ZL50輪式裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)及其液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

ZL50輪式裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)及其液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本次設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分：裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中將液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作為主要的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。通常，按運(yùn)用場(chǎng)合的不同，分成露天用裝載機(jī)和井下用裝載機(jī)；按行走系統(tǒng)的不同，分成輪式裝載機(jī)于履帶式裝載機(jī)。由于裝載機(jī)的品種較多，不能各個(gè)介紹，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成的是露天輪式裝載機(jī)工作液壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：輪式裝載機(jī)；工作裝置結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)TheDesignofZL50WheelLoaderWorkingdeviceStructureandHydraulicSystemAbstract:Thisdissertationiscomposedoftwoprocedures:designofloadingdeviceandhydraulicsystem.Andinthisdesign,thehydraulicsystemdesignisthemaincontent.Actually,inaccordancewithdifferentoperatingoccasions,theloadercouldbedividedintoopen-airloadersandundergroundones;andwithdiscriminatedwalkingenvironment,itcouldalsoseparateintowheelloaderandcrawlerones;andothervarietiesoftheloaderisnotintroducedduetothehugepopulation.Thegraduationprojectiscompletedthedesignofthehydraulicmechanismofopenwheelloader.Keywords:Wheelloader;Equipmentstructureofthe;Hydraulicsystem1前言裝載機(jī)是一種廣泛用于馬路、鐵路、礦山、建筑、水電、港口等工程的土石方工程機(jī)械，他的作業(yè)對(duì)象主要是各種土壤、砂石料、灰料及其他筑路用散狀物料等，主要完成鏟、裝、卸、運(yùn)等作業(yè)，也可以對(duì)巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘作業(yè)。假如換不同的工作裝置，還可以完成推土、起重、裝卸其他物料的工作。在馬路施工中主要用于路基工程的填挖，瀝青和水泥混凝土料場(chǎng)的集料、裝料等作業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機(jī)動(dòng)性好，操作輕巧等優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展很快，成為土石方施工中的主要機(jī)械之一。國產(chǎn)裝載機(jī)的型號(hào)一般用字母Z表示，其次個(gè)字母L代表輪式裝載機(jī)，無L表示履帶式裝載機(jī)，后面數(shù)字代表額定載重量。如ZL50，代表額定載重量為50KN的輪胎式裝載機(jī)。但須指出，各生產(chǎn)廠家也有自己獨(dú)特的類型和表示方法。2裝載機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r2.1國內(nèi)的裝載機(jī)發(fā)展?fàn)顩r我國的輪式裝載機(jī)是從60年頭中期才發(fā)展起來的。經(jīng)過40年的發(fā)展，我國裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能都有了較大提高，產(chǎn)品技術(shù)水平有了很大的提高，目前我國生產(chǎn)輪式裝載機(jī)的廠家有幾十家，生產(chǎn)履帶式和輪胎式兩大系列的各種形式裝載機(jī)。近年來，國內(nèi)裝載機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)可歸結(jié)為如下幾個(gè)方面。1.產(chǎn)品形成系列規(guī)格向兩頭延長。2.技術(shù)不斷創(chuàng)新，產(chǎn)品性能日趨完善。3.向機(jī)電液一體化、電子化方向發(fā)展。2.2國外的裝載機(jī)發(fā)展?fàn)顩r目前，國外裝載機(jī)生產(chǎn)廠家在其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中廣泛采納了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，并高度應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代電子信息技術(shù)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是以閱歷總結(jié)為基礎(chǔ)，運(yùn)用力學(xué)和數(shù)學(xué)而形成的閱歷、公式、圖表、設(shè)計(jì)手冊(cè)等作為設(shè)計(jì)依據(jù)，通過閱歷公式、近似系數(shù)或類比等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是以電子計(jì)算機(jī)為手段，運(yùn)用工程設(shè)計(jì)的新理論新方法，使計(jì)算機(jī)結(jié)果達(dá)到最優(yōu)化，使設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化，主要包括以下內(nèi)容：計(jì)算機(jī)協(xié)助設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。牢靠性設(shè)計(jì)，有限元分析，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)仿真，并行設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)，反求工程設(shè)計(jì)，綠色設(shè)計(jì)，工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)，人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，價(jià)值分析，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法可以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競爭，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量并大大縮短設(shè)計(jì)周期，提高企業(yè)競爭力。