小型挖掘機總體設計畢業設計-資料下載頁

【導讀】設計的進展情況，及時地獲得教師的指導。向指導教師展示自己的畢業設計成果，同時虛心地聽取指導教師提出的意見；液壓系統涉及的技術較多，設計難度較大，選題較為困難，該同學。以單泵變量系統設計為突破口，選題恰到好處。實現方面，介紹了挖掘機的設計過程。和創新能力，研究成果有一定的實際價值。結構嚴謹，層次清晰，文字簡練，符合本科畢業論文的規范要求。系統壓力選定得是否合理，直接關系到整個系統設計的合理程度。應下降，因此不能一味追求高壓。本次設計時，綜合考慮各因素，液壓系統的壓力上。限取20Mp，且液壓油缸兩端的壓力差為16Mp。成果及已獲得或其他教育機構的學位或證書使用過的材料。計）直接相關的學術論文或成果時，單位署名為。山采掘等各項土石方施工中。本設計收集了挖掘機的有關資料，對挖掘機的各種工況進行了分析，并對。挖掘機的上車體和液壓系統進行了設計。統中最為復雜的。

　　

【正文】 8 4 9 4 . 1 1 7 2 . 3 92 0 0 . 9mm mmMq p? ? ?? ? ???（ mL/r） 其中液壓馬達的機械效率 mm? 取 。 馬達排量的計算 液壓馬達是用來拖動外負載做功的，它將油液的壓力能轉換成旋轉形式的機械能。按照其工作職能，屬于執行元件。 液壓馬達的主要性能參數包括排 量、流量和容積效率。排量是指在沒有泄露的情況下，馬達每轉一轉所需要的液壓油的體積。排量恒定不變的馬達叫做定量馬達，排量可M兩檔減速器黑龍江東方學院本科畢業設計 15 以調節的馬達叫變量馬達 【 13】 。 根據已知條件，一檔速度 0~9km/h。 二檔的速度 0~30km/h，有一、二檔時輪胎的轉速 ： 331 10 9 10 60 Vn d????? ? ?? ? ? (rpm) 332 10 30 10 60 Vn d????? ? ?? ? ? (rpm) 一、二檔時馬達的等效轉速： 39。 11 6 8 .2 4 2 0 1 3 6 4 .8mLn n i? ? ? ? ? (rpm) 39。 21 2 2 7 .4 8 2 0 4 5 4 9 .6mLn n i? ? ? ? ? (rpm) 取馬達的額定轉速為 mhn =3000rpm，則變速箱一、二檔時的傳動比為 ： 1 39。 1 3000 2 .1 9 81 3 6 4 .8mhmni n? ? ? 2 39。 2 3000 0 .6 5 94 5 4 9 .6mhmni n? ? ? 計算傳動系統在一、二檔時的總傳動比： 11 2. 19 8 20 43 .9 6I i i? ? ? ? ? 22 0. 65 9 20 13 .1 8I i i? ? ? ? ? 由于二檔是公路檔，速度較一檔大，但其扭矩小，不能再用最大牽引力矩來計算馬達扭矩，以一 檔扭矩和排量為準。則相應的液壓馬達的扭矩和排量為： 1 12 8400 2 2 4 . 84 3 . 9 6 0 . 8 5m mMM I ??? ? ??（ Nm） 11 2 6 . 2 8 2 2 4 . 8 7 8 . 4 32 0 0 . 9mm mmMq p? ? ?? ? ??? (mL/r) 馬達流量是指馬達在單位時間內所需要的液壓油的體積。與液壓泵一樣，液壓馬達的流量也有理論流量和實際流量之分。如果液壓馬達的排量為 q，容積效率為 v? ，欲使馬達以轉速 n 旋轉，則所需要的理論流量 1mvQ nq?? 。但泄漏不可避 免 。 1 3 0 0 0 7 8 .4 3 0 .9 2 1 1 7 6 1mvQ n q ?? ? ? ? ?(mL/min) 故根據上述計算數據， 以已確定的液壓馬達的基本參數、排量、轉拒、轉速、工作壓力作為依據，再從滿足基本參數的若干中液壓馬達中挑選轉速范圍、滑差特性、總效率、容積效率等符合系統要求，并從占用空間、安裝條件以及在工作機構上的布置等方黑龍江東方學院本科畢業設計 16 面綜合考慮后，擇優選定 【 14】 。 