装载机工作装置动臂油缸的工作特性分析

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1、机械设计制造《机电技术》2008年第2期装载机工作装置动臂油缸的工作特性分析蓝敏俐（福州大学液压件厂，福建福州350002）摘要：根据装载机工作装置动臂油缸承载状况与液压系统特性，对动臂油缸的工作特性进行分析，找出影响工作特性的相关参数，并得出工作特性关系，对装载机工作装置提高平顺性、舒适性、高效作业进行改进，更好地了解整个工作装置的振动特性。关键词：装载机工作装置动臂油缸工作特性中图分类号TH137.332文献标识码：A文章编号：1672-4801（2008）02-33-031引言装载机工作装置如图l所示，装载机动臂

2、油[2]液压油缸是将油泵所产生的液体压力能转换缸采用的是双作用单杆活塞油缸。动臂油缸的成机械能，实现往复运动的一种执行元件，在工作用力F有两种情况：油缸推动机构运动时的作程机械中广泛应用。装载机的工作装置由铲斗、用力为主动作用力，简称工作力或作用力，其最动臂、摇臂、连杆(或托架)及液压系统等组成，大值取决于液压系统的工作压力和油缸直径，工动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架作装置作用于闭锁状态油缸上的作用力为被动作连接。在行驶过程中，动臂油缸装载机工作装置用力，其最大值取决于液压系统的过载阀压力值的重要部件，由于

3、地面激励而引起动臂油缸的振和承载活塞面积。当工作装置的动臂油缸不动，动，造成铲斗振动的加剧，引起物料的振落和对靠转斗油缸转动铲斗而进行铲掘作业时，则转斗[1]工作装置液压系统的冲击。因此对装载机工作油缸所产生的作用力为主动作用力，动臂油缸所装置动臂油缸承载状况与液压系统进行分析，研承受的作用力为被动作用力。究相关参数对系统的影响，有利于装载机工作装如图2为动臂油缸作用力的计算简图，根据置的改进与提高。力矩平衡原理确定油缸中的作用力，由∑M=0A2动臂油缸工作特性分析得：装载机工作装置动臂油缸工作特性分析包括FlGlGl

4、Nl−−−=0(1)HAKg1432分析动臂油缸承载状况与液压系统特性，并分析式(1)中：其压力与流量特性。FH—双作用动臂油缸的理论作用力，N；2.1动臂油缸作用力F的计算GA—动臂自重，N；GK—铲斗自重，N。Ng为装载机的最大掘起力，可由装载机的纵向稳定条件式(2)求出：WL1N=(2)gl式(2)中，W—装载机空载时的自重，N；图l装载机工作装置动臂和动臂油缸L1—装载机重心到前轮与地面接触点的距离m；l—铲起力的作用点到前轮与地面接触点的距离m。理论上单个动臂油缸的实际作用力F应为双作用动臂油缸的理论作用力F

5、H的1/2，考虑到连杆机构传动中的摩擦损失，所以动臂油缸的实际作用力F大于1/2FH，可按式(3)算得动臂油缸的实际作用力F。111F==KFK()Nl++GlGl(3)图2动臂油缸作用力计算简图22Hgl234KA133《机电技术》2008年第2期机械设计制造式(3)中，K—考虑连杆机构摩擦损失的系数，又由液压系统换向阀的孔口流量方程得：取K=1.25。2()2q=−CApp；q=CAp(5)1dxρs122dxρ2.2装载机工作装置液压系统qA=vqA=v11；22qq式(5)中，12⋅—动臂油缸进油路、回油路3流

6、量，m/s；Cd—孔口流量系数；Ax—孔口面2p积,m；s—压力源压力,MPa；v—活塞运动速度,m/s。联立式(4)和式(5)，得动臂油缸的压力特性：32np+FA/npFA(/−)sL1sL1p=；p=(6)13231+n1+n1、转斗油缸2、动臂油缸3、动臂油缸换向阀nAA=/4、转斗油缸换向阀5、单向阀6、液压泵217、滤油器8、溢流阀9、双作用安全阀10、油箱在考虑到油缸的内泄漏、外泄漏时，动臂油图3装载机工作装置液压系统缸的流量特性表示为：[3.4.5]如图3所示为装载机工作装置液压系统，dVdpx11在工

7、作中要求装载机的动臂具有较快的升降速度qA=++++KppKp()1112le1ddliβ和良好的慢速微调性能。图中动臂油缸的换向阀3ttdxV2dp2为四位六通手动换向阀(左起分别为提升、锁紧、qA=++KppKp()−−(7)21li2le22ddβ下降、浮动工作位置)。当换向阀3处于锁紧位置tt5mNs/(⋅)时，油缸闭锁而油泵卸荷。如果将换向阀3接至提式(7)中，Kli—内泄漏系数，；5升或下降位置时，则油液进入油缸2无杆腔或有杆Kle—外泄漏系数，mNs/(⋅)；腔，驱使动臂提升或下降，依靠换向阀3阀口开度2

8、β—等效弹性模量Nm/；进行节流调节。当动臂升到最高或降至最低位置x—油缸位移m；时，可通过限位装置自动限位。当换向阀3接至浮VVm3。动位时，油缸2处于浮动状态，以便空斗能够迅速12⋅—液压缸无杆腔、有杆腔的体积，下降，甚至在发动机熄火时也能降下铲斗。此外，考虑到油缸中的油液是柔性的，相当于两个在坚硬地面上铲取物料或进行刮平作业