全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)的設計

《全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)的設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)的設計（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、前 言一、研究或設計的目的和意義裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設工程的土石方施工機械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。該課題結(jié)合機械設計專業(yè)的教學內(nèi)容和我省工程機械的應用及發(fā)展，對裝載機液壓系統(tǒng)作較深入的分析研究。根據(jù)設計依據(jù)及要求，完成裝載機液壓系統(tǒng)的設計直動式溢流閥的設計，進一步掌握液壓系統(tǒng)的設計方法和步驟。通過畢業(yè)設計，使我們進一步鞏固、加深對所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化；使我們獲得了從事科研工作的初步訓練，培養(yǎng)我們的獨立工作、獨立思考和綜合運用已學知識解決實際問題的能力，尤其注

2、重培養(yǎng)我們獨立獲取新知識的能力；培養(yǎng)我們在設計方案、設計計算、工程繪圖、實驗方法、數(shù)據(jù)處理、文件表達、文獻查閱、計算機應用、工具書使用等方面的基本工作實踐能力；使我們樹立具有符合國情和生產(chǎn)實際的正確設計思想和觀點，樹立嚴謹、負責、實事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識、善于與他人合作的工作作風。由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設計（完整的應包括畢業(yè)設計說明書、相關圖紙CAD/PROE、中英文文獻及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請聯(lián)系我的叩扣:2215891151二、研究或設計的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢液壓技術式一門先進的技術，特別是計算機技術的發(fā)展再

3、次將液壓、技術推向前進，發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術。目前國內(nèi)外的裝載機都采用液壓技術，可使整個裝載機的技術經(jīng)濟指標得到提高，其發(fā)展趨勢是開發(fā)節(jié)能、高效、可靠、環(huán)保型產(chǎn)品，并研制無泄漏裝載機，微電子及機電液一體化技術將獲得越來越廣泛的應用，安全性及舒適性是產(chǎn)品發(fā)展的重要目標， 大型化與微型化仍是產(chǎn)品系列化的兩極方向，技術進步、人才培養(yǎng)和售后服務將成為企業(yè)生存的三大關鍵內(nèi)在因素，集團化、社會化與國際化是企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。三、主要研究或設計內(nèi)容，需要解決的關鍵問題和思路主要設計內(nèi)容包括：設計5全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)、直動式溢流閥和動臂液壓缸的設計、液壓系統(tǒng)的設計

4、計算、標準液壓組件的選擇計算、液壓系統(tǒng)的驗算、非標準件的設計計算等。需要解決的關鍵問題是液壓系統(tǒng)無極調(diào)速回路及液壓系統(tǒng)安全保護回路的設計?？梢酝ㄟ^綜合應用已學的理論知識解決設計中的問題。 第一章 全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)的工作原理1.1 設計依據(jù)1.1.1 全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)的主要特點1、設計用于露天作業(yè)的前端式裝載機的液壓系統(tǒng)，該裝載機的工作裝置、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和行走機構(gòu)均采用液壓傳動。2、行走機構(gòu)能實現(xiàn)無級調(diào)速。3、工作裝置、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和行走機構(gòu)，采用單獨驅(qū)動。4、工作裝置為反轉(zhuǎn)連桿式。5、行走機構(gòu)為輪胎式。6、采用柴油機為動力。7、安全可靠、機構(gòu)緊湊、維修方便。1.1.2 設計參數(shù)1、額定

5、斗容5。2、額定載重量10。3、軸距3.5。4、輪距2.8。5、機重24。6、工作裝置（1）、工作壓力1014；（2）、轉(zhuǎn)斗缸最大推力22；鏟斗卸載時間36；轉(zhuǎn)斗時間25；轉(zhuǎn)斗缸行程520；（3）、動臂缸最大推力20；動臂提升時間25；動臂下降時間36；動臂缸行程560。7、轉(zhuǎn)向機構(gòu)（1）、工作壓力1014；（2）、最大轉(zhuǎn)向阻力矩2100；（3）、最大轉(zhuǎn)向角3040；（4）、鉸接兩車架從最左到最右偏轉(zhuǎn)角所需時間為36。8、行走機構(gòu)（1）、工作壓力1826；（2）、最大行走速度15；（3）、工作速度34；（4）、最大牽引力30；（5）、輪胎滾動半徑680；（6）、最大爬坡能力30。1.2 全液壓

