大型矿用自卸车静液压传动系统设计【含CAD高清图纸和说明书】
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第7章 系统总成第7章 系统总成71 液压转向系统和举升系统的组合7.1.1 系统的组合大型矿用自卸车从不在运行时卸载,即转向和举升不同时进行,因此,如果转向和举升各用两个液压泵供油以满足各自要求,那始终有一个液压泵处于空转卸荷状态,势必造成发动机功率的浪费,因此,为充分利用发动机功率,获得良好的机器性能,使整机结构紧凑,转向系统和举升系统采用组合油路供油。采用组合油路供油可以有两种方式:1液压转向系统和举升系统共用一台液压泵向两个油路供油,将液压泵输出的油液分成两路,并保证其中一路在各种工况下都能获得稳定的流量,实现这一要求只要在组合系统中装入分流阀即可,由分流阀输出的稳定油路向转向系统供油,这样不会因液压泵供油量变化或两路执行元件工作负荷的变化而导致影响转向系统的正常工作。图7.1是分流阀的结构原理图。图7.1 分流阀结构原理图当稳定油路正在工作时,阀芯D处于左端,可变节流口C开度较小,节流作用强,阀芯上并列的两组A、B孔均处于开启状态,使稳定油路获得较大流量。阀芯D上A是主流量孔,B是降低或阶跃流量孔,稳定流量视A孔和B孔的总面积而定。当分流油路工作时,阀芯D向右移动,这时可变节流口E开度较小,主流量孔A关闭,只剩下阶跃流量孔B,因为可变节流口E不会完全堵住,B孔是经常开启的。该阀最小阶跃流量不受限制,因为最小阶跃流量与B孔无关,而B孔可以根据需要做得很小。通常都希望稳定油路保持一些流量,因为即使分流油路正在工作时,如果稳定油路需要投入工作,压力可以升高并且迅速恢复到大流量,这对于两条回路需同时工作的系统是很重要的。2采用双联叶片泵或两个液压泵向组合系统供油,在运行不卸料工况,其中一个液压泵向转向系统供油,当需要举升卸料时,两泵合流,向举升系统供油,完成举升动作。对大型矿用自卸车,如果采用单泵组合油路,则需要装置大流量的液压泵,经济性不好,因此,选用方式2,即由两个液压泵向组合系统供油,从而满足要求。大型矿用自卸车转向系统和举升系统采用组合供油的系统原理如图7.2所示。第 51 页 共 59 页图7.2 转向举升组合供油系统原理图 在组合系统中,转向时由于转向油路的高压作用,卸荷溢流阀3的油液进入转向器,从而实现转向,油泵1只负责转向系统供油,多余流量通过溢流阀4溢走,转向动作完成后,转向油路压力降低,若不举升,则油泵1通过举升分配阀10中的溢流阀卸荷。当举升时,液压泵1与液压泵2在举升分配阀10内合流,向举升液压缸供油,实现合流举升。7.1.2 举升转向组合系统元件的选择举升和转向不同时进行,由前面的计算可知,举升用泵排量为367 ml/r为大者,故组合供油泵选力士乐公司定量泵,泵1为A2FO180/61R-PAB05,泵7为A2FO200/63R-PAB05,泵1最大排量为180 ml/r,最高转速为1450 r/min,最大流量为255 L/min,最大功率为152kW,泵7最大排量为200 ml/r,最高转速为1550 r/min,最大流量为304 L/min,最大功率为181 kW。全液压转向器3的排量为1000 ml/r,选用萨澳-丹佛斯(Sauer-Danfoss)公司生产的OPSL-1000LS转向器,其排量为1000 ml/r。液压缸4为转向缸,选用D25WF200/140-145等速液压缸,额定压力为25MPa,活塞直径200mm,活塞杆直径140mm,行程145mm。液压缸11要求为伸缩套筒式多级液压缸,选用3QTG-2402160三级伸缩缸,其最大内径240mm,行程2160mm。额定压力25MPa。通过卸荷溢流阀2的最大流量为255 L/min ,最高压力为20MPa,选用卸荷溢流阀DA-30-315-G24,通过的最大流量为250 L/min,最高压力为31.5MPa,单向阀5选用CXGD-XBN型单向阀,其最大流量为240 L/min,开启压力为1.0MPa,最高工作压力为35MPa。通过单向节流阀9的最大流量为两个泵最大流量的和,即559 L/min,选用CNJC-XCN液压阀,其额定流量为480 L/min,最高工作压力为35MPa。通过平衡阀10的最大流量也为559 L/min,选用CBIA-LHN型,其额定流量为480 L/min,最大设定压为28MPa。举升分配阀8选用现用108t电动轮自卸车上所用的即可。通过单向阀15的最大流量为559 L/min,选用CXJA-XBN单向阀,其最大流量为640 L/min,最高压力35MPa,开启压力为1.0MPa。