0504-CA-20地下自卸汽車工作、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計【全套12張CAD圖】

0504-CA-20地下自卸汽車工作、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計【全套12張CAD圖】,全套12張CAD圖,ca,20,地下,汽車,工作,轉(zhuǎn)向,液壓,系統(tǒng),設(shè)計,全套,12,十二,cad 湖南工學院 畢業(yè)設(shè)計(論文) 題 目CA-20地下自卸汽車工作、轉(zhuǎn)向 液壓系統(tǒng)參數(shù)計算及輪邊制動器的設(shè)計 學院名稱 指導教師 職 稱 班 級 學 號 學生姓名 2007年 6月 13日 開題報告 設(shè)計（論文）題目 CA-20地下自卸汽車工作、轉(zhuǎn)向 液壓系統(tǒng)參數(shù)計算及輪邊制動器的設(shè)計 設(shè)計（論文）題目來源 設(shè)計（論文）題目類型 工程設(shè)計類 起止時間 一、設(shè)計（論文）依據(jù)及研究意義： 20t地下礦山自卸汽車是我國礦山亟需應用的一種機型，現(xiàn)國產(chǎn)地下自卸汽車成功地設(shè)計制造出來的為12t以下。因此，為了滿足我國地下礦山運輸設(shè)備的需要，使我國在地下礦山設(shè)備的設(shè)計、制造上一個新的臺階，促進我國地下礦山運輸設(shè)備的產(chǎn)業(yè)升級，本設(shè)計為子項目，即整車液壓系統(tǒng)及驅(qū)動橋輪邊制動器的設(shè)計。 二、設(shè)計（論文）主要研究的內(nèi)容、預期目標（技術(shù)方案、路線）： (1)工作液壓系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)的計算：主要是傾卸油缸行程的確定、工作壓力的確定、油泵的選取以及舉升時間的計算。 (2)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的設(shè)計及參數(shù)的計算：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用中間鉸接折腰轉(zhuǎn)向形式，由于采用雙缸轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向力矩大而且向左、向右轉(zhuǎn)向力矩相等，轉(zhuǎn)向穩(wěn)定。本設(shè)計主要是轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)壓力、流量的計算以及轉(zhuǎn)向油泵的選取、轉(zhuǎn)向時間的計算。 (3)利用以上液壓參數(shù)求出不同工況變矩器輸入功率與力矩，并進行變矩器與發(fā)動機的優(yōu)化匹配。 (4)輪邊制動器的設(shè)計：CA-20型地下礦山自卸汽車采用液壓制動彈簧松閘多盤濕式制動器。結(jié)構(gòu)上主要是參考衡陽冶金機械總廠及外文資料，采用兩半式結(jié)構(gòu)。 三、設(shè)計（論文）的研究重點及難點： (1)工作液壓系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)的計算； (2)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的設(shè)計及參數(shù)的計算； (3)變矩器與發(fā)動機優(yōu)化匹配MATLAB程序的編制； (4)濕式多盤輪邊制動器的參數(shù)計算以及結(jié)構(gòu)、精度的設(shè)計； 四、設(shè)計（論文）研究方法及步驟（進度安排）： 3.1～3.15日 到衡陽力達鏟運機公司參觀實習，并通過對《地下裝載機-結(jié)構(gòu)設(shè)計使用》、《工程機械構(gòu)造（底盤）》、《工程機械修理（底盤）下冊》的講課，加強液壓系統(tǒng)理論知識，汽車輪邊制動器設(shè)計的基礎(chǔ)和機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計知識。 3.16 ～4.5日 收集汽車液壓系統(tǒng)設(shè)計資料（工作、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等），消化吸收EJC20外文資料，學習MATLAB科學計算與編程方法。 4.6～4.20日 初步液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案，完成液壓系統(tǒng)原理圖。 4.21～4.30日 編制變矩器與發(fā)動機優(yōu)化匹配的MATLAB程序。 5.1 ～5.20日 輪邊制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件的設(shè)計以及零部件的三維造型。 5.21～6.5日 專題研究。 6.6 ～6.13日 編寫說明書、整理資料，準備答辯。 五、進行設(shè)計（論文）所需條件： 1、本項目有CA-8地下礦山自卸汽車、KZC-5地下礦山自卸汽車試驗成功的基礎(chǔ)；有CY-2柴油鏟運機成熟技術(shù)。 3、本項目的生產(chǎn)基地是國內(nèi)第一家井下鏟運機專業(yè)制造公司、中國大型鏟運機生產(chǎn)基地。因此，生產(chǎn)設(shè)備和加工能力均是目前國內(nèi)一流的。 7、本項目實現(xiàn)預期目標的軟、硬件基礎(chǔ)條件已經(jīng)具備。 六、指導教師意見： 簽名： 年 月 日 任務(wù)書 題 目： CA-20地下自卸汽車工作、轉(zhuǎn)向液壓 系統(tǒng)參數(shù)計算及輪邊制動器的設(shè)計 設(shè)計（論文）內(nèi)容及要求： 1．對汽車的結(jié)構(gòu)進行深入了解，通過對《地下裝載機-結(jié)構(gòu)設(shè)計使用》、《工程機械構(gòu)造（底盤）》、《工程機械修理（底盤）下冊》的學習，加強液壓系統(tǒng)理論知識、汽車輪邊制動器設(shè)計的基礎(chǔ)和機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計知識,通過各種資料初步確定液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案。 2．對工作液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)的計算并確定液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案，根據(jù)各系統(tǒng)所受的最大作用力確定各系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力和流量選定各系統(tǒng)液壓泵及其他液壓元件，完成液壓系統(tǒng)原理圖 3．利用以上液壓參數(shù)求出不同工況變矩器輸入功率與力矩，并進行變矩器與發(fā)動機的優(yōu)化匹配。 4．參考衡陽冶金機械總廠及外文資料的結(jié)構(gòu)確定濕式多盤輪邊制動器的參數(shù)計算以及結(jié)構(gòu)、精度的設(shè)計，并進行零部件的設(shè)計和零部件圖紙繪制。 5．編寫好設(shè)計說明書。 序言 我們本次畢業(yè)設(shè)計課題是地下礦山自卸車工作、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)參數(shù)計算及輪邊制動器的設(shè)計 國外的地下礦山自卸汽車應用的比較好，技術(shù)也比較先進，因此我國大多使用進口地下自卸車，但價格比較高。因此，CA—20地下礦山自卸汽車的開發(fā)對地下礦山設(shè)備國產(chǎn)化當起到極其重要的作用，具有重大意義。 20噸地下礦山自卸汽車是我國礦山應用較多的一種機型，它比較適合中型規(guī)模的地下礦山。