組合式除雪機的結構設計與研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 量為正比關系，即變形量與最大最下工作載荷下的變形量的關系為：工作行程初估彈簧中徑：（三）確定所選的彈簧并給出該彈簧的主要尺寸和參數有了Fs值及初估的彈簧中徑D初，即可由下表42選出所需彈簧并給出其主要尺寸及參數試驗載荷：彈簧中徑：（符合標準系列值，）簧絲直徑：（符合標準系列值，）節距：變形量。 工作圈數：（符合標準系列值，）剛度：表42簧絲直徑d的尺寸系列Table 42 spring silk diameter d size series第一系列123456810121620253035404550607080第二系列7911141822283238425565表43 壓縮彈簧有效圈數n系列Table 43Compress springvalidnseries23456789101516182022252830表44圓截面簧絲螺旋彈簧的中經D的尺寸系列Table 44three circular cross section of the spiral spring spring silk in the size of the D series456789101214161820222528303238424548505255586065707580859095100105110115120125130135140145150160170180190200210220230240250260270280290300（四）由上列尺寸推算所選彈簧的其余尺寸支撐圈數：總圈數：彈簧內徑：彈簧外徑：彈簧自由高度：（其位數必須為1/1/3/4或整數）并壓高度：最小工作載荷下的彈簧高度：最大工作載荷下的彈簧高度：實際工作行程：螺旋升角：表45 標準圓柱螺旋壓縮彈簧的尺寸參數Table45 standard cylindrical helical spring size parameters簧絲直徑d/mm彈簧中徑D/mm節距t/mm試驗載荷/N有效圈數n試驗載荷下的變形量/mm彈簧剛度k/Nmm1最小套筒直徑DT/mm1610011897~640/n12211010815~480/n1321209914~370/n1421309151~291/n1531408498~233/n163150587931~189/n173208029045~3048/n1058527336~2540/n1119025818~2140/n1169524459~1820/n12110023236~1560/n1261103821124~1170/n1365仿形支重輪、液壓系統的設計計算在掃雪作業時，仿形支重輪可承載部分整機的重量，提高拖拉機配套除雪設備工作時的穩定性，當掃雪機的掃雪輥磨損后，可手動改變仿形支重輪的高度，來限定掃雪輥與地面之間的最佳工作距離。如圖51所示，仿形支重輪由固定連接板、u形連接螺栓、地輪支架、橡膠輪等組成。具體設計參數如下表：表51仿形支重輪設計參數Table 51 profiling supporting wheel design parameters輪胎材料輪胎外徑輪胎寬度高度調節范圍起始安裝高度單輪承重橡膠輪胎16寸140mm0～30mm680mm1000kg圖51仿形支重輪設計Fig 51 profiling support wheel液壓系統是指由一定液壓元件組成的能夠完成一些列動作的整體，通常其包括動力元件、執行元件、控制元件和輔助元件等。本文設計的除雪車液壓系統包括齒輪泵的選擇、液壓缸的計算與校核、液壓馬達的選型計算等。齒輪泵的工作壓力與其類型和規格有很大的關系，通常其輸出壓力要在額定壓力范圍內，工程機械的工作壓力通常為泵額定壓力的55%左右。本文初步選取排量為14mL的CCB型號外嚙合齒輪單級齒輪泵。其參數如表52.表52 外嚙合單級齒輪泵的參數Table 52 the meshing single stage of the parameters of the gear pump類別型號排量Q/mL壓力P/MPa轉速n/r容積效率/%額定p最高額定最高外嚙合單級齒輪泵CBB14142000300090 液壓缸的設計計算1）液壓缸內徑D由負載和供液壓力計算液壓缸內徑的公式如下：表53 液壓缸的原始參數Table 53 hydraulic cylinder of original parameters名稱類型數量（個）負載/N運動速度u/cm行程L/mm供液壓力p/MPa升降液壓缸單桿活塞式液壓缸2350052207偏轉液壓缸單桿活塞式液壓缸114000510014（1）對于無桿腔，液壓缸內徑為： 公式44（2）對于有桿腔，液壓缸內徑為 公式452） 活塞桿直徑d對于單桿雙作用液壓缸可根據下式確定，即 公式46式中 φ——速比，可根據表54中推薦值選取。表54 速比推薦值Table 54Remended value ratio壓力p/MPaP1010≤p≤20p≥20速比φ2由于p=14MPa，在10≤p≤20區間。最小導向長度最小導向長度是在活塞桿全部伸出時導向套滑動面中點到活塞中位線的距離H，H的大小影響到液壓缸穩定性和初始撓度。