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1、鉸接式自卸車貨箱及舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 鉸接式自卸車貨箱及舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) -38- 目 錄 中文摘要……………………………………………………………..Ⅰ ABSTRACT（英文摘要）…………………………………………….Ⅱ 目錄…………………………………………………………………..1 第一章 緒論…………………………………………………………..3 1.1 引言……………………………………………………………. 3 1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求………………………………………………….5 1.2.1設(shè)計(jì)

2、目的……………………………………………………….5 1.2.2設(shè)計(jì)要求……………………………………………………….5 1.2.3題目……………………………………………………………6 第二章 車廂設(shè)計(jì)……………………………………………………….7 2.1等剛度設(shè)計(jì)定性分析………………………………………………7 2.2防止整車后翻得車廂內(nèi)部狀設(shè)計(jì)… ……………………..................8 2.3車廂結(jié)構(gòu)型分類 …………………………………………..............8 第三章 舉升機(jī)構(gòu)形式設(shè)計(jì)……………………………………………...10 3.1直接推動(dòng)式和連桿組

3、合式………………………………………….10 3.2 F式、T式三角架放大舉升機(jī)構(gòu)…………………………………... 14 3.3雙舉升機(jī)構(gòu)………………………………………………………..14 3.4前頂升機(jī)構(gòu)......................................................................................15 第四章 確定系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)圖…………………………….....17 4.1工況分析……………………………………………………..........17 4.2確定系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)圖……………………

4、……...............18 4.2.1確定執(zhí)行元件的類型…………………………………………….18 4.2.2確定壓力控制方式……………………………………………….19 4.2.3 確定順序動(dòng)作控制的方式………………………………………..19 4.2.4雙缸舉升同步方式……………………………………………….20 4.3擬定液壓系統(tǒng)原理圖……………………………………………….20 4.3.1舉升……………………………………………………………..20 4.3.2下降……………………………………………………………..21 4.3.3暫?！?/p>

5、……………..21 第五章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………..22 5.1載荷的組成及其計(jì)算………………………………………………...22 5.2 初選系統(tǒng)工作壓力…………………………………………………22 5.3液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和液壓泵的選型…………………………………...23 5.3.1初選液壓缸內(nèi)徑和液壓桿外徑…………………………………..23 5.3.2確定液壓缸的行程……………………………………………….23 5.3.3校核液壓缸桿徑………………………………………………....24 5.3.4液壓泵的選型…………………………………………………..

6、.24 5.3.5液壓缸的輸出速度……………………………………………….25 5.3.6液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算和材質(zhì)的確定………………………………26 5.3.7液壓缸的鏈接計(jì)算……………………………………………....27 5.3.8 油缸的計(jì)算…………………………………………………….30 第六章 液壓系統(tǒng)控制閥的選型…………………………………………...32 6.1液壓閥額定壓力的選擇……………………………………………32 6.2液壓閥控制方式的選擇……………………………………………32 6.3確定液壓閥的型號(hào)………………………………………………...33 總結(jié)……………

7、………………………………………………………….34 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………….35 致謝……………………………………………………………………….36 第一章 緒論 1.1 引言 隨著世界各國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，公路交通狀況不斷改善，對(duì)汽車的專業(yè)化、高速化、重型化的要求越來越明顯，世界各國(guó)對(duì)專用汽車的需求逐年增加。近年來，專用汽車增長(zhǎng)率均大于載貨車增長(zhǎng)率，各國(guó)專用車的產(chǎn)量占載貨車產(chǎn)量的比率逐年遞增，發(fā)達(dá)國(guó)家盡量以專用車替代載貨汽車。目前專用汽車占載貨汽車市場(chǎng)的半壁江山。從世界各國(guó)專用汽車的技術(shù)含量看，專用汽車技術(shù)含量比普通載

8、貨汽車高，而重型專用汽車屬于高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品，其附加值達(dá)40%以上。 近年來我國(guó)專用車輛伴隨著汽車工業(yè)的進(jìn)步得到迅速發(fā)展。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)專用車輛的專用工作裝置的要求越來越高,專用工作裝置呈現(xiàn)功能多樣化、控制自動(dòng)化、產(chǎn)品系列化等技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。另一方面隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建設(shè)性行業(yè)及運(yùn)輸業(yè)也隨之發(fā)展，人們對(duì)車輛的使用性能要求越來越高，尤其是對(duì)專用汽車提出了越來越高的要求。普通的運(yùn)輸車已不能滿足社會(huì)需要，因此專用車廠家迅速發(fā)展起來，世界上大多數(shù)商用車輛為專用汽車，因此專用汽車生產(chǎn)量較大。而基型載貨車產(chǎn)量所占比重較小。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，由于高速公路非常發(fā)達(dá)，鐵路運(yùn)輸逐漸萎縮，專用汽車成了

9、商用運(yùn)輸及各種特殊用途運(yùn)輸?shù)闹髁?，并正在朝著大型化方向發(fā)展，特別是專用運(yùn)輸車，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率越來越大，車速越來越高，性能也越來越完善。 鉸接式自卸車（Articulated Dump Trucks）是指駕駛室與車體之間具有鉸接點(diǎn)和擺動(dòng)環(huán)的自卸汽車。這種自卸車允許前車架和后車架之間有45轉(zhuǎn)向角，從而實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)向。特別是礦用鉸接式自卸車必須能夠在不平坦的路面上行駛，保證所有車輪與地面的接觸，以維持整體的穩(wěn)定性和通過性和效率。ADT的設(shè)計(jì)思想起源于20世紀(jì)60年代末的歐洲。惡劣天氣及空間受限的工作條件迫切需要一種屆與傳統(tǒng)的剛性后卸式運(yùn)輸汽車和鏟運(yùn)機(jī)之間的鏟土運(yùn)輸設(shè)備。這種設(shè)備就是現(xiàn)在的鉸接式自

10、卸車。早期的鉸接式自卸車非常原始，駕駛起來不舒服，而且很少考慮懸掛的作用，行駛的性能較差。如今，鉸接式自卸車的技術(shù)已取得了顯著地進(jìn)步，尤其是在駕駛室、懸掛及傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上較早期的自卸車有了長(zhǎng)足的改進(jìn)。在非道路領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，運(yùn)輸物料的種類從泥土 、巖石、木屑到垃圾。 鉸接式自卸車設(shè)計(jì)的初衷是為了修路。它允許同一個(gè)道路工程同時(shí)從不同的地段開工修造。采用自卸車能通過的崎嶇不平的路面，穿梭于個(gè)不同的開工地段。如今的采礦業(yè)，尤其是覆蓋層的大量剝離以成為自卸車應(yīng)用領(lǐng)域新的增長(zhǎng)點(diǎn)，它可以在任何正式運(yùn)輸?shù)缆沸藿ㄖ?，完成采礦工程先期剝離層的大量運(yùn)輸工作。 同剛性自卸汽車相比，鉸接式自卸車有如下優(yōu)

