裝載機工作機構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計

1、1緒論裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水屯、港口、礦山等建設(shè)工程 的土石方施式機械，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)。換裝不同的輔助工作裝置還可進(jìn)行推土、 起重和其他物料如木材的裝卸作業(yè)。在道路、特別是在高等級公路施工中，裝 載機用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場的集料與裝料等作業(yè)。 此外還可進(jìn)行推運土壤、刮平地面和牽引其他機械等作業(yè)。由于裝載機具有作 業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因此它成為工程建設(shè)中土石 方施工的主要機種之一，同時也成為工程機械中發(fā)展最快、產(chǎn)銷量及市場需求 最大的機種之一。1. 1裝載機的簡介

2、1. 1. 1裝載機的發(fā)展歷史及前景我國裝載機始于1960年末，發(fā)展至今它經(jīng)歷了 3個發(fā)展階段，即60年代 仿制摸索階段；70年代自力更生研制階段；80年代至90年代技術(shù)引進(jìn)、合資 合作發(fā)展階段。自1958年，上海港口機械廠首先測繪并試制了 67kw （90hp）、 斗容量為的裝載機一一我國自己制造的第一臺裝載機之后。全國裝載機產(chǎn) 品從1976年的446臺發(fā)展到1996年的18310臺，二十年內(nèi)增長41. 1倍。同時 國民經(jīng)濟的發(fā)展與國家基建規(guī)模及資金投入的增大，更促進(jìn)了我國裝載機行業(yè) 的迅速發(fā)展。生產(chǎn)企業(yè)由1980年的20家增至現(xiàn)在的100余家，初步形成了規(guī) 格為0.810t約19個型號的系

3、列產(chǎn)品，并已成為工程機械主力機種。自此裝載 機在全國機械產(chǎn)品中，成為重要代表產(chǎn)品，令世人矚目。綜觀國外裝載機的發(fā)展特點及外部環(huán)境，專家預(yù)測未來裝載機的主要發(fā)展 趨勢是：（1）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。（2）微電子及機電液一體化技術(shù)將獲得越來越廣泛的應(yīng)用。（3）安全性及舒適性是產(chǎn)品發(fā)展的重要目標(biāo)。(4) 大型化與微型化仍是產(chǎn)品系列化的兩極方向。(5) 技術(shù)進(jìn)步、人才培養(yǎng)和售后服務(wù)將成為企業(yè)生存的三大關(guān)鍵內(nèi)在因素。(6) 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。1.2全液液壓裝載機液壓系統(tǒng)1. 2. 1液壓傳動系統(tǒng)的特點：1. 功率重量比大，調(diào)速性能好，可實現(xiàn)

4、無級調(diào)速，并且調(diào)速平穩(wěn)、均勻、準(zhǔn)確、 加速性能好；2. 起動力矩可以很大；3總體匹配容易，隨著選定動力源的參數(shù)變化，可以改變變量泵或者變量馬達(dá) 的排量和系統(tǒng)壓力，從而可以得到比較滿意的匹配效果；4. 動力性能好，液壓傳動車輛的牽引性能、爬坡能力及最高車速均比較好，且 當(dāng)進(jìn)行最大爬坡時，還能保持較高的車速；5. 調(diào)節(jié)變量泵的排量，車輛系統(tǒng)可以用很小的速度運行，微動性能好；6. 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；7. 在高速下，變量泵、定量馬達(dá)的最高效率在高速區(qū)段；8. 高效率區(qū)范圍寬。1. 2. 2液壓傳動技術(shù)的國際發(fā)展趨勢：1 采用的液壓元件高壓化，連續(xù)工作壓力達(dá)到40mpa,瞬間最高壓力達(dá)到48mpa；2.

5、 調(diào)節(jié)和控制方式多樣化；3. 進(jìn)一步改善調(diào)節(jié)性能，提高動力傳動系統(tǒng)的效率；4. 發(fā)展與機械、液力、電力傳動組合的復(fù)合式調(diào)節(jié)傳動裝置；5. 發(fā)展具有節(jié)能、儲能功能的高效系統(tǒng)；6. 進(jìn)一步降低噪?yún)穑?. 應(yīng)用液壓螺紋插裝閥技術(shù)，緊湊結(jié)構(gòu)、減少漏油。1- 3本論文的主要研究內(nèi)容(1) 裝載機傳動系統(tǒng)的分析：對裝載機的各種傳動系統(tǒng)進(jìn)行了對比分析，并且重點對液壓傳動系統(tǒng)的構(gòu) 成及特點進(jìn)行分析，得出一些有益的結(jié)論，還指出了進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)難點。（2）裝載機液壓系統(tǒng)構(gòu)成分析：為了確定全液壓裝載機的液壓系統(tǒng)構(gòu)成方案，對普通裝載機的液壓系統(tǒng)的 系統(tǒng)構(gòu)成特點進(jìn)行分析，同時分析了節(jié)能效果較好的多執(zhí)行機構(gòu)負(fù)載敏感控

6、制 系統(tǒng)。從簡單高效的角度考慮，最后確定了所開發(fā)的全液壓裝載機的系統(tǒng)構(gòu)成 方案，進(jìn)而確定了液壓調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成方案和馬達(dá)的驅(qū)動方案。（3）裝載機液壓傳動及控制技術(shù)地展望：全液壓裝載機實現(xiàn)了裝載機執(zhí)行機構(gòu)地全液壓控制，但它并沒有把電子技 術(shù)應(yīng)用在其屮。同時，目前更具有發(fā)展前景地是要把信息技術(shù)廣泛地應(yīng)用在產(chǎn) 業(yè)車輛等行走機械中，開發(fā)先進(jìn)的集機械、電子、液壓、信息等技術(shù)為一體的 機電液一體化系統(tǒng)，這是未來工程機械行業(yè)發(fā)展的主要發(fā)展方向。2裝載機傳動系統(tǒng)分析本章對裝載機的各種傳動系統(tǒng)進(jìn)行了對比分析，并且重點對裝載機液壓傳 動系統(tǒng)的組成及特點進(jìn)行了分析，同時給出了所開發(fā)的全液壓裝載機的總體構(gòu) 成方案，還指

