轮式装载机工作液压系统的设计

1、毕业设计说明书中文摘要毕业设计说明书中文摘要 轮式装载机工作液压系统的设计摘 要 我设计的是 5T 重轮式装载机的工作液压机构（参照 ZL50 型轮式装载机） 。 首先分析的是装载机的发展状况及其发展前景，装载机是一种应用甚为广泛的工程机械，对于它的研究越来越专业化，应用也是越来越广泛，正是由于装载机在国民经济的各个部门发挥的重要作用。所以，有必要对装载机的设计坐进一步的研究，从而进行了这次设计。通常，按使用场合的不同，分成露天用装载机和井下用装载机；按行走系统的不同，分成轮式装载机于履带式装载机。由于装载机的品种较多，不能各个介绍，本次毕业设计主要完成的是露天轮式装载机工作液压机构的设计。装

2、载机的设计可以主要的分成以下几个部分； 1) 总体参数的选择和总体布置，合理的选择机型，性能参数，整机尺寸及总成的结构形式，并进行合理的布置。 2) 零件的工艺分析，使设计与加工联系起来，不仅要考虑设计的科学性，合理性，也要适当的考虑实际加工的难易程度。因为设计的目的就是能使其应用与生产领域，在满足加工要求的前提下,尽量节约生产成本和提高生产效率。3) 工作装置液压系统设计，工作装置液压系统在了解整体结构后进行，装载机内部空间有限，所以设计时要合理布局。.通过这次设计，我学到了很多知识。很感谢这一段时间以来给我帮助的老师和同学们。谢谢！关键词：轮式装载机；液压系统； 毕业设计说明书英文摘要毕业

3、设计说明书英文摘要Wheeled car loaderAbstractThis graduation project, I design the 5T heavy wheeled car loader charging gear (refer to the ZL50 wheeled car loader). First analyzes is the car loader development condition and the prospects for development, the car loader is one kind of application really for th

4、e widespread project machinery, regarding its research more and more specialized, the application also is more and more widespread, is precisely because the car loader displays in national economy each department vital role.Therefore, it is necessary to sit the further research to the car loader des

5、ign, thus has carried on this design.Usually, according to the use situation difference, divides into open-air uses the car loader with the car loader and the mine shaft; According to the undercarriage system difference, divides into the wheeled car loader in the marching car loader.Because the car

6、loader variety are many, cannot each introduction, this graduation project mainly complete is the open-air wheeled car loader design.The car loader design may main divide into following several parts; 1) The overall parameter choice and the general arrangement, the car loader system design is accord

7、ing to its main use, the work condition and the production situation, the reasonable choice type, the performance parameter, the complete machine size and the unit structural style, and carries on the reasonable arrangement.2) The components craft analysis, causes the design and the processing relat

8、es, not only must consider the design the scientific nature, the rationality, also wants the difficulty degree which the suitable consideration processes actually.Because designs the goal is can cause its application and the realm of production, in satisfies the processing request under the premise,

9、 saves the production cost and the enhancement production efficiency as far as possible.3) The work installment hydraulic system design, the work installment hydraulic system after completes the charging gear design to carry on, the car loader internal space is limited, therefore time design wants t

10、he reasonable layout.The above is the overall and the work installment design primary coverage, through this design, I has learned very many knowledge.Has thanked this period of time since very much teacher and schoolmates who helps for me.Thanks! KEY WORD WHEELED CAR LOADER; HYDRAULIC SYSTEM;目目 录录绪

11、论- 1 -1 装载机的发展状况及发展前景- 1 -目前我国轮式装载机的概况- 1 -国外装载机的发展动态- 2 -装载机的发展历史及前景- 3 -2 轮式装载机装载液压机构的技术任务书- 4 -2.1 概述工况- 4 -2.2 技术要求- 4 -3 液压系统的设计和计算- 6 -初选系统的工作压力- 6 -液压系统原理图- 7 -液压缸的设计和计算- 7 -转斗油缸作用力的确定- 7 -活塞- 9 -活塞杆- 10 -缸筒- 11 -活塞杆的校核- 16 -卡环连接的计算- 17 -活塞杆的导向套- 18 -油口- 18 -密封件、防尘圈- 19 -转斗油缸与机架铰接处销轴的校核- 19 -

