綠化用剪枝車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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剪枝車裝配圖.dwg

活塞桿.dwg

液壓原理圖.dwg

液壓缸.dwg

液壓缸座.dwg

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綠化用剪枝車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄

第一章 前言 ……………………………………………………………………2

第二章 總體方案論證…………………………………………………………4

2.1 本課題基本前提條件和技術(shù)要…………………………………………… 4

2.2 結(jié)構(gòu)方案確定……………………………………………………………… 4

第三章  壓縮式剪枝車排出油缸安裝角及排出板斜度取值………… 13

3.1 排出板的結(jié)構(gòu)及工作情況…………………………………………………13

3.2 排出板的受力分析…………………………………………………………13

3.3 取值范圍的探討……………………………………………………………14

第四章  液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………… 15

3.1 確定液壓系統(tǒng)方案…………………………………………………………15

3.2 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………18

3.3 油箱的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………28

3.4 液壓泵的裝置………………………………………………………………29

3.5 液壓元件的選用……………………………………………………………30

第五章  結(jié)論…………………………………………………………………… 32

參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 33

致謝………………………………………………………………………………… 34

第一章  前言

 目前在我國(guó),城市道路 ,一些高等級(jí)公路,高速公路以及企事業(yè)單位的道路綠籬,普遍采用的是手持式油鋸或手動(dòng)修枝剪，總結(jié)起來(lái)主要存在如下缺點(diǎn)：①使用單缸汽油機(jī)噪聲高， 常常會(huì)影響到正常的工作和 學(xué)習(xí)；②工人勞動(dòng)強(qiáng)度大, 一方面因?yàn)槭殖侄M(fèi)力，另 一方面在于綠籬常常需要三面修剪，工人被迫負(fù)重移動(dòng)；③浪費(fèi)能源，空氣污染嚴(yán)重。使用低牌號(hào)含鉛汽油，不僅汽油的揮發(fā)直接污染了大氣 ，而且其排放物也含有大量的有害氣體( 如：C O、 C O2 、N O 、 P bO 等) ； ④ 效率不高，主要在于綠籬常常需要三面修剪 ，而工 人就必須往復(fù)多次走動(dòng)才能達(dá)到目的； ⑤ 綠籬尺寸的 整齊性較差， 因?yàn)楣と?自身的技術(shù)水平和參照物的不同，很難做到修剪效果整齊劃一 ；⑥ 在公路隔離帶作業(yè)時(shí)，工人人身安全很難得到有效保障。

剪枝車便是其中的一種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式，它由汽車底盤、填料器、上裝廂體和排出板機(jī)構(gòu)等組成。其發(fā)展方向是：提高的裝載量；改善車輛的密封性；的分類處理。的分類越細(xì)對(duì)于環(huán)境的保護(hù)效果就越好。

 開(kāi)發(fā)園林綠化機(jī)械新產(chǎn)品，加速老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，新產(chǎn)品將向操作自動(dòng)化、舒適化方向發(fā)展。綠化帶剪枝車在操作自動(dòng)化、舒適化方向的創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：① 在動(dòng)力源上，直接用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力；②在剪切方式上，采用3把剪刀通過(guò)支架固 定在需剪切的3個(gè)面上，實(shí)現(xiàn)3個(gè)面同時(shí)剪切，提高了工作效率。支持架可實(shí)現(xiàn)9 0°的旋轉(zhuǎn)，減小剪枝車的寬度；③能實(shí)現(xiàn)連續(xù)修剪，降低了綠化工人的工作強(qiáng)度。

第二章  總體方案論證

2.1 本課題基本前提條件和技術(shù)要求

2.1.1 基本前提條件

      采用液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的動(dòng)力傳動(dòng)， 產(chǎn)生直線往返的運(yùn)動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的要求。

2.1.2 技術(shù)要求

               最大修剪樹(shù)枝直徑（mm）              8

               最大修剪寬度（mm）                 600

               修剪高度范圍（mm）               300~800

 2.2 結(jié)構(gòu)方案確定

3.3 綠化用剪枝車成形工藝

3.3.1 概述

綠化用剪枝車是剪枝車的重要部件之一，主要起裝載、運(yùn)輸之用，它由前板、左右側(cè)板、頂板、底板等五項(xiàng)主要零件組成。這些零件由于所處位置不同，受力情況各異，因而結(jié)構(gòu)也不相同，選用的材質(zhì)雖一致（Q235），但料厚有差異。對(duì)這幾項(xiàng)零件的工藝成形方法的選擇也完全不一樣。在此對(duì)廂體零件成形的工藝選擇作一分析。

3.3.2 影響成形工藝選擇的因素

下面分析剪枝車車廂成形工藝選擇的主要因素：

a. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是決定成形工藝的主要因素。任何一種成形工藝都以滿足設(shè)計(jì)要求為前提，由于該幾項(xiàng)零件結(jié)構(gòu)不同，因此它們的成形方法也不一樣，如前板為拉伸成形，側(cè)板和頂板為彎曲成形等。

b. 產(chǎn)量和成本

產(chǎn)量和成本是互相聯(lián)系的，降低成本是工藝工作的核心。當(dāng)一個(gè)新產(chǎn)品投入生產(chǎn)前，應(yīng)根據(jù)該產(chǎn)品的試制總方案設(shè)定的批量或年產(chǎn)量，決定該零件的成形方法，工藝裝備的選擇不宜成本過(guò)高，否則將加重產(chǎn)品的附加成本，不利市場(chǎng)的銷售。 剪枝車屬中批量生產(chǎn)。

c. 研制周期

研制周期也是決定零件成形工藝的主要因素，為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，一般要求研制周期越短越好。這就給選擇成形工藝帶來(lái)諸如模具制造、展開(kāi)件試制等困難。剪枝車從方案論證到樣車鑒定，研制周期較短。選擇工藝成形方法時(shí)，就不能選用制造周期長(zhǎng)的模具，而選擇那種既能保證零件成形質(zhì)量，制造周期又短的模具。

d. 設(shè)備

工廠現(xiàn)有的工藝設(shè)備和工藝水平也是選擇成形工藝必須考慮的因素。

e. 人員技術(shù)水平

操作者的技術(shù)水平也是影響成形的因素之一，在考慮工藝方案時(shí)需結(jié)合本廠操作人員的技術(shù)水平。

f. 拼料狀態(tài)

由于剪枝車車廂尺寸為4360、2015、1645mm（長(zhǎng)、寬、高），超過(guò)一般板料幅面，而大幅面板料的訂貨又因用量有限受到制約，因而需進(jìn)行拼焊，拼焊中因設(shè)備原因不能都采用對(duì)接鎢極自動(dòng)氬弧焊。有的采用墊板接觸焊，由于各板焊接方法不同，因此在選擇零件成形工藝時(shí)還需考慮拼料狀態(tài)。

第六章   結(jié)論

本課題是針對(duì)剪枝車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了其使用狀況，工作時(shí)盡可能穩(wěn)定可靠，滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)所得的結(jié)果說(shuō)明：本課題設(shè)計(jì)正確，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)；在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了大量的通用材料，節(jié)約了原材料，降低了制造成本；剪枝車集自動(dòng)裝填與壓縮、密封運(yùn)輸和自卸為一體,自動(dòng)化程度高,提高了運(yùn)載能力,降低了運(yùn)輸成本,是剪枝車的發(fā)展趨勢(shì)。

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致    謝

為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束。回顧整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是剪枝車的上裝廂體設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是為了解決的運(yùn)輸問(wèn)題。本設(shè)計(jì)是在學(xué)院所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程以后所進(jìn)行的，是對(duì)我三年半來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn)。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。