我國的20噸地下礦山自卸汽車目前還停留在研制階段。 在整車設(shè)計中有我門機械工程學院的優(yōu)秀老師指導，在這個課題開發(fā)過程中，我們可以更加系統(tǒng)全面的學習設(shè)計方法和專業(yè)知識。 在老師的指引下，我們首先花了一個月的時間認真學習了衡陽有色冶金總廠教授級高工高夢熊編著的《地下裝載機結(jié)構(gòu)設(shè)計與使用》及中國人民解放軍工程兵機械學校編著的《工程機械構(gòu)造（底盤）》、《工程機械修理（底盤）下冊》三本書，對其有了一定了解。在接下來的設(shè)計工作中，利用手中所有的資料來設(shè)計屬于我國自己的地下自卸車。 在設(shè)計中令我難忘的是設(shè)計當中指導老師和我們一起共同進退，力求在規(guī)定的時間完成設(shè)計。 謝謝老師們的指導、幫助、教誨，謝謝老師們?yōu)槲覀兯冻鲂量嗪筒賱凇? 摘 要：詳細介紹了CA-20地下自卸汽車工作液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的設(shè)計，為四個步驟：根據(jù)各個系統(tǒng)的功能和整車布置擬定液壓系統(tǒng)原理圖；根據(jù)翻傾及轉(zhuǎn)向角度分別計算工作油缸的行程；根據(jù)各系統(tǒng)所受的最大作用力確定系統(tǒng)壓力；根據(jù)各系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力和流量選定各系統(tǒng)的泵及其他液壓元件。實踐CA-20地下自卸汽車液壓系統(tǒng)是安全、可靠和高效的。 關(guān)鍵詞：地下自卸汽車；工作液壓系統(tǒng)；轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)；泵；油缸； Abstract: In this paper the design of the hydraulic systems of working and steering for CA-20 Rear Dump Truck is introduced. The design include four steps. First of all according to the feature of each hydraulic system, we can draw the principle diagrams of the hydraulic systems of working and steering. Then we can calculate the travels of the dumping cylinders and steering cylinders by the angles of dumping and steering. And then we can decide the pressure of each hydraulic system through the maximal force on each system. At last may chose the pumps and other hydraulic parts according to the pressure and the flow of each hydraulic system, The fact has proved that the hydraulic system of the truck is safe, reliable and efficient. Key words: Rear dump truck Hydraulic system of working hydraulic system of steering Pump Cylinder 目錄 一、緒論 （一）立項背景 1 （二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 3 （三）項目實施的主要內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點、預期目標 5 （四）應用或產(chǎn)業(yè)化前景與市場需求 6 （五）現(xiàn)有工作基礎(chǔ)、條件和優(yōu)勢 7 二、液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 （一）概述 8 （二）工作液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 8 （三）轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 12 （四）變矩器與發(fā)動機優(yōu)化匹配MATLAB程序的編制 18 （五）液壓缸裝配、維護、修理工藝 30 37 三、參考文獻 50 謝辭 51 附頁 52 vi 一、緒 論 （一）立項背景： 地下自卸汽車是實現(xiàn)無軌開采技術(shù)的主要運輸設(shè)備，它具有機動靈活和經(jīng)濟的優(yōu)越性，廣泛用語條件適宜的地下礦山。隨著無軌采礦技術(shù)的發(fā)展，對地下自卸汽車的需求量也愈來愈大，對它的經(jīng)濟性、生產(chǎn)能力與可靠性的要求也愈來愈高，生產(chǎn)地下自卸汽車的廠家也愈來愈多。除了專門生產(chǎn)地下自卸汽車的廠家之外，生產(chǎn)露天自卸汽車的廠家也紛紛將露天自卸汽車改造后用于地下，企業(yè)之間的競爭愈來愈激烈。各企業(yè)為了適應市場的變化，提高市場的競爭力，不斷推出新技術(shù)、新品種、新結(jié)構(gòu)和新材料，促進了無軌采礦技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展。 國內(nèi)研制地下自卸汽車始于20世紀70年代中期，由于各種原因，至今發(fā)展不快，只有幾個生產(chǎn)廠，技術(shù)水平只相當于國外20世紀80年代末的水平，數(shù)量與質(zhì)量也遠遠滿足不了國內(nèi)礦山發(fā)展的需要。我們加入了WTO之后，地下自卸汽車行業(yè)面臨著極大的壓力和挑戰(zhàn)，為了對付這嚴峻的形勢一方面要引進更多更好的國外產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)，另一方面必須迅速發(fā)展民族工業(yè)。 進入21世紀以來，我國的礦業(yè)形勢發(fā)生了很大的變化。許多露天礦山，由于開采深度不斷增加，為了降低開采成本、保護環(huán)境，這些礦山必須由露天開采轉(zhuǎn)入地下開采。據(jù)有關(guān)協(xié)會統(tǒng)計，我國的鐵礦山在5年后，露天開采與地下開采的比將由目前的7∶3轉(zhuǎn)變成3∶7，由此可見，地下礦山設(shè)備在我國的應用前景十分廣闊。據(jù)有關(guān)資料分析，我國今后地下礦山自卸汽車的需求量將呈逐年上升的趨勢。目前的年需求量約30臺左右，5年后年需求量約120臺左右。 由于歷史的原因，我國在地下礦山運輸設(shè)備領(lǐng)域裝備十分落后，盡管經(jīng)過太原重型機械廠、北京礦冶研究總院、核工業(yè)第六研究所、衡陽有色冶金機械廠、金川有色公司、長沙礦山研究院等單位的努力，分別對5t、8t、10t、12t、18t、20t、25t等機型進行了一些研究，取得了一些成功，但這些探索性的研究顯然還很不夠，而且有些探索顯然沒有達到預期的目的。因此，直到目前我國可供礦山選用的地下礦山自卸汽車比較少，遠遠不能滿足我國地下礦山運輸設(shè)備需要。 國外的地下礦山自卸汽車應用得比較好，技術(shù)也比較先進，但價格比較高。一般情況是：國外的地下礦山自卸汽車整機的價格是國內(nèi)價格的2～3倍，而易損件、備件的價格卻是6～10倍。因此，發(fā)展我國的地下礦山自卸汽車是非常必要的。 20t地下礦山自卸汽車是我國礦山應用較多的一種機型，它比較適合中型規(guī)模的地下礦山。我國的有些公司對它有過探索，但沒有達到預期的目的，至今沒有該產(chǎn)品通過鑒定的報道。因此，我國的20t地下礦山自卸汽車目前還停留在研制階段。