重型自卸车防侧翻的结构设计

1、山东科技大学学士学位论文I山东科技大学学士学位论文摘 要目前使用的重型自卸车由于载重量大，工作路况的复杂，加之所载矿砂的粘度、湿度较大，在车厢举倾时，矿砂经常不能完全从车厢中流出，使车厢重心发生偏移。当在有一定坡度的路面上卸货时，自卸车便可能发生侧翻。为了解决这个问题,本课题首先通过分析明确自卸车发生侧翻的前提条件，然后在车厢下底盘后横梁上固定一对由液压系统控制的支腿。当车厢举倾之前，此液压系统开始工作，通过液压缸推动支腿支承地面，防止自卸车侧翻。根据工作要求计算出支腿的支撑力以及相关性能参数，选择液压缸、液压泵、单向阀、溢流阀、调速阀、电磁换向阀等液压元件，完成支撑系统的液压原理图，并画出支

2、撑系统与自卸车的装配图。为了使结构简单，减少系统泄漏，提高稳定性。本设计中采用集成块，将各阀集成在一个油路板上。关键词：重型自卸车；侧翻；液压系统II山东科技大学学士学位论文AbstractThe heavy type dumper is over weight vehicle. It often runs on the complicated road surface. Because its freight such as silt, ore is sticky, the freight can not be dumped completely when the carriage is l

3、ifted. The remainder is glued to the carriage, so the gravity center of carriage will have an offset. When the dumper dumps freight on the certain slope road surface, the carriage will be likely to roll. For solving this problem, the roll precondition is analyzed firstly in this subject matter, then

4、 a pair of landing legs controlled by hydraulic system is fixed in the rear cross beam of chassis mainframe. This hydraulic system begins to wok before the carriage is lifted, then hydraulic cylinder drives landing legs to support road surface to protect rolling. According to its request, the holdin

5、g power of landing legs can be calculated, then hydraulic cylinder, hydraulic pump, check valve, speed control valve and magnetic exchange valve and so on also can be choosed, and that hydraulic schematic diagram of support system and assembly diagram of support system and dumper can be accomplished

6、.In order to make structure simple, decrease leak, improve stabilization, integrated package is adopted in this design. Sorts of valves can be integrated in an oil road package.Keywords： Heavy type dumper; Roll; Hydraulic systemIII山东科技大学学士学位论文目 录摘 要 ········&#

7、183;·············· I Abstract ····················· III 1 引言 ··········

8、3;············ 1 2 总体设计计算 ··················· 32.1 计算分析 ···············

9、;········ 32.1.1 总体分析计算 ······················ 32.1.2 设计计算 ···············&

10、#183;········ 72.2 本章小结 ······················· 7 3 拟定方案 ··············

11、3;······ 93.1 方案设计 ······················· 93.1.1 执行液压缸的基本要求 ···············

12、3;·· 93.1.2 原理图设计 ······················· 93.2 本章小结 ····················

13、83;·· 11 4 液压缸的尺寸计算 ················ 124.1 缸筒材料的选择 ···················· 124.1.1 缸筒材料的选择 ···

14、3;················· 124.1.2 缸筒的设计要求 ····················· 124.2 液压缸的计算 ······

15、83;·············· 134.3 液压缸最小导向长度的确定 ··············· 184.4 活塞杆弯曲稳定性校核 ··············&

16、#183;·· 194.5 密封圈的选择 ····················· 20 IV山东科技大学学士学位论文4.6 本章小结 ···················&#

17、183;··· 22 5 液压元件的选择 ·················· 235.1 液压泵的选择 ····················· 235.2 液压阀件的选择 &

18、#183;··················· 245.2.1 单向阀的选择 ······················ 245.2.2 电磁换向阀的选择 ··

19、83;················· 265.2.3 调速阀的选择 ······················ 275.2.4 溢流阀的选择 ·····&

20、#183;················ 285.3过滤器的选择及计算 ·················· 295.4 油箱组件的设计及选择 ········· 错误

21、！未定义书签。5.5 系统油液温升的验算及冷却 ··············· 315.6 液压管路的尺寸选择 ·················· 335.7 本章小结 ········&

22、#183;·············· 35 6 液压油路板的结构与设计 ············· 366.1 油路板的设计 ·················

23、;···· 366.2 本章小结 ······················· 38 结 论 ···················

24、83;··· 39 参 考 文 献 ···················· 41 致 谢 ·······················

25、42 附 录 ······················· 43V山东科技大学学士学位论文1 引言随着中国经济的飞速发展，机械、建筑等行业持续升温，同时对交通运输行业的要求越来越高,要求运输效率更高、运输速度更快、运输成本更低。在此形势之下，重型自卸车由于载重量大，受到用户的一致青睐。因此近几年重型自卸车发展速度较快，尤其是在矿山冶金等行业，重型自卸车的市场占有率更

