目錄TOC\o"1—3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc326223280"摘要 IHYPERLINK\l”_Toc326223282”Abstract II_Toc326223284”1ZL50輪式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定 21.1輪式裝載機(jī)的基本組成 2_Toc326223287"1。3輪式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定 21。4ZL50輪式裝載機(jī)的總體布置 71.6控制橋荷力分配 8_Toc326223293”2液壓系統(tǒng)的初步介紹 12HYPERLINK\l”_Toc326223294"2.1液壓系統(tǒng)的工作原理 12HYPERLINK\l”_Toc326223295”2.2液壓系統(tǒng)的組成部分 12HYPERLINK\l”_Toc326223296”2.3液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 12_Toc326223298"2.5技術(shù)要求 13HYPERLINK\l”_Toc326223299”2。6ZL50輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)已明確的參數(shù) 143液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16_Toc326223304”3.1。3各機(jī)構(gòu)液壓回路的確定 16HYPERLINK\l”_Toc326223305"3.2繪制液壓系統(tǒng)原理圖 18HYPERLINK\l”_Toc326223306”3.2。1鏟斗收起與前傾 19_Toc326223309"3。3.1液壓缸載荷組成[10］ 20HYPERLINK\l”_Toc326223310"3。3。2初選系統(tǒng)工作壓力 21HYPERLINK\l”_Toc326223311”3。3.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 223.3.4計(jì)算液壓缸所需流量[12］ 233。3.5計(jì)算液壓執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力 24HYPERLINK\l”_Toc326223314"3.4液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì) 24HYPERLINK\l”_Toc326223315"3。4.1液壓泵的選擇 24HYPERLINK\l”_Toc326223316"3.4。2液壓閥的選擇 253。4.3輔元件的選擇 25HYPERLINK\l”_Toc326223318”3.5液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 26_Toc326223320"3.5。2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 27_Toc326223322”3.5.4根據(jù)散熱要求計(jì)算油箱容量 29_Toc326223324"3.6.1壓力沖擊的原因 30HYPERLINK\l”_Toc326223325”3。6。2消除或減少壓力沖擊的措施 304動(dòng)臂液壓缸的設(shè)計(jì) 314.1液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 31HYPERLINK\l”_Toc326223328"4。1。1缸筒壁厚計(jì)算 314。1.3缸底厚度的計(jì)算 32HYPERLINK\l”_Toc326223331"4。2液壓缸的連接計(jì)算 32HYPERLINK\l”_Toc326223332"4.2。1銷軸與耳環(huán)連接計(jì)算 324.3活塞桿活塞桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 334。3.2活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 34參考文獻(xiàn) 37HYPERLINK\l”_Toc326223338"致謝 381ZL50輪式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定1.1輪式裝載機(jī)的基本組成輪式裝載機(jī)根據(jù)使用場合不同可分為兩類，即在露天裝載作業(yè)時(shí)使用的前端輪式裝載機(jī)和主要用于地下礦物開采的井下鏟運(yùn)機(jī)。