6、輪式裝載機液壓系統(tǒng)的工作原理輪式裝載機液壓系統(tǒng)包括行走機構(gòu)液壓系統(tǒng)、工作裝置液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓系統(tǒng)三個部分，見圖1.1。1.2.1 行走機構(gòu)液壓系統(tǒng)行走機構(gòu)液壓系統(tǒng)按其作用分為：主回路、補油和熱交換回路、調(diào)速和換向回路、主泵回零及制動回路、補油回路和壓力保護回路。1、主油路由兩個獨立的閉式回路組成。如圖1.2所示，斜軸式軸向柱塞變量泵5高壓油口前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9（后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10）斜軸式軸向柱塞變量泵5低壓油口。圖1.2 主油路2、補油和熱交換回路（1）、補油回路齒輪泵1分流閥21補油閥6斜軸式軸向柱塞變量泵5的低壓側(cè)。（2）、熱交換回路前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9或后輪內(nèi)曲線

7、徑向柱塞馬達10排出的部分熱油梭閥 變速閥15（為圖示位）背壓閥26過濾器59油箱61。12調(diào)壓閥11 前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10的殼體過濾器60油箱61。注意：調(diào)壓閥22的開啟壓力調(diào)壓閥11的開啟壓力，才能實現(xiàn)正常的熱交換。（3）、調(diào)速和換向回路a、若腳踏先導閥17上位工作齒輪泵1分流閥21斷流閥20（圖示位）腳踏先導閥17上位液動閥25下端液動閥25閥芯上移，下位工作。先導泵3液動閥25下位變量液壓缸24下腔變量液壓缸24活塞桿伸出杠桿機構(gòu)斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角或斜軸式軸向柱塞變量泵5的流量或。若斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角方向改變，則斜軸式軸向柱塞

8、變量泵5排油方向改變前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10的轉(zhuǎn)向改變實現(xiàn)裝載機的前進或后退。 b、若腳踏先導閥18上位工作齒輪泵1分流閥21斷流閥20腳踏先導閥18上位液動閥25上端液動閥25閥芯下移，上位工作。先導泵3液動閥25上位變量液壓缸24上腔變量液壓缸24活塞桿縮回杠桿機構(gòu)斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角或斜軸式軸向柱塞變量泵5的流量或。若斜軸式軸向柱塞變量泵5的缸體擺角方向改變，則斜軸式軸向柱塞變量泵5排油方向改變前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10的轉(zhuǎn)向改變實現(xiàn)裝載機的后退或前進。 高速檔（變速閥15圖示位）c、通過變速閥15，可得兩檔車速 低速檔（

9、變速閥15左位）（低壓控制油作用） 當前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10為高速工況（即變速閥15為圖示位） 連通閥16左移，即是圖示位工作前后輪的油路連通； 當前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9或后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10為高速工況（即變速閥15為左位）連通閥16右移，左位工作前后輪油路不通。（4）、主泵回零及制動回路調(diào)速閥27由離心調(diào)速器控制，離心調(diào)速器與發(fā)動機是用帶輪連接。離心調(diào)速器作用a、若外負載F，超過發(fā)動機，發(fā)動機轉(zhuǎn)速 調(diào)速閥27左移，右位工作（為圖示位）；b、液動閥25的控制油交替逆止閥19調(diào)速閥27油箱61；c、斜軸式軸向柱塞變量泵5擺角減小直到零位降低泵的輸出功率，避免

10、發(fā)動機因過載而熄火；圖1.1 5立方全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)圖停車時，斷流閥20左位工作，則連通腳踏先導閥17和腳踏先導閥18隨動閥25上下端控制油與油箱61相通隨動閥25回到中位伺服變量機構(gòu)斜軸式軸向柱塞變量泵5缸體擺角回零，為零前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10制動。（5）、補油回路制動及超速吸空時，低壓油補油閥13前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10。（6）、壓力保護回路a、主回路高壓保護 系統(tǒng)的工作壓力過載閥7過載閥7開啟溢流。b、低壓保護調(diào)壓閥22控制補油壓力。c、油馬達背壓保護前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10排出的部分熱油調(diào)壓閥

11、14背壓閥26過濾器60油箱61當系統(tǒng)長時間不工作時，按下?lián)Q向閥8將斜軸式軸向柱塞變量泵5吸排油口相通前輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達9和后輪內(nèi)曲線徑向柱塞馬達10不轉(zhuǎn)動裝載機不動。1.2.2 工作裝置液壓系統(tǒng)1、轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿伸出（1）、先導油路將轉(zhuǎn)斗先導閥37的手柄向左按下先導泵3單向閥29轉(zhuǎn)斗先導閥37左上位轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左端轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左位工作。（2）、主油路進油路：工作泵2單向閥46轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿向外伸出。回油路：轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿腔油轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45左腔過濾器55油箱61。2、轉(zhuǎn)斗液壓