通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我基本上掌握了綠化用剪枝車設(shè)計(jì)的方法和步驟，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題等，另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)，選擇使用材料等。

總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)留下一些遺憾，在此懇請(qǐng)各位專家、老師及同學(xué)不吝賜教。

此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的。黃老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問(wèn)題，以及指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路。在歷經(jīng)三個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直熱心的輔導(dǎo)。另外，我還得到了各位工程師的熱心幫助與指導(dǎo)。在此，我忠心地向他們表示誠(chéng)摯的感謝和敬意！

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 書(shū) 第 1 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 綠化用剪枝車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 1）要求： 采用液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的動(dòng)力傳動(dòng)， 產(chǎn)生直線往返的運(yùn)動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的要求 2）原始數(shù)據(jù) : 最大修剪樹(shù)枝直徑（ 8 最大修剪寬度（ 600 修剪高度范圍（ 300~800 第 2 頁(yè) 第 3 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 1 了解綠化用剪枝車的的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)； 2 綠化用液壓剪枝車的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)； 3 綠化用液壓剪枝車的液壓系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)； 4 主要零部件（非標(biāo)）的設(shè)計(jì) 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 1 液壓系統(tǒng)原理圖一張； 2 液壓系統(tǒng)（液壓站）裝配圖一份； 3 油箱（部件）圖一張； 4 集成油路塊一份； 5 零件圖若干； 6 電子檔案一份； 7 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份 第 4 頁(yè) 主要參考文獻(xiàn)（資料）： 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 日期 教研室主任審查簽 字 日期 系主任批準(zhǔn)簽 字 日期 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 ： 綠化用剪枝車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 ： 指 導(dǎo) 教 師 姓 名 ： 專 業(yè)： 2 0 11 年 3 月 25 日 綠化用剪枝車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目前在我國(guó) ,城市道路 ,一些高等級(jí)公路 ,高速公路以及企事業(yè)單位的道路綠籬 ,普遍采用的是手持式油鋸或手動(dòng)修枝剪 ， 總結(jié)起來(lái)主要存在如下缺點(diǎn)： ①使用單缸汽油機(jī)噪聲高， 常常會(huì)影響到正常的工作和 學(xué) 習(xí)； ② 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大 , 一方面因?yàn)槭殖侄M(fèi)力，另 一方面在于綠籬常常需要三面修剪，工人被迫負(fù)重移動(dòng) ； ③ 浪費(fèi)能源 ， 空氣污染嚴(yán)重。使用低牌號(hào)含鉛汽油 ， 不僅汽油的揮發(fā)直接污染了大氣 ， 而且其排放物也含有大量的有害氣體 ( 如： C O、 C N O 、 P ) ； ④ 效率不高，主要在于綠籬常常需要三面修剪 ， 而工 人就必須往復(fù)多次走動(dòng)才能達(dá)到目的； ⑤ 綠籬尺寸的 整齊性較差， 因?yàn)楣と? 自身的技術(shù)水平和參照物的不同，很難做到修剪效果整齊劃一 ； ⑥ 在公路隔離帶作業(yè)時(shí)，工人人身安全很難得到有效保障。 開(kāi)發(fā)園林綠化機(jī)械新產(chǎn)品，加速老產(chǎn)品的更新?lián)Q代 ， 新產(chǎn)品將向操作自動(dòng)化、舒適化方向發(fā)展。綠化帶剪枝車在操作自動(dòng)化、舒適化方向的創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下 3個(gè)方面： ① 在動(dòng)力源上 ， 直接用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力； ② 在剪切方式上 ，采用 3把剪刀通過(guò)支架固 定在需剪切的 3個(gè)面上 ， 實(shí)現(xiàn) 3個(gè)面同時(shí)剪切，提高了工作效率。支持架可實(shí)現(xiàn) 9 0°的旋轉(zhuǎn) ， 減小整車的寬度； ③ 能實(shí)現(xiàn)連續(xù)修剪 ， 降低了綠化工人的工作強(qiáng)度。 閱 概況 （ 8 篇以上） 文獻(xiàn) [1] 向北平，楊乾華《道路綠化帶液壓剪枝車的研究與 設(shè)計(jì)》 2008 年 第 9 期 摘要： 在對(duì)汽油綠籬修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上， 提出以汽車為載體和動(dòng)力源、以液壓傳動(dòng)為基礎(chǔ) ， 能連續(xù)三面成 形修剪的剪枝方案。設(shè)計(jì)了圓筒狀分體式刀具，并完成了關(guān)鍵零 部件的加工和裝配。 其 試驗(yàn)表明 ， 該方案能提高修剪速度，降低 勞動(dòng)強(qiáng)度。有較好的實(shí)用 價(jià) 值和推廣 。 文獻(xiàn) [2] 陳煥明，劉大維 《基于虛擬樣機(jī)的拉臂車工作裝置動(dòng)力學(xué)分析》 2009 年 2 月 第 30 卷第 1 期 南科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版 摘要： 針對(duì)拉臂車工作裝置變負(fù)載 ， 多工況的工作特點(diǎn)。利用機(jī)械系 統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件 立機(jī)械一液壓聯(lián)合仿真模 型，為得到更加真實(shí)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，將箱體滾輪與地面、箱體 與副車架導(dǎo)向輪定義為非線性彈簧一阻尼碰撞接觸力約束關(guān) 系。 其 分析結(jié)果 表明：機(jī)械一液壓聯(lián)合能夠有效地模擬工作裝置 在裝箱和舉升卸料過(guò)程中油缸力和拉臂作用力的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律， 從而為拉臂車作裝置動(dòng)態(tài)分析提供了一種有效方法。 文獻(xiàn) [3] 畢文斌，申永政《拉臂車液壓系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)》 2009 年第 7 期 壓與氣動(dòng) 摘要： 拉臂車同時(shí)具備貨物自卸和箱體自動(dòng)裝卸兩種功能，而且這兩 種功能由個(gè)車載工作裝置拉臂機(jī)構(gòu)完成，工作效率高。這兩種 功能的操作和轉(zhuǎn)換都是由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，此新型的液壓系統(tǒng) 就可以實(shí)現(xiàn)操作的時(shí)序邏輯關(guān)系，解決了誤操作現(xiàn)象的發(fā)生。 