國產(chǎn)ZL系列前端式輪式裝載機(jī)的底盤采用的是由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，鉸接轉(zhuǎn)向，氣頂油式的盤式制動(dòng)。工作裝置系統(tǒng)多采用反轉(zhuǎn)六連桿式，采用液壓操縱。基本結(jié)構(gòu)如下圖：1—鏟斗;2—搖臂；3-動(dòng)臂;4-轉(zhuǎn)斗油缸；5-前車架;6—?jiǎng)颖塾透祝?-駕駛室;8—變矩器；9—發(fā)動(dòng)機(jī);10-水箱；11—配重；12-后橋；13-后車架；14—變速箱;15—前橋；16-連桿圖1—1國產(chǎn)ZL系列前端輪式裝載機(jī)的基本組成1.2輪式裝載機(jī)的工作原理輪式裝載機(jī)是以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，以輪胎行走機(jī)構(gòu)產(chǎn)生推力(或牽引力），由工作裝置來完成土石方工程的鏟挖、裝載、卸載及運(yùn)輸作業(yè)的一種工程施工機(jī)械。以常用的輪式裝載機(jī)為例(見圖1—1所示)，其工作過程是發(fā)動(dòng)機(jī)9的動(dòng)力經(jīng)變矩器傳給傳給變速器14，再由變速箱14經(jīng)過前后傳動(dòng)軸分別傳給前后橋15、12以驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng),使裝載機(jī)工作裝置接近并插入料堆.工作裝置動(dòng)臂的一端鉸接在車架上，一端鉸接著鏟斗,利用轉(zhuǎn)斗油缸4通過搖臂2和連桿16可使鏟斗翻轉(zhuǎn),利用動(dòng)臂油缸可使動(dòng)臂繞上鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，以舉升、放下鏟斗,完成裝載作業(yè)[1］。1.3輪式裝載機(jī)總體參數(shù)的確定輪式裝載機(jī)的總體參數(shù)，是指它的主要性能參數(shù)和基本尺寸參數(shù)。性能參數(shù)包括裝載機(jī)自重力，額定載重量，鏟斗容量，發(fā)動(dòng)機(jī)功率,最大插入力，掘起力，最大卸載高度和卸載距離等。基本尺寸參數(shù)包括軸距，輪距,輪胎尺寸，外形尺寸等。（1）裝載機(jī)自重力裝載機(jī)的自重力通常指由裝載機(jī)本身的制造裝配質(zhì)量以及發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水、燃料油、潤滑油、液壓系統(tǒng)油、隨車必備工具、駕駛員體重等因素引起的重力.裝載機(jī)靠行走將鏟斗插入料堆，鏟斗插入料堆的能力取決于裝載機(jī)的牽引力QUOTEFd，牽引力QUOTEFd受裝載機(jī)附著力的限制，故裝載機(jī)的自重力應(yīng)能使其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的附著力，以滿足鏟斗插入料堆的需求。在插入料堆時(shí),牽引力主要用來克服插入阻力和運(yùn)行阻力，即QUOTEFd≥Fin+msgμ式中QUOTEFd—QUOTEFd裝載機(jī)行走牽引力，N；QUOTEFin—鏟斗插入阻力，N；QUOTEms—QUOTEms裝載機(jī)整機(jī)質(zhì)量,kg；QUOTEμ—滾動(dòng)阻力系數(shù)。QUOTEFd≤msgφ（1式中QUOTEφ——附著系數(shù)裝載機(jī)牽引力受地面附著條件限制，所以牽引力的最大值應(yīng)不大于附著力,由于裝載機(jī)多為四輪驅(qū)動(dòng)，從而將式（1—1）代入（1—2)式中，可求得裝載機(jī)自重力為QUOTEGs=msg≥Finφ-μ其中的的系數(shù)通過查表圖可取:.經(jīng)多方參考本設(shè)計(jì)=18000N。綜合以上數(shù)據(jù)可得45000N。根據(jù)多方考慮可取自重=165000N。(2）裝載機(jī)額定載重量裝載機(jī)額定載重量是在保證裝載機(jī)必要的穩(wěn)定性能的前提下，它的最大載重能力.額定載重量。裝載機(jī)的重量確定符合國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)為ZL50，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)為5000kg,容量3.(3)裝載機(jī)鏟斗容量裝載機(jī)鏟斗容量分兩種:一種稱為額定容量，是指鏟斗四周均以1/2坡度堆積物料時(shí)，由物料坡面與鏟斗內(nèi)廓所形成的容積；另一種稱為平裝容量,指鏟斗的平裝容積。