7、出了進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)難點。2. 1液壓傳動系統(tǒng)的要求裝載機傳動系統(tǒng)的基本作用是將原動機即柴油機所產(chǎn)生的運動與轉(zhuǎn)矩加以 一定的變化后傳給驅(qū)動車輪，使之產(chǎn)生必要的牽引力，推動裝載機前行或者后 退，且具有較大的速度變化。為了保證裝載機的正常運行，首先要求裝載機在各種運行工況下具有合適 的運行速度及必要的牽引力。在平坦的良好路而上行駛時，滾動阻力較小，坡 度阻力近于零，總形式阻力只有裝載機總重力的1.5%2%左右。若裝載機爬 行很大的坡度（20%左右），且路而又很差時，總阻力就很大，可達(dá)到30% 35%。裝載機起動加速時還有慣性阻力。由于裝載機工作環(huán)境是多樣變化的， 因此裝載機所受到的阻力也是隨時變

8、化的，并且變化幅度很大，一般情況下可 相差45倍，有時相差更多。這就要求裝載機的牽引力隨外界的總阻力變化而 變化，同時行駛速度也相應(yīng)變化。一般當(dāng)行駛阻力小時，以高速行駛；行駛阻 力大時，以低速運行。其次要求裝載機能以各種速度反向行駛（倒退），以適應(yīng) 裝載機裝卸作業(yè)時前進(jìn)和后退行駛機會幾乎相等的情況。此外，還要求裝載機 能平穩(wěn)地起步（起動）；在曲線行駛時能夠協(xié)調(diào)地將轉(zhuǎn)矩按一定地比例分配給左 右驅(qū)動車輪。上述這些要求，是依靠原動機和傳動系統(tǒng)共同完成的。由于裝載機所用的 原動機（柴油機）的性能不同，因而傳動系統(tǒng)的功用及組成也又差別。對于一臺機動靈活，而又效率較高的車輛，其行走系統(tǒng)的傳動方案一般要 考

9、慮以下幾個要點：可以連續(xù)調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，即可以進(jìn)行無級調(diào)速；可以靈活配置傳動部件；便于實現(xiàn)各種控制模式（程控、過載保護(hù)等）。但是從上面的出發(fā)點考慮，為此而付出的代價是要采取較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、較 高的制造成本、以及在傳動過程屮因能量轉(zhuǎn)換不可避免的功率損失。因此就存 在一個在各種傳動中如何合理選擇和優(yōu)化配置的問題。2. 2液壓裝載機的總體構(gòu)成2. 2. 1裝載機液壓系統(tǒng)的基本構(gòu)成：在多執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)屮，多執(zhí)行機構(gòu)負(fù)載敏感控制系統(tǒng)屬于技術(shù)上比較 先進(jìn)的控制系統(tǒng)。多執(zhí)行機構(gòu)負(fù)載敏感控制系統(tǒng)能夠自動地將負(fù)載所需壓力或 流量變化的信號，傳到負(fù)載敏感閥（閥控負(fù)載敏感）或油泵變量控制機構(gòu)（泵 控負(fù)載敏感）的

10、敏感腔，使其壓力參數(shù)發(fā)生變化，從而調(diào)整供油單位的運行狀 態(tài)，使其幾乎僅向系統(tǒng)提供負(fù)載所需要的液壓功率（壓力與流量的乘積），因而 最大限度地減少了功率地?fù)p失，從而提高了原動機（柴油機）的利用效率；另 外，由于系統(tǒng)還可通過壓力補償?shù)耐瑫r控制具有不同負(fù)載壓力的執(zhí)行機構(gòu)，因 而可以通過改變操作閥的操作量來調(diào)整各執(zhí)行機構(gòu)的速度，使控制速度不隨負(fù) 載壓力而變化。因此在車輛和工程機械屮釆用多負(fù)載執(zhí)行機構(gòu)敏感控制系統(tǒng)， 可以大幅度提高它們的操作性能。但是，雖然多執(zhí)行機構(gòu)負(fù)載敏感控制系統(tǒng)在技術(shù)上屬于比較先進(jìn)的控制系 統(tǒng)，可以很好地解決多執(zhí)行機構(gòu)同時驅(qū)動的問題，但它卻并不適用于裝載機的 液壓控制系統(tǒng)。由于多執(zhí)行機

11、構(gòu)負(fù)載敏感控制系統(tǒng)在價格高以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 等方面的原因，對于裝載機這種售價較低而且對各執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)合動作要求并 不很高的機械來說，設(shè)計價格低廉而且簡單有效的多執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)便是設(shè) 計液壓裝載機液壓系統(tǒng)的一個主要思路。根據(jù)裝載機的工作特點，可知裝載機對于進(jìn)行復(fù)合動作的要求并不高，裝 載機一般需要進(jìn)行以下的復(fù)合動作:（1）無論在任何工況下，如果柴油機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，就首先要保證車輪能夠 進(jìn)行轉(zhuǎn)向，所以需具有轉(zhuǎn)向機構(gòu)和其它機構(gòu)可以同時動作的要求。（2）裝載機在行走的過程中，要可以進(jìn)行翻轉(zhuǎn)油缸或者升降油缸的動作，但 此時翻轉(zhuǎn)或者升降油缸都不需要很大的流量，一般都是為了裝載貨物而進(jìn)行的 一些簡單的調(diào)整

12、。由于裝載機對各執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行復(fù)合動作的要求并不高，所以計劃在普通裝載機的液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，主要的任務(wù)就是把行走系統(tǒng) 加到整個系統(tǒng)屮，而且所有的系統(tǒng)在利用液壓泵供油的條件下，可以完成裝載 機所需要的動作。在這樣一個思路下，得到如下圖所示的全液壓裝載機液壓系統(tǒng)框圖：圖2t液壓裝載機的系統(tǒng)構(gòu)成如圖2-1所示，即為所設(shè)計的全液壓裝載機的系統(tǒng)框圖。所設(shè)計全液壓裝 載機最引人注目的技術(shù)就是：柴油機一液壓泵驅(qū)動多個執(zhí)行機構(gòu)，這是全液壓 裝載機優(yōu)越于傳統(tǒng)裝載機的關(guān)鍵所在。為了使裝載機能夠進(jìn)行復(fù)合動作，系統(tǒng) 屮可采用改進(jìn)設(shè)計的多路換向閥（分配閥只是個代名詞），多路換向閥可使行走 機構(gòu)、升降機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