文獻(xiàn) [4] 李淮，毛青春 《伸縮臂式自行走高空作業(yè)車液壓系統(tǒng)的改進(jìn)》 2010 年第一期 摘要： 典型的伸縮臂式自行走高空作業(yè)車液壓系統(tǒng)多為多泵系統(tǒng) ， 上 車臂架伸縮、變幅與平臺(tái)回轉(zhuǎn)、車輪轉(zhuǎn)向、車橋擴(kuò)張由 1個(gè)齒輪 泵負(fù)責(zé)，下車行走 由 1個(gè)泵負(fù)責(zé)，工作籃動(dòng)作由 1個(gè)泵負(fù)責(zé)。根 據(jù)實(shí)際作業(yè)情況，并從節(jié)約成本的角度，提出一種全新的單泵 開(kāi)式液壓系統(tǒng)。 文獻(xiàn) [5] 向北平 陳熙 《高速路綠化隔離帶液壓剪枝車的設(shè)計(jì)》 2009年 10月第 10期 摘要：在對(duì)現(xiàn)有綠籬修剪機(jī)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，提出以汽車 為載體和動(dòng)力源、以液壓傳 連續(xù)三面成形修剪的 綠化帶剪枝方案。實(shí)現(xiàn)了全液壓驅(qū)動(dòng)的高度調(diào)節(jié)、寬度調(diào)節(jié)、 展開(kāi)動(dòng)作和剪切運(yùn)動(dòng)，并完成了關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)。該方案能 提高修剪速度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)高速路綠化隔離帶的自動(dòng) 化修剪。 文獻(xiàn) [6] 顧正平 沈瑞珍 《國(guó)內(nèi)外園林綠化機(jī)械現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》 2004年第 32 期 摘要：園林綠化機(jī)械作為林業(yè)機(jī)械的一個(gè)分支，它的發(fā)展只有 50年左 右的歷史，它是隨著城市園林化，特別是草坪業(yè)的發(fā)展，而逐 步發(fā)展壯大起來(lái)的。 文獻(xiàn) [7] 向北平 楊乾華 《氣流剪枝機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究》 2003年 4月 摘要：介紹了氣體射流的關(guān)鍵零部件 —— 噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn) 行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，氣體射流技術(shù)應(yīng)用于園林剪技車上 具有可行性。 文獻(xiàn) [8] 姬毓君 《多功能液壓站設(shè)計(jì)》 2005年第 10期 摘要：對(duì)石 油鉆機(jī)用的多功能液壓動(dòng)力源的液壓原理，主要液壓件的 工作做了簡(jiǎn)單的概述。 論文）的 主要內(nèi)容 1）了解園林用剪枝車的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)； 2）某綠化用液壓剪枝車的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)； 3）某綠化用液壓剪枝車液壓系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)； 4）主要零部件（非標(biāo)）的設(shè)計(jì) 論文）提交 形式 ： 1） 液壓系統(tǒng)原理圖 2） 標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表 3） 非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖或組裝圖圖紙 4） 系統(tǒng)裝配圖 5） 電子文檔 7 排 第四周 ： 針對(duì)設(shè)計(jì)課題進(jìn)行調(diào)研 ,查新 第五周 同上 (含一篇相關(guān)外文資料的翻譯 ) 第六周 完成開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě) ; 設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備工作 第七周 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)原理圖 , 根據(jù)原理圖，進(jìn)行元件的選型與設(shè)計(jì)計(jì)算 第八周 同上 第九周 液壓系統(tǒng) (站 )總裝圖設(shè)計(jì) 第十周 同上 第十一周 油箱 (部件 )設(shè)計(jì) 第十二周 同上 第十三周 非標(biāo)件設(shè)計(jì) 第十四周 完善圖紙 第十五周 編寫(xiě) 設(shè)計(jì)計(jì)算 說(shuō)明書(shū)，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部文件 第十六周 編寫(xiě) 設(shè)計(jì)計(jì)算 說(shuō)明書(shū)，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部文件準(zhǔn)備答辯。 第十七周， 畢業(yè)答辯 8. 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 簽名： 2011 年 3 月 28 日 綠化用剪枝車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄 第一章 前言 …………………………………………………………………… 2 第二章 總體方案論證 ………………………………………………………… 4 課題基本前提條件和技術(shù)要 …………………………………………… 4 構(gòu)方案確定 ……………………………………………………………… 4 第三章 壓縮式剪枝車排出油缸安裝角及排出板斜度取值 ………… 13 出板的結(jié)構(gòu)及工作情況 ………………………………………………… 13 出板的受力分析 ……………………………………………………… … 13 值范圍的探討 …………………………………………………………… 14 第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) …………………………………………………… 15 定液壓系統(tǒng)方案 ………………………………………………………… 15 壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………… 18 箱的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………… 28 壓泵的裝置 ……………………………………………………………… 29 壓元件的選用 …………………………………………………… ……… 30 第五章 結(jié)論 …………………………………………………………………… 32 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………… 33 致謝 ………………………………………………………………………………… 34 1 第一章 前言 目前在我國(guó) ,城市道路 ,一些高等級(jí)公路 ,高速公路以及企事業(yè)單位的道路綠籬 ,普遍采用的是手持式油鋸或手動(dòng)修枝剪 ， 總結(jié)起來(lái)主要存在如下缺點(diǎn)： ① 使用單缸汽油機(jī)噪聲高， 常常會(huì)影響到正常的工作和 學(xué)習(xí)； ② 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大 , 一方面因?yàn)槭殖侄M(fèi)力，另 一方面在于綠籬 常常需要三面修剪，工人被迫負(fù)重移動(dòng) ； ③ 浪費(fèi)能源 ， 空氣污染嚴(yán)重。使用低牌號(hào)含鉛汽油 ， 不僅汽油的揮發(fā)直接污染了大氣 ， 而且其排放物也含有大量的有害氣體 ( 如： C O、 C N O 、 P ) ； ④ 效率不高，主要在于綠籬常常需要三面修剪 ， 而工 人就必須往復(fù)多次走動(dòng)才能達(dá)到目的； ⑤ 綠籬尺寸的 整齊性較差， 因?yàn)楣と? 自身的技術(shù)水平和參照物的不同，很難做到修剪效果整齊劃一 ； ⑥ 在公路隔離帶作業(yè)時(shí)，工人人身安全很難得到有效保障。 剪枝車便是其中的一種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式，它由汽車底盤、填料器、上裝廂 體和排出板機(jī)構(gòu)等組成。 其發(fā)展方向是：提高的裝載量；改善車輛的密封性；的分類處理。的分類越細(xì)對(duì)于環(huán)境的保護(hù)效果就越好。 開(kāi)發(fā)園林綠化機(jī)械新產(chǎn)品，加速老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，新產(chǎn)品將向操作自動(dòng)化、舒適化方向發(fā)展。