12、动臂举升油缸的设计和计算- 19 -动臂举升油缸作用力的确定- 19 -活塞- 20 -活塞杆校核- 21 -缸筒- 22 -活塞杆的校核- 25 -卡环连接的计算- 26 -焊接缸筒的计算- 27 -活塞杆的导向套- 27 -密封件、防尘圈- 28 -举升油缸与机架铰接处销轴的校核- 28 -泵的选用- 28 -油箱的设计- 29 -油箱容量的计算- 29 -液位计的选用- 29 -过滤器的选用- 30 -管道及管接头的选择- 32 -联轴器的选用计算- 33 -液压油的选用- 34 -4 标准化审核报告- 34 -产品图样的审查- 34 -产品技术文件的审查- 35 -4.3 标准件的使用

13、情况- 35 -审查结论- 35 -总 结- 36 -参考文献- 37 -致 谢- 38 -装载机工作液压机构设计装载机工作液压机构设计绪论绪论装载机是一种常用的铲土运输机械，广泛应用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山及国防工程中。其对加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本等都发挥着重要的作用。因此，近年来，装载机在国内外均得到了迅猛的发展，已成为工程机械的主导产品之一。一台装载机的设计是否成功，首先是从能否满足使用要求，好造、好用、好修，具备较高的作业生产率和较低的使用成本来衡量的。这体现在设计工作中，就是应当使装载机具有较完善的技术经济性能与指标以及先进的部件结构方案

14、。1 装载机的发展状况及发展前景装载机的发展状况及发展前景目前我国轮式装载机的概况 在我国工程机械行业中，轮式装载机的发展比较晚，是从 60 年代中期才发展起来的。但是由于轮式装载机的机动，灵活，高效，应用十分广泛，因此发展十分迅速。到目前为止，在我国七大类的工程机械中，装载机的产量，销量，销售收入，利润等主要的经济技术指标都是最高的。根据 1997 年全国 213 家工程机械企业统计年报，当年工程机械全行业共完成销售收入 163.6 亿元，而装载机行业就占了 46.85 亿元，接近全行业的三分之一。比占第二为的叉车行业（销售收入为 19.59 亿元）高出近 1.5倍。因此，轮式装载机行业在我

15、国工程机械行业中，占有举足轻重的地位。6.1 立方米，功率 13W290W。国外装载机的发展动态轮式装载机由于有用途广、作业生产率高、机动性好、短距离铲运土石方时作业成本，低等优点，因此随着建筑、水利、采矿等大型工程发展的需要，在国外出现了不断设计制造新型的大功率、大斗容量轮式装载机的趋向。例如，美国国际收割机公司设计的 580 型装载机，功率达 1075 马力，斗容量为，又如美国克拉克公司设计的675 型装载机，功率达 1316 马力，斗容量为。随着装载机的大型化，相应地在动力、传动系统、转向系统、制动系统、行走系统和工作装置等各个方面也有了相应的发展。1. 动力装置：目前占主导地位的仍然是

16、以柴油机为动力，并普遍采用涡轮增压。为了适应大功率装载机设计的需要，675 型装载机采取将两台飞轮马力为 658 马力的柴油机并联使用。此外，则出现了采用柴油机发电机电动机的动力驱动系统。在美国有些公司还正在研制采用燃气轮机作为大型装载机的动力。2. 传动系统；由于液力机械传动系统具有质量小、适应作业要求的性能好、操作方便等优点因而仍是普遍采用的结构型式。液力机械传动系统的变矩器，采用单级三元件的结构的居多。此外，双涡轮变矩器由于制动工况变矩比大，而且双祸轮的工作情况相当于两个排场可以减少动力换档变速器的排档数，简化传动系结构，所以至今仍在很多型号装载机上获得采用。近年来国外在研制新型号装载机

17、工作中，比较注意解决发动机功率在作业过程中的合理分配与利用问题。3. 转向系统：普遍采用液压助力转向系统，并发展了全液压转向的设计方案。例如，双管路系统与采用流量放大分配阀的方案等。这些新方案的特点是有较好的转向性能，简化了转向系部件在装载机上的布置，并能使转向操作系统实现高度标准化。4. 制动系统：大型装载机在制动时要吸收大量的能量，这些能量大部分在制动器中转化为热能而散失掉。因此，对大型装载机的制动器设计，摩擦热的消散，摩擦材料的磨损，成为必须很好解决的突出问题。钳盘式制动器虽然具有良好的散热就与制动性能，摩擦材料也有足够的寿命，当由于受结构布置的限制，制动容量不能过大。5. 行走系统：由