13、相互并聯(lián)，使每個機構(gòu)可以互不干擾，由此完成復(fù) 合動作。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、造價低廉，并且完全可以滿足裝載機各執(zhí)行機 構(gòu)的動作要求。2. 3工程機械中液壓傳動的特點液壓傳動系統(tǒng)與其它兩種傳動系統(tǒng)比較有以下特點：（1）無級調(diào)速性能：調(diào)速平穩(wěn)、均勻、準(zhǔn)確，加速性能好，換向迅速而無沖擊，反應(yīng)靈敏，可 實現(xiàn)全車速范圍內(nèi)的無級變速。傳動性能：起動力矩大，當(dāng)車輛在行駛中作業(yè)時，要求有低速大扭矩的特性，低速大扭矩馬達(dá)可實現(xiàn)低速運行，雖然此時柴油機轉(zhuǎn)速降低，但液壓系統(tǒng)壓力不變， 牽引力不會下降。傳動效率：低速傳動效率比液力傳動高，高速傳動時效率低于液力傳動，一般工程機 械以低速的加減速為主，所以高效率區(qū)范圍大。

14、對液壓傳動本身，與齒輪傳動 和液力傳動相比，對單一的傳動裝置液壓傳動效率低。對需要變速的整機來說, 效率是隨工況而變化的，如變量泵+定量馬達(dá)最高效率在高速區(qū)段，變量泵+ 變量馬達(dá)最高效率在屮速區(qū)段。當(dāng)液壓傳動的各個環(huán)節(jié)均可調(diào)時，可使整個效 率匹配在最佳點上，并將常用轉(zhuǎn)速調(diào)到低油耗處，節(jié)油效果明顯。功率利用：作業(yè)過程屮液壓傳動總是恒功率輸出（發(fā)動機始終在額定工況下工作）。為 了實現(xiàn)對功率分流的合理匹配，普遍采用變量泵加控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)來滿足工 程機械對功率分流的要求。而控制調(diào)節(jié)的實現(xiàn)方法有da （速度敏感控制）、dg （方向操作液壓控制）、dr （恒壓調(diào)節(jié)）、ed （電液比例調(diào)節(jié)）、i1d （液

15、壓調(diào)節(jié)）、 hw （機械伺服液壓控制）、lr （恒功率調(diào)節(jié)）、ls （負(fù)荷傳感控制）以及fza、 lsg、glb （電子控制）等。（5）實現(xiàn)液壓制動：制動系統(tǒng)也由行駛驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)，口系統(tǒng)轉(zhuǎn)向迅速，車速控制精確，操作 省力、舒適。液壓制動操作方便，且制動時有功率回收效果，燃油經(jīng)濟性好。（6）設(shè)計自由及結(jié)構(gòu)簡單：某些機型由于省去變速箱或差速器、傳動軸、驅(qū)動橋以及輪邊減速器等， 發(fā)動機可任意布置，降低車輛重心，增加車輛的穩(wěn)定性，提高車輛設(shè)計的靈活 性。（7）操作的可控性：操作方便、簡捷、靈敏、準(zhǔn)確。可借助液壓元件和各種回路實現(xiàn)液壓反饋, 對傳動系統(tǒng)進(jìn)行液壓控制，利用電控和微機易于實現(xiàn)自動控制。(8)

16、 對液壓元件性能要求高：液壓系統(tǒng)及元件的制造成本高。所以，靜液壓傳動具有無級調(diào)速、高效區(qū)大、工作效率高、能耗低、可自 動控制等特點，目前大、屮、小型的工程機械都有應(yīng)用，特別在裝載機上應(yīng)用 廣泛。2. 4對于液壓裝載機的思考2. 4. 1裝載機驅(qū)動系統(tǒng)采用液壓傳動的理由及好處：(1) 結(jié)構(gòu)簡單：只需要一個柴油機帶動液壓泵，就可以同時驅(qū)動行走、轉(zhuǎn)向、升降和抬升 等機構(gòu)完成需要的動作，使得機械元件的數(shù)量人人減少；行走系統(tǒng)采用液壓泵 直接驅(qū)動安裝在車輪上的馬達(dá)的控制方式，不但構(gòu)成簡單，而且車架內(nèi)剩余空 間很多，各種部件都很方便布置，同時也減輕了車重。(2) 調(diào)速方便：利用液壓系統(tǒng)變量的特點，采用液壓調(diào)

17、速的方法，可以很方便地實現(xiàn)無級 調(diào)速，在調(diào)速過程屮車速穩(wěn)定，這種調(diào)速方法不但容易實現(xiàn)，而且也簡單可靠, 價格低廉。(3) 制動可靠：系統(tǒng)制動采用液壓制動的方法，可以很方便地實現(xiàn)行車制動、停車制動和 緊急制動等車輛所要求的功能，而口這種制動系統(tǒng)制動距離短、制動可靠等特 點。(4) 節(jié)約能耗:轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用負(fù)載傳感轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不轉(zhuǎn)向時幾乎不向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供油，節(jié)約 了系統(tǒng)能量；工作屮，柴油機一直處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，減少了因柴油機頻繁起動制 動的能量損失；如果執(zhí)行機構(gòu)不工作，柴油機運轉(zhuǎn)，如果選擇合適的液壓泵， 可使系統(tǒng)流量輸出為零，避免溢流損失。2. 4. 2設(shè)計液壓式裝載機的技術(shù)難點：(1) 如何進(jìn)行各執(zhí)行機構(gòu)

18、的運動參數(shù)間的選擇和匹配：在液壓系統(tǒng)中，液壓泵是系統(tǒng)的動力元件，直接控制各執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)向油 缸、裝載油缸和行走馬達(dá)等各個執(zhí)行機構(gòu)的執(zhí)行元件。由于系統(tǒng)釆用單柴油機 控制多個執(zhí)行機構(gòu)，選擇何種型式的液壓泵就是首先要考慮的問題，女2選擇 單泵還是多聯(lián)泵(雙聯(lián)泵)，采用變量泵還是定量泵。其次，各個執(zhí)行元件以及 動力元件的主要參數(shù)如何進(jìn)行匹配，以便使各個執(zhí)行機構(gòu)的動作協(xié)調(diào)。同時， 為了保證系統(tǒng)屮各執(zhí)行機構(gòu)的安全性，在各個執(zhí)行機構(gòu)的主要位置設(shè)置了一些 具有安全作用的元件，如溢流閥、單向閥、過濾器等，由于有了這些元件的存 在，可能在多個執(zhí)行連接在一個大回路屮或者同時動作時要產(chǎn)生相互干擾的問 題，如何能夠保證

