全液压轮式装载机液压系统的设计

前 言一、研究或设计的目的和意义装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。该课题结合机械设计专业的教学内容和我省工程机械的应用及发展，对装载机液压系统作较深入的分析研究。根据设计依据及要求，完成装载机液压系统的设计直动式溢流阀的设计，进一步掌握液压系统的设计方法和步骤。通过毕业设计，使我们进一步巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化；使我们获得了从事科研工作的初步训练，培养我们的独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养我们独立获取新知识的能力；培养我们在设计方案、设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等方面的基本工作实践能力；使我们树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的叩扣:2215891151二、研究或设计的国内外现状和发展趋势液压技术式一门先进的技术，特别是计算机技术的发展再次将液压、技术推向前进，发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术。目前国内外的装载机都采用液压技术，可使整个装载机的技术经济指标得到提高，其发展趋势是开发节能、高效、可靠、环保型产品，并研制无泄漏装载机，微电子及机电液一体化技术将获得越来越广泛的应用，安全性及舒适性是产品发展的重要目标， 大型化与微型化仍是产品系列化的两极方向，技术进步、人才培养和售后服务将成为企业生存的三大关键内在因素，集团化、社会化与国际化是企业生存与发展的必由之路。三、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路主要设计内容包括：设计5全液压轮式装载机液压系统、直动式溢流阀和动臂液压缸的设计、液压系统的设计计算、标准液压组件的选择计算、液压系统的验算、非标准件的设计计算等。需要解决的关键问题是液压系统无极调速回路及液压系统安全保护回路的设计。可以通过综合应用已学的理论知识解决设计中的问题。 第一章 全液压轮式装载机液压系统的工作原理1.1 设计依据1.1.1 全液压轮式装载机液压系统的主要特点1、设计用于露天作业的前端式装载机的液压系统，该装载机的工作装置、转向机构和行走机构均采用液压传动。2、行走机构能实现无级调速。3、工作装置、转向机构和行走机构，采用单独驱动。4、工作装置为反转连杆式。5、行走机构为轮胎式。6、采用柴油机为动力。7、安全可靠、机构紧凑、维修方便。1.1.2 设计参数1、额定斗容5。2、额定载重量10。3、轴距3.5。4、轮距2.8。5、机重24。6、工作装置（1）、工作压力1014；（2）、转斗缸最大推力22；铲斗卸载时间36；转斗时间25；转斗缸行程520；（3）、动臂缸最大推力20；动臂提升时间25；动臂下降时间36；动臂缸行程560。7、转向机构（1）、工作压力1014；（2）、最大转向阻力矩2100；（3）、最大转向角3040；（4）、铰接两车架从最左到最右偏转角所需时间为36。8、行走机构（1）、工作压力1826；（2）、最大行走速度15；（3）、工作速度34；（4）、最大牵引力30；（5）、轮胎滚动半径680；（6）、最大爬坡能力30。1.2 全液压轮式装载机液压系统的工作原理轮式装载机液压系统包括行走机构液压系统、工作装置液压系统和转向机构液压系统三个部分，见图1.1。1.2.1 行走机构液压系统行走机构液压系统按其作用分为：主回路、补油和热交换回路、调速和换向回路、主泵回零及制动回路、补油回路和压力保护回路。1、主油路由两个独立的闭式回路组成。如图1.2所示，斜轴式轴向柱塞变量泵5高压油口前轮内曲线径向柱塞马达9（后轮内曲线径向柱塞马达10）斜轴式轴向柱塞变量泵5低压油口。图1.2 主油路2、补油和热交换回路（1）、补油回路齿轮泵1分流阀21补油阀6斜轴式轴向柱塞变量泵5的低压侧。（2）、热交换回路前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10排出的部分热油梭阀 变速阀15（为图示位）背压阀26过滤器59油箱61。12调压阀11 前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10的壳体过滤器60油箱61。