机械5

摘要 本研究的对象是现代轻型挖掘机的液压系统。行走结构是履带式，铲斗为单铲。与其他类型的机械相比，这种设计因其良好的可靠性而最为常用。对于软土或沼泽地区，还可以使用拓宽式履带来降低地面相对压力。 本设计从总体上可分为三大部分： 1.选择典型危险工况进行受力分析； 2.设计工作装置铰点的几何位置、计算出机构参数，然后绘制挖掘机包络图； 3.设计整机液压系统，具体包括以下几部分： （1）对主要工作泵的选型、计算结构参数及其控制模式； （2）选型设计三组液压缸的重要参数，构建工作设备的液压系统； （3）选择回转装置结构形式并设计回转液压系统； （4）选择行走装置结构形式并设计行走液压系统； （5）设计先导控制系统； （6）设计液压缸； （7）绘制整机液压系统图。 在设计过程中，不仅要遵循液压系统设计原则，还要考虑符合市场需求及三化标准。 关键词：轻型挖掘机；单斗履带式；液压系统；反铲 目录 绪论1 1挖掘机工况特点及液压系统相关方案2 1.1液压挖掘机的工况[2] 2 1.2液压挖掘机的典型危险工况[2] 3 1.2.1反铲工作装置的几何铰点位置3 1.2.2对动臂进行分析的危险工况4 1.2.3对斗杆进行分析的危险工况6 1.3挖掘机液压系统的设计要求7 1.4液压系统原理图的拟定8 1.4.1液压系统原理图的拟定8 1.4.2液压系统总体方案的拟定[2] 9 2工作装置油缸缸径及其行程的确定12 2.1动臂机构的几何关系[2] 12 2.2斗杆结构的几何关系[2] 12 2.3铲斗及铲斗连杆机构的几何关系[2] 13 2.4挖掘包络图[2] 14 2.5反铲工作装置总体方案的选择15 2.6挖掘机原始数据15 2.7铲斗主参数初选[2] 16 2.8动臂液压缸行程的计算[2] 16 2.8.1确定动臂下铰点C的位置16 2.8.2动臂油缸下铰点A的位置17 2.8.3动臂结构尺寸确定18 2.8.4动臂油缸上铰点B位置的确定18 2.9斗杆液压缸缸径的确定及行程的计算[2] 19 2.10铲斗液压缸行程的计算21 2.11三组油缸缸径最终的确定[2] 22 2.11.1铲斗液压缸缸径D3的选型设计22 2.11.2动臂缸缸径的确定24 2.11.3三组油缸尺寸的确定以相关参数的计算26 3回转、行走机构液压马达的选定28 3.1回转机构的传动方式及基本要求28 3.1.1对回转机构的基本要求28 3.1.2回转机构传动方式的选定28 3.2转台机构的相关参数的计算[1] 28 3.2.1转台的转动惯量28 3.2.2回转起动力矩和制动力矩29 3.3液压马达的计算[1] 29 3.4行走装置的构造31 3.4.1行走架31 3.4.2四轮一带32 3.5行走液压马达的选择计算32 3.5.1行走装置的传动方式32 3.5.2行走液压马达的选型[1] 32 3.6行走装置的校核[1] 36 3.6.1原地转弯能力36 3.6.2爬坡能力校核36 4主泵和多路阀组的选型38 4.1液压系统变量形式的分析[1] 38 4.1.1选择主泵的变量形式38 4.1.2全功率变量系统的优缺点39 4.2液压系统主参数的计算[4] 39 4.2.1油泵工作压力39 4.2.2油泵的流量40 4.2.3计算液压泵的功率40 4.3主泵的选定40 4.4多路阀组的选用41 4.4.1选择原则41 4.4.2选择产品41 4.4.3具体型号的选择41 5先导控制回路及先导阀的选用43 5.1先导操纵的必要性43 5.2先导阀的选用[5] 43 5.2.1操纵回路43 5.2.2先导阀的选用43 5.3辅助油泵及马达[3] 45 5.3.1叶片马达的选择45 5.3.2辅助泵的选择46 6其它辅件的计算和选择49 6.1管路的选择49 6.1.1非橡胶管道的选择49 6.1.2橡胶软管的选择50 6.2蓄能器的选择[7] 51 6.3滤油器的选择[3] 52 6.4其它换向阀的选择53 6.4.1行走马达回中双速阀的选择53 6.4.2先导回路合流用液控换向阀的选择54 6.5油箱容量的初算54 7液压缸的设计计算56 7.1缸筒的受力计算[8] 56 7.1.1动臂油缸的缸径和活塞杆径56 7.1.2缸筒壁厚的计算56 7.1.3缸筒强度校核56 7.1.4缸筒低部及头部厚度的计算57 7.1.5缸筒连接处的强度计算58 7.2活塞杆稳定性计算[9] 59 7.3活塞的结构及与活塞杆的连接[9] 60 7.4活塞杆的导向套、密封和防尘[9] 61 7.5活塞杆的有限元分析61 7.5.1三维模型建立61 7.5.2定义材料属性62 7.5.3施加载荷与约束62 7.5.4活塞杆强度分析62 7.6缓冲装置的计算[10] 63 7.7排气阀和油口的布置64 7.7.1排气阀64 7.7.2油口64 8油液系统性能的验算65 8.1液压系统压力损失的验算[4] 65 8.2液压系统发热温升的验算[1] 67 8.2.1液压系统发热功率67 8.2.2计算系统的散热功率[3] 68 8.2.3冷却器所需冷却面积的计算[3] 68 设计总结70 参考文献71 致谢72