举升机构设计

目录第一章绪论 (1)1.1 课题的选定及目的 (2)1.2 国内外自卸汽车及其技术的发展概况 (3)一、国外发展概况 (3)二、国内发展概况 (3)1.3 课题研究的主要内容及基本工作思路 (5)一、主要内容 (5)二、本课题基本工作思路 (7)第二章自卸车液压举升机构的总体设计方案 (8)2.1 自卸汽车主要尺寸和有关参数的确定 (8)一、东风小霸王轻型自卸汽车参数 (8)二、主要尺寸参数的确定 (9)三、质量参数的确定 (9)四、最大举升角的确定 (10)五、车厢举升与下降时间 (11)六、车厢的布置 (12)七、底盘的选用 (12)2.2 自卸车总体结构概述 (13)一、自卸汽车的结构型式 (13)二、自卸汽车举升机构特性比较 (15)2.3 总体设计方案选择 (16)第三章自卸汽车液压举升系统的设计 (17)3.1 直接推动式举升机构的具体设计 (17)一、工作原理 (17)二、参数设计 (18)三、小结 (26)3.2油泵的选取 (27)一、概述 (27)二、泵的技术参数 (28)3.3 液压阀元件的选取 (29)一、单向阀的选取 (29)二、压力控制阀选取 (30)三、平衡阀选取 (30)3.4 举升系统管路设计 (30)3.5 举升系统的总体设计 (30)3.6 设计方案 (31)3.7液压举升系统 (32)一、自卸汽车二位二通液压举升系统设计改进 (32)二、自卸汽车三位四通液压举升系统设计改进 (37)三、举升机构液压锁紧、平衡回路 (38)3.8报警装置 (40)一、零部件 (40)二、安装方法 (40)第四章自卸汽车液压举升系统的优化设计 (41)4.1 优化设计的选择 (41)4.2 优化函数及目标函数 (41)4.3 优化软件程序 (42)4.4 优化结果 (42)4.5 本章小结 (42)参考文献 (42)2第一章绪论自卸车是利用发动机动力驱动液压举升机构，将车厢倾斜一定角度从而达到自动卸货，并依靠货箱自重使其复位的专用汽车。

按不同的用途自卸车可分为两大类：一类是非公路运输用的重型和超重型（额定装载质量在20t以上）自卸汽车。

这种自卸汽车主要应用于大型矿山、水利工地等场所，运输的货物通常是由与其配套的挖掘机械来完成装载的。

这类汽车子也称为矿用自卸汽车。

这类自卸车辆在长度、宽度、高度以及轴荷等方面不受公路法规的限制，但同时它只能在矿山、工地上使用，而不得用于公路运输。

另一类是公路运输用的轻、中、重型（装载质量在2～20t）普通自卸汽车。

这种自卸车主要承担着泥土、矿石、煤炭等松散货物的运输工作，它通常也是与装载机械配套使用的。

普通自卸车辆有多种分类方法，按运输货物倾卸方向分为：后倾式、侧倾式、三面倾式和底卸式自卸汽车；按货箱栏板结构分为：栏板一面开启式、栏板三面开启式和簸箕式（即无后栏板式）汽车；按装载质量分为：轻型自卸汽车（me＜3.5t）、中型自卸汽车（3.5t≤me＜8t）和重型自卸汽车（me≥8t）。

20世纪70、80年代，主要发达国家的专用汽车保有量占载货汽车保有量的50%左右，如今已增至80%。

而我国目前低于25%。

我国已加入WTO，汽车工业正面临巨大的挑战和挑战。

随着我国中国国民经济的飞速发展，伴随着现代物流运输速度的加快，专用车已成为我国汽车技术与应用发展的一个重要方向，市场每年对城市专用车的需求量正在加大，专用车市场正蕴涵着巨大的商机。

面对专用车市场的巨大发展空间，具有多品种特点的自卸汽车则仍将是专用运输工具中的重要组成部分。

自卸车用途广泛，在矿山、水利工程、城市建设、公路、环卫等行业都有专用的自卸车，但都以轻型车为主。

在国家大的工程项目中，如：三峡水利工程、小浪底水利枢纽工程等项目中应用的重型自卸车大都为进口产品，这是国内自卸专用车今后发展的一个随着我国基础设施建设的发展而发展的方向。

