第一篇：工程機械液壓底盤性能及技術研究論文

1性能研究

在當前的波動載荷下，對工程機械液壓底盤性能進行研究。談及波動載荷，影響著工程機械的動力性、燃油經濟性以及系統安全性。基于具體實踐過程進行分析，對工程機械底盤性能的研究，有著極其重要的意義。

1.1問題的提出

關于工程機械本身的液壓底盤而言，良好的動力性以及經濟性的原則能夠充分協調工程機械的穩定性。不論是在驅動層面還是在經濟效益的層面，具有積極意義。基于實質角度分析可以發現，機械系統為機械自身提供原動力，促使機械能夠良好運行。但為了營造良好機械運行環境，需要借助模擬的環境實現對整個工程機械液壓底盤性能的影響進行評估，進而制定科學合理的技術方案，改善系統運行環境，為提高工程機械液壓整體性能奠定基礎保障。

1.2研究方向與內容

針對當前研究環境分析可以發現，基于工程機械液壓底盤的研究已經屢見不鮮，并且在當前的研究領域中，由于受到波動載荷方面的影響，自虛擬的操作平臺當中囊括了整個驅動系統以及各項加載系統當中的內容。因此，在目前已經得出結果的研究下，需要針對不同的系統模塊進行液壓底盤分析，為模塊化運行提供基礎保障。基于現代工程機械領域當中的所有研究內容分析能夠發現，其中包含的內容具備多樣性的特點，涉及到機械、電力以及液壓等各個環節，而液壓底盤方面的研究屬于相對復雜的研究領域。基于該研究內容，具體內容主要包括以下幾個方面：①液壓底盤運轉效率研究；②運用二次調節技術手段，實現對于工程機械液壓底盤的動態性能研究；③整個工程機械驅動系統的驅動力研究。針對上述各項內容的明確，是此次開展研究的核心內容，同時也是此次研究需要論證的具體問題。基于具體實踐角度分析可以發現，基于機械液壓底盤性能方面的運營，其可行性值得論證。

2實驗技術分析

工程機械系統液壓底盤能夠發揮實效，則需要波動載荷能夠維持良好的自適應程度。一旦自適應的效果良好，則充分意味著該系統的表現與性能。在此次試驗技術分析過程中，通過模擬的方式，確保工程機械設備本身的性能得到提升。

2.1實驗設備準備

實驗設備的前期準備是實驗開展的前提條件，進行具體實驗分析，需要構建一個工程機械裝置的操控平臺，將此平臺作為研究基礎，添加輔助設備。在充分結合物理學特質以及力學特點的同時，需要充分發揮出實踐效果以及效能因素。設計試驗臺加載體系，為后續理論以及運轉提供基本理論，使得效能分析能夠更加直觀。在該實驗準備過程中，由于采用二次協調技術，實現對能量的回收，并進行再次利用，發揮出節能效果，為提高機械穩定性以及經濟型提供基礎保障。

2.2實驗技術效能分析

由于此次試驗基于波動載荷的基礎之上，在統計時需要運用隨機統計方法，確保在進行實驗處理的過程中，控制波動載荷的影響程度。只有這樣，才能夠在波動載荷的基礎之上，實現對非平穩數據分析結果的檢測，滿足確定性的考量機械驅動系統運行的平穩性分析。通過此種方法，能夠滿足函數表達式對于影響因素的分析，得出工程機械液壓底盤系統的具體性能。

2.3實驗結果與分析

此次試驗開展中，多數的實驗手段主要是通過仿真軟件得以實現，確保將實驗平臺之上的各項單一的實驗設備以及元件通過信息技術的軟件進一步模擬。將實物與虛擬模擬設備結合，驗證性能。完成模擬實驗之后，經檢測，工程機械液壓底盤受到波動載荷參數變化狀況的影響較大。可見，波動載荷對于性能層面以及存在影響，在進行具體性能評估與操作時，則需要按照該原理以及該角度進行具體分析。基于實踐的角度來看，為充分降低波動荷載負荷下對于整個系統的運行效果的影響，將誤差降至最低，需要重視輸入信號來源，明確壓力指標，對系統當中的節點進行充分的掌握。在整個實驗結構以及框架當中，其中涉及到的各項實驗設備與實驗結構，框架相對清晰，能夠符合運作機理以及運作效用。基于波動載荷下得出的結論，需要分析并闡述工程機械液壓底盤驅動方面的整體運行狀況，避免由于產生的波動載荷過大，導致性能檢測結果無法得到保障。在具體實驗結束之后，實驗結果表明，系統性能以及波動載荷，工程機械液壓驅動系統當中的整體性能也將發生改變。

3結論

綜上所述，工程機械設備的運行，需要滿足節能要求以及系統高效運轉的目標。在此次研究中，基于波動載荷的基礎之上，對于液壓設備性能進行檢測并改進。在未來，對于波動載荷下工程機械液壓設備依舊需要進行性能的完善，為工程機械發揮出更好的效用提供基礎。

第二篇：工程機械底盤設計

工程機械底盤設計

第二章傳動系設計概述

1.傳動系的類型、特點、適用 ①機械傳動

優點：成本低廉、傳動效率高、傳動準確、利用了慣性； 缺點：負荷沖擊大、有級變速、換擋動力中斷、操縱費力；

適用：常用于小功率的工程機械和負荷比較平穩的連續式作業機械。②液力機械傳動

優點：操縱方便、自適應性強、負載沖擊小、壽命長、生產率高、起步平穩快速； 缺點：效率低、零部件成本高、行駛速度穩定性差； 適用：常用于功率較大、負荷變化劇烈的工程機械。③液壓傳動

優點：可無級變速、傳動系統簡單、可實現原地轉向、利用液壓系統制動、易于過載保護； 缺點：元件制造精度高、工藝復雜成本高、傳動效率低、元件易發熱、工作噪聲大。適用：主要用于大中功率的工程機械傳動系。④電傳動

優點：傳動效率高、便于控制、便于布置、易于實現多輪驅動等優點； 缺點：笨重，成本高；

適用：電傳動主要用于大功率履帶挖掘機、裝載機（電動鏟）及重型載重車輛等機械中。

2.傳動比

傳動系的總傳動比iΣ是變速箱的輸入軸轉速與驅動輪轉速之比，iΣ=n’e/nK

各部件傳動比的分配：i??iKioif

ik變速箱的傳動比；i0中央傳動的傳動比；if最終傳動的傳動比 傳動比分配的基本原則：由于發動機一般為機器中轉速較高的部件，所以為了減少傳動系中零件所承受的轉矩，根據動力傳遞的方向，后面的部件應該取盡可能大的傳動比。也就是說，先取盡可能大的if，其次取盡可能大i0，最后按iΣ的需要確定ik。

中間傳動比的確定：

①速度連續原則：發動機應該始終工作于設定功率Ne′以上的范圍，當由于工況變化使機器工作于設定范圍的端點時換檔，換檔后機器立刻工作于設定范圍的另一端點，而且換檔前后機器的理論速度應該不變。

按速度連續原則確定變速箱中間檔傳動比時，應該使各檔位的傳動比成等比級數。②充分利用發動機功率原則： 其思路是：在換檔時機恰當的條件下，機器在全部工作范圍內應該獲得盡可能大的平均輸出功率。按照這一原則確定中間檔的傳動比的方法是，通過調整中間檔的傳動比，使所有檔位曲線下面的面積最大。

