平地机工作装置液压系统设计
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图1是行业上常见的平地机前轮驱动液压系统原理。
其前轮主要有两种工作模式:
1.1前轮自由轮模式(从动轮工况)
由变量泵1输出压力油经过减压阀6、电磁阀5进入根据马达扭矩公式:
马达的输出扭矩;
马达的排量;
系统的压差;
液压效率。
1-变量泵;2-伺服柱塞缸;3-压力切断阀;4-负荷传感阀;5-电磁阀;
6-减压阀;7-三位四通电液比例换向阀;8-梭阀;
9-内曲线径向柱塞马达;10-电磁溢流阀;11-控制器
图1平地机前轮驱动液压系统原理图
与上述液压原理图相对的电气控制框图如图3所示。
1-左驱动马达;2-右驱动马达;3-左前轮驱动控制阀;4-速度切换阀;右前轮驱动控制阀;6-左驱动泵;7-右驱动泵;8-补油泵;9-单向阀
图2新型前轮驱动液压系统原理图
控制器;11-左前轮转速传感器;12-右前轮转速传感器;
发动机转速传感器;14-后轮转速传感器;
A 口压力传感器;16-左驱动泵
B 口压力传感器;
C 口压力传感器;18-右驱动泵
D 口压力传感器;
19-转向角度传感器;20-档位信号装置;
平地机驱动模式输入装置;Y1、Y2-左驱动泵控制电磁铁;右驱动泵控制电磁铁;Y5-左前轮驱动控制阀电磁铁;右前轮驱动控制阀控制电磁铁;Y7-速度切换阀电磁铁
参考文献:
初长祥,
马文星.工程机械液压与液力传动系统液压卷解决措施
喷涂后涂层厚度大于1mm ,最终涂层厚度要求是,通过对零件变形的分析,笔者决定对零件两端面不进行返修,通过去除涂层余量来释放零件变形。
调整加工路线,增加多道数车工序,每次加工完后将零件分解并小时以上,使零件充分释放去除涂层产生的应力。
图1。
题目:平地机整机及工作装置设计姓名:班级学号:指导教师:摘要平地机的主要用途是大面积平整场地、筑路养路及其多种辅助性工作。
在这些应用场合,它是一种高效率机械。
随着我国经济建设的飞速发展,交通运输任务日益繁重,要求兴建更多的现代化机场和铁路公路网,尤其是高速公路的建设,必将在我国的交通运输中发挥更大的作用。
机场和高速公路对路面的平整精度有很高的要求,这种高精度的大面积平整作业,通常必须使用具有较高生产率和平整精度的平地机。
虽然推土机也有平整场地的作业功能,但是其效率和平整精度却远不如平地机,因此它可称作是平整作业的专用机器。
铲刀是平地机的主要工作装置,铲刀安装在弓形梁架下方牵引架的回转圈上。
回转圈是一个带内齿的大齿圈,它支承在牵引架上,可在回转驱动装置的驱动下绕牵引架转动,从而带动铲刀回转。
平地机的铲刀在空间的运动形式比较复杂,可以完成六个自由度的运动。
本文主要介绍了平地机的工作装置的设计方法,并对蜗杆减速机构和铲刀进行了设计和校核。
关键词:平地机;工作装置;铲刀AbstractGrader are mainly used for large-scale land leveling, road maintenance and various ancillary road construction work. In these applications, it is an efficient machine. With the rapid development of China's economic construction, the increasing volume of traffic transportation task, for the construction of more modern airports and railways, highways network, You Qi is an expressway in the building, it will Zai Zhong of China's transport Fahuigengda role. Airport and highway pavement in the formation of the high accuracy requirements, this high-precision large area of flat work, usually have to use the formation of high productivity and precision of motor graders. Although there are bulldozers leveling the ground and operating functions, but