而我國的用戶對該產(chǎn)品有比較迫切的需求，有些客戶已經(jīng)向衡陽力達鏟運機有限責任公司提出了訂購的意向。由此可見，研究該機型不僅非常迫切，而且非常必要。因此，為了滿足我國地下礦山運輸設(shè)備的需要，使我國在地下礦山設(shè)備的設(shè)計、制造上一個新的臺階，促進我國地下礦山運輸設(shè)備的產(chǎn)業(yè)升級，南華大學與衡陽有色冶金機械總廠衡陽力達鏟運機有限責任公司將進行合作，充分利用各自的優(yōu)勢，提出研究20t地下礦山自卸汽車的項目。 衡陽有色冶金機械總廠衡陽力達鏟運機有限責任公司是中國第一家井下鏟運機專業(yè)制造公司、中國大型鏟運機生產(chǎn)基地。通過20年引進、消化和吸收國外先進技術(shù)，已成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鏟運機系列產(chǎn)品，并榮獲國家級新產(chǎn)品稱號及國家科技進步三等獎。產(chǎn)品有CY、CYE系列井下鏟運機以及CA-8地下礦山自卸汽車，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于有色、冶金、化工及黃金礦山。尤其是2002年由衡陽有色冶金機械廠的力達鏟運機制造有限公司開發(fā)生產(chǎn)的CA-8地下礦山自卸汽車，經(jīng)過一年的工業(yè)試驗在山東某礦取得了很大的成功，得到了該礦的認可，并于2003年再次向力達鏟運機制造有限公司訂購4臺CA-8地下礦山自卸汽車。由此可見，該公司制造地下礦山自卸汽車的技術(shù)已經(jīng)成熟。這也是本項目立項的背景之一。 核工業(yè)第六研究所并入南華大學之后，南華大學在地下礦山運輸設(shè)備方面的研究力量得到加強，原核工業(yè)第六研究所曾在1998年研究開發(fā)了我國第一臺KZC-5地下礦山自卸汽車。所以，項目研究人員既具有研究開發(fā)地下礦山自卸汽車的經(jīng)驗，又有較高的理論計算基礎(chǔ)。這是本項目的另一立項的背景。 由于國際工業(yè)技術(shù)大融合，國外的一些先進技術(shù)能夠為我國的產(chǎn)品升級提供支持。例如：我國可以選用德國道依茨(Deutz)公司、卡特(Cater)公司、底特律(Detroit)公司的發(fā)動機，可以選用美國約翰克拉克(JCJ)公司的液力變矩器、變速箱和驅(qū)動橋。力達鏟運機制造有限公司經(jīng)過20多年的努力，在引進、消化和吸收克拉克公司技術(shù)的基礎(chǔ)上已經(jīng)開發(fā)成功多種能夠用于地下礦山的鏟運機，而鏟運機的制造技術(shù)比地下礦山自卸汽車的難度還要大。因此，開發(fā)20t地下礦山自卸汽車的條件已經(jīng)成熟。這是本項目的又一立項的背景。 20t地下礦山自卸汽車是地下礦山無軌運輸?shù)囊粋€重要機型，它的研究開發(fā)對我國地下礦山自卸汽車的產(chǎn)品升級、建立我國地下礦山無軌采礦配套設(shè)備體系、促進我國地下礦山無軌采礦的發(fā)展都具有十分重大的意義，同時，開發(fā)它的經(jīng)濟效益和社會效益都很顯著。 （二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1963年瓦格納(wagner)公司生產(chǎn)了世界上第一臺柴油鏟運機，從此開創(chuàng)了地下采礦應用無軌運輸?shù)臅r代。首先在美國及瑞典等國的地下采場中，采用了一種膠輪柴油驅(qū)動，兼有裝、運、卸功能的鏟運機(簡稱lHD)。這種設(shè)備具有機動靈活，高效率，改善勞動強度，節(jié)省勞動力的性能，簡化了礦巖裝運工藝，適用于采場運搬和階段運輸。這種設(shè)備很快在歐美礦山中被廣泛采用，逐漸替代著多年來沿用的電耙、氣動裝載機和軌道運輸車輛。實踐證明鏟運機在中、短距離內(nèi)使用是經(jīng)濟的，但當鏟運機運距超過其經(jīng)濟運距時，運輸能力將顯著下降，運輸費用則急劇上升。因此，在較長距離和大運量時就宜采用礦用自卸汽車。從1976年以來，各國制造商提供了各種載重能力的地下用自卸汽車，使地下礦山的無軌運輸?shù)玫桨l(fā)展。在瑞典一些地下開采礦山，日產(chǎn)量從500t到50000t的階段運輸都采用自卸汽車運輸。自卸汽車裝載量從15t到50t，最大已達70t，可適應各種生產(chǎn)規(guī)模的礦山和不同的運輸線路的要求，單程運距達2000～3000m。地下運輸采用無軌設(shè)備的顯著特點是：設(shè)備購置費較低，無需安裝；對大塊物料適應性較強；機動靈活，有利于縮短礦山基建時間加速投產(chǎn)。 無軌采礦技術(shù)的應用使世界地下采礦業(yè)發(fā)展發(fā)生了革命性的變化。40多年來，無軌采礦技術(shù)在發(fā)達國家的普及率已經(jīng)超過85%。無軌設(shè)備的種類，除了主采設(shè)備鏟運機和鑿巖臺車外，各種地下車輛(如地下礦山自卸汽車、地下礦山工程服務(wù)車、裝藥車、維修車、加油車、運人車等)都已廣泛應用，并按照工藝的要求形成配套裝備，組成各種機械化作業(yè)線，從而最大限度地提高了地下礦山的生產(chǎn)效率，使礦山的生產(chǎn)迅速由體力加經(jīng)驗的勞動密集型向技術(shù)密集的集約化方向發(fā)展。 在中型噸位地下礦山自卸汽車方面，阿特拉斯-瓦格納(Atlas Copco Wagner Inc)、約翰克拉克(JCI)公司、格特曼(Getman)公司、偌麥特(Normet)公司和塔姆羅克(Tamrock，也就是EJC)公司等，在世界上處于領(lǐng)先地位。他們生產(chǎn)的中型噸位地下礦山自卸汽車，性能良好、結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠，基本上占領(lǐng)了這一領(lǐng)域的國際市場。這些公司生產(chǎn)的地下礦山自卸汽車，一般采用德國道依茨(Deutz)公司、卡特(Cater)公司、底特律(Detroit)公司的發(fā)動機，美國約翰克拉克(JCJ)公司的液力變矩器和帶有彈簧制動、液壓松閘的多盤濕式制動器，裝有輪邊行星減速裝置的橋。這種橋的特點是承載能力大，制動性能好，具有合適的傳動比。 但是，這些公司生產(chǎn)的地下礦山自卸汽車價格昂貴，一般情況是：國外的地下礦山自卸汽車整機的價格是國內(nèi)價格的2～3倍，而易損件、備件的價格卻是6～10倍，而且，這些公司的備件供應周期一般要幾個月，必然會嚴重影響礦山的采礦生產(chǎn)，所以其備品備件的供應時間較難滿足我國工業(yè)生產(chǎn)的需要。因此，研究開發(fā)適合我國國情的地下礦山自卸汽車，形成具有自主只是產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，對滿足我國地下礦山無軌采礦的需要、促進我國地下礦山無軌采礦工藝的發(fā)展是非常必要的。 我國的地下礦山自卸汽車的開發(fā)比較晚，直到1995年才出現(xiàn)KU-12型地下礦山自卸汽車。由于，它采用了露天機械設(shè)備的橋，這種橋顯然不能滿足地下礦山苛刻的工作條件。尤其要提到的是露天機械設(shè)備的橋的制動性能難以滿足地下礦山的要求。因此，這種機型并沒有得到推廣應用。1996年，JZC-10型地下礦山自卸汽車在凡口鉛鋅礦進行了工業(yè)試驗及鑒定，但由于種種原因，這種機型也沒有推廣應用。1998年，KZC-5型地下礦山自卸汽車在東北某鈾礦進行了工業(yè)試驗，也是由于種種原因沒有推廣應用。在世紀之交我國的有些研究院、公司、工廠和礦山還進行了18t、25t的地下礦山自卸汽車的探索，盡管取得了一些成功，但地下礦山自卸汽車的整體水平還是停留在研究階段。 2002年，衡陽有色冶金機械廠的力達鏟運機制造有限公司開發(fā)生產(chǎn)的CA-8地下礦山自卸汽車，在山東某礦進行了近一年的工業(yè)試驗獲得了成功，并再次贏得了4臺訂貨。這次成功的工業(yè)試驗表明我國地下礦山自卸汽車的技術(shù)已經(jīng)成熟，可以在地下礦山推廣應用。同時，也為本項目贏得了寶貴的試制經(jīng)驗。 CA-20地下礦山自卸汽車，正是在CA-8t試驗成功的基礎(chǔ)上進行的一次產(chǎn)品升級的研究。