目錄摘要IVABSTRACT5第一章緒論I1.1 滑移裝載機的歷史背景和發(fā)展前景I1.2 總體結構介紹II1.2.1 行走裝置II1.2.2 作業(yè)裝置III1.1.3 液壓系統III第二章 設計計算及元件選擇52.1 行走液壓系統設計與計算52.1.1 行走液壓馬達的選取72.1.2 行走液壓泵的選取132.2 作業(yè)裝置液壓系統設計與計算172.2.1 作業(yè)裝置工況分析172.2.2 作業(yè)裝置動作循環(huán)規(guī)劃192.2.3 工作裝置液壓系統擬定20第三章 液壓系統的設計243.1 發(fā)動機的選取243.2 油箱的設計253.2.1 油箱的用途及要求253.2.2 油箱容積的確定263.2.3 油箱附件的安裝273.3.3 油箱散熱功率計算273.3 系統散熱器設計283.3.1 液壓油油溫過高的危害283.3.2 閉式液壓系統的散熱方式293.2.3 散熱功率計算303.2.4 散熱功率及散熱面積計算313.4 濾油器選擇323.5 聯軸器的選取333.6 液壓閥的選取與安裝333.6.1 液壓閥的選擇343.6.2 液壓閥的配置形式353.7 液壓系統管路設計353.7.1 管徑計算353.7.2 液壓管路的布置36第四章 設計總結與設計心得384.1 設計總結384.2 設計心得39鳴謝40參考文獻42摘要滑移裝載機是一種利用兩邊行走輪速度差實現轉向，能實現多種工程作業(yè)的小型工程機械。因其小巧靈活，能實現原地轉向的特點，在工程運用中起著越來越重要的作用。換裝特定用途通用屬具后，可實現鏟運，堆垛，壓實路面等多種作業(yè)模式?，F設計一款適應國內市場的滑移裝載機液壓系統。分析國內外滑移裝載機現狀及發(fā)展趨勢，參考已有滑移裝載機液壓系統，依據任務書給出的設計要求，結合實際作業(yè)模式和作業(yè)環(huán)境，對滑移裝載機的運動和受力進行分析，針對其要實現的動做要求，擬定液壓系統方案設計。通過計算和參考樣本，完成液壓系統的工作泵，控制閥，行走馬達，工作液壓缸等元件的選型。最后，用三維繪圖軟件PROE繪制出油箱、泵組、閥組、馬達等所選元件，設計出系統所需的其他零件，并完成液壓系統的管路設計和零件的裝配。關鍵詞：裝載機；滑移；液壓系統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 the 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 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 hydraulic 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 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 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 緒論 1.1 滑移裝載機的歷史背景和發(fā)展前景滑移裝載機移轉向裝載機是一種利用兩側車輪線速度差而實現車輛轉向的輪式專用底盤設備，采用輪式行走機構，全輪驅動?；妻D向可于作業(yè)現場隨機快速更換或掛接各種工作裝置，以適應不同的工作環(huán)境和作業(yè)內容?；妻D向裝載機的動力一般為20-50 千瓦，主機質量2000-4000 公斤車速為每小時10 -15 公里左右，主要用于作業(yè)場地狹小地面起伏不平作業(yè)內容變換頻繁的場合，適用于基礎設施建設，廠房車間，建筑工地，碼頭裝卸，市區(qū)街道，住宅，谷倉，畜舍，機場，跑道等，進行鏟運，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破碎，抓取，推扒，松土，開溝，道路清掃，路面壓實等工作。滑移轉向裝載機的工作裝置采用液壓傳動，其行走驅動系統除極個別采用皮帶傳動或鏈條傳動的機型外，滑移轉向裝載機幾乎均采用全液壓方案雙回路閉式系統，斜盤式雙向變量泵，斜軸式高速馬達，由于行走液壓回路封閉，車輛停車即制動，不須另設行車制動裝置，為消除由于車輛慣性力而產生的過大沖擊，液壓馬達進出處加設限壓閥，液壓件多是回路中最大的特色，兩個行走變量柱塞泵和補油泵，一個工作齒輪泵，部分機型還有先導操縱回路的低壓泵。bobcat采用發(fā)動機直接驅動串聯泵將所有柱塞泵和齒輪泵串聯成一串，這種泵國內尚不多見，維修配套困難。ZTS 則采用齒輪箱傳動分別驅動各液壓泵，這種驅動方式除了可以采用單泵配套外，尚可利用不同的傳動使各油泵在合適的轉速下運轉以獲得較理想的系統匹配。ZTS在這個齒輪箱上加設了主離合器用于發(fā)動機氣動時卸荷。在中國滑移轉向裝載機剛剛起步，國內生產滑移轉向裝載機企業(yè)也不多，但縱觀小型工程機械市場，目前國內市場對滑移轉向裝載機需要有一個從認識到接受的過程，現階段中國滑移轉向裝載機的市場不大需要生產廠家及其經銷商向用戶進行全面細致的產品推介，把潛在市場轉化成現實市場。