19、各執(zhí)行機構(gòu)的安全性又要滿足不同機構(gòu)的動作要求也是需要 仔細(xì)研究的問題。(2) 各個執(zhí)行機構(gòu)的動作如何協(xié)調(diào)和操縱控制：由于系統(tǒng)總體的結(jié)喉特點及裝載機本身的一些特點，如何操縱各個執(zhí)行機 構(gòu)和各個機構(gòu)協(xié)調(diào)也是一個主要問題。首先，裝載機有車輪轉(zhuǎn)向、鏟斗裝載和 行走等動作，各個動作采用何種操縱方式是一個主要問題，根據(jù)對傳統(tǒng)裝載機 的分析，可以使用手動操縱桿進(jìn)行這些機構(gòu)的動作操縱。其次，各個執(zhí)行機構(gòu) 的控制過程中，不可避免的問題就是調(diào)速問題，因為每個執(zhí)行元件機構(gòu)都要調(diào) 速的要求，只是對于調(diào)速的性能要求不同，縱觀各個機構(gòu)，行走系統(tǒng)是對調(diào)速 特性要求最高的，同時好能也最大，如何使行走系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)行走調(diào)速是重點

20、 考慮的，液壓系統(tǒng)的調(diào)速方法一般有節(jié)流調(diào)速或者容積調(diào)速方法，采用哪種方 法要從系統(tǒng)的功能實現(xiàn)、節(jié)約能耗、動作協(xié)調(diào)等角度予以考慮。3 裝載機液壓系統(tǒng)設(shè)計3. 1裝載機工況分析、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)通過工況分析，可以看出液壓執(zhí)行組件在工作過程中速度和載荷變化情況, 為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行組件的參數(shù)提供依據(jù)。液壓系統(tǒng)的主要不是參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計液壓系統(tǒng)，選擇 液壓組件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行組件的運動速 度和結(jié)構(gòu)尺寸。3. 1. 1執(zhí)行機構(gòu)的載荷組成與計算（1）液壓缸的分力分析圖3-1表示一個以液壓缸為執(zhí)行組件的液壓計算簡圖。各有關(guān)參數(shù)標(biāo)注圖 上，其中代是作用在活塞桿

21、上的外部載荷，你是活塞與缸壁以及活塞桿與導(dǎo) 向套z間的密封阻力。圖3-1,液壓缸計算簡圖作用在活塞桿上的外部載荷包括工作載荷厲，導(dǎo)軌的摩擦力&和由于 速度變化而產(chǎn)生的慣性力巧。a.工作載荷厲常見的工作載荷有作用于活塞桿軸在線的重力、切削力、擠壓力等。這 些作用力的方向如與活塞運動方向相同為負(fù)，相反為正。b.導(dǎo)軌摩擦載荷ff對于平導(dǎo)軌ff =£（g +你）式屮g一一運動部件所愛的重力(n)；fn外載荷作用在導(dǎo)軌上的正壓力(n)；e摩擦系數(shù)。c慣性載荷巧g av3.2式中8重力加速度；av速度變化量(m/s);m起動或制動時間(s)o 一般機械卜二0.廣0.5,對 于輕載低速運動

22、部件取小值，對于重載高速部件取大值。行走機械一般取 0. 515加凡以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷凡。起動加速吋化二f“耳乂穩(wěn)態(tài)運動時fjff減速制動時f一 f ff_fa注：工作載荷并非每階段都存在，如該階段沒有工作，則巧二0。除外載荷化外，作用于活塞上的載荷f還包括液壓缸密封處的摩 擦阻力® ,由于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計算， 一般估算為：h)f式中嘰液壓缸的機械效率，一般取(0. 9、0. 95) o根據(jù)上面對液壓缸的受力分析，綜合對裝載機各個液壓的載荷進(jìn)行計 算。裝載機各個液壓缸的具體受力計算：vi翻轉(zhuǎn)油缸a裝載時翻轉(zhuǎn)油缸所受的載荷裝載機在進(jìn)行裝

23、載時，負(fù)載變化的，當(dāng)鏟斗剛進(jìn)入貨物時，工作載荷厲由 零上升至a、b,當(dāng)達(dá)到一定吋候，由b點急速上升到c點，當(dāng)鏟斗慢裝滿， 壓力降低，保壓，補縮，曲線為de。圖3-2裝載時所受的外載荷的變化我們按照它在達(dá)到最高點的最大外載荷，計算它所受的力：=+/7=20x103nb卸載時翻轉(zhuǎn)油缸所受的載荷卸載吋，油缸所受的外載荷比較少，由有關(guān)資料查得:=5xlo3nv2舉伸油缸所受的載荷a舉伸缸上伸時所受的載荷力舉伸缸所受的外載荷基本恒定，即為所裝貨物所受的重力，在裝載機裝載 上伸的過程中，在剛剛開始加速上升吋它所受的載荷就是最犬的，這吋它要受 到一個慣性載荷巧。代,二 fg + 巧二20x1o*nb舉伸缸下

24、降吋所受的載荷力但舉伸缸下降時，它所受的外載荷為0,總的載荷化也非常小， 取為：化二o. 5><1o3n(2) 液壓馬達(dá)載荷力矩的組成與計算a. 工作載荷力矩人裝載機所所受的工作載荷力矩人即為裝載機被驅(qū)動輪所受的阻力矩。b. 軸頸摩擦力矩刁耳二回3.4式中g(shù)旋轉(zhuǎn)部件施加于軸頸上的徑向力(n)；“一一摩擦系數(shù)；r旋轉(zhuǎn)軸的半徑(m)。c慣性力矩巧t ve = v / 3.5式中£角加速度(sd/m)；一一角速度變化量(rad/s)； “起動或制動時間(s)；r回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動慣量(檢)木裝載機在正常路況下，所受的總的阻力矩為： 人二900汕m在計算液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩t時還要考慮液

25、壓馬達(dá)的機械效率 (%二090. 99),在這里我們?nèi)《?. 95ot二人/%二900/0. 95=947. 37n. m(3) 液壓轉(zhuǎn)向器所受的載荷由于液壓轉(zhuǎn)向器只起轉(zhuǎn)向的作用，它只需克服缸和器件間的阻力，由設(shè)計 手冊查得，先大概?。捍?x10，n各液壓元件的外載荷力計算結(jié)果列于表3-1,取液壓缸的機械效率為0. 9, 求得相應(yīng)的作用于活塞上的載荷力，并列表3-1。表3t各液壓元件的載荷力液元件稱工況液壓缸外載荷 凡/kn活塞上載荷力f/kn翻轉(zhuǎn)缸裝載2022卸載55.6伸舉缸上伸2022下降55.6轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向55.63. 1. 2初選系統(tǒng)工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。

