【全套帶圖】3201Z型自卸車改裝設(shè)計(jì)

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購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 本科學(xué)生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3201系部名稱： 汽車工程系 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 學(xué)生姓名： 郭慶生 指導(dǎo)教師： 王永梅 職 稱： 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二 ○○ 九年六月 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 s 201009龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是 3201自卸汽車是以 自卸車底盤改裝 , 3201Z 型自卸車 近幾十年來(lái)它在國(guó)內(nèi)外獲得迅速的發(fā) 展與普及，它最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了卸貨的機(jī)械化，從而提高卸貨效率。 不僅可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以促進(jìn)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度， 關(guān)系到國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)和發(fā)展。同時(shí)在自卸車研究和生產(chǎn)過(guò)程中，也帶動(dòng)了鋼鐵，化工等其它很多行業(yè)，又提供了大量的工作崗位，減輕就業(yè)壓力， 并日趨完善，成為系列化多品種的產(chǎn)品。 因此，自卸車的發(fā)展是很有必要的。 所以本文以 3201Z 型自卸車為設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面 ,確定3201Z 型自卸車的總體設(shè)計(jì)方案 ;對(duì)舉升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及其力學(xué)分析 ;對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ;對(duì)車廂的結(jié)構(gòu)及副車架的設(shè) 計(jì) ;對(duì) 3201Z 型自卸車進(jìn)行整車性能分析。最后所設(shè)計(jì)出來(lái)的自卸車能夠承載 11噸的貨物 ,舉升時(shí)間為 15 關(guān)鍵詞 ：系統(tǒng)；車廂；改裝；設(shè)計(jì)；分析；機(jī)械化黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) he is of 201is 3201at in it of is to a of of to s to At in a of as a of of is 201of of as 3201to On of of 3201Z of by 1 of of a 5s. 目 錄 摘 要 .................................................................................................................................... I ............................................................................................................................... 1 章 緒 論 ....................................................................................................................... 1 卸車的發(fā)展 ················································································ 1 卸車的種類 ········································································· 1 升機(jī)構(gòu)的種類 ······································································ 2 究的意義目的 ············································································· 3 計(jì)的主要內(nèi)容 ············································································· 3 第 2 章 設(shè)計(jì)方案的確定 ................................................................................................ 