18、于轮胎在装载机的生产成本和使用成本中占有很大比重，因此，国外对改进轮胎的结构，提高轮胎的使用寿命，进行了许多研究工作。6工作装置：由于反转连杆机构的结构形式，在铲斗铲装时有较大的挖掘力，因此在一些新型的装载机上得到了广泛的采用。 装载机的发展历史及前景装载机开始制造是在 80 多年前，最早期的装载机，是在的农用拖拉机的前部装上铲斗而成，自身带有动力的装载机，是在 1920 年出现的，其铲斗的举升和下落是用钢绳来操纵的。1939 年出现了比较先进的轮胎式装载机，在 40 年代，装载机得到了更大的发展。司机从其后部移到前部，从而增加了司机的视野；发动机移到其后部，以增加装载机的稳定性；为了工作可靠

19、和安全，而用柴油发动机代替了汽油发动机，1944年开始用液压代替钢绳的控制铲斗。1950 年出现了第一台带有液力变矩器的轮胎式装载机，液力变矩器对装载机的发展又决定性的作用，它始装载机能够很平稳的插入物料堆，防止发动机由于插入阻力增大而熄火。1960 年出现了第一台铰接式装载机，这使得装载机的转向性能大大改善，并增加了它的机动性和纵向稳定性。由于液力变矩器和铰接转向装置等技术革新，当前装载机正迅速的向大型发展。通过工作机构尺寸的增加和结构的改进，进一步增加生产能力。装载机的工作方式也从单纯的装载机作业发展到可以铲掘和刮平。 工程机械在它的一百多年的发展历程中，经历了三次飞跃和更新换代。内燃机的

20、出现引发了传动革命，50 年代出现的液体传动引发了传动革命，现在正在进行操纵和控制的革命。要使工程机械高效节能，就要对发动机，传动系统和工装系统进行控制，合理分配功率，使其处于最佳工况；为了减轻司机劳动强度和改善操纵性能，需要采用自动控制，实现省力化和自动化；要完成高技能作业，就需要工作装置的智能化；为了提高安全性需要安全控制，进行运行状态检测，故障自动报警；新建社领域的扩展，为避免人到无法接近的场所和环境十分恶劣的地方去作业，需要采用远距离操作和无人驾驶，这一切说明了工程机械当前的主要问题是操纵和控制。今后装载机发展的大趋势是：稳定中吨位机，提高其操作性，减轻司机操作强度，从而提高生产率；小

21、型装载机则向静液方向发展，提高舒适性，环保和总体效能，向多功能，多工作装置的高效益努力；对大型机则将借鉴国外先进技术，发展合作生产来满足。 总的来说，未来装载机的发展方向是：将扩大电子计算机的应用，研制计算机管理系统及驾驶员辅助操作系统，普及故障诊断系统；利用电子对抗技术消除或降低噪声，改变单一吸声材料密封等限制噪声传播的降噪方法:选用经济节油的发动机，改善尾气排放，减少环境污染;研制出更加可靠灵敏的传感元件和控制元件的机电一体化系统，由集成电路逻辑向机电一体化发展；发展计算机管理系统。2 轮式装载机装载工作液压系统的技术任务书轮式装载机装载工作液压系统的技术任务书2.1 概述工况 轮式装载机

22、是一种铲、运、卸一体化的自行式设备，它的工作过程由六中工况组成。 1插入工况 动臂下放，铲斗放置于地面，斗尖触地，斗底板与地面呈30倾角，开动装载机，铲斗借助机器的牵引力插入料堆。50 2铲装工况 铲斗插入料堆后，转动铲斗铲取物料，待铲斗口翻至近似水平为止。 3重载运输工况 铲斗铲装满物料后举升动臂，将铲斗举升至运输位置（即铲斗斗低离地高度不小于机器的最小允许离地间隙） ，然后驱动机器驶向卸载点。 4举升工况 保持转斗油缸长度不变，操作举升油缸，将动臂升至上限位置，准备卸载。 5卸载工况 在卸载点，在举升工况下操作转斗油缸翻转铲斗，向运输车辆中卸载，铲斗物料卸尽后下放动臂，使铲斗恢复至运输位置