在轻型自卸汽车的设计中，液压举升机构的设计一直处于重要的地位。

这是因为液压举升机构是轻型自卸汽车的重要工作系统，液压举升机构直接关系到自卸汽车的功能和质量，直接影响着自卸汽车的主要性能指标。

1.1 课题的选定及目的在专用车的发展中，液压系统已经在各个领域里得到愈来愈广泛的应用。

为了减轻劳动强度，提高效率，便于卸货，专用汽车都设有专门的液压自卸系统。

考虑到工作环境、工作性质即工作内容等方面的要求，在设计液压举升机构时一般应满足以下性能要求：（1）举倾车厢卸货时，首先将变速杆置于空档位置，拉紧手制动器使车制动，车停稳后举倾卸货。

（2）在举倾车厢卸货时，首先加大油门，将操纵手柄置于上升位置，顶起车厢，实现自卸。

当货箱举升角为最大时，在控制阀没有自动回位机构的情况下，操纵手柄不宜长时间停留在上升位置，以免液压系统长时间处于高压状态。

卸完货后，将手柄置于下降位置，待货箱完全落下后，再将手柄扳回中立位置。

（3）连杆复合式举倾机构举倾时，踏下离合器，将操纵手柄向后拉到上升位置，然后慢慢松开离合器踏板，液压泵随之转动，加大油门，车厢举升倾卸。

在整个过程中不可快放离合器和猛踩油门，避免出现撞击。

降落时，踏下离合器踏板，操纵手柄向前推，液压泵停止工作，车厢复位。

（4）因保养、维修需使车厢长时间处于升起状态时，必须将支撑杆撑起，确保安全。

（5）严禁在行驶过程中扳动操纵手柄。

（6）严格按规定添加液压油，并严格保证用油清洁，及时更换和按规定清洗滤网。

（7）经常坚查各液压元件有无渗漏现象，液压油温度应在5℃～80℃范围内。

（8）液压系统一般不得随便拆卸，更换密封圈或排除渗油故障时，零部件拆下后应将各管接头用干净的布包好堵住，预防赃物进入管道。

（9）清洗自卸车时，注意贮油箱不要进水。

文献出处随着我国大量建设事业的发展，尤其是在成功申办了2008奥运会之际，我国的基础设施建设还需要工程运输。

随着各种市政工程、建筑工程以及城市环卫事业的物料运输量将不断增加，对自卸汽车的需求也将不断增加，以满足工程运输的快捷、便利、实惠、安全等的要求。

在自卸车及其技术的发展中，轻型自卸车越来越得到重视。

在轻型自卸车的设计当中，液压系统的设计一直处于重要的地位。

液压举升机构是自卸汽车的关键装置，它直接关系到汽车的多个主要性能以及整车的布置。

举升机构设2计计算可校核机构各点布置是否合理，是否有良好的动力性。

在本课题中将对轻型自卸汽车举升装置进行改装设计，实现其结构紧凑、举升力强等设计目标。

此外，本课题尝试应用最优化方法进行液压举升机构的优化设计，以便得到最佳的设计方案，这对提高液压举升机构的设计质量和效率具有非常重要的意义。

1.2 国内外自卸汽车及其技术的发展概况一、国外发展概况国外自卸汽车技术成熟于50年代至60年代期间，国外自卸汽车生产厂家均为多品种系列化生产。

从矿用自卸汽车的国际市场来看，在50t以下矿用自卸汽车中，以铰接式车型发展较快。

经过几十年的发展与研究，国外自卸汽车呈现以下的发展方向。

电传动与液力机械传动的比较与技术发展。

电传动自卸汽车具有恒功率特性，可以无级调速，操纵方便平稳，动力制动时电阻发热与发动机无关。

在一定条件下，可以搞架线运行，节省燃料，减少排烟对矿区的污染。

产品改进更新速度快，矿用自卸汽车工作条件差，使用寿命短。

因而大多数企业新产品推出快，一般3～4年就改进或更新老型号。

提高驾驶员的安全性和舒适性。

国外对矿用自卸汽车的安全性与提高生产率、可靠性和经济性等置于同等地位。

在车型和结构方面，矿用自卸汽车改进结构的重点是在减少质量的同时设法延长车架的使用寿命。

车型方面，近几年以铰接式自卸汽车发展较快。

总的来说，国外自卸汽车正在朝着大型专用化、小型多功能化、高效率、维修周期长、安全、舒适、低公害等方面发展。