滤油器13和14为吸油滤油器,其通油能力至少是泵流量的两倍,即滤油器13不能少于510L/min,滤油器14不能少于608L/min,均选用CXL-630-80磁性吸油过滤器,其滤油精度为80,公称流量为630L/min。滤油器6和12为回油滤油器,要求必须通过回油的全部流量,即滤油器9最小流量为255 L/min,滤油器12最小流量为304 L/min,均选取CHL-400-3-LC,其公称流量为400L/min,过滤精度为3,公称压力为1.6MPa,要求旁通阀开启压力大于0.37 MPa,前面选定的单向阀5和15开启压力均为1.0MPa,满足要求。72 大型矿用自卸车静液压传动系统的总成 通过前面的计算和设计,已经确定了液压行走驱动系统、液压转向系统和液压举升系统,大型矿用自卸车静液压传动系统主要由这三个系统构成,图7.3是大型矿用自卸车静液压传动系统图。表7.1是静液压传动系统元件选型表。图7.3 大型矿用自卸车静液压传动系统表7.1 大型矿用自卸车静液压传动系统元件选型表序号名称型号规格压力(MPa)流量(L/min)排量(ml/r)功率(kW)1变量液压泵A4VSG500EO2D/22W-VZH10K34359005005252定量液压泵A2FO250/60R-VZB05353642502193溢流阀BG-10322.54004单向阀C5G-825353805电液换向阀DSHG-10-3CDC120-4131.511006冲洗阀436 622/502.20.01.107滤油器XU-A40030FS1.640030um(精度)8变量液压马达A6VM355HA1/63W-VZH0207B357953559单向阀C5G-825-S80.5338010定量液压泵A2FO180/61R-PAB053525518015211卸荷溢流阀DA-30-315-G2431.525012全液压转向器OPSL-1000LS100013等速液压缸D25WF200/140-1452514单向阀CXGD-XBN3524015定量液压泵A2FO200/63R-PAB053530420018116单向阀CXJA-XBN3564017举升分配阀SF31904型电动轮自卸车用举升分配阀18单向节流阀CNJC-XCN3548019平衡阀CBIA-LHN2848020多级液压缸3QTG-240216020续表7.1 大型矿用自卸车静液压传动系统元件选型表序号名称型号规格过滤精度(m)流量(L/min)换热面积()工作压力(MPa)21滤油器CHL-400-3-LC340022滤油器CXL-630-808063023滤油器CXL-630-808063024滤油器CHL-400-3-LC340025滤油器CHL-400-3-LC340026空气冷却器FL-441.627空气冷却器FL-441.673 静液压传动系统动力来源传动装置的选择 由前面的设计计算,驱动液压系统所需发动机的功率为=1322kW,选用道依茨车辆用柴油发动机TBD620V12,其额定功率为=1440kW,额定转速为 =1800 r/min。大型矿用自卸车液压系统共有五个液压泵,可以采用发动机直接带几个串联泵的形式,也可采用发动机输出动力给分动箱,再由分动箱向各个油泵传递动力的形式。在该液压系统中,有两个驱动用泵A4VSG500,一个补油泵A2FO250,转向和举升用泵A2FO180和A2FO180,其中A2FO250、A2FO180和A2FO180均为斜轴泵,A4VSG500为斜盘泵,而斜轴泵不能串联,采用分动箱分传动力的形式。选取分动箱主要是依照输入的功率、分出的动力的去路、传动比等。三个斜轴泵可以分别连接,也可以串在两个斜轴泵后,考虑到布置对称,分动箱受力均匀,将两个较小的斜轴泵分别串在两个斜盘泵后,用一分三的分动箱,分动箱输入的最大功率为柴油发动机的功率,既,选用斯宝传动公司的一分三分动箱4332,其输入功率为1600kW。A4VSG500最高转速为1800r/min,故与其连接的输出轴传动比选用1.0545,A2FO250最高转速为1500 r/min,与其连接的输出轴传动比选1.2157。分动箱与柴油发动机之间要用到联轴器,联轴器的最大输入扭矩为:Nm选用KTR公司的高弹性法兰联轴器Bowex-ELASTIC-T200HE1-883-192,其额定扭矩为12000 Nm。第8章 液压系统性能验算第8章 液压系统性能验算在液压系统设计过程中,完成了系统的基本设计计算部分之后,还有对系统的压力损失、发热温升及液压冲击进行验算,以便使所设计的液压系统更加可靠和完善。