11、點(diǎn)，而倍受礦山和建筑業(yè)的鐘愛： 1） 良好的機(jī)動(dòng)性。由于鉸接式自卸車自身的鉸接結(jié)構(gòu)，允許前后車架左右轉(zhuǎn)向45。這樣，在作業(yè)空間狹窄的地帶，鉸接式自卸車具有良好的機(jī)動(dòng)性。另外，在松軟的地面及惡劣氣候條件下也能正常工作。這一點(diǎn)其他結(jié)構(gòu)形式的自卸車式自卸車式望塵莫及的。 2） 廣泛的的適應(yīng)性。鉸接式自卸車快速發(fā)展源于其所具有的廣泛適應(yīng)性和實(shí)用性。它不僅可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何條件下運(yùn)輸大量垃圾和物料，而且在工地作業(yè)時(shí)，不受季節(jié)限制，一年四季都可以工作。 3） 較高的生產(chǎn)率。人們通常將鉸接式自卸車稱為工地上的“工作馬”，式因?yàn)樗茉谌魏螑毫拥臈l件下都能創(chuàng)造出較高的生產(chǎn)率。不僅便于轉(zhuǎn)載，而且

12、式所有鏟土運(yùn)輸機(jī)械中，載重量于自重這比率最高者。同時(shí)，無需進(jìn)行路面維護(hù)，于其他非公路運(yùn)輸設(shè)備相比，鉸接式自卸車的行駛速度高，可達(dá)30～35Km/h. 4） 簡(jiǎn)便的可操作性。鉸接式自卸車具有易接觸控制面板與可操作的變速桿，并不復(fù)雜，大多數(shù)采用自動(dòng)換擋變速箱，便于駕駛?cè)藛T將注意力集中到手上，而不必過多考慮換擋變速，可操縱性強(qiáng)。駕駛室寬敞、舒適。 5） 較低的運(yùn)營(yíng)成本。與其他鏟運(yùn)運(yùn)輸機(jī)械相比，鉸接式自卸車價(jià)格便宜，每小時(shí)燃油消耗少，運(yùn)營(yíng)成本低。由于外形尺寸小，既不必拆卸運(yùn)輸，又無需任何特別的運(yùn)輸許可證，便于運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，可節(jié)省大量的設(shè)備運(yùn)輸費(fèi)用。 由于自卸車的多功能性，它已經(jīng)成為礦工們?cè)诘孛?/p>

13、和地下工作的輕松伙伴。過去，鏟運(yùn)機(jī)是很受人們歡迎的運(yùn)土工具，但自卸車與液壓挖掘機(jī)的結(jié)合提供了更多的功能，這使得他占領(lǐng)了本行業(yè)多數(shù)市場(chǎng)。如果一個(gè)公司能把自卸車車隊(duì)與許多履帶式挖掘機(jī)配合起來，就既可以鏟土也可以運(yùn)輸。 礦用鉸接式自卸車主要用于露天礦山，所以對(duì)其的使用可靠性要求較高。自卸車的年產(chǎn)量占我國(guó)工程類專用車年產(chǎn)量的比重較大，隨著用戶需求的不斷提升，自卸車的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和可靠性都在不斷提高。舉升機(jī)構(gòu)和貨箱作為自卸車的關(guān)鍵零部件，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)液壓油缸的需求正朝著自重輕型化、舉升重型化以及系統(tǒng)集成化方向發(fā)展。 1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1.2.1設(shè)計(jì)目的 鉸接式車輛主要功能為完成礦石

14、的運(yùn)輸任務(wù)，其運(yùn)輸噸位大，貨箱的設(shè)計(jì)應(yīng)該堅(jiān)固耐用，有較高的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。本課題通過對(duì)鉸接式自卸車貨箱及舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)機(jī)械知識(shí)的目的： 1．鞏固和深化已學(xué)知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和綜合分析問題、解決問題能力; 2．正確合理地確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)的液壓執(zhí)行元件，能熟練地運(yùn)用液壓基本回路、組合成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)； 3．熟悉并會(huì)運(yùn)用有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。對(duì)學(xué)生在計(jì)算、之徒、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料以及經(jīng)驗(yàn)估算，考慮技術(shù)決策、CAD技術(shù)等方面的基本技能經(jīng)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平; 通過課題的完

15、成，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的工作過程和步驟，為以后走上工作崗位奠定良好的基礎(chǔ)。 1.2.2設(shè)計(jì)要求 本課題要求學(xué)生在調(diào)研的基礎(chǔ)上對(duì)多種自卸車貨箱進(jìn)行對(duì)比分析，掌握鉸接式車輛貨箱的設(shè)計(jì)方法，并設(shè)計(jì)出一種給定噸位的貨箱，根據(jù)噸位設(shè)計(jì)出車輛的液壓舉升機(jī)構(gòu)。要求完成貨箱及舉升機(jī)構(gòu)全部設(shè)計(jì)圖紙。本課題要求學(xué)生具有扎實(shí)的機(jī)械工程基本知識(shí)及較強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際能力。要求學(xué)生能夠熟練掌握CAD繪圖，對(duì)外文資料具有一定的閱讀和翻譯能力。 1．設(shè)計(jì)時(shí)必須從實(shí)際出發(fā)，綜合考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性及操作維修方便。如果可以用簡(jiǎn)單的回路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的要求，就不必過分強(qiáng)調(diào)先進(jìn)性。并非是越先進(jìn)越好。同樣，在安全性、方便性要求較

16、高的地方，應(yīng)不惜多用一些元件或采用性能較好的元件，不能單獨(dú)考慮簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì); 2.獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)可以收集、參考同類機(jī)械的資料，但必須深入理解，消化后再借鑒，不能簡(jiǎn)單地抄襲 3在課程設(shè)計(jì)的過程中，要隨時(shí)復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考。 4.畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目均為中等復(fù)雜程度液壓設(shè)備的液壓傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。具體題目由指導(dǎo)老師分配，題目附后； 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)一般學(xué)生要求完成以下工作 （1）完成三張零號(hào)圖紙，其中一張必須手繪一張零號(hào)圖紙。 （2）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份（約一萬五千字）。 （3）外文翻一篇（約五千字）。 1.2.3題目 已知設(shè)計(jì)使用參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)（21

17、6KW，2100r/m）； 整備質(zhì)量：19T；載重：25T 驅(qū)動(dòng)形式：66;輪胎：23.5-25； 軸距：1-2（4080）；2-3（1720）；輪距：2060 舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)壓力：21MPa； 舉升時(shí)間﹤18s；回斗時(shí)間﹤11s;舉升角﹥50； 設(shè)計(jì)出舉升機(jī)構(gòu)和貨廂，并畫出二維圖。 第二章 車廂設(shè)計(jì) 2.1 等剛度車廂設(shè)計(jì)定性分析 自卸汽車全金屬焊接車廂主要指礦用汽車車廂，其設(shè)計(jì)、制造看起來很簡(jiǎn)單。說它簡(jiǎn)單，是指大工廠能設(shè)計(jì)，真正設(shè)計(jì)出占整車質(zhì)量近25%的輕量化、高強(qiáng)度、耐久的好產(chǎn)品很難。 由于工作圈剛度相等，可以將一個(gè)集中的力有各單元分散均勻承受，各單元的形變是相同的

