滑移装载机清扫器的整体设计

滑移装载机清扫器的整体设计

王磊

王磊

徐州徐工铲运机械事业部江苏徐州221000

摘要：滑移装载机机具清扫器是一种通过马达带动旋转的毛刷来实现清扫作业的机器，本文通过三维绘图软件对清扫器的三维模型进行设计，根据参数的计算来选择清扫器的马达及液压管路，使得整个产品在设计过程中达到参数化、模块化以方便后期的试制及批量生产。

关键词：滑移装载机；清扫器；整体设计

滑移装载机是小型装载机的标志性产品，其中清扫器是滑移装载机中配备最多的一种机具，主要使用在铣刨路面的清扫工作，工作环境比较恶劣，路面摩擦阻力比较大，因此清扫器马达必须具备足够的扭矩，方能克服摩擦阻力。整个清扫器设计必须经严格计算，确保其良好的环境适应性及可靠性。

1.三维结构设计

应用三维绘图软件设计清扫器三维模型，清扫器的结构组由三部分组成，分别为上罩、下罩、旋转架（见图1）。上罩与下罩通过两根销轴铰接一体，上下罩通过围绕销轴的旋转来倾卸清扫器内的尘土、砂石等物料。旋转架一端通过上罩与马达相连，另一端与轴承相连，清扫毛刷通过左右挡板固定在旋转架上。通过液压马达的旋转带动旋转架的转动来实现清扫作业。清扫器整体外形尺寸为1900×1445×695（mm），整机重量不含毛刷592KG，含毛刷约650KG。

2.马达匹配计算

清扫器通过马达带动清扫器毛刷旋转，并将路面的砂石颗粒扫入铲斗中。因此马达与整机液压系统的匹配十分重要。滑移整机参数：额定功率P=60Kw（@2300rpm）；发动机转速n=2300rpm；安全阀压力：P=20MPa；齿轮泵的排量P排=33ml/r。（1）流量计算：Q=q×n。系统流量Q=75.9PLM，因为没有考虑容积效率，这是一个极限流量值，考虑容积效率时（柱塞泵0.9-0.98，齿轮泵0.7-0.9，叶片泵0.8-0.95），Q≈70PLM。（2）扭矩计算。由阻力反推清扫器工作所需最小扭矩。a碎石路面摩擦系数：0.020-0.025b；良好的沥青或混凝土路面：0.01-0.018；c干沙子路面：0.1-0.3；d湿沙子路面：0.06-0.15；选择最大的摩擦系数c以确保机器的可靠性。（3）马达的工作效率计算，马达排量:q=245ml/r，系统压力：20MPA理论扭矩：T=Pq/2π=780，马达实际额定扭矩T=735（图2）样本值，通过计算得工作效率η=0.94。

3.液压胶管选型计算

滑移装载机多功能液压系统的输出参数为：P最大=20兆帕；Q最大≈70PLM，软管内径可按流速和流量计算：

式中：d-管道内径（mm）；q-液体流量（L/min）；v-流速（m/s）系统最大流量已知，根据系统最大压力20兆帕查表1，确定最大流速为6m/s。计算d=15.75mm。由于液压系统的最大压力达到20兆帕，参见表3确定钢丝层数为两层型号F381，最大承受压力25兆帕。

4液压软管接头的确定

在液压系统设计中，软管和软管接头的选型都是在设计的最后阶段进行，而且选型的重要性很容易被忽视或低估。事实上，软管和接头的配合对整个系统的功能和寿命起着至关重要的作用。胶管过细，钢丝层数不够等都易引起液压胶管爆裂。因此液压胶管型号的确定必须严格按照液压系统参数进行匹配。滑移装载机清扫器马达位置为外置如图1所示，胶管一端与马达连接另一端与滑移装置机多功能快换接头相连。因此软管两端均选择直头。参照派特样本内径规格10的胶管可选择直接头型号为18。马达油口的螺纹规格为M33×2。软管接头的密封形式主要有：（1）螺纹密封；（2）O型圈密封；（3）配合角度或金属—金属连接；（4）带O型圈及相互配合的角度。根据液压系统的压力参数确定接头为轻型，密封形式采用ED密封。根据实际情况确认软管长度为3100，由于软管整体裸露在外，固整体需缠绕耐磨护套进行防护。参照派克样本，确认液压软管的型号为F381CACA181810-3100-PG（参看表2.3）。

表2软管内径规格对照表

表3软管系列概览

5.结论

通过三维绘图软件绘制清扫器的三维模型结构，上罩与下罩通过两根销轴铰接一体，上下罩通过围绕销轴的旋转来倾卸清扫器内的尘土、砂石等物料；旋转架一端通过上罩与马达相连，另一端与轴承相连，通过马达来带动旋转架旋转实现清扫作业；根据系统参数计算匹配液压马达以及液压胶管型号。

参考文献：

[1]陈晓红.清扫器整体设计研究[J].科技研究.2012.6.

[2]吴东丽.滑移装载机马达设计[J].科学与技术.2013.7.

【作者简介】王磊（1983.07-），男，汉族，辽宁辽阳市人，硕士学历，徐州徐工铲运机械事业部中级工程师，主要研究方向：工程机械。