因此，本項目具有較好的研究基礎(chǔ)。 （三）項目實施的主要內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點、預期目標 1、本項目實施的主要技術(shù)內(nèi)容： (1)、整體機電液參數(shù)的計算：主要解決本項目功率匹配問題。 (2)、重要零部件選型設(shè)計：遴選各國能用于本項目的零部件，進行性能價格比較。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，達到性能價格比較好。 (3)、重要零部件的強度校核與優(yōu)化：本項目的一個重要內(nèi)容是進行重要零部件的數(shù)字化設(shè)計。 (4)、總裝圖與零件圖的計算機繪制：本項目的所有圖紙均采用電子文本，部分重要零部件采用三維圖，并在計算機上進行模擬裝配，以求減少設(shè)計失誤。本項目的這個研究內(nèi)容也是該產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計重要內(nèi)容之一，這項研究可以提升我國在這類產(chǎn)品設(shè)計中的設(shè)計水平。使我國的地下礦山設(shè)備設(shè)計水平上一個新的臺階。 (5)、本項目的制造工藝研究：解決大型焊接件的焊接工藝；解決CA-20地下礦山自卸汽車制造工藝問題。 2、本項目解決的關(guān)鍵技術(shù)： (1)、本項目柴油機與液力變矩器的功率匹配。 (2)、本項目重要零部件的強度校核與優(yōu)化設(shè)計，該關(guān)鍵技術(shù)的實施能夠提升我國的研究設(shè)計水平；并能達到在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，性能價格比較好。 (3)、CA-20地下礦山自卸汽車整車性能的優(yōu)化設(shè)計。 3、本項目的技術(shù)路線： 為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，本項目將采用目前世界上先進的地下礦山用的發(fā)動機(底特律公司生產(chǎn))，液力變矩器、變速箱和驅(qū)動橋(約翰克拉克生產(chǎn))，采用進口液壓制動閥及其他液壓元件。這樣，本項目的關(guān)鍵部件的性能與國外同類產(chǎn)品性能相同或相當。其它機構(gòu)的生產(chǎn)，因為有生產(chǎn)CA-8地下礦山自卸汽車和KZC-5地下礦山自卸汽車的生產(chǎn)經(jīng)驗，也能保證質(zhì)量。所以，整車的性能處于國內(nèi)領(lǐng)先水平、與目前世界水平相當。 4、本項目的創(chuàng)新點： (1)、本項目主要利用目前世界上先進產(chǎn)品(如發(fā)動機、液力變矩器、驅(qū)動橋和進口液壓制動閥及其他液壓元件)，整機的主要部件與EJC公司的一樣，組合生產(chǎn)CA-20地下礦山自卸汽車，使本項目處于國內(nèi)領(lǐng)先水平、達到世界水平。 (2)、因為本項目是我國地下礦山的一個技術(shù)升級產(chǎn)品，因此，本項目在設(shè)計上采用數(shù)字化設(shè)計，提升我國在這類產(chǎn)品設(shè)計中的設(shè)計水平。 5、本項目的技術(shù)來源、合作單位情況與知識產(chǎn)權(quán)的歸屬： (1)、本項目的技術(shù)來源：本項目是現(xiàn)有國內(nèi)成熟技術(shù)(如CA-8地下礦山自卸汽車、KZC-5地下礦山自卸汽車和CY-2柴油鏟運機)的組合；國外成熟技術(shù)(如底特律公司的發(fā)動機、約翰克拉克生產(chǎn)的液力變矩器、變速箱和驅(qū)動橋)的組合。因此，研究的成功概率較高。 (2)、本項目的合作單位情況：衡陽有色冶金機械總廠衡陽力達鏟運機有限責任公司是中國第一家井下鏟運機專業(yè)制造公司、中國大型鏟運機生產(chǎn)基地。通過20年引進、消化和吸收國外先進技術(shù)，已成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鏟運機系列產(chǎn)品，并榮獲國家級新產(chǎn)品稱號及國家科技進步三等獎。產(chǎn)品有CY、CYE系列井下鏟運機以及CA-8地下礦山自卸汽車，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用有色、冶金、化工及黃金礦山。 (3)、本項目的知識產(chǎn)權(quán)的歸屬：項目成果屬于南華、冶金共同所有，任何一方都有保守項目技術(shù)秘密的義務(wù)。 6、本項目的預期目標： 總目標：研究一種性能良好，技術(shù)先進的CA-20地下礦山自卸汽車。該車的技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，與目前世界水平相當。在研究成功后，發(fā)表有關(guān)學術(shù)論文3～5篇。 該車的主要技術(shù)參數(shù)：斗容為10m3，載重量為20t，發(fā)動機功率為207kw。 預期2年后產(chǎn)量2臺，產(chǎn)值約300萬元(人民幣)；3年后產(chǎn)量4臺，產(chǎn)值約600萬元(人民幣)；5年后產(chǎn)量10臺，產(chǎn)值約3000萬元(人民幣)。 （四）應用或產(chǎn)業(yè)化前景與市場需求 進入21世紀以來，我國的礦業(yè)形勢發(fā)生了很大的變化。許多露天礦山，由于開采深度不斷增加，為了降低開采成本、保護環(huán)境，這些礦山必須由露天開采轉(zhuǎn)入地下開采。據(jù)有關(guān)協(xié)會統(tǒng)計，我國的鐵礦山在5年后，露天開采與地下開采的比將由目前的7∶3轉(zhuǎn)變成3∶7，由此可見，地下礦山設(shè)備在我國的應用前景十分廣闊。據(jù)有關(guān)資料分析，我國今后地下礦山自卸汽車的需求量將呈逐年上升的趨勢。目前的年需求量約30臺左右，5年后年需求量約120臺左右。 20t地下礦山自卸汽車是我國中型地下礦山主要運輸車輛，其年需求量約為我國地下礦山自卸汽車的總需求量的30%左右。因此，其應用或產(chǎn)業(yè)化前景較好。 （五）現(xiàn)有工作基礎(chǔ)、條件和優(yōu)勢 1、本項目有CA-8地下礦山自卸汽車、KZC-5地下礦山自卸汽車試驗成功的基礎(chǔ)；有CY-2柴油鏟運機成熟技術(shù)。 2、本項目有研究過CA-8地下礦山自卸汽車、CY、CYE系列井下鏟運機的一大批研究人員(包括研究這些設(shè)備的課題組長、主要成員)；有開發(fā)過KZC-5地下礦山自卸汽車的課題組長和主要研究人員。 3、本項目的生產(chǎn)基地是國內(nèi)第一家井下鏟運機專業(yè)制造公司、中國大型鏟運機生產(chǎn)基地。因此，生產(chǎn)設(shè)備和加工能力均是目前國內(nèi)一流的。 4、本項目的產(chǎn)品已經(jīng)有礦山預訂。因此，開發(fā)資金方面有一定的優(yōu)勢。衡陽力達鏟運機有限責任公司也自籌了開發(fā)資金。 5、本項目可以綜合南華大學的設(shè)計優(yōu)勢和衡陽力達鏟運機有限責任公司的制造優(yōu)勢。 6、本項目實現(xiàn)預期目標基礎(chǔ)條件已經(jīng)具備。 二、液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 (一)概述 液壓系統(tǒng)是地下自卸汽車一個重要的組成部分,也是故障最多的一個系統(tǒng)。由于地下自卸汽車機型繁多，各生產(chǎn)廠家設(shè)計思路不同，因而各機型的液壓系統(tǒng)并不完全相同，各有各的特點。但主要組成部分基本相同。 地下自卸汽車的液壓系統(tǒng)一般由五個部分組成：工作機構(gòu)液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓系統(tǒng)、制動液壓系統(tǒng)、變速液壓系統(tǒng)、冷卻潤滑液壓系統(tǒng)。 