礦石鏟運機械液壓系統(tǒng)設計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p>　　第一章 鏟運機液壓系統(tǒng)的概述3</p><p>　　1.1 鏟運機的概述3</p><p>　　1.2 液壓的概述

2、5</p><p>　　第2章 液壓系統(tǒng)分析與設計6</p><p>　　2.1 本機要求6</p><p>　　2.2 鏟運機的液壓系統(tǒng)7</p><p>　　2.3 本機技術要求8</p><p>　　2.4 本機液壓系統(tǒng)結構特點9</p><p>　　2.5 液壓系統(tǒng)圖的擬

3、定9</p><p>　　第3章 液壓系統(tǒng)的計算12</p><p>　　3.1 液壓系統(tǒng)參數(shù)12</p><p>　　3.2 油缸計算15</p><p>　　3.3 管路流速計算18</p><p>　　3.4 熱平衡計算19</p><p>　　3.5 生產(chǎn)率和循環(huán)

4、時間計算25</p><p>　　3.6 回轉裝置轉速度及回轉力矩計算28</p><p>　　3.7 牽引力及行走速度計算28</p><p>　　3.8 驅動裝置牽引力計算29</p><p>　　3.9 功率計算30</p><p><b>　　結 論31</b><

5、/p><p><b>　　小 結32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　液壓技術自18世紀末

6、英國制成世界上第一臺水壓機算起，已有300年的歷史了，但其真正的發(fā)展只是在第二次世界大戰(zhàn)后50余年的時間內(nèi)，戰(zhàn)后液壓技術迅速向民用工業(yè)，在機床，工程機械，農(nóng)業(yè)機械，汽車等行業(yè)中逐步推廣。本世紀60年代以來，隨著原子能，空間技術，計算機技術的發(fā)展，液壓技術得到了很大的發(fā)展，并滲透到各個工業(yè)領域中去。當前液壓技術正向高壓，高速，大功率，高效，低噪音，經(jīng)久耐用，高度集成化的方向發(fā)展。</p><p>　　鏟運機是一種能

7、綜合完成挖土、運土、卸土、填筑、整平的機械。按行走機構的不同可分為拖式鏟運機和自行式鏟運機。按鏟運機的操作系統(tǒng)的不同，又可分為液壓式和索式鏟運機。鏟運機操作靈活，不受地形限制，不需特設道路，生產(chǎn)效率高。 </p><p>　　關 鍵 詞：液壓技術 原子能 鏟運機</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

8、　　Hydraulic technology from the late 18th century England made the world's first hydraulic press date, more than 300 years of history, but its real development only after the Second World War more than 50 years after

9、 the war Hydraulic Technology rapidly to the civilian industry, in machine tools, engineering machinery, agricultural machinery, and automobile industries in stages. Since the 60s of this century, with the atomic energy,

10、 space technology, computer technology, hydraulic technology is a </p><p>　　Key words: Hydraulic pressure technology Atomic energy carry-scraper</p><p>　　第一章 鏟運機液壓系統(tǒng)的概述</p><p&g

11、t;　　隨著鏟運機在工程建設中的地位越來越重要，鏟運機液壓系統(tǒng)的重要性也越來越明顯。由于工作環(huán)境比較惡劣，鏟運機的故障問題也日益突出。如今國內(nèi)從事液壓系統(tǒng)專業(yè)的技術人員還有很大缺口，測試設備也不完善，與國外還有很大差距。所以鏟運設備在國內(nèi)還有很大市場前景。</p><p>　　1.1 鏟運機的概述</p><p>　　鏟運機，包括車輪、牽引梁、車架、液壓裝置、帶鏟土機構的鏟斗、支架機構和

12、車架升降調(diào)整機構等。</p><p>　　在工業(yè)快速發(fā)展的今天，采礦業(yè)占有越來越重要的地位，其中對鏟運設備的需求也是越來越多。在今天大大小小的礦山上、礦井下，隨處可見鏟運設備，而鏟運機在其中發(fā)揮著舉足輕重的地位。</p><p><b>　　圖1 鏟運機</b></p><p>　　1.1.1 鏟運機的特點</p><p

13、>　　鏟運機是一種能綜合完成挖土、運土、卸土、填筑、整平的機械。按行走機構的不同可分為拖式鏟運機和自行式鏟運機。按鏟運機的操作系統(tǒng)的不同，又可分為液壓式和索式鏟運機。鏟運機操作靈活，不受地形限制，不需特設道路，生產(chǎn)效率高。</p><p>　　鏟運機，屬于一種鏟土、運土一體化機械。本發(fā)明的要點，是設計了一個由斗體、鏟刃、破土刀、轉動擋板、滑動擋板組成的帶鏟土機構的鏟斗和由前支桿、２個側支桿、擋板支桿組成的支

14、架機構。轉動擋板和滑動擋板設置在斗體開口處，兩者之間由合頁聯(lián)結，合頁的兩端出軸插入斗體前端的滑槽內(nèi)，可沿滑槽移動。鏟刃焊固在斗體底的前端，破土刀焊固在鏟刃上。支架機構用以控制滑動擋板和轉動擋板的升降。本發(fā)明結構簡單，施工效率高，適用于修河筑壩和水災后清除淤泥等。 </p><p>　　1.1.2 鏟運機的應用</p><p>　　現(xiàn)在國內(nèi)常見的鏟運機有電運和柴油二種，電動即有一套卷纜系統(tǒng)