裝載機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)與工作裝置總體設(shè)計(jì)3.1工作裝置總體設(shè)計(jì)3.1.1裝載機(jī)工作裝置是完成裝卸作業(yè)并帶液壓缸的空間多桿機(jī)構(gòu)。工作裝置是組成裝載機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其設(shè)計(jì)水平的凹凸干脆影響工作裝置性能的好壞，進(jìn)而影裝載機(jī)的工作裝置按結(jié)構(gòu)型式分為有鏟斗托架和無鏟斗托架兩種。有鏟斗托架的工作裝置，這種結(jié)構(gòu)型式工作裝置的優(yōu)點(diǎn)是，托架、動(dòng)臂、連桿及車架鉸座可以構(gòu)成平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，這樣在轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖的狀況下，提升動(dòng)臂時(shí)，鏟斗始終保持平移，鏟斗內(nèi)物料不易灑落。但也存在缺點(diǎn)，如動(dòng)臂的前端裝有比較重的托架和轉(zhuǎn)斗油缸，使得裝載機(jī)的載重量減小。無鏟斗托架的工作裝置，前端沒有很重的托架，克服了有鏟斗托架工作裝置的缺點(diǎn)，所以目前廣泛應(yīng)用。所以選擇無鏟斗托架的工作裝置。3.1.2工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)由裝載機(jī)工作裝置的自由度分析可知，工作裝置的連桿機(jī)構(gòu)均為封閉運(yùn)動(dòng)鏈的單自由度的平面低副運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其桿件數(shù)目應(yīng)為4、6、8、10、……等。對(duì)裝載機(jī)工作裝置而言，盡管桿件數(shù)目越多越能實(shí)現(xiàn)困難的運(yùn)動(dòng)，但同時(shí)鉸接點(diǎn)的數(shù)目也隨之增加，結(jié)構(gòu)越困難，就越難在動(dòng)臂上進(jìn)行布置。因此，事實(shí)上裝載機(jī)工作裝置的連桿機(jī)構(gòu)多為八桿以下機(jī)構(gòu)。這樣，按組成工作裝置連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件數(shù)不同，裝載機(jī)工作裝置可分為三桿、四桿、五桿、六桿和八桿機(jī)構(gòu)；按輸入與輸出桿轉(zhuǎn)向不同，又可分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是指輸入與輸出桿的轉(zhuǎn)向相同；反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是指輸入與輸出桿的轉(zhuǎn)向相反。六桿機(jī)構(gòu)工作裝置是目前裝載機(jī)上運(yùn)用最為普及的一種結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于單自由度的六桿機(jī)構(gòu)，只能有兩個(gè)三鉸構(gòu)件和4個(gè)兩鉸構(gòu)件組成，依據(jù)轉(zhuǎn)斗油缸布置位置的不同，可以作為裝載機(jī)工作裝置的六桿機(jī)構(gòu)，常見的有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：轉(zhuǎn)斗缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)斗缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)斗缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)斗缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)斗缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)。3.1由設(shè)計(jì)任務(wù)書和設(shè)計(jì)要求，對(duì)于本次ZL50裝載機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)行以下方案：在鏟斗部分，采納無鏟斗托架式結(jié)構(gòu)；油缸的布置形式為立式布置形式。同時(shí)考慮到實(shí)際工作中的運(yùn)用狀況，它的連桿機(jī)構(gòu)采納的是反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)。主要參數(shù)：鏟斗容量：3.0額定載重量：5t4工作裝置主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1鏟斗設(shè)計(jì)鏟斗是工作裝置的重要部件，裝載機(jī)工作時(shí)用它干脆鏟掘、裝載、運(yùn)輸和傾卸物料。鏟斗干脆與物料接觸，是裝、運(yùn)、卸的工具，工作時(shí)，它被推壓插入料堆鏟取物料，工作條件惡劣，要承受很大的沖擊力和猛烈的磨損，因此鏟斗設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)裝載機(jī)的作業(yè)實(shí)力有較大的影響。為了保證鏟斗的設(shè)計(jì)質(zhì)量，首先應(yīng)當(dāng)合理的確定鏟斗的結(jié)構(gòu)及幾何尺寸，以降低鏟斗插入物料的阻力。其次要保證鏟斗有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性，使之具有合理的運(yùn)用壽命。4.1.1鏟斗的結(jié)構(gòu)形式鏟斗的形態(tài)和尺寸參數(shù)對(duì)插入阻力、鏟取阻力、轉(zhuǎn)斗阻力和生產(chǎn)率都有著很大的影響。同一個(gè)鏟斗有兩種容積標(biāo)記：一是物料裝平常的容積，稱為平裝斗容；二是物料裝滿堆高后的容積，稱為堆裝斗容。機(jī)器銘牌上標(biāo)稱的斗容通常為堆裝的容積。鏟斗由斗底、側(cè)壁、斗刃及后壁等部分組成。鏟斗的斗刃還分為帶齒和不帶齒的兩種。鏟斗的斷面形態(tài)一般為“U”形，用鋼板焊接而成。(1)斗體形態(tài)基本可以分成“淺底”和“深底”兩種類型。在斗容量相同的狀況下，前者開口尺寸較大，斗底深度較小，即斗前壁較短，而后者正好相反。(2)切削刃的形態(tài)依據(jù)裝載物料不同，切削刃有直線型和非直線型。前者形式簡潔，有利于鏟平地面，但鏟裝阻力較大。后者又有V形和弧形等，由于這種刃中間突出，鏟斗插入料堆時(shí)可使插入力集中作用在斗刃的中間部分，所以插入阻力較小，簡潔插入料堆，并有利于削減偏載插入，但鏟斗裝滿系數(shù)要比前者小。礦用輪式裝載機(jī)工作條件惡劣，偏非直線形切削刃，并以V形切削刃為佳。斗刃材質(zhì)是即耐磨又耐沖擊的中錳合金鋼材料，側(cè)切削刃和加強(qiáng)角板都用高強(qiáng)度耐磨鋼材料制成。1—齒尖2—齒坐3—鋼銷圖1雙段斗齒Fig1Doublesectiondipperteeth(3）斗齒可以有斗齒，也可以沒有斗齒。此裝載設(shè)計(jì)帶了斗齒。斗齒結(jié)構(gòu)分為整體式和分體式兩種，一般斗齒是用高錳鋼制成的整體式，用螺栓固定在鏟斗斗刃上，中小型裝載機(jī)多采納這種形式。為便于斗齒磨損后更換和節(jié)約斗齒金屬，也有運(yùn)用雙段斗齒的，如圖1所示。這種斗齒的齒尖與齒坐的協(xié)作面為錐面，兩者協(xié)作狀況良好。裝配時(shí)，先置入有彈性的金屬橡皮，然后再從上邊或從下邊往方形銷孔中打入鋼銷3即可。由于拆卸便利，齒尖一邊磨損后可以翻轉(zhuǎn)再運(yùn)用，從而延長運(yùn)用壽命。