在整個驅(qū)動橋的設(shè)計中，液壓系統(tǒng)的參數(shù)計算是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵，因為只有液壓系統(tǒng)參數(shù)計算出來了，才能進行柴油機與液力變矩器的匹配計算，才能夠進行后續(xù)的設(shè)計計算。 （二）工作液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 CA-20地下自卸汽車主要在地下掘進、開采作業(yè)中與鏟運機配套使用，用于運輸?shù)V石及各種物料，可大大提高工作效率，是無軌采礦的主要設(shè)備。該車采用鉸接車身，后卸式車廂、底特律柴油機，采用液力機械傳動系統(tǒng)，包括變矩器、變速箱和驅(qū)動橋。 工作液壓系統(tǒng)是CA-20地下礦山自卸汽車設(shè)計的關(guān)鍵,該系統(tǒng)性能的好壞直接影響到車輛和各種性能及生產(chǎn)效率.根據(jù)礦山的要求,設(shè)計時以最大卸載高度盡量小為原則?？偣啦贾脮r，翻傾機構(gòu)采用雙缸舉升，靠后兩側(cè)布置。翻傾過程中，盡量減少油缸擺角變化，使油缸所占空間小，有利于總體布置。 工作液壓系統(tǒng)主要由1-液壓油箱、2-濾油器、3-工作油泵、 4-壓力表開關(guān)、5-壓力表、6-多路手動換向閥、7-平衡閥、8-工作油缸、9-行程閥、10-回油濾油器組成，其原理圖如圖2.1所示。 圖2.1工作液壓系統(tǒng)原理圖 工作泵從油箱吸油，將輸出的油直接供給手動換向閥，手動換向閥的回油通過串聯(lián)在油路上的回油濾清器回油箱，當推動手動換向閥使料斗卸載時，油液經(jīng)手動換向閥和平衡閥進入傾卸油缸下腔，在油缸活塞上產(chǎn)生足夠的壓力使料斗卸載；當推動手動換向閥使料斗回位時，油液經(jīng)手動換向閥進入油缸上腔，使料斗回位。平衡閥可使料斗在回位時減少沖擊，使油缸安全穩(wěn)定地工作。溢流閥保證系統(tǒng)壓力，當壓力超過系統(tǒng)壓力時，油液經(jīng)溢流閥直接回油箱。 1. 傾卸油缸的行程的確定 首先在進行工作液壓系統(tǒng)設(shè)計時,要找到液壓缸與工作料斗以及車架的三個鉸接點，以及料斗與料的重心為，所以我先參考李慶芬同學的料斗與料的三維造型，如圖2.2所示。 圖2.2 料斗及料的工作圖 工作機械采用雙缸舉升后傾翻式卸載，其總體布置如圖2.3所示。 圖2.3 工作油缸尺寸參數(shù) 圖中A點是傾卸油缸與后車架的鉸接點，O點是料斗與后車架的鉸接點，B點是后輪中心，E點為油缸與料斗的鉸接點，F(xiàn)點為料斗翻傾到極限位置時E點的位置。由圖2.3可知,,。 則： 當達到極限位置時： 行程為： 實際行程取,安裝距離為。由于油缸標準中安裝距離=行程，即安裝距離=，則加長距離為：。 由圖2.3還可求得油缸作用力距翻傾鉸接點的力臂: 則: 2. 工作壓力的確定 滿載時,料斗質(zhì)心位置距鉸接點距離為，料斗質(zhì)量為;料質(zhì)心位置距鉸接點距離為,料質(zhì)量為。根據(jù)總體布置,選取油缸缸徑、桿徑。 由力平衡方程，設(shè)油缸舉升力為，則 則系統(tǒng)壓力為： 設(shè)計時為使舉升油缸具有足夠的儲備舉升能力，選取工作液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力為，油缸為。 3. 油泵選取及舉升和返回時間計算 舉升和返回時間的長短直接影響整機性能和勞動生產(chǎn)率，時間太長，生產(chǎn)率下降；時間太短，泵排量增大，傾卸時動力載荷過大，系統(tǒng)易超載和以熱。因此，舉升和返回時間要選得適中，設(shè)計時選舉升傾卸時間為。 油缸的容積： 則油泵的排量： 式中：η是油泵的容積效率，取。 因此，油泵的排量q為： 式中：是油泵輸出機構(gòu)速比，; 是柴油機額定轉(zhuǎn)速， 選工作液壓系統(tǒng)油泵為，油泵的排量為,此時舉升傾卸時間為。 （三）轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 1. 概述 目前,地下汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大都采用鉸接液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),前后車架由上下絞銷連接而成,它既可以在水平面內(nèi)做相對運動,又可以在垂直面內(nèi)做相對運動。前者實現(xiàn)整機轉(zhuǎn)向，后者保證車輪與地面良好接觸。鉸接式機構(gòu)的優(yōu)點是：由于轉(zhuǎn)向半徑小、轉(zhuǎn)向靈活、附著性能好、不需要轉(zhuǎn)向橋，前后橋可以通過，使零件的標準化，通用化情況提高，從而在井下礦山使用的無軌設(shè)備中獲得廣泛應用。但鉸接式轉(zhuǎn)向也有一些缺點：所需功率比偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向大、機械的橫向穩(wěn)定性差、前驅(qū)動輪沒有定位角，車輪會出現(xiàn)振擺，機械蛇形前進，直線行使性能差、方向盤無自動返正作用。 2. 地下汽車對轉(zhuǎn)向系的要求 地下汽車轉(zhuǎn)向系應符合下列要求： （1）工作可靠。轉(zhuǎn)向系對地下汽車的運行安全關(guān)系很大，因此轉(zhuǎn)向系的零件應有足夠的強度、剛度和壽命。對于動力轉(zhuǎn)向發(fā)動機在怠速運轉(zhuǎn)是，也要正常轉(zhuǎn)向。 （2）操縱輕便。操縱輕便是減輕駕駛員的勞動強度、提高生產(chǎn)率和保證地下汽車安全作業(yè)與行使的重要因素之一。 1)作用力要小。如用方向盤轉(zhuǎn)向，速度為1r/s時，最大操縱力小于40～50N，如用單桿操縱，操縱力小于23～40N。 2）若用方向盤轉(zhuǎn)向，回轉(zhuǎn)圈數(shù)要少，即，轉(zhuǎn)向時，手作用在方向盤上，作用的行程要短，也就是地下汽車向一個方向極限轉(zhuǎn)彎時，方向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)不能超過2～2.5圈。發(fā)動機處于空轉(zhuǎn)時，方向盤的速度最小為50r/min，一般推薦為100～150r/min。 3）直線行使時方向盤應穩(wěn)定。地下汽車行使時，方向盤不能有抖動和擺動現(xiàn)象，這就要求轉(zhuǎn)向系在機械上布置合理，使之與行走系協(xié)調(diào)。 （3）轉(zhuǎn)向靈敏。應對轉(zhuǎn)向時間有一定要求。轉(zhuǎn)向時間一般應在5—7s之內(nèi)。 （4）調(diào)整簡單。 （5）使用經(jīng)濟。 3. 鉸接轉(zhuǎn)向機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu) 鉸接轉(zhuǎn)向機構(gòu)主要由四部分組成：轉(zhuǎn)向油缸（有單缸和雙缸之分）、操縱機構(gòu)（有方向盤與全液壓轉(zhuǎn)向器、單桿操縱與轉(zhuǎn)向閥之分）、上下鉸接體、液壓系統(tǒng)組成。 （1）轉(zhuǎn)向油缸的布置 在地下汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)中，有單缸轉(zhuǎn)向，但大部分采用的是雙缸轉(zhuǎn)向。 單缸轉(zhuǎn)向比雙缸省了一套油缸和油管?？紤]到轉(zhuǎn)向油缸通常布置在中央下鉸接點附近時，活塞桿與高壓軟管易受泥漿和水污染或被礦巖等碰壞。 雙缸轉(zhuǎn)向由于轉(zhuǎn)向角不大，一般為36°～42.5°，因此油缸兩端直接與前后車架相連，而且兩油缸布置在下鉸接點附近，對稱與縱向軸線。盡管轉(zhuǎn)向油缸布置在下鉸接點附近有一系列的缺點，但由于前后車架之間的支撐剛度和轉(zhuǎn)向力矩的變化較單轉(zhuǎn)向油缸優(yōu)越，因此地下汽車絕大部分采用布置。我們此處也采用雙缸布置。 雙缸布置有四種情況。一是活塞與前車架,缸筒鉸銷與后車架相連.