26、是居高不下。但随着重型自卸车使用得越来越多，一些问题也逐渐暴露出来。首先是侧翻问题。由于在设计过程中过于追求大载重量，致使车厢往往设计过大，使得超载问题常常发生。以斯太尔王为例，其中一款额定载重量为16吨，但据实际了解在使用过程中可超载接近20吨。由于超载严重，安全问题屡见不鲜。其中在卸货过程中重型自卸车发生侧翻的情况屡有发生。重型自卸车载重量大，自卸地的路况复杂，往往是在恶劣的矿山等场地作业，路面崎岖不平或存在斜坡。加之所装载的货物，以矿砂为例，粘度、湿度较大，运输过程中又由于颠簸而被压实。在卸货车厢举倾时，矿砂有时不能完全地均匀地从车厢中全部流出，可能发生一侧矿砂滑落而另一部分矿砂粘结在车

27、厢的另一侧。这样车厢重心将发生偏移。当道路有一定坡度时，自卸车便会发生侧翻。为了解决这一生产运输过程中实际存在的问题，需要设计一套液压系统。有几种选择方案：一种是在车厢的底部安装液压马达，在车厢举升时由液压驱动产生冲击车厢的运动，从而使其产生振动，粉碎矿砂与车厢的粘结，使矿砂顺利滑落；第二种方案是在车厢内侧前端加装一个推板，在车厢举升到一定角度时时利用液压系统通过一个伸缩式液压缸推动推板使矿砂加速滑落，避免在举升至最高点时由于矿砂的粘结使自卸车重心偏移，发生侧翻事故；第三种方案是在车厢底侧后部加装一起重用支腿，在卸货 1山东科技大学学士学位论文时伸出支撑于地面，支撑汽车，防止侧翻事故。本设计采

28、用的是第三种方案。具体步骤是：首先通过计算分析，明确自卸车发生侧翻的前提条件，搞清楚是设计还是使用导致侧翻；然后分析选择整个液压系统的最大工作压力，并从支腿的受力开始，计算出液压缸各级缸径、筒壁厚以及活塞杆的直径，对照手册选择合适的数据，从而确定下液压缸的基本尺寸；由液压缸的流量选择其他液压元件-液压泵、换向阀、单向阀、溢流阀、调速阀以及过滤器、油管及其接头等元件。2山东科技大学学士学位论文2 总体设计计算2.1 计算分析2.1.1 总体分析计算底盘车架的高度、副车架、车厢副纵梁、中间垫块、货箱等参数决定了自卸车的中心高度，其中副车架、车厢副纵梁、中间垫块的累加高度一般为480550mm ,再

29、加上高篮板货箱内高一般在20002200mm之间。自卸车的重心较一般的载货车要高。下面以中国重汽斯太尔王自卸车(底盘型号ZZ3312N2566)为样车进行计算分析。底盘整备质量W1=9800 kg簧上总质量W2=60000 kg底盘质心高度H1=800 mm上装质心高度H2=2385 mm整车质心高度H=? (待求量)轮距B=1800 mm外轮中心距B1=1939 mm板簧中心距b=1006 mm板簧刚度K=200 kg/mm(1) 静止状态整车为刚性时的侧翻计算静止状态整车为刚性时侧翻状态如图2.1所示。在不考虑悬架及轮胎弹性变形的情况下，即将整车视为“刚性汽车”的模型。根据有关资料可知，一

30、般重型汽车在侧翻时尚未发生侧滑，此时的侧翻计算较为简单，将 3山东科技大学学士学位论文有关参数代入相关公式1既可算出整车重心：图2.1 静止状态整车为刚性时侧翻示意图H=H1W1+H2W2W1+W28009800+238560000 9800+60000=2162mmB11939=2H22162=24.2tg=式中为横向斜坡角度。(2) 静止状态考虑悬架因素的侧翻计算静止状态考虑悬架因素侧翻状态如图2.2所示。当整车停在横向角度为的斜坡上时。由于重力分力的作用,使得左、右悬架受力不均,产生的弹性变形也不一样,从而使得上装围绕上装的侧倾中心O1偏转一个角度,此时的整车力矩平衡近似方程1为4山东科

31、技大学学士学位论文Wcos(B2-h)=sinWH （2.1）图2.2 静止状态考虑悬架因素侧翻示意图上装围绕侧倾中心O1的旋转，是由于在上装重力分力的作用下，围绕O1点产生一个转矩M，从而使得一侧的板簧受压，另一侧的板簧受拉，因此，钢板弹簧刚度的大小对整车的侧翻角度是有影响的，转矩M与的近似方程1为 M2b= (2.2) K2将具体数据带入方程（2.1）（2.2）得=12.95° =24.13°W2h1 其中: M=sin由此可以看出，若考虑悬架的影响，上装及货物为60吨时，在12.95的斜坡上就可能导致侧翻。5山东科技大学学士学位论文(3) 静止状态上装举升20时考虑悬