大型裝載機(jī)由于作業(yè)條件差、斗齒磨損嚴(yán)峻，故常采納這種分體式斗齒。一般中型裝載機(jī)鏟斗的斗齒間距為250~300mm左右，太大時(shí)由于切削刃將干脆參加插入工作，使阻力增大，太小時(shí)，齒間易于卡住石塊，也將增大工作阻力。長而窄的齒要比段而寬的齒插入阻力小，但太窄又簡潔損壞，所以齒寬以每厘米長載荷不大于500~600kg為宜。（4）鏟斗側(cè)刃參加插入工作，為減小插入阻力，一般可將連接前后斗壁的側(cè)壁刃口設(shè)計(jì)成弧形。（5）斗底的斗前壁與斗后壁用圓弧連接，構(gòu)成弧形斗底。為了使物料在斗中有很好的流淌性，斗底圓弧半徑不宜太小，前后壁夾角不應(yīng)小于物料與鋼板的摩擦角的2倍，以免卡住大塊物料。若取物料與鋼板的摩擦因數(shù)f=0.4，則摩擦角φ≈22°，所以張開角必需大于44°。綜上所述，針對(duì)我的鏟斗設(shè)計(jì)性質(zhì)如下：斗體材料：低碳、耐磨、高強(qiáng)度鋼板斗刃形態(tài)：直線形斗刃斗刃材料：耐磨又耐沖擊的中錳合金鋼材料4.1.2鏟斗斷面形態(tài)和基本參數(shù)確定圖2鏟斗斷面基本參數(shù)圖Fig2Thebasicparameterdiagram.Bucketsection（1）鏟斗的斷面形態(tài)，鏟斗的斷面形態(tài)由鏟斗圓弧半徑r、底壁長l、后壁高h(yuǎn)和張開角γ四個(gè)參數(shù)確定，如圖2所示。圓弧半徑r越大，物料進(jìn)入鏟斗的流淌性越好，有利于較少物料裝入斗內(nèi)的阻力，卸料快而干凈。但r過大，斗的開口大，不易裝滿，且鏟斗外形較高，影響駕駛員視察鏟斗斗刃的工作狀況。后壁高h(yuǎn)是指鏟斗上緣至圓弧與后壁切點(diǎn)間的距離。底壁長l是指斗底壁的直線段長度。l長則鏟斗鏟入料堆深度大，斗簡潔裝滿，但掘起力將由于力臂的增加而減小。由試驗(yàn)得知，插入阻力隨鏟入料堆的深度而急劇增加。l長同樣會(huì)減小卸載高度，短則掘起力大，且由于卸料時(shí)鏟斗刃口著陸的高度小，還可以減小動(dòng)臂舉上升度，縮短作業(yè)時(shí)間，但會(huì)減小斗容。對(duì)裝載輕質(zhì)物料為主的鏟斗，l可選擇大些，對(duì)于裝載巖石的鏟斗，應(yīng)取小些。鏟斗張開角γ為鏟斗后壁與底壁之間的夾角，一般取45°到52°之間。鏟斗的寬度應(yīng)大于裝載機(jī)兩個(gè)前輪外側(cè)間的寬度，每側(cè)要寬出50~100mm。如鏟斗寬度小于兩輪外側(cè)間的寬度，則鏟斗鏟取物料后所行成的料堆階梯會(huì)損傷到輪胎側(cè)壁，并增加行駛時(shí)輪胎的阻力。通過以上的介紹，結(jié)合從現(xiàn)場(chǎng)采集來的也許參數(shù)，本次設(shè)計(jì)的詳細(xì)參數(shù)初定如下：鏟斗圓弧半徑r：350mm底壁長l：700mm后壁高h(yuǎn)：400mm張開角γ：48°（2）鏟斗基本參數(shù)的確定。在定下了以上的斷面參數(shù)后，從現(xiàn)場(chǎng)的參考數(shù)據(jù)得到，本設(shè)計(jì)鏟斗的總寬度B為2900mm，并且鏟斗壁厚為30mm。設(shè)計(jì)時(shí)，把鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R（即鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)至切削刃間的距離），作為基本參數(shù)，鏟斗的其他參數(shù)作為R的函數(shù)。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R可依據(jù)下式計(jì)算。（m）（1）式中鏟斗平裝斗容，2.5m3鏟斗內(nèi)側(cè)寬度，2.840m鏟斗斗底長度系數(shù)，=1.40~1.53后壁長度系數(shù)，=1.1~1.2擋板高度系數(shù)，=0.12~0.14圓弧半徑系數(shù)，張開角，為45°~52°擋板與后壁間的夾角（無擋板取0）圖3鏟斗尺寸參考Fig3Bucketsizereference圖3中各參數(shù)含義如下：鏟斗圓弧半徑，m斗底長度，是指由鏟斗切削刃至斗底延長線與斗后壁延長線交點(diǎn)的距離，m后壁長度，是指由后壁上緣至后壁延長線與斗底延長線交點(diǎn)的距離，m擋板高度，m調(diào)整參數(shù)，依據(jù)調(diào)整后的各值與R之比分別計(jì)算、、、值，=1.5，=1.1，=0.12然后代入式（1），即可確定鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R，通過計(jì)算得出1140mm即可得出=1.5×1140=1710mm=1.1×1140=1254mm=0.12×1140=136.8mm一般取鏟斗側(cè)壁切削刃相對(duì)斗底壁的傾角=50°~60°。鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)距離斗底壁的高度=（0.06~0.12）R。4.1.3鏟斗容量的計(jì)算由于本次設(shè)計(jì)的鏟斗容量是在設(shè)計(jì)任務(wù)書中體現(xiàn)出來的，并且鏟斗的參數(shù)都是依據(jù)鏟斗容量而定下的，所以如下只介紹的是它的算法公式。平裝容量，鏟斗的平裝容量依據(jù)式（2）計(jì)算。對(duì)于有防溢板的鏟斗（m3）(2)式中有擋板的鏟斗橫截面面積，m2鏟斗內(nèi)側(cè)寬度，m擋板高度，m斗刃刃口與擋板最上部之間的距離，m對(duì)于無防溢板的鏟斗（m3）式中不裝擋板的鏟斗橫截面面積，m2額定容量，鏟斗的額定容量（見圖13）依據(jù)式（3）計(jì)算。對(duì)于有防溢板的鏟斗（m3）（3）式中c物料積累高度，m對(duì)于無防溢板的鏟斗（m3）（4）4.2工作裝置連桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過在其次章中的工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)的介紹，綜合本次設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)任務(wù)，所選取的結(jié)構(gòu)形式為反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式。機(jī)構(gòu)分析反轉(zhuǎn)六桿工作機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)和動(dòng)臂舉升機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)斗油缸CD、搖臂CBE、連桿FE、鏟斗GF、動(dòng)臂GBA和機(jī)架AD六個(gè)構(gòu)件組成。當(dāng)舉升動(dòng)臂時(shí)，若假定動(dòng)臂為固定桿，則可把機(jī)架AD視為輸入桿，把鏟斗GF看成輸出桿，由于AD和GF轉(zhuǎn)向相反，所以叫反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)。舉升機(jī)構(gòu)主要由動(dòng)臂舉升油缸HM和動(dòng)臂GBA構(gòu)成。當(dāng)舉升油缸閉鎖時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)斗油缸，鏟斗將繞G點(diǎn)作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖，舉升油缸動(dòng)作時(shí)，鏟斗將作復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即一邊隨動(dòng)臂對(duì)A點(diǎn)作牽連運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又相對(duì)動(dòng)臂繞G點(diǎn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。