23、。 6空载运输工况 卸载结束后，装载机再由卸载点空载返回装载点。2.2 技术要求液压工作系统首先要满足使用要求，好造、好用、好修、具有较高的作业生产率和较低的使用成本来衡量的。由于液力机械传动系统具有质量小、适应作业要求的性能好、操作方便等优点。在设计中要在满足工作要求的条件下尽可能使用标准件，以使成本更低更利于维修。选择适当的压力和流量进行参数设计。采用管式联接，结构紧凑，体积小而且要以压力损失小，震动和噪音小为目的。步骤如下： 设计新的液压系统，首先要仔细查明机器对液压系统究竟有哪些要求，要与用户或主机厂共同讨论，力求定量地掌握这些技术要求，作为设计的出发点和依据。需要掌握的技术要求可能有

24、： 1机器的特性 (1)用途及工作目的。 (2)功能、性能及负载特性 负载种类(恒定负载、变化负载及冲击负载)及大小；运动方式(直线运动、旋转运动、摆动)及运动量(位移、速度、加速度)，惯性力，摩擦力(静摩擦、动摩擦、粘性摩擦)，动作特性、动作时间，精度(定位精度、跟踪精度、同步精度)。 (3)结构 机构、与被驱动部分的连接条件、安装上的限制条件等。 (4)驱动方式 原动机的种类(电动机、内燃机等)、容量(功率、转速、转矩)、稳定性。(5)控制方式 操作方式(手动、自动)、信号处理方式(继电器、逻辑电路、可编程控制器、微计算机)。(6)循环时间 系统中各种执行器的动作顺序、动作时间的相互关系。

25、2使用条件 (1)工作时间。 (2)设置场所(室内、室外)。 (3)设置环境 环境温度、湿度(高温、寒带、热带)，粉尘种类和浓度(防护、净化等)，腐蚀性气体(所用元件的结构、材质、表面处理、涂覆等)，易爆气体(防爆措施)，机械振动(机械强度、耐振结构)，噪声限制(降低噪声措施)。 (4)维护条件 维护程度与周期，维护人员的技术水平；维护空间、作业性、互换性。 3适用标准、法规 4安全性、可靠性 (1)用户在安全性方面有无特殊要求。 (2)明确保用期、保用条件。 5经济性 不能只考虑投资费用，还要考虑能源消耗、维护保养等运行费用。3 液压系统的设计和计算液压系统的设计和计算 液压传统的系统的主要

26、参数是压力和流量，它们是设计液压系统、选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。液压泵站由液压泵、油箱和各种辅件等组成。该泵站设计采用旁置式液压泵站，通常采用管式联接，调试和维修方便，结构紧凑，体积小，重量轻，外观美观，而且压力损失小，消除了因接头引起的泄漏、震动和噪声。泵站通过变速箱输出轴驱动齿轮油泵转动，将机械能转换为液压能，再通过多路换向阀将压力能分配到液压执行机构，完成装 载机工作装置的各种功能。压力的选择要根据载荷的大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间，经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行

27、元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不经济；反之压力选的太高，对泵 缸 阀等元件的材质 密封 制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。具体选择可考虑表 1 和表 2表 3-1 按载荷选择工作压力载荷/KN50工作压力/MPa，应进行稳定性校核。mmL1915d10图 3 活塞杆稳定性校核 摘自轮式装载机设计 1，若受力 F1完全在轴上，按下式计算： 1(1)(1)EEabMPaGPaE2 .971 440.04964dId2m4610987.11mI 612210KBE IFK LNKNFK285.692 1/KKFFnKNKNF5 .4611符合条件其中活塞杆弯

28、曲失稳临界压缩力，kFN安全系数，通常去 1.52kn液压缸安装及导向系数，取K2 . 1K实际弹性模数1E材料组织缺陷系数，钢材一般取a12/1a活塞杆截面不均匀系数，一般取b13/1b 材料的弹性模数，钢材EMPaGPaE210活塞杆横截面惯性矩，I4m活塞杆材料屈服极限，SMPa3 卡环连接的计算 卡环材料为 45 钢，卡环的强度按如下公式计算：MPas550卡环的切应力 LpD41MPa4 .18式中 油缸工作压力（） ；pMPa 卡环连接的轴径（） ；1m 卡环厚度（）Lm卡环连接轴径为， mmD901mmL30故卡环强度条件满足。3 活塞杆的导向套 活塞杆导向套装在液压缸的有杆侧端

