滑移裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書完整

中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 目錄I目錄摘要 .IVABSTRACT .5第一章 緒論 .I1.1 滑移裝載機(jī)的歷史背景和發(fā)展前景 .I1.2 總體結(jié)構(gòu)介紹 .II1.2.1 行走裝置 .II1.2.2 作業(yè)裝置 .III1.1.3 液壓系統(tǒng) .III第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算及元件選擇 .52.1 行走液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .52.1.1 行走液壓馬達(dá)的選取 .72.1.2 行走液壓泵的選取 .132.2 作業(yè)裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .172.2.1 作業(yè)裝置工況分析 .172.2.2 作業(yè)裝置動(dòng)作循環(huán)規(guī)劃 .192.2.3 工作裝置液壓系統(tǒng)擬定 .20第三章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .243.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選取 .243.2 油箱的設(shè)計(jì) .253.2.1 油箱的用途及要求 .253.2.2 油箱容積的確定 .263.2.3 油箱附件的安裝 .273.3.3 油箱散熱功率計(jì)算 .273.3 系統(tǒng)散熱器設(shè)計(jì) .28中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 目錄II3.3.1 液壓油油溫過(guò)高的危害 .283.3.2 閉式液壓系統(tǒng)的散熱方式 .293.2.3 散熱功率計(jì)算 .303.2.4 散熱功率及散熱面積計(jì)算 .313.4 濾油器選擇 .323.5 聯(lián)軸器的選取 .333.6 液壓閥的選取與安裝 .333.6.1 液壓閥的選擇 .343.6.2 液壓閥的配置形式 .353.7 液壓系統(tǒng)管路設(shè)計(jì) .353.7.1 管徑計(jì)算 .353.7.2 液壓管路的布置 .36第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)與設(shè)計(jì)心得 .384.1 設(shè)計(jì)總結(jié) .384.2 設(shè)計(jì)心得 .39鳴謝 .40參考文獻(xiàn) .42中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 目錄II摘要滑移裝載機(jī)是一種利用兩邊行走輪速度差實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，能實(shí)現(xiàn)多種工程作業(yè)的小型工程機(jī)械。因其小巧靈活，能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向的特點(diǎn)，在工程運(yùn)用中起著越來(lái)越重要的作用。換裝特定用途通用屬具后，可實(shí)現(xiàn)鏟運(yùn)，堆垛，壓實(shí)路面等多種作業(yè)模式。現(xiàn)設(shè)計(jì)一款適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的滑移裝載機(jī)液壓系統(tǒng)。分析國(guó)內(nèi)外滑移裝載機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，參考已有滑移裝載機(jī)液壓系統(tǒng)，依據(jù)任務(wù)書給出的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí)際作業(yè)模式和作業(yè)環(huán)境，對(duì)滑移裝載機(jī)的運(yùn)動(dòng)和受力進(jìn)行分析，針對(duì)其要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)做要求，擬定液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算和參考樣本，完成液壓系統(tǒng)的工作泵，控制閥，行走馬達(dá)，工作液壓缸等元件的選型。最后，用三維繪圖軟件 PROE 繪制出油箱、泵組、閥組、馬達(dá)等所選元件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)所需的其他零件，并完成液壓系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)和零件的裝配。關(guān)鍵詞：裝載機(jī)；滑移；液壓系統(tǒng)中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 Abstract3AbstractSkid 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 playing 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 Steer 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 requirements 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 hydraulic 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 drawed 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中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論I第一章 緒論 1.1 滑移裝載機(jī)的歷史背景和發(fā)展前景滑移裝載機(jī)移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)是一種利用兩側(cè)車輪線速度差而實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向的輪式專用底盤設(shè)備，采用輪式行走機(jī)構(gòu)，全輪驅(qū)動(dòng)?；妻D(zhuǎn)向可于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)快速更換或掛接各種工作裝置，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容?；妻D(zhuǎn)向裝載機(jī)的動(dòng)力一般為 20-50 千瓦，主機(jī)質(zhì)量 2000-4000 公斤車速為每小時(shí) 10 -15 公里左右，主要用于作業(yè)場(chǎng)地狹小地面起伏不平作業(yè)內(nèi)容變換頻繁的場(chǎng)合，適用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，廠房車間，建筑工地，碼頭裝卸，市區(qū)街道，住宅，谷倉(cāng)，畜舍，機(jī)場(chǎng)，跑道等，進(jìn)行鏟運(yùn)，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破碎，抓取，推扒，松土，開(kāi)溝，道路清掃，路面壓實(shí)等工作?