滑移裝載機液壓系統(tǒng)設(shè)計說明書完整

中南大學本科生畢業(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)計計算及元件選擇 .52.1 行走液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算 .52.1.1 行走液壓馬達的選取 .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)計與計算 .172.2.1 作業(yè)裝置工況分析 .172.2.2 作業(yè)裝置動作循環(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 .243.1 發(fā)動機的選取 .243.2 油箱的設(shè)計 .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 油箱散熱功率計算 .273.3 系統(tǒng)散熱器設(shè)計 .28中南大學本科生畢業(yè)論文 目錄II3.3.1 液壓油油溫過高的危害 .283.3.2 閉式液壓系統(tǒng)的散熱方式 .293.2.3 散熱功率計算 .303.2.4 散熱功率及散熱面積計算 .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 .353.7.1 管徑計算 .353.7.2 液壓管路的布置 .36第四章 設(shè)計總結(jié)與設(shè)計心得 .384.1 設(shè)計總結(jié) .384.2 設(shè)計心得 .39鳴謝 .40參考文獻 .42中南大學本科生畢業(yè)論文 目錄II摘要滑移裝載機是一種利用兩邊行走輪速度差實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，能實現(xiàn)多種工程作業(yè)的小型工程機械。因其小巧靈活，能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向的特點，在工程運用中起著越來越重要的作用。換裝特定用途通用屬具后，可實現(xiàn)鏟運，堆垛，壓實路面等多種作業(yè)模式?，F(xiàn)設(shè)計一款適應(yīng)國內(nèi)市場的滑移裝載機液壓系統(tǒng)。分析國內(nèi)外滑移裝載機現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，參考已有滑移裝載機液壓系統(tǒng)，依據(jù)任務(wù)書給出的設(shè)計要求，結(jié)合實際作業(yè)模式和作業(yè)環(huán)境，對滑移裝載機的運動和受力進行分析，針對其要實現(xiàn)的動做要求，擬定液壓系統(tǒng)方案設(shè)計。通過計算和參考樣本，完成液壓系統(tǒng)的工作泵，控制閥，行走馬達，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、馬達等所選元件，設(shè)計出系統(tǒng)所需的其他零件，并完成液壓系統(tǒng)的管路設(shè)計和零件的裝配。關(guān)鍵詞：裝載機；滑移；液壓系統(tǒng)中南大學本科生畢業(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 滑移裝載機的歷史背景和發(fā)展前景滑移裝載機移轉(zhuǎn)向裝載機是一種利用兩側(cè)車輪線速度差而實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向的輪式專用底盤設(shè)備，采用輪式行走機構(gòu)，全輪驅(qū)動?；妻D(zhuǎn)向可于作業(yè)現(xiàn)場隨機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。滑移轉(zhuǎn)向裝載機的動力一般為 20-50 千瓦，主機質(zhì)量 2000-4000 公斤車速為每小時 10 -15 公里左右，主要用于作業(yè)場地狹小地面起伏不平作業(yè)內(nèi)容變換頻繁的場合，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，畜舍，機場，跑道等，進行鏟運，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破碎，抓取，推扒，松土，開溝，道路清掃，路面壓實等工作。滑移轉(zhuǎn)向裝載機的工作裝置采用液壓傳動，其行走驅(qū)動系統(tǒng)除極個別采用皮帶傳動或鏈條傳動的機型外，滑移轉(zhuǎn)向裝載機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，由于行走液壓回路封閉，車輛停車即制動，不須另設(shè)行車制動裝置，為消除由于車輛慣性力而產(chǎn)生的過大沖擊，液壓馬達進出處加設(shè)限壓閥，液壓件多是回路中最大的特色，兩個行走變量柱塞泵和補油泵，一個工作齒輪泵，部分機型還有先導操縱回路的低壓泵。bobcat 采用發(fā)動機直接驅(qū)動串聯(lián)泵將所有柱塞泵和齒輪泵串聯(lián)成一串，這種泵國內(nèi)尚不多見，維修配套困難。ZTS 則采用齒輪箱傳動分別驅(qū)動各液壓泵，這種驅(qū)動方式除了可以采用單泵配套外，尚可利用不同的傳動使各油泵在合適的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)以獲得較理想的系統(tǒng)匹配。ZTS 在這個齒輪箱上加設(shè)了主離合器用于發(fā)動機氣動時卸荷。在中國滑移轉(zhuǎn)向裝載機剛剛起步，國內(nèi)生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機企業(yè)也不多，但縱觀小型工程機械市場，目前國內(nèi)市場對滑移轉(zhuǎn)向裝載機需要有一個從認識到接受的過程，現(xiàn)階段中國滑移轉(zhuǎn)向裝載機的市場不大需要生產(chǎn)廠家及其經(jīng)銷商向用戶進行全面細致的產(chǎn)品推介，把潛在市場轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實市場。隨著小挖等一系列小型工程機械在我國從無到有的發(fā)展歷史以及在市場中所呈現(xiàn)的火爆，可以預(yù)測滑移轉(zhuǎn)向裝載機也會像其它小型設(shè)備一樣被國內(nèi)大量的工程機械生產(chǎn)廠家看好，這塊潛在的市場并將會有更多的企業(yè)進軍生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機這一領(lǐng)域。通過在發(fā)展過程中積累的豐富經(jīng)驗和較成熟的生產(chǎn)技術(shù)，國內(nèi)工程機械企業(yè)將一步步推開生產(chǎn)滑移轉(zhuǎn)向裝載機的大門，相信在今后幾年新產(chǎn)品新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，國內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量也將迅速提高，市場也必將迎來新的競爭熱點。