15、，可自行伸縮，成本比柴油鏟運機低，而且又環(huán)保，柴油鏟運機大多使用道依茨柴油機。</p><p>　　鏟運機根據(jù)鏟斗的體積，又分為1立方，1.5立方，2立方，3立方等，這些比較常見，也有6立方左右的，大多為進口產(chǎn)品。</p><p>　　在土方工程中，鏟運機常應用于大面積場地平整，開挖大型基坑、填筑堤壩和路基等，最適宜于開挖含水量不超過27%的松土和普通土。</p><p

16、>　　1.1.3 幾種典型的鏟運機</p><p>　　金—0．4型電動鏟運機是在吸收國外同類產(chǎn)品技術的基礎上，結臺我國中小型井下礦山的實際狀況，井總結我礦設計與制造金—0.75型電動鏟運機經(jīng)驗的基礎上，經(jīng)過技術創(chuàng)新，自行研制成功的。該機具有結構緊湊，布局合理，操作方便，制動安全可靠，鏟裝靈活高效，運輸速度快，能耗低，無污染等優(yōu)點。主要適用于中小型井下礦山小規(guī)格巷道的掘進與緩薄、窄脈礦體的采礦作業(yè)。通過性

17、能測試和工業(yè)試驗，于l999年4月通過了省級技術鑒定。與會專家一致認為：該機填補了國內(nèi)中小型礦山鏟運機的空白，屬國內(nèi)首創(chuàng)其整機技術性能達到國際同類產(chǎn)品水平。</p><p>　　WJ-0.75內(nèi)燃機鏟運機是以柴油機為動力的膠輪、鉸接、鏟斗前置、正裝正卸式鏟運機。該機采用靜液壓—機械傳動，四輪驅動，前后機架中央鉸接。全液壓轉向等先進技術，可以單人單機獨立進行裝、運、卸作業(yè)，適用于階段崩落法、空場法、房柱法、留礦法、

18、分層充填法等采礦法的出和巷道掘進出渣，要求運行凈空斷面不小于2.4×2.4m。該機具有結構緊湊、操作方便、機動靈活、作業(yè)成本低、生產(chǎn)效率高等特點，采用Duetz低污染發(fā)動機，加上機外二次凈化裝置，廢氣污染低，是中小型地下礦山或地下工程更新?lián)Q代的高效節(jié)能新型設備。</p><p>　　1.2 液壓的概述</p><p>　　液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進行控制的傳動方

19、式。液壓傳動和氣壓傳動并稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的技術[1]。</p><p>　　1.2.1 液壓的特點</p><p><b>　　液壓傳動的優(yōu)點</b></p><p>　?。?）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； &l

20、t;/p><p>　?。?）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速； </p><p>　?。?）換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構旋轉和直線往復運動的轉換； </p><p>　?。?）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制； </p><p>　　（5）由于采用油液為工作介質(zhì)

21、，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； </p><p>　?。?）操縱控制簡便，自動化程度高； </p><p>　　（7）容易實現(xiàn)過載保護。</p><p><b>　　液壓傳動的缺點 </b></p><p>　?。?）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔； </p><

22、;p>　?。?）對液壓元件制造精度要求高，工藝復雜，成本較高； </p><p>　　（3）液壓元件維修較復雜，且需有較高的技術水平； </p><p>　?。?）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災隱患； </p><p><b>　　（5）傳動效率低。</b></p><p>　　1.2.2 液壓的應用</

23、p><p>　　液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門新興技術。由于液壓傳動具有許多的優(yōu)點，在國民經(jīng)濟各個部門獲得了廣泛應用。液壓傳動是機械設備中發(fā)展速度最快的技術之一。隨著機電一體化技術的發(fā)展，現(xiàn)代液壓技術與微電子技術、計算機技術及傳感技術機緊密結合，進入了一個新的發(fā)展階段。</p><p>　　液壓傳動當前應用于很多領域，主要包括</p><p>　　1) 工業(yè)機械。

24、包括應用于鍛壓機械、注塑機、擠壓機、冶金機械、礦山機械、包裝機械、機床、加工中心、試驗機以及其他生產(chǎn)設備等，國際上一般稱為工業(yè)液壓技術。</p><p>　　2） 行走機械，包括應用于工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車以及其它可移動設備等，一般稱為行走機械液壓技術。</p><p>　　3) 航空及航天。包括應用于飛機、宇宙飛船及衛(wèi)星發(fā)射裝置等，一般稱為航空航天液壓技術。</p>

25、;<p>　　4) 船艦（艇）。包括應用于傳播、艦艇中的甲板機械、操作系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等，一般稱為船舶液壓技術。</p><p>　　5) 海洋開發(fā)工程。包括應用于海洋開發(fā)平臺、海底鉆探、海洋工作機械、水下作業(yè)工具等，一般稱為海洋工程液壓技術。</p><p>　　6) 液壓傳動在閥門行業(yè)也得到很大的應用，如閥門的機床制造加工設備、閥門液壓試驗設備、閥門的液壓傳動裝置等[

26、1]。</p><p>　　1.2.3 液壓傳動的基本原理</p><p>　　液壓傳動的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 液壓傳動是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：在密閉環(huán)境中，向液體施加一個力，這個液體會向各個方向傳遞這個力！力的大小不

27、變！ 液壓傳動就是利用這個物理性質(zhì)，向一個物體施加一個力，利用帕斯卡原理使這個力變，從而起到舉起重物的效果[2]。</p><p>　　第2章 液壓系統(tǒng)分析與設計</p><p><b>　　2.1 本機要求</b></p><p><b>　　一、發(fā)動機</b></p><p>　　采用康明斯