(1)速度連續原則：在確定了最高檔、最低檔的傳動比和檔位數后，就可以很容易地計算出中間各檔的傳動比，而且結果比較理想，在新產品設計的初級階段使用較好。

(2)充分利用發動機功率原則：結果相當理想，設計時還需要知道發動機的功率特性曲線，需要采用計算機的專門程序，可以用在機器改進完善階段。

第三章主離合器

1.主要參數：

①離合器的摩擦力矩Mm：

Mm?MZk??PRpZk，若認為壓緊力P在摩擦面上均勻分布 ：P=qA，對于工程機械來說，由于離合器使用頻繁，而且載荷較大，一般取較小的[q]值。

②摩擦片直徑：摩擦片的內徑系數

C=R1 / R 2 22R13333M???q(R2?R1)???qR2(1?3)33R2 23???qR2(1?C3)3

由于減小C值對M的增大作用不明顯，而且過小的C值還會導致摩擦片內外線速度差值加大，造成溫升不一致和翹曲現象。通常，在結構允許的條件下，取較大的C值；干式離合器一般為0.55～0.68，濕式的為0.71～0.83。③轉矩儲備系數β：

為保證離合器能可靠地傳遞發動機最大轉矩并有一定的使用壽命，必須使離合器的摩擦轉矩有一定的儲備量，這個儲備量的程度用轉矩儲備系數β 衡量

??MmMemax

第四章人力換擋變速箱

1.平面三軸變速箱：用于倒退不太頻繁的機械（如汽車），以及液壓驅動的傳動系（其后退一般利用液壓馬達的反轉來實現，變速箱不需要布置倒檔，如穩定土拌和機）

2.空間三軸變速箱：

1、輸入軸、輸出軸、中間軸呈三角形布置

2、這類變速箱的輸入軸、輸出軸和中間軸都直接支承在變速箱箱體上，剛度好。由于換向齒輪可以布置在檔位齒輪的前面，可以方便地獲得多個倒檔。

2、適用范圍：空間三軸式變速箱在頻繁倒退的機械上使用較多，如推土機。

3.軸在變速箱中的布置

布置時要充分考慮整機布置的需要和它前后連接部件的關系。為了便于換檔，換檔齒輪軸的位置要有利于布置撥叉； 為了降低機器的重心，輸入軸應布置于變速箱的上方； 盡量避免在箱體中間布置支承；

倒檔惰輪軸、過輪軸、空間三軸的中間軸等零部件，應盡量布置在齒輪嚙合力在軸上的合力小得一側。即從變速箱前面看，輸入軸順時針轉時，這類軸布置在右邊合理。

4.檔位齒輪在軸上的布置

各檔位齒輪應按由高檔位到低檔位的前后順序排列，將嚙合力最大的齒輪靠近箱體布置。采用斜齒輪時，如果同一軸上既有齒輪輸入動力又有齒輪輸出動力時，同時工作的兩個輪齒的傾斜方向應相同，以抵消一部分軸向力。

為了減少變速箱軸向長度，應該盡量采用重疊的軸向空間,有利于縮小變速箱的軸向尺寸。

5.倒檔齒輪的布置 兩種布置形式：1）在輸出軸之前布置倒檔齒輪，平面三軸；2）在輸入軸之后布置倒檔齒輪，空間三軸。

對一種類型的變速箱，倒檔也可以有多種的不同方案，設計原則是在保證所需倒檔傳動比的條件下，方便操縱，盡量減小軸向尺寸。

第五章液力傳動

1.循環圓：通常把液力傳動器件軸向斷面構成（使液體循環流動）的環狀空腔，稱為循環圓。由循環圓所構成的回轉體空間則是變矩器內油液進行循環的空間。循環圓的最大外徑叫做有效直徑。

2.液力變矩器的外特性

液力變矩器的外特性是指在泵輪轉速nB一定的條件下，變矩器的輸入轉矩MB、輸出轉矩MT、效率η與變矩器渦輪轉速nT的關系。液力變矩器的外特性也稱為渦輪輸出特性。液力變矩器的基本類型：a）向心渦輪式b）軸流渦輪式c）離心渦輪式

3.透穿性：液力變矩器的泵輪轉速nB一定時，載荷MT的變化引起泵輪轉矩MB變化的性能稱為液力變矩器的透穿性。

如果MT增大時MB也增大，則稱該變矩器有正的透穿性。如果MT增大時MB減小，則稱該變矩器有負的透穿性。如果MT變化時MB不變化，則稱該變矩器沒有透穿性。

4.液力變矩器的輸入特性：輸入特性是變矩器泵輪轉速nB與泵輪轉矩MB的關系。對于給定的λB來說，MB與nB的關系是一條拋物線；變矩器輸入特性是許多拋物線組成的曲線族。

5.向心渦輪變矩器：當變矩器渦輪進口處的半徑大于出口處的半徑時，渦輪內的液流是流向變矩器軸心的，這種型式的變矩器稱為向心渦輪變矩器。與其它型式比較，向心渦輪變矩器有以下優點： ①、正透穿性：負荷增加時，渦輪轉速減小，渦輪離心力對液流阻力減小，循環圓流量增大，使泵輪負荷增加；反之亦然。空載功耗小，也有利于操縱控制。

②、能容量大：泵輪、渦輪均在最大半徑處，工作液的動能最大；傳遞功率相同的條件下，向心渦輪變矩器的體積小。

③、最高效率ηmax高：渦輪葉片工作面積大，能量轉換徹底；傳動比增加時，循環圓流量減少，變矩器內部能耗減少，于是效率增加，最高效率時的傳動比增加。最大缺點是起動工況（i=0）的變矩系數K0較小。

6.相 —— 液力變矩器工作輪的工作狀態數。

級——泵輪與導輪之間或導輪與導輪之間剛性相連的渦輪數目稱為變矩器的級。變矩器的渦輪被泵輪和導輪分為幾個部分，變矩器就有幾個級。

7.液力變矩器的選型

①結構型式：采用向心渦輪變矩器。對于類似于推土機的機器，行駛速度低，行駛阻力大，變矩器工作于傳動比 i 較大的時候不多，優先選用單相變矩器。如裝載機這樣的機器，行駛時速度高，行駛阻力也不大，工作于傳動比 i 大的時候較多，在鏟掘過程中牽引力大，而且變化劇烈，最好選用多相變矩器。

②變矩性能：為了便于機器起步，液力變矩器應有較高的起動工況變矩系數。但實際上，配有動力換檔變速箱后，向心渦輪變矩器的變矩系數能滿足大多數工程機械的需要。

③透穿性能：液力變矩器應有正的透穿性。為保證柴油機不熄火，變矩器與發動機工作時的工作點在任何情況下都不宜越過柴油機的最大轉矩點。

④效率：從理論上講，液力變矩器的效率越高、高效區越寬，變矩器的質量就越好。多相變矩器的高效區寬，但成本高。⑤速度變化：渦輪轉速變化范圍應該有一個限制，通常渦輪的最高工作轉速應該小于最高效率時轉速的1.5倍。

8.液力變矩器與柴油機共同工作特性分為共同的輸入特性和輸出特性。發動機與變矩器的合理匹配。共同工作的輸入特性：將柴油機的調速外特性曲線與變矩器的輸入特性曲線畫在一起，就得到了液力變矩器與柴油機共同工作的輸入特性曲線，它反映了柴油機的工作點與變矩器傳動比的關系。

用共同工作的輸入特性來評價二者的匹配是否合理，要從共同工作區的大小及其位置所處柴油機特性的區段是否合理來綜合考慮。

影響因素：變矩器透穿性影響共同工作輸入特性的范圍大小。變矩器有效直徑影響共同工作輸入特性的位置高低。

9.發動機與變矩器的合理匹配原則

①、最大牽引功率原則：為了獲得最大牽引功率，要求共同工作的輸入特性曲線上，液力變矩器最高效率時的傳動比（i*）所對應的負荷拋物線通過柴油機額定工作點MeH，這樣機器可以獲得最大的功率。