二是與第一種布置相反，即活塞與后車架相連,缸筒鉸銷與前車架相連。三是活塞桿鉸銷與車架鉸銷三點在一條垂直于縱軸的垂直線上。四是活塞桿鉸銷與車架鉸銷三點不在一條垂直于縱軸的垂直線上。 （2）轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu) 地下汽車轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)有方向盤和單桿操縱兩種。由于方向盤有一定空行程轉(zhuǎn)角，即方向盤轉(zhuǎn)過2°～5°之后轉(zhuǎn)向油缸才開始升壓，而且從左轉(zhuǎn)到右，方向盤要轉(zhuǎn)4～5圈，因此轉(zhuǎn)向靈敏性相對要差些。而且方向盤的轉(zhuǎn)向力達40N左右。 單桿操縱由于操作靈活，無空行程，反映快，而且操縱力相對小，因此司機不易疲勞，這種操作方式很適合地下工況。因此大部分地下汽車使用單桿操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 4. 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的設(shè)計 CA-20地下礦山自卸汽車前車架采用中間鉸接折腰轉(zhuǎn)向形式。由于采用雙缸轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向力矩大且力矩相等，轉(zhuǎn)向穩(wěn)定。折腰轉(zhuǎn)向形式轉(zhuǎn)向半徑小，機動性好，適合井下運輸要求。 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)由1-液壓油箱、2-濾油器、3-轉(zhuǎn)向油泵、4-壓力表開關(guān)、5-壓力表、6-轉(zhuǎn)向閥、7-轉(zhuǎn)向油缸、8-回油濾油器組成。其原理圖如圖2.4所示。轉(zhuǎn)向泵從油箱吸油，將輸出的油直接供給全液壓轉(zhuǎn)向器，全液壓轉(zhuǎn)向閥的回油通過串聯(lián)在油路上的回油濾油器回油箱。當轉(zhuǎn)動全液壓轉(zhuǎn)向閥時，油液經(jīng)轉(zhuǎn)向閥進入轉(zhuǎn)向油缸，在油缸活塞上產(chǎn)生足夠的壓力使汽車左右轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向閥內(nèi)有溢流閥保證系統(tǒng)壓力，當壓力超過系統(tǒng)壓力時，油液經(jīng)溢流閥直接回油箱。轉(zhuǎn)向閥內(nèi)還有緩沖閥使轉(zhuǎn)向平穩(wěn)。 圖2.4 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)原理圖 （1）轉(zhuǎn)向油缸行程的確定 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用雙缸轉(zhuǎn)向，雙缸兩側(cè)平行布置，中間鉸接轉(zhuǎn)向，其總體布置如圖2.5所示。圖中、點是轉(zhuǎn)向油缸與后車架的鉸接點，、點是油缸與前車架的鉸接點，點是前后車架的鉸接點，、分別是車輛轉(zhuǎn)向到極限位置時、點的位置。、、、、。由圖可知：當轉(zhuǎn)向時、 圖 2.5 轉(zhuǎn)向油缸尺寸參數(shù) 行程： 實際行程取，由于油缸標準中： ，經(jīng)類比計算選取轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)徑、桿徑。 由圖2.5還可得左右轉(zhuǎn)向缸轉(zhuǎn)向力臂： 、 （2）工作壓力的確定 1）轉(zhuǎn)向阻力矩的計算。影響車輛轉(zhuǎn)向阻力矩的因素很多，難以用精確的公式求取，一般由試驗測取，設(shè)計時可用經(jīng)驗公式估算。對于鉸接式車輛可采用下列公式求取最大轉(zhuǎn)向阻力矩，即： 式中：是最大轉(zhuǎn)向阻力矩，; GF車輛前橋載荷，； 是滾動阻力系數(shù)，此處??；η是效率，一般?。皇禽S距，取；θ是轉(zhuǎn)向角，。 2）工作壓力的確定 設(shè)油缸壓力為,為實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向須滿足： ① 式中：、分別為左右轉(zhuǎn)向缸轉(zhuǎn)向力臂，；、分別為轉(zhuǎn)向缸無活塞桿端和有活塞桿端的面積， ， 轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)徑、桿徑。 由式①計算得： 由于地面條件不同，轉(zhuǎn)向阻力矩也不同，前面計算的只是經(jīng)驗值，要有一定的裕度，考慮到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的壓力損失，選取轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的額定壓力為，轉(zhuǎn)向缸為，兩端耳環(huán)加關(guān)節(jié)軸承。 （3）轉(zhuǎn)向器及油泵的選取 轉(zhuǎn)向器選用開心反應型并配有組合閥的全液壓轉(zhuǎn)向器。組合閥主要起保護作用，轉(zhuǎn)向器排量為： 式中：是交叉連接油缸容積 是容積效率，取；i1是方向盤轉(zhuǎn)動總?cè)?shù)，；是轉(zhuǎn)向油缸行程，。 由上式可得： 選轉(zhuǎn)向器排量,圈。方向盤轉(zhuǎn)速一般取,柴油機額定轉(zhuǎn)速。則所需油泵供油量和油泵的排量分別為： 取泄漏系數(shù)，則轉(zhuǎn)向油泵排量： 因此，轉(zhuǎn)向油泵選為排量的型齒輪泵。 （4）轉(zhuǎn)向時間 轉(zhuǎn)向時間是地下汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一個很重要的參數(shù)。由于井下巷道狹窄，坡多彎多，路面條件很差，轉(zhuǎn)向太快，會產(chǎn)生沖擊，對設(shè)備有影響，而且很難控制，轉(zhuǎn)向太慢有可能會發(fā)生安全事故，因此對地下汽車來說，對轉(zhuǎn)向時間有較為嚴格的規(guī)定：原地從右轉(zhuǎn)向左，或從左轉(zhuǎn)向右。轉(zhuǎn)向時間規(guī)定為。 轉(zhuǎn)向時間： 式中：為原地從最左轉(zhuǎn)向到最右（或反之）單向轉(zhuǎn)向時間，； 為油缸行程，； 為油缸流量，； 為油泵每轉(zhuǎn)排量，； 為發(fā)動機高速空轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速，； 為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的容積效率，一般取~，此處取 則 所以 （四）變矩器與發(fā)動機優(yōu)化匹配MATLAB程序的編制 所謂的液力變矩器與發(fā)動機的匹配是指液力變矩器按照工作的要求，以指定工況（或傳動比）傳遞發(fā)動機扭矩和功率的一種共同工作情況。盡管發(fā)動機與變矩器性能都好，若是匹配不正確，將使發(fā)動機性能不能充分發(fā)揮或者液力變矩器不能以十分理想的工況去傳遞發(fā)動機的功率。 通過匹配計算，可以求出地下自卸車的各檔最大牽引力（失速牽引力）、車速與爬坡能力。 1.油泵的力矩損失與的計算 根據(jù)文獻《地下裝載機－結(jié)構(gòu)設(shè)計與使用》設(shè)計，和下表2.1與表2.2計算得工 作油泵空載損失的力矩,;轉(zhuǎn)向油泵,;變速油泵。 表2.1 不同工況變矩器輸入功率與力矩 工況 計算 項目 1 2 3 4 變速油泵滿負荷工作、工作油泵與轉(zhuǎn)向油泵空載 變速油泵與轉(zhuǎn)向油泵滿負荷、工作油泵空載 變速油泵與工作油泵滿負荷、轉(zhuǎn)向油泵空載 各油泵均滿負荷工作 輸入功率 /KW 輸入扭矩 /N.m 注：、—工作油泵、轉(zhuǎn)向油泵空載損失功率，KW; 、、－變速油泵、工作油泵、轉(zhuǎn)向油泵重載損失功率，KW。 