4 ····························································································· 4 案的選擇 ··················································································· 4 升裝置幾何尺寸的確定 ································································· 5 廂與副梁鉸支點(diǎn)的確定 ·························································· 5 廂放平時(shí)舉升機(jī)構(gòu)與車廂前鉸支點(diǎn)的確定 ·································· 5 壓缸與副梁鉸支點(diǎn)的確定 ······················································· 6 廂放平時(shí)三角臂中 支點(diǎn)坐標(biāo)和左側(cè)長(zhǎng)度的確定 ···························· 6 廂放平時(shí)拉桿與三角臂鉸接點(diǎn)的確定 ········································ 6 桿與副梁鉸接點(diǎn)及 拉桿長(zhǎng)度的確定 ··········································· 7 本章小結(jié) ···················································································· 7 第 3 章 ................................................................................................ 8 述 ···························································································· 8 升機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算及校核 ······························································ 8 桿截面尺寸的確定 ······································································· 9 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ··············································································· 10 壓油缸性能參數(shù)計(jì)算 ···························································· 10 壓泵性能參數(shù)計(jì)算 ······························································· 12 壓系統(tǒng)油箱容積計(jì)算 ···························································· 13 壓管路內(nèi)徑的計(jì)算 ······························································· 13 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 向控制閥的選型 ·································································· 14 縱方式的選型 ····································································· 14 壓系統(tǒng)原理 ········································································ 15 廂主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) ··································································· 16 斗外鋼板尺寸確定 ······························································· 16 斗內(nèi)層尺寸確定 ·································································· 17 斗上擺臂鏈結(jié)點(diǎn)尺寸確定 ······················································ 17 車架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ·························································· 17 車架主要尺寸設(shè)計(jì) ······························································· 17 車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 ············································· 18 章小結(jié) ····················································································· 24 第 4 章 整車性能分析 ................................................................................................... 