81 液压系统压力损失压力损失包括管路的沿程损失,管路的局部压力损失和阀类元件的局部损失,总的压力损失为: (8-1) (8-2) (8-3)式中: l管道的长度(m)d管道内径(m) 液流平均速度(m/s) 液压油密度(kg/m3) 沿程阻力系数 局部阻力系数(8-4)式中:阀的额定流量(m3/s) 通过阀的实际流量(m3/s)阀的额定压力损失(Pa)(可从产品样本中查到)沿程损失是油液流经直流管时的粘性阻力损失,一般比较小,局部压力损失是油液流经各种阀、管路截面突然变化或弯管处的损失,在液压系统中,局部损失是主要的。在液压系统设计时应尽量避免不必要的管路弯曲和节流,避免直径突变,减少管接头,采用元件集成化,以减少压力损失。82 液压系统的发热温升8.2.1 液压系统的发热功率液压系统工作时,除执行元件驱动外载荷输出有效功率外,其余功率损失全部转化为热量,使油温升高。液压系统的功率损失主要有以下几种形式:(1)液压泵的功率损失(8-5)式中:工作循环周期(s) z投入工作液压泵的台数 液压泵的输入功率(W) 各台液压泵的总效率 第i台泵工作时间(s)(2)液压执行元件的功率损失(8-6)式中:M液压执行元件的数量 液压执行元件的输入功率(W) 液压执行元件的效率 第j个执行元件工作时间(s)(3)溢流阀的功率损失 (8-7)式中:溢流阀的调整压力(Pa) 经溢流阀流回油箱的流量(m3/s)(4)油液流经阀或管路的功率损失=pQ (8-8)式中:p通过阀或管路的压力损失(Pa)Q通过阀或管路的流量(m3/s)由以上各种损失构成了整个系统的功率损失,即液压系统的发热功率 (8-9)式(8-9)适用于回路比较简单的液压系统,对于复杂系统,由于功率损失的环节太多,一一计算较麻烦,通常用下式计算液压系统的发热功率: =Pr-Pc (8-10)式中:Pr是液压系统的总输入功率,PC是输出的有效功率。(8-11)(8-12)其中: 工作周期(s)z、n、m分别为液压泵、液压缸、液压马达的数量、第i台泵的实际输出压力、流量、效率第i 台泵工作时间(s)、液压马达的外载转矩、转速、工作时间(Nm、rad/s、s)、液压缸外载荷及驱动此载荷的行程(Nm)8.2.2 液压系统的散热功率液压系统的散热渠道主要是油箱表面,对行走机械,系统外接管路较长的发热功率与散热一般是平衡的,可以不用考虑,而且在液压系统中要加专门的散热装置,这里只介绍油箱的散热计算。油箱的散热功率: (8-13)式中:K油箱散热系数,见表8.1A油箱散热面积(m2)T油温与环境温度之差()表8.1 油箱散热系数K(W/(m2)冷却条件K1通风条件很差89通风条件良好1517用风扇冷却23循环水强制冷却110170若系统达到热平衡,则,油温不再升高,此时,最大温差 (8-14)环境温度为T0,则油温T=T0+T。如果计算出的油温超过该液压设备允许的最高油温(部分机械允许油温见表8.2),就要设法增大散热面积,如果油箱的散热面积不能加大,或加大一些也无济于事时,需要装设冷却器。表8.2 各种机械允许油温()液压设备类型正常工作温度最高允许温度机车车辆40607080冶金机械、液压机40706090工程机械、矿山机械50807090冷却器的散热面积:(8-15)式中 :K冷却器的散热系数 tm平均温升()(8-16)T1、T2液压油入口和出口温度 t1、t2冷却水或风的入口和出口温度83 液压系统冲击压力压力冲击是由于管道液流速度急剧改变而形成的。例如液压执行元件在高速运动中突然停止,换向阀的迅速开启和关闭,都会产生高于静态值的冲击压力。它不仅伴随产生振动和噪声,而且会因过高的冲击压力而使管路、液压元件遭到破坏。对系统影响较大的压力冲击常为以下两种形式:1)当迅速打开或关闭液流通路时,在系统中产生的冲击压力。直接冲击(即t)时,管道内压力增大值 (8-17)间接冲击(即t)时,管道内压力增大值(8-18)式中:液体密度(kg/m3)关闭或开启液流通道前后管道内流速之差(m/s)t关闭或打开液流通道的时间(s)管道长度为l时,冲击波往返所需的时间(s) 管道内液流中冲击波的传播速度(m/s)若不考虑粘性和管径变化的影响,冲击波在管内的传播速度(8-19)式中:E0液压油的体积弹性模量(Pa),其推荐值为E0=700MPa 、d管道的壁厚和内径(m) E管道材料的弹性模量(Pa),常用管道材料弹性模量:钢E=2.11011Pa,紫铜E=1.181011Pa2)急剧改变液压缸运动速度时,由于液体及运动机构的惯性作用而引起的压力冲击,其压力的增大值为(8-20)式中:液流第i段管道的长度(m) Ai第i段管道的截面积(m2)A液压缸活塞面积(m2)M与活塞连动的运动部件质量(kg)液压缸的速度变化量(m/s)t液压缸速度变化所需时间(s)由于产生液压冲击的原因很多,在设计液压系统时,很难准确地计算,只能大致的验算,而关键是液压系统必须采取缓冲装置。