其材料為低碳、耐磨、高強(qiáng)度鋼。=1\*ROMANI-插入工況=2\*ROMANII-鏟裝工況=3\*ROMANIII-最高位置工況=4\*ROMANIV-高位卸載工況=5\*ROMANV-低位卸載工況圖4反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)簡圖Fig4Reversesixpolesstructurediagram尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)因?yàn)閳D解法比較直觀，易于駕馭，故采納圖解法設(shè)計(jì)，它通過在坐標(biāo)圖上確定鏟裝工況（圖4）時(shí)工作裝置的9個(gè)鉸接點(diǎn)的位置來實(shí)現(xiàn)。（1）動(dòng)臂與鏟斗、搖臂、機(jī)架的三個(gè)鉸接點(diǎn)G、B、A的確定1）確定坐標(biāo)系如圖5所示，先選取坐標(biāo)系并確定尺寸比例1：40。2）畫鏟斗圖，把設(shè)計(jì)好的鏟斗橫截面外廓按比例在坐標(biāo)系xOy中畫出，斗尖對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)原點(diǎn)O，斗前壁與x軸呈3°~5°的前傾角。此為鏟斗插入料堆時(shí)位置，即插入工況。確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸接點(diǎn)G由于G點(diǎn)的x坐標(biāo)值越小，轉(zhuǎn)斗掘起力就越大，所以G點(diǎn)靠近O點(diǎn)是有利的，但不能隨意減?。欢鳪點(diǎn)的y坐標(biāo)值增大時(shí)，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但這樣縮小了G點(diǎn)與連桿鏟斗鉸接點(diǎn)F的距離，使得掘起力下降。圖5動(dòng)臂上三鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì)Fig5Movingarmhingedonthreepointdesign綜合考慮各種因素的影響，依據(jù)坐標(biāo)圖上插入工況的鏟斗實(shí)際狀況，在保證G點(diǎn)y軸坐標(biāo)值yG=250~350mm和x軸坐標(biāo)值xG盡可能小而且不與斗底干涉的前提下，在指標(biāo)圖上人為的把G點(diǎn)初步定下來。初定G點(diǎn)坐標(biāo)為（1130，260）。確定動(dòng)臂與機(jī)架的鉸接點(diǎn)A=1\*GB3①以G點(diǎn)為圓心，使鏟斗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，至鏟斗斗口與x軸平行為止，即鏟裝工況。=2\*GB3②把已選定的輪胎外廓畫在指標(biāo)圖上（輪胎外廓直徑約為1600mm）。作圖時(shí)，應(yīng)使輪胎前緣與鏟裝工況時(shí)鏟斗后壁的間隙盡量小些，目的是使機(jī)構(gòu)緊湊、前懸小，但一般不小于50mm；輪胎中心Z的y坐標(biāo)值應(yīng)等于輪胎的工作半徑Rk600mm。（5）式中Z點(diǎn)的y坐標(biāo)值，mm輪輞直徑，mm輪胎寬度，mm輪胎斷面高度與寬度之比（一般輪胎取1，寬面輪胎去0.83，超寬面輪胎取0.64）輪胎變形系數(shù)（一般輪胎為0.1~0.16，寬面輪胎取0.05~0.1）=3\*GB3③依據(jù)給定的最大卸載高度hx，最小卸載距離lx和和卸載角，即高位卸載工況。=4\*GB3④以點(diǎn)為圓心，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鏟斗，使鏟斗口與x軸平行，即得到鏟斗最高舉升位置圖。=5\*GB3⑤連接并作其垂直平分線。因?yàn)镚和點(diǎn)同在以A點(diǎn)為圓心，動(dòng)臂長為半徑的圓弧上，所以A點(diǎn)必需在的垂直平分線上。A點(diǎn)在平分線的位置應(yīng)盡可能低一些，以提高整機(jī)工作的穩(wěn)定性，減小機(jī)器高度，改善司機(jī)視野。一般A點(diǎn)取在前輪右上方，與前軸心水平距離為軸距的1/3~1/2處。最終定下A點(diǎn)的坐標(biāo)為（3230，2110）。A點(diǎn)位置的改變，可借挪動(dòng)點(diǎn)和輪胎中心Z點(diǎn)的位置來進(jìn)行。連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn)F、E的確定因?yàn)镚、B兩點(diǎn)已被確定，所以再確定F點(diǎn)和E點(diǎn)事實(shí)上是為了最終確定與鏟斗相連的四桿機(jī)構(gòu)GFEB的尺寸，如圖18所示。確定F、E兩點(diǎn)時(shí)，既要考慮對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求，如必需保證鏟斗在各個(gè)工況時(shí)的轉(zhuǎn)角，又要留意動(dòng)力學(xué)的要求，如鏟斗在鏟裝物料時(shí)應(yīng)能輸出較大的掘起力，同時(shí)，還要防止前述各種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)被破壞的現(xiàn)象。按雙搖桿條件設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)令GF桿為最短桿，BG為最長桿，即有GF+BG>FE+BE（6）如圖3-10所示，若令GF=a，F(xiàn)E=b，BE=c，BG=d，并將式（5）不等號(hào)兩邊同時(shí)除以d，整理后得到下式，即（7）上式各值可按式（7）選取，由G（1130，260）、B（1680，1565）點(diǎn)的坐標(biāo)得到d=1415mm（8）由式（7）選取K=0.950得到a=0.3d=425c=0.58d=830，代入（6）得到b=948。圖6連桿、搖臂、轉(zhuǎn)斗油缸尺寸設(shè)計(jì)Fig6Connectingrod,rocker,andturnfightsoilcylindersizedesign確定E和F點(diǎn)位置這兩點(diǎn)位置的確定要綜合考慮如下四點(diǎn)要求：=1\*GB3①E點(diǎn)不行與前橋相碰，并有足夠的最小離地高度；=2\*GB3②插入工況時(shí)，使EF桿盡量與GF桿垂直，這樣可獲得較大的傳動(dòng)角和倍力系數(shù)；=3\*GB3③鏟裝工況時(shí)，EF桿與GF桿的夾角必需小于170°，即傳動(dòng)角不能小于10°，以免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生自鎖；=4\*GB3④高位卸載工況時(shí)，EF桿與GF桿的傳動(dòng)角也必需大于10°。如圖19所示，鏟斗插入工況，以B點(diǎn)為圓心，以BE=c為半徑畫??；人為的初選E點(diǎn)，使其落在B點(diǎn)右下方的弧線上；再分別以E點(diǎn)和G點(diǎn)為圓心，以FE=b和GF=a分別為半徑畫弧，得到交點(diǎn)，即為F。圖7連桿端部鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì)Fig7Connectingrodendshingedpointdesign如圖所示的得到了E和F點(diǎn)的位置，由于各種工況的狀況不定，所以在這就不詳細(xì)說明此時(shí)狀況的坐標(biāo)值。