[初稿]樹(shù)木移植車(chē)提升及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘要近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的城市化進(jìn)程加快了許多，在城市建設(shè)中，隨著綠地面積的不斷發(fā)展擴(kuò)大以及人們對(duì)生態(tài)綠化的要求的提高，樹(shù)木移植變得越來(lái)越普遍和重要。不過(guò)，國(guó)內(nèi)的樹(shù)木移植主要靠人力來(lái)完成，不僅耗費(fèi)許多人力物力資源，效率不高，而且成活率也比較低。樹(shù)木移植車(chē)的發(fā)明在很大程度上改善這種情況，提高樹(shù)木移植的效率，減輕工人的勞動(dòng)量，同時(shí)也提高了移植成活率。本文介紹了有關(guān)樹(shù)木移植機(jī)的歷史以及在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上選定樹(shù)木移植機(jī)作為課題進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。參考了國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，并在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，以樹(shù)木移植機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如結(jié)構(gòu)參數(shù)、作業(yè)要求、性能、動(dòng)力要求等為基礎(chǔ)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行樹(shù)木

2、移植機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。樹(shù)木移植機(jī)是城市樹(shù)木移植的最有力的機(jī)械工具，樹(shù)鏟是移植機(jī)的主要工作部分。本設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)用于樹(shù)木的挖掘和移植，設(shè)計(jì)有4把鏟刀，鏟刀角為25°。該移植機(jī)在工作時(shí)可挖掘的土球直徑為680mm，挖掘深度為600mm，提升高度為600mm。此次設(shè)計(jì)共有4組液壓缸，包括挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸、開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸、提升機(jī)構(gòu)液壓缸和傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸。本次設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)具有工藝簡(jiǎn)單，成本低，適用性高等優(yōu)點(diǎn)。不僅能夠用于城市園林綠化，在大面積造林時(shí)也能發(fā)揮出不錯(cuò)的效果。樹(shù)木移植機(jī)將會(huì)改變現(xiàn)有的植樹(shù)模式。關(guān)鍵詞：樹(shù)木移植機(jī)，鏟，提升傾斜，液壓AbstractIn 

3、;recent years, the rapid of urbanizationdevelopment is faster in our country. In the citys construction, with the constructions development of the residential areas and the requirement rise ceaselessly to virescence, tree transplanting becomes more and more univers

4、al and important. But in out country it still work manual operation with labor intensive, it costs a lot human resources. Whats more, the survival rate and efficiency is not high. The invention of the tree transplanter will change the complexion. It can be use to improve the efficiency, reduce labor

5、 intensity, etc.The history of the tree transplant machine and the present development situation at home and abroad were introduced in this paper, and on the basis of chosen trees transplanting machine as a subject to study and design. Refer to the relevant data at home and abroad, and under the gui

6、dance of tutor for independent design, using all kinds of data of trees transplanting machine, such as the structure parameters and operation requirements, performance, power requirements, etc. Based on research design, using knowledge flexibly in trees transplant machine mechanical structure design

7、 and hydraulic system design.The tree transplanter is the most advantageous mechanical tool for the implementation of transplanting trees, the tree spade is an important part of the tree transplanter. The design of the tree transplanter is used for digging and transplant trees, there are 4 blade and

8、 the blade angle is 25°. The tree blades fixed frame is designed to simply work. This 4 bladed spade can handle trees up to 680mm in diameter of the soil ball, 600mm deep and 600mm lift height.The design has 4 groups of hydraulic cylinders, including the blade hydraulic cylinders of digging bod

9、ies, opening and closing hydraulic cylinders, lifting hydraulic cylinders and leaning hydraulic cylinders.  The tree spade designed this time has the advantage of simple technology, low costs and high applicability, 

10、;etc. this tree spade can play an important role in the large-scaleafforestation as well as urban landscaping and is likely to change the current planting patterns.Keywords：Tr

11、ee transplanter，Blade，Lifting and leaning，Hydraulic systeI目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景及研究意義11.2 樹(shù)木移植機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 主要研究?jī)?nèi)容3第2章 總體方案設(shè)計(jì)52.1 初定總體方案52.1.1 主要機(jī)構(gòu)組成52.1.2 工作過(guò)程62.2 設(shè)計(jì)方案確定62.2.1 挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案62.2.2 提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案62.2.3 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案72.2.4 液壓泵站設(shè)計(jì)方案7第3章 樹(shù)木移植機(jī)設(shè)計(jì)83.1 設(shè)計(jì)要求83.2 挖掘機(jī)構(gòu)83.2.1 鏟刀位置93.2.2 工作原理103.2.3

12、 鏟刀設(shè)計(jì)103.2.3 鏟刀鏟土過(guò)程分析123.2.4 鏟刀下鏟阻力計(jì)算123.2.5 土球重量143.2.6 鏟刀與鏟軌的連接143.2.7 支架與鉸鏈153.3 提升和傾斜機(jī)構(gòu)16第4章 液壓裝置設(shè)計(jì)184.1 工作原理184.2 液壓缸選擇184.2.1 概述184.2.2 計(jì)算選型184.3 液壓泵選擇204.3.1 概述204.3.2 液壓泵計(jì)算選型204.4 發(fā)動(dòng)機(jī)選擇224.5 聯(lián)軸器選擇23 4.6 管道內(nèi)徑的確定234.7 油箱設(shè)計(jì)254.8 濾油器選擇264.9 空氣濾清器選擇274.10 多路換向閥選擇274.11 溢流閥294.12 雙液控單向閥29第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)

13、計(jì)305.1 概述315.2 液壓工作過(guò)程315.3 樹(shù)木移植機(jī)液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)315.4 液壓系統(tǒng)原理圖31第6章 重要部件的連接及固定方式346.1 液壓缸耳環(huán)與耳環(huán)座之間的連接及固定方式346.2 提升機(jī)構(gòu)與底座之間的連接及固定方式346.3 挖掘機(jī)構(gòu)與提升傾斜機(jī)構(gòu)之間的連接及固定方式356.4 提升機(jī)構(gòu)、泵站與車(chē)輛底盤(pán)的連接方式36第7章 固定板銷(xiāo)軸強(qiáng)度計(jì)算37結(jié)論38謝辭39參考文獻(xiàn)40I樹(shù)木移植車(chē)提升及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1章 緒 論1.1 課題背景及研究意義樹(shù)木移植機(jī)（Tree Transplanter）又稱作樹(shù)鏟（Tree Spades），它是一種新式的農(nóng)林苗圃的植樹(shù)機(jī)械，主要運(yùn)用于移