18、。國(guó)產(chǎn)樣車車廂底板的厚度由9.6㎜增至10㎜，剛度增加的不多，而縱橫梁的剛度增加的不多，整個(gè)底部各單元?jiǎng)偠炔顒e較大，當(dāng)打石塊砸下時(shí)剛度小的地方容易產(chǎn)生較大的變形，如果超出其彈性極限，就會(huì)產(chǎn)生永久變形。 就整車而言，可以看成由車輪、前軸、后橋蓋、懸架、車架、車廂及其橡膠緩沖塊等不同的剛度單元組合而成的彈性體，受力時(shí)將按照各自的剛度產(chǎn)生各自的變形，其變形量于剛度成反比，吸收的能量與剛度成正比。 如果車廂的剛度過小，小到可以把其他的單元看成近似剛體，例如，把5t車的等剛體車廂裝在10t車的底盤上，勢(shì)必造成車廂的很大形變，甚至砸壞車廂。反之，如果車廂的剛度過大，大到可以把其看成近似的剛體，當(dāng)受到?jīng)_

19、擊時(shí)，大部分的能量勢(shì)必有其它的單元吸收，其薄弱環(huán)節(jié)可能損壞。在礦山上經(jīng)常見到普通自卸汽車車架斷裂的情形。 車廂的剛度只有與其它單元的剛度相適應(yīng)時(shí)，才能形成等剛度。若橡膠緩沖塊太硬，車架的剛度又相對(duì)大，車廂在緩沖塊處支承剛性過大，它本身也將失去等剛度。 車廂剛度，無論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車架的相應(yīng)的剛度，兩者的剛度是相輔相成、互為補(bǔ)償?shù)?。?dāng)汽車前后左右車輪處于高差較大的路面，車架扭曲較大時(shí)，車廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車廂的扭轉(zhuǎn)剛度過大，當(dāng)車架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，車廂前支撐緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，車廂縱梁的另一側(cè)可能離開緩沖塊，車廂前端的大部分重量轉(zhuǎn)移到另一側(cè)的車架縱梁上

20、，縱梁可能超載損壞。如果車廂扭轉(zhuǎn)剛度過小，能與車架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，車廂可能因變形過大而早期損壞。 綜上所述，對(duì)全金屬焊接等剛度車廂設(shè)計(jì)時(shí)至今尚無規(guī)范化的定量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，所以只能參考一些設(shè)計(jì)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 車廂底板和側(cè)梁斷面應(yīng)小些，布置應(yīng)密集，這樣易于形成等剛度。自卸汽車的車架斷面系數(shù)應(yīng)比同級(jí)噸位的貨車車架大一倍。 2.2防止整車后翻得車廂內(nèi)部形狀設(shè)計(jì) 車廂的內(nèi)部形狀應(yīng)為簸箕性，底板前窄后寬，單邊角度1～1.5。橫斷面下窄上寬，單邊角度1～1.5。這樣，當(dāng)車廂傾卸時(shí)，貨物不易在車廂內(nèi)卡住，易于傾卸。有的礦用自卸汽車傾卸時(shí)，有的一些礦石易被卡在車廂內(nèi)，致使車輛發(fā)生后翻

21、—前輪胎起，車廂后部做到地上，究其原因是沒有按上述形狀設(shè)計(jì)造成的。 2.3車廂結(jié)構(gòu)型式按用途不同大概可分為：普通矩形車廂和鏟斗車廂（下圖） 普通矩形車廂用于散裝貨物運(yùn)輸。其后板裝有自動(dòng)開合機(jī)構(gòu)，保證貨物順利卸出。普通矩形車廂板厚為：前板4-6mm，邊板4-8mm，后板5-8mm，底板6-12mm。 礦用鏟斗車廂則適用于大石塊等粒度較大貨物的運(yùn)輸?？紤]到貨物的沖擊和碰幢，礦用鏟斗車廂的設(shè)計(jì)形狀較復(fù)雜，用料較厚，而且有些車型在底板上焊接一些角鋼，以增加車廂的剛度和抗沖擊能力。 根據(jù)課題要求，需要設(shè)計(jì)一種礦用自卸車的貨箱，所以，我們選用后者。且大體估算貨物平裝10m3,堆裝12m3 ;故

22、設(shè)計(jì)一車廂長(zhǎng)4915㎜，寬2512㎜，高1688㎜的車廂車廂材料是由采用高強(qiáng)度鋼板材料焊接制造。具體設(shè)計(jì)詳情見零號(hào)手繪圖紙。示意圖如下： 車廂與液壓缸總成圖 第三章 舉升機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì) 在自卸汽車上，現(xiàn)在廣泛采用液壓舉升機(jī)構(gòu)。根據(jù)油缸與車廂底板的鏈接方式，常用的舉升機(jī)構(gòu)可以分為直接推動(dòng)式和連桿組合式兩大類。 3.1直接推動(dòng)式和連桿組合式 3.1.1直推式舉升機(jī)構(gòu) 油缸直接作用在車廂底板上的舉升機(jī)構(gòu)稱為直接推動(dòng)式舉升機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱直推式舉升機(jī)構(gòu)。按舉升點(diǎn)在車廂底板下表面的位置可分為油缸中置和油缸前置兩種型式。前置油缸支在車廂中

23、部，油缸行程較小，油缸的舉升力較大，多采用雙缸雙柱式油缸。后者行程較小，一般用于重型自卸汽車上，油缸則通常采用多級(jí)伸縮油缸。 3.1.2連桿組合式舉升機(jī)構(gòu) 油缸與車廂底板通過連桿機(jī)構(gòu)相連接，此種舉升結(jié)構(gòu)稱之為連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)具有很大的優(yōu)越性。近十幾年來，這種類型的舉升機(jī)構(gòu)發(fā)展較快，已出現(xiàn)了多種型式。根據(jù)油缸的安裝特點(diǎn)，連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)又可分為油缸前推（后推）連桿放大式、油缸前推（后推）杠桿平衡式、油缸浮動(dòng)等多種結(jié)構(gòu)型式。油缸前推連桿放大式舉升機(jī)構(gòu)通過三角板與車廂底板鏈接，車廂的舉升支點(diǎn)較靠近車廂的前部，故車廂受力狀況較好；當(dāng)達(dá)到最大舉升角度時(shí)，

24、油缸幾乎處于垂直狀態(tài)，車廂上升到最高位置不易傾下，穩(wěn)定性好；油缸最大推力較小，油壓特性好。但整個(gè)機(jī)構(gòu)較龐大，油缸在舉升過程中的擺角較大，工作行程也較大。 3.1.3油缸前推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu) 油缸前推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)通過拉桿與車廂底板相連，舉升支點(diǎn)較靠近車廂的前部，故車廂受力狀況較好；初始時(shí)拉桿幾乎是垂直頂起車廂，因此機(jī)構(gòu)啟動(dòng)性能好。但該機(jī)構(gòu)三角形連桿的幾何尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，油缸擺角較大，工作行程較大，液壓管路不易布置。 3.1.4油缸后推式連桿放大式舉升機(jī)構(gòu) 油缸后推式連桿放大式舉升機(jī)構(gòu)底板相連推動(dòng)車廂，啟動(dòng)性能較好，并能承受較大的偏置載荷；舉升支點(diǎn)在車廂幾

25、何中心附近，車廂受力狀況較好。但該機(jī)構(gòu)舉升力系數(shù)較大，工作效率低。 3.1.5油缸后推杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu) 油缸后推杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)的油缸下鉸點(diǎn)、三角板的固定鉸點(diǎn)、車廂翻轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)幾乎均勻分布在副車架上，減少了車架后部的集中載荷；同時(shí)，這種三點(diǎn)支承方式有利于改善機(jī)構(gòu)的整體橫向剛性。舉升過程中油缸的擺角小，機(jī)構(gòu)的工作效率也較高，但機(jī)構(gòu)舉升力系數(shù)較大，使相同舉升質(zhì)量所需舉升力較其他舉升機(jī)構(gòu)大。 3.1.6油缸浮動(dòng)式舉升機(jī)構(gòu) 油缸浮動(dòng)式舉升機(jī)構(gòu)的一端直接與車廂底板相連，另一端不是固定在車架上，而是可以隨著車廂的翻轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，故稱為油缸浮動(dòng)式舉升機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的拉桿也與車廂底板直接相連