32、架因素的侧翻计算静止状态上装举升20时考虑悬架因素的侧翻状态如图2.3所示。自卸车一 般在举升卸货时发生侧翻事故较多，下面就一举胜20时，由于货箱重心的抬高，计算发生侧翻的坡度。按照一般细沙的安息角45，举升20时，货箱及货物中心高度可经过计算得出，为3048 mm 。图2.3 静止状态上装举升20时考虑悬架因素侧翻示意图此时，整车的重心高度为H=H1W1+H2W2W1+W2'''=8009800+304842840=2629.5mm 9800+42840将有关的参数带入方程（1）（2）得2629.5tg=969.5-1962 (2.3) =1.549sin (2.4)

33、 由方程（2.3）（2.4）得=14.23° =21.8°6山东科技大学学士学位论文整车在严重超载的情况下，侧向稳定角大大减小。本车在超载100%时侧向稳定角仅为12.95。而举升20时，稳定角仅为14.23，若再考虑轮胎的弹性变形的影响，侧向稳定角实际上要小于14.23。2.1.2 设计计算利用力矩平衡方程可得到支腿的外伸跨距最小值a5为a=LWW+W1其中：a-支腿支撑中心与汽车中心线的距离；L-转移重心到汽车中心线的距离；。 W-剩余货物的质量（按照最危险情况计算，应取最大值）a=76660000=658.5mm 60000+9800考虑路面不平带来的影响以及车轮的干

34、涉，加大其取值。a取值935 mm 。支腿压力计算：应按最危险的工况考虑，即随车其中运输车的大部分车轮被支撑液压缸定起，整车成为三点支撑状态，设载荷平均分配在三个支撑点上，则每个支腿上所承受的支撑载荷F5有：F=G698009.8=228013.3(N) 33根据F和液压系统工作压力P（可按中、高压系统选P=816MPa）,即可确定支撑液压缸的缸径。2.2 本章小结这一章主要进行了侧翻的计算分析，对三种不同情况的验算，以及对选择方案的初步计算。第一种只考虑了地面坡度对自卸车重心的影响，第 7山东科技大学学士学位论文二种考虑了坡度与悬架变形对自卸车重心的影响，第三种综合考虑了在卸货过程中地面坡度

35、，悬架变形对自卸车重心的影响。8山东科技大学学士学位论文3 拟定方案3.1 方案设计3.1.1 执行液压缸的基本要求（1）尽量缩短缸筒在初始位置时的长度，使其不能与车轮相干涉。（2）液压缸顶出时间大约为t1=10s。（3）液压缸行程s=0.5m。（4）收缩时间t2可以稍大于顶出时间，在此不做确切要求。3.1.2 原理图设计选定执行元件、油源类型、调速方案、液压基本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些辅助油路，并对回路进行归并和整理，就可将液压回路合成为液压系统。系统合成时，应考虑以下几个问题：（1）这个系统能否实现要求的各项功能？是否要进行补充和修正？（2）有无多余或重复的元件和油路可以去掉

36、或合并？（3）各液压回路之间是否会产生干扰？（4）系统会不会产生液压冲击？有没有防止液压冲击的措施？（5）控制油路是否可靠？（6）系统测压点的分布是否合理、正确？测压点应设在：液压泵的出口、溢流阀的入口油路上；减压阀或增压器的出口由路上；顺序阀或背压阀的入口油路上；压力继电器或过滤器的前油路上；液压执行元件的进、出油口处。（7）系统是否有工作介质的净化装置？（8）系统工作的可靠性如何？对可靠性要求特别高的系统，需设置备用元件或回路。9山东科技大学学士学位论文(9) 系统是否需要设置冷却、加热装置？对于本设计方案，液压原理图的设计如下：（1）由设计要求和已知参数，可以分析使用双作用式收缩缸较合适

37、，这样可以节省空间，增加活塞的行程。1（2）液压缸顶出时速度均匀，使用调速阀控制速度。（3）要求液压缸在车厢举倾到20º时才开始工作，这样用一行程阀控制液压缸换向阀转换。（4）液压缸收缩时与车厢回落同时运动，用同一回路控制推液压缸与举倾缸的收缩运动。（5）原理图如图3.1：图3-1 原理图1- 油箱 2过滤器 3、7溢流阀 4液压泵 5、6单向阀 10山东科技大学学士学位论文8双作用伸缩式液压缸 9调速阀 10、13行程开关 11三位四通电磁换向阀 12二位三通电磁换向阀工作过程：当车厢向上举倾到一定位置（大约20°左右）时，行程开关10接通闭合，电磁铁1AY通电使电磁换向