25 述 ··························································································· 25 車動(dòng)力性能分析 ········································································· 25 本參數(shù)確定 ········································································ 25 車的行駛方程式 ·································································· 26 車最高車速的確定 ······························································· 28 油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 ············································································ 30 車軸荷分配計(jì)算 ········································································· 31 車穩(wěn)定性分析 ············································································ 31 定性分析內(nèi)容 ····································································· 31 載質(zhì)心高度的計(jì)算 ······························································· 31 載側(cè)傾角的計(jì)算 ·································································· 32 小轉(zhuǎn)彎直徑的計(jì)算 ······························································· 32 章小結(jié) ····················································································· 33 結(jié) 論 ………………… ………………………………………………………………… .考文獻(xiàn) ······························································································ 35 致 謝 ...… ……………………………………………………………………………… 錄 … ..………………………………………………………………………………… 38 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1章 緒 論 卸車的發(fā)展 卸車的種類 自卸車又稱翻斗車（ 它是依靠自身動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓舉升機(jī)構(gòu)，使貨箱具有自動(dòng)傾卸貨物的能力和復(fù)位功能的一種重要專用汽車。自 1963 年由美國(guó)司和 司合作研制出世界上第一臺(tái)裝載質(zhì)量為 77t (85 短噸 ) 礦用自卸車以來(lái) ， 經(jīng)過(guò) 30 多年的不斷完善和大量新技術(shù)、新材料、新工藝的采用 ， 重型礦用自卸車作為汽車 中的一類已發(fā)展成熟。目前世界上生產(chǎn)重型礦用自卸車 (包括機(jī)械傳動(dòng) ) 的國(guó)家有美國(guó)、日本、白俄羅斯和法國(guó)等 ， 主要生產(chǎn)廠家有小松礦用設(shè)備公司、尤克里德 — 日立公司、尤尼特 — 里格公司、卡特彼勒、利勃海爾公司、特雷克斯公司和白俄羅斯的別拉斯等。國(guó)外生產(chǎn)廠家的共同特點(diǎn)為全系列、專業(yè)化 ， 并具有完整的配套體系。形成了以美國(guó)德萊賽 (司、尤克里德 — 日立 ( 公司、尤尼特 — 里格 ( 司等為代表的礦用自卸車生產(chǎn)企業(yè) ， 其裝載質(zhì)量已從第一臺(tái)車的 77t 上升到目前最大的 350 短噸 )， 并具有 108t、 120t、 154t、 170t、190t、 220t、 280t 等多個(gè)系列。在年開(kāi)采量千萬(wàn)噸級(jí)以上大型露天礦山的運(yùn)輸設(shè)備中 ， 礦用自卸車已占據(jù)近 2/3 的市場(chǎng) ， 承擔(dān)著世界上 40%的煤、 90%的鐵礦的開(kāi)采運(yùn)輸量。 重型礦用自卸車在我國(guó)大型露天礦山的使用始于 70 年代中期 ， 到目前為止使用單位已達(dá) 10 個(gè) ,主要分布在煤炭、冶金等行業(yè) ， 總購(gòu)車量達(dá) 543 臺(tái) ， 其裝載質(zhì)量主要為 108t 、 154t 兩種。目前仍然在礦山使用的 471 臺(tái)電動(dòng)輪自卸車中 (已報(bào)廢 72臺(tái) ) ， 進(jìn)口自卸車 219 臺(tái) ， 中外合作生產(chǎn)車 87 臺(tái) ， 占 國(guó)產(chǎn)車 165 臺(tái) ， 占35%。我國(guó)重型礦用自卸車的生產(chǎn)大約經(jīng)歷了獨(dú)立開(kāi)發(fā)、合作生產(chǎn)、國(guó)產(chǎn)化三個(gè)階段 ，生產(chǎn)廠家主要有三家 : 湖南湘潭電機(jī)廠、遼寧本溪重型汽車廠、江蘇常州冶金機(jī)械廠。湘潭電機(jī)廠于 1977 年 5 月研制出國(guó)產(chǎn)第一臺(tái) 108t 自卸車樣車 ,以后經(jīng)過(guò)20 余年的不斷改進(jìn)和完善 ， 已形成了 四個(gè)系列 ， 并具備年產(chǎn) 100 余臺(tái)車的生產(chǎn)能力。遼寧本溪重型汽車廠生產(chǎn)礦用自卸車的歷史與湘潭電機(jī)廠類 似 ,亦起步于 70 年代。該廠于 80 年代曾生產(chǎn)了 10 余臺(tái) 108 其后由于多種原因已停產(chǎn)。江蘇常州冶金機(jī)械廠主要與美國(guó) 司合作生產(chǎn) 154 其產(chǎn)品在南芬鐵礦使用。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 升機(jī)構(gòu)的種類 由《專用車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》 [14]可知 :自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)分為兩大類 ，即直推式舉升機(jī)構(gòu)和連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)。