14、植帶土球的樹(shù)木，它可以連續(xù)完成挖坑、挖樹(shù)、運(yùn)輸、栽植等一系列移植作業(yè)。城市綠化是城市園林建設(shè)的重要內(nèi)容。目前城市熱島效應(yīng)日趨嚴(yán)重，人們生活條件的提高也使市民對(duì)城市的居住環(huán)境提出了更高的要求。為此，解決城市綠蔭不足的現(xiàn)狀，要求我們做到兩點(diǎn)：一是不可以輕易伐樹(shù)；二是要多種或移植大樹(shù)?；蛟S植樹(shù)比起種植草坪來(lái)，效果無(wú)法馬上體現(xiàn)，但是，一旦樹(shù)木形成了茂密的樹(shù)蔭，其吸收熱量、緩解和節(jié)約能源的作用，將成為綠化中非常重要的一部分。目前我國(guó)樹(shù)木的帶土移植主要還是采用人工作業(yè)的方式，它需要經(jīng)過(guò)挖掘土球、起重、包扎土球、運(yùn)輸、挖坑栽植、灌溉養(yǎng)護(hù)等許多繁重的作業(yè)，移植效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差，花費(fèi)成本高，林木

15、成活率低，特別是移植直徑大于15厘米的高大樹(shù)木更是如此。然而，采用樹(shù)木移植機(jī)進(jìn)行機(jī)械化移植具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： (1) 移植效率高，樹(shù)木移植機(jī)的工作效率為單人工作效率的十倍以上，并且成本可下降一半；(2) 樹(shù)木損失率低，通過(guò)樹(shù)木移植機(jī)進(jìn)行樹(shù)木帶土移植樹(shù)木幾乎100%成活；(3) 作業(yè)工期長(zhǎng)，一般樹(shù)木移植多在春季進(jìn)行，樹(shù)木移植機(jī)在夏季或者秋季都能保證較高的存活率；(4) 樹(shù)木移植機(jī)能夠適應(yīng)大多地形和土壤，即使在砂石較多的土層也能很好的工作；(5) 移樹(shù)機(jī)通過(guò)機(jī)械作業(yè)，能夠大幅降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度在安全方面也有保障。樹(shù)木移植機(jī)從引進(jìn)到現(xiàn)在，在中國(guó)的發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，但樹(shù)木移植機(jī)的一系列優(yōu)點(diǎn)卻能很好解決我國(guó)

16、綠化產(chǎn)業(yè)中的很多問(wèn)題，因此在我國(guó)發(fā)展樹(shù)木移植機(jī)已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。1.2 樹(shù)木移植機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀樹(shù)木移植機(jī)始于二十世紀(jì)六十年代的美國(guó)，作為一種新型的植樹(shù)專(zhuān)業(yè)機(jī)械，迅速地在美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家發(fā)展開(kāi)來(lái)。從一開(kāi)始的園林部門(mén)，主要用于移植直徑較大的樹(shù)木，發(fā)展到后來(lái)的七十年代后期，擴(kuò)展到林場(chǎng)、苗圃、果園的帶土苗木移植。圖1-1所示為產(chǎn)于美國(guó)的Bigjohn型樹(shù)木移植機(jī)。這種移植機(jī)是將樹(shù)鏟部分直接安裝在卡車(chē)或拖車(chē)后面的車(chē)梁上。該移植機(jī)可移植樹(shù)木的最大直徑為25.4cm，土球深度為144.8cm。由于體積大，工作條件應(yīng)在空曠的地方2 3。圖1-1 Big john型樹(shù)木移植機(jī)在我國(guó)，移植帶土球樹(shù)

17、木的工作通常都是由人工通過(guò)鐵鍬、鎬頭等簡(jiǎn)單的工具將樹(shù)木從原本種植、生長(zhǎng)的地方挖出，然后經(jīng)過(guò)捆綁土球、機(jī)械起吊捆綁好的樹(shù)木，通過(guò)車(chē)輛運(yùn)輸樹(shù)木，再進(jìn)行挖坑、種植，通過(guò)一系列的多道作業(yè)工序，整個(gè)過(guò)程復(fù)雜，而且樹(shù)木的成活率低，尤其是移植大樹(shù)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大；一方面，造林范圍小，植樹(shù)后沒(méi)有及時(shí)管理，甚至沒(méi)有對(duì)新植入的樹(shù)木進(jìn)行管理維護(hù)，樹(shù)木的成活率自然很難提高，甚至保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的程度；另一方面，因?yàn)闆](méi)有合適的專(zhuān)業(yè)的造林植樹(shù)的機(jī)械，很多工作全部是由人工來(lái)完成，這些都在很大程度上影響了植樹(shù)造林的發(fā)展1。目前國(guó)內(nèi)主要機(jī)型有：湖南林業(yè)工業(yè)研究所的2QT-50型起苗機(jī)、YTZ-45新

18、型大苗移植機(jī)、赤峰市赤田農(nóng)林機(jī)械制造廠生產(chǎn)的4WS120型移樹(shù)機(jī)、山東威肯科技有限公司生產(chǎn)的威肯050336和050344移栽機(jī)、華南熱機(jī)所研制的T100型和T80型樹(shù)木移植機(jī)等。 YTZ-45新型大苗移植機(jī)是赤峰市赤田農(nóng)林機(jī)械制造廠生產(chǎn)的四鏟式植樹(shù)機(jī)。該機(jī)能在平原、粘土地、沙丘、草原、丘陵等不同的土壤，未經(jīng)整理土壤的情況下，一次性完成挖坑、植苗等作業(yè)。可栽植1-3年生，3-7米高的大苗，植苗深度可達(dá)45-60cm，配以65馬力以上的動(dòng)力系統(tǒng)。如圖1-2所示。圖1-2 YTZ-45新型大苗移植機(jī)050336型移栽機(jī)是山東威肯科技有限公司生產(chǎn)的四鏟式移栽機(jī)。該機(jī)使用滑移裝載機(jī)配置該附件，操作者可

19、以不離開(kāi)裝載機(jī)即可挖掘或運(yùn)輸一棵樹(shù)，可切割樹(shù)根，快速擠壓根部然后形成土球，它不僅可以用來(lái)挖掘樹(shù)木，還可以在很短時(shí)間內(nèi)將樹(shù)木裝到卡車(chē)或拖車(chē)上。可挖掘深度達(dá)747mm，鏟刀角度為25°，樹(shù)木直徑范圍為50-100mm。如圖1-3所示。圖1-3 050336型移栽機(jī)1.3 主要研究?jī)?nèi)容本文所研究的是樹(shù)木移植機(jī)設(shè)計(jì)，其中包括挖掘機(jī)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)、提升機(jī)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)、傾斜機(jī)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。 本次設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)必須達(dá)到以下要求： (1) 完成合圍，挖掘動(dòng)作； (2) 能夠完成提升和下放動(dòng)作，在一定范圍內(nèi)可調(diào)； (3) 速度穩(wěn)定可調(diào)，并能滿足加工要求； （4）系統(tǒng)功率利用合理； （5