隨著小挖等一系列小型工程機械在我國從無到有的發(fā)展歷史以及在市場中所呈現的火爆，可以預測滑移轉向裝載機也會像其它小型設備一樣被國內大量的工程機械生產廠家看好，這塊潛在的市場并將會有更多的企業(yè)進軍生產滑移轉向裝載機這一領域。通過在發(fā)展過程中積累的豐富經驗和較成熟的生產技術，國內工程機械企業(yè)將一步步推開生產滑移轉向裝載機的大門，相信在今后幾年新產品新技術的不斷出現，國內產品的質量也將迅速提高，市場也必將迎來新的競爭熱點。市場需求是根本，近年來我國城鎮(zhèn)化管理，城市基礎建設，配套的小型工程機械在批量更新換代的同時，將購置批量的產品彌補缺口，在這種情況下，實用價值和盈利觀念已成為用戶更新、購置設備的原則，質量價格回報率等綜合性能將成為用戶的首選，這就要求在剛邁入準備邁入滑移轉向裝載機的生產企業(yè)在產品設計開發(fā)時通過調研座談等形式，納入用戶設計，使產品能夠做到真正的滿足市場和用戶的需求。本文通過參考國內外滑移裝載機的結構設計，通過調查國內對滑移裝載機的運用情況，以及潛在的市場前景，針對國內市場現狀設計一款經濟適用的滑移裝載機。1.2 總體結構介紹滑移式裝載機的主機系一臺前端式裝載機，無一例外地被設計為短軸距、短后懸，動臂支承點在車輛后上方。駕駛室位于兩側動臂間，司機須跨越工作裝置才能進入駕駛室內。儀表盤分置司機左右兩側或布置在前上方。發(fā)動機后置，縱向布置。不設前后橋，四個驅動輪各自獨立懸掛在傳動箱上。1.2.1 行走裝置滑移裝載機的行走裝置采用雙泵雙馬達的靜液壓閉式回路傳動系統，再通過一級鏈輪傳動將發(fā)動機的力和運動分配到四個行走輪胎上，傳動方案如圖1。采用液壓傳動的特點是：可實現全車速范圍內的無級變速；起動力矩大；低速高效率；經常工作轉速可調到發(fā)動機的低油耗范圍，節(jié)油效果好；易實現功率的合理匹配；無變速箱、差速器、傳動軸等，發(fā)動機可任意布置，降低車輛重心，增加車輛的穩(wěn)定性；利用電控和微機易于實現自動控制；對液壓元件性能要求高。圖1-1 行走系傳傳動方案 圖2 -1 滑移轉向原理 采用滑移轉向，其轉向原理利用左右行走輪胎的速度差實現，即當兩邊輪胎轉速相同時，機器直線行駛，當左邊輪胎速度高于右邊時實現右轉向，當右邊輪胎速度高于左邊輪胎時實現左轉向，若左右兩邊輪胎速度相等，方向相反時可實現原地轉向，其轉向原理如圖2?；妻D向是滑移裝載機與普通裝載機最大的區(qū)別和優(yōu)點，采用滑移轉向能使滑移裝載機在狹小的空間內實現轉向，因此，它可以運用在很多狹窄空間內作業(yè)，如車間，集裝箱等地方。1.2.2 作業(yè)裝置傳統裝載機的動臂裝在車架的前端，鏟斗用單斗液壓缸反鏟裝置，滑移裝載機的工作裝置與車架的后端連接，滑移裝載機由于其獨特的動臂結構，不宜用單斗油缸驅動鏟斗，而是雙液壓缸驅動。目前鏟斗的舉升軌跡主要有圓弧舉升和垂直舉升兩種，圓弧舉升曲線由六連桿結構實現，垂直舉升曲線由八連桿結構實現，滑移轉向裝載機的優(yōu)勢在于其舉升方式可以影響設備做特定工作時的生產力，圓弧舉升的設備最高舉升高度在舉升路徑的中間，這樣這些設備就比較適合中低高度的工作，如裝載低位漏斗或移動式噴灑器等，而垂直舉升設備的舉升高度可以到達舉升路徑的最高點，適合裝載高度較高的地方如卡車等。而且因為有了多種多樣的附件今天的滑移轉向裝載機能夠做的工作遠比單純的裝載要多的多，可以完成多種工作，從抓巖石，平整路面，到清理灌木和積雪，目前已有超過108種不同附件可供選擇。垂直舉升和圓弧舉升結構如圖3、圖4?？紤]到圓弧舉升在鉆孔以及一些需要垂直運動的動作時的局限和舉升高度有限，本設計采用垂直舉升結構。圖1-3 垂直舉升結構 圖1-4 圓弧舉升結構工作裝置由動臂架，兩個動臂油缸，兩個支撐桿，兩個搖臂，兩個動臂油缸以及屬具組成，目前運用到各種工作中的屬具已達到一百多種，本設計主要考慮鏟運作業(yè)，即屬具為鏟斗時的工況。主機動臂多采用箱形截面結構，借以提高其扭轉剛度。為整機布置所限，動臂提升只能采用雙液壓缸的形式。轉斗液壓缸通常設置在動臂前端，為解決在動臂提升過程種的“鏟斗平移”問題，設計了液壓自動調平系統，在動臂舉升是，鏟斗會隨之動作，使鏟斗與地面保持水平，防止物料掉落。1.1.3 液壓系統該部分是整個機器的核心部分，為機器的行走和作業(yè)傳遞運動和力。發(fā)動機將動力輸出給液壓泵，液壓泵輸出液壓油，通過各種閥的控制以及電控裝置，將符合工況的液壓油液供給個執(zhí)行元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和馬達，實現機器的正常運轉。液壓系統分為行走液壓系統和工作裝置液壓系統。行走液壓系統由兩個帶補油泵的變量斜盤式柱塞泵和兩個定量徑向柱塞馬達組成，其為閉式回路，另外還設置有調速回路，沖洗回路。工作裝置液壓系統由一個齒輪泵及換向閥，蓄能器，溢流閥等組成，為鏟斗油缸和動臂油缸以及屬具提供液壓油。