它們采 用液體壓力作為舉升動(dòng)力。 圖 推式自卸車的結(jié)構(gòu)形式圖 直推式舉升機(jī)構(gòu)利用液壓油缸直接舉升車廂傾卸。該 機(jī)構(gòu)布置簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高 ， 但液壓油缸工作行程長(zhǎng) ， 因此 ,一般要求采用單作用的 2 級(jí) 或多級(jí)伸縮式套筒油缸。另外單缸系統(tǒng)其橫向剛度不足 ,系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性差 ， 還存在工作壽命短、成本高等缺點(diǎn)。 如圖 示 :a 表示前置直推式自卸車； b 表示中置直推式自卸車； 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)具有舉升平順、油缸活塞的工作行程短、機(jī)構(gòu)布置靈活等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)又分油缸后推式和油缸前推式兩種油缸后推式機(jī)構(gòu)舉升力系數(shù)適中 ， 結(jié)構(gòu)緊湊 ， 但各部件布置集中在后部 ， 車廂底板受力大 ， 適用于中型自卸汽車油缸前推式機(jī)構(gòu)舉升力系 數(shù)小、省力、油壓特性好 ， 適用于重型自卸汽車。 圖 合連桿舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 究的意義目的 近幾十年來(lái)它在國(guó)內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及 ,它最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了卸貨的機(jī)械化，從而提高卸貨效率。 自卸車的研究和設(shè)計(jì)不僅可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以促進(jìn)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度， 關(guān)系到國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)和發(fā)展。同時(shí)在自卸車研究和生產(chǎn)過(guò)程中，也帶動(dòng)了鋼鐵，化工等其它很多行業(yè)，又提供了大量的工作崗位，減輕就業(yè)壓力， 并日趨完善，成為系列化多品種的產(chǎn)品。 因此，自 卸車的發(fā)展是很有必要的。 計(jì)的主要內(nèi)容 自卸車的整車設(shè)計(jì)，舉升機(jī)構(gòu)力學(xué)分析，舉升裝置尺寸確定，車廂設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)計(jì)算和車廂時(shí)間的校核，整車性能分析，利用 件建立自卸車舉升機(jī)構(gòu)的裝配圖以及零部件圖。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2章 設(shè)計(jì)方案的確定 述 3201壓系統(tǒng)和車廂結(jié)構(gòu)為其重要組成部分 ， 它直接關(guān)系著自卸車使用性能和整體布置 ， 它是決定自卸汽車改裝設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要因素。因此首先著重對(duì)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。 案的選擇 由參考文獻(xiàn) [16]可知 :最大裝載質(zhì)量為 11噸，符合本次的設(shè)計(jì)需求，因此選用 為改裝地盤，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示： 表 卸車的主要技術(shù)參數(shù) 汽車總長(zhǎng) /830 汽車總寬 /480 汽車總高 /150 車廂容積 / m3 大總質(zhì)量 /0900 整車整備質(zhì)量 /800 最大裝載質(zhì)量 /1100 車廂舉升時(shí)間 /s 15 車廂降落時(shí)間 /s 廂后傾角度 /。 50 軸距 /200+1300 前輪輪距 /940 中后橋輪距 /860 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)分為兩大類 ， 即直推式舉升機(jī)構(gòu)和連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)。它們均采用液體壓力作為舉升動(dòng)力。 直推式舉升機(jī)構(gòu)利用液壓油缸直接舉升車廂傾卸。該機(jī)構(gòu)布置簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高 ， 但液壓油缸工作行程長(zhǎng) ， 因此 ， 一般要求采用單作用的 2 級(jí)或多級(jí)伸縮式套筒油缸。另外單缸系統(tǒng)其橫向剛度不足 ， 系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性差 ， 還存在工作壽命短、成本高等缺點(diǎn)。 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)具有舉升平順、油缸活塞的工作行程短、機(jī)構(gòu)布置靈活等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)又分油缸后推式和油 缸前推式兩種油缸后推式機(jī)構(gòu)舉升力系數(shù)適中，結(jié)構(gòu)緊湊 ， 但各部件布置集中在后部 ， 車廂底板受力大 ， 適用于中型自卸汽車油缸前推式機(jī)構(gòu)舉升力系數(shù)小、省力、油壓特性好 ， 適用于重型自卸汽車。 3201Z 型自卸車的裝載質(zhì)量由表 知，裝載質(zhì)量為 11 噸，屬于中型自卸車，所以 本設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的舉升機(jī)構(gòu)為連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)（前推式即 T 式）。 