注意：调压阀22的开启压力调压阀11的开启压力，才能实现正常的热交换。（3）、调速和换向回路a、若脚踏先导阀17上位工作齿轮泵1分流阀21断流阀20（图示位）脚踏先导阀17上位液动阀25下端液动阀25阀芯上移，下位工作。先导泵3液动阀25下位变量液压缸24下腔变量液压缸24活塞杆伸出杠杆机构斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角或斜轴式轴向柱塞变量泵5的流量或。若斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角方向改变，则斜轴式轴向柱塞变量泵5排油方向改变前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10的转向改变实现装载机的前进或后退。 b、若脚踏先导阀18上位工作齿轮泵1分流阀21断流阀20脚踏先导阀18上位液动阀25上端液动阀25阀芯下移，上位工作。先导泵3液动阀25上位变量液压缸24上腔变量液压缸24活塞杆缩回杠杆机构斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角或斜轴式轴向柱塞变量泵5的流量或。若斜轴式轴向柱塞变量泵5的缸体摆角方向改变，则斜轴式轴向柱塞变量泵5排油方向改变前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10的转向改变实现装载机的后退或前进。 高速档（变速阀15图示位）c、通过变速阀15，可得两档车速 低速档（变速阀15左位）（低压控制油作用） 当前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10为高速工况（即变速阀15为图示位） 连通阀16左移，即是图示位工作前后轮的油路连通； 当前轮内曲线径向柱塞马达9或后轮内曲线径向柱塞马达10为高速工况（即变速阀15为左位）连通阀16右移，左位工作前后轮油路不通。（4）、主泵回零及制动回路调速阀27由离心调速器控制，离心调速器与发动机是用带轮连接。离心调速器作用a、若外负载F，超过发动机，发动机转速 调速阀27左移，右位工作（为图示位）；b、液动阀25的控制油交替逆止阀19调速阀27油箱61；c、斜轴式轴向柱塞变量泵5摆角减小直到零位降低泵的输出功率，避免发动机因过载而熄火；图1.1 5立方全液压轮式装载机液压系统图停车时，断流阀20左位工作，则连通脚踏先导阀17和脚踏先导阀18随动阀25上下端控制油与油箱61相通随动阀25回到中位伺服变量机构斜轴式轴向柱塞变量泵5缸体摆角回零，为零前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞马达10制动。（5）、补油回路制动及超速吸空时，低压油补油阀13前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞马达10。（6）、压力保护回路a、主回路高压保护 系统的工作压力过载阀7过载阀7开启溢流。b、低压保护调压阀22控制补油压力。c、油马达背压保护前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞马达10排出的部分热油调压阀14背压阀26过滤器60油箱61当系统长时间不工作时，按下换向阀8将斜轴式轴向柱塞变量泵5吸排油口相通前轮内曲线径向柱塞马达9和后轮内曲线径向柱塞马达10不转动装载机不动。1.2.2 工作装置液压系统1、转斗液压缸52活塞杆伸出（1）、先导油路将转斗先导阀37的手柄向左按下先导泵3单向阀29转斗先导阀37左上位转斗液压缸多路液动换向阀45左端转斗液压缸多路液动换向阀45左位工作。（2）、主油路进油路：工作泵2单向阀46转斗液压缸多路液动换向阀45左腔转斗液压缸52活塞腔转斗液压缸52活塞杆向外伸出。回油路：转斗液压缸52活塞杆腔油转斗液压缸多路液动换向阀45左腔过滤器55油箱61。2、转斗液压缸52活塞杆缩回（1）、先导油路将转斗先导阀37的手柄向右按下先导泵3单向阀29转斗先导阀37右上位转斗液压缸多路液动换向阀45右端转斗液压缸多路液动换向阀45右位工作。（2）、主油路进油路：工作泵2单向阀46转斗液压缸多路液动换向阀45右腔转斗液压缸52活塞杆腔转斗液压缸52活塞杆缩回。回油路：转斗液压缸52活塞腔油转斗液压缸多路液动换向阀45右腔过滤器55油箱61。3、转斗液压缸52补油和过载保护补油：转斗液压缸52活塞腔或活塞杆腔吸空时，通过补油阀48补油。