20、）必須依照國(guó)家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，結(jié)合查找的資料和各公司生產(chǎn)的樹(shù)木移植機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在確定了總體設(shè)計(jì)方案之后，進(jìn)行各個(gè)不同部件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和選材，并繪制出裝配圖，最終按照總體設(shè)計(jì)方案中液壓缸的用途來(lái)繪制液壓原理圖。研究步驟如下： (1) 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解拖掛式樹(shù)木移植機(jī)的發(fā)展歷程及其應(yīng)用；(2) 通過(guò)文字、圖片、視頻資料，了解樹(shù)木移植機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理；(3) 通過(guò)計(jì)算，選擇或設(shè)計(jì)合理的零件；(4) 用CAD軟件畫(huà)出所設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植車(chē)的挖掘裝備總裝配圖、提升裝置部件圖、傾斜裝置部件圖、泵站總圖和液壓管路布置圖；(5) 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第2章 總體方案設(shè)計(jì)2.1

21、 初定總體方案樹(shù)木移植機(jī)主要有三種形式： （1）自行式 （2）牽引式 （3）裝載機(jī)式目前外國(guó)著重發(fā)展的都是自行式樹(shù)木移植機(jī)，它由車(chē)輛底盤(pán)、挖掘機(jī)構(gòu)和提升傾斜機(jī)構(gòu)組成。車(chē)輛底盤(pán)可以是汽車(chē)、拖拉機(jī)或是裝載機(jī)，只要對(duì)其稍加改造就可以在上面安裝樹(shù)鏟的工作裝置，這種自行式移植機(jī)更為方便的是，有時(shí)同一系列的工作裝置也可以與不同的車(chē)輛底盤(pán)互相配套。如圖2-1所示。1-車(chē)輛底盤(pán)；2-泵站；3-提升傾斜機(jī)構(gòu)；4-挖掘機(jī)構(gòu)。圖2-1 樹(shù)木移植機(jī)總裝圖 2.1.1 主要機(jī)構(gòu)組成樹(shù)木移植機(jī)主要機(jī)構(gòu)組成有以下幾部分： (1)挖掘機(jī)構(gòu)（2）提升機(jī)構(gòu)（3）傾斜機(jī)構(gòu)（4) 液壓泵站 2.1.2 工作過(guò)程 樹(shù)木移植機(jī)的工作過(guò)程

22、如下：（1）移動(dòng)樹(shù)木移植機(jī)，使樹(shù)干進(jìn)入機(jī)架中心。（2）開(kāi)合機(jī)構(gòu)閉合，調(diào)整機(jī)架，確保樹(shù)干位于機(jī)架的中心。（3）控制挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀升降液壓缸，使鏟刀順序入土，待每個(gè)鏟刀都達(dá)到最低位置，即刀片封閉，整個(gè)地下根部與周?chē)寥廊縿冸x，形成土球。（4）操縱提升機(jī)構(gòu)液壓缸，提起機(jī)架至地面以上，連同帶土球的樹(shù)木被封閉后的鏟刀帶出地面。（5）控制傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸，把樹(shù)鏟調(diào)整到車(chē)上。（6）把樹(shù)木移植機(jī)移送到要栽種的新洞，以同樣的方式把樹(shù)木置入洞中。2.2 設(shè)計(jì)方案確定樹(shù)木移植機(jī)的工作機(jī)構(gòu)裝置包括挖掘機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、傾斜機(jī)構(gòu)和液壓泵站四大部分。 2.2.1 挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案挖掘機(jī)構(gòu)是樹(shù)木移植機(jī)最主要的工作裝置，不同移植

23、機(jī)最大的區(qū)別也在于此。它的作用是作為土球的容器將樹(shù)根包裹在土球內(nèi)，連同整棵樹(shù)挖出。挖掘機(jī)構(gòu)由樹(shù)鏟、液壓缸、導(dǎo)軌、開(kāi)合鉸鏈和機(jī)架等組成。挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)有4把鏟刀，通過(guò)滑移板分別鎖在4個(gè)鏟軌上，鏟軌和鏟刀之間通過(guò)液壓缸連接，由液壓缸里的活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)使鏟刀進(jìn)行滑移的工作。4把鏟刀設(shè)計(jì)為菱形鏟刀，運(yùn)動(dòng)路線為沿著鏟軌的直線運(yùn)動(dòng)。機(jī)架有三個(gè)部分，后面一個(gè)為主機(jī)架，前面兩個(gè)支架可以開(kāi)合，機(jī)架的后兩個(gè)支架通過(guò)活動(dòng)鉸鏈與主機(jī)架連接，通過(guò)開(kāi)合液壓缸控制樹(shù)鏟機(jī)構(gòu)鉸鏈裝置的開(kāi)合。開(kāi)合裝置打開(kāi)后，把樹(shù)干推送到機(jī)架中心，樹(shù)鏟隨著液壓缸的工作插入土壤，實(shí)現(xiàn)挖樹(shù)功能。 2.2.2 提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案提升機(jī)構(gòu)安裝在車(chē)輛底盤(pán)上，主要

24、由提升槽鋼、提升導(dǎo)軌和升降液壓缸組成，作用是使挖掘機(jī)構(gòu)能夠沿著提升導(dǎo)軌上下移動(dòng)，即在挖樹(shù)前放下挖掘機(jī)構(gòu)，挖樹(shù)后將挖掘機(jī)構(gòu)和已挖掘的樹(shù)木一起向上提起，這樣就完成了樹(shù)木的移植工作。 2.2.3 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案傾斜機(jī)構(gòu)由傾斜液壓缸連接在提升機(jī)構(gòu)和底座上，在挖掘機(jī)構(gòu)提升到一定高度后連同樹(shù)木傾斜至一定的角度放在車(chē)輛后面，然后運(yùn)輸。 2.2.4 液壓泵站設(shè)計(jì)方案液壓泵站由油箱、液壓泵、動(dòng)力源（柴油機(jī)或電機(jī)）以及多路換向閥等組成。經(jīng)過(guò)后面計(jì)算，液壓泵選用CBG1016型外嚙合齒輪泵，動(dòng)力源選用S195型柴油機(jī)，多路換向閥選用CD4A-F15型。各部件之間通過(guò)油管連接。 第3章 樹(shù)木移植機(jī)設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)要

