自卸车举升机构液压系统设计
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自卸车液压原理图.dwg
目 录
中文摘要…………………Ⅰ
ABSTRACT（英文摘要）…Ⅱ
第一章 绪论 3
1.1 引言 3
1.2 设计内容及要求 5
1.2.1设计目的 5
1.2.2设计要求 6
1.2.3题目 6
第二章 车厢设计 8
2.1 等刚度车厢设计定性分析 8
2.2防止整车后翻得车厢内部形状设计 9
2.3车厢结构型式按用途不同大概可分为：普通矩形车厢和铲斗车厢 9
第三章 举升机构型式设计 11
3.1直接推动式和连杆组合式 11
3.1.1直推式举升机构 11
3.1.2连杆组合式举升机构 12
3.1.3油缸前推式杠杆平衡式举升机构 12
3.1.4油缸后推式连杆放大式举升机构 13
3.1.5油缸后推杠杆平衡式举升机构 13
3.1.6油缸浮动式举升机构 14
3.2. F式、T式三角架放大举升机构 15
3.3.双缸举升机构 16
3.4.前顶举升机构 17
第四章 举升机构液压系统设计 19
4.1.工况分析 19
4.2.确定系统方案，拟定液压系统图 20
4.2.1.确定执行元件的类型 20
4.2.2. 确定压力控制方式 21
4.2.3.确定顺序动作控制的方式 22
4.2.4. 分流集流阀同步回路 22
4.3拟定液压系统原理图 23
4.3.1举升 23
4.3.2下降 24
4.3.3保持 24
4. 4各个控制阀的作用 24
4.4．1溢流阀的作用 24
4.4.2三位四通换向阀的作用 25
4.4.3单向阀的作用 25
4.4.4单向节流阀的作用 25
4.4.5双向桥式同步回路的作用 26
第五章．液压传动系统设计计算 27
5.1 载荷的组成及其计算 27
5.2 初选系统工作压力 27
5.3 液压缸的设计计算和液压泵的选型 28
5.3.1初选液压缸内径和液压杆外径 28
5.3.2确定液压缸的行程 29
5.3.3校核液压缸杆径 29
5.3.4液压泵的选型 30
5.3.5液压缸的输出速度 31
5.3.6液压缸结构参数计算和材质的确定 32
5.3.7液压缸连接计算 33
5.3.8 确定油缸装配图 37
5.3.9 确定油箱容量 37
5.3.10确定泵站装配图 38
第六章.液压系统控制阀的选型 39
6.1液压阀额定压力的选择 39
6.2.液压阀控制方式的选择 39
6.3确定液压阀的型号 40
致 谢 41
参考文献 42
第一章 绪论
1 引言
随着世界各国国民经济的增长，公路交通状况不断改善，对汽车的专业化、高速化、重型化的要求越来越明显，世界各国对专用汽车的需求逐年增加。近年来，专用汽车增长率均大于载货车增长率，各国专用车的产量占载货车产量的比率逐年递增，发达国家尽量以专用车替代载货汽车。目前专用汽车占载货汽车市场的半壁江山。从世界各国专用汽车的技术含量看，专用汽车技术含量比普通载货汽车高，而重型专用汽车属于高技术、高附加值产品，其附加值达40%以上。
近年来我国专用车辆伴随着汽车工业的进步得到迅速发展。国民经济的发展对专用车辆的专用工作装置的要求越来越高,专用工作装置呈现功能多样化、控制自动化、产品系列化等技术发展趋势。另一方面随着社会的进步和经济的发展，建设性行业及运输业也随之发展，人们对车辆的使用性能要求越来越高，尤其是对专用汽车提出了越来越高的要求。普通的运输车已不能满足社会需要，因此专用车厂家迅速发展起来，世界上大多数商用车辆为专用汽车，因此专用汽车生产量较大。而基型载货车产量所占比重较小。在一些发达国家，由于高速公路非常发达，铁路运输逐渐萎缩，专用汽车成了商用运输及各种特殊用途运输的主力，并正在朝着大型化方向发展，特别是专用运输车，其发动机功率越来越大，车速越来越高，性能也越来越完善。