过载保护：转斗液压缸52活塞腔或活塞杆腔过载时，通过过载阀49开启溢流。4、动臂液压缸53举升（1）、先导油路将动臂举升先导阀38的手柄向右按下先导泵3单向阀29动臂举升先导阀38右上位动臂举升多路液动换向阀42左端动臂举升多路液动换向阀42左位工作。（2）、主油路进油路：工作泵2节流阀44单向阀43动臂举升多路液动换向阀42左腔动臂液压缸53活塞腔动臂液压缸53举升。回油路：动臂液压缸53活塞杆腔油动臂举升多路液压换向阀42左腔过滤器55油箱61.5、动臂液压缸53下降（1）、先导油路将动臂举升先导阀38的手柄向左按下，按到左中位先导泵3单向阀29动臂举升先导阀38左中位动臂举升多路液动换向阀42右端动臂举升多路液动换向阀42右位工作。（2）、主回路进油路：工作泵2节流阀44单向阀43动臂举升多路液动换向阀42右腔动臂液压缸53活塞杆腔动臂液压缸53下降。回油路：动臂液压缸53活塞腔油动臂举升多路液动换向阀42右腔过滤器55油箱61。6、动臂液压缸53浮动将动臂举升先导阀38的手柄向左按下，按到左上位先导泵3单向阀29动臂举升先导阀38左上位液控单向阀51液压单向阀51的液压油逆向流动动臂液压缸53的活塞杆腔和活塞腔与油箱61相通，进出油都可以。7、动臂液压缸53补油和过载保护补油：动臂液压缸53活塞腔或活塞杆腔吸空时，通过液控单向阀51补油。过载保护：动臂液压缸53活塞腔或活塞杆腔过载时，通过过载阀50开启溢流。8、其他元件的作用调压阀36的作用是调节减压阀式先导操纵阀的操纵油的压力。背压阀39是使液动换向阀51具有背压。当发动机突然熄火时，动臂液压缸53活塞腔的油通过单向阀41和节流阀40向动臂举升先导阀38和转斗先导阀37紧急供应操纵油。9、工作泵（主泵）2过载保护当转斗液压缸52和动臂液压缸53不工作时，工作泵2油箱61；当转斗液压缸52或动臂液压缸53工作时，系统过载，工作泵2安全阀47油箱61。1.2.3 转向机构液压系统1、直线行驶方向盘不转全液压转向器31处于中位（图示位）液动主控制阀32处于中位（图示位）转向液压缸54没有液压油通过装载机直线行驶。转向泵4定差溢流阀33油箱61。2、右转弯（1）、先导油路顺时针转动方向盘螺杆轴向上移全液压转向器31上移全液压转向器31下位工作。先导泵3全液压转向器31下腔计量马达进口计量马达出口液动主控制阀32左端（液压主控制阀左位工作）液动主控制阀32中的先导阀口液动主控制阀32的右端全液压转向器31下位过滤器55油箱61。（2）、主油路进油路：转向泵4液动主控制阀32左腔转向液压缸54A活塞腔和B活塞杆腔装载机向右转弯。回油路：转向液压缸54A活塞杆腔和B活塞腔油液动主控制阀32左腔过滤器55油箱61。3、左转弯（1）先导油路逆时针转动方向盘螺杆轴向下移全液压转向器31下移全液压转向器31上位工作。先导泵3全液压转向器31上腔计量马达进口计量马达出口液动主控制阀32右端（液压主控制阀右位工作）液动主控制阀32中的先导阀口液动主控制阀32的左端全液压转向器31上位过滤器55油箱61。（2）主油路进油路：转向泵4液动主控制阀32右腔转向液压缸54B活塞腔和A活塞杆腔装载机向左转弯。回油路：转向液压缸54B活塞杆腔和A活塞腔油液动主控制阀32右腔过滤器55油箱61。4、其他液压元件的作用液控主控制换向阀32、定差溢流阀33、安全阀34和梭阀35组成流量放大阀。梭阀35把液动主控制阀32的出口压力引至定差溢流阀33的弹簧腔，液动主控制阀32的进口压力作用定差溢流阀33的另一腔，使得液动主控制阀32进出口压力差基本恒定，转向液压缸54的运动速度进取决于液动主控制阀32的阀口面积。5、过载保护当先导泵工作时过载，先导泵3直动式溢流阀28过滤器56油箱61；当工作装置和转向机构不工作时，先导泵3换向阀8（右位工作）过滤器56油箱61。转向液压缸54的高压油梭阀35安全阀34过滤器55油箱61。 第二章 液压系统主要参数的确定2.1 行走机构液压系统若干问题1、由设计要求知：最大行走速度=15 =（1-） （2-1）式中： 滑转率，=0.030.05 ，取=0.04。则： 理论行驶速度=15.6252、理论行驶速度 =2=0.377 （2-2）式中： 驱动轮的滚动半径（），=0.680；驱动轮转速（）。则： =60.9823、最大行驶速度发生在运输工况：最大牵引力产生在装载机以作业速度插入料堆时。4、进行牵引力和扭矩计算时应考虑驱动轮的数目。