38、阀11工作在左位：进油路：油箱1过滤器2液压泵4单向阀6电磁换向阀11调速阀9液压缸下腔回油路：液压缸上腔电磁换向阀11单向阀5油箱1当液压缸伸出到工作行程终点时，行程开关13接通闭合，电磁铁3AY通电，使电磁换向阀12工作在左位，对系统进行卸荷：油路：油箱1过滤器2液压泵4电磁换向阀12油箱1按下换向按纽，接通电磁铁2AY，同时电磁铁1AY、3AY断电，使电磁换向阀11工作在右位，液压缸回程：进油路：油箱1过滤器2液压泵4单向阀6电磁换向阀11液压缸上腔回油路：液压缸下腔调速阀9电磁换向阀11单向阀5油箱1 当液压缸收缩到终点时，压力升高，由溢流阀7进行卸荷。溢流阀3起安全阀作用，限制系统最

39、高压力。3.2 本章小结这一章，主要是对采用的液压缸的设计原理的阐述，及原理图的绘制。对液压油路系统,进行了完善,增加了一个可以对油箱的温度进行控制的二级电磁换向阀, 并带有稳压装置和支撑保护装置。11山东科技大学学士学位论文4 液压缸的尺寸计算4.1 缸筒材料的选择4.1.1 缸筒材料的选择选择缸筒材料时应注意以下几个方面：（1）一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒还要求有良好的焊接性能。根据液压缸的参数、用途和毛坯的来源等可选用以下材料2535,25CrMo,35CrMo,38CrMoAl,ZG200-400,ZG230-450,1Cr18Ni9,ZL105,5A03,5A06,Z

40、CuAl10Fe3,ZCuAl10Fe3Mn2等。（2）缸筒毛坯：普遍采用退火的冷拨或热扎无缝钢管，国内市场上已有内孔经珩磨或内孔精加工，只需按所要求的长度切割无缝钢管，材料有20,35,45,27SiMn 。（3）对于工作温度低于-50°C的液压缸筒，必须用35，45号钢，且要调质处理。（4）与端盖焊接的缸筒，使用35号缸，机械预加工后再调质。不与其他零件焊接的缸筒，使用调质的45号钢。缸筒的材料选用45号钢。4.1.2 缸筒的设计要求在液压系统中，根据液压缸的工作环境，对缸筒有严格的要求：（1）有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不致产生永久变形。（2）有足够

41、的刚度，能承受活塞侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲。（3）内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨 12山东科技大学学士学位论文损少，尺寸公差等级和形位公差等级足以保证活塞密封件的密封性。（4）需要焊接的缸筒还要求有良好的可焊性，以便在焊上法兰或管接头后不至于产生裂纹或过大变形。4.2 液压缸的计算设计液压缸时，要在分析液压系统工作情况的基础上，根据液压缸在机构中所要完成的任务来选择液压缸的结构形式，然后安负载、运动要求、最大行程等确定主要尺寸，进行强度、稳定性验算，最后进行具体的结构设计。（1）应注意的问题1) 尽量使活塞杆在受拉力状态下承受最大负载，或在受压状态下活塞感

42、应具有良好的纵向稳定性。2) 液压缸各部分的结构尽可能按推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽量做到结构简单、紧凑，加工、装配和维修方便。3) 考虑液压缸行程终端处的制动和液压缸的排气问题。4) 正确确定液压缸的安装和固定方式。考虑液压缸的热变形，它只能一端定位。（2）求内径D推力为F，液压缸内径为D，截面积为S，取最高压力p=16MPa 因为运用两个液压缸1 F'=pScm=pD2cm 413山东科技大学学士学位论文表4.1 液压缸内径尺寸系列注：圆括号内的尺寸为非优先选用尺寸。（摘自GB/T23481993） （mm）查表 取D=160mm(3) 活塞筒壁厚验算（按薄壁筒计算）在中、

43、低压液压系统中，缸筒壁厚往往有结构工艺要求决定，在高压系统中，必须进行强度的校核。本设计中缸筒材料使用45号钢，相关数据查表得：b=610MPa s=360MPap=bn=610=122MPa 5其中: b-钢筒材料的抗拉强度 s-钢筒材料的屈服强度14山东科技大学学士学位论文p-钢筒材料的许用应力n安全系数，通常 n=5当缸的额定压力p16MPa时缸筒内的最高压力pmax=1.5p=1.516=24MPa 因为缸筒壁为薄壁，所以壁厚可按下式进行校核 0>pmaxD24160=15.74mm 2p2122取0=16mm所以液压缸外径D1=D+20=160+216=192mm 对最终采用的

