基于滑移式装载机工作液压系统的关键部件设计

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滑移式装载机属于小型工程机械，能够利用它的两侧车轮的线速度差异实现装载机的转向，现在广泛应用于城市的基川设、建筑工地、厂房车间仓库、各类码头等。该车辆的结构主要包括动力供给部分、液压驱动部分、整体式底盘部分、工作部件等。

驱动形式为全轮，行走机构选用轮式机构，这样就能够实现滑移转向、原地转向。滑移式装载机的液压系统主要由行走与转向液压系统、工作液压系统这两个基本部分组成 j。其中，车辆的工作液压系统是通过操纵手柄来调节、控制整个工作装置各种类型的运动，用以实现工作大臂的升降、铲斗的开合与翻转以及其它可选附件的工作 J。

本文所研究的滑移式装载机的工作装置就是采用液压驱动的。通过液压驱动来实现工作装置的基本功能，即可以根据工作需要实现大臂的升降、铲斗的开合、铲斗的翻转，为用户快换接头提供液压动力源。工作液压系统的部件设计关键在工作泵、操作1 工作液压系统的工作原理滑移式装载机的液压系统包括行走液压系统、工作液压系统以及快换液压回路等。本文的滑移式装载机的工作液压系统选用单泵供油。在液压系统工作时，液压泵给液压油提供-定的压力，多路阀将升压后的液压油供给液压油缸以及其它液压执行元件。这时，系统就实现了将液压油的内能转换为机械能过程，从而对装载机的工作状况进行有效控制。

在工作时，液压油在液压泵的压力下从油箱到达出油口。液压油经多路阀后，分别到达大臂举升油缸、自动调平阀，再经过翻斗油缸、液压快换接头，最后返回到油箱。在液压系统的多路阀上设置了溢流阀，其目的是为了防止整机铲掘过程中，大臂超载会对工作大臂、工作液压系统等元器件造成损坏。自动调平阀的功用主要是保证铲斗随大臂举升过程中，保持水平，以防物料会抛洒 儿 。

· 2·2 工作液压系统的关键部件的设计2.1确定主要参数- 个工作循环中，各个工作过程所占用的时间，按初期设计时分配如表 1所示。

表1 初期设计各个工作过程所占用的时间在-个工作循环中实际时间应小于等于13 s，铲斗放平、大臂下降可以同步进行，以节省时间：1)初定工作液压系统的工作压力 P。20 MPa。

在铲料状态时，油缸的安装长度尺寸：L1737 mm在缸杆处于全伸状态时，油缸安装长度最长尺寸：L21 053 mm从铲斗卸料到水平工作位置时，翻斗油缸行程：S2L2-Ll316 mm收斗过程中，翻斗油缸拉力 F，为80 066.6 N。

活塞杆的所受拉应力 为41.6 Pa；翻斗缸需要的系统流量 Q。为36.5 L/rain。

缸杆全缩举升油缸安装长度厶 为 l 170 mm；缸杆全伸举升油缸安装长度厶 为2 098 mm；大臂举升油缸行程 S3厶 -L3-928 mm；铲斗水平插入料堆后大臂直接举升所有举升油缸的推力 为85 900～ N；大臂举升过程中所有举升油缸有效作用面积Al为4 295 mm ；举升缸需要的流量 Q 为 57.8 IMmin。

2.2确定工作泵2.2.1工作压力P 。P △P121 MPa (1)式中：P 。- 出油口压力；P - 执行元件入口压力；数值上初定工作液压系统的工作压力P 20，MPa；△P - 过程损失压力，取值 1 MP8。

2.2.2流量 o J根据工作液压系统原理，工作泵的流量 Q 应当大于翻斗液压缸所需流量 Q 与举升液压缸所需流量 Q 中的较大量 Q ，即：> Q . (2) 式中：臼 设计时系统需求的理论流量；Ko- 系统的泄露系数，取值 1.2(-般取值在 1.1-1.3之间)；Q--翻斗与举升液压缸中应需液压流量的较大量，根据计算，取值为57.8 L/min。