2.1.1 液压泵参数的确定 = （2-3）式中： 液压泵的排量（）；液压泵吸排油口压力差（），由设计要求知其工作压力为1826，取=25，其背压为0.5，则=25-0.5=24.5=24.5；液压泵的转速（），取=1000=104.667；最大行驶速度（），=15 =4.167； 液压泵与液压马达的总效率，取=0.8； 行走时的最大牵引力（），=+= + ； 滚动阻力()； 爬坡阻力()，一般小坡度可取=0.3； 滚动阻力系数，取f=0.03； 装载机重量()，G=240000。 则 =39600注：由于系统是四轮驱动，采用的2个泵，所以计算时要除以2。液压马达的变速范围，定量马达=1，若采用变量泵系统，马达的变速范围=1。则： =8.044液压泵的理论流量：=8.044=505.163液压泵的功率：=210.4852.1.2 液压马达的参数液压马达的排量： （2-4）式中： 液压马达的最大转速（），=6.135；液压马达的机械效率，取=0.92；液压马达的进出口压力差（），=25-1=24=24；最大牵引力（），采用的是4马达驱动，则：=19800。则： =6.098其液压马达的理论流量：= =224.211液压马达的扭矩：=198000.680=13464=6.2082.2.1 液压缸流量的计算活塞杆外伸速度：= （2-18）活塞杆缩回速度： （2-19）式中： 缸的容积效率；取=0.851、动臂液压缸：提升时间25，下降时间36，行程=560=70 =14 =112 =11.2即 =1564.458=589.5812、 铲斗液压缸：铲斗卸载时间36，转斗时间25，行程=520=104=10.4=130 =13即 =1500.735=903.4402.3 原动机功率选择计算2.3.1 运输工况功率 （） （2-20）式中： 产生最大速度时的驱动力（），=； 额定牵引力（），=； 机械的附着重量（），四轮驱动为机重，=240000； 额定附着系数，=0.450.55，取=0.5。 滚动阻力，=； 机重（），=240000； 滚动阻力系数，取=0.03。=2400000.5+2400000.03=127200 传动系统的总效率，取=0.8；为转向泵（空载）、工作泵（空载）消耗功率总和。 =12.240 =43.229 =+=12.240+43.229=55.469则 =+55.469=718.022 7182.3.2 插入工况功率 （2-21）式中： 装载机插入时的原动机功率（）；最大插入阻力（），最大牵引力=+=198004=79200 装载机自重（），=240000； 滚动阻力系数，=0.1； 道路坡度，上坡为正，下坡为负，=10；装载机的插入速度，=0.81.1；考虑其他阻力系数，=1.201.25，取=1.225；泵到马达的总效率，取=0.8。则 =79200=52800=80850=80.85 第三章 非标准液压元件的设计3.1 动臂液压缸的设计如图3.1所示，为动臂液压缸。当左端进油时活塞杆伸出，动臂举升；当右端进油时，动臂下降；当两端都与油箱连通时，动臂浮动。图3.1 动臂液压缸3.1.1 液压缸的设计计算1、查表选用双作用单活塞杆液压缸，选用尾部耳环式安装方式；2、由于动臂液压缸采用2个，所以=100000；3、系统的工作压力为1014，取系统的工作压力为12，往复速比=2.21，则取=2，即缸径=100，活塞杆直径=80；4、动臂液压缸的行程为560，速度为：提升时，=7 下降时，=11.2 流量为：提升时，=782.229 下降时，=589.581查表得出供油口的直径：=16。3.1.2 液压缸的作用能力、作用时间及储油量的计算1、如图3.2，当向有杆腔供油时，活塞杆向内收进时的拉力为：图3.2 双作用液压缸 （5-1）式中：活塞杆直径（）； 缸内径（）； 工作压力（）； 液压缸机械效率，一般取=0.95。= =51009.32、液压缸的作用时间（油从活塞腔供入时的情况）： （5-2）式中：缸内径（）；行程（）；流量（）。 =6.869 ；符合条件。3、液压缸的储油量： = （5-3）=5319.16 3.1.3 液压缸壁厚的计算 （5-4）式中：试验压力（），额定压力16， 16，；缸内径（）；缸体材料许用拉应力（）， 采用无缝钢管，=（100110），取=105。则 =0.00943取=0.01=10，=0.091=0.1，为薄壁钢筒。3.1.4 活塞杆的计算1、按强度条件验算活塞杆直径：查表得：=93010=80；当10时的受压柱塞或活塞杆需作压杆稳定性验算（即是纵向弯曲极限力计算）。2、纵向弯曲极限力计算 液压缸受纵向力以后，产生轴线弯曲，当纵向力达到极限力以后，缸产生纵向弯曲，出现不稳定现象。该极限力与缸的安装方式，活塞杆直径及行程有关。 