②、柴油機額定點與變矩器高效區中點匹配原則 ③、最高平均牽引功率原則

第六章動力換擋變速箱

1.單行星排傳動的轉速方程：單行星輪行星排取“＋”號，雙行星輪行星排取“－”號。

2.行星傳動的閉鎖: 在行星傳動中如果某一行星排的太陽輪、行星架、齒圈三個元件任意兩個的轉速相等，第三件的轉速也必然與前兩個相等。實際設計中，常利用這個方法(閉鎖離合器)實現直接檔。

3.行星變速箱的傳動分析（計算題，見課本）①、自由度分析

每組行星機構的自由度Y為：

Y=m-n m—行星機構旋轉構件數（不計行星輪）； n—行星機構行星排 ②、檔位數分析

變速箱有確定運動的條件是只有一個自由度，每操縱一個操作件系統便減少一個自由度。所以，二自由度變速箱有幾個操作件就可以實現幾個檔位

4.循環功率：應該指出：存在循環功率的方案，只要循環功率的數值與傳遞功率數值相比很小，方案和其他方案相比又有某些顯著優點，例如結構布置方便，行星排特性參數合理，或者該檔位不常用等，仍可采用。

特點：只在內部循環往復，對外不表現。與主功率同生同滅。存在及大小僅取決于行星排結構。

危害：使齒輪傳動負荷增大，嚙合損失增加，傳動效率下降。使某些零件負荷增大，導致機構尺寸、重量加大，成本增加。引起的機械能損失轉換成熱能，導致系統溫度上升。

5.行星傳動的配齒條件： ①傳動比條件

②同心條件：為了保證太陽輪、行星架、齒圈的軸心線相重合，太陽輪與行星輪的中心距應該等于齒圈與行星輪的中心距。Rq-Rt=2*Rx

即Zq-Zt=2*Zx ③裝配條件

裝配件條公式：(Zq+Zt)*θj/360=N

或(Zq-Zt)*θj/360=N 為了使行星傳動各構件所受徑向力平衡，在結構布置上一般使行星輪均勻分布，這是裝配條件公式為：（Zq-Zt）/n=N n—行星排上行星輪的數目 ④相鄰條件：為保證不干涉并減少攪油損失，一般相鄰兩行星輪的齒頂間隙應大于5~8μm。

nt??nq?(1??)nj?0

第七章萬向節與傳動軸

1.十字節傳動軸：

主動軸以等角速ω1勻速轉動，而從動軸的角速度是在ω*cosα，ω1/cosα之間變化，變化周期為180度。單個十字軸萬向節在有夾角傳動時的不等速性。夾角越大，傳動的不等速性越嚴重。

當兩個十字軸在同一平面時，傳動的等角速條件為：

1）主動軸1與中間軸的夾角a1與從動軸2與中間軸的夾角a2相等；

2）當主動軸、從動軸在同一平面時，中間軸兩端的萬向節叉應該在同一平面。

當主動軸、從動軸不在同一平面時，第二條應為：中間軸上和主動軸連接的萬向節叉在中間軸和主動軸組成的平面內時，中間軸上和從動軸連接的萬向節叉在中間軸和從動軸組成的平面內。

注：①、當輸出軸與輸入軸有夾角α時，輸出速度與輸入速度不等。

②、夾角越大，使用單個萬向節時傳動的不等速性越嚴重，成對使用時附加彎矩越大，傳動效率、使用壽命減小。故總體布置時應該盡量減少α。

第八章輪式驅動橋

1、主傳動器又叫中央傳動器。履帶式機械的中央傳動一般只有一對弧齒錐齒輪；輪式機械的中央傳動往往與差速器做成一體。

2、錐齒輪傳動簡述

由于弧齒錐齒輪、雙曲面齒錐齒輪具有承載能力強，傳動平穩，容易實現大傳動比的優點，廣泛用在汽車、拖拉機和工程機械主傳動上；

差速器齒輪由于相對運動少，而且同時嚙合的齒輪數量較多，通常采用直齒錐齒輪。

3、常見幾種錐齒輪的特點（P140）

4、克服普通差速器當一邊車輪陷入泥濘時另一側車輪也失效的缺點，目前有許多方法，大體上可以分為兩類。一是采用差速鎖使差速器失效；二是增大差速器的內部阻力，限制滑動。差速鎖原理：當一側車輪打滑時，利用離合器將一個半軸齒輪和差速器殼體連接一起，從而限制行星輪的自轉。這樣兩側驅動輪便可以得到由附著力決定的驅動力矩，從而充分利用不打滑側車輪的附著力，驅動車輛前進。優點：結構簡單，可傳遞全部轉矩；但操作時需要停車，在行駛到良好地面時，要及時分離。不宜接合過早或分離過晚，否則轉向沉重甚至造成某些構件損壞。

5、功率循環

理論行駛速度vT=wKrd；理論上，車輛直線行駛時，vT1=vT2=v；實際上，各車輪的動力半徑與設計值不同vT1≠vT2；由于前、后車輪的實際速度v1=v2；前、后車輪的滑轉率不等；因此前、后輪的在行駛過程中會出現滑轉、滑移現象。

循環功率（又稱寄生功率）是由于前后驅動輪一個滑轉，一個滑移引起的。因此，功率循環不僅是在前后車輪的理論上速度不等時才可能產生，當機械在高低不平的地面上直線行駛時，即使前后驅動輪的理論速度相等，但由于在相同時間內前后輪的行程不同，或機器轉彎時，前后輪到轉向中心的距離不相等，也可能在相同時間內前后輪行程不同，使前后輪實際速度不同，引起功率循環。

循環功率是有害的。它增加傳動零件的載荷并產生附加的功率損失。

6、消除功率循環的方法

①在傳動系統中布置脫橋機構 ：在輕載、路面堅實的條件下工作時，利用脫橋機構分離某一車橋的傳動，采用單橋驅動。在重載或松軟地面上工作時，接合脫橋機構采用全橋驅動。②采用軸間差速器：在兩個驅動橋之間安裝軸間差速器，利用軸間差速器來調節前后橋上驅動輪的轉速，保證前后橋的驅動轉矩相等而轉速不相等，從而解決車輪的滑移、滑轉問題，以達到減小或避免循環功率的產生。

7、半軸的型式：可分為全浮式和半浮式兩種型式。半軸與驅動輪轂在橋殼上的支承形式決定了它的受力情況。全浮式：橋殼通過兩幅相距較遠的軸承支承在輪轂上。半軸兩端只承受驅動轉矩而不承受任何其他反力和彎矩。廣泛使用在工程機械等各種自行式車輛上。

半浮式：半軸通過一個軸承直接支承在橋殼外端。半軸外端除傳遞驅動轉矩外，還承受地面反力產生的彎矩和軸向力，內端僅承受來自差速器齒輪的轉矩。用于反力彎矩較小的車輛。

第九章履帶驅動橋

1.轉向半徑：從中心O到機械的縱向對稱平面的距離R，稱為履帶式機械的轉向半徑。

B?'2??'1R??'2?2??'1

第十章輪胎式工程機械轉向系

1.三種轉向方式：

①偏轉車輪轉向（包括偏轉前輪式、偏轉后輪式、全輪轉向式、斜行/蟹行轉向）：整體式車架，其轉向是通過車輪相對車架偏轉來實現。

②鉸接轉向：鉸接式車架，其轉向是通過前、后車架相對偏轉來實現。

③滑移轉向：整體式車架，其轉向是通過改變左右兩側車輪的轉速來實現。

2.轉向方式定義

①偏轉前輪式：前外輪的轉向半徑大于后外輪轉向半徑。只要前外輪避過障礙物，后外輪便可以順利通過，便于避過障礙、估計運行路線，是一種常用轉向方式。

②偏轉后輪式：后外輪的轉向半徑大于前外輪轉向半徑。估計運行路線、避過障礙較前輪轉向困難。駕駛員多根據工作裝置外緣通過障礙物情況來估計后輪通過情況。

③全輪轉向式：轉向時前后輪同時偏轉，且偏轉方向相反。轉向半徑小，車輛機動性好；前后輪轉向半徑相等，易于避讓障礙物。后輪駛于前輪車轍，滾動阻力小。④斜行（蟹行）轉向：斜行轉向為全輪轉向的另一種形式，前后輪偏轉的方向相同。⑤鉸接轉向：鉸接式車架，其轉向是通過前、后車架相對偏轉來實現。