一般可采取下列缓冲措施:1尽量减慢换向速度。操纵换向阀时要平稳,或者在换向阀的阀芯棱边上开切口或者作出锥度,以减慢滑阀完全关闭前的油液流速。2设置过载阀。在液压缸或液压马达的进出口处设置过载阀,其调定压力是系统压力的110125%,对液压元件起缓冲保护作用。3在液压油路中设置蓄能器。发生液压冲击时,蓄能器则立即将其吸收。4换向阀的滑阀机能采用H型。其操纵的液压缸或液压马达在换向阀处于中位时是浮动的,即进出油路是连通的,以便减小换向冲击。第 57 页 共 59 页大型矿用自卸车静液压传动系统设计专业:计算机辅助设计与制造 姓名: 指导教师: 摘要:大型矿用自卸车是现代矿山企业重要的运输工具之一,目前普遍使用的是大型电动轮自卸车,已暴露出其体积庞大、重量大、故障率高等缺点。由于静液压传动具有工作平稳、冲击小、重量轻、无级调速及调速范围大、易于实现自动化、在恶劣工作条件下相对电传动性能更可靠等优点,近年来发展迅速,已受到车辆传动领域的广泛重视。在分析了矿用电动轮自卸车电动轮传动型式、工作条件及负载变化后,参考由湘潭电机集团有限公司生产的108t电动轮自卸车,结合静液压传动的优点,设计了大型矿用自卸车的静液压传动系统,驱动是由四个液压马达输出扭矩驱动车辆的四轮驱动型式,采用双泵供油的闭式变量系统;鉴于转向和举倾不同时发生,在设计中采用举倾时双泵合流的供油方式,从而充分利用了发动机功率,减少了能量损耗;同时还对大型矿用自卸车的制动性能进行了分析,能够满足其制动要求。关键词:矿用自卸车;电动轮自卸车;静液压传动Abstract:The heavy duty mineral Self-Dumping Truck is one of the important transport means in modern mine enterprise. The heavy duty Electric - Wheeled Self - Dumping Truck is widespread at present. But it has huge size, heavy weight, high failure and so on. Because the hydrostatic transmission device works steadily and is easily to realize the automation and is of small impact, light weight, large variable speed range and enabled to step-less speed and under the bad working conditions, the hydrostatic transmission device is of more reliable performance than electrical transmission device. It develops rapidly in recent years. It has been valued by more and more people in vehicle transmission. By analyzing the Electric-wheel drive forms, working conditions and variation of load of the mineral Electric - Wheeled Self-Dumping Truck, this paper designs the hydrostatic driving system of the heavy duty mineral Self-Dumping Truck using hydrostatic merits, refer to the 108t Electric-Wheeled self - Dumping Truck which produced by the Xiangtan Electric Manufacturing Corporation LTD. The Truck is four-wheel-drive vehicle type. There are four hydraulic motors output torque to drive vehicle. The hydraulic system which supplied flow and pressure by double-pumps