其工作原理圖如圖 示： 圖 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖 升裝置幾何尺寸的確定 廂與副梁鉸支點(diǎn)的確定 如圖 示， 車廂后鉸支點(diǎn) O 應(yīng)盡量靠近車 架大梁的尾端。已知車廂副梁高205長(zhǎng) 4505兼顧結(jié)構(gòu)安排空間取水平方向離副梁尾端 146直方向離副梁下沿 118作為車廂后鉸支點(diǎn) ， 并以車廂后鉸支點(diǎn)作為四連桿運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)原點(diǎn)(0， 0)。軸平行于副梁的平面 ， 指向汽車前方。 廂放平時(shí)舉升機(jī)構(gòu)與車廂前鉸支點(diǎn)的確定。 車廂前鉸支點(diǎn)0 ?00 , X?？砂唇?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 m ? （ 中 : L —— 油缸最大工作行程 ， 參考同類車型油缸型號(hào) ， 初選油缸自由長(zhǎng)度0L=1165最大有效工作行程 80? ； — 車廂最大舉升角 ， 根據(jù)車廂傾卸動(dòng)作要求和所運(yùn)物料的安息角 ， 選取??? 50 R—— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ， 根據(jù) L 尺寸 ， 選取 R=175。 因此則得 ， 2730501801750 ??? 取 27250 ? 0 充分利用車廂底部空間 ， 減少油缸下支點(diǎn)沉人副梁中的深度。確定03 已知底板縱梁高 180 因此 ，02725， 184)。 壓缸與副梁鉸支點(diǎn)的確定 由圖 2可看出 E 點(diǎn)為 液壓缸與副梁鉸支點(diǎn) ， 由于油缸具有相當(dāng)大的尺寸 ， 以及 開(kāi)始舉升時(shí) ， 為減少油缸的工作壓力 ， 油缸必須具有一定數(shù)值的傾斜角 ， 因此 ， 點(diǎn)的垂直距離 取 4??， E 點(diǎn) X 軸坐標(biāo)由經(jīng)驗(yàn)公式求得： 2 3 8 6 2 0 ??????????? （ 根據(jù)結(jié)構(gòu)安排取 2378?則 E 點(diǎn)坐標(biāo)為（ 2378， 廂放平時(shí)三角臂中支點(diǎn)坐標(biāo)和 左側(cè) 長(zhǎng)度的確定 由圖 2示，0廂放平時(shí) ，0 要充分利用上部空間 ， 從而減少油缸下支點(diǎn) E 沉人副梁中的深度。過(guò)0 軸夾角 為： ???????09Y?. （ 式中 結(jié)構(gòu)允許的拉桿 副車架鉸支點(diǎn) D 的最高位置，一般； 取75再以 E 為圓心，0接00°時(shí)的位置。 03530， 94）， 0010 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 廂放平時(shí)拉桿與三角臂鉸接點(diǎn)的確定 由圖 2示， 連接0將0 點(diǎn)向上轉(zhuǎn) 50°，角0 點(diǎn)，以 C 為圓心，00以 E 為圓心，一液壓缸自由長(zhǎng)度與最大有效工作行程之和為半徑畫弧。兩弧交于 B 點(diǎn)，連接 作 ??? 6 又以00作 C ??000，根據(jù)結(jié)構(gòu)允許尺寸，取 0050接00此確定03615， 即△000 別為 ??? 0 和 ??? 50 時(shí)三腳 架所處的位置。 桿與副梁鉸接點(diǎn)及拉桿長(zhǎng)度的確定 由圖 示， 作 于 D 點(diǎn) ， 調(diào)整 D 點(diǎn)位置使0 最后確定 D 點(diǎn)坐標(biāo)為 (2170， 175) 。拉桿長(zhǎng)度0160 本章 小結(jié) 本章主要是對(duì)自卸車的舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先選用的舉升機(jī)構(gòu)為組合連桿式的前推式舉升機(jī)構(gòu)，之后根據(jù)汽車的固有結(jié)構(gòu)以及參考其它同類車型，確定舉升機(jī)構(gòu)的位置以及舉升機(jī)構(gòu)的尺寸。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第 3 章 自卸車改裝設(shè)計(jì) 述 舉升機(jī)構(gòu)力學(xué)分析的目的就是要求得各構(gòu)件在車廂任意舉升角 ? 時(shí)的受力最大值為液壓系統(tǒng)參數(shù)確定和構(gòu)件截面尺寸的計(jì)算提供依據(jù)。舉升力系數(shù)是體現(xiàn)舉升機(jī)構(gòu)動(dòng)力性的指 標(biāo) ， 是指單位舉升質(zhì)量所需要的液壓缸推力。液壓缸推力直接影響自卸汽車的經(jīng)濟(jì)性能 ， 其值越小越好。隨著車廂舉升角的變化 ，液壓缸推力的 值是變化的?？紤]到機(jī)構(gòu)在初始位置時(shí)車廂內(nèi)貨物最多 ， 阻力臂也最大 ， 車廂啟動(dòng)時(shí)又有慣性阻力作用 ， 此時(shí)油缸推力最大。因此 ,下面只對(duì)初始位置時(shí)各構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析。 升機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算及校核 由參考文獻(xiàn) [16]可知，其方法如下： 當(dāng) ??0? 時(shí) 有上述可知： ? ?152,36150 ?A? ?94,35300B? ?184,27250C? ?175,21700D? ?14,2378 ?E 在 ??0? 時(shí)直線 直線 方程分別為 : ? ? ? ? ? ? ? ? 0000000 ???????? （ ? ? ? ? ? ? ? ? 0000000 ???????? （ 0 ?00 , ②式 求解得：0821， 08 在 ??0? 時(shí)，點(diǎn) O 至直線00? ? ? ?? ? ? ? ??????（ 車廂作為分離體， 根據(jù)力矩平衡Σ 得： ?? （ 式中 W—— 表示被舉升的重力 ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 00 用在直線00 在 ??0? 時(shí)，點(diǎn)0 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 53000000000000 2????????????