；妻D(zhuǎn)向裝載機(jī)的工作裝置采用液壓傳動(dòng)，其行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)除極個(gè)別采用皮帶傳動(dòng)或鏈條傳動(dòng)的機(jī)型外，滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)幾乎均采用全液壓方案雙回路閉式系統(tǒng)，斜盤式雙向變量泵，斜軸式高速馬達(dá)，由于行走液壓回路封閉，車輛停車即制動(dòng)，不須另設(shè)行車制動(dòng)裝置，為消除由于車輛慣性力而產(chǎn)生的過(guò)大沖擊，液壓馬達(dá)進(jìn)出處加設(shè)限壓閥，液壓件多是回路中最大的特色，兩個(gè)行走變量柱塞泵和補(bǔ)油泵，一個(gè)工作齒輪泵，部分機(jī)型還有先導(dǎo)操縱回路的低壓泵。bobcat 采用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)串聯(lián)泵將所有柱塞泵和齒輪泵串聯(lián)成一串，這種泵國(guó)內(nèi)尚不多見(jiàn)，維修配套困難。ZTS 則采用齒輪箱傳動(dòng)分別驅(qū)動(dòng)各液壓泵，這種驅(qū)動(dòng)方式除了可以采用單泵配套外，尚可利用不同的傳動(dòng)使各油泵在合適的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)以獲得較理想的系統(tǒng)匹配。ZTS 在這個(gè)齒輪箱上加設(shè)了主離合器用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)時(shí)卸荷。在中國(guó)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)剛剛起步，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)企業(yè)也不多，但縱觀小型工程機(jī)械市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)需要有一個(gè)從認(rèn)識(shí)到接受的過(guò)程，現(xiàn)階段中國(guó)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的市場(chǎng)不大需要生產(chǎn)廠家及其經(jīng)銷商向用戶進(jìn)行全面細(xì)致的產(chǎn)品推介，把潛在市場(chǎng)轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)。隨著小挖等一系列小型工程機(jī)械在我國(guó)從無(wú)到有的發(fā)展歷史以及在市場(chǎng)中所呈現(xiàn)的火爆，可以預(yù)測(cè)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)也會(huì)像其它小型設(shè)備一樣被國(guó)內(nèi)大量的工程機(jī)械生產(chǎn)廠家看好，這塊潛在的市場(chǎng)并將會(huì)有更多的企業(yè)進(jìn)軍生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)這一領(lǐng)域。通過(guò)在發(fā)展過(guò)程中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和較成熟的生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)將一步步推開(kāi)生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的大門，相信在今后幾年新產(chǎn)品新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量也將迅速提高，市場(chǎng)也必將迎來(lái)新的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。市場(chǎng)需求是根本，近年來(lái)我國(guó)城鎮(zhèn)化管理，城市基礎(chǔ)建設(shè)，配套的小型工程機(jī)械在批量更新?lián)Q代的同時(shí)，將購(gòu)置批量的產(chǎn)品彌補(bǔ)缺口，在這種情況下，實(shí)用價(jià)值和盈利觀念已成為用戶更新、購(gòu)置設(shè)備的原則，質(zhì)量?jī)r(jià)格回報(bào)率等綜合中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論II性能將成為用戶的首選，這就要求在剛邁入準(zhǔn)備邁入滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)通過(guò)調(diào)研座談等形式，納入用戶設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品能夠做到真正的滿足市場(chǎng)和用戶的需求。本文通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外滑移裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)查國(guó)內(nèi)對(duì)滑移裝載機(jī)的運(yùn)用情況，以及潛在的市場(chǎng)前景，針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)適用的滑移裝載機(jī)。1.2 總體結(jié)構(gòu)介紹滑移式裝載機(jī)的主機(jī)系一臺(tái)前端式裝載機(jī)，無(wú)一例外地被設(shè)計(jì)為短軸距、短后懸，動(dòng)臂支承點(diǎn)在車輛后上方。駕駛室位于兩側(cè)動(dòng)臂間，司機(jī)須跨越工作裝置才能進(jìn)入駕駛室內(nèi)。儀表盤分置司機(jī)左右兩側(cè)或布置在前上方。發(fā)動(dòng)機(jī)后置，縱向布置。不設(shè)前后橋，四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪各自獨(dú)立懸掛在傳動(dòng)箱上。1.2.1 行走裝置滑移裝載機(jī)的行走裝置采用雙泵雙馬達(dá)的靜液壓閉式回路傳動(dòng)系統(tǒng)，再通過(guò)一級(jí)鏈輪傳動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的力和運(yùn)動(dòng)分配到四個(gè)行走輪胎上，傳動(dòng)方案如圖 1。