is closed variable system. Due to the turning and dumping occur at different time, two pumps merge their flow to supply system when dumping. This means makes full use of engine power and reduces energy loss. Braking performance of the heavy duty mineral Self-Dumping Truck is also analyzed in this paper and it is meet the requirements of its braking. Keywords: The mineral Self-Dumping Truck, The Electric - Wheeled Self - Dumping Truck, Hydrostatic transmission 1绪论11大型矿用电动轮自卸车的现状及发展自1963年研制出第一台装载质量为77t电动轮自卸车以来,重型矿用电动轮自卸车已发展成熟。目前重型矿用电动轮自卸车驱动的传动方式都是采用交-直流传动,12 现代液压技术的发展 液压技术是现代化传动与控制的关键技术之一,各国对液压工业的发展都很重视。为满足国民经济发展,我国液压技术也将获得飞速发展,在各个工业部门中的应用越来越广泛。13 大型矿用自卸车用静液压驱动的可行性与优越性静液压传动装置以液压泵和液压马达为主组成,附加变量控制单元和传动元件,成为一种无级变速的传动装置。静液压传动与电动轮自卸车上采用的电传动相比,有很多优点,车辆合理运用静液压驱动,能提高生产效率,节省能量消耗,使机器品质上升到一个新的台阶。14 本设计的任务和目标通过对湘潭电机厂生产的108t大型自卸车相关参数的分析,将其驱动型式改为静液压驱动,设计出静液压驱动系统、转向系统和举升系统并验算其性能。2主要技术参数及对液压系统的要求21 主要技术参数最大载重量:108t 车辆自重:85t车厢重量:19t 最高行驶速度:50km/h最大爬坡度:17% 卸料举升时间: 20 s轮边减速器传动比:2735液压系统压力:行走系统: 33MPa;举升系统: 25MPa;转向系统: 20MPa22 主机对液压系统的要求重型矿用自卸车在矿山条件下工作,工作条件比较恶劣,而且主机经常处于经常处于起制动状态,外负载和冲击很大,同时,希望自卸车的生产率尽可能大。3静液压驱动系统的设计31 液压驱动系统的型式及方案确定驱动系统有容积调速系统和功率分流液压调速系统,大型矿用自卸车用容积调速系统。根据不同的分类方法,液压系统型式主要有:开式和闭式系统,定量和变量系统,容积调速、节流调速和容积节流调速系统等。大型矿用自卸车由于环境、负载、自身性能等的要求,选用闭式变量容积调速系统。液压驱动系统传动方案有三种,一是用定量液压马达驱动,二是用一组变量液压马达,三是全部采用变量泵和变量马达驱动。大型矿用自卸车要求高速大扭矩,变速范围大,用变量泵和变量马达驱动方案。32 行走驱动系统性能的主要参数决定驱动行走系统性能的主要技术参数有:行驶驱动功率、牵引力、车速、最大爬坡度等。33 液压传动系统的设计计算本节通过一系列计算确定液压传动和车辆数据,绘制出相应的曲线,从而确定车辆在其整个运转范围内的特性。34 拟定驱动液压系统工作原理图拟定的驱动系统工作原理图如图3.1所示。图3.1 驱动系统工作原理图4液压转向系统的设计41 转向系统基本要求及转向方式车辆利用转向系统来改变其行驶方向或保持直线行驶,应能保持直线行驶的稳定性并能灵活地改变行驶方向。轮式车辆转向方式主要有偏转轮转向、铰接转向和滑移转向。大型矿用自卸车采用偏转前轮的转向方式。42 液压转向系统方案的选择轮式车辆液压转向系统综合起来有两种形式:液压助力转向和全液压转向。大型矿用自卸车速度不高于50km/h,要求系统布置方便,安装适应性好等,选用全液压转向系统。43 液压转向系统设计计算液压转向系统的设计主要是确定转向阻力矩、转向油缸、转向器以及油泵参数。44 拟定液压转向系统工作原理图拟定的液压转向系统工作原理图如图4.1所示。该系统由油泵1、转向器3、油缸4等组成。当转动转向器的时,油液经转向器进入油缸,在油缸活塞上产生足够的压力使车辆转向,当压力超过系统压力时,油液经溢流阀直接回油箱,转向器里的双向缓冲阀使转向平稳。图4.1 液压转向系统工作原理图5液压举倾系统的设计51 举倾系统的限速措施 重型运输机械产生重力超速现象,需有限速措施。