44、缸筒壁厚应作以下四方面的验算：1）额定工作压力Pn应低于一定极限值，以保证工作安全。2）额定工作压力Pn也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生。缸筒发生塑性变形的压力Prl2.3slgD1192=2.3360lg65.56MPa D160(0.350.42)Prl=(0.350.42)65.56(22.9527.54)MPa 16MPa<(22.9527.54)MPa15山东科技大学学士学位论文Pn(0.350.42)Prl成立3）须验算缸筒径向变形D应处在允许范围内DPrD1+D2D=(+)ED12-D2160111.091922+1602=(+0.3) 2.06

45、10111922-1602=50436.610-11m2其中: Pr缸筒耐压试验压力Pr=2.3blgD1192=2.3610lg111.09MPa D160E 缸筒材爆裂压力（4）第一级活塞杆的计算选用45号钢，P=16MPa，取速比=2 d1=D-12-1=160113.15mm 2表4.2 液压缸活塞杆外径尺寸系列16山东科技大学学士学位论文取d1=125mm校核活塞杆直径 =F10-64d2228013.310-6=18.59MPa 3.14(0.125)24材料的许用应力 p=400MPa（对调质中碳钢） 18.59MPa<400MPa<p 合适（5）缸筒底部厚度缸筒底部

46、结构如图4.1所示。缸筒底部为平面时，其厚度1可以按照四周嵌住的圆盘强度公式进行近似计算（参阅图2.1）。 17山东科技大学学士学位论文图4.1 缸底示意图式中： P=0.4331601625.09mm 1221 缸筒底部厚度（mm）D 缸底内径（mm）P 液压缸的额定压力（MPa）p 缸筒底部材料的许用应力(MPa)取1=10mm 。4.3 液压缸最小导向长度的确定导向长度过短将使缸因配合间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸的工作性能和稳定性，因此设计必须保证缸有一定的最小导向长度。一般缸18山东科技大学学士学位论文的最小导向长度应满足：取H1=100mm；活塞宽度B=(0.61.0)DB1=

47、0.8160=128mm取B1=130mm；为了保证最小导向长度，过多地增加导向长度和活塞宽度是不合适的，较好的办法是在导向套和活塞之间装一中隔圈。4.4 活塞杆弯曲稳定性校核活塞杆受轴向压缩负载时，它所能承受的轴向力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载FK，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。FK的值与活塞杆材料性质、截面形状，直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。稳定性依下式进行：Fnk=24Fknk， 其中：安全系数一般取Fk= 2E1I106K2LB22.061051.8105MPa11(1+)(1+)121319 EE1=(1+a)(1+b)山东科技大学学士学位论文其中

48、：I=d464=3.14(0.160)4=0.049(0.160)464材料组织缺导向 LB=0.5；K=2Fk=2E1I106Fk56991201=14247800Nnk4 F/=228013.3N<14247800N 稳定性符合要求4.5 密封圈的选择除间隙密封外，密封都是利用密封件使偶合面间的间隙控制在工作介质能通过的最小间隙之下。该最小间隙取决于工作介质的压力、粘度、分子量等。常用的密封圈有以下几种形式：(1) O形密封圈O形密封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，主要材料氟橡胶，主要用于静密封和往复运动密封。O形密封圈与其他密封圈相比，具有以下优点： 20山东科技大学学士学位论文结构小

49、巧，装拆方便；静、动密封均可用；动摩擦阻力比较小；使用单件O形密封圈，可对两个方向起密封作用；价格低廉等。(2) Y形密封圈Y形密封圈的截面为Y形，是一种典型的唇形密封圈。Y形密封圈广泛应用于往复动密封装置中，其寿命高于O形密封圈。Y形密封圈的特点是：密封性能可靠；摩擦阻力小，运动平稳；耐压性好，适用压力广泛；结构简单，价格低廉；安装方便等。使用。对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把赃物带入液压缸，使油液 21山东科技大学学士学位论文受污染，使密封件磨损，因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一段。4.6 本章小结本章主要是对液压缸及其部件的计算，以及液压缸元件的选择和最

50、后的校核。缸筒的材料选用45号钢，与端盖焊接的缸筒，使用35号缸，机械预加工后再调质，液压缸内径为D=160mm,活塞筒壁厚0=16mm,活塞杆直径d1=125mm,缸筒底部厚度1=10mm,密封圈选择O形圈和V形圈。22山东科技大学学士学位论文5 液压元件的选择5.1 液压泵的选择（1）液压泵的工作压力（2）液压泵流量计算取CBF-F型齿轮泵技术参数:表5.1 技术规格外形尺寸如图5.1所示：（CBFF50100） 23山东科技大学学士学位论文表5.2 外形尺寸（CBFF50100）对照产品样本可选用CBFF90/20外啮合单级齿轮泵，额定转速为2000r/min ,容积效率为0.93，泵的

