小型多功能裝載機工作裝置液壓系統的設計

2022-05-07 01:03:04 字數 2641 閱讀 5608

緒論裝載機是常用的鏟土運輸機械,被廣泛應用於公路、建築、水電、港口、礦山工程中。裝載機對加快建設速度,減輕勞動強度,提高工程效率,降低成本等都發揮著重要的作用。因此,裝載機在國內外均得到了快速的發展,已成為工程機械的主要產品之一。

檢驗裝載機設計的成敗,是從是否滿足使用者的要求,是否具備較低的使用成本和較高的工作效率來衡量的。在裝載機的設計中就是應當滿足具有較完善的技術效能與經濟性以及先進的部件結構方案。

在我國工程機械行業中輪式裝載機的發展比較晚,是從60年代中期才發展起來的。輪式裝載機具有機動高靈活好效率快的特點,因此應用十分廣泛因發展十分迅速。並且制定出了zl50型為基型的輪式裝載機的標準,這是我國裝載機發展史的轉折點,到80年代我國的裝載機企業達到了又乙個高峰,企業數達到20多家形成了我國裝載機企業。

現在的裝載機已經是第三代了,現在為止我國的裝載機年銷售量居世界市場銷售前列。是世界裝載機的產銷大國。

由於輪式裝載機具有用途廣、機動性好、生產率高的優點,因此在建築、水利、採礦等大型工程得到廣泛的應用,在國外出現了大功率大鏟運量的裝載機。由於裝載機的大型化,相應地在動力、轉向系統、行走系統、制動系統、傳動系統和工作裝置等各個方面也有了相應的發展。

第一台裝載機是在農用拖拉機前部裝上鏟斗而成的,在2023年出現用鋼繩控制鏟斗和動臂的裝載機。2023年出現了輪式裝載機,在40年代裝載機將駕駛室移到前面發動機後置,使裝載機更加穩定,工作更舒適。50年代出現了液壓傳動的裝載機,使裝載機的效能得到很大的提公升,增加了機動性和工作穩定性,提高了裝載機的動力輸出,減少了功率損失。

液力變矩器的出現使裝載機向大型化發展,使裝載機的工作能力加大。使裝載機有了一次很大的進步。

今後裝載機發展方向是:完善裝載機的智慧型化,擴大應用計算機技術,使裝載機的零件標準化,改善駕駛員的工作環境,完成一機多用,並且注重節約資源和環境保護。控制裝載機工作時的噪音,減少對其他人的影響,並且實現遠端控制其工作狀態。

輪式裝載機將鏟料運料卸料一體化,首先是插入工況動臂下放,鏟斗放於地面,鬥尖觸地。然後是鏟裝工況,鏟斗插入料堆轉動鏟斗,裝滿物料。過載運輸工況,鏟斗裝滿物料後起公升動臂,將鏟斗提公升至運輸位置,然後駕駛裝載機駛向解除安裝地點。

舉公升工況,將鏟斗舉公升到解除安裝高度。解除安裝工況,在解除安裝點,反轉鏟斗將物料解除安裝運輸車輛。空載運輸工況,駕駛裝載機返回裝載點。

液壓系統要滿足使用要求,首先工作效能要好,使裝載機的工作效率要高,合理利用發動機的功率,各個工況的動作協調。而且裝載機的使用壽命要長,工作可靠性高,工作環境較差,所以要注意密封和保潔,防止出現意外。最後要滿足液壓系統操作簡單易於控制,操作裝載機時保證駕駛員操作省力,防止駕駛員出現疲勞,並且要考慮到維護和修理的問題。

工作壓力需要根據裝置的型別和載荷的大小來選擇。還要考慮其他元件的尺寸大小和安裝的空間。工作壓力的大小對其他元件的要求有很大的影響,壓力大要求其他元件的密封和製造精度要高,製造材料要好。

壓力小就要加大其他元件的尺寸,所以選擇工作壓力很重要。具體選擇可考慮表1和表2

表3-1 按載荷選擇工作壓力

表3-2 各種機械常用的系統工作壓力

有以上的資料查表可得:初步選定工作壓力p = 16 mpa。

主要元件有為執行元件提供動力的液壓幫浦和執行元件液壓缸還有儲存液壓油的郵箱。

由工作的條件可確定液壓系統原理圖為:

圖1 液壓系統後原理圖

以轉鬥油缸作用作為計算位置。根據縱向穩定條件得出最大掘起阻力

式中 ----

----

-----

鏟斗在鏟掘位置繞點上翻時,鏟斗刃口的運動方向基本上接近於垂直地面,因此可以認為轉鬥油缸作用力主要克服鏟起阻力(見圖2)

圖2 轉鬥油缸作用力分析圖輪式裝載機設計取取

因其中為鏟斗自重力= 則

考慮到連桿機構鉸點的摩擦損失,則每只轉鬥油缸受力為

式中 ----轉鬥油缸數

---考慮連桿機構的摩擦損失係數,取

則轉鬥液壓缸用於轉鬥,反覆推拉搖臂完成鏟掘和解除安裝。

活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復滑動,故它與缸筒的配合應適當,既不能過緊,也不能間隙過大。配合過緊,不僅使最低啟動壓力增大,降低機械效率,而且容易損壞缸筒和活塞的滑動配合表面;間隙過大,則會引起液壓缸內部洩漏,降低容積效率,使液壓缸達不到要求的設計效能。

式中----油缸的工作壓力,取=m

——油缸的機械效率,主要考慮密封處的摩擦損失,=~,

平均取0.95

=查表3,又考慮到液壓缸的行程為600mm左右,故選取缸徑: =。

根據實際工作情況,採用組合式活塞,活塞和活塞桿採用卡環型連線,密封結構採用o型密封圈和y型密封圈。有導向環。選用35鋼為活塞材料。

活塞寬度一般為活塞外徑的0.5~1.0倍,取係數為0.

6,則活塞寬度為:

=表3-3 工程液壓缸技術引數

活塞外徑配合採用f9,外徑對內孔的同軸度公差定為0.01mm,端麵與軸線的垂直度公差為0.02mm/100mm,外表面的圓度和圓柱度不大於外徑公差的1/2。

活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件,它承受拉力、壓力、彎曲力和振動衝擊等多種作用力,必須有足夠強度和剛度。

此杆體用實心杆。考慮到杆與搖臂的連線方式,故杆外端選用鉸銷型。

查表4表3-4 公稱壓力表

由於,故選取為

對於雙作用單邊活塞桿液壓缸,其活塞桿直徑d根據往復運動速比(即面積比)來確定:

m 按標準選取

由工程液壓缸的技術規格,又可得:最大行程4000mm, 推力502660n,拉力376990n。

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