為保證液壓系統的正常工作，還應設置冷卻裝置，加熱裝置，潤滑裝置等第二章 設計計算及元件選擇首先分析機器的作業(yè)環(huán)境，作業(yè)對象，作業(yè)方式，進而設計出符合工況的方案?；蒲b載機主要用于基礎設施建設，廠房車間，建筑工地，碼頭裝卸，市區(qū)街道，住宅，谷倉，畜舍，機場，跑道等，進行鏟運，堆垛，起重，挖掘，鉆孔，破碎，抓取，推扒，松土，開溝，道路清掃，路面壓實等工作。本設計中重點考慮滑移裝載機的鏟掘作業(yè)工況。行走速度，整機設計質量，轉向，調速等要求已在任務書中給出，具體要求如下：要求360度轉向，無級可調；運動速度012Km/h無級可調；整機載重3200Kg，爬坡度30°；舉升載重950Kg，爬坡度30°；換接速度30s/次，無級可調。根據以上要求，再綜合考慮具體的作業(yè)對象及作業(yè)環(huán)境，進行整機的方案設計，再設計出于整機匹配的液壓系統。2.1 行走液壓系統設計與計算滑移裝載機的行走裝置采用雙泵雙馬達的靜液壓閉式回路傳動系統。行走液壓系統為雙回路驅動系統，每個回路由獨立的液壓系統組成。兩個回路同時受一個電控裝置的控制。采圖2-1動力傳遞路線用雙回路液壓系統的特點是：（1）簡化了行走裝置的操作。全液壓驅動的推耙機的操作手柄數量減少，有些被按鈕替代，操作變得更加準確、快捷，保證推耙機前進、后退、加速、減速、轉向、制動等功能的正確實施，同時減輕了司機的勞動強度。(2)泵和馬達的自動控制。全液壓雙回路驅動系統的變速是無級變速，傳動更加平穩(wěn)。再利用DA閥（速度敏感閥）進行調速，大大提高速度變化的響應速度，使調速更加快捷。其行駛速度與發(fā)動機的輸出功率和驅動負荷相匹配，使馬達始終保持最大的液壓驅動力，減小能耗，從而提高了經濟性，使推耙機更加節(jié)能和環(huán)保。另外通過自動控制，推耙機還具有過載保護、限制馬達的最高轉速、靜液壓制動和避免發(fā)動機熄火與發(fā)動機超速的功能。(3)原地轉向，提高了滑移裝載機的機動性能和工作效率，特別適合狹小空間的作業(yè)。全液壓雙回路驅動系統滑移裝載機的轉向是通過調節(jié)兩側履帶的速度實現的，使推耙機的轉彎半徑達到最小。根據行走要求擬定液壓傳動方案。根據工況，要求無極調速，速度在0-12km，選擇斜盤式柱塞變量泵，徑向柱塞定量馬組成的達閉式回路實現，采用DA閥調速，為了冷卻液壓油也，在行走液壓系統中設計了沖洗回路。初步擬定行走系的液壓系統原理圖如圖7圖2-2 行走系控制原理圖 圖2-3行走系統液壓系統原理圖2.1.1 行走液壓馬達的選取2.1.1.1 行走系統工況分析從兩種典型的工況對滑移裝載機進行分析，即在實土水平路面，滿載情況下的行走工況和鏟掘時的牽引工況。以下是兩種工況下的速度-時間，力-時間圖圖2-4 運輸工況下v-t，F-t圖 圖2-5 牽引工況下v-t，F-t圖 （1）滑移裝載機的滾動阻力 （2-1）式中滾動阻力系數，此處取=0.181；整車質量，N，由設計要求取=3200x9.8=31360N；運動表面與水平面的夾角。在額定運輸工況下，即=0，=5645N；在最大爬坡度時，即=30°，=4889N；（2）坡道阻力 （2-2）在水平路面行駛時=0；在最大爬坡度工作時，即=30°，=15680N（3）慣性阻力與滑移裝載機的加速性能有關，占不予以考慮。（4）風阻力 （2-3）式中機器的空氣阻力系數，取=0.65N·/；F機器的迎風面積，取機器的寬和高分別為2.1和1.475,F=3.1；機器的實際運行速度，取最大速度=12；=22N,由于滑移裝載機的最大運行速度只有12，它受到的風阻很小，可忽略不計，在以下的計算中也都忽略。運輸工況下的工作阻力 （2-4）式中 運輸工況牽引力，N；滾動阻力，N；坡道阻力，N；慣性阻力，N；風阻力，N； 在水平路面勻速行駛的工作阻力=5645N；在30°坡度上行駛的工作阻力為=20569N。 牽引工況阻力 （2-5）式中機器鏟土阻力，N，即插入阻力；由設牽引力決定。其余如上所述。2.1.1.2 最大牽引力滑移裝載機的最大牽引力是在輪胎全滑轉的狀態(tài)下，輪胎與路面的摩擦力，即輪胎與路面的最大附著力這時，工作裝置為鏟斗提供最大插入力。附著力引力 (2-6)式中最大附著牽引力，N；驅動輪載荷，N,因滑移裝載機為全輪驅動，所以=G=31360N；附著系數，根據工況1,取=0.75。計算得=23520N, 表征機器的最大插入力，也是選取發(fā)動機的依據之一。2.1.1.3 液壓馬達所需的最大輸出扭矩和最大轉速根據滑移裝載機的行走速度要求，可計算出驅動軸的轉數，這個轉速便是液壓馬達所對應的最大轉速。行走傳動系統中設有一級鏈輪減速，將液壓馬達的運動傳遞到同側的兩個輪胎上，鏈傳動比。在行走中對行走系有最低穩(wěn)定速度要求，可通過計算得出所需液壓馬達的轉速范圍。（一）驅動軸的最大輸出扭矩 （2-7）式中驅動軸最大輸出扭矩（N·m）；如前所訴，=23520N；動力半徑（m），(其中為所選輪胎未受載荷時的自由半徑，B 為輪胎斷面寬度，設計所選輪胎型號為12.5-6，=0.831m，B=0.307m，=0.376m。