51、额定流量为167.4L/min ，排量为90mL/r ,额定压力为20Mpa ，满足以上要求。5.2 液压阀件的选择5.2.1 单向阀的选择单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向流动。在普通单向阀中，通油方向的阻力尽可能的小，而不通油方向应具有良好的密封。另外，单向阀的动作要灵敏，工作是不应有撞击和噪声。单向阀弹簧的刚度一般选的都比较小，使阀的正向开启压力仅需要0.030.05Mpa 。 24山东科技大学学士学位论文单向阀的性能参数主要有：正向最小开启压力、正向流动时的压力损失以及反向泄漏量等。这些参数都和阀的结构和制造质量有关。单向阀经常被安装在液压泵的出口，可以防止系统压力冲击

52、对泵的影响，另外，泵不工作时可以防止系统油液经泵倒流回油箱。单向阀还可用来分隔油路防止干扰。在选择单向阀时应根据经过单向阀的流量来选择型号。该液压系统中选用25山东科技大学学士学位论文5.2.2 电磁换向阀的选择电磁换向阀借助于电磁铁吸力推动阀心动作来改变液流流向。电磁阀的电磁铁按电源的不同，分为交流型、直流型、交流本整形；按电磁铁内部是否有又浸入，又分为干式、湿式、油浸式。交流电磁铁使用方便，起动力大，吸合、释放快，但工作是冲击和噪声较大，为避免线圈过热，换向频率不能超过60次/min，起动电流大，在阀心被卡时会烧毁线圈，工作寿命仅数百万次至一千万次以内。直流电磁铁体积小，工作可靠；冲击小，

53、允许换向频率为120次/min,最高可达300次/min；使用寿命高达两千万次以上，但起动力比较流电磁铁小，并且需要直流电源。干式电磁铁为避免油液浸入电磁铁，在推杆的外周上装有密封圈，但密封圈的摩擦力影响电磁铁的换向可靠性。交流本整形电磁铁自身带有整流器，可以直接使用交流电源，又具有直流电磁铁的性能。湿式电磁铁具有吸合声小、散热快、可靠性好、效率高、寿命长等优点，正逐步取代传统干式电磁铁。油浸式电磁铁的铁心和线圈浸在油液中工作，因此散热快、换向更平稳可靠、效率更高、寿命更长。但结构复杂，造价较高。电磁换向阀配有强吸力、高性能的湿式电磁铁，具有高压、大流量、压力损失低等特点。无冲击型可以将换向时

54、的噪声和配管的振动抑制到很小。表5.3 技术参数26山东科技大学学士学位论文选用：G24 EIY H-B 32-H Z 。5.2.3 调速阀的选择组成。QA型系列单向调速阀由Q型系列调速阀和单向元件组成，它们工作可靠，性能稳定，具有结构紧凑等优点。在液压系统中能调节和稳定 27山东科技大学学士学位论文油路流量，使执行元件得到较稳定的工作速度。因它们有压力补偿装置，所以流经阀的流量不随负载压力变化而变化，系统调节刚度大。单向调速阀反向流动时，油流经单向阀自由流出，以减少压力损失。因此，选择Q-H32型调速阀。5阀才打开，对系统起过载保护作用，而平时溢流阀是关闭的。3) 作背压阀。溢流阀装在系统的

55、回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。4) 用先导式溢流阀对系统实现远程调压使系统卸荷，本设计系统中，作溢流阀使用，也有安全阀作用。（3）溢流阀的选择溢流阀的选择为：1）在油泵出口处的溢流阀（作调压用）：YFB8H其中：YF 直动式溢流阀B 板式8 直动式溢流阀通径代号32通径32mmB（前）板式B (后)工作压力0.57Mpa28山东科技大学学士学位论文流量250L/min表5.6 技术参数(1) 过滤器的功用过滤器的功用是过滤混在油液中的杂质，把油液中杂质颗粒大小控制在能保证液压系统正常工作的范围内。过滤器按滤心材料的过滤机制来分，油表面型、深度型、吸附型。(2) 过滤

56、器的选择 1) 选择 2) 3) 4)5) 示或报警；6) 滤芯清洗和更换方便。 (3) 过滤器的安装29山东科技大学学士学位论文过滤器根据液压系统的不同要求，可以安装在不同的位置上。1) 粗过滤器一般安装在液压泵的吸油管路上，用以保证液压泵免遭较大颗粒杂质的直接伤害；2) 供油回路由于过滤器在高压下工作，因此要求过滤器要有一定的强度，过滤器的最大压力降不大于0.35Mpa ，过滤器的通油能力应不小于压油管路的最大流量；3) 安装在液压泵的压油管路上，用于保护液压泵以外的液压元件；4) 安装5)6)7) 油管路上,不断净化系统中的油液；8) 安装在支油路上。故过滤器可选为：ZU-H25020B

