绿化用剪枝车的液压系统设计.docx

绿化用剪枝车的液压系统设计.docx

《绿化用剪枝车的液压系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《绿化用剪枝车的液压系统设计.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

绿化用剪枝车的液压系统设计

绿化用剪枝车的液压系统设计

目录

第一章前言……………………………………………………………………2

第二章总体方案论证…………………………………………………………4

2.1本课题基本前提条件和技术要……………………………………………4

2.2结构方案确定………………………………………………………………4

第三章压缩式剪枝车排出油缸安装角及排出板斜度取值…………13

3.1排出板的结构及工作情况…………………………………………………13

3.2排出板的受力分析…………………………………………………………13

3.3取值范围的探讨……………………………………………………………14

第四章液压系统的设计……………………………………………………15

3.1确定液压系统方案…………………………………………………………15

3.2液压缸设计计算……………………………………………………………18

3.3油箱的设计…………………………………………………………………28

3.4液压泵的装置………………………………………………………………29

3.5液压元件的选用……………………………………………………………30

第五章结论……………………………………………………………………32

参考文献…………………………………………………………………………33

致谢…………………………………………………………………………………34

第一章前言

目前在我国,城市道路,一些高等级公路,高速公路以及企事业单位的道路绿篱,普遍采用的是手持式油锯或手动修枝剪，总结起来主要存在如下缺点：

①使用单缸汽油机噪声高，常常会影响到正常的工作和学习；②工人劳动强度大,一方面因为手持而费力，另一方面在于绿篱常常需要三面修剪，工人被迫负重移动；③浪费能源，空气污染严重。

使用低牌号含铅汽油，不仅汽油的挥发直接污染了大气，而且其排放物也含有大量的有害气体（如：

CO、CO2、NO、PbO等）；④效率不高，主要在于绿篱常常需要三面修剪，而工人就必须往复多次走动才能达到目的；⑤绿篱尺寸的整齐性较差，因为工人自身的技术水平和参照物的不同，很难做到修剪效果整齐划一；⑥在公路隔离带作业时，工人人身安全很难得到有效保障。