綠化帶剪枝車在操作自動(dòng)化、舒適化方向的創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下 3個(gè)方面：① 在動(dòng)力源上，直接用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力；②在剪切方式上，采用 3把剪刀通過(guò)支架固 定在需剪切的 3個(gè)面上，實(shí)現(xiàn) 3個(gè)面同時(shí)剪切，提高了工作效率。支持架可實(shí)現(xiàn) 9 0°的旋轉(zhuǎn)，減小剪枝車的寬度；③能實(shí)現(xiàn)連續(xù)修剪，降低了綠化工人的工作強(qiáng)度。 2 第二章 總體方案論證 課題基本前提條件和技術(shù)要求 本前提條件 采用液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的動(dòng)力傳動(dòng)， 產(chǎn)生直線往返的運(yùn)動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的要求。 術(shù)要求 最大修剪樹(shù)枝直徑（ 8 最大修剪寬度（ 600 修剪高度范圍（ 300~800 構(gòu)方案確定 3 化用剪枝車成形工藝 述 綠化用剪枝車是剪枝車的重要部件之一，主要起裝載、運(yùn)輸之用，它由前板、左右側(cè)板、頂板、底板等五項(xiàng)主要零件組成。這些零件由于所處位置不同，受力情況各異，因而結(jié)構(gòu)也不相同，選用的材質(zhì)雖一致（ 但料厚有差異。對(duì)這幾項(xiàng)零件的工藝成形方法的選擇也完全不一樣。在此對(duì)廂體零件成形的工藝選擇作一分析。 響成形工藝選擇的因素 下面分析剪枝車車廂成形工藝選擇的主要因素： a. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是決定成形工藝的主要因素。任何一種成形工藝都以滿足設(shè)計(jì)要求為前提，由于該幾項(xiàng)零件結(jié)構(gòu)不同，因此它們的成形方法也不一樣，如前板為拉伸成形，側(cè)板和頂板為彎曲成形等。 b. 產(chǎn)量和成本 產(chǎn)量和成本是互相聯(lián)系的，降低成本是工藝工作的核心。當(dāng)一個(gè)新產(chǎn)品投入生產(chǎn)前，應(yīng)根據(jù)該產(chǎn)品的試制總方案設(shè)定的批量或年產(chǎn)量，決定該零件的成形方法，工藝裝備的選擇不宜成本過(guò)高，否則將加重產(chǎn)品的附加成本，不利市場(chǎng)的銷售。 剪枝車屬中批量生產(chǎn)。 c. 研制周期 研制周期也是決定零件成形工藝的主要因素，為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，一般要求研制周期越短越好。這就給選擇成形工藝帶來(lái)諸如模具制造、展開(kāi)件試制等困難。剪枝車從方案論證到 樣車鑒定，研制周期較短。選擇工藝成形方法時(shí)，就不能選用制造周期長(zhǎng)的模具，而選擇那種既能保證零件成形質(zhì)量，制造周期又短的模具。 d. 設(shè)備 工廠現(xiàn)有的工藝設(shè)備和工藝水平也是選擇成形工藝必須考慮的因素。 e. 人員技術(shù)水平 操作者的技術(shù)水平也是影響成形的因素之一，在考慮工藝方案時(shí)需結(jié)合本廠操作人員的技術(shù)水平。 4 f. 拼料狀態(tài) 由于剪枝車車廂尺寸為 4360、 2015、 1645、寬、高），超過(guò)一般板料幅面，而大幅面板料的訂貨又因用量有限受到制約，因而需進(jìn)行拼焊，拼焊中因設(shè)備原因不能都采用對(duì)接鎢極自動(dòng)氬弧焊。有的采用墊板接觸焊 ，由于各板焊接方法不同，因此在選擇零件成形工藝時(shí)還需考慮拼料狀態(tài)。 成形工藝的選擇 幾種工藝的比較及選擇： a. 采用帶壓邊裝置的拉伸模拉伸成形，生產(chǎn)的零件尺寸準(zhǔn)確，表面質(zhì)量好，但模具制造成本高，模具毛坯需外協(xié)加工，制造周期長(zhǎng)，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維修困難。該工藝方法實(shí)用于大批量生產(chǎn)。 b. 采用鉛鋅合金模落壓成形，模具制造方便，費(fèi)用較低，制造周期也短。缺點(diǎn)是模具壽命短，零件外觀質(zhì)量較差，人工修整工作量大，工作環(huán)境太差。該方法適宜試制或小批量生產(chǎn)。 c. 采用鋼下模、鉛上模結(jié)構(gòu)的沖壓模，模具制造時(shí)按鋼模澆鑄， 模具吻合較好，零件的質(zhì)量得到保證，制造成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)是因無(wú)壓邊裝置，零件成形過(guò)程中有起皺現(xiàn)象，需在轉(zhuǎn)角處增開(kāi)缺口，成形后采用人工補(bǔ)焊。該方法適于中批量生產(chǎn)。 根據(jù)以上幾種工藝方法的比較，結(jié)合剪枝車的中批量生產(chǎn)模式，決定選用最后一種方法作為前板零件的成形工藝方法，做出合格的開(kāi)口展開(kāi)件。這樣既有利于零件的成形，又避免成形后過(guò)多的人工打磨。左右側(cè)板也采用相同的成形工藝方法，頂板采用壓制槽形件，然后在平板上進(jìn)行焊接的方法成形。 焊工藝 剪枝車車廂尺寸為 4360、 2015、 1645過(guò)一般板料 的幅面尺寸，大幅面板料的訂貨因受用量限制而制約，因此尋求一種適于不同加工成形的焊接方法是拼焊的關(guān)鍵。由于受成形方法和料厚的影響，拼焊工藝各異，具體方法簡(jiǎn)述如下： a. 前板的拼焊 前板零件的成形是拉伸成形，因此焊接滲透性要求較高，又考慮到在拉伸過(guò)程中焊縫對(duì)模具的影響，要求焊縫光順平滑無(wú)明顯的凸起，因此只能選擇成本相對(duì)高的鎢極自動(dòng)氬弧焊，從而滿足了該零件的拼焊需要。采用該工藝拼焊的板料，滿足了零件成形的需要。 b. 側(cè)板、頂板、底板的拼焊 側(cè)板、頂板、底板的拼焊選用加墊塊的點(diǎn)焊、滾焊工藝。由于這幾塊板在零件的成形中僅有彎曲成形（側(cè)板）或不需成形（底板），材料的受力狀態(tài)較前板好，加之該幾項(xiàng)零件都超過(guò)了鎢極自動(dòng)氬弧焊的軌道，采用 因熱影響區(qū)較大，零件 5 的變形也大，需大量手工較形，且不能滿足設(shè)計(jì)要求，因此選用影響區(qū)小的點(diǎn)焊、滾焊工藝是較合適的，它既克服了大量的人工勞動(dòng)，又能滿足設(shè)計(jì)要求。具體拼接如圖 3用同牌號(hào)同料厚并與焊縫等長(zhǎng)的墊板，采用先點(diǎn)焊后滾焊接融焊工藝。 后裝壓縮式剪枝車由于壓縮力大 ,經(jīng)壓縮后的產(chǎn)生大量的污水 ,如不加以控制 ,將嚴(yán)重影響環(huán)境，所以為了滿足設(shè)計(jì)要求，不產(chǎn)生飄、灑、漏等問(wèn)題，焊前涂點(diǎn)焊密封膠劑，以提高其密封性。 圖 3焊圖 經(jīng)過(guò)以上的成形工藝選擇和拼焊工藝選擇，滿足了設(shè)計(jì)要求，大大縮短了新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研制周期。由于選用的工藝裝備合適，不僅滿足了工廠的生產(chǎn)需要，而且降低了研制費(fèi)用。在拼焊中，由于合理選擇拼焊工藝，減少了大量人工較形，不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，而且降低了成本，節(jié)約了資金。總之在剪枝車車廂的成形方法選擇中，由于 本著從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)狀進(jìn)行了認(rèn)真選擇，因此所選工藝方法是成熟的，可行的，真正做到了投資少，見(jiàn)效快。 6 第 3 章 壓縮式剪枝車排出油缸安裝角及排出板斜度取值 出板的結(jié)構(gòu)及工作情況 目前 ,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的剪枝車主要是 ,裝滿后 ,填料器舉升 ,排出機(jī)構(gòu)將推出車廂。剪枝車的排出機(jī)構(gòu)均采用直面折彎形狀結(jié)構(gòu) ,便于推卸干凈。排出機(jī)構(gòu)與排出油缸一端固定 ,排出機(jī)構(gòu)兩端各裝兩個(gè)滑塊。推卸時(shí) ,油缸推動(dòng)排出機(jī)構(gòu)前移 ,排出機(jī)構(gòu)滑塊沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。排出油缸的安裝角度和排出機(jī)構(gòu)折彎斜度各廠取值不同 ,教科書(shū)中也未給出取 值范圍 , 取值大小有何利弊 ? 現(xiàn)對(duì) 排出機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析 ，確定其取值。 