市場需求是根本，近年來我國城鎮(zhèn)化管理，城市基礎(chǔ)建設(shè)，配套的小型工程機械在批量更新?lián)Q代的同時，將購置批量的產(chǎn)品彌補缺口，在這種情況下，實用價值和盈利觀念已成為用戶更新、購置設(shè)備的原則，質(zhì)量價格回報率等綜合中南大學本科生畢業(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備邁入滑移轉(zhuǎn)向裝載機的生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)時通過調(diào)研座談等形式，納入用戶設(shè)計，使產(chǎn)品能夠做到真正的滿足市場和用戶的需求。本文通過參考國內(nèi)外滑移裝載機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過調(diào)查國內(nèi)對滑移裝載機的運用情況，以及潛在的市場前景，針對國內(nèi)市場現(xiàn)狀設(shè)計一款經(jīng)濟適用的滑移裝載機。1.2 總體結(jié)構(gòu)介紹滑移式裝載機的主機系一臺前端式裝載機，無一例外地被設(shè)計為短軸距、短后懸，動臂支承點在車輛后上方。駕駛室位于兩側(cè)動臂間，司機須跨越工作裝置才能進入駕駛室內(nèi)。儀表盤分置司機左右兩側(cè)或布置在前上方。發(fā)動機后置，縱向布置。不設(shè)前后橋，四個驅(qū)動輪各自獨立懸掛在傳動箱上。1.2.1 行走裝置滑移裝載機的行走裝置采用雙泵雙馬達的靜液壓閉式回路傳動系統(tǒng)，再通過一級鏈輪傳動將發(fā)動機的力和運動分配到四個行走輪胎上，傳動方案如圖 1。采用液壓傳動的特點是：可實現(xiàn)全車速范圍內(nèi)的無級變速；起動力矩大；低速高效率；經(jīng)常工作轉(zhuǎn)速可調(diào)到發(fā)動機的低油耗范圍，節(jié)油效果好；易實現(xiàn)功率的合理匹配；無變速箱、差速器、傳動軸等，發(fā)動機可任意布置，降低車輛重心，增加車輛的穩(wěn)定性；利用電控和微機易于實現(xiàn)自動控制；對液壓元件性能要求高。圖 1-1 行走系傳傳動方案 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現(xiàn)，即當兩邊輪胎轉(zhuǎn)速相同時，機器直線行駛，當左邊輪胎速度高于右邊時實現(xiàn)右轉(zhuǎn)向，當右邊輪胎速度高于左邊輪胎時實現(xiàn)左轉(zhuǎn)向，若左右兩邊輪胎速度相等，方向相反時可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)向原理如圖 2?；妻D(zhuǎn)向是滑移裝載機與普通裝載機最大的區(qū)別和優(yōu)點，采用滑移轉(zhuǎn)向能使滑移裝載中南大學本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論III機在狹小的空間內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，因此，它可以運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)裝載機的動臂裝在車架的前端，鏟斗用單斗液壓缸反鏟裝置，滑移裝載機的工作裝置與車架的后端連接，滑移裝載機由于其獨特的動臂結(jié)構(gòu)，不宜用單斗油缸驅(qū)動鏟斗，而是雙液壓缸驅(qū)動。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)實現(xiàn)，垂直舉升曲線由八連桿結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，滑移轉(zhuǎn)向裝載機的優(yōu)勢在于其舉升方式可以影響設(shè)備做特定工作時的生產(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式噴灑器等，而垂直舉升設(shè)備的舉升高度可以到達舉升路徑的最高點，適合裝載高度較高的地方如卡車等。而且因為有了多種多樣的附件今天的滑移轉(zhuǎn)向裝載機能夠做的工作遠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 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。考慮到圓弧舉升在鉆孔以及一些需要垂直運動的動作時的局限和舉升高度有限，本設(shè)計采用垂直舉升結(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)工作裝置由動臂架，兩個動臂油缸，兩個支撐桿，兩個搖臂，兩個動臂油缸以及屬具組成，目前運用到各種工作中的屬具已達到一百多種，本設(shè)計主要考慮鏟運作業(yè)，即屬具為鏟斗時的工況。主機動臂多采用箱形截面結(jié)構(gòu)，借以提高其扭轉(zhuǎn)剛度。為整機布置所限，動臂提升只能采用雙液壓缸的形式。轉(zhuǎn)斗液壓缸通常設(shè)置在動臂前端，為解決在動臂提升過程種的“鏟斗平移”問題，設(shè)計了液壓自動調(diào)平系統(tǒng)，在動臂舉升是，鏟斗會隨之動作，使鏟斗中南大學本科生畢業(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)該部分是整個機器的核心部分，為機器的行走和作業(yè)傳遞運動和力。發(fā)動機將動力輸出給液壓泵，液壓泵輸出液壓油，通過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執(zhí)行元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和馬達，實現(xiàn)機器的正常運轉(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)由兩個帶補油泵的變量斜盤式柱塞泵和兩個定量徑向柱塞馬達組成，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)由一個齒輪泵及換向閥，蓄能器，溢流閥等組成，為鏟斗油缸和動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，潤滑裝置等中南大學本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論V中南大學本科生畢業(yè)論文 第三章 液壓系統(tǒng)設(shè)計第二章 設(shè)計計算及元件選擇首先分析機器的作業(yè)環(huán)境，作業(yè)對象，作業(yè)方式，進而設(shè)計出符合工況的方案。滑移裝載機主要用于基礎(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，畜舍，機場，跑道等，進行鏟運，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破碎，抓取，推扒，松土，開溝，道路清掃，路面壓實等工作。本設(shè)計中重點考慮滑移裝載機的鏟掘作業(yè)工況。行走速度，整機設(shè)計質(zhì)量，轉(zhuǎn)向，調(diào)速等