表2.2 油泵空載、重載力矩損失 變速油泵 工作油泵 轉(zhuǎn)向油泵 空載／N.m =1591.38／ =1591.38／ 重載／N.m =159(0.69+)/ =159(0.69+)／ =159(0.69+)／ 備 注 、—工作油泵與轉(zhuǎn)向油泵空載損失力矩，N.m; 、、—變速油泵、工作油泵、轉(zhuǎn)向油泵重載損失功率，N.m; —油泵容積效率； —油泵轉(zhuǎn)速，r/min; 、、—變速油泵、工作油泵、轉(zhuǎn)向油泵工作流量，L/min; 、、—變速、工作、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)實際工作壓力，MPa 2.求發(fā)動機標準狀況扭矩，變矩線器輸入扭矩曲 根據(jù)表2.2（變矩器輸入特性曲線）介紹的方法求出,并可畫出下圖2.6的曲線1，2，3，4（為了使圖形更清楚，工況Ⅱ曲線未畫出）。 與公式 (12—5)==，把美國克拉克變矩器的負載拋物線轉(zhuǎn)換成公制負載拋物線并畫在圖2.6上。 3.變矩器的輸出特性及冷卻能力計算 按變矩器輸入特性曲線左上角數(shù)據(jù)與公式=, =, =0.1047, 計算出發(fā)動機與變矩器的聯(lián)合工作輸出特性曲線的坐標，并繪出圖2.7。 4.牽引特性與爬破能力計算 根據(jù)文獻《地下裝載機－結(jié)構(gòu)設(shè)計與使用》中的公式和下表2.3的數(shù)據(jù)計算出各擋的速度、牽引力和爬破能力（見表2.4）并繪出下圖： 圖2.6 柴油機與變矩器共同工作輸入特性曲線 圖2.7柴油機與變矩器聯(lián)合工作輸出特性曲線 圖2.8 牽引曲線 圖2.9重載牽引曲線 其中公式如下所示： =0.377／ =- = 式中 －地下自卸車的行使速度。Km/h; —變矩器渦輪轉(zhuǎn)速，r/min; —輪胎的滾動半徑，m; —傳動系統(tǒng)總傳動比； —輪子牽引力，N； —渦輪輸出力矩，N.m; —傳動系統(tǒng)總效率；=0.8； —空氣阻力系數(shù)=0.0466N/（km/hm）; —地下自卸車迎風面積，m; —變矩器偏置傳動比； —變速箱各擋傳動比； —驅(qū)動橋總傳動比。 表2.3 變矩器特性計算 序 號 變矩器輸入特性 變矩器輸出特性 轉(zhuǎn)速/r.min 扭矩/N.m 轉(zhuǎn)速/r.min 扭矩/N.m 功率/kw 1 2165.6 565.1601 0 1746.3 0 2 2159.1 594.2665 215.9 1721.0 38.9082 3 2153.1 620.7371 430.6 1623.2 73.1935 4 2147.3 646.7537 644.2 1468.1 99.0303 5 2142.1 669.8197 865.8 1292.8 115.9866 6 2139.3 682.0714 1069.7 1128.1 126.3600 7 2139.3 682.0714 1283.6 973.3 130.8215 8 2142.1 669.8197 1499.5 823.2 129.2530 9 2150.4 632.7228 1720.3 637.8 114.8903 10 2172.1 536.0924 1846.3 470.7 90.9988 11 2193.3 441.9922 1897.2 369.1 73.3174 12 2212.3 357.5460 1946.8 281.7 57.4344 13 2248.8 195.0591 2062.1 129.3 27.9248 14 2286.0 29.2546 2292.9 0 0 表2.4牽引特性與爬破能力計算 序號 擋傳動比=4.48 擋傳動比=2.46 Ⅲ擋傳動比=1.41 Ⅳ擋傳動比=0.77 /km.h /kN 坡度 /% /km.h /kN 坡度 /% /km.h /kN 坡度 /% /km.h /kN 坡度 /% 1 0 241.98 37.0830 0 132.87 18.5160 0 76.160 9.7423 0 41.591 4.5191 2 0.4699 238.47 36.4258 0.8558 130.94 18.2111 1.4931 75.049 9.5734 2.7342 40.970 4.4258 3 0.9373 224.92 33.9412 1.7069 123.50 17.0405 2.9780 70.770 8.9237 5.4533 38.591 4.0682 4 1.4021 203.43 30.1403 2.5534 111.69 15.1982 4.4549 63.981 7.8951 8.1577 34.813 3.5008 5 1.8650 179.12 26.0110 3.3964 98.34 13.1336 5.9256 56.298 6.7341 10.8507 30.519 2.8563 6 2.3282 156.31 22.2637 4.2400 85.80 11.2111 7.3974 49.075 5.6452 13.5460 26.449 2.2457 7 2.7939 134.85 18.8285 5.0880 74.00 9.4137 8.8769 42.267 4.6208 16.2552 22.577 1.6650 8 3.2637 114.04 15.5639 5.9436 62.56 7.6794 10.3698 35.655 3.6273 18.9888 18.782 1.0961 9 3.7445 88.34 11.6004 6.8192 48.42 5.5468 11.8973 27.491 2.4020 21.7859 14.106 0.3952 10 4.0187 65.18 8.0772 7.3185 35.69 3.6327 12.7685 20.155 1.3019 23.3812 9.962 -0.2259 11 4.1294 51.10 5.9504 7.5202 27.95 2.4711 13.1203 15.702 0.6345 24.0255 7.472 -0.5991 12 4.2373 39.00 4.1296 7.7168 21.30 1.4738 13.4633 11.873 0.0606 24.6536 5.322 -0.9213 13 4.4884 17.87 0.9600 8.1739 9.69 -0.2670 14.2609 5.176 -0.9432 26.1141 1.523 -1.4908 14 4.9906 -0.06 -1.7277 9.0887 -0.19 -1.7474 15.8568 -0.574 -1.8052 29.0365 -1.925 -2.0078 MATLAB程序運行結(jié)果 MB = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 565.1601 594.2665 620.7371 646.7537 669.8197 682.0714 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 682.0714 669.8197 632.7228 536.0924 441.9922 357.5460 Columns 13 through 14 195.0591 29.2546 nB = 1.0e+003 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 2.1656 2.1591 2.1531 2.1473 2.1421 2.1393 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 2.1393 2.1421 2.1504 2.1721 2.1933 2.2123 Columns 13 through 14 2.2488 2.2860 MT = 1.0e+003 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 1.7463 1.7210 1.6232 1.4681 1.2928 