26、，舉升支點(diǎn)較靠近車廂的前部，故車廂受力狀況較好，工作效率較高。但該機(jī)構(gòu)幾何尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊；舉升過程中油缸擺角較大，使得液壓管路難于布置。 從以上的分析來看，舉升機(jī)構(gòu)的每個(gè)結(jié)構(gòu)型式都各有利弊。在具體的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)因車置宜，合理選用。具體如下： 直推式舉升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較易于設(shè)計(jì)。但由于是油缸直接頂起車廂，為了達(dá)到一定的舉升角度，往往需采用多級(jí)油缸，而為了提高整車的穩(wěn)定性，又常采用雙油缸結(jié)構(gòu)。這樣易導(dǎo)致油缸泄漏或雙缸不同步，進(jìn)而造成車廂舉升受力不均。目前，該舉升機(jī)構(gòu)主要用于重型自卸汽車。 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)利用三角形連桿機(jī)構(gòu)的放大特性，減少了油缸行程，同時(shí)還能借助于連桿系的橫向跨

27、距來加強(qiáng)卸貨時(shí)的穩(wěn)定性，只需采用單級(jí)單缸的油缸型式就可滿足要求。因此，該舉升機(jī)構(gòu)制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)實(shí)際中獲得廣泛的應(yīng)用。連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)中，油缸后推式以結(jié)構(gòu)緊湊、油缸擺角小等特點(diǎn)優(yōu)于油缸前推式和油缸浮動(dòng)式舉升機(jī)構(gòu)，而舉升力較大的缺點(diǎn)則可通過減小舉升質(zhì)量得到一定程度的彌補(bǔ)，故較適合用于中、輕型自卸汽車。 通過上述的分析比較，可見： a. 直推式舉升機(jī)構(gòu)主要用于重型或有側(cè)傾要求的自卸汽車。 b. 油缸前推式舉升機(jī)構(gòu)通常用于中、重型自卸汽車。 c. 油缸后推式舉升機(jī)構(gòu)適合用于中、輕型自卸汽車。 d. 油缸浮動(dòng)式舉升機(jī)構(gòu)通常用于重型自卸汽車。 舉升機(jī)構(gòu)是自卸車的核心，是判別自卸車優(yōu)

28、劣的重要指標(biāo)。舉升機(jī)構(gòu)的型式國(guó)內(nèi)通常有： 3.2. F式、T式三角架放大舉升機(jī)構(gòu) 三角架放大式的優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)成熟、舉升平穩(wěn)、造價(jià)低；該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較緊湊，橫向剛度好，機(jī)構(gòu)效率高，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑，桿系受力合理，能夠較好的克服舉升時(shí)起始?jí)毫^高的現(xiàn)象，并可通過較短的油缸行程來達(dá)到較大的舉升角度；車廂受力狀況較好，能夠充分利用后橋至駕駛室后的空間，有利于總體布置設(shè)計(jì)。該舉升機(jī)構(gòu)各參數(shù)的計(jì)算過程及其約束條件，最大限度地滿足舉升力強(qiáng)，油壓低、構(gòu)件受力小等要求。 缺點(diǎn)為比較復(fù)雜，車廂底板與主車架上平面的閉合高度較大。這種機(jī)構(gòu)的自卸汽車在超載時(shí)由于液壓系統(tǒng)的壓力過大．經(jīng)常發(fā)生燒油泵、密封件損壞和

29、根本不舉升等問題 3.3.雙缸舉升機(jī)構(gòu) 雙缸舉升形式大多用在6x4軸距為3～4米自卸車上，是在第二橋前方兩側(cè)各安裝一支多級(jí)缸(一般為3—4級(jí))或單級(jí)缸，但是多級(jí)缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)用較高。 雙缸舉升的優(yōu)點(diǎn)為車廂底板與主車架上平面的閉合高度較小，液壓缸上支點(diǎn)直接作用在車廂底板上； 缺點(diǎn)是液壓系統(tǒng)很難保證兩液壓缸同步，舉升平穩(wěn)性較差，對(duì)車廂底板的整體剛度要求較高。 3.4.前頂舉升機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)性能優(yōu)點(diǎn)：、整車重心低．行車穩(wěn)定性好，只要后擋不干涉．副車架縱梁可以做得很低，最小可以與載貨車相同。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、車廂底板與主車架上平面的閉合高度可以很小，整車穩(wěn)定性好，液壓系統(tǒng)壓力較小

30、；、在機(jī)構(gòu)式自卸汽車設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生機(jī)構(gòu)與底盤橫粱干涉．從而需對(duì)底盤橫梁改制，很麻煩。而前舉升方式則不必考慮上裝與底盤橫梁干涉的問題，從而需對(duì)底盤因而設(shè)計(jì)者不必再費(fèi)勁地做很多的校核圖了。 缺點(diǎn)：前頂多級(jí)缸行程較大，造價(jià)很高。 總之，在選擇舉升機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)從轉(zhuǎn)載質(zhì)量、油缸行程、機(jī)構(gòu)效率、管路的布置以及經(jīng)濟(jì)效益等各方面綜合考慮以上三種舉升型式，結(jié)合課題參數(shù)，我選擇了一種常規(guī)的雙缸前置直推式舉升機(jī)構(gòu)（如下圖）： 第四章 舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1.工況分析 工況分析是選定系統(tǒng)方案、液壓元件和執(zhí)行元件功率的依據(jù)。在舉升車廂過程中

31、，液壓缸開始舉升時(shí)，加速推升，加速度很小可以忽略，舉升車廂是在舉升剛開始時(shí)，液壓缸所承受受舉升力最大(如圖2).在下圖3中，油缸的推力矩應(yīng)克服料斗和礦石總重的重力力矩Ts=Fr,r=CD,s=L.料斗與礦石總重為T=245kN,s≈1.8m,r≈2.4m,則F≈1.8510N. 圖 3 工作油缸示意圖 4.2.確定系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)圖 確定液壓系統(tǒng)方案、擬定液壓系統(tǒng)圖，是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵性的一步。系統(tǒng)方案，首先應(yīng)滿足工況提出的工作要求（運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力）和性能要求。其次，擬定系統(tǒng)圖時(shí)，還應(yīng)力求效率高、發(fā)熱少、簡(jiǎn)單、可靠、壽合長(zhǎng)、造價(jià)低。 通過分析舉升液壓缸負(fù)載曲線圖和工作