動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂和車架鉸接點(diǎn)H點(diǎn)及M點(diǎn)的確定動(dòng)臂舉升油缸的布置應(yīng)本著舉臂時(shí)工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構(gòu)件互不干擾、整機(jī)穩(wěn)定性好等原則來確定。綜合考慮這些因素，所以動(dòng)臂舉升油缸都布置在前橋與前后車架的鉸接點(diǎn)之間的狹窄空間里。4.3工作裝置靜力學(xué)分析及強(qiáng)度校核靜力學(xué)分析（1）外載荷確定原則，裝載機(jī)在鏟斗插入料堆，鏟斗要克服切削物料的阻力、物料與鏟斗間的摩擦力和物料自身的重力。這些力構(gòu)成了裝載機(jī)工作裝置的作業(yè)阻力。為了分析問題便利，假設(shè)它們作用在鏟斗齒尖的刃口上，并形成兩個(gè)集中力：水平插入阻力和垂直掘起阻力。裝載機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)簡化為兩種極端受載狀況：一是對(duì)稱載荷，載荷沿切削刃勻稱分布，二是偏心載荷，由于鏟斗偏鏟或物料的不勻稱性而導(dǎo)致物料對(duì)鏟斗的載荷產(chǎn)生不勻稱分布，使載荷偏于鏟斗一側(cè)，形成偏心載荷。裝載機(jī)在鏟掘作業(yè)過程中，通常有以下三種受力工況：1）鏟斗水平插入料堆，工作裝置油缸閉鎖，此時(shí)可認(rèn)為鏟斗斗刃只受水平插入阻力的作用。2）鏟斗水平插入料堆，翻轉(zhuǎn)鏟斗或舉升動(dòng)臂鏟取物料時(shí)，認(rèn)為鏟斗斗齒只受垂直掘起阻力的作用。3）鏟斗邊插入邊收斗或邊插入邊舉臂進(jìn)行鏟掘時(shí)，認(rèn)為鏟斗斗齒受水平插入阻力與垂直掘起阻力的同時(shí)作用。假如將對(duì)稱載荷和偏載狀況分別與上述三種典型受力工況相組合，就可得到鏟斗六種典型的受力作用工況1.水平對(duì)稱工況2.直對(duì)稱工況3.水平垂直對(duì)稱同時(shí)作用工況4水平偏載工況5垂直偏載工況6水平垂直偏載同時(shí)作用工況。（2）外載荷計(jì)算，裝載機(jī)的工作阻力是多種阻力的合力。由于物料性質(zhì)和工作機(jī)構(gòu)工作方式的不同，工作阻力有不同的計(jì)算方法，一般工作阻力通常分別按插入阻力、掘起阻力和轉(zhuǎn)斗阻力矩進(jìn)行計(jì)算。1）插入阻力插入阻力就是鏟斗插入料堆時(shí)，料堆對(duì)鏟斗的反作用力計(jì)算上述阻力比較困難，一般依據(jù)下面閱歷公式來確定：（N）（9）式中K1物料塊度與松散程度系數(shù)K2物料性質(zhì)系數(shù)K3料堆高度系數(shù)K4鏟斗形態(tài)系數(shù)，一般在1.1~1.8之間，取1.3B鏟斗寬度，290cmL鏟斗的一次插入深度，40cm得到：F=9.8×1.0×0.045×1.10×1.3×290×401.25=18397（N）2）掘起阻力掘起阻力就是指鏟斗插入料堆肯定深度后，舉升動(dòng)臂時(shí)物料對(duì)鏟斗的反作用力。。掘起阻力主要是剪切阻力。鏟斗起先舉升時(shí)物料的剪切力按下式計(jì)算（N）（10）式中K起先舉升鏟斗時(shí)物料的剪切應(yīng)力，它通過試驗(yàn)測(cè)定，對(duì)于塊度為0.1~0.3m的松散花崗巖，剪切應(yīng)力的平均值取K=35000PaB鏟斗寬度，mLc鏟斗插入料堆的深度，m得到：F=2.2×35000×2.9×0.4=89320（N）3）轉(zhuǎn)斗阻力矩當(dāng)鏟斗插入料堆肯定深度后，用轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗向后翻轉(zhuǎn)時(shí)，料堆對(duì)鏟斗的反作用力矩稱為轉(zhuǎn)斗阻力矩。起先鏟取時(shí)（a=0）的靜阻力矩為（11）式中Fx起先轉(zhuǎn)斗時(shí)的插入阻力，18397Nx鏟斗回轉(zhuǎn)中心與斗刃的水平距離，1.13my鏟斗回轉(zhuǎn)中心與地面的垂直距離，0.26mL鏟斗的插入深度，0.4m得到=1.1×18397×[0.4×（1.13－0.25×0.4）+0.26]=13599（N·m）掘起阻力矩隨鏟斗回轉(zhuǎn)角a的增大而減小。當(dāng)鏟斗回轉(zhuǎn)a角后，其轉(zhuǎn)斗阻力矩為（12）式中鏟斗離開料堆時(shí)的翻轉(zhuǎn)角度鏟斗離開料堆時(shí)，由物料重力產(chǎn)生的阻力矩，N·m轉(zhuǎn)斗阻力矩計(jì)算：鏟斗在料堆中轉(zhuǎn)斗時(shí)，除了要克服料堆的靜阻力矩之外，還要克服鏟斗自重和鏟斗中物料所產(chǎn)生的阻力矩。因此，起先轉(zhuǎn)斗的阻力矩為（13）式中轉(zhuǎn)斗阻力矩，N·m起先轉(zhuǎn)斗靜阻力矩，13599N·m輪式裝載機(jī)額定載重量重力，49000N鏟斗自重力，13470N鏟斗中心至回轉(zhuǎn)中心B的水平距離，0.5m得到=13599+（49000+13470）×0.5=44834（N·m）圖8作用在轉(zhuǎn)斗連桿上力的確定Fig8Turnonroleindeterminationofconnectingforceoffight作用在轉(zhuǎn)斗連桿上的力：鏟斗充分插入料堆后起先轉(zhuǎn)斗時(shí)，作用在鏟斗與鏟斗連桿鉸銷上的力（N）（14）式中鏟斗回轉(zhuǎn)中心至的作用線的垂直距離，0.430m得到=44834/0.43=104265（N）強(qiáng)度校核搖臂的強(qiáng)度校核，在對(duì)稱載荷作用下，搖臂可看作是支承在動(dòng)臂B點(diǎn)變截面曲梁。由式24可得Fc=104265N，取單邊側(cè)板為探討對(duì)象，得到N（15）由，得到（16）代入數(shù)據(jù)得到=72116N彎矩=43269N·m（17）在對(duì)稱水平載荷作用下，由內(nèi)力得出內(nèi)力圖（圖9）圖9對(duì)稱載荷引起的搖臂內(nèi)力圖Fig9Loadsymmetryincausedtotherocker然后對(duì)危急斷面強(qiáng)度校核。對(duì)于危急斷面1-1，在此斷面上作用有彎曲應(yīng)力和正應(yīng)力，以其合成應(yīng)力所表示的強(qiáng)度條件為（18）（19）由式3-39得到：=0.0063m得到：20000000Pa強(qiáng)度通過5液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算5.1初選系統(tǒng)的工作壓力壓力的選擇要依據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間，經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)狀況等的限制。詳細(xì)選擇可考慮表1和表2由工作要求，和系統(tǒng)壓力要求可初步確定，用到的主要液壓元件有：液壓泵，液壓缸，油箱表1按載荷選擇工作壓力Table3-1pressloadselectionworkpressure載荷/KN<55～1010～2020～3030～50>50工作壓力/MPa<0.8～11.5～22.5～33～44～5≥5表2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力Table3-2allkindsofmechanicalcommonsystemworkpressure機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.8～23～52～88～1010～1820～32有以上的數(shù)據(jù)查表可得：初步選定工作壓力P=16MPa。5.2液壓系統(tǒng)原理圖1.轉(zhuǎn)斗液壓缸2.提臂液壓缸3.提臂液壓缸換向閥4.轉(zhuǎn)斗液壓缸換向閥5.單向閥6.液壓泵7.濾油器8.溢流閥9.平安閥10.