57、P其中：ZU-纸质过滤器H-32MPa250额定流量250L/min20过滤精度20um，消散热量；30山东科技大学学士学位论文2) 为防止油液被污染，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封；3) 为了利于散热和便于对油箱进行搬移和维护保养，箱底离地至少应在150mm以上；4) 油箱中如果要安装热交换器，必须考虑好它的安装位置，以及测温、控制等措施；5) 油箱内壁应涂有耐防腐涂料。6) 油箱的形状一般采用矩形，而容量大于2m3的油箱采用圆筒形结构比较合理，设备质量轻。（3）油箱的容量及计算：油箱的有效容量一般为泵每分钟流量的37倍。对于行走机械冷却效果布置在端盖式缸筒上。M33 2。5.5 系统油液

58、温升的验算及冷却（1）系统油液温升验算10液压系统的各种能量损失都将转化为热量，使系统工作温度升高，从而产生一系列不利影响。系统中的发热功率主要来自于液压泵、液压执行元件、溢流阀等的功率损失。管路的功率损失一般较少，通常可以不计。系统在工作中绝大部分时间是处在工作阶段，所以可按工作状态来计算温升。31山东科技大学学士学位论文(2)(3)(4)(5)(6)(7)冷却器的选择液压系统中用的较多是强制对流式冷却器，在水管外部流动的油液的行进路线因隔板的上下布置变得迂回曲折，从而增加了热交换效果。这种冷却器的冷却效果较好。翅片管式冷却器是在冷却水管的外表面上装了许多横向或纵向的散热翅片，大大扩大了散热

59、面积和增强了热交换效果。液压系统也可以用风冷却，其中翅片式风冷却器结构紧凑、体积小、强度高、效果好。在要求较高的装置上，可以采用冷媒式冷却器。它是利用冷媒介质在压缩集中绝热压缩后进入散热器散热，蒸发器吸热的原理，带走油中的热量。基本要求：冷却器除通过管道散热面积直接吸收油液中的热量以外，还使油液流动出现紊流，通过破坏边界层来增加油液的传动系数：1) 有足够的散热面积；2) 散热3)4) 、体积小、重量轻。选择依据：1) 油液进入冷却器时的温度、流量、压力和需要冷却器带走的热量； 32山东科技大学学士学位论文2) 环境温度、冷却水温度和水质；3) 主机的布置、冷却器的位置及其可占用的空间；4)

60、冷却器的寿命取决于水质腐蚀情况和管束等材料。根据以上要求选择水冷多管式冷却器。其特点为：水从管内流过，油从筒体内管间流过，中间折板使油流折流，并采用双程或四程流动，强化冷却效果。散热效果好，传热系数可达350580W/(m2.k)。5.6 液压管路的尺寸选择（1）管子的选择管件包括管道和管接头，它的主要功用是连接液压或气动元件和输送流体。对它的主要要求是：有足够的强度，密封性好，压力损失小，拆装方便。在液压传动中常用的管子有钢管、铜管、橡胶软管以及尼龙管，必须按其安装位置、工作条件、工作压力来正确选用。软管是用于联接两个相对运动部件之间的管路，分高、低压两种。高压软管是以钢丝编织式钢丝缠绕为骨

61、架的橡胶软管，用于压力油路；低压软管是以麻线或棉线编织体为骨取v=4m/s,软管内径1Q6v1166.296 =646.929cmA=A=R233山东科技大学学士学位论文R=A（2）管（3）好。软管接头是用于液压橡胶软管与其他管路相连接的街头。橡胶软管总成的两端有接头芯、接头外套和接头螺母等组成。有的橡胶软管总成只要改变接头芯的形式，就可与扩口式、卡套式或焊接式管接头连接使用；还有的橡胶软管总成只要改变两端配套使用的街头，就可选择细牙普通螺纹（M）、圆柱管螺纹（G）、锥管螺纹（R）、圆锥管螺纹（NPT）或焊接接头等多种连接。按接头芯、接头外套和橡胶软管装配方式不同，又可分成扣压式和可拆式两种。

62、扣压式接头在专用设备上扣压，蜜蜂可靠、结构紧凑、外径尺寸小。可拆式接头连接简易，容易更换橡胶软管，但密封和质量难以保证。适用于以油、水、气为介质的与钢丝编织软管相连的液压软管接头。介质温度：油 -3080 ；空气 -3050 ；水80以下。接头型式可分为A型、B型、C型三种：A型接头可与扩口式接头连接使用；B型接头可与卡套式管接头连接使用；C型接头可与焊接式管接头连接使用。图5.7 管路连接示意图液压软管的选择： a 公称内径为32mmb 公称内径为32mmc 公称内径为32mm34山东科技大学学士学位论文液压管接头的选择:5.7 本章小结这一章，主要是对液压元件的选择，包括各种阀类，过滤器，