計算得=2208.5N·m，液壓馬達的最大輸出轉速 （二）驅動軸的最大輸出轉速 （2-8）式中最大輸出轉速（r/min）；滑移裝載機的最大行走速度(km/h)；如前所述。計算得=84.7 r/min。鏈傳動比，因此液壓馬達所需的最大輸出轉速為2.1.1.4 驅動液壓馬達的選取(一)工作壓力的確定系統壓力選定的是否合理，直接關系到整個系統設計的合理程度。壓力的選擇要根據載荷的大小和設備的類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間，經濟條件及元件供應情況等的限制。在液壓系統功率一定的情況下，若系統壓力選的過低，勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸和質量，系統的造價也相應增加，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經濟；反之，壓力選的較高，則液壓設備的重量、尺寸和造價會相應降低，然而，若系統壓力選用過高，由于對泵，缸，閥等元件的材質，密封，制造精度等要求的提高，反而會提高設備成本，其系統效率和使用壽命也會相應下降。因此不能一味追求高壓。一般來說，對于固定的尺寸不太受限的設備，壓力可以選低一些；行走機械重載設備壓力要選的高一些。具體選擇可參考表21、表22和表2-3。表2-1 按載荷選擇工作壓力載荷N0.50.511223355工作壓力 0.811.522.53344557表2-2 種機械常用的系統工作壓力機械類型機床農業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力0.82352881010182032表2-3 執(zhí)行元件的背壓力系統類型背壓力簡單系統或輕載節(jié)流調速系統0.50.5回油節(jié)流調速系統0.40.6回油路設置背壓系統0.51.5用補油泵的閉式回路0.81.5回油路較復雜的工程機械1.23回油路較短且直接回油箱可忽略不計行走液壓傳動系統采用變量泵-定量馬達的閉式傳動，依據液壓馬達所需的最大轉矩和最大轉速選擇液壓馬達，取設計壓力=35，由液壓馬達所需的最大扭矩可計算液壓馬達的排量，再由液壓馬達的排量和轉速可計算出液壓馬達的流量。 （二）液壓馬達的排量 （2-9）式中液壓馬達排量（）；如前所訴；液壓馬達的進出口壓差（），取液壓馬達出口壓力=1；徑向柱塞液壓馬達機械效率，取0.921。計算=267。從樣本中，初選液壓馬達的型號為MRC03280，徑向柱塞馬達，其排量為280，最大轉速為330。（三）液壓馬達的最大流量液壓馬達的最大流量 （2-10）式中液壓馬達所需的最大流量徑向柱塞馬達的排量（），初選型號得280；初選液壓泵最大轉速（），330。計算得=92.4,行走液壓單邊驅動回路所需的最大流量為85.4，滿足流量要求。（四）行走液壓馬達的基本參數見表(五)行走液壓馬達校核（1）壓力滑移裝載機的一般工況是在實土上進行鏟土運輸作業(yè)，由前面的計算知在此工況下滑移裝載機的行駛阻力=5645N，此時車輪所需的扭矩為 （2-11） 此時液壓馬達的轉矩為此值遠小于液壓馬達的最峰值扭矩1760，符合設計要求。此時液壓馬達的壓差 （2-12） 樣本的額定壓差=25,； （2-13） 峰值壓差 （2-14） 有以上樣本額定壓差與最高壓差與實際額定壓差、實際最高壓差的差值都在10%30%之間，符合設計要求2。表2-4 行走液壓馬達基本參數參數名稱參數值型號MRC03280排量280流量（時）28扭矩（時）445峰值扭矩1760最低轉速5-10最高轉速330最高連續(xù)轉速260公稱壓力25連續(xù)壓力25最高壓差45制動力矩2200制動器開啟壓力1.5-3制動用油量23（2）轉速取運輸工況下平均速度為3.5km/h，即此速度為額定運行速度，則馬達此時轉速為 （2-15） 由液壓馬達的樣本參數知實際工況與液壓馬達的特性匹配良好。滑移裝載機的最稿運行速度，此時馬達的轉速馬達的最高轉速為360，滿足設計要求。（3）功率選取發(fā)動機時應考慮液壓馬達所需的最大功率，最大功率點可能出現以下兩種情況下第一：空載，最大速度時，第二額定工況時，表二 最大功率可能的工況表2-5 空載最大速度和額定工況下的功率工況行駛阻力矩（N）行駛速度v，（km/h）功率p（kw）一39691213.23二564546.27由表可見，在空載，最大速度是行走系統所需的功率最大，為13.23kw。圖2-3.液壓馬達的安裝尺寸2.1.2 行走液壓泵的選取液壓泵的輸出壓力應是執(zhí)行器所需壓力、配管的壓力損失、控制閥的壓力損失之和。它不得超過樣本上的額定壓力。強調安全性、可靠性時，還應留有較大的余地。樣本上的最高工作壓力是短期沖擊時允許的壓力。如果每個循環(huán)中都發(fā)生沖擊壓力，泵的壽命會顯著縮短，甚至泵會損壞。 液壓泵的輸出流量應包括執(zhí)行器所需流量、溢流閥的最小溢流量、各元件的泄漏量的總和、液壓泵長期使用后效率降低引起的流量減少量（通常5%7%）。