高位自卸汽车液压系统设计.docx
- 文档编号:11622992
- 上传时间:2023-06-01
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:102.71KB
高位自卸汽车液压系统设计.docx
《高位自卸汽车液压系统设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高位自卸汽车液压系统设计.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
高位自卸汽车液压系统设计
第一章绪论5
第二章高位自卸汽车设计计算7
2.1基本尺寸参数的确定7
2.2质量參数确定7
第三章高位自卸汽车液压系统设计方案9
3.1油缸的计算与选型9
3.2计算与选型10
第四章油箱与油管的计算与选型12
4.1油箱容积V的计算12
4.2油管内径D的计算12
4.3分配阀的选型13
第五章取力器的选型14
5・1取力器的布JL方案的选定14
5.2取力器的型号14
总结与展望16
參考文献18
高位自卸汽车液压系统设计
摘要
高位自卸汽车液压系统设计的好坏,将直接影响整车的性能和生产效率。
自卸汽车液压系统一般包括举升液压系统和转向液压系统。
自卸汽车液压系统原理上相对来说比较简单,但其中有许多具体问题需要认真去研究。
国内自卸汽车液压系统设计,基本上釆用的是传统的经验性设计,整体性能很难达到置优。
本文通过对為位自卸汽车的研究,提出了自卸汽车举升液压系统和转向液压系统的一般设计流程和现代设计方法,并对其中的重要环节做了说明,给出了一些比较成熟的解决方案,以期对国产离位自卸汽车液压系统的设计有所启发。
关键字:
鬲位自却汽车、液压系统、液压缸
Abstract
Thedesignofhydraulicsystemofhighdumptruckwilldirectlyaffecttheperformanceandproductionefficiency・Thehydraulicsystemofdumptiuckgenerallyincludesliftinghydraulicsystemandsteeringhydraulicsystem・Dumptruckhydraulicsystemprincipleisrelativelysimple,buttherearemanyspecificissuesneedtoseriouslystudy・ThedesignofthehydraulicsystemofthedumptruckinChinaismainlybasedonthetraditionalempiricaldesign.Basedontheresearchofhighdumptruck,thehydraulicsystemofdumptruckliftingandsteeringhydraulicsystemofgeneraldesignprocessandmoderndesignmethods,andoneoftheimportantaspectsdescribed,givensomematuresolutions,inordertoinspirethedesignofdomestichightruckhydraulicsystem.
Keywords:
highdumptruck,hydraulicsystem,hydrauliccylinder
引言
高位自卸汽车是专用自卸汽车一种,高位自卸汽车主要用于运输散装并可以散堆的货物(如沙、土、以及农作物等),服务于建材厂、矿山、工地等。
还可用于火车与汽车之间的货物运输,或者是飞机场内运输行礼。
高位自卸汽车主要装备有车厢举升和倾卸机构,使用方便运输效率高,具有高度机动性和卸货机械化的特点。
而液圧系统是决定高位自卸汽车好坏的盪要因素。
本文首先对高位自卸汽车做了简单的介绍,然后对高位自卸汽车的设计做简单汁算。
并对高位自卸汽车液压系统进行了必要的设讣,最后对高位自卸汽车液压系统所需零件进行选择和计算。
第一章绪论
高位自卸汽车是指在普通自卸汽车的基础上安装一个特殊装置,该装置能够将车厢举升到一定高度,车辆在这一高度卸货。
高位自卸汽车的高位倾卸动作循环方式有两种:
其一,首先将处于原始水平位置车厢平移举升到一定高度,保持位置不变,再将车厢倾卸一定角度卸货。
卸货完毕,车厢恢复高位水平位置,最后平移下降到原始位置。