12、缸52活塞桿縮回（1）、先導油路將轉(zhuǎn)斗先導閥37的手柄向右按下先導泵3單向閥29轉(zhuǎn)斗先導閥37右上位轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右端轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右位工作。（2）、主油路進油路：工作泵2單向閥46轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿腔轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞桿縮回?；赜吐罚恨D(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔油轉(zhuǎn)斗液壓缸多路液動換向閥45右腔過濾器55油箱61。3、轉(zhuǎn)斗液壓缸52補油和過載保護補油：轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔或活塞桿腔吸空時，通過補油閥48補油。過載保護：轉(zhuǎn)斗液壓缸52活塞腔或活塞桿腔過載時，通過過載閥49開啟溢流。4、動臂液壓缸53舉升（1）、先導油路將動臂舉升先導閥38的

13、手柄向右按下先導泵3單向閥29動臂舉升先導閥38右上位動臂舉升多路液動換向閥42左端動臂舉升多路液動換向閥42左位工作。（2）、主油路進油路：工作泵2節(jié)流閥44單向閥43動臂舉升多路液動換向閥42左腔動臂液壓缸53活塞腔動臂液壓缸53舉升。回油路：動臂液壓缸53活塞桿腔油動臂舉升多路液壓換向閥42左腔過濾器55油箱61.5、動臂液壓缸53下降（1）、先導油路將動臂舉升先導閥38的手柄向左按下，按到左中位先導泵3單向閥29動臂舉升先導閥38左中位動臂舉升多路液動換向閥42右端動臂舉升多路液動換向閥42右位工作。（2）、主回路進油路：工作泵2節(jié)流閥44單向閥43動臂舉升多路液動換向閥42右腔動臂液

14、壓缸53活塞桿腔動臂液壓缸53下降?；赜吐罚簞颖垡簤焊?3活塞腔油動臂舉升多路液動換向閥42右腔過濾器55油箱61。6、動臂液壓缸53浮動將動臂舉升先導閥38的手柄向左按下，按到左上位先導泵3單向閥29動臂舉升先導閥38左上位液控單向閥51液壓單向閥51的液壓油逆向流動動臂液壓缸53的活塞桿腔和活塞腔與油箱61相通，進出油都可以。7、動臂液壓缸53補油和過載保護補油：動臂液壓缸53活塞腔或活塞桿腔吸空時，通過液控單向閥51補油。過載保護：動臂液壓缸53活塞腔或活塞桿腔過載時，通過過載閥50開啟溢流。8、其他元件的作用調(diào)壓閥36的作用是調(diào)節(jié)減壓閥式先導操縱閥的操縱油的壓力。背壓閥39是使液動換向

15、閥51具有背壓。當發(fā)動機突然熄火時，動臂液壓缸53活塞腔的油通過單向閥41和節(jié)流閥40向動臂舉升先導閥38和轉(zhuǎn)斗先導閥37緊急供應操縱油。9、工作泵（主泵）2過載保護當轉(zhuǎn)斗液壓缸52和動臂液壓缸53不工作時，工作泵2油箱61；當轉(zhuǎn)斗液壓缸52或動臂液壓缸53工作時，系統(tǒng)過載，工作泵2安全閥47油箱61。1.2.3 轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓系統(tǒng)1、直線行駛方向盤不轉(zhuǎn)全液壓轉(zhuǎn)向器31處于中位（圖示位）液動主控制閥32處于中位（圖示位）轉(zhuǎn)向液壓缸54沒有液壓油通過裝載機直線行駛。轉(zhuǎn)向泵4定差溢流閥33油箱61。2、右轉(zhuǎn)彎（1）、先導油路順時針轉(zhuǎn)動方向盤螺桿軸向上移全液壓轉(zhuǎn)向器31上移全液壓轉(zhuǎn)向器31下位工作。先

16、導泵3全液壓轉(zhuǎn)向器31下腔計量馬達進口計量馬達出口液動主控制閥32左端（液壓主控制閥左位工作）液動主控制閥32中的先導閥口液動主控制閥32的右端全液壓轉(zhuǎn)向器31下位過濾器55油箱61。（2）、主油路進油路：轉(zhuǎn)向泵4液動主控制閥32左腔轉(zhuǎn)向液壓缸54A活塞腔和B活塞桿腔裝載機向右轉(zhuǎn)彎?；赜吐罚恨D(zhuǎn)向液壓缸54A活塞桿腔和B活塞腔油液動主控制閥32左腔過濾器55油箱61。3、左轉(zhuǎn)彎（1）先導油路逆時針轉(zhuǎn)動方向盤螺桿軸向下移全液壓轉(zhuǎn)向器31下移全液壓轉(zhuǎn)向器31上位工作。先導泵3全液壓轉(zhuǎn)向器31上腔計量馬達進口計量馬達出口液動主控制閥32右端（液壓主控制閥右位工作）液動主控制閥32中的先導閥口液動主控制

