履带式工程机械液压驱动行走系统.doc

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1、液压与气压传动课程设计任务书一、主要任务与目标任务：履带式工程机械液压驱动行走系统设计履带式工程机械的液压驱动行走系统，要求系统输出转速无级调速，可正、反向运转；具有刹车制动功能；双轮驱动，两个驱动轮可独立工作已实现车辆转向；单轮最大驱动功率15KW。自重5吨，最大载重8吨；管路总压力损失1MPa，执行元件机械效率与容积效率均为0.9。目标：通过本题目的课程设计，使学生对所学的液压与气压传动课程知识有一个全面深刻的认识，熟悉液压系统设计的基本方法和过程；提高学生的动手能力和工程实践能力。二、主要内容（1）熟悉设计任务，明确设计及目标。（2）根据设计要求和已学过的设计流程，拟定系统工作原理图。（

2、3）计算各元件的参数并验算。（4）元件选型。（5）编制文件，绘制速度、负载图谱。三、工作量要求完成规定的任务，总字数30004000字。四、时间要求本课程设计于2011-6-25前完成8目 录一、设计分析1二、系统工作原理图2三、系统性能分析3四、元件参数计算4五、元件选型7六、速度负载曲线8七、设计小结9八、实验报告10九、感想12十、参考文献13设计内容设计说明及计算过程备注一、设计 分析要求系统输出转速无级调速，可正、反向运转，具有刹车制动功能，双轮驱动，两个驱动轮可独立工作已实现车辆转向。无极变速系统一般可采用节流调速回路和容积调速回路两种方式，其中节流调速是通过调节节流阀、伺服阀、比

3、例阀等控制流量的方式实现无极调速，其优点是结构比较简单；容积调速是采用调节变量泵输出的流量来实现无极调速，其优点是控制定位准确，节约能耗，可调范围大；刹车制动功能可采用油压控制作用于马达上的闸缸来实现制动功能；双轮驱动，而且两驱动轮独立工作，可采用独立式双回路系统来实现。设计内容设计说明及计算过程备注二、系统工作原理图图1-1 系统工作原理图1-双向变量液压泵 2-二位二通液控伺服阀3-溢流阀4-液控卸荷阀 5-双向定量液压马达6-闸缸 7-过滤网 8-单向定量泵 9-节流阀10-二位三通踏板式私服换向阀设计内容设计说明及计算过程备注三、系统性能分析基于以上设计思路，设计如图1-1所示液压系统

4、，采用容积式调速方式，闭式调速回路，静液压驱动装置，即变量泵定量马达的装置，利用双向变量泵和双向定量液压马达，通过改变液压回路流量控制液压马达的转速和方向，从而达到控制工程机械前进、后退和转弯的目的。本闭式液压系统调节定位准确灵活，节约能耗，减少了与外界的接触，防止大量灰尘进入油路，同时避免油泵从过多吸油和进油，节省油箱。图中闭式回路中选用斜盘式双向变量柱塞泵，用手柄直接连接斜盘，通过控制斜盘倾角来改变泵的排量及油的流向；两个单向阀对称连接，中间连接辅助泵构成补油回路；平衡结构采用两对并联的单向阀和二位二通液控伺服阀，利用互锁原理控制回油量，以使系统保持平稳，同时具有行走限速和锁紧回路的功能，

5、防止机械在坡道上自行下滑，也能防止机械下行时油路出现气穴；图中3为溢流阀，连接在两相对的单向阀中间的溢流阀，限制油路的最大压力，同时在机械起步、停车和换向时起到缓冲的作用；4为液控卸荷阀，由节流阀控制，打开节流阀可实现整个闭合回路的卸荷；5为双向定量液压泵，连接闸缸，通过辅助回路中的二位三通脚踏式伺服阀实现制动，当踏下踏板后，闸缸与辅助泵相通，通入高压油，使闸缸锁紧，此时若关闭节流阀，可使闸缸一直保持高压锁紧状态；8为辅助泵，用以提供辅助回路的油压，出口接溢流阀，入口接过滤网和油箱。设计内容设计说明及计算过程备注四、元件参数计算一）、液压马达的参数计算1）、常用液压设备工作压力如表4-1所示，