32、油缸示意圖，可初步確定最大負(fù)載點(diǎn)，并根據(jù)工況特點(diǎn)和性能要求，用類比法選用執(zhí)行元件工作壓力。有時(shí)主機(jī)的工況難以類比時(shí)，可按負(fù)載的大小選取。在選用油泵時(shí)，應(yīng)注意所選用油泵的類型和額定壓力。由于管路有壓力損失，因此油泵的工作壓力應(yīng)比執(zhí)行元件的工作壓力高。油泵的額定壓力應(yīng)比油泵的工作壓力高25～60%，使泵具有壓力儲(chǔ)備。壓力低的系統(tǒng)，儲(chǔ)備量宜取大些，反之則取小些。初選的執(zhí)行元件工作壓力作為計(jì)算執(zhí)行元件尺寸時(shí)的參考?jí)毫Α? 然后，在驗(yàn)算系統(tǒng)壓力時(shí)，確定油泵的實(shí)際工作壓力。 4.2.1.確定執(zhí)行元件的類型 液壓油缸是整個(gè)自卸車的核心工作元件之一，與控制閥、液壓閥、液壓油箱、液壓泵、液壓管路等共同構(gòu)成

33、工作系統(tǒng)。液壓油缸的主要作用是通過舉升車廂實(shí)現(xiàn)卸貨功能。在自卸車卸貨過程中，液壓舉升系統(tǒng)發(fā)揮著巨大的作用，隨著自卸車整車重心的不斷提高，其穩(wěn)定性不斷降低，液壓舉升系統(tǒng)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到自卸車的安全性，還對(duì)自卸車的裝載效率、工作效率、工作可靠性與維護(hù)成本產(chǎn)生一定影響。 執(zhí)行元件的類型，根據(jù)工作部件所需的運(yùn)動(dòng)形式、速度、負(fù)載的性質(zhì)和工作環(huán)境參考表4-1確定。 表4-1 執(zhí)行元件類型 適用工況 應(yīng)用實(shí)例 油缸 雙活塞桿 負(fù)載不大、雙向工作、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度相等 麻床工作臺(tái) 單活塞桿 雙向工作、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度不同或在差動(dòng)接法（有效工作面積比為2;1）時(shí)，則往復(fù)速度相等 液壓機(jī)、拉床

34、、組合機(jī)床、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等 柱塞式 負(fù)載大、行程較長(zhǎng)時(shí)，成對(duì)使用或單向回程靠外力（彈簧或自重等）實(shí)現(xiàn) 龍門刨床、工程機(jī)工升降機(jī)、自卸汽車等 齒條活塞式 負(fù)載不大的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng) 機(jī)械手、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、轉(zhuǎn)位夾具等 油泵 齒輪式 負(fù)載力矩不大、速度平穩(wěn)性要求不高、工作環(huán)境差（噪聲限限制不嚴(yán)而塵埃多） 鉆床、攻絲、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)。對(duì)體積受限制時(shí)選擺線齒輪式 葉片式 負(fù)載力矩不大、噪聲要求較小的場(chǎng)合 磨床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、機(jī)床操縱機(jī)構(gòu) 柱塞式 負(fù)載力矩較大，有變速和變力矩要求，低速平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)合 起重機(jī)、鉸車、鏟車、內(nèi)燃機(jī)車、數(shù)控機(jī)床等 低速大扭矩型 負(fù)載力矩大、

35、轉(zhuǎn)速低、平穩(wěn)性高的場(chǎng)合 挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、起重機(jī)等 擺動(dòng)型 往復(fù)擺動(dòng)角＜360。的運(yùn)動(dòng)。比齒條活塞式油缸的體積要小 石油機(jī)械、機(jī)械手、料斗等 通過上面表格的比較與分析，自卸車選用活塞式液壓缸。 液壓泵選擇是齒輪式。 4.2.2. 確定壓力控制方式 節(jié)流調(diào)速定量泵供油系統(tǒng)中，泵源的壓力均用溢流閥（與泵源主油路并聯(lián)）進(jìn)行恒壓力控制。 濾油器放置在液壓油流出油箱和流入油箱處，以保證進(jìn)出油箱的液壓油純凈，延長(zhǎng)元器件的使用壽命、保證液壓元件工作性能可靠。 單向閥又稱止回閥，它的作用是式油流只能沿一個(gè)方向通過，而不能反向流動(dòng)。常被放在液壓泵的出油口處，可防止系統(tǒng)壓力突然升高時(shí)損壞液壓泵。另

36、外拆卸泵時(shí)系統(tǒng)中的油不會(huì)流失。單向閥還可做保壓閥的作用，對(duì)開啟壓力大的單向閥，還可做背壓閥用。 容積調(diào)速或變量泵與節(jié)流閥聯(lián)合調(diào)速系統(tǒng)中，為了防止過載，常采用安全閥限壓保護(hù)。根據(jù)要求設(shè)定溢流閥的壓力上限為20MP. 4.2.3.確定順序動(dòng)作控制的方式 操作換向閥的方式可分為手動(dòng)機(jī)械杠桿式，手動(dòng)液壓伺服式和氣動(dòng)操作式三種。 機(jī)械操縱式的可靠性好，通用性強(qiáng)，維修方便。但它的桿件較多，布置復(fù)雜。對(duì)于可翻轉(zhuǎn)式駕駛室不宜采用這種操作方式。 液壓伺服式依靠手動(dòng)閥建立起來的油壓來關(guān)閉或打開舉升液壓換向閥，實(shí)現(xiàn)車廂的舉升和下降。該閥通過切斷動(dòng)力實(shí)現(xiàn)停止工作。它便于遠(yuǎn)程控制，操作可靠。但反應(yīng)較慢。 氣

37、動(dòng)操作式依靠汽車氣筒的壓縮空氣，通過控制氣閥操縱氣閥液壓換向閥，控制油路方向?qū)崿F(xiàn)車廂舉升、下降和中停。該系統(tǒng)操縱簡(jiǎn)便，功能齊全，結(jié)構(gòu)較先進(jìn)，用于中、重型自卸車比較合適。它的缺點(diǎn)是氣動(dòng)轉(zhuǎn)化成液壓需要兩套管路。 由于自卸車操作不頻繁，動(dòng)作順序隨機(jī)的，屬于工程作業(yè)，常采用手動(dòng)多路換向閥控制。如果操縱力較大，可用手動(dòng)伺服控制。根據(jù)自卸車的特點(diǎn)，該自卸車選用手動(dòng)液壓伺服式控制。 當(dāng)液壓缸快到達(dá)極限位置時(shí)，可以進(jìn)行行程控制：靠運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)到預(yù)定位置（行程）時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，使液壓元件動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)液壓缸停止運(yùn)動(dòng)。所以選擇限位閥。 4.2.4. 分流集流閥同步回路 由于該自卸車是采用雙缸舉升，為了保

38、證在舉升過程中兩個(gè)液壓缸舉升同步，選用分流集流閥同步回路。 4.3擬定液壓系統(tǒng)原理圖 圖4 舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖 圖4 是自卸車的液壓伺服式液壓系統(tǒng)，由三部分組成：動(dòng)力部分和執(zhí)行部分（舉升液壓缸）。動(dòng)力部分主要有液壓泵以及連接兩者的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。操縱部分用來控制舉升液壓缸實(shí)現(xiàn)車廂傾翻，它具有舉升、保持和下降三個(gè)動(dòng)作，工作原理如下： 4.3.1舉升 手動(dòng)閥2的手柄在旋出位置，換向閥1在常開狀態(tài)，限位閥11在常閉狀態(tài)，舉升缸呈收縮狀態(tài)。當(dāng)自卸車傾斜貨物時(shí)，先驅(qū)動(dòng)液壓泵9，這時(shí)液壓泵的壓力油經(jīng)單向閥3、四通閥10、換向閥1、三通閥12，流回油箱4，車廂不動(dòng)，為液壓泵空轉(zhuǎn)啟動(dòng)。再

