滑移装载机液压系统设计概要书(完整~).doc

1、#*目录摘要 .IVABSTRACT .5第一章 绪论 .I1.1 滑移装载机的历史背景和发展前景 .I1.2 总体结构介绍 .II1.2.1 行走装置 .II1.2.2 作业装置 .III1.1.3 液压系统 .III第二章 设计计算及元件选择 .52.1 行走液压系统设计与计算 .52.1.1 行走液压马达的选取 .72.1.2 行走液压泵的选取 .132.2 作业装置液压系统设计与计算 .172.2.1 作业装置工况分析 .172.2.2 作业装置动作循环规划 .192.2.3 工作装置液压系统拟定 .20第三章 液压系统的设计 .243.1 发动机的选取 .243.2 油箱的设计 .2

2、53.2.1 油箱的用途及要求 .253.2.2 油箱容积的确定 .263.2.3 油箱附件的安装 .273.3.3 油箱散热功率计算 .273.3 系统散热器设计 .283.3.1 液压油油温过高的危害 .28#*3.3.2 闭式液压系统的散热方式 .293.2.3 散热功率计算 .303.2.4 散热功率及散热面积计算 .313.4 滤油器选择 .323.5 联轴器的选取 .333.6 液压阀的选取与安装 .333.6.1 液压阀的选择 .343.6.2 液压阀的配置形式 .353.7 液压系统管路设计 .353.7.1 管径计算 .353.7.2 液压管路的布置 .36第四章 设计总结与

3、设计心得 .384.1 设计总结 .384.2 设计心得 .39鸣谢 .40参考文献 .42#*摘要滑移装载机是一种利用两边行走轮速度差实现转向，能实现多种工程作业的小型工程机械。因其小巧灵活，能实现原地转向的特点，在工程运用中起着越来越重要的作用。换装特定用途通用属具后，可实现铲运，堆垛，压实路面等多种作业模式。现设计一款适应国内市场的滑移装载机液压系统。分析国内外滑移装载机现状及发展趋势，参考已有滑移装载机液压系统，依据任务书给出的设计要求，结合实际作业模式和作业环境，对滑移装载机的运动和受力进行分析，针对其要实现的动做要求，拟定液压系统方案设计。通过计算和参考样本，完成液压系统的工作泵，

4、控制阀，行走马达，工作液压缸等元件的选型。最后，用三维绘图软件 PROE 绘制出油箱、泵组、阀组、马达等所选元件，设计出系统所需的其他零件，并完成液压系统的管路设计和零件的装配。关键词：装载机；滑移；液压系统#*AbstractSkid Steer Loader is a kind of construction machinery can realize various engineering operations , whose steering is realized by the velocity difference of two sides wheels .Because of t

5、he characteristics of small overall dimensions and steering without moving ; Skid Steer Loader is playing a more and more important role in engineering applycation. There is a lot of attanchments can be connected with the Skid Steer Loader quick changer to realize various engineering operations,such

6、 as earth moving,stacking, compaction pavement and so on.This work focus on the designing of a Skid Steer Loaders hydraulic system according to the need of domestic market . The developing situation and of Skid Steer Loader at home and abroad and the development trend is been analyised.This hydrauli

7、c system si designed by refering to the exsisting Skid Steer Loader,according to the design requirements in the design assignment, and combining with actual operation mode and operating environment. The movement and force of loader is been analyised at first. the hydraulic system schematics is been

8、formulated according to the requirement of working condition , and then Hydraulic components of the hydraulic system such as work pumps, control valves, walk motors, hydraulic cylinders are been selected after design calculation and refering to sample. Finally, the parts of hydraulic system,such as

9、oil tank, pump group, valve group, motors and other parts needed to be independent design are been drawed by 3D drawing software(PROE), and locate and assemble all parts on Skid Steer Loaders chassis and complete hydraulic pipe design. Key words: Loader; slip; hydraulic system#*第一章 绪论 1.1 滑移装载机的历史背景

10、和发展前景滑移装载机移转向装载机是一种利用两侧车轮线速度差而实现车辆转向的轮式专用底盘设备，采用轮式行走机构，全轮驱动。滑移转向可于作业现场随机快速更换或挂接各种工作装置，以适应不同的工作环境和作业内容。滑移转向装载机的动力一般为 20-50 千瓦，主机质量 2000-4000 公斤车速为每小时 10 -15 公里左右，主要用于作业场地狭小地面起伏不平作业内容变换频繁的场合，适用于基础设施建设，厂房车间，建筑工地，码头装卸，市区街道，住宅，谷仓，畜舍，机场，跑道等，进行铲运，堆垛，起重，挖掘，钻孔，破碎，抓取，推扒，松土，开沟，道路清扫，路面压实等工作。滑移转向装载机的工作装置采用液压传动，其