28、發(fā)動機，油耗低，噪音小，性能可靠。也可根據(jù)用戶需求，選裝不同品牌的發(fā)動機。</p><p><b>　　二、液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　采用全功率調(diào)節(jié)變量的負載傳感開式液壓系統(tǒng)，技術成熟，作業(yè)性能優(yōu)良，可靠性高。伺服系統(tǒng)采用先導閥控制，操縱輕便，控制準確；回轉裝置及液壓系統(tǒng)系統(tǒng)主要部件選用韓國第一油壓的產(chǎn)品，性能優(yōu)良；密封件選用派克芬尼公司及國內(nèi)知名品牌產(chǎn)品

29、。</p><p><b>　　三、行走系統(tǒng)</b></p><p>　　采用全剛性底盤，“H”型車架，強度高，安全可靠?？筛鶕?jù)用戶需要可裝整體式橡膠履帶和鋼履帶</p><p>　　四、造型美觀，具備挖掘，抓物，鉆孔，推土，清溝和破碎等功能。平臺可360°旋轉，性能可靠，操作舒適，可廣泛應用于建筑，市政，供水，供氣，供電農(nóng)林建設等工

30、程。</p><p>　　2.2 鏟運機的液壓系統(tǒng)</p><p>　　按照鏟運機工作裝置和各個機構的傳動要求，把各種液壓元件用管路有機地連接起來的組合體，稱為鏟運機的液壓系統(tǒng)。其功能是，以油液為工作介質(zhì)，利用液壓泵將發(fā)動機的機械能轉變?yōu)橐簤耗懿⑦M行傳送，然后通過液壓缸和液壓馬達等將液壓能轉換為機械能，實現(xiàn)鏟運機的各種動作。一、基本要求： 鏟運機的動作復雜，凡要機構經(jīng)常啟動、制動

31、、換向、負載變化大，沖擊和振動頻繁，而且野外作業(yè)，溫度和地理位置變化大，因此根據(jù)鏟運機的工作特點和環(huán)境特點，液壓系統(tǒng)應滿足如下要求： 1、要保證鏟運機動臂、斗桿和鏟斗可以各自單獨動作，也可以互相配合實現(xiàn)復合動作。 2、工作裝置的動作和轉臺的回轉既能單獨進行，又能作復合動作，以提高鏟運機的生產(chǎn)率。 3、鏟運機的左、右履帶分別驅動，使鏟運機行走方便、轉向靈活，并且可就地轉向，以提高鏟運機的靈活性?！?4、保證鏟運

32、機的一切動作可逆，且無級變速。 5、保證鏟運機工作安全可靠，且各執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達等）有良好的過載保護；回轉機構和行走裝置有可靠的制動和限速；防止動臂因自重而快速下降和整機超速溜坡。 為此，液壓系統(tǒng)應做到： </p><p>　　2.3 本機技術要求</p><p>　　一、整機結構布置與液壓管路布置應合理可行，外形美觀，操作簡便舒適，設計時應考慮制造工藝，

33、拆裝維修等。</p><p>　　二、整機運輸、停放時應有合理的姿態(tài)，行駛穩(wěn)定性好，保證安全可靠。</p><p>　　三、 液壓系統(tǒng)裝韓國第一油壓的三泵變量系統(tǒng)。</p><p>　　四、 總體參數(shù)應符合GB/T9139.1－1988《液壓挖掘機　分類》的規(guī)定，在設計時應貫徹GB/T9139.2－1996《液壓挖掘機　技術條件》；GB/T9140－1996《液壓挖

34、掘機　結構和性能》；JB6030－200《工程機械　通用安全技術條件》；GB16710.1－1996《工程機械　噪聲限值》等有關標準。</p><p>　　五、 配套件選用力求合理、可靠、先進。設計應考慮“三化”，采用系列參數(shù)。</p><p>　　2.4 本機液壓系統(tǒng)結構特點</p><p>　　一、 回轉裝置選用韓國第一油壓產(chǎn)的JMFG-39-01-VBR型，

35、回轉裝置馬達排量39.2 cc/rev，額定壓力20MPa 。</p><p>　　二、液壓系統(tǒng)的主要部件為韓國第一油壓的產(chǎn)品，主泵為2x25+16.2+4.5的三組合泵，閥為BCV-65/10型，行走驅動為JA2L600型徑向柱塞馬達。系統(tǒng)額定壓力為22MPa，主管路通徑Ф16，管路高壓接頭選用H型接頭，O型密封選用Parker的產(chǎn)品，密封圈槽應按Parker標準設計。</p><p>

36、　　三、伺服系統(tǒng)采用先導閥控制，操縱輕便，控制準確，行走控制采用推拉杠桿可使鏟運機前進和倒退，伺服管路通徑≥Ф6。</p><p>　　2.5 液壓系統(tǒng)圖的擬定</p><p>　　本機液壓系統(tǒng)與伺服操作系統(tǒng)原理圖見圖2—1。</p><p>　　原理圖中表明了系統(tǒng)的工作原理和主要部件及限壓要求。</p><p>　　本機采用變量串聯(lián)組合泵

37、組成的開式液壓系統(tǒng)。變量泵最大流量為110L/min，最大工作壓力為22Mpa；回轉齒輪泵的最大流量為35L/min，最大工作壓力為18Mpa；伺服齒輪泵的最大流量為10L/min，最大工作壓力為3Mpa。</p><p>　　組合泵由柴油機飛輪經(jīng)彈性聯(lián)軸器驅動，從液壓油箱中吸入液壓油。從泵排出的液壓油經(jīng)多路閥分別進入回轉馬達、斗桿油缸、動臂油缸、鏟斗油缸和左、右行走馬達減速機。鏟運機可完成斗桿伸縮、平臺回轉和履

