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1、 河北工程大学科信学院课 程 设 计 设 计 题 目： 装载机液压系统设计 系 部 名 称： 机械工程系 学 生 姓 名： 赵 亚 勇 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 三 班 学 号： 110202328 指 导 教 师： 张平格 填表时间： 2015 年 01 月摘要装载机主要用来装卸散状物料，也能进行轻度的铲掘工作，并且具有良好的机动性能，广泛使用于工厂、矿山、建筑、水电上程、道路、码头、农田乃至家庭，是工程机械中保有量较大的品种之一。装载总体方案设计是装载机设计的一个重要环节，它对装载机的设计质量、使用性能和装载机在市场上的竞争力有着决定性的影响。装载机性能的优劣和作业效率的
2、发挥，不仅与相关总成及部件的工作性能有着密切关系，而且在很大程度上取决于各有关总成及部件间的协调和参数匹配，取决于装载机的总体布置。装载机的工作装置和转向机构都采取液压传动，本文通过对工作装置及转向机构工作要求和载荷分析对液压系统进行设计。主要包括对执行元件，控制元件辅助元件的选择、设计。本文的设计，能够使读者对工程机械总体方案设计及液压系统设计进一步加深了解，同时能从中理会一些设计理念，为以后更好从事设计工作提供了帮助。关键词：装载机；液压传动；液压系统设计； 目 录绪论 11 履带式装载机总体参数确定 21.1履带式液压装载机的组成21.2设计依据21.3传动方式31.4主要参数的确定31
3、.5行走装置的牵引力61.6液压马达主要参数计算确定61.7缓冲张紧装置设计要求与计算71.8 四轮一带及其他部件选型72液压系统的初步介绍132.1液压系统的工作原理132.2液压系统的组成部分132.3技术要求133 液压系统的设计 153.1制定液压系统方案 153.2 绘制液压系统原理图 173.3确定液压系统的主要参数183.4液压元件的选择与专用件设计223.5 液压系统的性能验算253.6液压系统冲击压力294 动臂液压缸的设计304.1 液压缸的结构参数计算304.2 液压缸的连接计算314.3 活塞杆活塞杆强度及稳定性验算32总结35参考文献36绪论装载机是一种常用的铲土运输
4、机械，广泛应用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山及国防工程中。其对加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本等都发挥着重要的作用。因此，近年来，装载机在国内外均得到了迅猛的发展，已成为工程机械的主导产品之一。一台装载机的设计是否成功，首先是从能否满足使用要求，好造、好用、好修，具备较高的作业生产率和较低的使用成本来衡量的。这体现在设计工作中，就是应当使装载机具有较完善的技术经济性能与指标以及先进的部件结构方案。常见的单斗装载机一般有以下特点来分类。（1）按行走装置不同分类:轮胎式和履带式。国产履带式装载机多是在推土机基础上形成及国内外使用和生产的绝大多数是轮胎式装载机，这两类
5、装载机除行走装置不同外，其它系统和构造大体相似。（2）按使用场合不同分类：露天用装载机和井下用装载机（铲运机）。国内外生产和使用的装载机绝大多数是露天轮式装载机。铲运机的结构相对来说是比较简单的。（3）按传动形式不同分类：机械传动式，液力机械传动式，液压传动式和电传动式。机械传动式在国内仅用于0.5m以下的装载机，它一般直接采用汽车或拖拉机的传动装置，即离合器和变速器。由于液力传动机械取消了机械传动中的离合器而换用液力变矩器，取消了人力换挡变速箱而换用了动力换档变速箱，是发动机在不停车的情况下换挡，操作轻便，工作可靠性高，因此液力机械传动式是轮式装载机的主要传动形式。液压传动使用柴油机带动液压
6、泵产生高压油，并通过控制系统和油管带动液压马达使车轮传动。它能够简化传动系统，使整机质量减轻，但由于启动性差，液压件价格昂贵，寿命也比较低，因此目前仅用于小型装载机上。电传动是由柴油机驱动交流发电机，以此来驱动装在车轮上的直流电动机，然后通过轮边减速器带动车轮转动，这样可以实现无级调速。这种传动检查方便，维修简单，工作可靠。缺点是电机设备质量大，费用高，目前只在大型装载机上使用。（4）按装载方式不同分类：前卸式，后卸式，侧卸式和回转式。（5）按转向方式不同分类：整体式和铰接式。 1履带式装载机总体参数的确定1.1. 履带式液压装载机的组成液压装载机机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和