1.1281 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 0.9733 0.8232 0.6378 0.4707 0.3691 0.2817 Columns 13 through 14 0.1293 0 nT = 1.0e+003 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 0.2159 0.4306 0.6442 0.8568 1.0697 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 1.2836 1.4995 1.7203 1.8463 1.8972 1.9468 Columns 13 through 14 2.0621 2.2929 NT = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 38.9082 73.1935 99.0303 115.9866 126.3600 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 130.8215 129.2530 114.8903 90.9988 73.3174 57.4344 Columns 13 through 14 27.9248 0 Warning: Polynomial is badly conditioned. Remove repeated data points or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. > In C:\MATLAB6p1\toolbox\matlab\polyfun\polyfit.m at line 74 In C:\MATLAB6p1\work\ppjs2005.m at line 210 Warning: Polynomial is badly conditioned. Remove repeated data points or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. > In C:\MATLAB6p1\toolbox\matlab\polyfun\polyfit.m at line 74 In C:\MATLAB6p1\work\ppjs2005.m at line 215 Warning: Polynomial is badly conditioned. Remove repeated data points or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. > In C:\MATLAB6p1\toolbox\matlab\polyfun\polyfit.m at line 74 In C:\MATLAB6p1\work\ppjs2005.m at line 219 Sigmai = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 129.3858 71.0467 40.7219 22.2382 v1 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 0.4699 0.9373 1.4021 1.8650 2.3282 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 2.7939 3.2637 3.7445 4.0187 4.1294 4.2373 Columns 13 through 14 4.4884 4.9906 v2 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 0.8558 1.7069 2.5534 3.3964 4.2400 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 5.0880 5.9436 6.8192 7.3185 7.5202 7.7168 Columns 13 through 14 8.1739 9.0887 v3 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 1.4931 2.9780 4.4549 5.9256 7.3974 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 8.8769 10.3698 11.8973 12.7685 13.1203 13.4633 Columns 13 through 14 14.2609 15.8568 v4 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 0 2.7342 5.4533 8.1577 10.8507 13.5460 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 16.2552 18.9888 21.7859 23.3812 24.0255 24.6536 Columns 13 through 14 26.1141 29.0365 TE1 = 1.0e+005 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 2.4198 2.3847 2.2492 2.0343 1.7912 1.5631 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 1.3485 1.1404 0.8834 0.6518 0.5110 0.3900 Columns 13 through 14 0.1787 -0.0006 TE2 = 1.0e+005 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 1.3287 1.3094 1.2350 1.1169 0.9834 0.8580 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 0.7400 0.6256 0.4842 0.3569 0.2795 0.2130 Columns 13 through 14 0.0969 -0.0019 TE3 = 1.0e+004 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 7.6160 7.5049 7.0770 6.3981 5.6298 4.9075 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 4.2267 3.5655 2.7491 2.0155 1.5702 1.1873 Columns 13 through 14 0.5176 -0.0574 TE4 = 1.0e+004 * Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 4.1591 4.0970 3.8591 3.4813 3.0519 2.6449 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 2.2577 1.8782 1.4106 0.9962 0.7472 0.5322 Columns 13 through 14 0.1523 -0.1925 a1 = Columns 1 through 2 Columns 3 through 4 Columns 5 through 6 37.0830 36.4258 33.9412 30.1403 26.0110 22.2637 Columns 7 through 8 Columns 9 through 10 Columns 11 through 12 18.8285 15.5639 11.6004 8.0772 5.9504 4.1296 Columns 13 through 14 0.9600 -1.7277 a2 =