泵完全充满时将发生气蚀。抗燃液压油比重大于石油基液压油,有时低温粘度也更大。很多抗燃液压油含水,假如压力低或温度高则水会蒸发。所以,使用这些油液时,泵进口条件愈加敏感。常见处理措施是用辅助泵给主泵进口升压,或

36、把泵进口部署成低于油箱液面,方便向泵进口灌油。液压泵最高许可工作温度取决于所用油液和密封性质。超出许可温度时,油液会变稀,粘度降低,不能维持高载荷部位正常润滑,引发氧化变质。依据制造厂要求,柱塞泵和马达工作油温范围为-25+80oC。工作介质最低粘度为10mm2/s,最高粘度为, 100mm2/s。 使用寿命 所谓使用寿命,通常是指大修周期内泵在额定条件下运转时间总和。通常车辆用泵和马达周期为h以上,室内泵使用大修周期为5000h以上。价格 通常来说,斜盘式轴向柱塞泵(马达)要比斜轴式轴向柱塞泵(马达)价格低,定量泵比变量泵价格低。和其它泵相比,柱塞泵比叶片泵、齿轮泵贵,但性能和寿命要优于它们

37、。(一)泵参数计算(1)泵流量液压马达所需最大流量85.4,以此为依据计算泵排量,液压泵最大输出流量式中泵最大输出流量()行走系统所需流量() 系统泄漏系数,取1.2计算得=102.5,初选行走液压泵为A4VG28,斜盘式轴向柱塞变量泵,其基础参数如表2-6表2-6 斜盘式轴向柱塞变量泵A4VG28基础参数参数名称数值排量28连续最高转速4250极限转速4500间歇极限转速5000最低转速500峰值压力45公称压力40最大流量119(2)泵压力液压泵最大工作压力 (2-16)式中如前所诉;系统油路上总压力损失,按经验估取1.所以,所选液压泵满足要求。(二)行走液压泵验算(1)流量校核液压泵首先

38、应满足系统最大流量要求,液压泵流量,满足设计要求(2)压力校核在初定液压系统压力以后,要求所选泵额定压力高于系统压力,差值以10%-30%为宜。由上式可知,实际最大工作压力比样本最大压力小20%,满足设计要求。(3)最低稳定速度滑移装载机特点是灵活,能适应多个环境作业,所以,需要有一定低速稳定性,才能确保机器堆垛等需要将物料正确放置操作。当液压泵处于最低转速() (2-17)最低稳定速度 此速度表明滑移装载机能在较低速度下稳定运行。(三)行走液压泵配置行走液压系统泵选择力士乐泵,其可配套先关流量控制装置和回路压力调整装置,还有多个控制方法供选择,该液压泵为变量轴向柱塞泵,工作回路为闭式回路,变

39、量装置采取电两点控制,带开关电磁铁,电磁铁工作电压为12V,带压力切断,轴伸为花键轴DIN5480(串联泵第一泵标准型),用二孔法兰安装,工作油口A/B在泵壳体得同侧,带直动式高压溢流阀,不带旁通阀,在辅助泵吸油途经滤油液,设定补油泵补油压力为2。其简图图10 图2-4 行走液压泵安装尺寸2.2 作业装置液压系统设计和计算2.2.1 作业装置工况分析滑移装载机工作装置个经典作业过程有下列5种工况:(1)正载水平插入:(2)转斗缸收缩,铲斗掘起继续收斗使收斗角达成30。,(3)转斗缸不动,举升缸伸长,铲斗达成最大高度;(4)转斗缸伸长,举升缸不动,铲斗卸料,收斗角达成一45。;(5)自动放平。首

40、先对各个工况进行受力分析,再依据工作装置载荷大小及改变设计工作装置液压系统。(一) 插入阻力确实定由经验取插入阻力为21000N,可满足工作要求,插入阻力受限和发动机功率和行走装置最大牵引力,而最大牵引力又和滑移装载机作业环境路面相关。(二) 铲斗液压缸和动臂液压缸受力分析(1) 铲斗液压缸刚受力分析及其最大铲掘力确实定铲斗液压缸在插入工况下不需要主动为铲斗提供动力,而是被动和插入力;在铲斗油缸收缩,铲斗向上翻转,此时铲斗油缸有杆腔进油,受高压油作用,铲斗油缸收缩,无杆腔回油,此时铲斗需要很大力才能将物料铲掘进斗;动臂举升阶段,铲斗油缸只需要提供能使铲斗保持平衡力即可;卸料阶段,铲斗油缸无杆腔

41、进油,有杆腔回油,铲斗向下翻转,此时不需要很大力就能将物料卸掉。自动放平阶段,铲斗油缸受力很小。由以上分析,铲斗油缸最大受力出现在铲斗铲掘作业工况阶段。不一样物料需要不一样铲掘力,考虑最坏工况,取铲斗最大铲掘力为2400kg,再由工作装置结构得到铲斗到油缸传力比为5,所以铲斗油缸所需最大力为=117600N,因为铲斗油缸有两个,分配到两个油缸上后每个油缸受力=55380N(2)动臂油缸受力分析及其最大掘起力确实定动臂油缸在插入和铲掘工况下全部只受被动力作用,在动臂举升阶段需要为动臂提供其向上举升力,动臂举升时动臂油缸无杆腔进油,有杆腔回油,铲斗油缸作用力最大,卸料阶段,动臂油缸提供能够支撑物料

42、力即可,在铲斗自动放平阶段,因为重力作用,动臂油缸需有一定背压,以确保动臂缓慢平稳放下。依据经验,去动臂最大铲掘力为2430kg,铲斗到动臂传力比为5.75。由此计算单个动臂油缸最大作用力为68424N。(三)铲斗油缸及动臂油缸参数计算(1) 铲斗油缸参数计算铲斗油缸在最大负载约为55380N,由表2-2和表2-4可初选时P1=25MPa。参考机械设计手册,系统背压力能够选择,铲斗向上翻转时,即铲斗油缸收缩时,系统回油路没有背压,所以=0;铲斗向下翻转,即铲斗油缸伸长时,可按=0.5Mpa来计算。因为铲斗油缸需要提供拉力远远高于推力,由初步确定系统工作压力再确定活塞杆直径d和活塞直径D关系,

43、=d/D其值可按表2-7表2-8得:表27 按工作压力选择d/D工作压力5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表28按速比要求确定d/DV2/v11.11.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71依据液压缸供油压力和负载,缸筒内径D可按下列公式初步计算。 液压缸负载为推力时 (2-18)式中 液压缸最大拉力(N) ,F=55380N; 液压缸负载率,通常取=0.50.7,此处取0.6 ;液压缸总效率,通常取=0.70.9此处取0.8;液压缸供油压力,通常为系统压力(MPa),铲斗油缸速比,依据表2-7,表2-8,取=2。计算得=76.7mm,取铲斗油缸内径为80mm,活塞杆径mm(2)动臂油缸参数计算动臂油缸在最大负载约为6842N,由表2-2和表2-4可初选设计压力P1=25MPa。参考机械设计手册,系统背压力能够选择,动臂举升时,即动臂油缸伸长时,系统回油路没有背压,所以=0。因为动臂油缸需要提供推力远远高于拉力,依据液压缸供油压力和负载,缸筒内径D可按下列公式初步计算。动臂油缸直径

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