剪枝车便是其中的一种常见结构形式，它由汽车底盘、填料器、上装厢体和排出板机构等组成。

其发展方向是：

提高的装载量；改善车辆的密封性；的分类处理。

的分类越细对于环境的保护效果就越好。

开发园林绿化机械新产品，加速老产品的更新换代，新产品将向操作自动化、舒适化方向发展。

绿化带剪枝车在操作自动化、舒适化方向的创新点主要表现在以下3个方面：

①在动力源上，直接用汽车发动机的动力；②在剪切方式上，采用3把剪刀通过支架固定在需剪切的3个面上，实现3个面同时剪切，提高了工作效率。

支持架可实现90°的旋转，减小剪枝车的宽度；③能实现连续修剪，降低了绿化工人的工作强度。

第二章总体方案论证

2.1本课题基本前提条件和技术要求

2.1.1基本前提条件

采用液压传动实现远距离的动力传动，产生直线往返的运动或是旋转运动，满足机构运动的要求。

2.1.2技术要求

最大修剪树枝直径（mm）8

最大修剪宽度（mm）600

修剪高度范围（mm）300~800

2.2结构方案确定

3.3绿化用剪枝车成形工艺

3.3.1概述

绿化用剪枝车是剪枝车的重要部件之一，主要起装载、运输之用，它由前板、左右侧板、顶板、底板等五项主要零件组成。

这些零件由于所处位置不同，受力情况各异，因而结构也不相同，选用的材质虽一致（Q235），但料厚有差异。

对这几项零件的工艺成形方法的选择也完全不一样。

在此对厢体零件成形的工艺选择作一分析。

3.3.2影响成形工艺选择的因素

下面分析剪枝车车厢成形工艺选择的主要因素：

a.产品结构

产品结构是决定成形工艺的主要因素。

任何一种成形工艺都以满足设计要求为前提，由于该几项零件结构不同，因此它们的成形方法也不一样，如前板为拉伸成形，侧板和顶板为弯曲成形等。

b.产量和成本

产量和成本是互相联系的，降低成本是工艺工作的核心。

当一个新产品投入生产前，应根据该产品的试制总方案设定的批量或年产量，决定该零件的成形方法，工艺装备的选择不宜成本过高，否则将加重产品的附加成本，不利市场的销售。

剪枝车属中批量生产。

c.研制周期

研制周期也是决定零件成形工艺的主要因素，为适应市场经济，一般要求研制周期越短越好。

这就给选择成形工艺带来诸如模具制造、展开件试制等困难。

剪枝车从方案论证到样车鉴定，研制周期较短。

选择工艺成形方法时，就不能选用制造周期长的模具，而选择那种既能保证零件成形质量，制造周期又短的模具。

d.设备

工厂现有的工艺设备和工艺水平也是选择成形工艺必须考虑的因素。

e.人员技术水平

操作者的技术水平也是影响成形的因素之一，在考虑工艺方案时需结合本厂操作人员的技术水平。

f.拼料状态

由于剪枝车车厢尺寸为4360、2015、1645mm（长、宽、高），超过一般板料幅面，而大幅面板料的订货又因用量有限受到制约，因而需进行拼焊，拼焊中因设备原因不能都采用对接钨极自动氩弧焊。

有的采用垫板接触焊，由于各板焊接方法不同，因此在选择零件成形工艺时还需考虑拼料状态。

3.3.3成形工艺的选择

几种工艺的比较及选择：

a.采用带压边装置的拉伸模拉伸成形，生产的零件尺寸准确，表面质量好，但模具制造成本高，模具毛坯需外协加工，制造周期长，模具结构较复杂，维修困难。

该工艺方法实用于大批量生产。

b.采用铅锌合金模落压成形，模具制造方便，费用较低，制造周期也短。

缺点是模具寿命短，零件外观质量较差，人工修整工作量大，工作环境太差。

该方法适宜试制或小批量生产。

c.采用钢下模、铅上模结构的冲压模，模具制造时按钢模浇铸，模具吻合较好，零件的质量得到保证，制造成本相对较低。

缺点是因无压边装置，零件成形过程中有起皱现象，需在转角处增开缺口，成形后采用人工补焊。

该方法适于中批量生产。

根据以上几种工艺方法的比较，结合剪枝车的中批量生产模式，决定选用最后一种方法作为前板零件的成形工艺方法，做出合格的开口展开件。

这样既有利于零件的成形，又避免成形后过多的人工打磨。

左右侧板也采用相同的成形工艺方法，顶板采用压制槽形件，然后在平板上进行焊接的方法成形。

3.3.4拼焊工艺

剪枝车车厢尺寸为4360、2015、1645mm，超过一般板料的幅面尺寸，大幅面板料的订货因受用量限制而制约，因此寻求一种适于不同加工成形的焊接方法是拼焊的关键。

由于受成形方法和料厚的影响，拼焊工艺各异，具体方法简述如下：

a.前板的拼焊

前板零件的成形是拉伸成形，因此焊接渗透性要求较高，又考虑到在拉伸过程中焊缝对模具的影响，要求焊缝光顺平滑无明显的凸起，因此只能选择成本相对高的钨极自动氩弧焊，从而满足了该零件的拼焊需要。

采用该工艺拼焊的板料，满足了零件成形的需要。

b.侧板、顶板、底板的拼焊

侧板、顶板、底板的拼焊选用加垫块的点焊、滚焊工艺。

由于这几块板在零件的成形中仅有弯曲成形（侧板）或不需成形（底板），材料的受力状态较前板好，加之该几项零件都超过了钨极自动氩弧焊的轨道，采用CO2焊因热影响区较大，零件的变形也大，需大量手工较形，且不能满足设计要求，因此选用影响区小的点焊、滚焊工艺是较合适的，它既克服了大量的人工劳动，又能满足设计要求。

具体拼接如图3-4，选用同牌号同料厚并与焊缝等长的垫板，采用先点焊后滚焊接融焊工艺。

后装压缩式剪枝车由于压缩力大,经压缩后的产生大量的污水,如不加以控制,将严重影响环境，所以为了满足设计要求，不产生飘、洒、漏等问题，焊前涂点焊密封胶剂，以提高其密封性。