63、油箱，油管，及管路的计算选择。齿轮泵选用CBFF90/20外啮合单级齿轮泵；单向阀选35山东科技大学学士学位论文6 液压油路板的结构与设计6.1 油路板的设计通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。管式元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，占用空间也越大，维修、保养和拆装越困难。因此，管式元件一般用于结构简单的系统。（1）35 铸铁来制造，要求材料致密，无缩孔疏松等缺陷。液压油路板的结构如图6.1所示，液压油路板正面用螺钉固定液压元件，36山东科技大学学士学位论文图6.1 液压油路板总装图1-单向阀2-三位四通电磁换向阀3-调速阀4

64、-油路板 5-溢流阀（2）液压油路板的设计1) 分析液压系统，确定液压油路板数目简单液压系统的元件不多，要求液压油路板上的布局紧凑，尽量把元件都装在一块板上。但液压系统较复杂时，由于液压元件较多，应避免液压油路板上孔道过长，给加工制造带来困难，所以板的外形尺寸一般不大于400 mm ，板压元件及各油口位置的尺寸，依照轮廓线剪下来，便是液压元件样板。若产品样本与实物有出入，则以实物为准。37山东科技大学学士学位论文若产品样本中的液压元件配有底板，则样板可按底板所提供的尺寸来制做。若没有底板，则要注意，有的样本中提供的是元件的俯视图，做样板时应把产品样本中的图翻转180度。3) 液压元件的布局绘制

65、液压油路板平面尺寸，把制作好的液压元件样板放在液压油路板上进行布局，此时要注意：液压阀阀芯应处于水平方向，防止阀芯自重影响液压阀的灵敏度，特别是换向阀一定要水平布置；与液压油路板上主液压油路相通的液压元件，其相应油口应尽量沿同一坐标轴线布置，以避免加工孔道；压力表开关布置在最上方，如果需要在液压元件之间布置，则应留足压力表安装的空间；液压元件之间的距离应大于5 mm ，换向阀上的电磁铁、压力阀的先导阀以及压力表等可适当伸到液压油路板的轮廓线外，以减少油路板尺寸。4) 确第三层：距液压油路板正面约100 mm ，距第二层约30 mm ，布置压力油口。因此，液压油路板的总厚度一般为100 mm 。

66、6.2 本章小结这一章，主要是油路板的设计。分析包括了，油路板的布局，及油道的设计制作等等。液压油路板一般用灰铸铁来制造，要求材料致密，无缩孔疏松等缺陷，液压油路板正面用螺钉固定液压元件，Ra 0.8 um 。油路板的设计，应该注意油道与螺栓口的干涉。液压元件之间距离应大于5 mm 。 38山东科技大学学士学位论文结 论随着重型自卸车使用得越来越多，关于自卸车安全的许多问题浮出水面。其中，自卸车侧翻问题就是日常工作中屡有发生的难题。解决重型自卸车侧翻问题的关键是对悬架的保护。此方案采用设计一类似汽车起重机用的支腿，用液压缸推动，通过支撑底盘车架，减少悬架的变形量，使车厢安全的到达矿沙的安息角，

67、不致侧翻。与原来的举升系统共用一油箱，液压泵将油泵入液压缸，中间通过换向阀改变油路的运行 39山东科技大学学士学位论文方向，实现对液压缸的控制。为了减小体积便于安装，液压缸设计为双作用伸缩式液压缸。此次设计采用一套液压系统来解决重型自卸车的侧翻问题。设计总结如下：（1）在原件选择上：齿轮泵的选择综合考虑了功率与流量，选用CBFF90/20外啮合单级齿轮泵；根据经过单向阀的流量来选择单向阀的型号，单向阀选择型号 DF-L32H0.35；电磁换向阀配有强吸力、高性能的湿式电磁铁，具有高压、大流量、压力能；液压油路板背面，注意 (P)(T) (A)(B)各孔的位置。由于个40山东科技大学学士学位论文

68、参 考 文 献1 胡超，张世杰.自卸车侧翻计算与分析.重型汽车，2005，1：1213北建筑工程学院学报,1996,2:1620车,1994,4:17204 徐达，蒋宗贤主编.专用汽车结构与设计.北京：北京理工大学，1998年5 杨培元，朱福元主编.液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，1994年，43476 张利平主编.液压气动系统设计手册.北京：机械工业出版社，1997年6月7 张仁杰主编.液压缸的设计制造和维修.北京：机械工业出版社，1989年8 成大先主编.机械设计手册第四卷.北京：化学工业出版社，2002年，25674541山东科技大学学士学位论文9 李玉琳主编.液压元件与系统设计.北京：北京航空航天大学，1991年10 何存兴主编.液压元件.北京：机械工业出版社，1981年3月11 李绍珍，陈桂英主编.机械制图.北京：机械工业出版社，1998年8月12 矫培山，俞惠芬主编.互换性与技术测量.山