表 液壓馬達的應用范圍 馬達類型 適用工況 應用實例 馬達類型 適用工況 應用實例 齒輪馬達 負載轉矩不大，速度平穩性要求不高 鉆床、風扇 軸向柱塞馬達 負載速度大 ，有變速要求，負載轉矩較小，低速平穩性要求高 起重機、鏟車、鉸車、內然機車、數控機床 齒輪馬達 負載轉矩不大，要求燥聲較小 磨床回轉工作臺，機床操縱系統 球塞 馬達 負載轉矩較大，速度中等 塑料機械、行走機械等 擺線馬達 負載速度中等，要求體積較小 塑料機械、煤礦機械、挖掘機、行走機械 內曲線徑向馬達 負載轉矩很大，轉速低，平穩性要求高 挖掘機、拖拉機、起重機、采煤機牽引部件 故本次設計選用馬達： GFT36T3A2FE80/61WVAL，排量為 ，扭矩范圍309~538Nm。 回轉機構及回轉馬達 單斗液壓挖掘機回轉機構的回轉時間約占整個工作循環時間的 5070%，能量消耗約占 2540%，回轉液壓油路的發熱量約占液壓系統總發熱量的 3040%。因此，合理地確定回轉機構的液壓油路和結構方案、正確的選擇回轉機構諸參數，對提高生產率和功能利用率，改善司機的勞動條件，減少工作裝置的沖擊等具有十分重要的意義。 回轉機構的基本要求 （ 1）在角加速度和回轉力矩不超過允許值得前提條件下，應盡可能縮短回轉時間。在回轉部分慣性已知的情況下，角加速度的大小受最大回轉扭矩的限制，該扭矩不應超過 行走部分與地面的附著力矩。 （ 2）回轉時工作裝置的動載系數不應超過允許值。非全回轉的挖掘機回轉時，工作裝置不應碰定位器。 （ 3）回轉能量損失最小。 黑龍江東方學院本科畢業設計 17 本次設計采用全回轉回轉機構，由高速油馬達經齒輪減速箱帶動回轉小齒輪繞回轉支承上的固定齒圈滾動。高速馬達具有體積小，效率高，不需背壓補油，便于設置小制動器，發熱和功率損失小，工作可靠，可以與軸向柱塞泵的零件通用等優點。 回轉慣性阻力矩的計算 2iiQrMJg??? ? ? ?（ kg? m） （ 51） 式中： ?回轉角加速度 ?? ?? ( 2/rad s )其中 n 為挖掘機回轉速度（轉 / 分）； ? 為挖掘機回轉角速度（弧度 / 秒）； t 為回轉起動時間，一般取 25 秒； Q鏟斗內所盛物料的重量 (千克 )； g重力加速度（米 / 2秒 ）； iJ 轉臺上各部件和工作裝置對回轉中心軸的轉動慣量 【 15】 。 回轉機構的參數選擇 （ 1）轉臺的 轉動慣量 應根據最常用的工作裝置和最常遇到的工況來估算轉臺的轉動慣量。采用反鏟工作裝置時，可按下列經驗公式估算： 滿斗回轉： 55 8233128 128 800 0 96 10 ( )J G k g m s? ? ? ? ? ? ? 空斗回轉： 55 823372 72 800 0 10 ( )J G k g m s? ? ? ? ? ? ? 式中： G 為整機重。 (2）回轉起動力矩和制動力矩 回轉最大起動力矩和最大制動力矩不應超過行走部分與地面的附著力矩 M? ， 液壓制動時 可取 ~ ?? 。 BM 為作用在轉臺上的最大制動力矩。 取最大制動力矩 : 0 .6 0 .6 8 4 0 0 5 0 4 0BMM ?? ? ? ?(Nm) 回轉最大起動力矩和最大制動力矩還要受動載系數的限制。回轉時工作裝置的動載系數不應超過 。 作用在轉臺上的最大起動力矩 SM 一般小于最大制動力矩，其比值隨制動方式而異。對于純液壓制動： 黑龍江東方學院本科畢業設計 18 39。20 39。( 1 . 4 9 ~ 1 . 6 4 )BSM PPC M p p?? ? ?? 式中： p 油馬達起動壓力（ 2/kg cm ） 39。P 油馬達制動壓力（ 2/kg cm ） 0 1 2 3? ? ? ?? ? ? ， 其中 1? 表示回轉支承效率； 2? 表示減速器效率； 3? 表示油馬達機械效率。當采用高速油馬達時取 0?? ； 當采用低速大扭矩馬達時取0?? 。 為了縮短循環時間，改善起動和制動性能，希望 C =1~。 取 ? ，則 5040 45821 .1Bs MM C? ? ?(Nm) 故可根據以上計算，并取回轉轉臺回轉速度為 12r/min，回轉減速機為 GFB17T2 1000，定量馬達為 A2FE，即連接類型為 56/61 WNZL，馬達轉速為 5000r/min,排量為。 生產率計算 生產率是挖掘機 主要技術經濟指標之一，它表示在單位時間內挖出并卸到運土車輛或棄土堆的實方體積。通常以每小時挖多少立方米或噸為單位，也有用臺班或晝夜挖出的實方體積來表示。 （ 1）理論生產率 理論生產率是指一臺挖掘機在 “計算條件 ”下連續工作一小時的生產率。