25、求樹(shù)木移植機(jī)設(shè)計(jì)的形式的確定與很多因素有關(guān)，比如鏟刀體要有足夠的圍角，這樣可以保證挖掘出的土球的大小以包容樹(shù)木的根系，不會(huì)影響樹(shù)木移植后的生長(zhǎng)。根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，主要技術(shù)參數(shù)有：鏟角25°，挖掘深度600mm，土球直徑400-700m，提升高度600mm3.2 挖掘機(jī)構(gòu)挖掘機(jī)構(gòu)裝置是樹(shù)木移植機(jī)的主體部分，負(fù)責(zé)挖掘土球和包容樹(shù)木根系。其更多的要求是在移植過(guò)程中要盡量多的包容土壤和根系，不會(huì)損失根系，在運(yùn)輸樹(shù)木的過(guò)程中不會(huì)使土球散開(kāi)。挖掘機(jī)構(gòu)由鏟刀、鏟軌、鉸鏈、液壓缸和機(jī)架等組成。如圖3-1所示。1-挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸；2-導(dǎo)軌；3-鏟刀；4-鉸鏈；5-開(kāi)合機(jī)架；6-開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸；7-

26、主機(jī)架圖3-1 挖掘機(jī)構(gòu) 3.2.1 鏟刀位置移樹(shù)機(jī)鏟刀位置有外鏟式和內(nèi)鏟式兩種。（1）外鏟式：鏟刀位于鏟臂外側(cè)如圖3-2所示，該鏟刀位置樹(shù)木移植機(jī)機(jī)其導(dǎo)向機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，一般為環(huán)繞鏟臂的滑動(dòng)塊；鏟刀受力大，需要對(duì)鏟刀進(jìn)行加固；否知鏟刀會(huì)因?yàn)橥燎虻闹亓ψ饔枚?；由于受到鏟刀的限制，鏟臂不易安裝；為了使鏟刀不與支架干涉，支架須設(shè)計(jì)成一定的形狀，加工不便，成本較高。外鏟式樹(shù)木移植機(jī)由于將鏟刀安裝于鏟臂外側(cè)，因此挖出的土球較大，一般用于移植干徑較大的樹(shù)木。圖3-2 外鏟式挖掘機(jī)構(gòu) (2)內(nèi)鏟式：鏟刀位于鏟臂內(nèi)側(cè)如圖3-3所示，鏟刀直接貼于鏟臂表面，因此鏟刀不會(huì)因?yàn)槭芰诉^(guò)大而破損；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力較小，設(shè)

27、計(jì)也相對(duì)簡(jiǎn)單，只需安裝一塊限位塊即可；由于鏟刀位于鏟臂上，其機(jī)構(gòu)外部空間不受限制，能夠?qū)ζ渌考M(jìn)行最合理安排，支架也能根據(jù)現(xiàn)有的條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，工藝簡(jiǎn)單，成本低；不過(guò)由于機(jī)構(gòu)尺寸限制，中間空余的空間不大，鏟刀包絡(luò)的圓徑較小，適用于移植干徑較小的樹(shù)木。本次設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)要求的土球直徑為400-700mm，移植的樹(shù)木較小；并且本著低成本的原則，本次課題設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)為內(nèi)鏟式。圖3-3 內(nèi)鏟式挖掘機(jī)構(gòu) 3.2.2 工作原理如圖3-1所示，該機(jī)構(gòu)的主機(jī)架利用銷(xiāo)軸從機(jī)架的兩側(cè)分別與兩個(gè)開(kāi)合機(jī)架鉸接，開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸的缸體連接在主機(jī)架上，活塞軸連接在開(kāi)合機(jī)架上，各機(jī)架焊有導(dǎo)軌，鏟刀安裝在導(dǎo)軌上，挖掘機(jī)構(gòu)

28、鏟刀液壓缸的缸體連接在導(dǎo)軌上，活塞軸連接到鏟刀。工作時(shí)，待機(jī)構(gòu)就位后，啟動(dòng)兩個(gè)開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸，鉸鏈閉合，閉合后依次開(kāi)啟四個(gè)挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸，使四個(gè)鏟刀可以依次沿著導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，插入土壤，直到鏟刀到達(dá)最低位置，四個(gè)鏟刀即閉合。 3.2.3 鏟刀設(shè)計(jì) 鏟刀設(shè)計(jì)為直鏟型，即它的軸向?yàn)橹本€，與此相應(yīng)的鏟軌也是直線，徑向?yàn)檎劬€。如圖3-4所示。圖3-4 鏟刀這種設(shè)計(jì)的樹(shù)鏟加工比曲面鏟容易，受力情況簡(jiǎn)單；但與曲面鏟相比包容的土球體積就比較小，樹(shù)鏟機(jī)構(gòu)裝置所需要的空間尺寸就比較大。鏟刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖3-5，包括鏟刀與土壤接觸的工作面長(zhǎng)度L，安裝角，土球深度H以及土球直徑D。其中，鏟刀工作面長(zhǎng)度L應(yīng)滿足下列

29、等式： （3-1） 式中 H-土球高度； -鏟刀安裝角。其中，實(shí)際L的長(zhǎng)度可在結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)的時(shí)候根據(jù)實(shí)際情況再另外確定。由原始數(shù)據(jù)可知土球高度H=600mm，直徑D取680mm，安裝角=65°，由公式（3-1）計(jì)算得L>662mm，根據(jù)實(shí)際情況，L=872mm；鏟刀厚為8mm。圖3-5 鏟刀結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.2.3 鏟刀鏟土過(guò)程分析鏟刀是樹(shù)木移植機(jī)進(jìn)行移植工作的主要的工作工具，其形狀和尺寸結(jié)構(gòu)參數(shù)都會(huì)影響到樹(shù)木移植車(chē)挖掘裝備的總體設(shè)計(jì)。鏟刀的工作對(duì)象是土壤，另外還有在插入土壤后鏟刀在土壤里碰到的生長(zhǎng)在土壤里的樹(shù)木根系，但是因?yàn)楦翟谕寥乐械姆植际欠浅２灰?guī)律的，所以移植機(jī)在挖樹(shù)的過(guò)程

30、中所受的阻力的計(jì)算很復(fù)雜，主要是受到樹(shù)木周?chē)寥赖膶?shí)際情況影響很大。對(duì)于直鏟而言，挖樹(shù)的阻力主要來(lái)自鏟刀與土壤的切削阻力、鏟刀與土壤的摩擦阻力、鏟刀與樹(shù)木根系的剪切力等，鏟刀受到阻力后，會(huì)發(fā)生變形以及各種應(yīng)力也會(huì)隨深度發(fā)生大小、方向的變化4。樹(shù)木移植機(jī)在挖掘樹(shù)木土球的時(shí)候，是通過(guò)液壓系統(tǒng)使各個(gè)液壓缸伸縮來(lái)完成鏟刀的順序下鏟。當(dāng)單個(gè)鏟刀進(jìn)行下鏟時(shí)，刀刃會(huì)切開(kāi)土壤，隨著鏟刀面的移動(dòng)，刀刃前方的土壤會(huì)發(fā)生向下以及向一側(cè)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。其中，刀刃面使土壤產(chǎn)生向下的移動(dòng)壓實(shí)土壤，刀刃前方的作用力使土壤向一側(cè)擠壓，這兩個(gè)力使土壤產(chǎn)生一個(gè)反作用在鏟刀刃面的法向壓應(yīng)力。鏟刀在下鏟過(guò)程中，土壤受鏟刀的作用而附加