⑥滑移轉向：整體式車架，其轉向是通過改變左右兩側車輪的轉速來實現。

3.轉向方式應用

①偏轉前輪式：常用形式。

②偏轉后輪式：用于工作裝置前置的機器。有利于簡化結構，提高作業性能。（叉車、翻斗車）。

③全輪轉向：一般用于機身較長，常在狹窄場地工作的機器（如大型輪胎起重機等）。④斜行（蟹行）轉向：機器可以斜行，即運行方向與機器縱向軸線之間偏斜一個角度，可以使車輛從斜向靠近或離開作業面，給車輛在受結構物或地形限制的作業面作業時帶來很大方便。當機械橫坡作業時，采用斜行法，可提高作業時的整體穩定性。⑤鉸接轉向：

優點：可用非轉向橋實現全橋驅動；結構簡單，轉向靈活。

缺點：行駛穩定性差；轉向后不能自動回正；轉向過程可能產生循環功率；前后車架間的傳動布置困難。

鉸接轉向一般用于驅動力較大、速度較低的工程機械上。如裝載機、壓路機等。⑥滑移轉向（速差轉向）：

特點：整體剛性車架；轉向時兩側車輪角速度有速差。

優、缺點：轉向靈活，可原地轉向；轉向時輪胎有側滑現象。滑移轉向一般用于要求結構緊湊的小型工程機械上。

4.單個從動輪轉向時的受力分析（P180）

P=Zμ時的β角應該為車輪偏轉角的極限值，在β＞βmax時，增大驅動力P車輪將不再滾動，而是沿P力的方向滑動。

實際設計時，考慮到急速轉向時的離心力會使機器嚴重失穩，高速機械的βmax值一般為30°～40°，不宜超過45°。

5.轉向阻力矩計算

轉向系統的設計是按照原地轉向阻力矩進行的。

6.偏轉車輪轉向系設計

①、基本設計原則：偏轉車輪轉向時，要保證所有車輪都作純滾動，即應使轉向時所有車輪均繞一個共同的瞬時中心作弧形滾動。

②、轉向半徑：距轉向中心最遠的一個車輪在轉向時其軌跡的曲率半徑。偏轉車輪的最小轉向半徑：

Rmin?Lsin?max

N?BNcot??L，L 車輪偏轉角：

cot??BL 車輪偏轉角關系：為了滿足左右車輪偏轉角關系，在兩側車輪之間需要一個聯動機構。常用的是轉向四連桿機cot??cot??構和對頂曲柄機構。

7、①、轉向梯形結構：又叫轉向四連桿機構（P184）轉向梯形的結構設計采用相似理論和優化理論。

對于B與L比值相同的一類機械，α與β的關系是相同的；根據幾何相似原理，這一類機械只要知道一組橫拉桿長度a、梯形臂長度c的最優值，其它情況可以按比例得出。

L?kL軸距系數：B a?kaB橫拉桿長度系數： c?kcB梯形臂長度系數：

主銷距離為一個單位長度（kb＝1）的輪式機械，其軸距為kL，求橫拉桿長度ka、梯形臂長度kc。

cot?'?cot??B1?LkL

理論偏轉角β：由偏轉角關系式計算得到。

實際偏轉角β’：由轉向梯形結構的平面幾何關系得到。

???實際偏轉角－理論偏轉角＝????

優化目標：在梯形臂長度系數kc給定時，調整橫拉桿長度系數ka，總能找到一個ka值，滿足△βmax最小，也就是該kc下的最優ka值。

實際設計中，四連桿機構的最小傳動角不能太小。傳動角γ越大，有效分力越大，徑向壓力越小，對機構的傳動越有利。在機構運動過程中，傳動角的大小是變化的；為了保證機構的傳動性能良好，設計時應使γmin ≥30°。②、對頂曲柄機構：近似機構

第十一章輪式工程機械行駛系

1.通過性的主要幾何參數

概念：工程機械底盤上各種部件的外形輪廓與地面之間形成的幾何關系。作用：直接影響著車輛越過障礙物的能力。內容：

①最小離地間隙h：底盤由車輪支承在地面上時，整機除車輪外的最低點與地面之間的距離。②接近角α 和離去角β：整機側視圖上，自車身前、后最低突出點向前、后車輪引切線，切線與地面之間的夾角。前方稱為接近角，后方稱為離去角。③縱向通過半徑ρ1：整機側視圖上與前、后車輪及它們之間機器的最低點相切的圓弧半徑。④橫向通過半徑ρ2：整機正視圖上與左、右車輪內側及它們之間機器最低點相切的圓弧半徑。

⑤最大涉水深度h1：保證機器正常行駛時所能通過淺水灘的最大深度。單從某個指標討論，要提高機器的通過性，最小離地間隙h、最大涉水深度h1、接近角α 和離去角β愈大愈好；縱向通過半徑ρ

1、橫向通過半徑ρ2愈小愈好。但實際機器性能有許多指標綜合形成，不能只追求某個指標。（P206）

2.鉸接式車架：由兩段（或兩段以上）采用銷軸鉸接的方法連接成車架。①、鉸點的位置：

總體布置時，應該首先考慮將鉸點布置在前后橋的中間。穩定性好，前后車架的轉彎半徑相等，采用全橋驅動時也能有效防止轉向時傳動系的功率循環。鉸點布置應首先滿足機器的作業性能。（P208）

布置鉸點時，也要考慮結構的可能性和維修的方便性。②、鉸銷的結構設計：

加大鉸銷的長度可以減小鉸銷的受力，因此實際設計應該盡量加大鉸銷的長度，也可以將銷軸設計為兩段。不過，鉸銷太長會使其他構件布置困難，相應構件的工藝性也會變差。3.輪胎式工程機械懸架：

懸架也成為懸掛，輪式機械的懸架是指車架與車橋（車輪）之間的連接部件。作用：通過連接車架與車橋（車輪）將各種工作阻力、重力、側向力通過車輪傳到地面上去，并保證車輪的受力基本穩定，彈性懸架還可以緩和、衰減振動與沖擊。工程機械的懸架大致可分為剛性懸架和彈性懸架兩種。

4.擺動橋

車橋與車架鉸接, 能夠相互擺動, 可保證車輪始終良好接地。擺動橋應選取對工作裝置影響較小的車橋。擺動范圍限制在±8°～10°左右。

5.轉向橋的車輪定位四個定位參數

轉向輪定位包括：主銷后傾、主銷內傾、轉向輪外傾及前束。①主銷后傾：車輛縱向平面內,主銷上端略向后傾斜。

作用：保持車輛直線行駛的穩定性，并力圖使轉彎后的轉向輪自動回正。后傾角越大，車速越高，轉向輪的穩定性越強，但角度過大會導致方向盤沉重，一般小于3°。采用鋼板彈簧懸掛的機器，主銷后傾一般是通過改變鋼板彈簧前后懸掛點的高度來實現的。