一般有三种方法来防止重力超速:1靠换向阀节流;2使用单向节流阀;3使用平衡阀(限速阀)。大型矿用自卸车不要求长时间锁紧定位,对锁紧和限速要求不太严,选用单向节流阀的限速措施。52 液压举倾系统的设计计算液压举倾系统的设计计算主要是计算了倾卸油缸行程、内径、容积以及举升油泵参数等。53 拟定液压举倾系统工作原理图举升液压系统工作原理如图5.1所示。液压系统主要由油泵1、举升分配阀2、下降速度控制阀3、举升速度控制阀4和液压缸5组成。油泵将输出的油直接供给举升分配阀2,回油通过串联在油路上的回油滤清器流回油箱。举升分配阀内置溢流阀,保证系统压力。图5.1 举升液压系统工作原理图6 制动性能分析大型矿用自卸车采用全液压盘式制动,前轮制动盘为单盘三卡钳,后轮为双盘双卡钳。本章主要分析了其制动力矩和制动力、前后轮附着力及滚动阻力以及制动加速度和制动距离,通过计算,车辆制动距离小于规定的18m,满足性能要求。7系统总成大型矿用自卸车转向和举升不同时进行,若用两个液压泵分别供油,那始终有一个液压泵处于卸荷状态,造成发动机功率浪费,为充分利用发动机功率,转向举升采用组合油路供油。最终总成的液压系统如图7.1所示。图7.1 大型矿用自卸车静液压传动系统系统总成后,根据前面的计算,对系统中各个元件进行了选型设计。8液压系统性能验算完成了系统的基本设计计算部分之后,还对系统的压力损失、发热温升及液压冲击进行了验算,以便使所设计的液压系统更加可靠和完善。结论:工程机械液压传动系统,和机械传动系统、电传动系统一样,是工程机械整机传动系统的一种重要的传动系统之一。由于静液压传动具有机构简单、重量轻、工作平稳冲击小、无级调速及调速范围大、易于实现自动化等优点,近年来发展迅速,已受到车辆传动领域的广泛重视。本次毕业设计对湘潭电机厂生产的108t电动轮自卸车驱动、转向和举升系统作了很大改进。通过对原自卸车电动轮传动型式、工作条件以及负载变化的分析,本设计对其驱动型式由电传动系统改为静液压传动系统,另为还对其转向和举升液压系统作了一定的改进,分析了其制动系统的制动性能,对其液压系统性能进行了验算。可以得到如下结论:1静液压传动相对电传动在恶劣环境下有可靠性更高,调速性能更好的优点,传动装置采用闭式变量系统容易实现车辆的无级调速,在车辆低速工作时效率较高,对能量的利用率高,能很好地发挥发动机的性能。2转向和举升系统采用举升时双泵合流的方式,从而充分利用发动机的功率,提高作业效率。3制动用全液压盘式制动器,热稳定性好,作用滞后时间较短,结构紧凑,效率较高,能够很好地满足大型矿用自卸车制动要求。大型矿用自卸车采用静液压驱动有很大的发展前景,但目前大型矿用自卸车采用静液压驱动尚述空白,本次设计只是作为一种尝试和训练。由于作者水平有限,缺乏设计和实践的经验,本设计肯定有不足和缺陷,恳请老师指正。致谢:在一个学期的毕业设计中,我得到了指导老师许焰老师的悉心指导。许老师渊博的知识、巧妙的思维、严谨治学的态度、丰富的实践经验给我留下了深刻的印象,使我在知识的应用方面得到提高。许老师在自己工作很忙的情况下,坚持每周五指导我们的毕业设计,与我们来共同分析问题,讨论问题,给予我们很大的帮助,在许老师的指导下,设计任务才能顺利完成。对许老师的辛勤指导,我表示深深的感谢!在本次设计中,与本组的几位同学在一起讨论问题,他们给了我很大的帮助,从中获益非浅,我与我同寝室的同学讨论、交流设计心得,使我在设计中,进一步开阔思路,对此,也表示诚挚的谢意!参考文献1 秦四成工程机械设计M北京:科学出版社,20032 章宏甲 黄谊主编液压传动M北京:机械工业出版社,19993 马永辉 徐宝富等编工程机械液压系统设计计算M北京:机械工业出版社19854 成大先等编著机械设计手册,第三版北京:化学工业出版社,19935 徐绍军主编工程制图M长沙:中南大学出版社20036 胡地行走机械静压驱动的实例设计J建设机械技术与管理2003,15167 贺度后卸式电动轮自卸车总体设计汽车技术1994,2:7158 万海如 段家典重型矿用电动轮自卸车的现状和发展趋势汽车工业研究2001,4:16229 湘潭电机集团有限公司SF31904电动轮自卸车资料10 力士乐公司行走机械用液压及电子控制元件11 DEUTZ产品资料电子文档参考文献参考文献1 秦四成工程机械设计M北京:科学出版社,20032 章宏甲 黄谊主编液压传动M北京:机械工业出版社,19993 马永辉 徐宝富等编工程机械液压系统设计计算M北京:机械工业出版社19854 濮良贵 纪名刚主编机械设计M,第七版北京:高等教育出版社,20015 成大先等编著机械设计手册,第三版北京:化学工业出版社,19936 