樣本上往往給出理論排量、轉速范圍及典型轉速不同壓力下的輸出流量。壓力越高、轉速越低則泵的容積效率越低，變量泵排量調小時容積效率降低。轉速恒定時泵的總效率在某個壓力下最高，變量泵的總效率在某個排量、某個壓力下最高。泵的總效率對液壓系統的效率有很大影響，應該選擇效率高的泵，并盡量使泵工作在高效工況區(qū)。轉速關系著泵的壽命、耐久性、氣穴、噪聲等。雖然樣本上寫著容許的轉速范圍，但最好是在與用途相適應的最佳轉速下使用。特別是用發(fā)動機驅動泵的情況下，油溫低時若低速則吸油困難，又因潤滑不良引起卡咬失效的危險，而高轉速下則要考慮產生氣蝕、振動、異常磨損、流量不穩(wěn)定等現象的可能性。轉速劇烈變動還對泵內部零件的強度有很大影響。開式回路中使用時需要泵具有一定的自吸能力。發(fā)生氣蝕不僅可能使泵損壞，而且還引起振動和噪聲，使控制閥、執(zhí)行器動作不良，對整個液壓系統產生惡劣影響。在確認所用泵的自吸能力的同時，必須在考慮液壓裝置的使用溫度條件、液壓油的粘度來計算吸油管路的阻力的基礎上，確定泵相對于油箱液位的安裝位置并設計吸油管路。另外，泵的自吸能力就計算值來說要留有充分裕量泵的參數 泵的基本參數是壓力、流量、轉速、效率。根據系統地工作壓力來選擇，一般地說，在固定設備中液壓系統的正常工作壓力可選擇為泵額定壓力的70%-80% ，車輛用泵可選擇為泵額定壓力的50%-60%，以保證泵的足夠的壽命。選擇泵的第二個最重要的考慮因素是泵的流量或排量，泵的流量與工況有關，選擇的泵的流量須大于液壓系統工作時的最大流量。泵的效率值是泵的質量體現，一般來說，應使主機的常用工作參數處在泵效率曲線的高效區(qū)域參數范圍內，另外，泵的最高壓力與最高轉速不宜同時使用，以延長泵的使用壽命。產品說明書中提供了較詳細的泵參數指導性圖表，在選擇時，應嚴格遵照產品說明書中的規(guī)定。要特別注意殼體內的泄油壓力。殼體內的泄油壓力取決于軸封所能允許的最高壓力。德國Rexroth公司生產的斜軸式軸向柱塞泵和馬達的殼體泄油壓力一般為0.2MPa，也有高達 1MPa 的（如2AF定量泵系列6.1,），國產軸向柱塞泵和馬達的殼體泄油壓力應嚴格遵照產品使用說明書的規(guī)定，過高的殼體泄油壓力將導致軸封的早期損壞。軸向柱塞泵和馬達轉速的選擇應嚴格按照產品技術規(guī)格表中規(guī)定的數據，不得超過最高轉速值。至于其最低轉速，在正常使用條件下，并沒有嚴格的限制，但對于某些要求轉速均勻性和穩(wěn)定性很高的場合，則最低轉速不得低于50r/min。 泵的結構形式 柱塞泵有定量泵和變量泵兩種。定量泵結構簡單，價格便宜，大多數液壓系統中采用，而能量利用率高的變量泵，也在越來越多的場合發(fā)揮作用。一般來說，如果液壓功率小于 10KW，工作循環(huán)是開關式，泵在不使用時可完全卸荷，并且大多數工況下需要泵輸出全部流量則可以考慮選用定量泵，如果液壓功率大于10KW，流量的變化要求較大，則可以考慮選用變量泵。變量泵的變量形式的選擇，可根據系統的工況要求以及控制方式等因素選擇。 油溫和粘度 液壓泵的最低工作溫度一般根據油液粘度隨溫度降低而加大來確定。當油液粘稠到進口條件不再保證液壓泵完全充滿時將發(fā)生氣蝕?？谷家簤河偷谋戎卮笥谑突簤河停袝r低溫粘度也更大。許多抗燃液壓油含水，如果壓力低或溫度高則水會蒸發(fā)。因此，使用這些油液時，泵進口條件更加敏感。常用的解決辦法是用輔助泵給主泵進口升壓，或把泵進口布置成低于油箱液面，以便向泵進口灌油。液壓泵的最高允許工作溫度取決于所用油液和密封的性質。超過允許溫度時，油液會變稀，粘度降低，不能維持高載荷部位的正常潤滑，引起氧化變質。根據制造廠規(guī)定，柱塞泵和馬達的工作油溫范圍為-25+80oC。工作介質的最低粘度為10mm2/s，最高粘度為, 100mm2/s。 使用壽命 所謂使用壽命，通常是指大修周期內泵在額定條件下運轉時間的總和。通常車輛用泵和馬達周期為2000h以上，室內泵的使用大修周期為5000h以上。價格 一般來說，斜盤式軸向柱塞泵（馬達）要比斜軸式軸向柱塞泵（馬達）價格低，定量泵比變量泵價格低。與其他泵相比，柱塞泵比葉片泵、齒輪泵貴，但性能和壽命要優(yōu)于它們。（一）泵參數的計算（1）泵的流量液壓馬達所需的最大的流量85.4，以此為依據計算泵的排量，液壓泵的最大輸出流量式中泵的最大輸出流量（）行走系統所需的流量（） 系統的泄漏系數，取1.2計算得=102.5，初選行走液壓泵為A4VG28，斜盤式軸向柱塞變量泵，其基本參數如表2-6表2-6 斜盤式軸向柱塞變量泵A4VG28的基本參數參數名稱數值排量28持續(xù)最高轉速4250極限轉速4500間歇極限轉速5000最低轉速500峰值壓力45公稱壓力40最大流量119（2）泵的壓力液壓泵的最大工作壓力 （2-16）式中如前所訴；系統油路上的總壓力損失，按經驗估取1.因此，所選的液壓泵滿足要求。（二）行走液壓泵的驗算（1）流量校核液壓泵首先應滿足系統的最大流量要求，液壓泵的流量，滿足設計要求（2）壓力校核在初定液壓系統的壓力之后，要求所選的泵的額定壓力高于系統壓力，差值以10%-30%為宜。