its efficiency and accuracy of Queyuanburu ground leveling machines, so it can be called a smooth operation of the dedicated machine.Grader blade is the main working device, installed in the arched beams blade below the turning circle on the traction frame. Turning circle is a large ring gear with internal teeth, which supports the shelves in traction, may be driven by rotary drive rotating around the tractor to drive the blade rotation. Grader blade movement in the form of more complex space, six degrees of freedom of movement can be completed.This paper describes the work grader device design method, and worm gear box and blade were designed and checked.Key words: motor grader;working device ;blade目录摘要 (I)Abstrac (II)第 1 章绪论 (1)1.1平地机概述 (1)1.1.1平地机简介 (1)1.1.2平地机用途 (1)1.1.3平地机的主要技术参数 (1)1.2国内外平地机发展现状 (2)1.2.1国外平地机发展现状 (2)1.2.2国内平地机发展现状 (2)第 2 章总体方案设计 (3)2.1平地机的结构选型 (3)2.1.1传动系的选择 (3)2.1.2前桥的选择 (3)2.1.3后桥的选择 (3)2.2平地机总体参数的确定 (4)第 3 章工作装置蜗轮蜗杆减速机构设计 (6)3.1总体设计——传动方案的确定 (6)3.1.1液压马达选择 (6)3.1.2总传动比及传动比分配 (7)3.1.3传动装置运动参数的计算 (8)3.2传动件设计计算 (9)3.2.1第一级蜗杆减速机构的设计 (9)3.2.2第二级圆柱直齿轮减速机构的设计 (12)第 4 章工作装置铲刀的设计 (17)4.1平地机基本作业分析 (17)4.2铲刀的结构 (18)4.3铲刀尺寸的确定 (18)4.3.1铲刀的长度 (18)4.3.2铲刀的高度 (19)4.3.3铲刀曲率半径 (20)4.3.4刀片的横截面主要形状和基本尺寸 (20)4.3.5螺栓孔的形状和尺寸 (22)表4-2 螺栓形状的基本尺寸和极限偏差表 (22)4.4技术要求 (22)第 5 章轴的设计与校核 (23)5.1蜗杆轴的设计与校核 (23)5.1.1计算作用在蜗杆上的力 (23)5.1.2初步估算轴颈 (23)5.1.3轴的结构设计 (23)5.2蜗轮轴的设计与校核 (27)5.2.1计算作用在蜗轮上的力 (27)5.2.2初步估算轴颈 (27)5.3轴的结构设计 (27)第 6 章键和轴承的选择与校核 (31)6.1键的选择与校核 (31)6.1.1蜗轮轴的键 (31)6.1.2蜗杆轴的键 (31)6.2轴承的选择与校核 (32)6.2.1蜗轮轴承的选择与校核 (32)6.2.2蜗杆轴承的选择与校核 (33)第 7 章平地机的新技术展望 (34)7.1大型化、功能多样化、高速度 (34)7.2提高产品的可靠性和使用寿命 (34)7.3智能化和信息技术的应用 (34)7.4环境保护和人机工程的应用 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录1 (38)附录2 (41)第 1 章绪论1.1 平地机概述1.1.1 平地机简介平地机是利用刮刀平整地面的土方机械。
平地机前轮驱动液压系统的优化设计作者:李学文曾婷婷来源:《科技创新导报》 2015年第13期李学文曾婷婷(广西玉柴机器集团有限公司广西玉林 537005)摘要:主要介绍了对传统平地机前轮驱动液压系统的优化设计,在现有技术的液压系统上做优化,有效解决现有单泵双马达前轮辅助驱动时的某侧驱动力易丧失、直线行驶较难保持等问题,扩大了平地机的使用范围,减少了轮胎的磨损,同时减少了对路面平整度的损坏。