29、盖内，用以对活塞杆进行导向。内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。导向套的典型结构型式有轴套式和端盖式两种。根据实际工况，采用端盖式导向套，导向套的材料 35 钢。导向套内孔与活塞杆外圆的配合采用 H8/h7。导向套外圆与内孔的同轴度公差定为 ，圆度和圆柱度公差不大于直径公差的 1/2。导向套滑动面的长度，在缸筒大于 80mm 时，A=（） 取 A5 .O0 . 1DmmA1203 油口 油口包括油口孔和油口连接螺纹。液压缸的进、出油口可布置在端盖或缸筒上。图 4 油口结构图油口结构如图 4 查表 4 得： 表 3-4 油口的结构缸内径 DECEEmin法兰规格EE0EAED矩形法兰EE0EA

30、EB63 80M272161515M81313100 125M332202020M8191916MPa 中型系列160200M422252525M102525可知液压缸油口连接螺纹定为 M422。3 密封件、防尘圈根据液压缸类型和尺寸，选取活塞密封件为 Yx 型密封圈，活塞杆密封件 0 型密封圈。防尘圈选用 A 型防尘圈。转斗油缸与机架铰接处销轴的校核根据设计和作图所得，N（为举升油缸的作用力，经计算得112160382dPFbF=426077N） ，mm, mm，所以mm，mm。则bF90L 130L 237.5L 50d MPa12571WPLW销轴材料为 40Cr， MPa，许用应力，一

31、般取，取，800S Sn1.2 2n 1.2n 则 MPa。 615故，该销轴满足强度要求。3.4 动臂举升油缸的设计和计算3 动臂举升油缸作用力的确定利用动臂油缸提升动臂以铲取物料，铲斗绕动臂支点A作圆弧转动，除需克服垂直铲起阻力外，尚需克服较大水平阻力。一般设计时，仍假定动臂油缸作用力仅克服最大掘起阻力 N 图 5 举升油缸受力分析图 摘自轮式装载机设计取0AM687LLGNLSgH每只动臂油缸受力为HbSKmF21式中 工作装置自重力；估取gG15000gG 动臂油缸数； m2m 考虑连杆机构的摩擦损失系数，取 2K25. 12K2故得 HSN577416 bFN360885举升液压缸用

32、于举升和下放动臂，完成铲掘和卸载。负载状况：中型负载，行程大小： 770mm，动作要求：较快速行进和退回等。3 活塞活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，故它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。活塞直径D应与缸筒内径一致。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的滑动配合表面；间隙过大，则会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。24bbFFPAm D 式中 -油缸的工作压力，取 PMPaP1616PMPa油缸的机械效率，主要考虑密封处的摩擦损失，=0.850.99，平均取m0.95 95. 0m 4dFDpmmmD174查表

33、3，又考虑到液压缸的行程为 670 左右，故选取缸径： mmD180根据实际工作情况，采用组合式活塞，活塞和活塞杆采用卡环型连接，密封结构采用 O 型密封圈和 Yx 型密封圈。有导向环。选用 35 钢为活塞材料。活塞宽度一般为活塞外径的 0.51.0 倍，则取活塞宽度为： 190 xmm活塞外径配合采用 f9，外径对内孔的同轴度公差定为，端面与轴线的垂直度公差为/100mm，外表面的圆度和圆柱度不大于外径公差的 1/2。3 活塞杆校核活塞杆是液压缸传递力的重要零件，它承受拉力、压力、弯曲力和振动冲击等多种作用力，必须有足够强度和刚度。此杆体用实心杆。考虑到杆与摇臂的连接方式，故杆外端选用铰销型

34、。查表四。由于，故选取为： MPaP16对于双作用单边活塞杆液压缸，其活塞杆直径 d 根据往复运动速比（即面积比）来确定： ,按标准选取 1dDmmmd101mmd100由工程液压缸的技术规格，又可得：最大行程 4000mm， NF4071501推力 407150N，拉力 281490N。 NF2814902选用 45 钢作为活塞杆材料，调质处理，表面镀 Gr 20-30m。要求对活塞杆进行淬火，淬火深度。并可查得 35 钢的机械性能参数： bMPa740s 。MPa3455%18活塞杆要在导向套中滑动，采用 H8/h7 配合。圆度和圆柱度公差不大于直径公差的 1/2。安装活塞的轴颈与外圆的同