其二,按上述程序,车厢高位倾卸后,车厢的两种复位动作(即角度复位和平移下降复位)同步进行。
高位自卸汽车的专用装置山举升机构、倾卸机构和液压系统两大部分组成。
其中举升机构作用是将车厢平移举升到某一预定的高度,从而实现在该高度进行高位卸货。
LI前为I匕有剪式、L型、平行四边形等多种举升机构。
倾卸机构的作用是使倾斜一定的角度,使车厢中的货物自动卸下,然后再使车厢降落到车架上。
它的主要结构型式有直推式倾斜机构、连杆式倾斜机构两种。
而液压举升系统作用产生液压能,实现举升机构倾翻的动力源;其结构组成有液压泵、控制阀、限位阀、举升液压缸等。
液压泵山取力器驱动,取力器的动力来源于汽车底盘;控制阀改变液压系统回路,山驾驶员在驾驶室中操纵;限位阀限制车厢的最大倾角。
大多设在液压缸内,当车辆升至预定的角度时,限位阀起作用,限制车厢继续倾斜;举升液压缸将液压能转变为推动车厢的机械能的直接执行部件。
举升和倾卸机构是自卸汽车的重要工作系统,其设讣质量直接影响自卸汽车的使用性能。
随着自卸汽车产品技术的发展,它们的结构型式也不断增多。
若能将不同类型的机构按其各自的特点配备到与之相适应的自卸汽车则无论是高位自卸汽车的丄作性能,还是机构的使用效率,都会得到很大的改善。
因此如何选择合适的举升和倾卸机构,成为高位自卸汽车设讣中的首要问题。
高位自卸汽车上现在广泛采用液压倾卸机构。
根据油缸与车厢底板的连接方式,常用的倾卸机构可以分为直接推动式和连杆组合式两大类。
油缸直接作用在车厢底板上的倾卸机构称为直接推动式倾卸机构,简称直推式倾卸机构。
按倾卸点在车厢底板下表面的位置,该类机构乂可分为油缸中置和油缸前置两种型式。
前者油缸支在车厢中部,油缸行程较小,油缸的举升力较大,多采用双缸双柱式油缸。
后者的油缸支在车厢前部,油缸的举升力较小,油缸行程较大;一般用于重型自卸汽车上,油缸则通常采用多级伸缩油缸。
常用车厢倾卸机构如下:
直接推动理
•油缸中置
油缸前置
车厢倾卸机私』
〔油缸前推连杆式
连杆组合式2
油缸前•推杠杆式油缸后推连杆式
油缸后推杠杆式
第二章高位自卸汽车设计计算
2.1基本尺寸参数的确定
高位自卸汽车与普通自卸汽车一样,都是在二类底盘的基础上进行改装而成,主要尺寸参数原则上应于原车底盘尺寸相同,从而保证参数与原车基本保持不变。
常见二类底盘机构如图2-1所示。
2.2质量参数确定
(1)额定装载质量me
高位自卸汽车是在普通自卸汽车的基础多加了一套举升和倾卸装置,所以其装载质量要比普通自卸汽车小,根据CQ1133TLG501车底盘最大承载质量为7320kg,所以初定额定装载质量为5000kgo
/F轴距A驾驶室最高点到车架上表面距离"底盘总高上后悬
用底盘有效长「底盘总长戶推荐载物重心,前悬
图2-1CQ1133TLG501底盘结构
(2)整车整备质量m0
整车整备质量是指汽车完全装备好的质量,包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。
参考同类普通自卸汽车的整车整备质量,在此基础上在增加车厢升高装置的质量,便可估算高位自卸汽车的整车整备质量。
所选CQ1133TLG501车底盘的整备质量为4080kg,因为在本次设计选用的车厢尺寸有较大,为4800X2000X640,因此整车整备质量相对有所增加,取为5000kg;再加上剪式举升机构约450kg。
即高位自卸汽车整车整备质量为:
加°=5000+450=5450
(3)总质量
总质量"a的计算公式为
ma=me+加°+m卩=5000+5450+65x3=10645kg(2-1)
式中mp—一乘员质量(kg),按每人65kg计。
改装后高位自卸汽车最大轴载质量的分配应基本接近原车底盘轴载要求。
乂由于车厢升高的同时,其质心向后移,因此该高位自卸汽车的整车质心位置可比同类普通自卸汽车的质心略向前移。
第三章高位自卸汽车液压系统设计方案
高位自卸汽车液压系统设讣的好坏,将直接影响整车的性能和生产效率。
高位自卸汽车液压系统一般主要包括举升液压系统、倾卸液压系统以及其他辅助液压系统。
本次高位自卸汽车的改装设讣主要偏重于机械机构的设讣与分析,而其液压系统所采用的油泵、油缸、液压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化与通用化且山专业化液压件厂集中生产供应;因此在改装设讣中只需要进行液压元件计算选型。
其主要内容包括油缸的直径与行程、油泵工作压力、流量、功率以及各种相关控制阀的选型等。