关键词:平地机前轮辅助驱动液压系统转速中图分类号:TH137文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-0092-01平地机是一种铲刀为主,可选配推土板、推雪铲、松土器、松土耙等作业装置,进行土壤切削、刮送和平整作业的牵引机械。
现代平地机采用后四轮作为主驱动,工作装置靠机器行走的牵引力推动。
只有后桥部分参与提供牵引力时,附着质量仅为后桥质量,平地机有30%左右牵引力没有得到充分的利用。
在除冰雪作业、重载等精细平整作业工况时,对路面平整度要求较高,仅靠后轮提供牵引力,会带来不必要的功率损失,对路面平整度造成损坏,并导致作业能力下降。
前轮辅助驱动可实现全轮驱动模式与前轮独立驱动模式,扩展平地机的使用范围,更好地实现精细平整作业。
1 现有技术单泵双马达前轮辅助驱动原理及存在不足现有技术中,如图1所示,由于马达8采用并联方式,在左右前轮负荷不等时会造成左右马达8转速不等,很难保证平地机直线行驶问题,同时在某侧前车轮附着系数较差,出现打滑时,容易造成打滑侧马达流量分配过多超速,而另一侧车轮无驱动,造成驱动牵引力的丧失;而在转向时,转向内侧车轮转速低,车轮阻力较大,而转向外侧车轮转向快,车轮阻力较小,所需流量不同,由于左右马达8并联,左右马达压力相同,造成转弯时左右前轮较难实现差速。
前轮滑转会造成轮胎过快磨损,而且会引起整机跑偏或侧移。
2 对现有技术液压系统的优化系统压力决定前轮驱动力的大小,改变系统压力,可将前轮驱动力进行改变。
全液压平地机行车制动液压系统三一重工公司全液压平地机的行驶系统首创静液压驱动,其传动路线为:发动机→变量泵→变量马达→平衡箱→驱动轮,用变量泵、变量马达闭式液压系统替代了机械式平地机液力变矩器、变速箱、传动轴和驱动桥,传动路线大大简化。
其行车制动也采用蹄式制动,制动器装在驱动轮上。
全液压平地机行车制动液压系统最初的设计与机械式平地机一样,制动时松开油门踏板踩制动踏板,发动机转速很快降至怠速,同时变量泵斜盘摆角减小或归中位,变量马达减速或停止转动。
整个过程变量马达变成泵工况,阻止平地机行驶,这就是闭式行驶液压系统的制动作用,称之为液压辅助制动。
这种制动系统的制动能力很强,其最大制动力矩等于马达最大驱动力矩,由于液压辅助制动的存在,大大提高了行车制动效果。
但制动过程中冲击较大,特别是当平地机高速下坡时,制动只是用来限制行驶速度,如果松开油门踏板踩制动踏板的时间过长,发动机转速降至怠速后还在踩制动踏板,这时液压辅助制动能力大于制动器的制动能力,将使平地机停止行驶,这是不希望出现的现象。
为了解决制动冲击问题,重新设计了行车制动液压系统,见图1。
重新设计的全液压平地机行车制动液压系统通过制动阀2和制动连杆5把制动器制动与液压辅助制动关联起来,由制动油缸1、制动踏板3、制动阀4、油箱6和制动油源7组成的制动器制动回路,与机械式平地机行车制动液压回路完全相同。
制动器制动力矩与制动踏板3行程大小成正比,制动阀2通过制动连杆5也由制动踏板3控制。
制动阀2与行驶变量泵斜盘控制油缸10两端油口相连,踩制动踏板3时,斜盘控制油缸10两端高、低压相通(平地机行驶时,斜盘控制阀9一侧电磁铁得电),变量泵12斜盘摆角减小或归中位,变量马达11减速或停止转动,同时整个过程液压辅助制动起作用。
踩制动踏板3行程越大,液压辅助制动效果越好。
经装机试验证明:重新设计的全液压平地机行车制动液压系统解决了制动冲击问题,制动柔和平稳。
与机械式平地机行车行车制动液压系统相比,由于叠加了闭式行驶液压系统的液压辅助制动,制动效果更好。
科技专论
平地机工作装置液压系统设计
【摘 要】根据平地机工作装置工作特点明确设计要求,理顺设
计步骤,根据液压原理图及相关计算公式确定液压系统主要参数。
【关键词】液压系统;自行式平地机;液压原理图
一、液压系统设计的内容与要求
1、液压系统设计要求
自行式平地机依靠液压系统实现工作装置的各种动作,因此液压系统的性能直接影响到平地机的技术指标。
对平地机工作装置的液压系统有如下要求:
(1)液压系统的设计要结合总体性能要求,综合考虑各种因素的影响。
例如铲刀油缸的参数、个数、布置,由铲刀升降载荷及铲刀升降速度确定,而且还需要考虑铲刀结构、推土速度、司机劳动强度等因素。
(2)工作可靠,回路简单。
例如平地机工作装置载荷变化急骤,但要求液压系统能平稳可靠地工作,无冲击。
当过载时,不发生故障及损坏机件。
(3)注意标准化、通用化、系列化。
尽量采用标准液压元件,不仅可缩短生产周期、降低成本,而且工作可靠,配件方便。
(4)液压系统效率高。