铰接式自卸车（Articulated Dump Trucks）是指驾驶室与车体之间具有铰接点和摆动环的自卸汽车。这种自卸车允许前车架和后车架之间有45°转向角，从而实现功能转向。特别是矿用铰接式自卸车必须能够在不平坦的路面上行驶，保证所有车轮与地面的接触，以维持整体的稳定性和通过性和效率。ADT的设计思想起源于20世纪60年代末的欧洲。恶劣天气及空间受限的工作条件迫切需要一种届与传统的刚性后卸式运输汽车和铲运机之间的铲土运输设备。这种设备就是现在的铰接式自卸车。早期的铰接式自卸车非常原始，驾驶起来不舒服，而且很少考虑悬挂的作用，行驶的性能较差。如今，铰接式自卸车的技术已取得了显著地进步，尤其是在驾驶室、悬挂及传动系统的设计上较早期的自卸车有了长足的改进。在非道路领域得到了广泛的应用，运输物料的种类从泥土 、岩石、木屑到垃圾。
铰接式自卸车设计的初衷是为了修路。它允许同一个道路工程同时从不同的地段开工修造。采用自卸车能通过的崎岖不平的路面，穿梭于个不同的开工地段。如今的采矿业，尤其是覆盖层的大量剥离以成为自卸车应用领域新的增长点，它可以在任何正式运输道路修建之前，完成采矿工程先期剥离层的大量运输工作。
同刚性自卸汽车相比，铰接式自卸车有如下优点，而倍受矿山和建筑业的钟爱：
1） 良好的机动性。由于铰接式自卸车自身的铰接结构，允许前后车架左右转向45°。这样，在作业空间狭窄的地带，铰接式自卸车具有良好的机动性。另外，在松软的地面及恶劣气候条件下也能正常工作。这一点其他结构形式的自卸车式自卸车式望尘莫及的。
2） 广泛的的适应性。铰接式自卸车快速发展源于其所具有的广泛适应性和实用性。它不仅可以在任何时间、任何地点、任何条件下运输大量垃圾和物料，而且在工地作业时，不受季节限制，一年四季都可以工作。
3） 较高的生产率。人们通常将铰接式自卸车称为工地上的“工作马”，式因为它能在任何恶劣的条件下都能创造出较高的生产率。不仅便于转载，而且式所有铲土运输机械中，载重量于自重这比率最高者。同时，无需进行路面维护，于其他非公路运输设备相比，铰接式自卸车的行驶速度高，可达30～35Km/h.
4） 简便的可操作性。铰接式自卸车具有易接触控制面板与可操作的变速杆，并不复杂，大多数采用自动换挡变速箱，便于驾驶人员将注意力集中到手上，而不必过多考虑换挡变速，可操纵性强。驾驶室宽敞、舒适。
5） 较低的运营成本。与其他铲运运输机械相比，铰接式自卸车价格便宜，每小时燃油消耗少，运营成本低。由于外形尺寸小，既不必拆卸运输，又无需任何特别的运输许可证，便于运输至施工现场，可节省大量的设备运输费用。
由于自卸车的多功能性，它已经成为矿工们在地面和地下工作的轻松伙伴。过去，铲运机是很受人们欢迎的运土工具，但自卸车与液压挖掘机的结合提供了更多的功能，这使得他占领了本行业多数市场。如果一个公司能把自卸车车队与许多履带式挖掘机配合起来，就既可以铲土也可以运输。
矿用铰接式自卸车主要用于露天矿山，所以对其的使用可靠性要求较高。自卸车的年产量占我国工程类专用车年产量的比重较大，随着用户需求的不断提升，自卸车的产品结构、质量和可靠性都在不断提高。举升机构和货箱作为自卸车的关键零部件，国内市场对液压油缸的需求正朝着自重轻型化、举升重型化以及系统集成化方向发展。
1.2 设计内容及要求
1.2.1设计目的
铰接式车辆 主要功能为完成矿石的运输任务，其运输吨位大，货箱的设计应该坚固耐用，有较高的设计强度。本课题通过对铰接式自卸车 货箱及举升机构的设计，从而达到综合运用所学相关机械知识的目的：
1．巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力;
2．正确合理地确定执行机构，选用标准的液压执行元件，能熟练地运用液液压传动系统中，选择合适的液压阀，是使系统设计合理，性能优良，安装简便，维修容易，并保证该系统正常工作的重要条件。除按系统功能需要选择各种类型的液压控制阀以外，还需考虑额定压力、通过流量、安装形式、动作方式、性能特点等因素。
6.1液压阀额定压力的选择