26、還要考慮執(zhí)行元件的裝配 空間、經(jīng)濟條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低, 勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料 消耗角度看也不經(jīng)濟；反z,壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密 封、制造精度也要求很高，頹然要提高設(shè)備成本。對于裝載機，屬于行走機械重載設(shè)備，所以壓力選得高一些，初選系統(tǒng)工作壓力為:p = 15xjq6pa3. 1. 3計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸和液壓馬達(dá)的排量(1) 計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸液壓缸有關(guān)設(shè)計參數(shù)見圖2-3o圖a為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài), 圖b為活塞桿工作在受拉狀態(tài)。alvl圖3-3液壓缸的主要設(shè)計參數(shù)活塞桿

27、受壓時pia- pi3.6活塞桿受拉時3. 7式中=-d2無桿腔活塞有效作用面積（加2 ）；勺4a =（d2-d2）有桿腔活塞有效作用面積（莎）；p'液壓缸工作腔壓力（pa）；p2液壓缸冋油腔壓力（pa）,即背壓力。其值根據(jù)回路的具體情況；d活塞直徑（m）；d活塞桿直徑（m）。f +叢3.8p由于一般情況下，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為在這里，要運用上式，必須事先確定a與企的關(guān)系，或是活塞桿徑d與活塞直徑d的關(guān)系，令桿徑比zed,得: 4f 彳刃pl -卩2（1 - 02）】3.92tzt（2）計算液壓馬達(dá)的排量 液壓馬達(dá)的排量為3. 10式中t液壓馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩（nni）；z

28、 = p_p2液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差（pa）；（3）各執(zhí)行件的參數(shù)的具體計算由上面的計算方法，我們針對各執(zhí)行件的具體情況，選擇參數(shù)，對各執(zhí)行 件結(jié)構(gòu)參數(shù)計算。a根據(jù)最大翻轉(zhuǎn)力計算翻轉(zhuǎn)油缸尺寸翻轉(zhuǎn)缸往返速度不相同，應(yīng)先按速比關(guān)系確定d/d。由e 5=4/3=1.33。按要求選?。篸/d=0. 5根據(jù)缸徑計算公式得:i 4f 說卩-廠(1 -4x22x10?刃 15x106(1 0.5?)=0.051 m取標(biāo)準(zhǔn)缸徑dy二50"期df =0.5。二 50x°5 二 25 加加取標(biāo)準(zhǔn)活塞桿徑df =28訕b根據(jù)最大舉伸力計算舉伸油缸尺寸舉伸缸采用雙缸推動，由于雙缸結(jié)構(gòu)的兩個缸的尺寸大

29、小完全相同， 每一個缸上分配到的載荷為總載荷的一半，我們只需對它的一個缸進(jìn)行計算即 可。舉伸缸往返速度也不相同，根據(jù)它的速比關(guān)系確定d/do由v2/vi=4/3=1.33o按要求選取:d/d=o. 5根據(jù)缸徑計算公式得:ds = 4fv 龍/a - 血(1 一 0?)4x11x103龍15x106(1 oh?)二0.035 m取標(biāo)準(zhǔn)缸徑ds二40 mmds =0.5d =40x0.5=20取標(biāo)準(zhǔn)活塞桿徑ds二22加加c計算液壓馬達(dá)的排量根據(jù)前面的計算公式，油壓馬達(dá)的排量為:=0.000397 m3 / r27jt _ 2ttx947.37n mp15xl063. 1. 4計算液壓執(zhí)行元件實際工

30、作壓力由上面己確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸和液壓馬達(dá)排量，計算出各工況時液壓 執(zhí)行元件實際工作壓力。(a) 翻轉(zhuǎn)缸翻轉(zhuǎn)裝載t=4sdlp4x220003.14x0.052= 11.2x106pc/p =4x5000x(0.052 - 0.0282)(b) 翻轉(zhuǎn)缸翻轉(zhuǎn)卸載t=3s= 3.7x106pz4x110003.14x0.042= 8.7x106pz(d)舉伸缸卸載下降t=3s4x2500龍 x(0.042(mm?)= 5.7x10%(e)裝載機按最大牽引力行走絲= 2x3.14x947.37 =4.8如譏 q 0.00004將上述所計算出的實際各執(zhí)行機構(gòu)的實際壓力列表如下:表3-2液壓執(zhí)行元件

31、實際工作壓力工況執(zhí)行元件 名稱載荷knp2 / mpapi / mpa計算公式裝載翻轉(zhuǎn)缸22kn0.511. 2卸載5kn3. 7上伸舉伸缸22kn0.587下降5 kn57轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向器5 kn行走液壓馬達(dá)947. 37n.m13. 82刃p1 =q3. 1. 5計算液壓缸和液壓馬達(dá)所需要流量(1) 液壓缸工作時所需流量q = av3.117式中a液壓缸有效作用面積()；v活塞與缸體的相對速度(m/s)。(2) 液壓馬達(dá)的流量q=qg3.12式中q液壓馬達(dá)排量(莎/廠)；山液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速(r/s)o(3) 根據(jù)最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸或液壓馬達(dá)的排量及運動速度或轉(zhuǎn)速由 上面的計算方法，計算出各

32、液壓執(zhí)行元件實際所需流量。(a)翻轉(zhuǎn)缸裝載 v = 0.8/4 = 0.2/t?/sqnin = "“"x?介 x" = 0.2x0.052 x 3.14x* = 0.392%(b) 翻轉(zhuǎn)缸翻轉(zhuǎn)卸載v = 0.8/3 = 0.27m/.vq = vx7rx(d2-d2/ = 0.27x3.14x(0.052 -0.028? )xl/4 = 0.36 化(c) 舉伸缸裝載上升v = 0.8/4 = 0.2m/5qnin= 0.2x0.04x3.14x1 = 0.25/(d) 舉伸缸卸載下降v = 0.8/3 = 0.21m/sq = vxttxd=0.27x3.14

33、x(0.042 - 0.0222)xl/4 = 0.24 v<e)裝載機按最大牽引力行走裝載機在正常工作下，行速最高速度v = i5km/hf它的車輪半徑d=0. 8m。根據(jù)速度計算公式有:3. 13得:15x10?3.14x0.8x60=99.5/7minv = 7tdn從而得到馬達(dá)的流量為：q = q% =0.4x99.5/60 = 0.66l/5將各執(zhí)行件的實際流量列表如下。表3-3液壓執(zhí)行元件實際所需要流量工況執(zhí)行元件 名稱運動速度 (m/s)結(jié)構(gòu)參數(shù)流量/(l/s)計算公式裝載翻轉(zhuǎn)缸0. 8/4=0. 2d=0. 05m0. 39卸載0. 8/3=0. 27d 二0. 028m