39、將手動(dòng)柄向里旋進(jìn)，則排出壓力油去推動(dòng)換向閥1的閥芯，將進(jìn)出油口隔斷，使其由常開狀態(tài)變?yōu)槌ｉ]狀態(tài)，這時(shí)液壓泵輸出的壓力油經(jīng)單向閥3，四通閥10，集流閥7，進(jìn)入液壓缸6，將車廂頂起，傾斜貨物。在舉升過程中若系統(tǒng)壓力超過一定值，安全閥13則被打開，溢流，使液壓系統(tǒng)壓力保持在調(diào)節(jié)壓力以下。當(dāng)車廂傾斜到極限位置時(shí)，舉升缸觸動(dòng)限位閥11的閥桿，使限位閥由常閉狀態(tài)變成常開狀態(tài)，液壓泵的輸出地壓力油經(jīng)四通閥10，限位閥11，三通閥12流回油箱4，車廂保持在極限傾斜位置。 4.3.2下降 當(dāng)貨物卸完，車廂需下降時(shí)，先關(guān)閉液壓泵9，再將手動(dòng)閥2的手柄向外旋出，換向閥的控制油泄回手動(dòng)閥，舉升缸在車廂重力作用

40、下將油液壓出，打開換向閥，使其由常閉狀態(tài)變成常開狀態(tài)，舉升缸內(nèi)的油液經(jīng)四通閥10、換向閥1、三通閥12流回油箱4，車廂回位。 4.3.3保持 若需將車廂舉升至某一位置，只要使手動(dòng)閥2的手柄仍在旋進(jìn)位置，停止泵工作，車廂即可保持在任意位置。 五．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 載荷的組成及其計(jì)算 舉升機(jī)構(gòu)主要的受力載荷是作用在液壓缸上，根據(jù)工況分析結(jié)果得出：油缸的推力矩應(yīng)克服料斗和礦石總重的重力力矩.S是鉸接點(diǎn)到重心的垂直距離。r是從交接點(diǎn)到液壓缸的垂直距離。料斗與礦石總重為T=245kN,S≈1.8m,r≈2.4m,則F≈1.85N. 在計(jì)算雙缸后置直

41、推式舉升機(jī)構(gòu)時(shí)，只需令 ； （5-1） 式中— 計(jì)算的單缸舉升力； F— 實(shí)際的舉升力； K— 修正系數(shù)，K=0.55~0.65；取K=0.6; 通過計(jì)算得出=1.110. 5.2 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)備的類型而定，具體可以參考表5-1和5-2. 載荷／KN ＜5 5~10 10~20 20~30 30~50 ＞50 工作壓力／MP 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 表5-1 機(jī)械類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓機(jī)

42、重型機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力／MP 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 表5-2 對(duì)于25噸自卸車而言，選擇的工作壓力應(yīng)該較大，但是過大的工作壓力會(huì)對(duì)密封和材料的要求過高，所以，綜合考慮，選擇液壓缸的工作壓力為20MP. 5.3 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和液壓泵的選型 5.3.1初選液壓缸內(nèi)徑和液壓桿外徑 活塞桿的材料為35、45鋼；活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229~285HB，必要時(shí)再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)45~55HRC. 根據(jù)公式最大舉升力 ； （5-2）

43、 式中η— 液壓系統(tǒng)的效率，通常取η=0.8； D— 舉升液壓缸活塞直徑（㎜）. 所以得出，活塞的最小直徑應(yīng)為： ； （5-3） 將F=1.110，p=20MP，η=0.8，帶入得：D≥94㎜，根據(jù)GB/T2348——1993，可選擇的活塞外徑為100㎜.活塞桿的外徑可根據(jù)表5—3選擇。 v/v 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.71 表5—3 按速比要求確定d/D 根據(jù)速比要求，確定d/D≈0.55,取 d/D=0.56，故得液壓缸

44、桿徑為56㎜。 5.3.2確定液壓缸的行程 液壓缸行程的確定和舉升角有關(guān)，而舉升角必須大于所裝貨物的安息角。常見貨物的安息角如表5—4： 表5—4 根據(jù)上表可初選自卸車的舉升角≥50. 圖五 自卸車舉升機(jī)構(gòu)示意圖 通過上面舉升機(jī)構(gòu)示意圖，我們可算出液壓缸行程L應(yīng)大于1638㎜.所以根據(jù)GB/T2349—1980，可以選用行程為1800㎜的液壓缸。 5.3.3校核液壓缸桿徑 由于活塞桿的直徑d與活塞桿長(zhǎng)度l之比大于10時(shí)，應(yīng)校核活塞桿的縱向抗彎強(qiáng)度或穩(wěn)定性。 由于活塞桿為實(shí)心桿，所以活塞桿直徑可以簡(jiǎn)化為： ； （5-4） 式中

45、 =1.110N; 2.31m; =1； 經(jīng)過計(jì)算得：d≥49㎜. 取液壓桿的直徑為56㎜. 5.3.4液壓泵的選型 液壓泵的最大工作液壓為： ； （5-5） 式中F=1.110；η=0.8；計(jì)算得P=17.5MP, 為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所選液壓泵的額定壓力一般比最大工作壓力大25%～60%，所以所選液壓缸的額定工作壓力可為23MP. 可選擇P系列型高壓齒輪泵。其額定壓力為23MP，最高壓力為28MP，工作轉(zhuǎn)速為2400r/min. 液壓缸工作容積△V為 ；

46、 （5-6） 式中 L— 液壓缸行程（m）； D— 液壓缸的內(nèi)徑(m)； 計(jì)算得出：△V=14130ml. 液壓泵額定流量Q（ml/s）應(yīng)滿足下式要求 ； （5-7） 式中 t— 舉升工作時(shí)間（s）； — 液壓系統(tǒng)容積效率，=0.80～0.85,取為0.8。 根據(jù)要求舉升機(jī)構(gòu)一般至多在18s時(shí)間內(nèi)將車廂傾斜到的位置。 故計(jì)算得出：Q≥980ml/s. 液壓泵排量由下式確定： ； （5-8） 式中 — 液壓泵額定轉(zhuǎn)速（r/min）.選擇額定轉(zhuǎn)速

47、為2400r/min的。 算出q≥49ml/r. 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)與控制，選取型號(hào)為P3100-F55型液壓泵。 5.3.5液壓缸的輸出速度 單桿活塞式液壓缸外伸時(shí)的速度： ； （5-9） 式中 — 活塞的外伸速度（m/min）； — 進(jìn)入液壓缸的流量（/s）,==m/s； — 活塞的作用面積（）； ； （5-10） D— 活塞的直徑（m）；經(jīng)過計(jì)算得出=8.4m/min； 5.3.6液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)

48、計(jì)算和材質(zhì)的確定 Ⅰ.液壓缸缸體的材質(zhì)選擇45鋼，調(diào)質(zhì)的241~285HB。缸體的缸筒壁的厚度： ； （5-11） 式中 液壓缸缸筒的厚度（m）;鍛鋼[]=100MP~120MP取為120MP； —試驗(yàn)壓力（MP），工作壓力p≤16MP時(shí)，=1.5；工作壓力p≥16MP時(shí)，=1.25； D—液壓缸內(nèi)徑（m）； 液壓缸厚度；取工程機(jī)械用液壓缸外徑系列為127㎜. Ⅱ.缸頭 選擇螺釘連接法蘭，缸頭的材料可選用45鋼?？梢苑抡誄JYG05010液壓缸下蓋的設(shè)計(jì)。 Ⅲ.油管類型的選擇和合尺寸的確定 為了保證液壓