（ ??0? 時(shí)，點(diǎn)0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?????????? （ 取三角臂000 據(jù)力 矩平衡 00 ?? 得 ? （ 式中 對(duì)應(yīng)任意舉升角 ??0? 的液壓缸推力 。 在 ??0? 時(shí)，0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??????????（ 當(dāng) ??0? 時(shí) ， 到 0為 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??????????（ 取三角臂000 據(jù)力矩平衡 00 ?? 得 7 2 6 6000000 ??（ 式中 對(duì)任意舉升角 ??0? 時(shí)的拉桿最大拉 力。 桿截面尺寸的確定 如圖 示， 拉桿 作用力對(duì)稱分布在兩根拉桿上 ， 因此作用在每根拉桿上的最大拉力為 ： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 F== （ 初選拉桿材質(zhì)為 從 《機(jī)械 手冊(cè) 》 [5]可查 得σ s=230000000N/m2， 取安全系數(shù) n=2， 由公式σ =n× F 拉 /A≦σ s， 可知拉桿最小橫截面面積 A≧ n× F 拉 /σ s=2×230000000= A=1280實(shí)際上σ =280000000=m2 校核安全系數(shù) n=σ s/σ =n 因此 ， 拉桿截面面積 A=1280足強(qiáng)度要求。 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 壓油缸性能參數(shù)計(jì)算 液壓缸作為液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行組件，以直線往復(fù) 運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)擺動(dòng)的形式，將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出。液壓缸種類繁多。按供油方式可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只往缸的一側(cè)輸入壓力油，活塞僅作單向出力運(yùn)動(dòng)，靠外力使活塞桿返回。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油，活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠液壓力來(lái)完成。 按結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸柱塞缸和伸縮缸；按活塞桿形式可以分為單活塞缸和雙活塞缸；按液壓缸的特殊用途分為串聯(lián)缸增壓缸增速缸多位缸步進(jìn)缸等此類液壓缸不是一個(gè)單純的缸筒，而是和其他的缸筒或構(gòu)件組合而成，又稱組合缸。 從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，在滿足使用要求的情況下，選用雙作用單活塞桿液 壓缸。車廂在整個(gè)傾翻過(guò)程中液壓油缸最大舉升力為 考同類車型 ， 初選最高工作壓力 P=16最大舉升力公式 ： P d2×η （ 式中 η —— 液壓缸機(jī)械效率，取η = d—— 舉升油缸缸徑。 因此， d≧ (4× η )?=143(有上述可知 L=800 1、 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 由 ? ? ??? 22212 44 ?? （ ? ? ?122212 4 FD ??? ? （ 式中 1P —— 液壓缸工作壓力 ； 2P —— 液壓缸回油腔背壓力 ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 — 活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比 ； F —— 工作循環(huán)中最大外負(fù)載 ； 液壓缸密封處摩擦力 。 ??（ 式中 — 液壓缸的機(jī)械效率，一般取 將入（ 2可求得 D 為 （ 由上式可求出 D =3102、 液壓 缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定 3、 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸缸蓋有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算 ? ?? （ 中 t—— 缸蓋有效厚度 2D —— 缸蓋止口內(nèi)徑 由以上計(jì)算可 i 求出缸蓋有效厚度為 48 4、 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 ???????????????????????????2121 114黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面終點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面終點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)一般液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 應(yīng)滿足以下要求 220 ? （ 中 L — — 液壓缸最大行程 ； D —— 液壓缸的內(nèi)徑 。 活塞的寬度 B 一般取（ D ；缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度 1l ，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 D 而定； 當(dāng) D >80 1l =（ d ； 所以最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 1l 取 125 5、 缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外型長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)經(jīng)的 20～ 30倍。 