细长时： （5-5） 细长时: （5-6）式中： 活塞杆的计算长度（），查表得：取两端铰接，=930； 活塞杆横截面积回转半径（），=20； 活塞杆横截面积转动惯量（），=2009600； 活塞杆横截面积（），=5024； 柔性系数，对钢取=85； 端盖安装形式系数，查表得：=1； 材料弹性模数（），对钢=206； 材料强度实验值（），对钢490； 系数，对钢取。=46.5，=85，即有： =1718566.0933、纵向弯曲强度验算： （5-7）式中：安全系数，一般取=24，取=3； 活塞杆推力（），=113982。=1139823=341946=1718566.093=341946，符合条件。3.1.5 液压缸零件的连接计算1、缸体和缸底的焊缝强度计算 缸体与缸底用电焊连接时焊缝应力： （5-8）式中：活塞杆推力（），=113982； 焊接效率，可取=0.7；焊条材料的抗拉强度（），其材料和缸体的抗拉强度差不多，取=105。由图3.3知：=110+210=130=110+10=120图3.3 缸体与缸底焊接即有： =82.971=82.971=105符合条件。2、缸体与缸盖用法兰连接的螺栓计算 许用应力： （5-9）式中：螺栓或拉杆的数量，查表得：=12； 螺栓螺纹部分危险剖面计算面积（），查表得：=78.5； 螺纹预紧系数，可取=1.351.6，取=1.4； 液压缸最大推力，=113982；即有： =169.43、活塞与活塞杆半环连接的计算 活塞杆的拉力： （5-10）式中：活塞杆直径（）； 缸内径（）；工作压力（）。即有： =53694活塞杆危险断面处的合成应力（考虑近似等于活塞杆退刀槽处的拉应力）： （5-11）式中：活塞杆拉力（）； 活塞杆危险断面处的直径（），查表得：=49；系数，可取=1.4；许用应力（），活塞杆采用调质强度HB=240270的40钢，=400。即有： =39.883符合条件。4、活塞杆与活塞肩部压应力验算 （5-12）式中： 活塞杆直径（），=0.08； 活塞上的钻孔直径（）， 作用于活塞上的工作压力()； 活塞上钻孔的倒角尺寸()，=0.804； 许用压应力()，活塞材料采用耐磨铸铁（A3），则=160。=63.435符合条件。3.2 直动式溢流阀的设计如图3.4所示为滑阀型直动式溢流阀，压力油从进油口进入阀后，经过阻尼孔作用在阀芯底下，阀芯的底面上受到油压的作用形成一个向上的液压力。当液压力小于弹簧力时，阀芯在调压弹簧的预压缩力作用下处于最下端，由底端螺塞限位，阀处于关闭状态；当液压力等于或大于调压弹簧力时，阀芯向上运动，上移封油长度S后阀口开启，进口压力油经阀口流回油箱，此时阀芯处于受力平衡状态。图3.4 直动式溢流阀3.2.1 设计要求1、额定压力=2.5；2、额定流量为先导泵的出口流量，其=72.5。3.2.2 主要结构尺寸的初步确定1、进出油口直径：按额定流量和允许流速来确定，则：= （5-13）式中： 额定流量()； 允许流速()，一般取=6。即 =0.0160取 =162、阀芯的直径：按经验取 0.92） =（0.50.82）16 =813.12取 =133、阀芯活塞直径：按经验取 =（1.62.3） =（1.62.3）13 =20.829.9取 =30对阀的静态特性影响很大，按上式选取时，对额定流量小的阀选较大的值。4、节流孔直径、长度：按经验取 =0.080.2 =（719）取 =0.2=2=25节流孔的尺寸和对溢流阀性能有重要影响。如果节流孔太大或太短，则节流作用不够，将使阀的启闭特性变差，而且工作中会出现较大的压力振摆；反之，如果节流孔太小或太长，则阀的动作会不稳定，压力超调量也会加大。5、阀芯溢流孔直径和和可根据结构确定，但不要太小，以免产生的压差过大，不利于阀的开启。6、阀体沉割直径、沉割宽度按经验取 =+（0.11.5） =30+（115） =3145 取 =40按结构确定，应保证进出油口直径的要求。7、调压杆的有效长度应保证阀芯的位移要求，即 式中：阀的最大开度，其大小见静态特性计算。8、直动式溢流阀的其他尺寸按结构要求定。3.2.3 静态特性计算静态特性计算主要内容是根据要求的定压精度和卸荷压力确定弹簧及阀口开度等主要参数。1、额定开度计算 （5-14）式中： 额定压力（）； 阀芯直径（）； 油液密度； 阀口流量系数，=0.78。即有 = =0.0005092、按开启比率确定弹簧的预压缩量溢流阀的开启比率： （5-15）故弹簧的预压缩量： （5-16）式中： 阀口处液流的射出角（）， =69； 一般在计算中可取=0.90.95。