31、產(chǎn)生的垂直于鏟面的法向壓應(yīng)力，稱作土壤附加法向壓應(yīng)力。在作用與反作用的影響下，將鏟刀兩側(cè)的土壤附加法向壓應(yīng)力取相等值。由于鏟刀所要切割的土壤并不是單一的成分，鏟刀工作時(shí)刀刃上產(chǎn)生的阻力稱為鏟刀刀刃的純切削阻力。 3.2.4 鏟刀下鏟阻力計(jì)算當(dāng)鏟刀在恒定的速度下鏟時(shí)，鏟刀滑移液壓作用在鏟刀上的力與鏟刀工作阻力P相等。在計(jì)算鏟刀工作阻力時(shí)借鑒了土壤-機(jī)器系統(tǒng)力學(xué)中常用到的半經(jīng)驗(yàn)法，由實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)直鏟式樹(shù)木移植機(jī)鏟刀的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，以相似理論為基礎(chǔ)的模型實(shí)驗(yàn)建立一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式4： （3-2）式中 X- 鏟刀下鏟時(shí)的位移（m）； - 土壤密度(g/cm3)； C- 土壤內(nèi)聚力(Pa)； - 鏟刀體圍角的半角

32、(度)。以上式子的實(shí)驗(yàn)取值范圍如下： =3060°；c/=0.3851.37m；x=00.9m。圖3-6 下鏟阻力P與下鏟距離X的關(guān)系曲線4 在此次設(shè)計(jì)中，由于鏟臂于豎直方向有一定的夾角，鏟刀的位移量 （3-3） 其中 S=600mm =25° x=600/cos25°=662（mm） 土壤密度 =1.67g/cm3 土壤內(nèi)聚力 C=7947.8Pa 鏟刀體圍角的角度 =45° 代入公式（3-2），得 該經(jīng)驗(yàn)公式的取值范圍內(nèi)，能夠滿足土壤力學(xué)中預(yù)測(cè)誤差小于±10%的要求，擁有足夠的精度。 3.2.5 土球重量土球重量由以下式子計(jì)算 （3-4）

33、樹(shù)木移植機(jī)挖出的土球形狀近似為圓臺(tái) 代入公式（3-4）得， 3.2.6 鏟刀與鏟軌的連接導(dǎo)軌負(fù)責(zé)鏟刀的導(dǎo)向，是鏟刀的導(dǎo)向裝置。鏟刀的形狀需要有相對(duì)應(yīng)鏟軌結(jié)構(gòu)與之配合。如圖3-7，該鏟刀設(shè)計(jì)為直鏟式，所以鏟軌的滑動(dòng)軌跡也是直線型的。導(dǎo)軌與耐磨板之間通過(guò)螺釘連接，挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸通過(guò)耳環(huán)座與鏟刀連接，挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸活塞桿運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)鏟刀在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鏟土功能。1-挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸；2-導(dǎo)軌；3-耐磨板；4-耳環(huán)座；5-鏟刀。圖3-7 鏟刀與導(dǎo)軌的安裝連接 3.2.7 支架與鉸鏈 如圖3-8所示，挖掘機(jī)構(gòu)部分由兩種支架，一個(gè)主機(jī)架和兩個(gè)開(kāi)合支架。主機(jī)架為固定機(jī)架，裝上固定板后與提升機(jī)構(gòu)

34、連接；開(kāi)合機(jī)架可以開(kāi)合以更好地包圍要移植的樹(shù)木。樹(shù)木移植機(jī)的導(dǎo)軌用鋼板焊接而成，然后再焊在機(jī)架上。開(kāi)合機(jī)架和主機(jī)架分別用銷(xiāo)軸鉸接，通過(guò)開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸實(shí)現(xiàn)打開(kāi)和閉合的動(dòng)作。開(kāi)合機(jī)架和主機(jī)架上都焊有液壓缸耳環(huán)座，用來(lái)連接開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸。開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸的缸體連接在主機(jī)架上的液壓缸耳環(huán)支座，活塞軸則連接在開(kāi)合機(jī)架上的液壓缸耳環(huán)支座。1-開(kāi)合機(jī)架；2-耳環(huán)座；3-鉸鏈；4-開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸；5-主機(jī)架。圖3-8 開(kāi)合機(jī)構(gòu)3.3 提升和傾斜機(jī)構(gòu)提升和傾斜機(jī)構(gòu)的作用是在挖掘機(jī)構(gòu)完成挖掘工作后，通過(guò)提升機(jī)構(gòu)將樹(shù)鏟機(jī)構(gòu)連同移植的樹(shù)木一起提起離開(kāi)地面，待樹(shù)鏟機(jī)構(gòu)提到一定高度后，傾斜機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，傾斜機(jī)構(gòu)把提升后的挖

35、掘機(jī)構(gòu)傾斜一定的角度躺放在車(chē)輛后面，以便運(yùn)輸。1-耳環(huán)支座；2-提升機(jī)構(gòu)液壓缸；3-導(dǎo)軌；4-傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸；5-底座；6-支座；7-固定板。圖3-9 提升傾斜機(jī)構(gòu)如圖3-9所示，提升機(jī)構(gòu)由各種鋼板、槽鋼和液壓缸等組成。其中液壓缸的缸體連接在于底座鉸接的鋼板上；活塞軸則安裝在角鋼上，工作時(shí)，提升液壓缸的活塞伸長(zhǎng)，帶動(dòng)槽鋼在提升導(dǎo)軌上滑移，從而帶動(dòng)樹(shù)鏟機(jī)構(gòu)向上提升。傾斜機(jī)構(gòu)由傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸和液壓缸支座等部分組成。液壓缸的缸體連接在液壓缸支座上，支座通過(guò)螺栓固定在車(chē)輛底盤(pán)上；液壓缸活塞軸一端也是連接在支座上。工作時(shí)，待提升機(jī)構(gòu)完成作業(yè)，挖掘機(jī)構(gòu)升起到了一定高度，傾斜液壓缸活塞收縮，使提升機(jī)構(gòu)、挖掘