17、閥32的左端全液壓轉(zhuǎn)向器31上位過濾器55油箱61。（2）主油路進油路：轉(zhuǎn)向泵4液動主控制閥32右腔轉(zhuǎn)向液壓缸54B活塞腔和A活塞桿腔裝載機向左轉(zhuǎn)彎。回油路：轉(zhuǎn)向液壓缸54B活塞桿腔和A活塞腔油液動主控制閥32右腔過濾器55油箱61。4、其他液壓元件的作用液控主控制換向閥32、定差溢流閥33、安全閥34和梭閥35組成流量放大閥。梭閥35把液動主控制閥32的出口壓力引至定差溢流閥33的彈簧腔，液動主控制閥32的進口壓力作用定差溢流閥33的另一腔，使得液動主控制閥32進出口壓力差基本恒定，轉(zhuǎn)向液壓缸54的運動速度進取決于液動主控制閥32的閥口面積。5、過載保護當先導泵工作時過載，先導泵3直動式溢流

18、閥28過濾器56油箱61；當工作裝置和轉(zhuǎn)向機構(gòu)不工作時，先導泵3換向閥8（右位工作）過濾器56油箱61。轉(zhuǎn)向液壓缸54的高壓油梭閥35安全閥34過濾器55油箱61。 第二章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定2.1 行走機構(gòu)液壓系統(tǒng)若干問題1、由設計要求知：最大行走速度=15 =（1-） （2-1）式中： 滑轉(zhuǎn)率，=0.030.05 ，取=0.04。則： 理論行駛速度=15.6252、理論行駛速度 =2=0.377 （2-2）式中： 驅(qū)動輪的滾動半徑（），=0.680；驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速（）。則： =60.9823、最大行駛速度發(fā)生在運輸工況：最大牽引力產(chǎn)生在裝載機以作業(yè)速度插入料堆時。4、進行牽引力和扭矩計算時

19、應考慮驅(qū)動輪的數(shù)目。2.1.1 液壓泵參數(shù)的確定 = （2-3）式中： 液壓泵的排量（）；液壓泵吸排油口壓力差（），由設計要求知其工作壓力為1826，取=25，其背壓為0.5，則=25-0.5=24.5=24.5；液壓泵的轉(zhuǎn)速（），取=1000=104.667；最大行駛速度（），=15 =4.167； 液壓泵與液壓馬達的總效率，取=0.8； 行走時的最大牽引力（），=+= + ； 滾動阻力()； 爬坡阻力()，一般小坡度可取=0.3； 滾動阻力系數(shù)，取f=0.03； 裝載機重量()，G=240000。 則 =39600注：由于系統(tǒng)是四輪驅(qū)動，采用的2個泵，所以計算時要除以2。液壓馬達的變速范圍

20、，定量馬達=1，若采用變量泵系統(tǒng)，馬達的變速范圍=1。則： =8.044液壓泵的理論流量：=8.044=505.163液壓泵的功率：=210.4852.1.2 液壓馬達的參數(shù)液壓馬達的排量： （2-4）式中： 液壓馬達的最大轉(zhuǎn)速（），=6.135；液壓馬達的機械效率，取=0.92；液壓馬達的進出口壓力差（），=25-1=24=24；最大牽引力（），采用的是4馬達驅(qū)動，則：=19800。則： =6.098其液壓馬達的理論流量：= =224.211液壓馬達的扭矩：=198000.680=13464=6.2082.2.1 液壓缸流量的計算活塞桿外伸速度：= （2-18）活塞桿縮回速度： （2-19）

21、式中： 缸的容積效率；取=0.851、動臂液壓缸：提升時間25，下降時間36，行程=560=70 =14 =112 =11.2即 =1564.458=589.5812、 鏟斗液壓缸：鏟斗卸載時間36，轉(zhuǎn)斗時間25，行程=520=104=10.4=130 =13即 =1500.735=903.4402.3 原動機功率選擇計算2.3.1 運輸工況功率 （） （2-20）式中： 產(chǎn)生最大速度時的驅(qū)動力（），=； 額定牽引力（），=； 機械的附著重量（），四輪驅(qū)動為機重，=240000； 額定附著系數(shù)，=0.450.55，取=0.5。 滾動阻力，=； 機重（），=240000； 滾動阻力系數(shù)，取=0.