即有 = =-0.03753、确定弹簧的刚度因 （5-17）故 = =8181.008应该注意，这里的预压缩量是指阀口刚关闭时的数值，故包括了滑阀的封油产度。4、按要求的卸荷压力值，计算滑阀的最大开口量 （5-18）式中： 卸荷压力（），通常取=（0.150.35），取=0.2。即有 = =0.00183.2.4 弹簧的设计计算1、选择材料和许用切应力根据弹簧的工作条件，属类载荷弹簧，选用碳素弹簧钢丝。初步假定钢丝的直径=2.5，中径=16，查表得其抗拉强度=1710。查表得其许用切应力=0.5=0.51710=855。查表得其切变模量=79。2、弹簧钢丝直径由弹簧直径和弹簧中经计算其旋绕比 =6.4查得其曲度系数=1.23。计算材料的直径 （5-19）式中： 弹簧的工作载荷（），=306.788； 许用切应力（）； 曲度系数，=1.23； 旋绕比，=6.4。即有 =2.46根据GB135，取=2.5,与原假设吻合。3、弹簧有效圈数 圈 （5-20）式中： 切变模量（）； 弹簧中径（）； 旋绕比，=6.4； 弹簧刚度（）。则 =11.51圈取有效圈数=11.5圈，取支承圈=2.5圈，则总圈数 =11.5+2.5=14圈弹簧的几何参数总结在表5.1：表3.1 弹簧的几何尺寸名称代号单位计算方法或公式及其结果材料直径2.5弹簧中径16弹簧内径=16-2.5=13.5弹簧外径=16+2.5=18.5有效圈数11.5压缩弹簧的支承圈数2.5总圈数=11.5+2.5=14节距=（0.280.5）=4.488，取=6间距=6-2.5=3.5自有高度=611.5+22.5=74压缩弹簧高径比=4.625螺旋角（）=6.81弹簧材料的展开长度4、压缩弹簧稳定性验算高径比较大的压缩弹簧，轴向载荷达到一定值就会产生侧向弯曲而失去稳定性。为保证稳定性，高径比3.7=4.6255.3，采用两端固定。5、弹簧工作图，如图3.5：图3.5 弹簧工作图 第四章 结束语装载机是一种作业效率高，机动灵活，用途广泛的工程机械，主要用于装卸运作业和地面平整工作。本设计完成了5全液压轮式装载机液压系统的设计直动式溢流阀的设计，主要内容包括：液压系统图的拟定，元件的计算和选择，系统的压力损失计算和温升计算，非标件直动式溢流阀和动臂液压缸的设计计算。首先，行走机构液压系统采用脚踏式操纵、先导控制的液控调速方式，使调速换向更为简便。系统设有补油和热交换回路、主泵回零及制动回路、补油回路和压力保护回路，很好的增加了元件的耐用性。系统采用前后轮驱动，空载行走时，采用前轮驱动：载重行走时，采用前后轮驱动，这样作业效率增加，且节约燃料。由于液压行走系统压力损失和温升很大，所以目前的装载机的行走系统很少采用液压，参考的东西比较少，所以在元件的选择上，具有一定的盲目性。工作装置液压系统采用先导控制，使得整个工作装置操作起来更加简便。系统设有过载保护和吸空补油回路，很好的保护了系统中的各元件。动臂液压缸的控制部分设有浮动位，简化了驾驶员的操作。转向机构液压系统采用方向盘转向，运用人机学，使驾驶室的布置更为合理，便于操纵。当出现突发状况，驾驶员可以抱紧方向盘，更好的保证自己的安全。系统中采用流量放大器，使装载机转向更加灵活、准确。整个系统安全可靠、结构紧凑和维修方便。参考文献1 液压传动与气压传动M。华中科技大学出版社。2008 杨曙东 何存兴主编2 现代工程图学M.湖南科学技术出版社。2000 周良德 杨世平 邱爱红等主编3 机械设计（第八版）M.高等教育出版社北京.2002 纪名刚等主编4 机械原理（第七版）M.西北工业大学机械原理及机械零件教研室.20065 工程机械液压系统设计计算（M）北京：机械工业出版社，19856 液压元件与系统（M）北京：机械工业出版社，2005李壮云等编7 行走机械液压传动（M）北京：人民交通出版社，2003姚怀新编8 现代工程机械液压系统分析（M）北京：人民交通出版社，1998颜荣庆编9 孔庆华 刘传绍.极限测量与测试技术基础M.上海：同济大学出版社.200210 实用液压技术（M）北京：机械工业出版社，1999张磊编11理论力学（M）.