6、经查表选取双向变量液压马达压力为25MPa。表4-1 常用液压设备工作压力表设备类型磨床组合机床车铣镗床拉龙门刨床农业机械小型工程机械液压控制重型机械工作压力MPa1.2 632410101620302）、负载转距和转速计算结合实际情况，驱动系统最大行走速度约为：,驱动轮的直径D=0.9m,摩擦系数f=0.2。由最大转速由公式得3）、已知条件及技术参数，如表4-2所示表4-2 已知条件及技术参数管路总压力损失单轮最大驱动功率马达机械效率马达容积效率自重最大载重1MPa15KW0.90.95t8t设计内容设计说明及计算过程备注由表4-2，工程机械自重与最大载重总和 系统最大转距 4）. 液压马达

7、的流量由下式决定 T-液压马达最大负载转距；P-液压马达最高工作压力, ；P-液压马达的背压；（忽略不计） 得 根据以上计算结果查手册选择1/2QJM32-1.0S2型带制动器液压马达。（排量993ml/r,额定压力20Mpa,最高压力31.5Mpa,额定转距3138N.m,转速范围2400r/min，制动器开启压力47MPa，制动器制动转矩4000Nm）为闭式回路系统驱动马达。二）、液压泵的参数计算1、封闭回路中变量泵的计算由于变量液压泵的最大排量应当满足液压马达在全功率时最大速度的要求，根据液压马达的参数，计算封闭回路中变量泵的参数。变量泵的排量： = =设计内容设计说明及计算过程备注根据

8、以上计算结果查手册选择ZBN-H355型斜盘式轴向柱塞泵。(转速1000r/min,额定压力 32 MPa,最高压力40 MPa)2、辅助泵的计算辅助泵提供的额定压力应大于制动器开启压力，选取符合条件的一般齿轮泵即可，即选取CB-32型齿轮泵。（额定压力10MPa，最高压力12.5MPa）三）、液压辅助元件的选择1、过滤器的选用安装在吸油路上的过滤器过滤能力应大于泵流量的2倍以上；压力损失不得超过0.02Mpa。故选取TF-800XF-CY型吸油过滤器。2、油管及管接头d-油管内径；q-通油管的最大流量；v-油管的允许速度。（吸油管v0.51.5m/s,压油管v2.55m/s,回油管v1.52

9、.5m/s）吸油管内径压油管内径回油管内径根据GB/T2351-1993,选内径为84mm,42mm,39mm的钢管。设计内容设计说明及计算过程备注五、元件选型根据以上计算及查询手册，选取如表5-1所示元件型号表5-1 元件规格与型号序号名 称规格型号1带制动器双向变量液压马达1/2QJM32-1.0S2排量993ml/r,额定压力20Mpa2斜盘式双向变量柱塞泵ZBN-H355转速1000r/min,额定压力 32 MPa3齿轮泵CB-32额定压力10MPa，最高压力12.5MPa4过滤器WU-16通径12，压力损失0.01MPa5二位二通液控伺服阀2WS2EMXN最大压力358bar6单向

10、阀L-H10L通径10mm，开启压力0.5MPa7直动式溢流阀YF-B10K通径10mm，额定压力35MPa8油管84mm,42mm,39mm9油箱810ml设计内容设计说明及计算过程备注六、速度负载曲线功率计算按公式 P双轮最大驱动功率，；v机械行走速度；F机械负载。据以上公式，绘制绘制速度负载曲线，如图6-1。图6-1 速度负载曲线七、设计小结在履带式工程机械液压驱动行走系统设计中应用了液压的基础技术,其系统原理图的优劣决定着驱动系统性能的高低,在本次设计中,首先论述了驱动系统中的主要原理,因为履带式工程机械液压行走系统大多应用在挖掘机、推土机等大型机械中，除了要有较大的负载之外，在空载的情况下还要具有足够的灵活性，可实现驱动轮的前进、快退等基本动作，还要实现它的单动，有助于机器调头转弯。其次是设计中的系统原理图，最后对主要液压元件在系统中的作用和液压系统中的回路分析，液压元件的结构设计和尺寸计算、强度校核、泵的计算等。设计中还存在不足，还需要在老师还同学的帮助下进行改进。.忽略此处.