22、03。=2400000.5+2400000.03=127200 傳動系統(tǒng)的總效率，取=0.8；為轉(zhuǎn)向泵（空載）、工作泵（空載）消耗功率總和。 =12.240 =43.229 =+=12.240+43.229=55.469則 =+55.469=718.022 7182.3.2 插入工況功率 （2-21）式中： 裝載機插入時的原動機功率（）；最大插入阻力（），最大牽引力=+=198004=79200 裝載機自重（），=240000； 滾動阻力系數(shù)，=0.1； 道路坡度，上坡為正，下坡為負，=10；裝載機的插入速度，=0.81.1；考慮其他阻力系數(shù)，=1.201.25，取=1.225；泵到馬達的總效

23、率，取=0.8。則 =79200=52800=80850=80.85 第三章 非標準液壓元件的設計3.1 動臂液壓缸的設計如圖3.1所示，為動臂液壓缸。當左端進油時活塞桿伸出，動臂舉升；當右端進油時，動臂下降；當兩端都與油箱連通時，動臂浮動。圖3.1 動臂液壓缸3.1.1 液壓缸的設計計算1、查表選用雙作用單活塞桿液壓缸，選用尾部耳環(huán)式安裝方式；2、由于動臂液壓缸采用2個，所以=100000；3、系統(tǒng)的工作壓力為1014，取系統(tǒng)的工作壓力為12，往復速比=2.21，則取=2，即缸徑=100，活塞桿直徑=80；4、動臂液壓缸的行程為560，速度為：提升時，=7 下降時，=11.2 流量為：提升時

24、，=782.229 下降時，=589.581查表得出供油口的直徑：=16。3.1.2 液壓缸的作用能力、作用時間及儲油量的計算1、如圖3.2，當向有桿腔供油時，活塞桿向內(nèi)收進時的拉力為：圖3.2 雙作用液壓缸 （5-1）式中：活塞桿直徑（）； 缸內(nèi)徑（）； 工作壓力（）； 液壓缸機械效率，一般取=0.95。= =51009.32、液壓缸的作用時間（油從活塞腔供入時的情況）： （5-2）式中：缸內(nèi)徑（）；行程（）；流量（）。 =6.869 ；符合條件。3、液壓缸的儲油量： = （5-3）=5319.16 3.1.3 液壓缸壁厚的計算 （5-4）式中：試驗壓力（），額定壓力16， 16，；缸內(nèi)徑（

25、）；缸體材料許用拉應力（）， 采用無縫鋼管，=（100110），取=105。則 =0.00943取=0.01=10，=0.091=0.1，為薄壁鋼筒。3.1.4 活塞桿的計算1、按強度條件驗算活塞桿直徑：查表得：=93010=80；當10時的受壓柱塞或活塞桿需作壓桿穩(wěn)定性驗算（即是縱向彎曲極限力計算）。2、縱向彎曲極限力計算 液壓缸受縱向力以后，產(chǎn)生軸線彎曲，當縱向力達到極限力以后，缸產(chǎn)生縱向彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。該極限力與缸的安裝方式，活塞桿直徑及行程有關。 細長時： （5-5） 細長時: （5-6）式中： 活塞桿的計算長度（），查表得：取兩端鉸接，=930； 活塞桿橫截面積回轉(zhuǎn)半徑（），=

26、20； 活塞桿橫截面積轉(zhuǎn)動慣量（），=2009600； 活塞桿橫截面積（），=5024； 柔性系數(shù)，對鋼取=85； 端蓋安裝形式系數(shù)，查表得：=1； 材料彈性模數(shù)（），對鋼=206； 材料強度實驗值（），對鋼490； 系數(shù)，對鋼取。=46.5，=85，即有： =1718566.0933、縱向彎曲強度驗算： （5-7）式中：安全系數(shù)，一般取=24，取=3； 活塞桿推力（），=113982。=1139823=341946=1718566.093=341946，符合條件。3.1.5 液壓缸零件的連接計算1、缸體和缸底的焊縫強度計算 缸體與缸底用電焊連接時焊縫應力： （5-8）式中：活塞桿推力（），=