采用液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)是：可實(shí)現(xiàn)全車速范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)變速；起動(dòng)力矩大；低速高效率；經(jīng)常工作轉(zhuǎn)速可調(diào)到發(fā)動(dòng)機(jī)的低油耗范圍，節(jié)油效果好；易實(shí)現(xiàn)功率的合理匹配；無(wú)變速箱、差速器、傳動(dòng)軸等，發(fā)動(dòng)機(jī)可任意布置，降低車輛重心，增加車輛的穩(wěn)定性；利用電控和微機(jī)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；對(duì)液壓元件性能要求高。圖 1-1 行走系傳傳動(dòng)方案 圖 2 -1 滑移轉(zhuǎn)向原理 采用滑移轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)向原理利用左右行走輪胎的速度差實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)兩邊輪胎轉(zhuǎn)速相同時(shí)，機(jī)器直線行駛，當(dāng)左邊輪胎速度高于右邊時(shí)實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向，當(dāng)右邊輪胎速度高于左邊輪胎時(shí)實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)向，若左右兩邊輪胎速度相等，方向相反時(shí)可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)向原理如圖 2?；妻D(zhuǎn)向是滑移裝載機(jī)與普通裝載機(jī)最大的區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)，采用滑移轉(zhuǎn)向能使滑移裝載中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論III機(jī)在狹小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，因此，它可以運(yùn)用在很多狹窄空間內(nèi)作業(yè)，如車間，集裝箱等地方。1.2.2 作業(yè)裝置傳統(tǒng)裝載機(jī)的動(dòng)臂裝在車架的前端，鏟斗用單斗液壓缸反鏟裝置，滑移裝載機(jī)的工作裝置與車架的后端連接，滑移裝載機(jī)由于其獨(dú)特的動(dòng)臂結(jié)構(gòu)，不宜用單斗油缸驅(qū)動(dòng)鏟斗，而是雙液壓缸驅(qū)動(dòng)。目前鏟斗的舉升軌跡主要有圓弧舉升和垂直舉升兩種，圓弧舉升曲線由六連桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，垂直舉升曲線由八連桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于其舉升方式可以影響設(shè)備做特定工作時(shí)的生產(chǎn)力，圓弧舉升的設(shè)備最高舉升高度在舉升路徑的中間，這樣這些設(shè)備就比較適合中低高度的工作，如裝載低位漏斗或移動(dòng)式噴灑器等，而垂直舉升設(shè)備的舉升高度可以到達(dá)舉升路徑的最高點(diǎn)，適合裝載高度較高的地方如卡車等。而且因?yàn)橛辛硕喾N多樣的附件今天的滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)能夠做的工作遠(yuǎn)比單純的裝載要多的多，可以完成多種工作，從抓巖石，平整路面，到清理灌木和積雪，目前已有超過(guò) 108 種不同附件可供選擇。垂直舉升和圓弧舉升結(jié)構(gòu)如圖 3、圖 4?？紤]到圓弧舉升在鉆孔以及一些需要垂直運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作時(shí)的局限和舉升高度有限，本設(shè)計(jì)采用垂直舉升結(jié)構(gòu)。圖 1-3 垂直舉升結(jié)構(gòu) 圖 1-4 圓弧舉升結(jié)構(gòu)工作裝置由動(dòng)臂架，兩個(gè)動(dòng)臂油缸，兩個(gè)支撐桿，兩個(gè)搖臂，兩個(gè)動(dòng)臂油缸以及屬具組成，目前運(yùn)用到各種工作中的屬具已達(dá)到一百多種，本設(shè)計(jì)主要考慮鏟運(yùn)作業(yè)，即屬具為鏟斗時(shí)的工況。主機(jī)動(dòng)臂多采用箱形截面結(jié)構(gòu)，借以提高其扭轉(zhuǎn)剛度。為整機(jī)布置所限，動(dòng)臂提升只能采用雙液壓缸的形式。轉(zhuǎn)斗液壓缸通常設(shè)置在動(dòng)臂前端，為解決在動(dòng)臂提升過(guò)程種的“鏟斗平移”問(wèn)題，設(shè)計(jì)了液壓自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，在動(dòng)臂舉升是，鏟斗會(huì)隨之動(dòng)作，使鏟斗中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論IV與地面保持水平，防止物料掉落。1.1.3 液壓系統(tǒng)該部分是整個(gè)機(jī)器的核心部分，為機(jī)器的行走和作業(yè)傳遞運(yùn)動(dòng)和力。發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力輸出給液壓泵，液壓泵輸出液壓油，通過(guò)各種閥的控制以及電控裝置，將符合工況的液壓油液供給個(gè)執(zhí)行元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)分為行走液壓系統(tǒng)和工作裝置液壓系統(tǒng)。行走液壓系統(tǒng)由兩個(gè)帶補(bǔ)油泵的變量斜盤式柱塞泵和兩個(gè)定量徑向柱塞馬達(dá)組成，其為閉式回路，另外還設(shè)置有調(diào)速回路，沖洗回路。工作裝置液壓系統(tǒng)由一個(gè)齒輪泵及換向閥，蓄能器，溢流閥等組成，為鏟斗油缸和動(dòng)臂油缸以及屬具提供液壓油。為保證液壓系統(tǒng)的正常工作，還應(yīng)設(shè)置冷卻裝置，加熱裝置，潤(rùn)滑裝置等中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論V中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第三章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算及元件選擇首先分析機(jī)器的作業(yè)環(huán)境，作業(yè)對(duì)象，作業(yè)方式，進(jìn)而設(shè)計(jì)出符合工況的方案?；蒲b載機(jī)主要用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，廠房車間，建筑工地，碼頭裝卸，市區(qū)街道，住宅，谷倉(cāng)，畜舍，機(jī)場(chǎng)，跑道等，進(jìn)行鏟運(yùn)，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破碎，抓取，推扒，松土，開(kāi)溝，道路清掃，路面壓實(shí)等工作。本設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮滑移裝載機(jī)的鏟掘作業(yè)工況。行走速度，整機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量，轉(zhuǎn)向，調(diào)速等