出機(jī)構(gòu)的受力分析 圖 4力分析示意圖 排出機(jī)構(gòu)在推卸過(guò)程中 , 受到排出油缸的推力壓縮的在車廂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力 T 、 排出板上方對(duì)排出板的作用力 'T 、排出 機(jī)構(gòu) 的重力 W 、重量和排出 機(jī)構(gòu)重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力軌對(duì)排出板 機(jī)構(gòu) 的法向作用力 1N ， 2N 的作用 。排出油缸的布置和排出板折彎斜度的不同 ,排出機(jī)構(gòu)的受力狀況也不同。 剛開(kāi)始移動(dòng)前的平衡方程為： 7 ???????????0c （ 4 ????????????0)(s ?（ 4 式中： ? —— 推卸油缸的安裝角度， ? —— 為 'T 的傾斜角度 從圖 中 看 , 'T 均有水平分力 ?? 和向下的垂直分力 ? ,水平分力推卸 ,向下的垂直分力以及排出機(jī)構(gòu)的重力 W , 三個(gè)力使排出機(jī)構(gòu)滑塊緊壓在導(dǎo)軌上 , 產(chǎn)生阻止排出機(jī)構(gòu)前進(jìn)的摩擦阻力 ' 由 (4式可得 : ?? s 21 t ???? 即 ')( 21' = )s '' ?? ?（ 4 式中 ： 'f —— 滑動(dòng)摩擦系數(shù)。 排出油缸所需的最小推力 ,由 4 : ??co s' ?? （ 4 值范圍的探討 由 （ 4 4式知 , 排出油缸的推力主要用于克服推卸的摩擦阻力 , 而摩擦阻力基本是水平力。排出油缸的安裝角 ? 越大 , 推力的水平分力越小 , 垂直分力越大 ,即摩擦阻力越大 , 滑塊的磨損越快 , 排出機(jī)構(gòu)移動(dòng)所需的最小推力 也越大 , 油缸缸徑越大。排出板折彎斜度越大 ,對(duì)排出板的垂直分力越小 ,而排出板對(duì)反作用力的垂直分力 (向上 ) 小 , 頂蓋的受力情況改善 ;但對(duì)排出板的水平分力增加。此外 ,開(kāi)始裝時(shí) ,當(dāng)滑板上移 ,刮板反轉(zhuǎn) ,滑板下移 ,掉下來(lái)的多。但排出板折彎斜度也不要小于38° ,否則卸不干凈。 為了壓縮后密度均勻，延長(zhǎng)油鋼的使用壽命，根據(jù) 排出油缸的安裝角度應(yīng)近可能大一點(diǎn)。 無(wú)論怎樣，排出油缸的安裝角 ? 和排出板折彎斜度只要合理取值 ,均能全部卸干凈 ,不會(huì)增加成本和重量 ,還可延長(zhǎng)滑塊 的使用壽命。因此 , 根據(jù)實(shí)習(xí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)觀察和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，排出油缸的安裝角度 取 62° 。排出板折彎斜度不要太大 ,否則開(kāi)始填裝時(shí) , 掉下的多 , 填裝效率不高 , 過(guò)小時(shí)卸不干凈 , 一般應(yīng)在38° ～ 45° 之間，因此決定取 45° 。此外 ,為使頂蓋能承受對(duì)它向上的膨脹力 ,頂蓋應(yīng)做成弧形結(jié)構(gòu)。 8 第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 定液壓系統(tǒng)方案 眾所周知 ,后裝壓縮式剪枝車主箱中的推板（排出板）油缸有兩個(gè)作用 :壓縮過(guò)程中提供背壓力 ,而卸載時(shí)提供推力。目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品 ,油缸的擺放有兩種方式 :平置 (圖 5和斜置 (圖 5。表面上 看這兩種方式在功能上沒(méi)有什么區(qū)別 ,但認(rèn)真分析 ,卻存在很大的差異。 集時(shí)壓縮原理 如圖 5推板 推置主箱末端。通過(guò)填塞箱后壓縮機(jī)構(gòu)的提升 ,不斷地被壓送到主箱中。在提升的過(guò)程中 ,刮板提升壓力作為背壓回路遠(yuǎn)端控制信號(hào)通過(guò)油口 先導(dǎo)閥 B 打開(kāi) ,使得推板油缸無(wú)桿腔回油路與背壓閥 A 相通 ,當(dāng)且僅當(dāng)擠壓力超過(guò)推板油缸的背壓閥 A 調(diào)定的預(yù)壓力 (圖中為 2 時(shí) ,推板油缸無(wú)桿腔內(nèi)的液壓油通過(guò)背壓閥 A 一 部分回油箱。一部分通過(guò)單向閥補(bǔ)入有桿腔 ,從而和推板向主箱前端移動(dòng) ,直到推板油缸完全收回 ,充 滿整個(gè)主箱。 出板油缸推力 排出 板油缸是多級(jí)油缸 ,在收縮過(guò)程中 ,推力會(huì)因?yàn)榛钊孛娣e的不同發(fā)生階段性的變化。而且在實(shí)際工作中 ,在擠壓的情況下 ,油缸活塞桿由小到大順序收回 ,所以推力油缸三級(jí)油缸為例 , 推力變化趨勢(shì)與推板后退行程 L 的關(guān)系見(jiàn)圖 5 油缸F= P· （ 5 式中 ：油缸F— — 排出板 油缸推力 P —— 背壓值 — 活塞的作用面積 9 圖 5背壓油路原理圖 圖 5的關(guān)系 壓力 a. 平置油缸 當(dāng)油缸平置時(shí) (圖 5, 背壓F= 油缸F,推力油缸從而導(dǎo)致背壓力的變化 ,這與用戶追求的剪枝車壓縮后密度均勻的效果是向背的 ,意 味著被壓縮的是前松后緊 ,而且滿載時(shí)也會(huì)造成剪枝車后橋過(guò)重。 b. 斜置油缸 在推板油缸斜置的情況下 ,隨著推板向主箱前端移動(dòng) ,θ 的增大 , 背壓力 (背壓F) 逐漸減小 (圖 5, 背壓F= 油缸F ?同時(shí) ,因?yàn)榛钊孛娣e階段性的增大 ,又會(huì)在一定程度上彌補(bǔ)因角度變化引起的背壓力損失。 圖 5平置油缸背壓力 圖 5斜置油缸背壓力 種方式的比較 通過(guò)對(duì)比 ,我們可以發(fā)現(xiàn)排出板油缸斜置方式比較平置方式有以下優(yōu)點(diǎn) : a. 節(jié)省安裝空間 ,提高主箱容積利用率。 b. 有利于在壓縮過(guò)程中密度均勻。 10 c. 利于油缸的保護(hù) ,避免主箱內(nèi)污水損害油缸 體 ,保證使用壽命。 d. 有利于排出機(jī)構(gòu)平穩(wěn)移動(dòng) (防偏轉(zhuǎn) ) 。 所以，決定選用油缸斜置式放置。 壓系統(tǒng)工況分析 亙據(jù)設(shè)計(jì)要求，在排卸時(shí)，液壓系統(tǒng)能發(fā)出足夠的力使排出；在裝載時(shí)，為了使壓縮后的密度均勻，提高其裝載量，液壓系統(tǒng)要提供一定的背壓 力，使其滿足設(shè)計(jì)要求。所以，液壓原理圖如圖 5 5壓原理圖 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 A. 對(duì)排出機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析 ,見(jiàn)圖 4得如下方程： ???????????0c （ 5 11 ????????????0)(s ?（ 5 式中： 推卸油缸的推力 ，也就是 液壓缸的最大載荷 ? —— 推卸油缸的安裝角度 ??62? T —— 壓縮的在車廂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力 'T —— 排出板上方對(duì)排出板的作用力 ? —— 為 'T 的傾斜角度 ??45? W —— 排出板 機(jī)構(gòu) 的重力 重量和排出板 機(jī)構(gòu) 重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力 1N ， 2N —— 為導(dǎo)軌對(duì)排出板 機(jī)構(gòu) 的法向作用力 由 5 ??co s' ?? （ 5. 排出機(jī)構(gòu)的重量計(jì)算 底部鋼管： ??? 7575(?????? 式中： A —— 方管邊長(zhǎng) ( s —— 方管壁厚 ( W —— 每米鋼管重量 ( L —— 方管長(zhǎng) (m ) 頂部鋼管： 7575(??????m 側(cè)部鋼管： 8 7 8 5 ??????m 側(cè)部鋼管 1： 8 5 ??????m 側(cè)部鋼管 2： 3 2 8 5 ??????m 12 側(cè)部鋼管 3： 8 5 ??????m 此鋼板的理論重量為 1]，所以，此鋼板重量為：)0 7 2 ?????m 排出板前板： ??m 所以，排出機(jī)構(gòu)重量 7654321 )(2 ??????????????? 因?yàn)椋恍┬×慵扇」浪愕姆绞揭约坝?jì)算誤差 所以，最后取 200?M C. 壓縮的在車廂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力 T 的計(jì)算 2( ?? ??????? N 式中： a —— 廂體的有效長(zhǎng)度 )(m b —— 廂體的有效寬度 )(m c —— 廂體的有效高度 )(m p —— 壓縮后對(duì)廂體的壓力 )(的單位膨脹力為 6235 3那其對(duì)廂體的壓力 7 48 2 0126 23 5 ???p f —— 與車廂壁之間的動(dòng)摩擦系數(shù)，查表取 1.0?f D. 