油箱圖10液壓系統(tǒng)原理圖Figure10hydraulicsystemprinciplediagram由工作的條件可確定液壓系統(tǒng)原理圖10為：5.3液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算轉(zhuǎn)斗油缸作用力的確定以轉(zhuǎn)斗油缸作用力即以此平衡條件作為計(jì)算位置。依據(jù)裝載機(jī)縱向穩(wěn)定條件得最大掘起阻力式中裝載機(jī)自重力；載機(jī)重心離前軸距離；假設(shè)為軸距；即斗刃在地面上的支點(diǎn)至裝載機(jī)前輪接地點(diǎn)的距離；由圖得鏟斗在鏟掘位置繞點(diǎn)上翻時(shí)，鏟斗刃口的運(yùn)動(dòng)方向基本上接近于垂直地面，因此可以認(rèn)為轉(zhuǎn)斗油缸作用力主要克服鏟起阻力（見圖11）圖11轉(zhuǎn)斗油缸作用力分析圖Figure11turnfightsoilcylinderforcewere取取因其中為鏟斗自重力L1=則考慮到連桿機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)的摩擦損失，則每只轉(zhuǎn)斗油缸受力為式中----轉(zhuǎn)斗油缸數(shù)---考慮連桿機(jī)構(gòu)的摩擦損失系數(shù)，取則轉(zhuǎn)斗液壓缸用于轉(zhuǎn)斗，反復(fù)推拉搖臂完成鏟掘和卸載?；钊钊谝后w壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，故它與缸筒的協(xié)作應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。式中油缸的工作壓力，取=MPa油缸的機(jī)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：=。依據(jù)實(shí)際工作狀況，采納組合式活塞，活塞和活塞桿采納卡環(huán)型連接，密封結(jié)構(gòu)采納O型密封圈和Y型密封圈。有導(dǎo)向環(huán)。選用35鋼為活塞材料?；钊麑挾纫话銥榛钊鈴降?.5～1.0倍，取系數(shù)為0.6，則活塞寬度為：活塞外徑協(xié)作采納f9，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差定為0.01mm，端面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于外徑公差的1/2。=活塞外徑協(xié)作采納f9，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差定為0.01mm，端面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于外徑公差的1/2。表3工程液壓缸技術(shù)參數(shù)Table3engineeringtechnicalparametersofhydrauliccylinder缸徑/mm活塞桿直徑/mm推力/N額定工作壓力16MPa1.331.462拉力633235452010037010344802443090455063101790763407037051910140708010024630018473016588012064018090100125407150305360281490210800200100110140502660376990350660256350250125140180785400589050539100378250活塞桿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(dòng)沖擊等多種作用力，必需有足夠強(qiáng)度和剛度。此桿體用實(shí)心桿?？紤]到桿與搖臂的連接方式，故桿外端選用鉸銷型。查表4表4公稱壓力表Table4nominalpressuregauge公稱壓力/≤1012.5～20＞201.331.46，22由于，故選取為：、對(duì)于雙作用單邊活塞桿液壓缸，其活塞桿直徑d依據(jù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)速比??（即面積比）來確定：mm按標(biāo)準(zhǔn)選取由工程液壓缸的技術(shù)規(guī)格，又可得：最大行程4000mm,推力502660N，拉力376990N。選用45鋼作為活塞桿材料，調(diào)質(zhì)處理，表面鍍。要求對(duì)活塞桿進(jìn)行淬火，淬火深度0.8mm。并可查得35鋼的機(jī)械性能參數(shù)：活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，采納H8/h7協(xié)作。圓度和圓柱度公差不大于直徑公差的1/2。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差要求不大于0.01mm，為了保證活塞桿外圓與活塞外圓的同軸度，以避開活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差定位0.02mm/100mm，以保證活塞安裝不產(chǎn)生傾斜?；钊耐鈭A粗糙度定為0.2μm，以利于表面形成油膜。為了提高耐磨性和防銹性，對(duì)活塞桿表面進(jìn)行鍍處理，并進(jìn)行拋光和磨削加工。（1）活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算：活塞桿在穩(wěn)定工況下，只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡潔強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算：滿意條件其中活塞桿作用力，活塞桿直徑，材料的許用應(yīng)力.，n=3～5，取n=3則活塞桿的螺紋和退刀槽等結(jié)構(gòu)往往是活塞桿上的危急截面，此處的合成應(yīng)力應(yīng)滿意滿意條件 其中活塞桿拉力，危急截面直徑，，取缸筒（1）流量的計(jì)算,活塞的運(yùn)動(dòng)速度為單位時(shí)間內(nèi)壓力油推動(dòng)活塞移動(dòng)的距離。依據(jù)工況，速度V定為：V=0.12m/s=7.2m/min事實(shí)上，活塞在行程兩端各有一個(gè)加、減速階段，此速度值為最高速度。流量為單位時(shí)間內(nèi)油液通過油缸有效截面的體積。由于則由于此單活塞液壓缸采納彈性密封材料，故取液壓缸容積效率：=1當(dāng)活塞桿伸出時(shí)：當(dāng)活塞桿縮回時(shí),取=其中――液壓缸內(nèi)徑――活塞桿直徑（2）缸筒材料的選擇,采納法蘭連接缸筒，端部焊法蘭。（3）對(duì)缸筒的要求1，有足夠的強(qiáng)度，能長期承受工作壓力及短期動(dòng)態(tài)壓力而不致永久變形。2，有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。3，內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。4，須要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。（4）缸筒外徑的計(jì)算,缸筒壁厚為：其中――缸筒材料強(qiáng)度要求的最小值，――缸筒外徑公差余量，――腐蝕余量，關(guān)于的值，按下列狀況分別計(jì)算：一般可用薄壁缸筒的好用計(jì)算式：其中――平安系數(shù)，通常取5綜上可知為:圓整到無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)外徑，取所以缸筒壁厚為：故缸筒外徑為：符合條件（5）缸筒其他參數(shù)的計(jì)算，包括主要技術(shù)參數(shù)和各個(gè)元件的選取1)缸筒底部厚度：此缸筒底部為平面，厚度可以依據(jù)四周嵌住的圓盤強(qiáng)度公式進(jìn)行近似的計(jì)算：≥其中――筒內(nèi)最大工作壓力（）；――缸筒內(nèi)徑（）；[]――筒底材料許用應(yīng)力,其選用方法與計(jì)算缸筒壁厚計(jì)算相同。