西北工业大学出版社 2004 尹冠生附录名称序号图纸张数图幅图号5全液压轮式装载机液压系统11A001-00-00-00动臂液压缸21A101-01-00-00缸头31A301-01-01-00缸筒41A401-01-01-01直动式溢流阀51A101-02-00-00阀芯61A401-02-01-00阀体71A201-02-02-00Hydraulic systemChapter 1 IntroductionHydraulic Pump Station also known as the stations are independent h- ydraulic device. It requested by the oil gradually. And controlling the hydraulic oil flow direction, pressure and flow rate, applied to the mainframe and hy- draulic devices separability of hydraulic machinery. Users will be provided after the purchase hydraulic station and host of implementing agencies (motor oil or fuel tanks) connected with tubing, Hydraulic machinery can be realized from these movements and the work cycle.Hydraulic pump station is installed, Manifold or valve combination, t- anks, a combination of electrical boxes.Functional components : Pump device - is equipped with motors and pumps, hydraulic station is the source of power. to mechanical energy into hydraulic oil pressure can be. Manifold - from hydraulic valve body and channel assembled. Right direction for implementation of hydraulic oil, pressure and flow control. Valve portfolio - plate valve is installed in up board after board conn-ects with the same functional IC. Tank - plate welding semi-closed containers, also loaded with oil filtering network, air filters, used oil, oil filters and cooling. Electrical boxes - at the two patterns. A set of external fuse terminal plate; distribution of a full range of electrical control. Hydraulic Station principle : motor driven pump rotation, which pump oil absorption from the oil tank. to mechanical energy into hydraulic pressure to the station, hydraulic oil through Manifold (or valve combinations) realized the direction, pressure, After adjusting flow pipe and external to the cylinder hydraulic machinery or motor oil, so as to control the direction of the motive fluid transformation force the size and speed the pace of promoting the various acting hydraulic machinery. 