排出板上方對(duì)排出板的作用力 'T 的計(jì)算 20' ???? N 式中： L —— 排出板 機(jī)構(gòu)底部長(zhǎng)度 )(m g —— 重力加速度 )2 取0r—— 壓縮后的密度 3450 E. 重量和排出板機(jī)構(gòu)重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力' ?? 13 ?????? 5488? N 式中： V —— 廂體的容積 312 'f —— 排出板 機(jī)構(gòu) 與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦系數(shù)，查表 取 ?f F. 將上述數(shù)據(jù)代入式（ 5 則，? ????62c o s 5 4 8 845c o 4 7 4 9 N 定液壓缸參數(shù) a. 此液壓缸為三級(jí)液壓缸，各級(jí)壓力和速度可按活塞式液壓缸有關(guān)公式來(lái)計(jì)算。 ????????????????????????????? 2121211114? ??????? ???????26 4 4 2 14 式中： 1D —— 一級(jí)液壓缸內(nèi)徑， 2D —— 二級(jí)活塞桿尺寸， 3D—— 三級(jí)活塞桿尺寸 1p —— 液壓缸工作壓力，初算時(shí)取系統(tǒng)工作壓力 2p —— 液壓缸回油腔背壓力；為 41 1p 12 —— 活塞桿與液壓缸內(nèi)徑之比，液壓缸采用差動(dòng)連接；比值取 0.7 工作循環(huán)中最大的外負(fù)載； η —— 液壓缸的機(jī)械效率，一般η 標(biāo)準(zhǔn)的液壓缸直徑系列取 001 ? [2]。根據(jù) 12 D ? 4 02 0 ?? 計(jì)算的結(jié)果在活塞尺寸系列之中，所以取 402 ? 依此類推： ??標(biāo)準(zhǔn)的活塞桿尺寸系列圓整為 003 ?[2] 根據(jù)已取的缸徑和活塞桿直徑，計(jì)算液壓缸實(shí)際有效工作面積，無(wú)桿腔面積 14 有桿腔面積 222211 ????? ?222222212 4 ?????? ? 232223223 (4 ?????? ? b. 計(jì)算液壓缸的流量 (4)(4 23222221 ???? ?? )(4 2321 ? ? 1 00 0) 22 ????? 式中： v —— 排出機(jī)構(gòu)的速度 7.7 c. 液壓泵流量 ,壓力的計(jì)算 液壓泵向液壓缸輸入的最大流量為：若取回路泄漏系數(shù) K= 則泵的流量： q= 液壓缸的最 大工作壓力為 1p =進(jìn)油路上的壓力損失一般為 取 液壓泵的最高工作壓力： M P 2(0 ??? 根據(jù)計(jì)算出的泵的流量和工作壓力，由作總體設(shè)計(jì)人員參考。 d. 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率 ?310（ 5 式中： p —— 液壓泵的出口壓力（ 其值等于液壓缸的進(jìn)口壓力與泵到液壓缸這段管路壓力損失之和 ，壓力損失取 102 ??? ； q —— 液壓泵輸出流量 ( )， q=10s； ? —— 液壓泵的效率，取 [3] 所以： ? ? ??????? ??e. 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 ??? 22221121 )(44 ??? ? ? ?122221121 4 FD ??? ?（ 5 = （ 5 式中： 液壓缸密封處摩擦力 由式 5D 為 ????????????????????????????? 2121211114（ 5 詳細(xì)計(jì)算見(jiàn) ， 001 ? ， 402 ? ， 003 ?定管道直徑 管道的材料一般推薦采用 10號(hào)、 20號(hào)的薄壁無(wú)縫鋼管、和拉制紫銅管。鋼管承受的工作壓力較高，價(jià)廉，所以本系統(tǒng)主要采用鋼管。 油管直徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算。 油管的內(nèi)徑 （ 5 式中： d—— 管道直徑（ ； q —— 液體流量（ L/； v —— 允許流速，按金屬管內(nèi)油液推薦流速值選用，吸油管路取 v ≤ 2m/s,壓油管路取 v≤ 6m/s。 管道的壁厚可根據(jù)工作壓力由下式計(jì)算得出： ? ??? 2 5 式中： p —— 工作壓力，取工作 壓力為 d —— 油管內(nèi)徑（ ； ??? —— 許用應(yīng)力（ ，對(duì)于鋼管 ??? ≤ 于銅管 ??? ≤ 25 本系統(tǒng)主油路流量取差動(dòng)連接時(shí)流量 q = ,允許流速按壓油管路取v = 4m/s, 則管道內(nèi)徑為： ?? 16 油管的壁厚： ? ? 82 ? ??? ??可選 用外徑 4]的 10號(hào)冷拉無(wú)縫鋼管。 吸油管按式 5 5 ?? 壁厚 ： ? ?82 ? ??? ??故可選用外徑 D 為 650號(hào)冷拉無(wú)縫鋼管。 鋼管彎曲半徑不能太小，其最小曲率半徑 R≥ 3D，油管經(jīng)彎曲后，彎曲處側(cè)壁厚的減薄不應(yīng)超過(guò)油管壁厚的 20%，彎曲處內(nèi)側(cè)不應(yīng)有明顯的鋸齒行波紋、扭傷或壓壞，彎曲處的橢圓度不應(yīng)超過(guò) 15%。 壓油的選擇 該系統(tǒng)為一般液壓傳動(dòng) ,所以在環(huán)境溫度為 C～ 35° 一般 選用 20號(hào)或 30號(hào)液壓油 0號(hào)機(jī)械油 ,熱天用 30 號(hào)機(jī)械油。 由與本系統(tǒng)容量較大，故不必進(jìn)行系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算。 壓缸壁厚、外徑及工作行程的計(jì)算 a. 中低壓液壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚 ? 一般不做計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，則缸筒外徑 ?210 ?? （ 5 按標(biāo)準(zhǔn) 列選取液壓缸的外徑為 240]。 缸筒壁厚的校核，液壓缸的內(nèi)徑 ( 001 ? )與其壁厚 ? （ ? =40=20比值 ?1D =10，故可用薄壁圓筒的壁厚計(jì)算公式進(jìn)行校核 ? ??? 2 1 5 式中： ? —— 液壓缸壁厚（ ； 試 驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ 倍（ ??? —— 缸筒材料的許用應(yīng)力，無(wú)縫鋼管 ??? =100～ 110 ? ??? 2 11002 ??=20以所選壁厚滿足要求。 b. 液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定，所選的 17 執(zhí)行機(jī)構(gòu)即液壓滑臺(tái)的工作行程為 合液壓缸活 塞行程參數(shù)系列確定液壓缸的工作行程為 3600 壓缸缸底和缸蓋的計(jì)算 在中低壓系統(tǒng)中，液壓缸的缸底和缸蓋一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，不需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 壓缸進(jìn)出油口尺寸的確定 液壓缸的進(jìn)出油口尺寸，是根據(jù)油管內(nèi)的平均速度來(lái)確定的，要求壓力管路內(nèi)的最大平均流速控制在 4～ 5m/大會(huì)造成壓力損失劇增，而使回路效率下降，并會(huì)引起氣蝕、噪音、振動(dòng)等，因此油口不宜過(guò)小，一般可按文獻(xiàn) [2]選用，本系統(tǒng)選用進(jìn)出油口 2的螺紋接頭。 根據(jù)以上計(jì)算及選用的參數(shù)綜合為表 5 壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)缸體與缸蓋的連接形式 ． 法蘭連接 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低 （ 2）強(qiáng)度較大，能承受高壓 缺點(diǎn)：（ 1）徑向尺寸較大 （ 2）用鋼管焊上法蘭，工藝過(guò)程復(fù)雜 螺紋連接 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）外型尺寸?。?2）重量較輕 缺點(diǎn)：端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求較高 外半環(huán)連接 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單（ 2）加工裝備方便 缺點(diǎn)：（ 1）外型尺寸較大（ 2）缸筒開(kāi)槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚 內(nèi)半環(huán)連接 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）外型尺寸?。?2）結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕 缺點(diǎn)：（ 1）缸筒開(kāi)槽，削弱了強(qiáng)度（ 2）端部進(jìn)入缸 體內(nèi)較長(zhǎng)，安裝時(shí)密封圈易被槽口檫傷 綜合以上，確定液壓缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)選用外螺紋連接 [4]。 