②主銷內傾：車輛的橫向平面內，主銷上端略向內傾斜。作用：減小轉向阻力矩，使轉向操縱輕便；使轉向輪自動回正。內傾角越大，車架抬起越高，自動回正作用越顯著，但轉向費力，輪胎磨損加劇。一般5°～ 8°。內傾角是由轉向軸制造時使主銷孔軸線上端向內傾斜而獲得。主銷后傾 VS 主銷內傾：

共同點：使車輪轉向后自動回正，保持車輛直線行駛的穩定性。

區

別：主銷后傾的回正作用靠離心力產生，與車速有關，適于高速車輛。主銷內傾的回正作用靠車輛本身重力，與車速無關，適于低速車輛。③轉向輪外傾：車輪旋轉平面上方略向外傾斜。

作用：防止車輪內傾，使輪胎磨損均勻和減輕輪轂外軸承負荷，提高轉向輪工作的安全性和操縱的輕便性。外傾角大雖然對安全和操縱有利，但角度過大會使輪胎橫向偏磨增加，油耗增多，為1°左右。外傾角是通過轉向節軸頸相對于水平面向下傾斜而得到的。④轉向輪前束：在通過車輪軸線而與地面平行的平面內，兩車輪前端略向內束縛。（前束值=A-B）作用：消除車輛行駛過程中因車輪外傾而使兩轉向輪前端向外張開的影響。轉向輪前束可通過改變橫拉桿長度來調整，為0～12mm。

第十二章履帶式機械行駛系

1.懸架的功用：用來把機架與支重輪連接起來，并傳遞機器的重力。懸架機構是用來將機體和行走裝置連接起來的部件，它保證車輛以一定速度在不平路面上行駛時具有良好的行駛平順性和零部件的工作可靠性，有剛性懸架、半剛性懸架、彈性懸架。

第十三章制動系

1.車輪制動過程分析（P248）

制動前：Mj,PjMf,Pf

制動時： Mr,PB

有效制動力：PB?Gd?

?X?0?Y?M?0oPf?PB?PjGd?Z

?0Mr?Mf?(PB?Pf)rd?Mj?0

PB不僅取決于制動轉矩的大小，還取決于地面的附著條件。

當PB?Gd?時，抱死的臨界狀態，最佳制動狀態。車輪的最大有效制動力等于附著力。

2.工程機械的行車制動性能

行車制動性能是指工程機械在行駛狀態迅速降低行駛速度直至停止的能力。制動性能通常用制動距離來衡量，制動距離是從操縱制動機構開始作用到機械完全停止所行駛的距離。

制動距離不是越短越好。制動距離縮短會造成制動減速度的增大，制動力增大，操縱力增大，進而導致機器穩定性變差。設計機器時，制動性能只要符合相關標準即可。

3.工程機械的停車制動性能

工程機械在一定傾斜度的坡道上停放，除了必需備有合適的停車制動器使機械的車輪不在坡道上滾動之外，還應保證制動車輪與地面之間具有足夠的附著力。

停車制動器制動轉矩在車輪上產生的制動力應能平衡工程機械的總重力沿坡道方向向下的分力。

工程機械設計

上篇

1.工程機械的設計特點與要求

①工程作業環境條件復雜多變，要求設計能夠適應當地的氣候、地理特點。②以工程機械底盤理論為基礎，要求發動機、行走機構與工作裝置的特性之間具有良好的匹配關系。

③工作介質性質復雜，要求工作裝置結構設計形式多樣。

④工作介質的狀態在作業中發生不斷變化，要求工作參數調節方便。

⑤工程質量要求不斷提高，要求產品具有較高的作業質量控制水平，普遍應用機電液一體化和現代控制技術。

⑥現代工程機械與人們的生活關系日益密切，要求產品設計人性化，造型美觀。

2.所謂模塊就是一組具有同一功能和結合要素（指聯接部位的形狀、尺寸、聯接件間的配合或參數等），但性能和結構不同，卻能互換的單元。

模塊化設計方法的核心是將系統功能分解為若干功能單元，即模塊，通過模塊的不同組合，以獲得不同品種、不同規格的產品。

模塊化設計就是將產品具有同一功能的單元設計成具有不同性能、可以互換的模塊，選用不同模塊，即可組成不同類型、不同規格的產品。

模塊化設計的原則是力求以少數模塊組成盡可能多的產品，并在滿足用戶要求的基礎上使產品精度高、性能穩定、結構簡單、成本低廉。

3.虛擬設計是以計算機仿真為基礎的現代設計方法與技術，其核心是虛擬樣機技術。

4.工業設計（Industrial Design）是指以造型藝術、色彩、人際關系等為主要內容的工業產品系統性設計，是關于產品功能、結構、材料、視覺傳遞、審美價值、宜人性以及商品化等方面的綜合性創造活動。

通過工業設計可以使產品的內在質量、外觀質量和人機質量達到充分和諧，使所設計的產品盡善盡美，從而實現產品的最大效益。

下篇

第一章振動壓路機

1.四種壓實方法： ①靜壓：依靠機器自身重量產生的靜壓力迫使土壤顆粒相互靠近。由于土壤的內摩擦阻力使得這種靜作用力無法向更深處波及，這種作用力所能影響的深度是很有限的。靜作用壓實有一個極限的壓實效果和影響深度，無限地增加靜載荷并不能得到相應的壓實效果，反而會破壞表層土的結構。

②沖擊：非圓滾輪在滾過突角的一瞬間將產生墜落，猶如利用自由落體原理所產生的一次沖擊，將對土壤產生一個壓力波，使得土壤顆粒處于運動狀態，其內摩擦阻力減小，從而為壓實創造了良好的條件。沖擊能量大，具有較高的壓實厚度、深度和影響深度。

③振動：連續高頻沖擊載荷所產生的動態作用力，使土壤顆粒處于高頻振動狀態，它們之間的內摩擦力幾乎完全喪失，由壓路機的靜作用力迫使這些振動的顆粒重新排隊而得到壓實。

④揉搓：柔性滾輪特有的壓實效果。揉搓力能使輪胎觸及區域的土壤在一個封閉空間內相互揉搓，猶如蒸饅頭時和面一樣，從而使材料均勻的壓實。振蕩壓實是對材料產生一種高頻率的水平揉搓，會使材料表面產生很好的密實效果。

2.總體技術性能（評價壓路機技術水平和制造質量的主要依據）①、作業性能反映壓路機在一定鋪層材料和作業環境下完成壓實作業的適應能力，是評價壓路機技術水平的特定性能。壓實性能、壓實質量特性、牽引性能、機動性能、越野性能。②、技術經濟性能反映壓路機在使用中的成本和經濟效果，即投入----產出關系。壓實生產效率、燃料經濟性、可維修性能、運營經濟性。

③、一般技術性能是指除上述作業性能和技術經濟性能之外的其他性能。制動性能、坡道穩定性能、工作可靠性、駕駛舒適性、防公害性能。

3.驅動輪從動輪在壓實質量上的差異？

4.壓路機技術參數的確定

壓路機主要技術參數是決定壓路機基本技術特性的整機參數； 在實際設計工作中通常應用類比法尋求這些參數的變化規律； 壓路機的主要技術參數大致可分為四類：主參數（工作質量）、工作極限、參數、工作速度、設計參數。

工作質量是壓路機的主參數，我國壓路機的質量規格以噸為單位。

5.主要工作參數包括工作質量、壓輪尺寸、轉彎半徑、振動參數、工作速度及發動機功率。①工作質量概念：工作質量是壓路機的主參數，它是按規定加入油、水、壓重物、隨機工具，并包括一名司機（65kg）在內的壓路機總質量。

壓路機的重量分布主要是前、后輪以及上、下車之間的重量分配比例。

對于單輪驅動的壓路機，驅動輪較大的分配質量能保證壓路機產生足夠的附著力和制動力矩，轉向輪較小的分配質量可以減少從動輪的擁土現象，但轉向輪較輕將導致壓路機轉向不穩定。