36、機(jī)構(gòu)和移植的樹(shù)木一同向車(chē)輛底盤(pán)一側(cè)傾斜，躺放一定的角度。然后車(chē)輛便可以將樹(shù)木運(yùn)輸?shù)揭浦驳男驴犹帲_(kāi)始移栽的工作。其中，提升機(jī)構(gòu)所選用的導(dǎo)軌是運(yùn)用了叉車(chē)的導(dǎo)軌，選用了叉車(chē)門(mén)架專(zhuān)用槽鋼，采用CC重疊式，外門(mén)架選用16#槽鋼，與固定架焊接在一起，并焊有耐磨板；內(nèi)門(mén)架選用10#槽鋼，套在外門(mén)架中，形成導(dǎo)軌。第4章 液壓裝置設(shè)計(jì)4.1 工作原理此次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)包括油箱、液壓泵、溢流閥、過(guò)濾器、液壓缸、多路換向閥和油管等部件。液壓系統(tǒng)是以液壓油為能源介質(zhì)，由柴油機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)液壓泵旋轉(zhuǎn)，液壓泵開(kāi)始工作。液壓泵的進(jìn)口處產(chǎn)生局部真空，作用在液壓油箱中液壓油表面的大氣壓驅(qū)動(dòng)液壓油流動(dòng)，并經(jīng)過(guò)吸油過(guò)濾器流入

37、液壓泵的吸油口以填充局部的真空空間。4.2 液壓缸選擇 4.2.1 概述液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，用來(lái)把液壓泵輸入的液壓油壓力能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行直線往復(fù)或旋轉(zhuǎn)（擺動(dòng)）運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，液壓缸主要輸出為力和速度，也有輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的5。本文設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)所需要的液壓缸包括挖掘裝置鏟刀液壓油缸、開(kāi)合裝置液壓油缸、提升裝置液壓油缸和傾斜裝置液壓油缸，這些液壓油缸在作業(yè)時(shí)都要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同方向的運(yùn)動(dòng)，所以選用雙作用液壓缸。雙作用液壓缸的兩側(cè)都可以輸入壓力油液，活塞兩個(gè)方向的動(dòng)作就可以靠油液壓力來(lái)完成。雙作用單活塞液壓缸工作時(shí)缸體固定，活塞桿驅(qū)動(dòng)載荷，當(dāng)無(wú)桿腔有油液流進(jìn)時(shí)，有桿腔回油液時(shí)，活塞桿伸

38、出；當(dāng)有桿腔有油液流進(jìn)時(shí)，無(wú)桿腔回油液時(shí)，活塞桿縮回，從而完成正、反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)5。 4.2.2 計(jì)算選型（1）挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸計(jì)算選型在先前的計(jì)算中，已知鏟刀受到的下鏟阻力為F=22.6kN。在樹(shù)木移植機(jī)實(shí)際的工作過(guò)程中，由于是順序作業(yè)，雖然有四個(gè)鏟刀，但是四個(gè)鏟刀并不是同事運(yùn)動(dòng)的，所以在計(jì)算和選用液壓缸時(shí)只需要代入一個(gè)F的力大小。液壓缸作用面積與負(fù)載力的關(guān)系為： （4-1） 式中 F-負(fù)載力； D-液壓缸內(nèi)徑； d-活塞桿直徑； p-進(jìn)油壓力。 初選挖掘機(jī)構(gòu)鏟刀液壓缸型號(hào)為HSGL01-63/45E型，基本技術(shù)參數(shù)尺寸為：缸徑D=63mm，桿徑d=45mm，速比為2，行程為662mm，

39、公稱壓力為16MPa，代入公式（4-1）得P=14.8MPa，低于系統(tǒng)壓力16MPa，滿足要求。故選用液壓缸HSGL01-63/45E型作為挖掘裝備鏟刀液壓缸，液壓缸數(shù)目為2個(gè)。 （2）開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸計(jì)算選型開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸因?yàn)橹回?fù)責(zé)樹(shù)木移植機(jī)開(kāi)合機(jī)構(gòu)機(jī)架的開(kāi)啟和閉合的作業(yè)，所以所承受的負(fù)載很小，取F=g=1000N，初選開(kāi)合機(jī)構(gòu)液壓缸型號(hào)為HSGL01-40/25E型，基本技術(shù)參數(shù)尺寸為：缸徑D=40mm，桿徑d=25mm，速比為2，行程為140mm，公稱壓力為16MPa，代入公式（4-1）得P=1.3MPa，低于系統(tǒng)壓力16MPa，滿足要求。故選用液壓缸HSGL01-40/25E型作為開(kāi)合機(jī)

40、構(gòu)液壓缸，液壓缸數(shù)目為2個(gè)。（3） 提升機(jī)構(gòu)液壓缸計(jì)算選型先前已經(jīng)計(jì)算過(guò)土球的重量約為142kg，再加上樹(shù)木的重量，假設(shè)單位運(yùn)輸重量為550kg，機(jī)架本身的重量為120kg，上升高度600mm。即G=5500N，g=1200N，則提升液壓缸的工作負(fù)載為： （4-2）代入數(shù)值得，。由于提升機(jī)構(gòu)液壓缸所承受的負(fù)載并不大，只有6700N，初選提升機(jī)構(gòu)液壓缸型號(hào)為HSGL01-50/32E型，基本技術(shù)參數(shù)尺寸為：缸徑D=50mm，桿徑d=32mm，速比為2，行程為600mm，公稱壓力為16MPa，代入公式（4-1）得P=5.8MPa，低于系統(tǒng)壓力16MPa，滿足要求。故選用液壓缸HSGL01-50/3

41、2E型作為提升機(jī)構(gòu)液壓缸，液壓缸數(shù)目為2個(gè)。 （4）傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸計(jì)算選型傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸是在提升機(jī)構(gòu)液壓缸作業(yè)完畢后開(kāi)始工作的，傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸負(fù)責(zé)頂住挖掘機(jī)構(gòu)緩慢運(yùn)動(dòng)，直至挖掘機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到一定的角度放置在車(chē)輛后面。所以傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸主要承受的負(fù)載基本上與提升機(jī)構(gòu)一致，只是在其基礎(chǔ)上要增加提升機(jī)構(gòu)的重量，假設(shè)=70kg，則傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸的工作負(fù)載為： （4-3）代入數(shù)值得，。 初選傾斜液壓缸型號(hào)為HSGL01-63/45E型，基本技術(shù)參數(shù)尺寸為：缸徑D=63mm，桿徑d=45mm，速比為2，行程為585mm，公稱壓力為16MPa，代入公式（4-1）得P=3.8MPa，低于系統(tǒng)壓力16MPa，滿足要求