徐绍军主编工程制图M长沙:中南大学出版社20037 彭谦大型电动轮自卸车的发展概况及趋势J矿山机械2000,2:12138 胡地行走机械静压驱动的实例设计J建设机械技术与管理2003,15169 安辉,徐宝富等车辆全液压行走系统的分析与研究J建筑机械2005,5:939510 扬照刚TQ230全液压履带式推土机行走液压驱动系统设计计算J建筑机械2002,10:232511 何定源JZC-10井下自卸汽车液压系统设计J矿冶2000,9(4):192412 陈伟 战凯DKC-12地下自卸汽车工作及转向液压系统的设计矿冶1999,8(2):163513 陈志刚KZC-5型地下矿山自卸汽车的液压系统探讨职大学报2003,4:202114 彭谦108t电动轮自卸车盘式制动器匹配分析J矿山机械2000,3:293015 吴信丽 曹文钢等平衡重式三支点叉车全液压转向系统设计中国制造业信息化2005,34(2):11011416 张玉华液压直接推动式举升机构的应用设计福建农机1999增刊:757817 贺度后卸式电动轮自卸车总体设计汽车技术1994,2:71518 刘琳琳 王艾伦等基于数学模型的108t电动轮自卸车举升系统故障分析机床与液压2006,10:22022219 程多达 程鸿申我国大型露天矿电动轮自卸车用牵引电机电刷市场炭素2002,2:243120 贺度新型108Tsf3102C电动轮自卸车矿山机械1995,4:5821 万海如 段家典重型矿用电动轮自卸车的现状和发展趋势汽车工业研究2001,4:162222 SUN液压阀产品文档23 KTR公司公司产品目录24 斯宝传动技术(上海)有限公司:P2000工程、建筑机械分动箱25 湘潭电机集团有限公司SF31904电动轮自卸车资料26 力士乐公司行走机械用液压及电子控制元件27 DEUTZ产品资料电子文档第 59 页 共 59 页摘要摘要 大型矿用自卸车是现代矿山企业重要的运输工具之一,目前普遍使用的是大型电动轮自卸车,已暴露出其体积庞大、重量大、故障率高等缺点。由于静液压传动具有工作平稳、冲击小、重量轻、无级调速及调速范围大、易于实现自动化、在恶劣工作条件下相对电传动性能更可靠等优点,近年来发展迅速,已受到车辆传动领域的广泛重视。在分析了矿用电动轮自卸车电动轮传动型式、工作条件及负载变化后,参考由湘潭电机集团有限公司生产的108t电动轮自卸车,结合静液压传动的优点,设计了大型矿用自卸车的静液压传动系统,驱动是由四个液压马达输出扭矩驱动车辆的四轮驱动型式,采用双泵供油的闭式变量系统;鉴于转向和举倾不同时发生,在设计中采用举倾时双泵合流的供油方式,从而充分利用了发动机功率,减少了能量损耗;同时还对大型矿用自卸车的制动性能进行了分析,能够满足其制动要求。关键词:矿用自卸车;电动轮自卸车;静液压传动AbstractThe heavy duty mineral Self-Dumping Truck is one of the important transport means in modern mine enterprise. The heavy duty Electric - Wheeled Self - Dumping Truck is widespread at present. But it has huge size, heavy weight, high failure and so on. Because the hydrostatic transmission device works steadily and is easily to realize the automation and is of small impact, light weight, large variable speed range and enabled to step-less speed and under the bad working conditions, the hydrostatic transmission device is of more reliable performance than electrical transmission device. It develops rapidly in recent years. It has been valued by more and more people in vehicle transmission. By analyzing the Electric-wheel drive forms, working conditions and variation of load of the