34、0. 36q= a2v上伸舉伸缸0. 8/4=0. 2d=0. 04m0. 252 =下降0. 8/3=0. 27d =0. 022m0. 24q= a2v轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向器0. 25行走液壓馬達(dá)99. 5r/minq =0. 4l/r0. 66v = jtdn3.2制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖3. 2. 1制定系統(tǒng)方案(1) 執(zhí)行機構(gòu)的確定 木機動作機構(gòu)除行走系統(tǒng)是雙向旋轉(zhuǎn)外，其他機構(gòu)均 為直線往復(fù)運動。各直線運動機構(gòu)中，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)釆用單活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū)動。大臂 舉伸機構(gòu)，為了保證機構(gòu)的穩(wěn)定性，選用雙活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū)動。行 走機構(gòu)則采用液壓馬達(dá)驅(qū)動。(2) 翻轉(zhuǎn)缸動作回路 翻轉(zhuǎn)缸在進(jìn)行

35、裝載時，外載荷變化量比較大，所以要 對它的壓力和流量進(jìn)行控制，使它的運動平穩(wěn)。(3) 舉伸缸動作回路舉伸缸在進(jìn)行上升和下降時，要求鏟斗能夠運動平穩(wěn), 所以采用雙缸驅(qū)動。(4) 液壓馬達(dá)動作回路裝載機的行走系統(tǒng)要求能前進(jìn)后退，所以液壓馬達(dá) 需雙向旋轉(zhuǎn)。另外行走部分要實現(xiàn)無級調(diào)速液壓控制系統(tǒng)。(5) 液壓源的選擇該液壓系統(tǒng)在整個工作過程中，但各執(zhí)行機構(gòu)單獨動作吋， 需油量變化不是很大，可以采用單泵供油系統(tǒng)，這樣可以提高泵的功率利用率, 節(jié)省成本。但裝載機工作吋，為在提高工作效率，有時候需幾個執(zhí)行機構(gòu)同吋動作， 在幾個執(zhí)行機構(gòu)作復(fù)合運動時，由于并聯(lián)回路的特性所致，裝載機工作時發(fā)生 一系列問題，即多個

36、液壓執(zhí)行元件同進(jìn)動作時，負(fù)載小的液壓執(zhí)行元件會優(yōu)先 工作，則有吋會岀現(xiàn)行走與裝載發(fā)生相互沖突，即裝載吋走不動或行走吋鏟斗 用不上力等。要使單泵供油方案能夠現(xiàn)實，就要解決各執(zhí)行機構(gòu)同時動作時不會發(fā)生沖 突問題。也就是必須對相互并聯(lián)的動作冋路的壓力和流量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在這 里，我們采用比例多路閥，這樣就能使液壓泵的供油量盡量與系統(tǒng)所需流量相 匹配，節(jié)省能源提高效率。3. 2. 2繪制液壓系統(tǒng)圖圖3-4單泵裝載機液壓系統(tǒng)圖i- 比例換向閥；2 比例換向閥；3-液壓轉(zhuǎn)向器；4-比例換向閥；5 分流閥；6-定量液壓泵；7-過濾器；8-升降油缸；9-升降油缸；10-翻轉(zhuǎn)油缸；ii- 低速液壓馬達(dá)；12-單

37、向閥；13-溢流閥圖中各電磁鐵鐵動作說明如下表：表3-4表磁鐵動作動作說明1dt2dt3dt4l)t5dt6dt靜止空載靜止裝載+空載行走+滿載行走+行走裝載+由圖3-4分析可得，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“靜止空載、靜止裝載、空載行走、 滿載行走、行走裝載”等工作狀態(tài)。3. 2. 3液壓系統(tǒng)工作原理經(jīng)分析，木液壓系統(tǒng)方案圖可實現(xiàn)“靜止空載、靜止裝載、空載行走、滿 載行走、行走裝載”等工作狀態(tài)，則其不同工作狀態(tài)下的工作情況如下：(1) 靜止空載狀態(tài)：該狀態(tài)也即裝載機剛發(fā)動起來時的情況，柴油機和液壓泵都己工作，但是 液壓缸和液壓馬達(dá)等卻沒有工作，整個裝載機只是發(fā)動著了但卻靜止在那里不 動。即：三個比例換向閥

38、都置于中腔位置，液壓泵輸出的油液都直接流回油箱。系統(tǒng)中油液流動的情況也就是卸荷油路情況，ep：a. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-液壓轉(zhuǎn)向器4-油箱；b. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥3中腔一比例換 向閥2中腔一比例換向閥1中腔一油箱；(2) 靜止裝載狀態(tài)：該狀態(tài)為裝載機停止行走，只用鏟斗進(jìn)行裝載時的情況，此時的液壓馬 達(dá)不工作，液壓缸滿載工作。系統(tǒng)中油液流動的情況為：進(jìn)油路：a. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-液壓轉(zhuǎn)向器4；b. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥2左/右腔一翻轉(zhuǎn) 油缸10；c. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥1左/右

39、腔一升降 油缸8、9；回油路：a. 液壓轉(zhuǎn)向器4-油箱；b. 翻轉(zhuǎn)油缸10-比例換向閥2左/右腔一油箱；c. 升降油缸8、9-比例換向閥1左/右腔-油箱；(3) 空載行走狀態(tài)：該狀態(tài)為裝載機空車時的行走狀態(tài)，此吋的液壓缸不工作，液壓馬達(dá)卻要 滿載工作。系統(tǒng)屮油液流動的情況為：進(jìn)油路：a. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-液壓轉(zhuǎn)向器4；b. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥3左/右腔一低速 液壓馬達(dá)11 ；回油路：a. 液壓轉(zhuǎn)向器4-油箱；b. 低速液壓馬達(dá)11-比例換向閥3左/右腔一油箱；(4) 滿載行走狀態(tài):該狀態(tài)為裝載機裝滿車時的行走狀態(tài)，而且此時控制的液壓缸的多路換 向

40、閥1、2都已置于中腔，即液壓缸已經(jīng)不工作了，但液壓馬達(dá)卻要滿載工作。系統(tǒng)屮油液流動的情況類似于裝載機空載行走時的狀態(tài)，只不過由于裝滿 貨物，相當(dāng)于裝載機自重增加，則裝載機的行走速度則會減慢。其油液流動情況為：進(jìn)油路：a.定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-液壓轉(zhuǎn)向器4；b.定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥3左/右腔一低速 液壓馬達(dá)11；冋油路：a.液壓轉(zhuǎn)向器4-油箱；b低速液壓馬達(dá)11-比例換向閥3左/右腔一油箱；(5) 行走裝載狀態(tài)：該狀態(tài)為裝載機一邊行走一邊用鏟斗進(jìn)行裝載時的情況，這種一般是裝 載機向前走的同時鏟斗向下，鏟起地面上的東西或地面的土(鏟土)；此時，液 壓馬達(dá)與液