可根据系统设计的工作压力选择相应压力级的液压阀，并应使系统工作压力适当低于产品标明的额定压力值。高压系列的液压阀，一般都能适用于该额定压力以下的所有工作压力范围。系统实际工作压力，如果稍高于液压阀所标明的额定液压值，一般来说，在短时期内也是允许的。但如果长时期处在这种状态下工作，将会影响产品的正常寿命，也将影响某些性能指标。
一个液压系统各部分回路通过的流量不可能都是相同的。因此，不能单纯根据液压泵的额定输出流量来选择阀的流量参数，而应该考虑到液压系统在所有设计工作状态下各部分阀可能通过的最大流量。
6.2.液压阀控制方式的选择
有手动控制、机械控制、液压控制或电气控制等多种类型，可根据系统的操纵需要和电气系统的配置能力进行选择。如小型的和不常用的系统，工作压力的调整，可直接靠人工调节溢流阀经行；如果溢流阀的安装位置离操作位置较远，直接调节不方便，则可加装远程调压阀，以进行远距离的控制；如果液压阀的启动频繁，则可选择电磁溢流阀，以便采用电气控制，还可选择初始或中间位置能使液压泵卸荷的换向阀。
在许多的场合下，采用电磁换向阀，容易与电气系统组合，以提高系统的自动化程度。而某些场合，为简化电气控制系统，并使操作简便，则容易选用手动换向阀。
6.3确定液压阀的型号
对于图四中的单向阀2，可以用S型直通单向阀，液压油可用矿物油，型号为S20A1O/A.
对于滤油阀3，过滤精度应满足液压系统或元件所需清洁度要求。选过滤器的通油能力时，一般应大于实际通过流量的两倍以上。又由于油泵的额定压力为20MP，所以应选用高压系列，可选用化纤式过滤器，板式联接，型号是QU-H400×B.
双向桥式同步阀8又称同步伐，FJL型按固定比例自动分配或集中两股油流，使执行元件双向同步运行。这种阀安装时应尽量保持阀芯轴线在水平位置，否则会影响同步精度，不许阀芯轴线垂直安装。当使用流量大于阀的公称流量时，流经阀的能量损失增大，但速度同步精度有所提高，若低于公称流量则流量损失减小，但速度同步精度降低。型号为FJL-B20H.
三位四通控制阀控制油流的通、切断或改变油流的方向，以控制执行机构的运动的方向。电磁换向阀6用于控制液流的通断和流动方向。WEH型电磁换向阀可为WEH16HE50/O6EG24N.
溢流阀13是先导式卸荷溢流阀，可选择DA型。压力调节为20MP.型号为DAW10A13020G24NZ4.
致 谢
经过几个月的努力，毕业设计终于完成了。在这个过程中我对所学知识有了更深的了解，学到了很多有价值东西，能达到这样的效果是所有曾经指导过我的老师，帮助过我的同学，一直支持着我的家人对我的教诲、帮助和鼓励的结果。我要在这里对他们表示深深的谢意
首先，要特别感谢我的指导老师——X老师。X老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。使我对完成毕业设计有了很大的兴趣，同时明白许多待人接物与为人处世的道理。
其次，要感谢学院所有曾经为我们指导过的老师，老师们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度。
第三，感谢我的父母亲，你们是我力量的源泉，只要有你们，不管面对什么样的困难，我都不会害怕，谢谢你们对我的支持与鼓励！
再次，感谢我的室友及班级好友，因为有你们的帮助，我的课程设计得以顺利完成。我们之间相互探讨，相互激励，使我总能攻克困难。在我不开心的时候，你们总会安慰我，我开心的时候总能有你们陪伴，我不会忘记，谢谢你们！
最后对老师，同学和家人再次致以我最衷心的感谢！教导过我的老师，你们的人格魅力永记我心间。身边的同学和朋友，有你们，我的大学才算完整。寝室的密友，你们的天赋犹如上天恩赐，有了你们我的生活更加精彩。
参考文献
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[7] 宋喜秀.自卸车液压举升系统控制方式的比较与应用. 重型汽车. 2009/02
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[9]机械设计编委会 .机械设计手册单行本—液压传动与控制.机械工业出版社.2007/02.