38、帶行走等各項動作。若鏟運機不執(zhí)行動作時，則變量泵處于最小排量狀態(tài)，以減小發(fā)動機功率損失。油路上各執(zhí)行元件的安全閥、過載閥和補油閥均設在多路控制閥各主閥上，以保護整個系統(tǒng)。</p><p>　　多路控制閥為分片組合式，閥內(nèi)裝有單向節(jié)流閥，以防止動臂和斗桿在自重作用下下降速度過快。</p><p>　　回轉裝置的制動器為液壓常閉式，制動平穩(wěn)，操作簡單。</p><p>

39、　　兩個液壓行走馬達回路中設有限速閥和常閉式停車制動器，能夠保證鏟運機平穩(wěn)下坡（下坡速度不超過最大行走速度）和平穩(wěn)制動且有高、低兩檔車速。</p><p>　　液壓油箱為全封閉式，上置預壓式空氣過濾器,使油箱有一定預壓力油泵不吸空。油箱內(nèi)設有隔箱，箱內(nèi)開有回油口和裝有回油濾油器，其出口與油箱相通。</p><p>　　伺服操作系統(tǒng)通過五個先導閥來控制液壓系統(tǒng)中的多路閥，從而實現(xiàn)鏟運機的各種

40、動作。</p><p>　　伺服油路中設有蓄能器，能保證系統(tǒng)在穩(wěn)定壓力下工作。當柴油機突然熄火時，工作裝置能平穩(wěn)地降至地面上。</p><p>　　圖1－2 液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　1、油箱 2、進油濾油器 3、旋轉閥門4、串聯(lián)泵5、多路閥 6、鏟斗油缸7、動臂油缸8、行走馬達 9、中央回轉接頭10、單向閥 11、斗桿油缸12、推土油缸13、回轉裝置14

41、、手柄式先導閥 15、腳踏式先導閥 16、減壓閥 17、截止閥 18、液壓錘19、手柄式先導閥 20、梭閥 21、手柄式先導閥 22、蓄能器 23、單向閥 24、先導過濾器 25、背壓單向閥 26、旁通單向閥 27、散熱器 28、回油濾油器</p><p>　　第3章 液壓系統(tǒng)的計算</p><p>　　3.1 液壓系統(tǒng)參數(shù)</p><p><b>　

42、　一、液壓系統(tǒng)主參數(shù)</b></p><p>　　系統(tǒng)額定工作壓力 22Mpa</p><p>　　系統(tǒng)最大工作壓力 26Mpa</p><p>　　工作裝置油泵流量 2×55L/min</p><p>　　回轉裝置油泵

43、流量 35.6L/min</p><p>　　先導操縱油泵流量 9.9L/min</p><p>　　系統(tǒng)流量 155.5L/min</p><p>　　液壓功率 錯誤!未指定書簽。 錯誤!未找到引用源。

44、 36.11KW</p><p>　　泵轉速 2200r/min</p><p>　　液壓油箱容量 90L</p><p><b>　　二、液壓油</b></p><p>　　名稱牌號

45、 YC—N68低溫液壓油</p><p>　　40C 時運動粘度 68Cst</p><p>　　粘度指數(shù) 130</p><p>　　凝點 -45C</p><p>　　閃點

46、 180 C</p><p><b>　　三、作油泵</b></p><p><b>　　1、技術參數(shù)</b></p><p>　　型號 10270-0001-0</p><p><b>　　排量

47、</b></p><p>　　工作裝置油泵排量 225cc/rev</p><p>　　回轉裝置油泵排量 16.2cc/rev</p><p>　　先導操縱油泵排量 4.5cc/rev</p><p><b>　　出油口壓力</b&

48、gt;</p><p>　　工作裝置 22MPa</p><p>　　回轉裝置 22MPa</p><p>　　先導操縱 3MPa</p><p>　　最高轉速：

49、2500rpm</p><p>　　額定轉速： 2200rpm</p><p><b>　　2、本機使用參數(shù)：</b></p><p>　　排量 70.0cc/rev</p><p><b>　　出油口壓力 <

50、/b></p><p>　　工作裝置 22MPa</p><p>　　回轉裝置 22MPa</p><p>　　先導操縱 3MPa</p><p>　　額定轉速

51、 2200r/min</p><p>　　輸出最大流量 155.5L/min</p><p>　　輸入功率 36.11KW</p><p><b>　　四、回轉裝置</b></p><p><b>　　1、技術參數(shù)<

52、/b></p><p>　　型號 JH4J1000</p><p>　　排量 28.87ml/r</p><p>　　額定工作壓力 16MPa</p><p>　　最高工作壓力

53、 19MPa</p><p><b>　　2、本機使用參數(shù)</b></p><p>　　排量： 28.87ml/r</p><p>　　額定工作壓力： 16Mpa</p><p>　　最高轉速：

54、 63r/min</p><p>　　輸出扭矩: 1783N.M</p><p><b>　　五、行走馬達</b></p><p><b>　　1、技術參數(shù)</b></p><p>　　型號

55、 JA3D3000B</p><p>　　流量 255L/min</p><p>　　排量 43.7/22.7ml/r</p><p>　　額定工作壓力 22MPa</p><p>　　最高

56、工作壓力 26MPa</p><p>　　輸出轉速 23.4/45.1r/min</p><p><b>　　2、本機使用參數(shù)</b></p><p>　　排量 43.7/22.7ml/r</p>