壓泵性能參數(shù)計(jì)算 一般常用的液壓泵分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵、螺桿泵。按泵的流量特性，可分為定量泵和變量泵兩種。前者在泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，不能調(diào)節(jié)流量，后者當(dāng)泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，通過(guò)變量機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，可使具有不同的流量。齒輪泵一般為定流量式，葉片泵和柱塞泵 有定量式及變量式兩種。對(duì)變量泵，按輸由方式，又可分為單向變向泵和雙向變量泵。前者工作時(shí)，輸由方向不可變，后者工作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)，可以改變輸出油流的方向。 齒輪泵分為外嚙合及內(nèi)嚙合中兩種。前者構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，工作可靠，維護(hù)方便，對(duì)沖擊負(fù)荷適應(yīng)性好，旋轉(zhuǎn)部分慣性小，多用于速度中等，作用力不大的簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)中，應(yīng)用廣泛。 所以選用單級(jí)齒輪泵。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：車廂舉升到最大舉升角的時(shí)間不超過(guò) 5s. 液壓缸工作容積 V=L× d2=780× 180× 180/4=19849壓泵額定流量 Q 應(yīng)滿足以下公式 )( ??? 式中 t —— 舉升時(shí)間， t=15s； ? —— 液壓系統(tǒng)容積效率，取 因此， Q≧ V/(t×η )=s。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 液壓泵轉(zhuǎn)速 為 e? （ 式中 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，取 2000r/ i —— 傳動(dòng)比，取 i = 因此， n =2000/ 選取液壓泵額定轉(zhuǎn)速 n=2000r/ 液壓泵排量 ?q Q /n× 60≧ 000× 60=r。 根據(jù)以上參數(shù)， 查《機(jī)械手冊(cè)》 [5]選擇齒輪油泵 其主要參數(shù)如下： 公稱排量 q=63ml/r； 額定壓力 p=16公稱轉(zhuǎn)速 n=2000r/ 壓系統(tǒng)油箱容積計(jì)算 液壓系統(tǒng)的用途主要是儲(chǔ)油和散熱。如果容量過(guò)大，占地增加，增加了設(shè)備重量，而且操作不變；過(guò)小，則油溫升高會(huì)超過(guò)許用值，誘掖將會(huì)溢出油箱。液壓系統(tǒng)的油箱容積應(yīng)滿足一下要求： (1) 設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)，液壓油液能夠靠重力作用返回油箱； (2) 操作時(shí)，油面保持適當(dāng)高度位置； (3) 能散發(fā)操作時(shí)產(chǎn)生的熱量； (4) 能夠分離出油中的空氣和雜物等。 油箱容積 V 一般不小于全部工作液壓缸容積 V? 的三倍，即 221 2 5 1 6 0 0 4 0 1 0 4 344??? ? ? ?? ? ? ? ????? (擬設(shè)定液壓系統(tǒng)油箱尺寸為 6 0 5 0 2 0m m m m m m??。即油箱選擇 2876 81 系列中 63公稱容量。 壓管路內(nèi)徑的計(jì)算 由計(jì)算公式 6 2 3110 106 0 4TQ d V?? ? ? ? (可以計(jì)算出高壓管路內(nèi)徑 112 1 . 2 2 ?? (黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 式中 0 1 4 / s?； 1 V m s?，取1 5/V m s?。 即有 41 30 . 5 7 1 4 1 02 1 . 2 2 2 2 . 6 75 1 0d m m?? ? ??取用 23 低壓管路內(nèi)徑 222 1 ?? 式中，2 V m s?，取2 2/V m s?。 即有 42 30 . 5 7 1 4 1 02 1 . 2 2 3 5 . 8 62 1 0d m m?? ? ??取用2 36d 向控制閥的選型 方向控制閥是用來(lái)使液壓系統(tǒng)中的油路通斷或改變油液的流動(dòng)方向，從而控制液壓執(zhí)行組件的起動(dòng)或停止，改變其運(yùn)動(dòng)方向的閥類。包括單向閥、換向閥、壓力表開(kāi)關(guān)等。單向閥又稱止回閥，只允許液流沿著一個(gè)方向通過(guò)，而反向液流被截止的方向閥，又包括普通單向閥和液控單向閥兩類。換向閥是利用閥心和閥體相對(duì)位置的不同，來(lái)變換閥體上各主油口的通斷關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各油路連通切斷或改變液流方向的閥類。換向閥在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最多，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為滑閥型、錐閥型和轉(zhuǎn)閥型；按換向閥的工作位置和控制的信道數(shù)，可分為二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等；按換向閥的操縱方式，可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁、液動(dòng)、電動(dòng)和 氣動(dòng)。 根據(jù) 自卸車 使用與要求，選用通用性強(qiáng)可靠性好，維修方便的三位四通手動(dòng)換向閥。 