目前對H的計算多采用經驗公式 公式47液壓缸里的活塞寬度B可由下式確定，即B=(~) 活塞導向套滑動面長度A可由下式確定，即A=(~) 將表51的初始參數代入上式可得兩種液壓缸的參數，如下表所示：表55 兩種液壓缸的參數Table55 Two kinds of hydraulic cylinder of parameters名稱液壓缸無桿腔內徑/mm液壓缸有桿腔內徑/mm活塞桿直徑d/mm最小導向長度H/mm活塞寬度B/mm導向套滑動面長度A/mm升降液壓缸偏轉液壓缸3620缸體厚度δ的取值由強度條件決定。當δ/D≤，即式中 ——最高工作應力，為油泵的最高輸出壓力，單位為Pa； []——材料許用應力，[]=，為材料抗拉強度，取40剛作為液壓缸的缸壁材料，為569MPa，n為安全系數，一般n=5。.當δ/=~，按下列校驗強度，即當δ/≥，按壁厚圓筒公式校驗強度，即缸體外徑Dm=D+2δ，然后圓整。升降液壓缸體厚度及外徑校驗 公式48則 ，δ/=，所以 公式49所以 ，缸體外徑Dm=D+2δ=+2*=偏轉液壓缸體厚度及外徑校驗 公式50則 ，δ/=，所以 公式51所以 ，缸體外徑Dm=D+2δ=+2*= 活塞桿直徑強度校驗由于升降液壓桿和偏轉液壓缸均不承受壓負載，所以不需要校驗活塞桿的穩定性，只需要校驗活塞桿直徑強度。活塞桿直徑強度按下式校驗強度，即 公式52式中 ——液壓缸負載，單位為N； []——材料許用應力，[]=，為材料抗拉強度，單位Pa，n為安全系數，一般n=。.升降液壓缸的活塞桿直徑強度校驗已知升降液壓缸所受的總負載為，則每個液壓缸受到的負載為3500N，活塞桿的材料選用40Cr合金鋼，其抗拉強度為900MPa。則公式53對活塞桿直徑強度進行校驗公式54，所以滿足要求。偏轉液壓缸的活塞桿直徑強度校驗已知偏轉液壓缸所受的負載為，活塞桿的材料選用40Cr合金鋼，其抗拉強度為900MPa。則對活塞桿直徑強度進行校驗，所以滿足要求。 缸體螺紋連接校核（1）缸體與端部采用螺紋連接，螺紋拉應力為 公式55切應力τ為 公式56則，合成應力為 公式57式中 ——液壓缸最大推力，A為液壓缸面積。 D——液壓缸內徑，單位為m；——缸體螺紋外徑，單位為m；——螺紋內徑，單位為m，t為螺距；——螺紋預緊系數，=；——螺紋內摩擦因數，；——材料許用應力，為材料屈服極限，n為安全系數，一般n=。升降液壓缸螺紋連接校核升降液壓缸的最大推力:，查國標GB/T73072000，可得缸體螺紋外徑=。液壓缸的端蓋材料用20Cr，屈服極限為540MPa，材料的許用應力[]為[]=公式58將以上數據代入（515）（517）可得=11375647Pa ，τ=21037956Pa，=38173185Pa由于=38173185Pa[]=415384615Pa,所以升降缸體螺紋連接滿足要求。偏轉液壓缸螺紋連接校核偏轉液壓缸的最大推力 公式59，查國標GB/T73072000，可得缸體螺紋外徑=。液壓缸的端蓋材料用40鋼，屈服極限為333MPa，材料的許用應力[]為[]=公式60將以上數據代入（515）（517）可得=22750000Pa ，τ=173239585Pa，=300059764Pa由于=300059764Pa[]=256153846Pa,所以升降缸體螺紋連接滿足要求。為了滿足液壓馬達轉速要求，從裝載機自身的工作泵出發進行核算，已知工作泵的技術參數如表56所示。表56 工作泵參數Table 56 the working parameters of pump公稱排量mlr1額定壓力Mpa最高壓力Mpa額定轉速(rmin1)最高轉速(rmin1)額定功率kw161602025002500表57 滾刷馬達參數Table 57 rolling brush motor parameters排量mlr1額定壓力Mpa最高壓力Mpa額定轉速(rmin1)最高轉速(rmin1)額定轉矩(Nm)最大轉矩(Nm)393202532018～40011281411本章節主要是介紹液壓系統的組成及其工作原理。并對液壓缸進行設計計算。6 總結與展望 總結本文主要針對掃雪輥除雪工作屬具進行研究，結合相關浮雪物理特性，將毛刷片安裝，掃雪機連接機構等做了詳細分析論證。本文的主要研究內容及結論如下：（1）對掃雪機的整機結構采用了新的連接方式，分析了現有的幾種連接方式存在的弊端，以及校園、企業廠區等地區域特有的除雪要求。通過設計多功能組件，充分實現了一機多用的顯著效果，極大的提高了機具的利用率，經濟實用性強。為項目的推廣應用奠定了基礎。（2） 對刷毛所用材料進行了對比說明并最終選取尼龍作為本清雪屬具的刷毛材料。分析了清雪效果的影響因素，主要分為刷毛自身因素和外界環境因素。（3）考慮掃雪輥刷毛安裝及磨損更換問題，采用單個刷片連接，不僅更換方便，還可根據添加或減少刷片隔套來調節刷毛密度。同時考慮當刷毛受地面反作用力或滾刷存在一定安裝角的情況下滾刷轉速n應滿足的條件。同時為了使問題研究更具有普遍適用性，設定滾刷存在一定的安裝角，并分析不同的安裝角度對清掃效果所造成的影響。（4）對滾刷作業時的功率損耗進行了拆分研究，主要分為：滾刷與浮雪相對運動所損耗的功率、滾刷克服路面摩擦所損耗的功率、刷毛彈性變形所損耗的功率、刷毛克服空氣阻力所損耗的功率。分析滾刷與浮雪相對運動所損耗的功率時，將刷毛進行剛性化假設，認為刷毛只與浮雪存在相對運動，不存在壓縮變形。分析了單根刷毛作業時迎雪面積的變化規律、單根刷毛作業時所受到的切向力大小。 展望本文有待繼續研究和改進的地方主要有以下幾個方面：（5）本項目研究過程中主要針對較為松散、粘附力較弱的干雪為作業對象，同時將工況定為路面平整，積雪厚度均勻一致的理想狀態。在這樣的情況下進行研究必然存在一定的局限性，實際工作中路