57、<p>　　額定工作壓力 22MPa</p><p>　　輸出轉速 23.4/45.1r/min</p><p>　　輸出扭矩 7267/2357N.M</p><p><b>　　六、多路閥</b>&

58、lt;/p><p><b>　　1、技術參數(shù) </b></p><p>　　型號 1007000550</p><p>　　公稱流量 145.6L/min</p><p>　　公稱壓力

59、 3~22MPa</p><p>　　最大伺服操縱壓力 3MPa</p><p><b>　　2、本機使用參數(shù)</b></p><p>　　最大流量 145.6L/min</p><p>　　最高工作壓力

60、 24MPa</p><p>　　最大伺服操縱壓力 3MPa</p><p><b>　　3.2 油缸計算</b></p><p>　　3.2.1 油缸基本參數(shù)</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3.2.2

61、 油缸工作能力</p><p>　　根據(jù)負荷和工作裝置油缸鉸點布置，以及液壓系統(tǒng)的分析計算確定本機油缸所需的推力和支力。 </p><p><b>　　計算公式： </b></p><p>　　油缸大腔面積 F=D/4 (cm)　　　　　　 （3-1）</p><p>　　油缸小腔面積

62、 F= (D-d)/4 (cm) 　 （3-2） </p><p>　　額定大腔推力 P=Fp (N)　　　　　　　　　（3-3）</p><p>　　額定小腔推力 P=Fp (N)　　　　　　　?。?-4）</p><p>　　最大大腔支承力 P=F p (N)　　

63、　　　　　　 （3-5）</p><p>　　最大小腔支承力 P=F p1 (N)　　　　　　　?。?-6）</p><p><b>　　計算結果如下表：</b></p><p><b>　　表3-2</b></p><p>　　3.2.3 油缸運動計算 </p>

64、<p><b>　　1、活塞運動速度</b></p><p>　　V=Q/F1 (m/s) V=Q/F2 (m/s)</p><p><b>　　2、全程時間</b></p><p>　　t=h/ V (S) t=h/ V (S)</p><p>

65、<b>　　計算結果如下表：</b></p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　　3.2.4 油缸穩(wěn)定性計算</p><p>　　活塞桿不產(chǎn)生彎曲時，活塞桿的推力與極限力的關系：</p><p>　　P=N·P　　　　　　　　　　　　　　　　　（3-7）</p

66、><p>　　式中：P──油缸縱向彎曲穩(wěn)定極限力</p><p>　　P── 油缸推力(N)</p><p>　　N──安全系數(shù) N>1</p><p>　　選用歐拉等截面壓桿穩(wěn)定臨界力公式近似計算：</p><p>　　P=　　　　　　　　　　　　　?。?-8）</p><p>　　式中

67、：N──系數(shù) 本安裝形式N=1</p><p>　　E──彈性模數(shù) E= 2.110 (kg/cm) </p><p>　　J──活塞桿截面的最小慣性矩</p><p><b>　　J=</b></p><p>　　L──計算長度,如以實際安裝尺寸代入，</p>

68、;<p><b>　　則得安全系數(shù)：</b></p><p>　　N.P= 　　　　　　　　　?。?-9）</p><p><b>　　N=</b></p><p>　　代入數(shù)值得如下結果：</p><p><b>　　表3-4</b></p>

69、;<p>　　由計算結果可見，安全系數(shù)均大于1，油缸在最大安裝位置工作時是穩(wěn)定的。</p><p>　　3.2.5 油缸鉸點比壓</p><p>　　P=P/(dL)　　　　　　　　　　　　　　　　 （3-10）</p><p>　　式中：P—油缸最大支承力（N）</p><p><b>　　d—鉸點直徑(m)&

70、lt;/b></p><p><b>　　L—鉸點長度(m)</b></p><p><b>　　計算結果如下：</b></p><p><b>　　表3-5</b></p><p>　　鉸點的許用比壓[P]=122.5～147 MPa</p><p&

71、gt;　　由計算結果可見，各油缸的鉸點比壓均在允許范圍。</p><p>　　3.3 管路流速計算</p><p>　　3.3.1 壓力管路</p><p><b>　　一、單泵供油</b></p><p>　　當d=0.016m Q=55 l/min時</p><p><

72、;b>　　二、雙泵合流</b></p><p>　　當d=0.016m Q=2×55 l/min時</p><p>　　3.3.2 回油管路</p><p><b>　　一、單泵供油:</b></p><p>　　當d=0.019m Q=55 l/min 時<

73、/p><p><b>　　二、雙泵合流:</b></p><p>　　當d=0.019m Q=2×55 l/min時</p><p>　　3.3.3 吸油管路</p><p>　　當d=0.019 m Q=255 l/min時</p><p>　　3.4 熱平衡計

74、算</p><p>　　3.4.1 發(fā)熱量計算：</p><p>　　一、油泵功率損失熱量H</p><p>　　H=N×(1-)×860×K　　　　　　　　　　 （3-11）</p><p>　　式中：N──泵的輸入功率 （KW）</p><p>　　K──工作負荷滿載系數(shù)

75、 K=0.6</p><p>　　──總效率 =0.86</p><p>　　H=36.11×(1-0.86)×860×0.6=2608.59 (Kcal/h)</p><p><b>　　二、背壓發(fā)熱量H</b></p><p>　　H2=.　　　　　　