41、壓缸同時滿載工作。系統(tǒng)屮油液流動的情況為：進(jìn)油路：a. 定量液壓泵6單向閥12分流閥5液壓轉(zhuǎn)向器4；b. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥3左/右腔一液壓 馬達(dá)11；c. 定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥2左/右腔一翻轉(zhuǎn) 油缸10；d定量液壓泵6-單向閥12-分流閥5-比例換向閥1左/右腔一升降 油缸8、9回油路：a. 液壓轉(zhuǎn)向器4-油箱；b. 液壓馬達(dá)11-比例換向閥3左/右腔一油箱；c. 翻轉(zhuǎn)油缸10-比例換向閥2左/右腔一油箱；d. 升降油缸8、9-比例換向閥1左/右腔油箱。說明：油液從液壓泵進(jìn)入比例換向閥的左腔，則冋油路中油液同樣也從比 例換向閥的左腔流回油

42、缸；反z亦然，即油液從液壓泵進(jìn)入比例換向閥的右腔, 則回油路屮油液同樣也從比例換向閥的右腔流回油缸。油液從比例換向閥的左 腔還是右腔進(jìn)入僅僅只是使馬達(dá)正、反向旋轉(zhuǎn)，或者是使液壓缸伸出、縮冋而 已；其原理是一樣的。3. 2. 4性能分析該液壓系統(tǒng)方案采用的是單泵方案，而且選用了開式系統(tǒng)、并聯(lián)回路、 低速大扭矩液壓馬達(dá)等。在本方案屮實現(xiàn)了液壓缸和液壓馬達(dá)的同時工作，而且基本解決了以上所 說的前四種工作狀態(tài)。在第五種工作狀態(tài)時，我們采用能對方向、壓力和流量 比較精確控制的比例多路換向閥，從而解決了由于并聯(lián)冋路的特性所致裝載機 工作時發(fā)生一系列問題，如多個液壓執(zhí)行元件同時動作時，負(fù)載小的液壓執(zhí)行 元件

43、會優(yōu)先工作，則有時會出現(xiàn)行走與裝載發(fā)生相互沖突，即裝載時走不動或 行走時鏟斗用不上力等。采用比例換向閥替代了一般的多路換向閥，使在第五個工作狀態(tài)下，只要 通過調(diào)節(jié)比例方向閥屯流量，就能精確的控制同時工作回路的流量和壓力。從 而諧調(diào)復(fù)合運動的各機構(gòu)的動作過程。3. 2. 5核心液控元件比例多路換向閥包括工程機械的行走機械在內(nèi)等裝置進(jìn)行作業(yè)時，需要多個執(zhí)行機構(gòu)和多 套液壓系統(tǒng)共同完成，這樣執(zhí)行機構(gòu)的動作需多個液壓閥來控制。多路換向閥一一是一種能控制多個液壓執(zhí)行機構(gòu)的換向組合閥，它是以兩 個以上的換向閥為主體，集換向閥、單向閥、安全閥、補油閥、分流閥、制動 閥等于一體的多功能集成閥ci)多路換向閥按

44、操縱方式分類：a類：直接推動主閥心運動；b類：手柄一一先導(dǎo)閥心運動一一液壓力一一主閥心運動；c類：手柄一一電位器一一電機械轉(zhuǎn)換器一一主閥心運動；d類：手動電位器一一電機械轉(zhuǎn)換器一一主閥心運動；e類：微機驅(qū)動一一電機械轉(zhuǎn)換器一一主閥心運動。對于本裝載機，我們采用的是并聯(lián)回路，由于并聯(lián)回路的缺陷，壓力油先 進(jìn)入油壓較低的執(zhí)行件，直到各執(zhí)行元件進(jìn)油腔油壓相等時，才能同時動作。 基于上面的原因，對于本系統(tǒng)的多路閥，我們采用c類型比例多路閥。(2) 主閥多路閥的特性：采用屮位機能0型的多路換向閥作主閥，他的油口接線如下：cap"t11iliftxplpt圖3-5比例多路閥的中位機能p：壓力油口

45、;通往c 口的壓力油口；a b：工作油口；t：回油口；c： 一頭與片口相通，另一頭直接與t 口相通，或與下一個多路閥的p 口 相連。(3) 比例多路閥的先導(dǎo)級我們選用采用比例壓力閥作先導(dǎo)閥，通過先導(dǎo)閥控制主閥心的受力不從p圖3-6比例多路閥的先導(dǎo)閥(4) 比例多路閥的性能用于控制液壓執(zhí)行器的運動方向和與負(fù)載壓力變化無關(guān)的調(diào)節(jié)執(zhí)行 器的運動速度，應(yīng)用它可以使多個執(zhí)行器同時并相互獨立的以不同速度和壓力 工作，直到所需流量總和達(dá)到泵的最大為止，它是一種組合閥，可以根據(jù)需要, 進(jìn)行基本功能構(gòu)件和許多輔助功能組合。（5）比例多路閥的選取為保證柴油機不會因堵住或其它原因而被稱爆，但又能使系統(tǒng)達(dá)到一定高 的

46、壓力，則選多路換向閥的工作壓力為16mpao最大流量的選擇應(yīng)選取大于或等于：除去輸給轉(zhuǎn)向器外泵輸給缸和馬達(dá)的 最大輸出流量qb = 99. 832l/mino因此選用符合壓力和流量要求且滿足設(shè)計需 求的多路換向閥mtl/vdp08 ls電液比例多路換向閥，其參數(shù)如下。表3-5 比例多路閥的技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)：1最大流量流量：130 l/min流量控常旋圍：0 一 130l/min單片閥可選工作流量：8/17/25/63/95 l/mm315bar換向閥片數(shù)：1-呂片先導(dǎo)壓力：12 bar每片閥朱導(dǎo)流量：0.5l/min閥結(jié)構(gòu)：中通（宜口、e 口至t 口）手動控制：標(biāo)準(zhǔn)配置滑閥伺服傳感器的行程7.