由上式可知，實際最大工作壓力比樣本最大壓力小20%，滿足設計要求。（3）最低穩(wěn)定速度滑移裝載機的特點是靈活，能適應多種環(huán)境作業(yè)，因此，需要有一定的低速穩(wěn)定性，才能保證機器的堆垛等需要將物料準確的放置的操作。當液壓泵處于最低轉速（） （2-17）最低穩(wěn)定速度 此速度表明滑移裝載機能在較低的速度下穩(wěn)定運行。（三）行走液壓泵的配置行走液壓系統的泵選取力士樂的泵，其可配套先關的流量控制裝置和回路壓力調節(jié)裝置，還有多種控制方式供選擇，該液壓泵為變量軸向柱塞泵，工作回路為閉式回路，變量裝置采用電兩點控制，帶開關電磁鐵，電磁鐵工作電壓為12V，帶壓力切斷，軸伸為花鍵軸DIN5480（串聯泵第一泵標準型），用二孔法蘭安裝，工作油口A/B在泵殼體得同側，帶直動式高壓溢流閥，不帶旁通閥，在輔助泵吸油路過濾油液，設定補油泵的補油壓力為2。其簡圖如圖10 圖2-4 行走液壓泵的安裝尺寸2.2 作業(yè)裝置液壓系統設計與計算2.2.1 作業(yè)裝置工況分析滑移裝載機工作裝置個典型的作業(yè)過程有下列5種工況：(1)正載水平插入：(2)轉斗缸收縮，鏟斗掘起繼續(xù)收斗使收斗角達到30。，（3)轉斗缸不動，舉升缸伸長，鏟斗達到最大高度；(4)轉斗缸伸長，舉升缸不動，鏟斗卸料，收斗角達到一45。；(5)自動放平。首先對各個工況進行受力分析，再根據工作裝置的載荷大小及變化設計工作裝置的液壓系統。（一） 插入阻力的確定由經驗取插入阻力為21000N，可滿足工作要求，插入阻力受限與發(fā)動機的功率以及行走裝置的最大牽引力，而最大牽引力又與滑移裝載機作業(yè)的環(huán)境路面有關。（二） 鏟斗液壓缸和動臂液壓缸的受力分析（1） 鏟斗液壓缸剛的受力分析及其最大鏟掘力的確定鏟斗液壓缸在插入工況下不需要主動為鏟斗提供動力，而是被動與插入力；在鏟斗油缸收縮，鏟斗向上翻轉，此時鏟斗油缸有桿腔進油，受高壓油的作用，鏟斗油缸收縮，無桿腔回油，此時鏟斗需要很大的力才能將物料鏟掘進斗；動臂舉升階段，鏟斗油缸只需要提供能使鏟斗保持平衡的力即可；卸料階段，鏟斗油缸無桿腔進油，有桿腔回油，鏟斗向下翻轉，此時不需要很大的力就能將物料卸掉。自動放平階段，鏟斗油缸受力很小。由以上分析，鏟斗油缸的最大受力出現在鏟斗鏟掘的作業(yè)工況階段。不同的物料需要不同的鏟掘力，考慮最壞的工況，取鏟斗的最大鏟掘力為2400kg，再由工作裝置的結構得到鏟斗到油缸的傳力比為5,因此鏟斗油缸所需的最大力為=117600N,由于鏟斗油缸有兩個，分配到兩個油缸上后每個油缸受力=55380N(2)動臂油缸的受力分析及其最大掘起力的確定動臂油缸在插入和鏟掘工況下都只受被動力的作用，在動臂舉升階段需要為動臂提供其向上舉升的力，動臂舉升時動臂油缸無桿腔進油，有桿腔回油，鏟斗油缸作用力最大，卸料階段，動臂油缸提供能夠支撐物料的力即可，在鏟斗自動放平階段，由于重力的作用，動臂油缸需有一定的背壓，以保證動臂緩慢平穩(wěn)放下。根據經驗，去動臂的最大鏟掘力為2430kg，鏟斗到動臂的傳力比為5.75。由此計算單個動臂油缸最大的作用力為68424N。(三)鏟斗油缸及動臂油缸的參數計算（1） 鏟斗油缸的參數計算鏟斗油缸在最大負載約為55380N，由表2-2和表2-4可初選時的P1=25MPa。參照機械設計手冊,系統的背壓力可以選取，鏟斗向上翻轉時，即鏟斗油缸收縮時，系統回油路沒有背壓，因此=0；鏟斗向下翻轉，即鏟斗油缸伸長時，可按=0.5Mpa來計算。由于鏟斗油缸需要提供的拉力遠遠高于推力，由初步確定的系統工作壓力再確定活塞桿直徑d與活塞直徑D的關系， =d/D其值可按表2-7表2-8得：表27 按工作壓力選取d/D工作壓力5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表28按速比要求確定d/DV2/v11.11.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71根據液壓缸的供油壓力和負載，缸筒內徑D可按下列公式初步計算。 液壓缸的負載為推力時 （2-18）式中 液壓缸的最大拉力（N) ，F=55380N； 液壓缸的負載率，一般取=0.50.7，此處取0.6 ；液壓缸的總效率，一般取=0.70.9此處取0.8；液壓缸的供油壓力，一般為系統壓力（MPa），鏟斗油缸的速比，根據表2-7，表2-8，取=2。計算得=76.7mm，取鏟斗油缸的內徑為80mm，活塞桿徑mm（2）動臂油缸的參數計算動臂油缸在最大負載約為6842N，由表2-2和表2-4可初選設計壓力的P1=25MPa。參照機械設計手冊,系統的背壓力可以選取，動臂舉升時，即動臂油缸伸長時，系統回油路沒有背壓，因此=0。由于動臂油缸需要提供的推力遠遠高于拉力，根據液壓缸的供油壓力和負載，缸筒內徑D可按下列公式初步計算。動臂油缸的直徑 （2-19） 式中個各參數如前所訴計算得=78.9mm，取為80mm，mm。