1.1 A development course China Hydraulic (including hydraulic, the same below), pneumatic and seals industrial development process can be broadly divided into three phases, namely : 20 early 1950s to the early 1960s, the initial stage; 60s and 70 for specialized production system ;8090s growth stage for the rapid development stage. Which, hydraulic industry in the early 1950s from the machine tool industry production of fake Su-grinder, broaching machine, copying lathe, and other hydraulic drive started, Hydraulic Components from the plant hydraulic machine shop, self-occupied. After entering the 1960s, the application of hydraulic technology from the machine gradually extended to the agricultural machinery and mechanical engineering fields, attached to the original velocity of hydraulic shop some stand out as pieces of hydraulic professional production. To the late 1960s, early 1970s, with the development of mechanized production, especially in the second automobile factory in providing efficient, automated equipment, along with the Hydraulic Components manufacturing has experienced rapid development of the situation, a group of SMEs have become professional hydraulic parts factory. 1968 Chinas annual output of hydraulic components have nearly 200,000 in 1973, machine tools, agricultural machinery, mechanical engineering industries, the production of hydraulic parts factory has been the professional development of more than 100 and an annual output more than one million. an independent hydraulic manufacturing industry has begun to take shape. Then, hydraulic pieces of fake products from the Soviet Union for the introduction of the product development and technical design combining the products to the pressure, Hypertension, and the development of the electro-hydraulic servo valves and systems, hydraulic application areas further expanded. Aerodynamic than the start of the industrial hydraulic years later, in 1967 began to establish professional pneumatic components factory, Pneumatic Components only as commodity production and sales. Sealed with rubber and plastics, mechanical seals and sealing flexibl