35、轴度公差要求不大于，为了保证活塞杆外圆与活塞外圆的同轴度，以避免活塞与缸筒、活塞杆与导向套的卡滞现象。安装活塞的轴肩端面与活塞杆轴线的垂直度公差定位/100mm，以保证活塞安装不产生倾斜。活塞的外圆粗糙度Ram，以利于表面形成油膜。为了提高耐磨性和防锈性，对活塞杆表面进行镀 Gr处理，并进行抛光和磨削加工。（1）活塞杆的强度计算：活塞杆在稳定工况下，只受轴向推力或拉力，可以近似地用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式计算： 62104pFdMPaMPa97.45满足条件其中 活塞杆作用力，FN 活塞杆直径，Dm 材料的许用应力. ， =35，取则 pbpnn3nMPap7 .246活塞杆的螺纹和

36、退刀槽等结构往往是活塞杆上的危险截面，此处的合成应力应满足： 满足条件2221.8apFdMPaMPaa5 .244其中 活塞杆拉力，N2F 危险截面直径，取2dmmmd5623 缸筒 （1）流量的计算活塞的运动速度为单位时间内压力油推动活塞移动的距离。根据工况，速度 v 定为： min/2 . 4/07. 0msmv实际上，活塞在行程两端各有一个加、减速阶段，此速度值为最高速度。流量为单位时间内油液通过油缸有效截面的体积。 VQtmin/L由于 310VAtL则 23104QvAD vmin/L 107Qmin/L由于此单活塞液压缸采用弹性密封材料，故取液压缸容积效率： 1v当活塞杆伸出时：

37、 23104vQD v107QQ当活塞杆缩回时，取6.7/vm s 223()104vQDdvmin/118LQ 其中 液压缸内径， Dm 活塞杆直径，Dm（2）缸筒材料的选择采用前端盖螺纹连接缸筒，缸底与缸筒焊接。优点：结构较简单；易加工；易装卸。缺点：重量较大，外径较大。一般要求缸筒材料有足够的强度和冲击韧性，以及良好的焊接性能，故选用 35 钢作缸筒材料，机械预加工后再调质，=640MPa， =295MPa， =22%。 。缸筒毛坯普遍采用退火的冷拔或热轧无缝钢管，由于国内市场上5已有内孔精珩磨或内孔精加工，只需按所要求的长度切割 35 钢无缝钢管。（3）对缸筒的要求1，有足够的强度，能

38、长期承受工作压力及短期动态压力而不致永久变形。 2，有足够的刚度，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的变形。总之，缸筒是液压缸的主要零件，它与缸盖、缸底、油口等零件构成密封的容腔，用以容纳压力油液，同时它还是活塞的运动“轨道” 。设计液压缸缸筒时，应该正确确定各部分的尺寸，保证液压缸有足够的输出力、运动速度和有效行程，同时还必须具有一定的强度，能足以承受液压力、负载力和意外的冲击

39、力；缸筒的内表面应具有合适的配合公差等级、表面粗糙度和形位公差等级，以保证液压缸的密封性、运动平稳性和耐用性。（4）缸筒外径的计算缸筒壁厚 为：012cc其中缸筒材料强度要求的最小值，m缸筒外径公差余量，1cm腐蚀余量，2cm关于 0的值，按下列情况分别计算：一般可用薄壁缸筒的实用计算式： max02ppDmmm25.110 bpnMPap128其中 n安全系数，通常取 5可知此时 0/D=0.062510d，应进行稳定性校核。 1，若受力 F1完全在轴上，按下式计算： 1(1)(1)EEabMPaGPaE2 .971 440.04964dId4m46109 . 4mI 612210KBE I

40、FK LNKNFK3 .551 1/KKFFnKNKNF5 .3671符合条件其中活塞杆弯曲失稳临界压缩力，KFN 安全系数，通常去kn5 . 12 液压缸安装及导向系数，取K2 . 1K 实际弹性模数1E 材料组织缺陷系数，钢材一般取a12/1a活塞杆截面不均匀系数，一般取b13/1b 材料的弹性模数，钢材EMPaGPaE210 活塞杆横截面惯性矩，I4m活塞杆材料屈服极限，sMPa3 卡环连接的计算 卡环材料为 45 钢，卡环的强度按如下公式计算：MPas550卡环的切应力 LpD41MPa4 .14式中 油缸工作压力（） ；pMPa 卡环连接的轴径（） ；1Dm 卡环厚度（）Lm 卡环连