mineral Electric - Wheeled Self-Dumping Truck, this paper designs the hydrostatic driving system of the heavy duty mineral Self-Dumping Truck using hydrostatic merits, refer to the 108t Electric-Wheeled self - Dumping Truck which produced by the Xiangtan Electric Manufacturing Corporation LTD. The Truck is four-wheel-drive vehicle type. There are four hydraulic motors output torque to drive vehicle. The hydraulic system which supplied flow and pressure by double-pumps is closed variable system. Due to the turning and dumping occur at different time, two pumps merge their flow to supply system when dumping. This means makes full use of engine power and reduces energy loss. Braking performance of the heavy duty mineral Self-Dumping Truck is also analyzed in this paper and it is meet the requirements of its braking. Keywords: The mineral Self-Dumping Truck, The Electric - Wheeled Self - Dumping Truck, Hydrostatic transmission I目录摘要Abstract第1章 绪论111 大型矿用电动轮自卸车的现状及发展112 现代液压技术的发展213 大型矿用自卸车用静液压驱动的可行性与优越性314 本设计的任务和目标4第2章 主要技术参数及对液压系统的要求521 主要技术参数522 主机对液压系统的要求5第3章 静液压驱动系统的设计631 车辆行走机构对液压传动系统的要求632 液压驱动系统的型式63.2.1 容积调速系统63.2.2 功率分流液压调速系统733 行走驱动系统性能的主要参数734 静液压驱动系统方案的确定83.4.1 液压驱动系统的型式83.4.2 液压驱动系统传动方案1235 液压传动系统的设计计算123.5.1 确定液压系统的工作压力133.5.2 液压传动参数及性能的计算133.5.3 辅助装置2136 拟定驱动液压系统工作原理图2337 液压元件的选择和设计25第4章 液压转向系统的设计2741 转向系统的基本要求2742 转向方式及转向随动系统方框图274.2.1 轮式车辆转向方式274.2.2 转向随动系统方框图2843 液压转向系统方案的选择2844 液压转向系统设计计算294.4.1 转向阻力矩的计算294.4.2 转向油缸参数的确定304.4.3 转向器参数的确定324.4.4 油泵参数的确定3345 拟定液压转向系统工作原理图33第5章 液压举倾系统的设计3551 概述3552 举倾系统的限速措施3553 液压举倾系统的设计计算365.3.1 倾卸油缸行程及内径的计算375.3.2 倾卸油缸容积及油泵的计算3954 拟定液压举倾系统工作原理图39第6章 制动性能分析4161 制动力矩和制动力416.1.1 前轮制动力矩和制动力416.1.2 后轮制动力矩和制动力4262 前后轮附着力及滚动阻力4263 制动加速度和制动距离43第7章 系统总成4571 液压转向系统和举升系统的组合457.1.1 系统的组合457.1.2 举升转向组合系统元件的选择4772 大型矿用自卸车静液压传动系统的总成4773 静液压传动系统动力来源传动装置的选择50第8章 液压系统性能验算5181 液压系统压力损失5182 液压系统的发热温升528.2.1 液压系统的发热功率528.2.2 液压系统的散热功率5383 液压系统冲击压力54结论57致谢58参考文献59附录60
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