系统效率低不仅对能量是个浪费,对整个液压系统危害也极大,所以系统匹配要合理(参数确定、基个回路的组合、元件与附件的选择以及管路布置等)。
(5)操作简便,维修容易。
2、液压系统设计内容及步骤
液压系统设计是整个平地机设计的一部分,它与主机设计是密切相关的,两者必须同时进行。
液压系统设计步骤大致如下:(1)明确设计依据进行工况分析;(2)确定液压系统主要参数;(3)拟定液压系统原理图;(4)液压元件的选择与计算;(5)液压系统发热计算;
(6)绘制正式工作图和编写技术文件。
设计开始时,首先必须明确以下几个主要问题。
1)弄清主机结构和总体布局。
这不仅是合理确定液压元件工作范围的需要,也是合理确定和调整液压执行元件的安放位置及空间尺寸限制条件的需要。
从结构简单、工作可靠、运动速度一般不受限制等力面来考虑,油缸有其优越仕,所以平地机执行元件多为油缸。
2)明确平地机对液压系统的性能要求,如运动平稳性、动作精度、调速范围、系统温升、系统效率以及安全保护等。
3)明确平地机的工作条件,如温度、湿度、污染等情况。
随着平地机使用范围的扩大,使用环境更为复杂,使用条件愈加恶劣,所以要求平地机性能要好、质量要高。
了解这些以便正确的选择液压元件和液压油。
4)确定液压系统与其他传动系统和控制系统的分工配合、布置和相应的控制关系。
5)了解、搜集同类型平地机的有关技术资料。
除了要了解液压系统组成、工作原理、使用情况及存在问题外,还应对系统工作压力选用情况等进行调查统计,为下一步设计工作准备必要的资料。
在上述工作的基础上,对平地机进行工况分析即动力分析,它是设计液压系统的基本依据。
所谓动力分析就是研究平地机在工作过程中,它的执行机构的受力情况,对液压系统来说,也就是油缸的负载情况。
二、液压原理系统图的设计和分析
工作装置液压系统由高压双联齿轮泵3、手动操纵阀组4和5、单/双油路转换阀总成12、双向液压锁6、油箱2、左(右)刮刀升降油缸8(9)、刮刀侧移油缸10、牵引架引出油缸7、刮刀回转液压马达11等液压元件组成。
在工作装置液压系统中,双联泵中的泵Ⅱ可通过多路操纵阀组5给刮刀回转液压马达11、刮刀侧移油缸6和刮刀右升降油缸7提供压力油。
泵I接通连接多路操纵阀组4的油路,并可通过操纵阀组4分别向
牵引架引出油缸5和刮刀左升降油缸8提供压力油。
泵I和泵Ⅱ分别向两个独立的工作装置液压回路供油,两液压回路的流量相同。
当泵I和泵Ⅱ两个液压回路的多路操纵阀组都处于“中位”位置时,则两回路的油流将通过油路转换阀组12中与之对应的溢流阀,并经滤清器直接卸荷回油箱2。
此时,多路操纵阀组4和5中的各上作装置换向阀的常通油口均通油箱,所对应的工作装置液压油缸和液压马达都处于液压闭锁状态。
PYl80型平地机工作装置的液压油缸和液压马达均为双作用液压油缸和双作用液压马达。
当操纵其中—个或几个手动换向阀进入左位或右位时,压力油将进入相应的液压油缸工作腔,相关的工作装置即开始按预定要求动作;其它处于“中立”位置的换向阀全部油口被闭锁,与之相应的工作装置液压油缸或液压马达仍处于液压闭锁状态。
任何一个工作液压油缸或液压马达进入左位或右位工作状态时,在所对应的液压回路(泵I工作回路或泵II工作回路)中.因油路转换阀组12内分别设有流量控制阀,可使工作液压油缸或液压马达的运动速度基本保持稳定,用以提高平地机工作装置运动的平稳性。
液压系统图
1-滤油器;2-油箱;3-双联泵Ⅰ、Ⅱ;4-多路操纵阀Ⅰ;5-多路操纵阀Ⅱ;6-双向液压锁;7-牵引架引出油缸;8-左升降油缸;9-右升降油缸;10-铲刀侧移油缸;11-刮刀回转液压马达;12-油路装换阀总成
当系统超载时,双回路均可通过设在油路转换阀组12内的安全阀开启卸荷,保证系统安全(系统安全压力为18MPa)。
当油路转换阀12处于液压系统图示位置时,泵Ⅰ和泵Ⅱ所形成的双回路可分别独立工作,平地机的工作装置可通过操纵对应的手动换向阀,改变和调整其工作位置。
双回路液压系统可以同时工作,
也可单独工作。
调节刮刀升降位置时,则应采用双回路同时工作,这样可以保证左右刮刀升降油缸同步移动,提高工作效率。
为了提高工作装置的运动速度,可将油路转换阀18置于左位工作,此时,可将泵I和泵Ⅱ双液压回路合为一个回路,也称合流回路。
系统合流后,流量提高一倍.工作装置的运动速度也可提高一倍.进一步缩短了平地机的辅助工作时间,有利于提高平地机的生产率。
在刮刀左右升降油缸、铲刀侧移油缸、刮刀回转液压马达、牵引架引出油缸上均设有双向液压锁6,可以防止牵引架后端悬挂重量和地固反作用垂直载荷等冲击引起闭锁油缸产生位移,以保证平地机工作的可靠性。
袁飞 金雁波 杨建权一拖(洛阳)建筑机械有限公司研究所。