76、　　　　　　 （3-12）</p><p>　　式中：P──背壓 P=1.5MPa</p><p>　　Q──流量 Q=155.5 l/min</p><p>　　K──復合動作系數(shù) K=0.7</p><p>　　η──總效率 η=0.98</p>

77、;<p>　　三、滿斗回轉時，馬達起動，制動發(fā)熱量</p><p><b>　　1、起動發(fā)熱量</b></p><p><b>　　起動時間 (S)</b></p><p>　　工作循環(huán)時間 T=20 (S) </p><p>　　=　　　　　　　　　 （3-13）</p&g

78、t;<p>　　式中：P3′──回轉的調(diào)定壓力 P3′=20MPa</p><p>　　′──流量 </p><p>　　──系數(shù) </p><p>　　滿斗時：平臺穩(wěn)定轉速 9.15r/min</p><p>　　開始制動轉速 2.28r/min </p><p&

79、gt;<b>　　2、制動發(fā)熱量</b></p><p>　　滿斗回轉制動時間 1.40(s)</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　η──總效率 η=0.98</p><p

80、>　　3、空斗回轉起動、制動發(fā)熱量</p><p><b>　　（1）起動發(fā)熱量</b></p><p>　　空斗起動時間t =1.49(S)</p><p>　　制動時回轉速度8.31r/min</p><p><b>　?。?）制動發(fā)熱量 </b></p><p>

81、　　空斗回轉制動時間： </p><p>　　4、回轉馬達的機械和容積損失發(fā)熱量</p><p>　　=N(1-)860K　　　　　　　　　　　?。?-14）</p><p>　　式中: N──回轉馬達的輸入功率 </p><p>　　──回轉馬達的總效率 =0.89</p><p

82、>　　K──回轉馬達利用率 </p><p><b>　　5、溢流閥發(fā)熱量</b></p><p>　　主要發(fā)生在鏟斗油缸和斗桿油缸,挖掘作業(yè)過程中產(chǎn)生溢流。</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　式中: ──主溢流閥的開啟壓力為22MPa&

83、lt;/p><p>　　──過載閥的開啟壓力為26MPa</p><p>　　──主溢流閥的開啟時的流量為84ml/min</p><p>　　──過載閥的開啟時的流量為42ml/min</p><p>　　──主溢流閥的開啟時間(一個循環(huán)內(nèi))為1s</p><p>　　──過載閥的開啟時間(一個循環(huán)內(nèi))為0.5s<

84、/p><p><b>　　則: </b></p><p><b>　　6、動臂下降發(fā)熱量</b></p><p><b>　　（3-16）</b></p><p>　　式中：──動臂缸大腔壓力為7.29Mpa</p><p><b>　　──系數(shù)

85、為0.9</b></p><p>　　──動臂下降時間與工作循環(huán)時間比為3.73/20</p><p><b>　　──動臂缸大腔流量</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　總發(fā)熱量: </b></p><

86、p>　　=2608.59+2247.3+1529++1050.6+403.6+1681+2521</p><p>　　=12041.09(kc/h)</p><p>　　3.4.2 散熱計算</p><p>　　液壓系統(tǒng)的散熱主要依靠冷卻器和油箱</p><p><b>　　一、風量計算</b></p>

87、;<p><b>　　（3-17）</b></p><p>　　式中: R──風扇外圓半徑 R=0.470/2m</p><p>　　r──風扇內(nèi)圓半徑 r =0.104/2m</p><p>　　b──葉片寬度 b=0.054m</p><p>　　Z──葉片數(shù)

88、 Z=7</p><p>　　──阻力系數(shù) =0.75</p><p>　　──葉片傾角 =30</p><p>　　n──風扇轉數(shù) </p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　二、空氣出

89、口溫度</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　式中：──空氣進口溫度 =40 </p><p>　　H──系統(tǒng)發(fā)熱量 H=12041.09(kc/h)</p><p>　　──空氣比熱 </p><p>　　=0

90、.24(kc/kg)</p><p>　　──空氣比重 =1140kg/</p><p>　　V──風扇風量變化 V=4063/h</p><p><b>　　代入得： </b></p><p>　　三、冷卻器進口溫度 </p><p><b>　　（3

91、-19）</b></p><p>　　式中： T──油箱油溫 T=80℃</p><p>　　Ｑ──冷卻器通過油液的流量</p><p>　?。眩?520.7=77(l/min)</p><p>　　──油比重 =900kg/</p><p>　　C──油比熱 C=0.48kc/

92、kg</p><p><b>　　代入得：℃</b></p><p><b>　　四、平均溫度差：</b></p><p><b>　　=42.995℃</b></p><p>　　3.4.3 油箱散熱量和所需冷卻器散熱面積A</p><p><

93、b>　　一、油箱散熱量</b></p><p><b>　　散熱面積 </b></p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　式中： K ── 散熱系數(shù) K=20KC/℃h</p><p>　　t ── 油箱溫度 ℃</p><p

94、>　　── 空氣溫度 ℃</p><p><b>　　代入得： </b></p><p>　　二、所需冷卻器散熱面積A</p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　　式中：K ── 強制風扇冷卻時，K=15KC/℃h</p><p>　　H ─

95、─ 系統(tǒng)總發(fā)熱量</p><p>　　H′── 油箱散熱量</p><p>　　ΔT ── 平均溫度差</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　結論：</b></p><p>　　選用散熱面積18m2滿足散熱要求。</p><

96、;p>　　3.5 生產(chǎn)率和循環(huán)時間計算</p><p>　　理論生產(chǎn)率是指一臺挖掘機在“計算條件”下連續(xù)工作一小時的生產(chǎn)率計算條件為：1）司機操作熟練；2）選擇最經(jīng)常出現(xiàn)的工作條件和平均工作尺寸。</p><p>　　3.5.1 理論生產(chǎn)率計算</p><p>　　Q=60q*n0 =3600*q/T (m3/h)　　　　　　　　?。?-22）</