18 (2)活塞和活塞桿的連接結(jié)構(gòu) 焊接結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較牢固 螺紋連接 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，必須用鎖緊裝置 半環(huán)連接 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，不易松動(dòng)，但會(huì)出現(xiàn)軸向間隙 錐銷連接 結(jié)構(gòu)可靠，用錐銷連接，銷孔必須配鉸 活塞與活塞桿的接結(jié)構(gòu)采用螺紋紋接，這種結(jié)構(gòu)連接穩(wěn)固，活塞與活塞桿之間無(wú)公差要求。 （ 3）活塞杠導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞杠導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋 ﹑ 導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以 及密封 ﹑防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可以做成與端蓋分開(kāi)的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。 結(jié)構(gòu)形式 特點(diǎn) 端蓋直接導(dǎo)向 （ 1）端蓋與活塞桿直接接觸導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但磨損后只能更換整個(gè)端蓋。 （ 2）蓋與桿的密封常用 O 型和 19 導(dǎo)向套導(dǎo)向 （ 1）導(dǎo)向套與活塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。 （ 2）蓋與桿的密封常用 Y 型和 V 型。密封可適用于中高壓液壓缸。 綜合以上各種結(jié) 構(gòu)形式，確定采用導(dǎo)向套導(dǎo)向。 根據(jù)密封的部位、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍，活塞與缸體的密封形式選用高低唇 種密封圈的內(nèi)外兩唇邊長(zhǎng)不同，直接密封用較短唇邊，這樣就不易翻轉(zhuǎn)，一般不要支承。 表 5壓缸基本參數(shù) 缸筒內(nèi)徑（ 缸筒外徑(二級(jí)活塞桿直徑 (三級(jí)活塞桿直徑 (進(jìn)出油口連接 公稱直徑 螺紋連接 200 240 160 100 40 2 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。活塞桿處的密封形式用 為了清除活塞桿處外露部分沾附的灰塵，保證油液清潔及減少磨損，在端蓋外側(cè)增加防塵圈，本系統(tǒng)選用無(wú)骨架防塵圈。 液壓缸帶動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量較大，運(yùn)動(dòng)速度較高，則在行程終點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機(jī)械碰撞，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設(shè)置緩沖裝置。 常用的緩沖結(jié)構(gòu)有： a. 環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置 適用于運(yùn)動(dòng)慣性不大、運(yùn)動(dòng)速度不高的液壓系統(tǒng)。 b. 三角槽節(jié)流緩沖裝置 三角槽節(jié)流緩沖裝置是利用被封閉液體的節(jié)流產(chǎn)生的液壓阻力來(lái)緩沖的。 c. 可調(diào)節(jié)流緩沖裝置 這種節(jié) 流閥不緊有圓柱形的緩沖柱塞和凹腔等結(jié)構(gòu)，而且在液壓缸端蓋上還裝有針形節(jié)流閥和單向閥。 液壓系統(tǒng)如果長(zhǎng)期停止工作，或油中混有空氣，液壓缸重新工作時(shí)產(chǎn)生爬行、噪聲和發(fā)熱等現(xiàn)象。為防止這些不正?，F(xiàn)象產(chǎn)生，一般在液壓缸的最高位置設(shè)置放氣閥。 壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求 20 a. 缸體 材料選用 45鋼。 內(nèi)徑用 糙度 m? ,內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，內(nèi)表面直線度在 500度不大于 面與缸蓋固定時(shí)，端面跳動(dòng)量在直徑100防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)表面可鍍鉻，層厚 進(jìn)行拋光，缸體外涂外耐腐蝕油漆。 b. 缸蓋 常用材料有： 35 鋼、 45鋼或鑄鋼；做導(dǎo)向時(shí)選用鑄鐵、耐磨鑄鐵。故可選取前缸蓋 缸蓋為 35鋼。 配合表面的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，端面在對(duì)孔軸線的垂直度在直徑 100c. 活塞 材料選用 外徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)不大于外徑公差之半，端面對(duì) 軸線垂直度在直徑 100塞外徑用橡膠密封圈密封時(shí)可取 孔與活塞桿的配合取 d. 活塞桿 本設(shè)計(jì)中是空心活塞桿，選用的材料為 45 鋼的無(wú)縫鋼管。 桿外圓柱面粗糙度為 m? ,材料進(jìn)行熱處理，調(diào)質(zhì) 52～ 58徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，外徑表面直線度在 500塞桿與前端蓋采用螺紋連接。 擇各類控制閥 A 確定控制閥的壓力和流量參數(shù) 各控制閥的壓力取決于液壓泵的工作壓 力。該壓力值應(yīng)納入中壓系列，壓力參數(shù)確定為 B 確定各類控制閥的型號(hào) 系統(tǒng)工作壓力為 泵的額定最高壓力為 以可以選取額定壓力大于或等于 各種元件，其流量按實(shí)際情況分別選取。 根據(jù)所擬訂的液壓系統(tǒng)圖，按通過(guò)的各元件的最大流量來(lái)選擇液壓元件的規(guī)格。 a. 溢流閥 4 溢流閥 4的壓力調(diào)整值為系統(tǒng)壓力最高值，其值比泵的最高工作壓力稍大即可，所以選擇溢流閥的型號(hào)為 0。 21 定壓閥 7的壓力值為液壓缸工作壓力的 41 ，其值為 以選擇定壓閥的型號(hào)為 。 c. 單向閥 6的型號(hào)為 箱設(shè)計(jì) 油箱的主要功用是存儲(chǔ)油液，散發(fā)系統(tǒng)中累積的熱量﹑促進(jìn)油液中氣體的分離﹑沉淀油液中的污染物等作用。 液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱利用主機(jī)的內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油易于回收，但增加了設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好。分離式油箱單獨(dú)設(shè)置，與主機(jī)分開(kāi)，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振動(dòng)對(duì)主機(jī)工作精度的影響，因此的到了普遍的采用。 容積（油面高度為油箱高度的 80%時(shí)的容積）應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱﹑散熱平衡的原則來(lái)計(jì)算，這項(xiàng)計(jì)算在系統(tǒng)負(fù)載較大﹑長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)是必不可少的。但對(duì)于一般情況來(lái)說(shuō)，油箱的有效容積可以按液壓泵的額定流量 q(L/計(jì)出來(lái)。 