41、接轴径为 ，mmD701mmL25 故卡环强度条件满足。3 焊接缸筒的计算缸筒与缸盖（包括法兰）焊接时，焊缝应力 (MPa)按下式计算：22114bFnDd式中 缸内最大推力（） ；FN 缸筒外径（） ；1Dm 焊缝底径（） ；1dm 焊接效率，取；7 . 0 焊条材料抗拉强度（)，取等于缸筒材料抗拉强度为 320bMPab；MPa 安全系数，取 2。n则 满足强度要求 MPa2563 活塞杆的导向套根据实际工况，采用端盖式加导向套，导向套的材料用 35 钢。导向套内孔与活塞杆外圆的配合采用 H8/h7。导向套外圆与内孔的同轴度公差定为 ，圆度和圆柱度公差不大于直径公差的 1/2。导向套滑动面

42、的长度 A，在缸筒大于 80mm 时， 取 DA15 . 0mmA903.4.9 密封件、防尘圈根据液压缸类型和尺寸，选取活塞密封件为 Yx 型密封圈，活塞杆密封件 0 型密封圈。防尘圈选用 A 型防尘圈。举升油缸与机架铰接处销轴的校核根据设计和作图所得，N（为举升油缸的作用力，经计算得11180442.52bPFbF=360885N） ，mm, mm，mm，所以mm，mm。则bF100L 130L 80a 2120L 60d MPa12586WPLW销轴材料为 40Cr， MPa，许用应力，一般取，取，800S Sn1.2 2n 1.2n 则 MPa。 615故，该销轴满足强度要求。3.5

43、泵的选用泵的基本参数是压力、流量、转速、效率。泵的流量应稍大于液压马达和液压缸流量之和，考虑到油路中的各种流量损失，一般留有 15%的裕度。装载机工作装置液压系统多采用齿轮泵，其压力等级为中高压，所采用压力范围一般为 10 至 16 MPa。油泵的流量应保证实现油缸的最大运动速度。装载机作业时，转斗和动臂一般并不同时动作，故可选取转斗油缸和举升油缸的大者，并考虑到系统损漏量，确定油泵额定流量。在液压缸设计部分中，已知举升油缸的流量最大，为 236L/min。故选用 CBG125 型齿轮泵。CBG125 型齿轮泵的主要技术参数为：排量：125 ML/r额定压力：16 MPa最高压力：20 MPa

44、额定转速：2000 r/min最高转速：2500 r/min容积效率：91%总效率：85%驱动功率：73.4 KW重量：39.5 kgCBG125 型齿轮泵的外形如下图图 6 泵外形图3.6 油箱的设计任何液压系统都不可少的部分，用以储存液压传动的工作介质，邮箱中的液压油经液压泵增压后供应给液压系统，在液压系统中完成工作后的油液又返回油箱。3 油箱容量的计算油箱除具备储存必须的油量外，还应有液压回路中的有全部回到油箱时不溢出的预备空间，即油箱油面高度最高不超过油箱的 80%，最低使进口滤油器不吸入空气。而油箱的有效容积一般为为泵流量的 35 倍。行走机械、有冷却装置的机械，油箱的容量选小值；而

45、固定设备、没有冷却装置靠油箱散热设备选大值。根据系统的压力概略如下：低压系统，V =（24）Q；中压系统，V =（45）Q；高压系统，V =（57）Q；工程机械（行走机械） ，V2）Q，Q 为液压泵的流量。已知泵的排量为 250L/min，所以油箱工作容量为 300L。3.7 液位计的选用液位计通常为带有温度计的结构，液位计一般设在油箱外壁上面，并近靠注油口，以便注油时观测液面。液位计的下刻线至少应比吸油过滤器或吸油管口高出 75mm，以防止吸入空气。液位计的上刻度线对应着油箱的容量。液位计与油箱的连接处有密封措施。对于油温有严格要求的液压装置，可采用传感式液位计温度计，其温度计计是利用灵敏度

