小型装载机液压系统设计元件选型

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摘要：现阶段，随着工程建筑业以及采矿业的机械化的快速发展，以往建筑隧道、矿井中清理砾石，采用的主要方法是人工清理，在机械化发展背景下凸显其弱点，由于隧道内空间的局限性，对施工机械的规格要求比较苛刻，选择性很强。迫于无奈选择人工清理方法，此种方法对人力、物力、时间都是很大的浪费，给施工自动化作业带来了诸多不便。新研发的隧道施工小型装载机面临着诸多的改进，因此，液压系统在其研究中占有重要的地位。

关键词：施工隧道；施工机械；小型装载机；重要性

随着建筑业和采矿业的发展，未来对隧道施工的小型装载机的需求将不可避免地增加，小型装载机的发展是大势所趋。在这个阶段，开发一种可以在隧道、井下相关行业中工作的小型装载机是非常重要而紧迫的任务。液压系统作为装载机的传输方式，是小型装载机的核心组成部分，必须研究适用于隧道施工的小型装载机的液压系统。本文参考小型装载机的设计，根据施工隧道的实际工作环境和条件，设计了适合隧道施工的小型装载机在液压系统下的液压系统。

1拟定液压原理图选型

小型装载机被利用于施工隧道工作中，它的优势在于其体积、灵活度方面的优势，其结构尺寸成为设计的主要方向和重点，小型装载机需要在狭窄的隧道施工环境中完成一系列的动作，其中，最重要的部件液压系统。小型装载机在工作中的动作步骤如下：将铲斗插入隧道空间的碎石中，铲斗向后转，圆柱体在铲斗里的某个高度抬起碎石，然后，通过小托移动地址系统转移到规定的高度和货物位置，重复上述的操作。由于装载的材料是破碎的石头，工作期间的撞击负荷相对较大。行动主要是液压系统的替代移动，工作环境正在建造隧道。在相对环境中，本项设计的隧道托运人液压系统必须达到以下7个关键点：（1）由于移动应与机动臂液压系统和铲子液压系统同时进行，以避免工作过程中油路之间的干扰，因此，油路上的移动可以与液压系统分开和独立，从移动臂和铲子。在货运机的小体积上，使用了一个双齿轮泵向两个潜水液压回路提供油。（2）由于油路液压系统的可靠性很高，而且在装货过程中其装载量差别很大，并伴有冲击，因此，应保护其不受损害；每个振动液压回路可包含排气阀以保护液压系统和液压元件，防止超载或其他事故。（3）从货运作业中可以看出，在小型装载机的货运作业过程中，这两个圆柱体的移动方式相同，否则，它们可能会发生安全事故，载荷的变化可能会影响圆柱体。同步需要在移动臂液压电路上安装分离器和收集阀。（4）动臂的铲子和圆柱体应伸展，发动机应旋转，停下来。可以通过安装三维电磁开关阀门和用铁锹和铁锹堵，如果从油箱到圆柱体的液压管发生变化或出现故障，圆柱体必须有一个封闭功能，以避免发生事故，保证安全性。因此，在臂和铲子的液压电路上安装了液压锁，以确定圆柱体的位置。（5）为了防止液压电路中的液压油在小型建筑隧道装货机停止工作时返回液压泵，在液压通道上需要一个单向阀门。（6）隧道工程中小型装载机器的运行需要在隧道工程期间保持稳定。因此，每个液压回路都使用一个单向流阀来阻挡液压回路，因此，回路会产生背部压力，承受负荷的变化，并达到避免突如其来的推进并稳定负荷。（7）易于安装、系统简单、维护和维护。鉴于上述情况，图1显示了小型装载机的液压系统结构。

2液压系统参数分析

2.1小型装载机参数

小型装载机液压系统的主要技术参数与小型装载机有关，根据对国内外小型装载机参数的汇编，加上中小型托运人在隧道建设中的实际工作条件。小型装载机的主要参数见表1。

2.2装载化所受外载荷计算

隧道建设：当一个小型装载机清理隧道中的石头时，其耐久性包括对增加插入的耐性和对铲斗的耐久性。有许多因素影响对插入的抵抗力和对上升的抵抗力，如铲斗的结构、高度、种类和材料类型，准确估计插入强度和挖掘强度是不现实的，只能根据经验来计算。（1）插入上升电阻。当铲斗插入碎石堆时，该铲斗内受到物质反应力。插入强度包括铲斗前端和两面墙边缘的强度；对铲斗底部、侧墙内表面和材料之间摩擦的抵抗力；对铲斗外部表面和材料之间摩擦的抵抗力。这些阻力与下列因素有关：引力高度、材料类型、引力中所含铲斗的深度以及铲斗的结构形状。（2）铲斗阻力矩。为了便于研究设计，隧道施工用小型装载机工作装置铲斗的基本参数如下：后斗壁长度是指后斗壁上缘至与斗底交点的距离为539mm；斗底长度是指铲斗刃口到铲斗和臂架铰链点的距离为674mm；挡板高度为58mm，铲斗圆弧半径为R；为179mm，铲斗与吊杆铰链点hb的高度为53mm。

3小型装载机液压系统参数分析

3.1作业装置液压系统

在液压系统工作的情况下，其压力的选择与小型装载机整个液压系统设计的合理性有关。请参考机械液压系统负荷的压力调整值，并考虑小型装载机的实际工作条件，因为小型装载机的负荷不太大，所以，这符合小型装载机，所以本系统的施工隧道施工隧道小型装载机液压工作装置的工作压力初步选择在4.5MPa。

3.2行走液压系

根据以上计算，选用ZMl1-1200型液压马达，其参数如下：（1）额定扭矩1830N.m；（2）尖峰压力22MPa；（3）额定压力16MPa；（4）理论排量1200mL/r。

4工作泵、电机和液压元件的设计选型

（1）工作泵位移的计算和选择：根据对小型装载机操作程序的分析，液压泵的流量大于铲斗液压缸、液压升降缸和移动发动机所需的液压流量，即油泵的实际最大输出通量大于小型装载机工作时所需的最大通量，因此，选择符合设计要求。（2）发动机选择：检查相关的发动机样品，并在分析后从Y2系列中选择防爆发动机。具体型号是Y2-160M-4发动机效率高，节能，安全可靠运行。性能参数是：速度1460r/min，额定功率11kW。（3）阀门部件的选择：液压阀的选择主要依据液压系统的压力和流量。根据前面的计算，在小型装载机液压系统中选择液压阀。具体如下：2个额定流量（60L/min）、额定压力21(MPA)S20A220单向阀；2个额定流量（50L/min）、额定压力35(MPA)S20A220双向液压锁；4个额定流量（50L/min）、额定压力21(MPA)LDF-B10速阀；4个额定流量（50L/min）、额定压力20(MPA)D1VWC三位四通电磁换向阀；2个额定流量（50L/min）、额定压力7-21(MPA)YF-B10H双向液压锁。

5结语

根据隧道下小型装载机的实际工作情况，对小型装载机的液压系统进行分析，最后，确定小型装载机的整个液压系统，并提供液压系统的示意图。选择和计算主要的液压元件，如液压泵、发动机、铲斗等。同时，整个小型装载机液压系统的液压阀是按照液压阀选择规则选定的。

参考文献：

[1]刘银丁,戚鹏伟,王雷.基于FluidSIM的装载机液压系统设计及分析[J].装备制造技术,2018(5).

作者：李光明 单位：柳工常州机械有限公司