47、5mm1電氣部件密封：ip65過濾精度：30微米產(chǎn)品簡介：本系統(tǒng)由進(jìn)口/出口閥塊、分體多路換向閥和電液比例伺服驅(qū)動系統(tǒng)組成。 進(jìn)口連接塊裝有三通壓力補償閥（具備驅(qū)動器控制油路保壓功能）、電磁溢流閥 ev49、安全壓力閥。每片多路閥具備負(fù)載感應(yīng)功能，通過梭閥將負(fù)載感應(yīng)壓力傳遞至進(jìn)口閥 塊的三通壓力補償閥pcv,其功能如下：1 .當(dāng)液壓機械停止操作，亦無流量要求，pcv閥旁通主油路流量。2. 當(dāng)某一換向閥工作且有一定流量要求時，該閥在保證其所需流量要求的 同時旁通主油路多余流量。3. 當(dāng)兩片或以上換向閥同時工作時，該pcv閥對負(fù)載感應(yīng)壓力最高的換向 閥塊補充相應(yīng)流量，同時旁通多余流量。4. 比例控

48、制采用閉環(huán)位移傳感、比例伺服驅(qū)動器控制。4液壓元件的選擇與專用件設(shè)計4. 1液壓泵的選擇(1) 確定液壓泵的最大工作壓力(pqpp4 1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或液壓馬達(dá)入口之間總的管路 損失。的準(zhǔn)確計算要等元件選定并繪岀管路圖時才能進(jìn)行初 算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵?、流速不大的，取工v二 (0. 20. 5)mpa；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取為a"二(0. 515)mpao對于本裝載機液壓系統(tǒng)，由于回路結(jié)構(gòu)簡單，我們?nèi)。汗?a” 二0 5mpa則有泵的最大工作壓力：pp > 卩 + 工。二0. 5+13. 8=14. 3mpa(2) 確

49、定液壓泵的流量多液壓缸或液壓馬達(dá)同時工作時，液壓泵的輸出 流量就為：qp > k(qnrj4.2式中k系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取k二1廣1.3；工qnax 同時動作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，可從 (q-d圖上查得。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還系加上溢流閥的最 小溢流量，一般取obxloyr/s。k二1.1對于木裝載機，取k二1.1,它在行走裝載時，行走液壓馬達(dá)和翻轉(zhuǎn)液壓缸 同時工作，這時的流量之和最大，w：qp > k(工2環(huán))二1x(0.66 + 0.39)=1.156l/s(3) 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的幾和0值，按系統(tǒng)中擬定的液壓 泵的形式，從產(chǎn)品樣本或手冊中

50、選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力 儲備，所先泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%60%。液壓泵分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、和螺桿泵等多種類型。但與其它類型的液壓泵相比，由于齒輪泵有如下優(yōu)點：1結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積較小，公益性較好；2. 白吸性能好，無論在高轉(zhuǎn)速或低轉(zhuǎn)速均能可靠地實現(xiàn)白吸；3. 轉(zhuǎn)速范圍大，由于齒輪泵地轉(zhuǎn)動部分一一齒輪基本上是平衡地，因而轉(zhuǎn) 速可以很高。齒輪泵常用轉(zhuǎn)速為1500rpm,高速時可達(dá)5000rmp；4. 油液屮的污物對其工作影響不嚴(yán)重，并可用以輸送粘度大的油或稠度大 的流體；雖然，其也有缺點：即齒輪受的不平衡徑向液壓力大，限制了壓力的提高, 和流量脈動較大，

51、噪音較大。但本裝載機屬于工業(yè)機械，而且屬于屮、低壓的 液壓系統(tǒng)，所以，缺點在此就次z了。因此，在此選齒輪泵cbf-e40型；具體參數(shù)計算如下：表4t表壓泵的技術(shù)參數(shù)排量ml/v 二4() / 廠額定流量©l 80 %iin轉(zhuǎn)速2000-2500壓力p二 1620mpa液壓介質(zhì)40#油溫范圍1070°c軸負(fù)荷無徑向和軸向壓力粘度控制mtn1/24 人(4) 確定液壓泵的驅(qū)動功率在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，即(p-t)、(q-t)圖變化較平緩,則:4.3p = ppqpup式中pp一一液壓泵的最大限度工作壓力(pa)；qp液壓泵的流量;一液壓泵的總效率。在工作

52、循環(huán)中，如果液壓泵的流量和壓力變化較大，即(p-t)、(q-t)圖曲 線起伏變化較大，則須分別計算出各個動作階段內(nèi)所需功率，驅(qū)動功率取其平均功率:裝載機在整個工作過程中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變化 較大，為滿足整個工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動機的功率。從前面的分析我們知道，“行走裝載”時系統(tǒng)的壓力和流量均較大些時，翻 轉(zhuǎn)液壓缸和行走液壓馬達(dá)都同行參加工作。根據(jù)上面的計算公式，此時泵的總 驅(qū)動功率為：p _ pp、q + pp2q2 _ 1 1.2x106 x 0.39 + 13.8x106 x 0.66_刁p_1o5xo.83x1o5= 16.24kw考慮到行走裝載的時

53、間較短，不過4s,而柴油機一般允許短時間超載25%, 電樣柴油機述可以降低一些。p = 16.24 x v= 12.99jtvv125驗算其他工況時，液壓泵的驅(qū)動功率均小于或近于此值，查產(chǎn)品樣木，選 用些油機參數(shù)如下，表4-2柴油機的技術(shù)參數(shù)名稱型號功率轉(zhuǎn)速燃油消耗 功率 g/kw. h凈重缸徑x 行程額定最大額定最大柴油機s19518馬 力22馬力1800轉(zhuǎn)2200轉(zhuǎn)w251.6140kg95 x115則柴油機的額定功率為：pc=8 馬力 x 735 = 13230w= 13. 23kw 式屮pc一一柴油機的額定功率。4. 2液壓閥的選擇(1)閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大

54、流量，選擇有 定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時， 要考慮最小穩(wěn)定流量就滿足執(zhí)行機構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求?？刂崎y的流量一般要選得比實際通過的流量大一些，必要時也允許有20% 以內(nèi)的短時間過流量。(2)閥的形式，按安裝和操作方式選擇。根據(jù)上章所計算的各回路的壓力和流量的要求,按規(guī)格選閥型號列表如下。表4-3所選閥規(guī)格及型號代號名稱規(guī)格實際流量(l/m)數(shù)目vi濾油器xu-b160x100801p定量泵cbf-e40801v2單向閥df-l10h3801v3分流閥bstf2 l12-120801v4溢流閥bt-06 -32801v5溢流閥bg-06 -32151b轉(zhuǎn)向器bzz1-e200*a151v6比例多路換向