V=ξ q (5式中， L） ；ξ為與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)字，低壓系統(tǒng)ξ =2～4，中壓系統(tǒng)ξ =5～ 7，高壓系統(tǒng)ξ =10～ 12。 相距遠(yuǎn)些，兩管之間要用隔板隔開(kāi)，以增加油液循環(huán)距離，使油液有足夠的時(shí)間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)，消散熱量。隔板高度最好為箱內(nèi)油面高度的 3/4。吸油管入口處要裝粗濾油器。粗濾油器與回油管管端在油面最低時(shí)浸沒(méi)在油中?；赜凸芄芏艘诵鼻?45°，以增大出油口截面積，減慢出口處油流速度。 箱上各蓋板﹑管口處都要妥善密封。注油器上要加過(guò)濾網(wǎng)。防止油箱出現(xiàn)負(fù)壓而設(shè)置的通氣孔上須裝空氣濾清器。 3766底離地至少應(yīng)在 150上，廂 體上注油口的近旁必須設(shè)置液位計(jì)。濾油器的安裝位置應(yīng)便于裝拆。箱內(nèi)各處應(yīng)便于清洗。 須考慮好它的安裝位置，以及測(cè)溫﹑控制等措施。 4壁愈薄，散熱愈快。大尺寸油箱要加焊角板﹑筋條，以增加剛性。 壁如涂上一層級(jí)薄的黑漆（會(huì)有很好的輻射冷卻效果。鑄造的油箱內(nèi)壁一般只進(jìn)行噴砂處理， 22 不涂漆。 壓泵裝置 壓泵的安裝方式 泵裝置采用非上置臥式安裝，這種安裝方式 與其他安裝方式的比較見(jiàn)表 5 壓泵與電機(jī)的連接 液壓泵與電機(jī)之間的聯(lián)軸器用簡(jiǎn)單型彈性圈柱銷聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，裝卸方便，使用壽命長(zhǎng)，傳遞扭矩范圍較大，轉(zhuǎn)速較高，彈性好。 安裝聯(lián)軸器的技術(shù)要求是： a. 半聯(lián)軸器做主動(dòng)件； b. 半聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸配時(shí)采用 H7/合，與其他軸端采用低于 H7/ c. 最大軸度偏差不大于 線傾斜角不大于 40′。 大流量泵的額定轉(zhuǎn)速低于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，故泵與電機(jī)之間要用減速器相聯(lián)。 表 5安 裝方式 比較項(xiàng)目 上置立式 上置臥式 非上置臥式 振動(dòng)情況 較大 小 占地面積 小 較大 油箱清洗 較麻煩 容易 液壓泵工作條件 工作條件好 一般 好 對(duì)液壓泵安裝的要求 泵與電機(jī)同心 1． 泵與電機(jī)同心 2． 考慮液壓泵的自吸高度 3． 吸油管與泵連接處密封要求嚴(yán)格 1．泵與電機(jī)同心 2．吸油管與泵連接處密封要求嚴(yán)格 23 助元件的選用 油器 液壓系統(tǒng)中油的過(guò)濾精度是以污粒最大粒度為標(biāo)準(zhǔn)，一半分為四類：粗的（ d≤100普通的（ d≤ 10精的（ d≤ 5特精的（ d≤ 1。液壓系統(tǒng)中常用的濾油器，按濾芯形式分，有網(wǎng)式﹑線隙式﹑紙芯式﹑燒結(jié)式﹑磁式等；按連接方式又可分為管式﹑板式﹑法蘭式和進(jìn)油口用四種。 各式濾油器及其特點(diǎn) : （ 1）網(wǎng)式濾油器 濾油器屬于粗濾油器，一般安裝在液壓泵吸油路上，以次保護(hù)液壓泵。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單﹑通油能力大﹑阻力小﹑易清洗等特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的過(guò)濾精度只有 80μm,100μ m,180μ m 三種，壓力損失小于 大流量可達(dá) 630L/ （ 2）線隙式濾油器 線隙式濾油器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾精度較高，通油性能好；其特點(diǎn)是不易清洗，濾芯材料強(qiáng) 度較低。這種濾油器一般安裝在回油路或液壓泵的吸油口處，有30μ m﹑ 50μ m﹑ 80μ m﹑ 100μ 種濾油器有專用于液壓泵吸油口的 僅由筒型芯架 3和繞在芯架外部的銅線或鋁線 4組成。 （ 3） 芯式濾油器 這種濾油器與線隙式濾油器的區(qū)別只在于紙質(zhì)濾芯代替了線隙式濾芯，為了增大過(guò)濾面積，濾紙成折疊形狀。這種濾油器壓力損失約為 濾精度高，有 5μ m﹑ 10μ m﹑ 20μ 這種濾油器易堵塞，無(wú)法清洗，經(jīng)常需要更換紙芯 ，因而費(fèi)用較高，一般用于需要精過(guò)濾的場(chǎng)合。 (4) 金屬燒結(jié)式濾油器 這種濾油器的過(guò)濾精度一般在 10μ 力損失為 種濾油器的特點(diǎn)是強(qiáng)度大，性能穩(wěn)定，抗腐蝕性能好，制造簡(jiǎn)單，過(guò)濾精度高，適用于精過(guò)濾。缺點(diǎn)是銅顆粒容易脫落，堵塞后不易清洗。 綜合以上各種濾油器的特點(diǎn)，選用網(wǎng)式濾油器。 位指示器、溫度計(jì)的選用 油箱上安裝的油位指示器，其中心線的高度為油箱側(cè)壁高度的 ，選用帶溫度計(jì)的液位計(jì)，型號(hào)為 24 第六章 結(jié)論 本課題是 針對(duì)剪枝車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的， 在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了其使用狀況，工作時(shí)盡可能穩(wěn)定可靠，滿足設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)所得的結(jié)果說(shuō)明：本課題設(shè)計(jì)正確，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)；在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了大量的通用材料，節(jié)約了原材料，降低了制造成本；剪枝車集自動(dòng)裝填與壓縮、密封運(yùn)輸和自卸為一體 ,自動(dòng)化程度高 ,提高了運(yùn)載能力 ,降低了運(yùn)輸成本 ,是剪枝車的發(fā)展趨勢(shì)。 25 參考文獻(xiàn) [1] 張盛立編 . 實(shí)用鋼材手冊(cè) [M]. 廣州： 廣東科技出版社， 1998. 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[17] 黃鶴汀 . 機(jī)械制造裝備 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001. 26 致 謝 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束。回顧整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是 剪枝車 的上裝廂體設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是為了解決的運(yùn)輸問(wèn)題。本設(shè)計(jì)是在學(xué)院所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程以后所進(jìn)行的，是對(duì)我三 年半來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn)。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我基本上掌握了綠化用剪枝車 設(shè)計(jì) 的方法和步驟，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題等，另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)，選擇使用材料等。 總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已 順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)留下一些遺憾，在此懇請(qǐng)各位專家、老師及同學(xué)不吝賜教。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的。黃老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問(wèn)題，以及指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路。在歷經(jīng)三個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直熱心的輔導(dǎo)。另外，我還得到了各位工程師的熱心幫助與指導(dǎo)。在此，我忠心地向他們表示誠(chéng)摯的感謝和敬意！