42、。故選用液壓缸 HSGL01-63/45E型作為傾斜機(jī)構(gòu)液壓缸，液壓缸數(shù)目為2個(gè)。如圖4-1所示，為HSG型液壓缸的外形結(jié)構(gòu)圖。圖4-1 HSG型液壓缸外形結(jié)構(gòu)圖4.3 液壓泵選擇 4.3.1 概述液壓泵是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置，作為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的一種動(dòng)力元件，我們通常利用它來(lái)為液壓系統(tǒng)提供壓力油。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。采用定量泵。因?yàn)槊總€(gè)液壓缸并不是同時(shí)工作，而是順序依次工作，且工作時(shí)速度并不高，所以一個(gè)定量齒輪泵的流量便可以滿足要求。 4.3.2 液壓泵計(jì)算選型 （1） 液壓泵最大的工作壓力P泵的最大工作壓力與各方面的負(fù)載的關(guān)系等式為： （

43、4-4）式中 -系統(tǒng)中液壓缸或液壓馬達(dá)的最大工作壓力； -從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間產(chǎn)生的管路損失量之和，當(dāng)管路簡(jiǎn)單，流速不大時(shí)，通常??；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)閥時(shí)，通常取78。樹(shù)木移植機(jī)的液壓缸在整個(gè)工作過(guò)程中最大的工作壓力為樹(shù)鏟滑移液壓缸的工作壓力，即；由于整個(gè)系統(tǒng)管路非常簡(jiǎn)單，只有10個(gè)液壓缸，所以壓力損失取值。則液壓泵的最大工作壓力為： 。 （2） 系統(tǒng)最大流量Q液壓缸的工作流量計(jì)算公式為： （4-5） 式中 v - 液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度；   A - 液壓缸的最大面積。 在整個(gè)樹(shù)木移植機(jī)系統(tǒng)工作過(guò)程中，液壓缸的速度都不需要非常快，假設(shè)為v=0.04m/s。 挖

44、掘裝備鏟刀液壓缸工作流量：開(kāi)合裝置液壓缸工作流量：提升裝置液壓缸工作流量：傾斜裝置液壓缸工作流量：液壓泵的輸出流量公式： （4-6） 式中 K系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，通常取值范圍為K=1.11.3；   Qmax系統(tǒng)中液壓缸的最大工作流量。已知，傾斜裝置液壓缸的工作流量最大，代入數(shù)值進(jìn)公式（4-6），得（3） 選擇液壓泵根據(jù)以上所求得的最大工作壓力P和液壓泵流量Q，選擇型號(hào)為CBG1016型的齒輪泵，如圖4-2所示，其主要參數(shù)為：流量Q=32.8 L/min ，額定壓力P=16MPa。圖4-2 CBG1016型號(hào)齒輪泵外型圖4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)選擇本次設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)運(yùn)用于農(nóng)業(yè)和園林業(yè)機(jī)

45、械工程，所以比較適合選用柴油機(jī)。柴油機(jī)不僅功率范圍廣，適應(yīng)性好，而且起動(dòng)性能好，使用操作方便，在35s時(shí)間內(nèi)就可以起動(dòng)起來(lái)，并能很快達(dá)到全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在正常運(yùn)行過(guò)程中，不需要進(jìn)行繁重復(fù)雜的操作910。首先計(jì)算液壓泵驅(qū)動(dòng)功率。樹(shù)木移植機(jī)挖掘裝備的鏟刀運(yùn)動(dòng)是恒定慢速的，所以液壓泵的壓力和流量也是比較穩(wěn)定的，驅(qū)動(dòng)動(dòng)率與泵壓力和流量的關(guān)系等式為： （4-7） 式中 P - 液壓泵的最大工作壓力（MPa）； Q - 液壓泵流量（L/min）； - 液壓泵的總效率，齒輪泵的總效率范圍為0.60.7。將數(shù)值代入公式（4-7)得：因此，選用S195柴油機(jī)，其主要參數(shù)為：功率為8.8KW，轉(zhuǎn)速為2200r/min

46、。4.5 聯(lián)軸器選擇已知s195柴油機(jī)的的功率為8.8KW，轉(zhuǎn)速為2200r/min。而CBG1016型齒輪泵的額定轉(zhuǎn)速為2000r/min，最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，滿足要求。假設(shè)柴油機(jī)的效率為0.85，則轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速以及功率的關(guān)系為下式: （4-8） 代入數(shù)值求得，選用LM3型聯(lián)軸器，主要參數(shù)如下：公稱轉(zhuǎn)矩T=100Nm，許用轉(zhuǎn)速n=10900r/min，滿足要求。如圖4-3所示，為L(zhǎng)M型聯(lián)軸器的外形圖。圖4-3 LM型聯(lián)軸器外形圖4.6 管道內(nèi)徑的確定管道內(nèi)徑可以通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算： （4-9）式中 Q-通過(guò)管道的流量 V-管內(nèi)允許流速先前計(jì)算得知，系統(tǒng)最大流量，分別取吸油管道流速為

47、0.8m/s，壓油管道流速為4m/s，回油管道流速為2m/s。代入公式（4-9），得吸油管道內(nèi)徑壓油管道內(nèi)徑回油管道內(nèi)徑參照標(biāo)準(zhǔn)管徑，分別取吸油管道內(nèi)徑為25mm，外徑為34mm；壓油管道內(nèi)徑為12mm，外徑為18mm；回油管道內(nèi)徑為125mm，外徑22mm。4.7 油箱設(shè)計(jì)油箱主要用來(lái)存放液壓系統(tǒng)所需要的全部的液壓油，同時(shí)還必須具有散發(fā)熱量，分離油液里氣體及沉淀污物，分離凝結(jié)水等作用，考慮到所選柴油機(jī)和液壓泵的型號(hào)和尺寸，油箱則選擇旁置式的，其布置靈活，維護(hù)方便。不僅如此，旁置式郵箱還能夠降低油箱發(fā)熱和液壓振動(dòng)對(duì)主機(jī)工作精度的影響。 根據(jù)液壓泵的最大流量為18L/min，油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為

48、 （4-10) 式中 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；   經(jīng)驗(yàn)系數(shù)由先前計(jì)算，得系統(tǒng)工作壓力為，系統(tǒng)為中壓，因此取。代入公式(4-10)，初步確定油箱容量為。綜上所述，將郵箱的公稱油液容量定為100L，長(zhǎng)寬高分別為633mm、460mm、410mm。油箱的最小厚度必須大于3mm，而箱底必須比箱壁厚，定箱底厚度為6mm，箱蓋必須比箱壁厚度和箱底厚，定箱蓋厚度為9mm。為了放油和搬運(yùn)更方便，應(yīng)該把油箱升起來(lái)，油箱底距離地面50mm ，并且設(shè)有支架，油箱是用鋼板焊接成的，支架上設(shè)置有4×14的螺栓孔用來(lái)將油箱固定在底座上。如圖4-4所示，油箱中設(shè)有吸油網(wǎng)式過(guò)濾器