通常所說的鏟斗容量是指其額定容量［2]。平裝容量與額定容量有如下關(guān)系，即QUOTEVs=Vr1.2（1—額定容量與額定載重量有如下關(guān)系，即QUOTEVr=mr/ρ（1—-裝載物料密度，—額定載重量本設(shè)計(jì)應(yīng)該為5000kg,-鏟斗額定容量，kg。因?yàn)橥ǔＨ?500～2000kg/,所以計(jì)算得3m3為國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字。(4)最大插入力最大插入力是裝載機(jī)插入料堆時(shí)在鏟斗斗刃上產(chǎn)生的作用力，其值取決于牽引力，牽引力越大，插入力也越大。在平地勻速運(yùn)動(dòng)下不考慮空氣阻力時(shí)，插入力大小等于牽引力減去滾動(dòng)阻力。QUOTEFimax=PmaxγVin-Gs式中QUOTEFimax——最大插入力,N;QUOTEPmax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大有效功率，W；QUOTEVin——插入速度，m/s；QUOTEγ——傳動(dòng)系統(tǒng)效率；QUOTEGs——裝載機(jī)自重力,N；—QUOTEμ—滾動(dòng)阻力系數(shù)。裝載機(jī)的最大插入阻力QUOTEFimax受附著力限制,所以要保證QUOTEFimax≤Gs(φ-μ)(1-7即，QUOTEFimax≤66800N。.對(duì)于鏟裝時(shí)停止運(yùn)動(dòng),用推壓油缸使鏟斗插入料堆的裝載機(jī)，插入力取決于推壓油缸的推力，但最大不超過裝載機(jī)與地面的靜摩擦力。鏟斗插入料堆時(shí)，單位長度斗刃上所產(chǎn)生的最大作用力，叫做單位斗刃插入力，也稱比切力.比切力是表示裝載機(jī)鏟斗插入料堆能力的指標(biāo),比切力越大，鏟斗插入料堆的能力越強(qiáng).（5）掘起力裝載機(jī)掘起力是指在下述條件下，鏟斗繞著某一規(guī)定鉸接點(diǎn)回轉(zhuǎn)時(shí)，作用在鏟斗切削刃后面100mm處的最大垂直向上的力(對(duì)于非直線型斗刃的鏟斗，指其斗刃最前面一點(diǎn)后100mm處的位置）［3]。eq\o\ac（○，1)裝載機(jī)停在堅(jiān)實(shí)的水平地面上；eq\o\ac(○，2）裝載機(jī)具有標(biāo)準(zhǔn)的使用質(zhì)量；eq\o\ac(○,3）鏟斗斗刃底部平行于地面，且與地平面距離的上下誤差不超過25mm。裝載機(jī)掘起力標(biāo)志著裝載機(jī)鏟斗繞規(guī)定點(diǎn)回轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)臂舉升或鏟斗翻轉(zhuǎn)的能力。如果在舉升或轉(zhuǎn)斗過程中，引起裝載機(jī)后輪離開地面，則垂直作用在鏟斗上使裝載機(jī)后輪離開地面的力就是裝載機(jī)的掘起力.掘起力是由轉(zhuǎn)斗或動(dòng)臂油缸提供的,根據(jù)裝載機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算，初步計(jì)算時(shí)，根據(jù)額定載重量按下式近似確定［4]。QUOTEFz=(1.8～2.3)mrg計(jì)算得：轉(zhuǎn)斗或提升動(dòng)臂時(shí)，單位長度斗刃上產(chǎn)生的最大掘起力叫做單位斗刃掘起力.(6）最大卸載高度和鏟斗最大舉升高度最大卸載高度是指動(dòng)臂在最大舉升高度、鏟斗斗底與水平面成45°角卸載時(shí)，其斗刃最低點(diǎn)距離地面的高度,露天裝載機(jī)的卸載高度可以根據(jù)配用車輛車廂高度確定，即QUOTEhmax=hv+?h（1—9式中QUOTEhmax——最大卸載高度，；QUOTEhv——配用車輛車廂高度，；QUOTE?h—-考慮到作業(yè)時(shí)斗刃與車廂側(cè)板間保留必要的間隙，取QUOTE?h=300～500mm.查取文獻(xiàn)，QUOTEhv=2500mm，?h=400mmhv=2600，Δh=500計(jì)算得:QUOTEhmax=2900mm。QUOTEhmax=2900mmhmax=3100。(7)鏟斗最大卸載高度時(shí)的卸載距離[5］鏟斗最大卸載高度時(shí)的卸載距離,是指鏟斗在最大卸載高度時(shí)，鏟斗斗刃到裝載機(jī)本體最前面一點(diǎn)（包括輪胎和車架）之間的水平距離。這個(gè)距離小于鏟斗處于非最高位置卸載時(shí)的卸載距離，所以稱為最小卸載距離，要保證QUOTEL=b2+?b（1-10)式中QUOTEL——最小卸載距離，;QUOTEb——配用車輛車廂寬度，;QUOTE?b——裝載機(jī)本體前緣與運(yùn)輸車輛間應(yīng)保留的距離,mm。