7、电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等，如图 。 1.2. 设计依据1.2.1. 履带式行走装置的主要特点（1）牵引力大（通常每条履带的牵引力达机重的 35-40%），接地比小(一般为4-15N/cm2),转弯半径小，机动灵活；（2）采用液压传动，能实现无极调速；（3）每条履带各自有驱动的液压马达及减速装置。1.2.2. 设计参数（1）机重18t（2）总牵引力 10KN（3）最大行走速度 2.2Km/h（4）驱动轮节圆直径323mm（5）减速器传动比 4 (6) 动臂提升时间选
8、8s (7) 动臂下降时间选 6s (8) 铲斗前倾时间选 3s装载机的外形尺寸，可以根据举升高度、卸载距离、轮距、轴距、算出整机的长、宽、高。 外形尺寸名称几何尺寸车长总宽度车高轴距轮距最小离地间隙最大卸载高度7080mm2940mm3370mm2760mm2200mm300mm3050mm1.3. 传动方式考虑到装载机一般在野外作业，工作载荷变化大，作业环境恶劣，技术保养条件差；因此本设计采用了履带式行走装置。确定的行走装置的动力路线为：柴油机液压泵控制阀液压马达制动器减速器驱动轮履带1. 4. 主要参数确定1.4.1 机体主要线性尺寸在本次设计中按照标注选定法、理论分析计算法等方法得出的
9、参数值不可能都是完全切合的。通常在设计开始时一些参数还不能利用以上方法完全确定，因此在本设计中有的参数采用了经验公式法进行计算。（1）履带带长 L1L1 = K A G1/ 3=1.25*(18*109) 1/ 3=3276mm式中：K A 为尺寸系数（1.25 1.5），本设计取 KA =1.25；考虑到整体布局，类比同型产品可在此基础上增大10%；故L1取为 3604mm。（2）驱动轮与导向轮轴向中心距 l1 l1= K i G1/ 3 =1.1*(18*109)1/3=2880mm 式中：K i为尺寸系数(1.0 1.2)。考虑到整体布局，类比同型产品可在此基础上增大10%；故l1取为
10、3281mm。（3）轨距 BB= K B G1/ 3=0.8*(18*109)1/3=2100mm 式中：K B 为尺寸系数(0.75 0.85)。考虑到整体布局，类比同型产品可在此基础上增大10%；故B 取为 2400mm。（4）履带高度 HH= KT G1/ 3 =0.32*(18*109)1/3=840mm 式中：KT 为尺寸系数(0.3 0.35)。为了整体的整体布局，考虑将其扩大17%左右，计算得 H=980mm。（5）履带板宽 b由经验数据得：b 的值可在 600 800mm 间取值,根据标准手册查取b =600mm。（6）底盘总宽 CC =B +b=2400+600=3000mm
11、 （7）履带接地长度L接L接 = l1 + 0.35D= l1 + 0.35( L1 - l1 )=3394mm式中：D为驱动轮直径，约为L1 - l1。（8）后端支重轮到驱动轮间距 C3 C3 = K C1 lt=2.6 *84=218mm 式中： K C1 为尺寸系数（2.4 2.6)；lt为履带节距，根据标准查取lt=84mm。（9）前端支重轮到导向轮间距 C1C1 = K C 2 lt=3 *84=252mm式中： K C 2 为尺寸系数(2.4 3)。(10) 两端支重轮间距 lolo = l1- C1 - C3=3281-252-218=2811mm（11）转台离地高 h1h1 = K0 G1/ 3=1048mm 式中：K 0为尺寸系数(0.37 0.42)。为了整体的整体布局，考虑将其扩大3%左右，计算得h1=1080mm。(12) 相邻两支重轮间距t1t1 =(1 2) lt =2*84=168mm 机体主要线性尺寸如下表： 机体主要线性尺寸项目履带长度L1轨距B轮距 l1履带总高H转台底部离地高h1悬架底离地高h2履带板宽b结果3604240032819801080495600 1.4.2 驱动轮参数（1）主要参数的确定A、节距：驱动轮节距应与履带节距相等，lt = 84 mm。B、齿数：增加驱动轮齿数Z，能使履带速度均匀性改善，摩擦损失减少，但会