3.1油缸的计算与选型
油缸是液压系统执行元件,也是上述举升和倾卸两大机构的直接动力来源。
通常油缸分为活塞式和浮拄式两类。
活塞式均为单向作用,英缸体长度大而伸缩长度小、使用油压低(一般不超过14MPa)。
浮拄式为多级伸缩式油缸,一般有2〜5个伸缩仔,其结构紧凑,并具有短而粗、伸缩长度大、使用油压髙(可达35MPa),易于安装布苣等优点。
浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。
双向作用式用油压辅助车厢降落,因此工作平稳,降落速度快。
直推式倾卸机构多采用单作用多级汕缸:
而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸。
(1)油缸直径及行程的确泄
汕缸选型主要依据所需的最大作用力以及最大工作行程来确定的。
根拯液压系统中汕缸的工作特点,贝叽
式中:
——系统效率,通常按=0.8:
——液压系统额定工作压力(MPa),
参考表6.2选取,越髙,对密封要求也越高,成本亦随之上升;根据机构的类型及英工作特点,取MPa。
表34液压设备常用的工作压力
设备类型
机床
农业机械或中
液压机、重型机
磨床
组合机床
龙门刨床
拉床
型工程机械
械、起重运输机械
工作压力P/
(MPa)
0・8~2・0
3~5
2~8
8T0
i(ri6
20~32
1.举升机构油缸直径与行程的计算由式可知:
d>
4x567089.1
V3.14x16x106x0.8
=237.6mm
L>a=/(cos久-cos©)=3700x(cos3.9°-cos21.8°)=256mm
2.倾卸机构油缸直径与行程的计算
d>
I4x150500
V3.14x16x106x0.8
山式可知:
=122.4mm
参考同类车型机构,取L=800mmo
(2)油缸的选型
根据上述计算的厶和〃值,查阅相关资料:
举升机构油缸选用单级活塞双作
用缸HSGt01・250/180x800・E2501;倾卸机构油缸选用多级活塞单作用缸
3TGI-E150x880o
3.2计算与选型
自卸车常用油泵分为齿轮油泵与柱塞泵两类。
齿轮泵多为外啮合式,在相同体积下齿轮泵比柱塞泵流量大但油压低。
柱塞泵最大特点是油压高(油压范围16〜35NTa),且在最低转速下仍能产生全油压,固可缩短举升时间。
中轻型自卸车上多采用齿轮泵,常用系列有CB、CBX、CG、CN等;重型自卸车常采用柱塞泵
(1)油泵功率'的计算
式中:
P一一油泵最大工作压力,(Pa);
2油泵额定流量,(m3/s):
7—一油泵总效率"f=0・8。
则:
^=Z^=11.6x10-x34x^=114kw
70.860xl06
(2)油泵的选型
根据上述计算P、Q"q和/V的值,査阅相关资料,选择CB-FD40型号的单齿轮泵。
第四章油箱与油管的计算与选型
4.1油箱容积V的计算
一般要求油箱容积V不得小于全部工作油缸工作容积的三倍,B|J:
V>3AV
则:
V>3-AV=3x2x800x3.14x752xlO"6=84.8L
®V=LxBx//=7.5x2.5x5=93.75L4.2油管内径d的计算
604
即:
心3{牛xlO
式中:
Qt油泵理论流量,(L/min);
V一一管路中油的流速;高压管路中油的流速匕>3.6m/s;低压管路中
油的流速V2>1m/so
则:
咼丿k油管内径〃i>3、广;'x10=26.6mm
低压油管内径>3^^-x10=37.6mm
根据管路计算结果选用030010(HG4-406-66)两层钢丝编织胶管作为高压管,管接头形式为A型扣压式;低压回油管则选用040020(HG4-406-66)—层钢丝编织低压胶管。
液圧油冬季选用HJ-20号机械油,夏季HJ-30号机械油。
4.3分配阀的选型
根据本车的使用条件与要求,选用通用性强、可靠性好、维修方便的控制分配阀一一二位四通液压阀、三位四通和二位二通电磁阀。
液压系统设计总布置见图4.1
1•倾斜液压缸2•举升液压缸3•液控单向阀4•三位四通换向阀5•油箱6•二位三通换向阀
7•先导式溢流阀&油泵9•滤汕器10•二位二通电磁换向阀□•汕箱
图4.1液压系统设计图
第五章取力器的选型
各类专用汽车的专用工作装置主要由汽车发动机提供动力源。
取力器就是汽车的一种专用动力输出装置。
它从发动机取出部分功率,用于驱动各类液压泵、真空泵、空压机以及各种专用汽车工作机械。
5.1取力器的布置方案的选定