27、113982； 焊接效率，可取=0.7；焊條材料的抗拉強度（），其材料和缸體的抗拉強度差不多，取=105。由圖3.3知：=110+210=130=110+10=120圖3.3 缸體與缸底焊接即有： =82.971=82.971=105符合條件。2、缸體與缸蓋用法蘭連接的螺栓計算 許用應力： （5-9）式中：螺栓或拉桿的數(shù)量，查表得：=12； 螺栓螺紋部分危險剖面計算面積（），查表得：=78.5； 螺紋預緊系數(shù)，可取=1.351.6，取=1.4； 液壓缸最大推力，=113982；即有： =169.43、活塞與活塞桿半環(huán)連接的計算 活塞桿的拉力： （5-10）式中：活塞桿直徑（）； 缸內(nèi)徑（）；工

28、作壓力（）。即有： =53694活塞桿危險斷面處的合成應力（考慮近似等于活塞桿退刀槽處的拉應力）： （5-11）式中：活塞桿拉力（）； 活塞桿危險斷面處的直徑（），查表得：=49；系數(shù)，可取=1.4；許用應力（），活塞桿采用調(diào)質(zhì)強度HB=240270的40鋼，=400。即有： =39.883符合條件。4、活塞桿與活塞肩部壓應力驗算 （5-12）式中： 活塞桿直徑（），=0.08； 活塞上的鉆孔直徑（）， 作用于活塞上的工作壓力()； 活塞上鉆孔的倒角尺寸()，=0.804； 許用壓應力()，活塞材料采用耐磨鑄鐵（A3），則=160。=63.435符合條件。3.2 直動式溢流閥的設計如圖3.4所

29、示為滑閥型直動式溢流閥，壓力油從進油口進入閥后，經(jīng)過阻尼孔作用在閥芯底下，閥芯的底面上受到油壓的作用形成一個向上的液壓力。當液壓力小于彈簧力時，閥芯在調(diào)壓彈簧的預壓縮力作用下處于最下端，由底端螺塞限位，閥處于關閉狀態(tài)；當液壓力等于或大于調(diào)壓彈簧力時，閥芯向上運動，上移封油長度S后閥口開啟，進口壓力油經(jīng)閥口流回油箱，此時閥芯處于受力平衡狀態(tài)。圖3.4 直動式溢流閥3.2.1 設計要求1、額定壓力=2.5；2、額定流量為先導泵的出口流量，其=72.5。3.2.2 主要結(jié)構(gòu)尺寸的初步確定1、進出油口直徑：按額定流量和允許流速來確定，則：= （5-13）式中： 額定流量()； 允許流速()，一般取=6

30、。即 =0.0160取 =162、閥芯的直徑：按經(jīng)驗取 0.92） =（0.50.82）16 =813.12取 =133、閥芯活塞直徑：按經(jīng)驗取 =（1.62.3） =（1.62.3）13 =20.829.9取 =30對閥的靜態(tài)特性影響很大，按上式選取時，對額定流量小的閥選較大的值。4、節(jié)流孔直徑、長度：按經(jīng)驗取 =0.080.2 =（719）取 =0.2=2=25節(jié)流孔的尺寸和對溢流閥性能有重要影響。如果節(jié)流孔太大或太短，則節(jié)流作用不夠，將使閥的啟閉特性變差，而且工作中會出現(xiàn)較大的壓力振擺；反之，如果節(jié)流孔太小或太長，則閥的動作會不穩(wěn)定，壓力超調(diào)量也會加大。5、閥芯溢流孔直徑和和可根據(jù)結(jié)構(gòu)確

31、定，但不要太小，以免產(chǎn)生的壓差過大，不利于閥的開啟。6、閥體沉割直徑、沉割寬度按經(jīng)驗取 =+（0.11.5） =30+（115） =3145 取 =40按結(jié)構(gòu)確定，應保證進出油口直徑的要求。7、調(diào)壓桿的有效長度應保證閥芯的位移要求，即 式中：閥的最大開度，其大小見靜態(tài)特性計算。8、直動式溢流閥的其他尺寸按結(jié)構(gòu)要求定。3.2.3 靜態(tài)特性計算靜態(tài)特性計算主要內(nèi)容是根據(jù)要求的定壓精度和卸荷壓力確定彈簧及閥口開度等主要參數(shù)。1、額定開度計算 （5-14）式中： 額定壓力（）； 閥芯直徑（）； 油液密度； 閥口流量系數(shù)，=0.78。即有 = =0.0005092、按開啟比率確定彈簧的預壓縮量溢流閥的開