花紋輪胎單驅動壓路機的驅動輪分配重量雖然可以小到40%以下，但考慮到不致使從動輪產生過多的擁土現象，所以應控制在45～50%為宜。對于全輪驅動的壓路機，雙鋼輪串聯振動壓路機前后輪等同的分配重量。輪胎驅動單輪振動壓路機的振動輪分配重量可取整機的60～65%，以增大其壓實能力。

經驗表明，振動壓路機上、下車的質量分配近似相等時，可以兼顧振動壓路機對地面的作用力和沖擊能量。

③壓路機的最小轉彎半徑：壓路機以最大轉向角轉向行駛時，壓痕外緣到回轉中心的距離。壓痕外緣的回轉半徑取決于壓路機的軸距、轉向角及壓輪寬度，并且與壓路機的轉向型式有關。

④壓路機振動參數的選擇 2振動頻率：

壓路機振動輪在激振力的作用下產生受迫振動，振動頻率 f（Hz）和角頻率?（rad/s）分別按以下公式計算：

f?n?n??2?f?60 30

2工作振幅和名義振幅；所謂“名義振幅”，是指把振動壓路機用支撐物架起來，振動輪懸空時測得的振幅，也稱為“空載振幅”，用A0表示。振動壓路機的工作振幅一般比名義振幅大。

2振動加速度

2激振力和動作用力

6.壓路機的工作速度：應考慮作業工況的碾壓速度和運輸工況的行駛速度。碾壓速度應存在一個最佳值，這個最佳值就是在不降低壓實質量的前提下，選擇盡可能高的碾壓速度，以保證壓路機有較高的生產率。

第五章瀝青混合料攪拌設備

瀝青混凝土攪拌設備的主要性能是額定生產率，它是指瀝青混凝土攪拌設備在標準工況下的生產能力，即標準工況下，每小時生產瀝青混合料的重量（t）。

標準工況是指環境濕度20℃，標準大氣壓，礦料集料的規格符合規范要求，且礦料集料的平均含水量為5%，瀝青混凝土出料溫度為140℃。

第六章瀝青混合料攤鋪機

1.攤鋪機主參數指最大攤鋪寬度、最大攤鋪厚度和最大攤鋪速度。設計時常常是首先確定最大攤鋪寬度和最大攤鋪厚度。①、最大攤鋪寬度一般根據市場需求、技術性能等級、產品系列型譜、銷售價格等因素確定。攤鋪機的基本攤鋪寬度受車輛行駛及運輸空間的限制，一般在2.5m～3m之間。②、最大攤鋪厚度應根據中國現行路面施工規范和壓實機械的壓實能力確定，攤鋪瀝青路面不超過12cm為宜，攤鋪穩定土不超過30cm為宜，也可達到50cm左右。③、最大攤鋪速度的確定主要考慮以下幾個因素：

第一，攤鋪速度對攤鋪后路面壓實度的影響。壓實度是攤鋪機最主要的技術性能指標之一。理想的攤鋪速度是5m～6m/min。

第二，攤鋪速度對攤鋪后路面平整度的影響。

第三，由攤鋪速度、寬度和厚度所決定的生產率應與配套攪拌設備的生產率相匹配。綜上所述，液壓傳動的攤鋪機其最大攤鋪速度不宜超過20m/min，機械傳動的攤鋪機其最大攤鋪速度不宜超過12m/min。

2.攤鋪機壓實度：對攤鋪機攤鋪后的鋪層，在碾壓前實測其密度，與標準標密度相比，所得到的比值稱為攤鋪機壓實度或預壓實度。

3.振搗參數：

①振搗頻率：根據經驗，攤鋪機的最大振搗頻率不超過25Hz（1500r/min）為宜。當振搗頻率大于25Hz時，除了產生不良的夯實效果外（如過振，將石料振壞），機械噪聲會大增，結構件損壞嚴重，安裝在熨平裝置上的自動調平儀器振動會過大。

③振搗質量：振搗質量指振搗件的質量。振搗件包括振搗梁及隨動連接件。根據經驗，一般振搗質量為每米攤鋪寬度40kg～80kg，壓實度高取大值，壓實度低取小值。

④振搗梁間相位角

熨平板加寬時，應注意振搗器連接中形成相位角；當左右基本段振搗相位角為60°，推薦加寬段相鄰振搗器相位角應設定為120°，可保證振搗器不平衡慣性力較小。

4.熨平裝置設計 熨平板的比壓：熨平裝置底板上單位面積的質量稱為熨平板比壓，其大小影響著預壓實度和平整度，因此必須控制在一個合理有效范圍內。在熨平裝置設計時，應盡量使各個熨平板組件的比壓趨于相等，保證在全寬度上比壓的均勻性。

熨平裝置的剛度：縱向變形位移、垂向變形位移

熨平板越寬，剛度越差。

熨平裝置的設計，除了應具有理想的功能外，還應具有相當大的剛度，以避免熨平板扭曲變形，保證熨平板仰角的衰減對平整度的影響在允許的范圍內。這一點對于大寬度熨平裝置尤其重要。

熨平裝置的幾何參數包括靜態幾何參數及動態幾何參數。靜態幾何參數指熨平裝置的外形尺寸。

動態幾何參數是指熨平裝置（包括大臂）與主機、螺旋（包括導料板）在運動中相互匹配、相互關聯的位置尺寸。

第三篇：工程機械液壓技術發展綜述

工程機械液壓技術發展綜述

孫新學’蘇曙’榮茜’朱靖，1)河北建筑工程學院機電工程系2)北京916”部隊

摘要簡要回顧3工程機械液壓技術發展的幾個時期.指出了障阻工程機械液壓

技術發展的幾個問題.概括了液壓技術在工程機械上的地位及發展前景.關健詞工程機械;液壓技術;綜述

中圖號TH 137

由于液壓傳動具有功率密度高.易于實現直線運動、速度剛性大、便于冷卻散熱、動作實現

容易等突出優點.因而在工程機械中得到了廣泛的應用.據統計.目前95%以上的工程機械都采

用了液壓技術.工程機械液壓產品在整個液壓工業銷售總額中占40%以上.現在采用液壓技術的

程度已成為衡量一個國家工業水平的重要指標.1工程機械液壓技術發展的幾個時期

工程機械最初引用液壓技術是為了解決車輛轉向阻力問題.以減小司機的勞動強度.在轉向

系引用了液力助力器.由于液力助力器在應用過程中顯示出的突出優點以及人們對液壓元件、液

壓系統研究的深入.液壓技術很快在工程機械其它動作部分得到了廣泛應用.其發展大致經歷了

以下幾個時期.c1)初期發展時期.20世紀四五十年代是工程機械液壓技術發展的初期階段.在這一時期.人

們摸索著將簡單的液壓元件和液壓系統應用到工程機械上來解決其它方式實現比較困難的問題

(如執行元件的直線運動等).這一時期.液壓系統壓力很低.一般在2MPa--7MPa.(2)高速發展時期.工程液壓技術應用在20世紀60年代進入了高速發展時期.這一時期液壓

系統的主要特點是高速、高壓化.系統壓力提高到了20MPa.系統壓力的提高使得液壓傳動功率

密度大幅度增力。(如液壓泵功率重量比由5。年的告KW/Kg提高到了2KW/Kg)、液壓元件的重量明

顯下降.液壓技術的應用逐漸由工程機械工作裝置擴展到轉向系、行走系、傳動系和制動系.在這

一時期.人們研制出了全液壓挖掘機和全液壓叉車等工程機械.液壓技術趨于了成熟化.(3)重視環境時期.由于泵的工作容積與吸、壓腔的轉換會導致容腔壓力急劇變化.而這個 變化傳給泵體就形成噪聲.因此.高速、高壓的結果必然導致噪聲.試驗證明，液壓泵壓力或排量