計(jì)算得:L=1150。(8)鏟斗的卸載角與后傾角鏟斗被舉升到最大高度卸載時(shí),鏟斗底板與水平面間的夾角為卸載角。為了保證鏟斗在任何舉升高度都能卸凈物料，這就要保證在任何舉升高度時(shí)都滿足。QUOTEα≥45°。裝載機(jī)處于運(yùn)輸工況時(shí)，鏟斗底板與水平面間的夾角為后傾角。后傾角過小，不但影響鏟斗的裝滿程度，而且使鏟斗舉升初期物料向前撒落；后傾角太大，使鏟斗舉升后期向后撒落，易造成設(shè)備事故.取后傾角α=45°,β=50°.QUOTEβ=46°。（9)最小離地間隙裝載機(jī)最小離地間隙是通過性的一個(gè)指標(biāo)，它表示裝載機(jī)無碰撞的越過石塊、樹樁等障礙的能力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取最小離地間隙為300mm.（10)軸距和輪距裝載機(jī)軸距是指前后橋中心線的距離。軸距的大小影響裝載機(jī)的縱向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)彎半徑和整機(jī)質(zhì)量。輪距是指兩側(cè)輪胎中線的距離,本次所設(shè)計(jì)的裝載機(jī)，前后橋采用相同的輪距及同類輪胎。輪距的大小影響裝載機(jī)的橫向穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)彎半徑和單位長度斗刃上的插入能力。本次設(shè)計(jì)的裝載機(jī)的軸距為2760mm,輪距為2200mm。1。3。1裝載機(jī)動(dòng)臂提升、下降、及鏟斗前傾時(shí)間確定動(dòng)臂提升時(shí)間選6s；動(dòng)臂下降時(shí)間選3s；鏟斗前傾時(shí)間選2s.裝載機(jī)的外形尺寸，可以根據(jù)舉升高度、卸載距離、輪距、軸距、算出整機(jī)的長、寬、高。表1—1外形尺寸名稱幾何尺寸車長總寬度車高軸距輪距最小離地間隙最大卸載高度7945mm2800mm3450mm3200mm2200mm300mm3100mm1。4ZL50輪式裝載機(jī)的總體布置總體布置時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)確選擇三個(gè)方向的布置基準(zhǔn)：eq\o\ac（○,1）以通過后橋中心線的水平面為上下位置的基準(zhǔn)。eq\o\ac(○，2)以通過后橋中心線的垂直面為前后位置的基準(zhǔn)。eq\o\ac（○，3)以兩側(cè)車輪的對(duì)稱面為左右位置的基準(zhǔn)。1.5各部件布置的具體要求［6］（1)車架連接和傳動(dòng)軸的的布置我所設(shè)計(jì)的ZL50輪式裝載機(jī)采用一般的鉸接式裝載機(jī)模型。故作出如下設(shè)計(jì)：鉸接銷布置在軸距的1/2處，此種布置轉(zhuǎn)彎半徑小;前后輪軌跡重合，減少了行駛阻力和轉(zhuǎn)彎阻力.連接前后車架的鉸接銷有上下兩個(gè),車架的外部寬度受輪距限制，，內(nèi)部寬度要求考慮安裝發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向油缸的位置，車架高度是根據(jù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求和支撐件尺寸要求而定.每個(gè)車架繞鉸接銷的相對(duì)轉(zhuǎn)角為35°左右。傳動(dòng)軸布置在裝載機(jī)的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)，且保證水平布置使中間傳動(dòng)軸的中點(diǎn)與車架的鉸接銷中心線重合。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的布置發(fā)動(dòng)機(jī)按縱向布置在裝載機(jī)的后部,以保證整機(jī)的穩(wěn)定性。發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)后橋的前后距離,可根據(jù)橋荷分配力進(jìn)行調(diào)整.（3)擺動(dòng)橋的布置為了保證裝載機(jī)在凹凸不平的路面上行駛時(shí)，其左右輪都與地面接觸,而不懸空，采用了擺動(dòng)橋結(jié)構(gòu)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我選取了后橋擺動(dòng)。（4)工作裝置的布置工作裝置布置在裝載機(jī)的前部.工作裝置的具體布置詳見第四章。(5)駕駛室的布置在鉸接式車架上,駕駛室布置一般有三種方案.eq\