2.2.2 作業(yè)裝置動作循環(huán)規(guī)劃滑移裝載機的基本動作有五個，即插入，鏟掘，舉升，卸料，放平一個工作循環(huán)大約用時13s。根據滑移裝載機作業(yè)的需要擬定各階段的時間和行程，現將其各動作循環(huán)的時間和在此階段鏟斗油缸和動臂油缸的行程，平均速度，有桿腔和無桿腔的流量如表表2-9鏟斗油缸和動臂油缸的行程，平均速度，有桿腔和無桿腔的流量工作循環(huán)時間s行程平均速度平均流量鏟斗油缸動臂油缸無桿腔有桿腔無桿腔有桿腔插入0-1000000鏟掘1-2.56543.315.18.200舉升2.5-7.57601520035.519.3卸料7.5-10165662817.600放平10-13760253-50.635.42.2.3 工作裝置液壓系統擬定 圖2-5作業(yè)裝置液壓原理圖1動臂油缸，2平衡閥，3鏟斗油缸，4、5安全閥，6鏟斗油缸換向閥，7動臂油缸換向閥，8溢流閥，9分流閥，10旁通閥，11鏟斗油缸回油控制閥，12單向閥，13調平閥1）調速回路設計工作裝置的液壓系統的執(zhí)行原件為兩個鏟斗油缸和兩個動臂油缸，以實現鏟斗的翻轉和動臂的舉升，對速度的要求不高，因此采用進油口節(jié)流調速即可，進油口節(jié)流調速的特點是：進油節(jié)流調速回路使用普遍，但由于執(zhí)行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越負載(負載力方向與運動方向相同)的場合。閥應安裝在液壓執(zhí)行元件的進油路上，多用于輕載、低速場合。對速度穩(wěn)定性要求不高時，可采用節(jié)流閥；對速度穩(wěn)定性要求較高時，應采用調速閥。該回路效率低，功率損失大。 回路中采用三位六通比例電磁閥換向閥，如圖2-5中的6和7，通過操縱手柄控制兩個電磁比例換向閥電磁鐵的電流方向和大小，即可控制液壓油的流向和流量，采用這種閥的好處是可以提高速度的控制精度，簡化系統調速回路，使工作裝置的調速更靈活。2）液壓調平系統的設計滑移轉向裝載機的鏟斗裝滿物料后， 需要將動臂提升到一定高度進行卸載， 卸載之后又需要將動臂下放到鏟掘位置。為了控制物料從鏟斗中掉出，普的位置進行調節(jié)。手動控制有兩個問題，一是動臂的卸載位置和鏟掘位置有很大的隨機性； 二是增加了司機的勞動強度和調整時間，降低了勞動生產率。因此， 各生產廠家都對鏟斗自動調平系統進行了重點研究， 而且一般都在機器上安裝了一個二位二通電磁閥，通過對電磁閥的控制，用戶可以在調平和非調平系統之間進行切換。 目前的調平系統主要有液壓調平系統， 機械調平系統和電子控制調平系統三大類。通滑移轉向裝載機需要司機用手動控制方式對鏟斗為了在滑移裝載機鏟斗自動調平功能對于精準定位、提高工作效率、降低勞動強度以及有效減少裝載物料的掉落均有著至關重要的作用。雖然鏟斗調平系統的發(fā)展經歷了機械調平、液壓調平和電子調平三個階段，但由于具有簡便可靠、資源容易獲取以及高性價比等優(yōu)目前市場上主流的機型還是以液壓調平為主，而且大多是以提升調平為主，雙向（提升、下降）調平機型應用不多調平液壓系統一般只在動臂提升過程中具有調平功能，其調平功能主要通過一個流量分配閥來實現，同時鏟斗提升調平過程也是鏟斗和動臂復合動作過程。舉升調平液壓系統的原理如圖2-5，所示13為調平閥組。在工作裝置要實現舉升動作時，控制鏟斗油缸控制閥處于中位，鏟斗油缸不能直接從液壓泵端進油，也不能直接回油。動臂控制油缸控制閥處于上位，動臂油缸無桿腔進油，有桿腔回油，從有桿腔流出的液壓油通過流量分配閥，一部分從分流閥下路流回油箱，一部分從上位經過單向閥流入鏟斗油缸的無桿腔，鏟斗向下翻轉，以補償因動臂上升引起的鏟斗傾斜。通過調節(jié)流量分配閥上下節(jié)流口孔徑的比例，可實現動臂的舉升角度變化與鏟斗角度變化基本保持一致，已達到調平的目的。反之，動臂下降時，壓力油經經旁通閥或者分流閥流入動臂油缸有桿腔，從動臂液壓缸無桿腔流出的液壓油經動臂換向閥工作油口B1回油。此時鏟斗缸油與動臂油缸無關聯動作，鏟斗不能保持平衡。如圖2所示，當動臂油缸的無桿腔得油，其缸桿伸出，推動動臂向上動作，搖臂向后轉動；當動臂提升到一定高度時，在連桿的作用下，動臂做向前和向上運動，搖臂向前轉動；從動臂油缸1有桿腔的油經過流量分配閥后，有一部分油進入到鏟斗油缸的無桿腔，使得鏟圖2-6 工作裝置模型1搖臂；2動臂油缸；3連桿；4動臂；5鏟斗油缸；6鏟斗斗油缸在整個動臂提升過程中能始終保持同步伸出，鏟斗始終保持動臂提升前的狀態(tài)，即動臂的轉角和鏟斗的轉角的變化量保持一致，從而實現鏟斗提升調平。無關聯動作，鏟斗不能夠保持調平狀態(tài)。3）液壓系統的工況循環(huán)通過電磁鐵DT1-DT5的通斷以及電流的大小，控制三位六通閥滑閥的位置，實現液流方向和大小的控制，電磁鐵DT1-DT5是通過左右兩個操縱手柄控制的，通過控制操縱手柄，能實現多種動作的組合，實現滑移裝載機的工作裝置的各種工作。