每增加一倍.其噪聲約增加3dB(A);泵轉速每增加一倍.其噪聲約增加6dB(A).因此液壓系統噪 聲限制了液壓傳動功率密度的進一步提高.在20世紀70年代初中期.工程機械液壓技術研究主要

圍繞降低液壓系統及整機的工作噪聲.(4)重視可靠性時期.由于工程機械大多數是野外作業的施工機械.其液壓系統經常受到塵

埃、振動、高低溫、風雨雪、臭氧的侵襲.造成液壓油污染，引發故障.據統計.工程機械液壓系統

發生的故障的最大原因來自于液壓油的污染(約占液壓系統故障的70%-85%).因此在20世紀70年

代后期.降低工程機械液壓系統污染.提高系統可靠性成為這一時期的主要研究課題.(5)電子、計算機技術與液壓技術結合時期.進入20世紀80年代.隨著電子技術的迅猛發展.本文收稿日期:2000-04-20 第一作者:男.1964年生，講師.張家口市、075024

第四篇：液壓設備傳統改造技術研究

液壓設備傳統改造技術研究

摘要：對液壓成形設備進行改造，為解決傳統液壓系統中液壓油對液壓系統的沖擊和振動問題提供依據。目的在于優化系統的設計，提高機器的整體性能。關鍵詞：液壓成形；設備液壓成形的實用化與迅速發展，很大程度上取決于專用設備的開發與普及。美國、日本及一些歐洲國家都已開發出了專業的液壓成形設備。國際上能夠提供成套技術與設備的制造商多數集中在歐洲。其中，以德國舒勒公司、SPS公司和瑞典AP＆T公司為主要代表。此外，還有日本的川崎油工，美國的ITC、HydroDynamicsTechnology，德國的GrabenerMaschinentechnik、S.DUNKES，加拿大的ValiantMachine＆Tool等公司。哈爾濱工業大學是國內最早開展液壓成形技術研究和設備研制的單位，燕山大學、上海交通大學等高校也相繼開展了此技術的研究。本文所改造的液壓機為合肥鍛壓機床總廠的YH28-100/180-SM雙動薄板拉伸液壓機，它主要用于不銹鋼及其它各種金屬薄板的拉深成形，具有結構緊湊、速度快、效率高等特點，有較先進的液壓和控制系統，操作方便，功能齊全。該機有獨立的動力機構和電氣系統，并采用按鈕集中控制，可實現調整、半自動、自動三種工作方式，液壓系統采用二通插裝閥，結構緊湊，安裝維修方便，動作靈敏可靠，傳動效率高，密封性能好。1

該機拉伸油缸采用快速缸，速度可達280mm/s，拉伸力可達1000KN，壓邊力可達800KN，速度和壓力都可在規定范圍內調節，用戶可根據需要把拉伸速度和壓邊力選擇到最佳工作狀態，可拉深出質量較高的不銹鋼等各種制品，是薄板拉深的理想設備。液壓室供油系統要求滿足液壓成形的工藝要求，同時系統不會過于復雜。現設計其液壓原理如圖1所示。其動作說明如下：電機啟動，泵來油經換向閥中位流回油箱，泵卸荷。當1DT通電時，油經過換向閥、單向閥進入注油板將板料壓入凹模而成形。在成形的末期，1DT斷電，2DT通電，油經過增壓缸進入注油板，在超高壓的作用下，板料進一步緊貼凹模而成形其小圓角。該液壓系統中的關鍵是變頻器5與增壓缸10.在液壓成形中，根據工藝的需要，液壓系統提供給液壓室的工作流量和工作壓力應該是不斷變化的，因此液壓系統所消耗的功率也應該是隨著工作流量和工作壓力的變化而不斷變化的。液壓泵是液壓系統的動力源，液壓機中的液壓泵大多是定量泵，拉深工序中不同動作所需的液壓油工作流量和壓力是通過一系列閥門及相關回路來調節的。由于泵的流量一定，也就意味著在工作周期的各個階段其流量均為最大工作流量，在不需最大工作流量的工序上，多余的壓力油經溢流閥回路流回油箱，而驅動液壓泵的電機始終保持著維持最大工作流量時的轉速，因此電機所消耗的功率也始終維持在工作周期中的最大功率上，造成了大量的電能浪費。

在液壓回路上加裝變頻器回路，根據工作周期中所需的壓力的變化，利用變頻器的變頻功能改變驅動電機的電源頻率，使周期中的每一個確定的液壓工作流量都對應不同的電機轉數（頻率），使電機的轉數根據工作要求的變化而實時變化，從而可達到對液壓系統的工作流量和工作壓力進行實時控制和節約電能的目的。增壓缸是在成形的最后階段為成形工件的小圓角而為液壓室提供高壓的一種措施。由于所需壓強較高，一般的液壓元件難以滿足，若整個系統采用超高壓泵和耐高壓液壓元件，勢必會增加制造成本，所以采用了增壓缸來滿足成形后期所需的高壓。由于在加工前后注油板需要升降，所以我們的成形力液壓系統采用了軟管與注油板相連接。在液壓成形過程中，由于需要很高的液壓，因此，本文采用組合密封的形式。組合密封通常由一個聚四氟乙烯制造的主密封環和一個輔助彈性密封元件組成，屬接觸型自緊式密封。彈性密封元件一般采用O形圈，安裝時，主密封環和彈性體密封環放置于同一溝槽中，并給彈性密封環一定的壓縮量。由于彈性密封環受壓縮產生的初始應力作用在聚四氟乙烯環上，既阻止了低壓流體可能通過，同時通過主密封環把接觸力傳遞到主密封環與金屬接觸表面之間的通道，起到初始密封的作用。當密封壓力增加時，流體壓力把O形密封環推向低壓側，與槽壁緊密接觸。在高壓流體作用下，O形圈發生變形，并擠壓四氟乙烯主密封環，使主密封環與金屬表面的接

觸應力增加。流體的壓力越高，擠壓應力也就越大，以此達到自緊式密封的作用。密封組合大多用于液壓缸密封。但液壓成形所需密封形式不同于液壓缸密封，因此在用于液壓成形的密封時，其安裝形式需要改變，但其密封原理仍然不變。本文采用聚四氟乙烯環與O形圈組合，此種密封結構又稱斯特封，耐壓程度達60MPa.至此，對傳統液壓成形設備改造完畢。在液壓成型過程中，液壓系統的壓力設定、控制和密封對于板料成形的影響較大，而且各參數之間有很多組合，加上液壓系統在成形瞬間對模具的沖擊，振動等對板料的成形也有很大的影響，因此對一種零件的板料成形，其各參數的確定都比較困難。目前為得到一種具體零件的液壓成形過程中液壓系統各參數的設定都采用反復試驗的辦法，既繁瑣又不經濟。利用該系統的動態特性進行動態仿真，分析一些主要的參數對板料成形性能的影響，可以在模擬之中得到液壓系統各參數變化對成形工藝的影響，并獲得所需參數。對液壓系統的仿真可以使設計人員在設計階段預測機器的性能，避免因重復試驗及加工所帶來的昂貴費用，可以優化系統的設計，提高機器的整體性能。為解決傳統液壓系統中液壓油對液壓系統的沖擊和振動問題提供依據。參考文獻:［1］張德明。液壓平衡回路應用實例分析［J］。液壓氣動與密封，2007，（6）。［2］何夢輝。液壓系統中電磁比例閥振動的解決方案［J］。液壓氣動與密封，2007，（3）。［3］楊乃喬，液力