縱方式的選型 液壓系統(tǒng)的操縱方式分為以下幾種： 1、 機(jī)械操縱式機(jī)械 機(jī)械操縱式可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便，但是它的桿件較多，同時(shí)布置復(fù)雜； 2、 液壓操縱式 液壓式操縱方式借助于手動(dòng)閥控制油壓，以實(shí)現(xiàn)關(guān)閉或打開(kāi)舉升方向控制，實(shí)現(xiàn)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 擺臂的舉升與下落。它是通過(guò)切斷動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)程的停止，便于遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，缺點(diǎn)是反應(yīng)較慢； 3、 氣動(dòng)操作式 依靠汽車貯氣筒壓縮空氣，通過(guò)控制操縱氣控液壓換向閥，控制油路方向?qū)崿F(xiàn) 擺臂的舉升下降。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、功能齊全、結(jié)構(gòu)較為先進(jìn)，適用于中重型車。缺點(diǎn)是氣動(dòng)轉(zhuǎn)化成液動(dòng)需要兩套管路。 由于機(jī)械操縱式的可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中的液壓操作系統(tǒng)均采用機(jī)械操作式。 壓系統(tǒng)原理 圖 卸車車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 在 3201Z 型自卸車的設(shè)計(jì)中， 兩個(gè)液壓缸和起到 支撐作用的兩個(gè)支腿液壓缸用到了液壓，屬于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范疇。 液壓系統(tǒng)中用到了 1016? 單級(jí)齒輪泵和140D G J C E E??型液壓缸， 二級(jí)同心先導(dǎo)溢流閥，三位四通手動(dòng)換向閥，溢流節(jié)流閥，及濾油器、油箱、高低壓油管等液壓元器件，由它們共同構(gòu)成了液壓系統(tǒng)，完成指定的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)擺臂垃圾車的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 功能要求。 要進(jìn)行提升裝載著 貨物廂斗的工作過(guò)程時(shí)，先將控制支腿液壓缸的三位四通手動(dòng)換向閥向上推起，液壓油液 由液壓管路進(jìn)入自卸車 尾部?jī)蓚?cè)支腿液壓缸，推動(dòng)支腿完成支腿的擺動(dòng)，支腳接觸地面后，對(duì) 自卸車 起到支撐作用；完成支腿支出接觸地面動(dòng)作后，再將控制擺臂運(yùn)動(dòng)的三位四通手動(dòng)閥向下推動(dòng)，液壓油經(jīng)過(guò)溢流節(jié)流 閥后，再流經(jīng)三位四通閥，進(jìn)入擺臂液壓缸，拉動(dòng)擺臂向上擺起，帶 自卸車 廂斗完成垃圾貨物的裝載。在此過(guò)程中，溢流節(jié)流閥起到穩(wěn)定液壓油流量，使其不受到外界負(fù)荷的變化的影響，只受到節(jié)流閥閥心開(kāi)口大小的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擺臂的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。裝載后，再將控制支腿運(yùn)動(dòng)的手動(dòng)閥向下推動(dòng)，拉動(dòng)支腿完成復(fù)位動(dòng)作，而后將手動(dòng)閥至于中間位置。 要進(jìn)行貨物的傾斜時(shí)，過(guò)程同貨物的裝載過(guò)程相近。先將控制支腿的手動(dòng)閥向 上推動(dòng)，完成支腿 支出動(dòng)作后，再將控制擺臂的手動(dòng)閥向上推起，液壓缸即可完成貨物的傾斜動(dòng)作。傾斜完畢后再將支腿手動(dòng)閥復(fù)位只中間。 廂主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) 斗外鋼板尺寸確定 車廂在運(yùn)輸中起到承載的作用，其由兩部分組成。一部分用于 盛放貨物，將其設(shè)計(jì)成平面，底部與車廂大梁焊接；另一部分用于約束和放置 液壓缸、支撐約束擺臂，放置支腿和支腿液壓缸，將其設(shè)計(jì)成兩片平行鋼板通過(guò)點(diǎn)焊聯(lián)結(jié)后再分別與車廂大梁和車廂側(cè)壁焊接，實(shí)現(xiàn)兩部分的一體 (在本設(shè)計(jì)中稱為 U 型鋼板 )。同時(shí)，車廂與駕駛室之間設(shè)計(jì)隔離廂板，與駕駛室空留一段距離 ， 起到安全和便于維修檢查的作用。 在全面分析車廂的工作條件、受力狀態(tài)、工作環(huán)境和零件失效等各種因素的前提下，選用 自卸車 的廂斗一般分為方形和船形兩種形式。方形用于地坑式放置，船形置于地面，以便適用于公共場(chǎng)所、街道、生活區(qū)的垃圾收集。為了增加垃圾的運(yùn)送量和汽車的運(yùn)輸效率，加強(qiáng)實(shí)用性，本設(shè)計(jì)采用方形廂斗 。 與同類產(chǎn)品進(jìn)行比較， 盤垃圾車廂斗載重容積約在 6~10 立方米以間，擬設(shè)定長(zhǎng) *寬 *高為 5540*2540*1600，即其廂斗容積： 0 02 5 4 05 5 4 0 ????V 在常用容積之內(nèi)，即車箱斗的長(zhǎng)，寬，高選為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 廂尺寸 車廂長(zhǎng)度 /540 車廂寬度 /540 車廂高度 /600 車廂鋼板厚度 / 車廂加強(qiáng)肋厚度 /0 車廂加強(qiáng)肋寬度 /0 斗內(nèi)層尺寸確定 與廂斗鋼板鉚固在一起的工程硬塑的厚度選為 4長(zhǎng)寬各為廂斗的長(zhǎng)寬相應(yīng)減掉廂板鋼板和廂斗 加強(qiáng)肋的厚度，高度減去鋼板厚度，即有廂斗 內(nèi)層硬塑長(zhǎng)度： 5540內(nèi)層硬塑寬度 :2440內(nèi)層硬塑高度 :1