11、行走驱动系统除极个别采用皮带传动或链条传动的机型外，滑移转向装载机几乎均采用全液压方案双回路闭式系统，斜盘式双向变量泵，斜轴式高速马达，由于行走液压回路封闭，车辆停车即制动，不须另设行车制动装置，为消除由于车辆惯性力而产生的过大冲击，液压马达进出处加设限压阀，液压件多是回路中最大的特色，两个行走变量柱塞泵和补油泵，一个工作齿轮泵，部分机型还有先导操纵回路的低压泵。bobcat 采用发动机直接驱动串联泵将所有柱塞泵和齿轮泵串联成一串，这种泵国内尚不多见，维修配套困难。ZTS 则采用齿轮箱传动分别驱动各液压泵，这种驱动方式除了可以采用单泵配套外，尚可利用不同的传动使各油泵在合适的转速下运转以获得较

12、理想的系统匹配。ZTS 在这个齿轮箱上加设了主离合器用于发动机气动时卸荷。在中国滑移转向装载机刚刚起步，国内生产滑移转向装载机企业也不多，但纵观小型工程机械市场，目前国内市场对滑移转向装载机需要有一个从认识到接受的过程，现阶段中国滑移转向装载机的市场不大需要生产厂家及其经销商向用户进行全面细致的产品推介，把潜在市场转化成现实市场。随着小挖等一系列小型工程机械在我国从无到有的发展历史以及在市场中所呈现的火爆，可以预测滑移转向装载机也会像其它小型设备一样被国内大量的工程机械生产厂家看好，这块潜在的市场并将会有更多的企业进军生产滑移转向装载机这一领域。通过在发展过程中积累的丰富经验和较成熟的生产技术

13、，国内工程机械企业将一步步推开生产滑移转向装载机的大门，相信在今后几年新产品新技术的不断出现，国内产品的质量也将迅速提高，市场也必将迎来新的竞争热点。市场需求是根本，近年来我国城镇化管理，城市基础建设，配套的小型工程机械在批量更新换代的同时，将购置批量的产品弥补缺口，在这种情况下，实用价值和盈利观念已成为用户更新、购置设备的原则，质量价格回报率等综合性能将成为用户的首选，这就要求在刚迈入准备迈入滑移转向装载机的生产企业在产品设#*计开发时通过调研座谈等形式，纳入用户设计，使产品能够做到真正的满足市场和用户的需求。本文通过参考国内外滑移装载机的结构设计，通过调查国内对滑移装载机的运用情况，以及潜

14、在的市场前景，针对国内市场现状设计一款经济适用的滑移装载机。1.2 总体结构介绍滑移式装载机的主机系一台前端式装载机，无一例外地被设计为短轴距、短后悬，动臂支承点在车辆后上方。驾驶室位于两侧动臂间，司机须跨越工作装置才能进入驾驶室内。仪表盘分置司机左右两侧或布置在前上方。发动机后置，纵向布置。不设前后桥，四个驱动轮各自独立悬挂在传动箱上。1.2.1 行走装置滑移装载机的行走装置采用双泵双马达的静液压闭式回路传动系统，再通过一级链轮传动将发动机的力和运动分配到四个行走轮胎上，传动方案如图 1。采用液压传动的特点是：可实现全车速范围内的无级变速；起动力矩大；低速高效率；经常工作转速可调到发动机的低

15、油耗范围，节油效果好；易实现功率的合理匹配；无变速箱、差速器、传动轴等，发动机可任意布置，降低车辆重心，增加车辆的稳定性；利用电控和微机易于实现自动控制；对液压元件性能要求高。图 1-1 行走系传传动方案 图 2 -1 滑移转向原理 采用滑移转向，其转向原理利用左右行走轮胎的速度差实现，即当两边轮胎转速相同时，机器直线行驶，当左边轮胎速度高于右边时实现右转向，当右边轮胎速度高于左边轮胎时实现左转向，若左右两边轮胎速度相等，方向相反时可实现原地转向，其转向原理如图 2。滑移转向是滑移装载机与普通装载机最大的区别和优点，采用滑移转向能使滑移装载机在狭小的空间内实现转向，因此，它可以运用在很多狭窄空