49、管道在高壓，惡劣環(huán)境下工作，我選用鋼絲編織膠管。 管子內(nèi)徑d（單位：mm），按流速選取 ； （5-12） 式中 — 液壓流量（/s）； — 流速，對(duì)于高壓力的可取5m/s； 計(jì)算得出d≥17ml,取膠管內(nèi)徑19㎜,膠管外徑31㎜. Ⅳ.液壓缸油口直徑的計(jì)算 液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度和油口最高液流速度而定 ； （5-13） 式中 — 液壓缸油口直徑（m）； D— 液壓缸內(nèi)徑（m）； — 液壓缸最大的輸出速度（m/min）； — 油

50、口液流速度（m/s）. 經(jīng)過計(jì)算得出：=19㎜.所以可以取為20㎜. Ⅴ.活塞 液壓缸活塞的常用材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵、鋼及鋁合金等。我選擇45號(hào)鋼。具體技術(shù)要求見圖紙?；钊膶挾龋? ； （5-14） 式中D— 液壓缸內(nèi)徑，計(jì)算得出B≥60㎜，取為80㎜. 5.3.7液壓缸連接計(jì)算 Ⅰ.液壓缸體與缸蓋之間采用螺釘聯(lián)接 ； （5-15） 式中 D— 液壓缸的內(nèi)徑（m）； P— 液壓缸的最大工作壓強(qiáng)； F— 液壓缸的缸體與缸蓋

51、的壓力。 計(jì)算得出：F=1.37. 螺紋處的拉應(yīng)力為： ； (5-16) 螺紋處的切應(yīng)力為： ； (5-17) 合成應(yīng)力為 ； (5-18) 式中 — 螺紋處的拉應(yīng)力（Pa）； K— 螺紋擰緊系數(shù)，動(dòng)載時(shí)，取K2.5～4； — 螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取=0.12； — 螺紋外徑（m）； — 螺紋內(nèi)徑（m）,當(dāng)采用普通螺紋時(shí)： ；

52、 (5-19) t— 螺紋螺距（m）； D— 液壓缸內(nèi)徑（m）； — 螺紋處的切應(yīng)力（Pa）； []— 螺紋材料的許用應(yīng)力（Pa）； ； (5-20) 螺紋材料的屈服點(diǎn)（Pa）； n— 安全系數(shù)，n=1.5～2.5； — 合成應(yīng)力（Pa）； F— 缸體螺絲處所受的拉力（N）； 經(jīng)過計(jì)算，法蘭聯(lián)接當(dāng)選用M16的內(nèi)六角螺釘時(shí)，其強(qiáng)度可選用10.9級(jí)。選用GB/T70-1985。分別為M16*70和M16*80兩種型號(hào)各六個(gè)。有桿腔桿腔可選用

53、螺釘GB70-85，六個(gè)螺釘M10*25. Ⅱ.活塞與活塞桿的鏈接計(jì)算 活塞與活塞桿采用螺紋聯(lián)接時(shí)，活塞桿的危險(xiǎn)截面處的拉應(yīng)力為： ； (5-21) 切應(yīng)力為 ； (5-22) 合成應(yīng)力為 ； (5-23) 式中 F— 液壓缸輸出拉力（N） ； (5-24) d — 活塞桿直徑（m）； []— 活塞桿材料的許用應(yīng)力（Pa） []=； 其它符號(hào)同式

54、5-18。 經(jīng)過計(jì)算當(dāng)取最小截面的直徑為42㎜時(shí)，滿足要求。 Ⅲ.耳環(huán)的鏈接計(jì)算 耳環(huán)的寬度為 ； （5-25） 式中 d— 銷軸直徑（m）； EW— 耳環(huán)寬度 []— 耳環(huán)材料的許用應(yīng)力（Pa），通常取[]=(10.2～0.25)； — 耳環(huán)材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）. 耳環(huán)的其它有關(guān)尺寸，按照不同情況，推薦按表5-5選取 參數(shù) EW MS L 6.3＜p＜16MP 16＜p＜31.5MP 無襯套 帶襯套 帶球鉸 1.2d 尺寸值 1.2d 1

55、.4d d 1.2d 1.4d 表5-5 其具體尺寸見圖六： 圖 六 經(jīng)過計(jì)算當(dāng)CX=50㎜,MS=66㎜,L=60㎜，EP=40㎜.符合要求。 5.3.8 確定油箱容量 油箱的主要作用是儲(chǔ)油和散熱，因此必須有足夠的散熱面積和儲(chǔ)油量。整個(gè)液壓系統(tǒng)的能量損失，包括壓力損失、流量損失和機(jī)械損失，均轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高，使油氧化變質(zhì)，影響系統(tǒng)正常工作，故對(duì)油溫有一定允許范圍。要保證這一點(diǎn)，最主要的是合理擬定液壓系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的效率，減少系統(tǒng)的發(fā)熱。其次要保證油箱有一定的散熱面積，也就是保證油箱有一定的容量。初始設(shè)計(jì)，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，油箱的經(jīng)驗(yàn)公式為： ；

56、 （5-26） 式中 — 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（）；=1.3210ml. a — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見下表5-6，可以取a=5； 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金機(jī)械 a 1～2 2～4 5～7 6～12 10 表5-6 經(jīng)過計(jì)算得出V=6.610ml.根據(jù)油箱容量系列（JB/T7938—1999），可以初取為800L. 由于舉升機(jī)構(gòu)舉升一次以后要相隔相當(dāng)一段時(shí)間經(jīng)行二次舉升，所以，油箱滿足其散熱要求。 六.液壓系統(tǒng)控制閥的選型 液

57、壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，選擇合適的液壓閥，是使系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，性能優(yōu)良，安裝簡(jiǎn)便，維修容易，并保證該系統(tǒng)正常工作的重要條件。除按系統(tǒng)功能需要選擇各種類型的液壓控制閥以外，還需考慮額定壓力、通過流量、安裝形式、動(dòng)作方式、性能特點(diǎn)等因素。 6.1液壓閥額定壓力的選擇 可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作壓力選擇相應(yīng)壓力級(jí)的液壓閥，并應(yīng)使系統(tǒng)工作壓力適當(dāng)?shù)陀诋a(chǎn)品標(biāo)明的額定壓力值。高壓系列的液壓閥，一般都能適用于該額定壓力以下的所有工作壓力范圍。系統(tǒng)實(shí)際工作壓力，如果稍高于液壓閥所標(biāo)明的額定液壓值，一般來說，在短時(shí)期內(nèi)也是允許的。但如果長(zhǎng)時(shí)期處在這種狀態(tài)下工作，將會(huì)影響產(chǎn)品的正常壽命，也將影響某些性能指標(biāo)。 一個(gè)液壓系