专用车取力总布置方案决定于取力方式。
常见的取力方式有发动机取力、变速器取力、传动轴取力、分配器取力等四种。
从发动机前端取力的特点是采用液压传动,适合于远距离输出动力。
固此种取力方式常用于由长头式汽车底盘改装的大型混泥土搅拌运输车。
从飞轮后端取力的特点是取力器不受主离合器影响,传动系统与发动机直接相连,取力器到工作装置距离短、传动系统简单可鼎、取出的功率大、传动效率高。
这种方案应用较广,如平头式汽车改装的大、中型混泥土搅拌车等。
从变速器取力有多种方案,如从中间轴末端取力,从道档齿轮取力,从I【轴上取力等。
但最常见的还是从中间轴齿轮取力,称为侧置式取力,乂可分为左侧与乂侧布置方案。
从变速器I轴取力的布置方案乂称变速器上置式方案。
此种方案将取力器叠置于变速器之上,用一惰轮与I轴常啮合齿轮啮合获取动力,固需改制原变速器顶盖。
此方案应用很广,如自卸车、冷藏车、垃圾车等一般都从变速器上端取力。
从传动轴取力方案是将取力器设计成一独立结构,设置于变速器输出轴与汽车万向传动轴之间,该独立的专用取力装置固定在汽车车架上不随传动轴摆动,也不伸缩。
设计时应使用可伸缩的附件传动轴与其相连,并应注意动平衡与隔振消振。
从分动器取力布置方案主要用于全轮驱动的牵引车、汽车起重机等来驱动绞盘或起重机构。
从取力器到工作装置间可采用机械传动或液压传动。
根据所选二类底盘的特点,本次设讣采用从变速器中间轴取力的方式。
5.2取力器的型号
取力器实质上是一种单级变速器。
其基本参数有取力器总速比、额定输出转矩、输出轴旋向以及结构质量等。
参考同类型车辆,并根拯本次髙位自卸汽车的改装需要,最终选择4205D1-010型号的取力器。
它釆用的是法兰盘连接方式•其输岀旋向与发动机旋向相反,总速比为1.588O
总结与展望
随着经济的发展和技术的进步,以及对提高作业效率的要求日益增高,作为汽车大家族中一个分支的自卸汽车,陆续出现了多种多样的型式;2008年的北京奥运会和2010±海世博会都将拉动对自卸汽车的需求,而且大、重吨位的自卸车所占的比例也将进一步增大。
西部大开发,将促进西部地区专用汽车市场的有效增长,西部地区基础设施建设投资达7000亿,10年内将修建公路35万公里。
专用汽车有着较大的市场发展空间。
诸如“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”、青藏鉄路及国内儿条高速公路建设等大型项LI的正式启动,给专用汽车市场特别是重型专用汽车市场注入了巨大活力。
任何大丄程的启动都需要丄程机械的参与,高位自卸汽车将会在这些大型舞台里扮演重要的角色。
为使高位自卸汽车能够在不同工况下圆满的完成工作的需求,我国高位自卸汽车的品种开发还应从以下方面努力:
进一步发展和完善中型高位自卸汽车;进一步开发自动机械装卸机构,以适应农业等部门的需求;进一步提高高位自卸汽车的技术含量以追求其高附加值等。
致谢
参考文献
[1]吴融华.多种形式的自卸汽车卩]•货车天地商用汽车版,2001
⑵庄武生.高位装卸-自卸两用型农用车设ll[J].1999
⑶王祖徳.我国专业汽车分品种发展分析[J]专用汽车:
发展论坛,2004
⑷张海鹰.自卸车举升机构设计及力学分析卩].市政技术,2004
5麻上祺,周亮.重型自卸车倾卸机构的方案设计卩].石家庄铁道学院学报,2006
6余仁义,梁涛.自卸汽车倾卸机构的设计[J].专用汽车,2003,2:
20-22.
7蔡东,匡四友,郭涛.一种新型四连杆机构双侧卸货自卸车卩].重型汽车,2002,6:
21.
8鲍际辉.自卸汽车拉杆式自锁机构设计与计算[J].汽车技术,2002,4:
7-8.
9丁智平.气液动剪叉式升降平台运动受力分析及其应用[J].株洲工学院学报,1999.
10李鄂民,李金涛.剪叉机构两种液压缸布置方式的分析和比较[J].甘肃工业大学学报,2000.
11唐朝明.剪叉式液压升降台的设计[几机车车辆工艺,1995.
12徐达,蒋崇贤.专用车辆结构与设汁[M].北京:
北京理工大学出版社,1998.
13王望文编.汽车设计[M].北京:
机械工业出版社,2003.
14成大先,等.机械设计手册(第四版)[M].北京:
化学工业出版社,2002.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高位 汽车 液压 系统 设计
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)