Q3 >57.8.，× 1.269.4 L/rain2.2.3确定功率： 车32 kW (3)式中： - 输入功率；Pp。-- 出油 口最大工作压力， 峰阅内 罩塞全阅 调定压力 -230b ar ；Q 工作 液压 系统实 际流量，取值 83.6IMmin(按发动机 2 200 r/min，不考虑容积效率)。

2.2.4确定输入扭矩1 139.2 N·m (4)U 1T. 式中： 。- 输入扭矩；P -- 出油 口最大工作压力，现取多路阀内置安全阀的调定压力P - 230bar；q4- 工作泵每转排量，38 cc/rev。

2.2.5确定工作泵根据前面的计算，选定WP15A1 B380R05KA147型号齿轮泵作为工作泵。该工作泵的排量 g 为 38ec/rev，泵的额定工作压力P。为27.6 MPa。在额定转速-2：200 r/ n时 泵的流量可 以达 到 83.6L/min；如果取泵的容积效率为85%，得到的工作泵的实际流量 1.1 L/rain(大于工作泵的所需流量69.14 L/min)，完全能够满足使用要求。

2.3确定阀类2.3.1 确定操作多路阀- 根据多路阀原理图 l，选定型号为 HUSCOA)(30220"2X的多路阀作为操作多路阀。该多路阀的额定流量为 98 L/rain，进油口、回油口直径分别为19 mm，25 mm，工作压力最高为30 MPa。根据设计需要，设置安全阀的调定压力为23 MPa，标定的压降为 5、MPa。

2 3 2确 定液压 自动调平阀调平阀液压系统主要作用是保证铲斗在随着大臂举升过程中保持水平状态或保持-定的倾角，其原理图见图2。自动调平阀中的分流阀分流比例的确定如下。

AlzB3- 升 l中位 上露-r(c 降 嗣 升 嗣 I lI举j 浮动 l 十 翻斗 辅助图1 多路 阀原理图v4n5×A5 X S41.1 L (20)式中：S4- 在举升过程中，到达铲斗水平状态时，翻斗油缸的行程为 190 mm。

翻斗油缸无杆腔所需要的液压油体积与大臂举升油缸有杆腔排出液压油体积比值：： v3： 0.42 3 u·z (21)3 液压系统主要参数的试验工作液压系统的关键部件对整辆滑移装载机的掘起力、动臂举升力、工作装置运动时间、行驶速度、最大牵引力等性能影响较大。为了能够验证此次设计效果，将设计出的参数和选择的部件应用到滑移装载机上，让实测值与整辆装载机的设计值比较，从而判断出是否合格。五个参数的测试情况进行分类统计 ，如表2-表 6。

表2 整车掘起力测量记录表图2 调平 阀液压原理 图 检验项目 计量单位 设计值 实测值 判定 备注大臂举升油缸活塞面积：2 ： 华：3 15.7 mm2 )大臂举升油缸有杆腔面积：，： ：1 859.7 (12)大臂油缸大、小腔面积比：Ail 1.68 (13)铲斗翻斗油缸活塞腔面积：A4： ：3 846.5 mm。 (14)铲斗翻斗油缸有杆腔面积：4 ： ：2 884.9 mm2 (15)铲斗油缸大、小腔面积比：2A 4 1.33 (16)大臂举升油缸无杆腔所需要的液压油体积：V1/7，6×A2×S35.78 L (17)大臂举升油缸有杆腔排出液压油体积：v2：n6 X A3×S33.45 L (18)翻斗油缸无杆腔所需要的液压油体积：v3n5×A4×S41.46 L (19)翻斗油缸有杆腔排出液压油体积：掘起力 kN 28 29 合格 斗底后缘支撑动臂举升力 kN 20-7 23 合格表4 工作装置运动时间测量记录表表5 整车行驶速度测量记录表表 6 整车最大牵引力测量记录表项 目 计量单位 设计值 实测值 单项判定 备注最大牵引力 kN 25.8 24.7 合格(下转第 7页)