則缸筒底部厚度為：2）缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20～30倍。所以轉(zhuǎn)斗油缸內(nèi)部長度3）螺栓的選型和計(jì)算：依據(jù)實(shí)際工況，缸體和前端法蘭、缸底與缸體均采納焊接聯(lián)接，連接前缸蓋和前端法蘭的螺栓，選用六角頭全螺紋B級(jí)M30螺栓。螺栓材料為45鋼。許用應(yīng)力為σp=600Mpa其詳細(xì)參數(shù)為：(公稱)=35.38mm(公稱)=18.7mm(最小)=0.4mm(最小)=33.5mm(最大)=10.5mm(最大)=33.4mm(公稱)：60～200mm全螺紋長度：60～200表面處理：不經(jīng)處理螺紋公差：8g缸筒與端部用法蘭連接時(shí)，螺栓的強(qiáng)度計(jì)算如下：螺紋處的拉應(yīng)力：其中――擰緊螺紋的系數(shù)，變載荷取K=2.5～4――缸筒端部承受的最大推力，――螺紋小徑，――螺栓的數(shù)量，螺紋處的剪應(yīng)力：螺栓主要受軸向力，剪力幾乎為零，故忽視不計(jì)合成應(yīng)力：符合條件4）缸筒頭部法蘭厚度：法蘭材料為35鋼，機(jī)械預(yù)加工后再調(diào)質(zhì)，其中――法蘭在缸筒最大內(nèi)壓下所承受的最大壓力，——許用應(yīng)力，，取1.2――法蘭外圓半徑，依據(jù)實(shí)際工況確定為：可依據(jù)下式計(jì)算得到：所以可得缸筒頭部法蘭厚度為：15.4，考慮到螺栓的安裝，取5）缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。缸蓋材料為35鋼。無孔時(shí)：≥有孔時(shí)：≥式中——缸蓋有效厚度（）——缸體內(nèi)徑（）——缸蓋孔的直徑（）——缸體內(nèi)最大工作壓力（）——材料許用應(yīng)力（）因?yàn)楦咨w上無進(jìn)出有孔，故6）缸筒制造加工要求1，缸筒內(nèi)徑D采納H7或H8級(jí)協(xié)作，表面粗糙度Ra值一般為0.16～0.32μm。都需進(jìn)行研磨。2，熱處理：調(diào)質(zhì)、硬度HB241～285。3，缸筒內(nèi)徑D的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差的1/2。4，缸筒直線度公差在500mm長度上不大于0.03mm。5，缸筒端面T對(duì)內(nèi)徑的垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm。6，耳環(huán)孔的軸線對(duì)缸徑D的偏移不大于0.03mm，對(duì)缸徑D的垂直度在100mm上不大于0.1mm。此外，通往油口的內(nèi)孔口必需倒角，不允許有飛邊、毛刺，以免劃傷密封件。為便于裝配和不損壞密封件，缸筒內(nèi)孔口應(yīng)倒15度角?？稍诟淄矁?nèi)表面先鍍Gr，再進(jìn)行研磨或拋光，以防止腐蝕生銹和提高運(yùn)用壽命，在缸筒外表面涂耐油油漆?；钊麠U的校核依據(jù)實(shí)際工況，液壓缸的歐拉載荷條件為：兩端鉸接，剛性導(dǎo)向，n=1。（1）按強(qiáng)度條件校核，當(dāng)活塞桿長度L小于等于10d時(shí)，按強(qiáng)度條件校核活塞桿直徑d(m)設(shè)計(jì)活塞桿的實(shí)際長度為L=1114mm，所以由式中——活塞桿推力（）；[]——活塞桿材料許用應(yīng)力（）；[]=式中——材料屈服極限（）；——屈服平安系數(shù)，一般取1.4～2。設(shè)計(jì)是取1.4則故活塞桿滿意強(qiáng)度要求（2）按彎曲穩(wěn)定性校核，當(dāng)活塞桿全部伸出后，活塞桿外端到缸的支撐點(diǎn)之間的距離>，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。若受力F1完全在軸上，按下式計(jì)算：符合條件其中――活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力，――平安系數(shù)，通常去1.5～2――液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù)，取――實(shí)際彈性模數(shù)――材料組織缺陷系數(shù)，鋼材一般取――活塞桿截面不勻稱系數(shù)，一般取――材料的彈性模數(shù)，，鋼材――活塞桿橫截面慣性矩，――活塞桿材料屈服極限，卡環(huán)連接的計(jì)算卡環(huán)材料為45鋼，卡環(huán)的強(qiáng)度按如下公式計(jì)算：卡環(huán)的切應(yīng)力式中——油缸工作壓力（）；（m）——卡環(huán)厚度（）卡環(huán)連接軸徑為，故卡環(huán)強(qiáng)度條件滿意。塞桿的導(dǎo)向套活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向。內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)型式有軸套式和端蓋式兩種。依據(jù)實(shí)際工況，采納端蓋式導(dǎo)向套，導(dǎo)向套的材料35鋼。導(dǎo)向套內(nèi)孔與活塞桿外圓的協(xié)作采納H8/h7。導(dǎo)向套外圓與內(nèi)孔的同軸度公差定為0.02mm，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差的1/2。導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長度，在缸筒大于80mm時(shí)，=（～）取油口油口包括油口孔和油口連接螺紋。液壓缸的進(jìn)、出油口可布置在端蓋或缸筒上。油口結(jié)構(gòu)如圖4查表4得：表5油口的結(jié)構(gòu)Table5oilthestructureofthemouth缸內(nèi)徑DECEEmin法蘭規(guī)格EE0-1.5EA0.25ED矩形法蘭EE0-1.5EA0.25EB0.256380M27216151529.7M81.25131317.538.1100125M33220202035.5M81.25191922.246.7160200M42225252543.8M101.5252526.252.4液壓缸油口連接螺紋定為M422。密封件，防塵圈依據(jù)液壓缸類型和尺寸，選取活塞密封件為Yx型密封圈，活塞桿密封件0型密封圈。防塵圈選用A型防塵圈。轉(zhuǎn)斗油缸與機(jī)架鉸接處銷軸的校核依據(jù)設(shè)計(jì)和作圖所得，N（為舉升油缸的作用力，經(jīng)計(jì)算得=426077N），mm,mm，所以mm，mm。則MPa銷軸材料為40Cr，MPa，許用應(yīng)力，一般取，取，則MPa。故，該銷軸滿意強(qiáng)度要求。5.4泵的選用泵的基本參數(shù)是壓力、流量、轉(zhuǎn)速、效率。泵的流量應(yīng)稍大于液壓馬達(dá)和液壓缸流量之和，考慮到油路中的各種流量損失，一般留有15%的裕度。裝載機(jī)所采納壓力范圍一般為10至16MPa。油泵的流量應(yīng)保證明現(xiàn)油缸的最大運(yùn)動(dòng)速度。裝載機(jī)作業(yè)時(shí)選取轉(zhuǎn)斗油缸和舉升油缸的大者，并考慮到系統(tǒng)損漏量，確定油泵額定流量。在液壓缸設(shè)計(jì)部分中，已知舉升油缸的流量最大，為236L/min。故選用CBG125型齒輪泵。CBG125型齒輪泵的主要技術(shù)參數(shù)為：排量：125ML/r額定壓力：16MPa最高壓力：20MPa額定轉(zhuǎn)速：2000r/min最高轉(zhuǎn)速：2500r/min容積效率：91%總效率：85%驅(qū)動(dòng)功率：73.4KW重量：39.5kg5.5油箱的設(shè)計(jì)任何液壓系統(tǒng)都不行少的部分，用以儲(chǔ)存液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)，郵箱中的液壓油經(jīng)液壓泵增壓后供應(yīng)給液壓系統(tǒng)，在液壓系統(tǒng)中完成工作后的油液又返回油箱。