傳動油的現狀與發展［J］。液壓氣動與密封，2004，（5）。［4］周志紅。基于功率鍵合圖方法的液壓錘動態仿真［J］。鑿巖機械氣動工具，2002，（2）。［5］郭世偉。基于功率鍵合圖的MATLAB建模仿真在液壓系統中的應用研究［J］。煤礦機械，2001，（2）。

第五篇：淺談工程機械液壓系統污染

淺談工程機械液壓系統污染

摘 要：液壓傳動技術在工程機械領域得到廣泛的應用，液壓系統很容易被污染從而引起機械設備多種故障。野外施工環境惡劣，應做好有效得當的預防和保護措施，最大限度上切斷液壓系統污染源，降低液壓系統被污染的幾率。

關鍵詞：工程機械；液壓系統；污染控制

液壓傳動技術在工程機械領域得到廣泛的應用，與機械傳動和電氣傳動相比有六大優點：

1、重量輕，體積小，運動慣性小，反應速度快；

2、操縱控制方便，可實現大范圍的無級調速；

3、可自動實現過載保護；

4、元件可根據需要方便來靈活布置；

5、很容易實現自動化；

6、采用礦物油作為工作介質，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長。

液壓系統也有其脆弱的一面，對于我們野外施工企業，施工機械長期處于惡劣環境高負荷作業，容易引起發諸多故障，其中尤以液壓系統的故障發生率高，影響機械的工作效率，縮短機械的服役壽命。根據維修情況分析，大多數故障都是由液壓系統污染造成的，如何有效合理的使用和維護液壓系統，是延長設備使用壽命，確保設備安全高效可靠運轉和提高經濟效益的關鍵。

一、液壓系統污染物的種類

液壓系統污染物大體分為固體顆粒污染、水和空氣污染、化學和微生物污染、靜電磁場放射性物質等能量形式的污染等四大類。

（1）固體顆粒污染物：元件在加工和組裝過程中殘留的金屬切屑、焊渣、型砂、磨料、涂料、銹片、塵埃等固體顆粒，以及設備在維修保養過程中進入液壓系統的固體顆粒。這些顆粒對液壓系統的損壞比較大。

（2）水和空氣：當液壓油中水的含量超過0.05％時，能使金屬表面腐蝕加劇，加速油液變質氧化產生粘膠質。同時，混入油液中的空氣會降低油液的體積彈性模量，使系統失去剛性和響應特性，引起氣蝕、系統爬行、振動和噪聲，促使油液氧化變質。

（3）化學和微生物污染：油液中添加劑、油液氧化分解產物、油液中的大量微生物等都能引起油液的變質劣化，降低潤滑性能，加速元件腐蝕。

（4）液壓系統中存在靜電，磁場，熱量及放射性物質等也是一種能量形式的污染物。

二、液壓系統被污染的主要危害

污染物進入液壓系統，會引發液壓系統故障，造成液壓元件磨損，其中以固體顆粒對系統造成的危害最大。

（1）固體顆粒進入油液中，當顆粒嵌入其中一個運動元件表面時，顆粒尖棱對另一表面產生切削磨損。當顆粒同時與倆運動表面接觸時，在零件相對運動中將擠壓和擦傷表面，使表面材料發生顯著變形和錯位，從而導致元件疲勞損壞。表面材料的凹起部位則形成金屬與金屬的接觸，從而引起粘差磨損。若有固體顆粒液流對零件表面的沖刷也使零件產生磨損。

（2）固體顆粒堵塞或淤積在泵、閥、孔眼和各種間隙，造成損壞或卡緊現象，導致特性改變，甚至控制失靈。

（3）液壓元件受到污染的侵害和磨損，內泄量增大，工作性能下降，元件喪失了工作性能而報廢。

（4）油液污染后，其物理性能和化學性能均產生變化，粘度、消泡性、抗乳性、潤滑性、冷卻性能等均變差，加速機械磨損。油液的污染是液壓系統的最大危害，有效的控制和降低油液污染度是保證工程機械液壓系統正常運轉和延長使用壽命的前提。

（5）靜電可以引起對元件的電流腐蝕，還可以導致礦物油的揮發物碳氫化合物燃燒而造成火災；磁場的吸引力可使磁性磨屑吸附在零件或過濾器中，導致磨損加劇，堵塞，卡緊等故障；系統中過多的熱量使油溫升高，導致油液潤滑下降，泄露增加，加速油液變質密封件老化；放射性將使油液酸值增加，氧化穩定性降低，揮發增大，加速密封件材料變質。

三、液壓系統污染的控制

為避免液壓系統被污染，應在機械的日常使用和保養過程中，采取措施預防控制污染物侵入液壓系統，結合實際經驗和有關資料，現將具體措施總結如下：

（1）防止空氣進入：經常檢查油箱中油面的高度，保持有足夠油量，在工作過程中油液會損耗，必須及時補充新的同規格油液；即使在最低油面時吸油管和吸油口也應保護在油面以下，使用性能良好的密封件，失效的密封裝置應及時更換，管接頭及各結合面的螺釘都需要擰緊，在使用中應防止系統中各處的壓力低于大氣壓或局部真空，液壓系統中進入空氣是不可避免的，維修和換油后，要按說明書的規定排除系統中的空氣。在更換油箱中的油液后，應開動機器循環運轉幾次，排除系統中的空氣，對液壓系統中的外部泄露（尤其是液壓油缸和工作裝置過載閥）要及時處理。

（2）液壓油的選擇：①適當的粘度；②良好的粘溫特性；③良好的抗氧化和水解安定性；④抗燃性和剪切安定性；⑤與密封材料環境的相容性；⑥良好的抗性和潤滑性。

（3）防止固體顆粒侵入：①加油時，液壓油必須過濾加注，加油工具應可靠清潔；②保養時，拆卸液壓油箱加蓋、濾清器蓋、檢測孔、液壓油管等部位，造成系統油道暴露時，要避開揚塵，拆卸部位要徹底清潔后才能打開；③定期檢查液壓油質量保持液壓油的清潔，更換液壓油濾芯，更換液壓油并將油箱底部積存的雜質清理干凈；④機械應經常保持清潔，防止灰塵雜物落入油液中，油箱加蓋密封。

（4）保持適宜的液壓油溫度：①保持油箱中的正常油溫，使系統有足夠的油液進行循環，防止水分混入液壓系統；②液壓油桶不要露天放置，存放時油桶應倒置，桶口朝下；

（5）提高維修人員的意識，避免再加油，更換或清洗時因操作水平條件簡陋等而帶入污染物。

（6）施工機械通常在野外作業，為了減少粉塵污染，保持環境干凈和空氣溫度適中，盡可能用灑水車定是噴灑工地；此外，機械在雨天盡可能不要施工，防止水分進入系統，造成生銹引起污染。

（7）正確執行操作規程，防止粗暴和隨意操作作業，避免過猛過快，以免突然打開或關閉液壓缸或液壓馬達執行機構進出口時，產生沖擊，導致各部油封加速損壞，高壓軟管起泡破裂，管接頭處滲漏，閥芯卡死，內漏，造成工作無力，工作效率降低。

（8）建立超前的維護保養理念及行之有效的方案，在液壓系統未發生故障之前，定期檢查油液清潔度的變化，并采取適當的措施將隱患清除以達到防患于未然。

總之，我們在使用工程機械的同時，要科學合理地維護和保養設備，更要從根本上意識到保養液壓系統的重要，這就要求操作人員和維修人員在日常保養維護過程中，做好有效得當的預防和保護措施，最大限度上切斷液壓系統污染源，降低液壓系統被污染的幾率，確保設備安全可靠地運行，從而延長機械的使用壽命，減少維修成本，提高經濟效益。