當DT1-DT5都不上電時，滑移裝載機向前行走，通過行走系統的牽引作用，將鏟斗插入物料之中。當電磁鐵DT4上電，其余電磁鐵都不上電時，鏟斗油缸換向閥6處于上位，鏟斗油缸有桿腔進油，鏟斗油缸收縮，鏟斗油缸向上翻轉，將物料鏟入斗中。當DT2上電其余電磁鐵都不上電時，動臂油缸換向閥7處于上位，動臂油缸無桿腔進油，動臂油缸伸長，動臂圖表 1表2-10作業(yè)系統動作循環(huán)表舉升，若DTI不上電，則處于自動調平狀態(tài)，鏟斗油缸和動臂油缸關聯動作，實現自動調平，若DTI上電，則動臂油缸有桿腔的油流經旁通閥10，自動調平功能取消。當DT5上電，其余電磁鐵都不上電時，鏟斗油缸換向閥處于下位，鏟斗油缸有桿腔進油，鏟斗油缸伸長，鏟斗向下翻轉，實現卸料。當電磁體DT3上電時，動臂油缸換向閥處于下位，動臂油缸收縮，動臂下降，回到水平位子，進入下一個工作循環(huán)。在實際操作中，可靈活的控制手柄，來實現各種工作循環(huán)的同時交替動作，提高工作的效率以及靈活性。比如在控制動臂下降的同時，控制鏟斗的回位，更快的進入下一個工作循環(huán)4)作業(yè)裝置液壓泵的選擇作業(yè)系統的設計壓力為16，壓力油的最大流量出現在動臂舉升工況下，此時流量為45.5。（1）泵的流量動臂油缸所需的最大的流量45.5，以此為依據計算泵的排量，液壓泵的最大輸出流量式中泵的最大輸出流量（）行走系統所需的流量（）系統的泄漏系數，取1.1計算得=49.55，初選作業(yè)系統液壓泵為力士樂G42X50，齒輪泵其基本參數如下表表2-10 齒輪泵MRC0350的基本參數參數名稱數值排量50持續(xù)最高轉速2700最低轉速500峰值壓力25公稱壓力21最大流量72.5（2）泵的壓力液壓泵的最大工作壓力 （2-20）式中如前所訴；系統油路上的總壓力損失，按經驗估取1.因此，所選的液壓泵滿足要求。第三章 液壓系統的設計 液壓系統總體布局有集中式、分散式。集中式結構是將整個設備液壓系統的油源、控制閥部分獨立設置于主機之外或安裝在地下，組成液壓站。如冷軋機、鍛壓機、電弧爐等有強烈熱源和煙塵污染的冶金設備，一般都是采用集中供油方式。分散式結構是把液壓系統中液壓泵、控制調節(jié)裝置分別安裝在設備上適當的地方。機床、工程機械等可移動式設備一般都采用這種結構。本設計采用液壓裝置的分散式布局，首先滑移裝載機進行整體結構設計，在底盤上預留出液壓系統的布置空間，各液壓元件的安裝位置。首先依據滑移裝載機所需的功率選取發(fā)動機，其次完成泵組的選型，根據控制和流量要求選取閥類元件，以及液壓輔助元件的配置，再完成專用零件的設計以及管路的布置。3.1 發(fā)動機的選取先計算行走系統和作業(yè)系統的功率，根據行走液壓泵和作業(yè)裝置液壓泵的轉數和配套性能要求選取合適的發(fā)動機。1）行走系統所需的功率行走液壓馬達的額定功率為,則行走系統所需的功率 （3-1）式中單個行走液壓壓系統的額定工況下的行走功率；行走系統效率，取0.765；鏈傳動效率，取0.92。.計算得工作裝置所需的功率經前面的計算知工作裝置所需的最大功率為動臂舉升時的功率，根據設計要求，在動臂上升階段，動臂油缸的舉升力為56350N,平均舉升速度約為，此時，功率損失主要是液壓系統的損失，其效率為，則工作裝置的最大功率 （3-2）發(fā)動機的最大功率為 （3-3）按負載率在50%75%的范圍，選擇康明斯B3.3-80，發(fā)動機的參數如表3-1表3-1 B3.3-80發(fā)動機參數 圖3-1 發(fā)動機B3.3-80功率-轉速曲線3.2 油箱的設計3.2.1 油箱的用途及要求油箱的用途主要是儲油、散熱和分離液壓油中的空氣、雜質等。油箱設計的好壞直接影響到液壓元件及系統的工作可靠性，尤其是對泵的壽命有決定性的影響?？刂坪糜鸵簭挠拖溥M入泵入口的流動特性、流回油箱的回流在油箱內的流動，可以顯著減少空氣的混入和氣蝕的產生。因此，對于油箱的設計應給予足夠的重視，使其能夠很好地滿足下列要求：1能夠儲存足夠的油液，以滿足液壓系統J下常工作的需要；2應有足夠的表面面積，能散發(fā)系統工作中產生的熱量；3油箱中的油液應平緩迂回流動，以利于油液中空氣的分離和污染物的沉淀；4應能有效地防止外界污染物的浸入；5應能保證液壓泵的正常吸油，防止氣泡的混入和氣穴的發(fā)生；6應能為清洗油箱及油箱內元部件的安裝、維修提供方便，并且便于注油和排油；7應備有液面指示器等裝置，便于觀察液面的變化；8應使外形整齊美觀，并具有一定的剛度和強度。油箱的類型按照結構可以分為整體式油箱和分離式油箱，整體式油箱具有結構緊湊、設備外形美觀等優(yōu)點，但有維修不方便、散熱性能差的缺點，而且油溫的變化會引起機件的熱變形，從而影響設備的精度。按形狀可以分為矩形油箱和圓筒狀油箱，矩形油箱是使用最普遍的一種油箱，它既便于制造，又能充分利用空間，所以一般(容量小于)都采用這種形式，圓筒形油箱通常用于容量較大的場合，多為臥式。按油箱內的液面是否直接與大氣相接觸，可分為開式油箱和增壓油箱。開式油箱應用最廣，油箱的液面與大氣相同。為