二、国内发展概况中国汽车工业协会专用车分会2004年的报告反映，到目前为止，国内公告内汽车生产企业数为756家，其中专用车生产企业620多家。

根据2003年协会的统计，行业内387家汽车生产企业（含主机厂）共生产专用汽车31万多辆，分析全行业年总产量在57万辆左右，较上年增长约15％，年改装量占国内载货车总量的40％多；按行业经验推算，2004年总产量应在60万辆左右。

在国内健康持续的经济环境下，中国政府通过宏观经济控制，对资源进行优化配置，实行扩大内需以及加强基础设施建设等一系列的方针政策，专用汽车发展正处于良好的成长期，同时也吸引了众多的投资商进入专用汽车行业。

近两年，由于专用车产量基数较大，所以增长速度呈渐缓趋势。

但是，近几年随着政策变化、各个企业改制的完成、技改投入的加大等因素影响，专用车生产企业综合实力得到进一步提升，一部分优秀企业或企业集团脱颖而出，在行业中处于领先地位。

2004年，国家出台了一系列相应的政策法规及标准，新的《汽车产业发展政策》的颁布、GB1589—2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》标准的实施、国家七部委联合下发的《关于在全国开展车辆超限超载治理工作的实施方案》等，对汽车行业，特别是专用汽车行业产生了巨大影响。

新的政策法规实施后，大部分企业在新产品申报、上牌以及销售后的在用车辆正常运营等方面遇到了一系列的问题。

与此同时，新的标准政策的实施，又给大部分厂家带来了无限的商机。

目前，我国专用汽车品种总数大约在1500种左右，多数是建筑工程用（翻斗自卸、散装水泥等）、城市园林（洒水车、环卫垃圾车等）、电力维修、道路清障、矿山、码头、机场、军事等领域的专用汽车。

可以说我国专用车行业的市场潜力大，发展前景看好，但品种单一、科技含量不高、与国外同行差距较大、管理不规范等这些问题都是我国专用车行业发展中的弱点。

进入21世纪，专用汽车技术创新是将机械、电子、液压、化工、环保、能源、动力、信息处理等先进技术与汽车传统技术的有机融合，科学技术的进一步发展和科技成果的广泛应用必将引起专用汽车新产品技术与结构的重大变革。

目前世界汽车工业的竞争实际也是现代科技的竞争，各国大公司已把主攻方向转向以微电子技术和信息处理技术为代表的高新技术对汽车工业及产品进行改造，围绕新能源、新材料、新工艺以及安全、环保、节能等战略重点领域，开发研制高技术含量的新车型。

因此，我国专用汽车企业首先要在有关部门的支持和配合下，加强高新技术在专用汽车上的应用研究，把提高开发高新技术产品的能力作为企业发展的重要目标，加快新产品研制和开发的步伐。

另外，改进专用汽车贸易方式，形成与国际接轨的资源采购和销售服务方式也十分重要。

同时，我国在机械设计中采用最优化技术的历史最短，但其发展速度却是十分惊人的。

无论在机构综合、通用零部件设计，还是各种专业机械的设计都有最优化技术应用的成果。

自卸汽车举升机构的优化设计正从研究、探讨走向实际应用阶段。

41.3 课题研究的主要内容及基本工作思路一、主要内容1.液压系统工作原理及其设计（1）液压传动系统的组成无论何种型号的自卸汽车，仅就液压传动系统而言，不外乎由下列六部分组成：取力机构――取力箱，将变速器中取力齿轮输出的动力，传递给驱动油泵齿轮，从而实现油泵的工作；能源元件――油泵，将动力部分（来自取力箱）所输出的机械能转换成液压能，给液压系统提供压力油液；执行元件――油缸，通过它将液能转换成可进行直线运动的机械能，实现汽车货箱的举升；操纵和控制元件――包括手动（气动）转阀、单向阀、溢流阀等，通过他们控制和条件诶液流的压力、流速和方向，从而改变执行元件――油缸的推力和运动速度及方向。