計算條件可取為： 司機的操作 熟練程度，技術水平； 選擇最經常出現的工作條件和平均工作尺寸； 運輸工具或棄土堆與挖掘機之間的相互位置，運輸工具的選擇，配合； 理論生產率按下式計算： 00360060 qQ qn T??（ 3/mh） 式中 q鏟斗的幾何容量（ 3m ）； 0n 每分鐘工作循環次數理論值 ； T每一工作循環的延續時間（ s）； 黑龍江東方學院本科畢業設計 19 （ 2)技術生產率 技術生產率是指機械在 “給定條件 ”下連續工作一小時所能或得的最大生產率。 “給定條件 ”與 “計算條件 ”的差別用 TK ， ZK ， SK 三個系數表示，計算公式如下： 336006 0 ( / )Z T ZTT SSK K KqQ q n m hK T K? ? ? ? 式中： Tn 在 “給定條件 ”下每分鐘的最大可能工作循環次數； TK 在 “給定條件 ”下每分鐘工作循環次數與在 “計算條件 ”下每分鐘工作循環次數之比值； ZK 鏟斗內所裝土壤的體積與鏟斗幾何容積之比； SK 土壤松散系數 ； （ 3）實際生產率 實際生產率是指機械在一段工作時間內所得到的實際平均生產率。計算平均生產率時要考慮兩個系數，即 機械利用系數 1k 和司機操作影響系數 2k 。 1k 按施工定額確定， 2k按司機操作熟練程度而定，一般取 2 ~ ? 。 312( / )pTQ Q k k m h? ? ? 生產率的計算，得考慮眾多因素，并且和操作者的技能有關，雖然目前不能得到準確的數值，但作為一項技術經濟指標 ，應該是我們設計工作者值得考慮的問題，本設計可以參考同類機型詹陽 JYL80 挖掘機 【 16】 。 液壓油缸的相關計算和選擇 液壓油缸的選擇依據 如何從現有國產液壓缸四大系列若干種規格中，選用所需要的液壓缸，應綜合考慮以下兩個方面： （ 1）應從占用空間的大小、重量、剛度、成本和密封性等方面，比較各種液壓缸的缸筒、缸蓋、缸底、活塞、活塞桿等零部件的結構形式、各零部件的連接方式、密封結構、排氣和緩沖裝置等。 （ 2）應根據負載特性和運動方式綜合考慮液壓缸的安裝方式，使液壓缸只受運動方向的負載而不受徑向負載 。液壓缸的安裝方式有法蘭型、銷軸型、耳環型、拉桿型等安裝方式，在選定時，應使液壓缸不受復合力的作用并應考慮易找正性、剛度、成本和可維護性等。綜合考慮液壓缸的結構和安裝方式后，即可確定所需液壓缸的規格。 黑龍江東方學院本科畢業設計 20 液壓缸由缸筒、活塞、活塞桿、端蓋和密封件等主要部件構成。液壓缸可作成缸筒固定活塞桿運動形式和活塞桿固定缸筒運動形式。本設計所采用的是缸筒固定活塞桿運動形式。為滿足各種機械的不同用途，液壓缸種類繁多，其分類根據結構作用特點，活塞桿形式、用途和安裝支撐形式來確定。按供油方式可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只往缸 的一側輸入壓力油，活塞僅作單向運動，靠外力使活塞桿返回。雙作用缸則分別向缸的兩側輸入壓力油，活塞的正反向運動均靠液壓力來完成。由《液壓氣動系統設計手冊》得知，工程液壓缸為雙作用單活塞桿液壓缸，安裝方式多采用耳環型，所以本液壓系統選用雙作用單活塞桿液壓缸。 液壓執行元件實質上是一種能量轉換裝置，液壓缸把輸入液體的液壓能轉換成活塞直線移動或葉片回轉擺動的機械能予以輸出。所謂輸入的液壓能是指輸入工作液體所具有的流量 Q 和液力 P，輸出的機械能對活塞桿缸是指葉片軸擺動時所具有的速度 V 和扭矩 M。這些所有參數都是靠工作容積 的變化來實現的，所以說，液壓缸也是一種容積式的執行元件，它具有容積液壓元件的共性 【 17】 。 液壓油缸的相關計算及選擇 圖 油缸 為了方便計算，畫出液壓油缸的簡單示意圖： 當無桿腔為工作腔時， cmFApAp ??? 2211 有桿腔為工作腔時， 2 2 1 1 cmFp A p A ??? 式中： v vppD d黑龍江東方學院本科畢業設計 21 1p 液壓缸的工作壓力； 2p 液壓缸的回油腔工作壓力； 21 4DA ?? 液壓缸無桿腔的有效面積； 222 1 ()4A D d??? 液壓缸有桿腔的有效面積； D 液壓缸內徑或活塞直徑； d 活塞桿直徑； cmF? 液壓缸的最大工作壓力； F 液壓缸的最大外負載； cm? 液壓缸的機械效率，一般取 ~。 用以上公式確定液壓缸尺寸時，需要先選取回油腔壓力，