49、，要有足夠的流通油液的能力，而且距離箱底不能小于20mm；當(dāng)油箱容量大于100L時(shí)，需要用隔板將吸油區(qū)和回油區(qū)隔開(kāi)，這樣可以增加油液循環(huán)的距離，優(yōu)點(diǎn)是油液散熱較快，沉淀雜質(zhì)和分離氣泡較好；考慮到油箱的清洗，在油箱壁設(shè)置兩個(gè)油箱清洗蓋；為避免油液受到污染或者泄露，油箱蓋板和管口的地方要進(jìn)行密封，油箱蓋板上設(shè)置空氣濾清器；為了便于搬運(yùn)油箱，在油箱箱壁焊接了吊耳，吊耳有圓柱形和鉤型兩種，此次設(shè)計(jì)選用圓柱吊耳，每個(gè)吊耳的允許起重量為0.7t。油箱外壁還設(shè)有長(zhǎng)形油標(biāo)，用來(lái)觀察液壓油的液位5。圖4-4 油箱4.8 濾油器選擇過(guò)濾器可以用來(lái)過(guò)濾掉油液中的雜質(zhì)，維持油液干凈，同時(shí)避免油液受到污染，從而確保系統(tǒng)

50、可以正常地工作。此次設(shè)計(jì)選用型號(hào)為HY37-50型的網(wǎng)式過(guò)濾器，如圖4-5所示。該過(guò)濾器的基本參數(shù)如下：流量為50L/min，網(wǎng)孔為60目/英寸，通徑為25mm，基本尺寸M為M33X2，H為87mm，D為105mm。圖4-5 HY37型號(hào)濾油器4.9 空氣濾清器選擇在液壓系統(tǒng)中，凈化液壓油液十分重要，空氣濾清器能夠維持油箱內(nèi)的油液干凈，不僅可以避免臟污物顆粒從外面混入油箱，還可以增長(zhǎng)油液及元件的工作周期和使用壽命，從而確保了液壓系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)液壓系統(tǒng)工作時(shí)，油面會(huì)有時(shí)上升有時(shí)下降，上升的時(shí)候把空氣從內(nèi)排到外，下降的時(shí)候則從外面吸進(jìn)空氣，從而可以過(guò)濾吸入的空氣，同時(shí)空氣濾清器又是注油口11。

51、此次設(shè)計(jì)選用型號(hào)為EF1-25型的空氣濾清器，如圖4-6所示。該空氣過(guò)濾器的基本參數(shù)如下：加油流量為9L/min，空氣流量為65L/min，基本尺寸A為80mm，B為45mm，a為39mm，b為51mm，c為64mm，4只螺釘?shù)囊?guī)格為M4X20。圖4-6 EF1型號(hào)空氣濾清器4.10 多路換向閥選擇 本設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)多路換向閥。各個(gè)手動(dòng)換向閥之間采用并聯(lián)。多路換向閥由若干個(gè)單連換向閥、溢流閥和單向閥等組合而成的集合閥，具有很多優(yōu)點(diǎn)比如緊湊的結(jié)構(gòu)、壓力損失很小等。此次涉及選用型號(hào)為CDA4-F15型的多路換向閥，如圖4-7所示。該多路閥為片式結(jié)構(gòu)，具有功能全、性能佳、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等

52、優(yōu)點(diǎn)。圖4-7 CDA4-F15型多路換向閥本文所設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)要控制10個(gè)液壓油缸運(yùn)動(dòng)，要用7連的多路換向閥并聯(lián)控制。其中與提升裝置液壓缸和傾斜裝置液壓缸連接的兩連換向閥選用R型換向閥，其機(jī)能符號(hào)如圖4-8；其余四片選用O型換向閥，其機(jī)能符號(hào)如圖4-9所示。圖4-8 R型機(jī)能符號(hào) 圖4-9 O型機(jī)能符號(hào)4.11 溢流閥溢流閥是一種壓力控制閥，可以用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中的油液壓力或通過(guò)壓力的信號(hào)來(lái)控制閥口開(kāi)閉，當(dāng)它旁接在液壓泵的出口的，用來(lái)確保系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力，當(dāng)它旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，成為過(guò)載閥，對(duì)執(zhí)行元件起到安全保護(hù)的作用12，如圖4-10，圖4-11所示。圖4-10 過(guò)載閥圖形

53、符號(hào) 圖4-11 溢流閥圖形符號(hào)4.12 雙液控單向閥雙液控單向閥又稱液壓鎖，如圖4-12所示。工作時(shí)，當(dāng)一個(gè)單向閥的油液正向流動(dòng)的時(shí)候，另一個(gè)單向閥的油液反向流動(dòng)，并且不需要增加額外的控制油路，左右兩個(gè)單向閥的閥芯在各自的彈簧力的作用下會(huì)使閥口封閉，這樣可以使液壓缸穩(wěn)定在某一位置。圖4-12 雙液控單向閥圖形符號(hào)第五章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 概述本文設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植機(jī)采用液壓傳動(dòng)，簡(jiǎn)單可靠的液壓系統(tǒng)是保證移植機(jī)正常工作的必要條件之一。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在分析樹(shù)木移植機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)裝置的運(yùn)動(dòng)的不同特點(diǎn)以及有關(guān)工作力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。5.2 液壓工作過(guò)程樹(shù)木移植機(jī)在液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)下所進(jìn)行的作業(yè)順序?yàn)椋簝A斜裝置液壓缸活塞伸長(zhǎng)使挖掘裝備垂直放置提升裝置液壓缸活塞縮回使挖掘裝備下降到達(dá)地面開(kāi)合裝置液壓缸活塞縮回使挖掘裝備打開(kāi)開(kāi)合裝置液壓缸活塞伸長(zhǎng)使挖掘裝備閉合挖掘裝備鏟刀液壓缸活塞伸長(zhǎng)使鏟刀插入土壤直至四片鏟刀到達(dá)最低點(diǎn)閉合提升裝備液壓缸活塞縮回使挖掘裝備上升到一定高度傾斜裝置液壓缸活塞縮回使挖掘裝備傾斜一定角度躺放在車(chē)架上。5.3 樹(shù)木移植機(jī)液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)本文設(shè)計(jì)的樹(shù)木移植車(chē)挖掘裝備采用的液壓系統(tǒng)傳動(dòng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1） 所有動(dòng)作都