32、啟比率： （5-15）故彈簧的預壓縮量： （5-16）式中： 閥口處液流的射出角（）， =69； 一般在計算中可取=0.90.95。即有 = =-0.03753、確定彈簧的剛度因 （5-17）故 = =8181.008應該注意，這里的預壓縮量是指閥口剛關閉時的數(shù)值，故包括了滑閥的封油產(chǎn)度。4、按要求的卸荷壓力值，計算滑閥的最大開口量 （5-18）式中： 卸荷壓力（），通常取=（0.150.35），取=0.2。即有 = =0.00183.2.4 彈簧的設計計算1、選擇材料和許用切應力根據(jù)彈簧的工作條件，屬類載荷彈簧，選用碳素彈簧鋼絲。初步假定鋼絲的直徑=2.5，中徑=16，查表得其抗拉強度=17

33、10。查表得其許用切應力=0.5=0.51710=855。查表得其切變模量=79。2、彈簧鋼絲直徑由彈簧直徑和彈簧中經(jīng)計算其旋繞比 =6.4查得其曲度系數(shù)=1.23。計算材料的直徑 （5-19）式中： 彈簧的工作載荷（），=306.788； 許用切應力（）； 曲度系數(shù)，=1.23； 旋繞比，=6.4。即有 =2.46根據(jù)GB135，取=2.5,與原假設吻合。3、彈簧有效圈數(shù) 圈 （5-20）式中： 切變模量（）； 彈簧中徑（）； 旋繞比，=6.4； 彈簧剛度（）。則 =11.51圈取有效圈數(shù)=11.5圈，取支承圈=2.5圈，則總?cè)?shù) =11.5+2.5=14圈彈簧的幾何參數(shù)總結(jié)在表5.1：表3

34、.1 彈簧的幾何尺寸名稱代號單位計算方法或公式及其結(jié)果材料直徑2.5彈簧中徑16彈簧內(nèi)徑=16-2.5=13.5彈簧外徑=16+2.5=18.5有效圈數(shù)11.5壓縮彈簧的支承圈數(shù)2.5總?cè)?shù)=11.5+2.5=14節(jié)距=（0.280.5）=4.488，取=6間距=6-2.5=3.5自有高度=611.5+22.5=74壓縮彈簧高徑比=4.625螺旋角（）=6.81彈簧材料的展開長度4、壓縮彈簧穩(wěn)定性驗算高徑比較大的壓縮彈簧，軸向載荷達到一定值就會產(chǎn)生側(cè)向彎曲而失去穩(wěn)定性。為保證穩(wěn)定性，高徑比3.7=4.6255.3，采用兩端固定。5、彈簧工作圖，如圖3.5：圖3.5 彈簧工作圖 第四章 結(jié)束語裝

35、載機是一種作業(yè)效率高，機動靈活，用途廣泛的工程機械，主要用于裝卸運作業(yè)和地面平整工作。本設計完成了5全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)的設計直動式溢流閥的設計，主要內(nèi)容包括：液壓系統(tǒng)圖的擬定，元件的計算和選擇，系統(tǒng)的壓力損失計算和溫升計算，非標件直動式溢流閥和動臂液壓缸的設計計算。首先，行走機構(gòu)液壓系統(tǒng)采用腳踏式操縱、先導控制的液控調(diào)速方式，使調(diào)速換向更為簡便。系統(tǒng)設有補油和熱交換回路、主泵回零及制動回路、補油回路和壓力保護回路，很好的增加了元件的耐用性。系統(tǒng)采用前后輪驅(qū)動，空載行走時，采用前輪驅(qū)動：載重行走時，采用前后輪驅(qū)動，這樣作業(yè)效率增加，且節(jié)約燃料。由于液壓行走系統(tǒng)壓力損失和溫升很大，所以目前的

36、裝載機的行走系統(tǒng)很少采用液壓，參考的東西比較少，所以在元件的選擇上，具有一定的盲目性。工作裝置液壓系統(tǒng)采用先導控制，使得整個工作裝置操作起來更加簡便。系統(tǒng)設有過載保護和吸空補油回路，很好的保護了系統(tǒng)中的各元件。動臂液壓缸的控制部分設有浮動位，簡化了駕駛員的操作。轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓系統(tǒng)采用方向盤轉(zhuǎn)向，運用人機學，使駕駛室的布置更為合理，便于操縱。當出現(xiàn)突發(fā)狀況，駕駛員可以抱緊方向盤，更好的保證自己的安全。系統(tǒng)中采用流量放大器，使裝載機轉(zhuǎn)向更加靈活、準確。整個系統(tǒng)安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊和維修方便。參考文獻1 液壓傳動與氣壓傳動M。華中科技大學出版社。2008 楊曙東 何存興主編2 現(xiàn)代工程圖學M.湖南科學技