油箱容量的計(jì)算。油箱除具備儲(chǔ)存必需的油量外，還應(yīng)有液壓回路中的有全部回到油箱時(shí)不溢出的預(yù)備空間，即油箱油面高度最高不超過油箱的80%，最低使進(jìn)口濾油器不吸入空氣依據(jù)系統(tǒng)的壓力概略如下：低壓系統(tǒng)，V=（2—4）Q；中壓系統(tǒng)，V=（4—5）Q；高壓系統(tǒng)，V=（5—7）Q；工程機(jī)械（行走機(jī)械），V=（1.2—2）Q，Q為液壓泵的流量。已知泵的排量為250L/min，所以油箱工作容量為300L。5.6過濾器的選用選擇過濾器的依據(jù)是：過濾精度、通油實(shí)力、工作壓力、允許壓降、過濾器的類型等。過濾器的類型是指它在系統(tǒng)中的安裝位置不同，有吸油過濾器、壓力油過濾器、回油過濾器、通氣過濾器等。選過濾器時(shí)，通油實(shí)力通常為實(shí)際通過流量的1.5—2倍以上系統(tǒng)總流量選過濾器的通油實(shí)力為本設(shè)計(jì)選用吸油過濾器和回油過濾器的型號(hào)如下所述：吸油過濾網(wǎng)式過濾器技術(shù)規(guī)格WU-400×180F，WU-400×180F型吸油過濾器主要參數(shù)，過濾精度為180μm，壓力損失為≤0.01MPa，流量：400L/min，通徑：65mm，聯(lián)接形式：螺紋聯(lián)接?；赜瓦^濾器為紙質(zhì)過濾器技術(shù)規(guī)格ZU-A400×10S，壓力為16MPa流量為400（L/min）過濾精度，這里我們選過濾精度為10μm，帶發(fā)信號(hào)裝置，通徑為168mm流量為400L/min，壓力為16Mpa，壓降為≤0.12MPa。5.7管道及管接頭的選擇（1）泵站及流量較大的管路可以運(yùn)用硬管，硬管內(nèi)徑可按下式計(jì)算：——管道內(nèi)徑mm——通過管道的最大流量L/min——管道內(nèi)液流允許流速m/s，通常=5m/s則管子壁厚的計(jì)算：管子壁厚可用公式得到（20）取整5.5mm式中--------工作壓力--------管子內(nèi)徑-----許用應(yīng)力（2）管接頭的選擇,在選擇管接頭的原則是，必需使它具有足夠的通流實(shí)力和較小的壓力損失，同時(shí)做到裝卸便利，聯(lián)結(jié)堅(jiān)固，密封牢靠，外形緊湊。軟管接頭處選用快換接頭，依據(jù)機(jī)械手冊(cè)查表20－8－57選用公稱流量63L/min,軟管內(nèi)徑為36mm，工作壓力為16MPa的A型快換接頭。鋼管管道接頭采納螺紋聯(lián)結(jié)接，螺紋尺寸是M22×1.5。5.8連軸器的選用計(jì)算在選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器或已有舉薦的系列尺寸的聯(lián)軸器型號(hào)時(shí)，一般都是以聯(lián)軸器所需傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為原則。由于不考慮其性能，通常（21）式中——理論轉(zhuǎn)矩、——分別為驅(qū)動(dòng)功率（kW）和轉(zhuǎn)速（r/min）。=依據(jù)泵輸入軸直徑,由手冊(cè)查得,選得的聯(lián)軸器為:LM6梅花聯(lián)軸器5.9液壓油的選用液壓系統(tǒng)中的工作油液具有雙重作用，一是作為傳遞能量的介質(zhì)，二是作為潤滑劑潤滑運(yùn)動(dòng)零件的工作表面，因此油液的性能會(huì)干脆影響液壓傳動(dòng)的性能：如工作的牢靠性，靈敏性，工況的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的效率及零件的壽命等。本系統(tǒng)選用L-HV型液壓油。6結(jié)論在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我有許多收獲，首先把我?guī)啄陙硭鶎W(xué)的學(xué)問做了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，更深一步了解了所學(xué)的學(xué)問，培育了我綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問，獨(dú)立分析問題和解決問題的實(shí)力，也使我學(xué)會(huì)怎樣更好的利用圖書館，網(wǎng)絡(luò)查找資料和運(yùn)用資料，還使我學(xué)會(huì)如何與同學(xué)共同探討問題。這對(duì)我以后的工作有很大的幫助,今后我會(huì)在工作中不斷的學(xué)習(xí),努力的提高自己的水平。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)，我切實(shí)體會(huì)到作為一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員的艱辛。在設(shè)計(jì)過程中，我常常遇到各種各樣的問題，有的是由于學(xué)問方面的不足而導(dǎo)致的，有的是由于設(shè)計(jì)閱歷方面的不足而導(dǎo)致的。這些問題有時(shí)使得我束手無措，不過在指導(dǎo)老師幫助和自己的努力下，最終使得我順當(dāng)完成了設(shè)計(jì)。雖然我的設(shè)計(jì)存在許多不足的地方，總的來說，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己將來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中熬煉自己分析問題，解決問題的實(shí)力，為將來工作打下良好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：[1]張洪編.現(xiàn)代施工工程機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008:40-50.[2]楊占敏編.輪式裝載機(jī)[M].北京：北京化學(xué)工業(yè)出版社.2006:36-42[3]周松林編.裝載機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].工程機(jī)械.2004:50-61：4-5[4]趙新莊編.馬路施工機(jī)械[M].北京：北京人民交通出版社.2002:15-20[5]何正忠編.裝載機(jī)[M].北京：北京冶金工業(yè)出版社.1999:60-70[6]甘永立編.幾何量公差與檢測(cè)[M].北京：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2005[7]孫恒編.機(jī)械原理[J].高等教化出版社.2005:3-4[8]高秀華編.工程機(jī)械結(jié)構(gòu)與維護(hù)檢修技術(shù)[J].化學(xué)工業(yè)出版社.2004：5-6[9]朱學(xué)敏編.土方工程機(jī)械[J].機(jī)械工業(yè)出版社.2003:3-5[10]楊晉生編.鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社.1981[11]張利平編.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)[J].化工工業(yè)出版社.2005:4-6[12]張祖立編.機(jī)械設(shè)計(jì)[J].中國農(nóng)業(yè)出版社.2004:5-6[13]劉忠編.工程機(jī)械液壓傳動(dòng)原理故障診斷與解除[J].機(jī)械工業(yè)出版社.2005:6-5[14]于碩編.裝載機(jī)工作裝置機(jī)構(gòu)