46、很高的双金属片的热胀冷缩原理来测量油温的。YWZ 系列的液位温度计是油箱，润滑装置，冷却装置，和齿轮传动箱上的必备附件，它可以指示液位及液温的高低。根据油箱容量选择。YWZ-150 型液位温度计图 7 YWZ-150 液位计3.8 过滤器的选用选择过滤器的依据是：过滤精度、通油能力、工作压力、允许压降、过滤器的类型等。过滤器的类型是指它在系统中的安装位置不同，有吸油过滤器、压力油过滤器、回油过滤器、通气过滤器等。2 倍以上系统总流量 min/236LQ 选过滤器的通油能力为min/3505 . 1236Lq本设计选用吸油过滤器和回油过滤器的型号如下所述：（1）吸油过滤器WU 型网式过滤器在液压

47、泵站中，泵的吸油口应该设置一个粗滤油器。网式过滤器一般安装在液压泵吸油管端部，起保护泵的作用，具有结构简单，通油能力大，阻力小，易清洗等优点。缺点过滤精度低。1）技术规格由流量和过滤精度（10m）选的吸油过滤器的技术规格为：WU-400180FWU-400180F 型吸油过滤器主要参数过滤精度：180m压力损失为0.01MPa，流量：400L/min通径：65mm联接形式：螺纹联接。2）外形如下图图 8 吸油过滤器（2）回油过滤器在油路的回油口设置一个回油滤油器，降低油液污染程度1)技术规格由流量和过滤精度（5m）选的回油过滤器的技术规格为：ZU-A40010S型号说明:ZU纸质过滤器A压力：

48、16MPa400流量（L/min）10过滤精度，这里我们选过滤精度为 10m（精过滤）S带发信号装置ZU-A40010S 型回油过滤器主要参数通径：168mm流量为 400 L/min压力：16 MPa压降为0.12MPa。2） 、外形如下图 图 9 回油过滤器3.9 管道及管接头的选择（1）泵站及流量较大的管路可以使用硬管，硬管内径可按下式计算：mmvQd7 .3863. 4管道内径 mmd通过管道的最大流量 L/minQ管道内液流允许流速 m/s，通常=5m/sVV则 mmd36 管子壁厚的计算： 管子壁厚可用公式得到 mmpd28. 510602401016266取整式中 -工作压力p

49、-管子内径d-许用应力 （2）管接头的选择图 10 螺母联结管接头在选择管接头的原则是，必须使它具有足够的通流能力和较小的压力损失，同时做到装卸方便，联结牢固，密封可靠，外形紧凑。软管接头处选用快换接头，根据机械手册查表 20857 选用公称流量 63L/min,软管内径为 36mm，工作压力为 16MPa 的A 型快换接头。钢管管道接头采用螺纹联结接，螺纹尺寸是 M221.5。3.10 联轴器的选用计算在选用标准联轴器或已有推荐的系列尺寸的联轴器型号时，一般都是以联轴器所需传递的计算转矩小于所选联轴器的许用转矩或标准联轴器的公称转矩为原则。CT TnT由于不考虑其性能，通常73.295509

50、550350.52000pTNmn式中 理论转矩CTNm 、分别为驱动功率（kW）和转速（r/min） 。Pn=CTtZWKKTKKNm2 .5291151. 1198根据泵输入轴直径,由手册查得,选得的联轴器为:LM6 梅花联轴器主要性能参数为:公称转矩 =710NmnT许用转速 =6100r/minpn轴孔直径 (H7)=30mmd轴孔长度: =82mm(Y 型)E2m重量:Y 型轴孔 A 型键槽: =12mm b =8mm h =50mm (GB/T1096-2003)l3.11 液压油的选用液压系统中的工作油液具有双重作用，一是作为传递能量的介质，二是作为润滑剂润滑运动零件的工作表面，因此油液的性能会直接影响液压传动的性能：如工作的可靠性，灵敏性，工况的稳定性，系统的效率及零件的寿命等。选择液压油首先要考虑的是粘度的问题。在一定条件下，选用的油液粘度太高或太低，都会影响系统的正常工作。粘度高的油液流动时产生的阻力较大，克服阻力所消耗的功率较大，而此功率损耗又将转换成热量使油温上升。粘度太低，会使泄漏量加大，使系统的容积效率下降。一般液压系统的油液粘度在 40=（1060）106m2/S之间，更高粘度的油液应用较少。此外，还要综合考虑其它因素，装