图3-4拼焊图

3.3.5结果分析

经过以上的成形工艺选择和拼焊工艺选择，满足了设计要求，大大缩短了新产品开发研制周期。

由于选用的工艺装备合适，不仅满足了工厂的生产需要，而且降低了研制费用。

在拼焊中，由于合理选择拼焊工艺，减少了大量人工较形，不仅保证了产品的质量，而且降低了成本，节约了资金。

总之在剪枝车车厢的成形方法选择中，由于本着从实际出发，结合现状进行了认真选择，因此所选工艺方法是成熟的，可行的，真正做到了投资少，见效快。

第3章压缩式剪枝车排出油缸安装角及排出板斜度取值

3.1排出板的结构及工作情况

目前,国内生产的剪枝车主要是,装满后,填料器举升,排出机构将推出车厢。

剪枝车的排出机构均采用直面折弯形状结构,便于推卸干净。

排出机构与排出油缸一端固定,排出机构两端各装两个滑块。

推卸时,油缸推动排出机构前移,排出机构滑块沿导轨滑动。

排出油缸的安装角度和排出机构折弯斜度各厂取值不同,教科书中也未给出取值范围,取值大小有何利弊?

现对排出机构进行受力分析，确定其取值。

3.2排出机构的受力分析

图4-1受力分析示意图

排出机构在推卸过程中,受到排出油缸的推力、压缩的在车厢四壁产生的摩擦阻力、排出板上方对排出板的作用力、排出机构的重力、重量和排出机构重量在底板上产生的摩擦力以及导轨对排出板机构的法向作用力，的作用。

排出油缸的布置和排出板折弯斜度的不同,排出机构的受力状况也不同。

刚开始移动前的平衡方程为：

（4-1）

（4-2）

式中：

——推卸油缸的安装角度，

——为的倾斜角度

从图中看,、均有水平分力、和向下的垂直分力、,水平分力推卸,向下的垂直分力以及排出机构的重力W,三个力使排出机构滑块紧压在导轨上,产生阻止排出机构前进的摩擦阻力。

由（4-2）式可得:

即　　=

=（4-3）

式中：

——滑动摩擦系数。

排出油缸所需的最小推力,由4-1式得:

（4-4）

3.3取值范围的探讨

由（4-3）（4-4）式知,排出油缸的推力主要用于克服推卸的摩擦阻力,而摩擦阻力基本是水平力。

排出油缸的安装角越大,推力的水平分力越小,垂直分力越大,即摩擦阻力越大,滑块的磨损越快,排出机构移动所需的最小推力也越大,油缸缸径越大。

排出板折弯斜度越大,对排出板的垂直分力越小,而排出板对反作用力的垂直分力（向上）小,顶盖的受力情况改善;但对排出板的水平分力增加。

此外,开始装时,当滑板上移,刮板反转,滑板下移,掉下来的多。

但排出板折弯斜度也不要小于38°,否则卸不干净。

为了压缩后密度均匀，延长油钢的使用寿命，根据5.1节的分析，排出油缸的安装角度应近可能大一点。

无论怎样，排出油缸的安装角和排出板折弯斜度只要合理取值,均能全部卸干净,不会增加成本和重量,还可延长滑块的使用寿命。

因此,根据实习时的现场观察和结构设计，排出油缸的安装角度取62°。

排出板折弯斜度不要太大,否则开始填装时,掉下的多,填装效率不高,过小时卸不干净,一般应在38°～45°之间，因此决定取45°。

此外,为使顶盖能承受对它向上的膨胀力,顶盖应做成弧形结构。

第4章液压系统设计

1.1确定液压系统方案

众所周知,后装压缩式剪枝车主箱中的推板（排出板）油缸有两个作用:

压缩过程中提供背压力,而卸载时提供推力。

目前市场上的产品,油缸的摆放有两种方式:

平置（图5-1）和斜置（图5-2）。

表面上看这两种方式在功能上没有什么区别,但认真分析,却存在很大的差异。

4.1.1　收集时压缩原理

如图5-3,推板推置主箱末端。

通过填塞箱后压缩机构的提升,不断地被压送到主箱中。

在提升的过程中,刮板提升压力作为背压回路远端控制信号通过油口Pil将先导阀B打开,使得推板油缸无杆腔回油路与背压阀A相通,当且仅当挤压力超过推板油缸的背压阀A调定的预压力