97、p><p>　　q ──鏟斗幾何容量 m3</p><p>　　n──每分鐘工作循環(huán)次數(shù)的理論值</p><p>　　T ──每一工作循環(huán)的延續(xù)時間(s) </p><p>　　T= + + + 　　　　　　　　　　　　 （3-23）</p><p>　　其中 ──挖掘時間</p><p&

98、gt;　　──工作裝置滿斗從挖掘地點轉到卸載地點的回轉時間</p><p><b>　　──卸載時間；</b></p><p>　　──工作裝置空斗從卸載地點轉到挖掘地點的回轉時間</p><p>　　3.5.2 作業(yè)循環(huán)時間T的計算</p><p>　　一、斗桿缸伸、縮時間t和t的計算</p><

99、p>　　斗桿缸伸出速度(cm/s )</p><p>　　v=2Q 1000/F/60=64.62 </p><p>　　Q──變量泵理論排量 110 l/min</p><p>　　──柱塞泵容積效率 0.98</p><p>　　──液壓缸容積效率 0.98</p><p>　　F──斗桿缸大腔面積(cm2)

100、 </p><p>　　F=8.52/4=56.745 </p><p>　　斗桿缸縮回速度(cm/s) </p><p>　　v=2Q1000/F/60=106.75 </p><p>　　F──斗桿缸小腔面積(cm2 ) </p><p>　　F=（8.52-5.52）/4=32.987</p>

101、<p>　　斗桿缸伸出時間(s) </p><p>　　t=L/v=1.30</p><p>　　L──斗桿缸工作行程 (cm) L=84</p><p>　　斗桿缸縮回時間(s) </p><p>　　t=L/v=0.787</p><p>　　二、動臂缸伸、縮時間t和t的計算<

102、/p><p>　　動臂缸伸出速度(cm/s ) </p><p>　　v=2Q1000/F/60=37.055</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　F──動臂缸大腔面積 (cm2 ) F=/4=95.033</p><p>　　動臂缸縮回速度(cm/s) </p

103、><p>　　v=2Q1000/F/60=49.407</p><p>　　其中：F──動臂缸小腔面積 (cm2 ) </p><p>　　F=（112-5.52）/4=71.275</p><p>　　動臂缸伸出時間(s) </p><p>　　t=L/v=1.943</p><p>

104、　　其中：L──動臂缸工作行程 (cm ) L=72</p><p>　　動臂缸縮回時間(s) </p><p>　　t=L/v=1.457</p><p>　　三、鏟斗缸伸、縮時間t和t的計算</p><p>　　鏟斗缸伸出速度(cm/s ) </p><p>　　v=Q 1000/F/60=15.514&

105、lt;/p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　F──鏟斗缸大腔面積 (cm2 ) F=8.52/4=56.745</p><p>　　斗缸縮回速度(cm/s) </p><p>　　v=(Q×××1000)/(F/60)=26.688</p><

106、p>　　F──鏟斗缸小腔面積( cm2 ) </p><p>　　F=（8.52-5.52）/4=32.987</p><p>　　鏟斗缸伸出時間(s) </p><p>　　t=L/v=3.867</p><p>　　L──鏟斗缸工作行程 cm L=60</p><p>　　鏟斗缸縮回時間(s

107、) t =L/v=2.248</p><p>　　四、平臺滿斗回轉時間t 和空斗回轉時間t計算</p><p>　　鏟運機作90℃角度回轉，經(jīng)計算得：</p><p>　　t=7.67(s) t=5.75(s)</p><p><b>　　五、作業(yè)循環(huán)時間T</b></p><p>　　根據(jù)

108、作業(yè)循環(huán)時間表計算。作業(yè)循環(huán)時間表根據(jù)上面求得的各項時間，在充分考慮機械作單一動作時合流供油和作復合動作的可能性的條件下制定的。考慮復合動作等實際工況因素，理論工作循環(huán)時間定為T=20 (s)</p><p>　　六、理論生產(chǎn)率的計算 </p><p>　　Q=36000.18/20=32.4 (m3/h)</p><p>　　3.6 回轉裝置轉速度及回轉力矩計算

109、</p><p>　　回轉裝置A、B口的流量為 35.6L/min</p><p>　　回轉支承傳動比 i=90/13=6.923</p><p>　　回轉馬達排量 q=28.87cc/rev</p><p>　　回轉裝置減速比

110、 i=19.464</p><p>　　回轉平臺轉速 n＝35.6/（0.028876.92319.464）=9.15轉/分 </p><p>　　回轉裝置在20Mpa壓力下，輸出扭矩為：</p><p><b>　　──壓力差</b></p><p>　　回轉起動力矩 M＝1652.9

111、6.923=11443.02Nm </p><p>　　地面附著力矩 M=4910ψG4/3=49100.505.64/3=24413Nm</p><p>　　其中 ψ──地面附著系數(shù) 取0.50</p><p>　　G──整機質(zhì)量 噸</p><p>　　根據(jù)計算回轉時地面附著力矩滿足要求。</p&g

112、t;<p>　　根據(jù)經(jīng)驗公式計算平臺回轉起動力矩</p><p>　　M =kG4/3=9605.64/3=9547Nm</p><p>　　其中 k =960 G──整機質(zhì)量 取5.6噸</p><p>　　3.7 牽引力及行走速度計算</p><p>　　行走裝置（馬達、減速機）馬達排量兩擋 43.7/