37、術出版社。2000 周良德 楊世平 邱愛紅等主編3 機械設計（第八版）M.高等教育出版社北京.2002 紀名剛等主編4 機械原理（第七版）M.西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室.20065 工程機械液壓系統(tǒng)設計計算（M）北京：機械工業(yè)出版社，19856 液壓元件與系統(tǒng)（M）北京：機械工業(yè)出版社，2005李壯云等編7 行走機械液壓傳動（M）北京：人民交通出版社，2003姚懷新編8 現(xiàn)代工程機械液壓系統(tǒng)分析（M）北京：人民交通出版社，1998顏榮慶編9 孔慶華 劉傳紹.極限測量與測試技術基礎M.上海：同濟大學出版社.200210 實用液壓技術（M）北京：機械工業(yè)出版社，1999張磊編11理論力學

38、（M）.西北工業(yè)大學出版社 2004 尹冠生附錄名稱序號圖紙張數(shù)圖幅圖號5全液壓輪式裝載機液壓系統(tǒng)11A001-00-00-00動臂液壓缸21A101-01-00-00缸頭31A301-01-01-00缸筒41A401-01-01-01直動式溢流閥51A101-02-00-00閥芯61A401-02-01-00閥體71A201-02-02-00Hydraulic systemChapter 1 IntroductionHydraulic Pump Station also known as the stations are independent h- ydraulic device. It

39、requested by the oil gradually. And controlling the hydraulic oil flow direction, pressure and flow rate, applied to the mainframe and hy- draulic devices separability of hydraulic machinery. Users will be provided after the purchase hydraulic station and host of implementing agencies (motor oil or

40、fuel tanks) connected with tubing, Hydraulic machinery can be realized from these movements and the work cycle.Hydraulic pump station is installed, Manifold or valve combination, t- anks, a combination of electrical boxes.Functional components : Pump device - is equipped with motors and pumps, hydra

41、ulic station is the source of power. to mechanical energy into hydraulic oil pressure can be. Manifold - from hydraulic valve body and channel assembled. Right direction for implementation of hydraulic oil, pressure and flow control. Valve portfolio - plate valve is installed in up board after board

42、 conn-ects with the same functional IC. Tank - plate welding semi-closed containers, also loaded with oil filtering network, air filters, used oil, oil filters and cooling. Electrical boxes - at the two patterns. A set of external fuse terminal plate; distribution of a full range of electrical contr

43、ol. Hydraulic Station principle : motor driven pump rotation, which pump oil absorption from the oil tank. to mechanical energy into hydraulic pressure to the station, hydraulic oil through Manifold (or valve combinations) realized the direction, pressure, After adjusting flow pipe and external to t

44、he cylinder hydraulic machinery or motor oil, so as to control the direction of the motive fluid transformation force the size and speed the pace of promoting the various acting hydraulic machinery. 1.1 A development course China Hydraulic (including hydraulic, the same below), pneumatic and seals i

45、ndustrial development process can be broadly divided into three phases, namely : 20 early 1950s to the early 1960s, the initial stage; 60s and 70 for specialized production system ;8090s growth stage for the rapid development stage. Which, hydraulic industry in the early 1950s from the machine tool

46、industry production of fake Su-grinder, broaching machine, copying lathe, and other hydraulic drive started, Hydraulic Components from the plant hydraulic machine shop, self-occupied. After entering the 1960s, the application of hydraulic technology from the machine gradually extended to the agricul

47、tural machinery and mechanical engineering fields, attached to the original velocity of hydraulic shop some stand out as pieces of hydraulic professional production. To the late 1960s, early 1970s, with the development of mechanized production, especially in the second automobile factory in providin

48、g efficient, automated equipment, along with the Hydraulic Components manufacturing has experienced rapid development of the situation, a group of SMEs have become professional hydraulic parts factory. 1968 Chinas annual output of hydraulic components have nearly 200,000 in 1973, machine tools, agri

49、cultural machinery, mechanical engineering industries, the production of hydraulic parts factory has been the professional development of more than 100 and an annual output more than one million. an independent hydraulic manufacturing industry has begun to take shape. Then, hydraulic pieces of fake

50、products from the Soviet Union for the introduction of the product development and technical design combining the products to the pressure, Hypertension, and the development of the electro-hydraulic servo valves and systems, hydraulic application areas further expanded. Aerodynamic than the start of the industrial hydraulic years later, in 1967 began to establish professional pneumatic components factory, Pneumatic Components only as commodity production and sales. Sealed with rubber and plastics, mechanical seals and sealing flexibl