16、间内作业，如车间，集装箱等地方。#*1.2.2 作业装置传统装载机的动臂装在车架的前端，铲斗用单斗液压缸反铲装置，滑移装载机的工作装置与车架的后端连接，滑移装载机由于其独特的动臂结构，不宜用单斗油缸驱动铲斗，而是双液压缸驱动。目前铲斗的举升轨迹主要有圆弧举升和垂直举升两种，圆弧举升曲线由六连杆结构实现，垂直举升曲线由八连杆结构实现，滑移转向装载机的优势在于其举升方式可以影响设备做特定工作时的生产力，圆弧举升的设备最高举升高度在举升路径的中间，这样这些设备就比较适合中低高度的工作，如装载低位漏斗或移动式喷洒器等，而垂直举升设备的举升高度可以到达举升路径的最高点，适合装载高度较高的地方如卡车等。而

17、且因为有了多种多样的附件今天的滑移转向装载机能够做的工作远比单纯的装载要多的多，可以完成多种工作，从抓岩石，平整路面，到清理灌木和积雪，目前已有超过 108 种不同附件可供选择。垂直举升和圆弧举升结构如图 3、图 4。考虑到圆弧举升在钻孔以及一些需要垂直运动的动作时的局限和举升高度有限，本设计采用垂直举升结构。图 1-3 垂直举升结构 图 1-4 圆弧举升结构工作装置由动臂架，两个动臂油缸，两个支撑杆，两个摇臂，两个动臂油缸以及属具组成，目前运用到各种工作中的属具已达到一百多种，本设计主要考虑铲运作业，即属具为铲斗时的工况。主机动臂多采用箱形截面结构，借以提高其扭转刚度。为整机布置所限，动臂提

18、升只能采用双液压缸的形式。转斗液压缸通常设置在动臂前端，为解决在动臂提升过程种的“铲斗平移”问题，设计了液压自动调平系统，在动臂举升是，铲斗会随之动作，使铲斗与地面保持水平，防止物料掉落。1.1.3 液压系统该部分是整个机器的核心部分，为机器的行走和作业传递运动和力。发动机将动力输#*出给液压泵，液压泵输出液压油，通过各种阀的控制以及电控装置，将符合工况的液压油液供给个执行元件，执行元件包括液压缸和马达，实现机器的正常运转。液压系统分为行走液压系统和工作装置液压系统。行走液压系统由两个带补油泵的变量斜盘式柱塞泵和两个定量径向柱塞马达组成，其为闭式回路，另外还设置有调速回路，冲洗回路。工作装置液

19、压系统由一个齿轮泵及换向阀，蓄能器，溢流阀等组成，为铲斗油缸和动臂油缸以及属具提供液压油。为保证液压系统的正常工作，还应设置冷却装置，加热装置，润滑装置等#*#*第二章 设计计算及元件选择首先分析机器的作业环境，作业对象，作业方式，进而设计出符合工况的方案。滑移装载机主要用于基础设施建设，厂房车间，建筑工地，码头装卸，市区街道，住宅，谷仓，畜舍，机场，跑道等，进行铲运，堆垛，起重，挖掘，钻孔，破碎，抓取，推扒，松土，开沟，道路清扫，路面压实等工作。本设计中重点考虑滑移装载机的铲掘作业工况。行走速度，整机设计质量，转向，调速等要求已在任务书中给出，具体要求如下：要求 360 度转向，无级可调；运

20、动速度012Km/h 无级可调；整机载重 3200Kg，爬坡度 30；举升载重 950Kg，爬坡度 30；换接速度 30s/次，无级可调。根据以上要求，再综合考虑具体的作业对象及作业环境，进行整机的方案设计，再设计出于整机匹配的液压系统。2.1 行走液压系统设计与计算滑移装载机的行走装置采用双泵双马达的静液压闭式回路传动系统。行走液压系统为双回路驱动系统，每个回路由独立的液压系统组成。两个回路同时受一个电控装置的控制。采图 2-1 动力传递路线用双回路液压系统的特点是：（1）简化了行走装置的操作。全液压驱动的推耙机的操作手柄数量减少，有些被按钮替代，操作变得更加准确、快捷，保证推耙机前进、后退

21、、加速、减速、转向、制动等功能的正确实施，同时减轻了司机的劳动强度。(2)泵和马达的自动控制。全液压双回路驱动系统的变速是无级变速，传动更加平稳。再利用 DA 阀（速度敏感阀）进行调速，大大提高速度变化的响应速度，使调速更加快捷。其行驶速度与发动机的输出功率和驱动负荷相匹配，使马达始终保持最大的液压驱动力，减小能耗，从而提高了经济性，使推耙机更加节能和环保。另外通过自动控制，推耙机还具有过载保护、限制马达的最高转速、静液压制动和避免发动机熄火与发动机超速的功能。(3)原地转向，提高了滑移装载机的机动性能和工作效率，特别适合狭小空间的作业。全液压双回路驱动系统滑移装载机的转向是通过调节两侧履带的速度实现的，使推耙机的转弯