113、22.7cc/rev </p><p>　　減速機傳動比 I=53.706</p><p>　　驅動輪轉速： </p><p>　　行走速度：　　　　　　　　　　　?。?-24）</p><p>　　式中 ——動輪轉速</p><p>　　T——軌節(jié)距 t=135mm<

114、;/p><p>　　z——驅動輪齒數(shù) z=23</p><p>　　3.8 驅動裝置牽引力計算</p><p><b>　　一擋工況：</b></p><p>　　馬達的輸出轉矩： </p><p>　　驅動裝置的輸出轉矩： </p><p><b>　

115、　單邊牽引力：</b></p><p>　　式中：R——驅動輪半徑</p><p><b>　　一擋牽引力：</b></p><p>　　取地面附著力： =56009.80.75=41.16kN</p><p><b>　　二擋工況：</b></p><p

116、>　　馬達的輸出轉矩： </p><p>　　驅動裝置的輸出轉矩： </p><p>　　單邊牽引力： </p><p>　　二擋牽引力： </p><p><b>　　附著力發(fā)揮為　/ </b></p><p>　　2F2/ =30.42/41.16≈73.

117、9%</p><p><b>　　3.9 功率計算</b></p><p>　　選用康明斯B3.3發(fā)動機（日本產(chǎn)），功率為45kW/2200r/min</p><p>　　工作裝置油泵排量 225cc/rev</p><p>　　回轉裝置油泵排量 16.2cc/rev</p><p>　　先

118、導操縱油泵排量 4.5cc/rev 起調(diào)壓力10MPa 額定壓力22 Mpa</p><p>　　泵所需功率　N＝PQ/60η　　　　　η－機械效率0.85</p><p><b>　　工作裝置功率: </b></p><p><b>　　回轉裝置功率:</b></p><p><b&g

119、t;　　伺服裝置功率:</b></p><p>　　風扇直徑Φ=470mm,消耗功率4kW、發(fā)電機消耗功率0.75kW、飛輪輸出功率為41.25kW。</p><p>　　考慮到空調(diào)需消耗3 kW,因此要求發(fā)動機輸出凈功率為37.25 kW</p><p>　　發(fā)動機功率儲備系數(shù)為：</p><p>　　發(fā)動機功率儲備系數(shù)滿足使用

120、要求。</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　礦石鏟運機械是一種履帶式全回轉（360°）以柴油機為動力，全液壓驅動的單斗反鏟鏟運機械。發(fā)動機選用進口康明斯柴油機，工作可靠、經(jīng)濟性好。其中，液壓系統(tǒng)的變量泵、多路控制閥、回轉馬達減速機、行走馬達減速機均為國際知名品牌產(chǎn)品。該機適用于小型土方施工、農(nóng)村道路建設、農(nóng)田挖溝修渠等工作；可廣泛

121、用于建筑，市政，供水，供氣，供電，農(nóng)林及園藝建設等工程。</p><p>　　液壓系統(tǒng)采用全功率調(diào)節(jié)變量的負載傳感開式液壓系統(tǒng)，技術成熟，作業(yè)性能優(yōu)良，可靠性高。伺服系統(tǒng)采用先導閥控制，操縱輕便，控制準確；該挖掘機的行走機構全液壓驅動機構，液壓部件選用韓國第一油壓的多路閥、液壓回轉馬達；驅動馬達采用韓國進口馬達，性能可靠，質(zhì)量穩(wěn)定。</p><p>　　回轉裝置及液壓系統(tǒng)系統(tǒng)主要部件選用韓

122、國第一油壓的產(chǎn)品，性能優(yōu)良；密封件選用派克芬尼公司及國內(nèi)知名品牌產(chǎn)品。</p><p>　　行走系統(tǒng)采用全剛性底盤，“H”型車架，強度高，安全可靠?？筛鶕?jù)用戶需要可裝整體式橡膠履帶和鋼履帶。</p><p>　　結構件采用專業(yè)廠家的產(chǎn)品，強度和剛度好，經(jīng)久耐用，不易損壞。</p><p>　　全封閉駕駛室，豪華減震座椅，室內(nèi)配有空調(diào)及音響，駕駛乘坐舒適。</p

123、><p>　　總之，本礦石鏟運機不僅外觀美觀，與國外同類鏟運機械相比，具有較高的性價比，充分滿足我國從事小型工程土方作業(yè)的要求，是比較理想的產(chǎn)品。</p><p><b>　　小 結</b></p><p>　　2013年1月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到通過實習慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作

124、過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設計終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。</p><p>　　畢業(yè)設計是大學時代的最后一門課程，我們每一個人都是十分認真的完成的。畢業(yè)設計和一般的作業(yè)及課程設計不一樣，需要更深入的研究，更透徹的分析，更明確的闡述，和更廣泛的專業(yè)知識及較強的動手實踐能力。這幾樣能力缺一樣都是無法順利完

125、成畢業(yè)設計的。一開始，我對這個課題不是很了解，也不從下手。因為這個課題和我以后的工作內(nèi)容關系很大，所以我特意提前到公司報到，邊實習邊了解這個課題。再加上輔導老師謝華龍的耐心講解，和工廠師傅的詳細示范，終于了解了這個課題的內(nèi)容和目標，為做好這次畢業(yè)設計奠定了扎實的基礎。</p><p>　　本次設計的主要目的就是實現(xiàn)各種液壓元件的集成和合理布局，以達到檢測液壓泵和液壓馬達壓力是否能夠達到要求的目的。另外，制動裝置的