58、統(tǒng)各部分回路通過的流量不可能都是相同的。因此，不能單純根據(jù)液壓泵的額定輸出流量來選擇閥的流量參數(shù)，而應(yīng)該考慮到液壓系統(tǒng)在所有設(shè)計(jì)工作狀態(tài)下各部分閥可能通過的最大流量。 6.2.液壓閥控制方式的選擇 有手動(dòng)控制、機(jī)械控制、液壓控制或電氣控制等多種類型，可根據(jù)系統(tǒng)的操縱需要和電氣系統(tǒng)的配置能力進(jìn)行選擇。如小型的和不常用的系統(tǒng)，工作壓力的調(diào)整，可直接靠人工調(diào)節(jié)溢流閥經(jīng)行；如果溢流閥的安裝位置離操作位置較遠(yuǎn)，直接調(diào)節(jié)不方便，則可加裝遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制；如果液壓閥的啟動(dòng)頻繁，則可選擇電磁溢流閥，以便采用電氣控制，還可選擇初始或中間位置能使液壓泵卸荷的換向閥。 在許多的場(chǎng)合下，采用電

59、磁換向閥，容易與電氣系統(tǒng)組合，以提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。而某些場(chǎng)合，為簡(jiǎn)化電氣控制系統(tǒng)，并使操作簡(jiǎn)便，則容易選用手動(dòng)換向閥。 6.3確定液壓閥的型號(hào) 手動(dòng)閥2是一個(gè)液壓伺服式手動(dòng)換向閥，二位二通型，壓力位7MP.可選用型號(hào)為DMG-01-2D. 對(duì)于圖四中的單向閥3，可以用S型直通單向閥，液壓油可用礦物油，型號(hào)為S20A1O/A. 對(duì)于濾油閥5，過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)或元件所需清潔度要求。選過濾器的通油能力時(shí)，一般應(yīng)大于實(shí)際通過流量的兩倍以上。又由于油泵的額定壓力為20MP，所以應(yīng)選用高壓系列，可選用化纖式過濾器，板式聯(lián)接，型號(hào)是QU-H400B. 分流集流閥7又稱同步伐，F(xiàn)J

60、L型分流-集流閥按固定比例自動(dòng)分配或集中兩股油流，使執(zhí)行元件雙向同步運(yùn)行。這種閥安裝時(shí)應(yīng)盡量保持閥芯軸線在水平位置，否則會(huì)影響同步精度，不許閥芯軸線垂直安裝。當(dāng)使用流量大于閥的公稱流量時(shí)，流經(jīng)閥的能量損失增大，但速度同步精度有所提高，若低于公稱流量則流量損失減小，但速度同步精度降低。型號(hào)為FJL-B20H. 方向控制閥控制油流的通、切斷或改變油流的方向，以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)的方向。電液換向閥8用于控制液流的通斷和流動(dòng)方向。WEH型電液換向閥可為WEH16HE50/O6EG24N.四通閥10.二位二通外反饋型方向控制閥11.三通閥12. 溢流閥13是先導(dǎo)式卸荷溢流閥，可選擇DA型。壓力調(diào)節(jié)為

61、20MP.型號(hào)為DAW10A13020G24NZ4. 二位二通閥14是受手動(dòng)液壓閥2控制的換向閥， 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在這個(gè)過程中我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更深的了解，學(xué)到了很多有價(jià)值東西，能達(dá)到這樣的效果是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)，一直支持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！ 首先，要特別感謝我的指導(dǎo)老師——趙老師。趙老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。使我對(duì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有了很大的興趣，同時(shí)明白許多待人接物與為人處世的道理。

62、 其次，要感謝輕工與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院所有曾經(jīng)為我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的老師，老師們教會(huì)我的不僅僅是專業(yè)知識(shí)，更多的是對(duì)待學(xué)習(xí)、對(duì)待生活的態(tài)度。 第三，感謝我的父母親，你們是我力量的源泉，只要有你們，不管面對(duì)什么樣的困難，我都不會(huì)害怕，謝謝你們對(duì)我的支持與鼓勵(lì)！ 再次，感謝我的室友及班級(jí)好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭?，我的課程設(shè)計(jì)得以順利完成。我們之間相互探討，相互激勵(lì)，使我總能攻克困難。在我不開心的時(shí)候，你們總會(huì)安慰我，我開心的時(shí)候總能有你們陪伴，我不會(huì)忘記，謝謝你們！ 最后對(duì)老師，同學(xué)和家人再次致以我最衷心的感謝！教導(dǎo)過我的老師，你們的人格魅力永記我心間。身邊的

63、同學(xué)和朋友，有你們，我的大學(xué)才算完整。寢室的密友，你們的天賦猶如上天恩賜，有了你們我的生活更加精彩。 參考文獻(xiàn) [1] 高秀華，王云超．金屬結(jié)構(gòu)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.4 [2] 王國(guó)彪．國(guó)外礦用汽車的現(xiàn)狀與發(fā)展——鉸接式自卸汽車．礦山機(jī)械，2000，28. [3] 吳融華.鉸接式自卸汽車的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn).商用汽車.2003(6) [4] 劉晉霞等.鉸接式自卸車與剛性自卸車的比較.礦山機(jī)械，2003，9 [5] 張啟君編．KJ350型鉸接式自卸車.建筑機(jī)械化，2003（7） [6] 油磊. 自卸車舉升系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 裝備制造技術(shù). 2009/05

64、 [7] 宋喜秀.自卸車液壓舉升系統(tǒng)控制方式的比較與應(yīng)用. 重型汽車. 2009/02 [8] 楊務(wù)滋.礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模與仿真. 現(xiàn)代制造工程. 2009/03 [9]機(jī)械設(shè)計(jì)編委會(huì) .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本—液壓傳動(dòng)與控制.機(jī)械工業(yè)出版社.2007/02.09/20 11:46 102機(jī)體齒飛面孔雙臥多軸組合機(jī)床及CAD設(shè)計(jì) 09/08 20:02 3kN微型裝載機(jī)設(shè)計(jì) 09/20 15:09 45T旋挖鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)液壓缸設(shè)計(jì) 08/30 15:32 5噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 10/30 17:12 C620軸撥桿

65、的工藝規(guī)程及鉆2-Φ16孔的鉆床夾具設(shè)計(jì) 09/21 13:39 CA6140車床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)831003 08/30 15:37 CPU風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì) 08/30 15:45 LS型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 10/07 23:43 LS型螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì) 09/20 16:23 P-90B型耙斗式裝載機(jī)設(shè)計(jì) 09/08 20:17 PE10自行車無級(jí)變速器設(shè)計(jì) 10/07 09:23 話機(jī)機(jī)座下殼模具

66、的設(shè)計(jì)與制造 09/08 20:20 T108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) 09/21 13:39 X-Y型數(shù)控銑床工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 09/08 20:25 YD5141SYZ后壓縮式垃圾車的上裝箱體設(shè)計(jì) 10/07 09:20 ZH1115W柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì) 09/21 15:34 ZXT-06型多臂機(jī)凸輪軸加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 10/30 16:04 三孔連桿零件的工藝規(guī)程及鉆Φ35H6孔的夾具設(shè)計(jì) 08/30 17:57 三層貨運(yùn)電梯曳引機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10/29 14:08 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-Ф4.5孔的夾具設(shè)計(jì) 10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機(jī)的設(shè)計(jì) 10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機(jī)設(shè)計(jì) 09/09 23:40 儀表外殼塑料模設(shè)計(jì) 09/08 20:57 傳動(dòng)蓋沖壓工藝制定及沖孔模具設(shè)計(jì) 09/08 21: